[发明专利]液滴沉积装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液滴沉积装置的部件，更具体地涉及一种用于 液滴沉积装置的盖件。本发明尤其适合用于按需喷墨印刷领域。

背景技术

一种已知的喷墨打印头构造使用压电致动元件在流体喷射腔室内产 生并操纵压力波。为了可靠运行并保持足够的液滴喷射速度，必须在该 腔室中产生最小压力，通常大约为1巴。应理解，为了产生这样的压力， 腔室必须展现适当的刚度(或者说顺性不足)。因此，流体腔室的顺性是 腔室设计的一个重要标准，之前已经提出了大量的技术方案将流体喷射 腔室的顺性保持为最小。

例如，EP 0712355描述了一种提供低顺性粘接接合的粘结工艺。WO 02/98666提出了一种喷嘴板，其具有复合结构以提高刚度同时仍然允许 精确的喷嘴成形。

在已知的压电致动器构造中，在一块压电材料的表面中并排形成一 列细长通道。然后将一盖板附接至该表面以封闭通道，还附接喷嘴板， 在喷嘴板中形成有用于流体喷射的孔口。该喷嘴板可覆盖在盖板上，此 时孔口贯通喷嘴板和盖板形成通到下方的通道。该构造因喷嘴形成于通 道的侧面而被称为“侧喷射”。还公知在所谓的“端部喷射”构造中将喷 嘴板附接于通道的端部。

EP-A-0 277 703和EP-A-0 278 590描述了一特别优选的打印头布置， 其中在腔室壁的相对两侧的电极之间施加电场，导致压电壁以剪切模式 变形并对通道内的墨加压。在该布置中，位移通常约为50纳米，且可以 理解的是，由于通道的顺性而引起的通道尺寸的相应变化将导致加压的 快速损失，性能相应地下降。

发明内容

本发明人发现，令人惊讶的是在某些布置中，可以容忍腔室中的顺 性，甚至该顺性可能是有利的。

在第一方面中，本发明提供一种液滴沉积装置，该装置包括一排流 体腔室，每个流体腔室由一对相对的腔室壁限定，并与用于喷射液滴的 喷嘴流体连通；以及柔顺的盖件，该盖件接合至所述腔室壁的端部，从 而密封所述腔室的一侧，其中盖件厚度与腔室壁间距之比小于等于1：1。

优选的是，所述盖件的杨氏模量小于等于100×10⁹N/m²。

该构造提供一种柔顺的盖件，并与以最大化通道刚度为共同目标的 先前教导成鲜明对比。

优选的是，喷嘴形成在所述盖件中。该布置提供的优点在于喷嘴与 通道直接连通，而不是通过盖板孔。这又导致流体从腔室向喷嘴的流动 阻力降低，已发现减小的阻力会补偿由于通道顺性增大导致的任何性能 损失。

本发明的第二方面提供一种液滴沉积装置，该装置包括：一列流体 腔室，每个流体腔室均由一对相对的腔室壁限定，并与用于喷射液滴的 喷嘴流体连通；和盖件，该盖件接合至所述腔室壁的边缘，从而密封所 述腔室的一侧；其中盖件厚度与腔室壁间距之比小于等于1：5，并且其 中该盖件的杨氏模量小于等于100×10⁹N/m²。

通过对“侧喷射”和“端部喷射”的打印头实施的实验，令人惊奇 地发现可利用小于150μm的盖厚度而不会明显影响喷射性能。已知的致 动器通常使用900μm左右的厚度以保证在现有技术中教导的必要顺性不 足。

因此，本发明第三方面提供一种液滴沉积装置，该装置包括：一列 流体腔室，每个流体腔室均由一对相对的腔室壁限定，并与用于喷射液 滴的喷嘴流体连通；和盖件，该盖件接合至所述腔室壁的边缘，从而密 封所述腔室的一侧；其中该盖件的厚度小于150μm。

优选的是，盖件厚度小于100μm，再优选地小于75μm，更优选地小 于50μm，进一步优选地小于25μm。

优选的是，盖件厚度大于6μm，再优选地大于8μm，更优选地大于 10μm。

本发明的第四方面提供一种液滴沉积装置，该装置包括：至少一个 流体腔室；柔顺的盖件，该盖件界定所述至少一个腔室，并带有至少一 个喷嘴；所述腔室在电致动时容量发生变化，从而致使流体通过所述喷 嘴从所述腔室喷射；其中所述盖件的厚度等于或者接近一值，该值产生 流体喷射所必需的最小致动电压。

与引起流体喷射所必需的最小致动电压的厚度相比，所述盖件的厚 度大于该厚度的程度优选不超过75μm，再优选地不超过50μm，更优选 地不超过25μm。