DE69833978T2 - Droplet recorder and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tröpfchenablageapparat, insbesondere einen Tintenstrahldruckkopf, welcher aufweist: einen Kanal, welcher mit einem Vorrat an Tröpfchenflüssigkeit in Verbindung steht bzw. kommuniziert und eine Öffnung zum Ausstoßen von Tröpfchen daraus, wobei wenigstens eine Seitenwand des Kanals in Abhängigkeit von elektrischen Signalen verlagerbar ist, wodurch ein Ausstoß von Tröpfchen aus dem Kanal bewirkt wird.The The present invention relates to a droplet depositing apparatus, in particular an ink jet printhead comprising: a channel which with a supply of droplet liquid communicates and an opening for ejecting droplet from, wherein at least one side wall of the channel depending is displaceable by electrical signals, causing an ejection of droplets the channel is effected.
Die
Kanäle
Wie
in
In Druckköpfen dieser Tinte sind die Kanalwände – und insbesondere die Elektroden, die hierauf ausgebildet sind – oft so passiviert, um sie davor zu schützen, später durch die Tinte zu korrodieren. Diesbezüglich wird auf die WO95/07820 Bezug genommen.In printheads This ink is the channel walls - and in particular the electrodes that are formed on it - often so passivated to them to protect against later to corrode by the ink. In this regard, reference is made to WO95 / 07820 Referenced.
Bezug
genommen wird ebenfalls auf
Diese
Erfindung stellt einen Tröpfchenablageapparat
bereit, welcher folgendes umfasst:
wenigstens einen lang gestreckten
oben offenen Tröpfchenflüssigkeitskanal,
welcher durch einander zugewandte lang gestreckte Seitenwände und
eine lang gestreckte Bodenfläche,
welche sich zwischen den Seitenwänden
erstreckt, definiert, bzw. gebildet ist;
eine Einrichtung,
um dem Kanal Tröpfchenflüssigkeit zuzuführen;
ein
Feld mit lang gestreckten oben offenen Tröpfchenflüssigkeitskanälen, welche
durch einander zugewandte lang gestreckte Seitenwände und
eine lang gestreckte Bodenfläche,
welche sich zwischen den Seitenwänden
erstreckt, definiert, bzw. gebildet ist; wobei die Kanäle nebeneinander
in einer Feldrichtung angeordnet sind und wobei wenigstens einer der
Kanäle
folgendes beinhaltet:
eine Einrichtung, um dem Kanal Tröpfchenflüssigkeit zuzuführen;
eine
Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Feldes an piezoelektrisches
Material in wenigstens einer der Seitenwände, wodurch eine Verlagerung
der Seitenwand in Bezug auf den besagten lang gestreckten Kanal
so bewirkt wird, dass ein Tröpfchen
aus dem Kanal ausgestoßen
wird; und
eine Abdeckung bzw. einen Deckel, welcher die offene
lang gestreckte Oberseite des Kanals verschließt;
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens ein Kanal mit zwei Öffnungen zum Ausstoß von Tröpfchen ausgebildet
ist, wobei die Öffnungen
entlang der Länge des
Kanals beabstandet sind.This invention provides a droplet depositing apparatus comprising:
at least one elongate, open-topped droplet fluid channel defining defined longitudinal side walls facing one another and an elongated bottom surface extending between the side walls;
means for supplying droplet liquid to the channel;
a panel having elongated open-topped droplet fluid channels defined by facing elongate sidewalls and an elongated bottom surface extending between the sidewalls; wherein the channels are arranged side by side in a field direction and wherein at least one of the channels includes:
means for supplying droplet liquid to the channel;
means for applying an electric field to piezoelectric material in at least one of the sidewalls, thereby causing a displacement of the sidewall with respect to said elongate passage so as to expel a droplet from the passage; and
a cover that closes the open elongate top of the channel;
characterized in that at least one channel is formed with two openings for ejecting droplets, the openings being spaced along the length of the channel.
Eine derartige Konstruktion reicht die Anordnung von WO 98/52763 ein – der Vorteil einer reduzierten Anzahl von Komponenten.A Such a construction is sufficient for the arrangement of WO 98/52763 - the advantage a reduced number of components.
Entsprechende Verfahren werden ebenfalls in der vorliegenden Erfindung beansprucht und andere Aspekte werden in anderen unabhängigen Ansprüchen dargelegt.Corresponding methods are also claimed in the present invention and other aspects are discussed in other independent applications spelled out.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in der Beschreibung, Zeichnungen und abhängigen Ansprüchen dargelegt.Further advantageous embodiments The invention is set forth in the description, drawings and dependent claims.
Die Offenlegung aller Ansprüche wird hier als bestehende Klausel einbezogen befunden, sofern nicht bereits oben dargelegt.The Disclosure of all claims is hereby included as an existing clause, if not already stated above.
Die Erfindung wird nun als Beispiel mit Bezug auf die folgenden schematischen Darstellungen beschrieben, für welche folgendes gilt:The Invention will now be described by way of example with reference to the following schematic Illustrations described for which is the following:
Wie
in der Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist ein Körper
Eine
Einzelheit des rückwärtigen Teils
des Druckkopfs vor der Befestigung der Abdeckung bzw. des Deckels
ist in
Eine
mechanische Verbindung zwischen dem Körper und der Seite
Die
elektrische Verbindung zwischen den leitenden Bahnen
Eine
Perle
In
Eine
solche „doppelendige" („double-ended") Konfiguration eines
Druckkopfs ist in der WO91/17051 offenbart, und hat Vorteile in
Bezug auf eine niedrigere Betriebsspannung gegenüber der „Einzelenden"-(single-ended") Konfiguration,
welche oben beschrieben worden ist. Weiterhin ist die Konfiguration
des Bodens
Die
Verbindung der Kanalelektrode
Um
die von der Tinte von dem eigentlichen Kanal
Die Steifigkeit einer Abdeckungs- bzw. Deckelplatte, welche aus einem solchen leichten abtragbaren bzw. abdampfbaren Material gebildet ist, kann durch die Aufbringung einer Beschichtung eines steiferen Materials an der Innen- und Außenoberfläche der abtragbaren bzw. abdampfbaren bzw. ablatierbaren Abdeck- bzw. Deckplatte erhöht werden. Insbesondere ist für diesen Zweck Siliziumnitrid zweckmäßig; es kann auch verwendet werden als passivierende Beschichtung in dem Verfahren gemäß der vorerwähnten WO095/07820 und wird als eine glatte Beschichtung niedergeschlagen, welche für die nachfolgende Aufbringung einer nicht benetzbaren Beschichtung geeignet ist und infolge ihrer Nichtleitungseigenschaften Elektroden benachbarter Kanäle nicht ausschaltet. Zwei Schichten eines solchen Materials, welche auf jeder Seite der Abdeckung bzw. des Deckels aus Polyimid angeordnet sind und von denen jede eine Dicke hat von etwa 5% von derjenigen der Abdeckung bzw. des Deckels (2,5 μm im Falle von einer 50 μm dicken Abdeckung bzw. eines solchen Deckels) erhöhen typischerweise die Biegesteifigkeit um einen Faktor von 5-10 (auf der Grundlage der Standard Compound Beam Theory (Standard-Verbundträgertheorie) und aufgrund der Annahme eines Wertes des Young's Moduls für das Versteifungsmaterial von ungefähr 100 mal größer als diejenige des Polymers und einer guten Adhäsion zwischen den steifen und Polymermaterialien). Solch eine dünne Schicht hat keinen bedeutenden Einfluss darauf, wie leicht die Abdeckungs- bzw. Deckelplatte abgetragen bzw. abgedampft bzw. ablatiert werden kann, um eine Düse zu formen bzw. zu bilden, insbesondere wenn das Material der Schicht selbst in einem gewissen Grade abtragbar, abdampfbar bzw. ablatierbar ist.The Rigidity of a cover or cover plate, which consists of a formed such light abradable or evaporable material is, by applying a coating of a stiffer Materials on the inner and outer surfaces of the ablatable or evaporable or ablatable cover or cover plate elevated become. In particular, is for this purpose silicon nitride appropriate; it can also be used are used as a passivating coating in the process according to the aforementioned WO095 / 07820 and is deposited as a smooth coating suitable for the following Application of a non-wettable coating is suitable and due to their non-conducting properties, electrodes of adjacent channels do not off. Two layers of such material, which on each side of the cover or the lid are made of polyimide and each of which has a thickness of about 5% of that of Cover or lid (2.5 microns in the case of a 50 μm thick cover or such a cover) typically increase the flexural rigidity by a factor of 5-10 (based on the standard compound Beam theory (standard composite carrier theory) and by assuming a value of the Young's modulus for the stiffening material of about 100 times bigger than that of the polymer and a good adhesion between the stiff and Polymeric materials). Such a thin layer has no meaning Influence on how easily the cover or cover plate removed or can be evaporated or ablated to form a nozzle or form, in particular if the material of the layer itself in some degree abradable, evaporable or ablatierbar.
Breit formuliert weist die Abdeck- bzw. Deckelplatte für einen Tintenstrahldrucker eine Schicht eines ersten leicht abtragbaren bzw. abdampfbaren bzw. ablatierbaren Materials auf, mit welchem weitere Schichten auf dessen gegenüberliegenden Seiten verbunden sind, wobei die weiteren Schichten jeweils aus einem Material mit einer Steifigkeit von wenigstens einer Größenordnung größer als diejenige des ersten Materials sind und mit einer Dicke von wenigstens einer Größenordnung weniger als derjenigen der ersten Schicht.Broadly formulated, the cover plate for an ink jet printer has a layer a first easily abradable or ablatable material to which further layers are connected on its opposite sides, wherein the further layers are each made of a material having a rigidity of at least an order of magnitude greater than that of the first material and having a thickness of at least an order of magnitude less than that of the first layer.
Es
wird nunmehr auf
Das
Formen bzw. das Spritzgießen
ist wiederum das bevorzugte Verfahren der Herstellung für den mit
Kanälen
versehenen Körper
Der
Druckkopf gemäß
Eine solche Konfiguration ergibt einen Druckkopf, welcher zwei parallele Reihen von unabhängig voneinander betätigbaren Druckelementen aufweist, welcher somit kompakt bzw. von gedrängter Bauart ist und welcher eine verringerte Betätigungsspannung per Einheit von Geschwindigkeit des Tröpfchenausstoßes aufweist, und zwar infolge der „doppelendigen" („double-ended") Tintenversorgung zu jeder Kanalsektion.A such configuration gives a printhead which is two parallel Rows of independent operable from each other Having printing elements, which thus compact or of compact design is and which a reduced operating voltage per unit of droplet ejection speed, due to the "double-ended" ink supply too each channel section.
Anders
als bei früheren
Ausführungsformen sind
die leitenden Bahnen
Der
piezoelektrische Körper
Alternativ
könnten
Kanäle
in dem piezoelektrischen Bauteil durch Sägen unter Verwendung eines Scheibenschneiders
ausgebildet werden, – wie
dies z. B. in der EP-A-0 309 148 beschrieben ist – und in den
Schnitt- und Detailschnittansichten der
Die
Verbindung zwischen den Elektroden auf den Kanalwänden und
dem elektrischen Eingang
Wie
in der Ausführungsform
von
Der
Ausstoß von
Tinte von jeder der aktiven Sektion erfolgt wiederum über Öffnungen,
welche den Kanal mit der entgegengesetzten Oberfläche des
piezoelektrischen Bauteils (Platte
Druckköpfe der vorliegenden Erfindung können auch in einem modularen Format erzeugt werden, wie dies in der vorerwähnten WO91/17051 beschrieben ist, wobei jeder Modul an seinen entgegengesetzten End- bzw. Stirnflächen mit jeweiligen Kanalteilen so ausgebildet ist, dass nach dem Anstoßen der Module aneinander weitere Kanäle zwischen den jeweiligen Paaren von aneinander anstoßenden Modulen gebildet werden. In solchen Anordnungen können die jeweiligen Kanalteile wenigstens einen Teil eines Schlitzes aufweisen, der in dem Kanalboden, und mit ausreichender Länge ausgebildet ist, sodass selbst wenn ein Paar aneinander anstoßender Module und ihre jeweiligen Schlitzteile nicht genau fluchtend sind, eine Überlappung zwischen den beiden Schlitzhälften vorhanden ist, die ausreicht, um an eine Düse angepasst zu sein.Printheads of the present invention also be produced in a modular format, as in the aforementioned WO91 / 17051 with each module at its opposite end or end faces is formed with respective channel parts so that after the abutment of Modules to each other more channels between the respective pairs of abutting modules be formed. In such arrangements, the respective channel parts at least part of a slot in the channel bottom, and with sufficient length is formed so that even if a pair of abutting modules and their respective slot parts are not exactly aligned, an overlap between the two slot halves is present, which is sufficient to be adapted to a nozzle.
Wie
in der vorhergehenden Ausführungsform
sind die Düsen
Die piezoelektrischen Kanalwände können zum Beispiel in entgegengesetzten Richtungen senkrecht zu der Ebene der Kanalachsen polarisiert sein, wie dies zum Beispiel aus der EP-A-0 277 703 bekannt ist. Alternativ kann die Polarisation der Kanalwände parallel zu der Ebene der Kanalachsen erfolgen, wobei Elektroden in den Kanalwänden selbst ausgebildet sind, wie dies zum Beispiel aus der EP-A-0 528 647 bekannt ist.The piezoelectric channel walls can to Example in opposite directions perpendicular to the plane the channel axes be polarized, as for example from the EP-A-0 277 703 is known. Alternatively, the polarization of the channel walls parallel to the plane of the channel axes, with electrodes in the canal walls themselves are formed, as for example from EP-A-0 528 647 is known.
Es muss auch nicht jeder Kanal in einem Druckkopf in der Lage sein, Tröpfchen auszustoßen: aktive Kanäle, welche in der Lage sind, Tröpfchen auszustoßen, können sich in dem Druckkopf mit inaktiven – so genannten Dummy-Kanälen – abwechseln, wie dies zum Beispiel in der zuvor erwähnten EP-A-0 277 703 beschrieben ist.It not every channel in a printhead needs to be able to droplet to launch: active Channels, which are able to eject droplets, can themselves in the printhead with inactive - so named dummy channels - alternate, like this is described, for example, in the aforementioned EP-A-0 277 703 is.
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