用于沉积流体的液滴的液滴沉积设备和方法技术

一种具有提高的生产率的喷射液滴的设备，例如喷墨打印头，包括：长形的流体室的阵列(2)，其中每个室与喷嘴(6)连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管(4)；共同的流体出口歧管(5)；以及流体供应部，其产生从共同的流体入口歧管穿过阵列中的每个室并且进入共同的流体出口歧管的流体的通流；界定每个室的两个壁由压电材料形成以便产生从喷嘴的液滴喷射；这种喷射流动与通流同时发生，其可以具有比最大喷射流动大的值；每个喷嘴在平行于其的室的长度可以是长形的和/或可以具有出口，出口具有在生产率和温度控制方面赋予优点的面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于沉积流体的液滴的液滴沉积设备和方法
本专利技术涉及用于沉积流体的液滴的液滴沉积设备和方法。可以发现在液滴沉积设备中的特别有益的应用，液滴沉积设备包括：长形的流体室的阵列、共同的流体入口歧管以及共同的流体出口歧管和用于产生进入所述入口歧管、穿过阵列中的每个室并且进入所述出口歧管的流动的装置，每个室与用于液滴喷射的孔口连通。
技术介绍
这样的液滴沉积设备的实例由WO00/38928提供，从其中取得了图1、2、3和4。图1，例如，图示了“页面宽”打印头10，具有两行喷嘴20、30(每个喷嘴具有圆形的轮廓)，两行喷嘴20、30延伸(在由箭头100指示的方向)一张纸的宽度并且其允许在单程中跨越页面的整个宽度沉积油墨。通过把电信号施加到与流体室(流体室与喷嘴连通)关联的驱动装置实现自喷嘴的油墨的喷射，如例如从EP-A-0277703、EP-A-0278590和，更特别地，WO98/52763和WO99/19147中已知的。为了简化制造并且提高产率，喷嘴的“页面宽”行可以由多个模块组成，其中的一个模块在40处示出，每个模块具有相关联的流体室和致动装置并且借助于例如柔性电路60连接至相关联的驱动电路(集成电路(“芯片”)50)。通过端帽90中的相应的孔(未示出)，油墨供应至打印头并从打印头供应油墨。图2是图1的打印头的从后部的透视图，并且端帽90被移除以显示打印头的支撑结构200，支撑结构200包含有延伸打印头宽度的油墨流动通路210、220、230。经过在其中一个端帽90中的孔(从图1和图2的视图中省略)，油墨进入打印头和油墨供应通路220，如在图2中在215所示。当油墨沿着通路流动时，其被抽入至相应的油墨室中，如在图3中所示，图3是取自垂直于喷嘴行的延伸方向打印头的剖视图。从通路220，油墨经由在结构200中形成的孔320(示出为阴影)流入油墨室的第一和第二平行的行(分别在300和310处表示)中。已经流动穿过油墨室的第一行和第二行，油墨经由孔330和340离开以加入沿着各自的第一油墨出口通路和第二油墨出口通路210、230的油墨流动，如在235处表示。这些油墨在共同的油墨出口(未示出)处会合，共同的油墨出口在端部帽中形成并且可以定位在打印头的与在其中形成入口孔的端部相对的或相同的端部处。在图4中给出了在图1至图3中所示的特定的打印头的室和喷嘴的另外的细节，图4是沿着模块40的流体室截取的剖视图。流体室采取通道11的形式，通道11在压电材料的基部部件860中以机加工或以其他方式形成，以便界定随后被电极涂覆的压电通道壁，从而以形成通道壁致动器，如例如从EP-A-0277703中已知的。每个通道的半部分由覆盖物部件620的相应的节段820、830沿着长度600、610封闭，覆盖物部件620还形成为具有分别与流体歧管210、220、230连通的端口630、640、650。电极中的在810处的中断允许借助于经过电输入部(柔性电路60)施加的电信号在通道的任一个半部分中的通道壁中独立地操作。从每个通道半部分的油墨喷射通过开口840、850，开口840、850把通道与压电基部部件的与在其中形成通道的表面相对的表面连通。用于油墨喷射的喷嘴870、880随后在被附接至压电部件的喷嘴板890中形成。本领域的技术人员应当理解，多种可选的流体可以由液滴沉积设备沉积：油墨的液滴可以行进至，例如，纸或其他的基板，例如瓷砖，以形成图像，如同在油墨喷墨印刷应用中的情况；可选地，流体的液滴可以用于构建结构，例如电活性流体可以沉积至基板，例如电路板上以便使电设备的原型设计成为可能，或含有聚合物的流体或熔融聚合物可以在连续层中沉积以便生产物体的原型模型(如在3D打印中)。可以使用在构造上与标准喷墨打印头相似的的模块，使用使得能处理考虑中的特定流体的一些适应性变化来提供适合于这样的可选的流体的液滴沉积设备。图5和图6是采用与图1至图4的相似的双端部的侧面发射式构造的打印头的分解透视图，然而是从WO01/12442中取得的。如可以看到的，使用了在介质送料方向相对于彼此隔开的两行通道，其中每一行在横切于介质送料方向的方向延伸页面宽度。两行通道在压电材料的相应的条110a、110b中形成，相应的条110a、110b被粘合至基板86的平坦表面120。电极设置在通道的壁上，使得电信号可以选择性地施加至壁。通道壁因此用作致动器构件并且可以导致液滴喷射。基板86形成有导电轨道192，导电轨道192电连接至相应的通道壁电极(例如通过锡焊结合部)并且延伸至基板的边缘，通道的每一行的相应的驱动电路(集成电路84a、84b)在在该边缘处定位。如还可以从图5和6看到的，覆盖物构件130粘合至通道壁的顶部，从而产生可以容纳允许液滴喷射的压力波的封闭的“活动的”通道长度。各自具有圆形的轮廓的喷嘴孔在覆盖物构件130中形成，喷嘴孔与通道连通以使液滴的喷射成为可能。基板86还设置有端口88、90和92，其连通至入口歧管和出口歧管。如同参照图1至图4描述的结构，入口歧管可以设置在两个出口歧管之间，其中入口歧管因此经由端口90把油墨供应至通道，并且油墨经由端口88和92从两行通道至相应的出口歧管被移除。如图6所示，导电轨道192可以围绕端口88、90和92转向。在WO00/38928和WO01/12442中公开的打印头可以因此认为是包括长形的流体室的阵列的液滴沉积设备的实例，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，该设备具有共同的流体入口歧管并且具有共同的流体出口歧管，以及用于产生进入所述入口歧管、穿过阵列中的每个室并且进入所述出口歧管的流体流动的装置。
技术实现思路
本专利技术涉及在这样的液滴沉积设备中的改进。许多工业部门中，在液滴沉积工艺中，例如打印应用和工业沉积中，提高工艺生产率是关键的驱动因素。对于提高生产率的这种需求通常可以通过提高液滴从喷嘴喷射的频率或可选地通过增大每个流体液滴的大小来满足。用于增加生产率的另外的方法是增加喷嘴或孔口总数(更多的喷嘴输送更多的油墨)，这可以通过生产在阵列方向具有更高密度的喷嘴的打印头或通过使用多个合适地对准的液滴沉积模块(例如打印头)指引基板来实现。根据具体的应用，可以组合这些方法从而进一步提高生产率。然而，虽然这些方法中的每一个可以根据情况用于提高生产率，但是在每种情况下可具有要考虑的实际的折中。对于特定的方法，也可能具有现有的提高生产率的物理限制。例如，增大孔口密度会被致动元件或流体室可以依照其制造的最小尺寸限制。在例如在图1至5中示出的那些打印头中，会具有依照其可在压电材料中锯成通道的密度的限制。此外，增大孔口密度会影响致动元件的尺寸(特别是在装置的封装保持不变的情况下)并且因此致动元件会不那么有力并且因此在某种程度上会损害装置的性能。如上文指出的，多个液滴喷射模块(例如打印头)也可以用于提高生产率。包括多个模块的液滴沉积设备可以减少对约束致动元件的最小尺寸的影响，但是考虑到其包括多个高成本的液滴沉积模块，装置的成本可能会过高。此外，在某些情况下，使用具有更大的封装的液滴沉积模块以提高生产率可能是合适的。这可以明显地减轻对致动元件的尺寸的某些限制；然而，更大的封装可能会以清晰度的降低为代价。根据具体应用，这样的清晰度的降低可能是不可接受的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的阵列，每一个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共同的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在一个纵向端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的纵向端部与所述共同的流体出口歧管连通；其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，所述喷射流动具有最大值QE；其中所述孔口中的每一个在平行于所述流体室中的相应的一个流体室的纵向轴线的方向是长形的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.10 GB 1214348.31.一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的阵列，每一个长形的流体室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共同的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个长形的流体室并且进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述长形的流体室中的每一个在一个纵向端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的纵向端部与所述共同的流体出口歧管连通；其中每一个长形的流体室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致自所述长形的流体室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，所述喷射流动具有最大值QE；其中所述长形的流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定所述孔口的理论圆形面积AT＝1/4TTW2，用于每个长形的流体室的孔口出口具有面积An，其中0.48AT>An>0.20AT。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述压电致动器中的每一个压电致动器的致动在相应的长形的流体室的纵向端部中的每一个处产生声波，所述声波然后朝向所述孔口行进。3.根据权利要求1所述的设备，其中，对于所述孔口中的每一个孔口，所述孔口出口的长径比小于孔口入口的长径比。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述孔口中的每一个孔口的所述孔口出口是近似地圆形。5.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，其中，QTF的值足以确保返回至所述共同的流体出口歧管的流体的温度大体上保持在从所述共同的流体入口歧管进入所述长形的流体室的流体的0.2℃内。6.根据权利要求1、2、3或4所述的设备，其中所述通流的量使得QTF>0.25QE。7.根据权利要求1、2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·雷蒙德·德鲁里，安格斯·康蒂，阿萨纳西奥斯·卡纳里斯，
申请(专利权)人：萨尔技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB