專(zhuān)利名稱(chēng)：制造高密度噴墨印刷頭系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造噴墨印刷頭的方法，尤其涉及到制造由通道噴墨的、具有高密度平行通道系統(tǒng)和側(cè)壁致動(dòng)器的噴墨印刷頭。
印刷機(jī)提供一種在人類(lèi)以可讀形式中產(chǎn)生永久性記錄的裝置。一般說(shuō)，印刷技術(shù)可分為沖擊印刷技術(shù)和非沖擊印刷技術(shù)。在沖擊印刷技術(shù)中，圖象是通過(guò)用沖擊件擊打放在紙件近處的墨帶形成的。沖擊印刷技術(shù)進(jìn)一步又可分為成形-字符印刷和版型印刷，在成形-字符印刷中，擊打墨帶產(chǎn)生圖象的沖擊件，包括想要的字符的凸起的鏡面圖象部分。在版型印刷中，沖擊件是一根觸針或多根觸針，這里，字符是通過(guò)擊打?qū)χ珟渲玫挠|針或多根觸針而產(chǎn)生一系列緊密的間隔開(kāi)的點(diǎn)子形成的。通過(guò)有選擇地?fù)舸驅(qū)χ珟渲玫亩喔|針，任何可描述的字符借助點(diǎn)型片均可產(chǎn)生。
由于其高的印刷速度、以及它更適于印刷圖表和半色調(diào)圖象，非沖擊印刷通常比沖擊印刷更為人們樂(lè)意采用。非沖擊印刷技術(shù)包括版型、靜電和電子照象型印刷技術(shù)。在版型印刷中，許多觸針被電脈沖有選擇地加熱，所產(chǎn)生的熱，在通常專(zhuān)門(mén)處理過(guò)的紙的一面上產(chǎn)生一個(gè)印記。在靜電型印刷中，印刷件和導(dǎo)電紙面之間的電弧，除去了紙上的不透明涂層，從而使對(duì)比色的內(nèi)層暴光。最后，在電子照象型印刷中，用一種如激光那樣的光源，使光導(dǎo)電性材料有選擇地帶電，粉狀上色劑被吸到帶電的區(qū)域。當(dāng)處在與紙面接觸時(shí)，上色劑便轉(zhuǎn)送到紙面上，然后，該上色劑被加熱而使之熔化到紙面上。
非沖擊印刷另一種形式通常歸類(lèi)在噴墨印刷，噴墨印刷系統(tǒng)用噴射細(xì)的墨點(diǎn)產(chǎn)生圖象。該裝置產(chǎn)生多次重復(fù)的并可控制的小墨點(diǎn)，以便在由計(jì)數(shù)法貯存的圖象數(shù)據(jù)規(guī)定的地方印上一個(gè)小墨點(diǎn)。大多數(shù)商業(yè)出售的噴墨印刷系統(tǒng)可分為“連續(xù)噴射”型噴墨印刷系統(tǒng)和“按指令滴落”型噴墨印刷系統(tǒng)，在前一種印刷系統(tǒng)中，微滴從印刷頭中連續(xù)地噴出，根據(jù)所想要產(chǎn)生的圖象，微滴可直接對(duì)著或向離開(kāi)紙的方向噴射。在后一種印刷系統(tǒng)中，微滴根據(jù)所要產(chǎn)生圖象有關(guān)的專(zhuān)門(mén)指令，才從印刷頭中噴出的。
連續(xù)噴射型噴墨印刷系統(tǒng)，是以從一個(gè)小孔噴出液流，形成均勻小微滴的現(xiàn)象為基礎(chǔ)的?？擅黠@看到，例如使用可產(chǎn)生壓力、振蕩、使整個(gè)液體擴(kuò)散的電子機(jī)械裝置，根據(jù)表面張力波的擴(kuò)張導(dǎo)致噴射的現(xiàn)象，從直徑約為50-80微米的小孔中，在壓力下噴出的液體，趨向于破裂成均勻的微滴。如在

圖1中，可看到一種連續(xù)噴墨型噴墨印刷機(jī)200的簡(jiǎn)圖。這里，泵202把油墨從墨源204泵入噴咀組件206中，噴咀組件206有一壓電晶體208，它連續(xù)地被晶體驅(qū)動(dòng)器210提供的電壓所驅(qū)動(dòng)。泵202使供到噴咀組件206中的油墨，通過(guò)噴咀212以連續(xù)液流形式噴出。連續(xù)振蕩的壓電晶體208產(chǎn)生壓力擾動(dòng)，引起連續(xù)的油墨液流分裂成均勻油墨微滴，并且由于靜電場(chǎng)存在而得到靜電荷。這個(gè)靜電場(chǎng)常被稱(chēng)為由電極214產(chǎn)生的帶電場(chǎng)。利用高壓偏轉(zhuǎn)板216，可控制選擇出一些帶靜電微滴的軌跡，以便擊向紙件218的紙面上理想位置。高壓偏轉(zhuǎn)板216，還使帶靜電荷的微滴中一些未被選中的微滴偏離紙件218的紙面，而落入用于循環(huán)用的貯存器220中。
由于微滴的大小很小和具有準(zhǔn)確的流軌控制，故連續(xù)噴墨型噴墨印刷系統(tǒng)的質(zhì)量，可接近成形字符沖擊印刷系統(tǒng)的質(zhì)量。但，連續(xù)噴射型噴墨印刷系統(tǒng)的缺點(diǎn)為，當(dāng)少印或不印刷時(shí)，墨液必須一直在噴射，這種要求減少油墨因而降低該印刷系統(tǒng)的可靠性。
由于該缺點(diǎn)，人們對(duì)借助電子機(jī)械產(chǎn)生的壓力波使引起的微滴增加了興趣。在這種型式的系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)直接或間接與墨液耦合的壓電材料施加一電壓脈沖，引起了墨液中體積改變，這種發(fā)生在墨液中的體積變化便引起壓力/速度的瞬變，這些是直接為了要產(chǎn)生從孔中流出的微滴，由于只是在所期望的滴墨時(shí)才施加電壓，故這種型式的噴墨印刷系統(tǒng)被稱(chēng)為“按指令滴落”型。圖2中，表示一種按指令噴墨型的噴墨印刷機(jī)，噴咀組件306把油墨從蓄墨池(未示出)中抽出，驅(qū)動(dòng)器310接收字符數(shù)據(jù)并致動(dòng)相應(yīng)的壓電材料308。例如，如收到字符數(shù)據(jù)要求墨滴是從噴咀組件306中噴出，則該驅(qū)動(dòng)器310就把一個(gè)電壓施加到壓電材料308上。然后，壓電材料將以一種方式變形，這使噴咀組件306從小孔312中噴出一微滴墨。隨后，該噴出的微滴被射向紙件318的紙面上。
在噴墨印刷機(jī)中使用的壓電材料是公知技術(shù)，通常，壓電材料使用于通過(guò)材料的兩端施加一電場(chǎng)，使電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而引起壓電材料變形的壓電轉(zhuǎn)換器中。這種使壓電材料變形的能力，已常被利用在迫使油墨從噴墨印刷機(jī)的裝有油墨通道中噴出。一種利用壓電材料的變形噴墨的這種噴墨印刷機(jī)的結(jié)構(gòu)，包括一根環(huán)繞裝墨通道的管狀壓電轉(zhuǎn)換器。當(dāng)轉(zhuǎn)換器被所施加的電壓脈沖激勵(lì)時(shí)，裝墨通道被壓縮，而把一微滴墨從通道中噴出。例如，一種利用環(huán)形轉(zhuǎn)換器的噴墨印刷機(jī)，可參照Z(yǔ)oltan的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3857045看到。這種相對(duì)復(fù)雜的壓電轉(zhuǎn)換器，和與之配套的裝墨通道的結(jié)構(gòu)，使這種裝置制造時(shí)相對(duì)費(fèi)時(shí)和價(jià)格高。
為了降低噴墨印刷頭的每一個(gè)裝置通道(或噴咀)的制造成本，特別是降低這些具有壓電致動(dòng)器的噴墨印刷頭的成本，人們一直長(zhǎng)久想要生產(chǎn)一種具有通道組的噴墨印刷頭，在該通道組中，這些單獨(dú)的通道被排成使相鄰?fù)ǖ乐g的間隔相對(duì)小些。例如，構(gòu)成一種使通道系統(tǒng)中相鄰?fù)ǖ乐g被隔開(kāi)約4和8密耳的噴墨印刷頭，可能是很合乎需要的。這樣一種噴印刷頭，這里稱(chēng)為“高密度”噴墨印刷頭，除了減少每個(gè)裝置通道的制造成本外，制造高密度噴墨印刷頭帶來(lái)另一優(yōu)點(diǎn)是提高印刷的速度。但，在推薦的高密度噴墨印刷頭中，采用非常密的通道間隔，一直是制造這種印刷頭主要問(wèn)題。
制造帶有壓電致動(dòng)器并減小通道間距的噴墨印刷頭的許多企圖，已集中到制造一種帶平行通道系統(tǒng)和帶有驅(qū)動(dòng)通道的剪式壓電轉(zhuǎn)換器的噴墨印刷頭上。例如，在Fischbeck以及其他人的二個(gè)美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4584590、4825227中公開(kāi)了一種平行通道系統(tǒng)噴墨印刷頭的剪式壓電轉(zhuǎn)換器。在Fischbeck及其他人的二個(gè)專(zhuān)利中，在一系列末端開(kāi)口的平行墨壓力腔的頂部蓋有一片壓電材料，在其另一面上裝有電極，使正電極置于將壓力腔隔開(kāi)的垂直壁的上方，負(fù)電極則在腔本身的上邊。當(dāng)一個(gè)電場(chǎng)施加到電極二端時(shí)，在通常垂直于電場(chǎng)方向中被極化的壓電材料，以剪式形狀變形壓縮墨壓力腔。然而在這些形狀中，有許多壓電材料是不起作用的，而且壓電材料的變形程度小。
參照Nilsson的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4536097，可看到具有平行通道系統(tǒng)和利用壓電材料構(gòu)成裝置通道側(cè)壁的一種噴墨印刷頭。在Nilsson的美國(guó)專(zhuān)利中，噴墨通道基體是由一系列彼此平行、間隔排列的，并在相對(duì)的側(cè)面上用電壓材料片制成的第一、第二塊板復(fù)蓋。由壓電材料制成的一塊板并形成所有壓電材料片的共用電極。在該板另一側(cè)面上，電觸頭將由一個(gè)電壓施加到限定通道的二片壓電材料上時(shí)，這二片壓電材料就變窄，并變得高些，以使密封的通道橫截面增大，而使墨被抽入通道中。當(dāng)電壓去掉時(shí)，這二片變回原來(lái)形狀，由此減小通道體積而將油墨從那里噴出。
具有平行裝墨通道系統(tǒng)和利用壓電材料構(gòu)成通道垂直壁的剪式致動(dòng)器的一種噴墨印刷頭也已公開(kāi)。例如，在Bartky等人的美國(guó)專(zhuān)利4879568和Michaelis等人的美國(guó)專(zhuān)利4887100中，均已公開(kāi)了一種噴墨印刷頭的通道系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，壓電材料被用作沿形成每個(gè)通道的整個(gè)長(zhǎng)度方向上的垂直壁。在這些結(jié)構(gòu)中，垂直的通道壁是由二個(gè)相反地被極化的、彼此緊挨著安裝的、并被夾在頂壁和底部之間形成墨的通道的壓電材料塊構(gòu)成的。墨通道形成之后，沿垂直通道壁的全長(zhǎng)設(shè)置電極，當(dāng)二電極之間產(chǎn)生垂直于壓電材料片采化方向的電場(chǎng)時(shí)，垂直的通道壁就變形，以剪式形狀壓縮噴墨通道。
制造如同Bartky等人和Michaelis等人所公開(kāi)的這些一樣的具有側(cè)壁致動(dòng)器的平行通道系統(tǒng)的噴墨印刷頭，在實(shí)踐中是很不方便的。為了形成這樣的噴墨印刷頭，應(yīng)先提供一基壁，并在其上裝有一層壓電材料。然后，加工許多穿過(guò)壓電材料的平行槽，從而提供限定該系統(tǒng)的通道側(cè)壁。隨后，電極應(yīng)裝在限定通道的這些壁的表面上，以使所需要的電場(chǎng)可施加到側(cè)壁上。然后，連接電路驅(qū)動(dòng)裝置，并將頂壁緊固到壓電側(cè)壁上以密封住通道。尤其在限定通道側(cè)壁表面上安裝電極，在實(shí)踐中，特別考慮到在典型使用的非常小的尺寸情況下，證明是分外困難的。沿限定通道的側(cè)壁表面裝電極的一種方法，是沿該面金屬化該壓電材料，從壁頂部加工掉金屬形成深槽，然后，把電連接到槽內(nèi)壁深處。人們已預(yù)料到，這些步驟中每一步驟都可能造成重大的制造問(wèn)題，如此，遲早要采用相對(duì)簡(jiǎn)單的制造具有高密度通道系統(tǒng)和側(cè)壁致動(dòng)器的噴墨印刷頭的方法。
本發(fā)明是一種制造具有一排側(cè)壁可致動(dòng)的、平行通道的噴墨印刷頭的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，由惰性材料制成的主體部分的第一表面被導(dǎo)電地粘結(jié)到由活性材料制成的中間體部分的第一表面上，然后加工許多穿過(guò)該第一中間部分的平行槽，從而形成許多被由活性材料制成的許多相應(yīng)側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的平行通道，由惰性材料制成的的頂體部分的第一表面，隨后被導(dǎo)電地粘結(jié)到第一中間體部分的第二表面上;對(duì)于許多側(cè)壁致動(dòng)器的每一個(gè)致動(dòng)器來(lái)說(shuō)，其第一中間體部分的第一表面和主體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地連接到電壓源上，而頂體部分的第一表面和第一中間體部分的第二表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接地。在本發(fā)明的該實(shí)施例的一種情況中，平行通過(guò)機(jī)加工制成。在另一種情況中，成形和/或機(jī)加工可向下伸進(jìn)主體通道中，從而形成許多平行通道，它們被相應(yīng)許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)，而側(cè)壁致動(dòng)器具有由惰性材料制成的第一截面和由活性材料制成的第二截面。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造噴墨印刷頭的高密度平行通道系統(tǒng)的方法。
主體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到由按第一方向極化的壓電材料制成的中間體部分的第一表面上，以致極化方向平行于主體部分的第一表面;之后，按垂直于第一方向的第二方向加工許多穿過(guò)中間體部分和主體部分的平行槽;最后，頂體部分的第一表面隨之導(dǎo)電地安裝到中間體部分的第二表面上。
在再一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造具有一排平行通道，每個(gè)通道是可由一般呈U形的側(cè)壁致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的噴墨印刷頭的方法。導(dǎo)電地彼此安裝由活性材料制成的主體部分和中間體部分的第一表面，制作許多穿過(guò)中間體部分和部分的主體部分的平行通道，使得每個(gè)平行通道具有包括中間體部分和主體部分截面的第一和第二側(cè)壁;由惰性材料制成的頂體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到中間體部分的第二表面上;第一側(cè)壁的中間體和主體部分之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)具有第一極性的電壓源上，而第二側(cè)壁的中間體和主體部分之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)具有第二極性的電壓源上;頂體和中間體之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接地。
在還有一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種制造具有一排側(cè)壁可致動(dòng)的、平行通道的噴墨印刷頭的方法。由活性材料制成的主體部分和中間體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)在一起，然后，制作許多穿過(guò)中間體部分和部分的主體部分的平行通道，這些通道中每一個(gè)是可致動(dòng)的，整個(gè)呈U形的側(cè)壁致動(dòng)器。
參照附圖，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可更清楚了解本發(fā)明及其多個(gè)目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。其中圖1是連續(xù)噴射型噴墨印刷頭的示意圖;
圖2是按指令滴落型噴墨印刷頭的示意圖;
圖3是制造按本發(fā)明所述結(jié)構(gòu)的高密度，側(cè)壁致動(dòng)的、平行通道的噴墨印刷頭的未極化長(zhǎng)方塊壓電材料的立體圖;
圖4是圖3的壓電材料塊在第一表面對(duì)金屬化和塊極化步驟后的立體圖;
圖5是圖4中的金屬化和極化的壓電材料塊在非金屬化和切片步驟之后的立體圖;
圖6是圖5中的單片極化壓電材料在第二表面對(duì)金屬化之后的局部前端面垂直剖面圖;
圖7是如圖3中所述的第二塊未極化壓電材料，在單個(gè)表面金屬化步驟之后的局部前端面垂直剖面圖;
圖8是圖7未極化的和金屬化的壓電材料塊和6中極化的和金屬化的壓電材料塊配合與粘結(jié)之后的局部前端面垂直剖視圖;
圖9是圖8中壓電材料塊在金屬化工序后局部前端面垂直剖面圖;
圖10是完全組裝好噴墨印刷頭的高密度平行通道排列情況的局部前端面垂直剖面圖，它是通過(guò)把圖7中所述第二塊未極化的金屬化壓電材料粘接到圖9所述加工好的壓電材料塊上而成的;
圖11是完全組裝好高密度噴墨印刷頭的立體圖，它是用圖10中組裝好高密度平行通道排列而成的;
圖12a是圖10完全組裝好高密度平行通道排列的單側(cè)壁致動(dòng)器的局部前端面垂直剖面圖;
圖12b是圖12a的單側(cè)壁致動(dòng)器的可替換實(shí)施例的局部前端面垂直剖面圖;
圖12c是圖12a的單側(cè)壁致動(dòng)器另一個(gè)可替換實(shí)施例局部前端面垂直剖面圖;
圖12d是圖12a單側(cè)壁致動(dòng)器又一個(gè)可替換實(shí)施例局部前端面垂直剖面圖;
圖12e是圖12a單側(cè)壁致動(dòng)器再一個(gè)可替換實(shí)施例局部前端面垂直剖面圖;
圖13是圖6的極化和金屬化的壓電材料底塊與極化和金屬化的壓電材料薄塊配合和粘結(jié)后局部前端面垂直剖面圖;
圖14是圖13配合與粘結(jié)好壓電材料塊經(jīng)加工后的局部前端面垂直剖面圖;
圖15是一個(gè)完全組裝好噴墨印刷頭的高密度平行通道排列情況局部前端面垂直剖面圖，它由圖7未極化的金屬化壓電材料配合到圖14加工好壓電材料塊上構(gòu)成的。
雖下述元件編號(hào)次序有點(diǎn)獨(dú)特，但該次序經(jīng)選擇而提出的，盡可能使本申請(qǐng)與參考結(jié)合以前共同正在進(jìn)行申請(qǐng)中的編號(hào)相同?，F(xiàn)參照附圖，各圖中物件厚度、尺寸已放大，必要時(shí)，用作解釋的目的，這里相同數(shù)字代表相同或類(lèi)似元件，從所有的圖中，現(xiàn)可看出圖3的一個(gè)長(zhǎng)方塊壓電材料2。在大多數(shù)情況下，壓電材料以粉末形式提供，但必須壓成普通的長(zhǎng)方形，象這里所述的那樣。一般一次被壓成長(zhǎng)方形，然后，燒制壓電材料，并通過(guò)研磨表面使之園滑，制造出具有所需長(zhǎng)度，寬度、高度的普通長(zhǎng)方塊的壓電材料2。一般的長(zhǎng)方塊2的準(zhǔn)確長(zhǎng)度、寬度和高度隨著制造噴墨印刷頭的高密度平行通道排列的尺寸而變化。在本發(fā)明的實(shí)施例中，壓電材料選擇為L(zhǎng)ead Zirconate titante(或“PZT”)，但，應(yīng)清楚認(rèn)識(shí)到，用其它類(lèi)似的壓電材料可用來(lái)制造噴墨印刷頭的通道系統(tǒng)時(shí)，并沒(méi)有超出本發(fā)明的范圍。
下面參照?qǐng)D4，現(xiàn)可看到圖3中所述長(zhǎng)方塊2按選擇的P方向極化后情況。為了極化長(zhǎng)方塊2，長(zhǎng)方塊2的相對(duì)表面3，5首先通過(guò)涂敷被金屬化，例如通過(guò)噴鍍工藝，在其上鍍上各自的導(dǎo)電金屬材料層4，6。接著在金屬層4和6之間施加一個(gè)預(yù)定值的高壓，以極化該長(zhǎng)方塊2，這樣，長(zhǎng)方塊2產(chǎn)生的極化方向以箭頭“P”表示，并相當(dāng)于層4和6之間的電壓降方向。例如，為了按所示的方向極化長(zhǎng)方塊2，相對(duì)于層6的正壓應(yīng)施加到層4上。極化完成后，金屬層4和6就被傳統(tǒng)的裝置切掉。
參照?qǐng)D5，現(xiàn)可看到極化的PZT長(zhǎng)方塊2后被加工成許多薄片14，例如，通過(guò)鋸切工藝，使每片具有預(yù)定的厚度。單獨(dú)的薄片14疊起來(lái)，將較大的相對(duì)表面14a與14b進(jìn)行金屬化，以便得到第一金屬化的導(dǎo)電表面36和第二金屬化的導(dǎo)電表面38。在最佳實(shí)施例中，金屬化工藝是通過(guò)在每個(gè)表面14a和14b上噴鍍一層鎳鉻-金合金來(lái)完成的。但，應(yīng)清楚地明白，前面提到的噴鍍工藝只是一種方法，在該方法中，一層導(dǎo)電材料可施加到表面14a，14b上，還有許多其它導(dǎo)電材料可適用作金屬化導(dǎo)電表面。見(jiàn)圖6，可看到以后稱(chēng)為噴墨印刷頭10的中間體部分14的單獨(dú)薄片14，具有第一和第二金屬化導(dǎo)電表面36和38。
見(jiàn)圖7，現(xiàn)可看到高密度噴墨印刷頭10的主體部分12。在本發(fā)明最佳實(shí)施例中，主體部分12由未極化的壓電材料制成，但，完全可考慮到，主體部分12不需要由壓電材料制成，可由任何一種惰性金屬制成。主體部分12由使用了與用來(lái)只是形成中間體部分14類(lèi)似的工藝的壓電材料制成。在第二個(gè)壓電材料塊由粉末的壓電材料制成后，第二塊不極化，然后，由第二塊疊成的一片，形成了主體部分12，只有一個(gè)較大表面12a被金屬化，得到了第三金屬化的導(dǎo)電表面34。
參照?qǐng)D8，現(xiàn)可看到圖6的中間體14被配合到和粘到圖7的主體部分12上。最好通過(guò)使用一個(gè)第一層導(dǎo)電粘結(jié)劑40，例如，使用環(huán)氧樹(shù)脂或其它導(dǎo)電粘結(jié)劑。導(dǎo)電地粘結(jié)到主體部分12的金屬化的導(dǎo)電表面34和中間體部分14的金屬化的導(dǎo)電表面38，實(shí)現(xiàn)中間體部分14和主體部分12之間的粘結(jié)。典型的第一層導(dǎo)電粘結(jié)劑40應(yīng)該涂的很薄一層，最好相當(dāng)于大約2/10-1/2密耳(mil)厚。另一方面，主體部分12的金屬化導(dǎo)電表面34和中間體部分14的金屬化導(dǎo)電表面38之間的粘結(jié)，可通過(guò)金屬化導(dǎo)電表面34，38相互焊接來(lái)實(shí)現(xiàn)。最好是，中間體部分14可導(dǎo)電地安裝到主體部分12上，使中間體部分14的極化方向P一般的平行于主體部分12的表面12a。
可設(shè)想，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)象中間體部分14的表面14b和主體部分12的表面12a被導(dǎo)電地裝在一起，以及電壓可迅速施加到夾在那兒中間的第一層導(dǎo)電粘結(jié)劑40那樣，可長(zhǎng)時(shí)間保持高密度噴墨印刷頭10的良好工作時(shí)，這時(shí)，一個(gè)或二個(gè)金屬化導(dǎo)電表面34和/或38就可去掉。這樣，在本發(fā)明這個(gè)特例中，就去掉表面34和38，只用單獨(dú)的導(dǎo)電粘結(jié)劑層40將表面12a和12b彼此導(dǎo)電地粘貼住。但，應(yīng)注意到，當(dāng)金屬化導(dǎo)電表面34，38已經(jīng)去掉后，應(yīng)用中使用釬劑是不合適的。
在時(shí)間足夠長(zhǎng)之后，允許導(dǎo)電粘結(jié)劑層40固化，然后開(kāi)始加工，以形成噴墨印刷頭的通道組。如圖9所示，通過(guò)機(jī)加工穿過(guò)中間體部分14和主體部分12的一些槽，形成了一系列軸向延伸，大體平行的通道18。最好，加工工藝是這樣進(jìn)行，使得制成的每一個(gè)通道18向下延伸，以致要穿過(guò)金屬化的導(dǎo)電表面36，中間體部分14，金屬化的導(dǎo)電表面38，第一導(dǎo)電粘結(jié)劑層40，金屬化的導(dǎo)電表面34和部分主體部分12而進(jìn)行加工。還有一個(gè)較好辦法是，把通道加工成使它們?cè)谕ǔ４怪庇谥虚g體部分14的極化方向P的軸向延伸。此外，通過(guò)加工工藝，不伸進(jìn)主體部分12中或改變加工工藝伸入主體部分12中的深度，可實(shí)施本發(fā)明各種狀況。根據(jù)本發(fā)明專(zhuān)門(mén)實(shí)施例，可預(yù)料到，被去掉的主體部分12的那部分高度，相對(duì)于中間體部分14的高度的比例有明顯變化。例如，可設(shè)想，在本發(fā)明的各種情況下，上述的被加工去掉的主體部分12的那部分高度與整個(gè)被加工的中間體部分14的高度之比，可趨于無(wú)限大，即這里被加工掉的主體部分12的那部分，接近于無(wú)窮小的高度。但應(yīng)注意，為了制成大體上平行的通道18，被加工去掉的主體部分12的截面高度，近似等于去掉的中間體部分14的截面高度1.3倍，在使用中已證實(shí)是完全合適的。
在本方法中，通道18包括噴墨印刷頭10的通道系統(tǒng)和一些側(cè)壁致動(dòng)器時(shí)，每個(gè)致動(dòng)器具有第一側(cè)壁致動(dòng)器剖面30和第二側(cè)致動(dòng)器剖面32，它們確定了這些通道18的側(cè)壁而且在通道18里靠近被形成處還產(chǎn)生了噴墨壓力脈沖。下面參照?qǐng)D10，現(xiàn)可以看到完全組裝好的噴墨印刷頭10的通道系統(tǒng)。該噴墨印刷頭10的通道系統(tǒng)1通過(guò)將具有成形在其上的單層金屬化導(dǎo)電表面42的第三個(gè)未極化壓電材料塊16導(dǎo)電地粘貼到中間體部分14的金屬化導(dǎo)電表面36上制成的。這以后將被稱(chēng)作噴墨印刷頭10的頂體部分16的該第三塊16，可以采用上述有關(guān)主體部分12的類(lèi)似方法構(gòu)成。為了形成頂體部分16，整個(gè)的壓電材料長(zhǎng)方塊由粉末壓電材料制成。金屬化導(dǎo)電表面42然后被成形在頂體部分16的表面16a上，此外當(dāng)最好頂體部分16由未極化壓電材料制成時(shí)，完全可以設(shè)想頂體部分16不需要由壓電材料制成而可以由任何合適的惰性金屬制成。
為了完成組裝噴墨印刷頭10的通道系統(tǒng)工作，該頂體部分16的金屬化導(dǎo)電表面42被第二層導(dǎo)電粘合劑44導(dǎo)電地粘到第二側(cè)壁截面32的金屬化導(dǎo)電表面36上。最好該層導(dǎo)電粘合劑44鋪在金屬化導(dǎo)電表面42上，然后將頂體部分16放置到金屬導(dǎo)電表面36上。如前所述，可以想到，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)像中間體部分14的表面14a和頂體部分16的表面16a被導(dǎo)電地粘在一起和被夾在那中間的第二層導(dǎo)電粘合劑44可以迅速接地那樣能長(zhǎng)期的保持高密度噴墨印刷頭10的良好工作時(shí)，一個(gè)或兩個(gè)金屬化導(dǎo)電表面36或42可以去掉。這樣，在本發(fā)明的特例中，可以考慮單獨(dú)使用第二層導(dǎo)電粘合劑44將表面14a和16a彼此導(dǎo)電地粘住。正如現(xiàn)在可看到的，許多具有預(yù)定寬度和深度的垂直槽，預(yù)先作成通過(guò)中間體部分14和主體部分12，并且預(yù)體部分16的表面16a給許多裝墨通道18規(guī)定的界限。從而提供了噴墨印刷頭10的通道系統(tǒng)。
下面參照?qǐng)D11，現(xiàn)可看到一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的敘述而構(gòu)成的完成組裝的噴墨印刷頭10。該噴墨印刷頭10包括被對(duì)準(zhǔn)的配合并粘到中間體部分14上的主體部分12，依次中間體部分14被對(duì)準(zhǔn)，配合到并粘到頂體部分16上。在此所述的實(shí)施例中，主體部分12的表面12a和中間體部分14的表面14b單獨(dú)由第一層導(dǎo)電粘合劑40彼此導(dǎo)電地粘住，而中間體部分14的表面14a和頂體部分的表面16a單獨(dú)由第二層導(dǎo)電粘合劑44彼此導(dǎo)電地粘住。
在靠近噴墨印刷頭10的后部制作有一根與這些裝墨通道18(圖11中未示出)相通的管道(圖11中未示出)，最好該管道由一根成形在頂體部分16中的通道組成而且該通道完全垂直于被成形在主體部分和中間體部分12，14中的這些裝墨通道18延伸。參照結(jié)合以前在共同正在進(jìn)行申請(qǐng)中所述的更全面的一種方式，該管道經(jīng)由垂直穿過(guò)頂體部分16的一根內(nèi)部導(dǎo)管(在圖11中未示出)和一根外部墨導(dǎo)管46通到供給裝置，該供給裝置將墨從與外部導(dǎo)管46連接的墨源25那里送到裝置通道18。
繼續(xù)參照?qǐng)D11，該噴墨印刷頭10進(jìn)一步包括一前壁20，它具有一個(gè)前壁20a，一個(gè)后面20b和許多穿過(guò)那里的全帶錐度的孔26。后面20b例如與主，中間和頂體部分12，14和16對(duì)準(zhǔn)，配合和粘結(jié)。以致每個(gè)孔26與相應(yīng)。成形在中間體部分14中的許多通道18中的一個(gè)是相通的，最好每個(gè)孔26應(yīng)該這樣定位使它位于相應(yīng)通道18端部的中央，從而提供了這些通道18的噴墨嘴。然而可以預(yù)料到每一通道18的端部在印刷過(guò)程中都能起到噴射墨滴的孔的作用，而沒(méi)有必要提供前壁20和孔26。還可以考慮到，根據(jù)設(shè)想的特殊噴墨印刷頭10以通道要求1由孔26組成的孔組27的尺寸可以變化，以覆蓋住各種沿前壁20的選擇長(zhǎng)度。最好孔組27應(yīng)該包括2、3或多行被小距離間隔開(kāi)的孔，進(jìn)一步關(guān)于組成外形的細(xì)節(jié)可以參照結(jié)合以前的有關(guān)裝置專(zhuān)利申請(qǐng)。
為了驅(qū)動(dòng)噴墨印刷頭，控制裝置50，一般包括一個(gè)電壓源和一個(gè)按許多預(yù)定程序中任一個(gè)程序起動(dòng)電源的微處理機(jī)，該預(yù)定程序?qū)?yīng)于由噴墨印刷頭噴墨時(shí)所形成的各種圖像。控制裝置50有一個(gè)電壓接線端50a，電連接到相應(yīng)于通過(guò)加工工藝制成的各種側(cè)壁致動(dòng)器28的導(dǎo)電粘合劑材料40上。另一方面，由加工工藝形成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第二層導(dǎo)電材料44接地。當(dāng)將正和/或負(fù)在施加到導(dǎo)電層40上時(shí)，對(duì)應(yīng)于好幾對(duì)的側(cè)壁28，這些通道28將按預(yù)定的指令序列變形(或激勵(lì))，從而引起從孔26中噴墨，并在一張離開(kāi)噴墨印刷頭一短距離被定位的紙上形成圖像(未示出)。
可以改變所選擇的激勵(lì)通道18的脈沖指令序列的準(zhǔn)確形狀，這并沒(méi)超出本發(fā)明的敘述范圍，例如，一種合適的脈沖指令序列可通過(guò)參照89-WA/FE-4(1989)，Wallace，David B的文章各為“使用積分方法滴落造型、按指令滴落的噴墨裝置的特性模擬方法而看到。它的最一般道理是，側(cè)壁致動(dòng)器28的脈沖序列由正(或“+”)部分和負(fù)(或“-”)部分組成，正部分將壓力脈沖傳至正被側(cè)壁致動(dòng)器28激勵(lì)的通道18，而負(fù)部分將互補(bǔ)的附加壓力脈沖傳進(jìn)靠近正被動(dòng)激勵(lì)的通道18的通道18，該兩側(cè)通道18共用同一被激勵(lì)的側(cè)壁28，例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，一對(duì)確定了通道18的相鄰側(cè)壁致動(dòng)器28的每一個(gè)側(cè)壁致器28，都具有包含上述正壓和負(fù)壓部分的脈沖序列，對(duì)應(yīng)于其中一對(duì)，在相反的時(shí)間周期間期施加正壓和負(fù)壓部分，從而形成一個(gè)+、-、+、-電壓超伏圖，將引起每隔一個(gè)通道18在施加電壓之后噴出一滴墨，在本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，確定了第一通道的第一對(duì)相鄰側(cè)壁致動(dòng)器28可有一脈沖序列，該脈沖序列包括對(duì)應(yīng)于第一對(duì)中的一個(gè)，在相板時(shí)間周期間施加的上述正壓和負(fù)壓部分，以及確定了靠近第一通道的第二通道的第二對(duì)相鄰側(cè)壁致動(dòng)器28可以在這個(gè)時(shí)間周期期間沒(méi)有電壓施加到那里，從而形成了一個(gè)+、-、0、0電壓起伏圖，圖中每第四個(gè)通道18在加壓后將激勵(lì)。進(jìn)一步可看到，通過(guò)對(duì)應(yīng)于每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28，選擇施加到第一層導(dǎo)電粘合劑40上的電壓，可以提供出很多通道致動(dòng)圖。
在圖11所述的實(shí)施例中，主體部分12通過(guò)中間體部分14和頂體部分16向后延伸，從而在噴墨印刷頭10上提供一個(gè)表面，在該表面上可以安裝控制器50。然而可以完全設(shè)想，主體部分12，中間體部分14和頂體部分16可以都是同樣長(zhǎng)度，因此就需要將控制器50相對(duì)于噴墨印刷頭10置于搖控位置。
下面參照?qǐng)D12a-e，現(xiàn)可以看到，側(cè)壁28的第一、第二、第三、第四、第五個(gè)實(shí)施例，可以按照本發(fā)明的學(xué)說(shuō)構(gòu)成，然而應(yīng)清楚地認(rèn)識(shí)到，這里所述的側(cè)壁致動(dòng)器28的每個(gè)實(shí)施例需要不同的制定方法，每種方法都包含在本申請(qǐng)的廣泛發(fā)明思想主題中，在該主題中，噴墨印刷頭10的主體部分12有一剖面或一個(gè)活性壓電材料剖面最好每一個(gè)在平行主體部分12的方向上被極化并在位于沿著其頂和底表面上，有或者沒(méi)有金屬化層。被導(dǎo)電地安裝在彼此的頂上以便形成噴墨印刷頭10的中間體部分，以前標(biāo)號(hào)的剖面導(dǎo)電地裝在彼此的頂上，加工的軸向延伸槽通過(guò)剖面形成通道組。制成的槽向下穿過(guò)由中間體部分14組成的壓電材料導(dǎo)電安裝后，也可以局部地穿過(guò)下面由主體部分12組成的惰性材料鉆孔之后，導(dǎo)電粘合劑用于粘性地安裝在安裝活性壓電材料的截面，為通過(guò)加工工序制成的側(cè)壁致動(dòng)器迅速提供可連接的電接觸，通道延伸側(cè)壁致動(dòng)器的電連接可以提供在噴墨印刷頭10的背面。
現(xiàn)參照?qǐng)D12a，由于它與圖10中所述情況相同，所以我們不認(rèn)為需要全面的敘述本發(fā)明的該實(shí)施例，然而某些涉及該實(shí)施例的細(xì)節(jié)下面要討論，以幫助比較本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例與圖12b-e中所述的本發(fā)明的替換實(shí)例。圖12a中所述的第一實(shí)施例的側(cè)壁28如同中間體部分14裝在主體部分12上一樣是通過(guò)導(dǎo)電地安裝沿指示方向P極化的第二層壓電材料而制成的。加工工序完成之后，制成了一系列的側(cè)壁致動(dòng)器28，其中之一被描述在圖12中，每一個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器包括由隋性金屬制成的第一側(cè)壁剖面30和由極化壓電材料形成的第二側(cè)壁剖面32，通過(guò)加工工序制成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第一層導(dǎo)電粘合劑40然后接到電壓接線端50上，而通過(guò)加工工序制成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第二層導(dǎo)電粘合劑的接地。
下面參照?qǐng)D12b，現(xiàn)可以看到，第二實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28具有第一、第二和第三側(cè)壁剖面30、54和56，這里，第二和第三側(cè)壁剖面54，56分別安裝有第一和第二金屬化的導(dǎo)電表面57和58，60和62，通過(guò)第一層導(dǎo)電粘合劑40第二側(cè)壁剖面54的第一金屬化導(dǎo)電表面57安裝到第一側(cè)壁剖面30的金屬化導(dǎo)電剖面34上，而通過(guò)第三層導(dǎo)電粘合劑64第二側(cè)壁剖面54的第二金屬化導(dǎo)電表面58安裝到第三側(cè)壁剖面56的第一金屬化導(dǎo)電表面60上。最后，通過(guò)第二層導(dǎo)電粘合劑44，第三側(cè)壁剖面56的第二金屬化導(dǎo)電表面62被安裝到頂體部分16上。
為了形成本實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28，按指示方向P極化的第一層壓電材料被導(dǎo)電地安裝到主體部分12上。例如，第一層壓電材料除該層厚度應(yīng)該減少外，可以按構(gòu)成中間體部分14的同樣方法構(gòu)成。接下來(lái)，第二層壓電材料按相反方向安裝到第一層壓電材料上。第二層壓電材料可以按用來(lái)構(gòu)成第一層的同樣方式構(gòu)成，然后在安裝之前旋轉(zhuǎn)180°，以提供相反的極化方向，之后的加工步驟與以前敘述的一樣。通過(guò)加工工序成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第一和第二層導(dǎo)電粘合劑40、44應(yīng)接地，而通過(guò)加工工序制成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第三層導(dǎo)電粘合劑58應(yīng)接到電壓接線端52上。
下面參照?qǐng)D12c，現(xiàn)將敘述第三實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28的較多細(xì)節(jié)，這里側(cè)壁致動(dòng)器再次包括一對(duì)側(cè)壁剖面，但這里，分別具有第一和第二金屬化導(dǎo)電表面70和72，74和76的第一和第二側(cè)壁剖面66，68兩個(gè)都由活動(dòng)金屬制成。這里的第一層導(dǎo)電粘合劑40將主體部分12的第一金屬化導(dǎo)電表面34導(dǎo)電地安裝到第一側(cè)壁剖面66的第一金屬化導(dǎo)電表面70上，第三層導(dǎo)電粘合78導(dǎo)電地安裝第一側(cè)壁剖面66的第二金屬化導(dǎo)電表面72和第二側(cè)壁剖面68的第一金屬化導(dǎo)電表面74，而第二層導(dǎo)電粘合劑44導(dǎo)電地安裝第二側(cè)壁剖面68的第二金屬化導(dǎo)電表面76和頂體部分16的金屬化導(dǎo)電表面42。
為了形成本實(shí)施例的側(cè)壁動(dòng)器28，第一層按指示方向P極化的壓電材料導(dǎo)電地安裝到主體部分12上。例如，第一層壓電材料可以按構(gòu)成中間體部分14的同樣方式構(gòu)成。接下來(lái)按相反方向極化的第二層壓電材料然后導(dǎo)電地裝到第一層壓電材料上。第二層壓電材料可以按構(gòu)成第一層的方式同樣地構(gòu)成，并然后在安裝之前旋轉(zhuǎn)180°，以提供相反的極化方向。然而，在本實(shí)施例中，機(jī)械加工的差異，在于制成的槽在附近將不伸入主體部分12中。相反地，機(jī)械加工在金屬化導(dǎo)電表面34已被加工掉后應(yīng)當(dāng)停止。最后，由機(jī)加工工藝制成的每個(gè)側(cè)壁28的第一和第二導(dǎo)電粘合劑40和44應(yīng)當(dāng)接地，而由機(jī)加工藝制成的每個(gè)側(cè)壁28的第三導(dǎo)電粘合劑78應(yīng)當(dāng)連到電壓接線端52上。
下面參照?qǐng)D12d，現(xiàn)將敘述第四實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28的較多細(xì)節(jié)，這里，側(cè)壁致動(dòng)器28由用惰性金屬制成的第一側(cè)壁剖面30和由活性金屬制成的第二第三和第四側(cè)壁剖面80，82和84組成。每一活性側(cè)壁80，82和84分別具有第一和第二金屬化導(dǎo)電表面86和88，90和92及94和96。在本實(shí)施例中，第一層的導(dǎo)電粘合劑層導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面34和86，第三導(dǎo)電粘合劑層98導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面88和90，第四層導(dǎo)電粘合劑層100導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面92和94，而第二導(dǎo)電粘合劑層44導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面96和42。
為了形成本實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28，按指示方向P極化的第一層壓電材料被導(dǎo)電地粘結(jié)到主體部分12上。例如第一層壓電材料可以按構(gòu)成中間體部分14的同樣方式構(gòu)成。接下來(lái)，按相反方向極化的第二層壓電材料然后被導(dǎo)電地粘結(jié)到第一層壓電材料上，第二層的壓電材料可以按構(gòu)成第一層的方式同樣地構(gòu)成，并然后在粘結(jié)之前旋轉(zhuǎn)180°以提供相板的極化方向，最后，具有同樣結(jié)構(gòu)和極化方向的第三層壓電材料如同第一層壓電材料一樣然后導(dǎo)電地被粘結(jié)到第二層壓電材料上。之后的機(jī)加工步驟同與前述的圖12a和12b的情況，由機(jī)加工工藝制成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第一和第四導(dǎo)電粘合劑40，100將接到電壓端52上，而由機(jī)加工工藝制成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第二和第三層導(dǎo)電粘合劑44，98將接地。
下面參照?qǐng)D12e，現(xiàn)將敘述第五實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28的較多細(xì)節(jié)。這里，該側(cè)壁致動(dòng)器28由第一、第二、第三、第四、第五和第六側(cè)壁剖面104，106，108，110，112和114組成，每一個(gè)由活動(dòng)金屬制成，而且每一個(gè)分別具有附著到那兒上面的第一和第二金屬化導(dǎo)電表面116和118，120和124，126和128，130和132，134和136，138和140。第一導(dǎo)電粘合劑層40導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面34和116，第三導(dǎo)電粘合劑層142導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面層118和120，第四層導(dǎo)電粘合劑層144導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面124和126，第五導(dǎo)電粘合劑層146導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面128和130，第六導(dǎo)電粘合劑層148導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面132和134，第七導(dǎo)電粘合劑層150導(dǎo)電地粘結(jié)層136和138，而第二導(dǎo)電粘合劑層44導(dǎo)電地粘結(jié)金屬化導(dǎo)電表面140和42。
為了形成本實(shí)施例的側(cè)壁致動(dòng)器28，按指示方向P極化的第一層壓電材料被導(dǎo)電地粘結(jié)到主體部分12上。例如，第一層壓電材料可以按構(gòu)成中間體部分14的同樣方式構(gòu)成，但要適當(dāng)?shù)販p少厚度。接下來(lái)，按相反方向極化的第二層壓電材料然后導(dǎo)電地粘結(jié)到第一層壓電材料上，第二層壓電材料可以按構(gòu)成的第一層的方向同樣構(gòu)成并在粘結(jié)之前旋轉(zhuǎn)180°，以提供相反的極化方向，第三、第四和第五、第六層壓電材料然后同樣被構(gòu)成，相對(duì)于前層旋轉(zhuǎn)180°并導(dǎo)電地粘結(jié)到那兒。在本實(shí)施例中，機(jī)加工步驟與圖10c中所述的制成的槽在那附近應(yīng)當(dāng)不伸進(jìn)主體12里的情況是類(lèi)似的，相反地，在金屬化導(dǎo)電表面34已經(jīng)被加工掉之后機(jī)加工應(yīng)當(dāng)停止。然后通過(guò)機(jī)加工工藝制成的每個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器28的第三、第五、和第七層導(dǎo)電粘合劑142，146和150將接到電壓接線端52上，而通過(guò)機(jī)加工工藝制成的每個(gè)側(cè)壁28的第一、第二、第四和第六層導(dǎo)電粘合劑40，44，144和148將接地。
參照?qǐng)D13，現(xiàn)還可以看到本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。這里，現(xiàn)可以見(jiàn)到按圖6的中間體部分14同樣構(gòu)成的另一個(gè)中間體部分414被配合和粘結(jié)到主體部分412上。正如以前一樣，中間體部分414是由按P方向極化的壓電材料構(gòu)成的并具有分別被裝在表面414b、414a上的金屬化導(dǎo)電表面436，438，但在本發(fā)明的該實(shí)施例中，主體部分412也是在P方向極化的壓電材料制成的，主體部分412可以通過(guò)將粉末壓電材料壓成整個(gè)長(zhǎng)方形，焙燒壓縮壓電材料、平整壓電材料組合塊的表面，按方向P極化壓電材料塊和在其上噴鍍一層導(dǎo)電金屬434來(lái)金屬化表面412a而制成。通過(guò)一層導(dǎo)電粘合劑440導(dǎo)電地將主體部分412的金屬化導(dǎo)電表面434和中間體部分414的金屬導(dǎo)電表面438粘結(jié)在一起而使中間體部分414和主體部分412粘結(jié)在一起。另一方面，主體部分412的金屬化導(dǎo)電表面434和中間體部分414的金屬化導(dǎo)電表面438之間的連接可以通過(guò)彼此焊金屬化導(dǎo)電表面434，438來(lái)獲得。按本發(fā)明的一種情況可以進(jìn)一步設(shè)想，只要能保持本發(fā)明良好工作，一個(gè)或二個(gè)金屬化導(dǎo)電表面434和/或438可以被去掉。
在足夠長(zhǎng)的時(shí)間之后讓該層導(dǎo)電粘合劑440固化，然后開(kāi)始機(jī)加工工藝，以形成噴墨印刷頭的通道系統(tǒng)。如圖14所示，通過(guò)使多個(gè)機(jī)加工槽穿過(guò)中間體部分414和主體部分412，而形成一系列軸向延伸，大體上平行的通道418。最好，機(jī)加工工藝應(yīng)當(dāng)這樣進(jìn)行，使得制成的每個(gè)通道418在那兒附近應(yīng)當(dāng)向下延伸，以致使金屬導(dǎo)電表面436，極化壓電材料的中間體部分414，金屬化導(dǎo)電表面438，一層導(dǎo)電粘合劑440，金屬導(dǎo)電表面434和部分的極化壓電材料的主體部分412被加工掉。在本方法中，由噴墨印刷頭的通道系統(tǒng)和多個(gè)側(cè)壁致動(dòng)器428所組成的多個(gè)通道418，每一個(gè)具有第一側(cè)壁致動(dòng)器剖面430和第二側(cè)壁致動(dòng)器剖面432，它們限定了被制成的通道418的兩側(cè)面，下面將更全面的敘述按這里所述的方法來(lái)制造平行通道系統(tǒng)，即每個(gè)通道418備有一般呈U型的側(cè)壁致動(dòng)器450(圖14中虛線所示)，它由在通道418的相對(duì)兩側(cè)面上的兩個(gè)第一側(cè)壁致動(dòng)器剖面430和一對(duì)主體部分412組成，該部分412橫間連接了通道418相對(duì)兩側(cè)面上的兩第一側(cè)壁致動(dòng)器剖面430。
接下來(lái)參照?qǐng)D15，現(xiàn)可以看到全部組裝好的噴墨印刷頭的通道系統(tǒng)。該噴墨印刷頭的通道系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)電地安裝未極化壓電材料或其它惰性材料的第三塊416而制成的，具有一個(gè)單層金屬化導(dǎo)電表面402，被形成在底表面416a上，由此再到中間體部分414的金屬化導(dǎo)電表面436上。該第三塊416，以后將被稱(chēng)作噴墨印刷頭頂體部分416，可以按類(lèi)似于前述有關(guān)頂體部分16的方式構(gòu)成。為了完成噴墨印刷頭的組裝，通過(guò)第二層導(dǎo)電粘合劑444，頂體部分416的金屬化導(dǎo)電表面442導(dǎo)電地粘結(jié)到第二側(cè)壁剖面432的金屬化導(dǎo)電表面436上。最好，該層導(dǎo)電粘合444應(yīng)當(dāng)鋪放在金屬化導(dǎo)電表面442上而頂體部分416然后被放置到金屬化導(dǎo)電表面436上。如以前一樣，可設(shè)想在本發(fā)明的某實(shí)施例中，只要能保持高密度噴墨印刷頭的良好工作，可以去掉一個(gè)或二個(gè)金屬化導(dǎo)電表面436或442。
圖15敘述了平行通道系統(tǒng)電連接情況，每個(gè)所述的通道418備有一般呈U型的致動(dòng)器450。一個(gè)電觸頭452，它在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)導(dǎo)電粘合劑440，金屬化導(dǎo)電表面434和438彼此釬焊而使金屬化導(dǎo)電表面434和438彼此導(dǎo)電地安裝，或者用單層導(dǎo)電粘合劑附在表面412a和414a彼此之間，而通道418的一側(cè)接到+1伏電壓源上(未示出)。第二電觸頭454然后接到-1伏電壓源上。為了實(shí)現(xiàn)平行通道系統(tǒng)的電連接，該層導(dǎo)電粘合劑444接地。在本方法中，通道418應(yīng)當(dāng)有一個(gè)一般呈U型的致動(dòng)器450，在觸頭452和觸頭454之間具有2伏電壓降。在觸頭452和地之間，第一側(cè)壁致動(dòng)器具有+1伏電壓降而在觸頭454和地之間第二側(cè)壁致動(dòng)器具有-1伏電壓降，只要按本方法構(gòu)成的，當(dāng)+、-、+、-電壓起伏圖施加到觸頭452、454時(shí)，就會(huì)引起每隔一個(gè)通道418，在施加電壓時(shí)噴射一滴墨。被組合的U形致動(dòng)器450和一對(duì)靠近通道418的側(cè)壁致動(dòng)器432所產(chǎn)生的作用在通道418上的壓縮和/或膨脹力，此由側(cè)壁致動(dòng)器28施加在通道18上的力大的多。
最后，同時(shí)應(yīng)該清楚的了解，具有平行通道系統(tǒng)，每個(gè)通道帶有U形致動(dòng)器的高密度噴墨印刷頭的尺寸，在本發(fā)明的范圍之內(nèi)可以很容易地被變動(dòng)。特別應(yīng)當(dāng)給以關(guān)注的是，體現(xiàn)本發(fā)明的噴墨印刷頭可以用下述尺寸制成
孔直徑 40微米(μM)PZT長(zhǎng) 15毫米(mm)PZT高 120微米(μM)通道高 356微米通道寬 91微米側(cè)壁寬 81微米這樣，已經(jīng)敘述和說(shuō)明了這里的各種制造高密度側(cè)壁致動(dòng)的平行通道系統(tǒng)的噴墨印刷頭的方法，每個(gè)公開(kāi)方法都提供了比較簡(jiǎn)單，便易的制造上述噴墨印刷頭的方法，該方法是通過(guò)提供導(dǎo)電安裝的，被包含在側(cè)壁致動(dòng)器里的理想活性材料層，然后機(jī)加工軸穿過(guò)活性材料層的一些槽，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，該槽通過(guò)部分的未極化惰性材料，從而形成許多裝墨的通道，并將活性材料層分成許多新形成通道的側(cè)壁致動(dòng)器，此外導(dǎo)電地安裝在靠近活性材料剖面上，現(xiàn)被分割成一些側(cè)壁致動(dòng)器的該層材料，很容易被利用作為電觸頭，該電觸頭通過(guò)把電致動(dòng)器的端部電連接到電壓源上或者接地，而使所選擇的偏壓置于側(cè)壁上。然而，本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，除這些專(zhuān)門(mén)提到的之外，實(shí)際上在本發(fā)明范圍內(nèi)可以作出很多改進(jìn)和變化。因此應(yīng)清楚地了解，如這里所述的本發(fā)明的形式僅是示范性的，并不意味著本發(fā)明的范圍就局限于此。
權(quán)利要求
1.一種制造具有一排側(cè)壁可致動(dòng)的，平行通道的噴墨印刷頭的方法，包括下述步驟提供具有第一表面的主體部分，所述主體部分由惰性材料制成；提供具有第一和第二表面的第一中間體部分，所述第一中間體部分由活性材料制成；將所述第一中間體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到所述主體部分的第一表面上；制作許多穿過(guò)所述第一中間部分并被相應(yīng)的許多由所述活性材料制成的側(cè)壁致動(dòng)器隔開(kāi)的平行通道；提供一個(gè)具有第一表面的頂體部分，所述頂體部分由惰性材料制成；將所述頂體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到所述的第一中間體部分的第二表面上；將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器中的每一個(gè)的所述第一中間體部分的第一表面與所述主體部分的第一表面之間的所述導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)電壓源上；以及將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器中的每一個(gè)的所述頂體部分的第一表面和所述第一中間體部分的第二表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接地。
2.如權(quán)利要求1所述的制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述第一中間體部分還包括第一端壁，及在那里制作許多穿過(guò)所述第一中間體部分的平行通道的步驟進(jìn)一步包括制作許多平行通道，使每個(gè)所述通道從所述第一中間體部分端壁，延伸到在第一中間體部分中的通道端壁的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的制作噴墨印刷頭的方法，其特征是所述第一中間體部分進(jìn)一步包括第一和第二端壁，及在那里制作許多平行通道的步驟進(jìn)一步包括如下步驟制作許多平行通道，使每個(gè)所述通道從所述第一中間體部分端壁延伸到所述第二中間體部分端壁;和在其一端，封閉住每一個(gè)所述通道。
4.如權(quán)利要求1所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是制作許多穿過(guò)所述第一中間體部分的平行通道步驟進(jìn)一步包括機(jī)加工許多通過(guò)所述第一中間體部分的平行槽的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是成形許多通過(guò)所述第一中間體部分的平行槽步驟進(jìn)一步包括下述步驟制作穿過(guò)部分的所述主體部分的平行槽，從而形成許多被相應(yīng)的許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的平行通道，該側(cè)壁致動(dòng)器具有由所述惰性材料制成的第一截面，和由所述活性材料制成的第二截面。
6.如權(quán)利要求5所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是制作所述的平行槽，使其穿過(guò)所述第一中間體部分和所述主體部分的部分的步驟，它進(jìn)一步包括機(jī)加工許多平行槽，使其通過(guò)所述第一中間體部分和所述主體部分的一部分的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述的機(jī)加工穿過(guò)所述主體部分一段足夠的長(zhǎng)度，使所述第一側(cè)壁截面比所述第二側(cè)壁截面長(zhǎng)些。
8.如權(quán)利要求1所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是進(jìn)一步包括下述步驟提供一個(gè)具有第一和第二表面的第二中間體部分，所述第二中間體部分由所述活性材料制成;將所述第二中間體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到所述第一中間體部分的第二表面上;制作許多平行槽通過(guò)所述第一和第二中間體部分，從而形成許多被由所述活性材料制成的相應(yīng)許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的平行通道，將所述頂體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到所述第二中間體部分的第二表面上;將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器的每一個(gè)的所述第一中間體部分的第二表面和所述第二中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)電源上;和將所述許多側(cè)致壁動(dòng)器的每一個(gè)的所述主體部分的第一表面和所述第一中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接地。
9.如權(quán)利要求8所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述第一和第二中間體部分，其高度近似相等。
10.如權(quán)利要求8所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是制作許多平行槽通過(guò)所述第一和第二中間體部分的步驟進(jìn)一步包括制作所述平行槽，使其穿過(guò)所述主體部分的一部分，從而形成許多被相應(yīng)的許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的平行通道，該側(cè)壁致動(dòng)器具有由所述惰性材料制成的第一截面和由所述活性材料制成的第三截面。
11.如權(quán)利要求10所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述通道制成穿過(guò)所述的主體部分的一段足夠的長(zhǎng)度，使所述第一側(cè)壁截面比所述第二側(cè)壁截面長(zhǎng)些。
12.如權(quán)利要求8所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是進(jìn)一步包括下述步驟提供一個(gè)具有第一和第二表面的第三中間體部分，所述第三中間體部分由所述活性材料制成;將所述第三中間體部分的第一表面，導(dǎo)電地裝到所述第二中間體部分的第二表面上;制作許多平行槽通過(guò)所述第一、第二和第三中間體部分和所述主體部分的部分，從而形成許多被相應(yīng)的許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的平行通道，該側(cè)壁致動(dòng)器是由惰性材料制成的第一截面和活性材料制成的第二截面和第三截面;將所述頂體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到所述第三中間體部分的第二表面上;將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器的每一個(gè)的所述主體部分的第一表面，和所述第一中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，與所述第二中間體部分的第二表面和所述第三中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)電壓源上;將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器的每一個(gè)的所述第一中間體部分的第二表面，和所述第二中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，與所述頂體部分的第一表面和所述第三中間體部分的第二表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接地。
13.如權(quán)利要求12所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述通道，被制成穿過(guò)所述主體部分的一段足夠的長(zhǎng)度，使所述第一側(cè)壁截面比所述第二側(cè)壁截面長(zhǎng)些。
14.如權(quán)利要求8所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是進(jìn)一步包括下述步驟提供第四、第五和第六中間體部分，每個(gè)均有第一和第二表面，并分別由所述活性材料制成;將所述第四中間體部分的第一表面，導(dǎo)電地裝到所述第三中間體部分的第二表面上;將所述第五中間體部分的第一表面，導(dǎo)電地裝到所述第四中間體部分的第二表面上;將所述第六中間體部分的第一表面，導(dǎo)電地裝到所述第五中間體部分的第二表面上;制作許多通過(guò)所述第一，第二，第三，第四，第五和第六中間體部分的平行槽，從而形成許多被由活性材料制成的第一，第二，第三，第四，第五和第六截面所相應(yīng)的許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的平行通道;將所述頂體部分的第一表面，導(dǎo)電地粘結(jié)到所述第六中間體部分的第二表面上;將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器的每一個(gè)的所述第一中間體部分的第二表面，和所述第二中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，所述第三中間體部分的第二表面，和所述第四中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，以及所述第五中間體部分的第二表面，和所述第六中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)電壓源上;和將所述許多側(cè)壁致動(dòng)器的每一個(gè)的所述主體部分的第一表面，和所述第一中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，所述第二中間體部分的第二表面和所述第三中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，所述第四中間體部分的第二表面和所述第五中間體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，以及所述頂體部分的第一表面和所述第六中間體部分的第二表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，均導(dǎo)電地接地。
15.如權(quán)利要求14所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述第一、第二、第三、第四、第五和第六中間體部分，其高度近似相等。
16.一種制造一排側(cè)壁可致動(dòng)的、平行通道的噴墨印刷頭的方法，包括下述步驟提供具有第一表面的主體部分，該主體部分由活性材料制成;提供具有第一和第二表面的中間體部分，所述第一中間體部分由活性材料制成;將所述第一中間體部分的第一表面導(dǎo)電地粘結(jié)到所述主體部分的第一表面上;制作許多穿過(guò)所述中間體部分和所述主體部分的部分的平行通道，該許多平行通道的每一個(gè)可被一般呈U形的側(cè)壁致動(dòng)器所驅(qū)動(dòng)。
17.如權(quán)利要求16所述制造噴墨印刷頭的方法，其特征是所述許多平行通道的每一個(gè)通道，具有所述中間體部分截面和所述主體部分截面的第一和第二側(cè)壁，在那里，制作許多平行通道可被一個(gè)一般呈U形的側(cè)壁致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的步驟，它進(jìn)一步包括下述步驟提供一個(gè)具有第一表面的頂體部分，該頂體部分由惰性材料制成;將所述頂體部分的第一表面，導(dǎo)電地粘結(jié)到所述中間體部分的第二表面上;將所述的許多平行通道的每一個(gè)通道的所述中間體部分的第一表面和所述主體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)具有所述第一側(cè)壁的第一極性的電壓源上;將所述許多平行通道的每一個(gè)通道的所述中間體部分的第一表面和所述主體部分的第一表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接到一個(gè)具有所述第二側(cè)壁的第二極性的電壓源上;和將所述許多平行通道的每一通道的所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的所述頂體部分的第一表面和所述第一中間體部分的第二表面之間的導(dǎo)電粘結(jié)劑，導(dǎo)電地接地。
全文摘要
一種制造噴墨印刷頭的側(cè)壁可致動(dòng)的高密度通道系統(tǒng)的方法，由惰性材料制成的主體部分的第一表面，導(dǎo)電地粘結(jié)到由活性材料制成的第一中間體部分的第一表面上；然后，機(jī)加工許多平行槽，這些槽通過(guò)第一中間體部分和部分的主體部分，形成許多被相應(yīng)的許多側(cè)壁致動(dòng)器分開(kāi)的通道，該側(cè)壁致動(dòng)器包括由惰性材料制成的第一側(cè)壁截面和由活性材料制成的第二側(cè)壁截面，然后，頂體部分導(dǎo)電地粘結(jié)到中間體部分上。
文檔編號(hào)B41J2/045GK1075449SQ92110
公開(kāi)日1993年8月25日 申請(qǐng)日期1992年8月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月16日
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