[发明专利]液滴沉积装置

说明书

本发明涉及一种液滴沉积装置，尤其涉及喷墨打印头，喷墨打印头的元件以及用于制造所述元件的方法。

喷墨打印机的一种尤其有用的形式包括具有例如通过圆盘切割而形成的带有墨槽的压电材料本体。电极可以被置于面向压电材料的表面的槽上，使得一个电场可以被施加于在相邻的槽之间限定的压电“壁”上。通过适当地成极，可以使这些壁向选定的墨槽的内或外运动，从而产生压力脉冲，用于通过合适的槽口喷出墨滴。这种结构例如在EP-A-0364136中说明了。

经常需要提供高密度的这种墨槽，墨槽在打印头的相当大的广阔的区域内或许在打印纸的整页宽度内精确地对准。为此目的一种有用的结构在WO98/52763中披露。其中涉及使用平的底板，它用于支撑压电材料和实现所需的处理和控制功能的集成电路。

这种结构具有若干优点，尤其是在制造方面。所述底板作为打印头的“脊柱”，在制造过程中支撑着压电材料和集成电路。这种支撑功能在将多片压电材料板连接在一起从而形成连续的页宽的墨槽阵列的加工过程中是尤其重要的。底板的相当大的尺寸也使处理简化。

供喷墨打印使用而形成的镀层特别是使用非电镀方法形成的镀层不是利用化学方法结合到打印头而是依靠表面形状来提供连接点。当粘合剂的表面趋于光滑时，一般在喷墨打印机中使用的粘结剂不能提供好的表面用于保持电极。这导致在粘结剂和电极的金属之间的不良连接，因而在使用或者进一步制造期间可以引起金属的剥落或断裂。这些问题使得操作次数被减少，并且引起其它的缺陷，例如电短路。本发明试图通过使用含有颗粒的粘结剂来克服这个问题，所述颗粒是改善粘结强度的关键因素。

其余的问题包括可靠而高效率地在压电材料本体和底板之间建立均匀的连接。特别是，形成的不良的黏胶层引起槽壁的活动性的改变，这又引起墨滴偏差，因而导致降低图像质量。在相邻槽之间通过压电材料基体的电气和机械的串扰也是本发明试图解决的问题。

另一个问题是由底板所需的高的平整度引起的。一个成形不良的底板可以引起在头的宽度内槽的活动性的改变，并且在试图切割具有均匀深度的槽时，会引起锯的破坏，这是因为底板的材料通常比压电材料硬得多。

本发明试图提供一种解决这些问题的装置和方法。

按照本发明的一个方面，提供一种适合在液滴沉积装置中使用的元件，它包括具有顶表面和与底板相连的底表面的压电材料本体，所述本体具有多个从所述顶表面延伸进入所述压电本体的上槽和相应的从所述本体的底表面延伸进入压电本体的多个下槽；其特征在于，所述的槽具有这样的深度，使得在至少一个上槽和相应的下槽之间具有连接。

本发明的第二个方面在于提供一种适合用于液滴沉积装置中的元件，所述元件由压电材料的本体和底板构成；所述方法包括使用含有颗粒的粘结剂使所述本体和所述底板连接的步骤，所述粘结剂包含的颗粒的刚度大于所述粘结剂的刚度，还包括在所述本体中锯出槽的步骤。

本发明的第三方面包括用于形成用于液滴沉积装置中的元件的方法，它包括以下步骤：提供一个底板和具有顶表面和底表面的压电材料的本体，在所述本体的底表面中锯出下槽，借助于粘结剂层利用粘结剂使所述本体的底表面和所述底板相连，接着在所述本体的顶表面锯出延伸进入所述本体的上槽；其特征在于，所述上槽通过所述本体延伸进入所述粘结剂层。

如在现有技术中已知的那样，所述压电本体可以由沿一个方向极化的压电材料块构成，或者由沿相反方向极化的两个块叠置而成。本发明申请人注意到，当对胶合的压电层叠体的锯出的槽施加激励电极时可能发生问题，即有时在连接处不能形成连接。本发明试图解决这个问题。

在本发明的第四方面中，按照以下方法形成由具有不同极化方向的两或多片的层叠体构成的压电材料本体；提供两个或多个压电材料板，在一个或更多的所述压电材料板上应用粘结剂，随后将其连接而成为层叠体，其特征在于：所述粘结剂含有刚度大于所述粘结剂的刚度的颗粒。

在本发明的这个方面的一个实施例中，所述压电板被沿相反方向极化。在另一个实施例中，所述极化方向垂直于所述一个或几个板的厚度。在另一个实施例中，一个或几个板被极化，而其它的板不被极化，被去极化或者由非压电材料构成。

本发明的第五方面是一种形成用于液滴沉积装置的元件的方法，包括以下步骤：提供底板(86)和具有顶表面和底表面的压电材料本体(100)；在所述本体的底表面中锯出多个下槽(630)；利用粘结剂(710)使所述本体的底表面和底板相连；以及随后在所述本体的顶表面锯出多个上槽(7)；其特征在于，至少一个上槽被锯到这样的深度，使得其通过所述本体延伸，并且和相应的下槽相连。