Procedimiento de fabricación de un cabezal de chorro líquido, un cabezal de chorro de líquido y un aparato de chorro de líquido.

Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de líquido,

que comprende:

una etapa de formación de sustrato apilado (S1) para unir una superficie inferior de un sustrato piezoeléctrico (3) sobre una superficie superior de un primer sustrato base (2) para formar un sustrato apilado (4);

una etapa de formación de acanaladuras (S2) para formar de forma alterna acanaladuras de salida (5) para canales de expulsión y acanaladuras falsas (6) para canales falsos en paralelo entre sí, teniendo las acanaladuras de salida y las acanaladuras falsas una profundidad para perforar el sustrato piezoeléctrico y alcanzar el primer sustrato base;

una etapa de depósito del material de electrodo (S3) para depositar un material de electrodo (8) sobre las superficies internas de las acanaladuras de salida y las acanaladuras falsas;

una etapa de unión de una cubierta protectora (S4) para unir una cubierta protectora (9) a una superficie superior del sustrato piezoeléctrico con el fin de cubrir las acanaladuras de salida y las acanaladuras falsas;

una etapa de eliminación del primer sustrato base (S5) para eliminar una parte del primer sustrato base en el lado opuesto a la cubierta protectora y eliminar el material de electrodo depositado sobre las superficies inferiores de las acanaladuras falsas; y una etapa de unión del segundo sustrato base (S6) para unir un segundo sustrato base (10) a una superficie inferior del primer sustrato base.

La presente invencion se refiere a un procedimiento

para fabricar un cabezal de chorro de liquido que expulsa gotas de liquido para su registro en un medio de registro, y mas particularmente, a un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de liquido en el que los canales de expulsion y los canales falsos se disponen de forma alterna en paralelo entre si, un cabezal de chorro de liquido, y un aparato de chorro de liquido.

En los laltimos anos, se ha usado un cabezal de chorro de liquido del tipo de chorro de tinta que expulsa gotas de tinta sobre un papel de registro y similares, para dibujar letras y diagramas, o expulsa un material liquido sobre una superficie de un sustrato de elemento para formar una pelicula fina funcional. El cabezal de chorro de liquido de este tipo se suministra con tinta o un material liquido desde un depositº de liquido a traves de un tubo de suministro, y se hace eyectar la tinta o el material liquido cargado en los canales del mismo desde toberas comunicadas con los canales. En el momento de la expulsion de tinta, el cabezal de chorro de liquido y un medio de registro para registrar el liquido lanzado a chorro se mueven, para registrar asi las letras y diagramas o formar la pelicula fina funcional en una forma predeterminada. Como un cabezal de chorro de liquido de este tipo, se conoce un cabezal de chorro de liquido del tipo de un modo compartido. En un cabezal de chorro de liquido de este tipo del tipo de modo compartido, se forman de manera alterna canales de expulsion y canales falsos en una superficie de un sustrato piezoelectricº , y, deformando instantaneamente una pared divisora entre un canal de expulsion y un canal

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falso, se provoca la eyeccion de una gota de liquido desde el canal de expulsion.

La fig. 8 ilustra una estructura en seccion transversal de un cabezal de chorro de tinta descrito en la solicitud de patente Japonesa abierta a consulta por el publico Nº 2000-168094. Un cabezal de chorro de tinta 100 incluye una pared inferior 124 que tiene canales de expulsion 112 y canales falsos 111 formados de forma alterna en la misma y una pared superior 110 dispuesta sobre una superficie superior de la pared inferior 124. Una pared lateral piezoelectrica 103 se forma entre un canal de expulsion 112 y un canal falso 111. La pared lateral piezoelectrica 103 incluye una porcion de pared superior 125 que es una mitad superior de la misma y una porcion de pared inferior 126 que es una mitad inferior de la misma. La porcion de pared superior 125 esta polarizada en una direccion ascendente mientras que la porción de pared inferior 126 estd polarizada en una direccion descendente. Los electrodos 105 se forman sobre superficies de pared de las paredes laterales piezoelectricas respectivas 103. Los electrodos 105B que estan conectados electricamente entre si se forman sobre las superficies de las paredes laterales piezoelectricas 103 formando un canal de expulsion 112, mientras que los electrodos 105A que estAn electricamente separados entre Si se forman sobre las superficies de las paredes laterales piezoelectricas 103 formando un canal falso 111. Una tobera plana (no mostrada) se dispone sobre una superficie frontal del cabezal de chorro de tinta 100, y se forman las toberas 116 para comunicar con los canales de expulsion 112, respectivamente, en la tobera plana.

El cabezal de chorro de tinta 100 se acciona como se indica a continuacion. Se aplica tension entre los electrodos 105B dispuestos en un canal de expulsion 112 y los electrodos 105A formados sobre las superficies

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laterales en el lado del canal de expulsion dos

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canales falsos 111 situados en cada lado del canal de expulsion 112. Despues, se provoca una deformacion por cizalladura del espesor piezoelectricº en las paredes laterales piezoelectricas 103 en direcciones de aumento de la capacidad del canal de expulsion 112. Despues del paso de un periodo de tiempo predeterminado, se detiene la

aplicacion de tension, la capacidad del canal de expulsion 112 cambia del estado aumentado a un estado natural, se aplica presion a la tinta en el canal de expulsion 112, y se eyecta una gota de tinta desde la tobera 116.

El cabezal de chorro de tinta 100 se fabrica como se indica a continuacion. En primer lugar, se adhiere una capa de cerdmica piezoelectrica que este polarizada en la direccion ascendente se adhiere a otra capa de ceramica piezoelectrica que está polarizada

en la direccion

descendente para formar un sustrato actuador 102. Despues, se forman acanaladuras en paralelo entre si en el sustrato actuador 102 mediante el corte con un cortador con punta de

diamante o

similar, para formar las paredes laterales

piezoelectricas 103 incluyendo las porciones de pared superior 125 y las porciones de pared inferior 126. Los electrodos 105A y 105B se forman mediante deposicion al vacio o similar, en superficies laterales de las paredes laterales piezoelectricas 103 formadas de este modo. Sin embargo, es necesario separar electricamente los electrodos 105A en las paredes laterales piezoelectricas 103 de un canal falso 111 con el fin de poder accionar de forma

independiente los canales de expulsion adyacentes 112. Por

lo tanto, usando un laser o un cortador con punta de

diamante de un lado de apertura de la pared lateral

piezoelectrica 103, se forma una acanaladura de separacion

118 en el electrodo formado sobre una superficie inferior

de un canal falso 111 para separar electricamente los

electrodos 105A sobre la pared lateral derecha y la pared

lateral izquierda.

Clara Lord TraductoraAiiiiirli_liglanAuta (Espana) 5 claralordafer@gmail.corn

Sin embargo, lleva mucho tiempo aplicar un hoz laser en cada uno de los canales falsos 111 o insertar un cortador con punta de diamante que sea mas fino que la anchura de los canales falsos 111 en cada uno de los canales falsos 111 para cortar los electrodos al formar las acanaladuras de separacion 118. Adicionalmente, segdn el paso de los canales de expulsion 112 disminuye y los canales falsos 111 se hacen mas estrechos, la alineacion del haz laser o el cortador con punta de diamante se hace bastante dificil. Aun adicionalmente, algunos problemas se hacen evidentes, incluyendo que un haz laser no alcanza la superficie inferior de un canal falso 111, que un haz laser tambien se aplica a una a superficie superior de una pared lateral piezoelectrica 103, y que el espesor requerido del cortador con punta de diamante es demasiado pequeno de fabricar.

El documento JP 2001-096743 describe un cabezal de chorro de liquido que comprende una serie de acanaladuras de tinta y una serie de acanaladuras falsas. La separacion de los dos tipos de acanaladuras (vease la fig. 13) es un septo que consiste en una primera capa piezoelectrica y una

segunda capa piezoelectrica. Se une una tobera plana a una superficie superior de la segunda capa piezoelectrica, mientras que se une un sustrato base a una superficie inferior de la primera capa piezoelectrica. Las acanaladuras falsas, pero no las acanaladuras de tinta, perforan la totalidad de la primera capa piezoelectrica. Los electrodos sobre las paredes laterales de las acanaladuras falsas contindan hasta el sustrato base. Puede usarse Oxido de aluminio para el sustrato base y PZT para el primer y segundo sustratos piezoelectricos.

La presente invencion se ha hecho en vista de los problemas que se han mencionado anteriormente, y un objeto de la presente invencion es proporcionar un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de liquido en el que los

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electrodos formados sobre las superficies inferiores de los canales falsos 111 se eliminan de forma colectiva sin usar un haz laser o un cortador con punta de diamante.

Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de liquido de acuerdo con la presente invencion es como se define en la reivindicacion 1.

Adicionalmente, en la etapa de formacion de acanaladuras, al menos un extremo de las acanaladuras de salida se forma hasta puntos que estdn en el interior de una periferia externa del sustrato piezoelectricº , y las acanaladuras falsas se forman a la periferia externa del sustrato piezoelectricº .

Adicionalmente, el procedimiento incluye adicionalmente: despues de la etapa de... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de liquido, que comprende:

una etapa de formacion de sustrato apilado (Si) para

unir una superficie inferior de un sustrato

piezoelectricº (3) sobre una superficie superior de un

primer sustrato base (2) para formar un sustrato

apilado (4) ;

una etapa de formacion de acanaladuras (S2) para

formar de forma alterna acanaladuras de salida (5)

para canales de expulsion y acanaladuras falsas (6)

para canales falsos en paralelo entre si, teniendo las

acanaladuras de salida y las acanaladuras falsas una

profundidad para perforar el sustrato piezoelectricº y

alcanzar el primer sustrato base;

una etapa de depositº del material de electrodo (S3)

para depositar un material de electrodo (8) sobre las

superficies internas de las acanaladuras de salida y

las acanaladuras falsas;

una etapa de union de una cubierta protectora (S4)

para unir una cubierta protectora (9) a una superficie

superior del sustrato piezoelectricº con el fin de

cubrir las acanaladuras de salida y las acanaladuras

falsas;

una etapa de eliminacion del primer sustrato base (S5)

para eliminar una parte del primer sustrato base en el

lado opuesto a la cubierta protectora y eliminar el

material de electrodo depositado sobre las superficies

inferiores de las acanaladuras falsas; y

una etapa de union del segundo sustrato base (S6) para

unir un segundo sustrato base (10) a una superficie

inferior del primer sustrato base.

2. Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de liquido de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que, en

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la etapa de formacion de acanaladuras, al menos un extremo

de las acanaladuras de salida estd formado hasta un punto

que est& dentro de una periferia externa (RE) del sustrato

piezoelectricº , y las acanaladuras falsas se forman hasta

la periferia externa del sustrato piezoelectricº .

3. Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de

liquido de acuerdo con la reivindicacion 1 6 2, que comprende adicionalmente:

despues de la etapa de formación de sustrato apilado,

una etapa de formacion de un patron de pelicula de

resina (S7) para formar un patron de una pelicula de

resina (12) sobre una superficie del sustrato

piezoelectrico; y

despues de la etapa de depositº del material de

electrodo, una etapa de descascarillado de la pelicula de resina (S8) para eliminar la pelicula de resina y formar electrodos de accionamiento (13) en las superficies laterales de las acanaladuras de salida y las acanaladuras falsas y formar electrodos de extraccion (14) sobre la superficie del sustrato piezoelectricº .

4. Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de

liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que:

en la etapa de formacion de acanaladuras, las acanaladuras falsas se forman para ser mds profundas que las acanaladuras de salida; y en la etapa de eliminacion del primer sustrato base, una parte del primer sustrato base se deja bajo las acanaladuras de salida.

5. Un procedimiento para fabricar un cabezal de chorro de liquido de acuerdo con una cualquiera de las

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reivindicaciones 1 a 4, en el que:

el primer sustrato base comprende un material piezoelectrico; y el segundo sustrato base comprende un material de constante dielectrica baja que tiene una constante dielectrica que es menor que una constante dielectrica del material piezoelectricº .

6. Un cabezal de chorro de liquido (1) , que comprende:

un sustrato apilado (4) que incluye un primer sustrato base (2) y un sustrato piezoelectricº (3) , estando una superficie inferior del sustrato piezoelectricº (3) unida a una superficie superior del primer sustrato base (2) con un adhesivo, teniendo el sustrato apilado acanaladuras de salida (5) para los canales de expulsion y acanaladuras falsas (6) para los canales falsos formados de forma alterna en los mismos en paralelo entre si, teniendo las acanaladuras de salida una profundidad para perforar el sustrato piezoelectricº y para alcanzar el primer sustrato base y perforando las acanaladuras falsas el sustrato piezoelectricº y el primer sustrato base;

un segundo sustrato base (10) unido a una superficie inferior del primer sustrato base (2) para cerrar las acanaladuras falsas; una cubierta protectora (9) unida a una superficie superior del sustrato piezoelectricº con el fin de cubrir las acanaladuras de salida y las acanaladuras falsas;

primeros electrodos de accionamiento (13a) que estAn formados sobre ambas superficies laterales de las acanaladuras de salida respectivas y que estan conectados electricamente entre si; y segundos electrodos de accionamiento (13b) que estAn formados sobre ambas superficies laterales de las

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acanaladuras falsas respectivas y que se separan electricamente entre si; caracterizado porque: los segundos electrodos de accionamiento (13b) terminan en la superficie inferior del primer sustrato base (2) .

7. Un cabezal de chorro de liquido de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que:

el primer sustrato base comprende un material

piezoelectrico; y

el sustrato piezoelectricº estd polarizado en una

dirección perpendicular a una superficie del mismo, y

el primer sustrato base estd polarizado en una

direccion opuesta a la direccion de polarizacion del sustrato piezoelectricº .

8. Un cabezal de chorro de liquido de acuerdo con la reivindicacion 6 6 7, en el que:

el primer sustrato base comprende un material

piezoelectrico; y

el segundo sustrato base comprende un material de

constante dielectrica baja que tiene una constante

dielectrica que es menor que una constante dielectrica

del material piezoelectricº .

9. Un cabezal de chorro de liquido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que:

las acanaladuras de salida se forman desde una superficie lateral (FE) hasta puntos antes de otra superficie lateral (RE) del sustrato apilado; y las acanaladuras falsas se forman desde la superficie lateral (FE) hasta la otra superficie lateral (RE) .

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10. Un aparato de chorro de liquido, que comprende:

el cabezal de chorro de liquido (1) de acuerdo con una

cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9; un mecanismo movil (63) para oscilar el cabezal de chorro de liquido; un tubo de suministro de liquido (53) para suministrar

liquido al cabezal de chorro de liquido; y un depositº de liquido (51) para suministrar el liquido al tubo de suministro de liquido.

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Fig.1

Fig.2

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IEtapa de formacion de sustrato apilado Si

Etapa de formacion de acanaladuras S2

I Etapa de deposito del material de electrodo S3

IEtapa de union de una cubierta protectora S4 • IEtapa de eliminacion del primer sustrato base S5 • IEtapa de union del segundo sustrato base

I Etapa de formacion de sustrato apilado S1 • IEtapa de formacion de un patron de pelicula de resina S7 • IEtapa de formacion de acanaladuras 4 S2 I Etapa de depOsito del material de electrodo S3 1 IEtapa de descascarillado de la pelicula de resina S8 • IEtapa de union de una cubierta protectora 4,

S4 lEtapa de eliminacion del primer sustrato base 4 S5 IEtapa de union del segundo sustrato base S6 • Etapa de unión de tobera plana S9 1, Etapa de union de sustrato flexible S10

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Certificacion

Doila CLARA LORDA FERNANDEZ, traductora-interprete jurada de INGLES nombrada por el Ministerio de Asuntos Exteriores y Cooperacion de Espana, certifica que la que antecede es traducción fiel y completa al ESPANOL de un documentº original redactado en INGLES.

En Madrid, a 3 de enero de 2014

Firma

Clara Lord a a

Traductora-Interpretlf. • d n les Edf. Pritnavera, 2-20 paha +3 ordafe ma corn