[发明专利]液滴沉积装置

说明书

本发明涉及液滴沉积装置，特别是喷墨打印头，其具有一个包括压电材料的底板，该底板形成有多条平行的、顶端敞开的槽，各槽在垂直于槽的长度方向的排列方向上相互间隔开，各槽至少有一部分是由相互面对的侧壁和由在上述侧壁之间延伸的底表面构成的，至少该侧壁包括上述压电材料。本发明还包括制造这种装置的方法。

这种打印头在本技术领域内可自例如欧洲专利文件EP-A-0 277703、EP-A-0 278 590和EP-A-0 364 136中得知，且在其剪切模式中采用了受到致动的压电材料，以改变墨水腔的体积，从而射出墨水液滴。欧洲专利文件EP-A-0 341 929公开了一种用于驱动这种致动装置的方法，且明确了各致动装置均具有电容载荷。正如一般可以理解的，这种电容载荷导致对电流和功率更高的需求，对于驱动电路的规格和成本都有影响。再者，本发明人已经认识到，电路中的电流和打印头本身的电极也可导致热的产生，它进而影响墨水的粘度：如在许多类型的喷墨装置中那样，墨水粘度的变化将导致射出的墨水液滴速度的波动，随后它本身表现为在打印图像上的液滴位置出现错误。

已有建议，通过在那些实际需要压电材料动作的区域，即槽的“有效”(封闭)部分的槽壁，限制压电材料的使用；而对于打印头的其它部分，采用具有低介电常数的材料，来降低电容载荷。在实际中这可以通过将一压电材料插入件“置入”低介电基底，形成通过该插入件和该基底的槽，且沿各槽的长度蒸镀电极而实现。各槽壁只有包括压电材料的那部分将根据通过电极所施加的电场而变形，而各壁的其它部分和任何相关联的区域只存在低的电容载荷。但是，压电插入件的“置入”是一个复杂的过程，因此使该技术昂贵。

本发明的目标打印头具有较已知结构为低的电容载荷而且制造还不复杂。制造这种打印头的方法也包括在本发明内。

因此，构成本发明的液滴沉积装置包括：

一个由压电材料构成的底板，该底板形成有多条平行的、顶端敞开的槽，各槽在垂直于槽的长度方向的排列方向上相互间隔开，各槽至少有一部分是由相互面对的侧壁和在上述侧壁之间延伸的底表面构成的；

上述侧壁至少包括上述压电材料和用于给上述压电材料施加电场，从而使上述侧壁产生横向位移的电极；

一个面向上述槽的上述底表面且粘接在上述侧壁上以在其顶部封闭上述槽的顶板；

该槽被供以液滴液体，且与一喷嘴联通，以从中喷射出液滴。各槽均有在平行于槽轴线的一侧敞开、用以与液滴液体供给装置联通的一个部分，和在平行于槽轴线的所有侧面均封闭的另一个部分；

其特征在于：

使包括上述压电材料的上述各槽的一个部分的相应侧壁丧失功能，即各槽的上述一个部分的上述侧壁不发生横向位移。

本发明人已经认识到，不仅槽壁的“敞开”段的横向位移不是必须的，而且通过使壁的“敞开”段丧失功能，可以使根据包括在均一压电材料层的基底上制成槽的传统技术制造的打印头实现总电容载荷的减小。因此可以避免上述复杂的制造方法。

根据本发明的第一优选形式，构成本发明的液滴沉积装置包括一个底板，其具有一层在垂直于上述层的方向上极化的压电材料，且形成有多条平行的、顶部敞开、在垂直于槽的长度方向的排列方向上相互间隔的槽，各槽均至少一部分由相互面对的侧壁和在上述侧壁之间延伸的底表面构成，至少上述侧壁包括上述压电材料；

一个面向上述槽的上述底表面且粘接在上述侧壁上以在其顶部封闭上述槽的顶板；

该槽被供以液滴液体且与喷嘴联通，以从其中喷射出液滴；

各槽均有在平行于槽轴线的一侧敞开、用以与液滴液体供给装置联通的一个部分，和在平行于槽轴线的所有侧面均封闭的另一个部分；

于上述侧壁的相对的侧面上提供有电极，从而形成剪切模式致动装置，以使液滴从与上述致动装置相联的槽中喷出，各电极大体沿槽的长度方向延伸；其特征在于，

在上述槽的上述一个部分，于上述介电材料和提供于上述侧壁的相对侧面上的至少一个上述电极之间设置了一层介电常数较压电材料的为低的材料。

这种装置实现了较传统设计为低的电容，而没有如上所述伴随“置入”压电插件的复杂工艺。在上述槽向墨水供给装置敞开的一个部分，其壁不需要位移。结果是这一部分的电极可以通过一层具有较压电材料为低介电常数的材料与槽壁的压电材料隔离开，从而使这部分压电材料丧失功能。在这一个部分槽壁的相对侧面上的电极之间的最终电容载荷低于仅有压电材料所得到的(在槽的上述“闭合”的另一个部分也是同样)，因此有助于降低打印头的总电容载荷。