微滴沉积装置制造方法及图纸

公开了一种例如喷墨打印头的微滴沉积装置。该装置包括流体室阵列，其中，每一个室具有喷嘴和和压电致动器元件，该压电致动器元件导致微滴根据需要在喷射方向上从喷嘴释放。室阵列在垂直于喷射方向的阵列方向上延伸。该装置还包括公共入口歧管，其向室阵列供应流体，且该装置还可以包括公共出口歧管，其接收来自室阵列的流体；入口歧管和(如果存在的话)出口歧管两者在阵列方向上是长形的，并且延伸室阵列的长度。该装置还包括限流器通道，其在阵列方向上延伸室阵列的长度。这可以是：将入口歧管连接至室阵列，使得在使用过程中，流体可以沿公共入口歧管的长度、穿过限流器通道、然后穿过所述流体室阵列且然后进入所述公共出口歧管中并沿所述公共出口歧管的长度流动；或，在提供公共出口歧管的情况下，可以将室阵列连接至出口歧管，使得在使用过程中，流体可以沿公共入口歧管的长度、穿过流体室阵列、然后穿过第一限流器通道且然后进入公共出口歧管中并沿公共出口歧管的长度流动。限流器和限流器连接至其的歧管成形为使得当观察垂直于阵列方向截取的横截面时限流器表现为将歧管连结至室的窄的长形通道。限流器通道对流体流动呈现足够的阻抗，使得在使用中，对于在阵列中的大体上所有室，邻近室阵列的在限流器通道内的流体被导向为大致垂直于阵列方向。

Droplet deposition apparatus

A droplet deposition apparatus, such as an ink jet printhead, is disclosed. The apparatus includes a fluid chamber array in which each chamber has a nozzle and a piezoelectric actuator element that causes the droplet to be released from the nozzle in accordance with the need in the injection direction. The chamber array extends in an array direction perpendicular to the jet direction. The device also includes a public entrance to the supply chamber array manifold, fluid, and the device can also include a common outlet manifold, which receives fluid from the chamber array; entrance manifold and (if any) two outlet manifold is elongated in the array direction, and extending the length of chamber array. The device further includes a current limiter channel that extends the length of the chamber array in the array direction. This can be: the entrance is connected to the manifold chamber array, which is in use process, fluid along the public entrance manifold length, through the limiter channel, and passes through the fluid chamber array and along the length of the public outlet manifold flow and then into the outlet manifold and the public; or, in common outlet manifold case, can be connected to the outlet chamber array manifold, which is in use process, fluid along the public entrance manifold length, through the fluid chamber array, then through the first restrictor channel and then enter the public exit manifold and along the length of the flow of public outlet manifold. A manifold connected to the manifold of the current limiter and the current limiter is formed so as to enable the cross-section of the cross section to be intercepted in the direction perpendicular to the array as a narrow long channel that connects the manifold to the chamber. The limiter channel presents sufficient impedance on the fluid flow, which is in use, the general in the array of all the rooms, room adjacent arrays on limiting fluid device within the channel is oriented substantially perpendicular to the array direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及微滴沉积装置。它可以在按需喷墨打印头中或更一般地在微滴沉积装置中且特别地在包括以下的微滴沉积装置中发现特别有利的应用，该微滴沉积装置包括：流体室阵列，每一个室设置有喷嘴和至少一个压电致动器元件，该至少一个压电致动器元件是可操作的，以导致流体微滴根据需要从室穿过喷嘴释放，该阵列在阵列方向上延伸；公共入口歧管，其大体上延伸所述阵列的长度并且在所述阵列方向上是长形的，用于向所述室阵列供应流体；以及公共出口歧管，其大体上延伸所述阵列的长度并且在所述阵列方向上是长形的，用于接收来自从所述室阵列的流体。本领域的技术人员将理解，各种可选的流体可以通过微滴沉积装置被沉积：墨滴可以行进到例如纸或其它介质(例如，陶瓷砖)以形成图像，如在喷墨打印应用中的情况；可选地，流体微滴可以用于构建结构，例如，电活性流体可以沉积到诸如电路板的介质上，以使实现对电设备进行原型化，或含聚合物的流体或熔融聚合物可以沉积在连续的层中，以便产生物体的原型模型(如在3D打印中)。适合于这种可选择的流体的微滴沉积装置可以设置有在构造上类似于标准喷墨打印头的模块，其中进行一些调整以处理所讨论的特定流体。此外，在现有技术中存在用于微滴沉积的多种构造，包括本申请人已经公开的多个构造。在本案中特别感兴趣是WO00/38928提供的示例，图1、图2、图3以及图4从中采用。WO00/38928提供了具有流体室阵列的微滴沉积装置的多个示例，其中每一个室与用于微滴喷射的孔口、公共流体入口歧管以及公共流体出口歧管连通，并且其中在使用过程中，流体流入入口歧管中、穿过阵列中的每一个室并进入出口歧管中。图1示出了“页宽”打印头10，其具有两行喷嘴20、30，该两行喷嘴20、30在阵列方向(由箭头100指示)上延伸一张纸的宽度，并且其允许油墨在单程中横跨页的整个宽度沉积。从喷嘴喷射油墨通过向与和该喷嘴连通的流体室相关联的致动装置施加电信号来实现，如从例如EP-A-0277703、EP-A-0278590、WO98/52763以及WO99/19147已知的。更具体地，如在EP-A-0277703和EP-A-0278590中教导的，压电致动器壁可以在连续的通路之间形成，并且借助于施加在每个壁的相对侧上的电极之间的电场致动，以便在剪切模式下横向偏转。在油墨或其它流体中产生的所得压力波导致微滴从喷嘴喷射。为了简化制造和增加产量，“页宽”喷嘴行可以由多个模块组成，其中的一个模块以40示出，每一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连接到相关联的驱动电路(集成电路(“芯片”)50)。通过端帽90中的相应的孔(未示出)将油墨供应至打印头和从打印头供应油墨。图2是从后面看的图1的打印头的透视图，并且移除了端帽90以显示打印头的包含油墨流动通道的支撑结构200或延伸打印头的宽度的歧管210、220、230。如可从图2呈现的，歧管中的每一个是在阵列方向上为长形的室，由图1中的100指示；这种布置提供了特别紧凑的打印头构造。WO00/38928教导油墨可以被馈送到入口歧管中并且从出口歧管出来，其中歧管是为每一个通路公用的并且通过每一个通路连接，以便在打印头操作过程中产生穿过每一个通路(并且因此经过每一个喷嘴)的油墨流。这可以用于防止灰尘、干油墨或其它异物在喷嘴中的积聚，否则其将抑制墨滴喷射。更详细地，油墨通过端帽90(从图1和图2的视图省略)中的一个中的孔并通过入口歧管220进入图1至4的打印头，如在图2中以215示出。当其沿入口歧管220的长度流动时，其被抽出到相应的油墨室中，如图3所示，图3是垂直于喷嘴行的延伸方向截取的打印头的截面图。从入口歧管220，油墨通过形成在结构200(以阴影示出)中的孔320流入第一和第二平行的油墨室(分别以300和310表示)。已经流过第一行和第二行油墨室，油墨通过孔330和340离开，以沿着相应的第一和第二油墨出口通道210、230加入油墨流，如235所示。这些油墨在形成在端帽中的公共油墨出口孔(未示出)处加入，并且可以位于打印头的与形成入口孔的端部相对或相同的端部。室300和310的每一行具有与其相关联的相应的驱动电路360、370。驱动电路安装成与结构200的用作管道的部分充分热接触，并且该结构200的用作管道的部分界定油墨流动通道，以便允许由电路在其操作过程中产生的大量热量经由管道结构传递到油墨。为此，结构200由具有良好导热性的材料制成。WO00/38928教导铝是特别优选的材料，理由是其可以容易地并且廉价地通过挤压形成。然后将电路360、370定位在结构200的外表面上，以便处于与该结构热接触，可选地使用导热垫或粘合剂以减少对电路和结构之间的热传递的阻力。示出在图1至图3中的特定打印头的室和喷嘴的进一步的细节在图4中给出，图4是沿模块40的流体室截取的截面图。如图4所示，通路11被加工或以其它方式形成在压电材料的基部部件860中，以便界定随后涂覆有电极的压电通路壁，从而形成通路壁致动器，如例如从EP-A-0277703已知的。每一个半通路通过盖部件620的相应部分820、830沿长度600、610封闭，盖部件620也形成有分别与流体歧管210、220、230连通的端口630、640、650。因此，通路11的每一半600、610提供一个流体室。以810表示的电极中的断裂允许通路的任一半中的通路壁通过经由电输入(柔性电路60)施加的电信号而独立地操作。通过开口840、850从每一个半通路喷射油墨，开口840、850将通路与压电基部部件的与形成通路的表面相对的表面连通。用于油墨喷射的喷嘴870、880随后在附接至压电部件的喷嘴板890中形成。图4中的大箭头示出(从左到右)：流体从阵列600的左手侧上的室经由左侧端口630到出口歧管210的流动；流体从入口歧管220经由中心端口640进入通路的流动；以及流体从阵列610的右手侧上的室经由右侧端口650到另一出口歧管230的流动。因此，应理解，在打印头使用过程中，沿着室600、610中的每个的长度存在流体流动。如上所述，WO00/38928教导在打印头操作过程中通过每一个通路(并且因此经过每一个喷嘴)的这种油墨流动可以用于防止灰尘、干燥的油墨或其它异物在喷嘴中的积聚，否则这种积聚将抑制墨滴喷射。另外，WO00/38928教导为了确保通过循环油墨有效地清洁室，并且特别地为了确保油墨中的任何异物(例如，污垢颗粒)可能通过喷嘴而不是进入喷嘴中，流过室的油墨流速必须高于从室喷射油墨的最大速率，并且在一些情况下可以是该速率的十倍。图5和图6是具有与示出在图1至4中的特征类似的特征的打印头的分解透视图(取自WO01/12442)。因此，WO01/12442提供了具有流体室阵列的微滴沉积装置的另外的示例，其中每一个室与用于微滴喷射的孔口、公共流体入口歧管以及公共流体出口歧管连通，并且其中在使用过程中，存在流体流入入口歧管中、穿过阵列中的每一个室并进入出口歧管中。图5和图6详细示出各种部件可以如何与基板86本身的构造细节一起布置在基板86上。更详细地，图5和图6示出在介质馈送方向上相对于彼此间隔的两行通路。两行通路形成在压电材料的相应条带110a、110b中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微滴沉积装置，包括：流体室阵列，每一个室设置有喷嘴和至少一个压电致动器元件，所述至少一个压电致动器元件是可操作的，以引起流体微滴根据需要在喷射方向上从所述室穿过所述喷嘴释放，所述阵列大体上垂直于所述喷射方向在阵列方向上延伸；公共入口歧管，其至少大体上延伸所述阵列的长度并且在所述阵列方向上是长形的，用于向所述室阵列供应流体；公共出口歧管，其至少大体上延伸所述阵列的长度并且在所述阵列方向上是长形的，用于接收来自从所述室阵列的流体；以及第一限流器通道，其将所述室阵列连接到所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的一个，以便分别实现：流体在所述装置的使用过程中沿所述公共入口歧管的长度、穿过所述第一限流器通道、然后穿过所述流体室阵列且然后进入所述公共出口歧管中并沿着所述公共出口歧管的长度流动；或流体在所述装置的使用过程中沿着所述公共入口歧管的长度、穿过所述流体室阵列、然后穿过所述第一限流器通道且然后进入所述公共出口歧管中并沿着所述公共出口歧管的长度流动；其中，所述第一限流器通道在所述阵列方向上大体上延伸所述阵列的长度；其中，所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个以及所述第一限流器通道成形为使得当在垂直于所述阵列方向的横截面中观察时，所述第一限流器通道表现为分别从所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个引导或引导至所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个的窄的长形通道；且其中，所述第一限流器通道对流体流呈现足够的阻抗，使得在使用中，对于所述阵列内的大体上所有室，邻近所述室阵列的在所述第一限流器通道内的流体被导向为大致垂直于所述阵列方向。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.02 GB 1411842.61.一种微滴沉积装置，包括：流体室阵列，每一个室设置有喷嘴和至少一个压电致动器元件，所述至少一个压电致动器元件是可操作的，以引起流体微滴根据需要在喷射方向上从所述室穿过所述喷嘴释放，所述阵列大体上垂直于所述喷射方向在阵列方向上延伸；公共入口歧管，其至少大体上延伸所述阵列的长度并且在所述阵列方向上是长形的，用于向所述室阵列供应流体；公共出口歧管，其至少大体上延伸所述阵列的长度并且在所述阵列方向上是长形的，用于接收来自从所述室阵列的流体；以及第一限流器通道，其将所述室阵列连接到所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的一个，以便分别实现：流体在所述装置的使用过程中沿所述公共入口歧管的长度、穿过所述第一限流器通道、然后穿过所述流体室阵列且然后进入所述公共出口歧管中并沿着所述公共出口歧管的长度流动；或流体在所述装置的使用过程中沿着所述公共入口歧管的长度、穿过所述流体室阵列、然后穿过所述第一限流器通道且然后进入所述公共出口歧管中并沿着所述公共出口歧管的长度流动；其中，所述第一限流器通道在所述阵列方向上大体上延伸所述阵列的长度；其中，所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个以及所述第一限流器通道成形为使得当在垂直于所述阵列方向的横截面中观察时，所述第一限流器通道表现为分别从所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个引导或引导至所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个的窄的长形通道；且其中，所述第一限流器通道对流体流呈现足够的阻抗，使得在使用中，对于所述阵列内的大体上所有室，邻近所述室阵列的在所述第一限流器通道内的流体被导向为大致垂直于所述阵列方向。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一限流器通道在所述喷射方向上是长形的。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，所述公共入口歧管和所述公共出口中的所述一个和所述第一限流器通道的流体阻抗使得沿着所述第一限流器通道的长度的阻抗和沿所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个的长度的阻抗的比率大于1:85和/或小于4:3。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述第一限流器通道和所述流体室阵列的流体阻抗使得沿着所述第一限流器通道的长度的压降和横跨所述流体室阵列的压降的比率大于1:450和/或小于1:15。5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述第一限流器通道具有：大于175微米和/或小于700微米的宽度；和/或大于42MPa/m3s-1和/或小于716MPa/m3s-1的阻抗。6.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中，所述流体室中的每一个在室延伸方向上是长形的，所述室延伸方向垂直于所述喷射方向且优选地垂直于所述阵列方向。7.根据任一项前述权利要求所述的装置，还包括基板构件，所述基板构件在所述阵列方向上延伸超出所述流体室阵列的两端，且当在垂直于所述阵列方向的横截面中观察时，所述基板构件在所述喷射方向上是长形的，其中，所述压电致动器构件设置在所述基板构件的边缘表面上，所述边缘表面在与所述喷射方向正交的平面中延伸。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述基板构件包括在所述阵列方向和所述喷射方向上延伸的第一侧表面。9.根据权利要求8所述的装置，还包括设置在所述第一侧表面上的电互连器阵列，所述电互连器至少部分地提供驱动电路和所述压电致动器元件之间的电连接。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述驱动电路设置在所述第一侧表面上。11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其中，所述第一侧表面限定所述第一限流器通道的一部分。12.根据权利要求7至11中任一项所述的装置，其中，所述公共入口歧管和所述公共出口歧管相对于所述阵列方向布置在所述基板构件的任一侧上。13.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中，所述压电致动器构件中的每一个包括壁，所述壁包括压电材料，所述壁分离所述阵列内的相邻的室。14.根据任一项前述权利要求所述的装置，还包括主体，所述主体包括压电材料，所述主体在所述阵列方向上延伸至少所述流体室阵列的长度；其中，包括压电材料的所述主体：设置在所述基板构件的所述边缘表面上；且包括顶部表面，所述顶部表面在与所述喷射方向正交的平面中延伸，所述流体室中的每一个至少部分地由在所述顶部表面中并排形成的长形通路的阵列中的对应的一个提供；优选地，其中，所述主体大体上由压电材料形成。15.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，其中，所述压电致动器构件中的每一个包括压电材料的主体，所述压电材料的主体安装在限定所述流体室中的对应的一个的一部分的隔膜构件上，所述压电材料的主体是可致动的，以导致所述隔膜构件变形，以便改变所述流体室中的所述对应的一个的容积。16.根据任一项前述权利要求所述的装置，还包括第二限流器通道，所述第二限流器通道将所述室阵列连接至所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的另一个，以便实现在所述装置的使用过程中使流体沿着所述公共入口歧管的长度、穿过所述第一限流器通道和所述第二限流器通道中的一个、然后通过所述流体室阵列、然后穿过所述第一限流器通道和所述第二限流器通道中的另一个且然后进入所述公共出口歧管中并沿着所述公共出口歧管的长度流动；其中，所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述另一个以及所述第二限流器通道成形为使得当在垂直于所述阵列方向的横截面中观察时，所述第二限流器通道表现为分别从所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述另一个引导或引导至所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述另一个的窄的长形通道；且其中，所述第二限流器对流体流呈现足够的阻抗，使得在使用中，对于所述阵列内的大体上所有室，邻近所述室阵列的在所述第二限流器内的流体被导向成大致垂直于所述阵列方向。17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述第二限流器通道在所述喷射方向上是长形的。18.根据权利要求16或权利要求17所述的装置，其中，所述公共入口歧管和所述公共出口中的所述另一个和所述第二限流器通道的流体阻抗使得沿着所述第一限流器通道的长度的阻抗和沿所述公共入口歧管和所述公共出口歧管中的所述一个的长度的阻抗的比率大于1:85和/或小于4:3。19.根据权利要求16至18中任一项所述的装置，其中，所述第二限流器通道和所述流体室阵列的流体阻抗使得沿着所述第二限流器通道的长度的压降和横跨所述流体室阵列的压降的比率大于1:450和/或小于1:15。20.根据权利要求16至19中任一项所述的装置，其中，所述第二限流器通道具有：大于175微米和/或小于700微米的宽度；和/或大于42MPa/m3s-1和/或小于716MPa/m3s-1的阻抗。21.根据当从属于权利要求9至13中任一项时的权利要求16至20中任一项所述的装置，其中，包括压电材料的所述主体还包括与所述第一侧表面相对的第二侧表面，且其中，所述第二侧表面限定所述第二限流器通道的一部分。22.根据任一项前述权利要求所述的装置，还包括盖构件，所述喷嘴形成在所述盖构件中，所述盖构件大体上是平面的，且在与所述喷射方向正交的平面中延伸。23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述盖构件限定所述第一限流器通道的一部分。24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述第一限流器通道的由所述盖构件限定的所述部分是所述第一限流器通道的邻近所述流体室阵列定位的端部部分。25.根据当从属于权利要求14至19中任一项时的权利要求24所述的装置，其中，所述盖构件限定所述第二限流器通道的一部分。26.根据权利要求25所...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·詹姆斯·哈伯德，克里斯多佛·詹姆斯·戈斯林，
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