微滴沉积设备的制作方法

专利名称：微滴沉积设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微滴沉积设备，比如按需喷墨型喷墨打印机。
典型的按需喷墨型喷墨打印机包括一个或多个安装在托架或打印机主体上的打印头，墨水通过形成在打印头或每个打印头中的喷嘴从位于打印机中的一个或多个储墨器中喷射出来。
鉴于需要较高分辨率的按需喷墨型的喷墨打印，希望准确地控制墨水从喷嘴区喷射到打印表面上的精确位置。因此，每个打印头都独立地排列在托架或打印机主体上。如果打印头中的一个在任何情况下发生故障的话，就有必要取下有故障的打印头并在托架或打印机主体上准确地重新排列更换的打印头。这会是一项困难而耗时的操作。
在其优选实施例中，本发明致力于解决这些和其它问题。
在第一方面，本发明提供了微滴沉积设备，该设备包括一个底座、一个可调节地安装在该底座上并相对于基准部分定位于该底座上的打印头，这样由打印头产生的打印幅就相对于基准部分处于预定位置，该底座利用基准部分位于打印机上。
当由打印头产生的打印幅与一基准部分对准时，该基准部分形成在底座上且用于将该底座安装在打印机上，打印头可容易地被更换，而不会影响产生的打印幅相对于托架或打印机主体的对准。打印幅与形成在底座上的单个基准部分的对准还易于使打印幅对准于托架或打印机主体；当印迹可能相对于打印头喷嘴的轴线倾斜喷射时，打印头的位置就依产生的打印幅调节。
在一种优选的布置方式中，该设备包括多个打印头，每个打印头被可调节地安装在底座上并相对于基准部分定位在底座上，这样由打印头产生的打印幅就相对于基准部分处于各自的预定位置上。
因而，关于单个打印头的上述优点也涵盖了多个打印头的布置方式，这样例如在打印机有故障时，底座可从故障打印机上取下并利用基准部分准确地安装在更换打印机上，也就是说，不必重新排列对准各个打印头，这样由打印头产生的打印幅就仍处在正确的对准方式中。
此外，当采用多个打印头以便增加打印宽度时，重要之处在于，第二打印头的第一喷嘴尽可能处于在第一打印头的最后一个喷嘴之后接近一节距的位置，以便保持打印头之间高的打印质量。借助于本发明，这种定位实施起来快速而简易。
打印头可成对布置在底座上，例如并排地成对布置。这可增加打印头安装在底座上的密度，从而形成了一个结构紧凑的微滴沉积设备。
在一优选实施例中，该设备包括相对于基准部分调节打印头或每个打印头在底座上位置的装置。这便使各个打印头能位于底座上，这样由打印头产生的打印幅就相对于基准部分处于预定位置上。
调节装置可包括调节打印头或每个打印头相对于基准部分的位置的装置和调节打印头或每个打印头相对于基准部分的定向的装置。这样，就可单独调节打印头在底座上的位置和定向。
调节装置可包括多个与打印头或每个打印头接合的调节部件，每个调节部件相对于底座可移动，从而调节打印头在底座上的位置。例如，每个调节部件可包括一个锥形表面，打印头被推靠在该锥形表面上从而使锥形表面相对于底座的运动调节打印头在底座上的位置。一个合适的调节部件是一锥形螺钉，其具有与底座中形成的轮廓相符的螺纹孔接合的螺纹，该螺钉在孔内的轴向运动使被推靠在锥形表面上的打印头相对于底座移动。当可准确地控制螺钉在孔内的运动时，也就准确地控制了打印头的打印幅与底座上基准部分的对准方式。
打印头可具有与调节部件的锥形表面接合的相一致的锥形表面。该相一致的锥形表面的接合可使打印头能通过调节部件固定在底座上。
该设备优选包括弹性地安装在底座上、用来将打印头推靠在调节装置上的装置。这可保证调节装置的任何调节都可基本上完整地传递到打印头上。
该设备优选包括可安装在底座上用来遮蔽调节装置的装置，以便防止对底座上打印头或每个打印头的位置进行意外的调节。
该设备还包括一个可安装在底座上的槽形部件，其至少在其中形成有一个槽，从而使从打印头或每个打印头喷射出的流体通过相对应的槽。
每个打印头可包括多个形成在一喷嘴板中的喷嘴，喷嘴板和从喷嘴喷射的墨水通过的槽的壁限定了至少一部分凹槽，除墨装置可在该凹槽中移动以除去任何在从一个喷嘴喷出后收集在凹槽中的墨水。
本发明还提供了相对于一基准部分定位一物体的设备，所述设备包括一个底座，其支承所述基准部分并包括接纳一物体的装置、多个分别相对于底座可移动的锥形调节部件以及将接纳的物体推靠在调节部件上的装置，这样调节部件相对于底座的运动便调节所接纳的物体相对于所述基准部分的位置。
优选的是，所述调节部件包括第一调节部件和第二调节部件，第一调节部件用来调节所接纳的物体相对于基准部分的位置，第二调节部件用来调节所接纳的物体相对于基准部分的定向。
优选每个调节部件包括一个与形成在底座中的相一致的锥形孔接合的锥形螺钉。
优选的是，推动装置被弹性地安装在底座上。
接纳装置可包括一个接纳一物体的构架，构架相对于基准部分的位置可通过移动所述调节部件调节。
本发明还提供了相对于一基准部分定位多个物体的设备，所述设备包括一个底座，其支承所述基准部分并包括多个分别各自接纳一物体的接纳装置、多个相应于每个接纳装置的分别相对于底座可移动的锥形调节部件以及将所接纳的物体推靠在调节部件上的装置，这样一调节部件相对于底座的运动便调节所接纳物体相对于所述基准部分的位置。
为定位一个或多个打印头，优选这样布置该设备，即，使由打印头或每个打印头产生的打印幅相对于基准部分处于预定位置，底座利用基准部分位于打印机上。
本发明还提供了一种相对于一基准部分定位一物体的方法，该基准部分由一底座支承，该底座包括接纳一物体的装置、多个分别相对于底座可移动的锥形调节部件以及将所接纳的物体推靠在调节部件上的装置，该方法包括的步骤有，将一物体安装在所述接纳装置中，并相对于底座移动一调节部件以调节所接纳的物体相对于所述基准部分的位置。
该方法优选包括的步骤有，移动第一调节部件以调节所接纳的物体相对于基准部分的位置，移动第二调节部件以调节所接纳的物体相对于基准部分的定向。
微滴不从微滴喷射设备如按需喷墨型喷墨打印设备喷射，可能是由于气泡存在于容纳在与喷嘴相通的流体腔中的微滴流体中。气泡会妨碍流体腔中的传音性至阻止微滴从腔中喷射的程度。因为喷嘴的尺寸小，所以若不有效地“冲洗”整个系统就难于从腔中去除气泡。
在其优选实施例中，本发明致力于解决这些和其它问题。
本发明提供了一种打印头，它包括至少一个流体腔，该流体腔具有可由电信号启动的启动装置以从其中喷射微滴；以及导管装置，用于向流体腔或每个流体腔输送微滴流体和/或从流体腔或每个流体腔输送走微滴流体，并将所述微滴流体中的气泡导引到一出气口。
通过将微滴流体中的气泡导引到出气口，比如一排气出口，就可避免气泡在流体腔中出现。
打印头可包括一个将流体供给到所述至少一个流体腔的流体入口，和一个位于所述至少一个流体腔和所述流体入口之间的过滤器，所述导管装置被布置成将微滴流体从所述流体入口输送到所述过滤器。导管装置可以是蜿蜒的。
因而，本发明还提供了一种打印头，它包括至少一个流体腔，该流体腔具有可由电信号启动的启动装置以从其中喷射微滴，一个将流体供给到所述至少一个流体腔的流体入口，一个位于所述至少一个流体腔和所述流体入口之间的过滤器，以及将微滴流体从所述流体入口输送到所述过滤器的蜿蜒导管装置。打印头优选包括出气口，所述蜿蜒导管装置被布置成将如此输送的流体中的气泡导引到所述出气口。
出气口可位于所述蜿蜒导管装置与所述过滤器之间。出气口适于从所述过滤器输送走流体，也就是说，出气口也可为打印头的流体出口。
该至少一个流体腔可形成在包括一层压电材料的板中，导管装置形成在一个接合在所述板上的盖中。过滤器可与该盖成为一体。
本发明还提供了一种打印头，它包括一块含一层压电材料的板、至少一个形成在所述板中的流体腔、一个接合在所述板上的盖以及形成在所述板中、用来将微滴流体输送到所述至少一个流体腔的蜿蜒导管装置。优选的是，一个过滤器形成在所述板中，这样，从所述蜿蜒导管装置输送到所述至少一个流体腔的流体便通过所述过滤器。
在一个压电按需喷墨型喷墨打印头中，声压波由电信号产生以将一滴流体(例如墨水)从流体腔喷射出来。该设备可具有单个这样的流体腔，但一般来说具有一个这样的打印头，其具有一个分别有对应喷嘴的腔室阵列，该打印头接收承载数据的启动电信号，其按需提供从腔室喷射微滴所必要的能量。每个腔室接合有一个压电元件，该压电元件通过启动电信号偏移，从而产生喷射微滴的声压波。参见我们公开的说明书EP0277703、US4887100和WO91/17051，可了解到典型结构进一步的细节。
打印期间，通过启动压电元件而在流体腔中产生热量。这种热量的一部分被传递给腔室中的喷射流体，从而产生流体腔之间喷射流体粘度的差异。这种喷射流体粘度的差异可产生微滴喷射速度的差异，最终在打印图像中产生点位置误差。
在其优选实施例中，本发明还致力于解决该问题和其它问题。
本发明在另一方面提供了一种打印头，该打印头包括一个底座、至少一个形成在所述底座中的流体腔、从所述至少一个流体腔喷射流体的装置、一个连接在所述底座上的盖以及一个连接在该盖上的散热器，该散热器用来在从所述至少一个流体腔喷射流体期间散去打印头中产生的热量。
通过将散热器装在盖上，在从流体腔喷射流体期间，打印头中产生的热量就可迅速地从流体腔中散去，从而使流体腔中流体粘度的任何显著差异历时最短。
散热器的使用还能迅速均衡喷射和不喷射流体腔中流体的温度，即，在流体腔中间分布喷射流体时产生的热量，从而使腔间流体粘度的任何差异缩到最小。因此，本发明还提供了一种打印头，它包括一个底座、多个形成在所述底座中的流体腔、从所述流体腔喷射流体的装置、一个连接在所述底座上的盖以及一个连接在该盖上的散热器，该散热器用来在流体腔中间分布从所述打印头喷射流体时产生的热量。
为了改善从流体到散热器的传热，盖优选由导热性高于所述底座导热性的材料形成。优选的是，盖由热膨胀系数基本上与底座的热膨胀系数相同的材料形成，从而避免打印头的变形，若底座材料与盖材料的热膨胀性能不同，就会导致打印头变形。例如，盖可由硅或氮化铝形成，底座可由压电材料形成。
优选的是，盖包括流体供给装置，用来将流体供给到所述至少一个流体腔。散热器可包括一个将流体输送到所述流体供给装置的流体入口。优选的是，散热器包括多个并排成行设置的散热片。
为了能使热量快速从散热器散去，打印头优选包括将冷却流体流如增压空气流供给到打印头的装置。
打印头优选包括一个用于所述打印头的外壳，所述外壳包括一个接纳所述冷却流体流的入口和一个所述冷却流体的出口。这就可通过冷却流体冷却供给启动电信号的驱动电路，从而减少驱动电路过热的可能性。
优选的是，设置有调节冷却流体在所述外壳内的压力的装置。还优选设置调节所述冷却流体流进入外壳的速率的装置。可在外壳的入口和出口设置阀，以调节打印头中的空气流动和空气压力。
在一优选实施例中，盖包括至少一块基本上为平面的板。
本发明还通过示例参照附图作了进一步说明，其中

图1是微滴沉积设备第一实施例的分解图；图2是图1微滴沉积设备的后部透视图，其中盖和夹紧装置被部分切去；图3是微滴沉积设备第二实施例的后部透视图，其中盖和夹紧装置被完全移去；图4(a)和(b)分别是微滴沉积设备第三实施例的顶视图和透视图，示出了安装在底板上的打印头构架，图4(c)是打印头构架对准表面的透视图；图5(a)是调节螺钉的侧视图；图5(b)是打印头构架与调节螺钉接合的简单横剖图，而图5(c)是止推销的侧视图；图6是微滴沉积设备底板的槽形板一实施例的透视图；图7是打印头的横剖图，示出了槽形板与底板的对准；和图8是与图7相同的横剖图，示出了喷嘴刮片的操作；图9是一具有底座和盖的打印头实施例的局部分解示意透视图；图10是一打印头的正视图11是一曲线图，示出了微滴喷射期间图10打印头上的温度梯度；图12是图9打印头的透视图，其中盖上装有一个散热器；图13是驱动电路的局部透视图，该驱动电路用来将启动电信号供给到图12的打印头上；图14是一外壳的透视图，用来将冷却流体供给到图13的打印头和散热器；图15是另一打印头的横剖侧视图；图16是图15所示打印头的流体供给导管的横剖顶视图；图17是另一打印头的横剖侧视图；图18是图17所示打印头流体供给导管的横剖顶视图；图19-22是其它打印头的横剖图，其中图21b表示了图21a所示打印头的进墨口和出墨口的交错排列。
本发明涉及微滴沉积设备比如按需喷墨型喷墨打印设备。在优选实施例中，微滴沉积设备包括一个安装在托架或喷墨打印机主体上的打印头模块。现在将参照图1-5描述这样的实施例。
参见图1，打印头模块100包括底板102、夹紧装置106和盖108，底板102上可调节地安装有一个或多个打印头104。在图1-3所示的实施例中，有四个可调节地安装在底板102上的打印头104。不过，可在底板102上安装任何数目的打印头；在图4所示的实施例中，可在底板102上安装两个打印头。打印头可采取交错的形式来布置，如在图2和4所示的实施例中那样，或者成对地布置，如在图3所示的实施例中那样。两个成对的打印头可并排地安装，以便提高组装密度。
底板102可通过任何常见的工具如螺栓、夹子等安装在打印机上。采用底板上的基准部分103来使底板排列在打印机上。如图2所示，基准部分103在该实施例中体现为一个形成在底板102中的槽103，但该基准部分也可采用任何常见的形式。
每个打印头104包括许多喷嘴，通过将电信号施加到相连于与喷嘴相通的流体腔的启动装置上，墨水便可从喷嘴中喷出，正如EP-A-0277703、EP-A-0278590，尤其是英国申请9710530和9721555所公开得那样，其内容在此引入作为参考。每个打印头104的启动装置与相关的驱动电路连接，其中流体腔可与一个或多个储墨器相连。
如图4更清楚地示出那样，每个打印头包括一个外构架部分105，以使打印头能安装在底板102上。构架105可与打印头104成为一体，或者可从其中单独分离。只是为了简洁起见，图4仅示出了安装在底板102上的构架105。
如图3和4更详细地示出那样，每个打印头104被安装在底板102内的槽110中，这样打印头的喷嘴就由槽110露出来，以使墨水能从喷嘴中喷射出来而沉积在打印表面上。每个打印头通过图5(a)所示的锥形调节螺钉112、114被可调节地安装在底板102上，该调节螺钉112、114与打印头104相对应的对准表面116、118接合。每个调节螺钉112、114具有与底板102中形成的螺纹孔120、122接合的螺纹。如图4和5(b)所示，打印头104的对准表面116、118也是锥形的，锥度优选与调节螺钉的锥度相符。
安装在底板102中的止推销124用于将打印头的对准表面116、118推靠在调节螺钉112、114上。参见图5(c)，止推销124从安装在底板126中的外壳126伸出，并容纳有一个使止推销124偏离外壳126的弹簧或其它弹性元件。如果被推向一旁，止推销124就可倾斜地远离对准表面118以使构架105能安装在槽110中并从其上取下来。
为了将每个打印头104排列对准在底板102上，将打印头104安装在底板102的槽110中并通过调节螺钉112、114和止推销124固定就位。接着将打印头连接到打印机上，以使墨水能从打印头中喷射出来。一打印幅便由打印头产生。参照打印幅相对于基准部分103的位置，打印头104在底板102上的位置就可通过调节螺钉112来调节。通过在孔120中转动调节螺钉112，打印头102锥形对准表面116与螺钉112的接合使打印头在如图3和图5(b)中的箭头130所示的Y方向上移动。同样地，打印头104相对于底板102的定向由调节螺钉114调节。通过在孔122中转动调节螺钉114，打印头102锥形对准表面118与螺钉114的接合使打印头绕调节螺钉112转动，如图3中箭头132所示。调节螺钉112、114的典型调节范围分别为0.8mm(±0.4mm)和1°(±0.5°)。
打印头在底板上的位置是利用调节螺钉112、114调节的，直到由打印头产生的打印幅位于相对于底板102上的基准部分103的预定位置上。每个打印头可被依次调节，这样由每个打印头产生的打印幅就位于相对于基准部分103的预定位置上。因而，如果打印机将出现故障的话，就可将底板102从有故障的打印机上取下来，并可采用基准部分103将其准确地安装到更换的打印机上，从而使底板准确地定位在打印机上，也就是说，不用重新排列对准各个单独的打印头104。这就提供了故障打印机快捷而简单的更换，而不影响打印头的对准。
当已适当地调好所有装在底板102上的打印头104的位置时，使打印头从打印机上断开，从而使一夹紧装置106能通过螺栓107被安装到底板102上，以将打印头固定在其理想的位置上。夹紧装置106还用于防止调节螺钉112、114发生意外的运动。固定螺钉(未示出)可用于使打印头固定在其调节的位置上。
如图2所示，盖108用于从实体上保护安装在底板102上的打印头104。孔140形成在盖108中以露出形成在远离喷嘴的打印头104那端上的连接器150，从而使打印头能够单独地与打印机重新形成电连接和流体连接。
底板102还包括一个槽形板160，其可安装在底板102上。参见图6，槽形板160中形成有很多槽162，如图7所示，宽度w一般在1-2mm，各个槽对应于每个安装在底板102上的打印头104。
图7是示出具有底板102和槽形板160的打印头104的排列对准的横剖图。如图7所示，槽形板160与底板102对齐，这样形成在打印头104喷嘴板172中的喷嘴170就露出来，以使从喷嘴喷射的墨水通过槽形板160，而不会冲击槽形板160的侧面。槽形板160的外表面164可被涂上一层以便提高耐磨性。
喷嘴板172的上表面和形成在槽形板中的槽162的壁一起限定了一个凹槽180。在从形成在喷嘴板172中的喷嘴170喷射微滴的过程中，可能在微滴从喷嘴喷射期间从微滴主体脱离的流体滴便被收集在该凹槽中。这种凹槽中流体的收集会导致微滴在喷射期间偏移，因此使喷射的微滴不正确地落在打印表面上，最终阻塞了喷嘴170。
为了避免出现这样的问题，该设备包括比如刮片190的部件，该刮片可移动到凹槽中以除去任何收集在凹槽中的墨水。如图8所示，槽形板160用于防止刮片与喷嘴板相接触，从而防止刮片对喷嘴板造成损坏，墨水在表面张力的作用下被吸到刮片的材料中。
图9是一部分打印头1100的分解透视图。打印头包括一底座1110，形式为连接在平行于图9中Z轴的方向上的压电材料板。极化方向由箭头1120表示。底座是由一排平行的流体腔或通道1130形成的。通道1130由盖1140封闭，该盖在打印头的整个顶面上伸展。流体比如墨水从一个储墨器(未示出)被供给到位于盖1140上的进墨口1150，进墨口1150将墨水供给到基本上沿着盖整个宽度延伸的管道1160，以便将墨水供给到各个通道1130。
通道1130具有端部射出(end-shooter)的结构，终止于其在喷嘴板1170中对应的端部，喷嘴板1170中形成有喷嘴1175，各喷嘴1175对应于每个通道1130。墨水根据命令从通道1130以微滴的形式喷射并沉积在打印表面的打印行上，打印表面和打印头1100之间具有垂直于通道轴线平面的相对运动。
通道1130长而窄，横剖面为矩形，且具有沿通道长度延伸的对立侧壁1180。通道1130的侧壁1180设有沿通道长度延伸的电极1190。施加到电极1190上的启动电信号在壁1180的上半部中产生剪切模式的动作。壁的下半部被迫遵照上半部的运动，这样壁就变形成人字形状。壁的偏斜对通道中的墨水增压，从而使流体从喷嘴1175中喷射出来。底座后部的引线接合互连部分1200将启动电信号从驱动电路(未示出)供给到电极1190。
通过示例设想一种如图10所示的布置方式，其中流体腔被分成A组和B组。温度传感器S1被布置成测量朝向A组中心的温度，而温度传感器S2被布置成测量朝向B组中心的温度。图11描绘的是当仅启动流体腔A组以从其喷嘴喷射微滴时分别由传感器S1和S2检测的温度T1和T2随时间的变化。如图11所示，检测的温度T1与T2之间有清晰的温差ΔT。流体腔之间的这种温差可导致从流体腔喷射的流体量的差异，从而在打印墨点的大小上产生变化。因此希望减小ΔT。
这样的减小可如此来实现，即，用导热性相对高的材料来形成盖1140，但热膨胀系数CTE基本上与形成板1110的压电材料如PZT的热膨胀系数相同。适合于盖的材料包括硅和氮化铝。
为了帮助散热及分布通道中任何在微滴喷射期间产生的热量，如图12所示，一个散热器1200连接于盖1140上。该散热器由铝制成，并包括许多散热片1210。在图12所示的实施例中，散热器1200具有四个散热片1210，但也可采用具有任何数量散热片的散热器。一个进墨口1220形成在散热器中以将墨水供给到形成在盖1140中的入口1150。
图13是一示出打印头1100驱动电路的透视图。打印头1100安装在底板1230上，该底板1230上连接有一块低密度电路板1240，其上安装有驱动电路。驱动电路1250包括芯片1260，如图13所示，其可由密封剂1270密封，尽管这不是必需的。
在从驱动电路1250向打印头1100供给启动电信号期间，驱动电路1250中产生热量。参见图14，为了促进驱动电路1250和散热器1200两者的冷却，可在底板1230上加装一个外壳1300，以封闭打印头1100和驱动电路1250，且冷却流体流如增压空气通过入口1310喷射到外壳1300中。出口1320能使冷却流体从外壳1300通过。入口和出口的尺寸一般为5mm。
入口被布置成使冷却流体流撞击散热器的散热片。通过在入口和出口设阀，可控制进入外壳的冷却流的流速和外壳内冷却流体的压力。例如，在1巴超压流速为40升/分的情况下，当以7.8W运行打印头时片层110和芯片260可分别被冷却到57℃和33℃，此时通道中不出现任何墨水。
除了将冷却流体供给到驱动电路和散热器之外，外壳可用于在驱动电路上沉积聚对二甲苯钝化剂。蒸汽相的聚对二甲苯被注入入口1310，其被凝结成一防水单层以保护驱动电路不接触任何包含在随后注入外壳的冷却流体中的水蒸汽。这就不需要对驱动电路的芯片加以密封了，密封剂倾向于起热绝缘体的作用，因而使芯片温度大大降低。
图15表示了打印头2104的横剖侧视图。例如，从EP0277703中了解到，打印头包括连接好的压电材料板2200，比如锆钛酸铅(PZT)，其中形成有许多基本上为平行面的通道。盖板2202被安装在板2200的顶面上，基本上封闭通道以限定流体腔2204。供流歧管2206形成在盖板2202中以将流体供给到一个或多个流体腔2204。当打印头被布置成沉积单色墨水时，歧管2206可将流体供给到该打印头的所有流体腔。另外，可以有多个歧管，每个歧管将相应颜色的墨水供应给相应数量的流体腔。过滤器2208位于歧管2206和进墨口2210之间，与一储墨器(未示出)流体相通，以便保护流体腔不被进入的污垢污染。
导管2212位于打印头中以将流体从进墨口输送到过滤器2208。为了防止捕获在流动流体中的气泡通过过滤器2208进入歧管2206，并从歧管进入流体腔2204，导管被布置成将微滴流体中的气泡引导到打印头的出气口2214。出气口2214可采取排气孔的形式，或者采取出墨口的形式以使微滴流体返回至储墨器中。
如图16所示，导管2212在该实施例中具有蜿蜒的布置方式，从而使被供给到歧管2206的流体中的气泡沿着导管延伸的方向流动，也就是说，弯曲地流向出气口2214，而不会在导管中造成阻塞。导管可采取任何其它的弯曲布置方式，例如螺旋线的布置方式。
图17表示了打印头2104另一实施例的横剖侧视图。除了盖板包括两块接合在PZT板2200上的邻近板元件2220、2222之外，该实施例类似于图15所示的实施例。
蜿蜒导管2212和过滤器壳体2224都形成在第一板元件2220中。如图18所示，导管将微滴流体从进墨口2210输送到过滤器壳体2224。过滤器壳体2224与形成在第二板元件2222中的歧管2206流体相通，歧管2206又与形成在PZT板2200中的许多流体腔2204流体相通。
在该实施例中，第一和第二板元件2220、2222也由PZT材料形成，以保证盖板具有与PZT板2200相兼容的良好热膨胀性和合适的刚度。不过，PZT是导热性相对弱的导体，从而在打印头上产生弱的温度梯度。图19示出了一个打印头的实施例，其中盖由硅和氮化铝中的一种形成。在该实施例中，蜿蜒导管2212形成在盖元件2220、2222的相对表面上，例如通过蚀刻形成。可利用这样一种蚀刻技术相随地在第二板元件2222中形成一个过滤器2230。蚀刻可使过滤器容易而准确地成形的尺寸相对小，例如厚度，为50-100微米，孔宽度大致为15微米。
由硅和氮化铝中的一种来形成盖可使盖充当散热器，以散去启动期间产生的热量。为了帮助散热，可在盖上连接一个散热器。墨水经由形成在盖中的导管2212的流动还起到散去流体腔启动期间产生的热量的作用，从而保证打印头温度均匀。
在上述实施例中，导管形成在一个接合在PZT板上的基本上为平面的盖中，并通过一个过滤器将流体供应到一个公共的歧管中。图20-22表示了可供选择的布置方式，用来向一公共歧管直接输送微滴流体并从其输送走微滴流体，同时将微滴流体中的气泡引向出墨口。
在图20所示的实施例中，多个进墨口2300和出墨口2302形成在一个歧管元件2304中，该歧管元件与远离喷嘴的PZT板2200的那端相连。形成在PZT板中的通道的顶部由一块接合于PZT板的盖板2306封闭。流体从进墨口2300被输送到形成在歧管元件2304中的歧管2206中，又从歧管2206输送到流体腔2204。然后流体通过出墨口2302返回至一个储墨器(未示出)。因此，流体以弯曲的方式从入口流到出口。在该实施例中，被供给到歧管2206的流体中的气泡从入口2300直接上升到出口2302，而不进入流体腔。
在图21a和21b所示的实施例中，孔2400形成在盖板2202中，以将微滴流体供应给流体腔2204。墨水从一个歧管2402被供给到孔中，该歧管形成在与盖板2202相连的歧管元件2404中。与上述的第四实施例相似，歧管元件2404包括多个进墨口2406和多个出墨口2408。如图21b所示，出墨口相对于进墨口是交错的，结果使得流体通过歧管2402以弯曲的方式从进墨口被输送到出墨口，气泡直接从入口传到出口。
在图22所示的实施例中，导管2500形成在PZT板2200和盖板2202中，盖板2202基本上垂直于形成在PZT板中的通道，该导管将流体输向流体腔2204并从流体腔输送走流体。被捕获在导管中的气泡从导管的入口流向出口，而不会进入流体腔2204。
本说明书(该术语包括权利要求书)中披露的和/或在附图中示出的每个部件都可独立于其它披露的和/或表示的部件引入本发明中。
权利要求
1.一种微滴沉积设备，该设备包括一底座和一打印头，该打印头被可调节地安装在该底座上并可相对于一基准部分定位在该底座上，从而使由该打印头产生的打印幅相对于该基准部分处于预定位置，该底座可利用该基准部分位于一打印机上。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，其包括多个所述打印头，每个打印头被可调节地安装在所述底座上并可相对于所述基准部分定位于该底座上，从而使由打印头产生的打印幅相对于该基准部分处于各自的预定位置。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述打印头被成对布置在该底座上。
4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，其包括用于调节该打印头或每个打印头相对于该基准部分在该底座上的位置的装置。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述调节装置包括用于调节该打印头或每个打印头相对于该基准部分的位置的装置和用于调节该打印头或每个打印头相对于该基准部分的定向的装置。
6.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述调节装置包括多个与该打印头或每个打印头接合的调节部件，每个调节部件可相对于该底座移动，从而调节该打印头在底座上的位置。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，每个调节部件包括一锥形表面，该打印头被推靠在该锥形表面上，从而使该锥形表面相对于底座的运动调节打印头在底座上的位置。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，该打印头包括与一调节部件的相一致的锥形表面接合的锥形表面。
9.如权利要求4-8中任一项所述的设备，其特征在于，其包括被弹性地安装在该底座上以将一打印头推靠在该调节装置上的装置。
10.如权利要求4-9中任一项所述的设备，其特征在于，其包括可被安装在该底座上以遮蔽所述调节装置的装置，以便防止在该底座上对该打印头或每个打印头的位置进行意外的调节。
11.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，其包括一槽形部件，该槽形部件可安装在该底座上，具有至少一个形成在其内的槽，从而使从该打印头或每个打印头喷射的流体通过相应的槽。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，每个打印头包括多个形成在一喷嘴板中的喷嘴，所述喷嘴板和从喷嘴喷射的墨水通过的槽的壁限定了至少部分凹槽，除墨装置可在该凹槽中移动以将在从一个喷嘴喷射之后收集在凹槽中的任何墨水除去。
13.一种基本上如本文中参照附图描述的微滴沉积设备。
14.一种打印头，其包括一底座、至少一个形成在所述底座中的流体腔、用于从所述至少一个流体腔喷射流体的装置、一附接在所述底座上的盖以及一附接在该盖上的散热器，该散热器用来在从所述至少一个流体腔喷射流体期间散去打印头中产生的热量。
15.如权利要求14所述的打印头，其特征在于，所述盖是由导热性高于所述底座的导热性的材料形成。
16.如权利要求14或15所述的打印头，其特征在于，该盖是由热膨胀系数与底座的热膨胀系数基本上相同的材料形成。
17.如权利要求14-16中任一项所述的打印头，其特征在于，所述盖由硅形成。
18.如权利要求14-17中任一项所述的打印头，其特征在于，所述盖由氮化铝形成。
19.如权利要求14-18中任一项所述的打印头，其特征在于，所述盖包括用于将流体供给到所述至少一个流体腔的流体供给装置。
20.如权利要求19所述的打印头，其特征在于，所述散热器包括一用于将流体输送到所述流体供给装置的流体入口。
21.如权利要求14-20中任一项所述的打印头，其特征在于，所述散热器包括多个并排成行设置的散热片。
22.如权利要求14-21中任一项所述的打印头，其特征在于，其包括用于将冷却流体流供给到打印头的装置。
23.如权利要求22所述的打印头，其特征在于，其包括一用于所述打印头的外壳，所述外壳包括一用于接纳所述冷却流体流的入口和一用于所述冷却流体的出口。
24.如权利要求23所述的打印头，其特征在于，其包括用于调节冷却流体在所述外壳内的压力的装置。
25.如权利要求23或24所述的打印头，其特征在于，其包括用于调节所述冷却流体流进入该外壳内的速率的装置。
26.如权利要求14-25中任一项所述的打印头，其特征在于，所述底座包括一压电材料板。
27.如权利要求14-26中任一项所述的打印头，其特征在于，其包括多个流体腔，所述散热器被布置成在从打印头喷射流体期间在流体腔中间分布产生的热量。
28.一种基本上如本文中参照附图描述的打印头。
全文摘要
微滴沉积设备,该设备包括一个底座(102)和一个打印头(104),该打印头被可调节地安装在该底座上并可相对于一基准部分(103)定位在该底座上,从而使由该打印头产生的打印幅相对于该基准部分处于预定位置上,该底座利用该基准部分位于一打印机上。这就可轻易地更换打印机而不会影响所产生的打印幅相对于托架或打印机主体的对准方式。
文档编号B41J2/01GK1423595SQ01808170
公开日2003年6月11日 申请日期2001年2月16日 优先权日2000年2月17日
发明者R·M·伊森, W·扎普卡, J·M·扎巴 申请人:萨尔技术有限公司