[發明專利]液滴噴射裝置

無效

• 申請號: 201310472552.8
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN103522760A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 保羅·雷蒙德·特魯里;斯蒂芬·坦普爾
• 申請（專利權）人: XAAR科技有限公司
• 主分類號: B41J2/14
• 分類號: B41J2/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黨曉林

本申請是申請日為：2007年4月3日、申請號為：200780011767.2（PCT/GB2007/001228）、發明名稱為“液滴沉積裝置”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于液滴沉積裝置的部件，更具體地涉及一種用于液滴沉積裝置的蓋件。本發明尤其適合用于按需噴墨印刷領域。

背景技術

一種已知的噴墨打印頭構造使用壓電致動元件在流體噴射腔室內產生并操縱壓力波。為了可靠運行并保持足夠的液滴噴射速度，必須在該腔室中產生最小壓力，通常大約為1巴。應理解，為了產生這樣的壓力，腔室必須展現適當的剛度（或者說順性不足）。因此，流體腔室的順性是腔室設計的一個重要標準，之前已經提出了大量的技術方案將流體噴射腔室的順性保持為最小。

例如，EP0712355描述了一種提供低順性粘接接合的粘結工藝。WO02/98666提出了一種噴嘴板，其具有復合結構以提高剛度同時仍然允許精確的噴嘴成形。

在已知的壓電致動器構造中，在一塊壓電材料的表面中并排形成一列細長通道。然后將一蓋板附接至該表面以封閉通道，還附接噴嘴板，在噴嘴板中形成有用于流體噴射的孔口。該噴嘴板可覆蓋在蓋板上，此時孔口貫通噴嘴板和蓋板形成通到下方的通道。該構造因噴嘴形成于通道的側面而被稱為“側噴射”。還公知在所謂的“端部噴射”構造中將噴嘴板附接于通道的端部。

EP-A-0277703和EP-A-0278590描述了一特別優選的打印頭布置，其中在腔室壁的相對兩側的電極之間施加電場，導致壓電壁以剪切模式變形并對通道內的墨加壓。在該布置中，位移通常約為50納米，且可以理解的是，由于通道的順性而引起的通道尺寸的相應變化將導致加壓的快速損失，性能相應地下降。

發明內容

本發明人發現，令人驚訝的是在某些布置中，可以容忍腔室中的順性，甚至該順性可能是有利的。

在第一方面中，本發明提供一種液滴沉積裝置，該裝置包括一排流體腔室，每個流體腔室由一對相對的腔室壁限定，并與用于噴射液滴的噴嘴流體連通；以及柔順的蓋件，該蓋件接合至所述腔室壁的端部，從而密封所述腔室的一側，其中蓋件厚度與腔室壁間距之比小于等于1：1。

優選的是，所述蓋件的楊氏模量小于等于100×10⁹N/m²。

該構造提供一種柔順的蓋件，并與以最大化通道剛度為共同目標的先前教導成鮮明對比。

優選的是，噴嘴形成在所述蓋件中。該布置提供的優點在于噴嘴與通道直接連通，而不是通過蓋板孔。這又導致流體從腔室向噴嘴的流動阻力降低，已發現減小的阻力會補償由于通道順性增大導致的任何性能損失。

本發明的第二方面提供一種液滴沉積裝置，該裝置包括：一列流體腔室，每個流體腔室均由一對相對的腔室壁限定，并與用于噴射液滴的噴嘴流體連通；和蓋件，該蓋件接合至所述腔室壁的邊緣，從而密封所述腔室的一側；其中蓋件厚度與腔室壁間距之比小于等于1：5，并且其中該蓋件的楊氏模量小于等于100×10⁹N/m²。

通過對“側噴射”和“端部噴射”的打印頭實施的實驗，令人驚奇地發現可利用小于150μm的蓋厚度而不會明顯影響噴射性能。已知的致動器通常使用900μm左右的厚度以保證在現有技術中教導的必要順性不足。

因此，本發明第三方面提供一種液滴沉積裝置，該裝置包括：一列流體腔室，每個流體腔室均由一對相對的腔室壁限定，并與用于噴射液滴的噴嘴流體連通；和蓋件，該蓋件接合至所述腔室壁的邊緣，從而密封所述腔室的一側；其中該蓋件的厚度小于150μm。

優選的是，蓋件厚度小于100μm，再優選地小于75μm，更優選地小于50μm，進一步優選地小于25μm。

優選的是，蓋件厚度大于6μm，再優選地大于8μm，更優選地大于10μm。

本發明的第四方面提供一種液滴沉積裝置，該裝置包括：至少一個流體腔室；柔順的蓋件，該蓋件界定所述至少一個腔室，并帶有至少一個噴嘴；所述腔室在電致動時容量發生變化，從而致使流體通過所述噴嘴從所述腔室噴射；其中所述蓋件的厚度等于或者接近一值，該值產生流體噴射所必需的最小致動電壓。

與引起流體噴射所必需的最小致動電壓的厚度相比，所述蓋件的厚度大于該厚度的程度優選不超過75μm，再優選地不超過50μm，更優選地不超過25μm。