[发明专利]液滴喷射器

说明书

一种用于打印头的液滴喷射器，包括：具有安装表面和相对的喷嘴表面的基材；在基材的喷嘴表面的至少一部分上形成的喷嘴形成层；至少部分地由基材并且至少部分地由喷嘴形成层限定的流体腔室，该流体腔室具有至少部分地由所述喷嘴形成层的喷嘴部分限定的流体腔室出口，所述喷嘴部分包括内部部分和外部部分，内部部分更靠近流体腔室出口定位，外部部分更靠近喷嘴部分的周边定位；以及形成在喷嘴形成层的喷嘴部分的内部部分上的内部致动器布置和形成在喷嘴形成层的喷嘴部分的外部部分上的外部致动器布置中的任一个或两者。

技术领域

本发明涉及用于打印头的液滴喷射器、包括液滴喷射器的打印头，包括具有液滴喷射器的打印头的打印机以及用于致动用于打印头的液滴喷射器的方法。

背景技术

喷墨打印机用于通过将墨滴推进到介质上来在打印介质(比如纸张)上重建数字图像。许多喷墨打印机结合有“按需滴落(按需喷墨)”技术，其中控制来自打印头的喷墨喷嘴的各个墨滴的顺序喷出。以足够的动量喷射墨滴，使其附着到介质。每个液滴根据施加的驱动信号喷射，这将按需滴落喷墨打印机与连续喷墨设备区分开，在连续喷墨设备中，通过将墨水泵送通过微观喷嘴产生连续的墨滴流。

商业上最成功的按需滴落技术中的两种是热喷墨打印机和压电喷墨打印机。热喷墨打印机要求打印流体包含诸如水之类的挥发性成分。加热元件在打印头内的挥发性流体中引起气泡的自发成核，从而迫使液滴通过喷嘴喷射。相反，压电喷墨打印机将压电致动器结合到流体腔室的壁中。压电元件的变形会导致压电致动器的变形，这会引起存储在流体腔室内的打印流体的压力变化，从而导致液滴通过喷嘴喷射。

热喷墨打印机只能用于喷射一小部分打印流体(因为流体必须表现出适当的挥发性)。热喷墨打印机还遭受结垢(kogation)的困扰，其中干墨水残留物沉积在加热元件上，这会缩短其使用寿命。

压电喷墨打印机可用于一系列流体，并且比热喷墨打印机具有更长的使用寿命，因为它们不会结垢。但是，与热喷墨打印头相比，使用现有的压电技术通常每个打印头只能有极少的喷嘴数量。

本发明的各方面旨在提供一种用于打印头的改进的压电液滴喷射器，其允许实现更高的喷嘴数量。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种用于打印头的液滴喷射器。该液滴喷射器包括：具有安装表面和相对的喷嘴表面的基材；在基材的喷嘴表面的至少一部分上形成的喷嘴形成层；以及至少部分地由基材并且至少部分地由喷嘴形成层限定的流体腔室。该流体腔室具有至少部分地由所述喷嘴形成层的喷嘴部分限定的流体腔室出口。

喷嘴形成层的喷嘴部分通常用作(例如形成或为)膜片，用于通过流体腔室出口喷射来自流体腔室的流体。膜片通常是可移动的。膜片通常是柔性的。膜片朝向(即进入)流体腔室的运动(例如弯曲)通常导致通过流体腔室出口排出流体。

液滴喷射器通常还包括至少一个致动器布置(例如，一个或多个致动器)，该致动器布置形成在喷嘴形成层(例如，膜片)的喷嘴部分的至少一部分上。该至少一个致动器布置(例如，一个或多个致动器)通常构造成(例如定位成)在致动时(即在使用中)移动或弯曲喷嘴形成层(例如，膜片)的喷嘴部分。

该至少一个致动器布置(例如，一个或多个致动器)可包括内部致动器布置(例如由一个或多个内部致动器)(例如由内部致动器布置构成)。内部致动器布置(例如，一个或多个内部致动器)通常是在喷嘴形成层(例如，膜片)的喷嘴部分的邻近流体腔室出口的至少一部分上形成的致动器布置。即，内部致动器布置(例如，一个或多个内部致动器)通常是形成在喷嘴形成层(例如，膜片)的喷嘴部分的相比喷嘴形成层(例如，膜片)的喷嘴部分的周边(例如外周缘)更靠近流体腔室出口的至少一部分上的致动器布置。