專利名稱：微滴沉積裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微滴沉積裝置、裝置的制作方法和操作方法，以及包含該裝置的打印機(jī)。
噴墨打印頭的多功能性使其廣泛適應(yīng)于今天的市場(chǎng)，近來(lái)在如激光打印機(jī)和絲網(wǎng)印刷機(jī)等其它典型的打印技術(shù)為主導(dǎo)的市場(chǎng)上取得了重要進(jìn)展。
激光打印機(jī)仍然在高端辦公市場(chǎng)上居于主導(dǎo)地位，它們可以實(shí)現(xiàn)每分鐘4-10頁(yè)的彩色打印，或者是每分鐘20-30頁(yè)的黑白打印。已經(jīng)在售的噴墨打印機(jī)也能實(shí)現(xiàn)每分鐘接近10頁(yè)的彩色打印，同時(shí)研發(fā)頁(yè)寬陣列(page wide array)打印頭，以能實(shí)現(xiàn)每分鐘100頁(yè)或更多的全彩色打印。
這些頁(yè)寬打印頭可具有多于1000個(gè)噴嘴，可以端到端對(duì)接在一起形成多個(gè)類似的模塊，或者形成為一個(gè)單條。以多個(gè)模塊形成的打印頭允許對(duì)模塊進(jìn)行預(yù)測(cè)試，并且如果出現(xiàn)故障，在組裝之前可以被廢棄。然而，由于頁(yè)寬陣列通常是靜態(tài)的，打印紙通過(guò)打印頭下面，所以在打印頭的寬度之內(nèi)，噴出墨水的噴嘴的間距必須是一致的。
通常要求噴嘴的排列間距盡可能地接近，已有的知識(shí)告訴我們點(diǎn)密度的增大改善了圖像質(zhì)量。大多數(shù)高質(zhì)量圖像的應(yīng)用典型地是要求大于90dpi的噴嘴間距，最好是180dpi的間距。在打印頭的寬度內(nèi)，在對(duì)接點(diǎn)處獲得一致的點(diǎn)間距是困難的，以單條的形式形成頁(yè)寬陣列是沒(méi)有對(duì)接點(diǎn)的，這樣就克服了問(wèn)題。然而，形成這樣一個(gè)單條單元意味著，即使是單個(gè)噴嘴或壓力腔出現(xiàn)故障，整個(gè)打印頭可能需要被丟棄。
在美國(guó)6,293,651中已提出一個(gè)較低規(guī)格的打印頭。提供一個(gè)單條，在其上以一致的間距安裝多個(gè)不同的模塊。每個(gè)模塊只打印其下面以掃描方向通過(guò)的襯底的一部分，單條在磁鼓的每一次轉(zhuǎn)動(dòng)之后按打印頭方向被變址。打印頭通常是單色的，盡管提出一個(gè)彩色陣列，其中每個(gè)第n個(gè)模塊是同一顏色(典型地是，n為4時(shí)可有黑色(K)，青色(C)，品紅色(M)以及黃色(Y))。
WO 98/36910中描述了遵循這一原則的一個(gè)連續(xù)陣列。以重復(fù)條帶方式打印多條顏色，在每一條之后對(duì)打印頭進(jìn)行變址，直至首先被設(shè)置的條已經(jīng)被其它色彩覆蓋。如同在申請(qǐng)中所指出的，打印的條的順序?qū)τ趫D像的顏色具有重要影響，例如CMYK順序就不同于KYMC順序。
本發(fā)明尋求提出改進(jìn)的裝置、方法和程序，以解決這些以及其它問(wèn)題。
因此，本發(fā)明一方面包含微滴沉積裝置，它在襯底(substrate)上沉積微滴，該裝置包括一個(gè)延長(zhǎng)的打印頭，襯底可相對(duì)于打印頭在襯底運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)，打印頭長(zhǎng)度在與襯底運(yùn)動(dòng)方向相正交的打印頭方向上延長(zhǎng)，其中打印頭包括至少一個(gè)打印頭單元，該打印頭單元包括至少兩排平行的噴嘴，噴嘴在打印頭方向上延展開(kāi)來(lái)，各噴嘴排在襯底運(yùn)動(dòng)方向上分隔開(kāi)；激勵(lì)裝置(actuation means)，它影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴，以及微滴流體供應(yīng)裝置(fluid supply arrangement)，它被安放以便不同的流體可以供應(yīng)到各噴嘴排。
有利的是，用來(lái)影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴的激勵(lì)裝置包括與噴嘴和流體供應(yīng)裝置相聯(lián)系的壓力腔(pressure chamber)。
壓力腔排優(yōu)選這樣安排，它們每一個(gè)可以供應(yīng)以不同顏色或特性的墨水。通常提供四排，盡管也可以使用2排、3排、5排或者6排，這并不脫離本發(fā)明的范圍。另外，并非所有的排必須有不同的墨水，因?yàn)榭梢杂幸粋€(gè)以上的排噴射相同的墨水。
在一個(gè)單色的打印頭中，各排噴嘴優(yōu)選相互交錯(cuò)，從而在襯底上提供高密度的圖像。在一個(gè)多色彩的設(shè)備中，各排噴嘴優(yōu)選沿著與排延長(zhǎng)方向正交的一條線對(duì)齊，這樣，來(lái)自第一排的噴射流體的微滴便可與來(lái)自第二排以及隨后排的噴射流體的微滴套印在一起。
優(yōu)選地，與一排噴嘴相對(duì)應(yīng)的壓力腔是以一排壓力腔的方式被裝備在基體(base)上，與每個(gè)其它排的噴嘴相對(duì)應(yīng)的壓力腔以各自其它排的壓力腔的方式裝備在相同基體上。
有用的是，在基體上提供了分隔器裝置(divider means)，在每排壓力腔的周圍界定出流體歧管區(qū)，以用于將流體供應(yīng)給在該排壓力腔，各自的歧管區(qū)彼此分離，基體中所界定的端口(ports)與各個(gè)流體歧管相連。
適宜地，基體是平面的，分隔器裝置包括一個(gè)開(kāi)孔的分隔器板，所述的孔徑界定各自的歧管區(qū)。
可以選擇的是，分隔器可以是分離的部分、壁面或封條，它可以構(gòu)成或不構(gòu)成兩個(gè)不同歧管的部分。墨水歧管可以裝配為通過(guò)噴射腔連接的進(jìn)口和出口歧管，從而使墨水循環(huán)。優(yōu)選地，墨水端口裝配在基體襯底內(nèi)，它部分地界定了墨水歧管，使流體通過(guò)墨水端口流出和流入由墨水供應(yīng)單元提供的供應(yīng)腔。
如果打印頭單元和各排噴射腔都有一個(gè)特定大小，則定位兩個(gè)或更多個(gè)墨水端口在所述墨水歧管腔內(nèi)是有利的。期望類似數(shù)量的這些端口被安裝在陣列的各側(cè)上，以確保平穩(wěn)的墨水流動(dòng)。
優(yōu)選的是，打印頭單元中的每排噴嘴具有相同的長(zhǎng)度。也期望各排具有相同的噴嘴間間隔，其中噴嘴間間隔是同排噴嘴中相鄰噴嘴間的距離。
壓力腔優(yōu)選按與噴嘴排的長(zhǎng)度方向水平正交的延伸方向延長(zhǎng)。
這個(gè)結(jié)構(gòu)適合于大多數(shù)墨水噴射裝置，包括但不只包括氣泡噴射、壓電、靜電、MEMS或雙晶的裝置。一個(gè)特別優(yōu)選的激勵(lì)器是EP 0 277703中所描述的剪切模式壓電設(shè)備。
壓力腔優(yōu)選包括至少一個(gè)具有壓電材料的壁面，電極裝配于其上，以便能夠給壓電壁面應(yīng)用電場(chǎng)。優(yōu)選地，壁面將通過(guò)剪切模式轉(zhuǎn)向壓力腔，從而從噴嘴噴射出墨滴。
當(dāng)提供的壓力腔多于兩排時(shí)，要完成內(nèi)部壓力腔排的電連接可能是困難的，因?yàn)橛捎诟髋诺亩ㄎ?，一個(gè)直接的連接是不可能的。在過(guò)去已經(jīng)提出，裝配復(fù)雜的多層電路，使到內(nèi)部陣列的軌道位于到外部陣列的軌道的下面。這可能導(dǎo)致由短路等額外的復(fù)雜性引起的問(wèn)題。另外，要求在沿著打印頭單元的邊緣有一個(gè)非常高的互連密度。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，到內(nèi)部壓力腔排的電連接是通過(guò)使其軌道轉(zhuǎn)向外排(也就是打印頭單元的邊緣附近的排)邊緣周圍來(lái)完成的。
提供了連接墊，它們按打印頭方向沿著打印頭單元的至少一個(gè)邊緣延展。這些墊通過(guò)所熟知的方式連接到驅(qū)動(dòng)電路，例如，通過(guò)倒裝片或引線鍵合。這些墊優(yōu)選的延展長(zhǎng)度大于壓力腔排的長(zhǎng)度。沿著邊緣的外部墊處于兩端，它們連接到影響內(nèi)排腔的軌道，沿著邊緣的內(nèi)部墊連接到影響外排腔的軌道。
沿著邊緣的墊在堅(jiān)固性和強(qiáng)度上應(yīng)該是適當(dāng)?shù)?，以提供到外部電路的電連接和機(jī)械連接，該外部電路包含驅(qū)動(dòng)芯片。
當(dāng)提供的壓力腔是四排時(shí)，期望將兩排電連接到在襯底的一個(gè)邊緣的連接器，而將另兩排連接到在襯底的另一相對(duì)邊緣的連接器。
可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)形成這些軌道，但優(yōu)選通過(guò)無(wú)電鍍方法，沉積一種共形涂料(conformal coating)，隨后通過(guò)激光壓花來(lái)定義軌道。例如，可替代的技術(shù)是提供一種壓花襯底，沉積材料，隨后除去(lift off)該圖樣。
在一個(gè)優(yōu)先實(shí)施方案中，多個(gè)打印頭單元沿著打印頭方向排列。優(yōu)選地，每個(gè)打印頭單元實(shí)質(zhì)上是完全相同的，每個(gè)打印頭單元上的各排組合起來(lái)提供各自的噴嘴陣列。
優(yōu)選地，每個(gè)打印頭單元上的各排以相同的順序被裝配，這種情況下，如果需要第一排的特定墨水，以及需要特定單元的第二排的不同墨水，則所有單元的第一排噴射相同的墨水，而第二排噴射不同的墨水。因此，每一個(gè)陣列優(yōu)選噴射出相同類型的噴射流體。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，所期望的是，沿著陣列的噴嘴間隔是不一致的。優(yōu)選地，一個(gè)陣列中某一排的末端噴嘴與所述陣列中不同排的相鄰末端噴嘴之間的縫隙間隔，大于任一排內(nèi)的噴嘴間間隔。更優(yōu)選的是，縫隙間隔等于排的長(zhǎng)度加上兩倍的噴嘴間間隔。
正是陣列中這種相對(duì)較大的排間間隔，允許了以上所描述的電連接。
一層聚合物材料如聚對(duì)二甲苯可沉積在所述的打印頭單元表面上，以提供保護(hù)層和改善性能。
可提供一個(gè)墨水供應(yīng)支撐(ink supply support)，它包括一個(gè)具有頂面和底面的支撐，打印頭可直接或間接安裝在所述的頂面，從所述底面延伸出來(lái)的多個(gè)壁界定出多個(gè)分離的空間，在所述的分離空間(partitions)之間提供插入部分(insert)，所述的插入部分界定至少一個(gè)腔體。
使用一個(gè)連接器，可把墨水供應(yīng)支撐固定在打印頭單元上，連接器可使用焊料、伍德合金或其它適當(dāng)?shù)倪B接物。
插入部分可完全界定腔體，或只在這些空間內(nèi)提供一個(gè)更進(jìn)一步的分離?？稍诓迦氩糠痔峁┒丝?，與模塊襯底中的孔和支撐頂部提供的孔對(duì)齊。
作為選擇，可以提供包含供應(yīng)配件的塑料插入部分，并由間壁分成薄片，各個(gè)間壁是不相同的。因此，可安裝打印頭單元的頂面被機(jī)械加工或研磨，以形成一個(gè)平面。其它功能部件可被模壓到插入部分，如對(duì)準(zhǔn)功能部件(alignment features)。
插入部分優(yōu)選是塑料的，并可涂上一層聚對(duì)二甲苯，所述聚對(duì)二甲苯涂層貫穿支撐部分頂部的孔，提供一個(gè)密封。聚對(duì)二甲苯還擋住污物，并防止塑料物質(zhì)的纖維脫落和防止某些類型墨水的腐蝕。
另一方面，本發(fā)明包含微滴沉積裝置，它在襯底上沉積微滴，該裝置包括一個(gè)延長(zhǎng)的打印頭，襯底可相對(duì)于打印頭在襯底運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)，打印頭長(zhǎng)度在與襯底運(yùn)動(dòng)方向相正交的打印頭方向上延長(zhǎng)，其中該打印頭包括至少一個(gè)打印頭單元，該打印頭單元包括一個(gè)公共基體；至少兩排平行的微滴液體腔固定在基體上，并按打印頭方向延伸，每個(gè)這樣的腔與微滴噴射嘴互通，以提供至少兩排平行的噴嘴，它們按打印頭方向延伸，各排在襯底移動(dòng)方向上分隔開(kāi)；激勵(lì)裝置，它被用來(lái)將壓力施給各個(gè)選定腔，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)噴嘴的微滴噴射，以及微滴流體供應(yīng)裝置，它被安放以便不同的流體可以供應(yīng)到各排腔室。
另一方面，本發(fā)明包含微滴沉積裝置，它在襯底上沉積微滴，該裝置包括一個(gè)延長(zhǎng)的打印頭，襯底可相對(duì)于打印頭在襯底運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)，打印頭長(zhǎng)度在與襯底運(yùn)動(dòng)方向相正交的打印頭方向上延長(zhǎng)，其中該打印頭包括多個(gè)沿打印頭長(zhǎng)度方向間隔開(kāi)的類似的打印頭單元，每個(gè)打印頭單元包括至少兩排平行的噴嘴，噴嘴在打印頭方向上延展開(kāi)來(lái)，各噴嘴排在襯底運(yùn)動(dòng)方向上分隔開(kāi)；激勵(lì)裝置，它影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴，以及微滴流體供應(yīng)裝置，它被安放以便不同的流體可以供應(yīng)到各噴嘴排。
在四排打印頭單元中，支撐內(nèi)的墨水流動(dòng)優(yōu)選這樣安排，兩個(gè)外部的供應(yīng)腔含有的墨水流動(dòng)是從一排壓力腔流走。這兩個(gè)腔與驅(qū)動(dòng)器芯片相鄰，這樣可迅速地移走熱量。每種色彩的墨水入口的溫度差別對(duì)打印質(zhì)量具有破壞作用，因此，期望把鄰近陣列的包含入口的腔在彼此鄰近地放置。
因此，提供了一種向打印頭單元供應(yīng)墨水的方法，包括以下步驟提供包括至少兩排噴嘴的打印頭單元，這些噴嘴沿打印頭襯底在打印頭方向上延伸每一排的長(zhǎng)度，所述的各排與其它排平行，其方向與所述的排長(zhǎng)度正交，其中每排包括相關(guān)的壓力腔排，提供一個(gè)包括供應(yīng)歧管和清除歧管的墨水供應(yīng)單元，并以這樣的關(guān)系來(lái)設(shè)置所述的墨水供應(yīng)單元和所述的打印頭單元，即每一個(gè)所述的壓力腔排與一個(gè)供應(yīng)歧管和一個(gè)清除歧管相連，所述的供應(yīng)歧管和所述的清除歧管相鄰，并使噴射流體按流體方向通過(guò)壓力腔從供應(yīng)歧管向清除歧管流動(dòng)；和其中，相鄰排的壓力腔的所述流動(dòng)方向是相反的。
還提供了打印多色彩圖像的一種方法，包括以下步驟提供如上所述的一個(gè)打印設(shè)備，向所述的壓力腔排供應(yīng)不同色彩的墨水，從所述的打印頭單元噴射一個(gè)多色彩行(multi-color swath)，在所述的打印頭方向?qū)λ龃蛴☆^單元變址，和進(jìn)一步從所述打印頭單元噴射一個(gè)多色彩行。
現(xiàn)在將僅僅以示例的方式來(lái)描述本發(fā)明，涉及到下面的附圖，其中

圖1是本發(fā)明的打印頭模塊/打印頭單元的分解圖；圖2是圖1中的打印頭單元沿線XX-XX的截面圖，它具有柔性電路板和附著的關(guān)聯(lián)芯片；圖3是由多個(gè)類似打印頭單元構(gòu)成的寬打印頭；圖4描述把兩個(gè)組件相連的方法；圖5描述所述的打印頭單元的色彩配置——C青色，M品紅色，Y黃色，K黑色；圖6描述一個(gè)打印機(jī)配置；圖7描述打印程序；
圖8描述更進(jìn)一步的打印程序；圖9描述單通(single pass)打印頭的打印頭排列；圖10描述一個(gè)供應(yīng)支撐；圖11表示所述的支撐和打印頭單元內(nèi)的墨水流動(dòng)方向；圖12描述一個(gè)供應(yīng)支撐。
關(guān)于圖1，打印頭單元形成為大體為“I”形的基體1，其具有四個(gè)條形2a至2d的壓電材料，這些材料附著于頂面，在襯底運(yùn)動(dòng)方向上以適當(dāng)?shù)木嚯x(d)隔開(kāi)。
沿襯底運(yùn)動(dòng)方向延伸的通道5或壓力腔通過(guò)鋸條形的壓電材料而形成。每個(gè)壓力腔與在其它條形壓電材料中形成的壓力腔對(duì)齊。
壓電材料是鉛鋅鈦酸鹽或PZT，基體是由與PZT打印頭有相同熱膨脹特征的材料構(gòu)成的?；w必須耐用，足以經(jīng)受在打印頭單元的制作過(guò)程中使用的各種制作處理。氮化鋁、鋁氧土、INVAR或特殊玻璃AF45都是適當(dāng)?shù)暮蜻x材料的例子。
端口4形成在基體的合適位置上，這些位置位于排間距為d的范圍內(nèi)。優(yōu)選在制作時(shí)，在附著呈條形的壓電材料2a至2d之前形成端口，當(dāng)然其后對(duì)它們鉆孔也是可能的。包括燒蝕、鉆孔、蝕刻等方法在內(nèi)，任何適于形成孔的方法都是可接受的。
有利的是，為了PZT與位于基體之外的驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行電連接，在基體上形成軌道。這些軌道的制作方法詳見(jiàn)WO 00/29217的描述，但這里也將予以概括。
非電鍍的一個(gè)共形涂層沉積在基體上以及被切割的PZT上面。這個(gè)涂層被模制，既形成軌道，又成為電極，所述的電極在壓力腔的內(nèi)壁面上延伸。激光以與基體平面相垂直的角度被定向，以從電極和軌道上去除所選擇的材料，因此提供了分離的連接器。條形壓電材料的邊緣被斜削，有助于這一過(guò)程。
恰當(dāng)?shù)碾姌O材料和沉積方法在技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。單獨(dú)使用和混合使用的銅、鎳和金可有利地通過(guò)無(wú)電鍍過(guò)程被沉積，以及利用鈀催化劑將有助于提供必要的完整性，對(duì)壓電材料的附著度，抗腐蝕性和利用例如該技術(shù)領(lǐng)域中所熟知的氮化硅或聚對(duì)二甲苯進(jìn)行后續(xù)鈍化的基礎(chǔ)。
每個(gè)激勵(lì)器(actuator)壁的相反面上的電極必須彼此電隔離，這是為了可以在它們之間和在激勵(lì)器壁的壓電材料上建立電場(chǎng)。把每個(gè)電極與各個(gè)電壓源連接起來(lái)的相應(yīng)導(dǎo)電軌道必須同樣地被隔離。
在沉積后從不需要導(dǎo)電材料的那些區(qū)域清除導(dǎo)電材料，就獲得該隔離。利用激光束進(jìn)行材料的局部蒸發(fā)。材料還可從壁的整個(gè)頂面清除，以便最大化壁的頂部區(qū)域，使得能夠與蓋子元件粘合，或從在壁頂部上延伸的一個(gè)窄帶清除。
除了從每個(gè)壓電激勵(lì)器壁的頂面上清除導(dǎo)電材料，以便分隔開(kāi)每個(gè)壁的兩側(cè)上的電極之外，導(dǎo)電材料必須還以這樣一種方式從襯底的表面上清除，以定義每個(gè)電極的各自導(dǎo)電軌道。
也將會(huì)理解到，為了可以獨(dú)立操作各排噴嘴，與活動(dòng)部分關(guān)聯(lián)的電極和導(dǎo)電軌道必須被隔離。雖然這也可通過(guò)沿著在兩個(gè)壓電條之間延伸的襯底表面進(jìn)行激光“切割(cut)”來(lái)完成，但通過(guò)在電極沉積過(guò)程中使用物理掩模或通過(guò)使用放電加工更容易完成。
通過(guò)激光界定的導(dǎo)電軌道從壓電材料延伸到沿著襯底的邊緣7排列的連接墊。作為選擇，用激光來(lái)界定軌道的處理可限于與壓電材料直接相鄰的區(qū)域內(nèi)，一種不同的—例如照相平版印刷—處理用于進(jìn)一步界定將用激光界定的軌道和集成電路連接起來(lái)的導(dǎo)電軌道。
其后，例如使用根據(jù)WO 95/07820沉積的氮化硅，鈍化電極和軌道。這不僅提供了對(duì)由于電場(chǎng)和墨水的混合效應(yīng)引起的腐蝕的防護(hù)(將會(huì)意識(shí)到在墨水歧管中的所有導(dǎo)電材料都將暴露于墨水)，而且防止后面描述到的平面蓋子元件導(dǎo)致每個(gè)壁的相反側(cè)面上的電極發(fā)生短路。
沿著與按襯底運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的相反邊緣相鄰的基體頂面，提供了連接墊。這些連接墊可以與軌道和電極在同一步驟中形成，或可利用一種諸如碰撞的可替代技術(shù)形成。這些連接墊用于將軌道電連接到帶有驅(qū)動(dòng)的柔性電路和/或動(dòng)力芯片。優(yōu)選的是，連接墊也將基體機(jī)械連接到柔性電路。優(yōu)選具有或沒(méi)有粘合劑的倒裝片(flip chip)或螺柱撞擊粘合(stud bump bonding)技術(shù)。
打印頭單元是一種四色的通流打印頭(through flow print head)，每條壓電材料配有兩個(gè)隔開(kāi)的端口，每一條的每一側(cè)上有一個(gè)。提供有分隔板8，將相鄰條的端口隔離開(kāi)，以隔離和防止顏色混合。
基體的大小和排列被設(shè)置，這樣，內(nèi)部壓電材料條的電軌道起始于沿著與按襯底運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置的相反邊緣相鄰的基體頂面排列的連接墊，并且該電軌道采用在外部壓電材料條的端部周圍的路線。
有利地，這允許所有四條壓電材料通過(guò)兩個(gè)柔性電路操作，兩個(gè)柔性電路連接到起始點(diǎn)或墊，而不采取復(fù)雜的多層接線。為了增加總強(qiáng)度，在組合之前，可獨(dú)立測(cè)試壓電材料的襯底和各條壓電材料以及柔性電路。
分隔器最好由鉬或NILO42構(gòu)成，它們除了與打印頭其它地方使用的鋁具有相類似的熱膨脹特性以外，還容易被加工到高精確度，例如通過(guò)蝕刻、激光切割或鉆孔。
由分隔板8界定的歧管3的形狀可減少氣泡陷阱和會(huì)滯留流體的區(qū)域。當(dāng)壓電材料條的長(zhǎng)度保證有多重端口時(shí)，可提供通向各自的歧管的開(kāi)口。分隔板的外形可被修改，以減小不流動(dòng)區(qū)域的可能性。
分隔板由一層粘合劑固定到基體的上表面。除了其主要的固定功能之外，在分隔板是可導(dǎo)電時(shí)，該粘合劑層還提供襯底上的導(dǎo)電軌道與分隔板之間的備用電隔離。諸如凹槽的配準(zhǔn)(registration)功能部件可用來(lái)確保與基體的精確對(duì)齊。
要粘合在一起的最后兩個(gè)元件—彼此分開(kāi)或后來(lái)組合—是平面的封蓋元件和噴嘴板?？墒褂霉鈱W(xué)裝置確保噴嘴板中形成的噴嘴與它們自己的通道之間的精確配準(zhǔn)?？商娲?，例如在WO 93/15911中所述的，一旦噴嘴板就位，噴嘴就可形成。
現(xiàn)在將參考圖2描述一個(gè)具有補(bǔ)充芯片的完整打印頭單元。如同上文所述，PZT條2a到2d被斜切，以幫助軌道的成形。通道端部和墨水歧管3之間的界面提供一個(gè)聲邊界。通道的壁面被極化，這樣，當(dāng)在位于壁的側(cè)面上的電極21之間跨壁應(yīng)用電場(chǎng)時(shí)，該壁面以剪切模式偏斜到通道。
該偏斜在腔內(nèi)促發(fā)一個(gè)聲波，在聲邊界處被反射，并會(huì)聚到噴嘴處，以從噴嘴23噴射出墨滴。
蓋板17和噴嘴板19可形成為一個(gè)單組件，然而，提供兩個(gè)分開(kāi)的組件是有利的。主要優(yōu)點(diǎn)是，將噴嘴板粘合到蓋板和將蓋板粘合到分割板和激勵(lì)器的粘合劑可以具有不同的屬性。
特別地，將噴嘴板粘合到蓋板的粘合劑比將蓋板粘合到分割板的粘合劑弱。有利的是，那樣，噴嘴板可被移除，而不移除蓋板。例如，當(dāng)一個(gè)噴嘴在使用或制造中被阻塞或損壞時(shí)，這是有用的。
然后，可清潔蓋板，為粘合一個(gè)新噴嘴板做準(zhǔn)備。壓電材料相對(duì)易碎，并且如果蓋板也被移除，則它可能被損壞。
芯片11被安裝到附著于連接墊15的柔性電路。這些芯片優(yōu)選被定向，以便能夠?qū)⑺鼈兊拇罅繜崃總鬟f給墨水供應(yīng)系統(tǒng)。
在噴嘴形成之前或后，但優(yōu)選在之前可執(zhí)行的一個(gè)額外的制造階段是給激勵(lì)器應(yīng)用一個(gè)聚對(duì)二甲苯共形涂層。該涂層以蒸汽形式被施用，并被允許在打印頭單元上和貫穿打印頭單元擴(kuò)散。被申請(qǐng)者發(fā)現(xiàn)的聚對(duì)二甲苯的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，它擴(kuò)散時(shí)所通過(guò)的端口的大小對(duì)沉積的速度和相應(yīng)形成的層厚度有一個(gè)限制效果。
因此，由于通道對(duì)于墨水供應(yīng)端口的相對(duì)大小，在一個(gè)步驟中，用一薄鈍化劑涂層鈍化激勵(lì)器通道和用一較厚鈍化劑涂層鈍化墨水供應(yīng)歧管和端口變得可能。由于腔有雙末端，所以聚對(duì)二甲苯從兩端散射，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)稱涂層。類似地，由于每條壓電材料被固定在完全對(duì)稱的歧管內(nèi)，所以可給每條通道和歧管提供一個(gè)均勻的涂層。
有利的是，殘留在打印頭內(nèi)的污垢或制造碎屑的任何顆粒可附著在聚對(duì)二甲苯層下的壁面上，從而最小化了在打印頭充滿墨水時(shí)發(fā)生噴嘴阻塞的可能性。
例如從WO 00/38928中認(rèn)識(shí)到通流(through flow)墨水供應(yīng)和特別是當(dāng)打印時(shí)墨水連續(xù)流過(guò)壓力腔的優(yōu)點(diǎn)。
多個(gè)打印頭單元可在墨水供應(yīng)支撐27上按打印頭方向并排排列，如圖3所描述。每個(gè)打印頭單元最好與該打印頭單元完全一致，并且可獨(dú)立排成一行或移除。
打印頭單元的形狀允許其根據(jù)墨水供應(yīng)支撐上的功能元件進(jìn)行定位。這些對(duì)準(zhǔn)功件可以是靜態(tài)的設(shè)備，如接合銷等類似工具，或者是活動(dòng)的設(shè)備，如校直螺絲釘。打印頭單元自身可提供有助于校準(zhǔn)的其它功能元件。
校準(zhǔn)和/或附加該單元的一個(gè)特別好的方法是利用低溫焊料、伍德合金或其它合適的材料，參考圖4a-4b進(jìn)行描述。墨水供應(yīng)支撐或基體的下表面形成有一個(gè)具有一定形狀的凸起，相反面帶有一個(gè)可插入該凸起物的凹口。凹口31的形狀可以不同于凸起29。
凹口里充滿低溫焊料，伍德合金或其它合適的材料33，它們保持在其凝固時(shí)的溫度。打印頭單元和墨水供應(yīng)單元?jiǎng)t可在所有三個(gè)軸上彼此定向，直至正確調(diào)準(zhǔn)。它們放在適當(dāng)位置，同時(shí)焊料、伍德合金或其它合適的材料凝固以粘合和牢固住正確校準(zhǔn)的兩個(gè)組件。
如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問(wèn)題，有可能在粘合后通過(guò)加熱焊料或其它材料，移動(dòng)和替代打印頭單元。
墨水供應(yīng)支撐包括多個(gè)沿著打印頭長(zhǎng)度延伸的孔?；w的每個(gè)端口與一個(gè)孔相聯(lián)系，這樣，墨水被供應(yīng)到打印頭。下文將描述墨水供應(yīng)支撐的其它形式。
一旦發(fā)現(xiàn)打印頭單元正在工作，并粘在墨水供應(yīng)支撐上，聚對(duì)二甲苯可被允許擴(kuò)散到整個(gè)打印頭結(jié)構(gòu)。有利的是，聚對(duì)二甲苯可用于密封系統(tǒng)內(nèi)的任何墨水泄露。當(dāng)聚對(duì)二甲苯被動(dòng)地?cái)U(kuò)散到系統(tǒng)中時(shí)，強(qiáng)迫聚對(duì)二甲苯?jīng)_入系統(tǒng)有時(shí)是有利的，通過(guò)提供雙末端的腔體使其成為可能。
陣列的色彩配置如圖5所示，描述了每個(gè)打印頭單元的C1，M1，Y1，K1，C2，M2等噴嘴排。在每個(gè)打印頭單元的相同位置上設(shè)置這些色彩。在本實(shí)施方案中，每個(gè)陣列中的壓力腔處于180dpi。
打印頭的陣列不具有統(tǒng)一的噴嘴間距。特別是，一排末端的噴嘴與鄰近打印頭單元的該排末端的噴嘴之間的排間間距，大于排內(nèi)的噴嘴間的間距。
現(xiàn)在將描述該打印機(jī)的優(yōu)選操作，參見(jiàn)圖6。打印頭37安裝在包括載入紙張的磁鼓的打印機(jī)上。磁鼓35在打印頭37下面轉(zhuǎn)動(dòng)一次或多次，這取決于打印的圖像。通過(guò)真空或一些其它機(jī)械手段，紙張或襯底39被放到磁鼓上，隨著磁鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，可沿襯底運(yùn)動(dòng)方向通過(guò)打印頭。
本發(fā)明提出的打印頭結(jié)構(gòu)在磁鼓打印應(yīng)用中特別有用，這是由于其在襯底運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)緊湊的結(jié)構(gòu)。打印頭單元中各排之間的較大距離可導(dǎo)致滴落位置的較大誤差，這是由于噴射墨滴到達(dá)襯底的必需距離有差別所造成的。磁鼓的曲面提供了這一有差別的距離。
當(dāng)打印頭位于相對(duì)于磁鼓的固定位置時(shí)，圖3中的打印頭結(jié)構(gòu)將在襯底上沉積多個(gè)多色彩的行。可以襯底通過(guò)一次便打印出各行，或者可分別打印各種色彩，以允許多次通過(guò)間的沉積墨水變干。磁鼓的使用允許襯底通過(guò)打印頭許多次。
在某些條件下，這一圖像將是可接受的，然而，在大多數(shù)情況下，需要通過(guò)充滿鄰近行之間的縫隙來(lái)完成圖像——縫隙是相鄰的打印頭單元的鄰近排之間的距離。
在優(yōu)選方法中，在打印了多色彩的行之后，整個(gè)打印頭在打印頭方向上移動(dòng)一個(gè)噴嘴排加上一個(gè)噴嘴間間距的距離。第二組多色彩行則可被沉積，以充滿第一組多色彩行之間的區(qū)域。在該方法中，當(dāng)然有必要的是，鄰近打印頭單元的各排在打印頭方向上分開(kāi)排列，其距離等于排長(zhǎng)度加上2倍的噴嘴間距。
圖7a到7d提供了這個(gè)打印程序和其它打印程序的細(xì)節(jié)。介質(zhì)被放在磁鼓上，通過(guò)真空系統(tǒng)或夾具放在適當(dāng)位置，此時(shí)最好是磁鼓已經(jīng)以打印速度轉(zhuǎn)動(dòng)。與磁鼓寬度大體相等的打印頭陣列位置上與磁鼓相鄰，這種情況下，在磁鼓上的紙張首次通過(guò)時(shí)，所有四種色彩將以180dpi噴涂，如圖7a所示。
然后，紙張?jiān)诖殴纳限D(zhuǎn)動(dòng)一次或多次，這時(shí)整個(gè)打印頭以箭頭80的方向移動(dòng)，而不打印。在最簡(jiǎn)單的配置中，沿打印頭的各個(gè)排之間的間距等于排的長(zhǎng)度加上2倍的噴嘴間距，并要求以180dpi來(lái)打印，打印頭可簡(jiǎn)單地移動(dòng)一排的長(zhǎng)度加上一個(gè)噴嘴間距，以補(bǔ)充首次通過(guò)后留下的未打印區(qū)域，如圖7b所示。
如果要求點(diǎn)密度變成兩倍，可以噴嘴間距的倍數(shù)移動(dòng)打印頭，如圖7c到7e所示，這與圖7a組合提供360dpi的圖像。
在打印第三行7d之前，陣列必須移動(dòng)到距離其起點(diǎn)等于其長(zhǎng)度的位置，以避免與較早打印的點(diǎn)重合。
然后從磁鼓表面移走紙張，然后放上一張新紙。有利的是，打印頭并不須立即回到其起點(diǎn)，但可在與箭頭80相反的方向上移動(dòng)，同時(shí)重復(fù)打印步驟。
例如，可以改變步長(zhǎng)為1/4陣列長(zhǎng)度加上1/4的墨滴間距，這可以增加點(diǎn)的分布，在這種情況下，可進(jìn)一步增加到720dpi，盡管這需要更大數(shù)量的打印次數(shù)。
由于整個(gè)打印頭是由多個(gè)打印頭單元組成的，打印頭以小于2倍排長(zhǎng)度的距離移動(dòng)，因此不易觀察到與大的打印頭的加速和減速有關(guān)的困難。這一距離通常是小于5厘米，因?yàn)榇殴囊院愣ǖ乃俣绒D(zhuǎn)動(dòng)，墨滴的精確噴射可以實(shí)現(xiàn)。
在一些情況下，有利的是，將陣列中第一排的打印與第二排的打印疊加。例如，這可通過(guò)打印頭單元的噴嘴的排列來(lái)達(dá)到，這樣，它們可以不對(duì)齊。在圖8中示意了單色的4個(gè)和5個(gè)噴嘴陣列的這些特殊的例子。在不脫離這里所述的本發(fā)明的范圍的情況下，可以操作具有更多噴嘴的彩色陣列。
并非捏造，可以通過(guò)外推這里所述的原則，計(jì)算出支持該程序的數(shù)學(xué)原理。這可應(yīng)用于以不等于一排或行寬的距離排列的排。
如圖9所示，通過(guò)向打印機(jī)結(jié)構(gòu)附加一個(gè)第二打印頭，可以在襯底上提供一個(gè)連續(xù)陣列的噴射點(diǎn)，第一個(gè)打印頭的噴嘴排與第二打印頭的噴嘴排相交錯(cuò)。當(dāng)然這增加了打印機(jī)的費(fèi)用，打印陣列也只能是打印頭的最初的180dpi。雖然通過(guò)步進(jìn)打印頭，但有可能增加這一滴落間隔。
現(xiàn)在看看墨水供應(yīng)單元的情況，參考圖10描述了根據(jù)本發(fā)明的墨水供應(yīng)的一個(gè)切面。
支撐20可形成為擠壓或鑄形模塊，優(yōu)選的制作材料是鋁或鋁土。所期望的是該材料具有與打印頭單元22的材料類似的熱膨脹，并具有較高的熱傳導(dǎo)系數(shù)，以把驅(qū)動(dòng)器芯片24中盡可能多的熱量傳遞到孔腔30內(nèi)包含的墨水中。
支撐把四種不同顏色的墨水供應(yīng)給各排壓力腔2a到2d，這樣提供四個(gè)孔腔，它們被界定在分割部分26之間。優(yōu)選地，所有的分割部分形成于擠壓或鑄形步驟。為了同時(shí)提供引入和引出歧管，以供應(yīng)和清除循環(huán)的墨水，塑料插入部分28定位于分割部分之間。
參考圖11更詳細(xì)地描述插入部分。它本身限定了或者與分割部分聯(lián)合界定了兩個(gè)孔。當(dāng)插入部分本身界定了墨水供應(yīng)孔時(shí)，優(yōu)選的是，壁面具有不同的厚度，每個(gè)插入部分的外壁面比分割這些孔的內(nèi)壁面要薄。
這一結(jié)構(gòu)允許熱量通過(guò)傳導(dǎo)性的外部分割部分從芯片傳遞到墨水，同時(shí)最大程度減小引入和引出腔之間的導(dǎo)熱，引入和引出腔由絕熱的塑料分割部分分開(kāi)。
已知的是，壓力腔內(nèi)流體的溫度可以影響噴射的墨滴的體積。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，引出孔中包含的熱量可被傳導(dǎo)到引入孔中，因此增加了整個(gè)打印頭的溫度，引起噴射特征的重要變化。在一個(gè)類似于本發(fā)明中的緊湊的打印頭單元中，引入和引出孔的熱邊界的數(shù)量應(yīng)保持在最小限度。這是可以達(dá)到的，通過(guò)確保給打印頭單元中的相鄰排的壓力腔供應(yīng)墨水或移走墨水的相鄰孔具有同一方向的流體流動(dòng)。
這樣，對(duì)于一個(gè)四排打印頭單元，最小數(shù)目的熱邊界以下列次序獲得
另外，這些熱邊界通過(guò)塑料插入部分的絕熱壁面，進(jìn)一步降低了熱傳導(dǎo)。
改變?cè)摯蛴☆^單元的某一排，如第一排(2a)，的流體方向，則得到
另外，第二熱邊界通過(guò)墨水供應(yīng)的非絕熱壁面，進(jìn)一步增加了熱傳導(dǎo)。
在一個(gè)四排打印頭單元中，所希望的是，外部孔腔是引出孔，因?yàn)閬?lái)自驅(qū)動(dòng)器的熱量被吸收到離開(kāi)打印頭的流體中。
優(yōu)選地，墨水通過(guò)基體被供應(yīng)到孔和出自于孔，而不是來(lái)自于支撐端。有利的是，這可允許在下文描述的更寬打印頭配置中有更簡(jiǎn)單和更良好的連接可能性，以及壓力降低的墨滴。在本發(fā)明中任何裝置都是可能的，包括快速裝配以及螺絲釘類型的連接器，并且這些裝置可壓模為插入部分。沿打印頭的墨水供應(yīng)點(diǎn)的定位可通過(guò)常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。
為允許流體從孔流到壓力腔，在塑料插入部分提供了多個(gè)孔洞，其與在墨水供應(yīng)支撐的頂部形成的端口，以及打印頭單元的基底的端口對(duì)齊。有利的是，可應(yīng)用聚對(duì)二甲苯的涂層覆蓋引入和引出孔以及端口，來(lái)提供給流體緊湊的不滲漏的密封。
墨水供應(yīng)單元的長(zhǎng)度可延長(zhǎng)，以使多個(gè)打印頭單元附著于它。可選擇的是，當(dāng)需要延長(zhǎng)的打印頭時(shí)，每個(gè)打印頭單元可包括其自身的，孤立的墨水供應(yīng)單元。
在這種墨水供應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)中，可以在于此提出的一個(gè)打印頭單元或多個(gè)打印頭單元范圍內(nèi)，將分割部分與多個(gè)塑料插入部分鑄為單一的同質(zhì)單元。
形成插入部分的塑料材料的選擇盡管重要，但可通過(guò)使用以上的構(gòu)造而范圍變寬。由熱膨脹的不匹配引起的問(wèn)題可通過(guò)在相當(dāng)堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)中定位插入部分，去除顆粒和墨水不相容性而降低，某些種類的塑料的特定問(wèn)題可通過(guò)用聚對(duì)二甲苯覆蓋孔的內(nèi)表面而有效解決。
構(gòu)造和支撐設(shè)備的一個(gè)替代方法將參考圖12來(lái)描述。塑料插入部分28優(yōu)選包括供應(yīng)裝置34，它用分割部分32分成薄片。安裝打印頭單元的頂面36然后可被加工或研磨成一個(gè)平面。
當(dāng)提供分離的插入部分時(shí)，墨水供應(yīng)的方便性不受損害，因?yàn)樗械倪B接點(diǎn)位于打印頭的與噴射噴嘴相對(duì)的表面上。類似地，明顯的是，電連接點(diǎn)也位于與噴嘴較遠(yuǎn)處。這一安排可使打印頭簡(jiǎn)化和容易被替代。
盡管以上發(fā)明是參考?jí)弘娂?lì)器來(lái)進(jìn)行描述，但同樣可以用其它沉積設(shè)備來(lái)替代這一發(fā)明，它包括但不限于泡沫噴射，或應(yīng)用于打印機(jī)的其它機(jī)械激勵(lì)滴落裝置。
僅僅通過(guò)示例的方式描述了本發(fā)明，可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下作出各種改動(dòng)。
本說(shuō)明書(其條目包括權(quán)利要求)中公開(kāi)的和/或附圖中示意的每個(gè)特征可獨(dú)立于其它的公開(kāi)和/或示出的特征整入到本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.用于在襯底上沉積微滴的微滴沉積裝置，該裝置包括一個(gè)延伸的打印頭，襯底可相對(duì)于打印頭在襯底運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)，打印頭長(zhǎng)度在與襯底運(yùn)動(dòng)方向相正交的打印頭方向上延伸，其中該打印頭包括至少一個(gè)打印頭單元，該打印頭單元包括至少兩排平行的噴嘴，噴嘴在打印頭方向上延伸開(kāi)來(lái)，各噴嘴排在襯底運(yùn)動(dòng)方向上分隔開(kāi)；激勵(lì)裝置，它用于影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴；以及微滴流體供應(yīng)裝置，它被安放以便不同的流體可以供應(yīng)到各噴嘴排。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中每個(gè)打印頭單元包括至少三排噴嘴，優(yōu)選包括四排噴嘴，每排噴嘴從所述供應(yīng)裝置接收一種不同顏色的墨水。
3.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中一排噴嘴中的每個(gè)噴嘴按照所述打印頭方向與其它每一排噴嘴中的噴嘴在位置上對(duì)齊。
4.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中每排噴嘴具有相同的長(zhǎng)度。
5.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中每排噴嘴具有相同的噴嘴間間距。
6.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中用于影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴的所述激勵(lì)裝置，對(duì)于每個(gè)噴嘴而言，包括與所述噴嘴互通和與所述流體供應(yīng)裝置互通的一個(gè)壓力腔。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述壓力腔是延伸的，具有在所述襯底移動(dòng)方向上的延伸方向。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中所述壓力腔包括至少一個(gè)由壓電材料構(gòu)成的壁面。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述壁面包括被放置的電極，以便能夠給所述壓電材料施用一個(gè)電場(chǎng)。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，所述壁面在與被施用的電場(chǎng)相正交的方向上被極化。
11.如權(quán)利要求7至10中的任何一個(gè)所述的裝置，其中與一排噴嘴相對(duì)應(yīng)的壓力腔以一排壓力腔的方式裝配在一個(gè)基體上，與其它各排噴嘴相對(duì)應(yīng)的壓力腔以各自的其它排壓力腔的方式裝配在所述的相同基體上。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中在所述基體上安裝了分隔器裝置，以在各排壓力腔周圍界定出流體歧管區(qū)，其用于給該排壓力腔提供流體，所述各個(gè)歧管區(qū)彼此分隔開(kāi)。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中在所述基體上界定有端口，其用于與各個(gè)流體歧管區(qū)互通。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中每個(gè)歧管區(qū)至少有兩個(gè)端口與其互通，以提供通過(guò)各個(gè)腔的流動(dòng)。
15.如權(quán)利要求11至14中的任何一個(gè)所述的裝置，其中所述基體是平面的，所述分隔器裝置包括一個(gè)具有孔洞的分隔器板，所述孔洞界定出歧管區(qū)。
16.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述打印頭包括多個(gè)在所述打印頭方向上間隔開(kāi)的類似的打印頭單元。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中每個(gè)打印頭單元是完全相同的。
18.如權(quán)利要求16或17所述的裝置，其中所述單元被這樣安排，一個(gè)單元上的一個(gè)噴嘴排與一個(gè)不同單元的一個(gè)噴嘴排相組合，形成一個(gè)陣列，其中一個(gè)陣列內(nèi)的所述噴嘴被供應(yīng)以相同的噴射流體。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述陣列是線性的。
20.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述陣列被這樣安排，沿著陣列的噴嘴間隔是不一致的。
21.如權(quán)利要求18至20中的任何一個(gè)所述的裝置，其中一個(gè)陣列中的一排的末端噴嘴與所述陣列中的一個(gè)不同排的相鄰末端噴嘴之間的間隙距離比任何一排內(nèi)的噴嘴間間距大。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述間隙距離等于所述排長(zhǎng)度加上噴嘴間間距的兩倍。
23.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步包括輸送裝置，用來(lái)給打印區(qū)供應(yīng)可打印的襯底，其可接收從所述噴嘴噴射的墨滴。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中輸送裝置以所述襯底移動(dòng)方向給所述打印區(qū)供應(yīng)所述可打印的襯底。
25.如權(quán)利要求23或24所述的裝置，其中所述運(yùn)輸裝置包括一個(gè)紙張?zhí)幚砉摹?br> 26.用于在襯底上沉積微滴的微滴沉積裝置，該裝置包括一個(gè)延伸的打印頭，襯底可相對(duì)于打印頭在襯底運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)，打印頭長(zhǎng)度在與襯底運(yùn)動(dòng)方向相正交的打印頭方向上延伸，其中該打印頭包括至少一個(gè)打印頭單元，該打印頭單元包括一個(gè)公共基體；至少兩排平行的微滴液體腔裝配在基體上，并按打印頭方向延伸，每個(gè)這樣的腔與微滴噴射嘴互通，以提供至少兩排平行的噴嘴，它們按打印頭方向延伸，各排在襯底移動(dòng)方向上分隔開(kāi)；激勵(lì)裝置，它被用來(lái)將壓力施給各個(gè)選定腔，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)噴嘴的微滴噴射；以及微滴流體供應(yīng)裝置，它被安放以便不同的流體可以供應(yīng)到各排腔室。
27.如權(quán)利要求26所述的裝置，其中在所述基體上安裝了分隔器裝置，以在各排壓力腔周圍界定出流體歧管區(qū)，其用于給該排壓力腔提供流體，所述各個(gè)歧管區(qū)彼此分隔開(kāi)。
28.如權(quán)利要求27所述的裝置，其中在所述基體上界定有端口，其用于與各個(gè)流體歧管區(qū)互通。
29.如權(quán)利要求28所述的裝置，其中每個(gè)歧管區(qū)至少有兩個(gè)端口與其互通，以提供通過(guò)各個(gè)腔的流動(dòng)。
30.如權(quán)利要求26至29中的任何一個(gè)所述的裝置，其中所述基體是平面的，所述分隔器裝置包括一個(gè)具有孔洞的分隔器板，所述孔洞界定出歧管區(qū)。
31.如權(quán)利要求26至30中的任何一個(gè)所述的裝置，其中每個(gè)打印頭單元包括至少三排噴嘴，優(yōu)選包括四排噴嘴，每排噴嘴從所述供應(yīng)裝置接收一種不同顏色的墨水。
32.如權(quán)利要求26至31中的任何一個(gè)所述的裝置，其中所述壓力腔是延伸的，具有在所述襯底移動(dòng)方向上的延伸方向。
33.如權(quán)利要求26至32中的任何一個(gè)所述的裝置，其中所述壓力腔包括至少一個(gè)由壓電材料構(gòu)成的壁面。
34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述壁面包括被放置的電極，以便能夠給所述壓電材料施用一個(gè)電場(chǎng)。
35.如權(quán)利要求34所述的裝置，所述壁面在與被施用的電場(chǎng)相正交的方向上被極化。
36.用于在襯底上沉積微滴的微滴沉積裝置，該裝置包括一個(gè)延伸的打印頭，襯底可相對(duì)于打印頭在襯底運(yùn)動(dòng)方向上移動(dòng)，打印頭長(zhǎng)度在與襯底運(yùn)動(dòng)方向相正交的打印頭方向上延長(zhǎng)，其中該打印頭包括多個(gè)沿打印頭長(zhǎng)度方向間隔開(kāi)的類似的打印頭單元，每個(gè)打印頭單元包括至少兩排平行的噴嘴，噴嘴在打印頭方向上延展開(kāi)來(lái)，各噴嘴排在襯底運(yùn)動(dòng)方向上分隔開(kāi)；激勵(lì)裝置，它被用于影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴；以及微滴流體供應(yīng)裝置，它被安放以便不同的流體可以供應(yīng)到各噴嘴排。
37.如權(quán)利要求36所述的裝置，其中所述打印頭相對(duì)于襯底在打印頭方向上是可移動(dòng)的，使任何噴嘴排的所述噴嘴能夠?qū)⒛纬练e在比所述噴嘴排的長(zhǎng)度更寬的襯底區(qū)上。
38.如權(quán)利要求36或37所述的裝置，其中每個(gè)打印頭單元包括至少三排噴嘴，優(yōu)選包括四排噴嘴，每排噴嘴從所述供應(yīng)裝置接收一種不同顏色的墨水。
39.如權(quán)利要求36至38中的任何一個(gè)所述的裝置，其中每排噴嘴具有相同的噴嘴間間距。
40.如權(quán)利要求36至39中的任何一個(gè)所述的裝置，其中用于影響各個(gè)噴嘴選擇性地噴射微滴的所述激勵(lì)裝置，對(duì)于每個(gè)噴嘴而言，包括與所述噴嘴互通和與所述流體供應(yīng)裝置互通的一個(gè)壓力腔。
41.如權(quán)利要求40所述的裝置，其中所述壓力腔是延伸的，具有在所述襯底移動(dòng)方向上的延伸方向。
42.如權(quán)利要求40或41所述的裝置，其中所述壓力腔包括至少一個(gè)由壓電材料構(gòu)成的壁面。
43.如權(quán)利要求41所述的裝置，其中所述壁面包括被放置的電極，以便能夠給所述壓電材料施用一個(gè)電場(chǎng)。
44.如權(quán)利要求43所述的裝置，所述壁面在與被施用的電場(chǎng)相正交的方向上被極化。
45.如權(quán)利要求36至44中的任何一個(gè)所述的裝置，其中所述單元被這樣安排，一個(gè)單元上的一個(gè)噴嘴排與一個(gè)不同單元的一個(gè)噴嘴排相組合，形成一個(gè)陣列，其中一個(gè)陣列內(nèi)的所述噴嘴被供應(yīng)以相同的噴射流體。
46.如權(quán)利要求45所述的裝置，其中所述陣列是線性的。
47.如權(quán)利要求45所述的裝置，其中所述陣列被這樣安排，沿著陣列的噴嘴間隔是不一致的。
48.如權(quán)利要求45至47中的任何一個(gè)所述的裝置，其中一個(gè)陣列中的一排的末端噴嘴與所述陣列中的一個(gè)不同排的相鄰末端噴嘴之間的間隙距離比任何一排內(nèi)的噴嘴間間距大。
49.如權(quán)利要求48所述的裝置，其中所述間隙距離等于所述排長(zhǎng)度加上噴嘴間間距的兩倍。
50.如權(quán)利要求36至49中的任何一個(gè)所述的裝置，其中對(duì)于每個(gè)打印頭的各排噴嘴，微滴流體供應(yīng)裝置包括至少一個(gè)流體歧管。
51.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中所述墨水歧管給與各個(gè)噴嘴相關(guān)聯(lián)的壓力腔供應(yīng)噴射流體。
52.如權(quán)利要求51所述的裝置，其中噴射流體通過(guò)所述壓力腔流到與各排噴嘴相關(guān)聯(lián)的一個(gè)進(jìn)一步的墨水歧管中。
53.如權(quán)利要求50至52中的任何一個(gè)所述的裝置，其中提供一個(gè)端口，其在墨水歧管與墨水供應(yīng)腔之間延伸。
54.如權(quán)利要求53所述的裝置，其中所述墨水供應(yīng)腔位于墨水供應(yīng)單元內(nèi)。
55.如任何前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述的打印頭單元或所述的多個(gè)打印頭單元安裝在墨水供應(yīng)單元上。
56.如權(quán)利要求55所述的裝置，其中所述墨水供應(yīng)單元的長(zhǎng)度等于或大于所述打印頭單元的長(zhǎng)度總和。
57.如權(quán)利要求54至56中的任何一個(gè)所述的裝置，其中所述墨水供應(yīng)單元包括多個(gè)墨水供應(yīng)孔，至少一個(gè)墨水供應(yīng)孔與各自排的噴嘴互通。
58.如權(quán)利要求57所述的裝置，其中一個(gè)供應(yīng)孔被供給一種類型的噴射流體。
59.如權(quán)利要求58所述的裝置，其中所述供應(yīng)孔被分為一個(gè)入口供應(yīng)孔和一個(gè)出口供應(yīng)孔。
60.如權(quán)利要求18或45所述的裝置，其中所述打印頭單元或所述的多個(gè)打印頭單元被安裝到墨水供應(yīng)單元上，所述墨水供應(yīng)單元包括多個(gè)供應(yīng)孔，每個(gè)孔與各自的一個(gè)陣列互通。
61.給打印頭單元供應(yīng)墨水的一種方法，包括下列步驟提供包括至少兩排噴嘴的打印頭單元，這些噴嘴沿打印頭襯底在打印頭方向方向上延伸一排的長(zhǎng)度，所述的各排與其它排平行，其方向與所述的排長(zhǎng)度正交，其中每排包括相關(guān)的壓力腔排，提供一個(gè)包括供應(yīng)歧管和清除歧管的墨水供應(yīng)單元，并以這樣的關(guān)系來(lái)設(shè)置所述的墨水供應(yīng)單元和所述的打印頭單元，即每一個(gè)所述的壓力腔排與一個(gè)供應(yīng)歧管和一個(gè)清除歧管相連，所述的供應(yīng)歧管和所述的清除歧管相鄰，并使噴射流體按流體方向通過(guò)壓力腔從供應(yīng)歧管向清除歧管流動(dòng)；和其中，相鄰排的壓力腔的所述流動(dòng)方向是相反的。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，其中所述打印頭單元包括至少三排噴嘴。
63.打印多色彩圖像的一種方法，包括以下步驟提供一個(gè)如權(quán)利要求1至60中任何一個(gè)所述的打印裝置，向所述的壓力腔排供應(yīng)不同色彩的墨水，從所述的打印頭單元噴射一個(gè)多色彩行，在所述的打印頭方向方向?qū)λ龃蛴☆^單元變址，和進(jìn)一步從所述打印頭單元噴射一個(gè)多色彩行。
全文摘要
一種噴墨打印機(jī)具有打印頭單元，它具有四排平行的噴嘴，每排能夠接收一種不同顏色的墨水。每排的長(zhǎng)度小于打印頭單元的長(zhǎng)度。多個(gè)打印頭單元可排成行，以提供延伸的噴嘴陣列。沿陣列的噴嘴間間距不一致，各排內(nèi)的噴嘴間的間隔小于相鄰打印頭單元之間的排間間隔。在操作中，每個(gè)打印頭單元在紙張上沉積出非連續(xù)的行，然后所有打印頭單元被移動(dòng)一個(gè)相等的距離，然后再打印一行，從而各行交織。還提供了一種供應(yīng)墨水的方法和一個(gè)墨水供應(yīng)元件。
文檔編號(hào)B41J2/055GK1615222SQ03802249
公開(kāi)日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2003年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月16日
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