[发明专利]打印头

说明书

技术领域

本发明涉及打印头。

背景技术

喷墨打印机一般包括从墨供给容器到喷嘴通道的墨通道。喷嘴通道终结在喷嘴开口处，墨滴从该喷嘴开口处喷出。通过用致动器对墨通道中的墨加压来控制墨滴喷射，该致动器可为，例如压电转向器，热泡喷射发生器，或静电转向元件。传统打印头具有带有相应喷嘴开口和关联致动器的墨通道阵列，以使得可以独立控制从每个喷嘴开口的流体滴喷射。在按需喷液的(drop-on-demand)打印头中，开动每个致动器，用以在打印头与打印基板相对彼此运动时，有选择地喷射流体滴在图像的某特定象素位置上。在高性能打印头中，喷嘴开口一般具有约50微米或更小的直径，例如35微米左右，且分隔间距为100～300喷嘴/英寸，分辨率为100dpi至3000dpi或更多，并提供约1至70皮升或更小的流体滴大小。流体滴喷射频率一般为10kHz或更多。

Hoisington等的美国专利No.5265315，描述了一种具有半导体主体和压电致动器的打印头装置。主体由硅制成，经过刻蚀限定出墨室。喷嘴开口由分离的喷嘴板限定，该喷嘴板附着于硅主体上。压电致动器具有压电材料层，其相应施加电压，改变几何形状或弯曲。压电层的弯曲对沿墨通道定位的泵室中的墨加压。压电喷墨打印装置还在Fishbeck等的美国专利No.4825227，Hine的美国专利No.4937598，Moynihan等的美国专利No.5659346，和Hoisington的美国专利No.5757391中被描述，其全部内容在此被引为参考。

打印头，特别是高性能打印头的打印精度，受很多因素影响，这些因素包括：打印头中喷嘴喷射流体滴的大小和速度的均匀性。流体滴大小和流体滴速度的均匀性又受一些因素的影响，例如，溶解气体或气泡对墨流体通道的污染。墨除气器在Hine等的美国专利4940955，Hoisington的美国专利4901082，Moynihan等的美国专利5701148和Hine的美国专利5742313中被 描述，其全部内容在此引为参考。

发明内容

本发明的一方面给出一种流体滴喷射机构，例如打印头机构。该流体滴喷射机构包括：流体通道，流体在其中被加压，用以从喷嘴开口喷射流体滴；除气器，包括：流体贮存区域，真空区域，和该流体贮存区域与该真空区域之间的间隔件，该间隔件包括：湿润层和非湿润层和一条或多条延伸穿过该湿润层与该非湿润层的通道，其中，该湿润层暴露于流体贮存区域。

实施例可包括下面中的一个或多个特征。间隔件中的通道宽度约为0.1微米至约5微米。该通道为穿孔。流体通道和除气器在硅材料体内。通过达因测试确定湿润层的表面能为约40dynes/cm或更多。该湿润层为硅材料。通过达因测试确定非湿润层的表面能为约25dynes/cm或更少。该非湿润层为聚合物。该非湿润层为含氟聚合物。该非湿润层厚度约为2微米或更少。该湿润层厚度约为25微米或更少。

实施例可包括下面中的一个或多个特征。该机构包括压电致动器。喷嘴开口的宽度约为200微米或更小。该机构包括多个流体通道和多个相应除气器。

本发明的一方面给出一种流体滴喷射机构，包括：流体通道，流体在其中被加压，用以从喷嘴开口喷射流体滴，流体通道的至少一部分由硅材料确定；和除气器，包括：间隔件，该间隔件具有至少一个在流体贮存区域与真空区域之间开孔。该机构的流体通道的至少一部分由硅材料确定，且该除气器包括硅材料。

实施例可包括下面中的一个或多个特征。除气器的间隔件包括二氧化硅。确定流体通道的硅材料和除气器中的硅材料在硅材料的公共体中。该公共体为SOI结构。该间隔件包括聚合物材料。该流体通道包括加压室。

本发明的一方面给出流体除气器部分，包括：第一层，通过达因测试确定，表面能约为40dynes/cm或更多；第二层，通过达因测试确定，表面能约为25dynes/cm或更多；和多个通道，直径约为5微米或更小。

实施例可包括下面中的一个或多个特征。该第一层为硅材料。该第二层为含氟聚合物。

本发明的一方面给出一种流体滴喷射的方法，该方法包括：提供流体通 道，流体在其中被加压，用以从喷嘴喷射流体滴；在加压所述流体之前，暴露所述流体至除气器，该除气器包括：流体贮存区域，真空区域，和该流体贮存区域与该真空区域之间的间隔件，其中，该间隔件包括：湿润层和非湿润层以及一条或多条贯穿湿润层与非湿润层的通道；该方法的下一步包括：引导流体进入所述贮存区域；在所述真空区域提供真空度，以禁止流体通过所述通道流进真空区域。