Aparato de deposición de gotitas.

Aparato de deposición de gotitas que comprende:

una serie de cámaras de fluido (504,

720), definida cada cámara de fluido por un par de paredes de cámaraopuestas (614) que comprenden material piezoeléctrico separadas una de la otra por una separación de paredes decámara, y en comunicación fluida con una boquilla (512) para expulsión de gotitas desde la misma, y un elemento detapa (510, 610, 722) unido a los bordes de dichas paredes de cámara (614), sellando así un lado de dichas cámaras(504); caracterizado por el hecho de que

el grosor del elemento de tapa es inferior a 150 μm.

Aparato de deposición de gotitas

La presente invención se refiere a un componente para un aparato de deposición de gotitas, y más particularmente a un elemento de tapa para un aparato de deposición de gotitas. La presente invención encuentra aplicación particular en el campo de la impresión por inyección de tinta de goteo variable.

Una construcción conocida de cabezal de impresión por inyección de tinta usa elementos de accionamiento piezoeléctricos para crear y manipular ondas de presión en una cámara de expulsión de fluido. Para un funcionamiento fiable y velocidades de expulsión de gotitas suficiente, debe generarse una presión mínima en la cámara, típicamente alrededor de 1 bar. Se comprenderá que para generar tales presiones, la cámara debe presentar una rigidez apropiada (o falta de flexibilidad) . La flexibilidad de una cámara de fluido es, por lo tanto, un criterio importante en el diseño de la cámara, y previamente se han propuesto numerosas técnicas para mantener en un mínimo la flexibilidad de una cámara de expulsión de fluido.

Otros ejemplos se pueden encontrar en el documento WO 99/34981A, que da a conocer una placa de boquillas para una impresora de inyección de tinta que incluye un conjunto de boquillas que tienen una primera pluralidad de toberas, cada una de los cuales está colocada para corresponder a una ubicación de impresión deseada, con la ubicación de impresión de cada uno de los inyectores de la primera matriz diferentes entre sí, y un segundo conjunto de boquillas que tiene una pluralidad de boquillas, cada una de los cuales está colocada para corresponder a una ubicación de impresión deseada, con la ubicación de impresión de cada una de las boquillas de la segunda matriz correspondiente a uno de los puntos de impresión de la primera matriz de tal manera que las matrices primera y segunda tienen cada una una boquilla correspondiente a cada punto de impresión deseado.

Otros ejemplos adicionales se pueden encontrar en US005/078154 A1, que describe un accionador piezoeléctrico construido mediante la formación de un electrodo común de Cr, una capa piezoeléctrica de Pb (Zr, Ti) O3, una capa de cubierta de BaTiO3, y un electrodo individual de Pt en este orden, laminados. El espesor de la capa piezoeléctrica en la dirección de laminación (T1) y el espesor de la capa de cubierta en la dirección de laminación (T2) satisfacen la relación de 0, 08 <= T2/T1 <= 1. La constante dieléctrica relativa de la capa piezoeléctrica (ar1) y la constante dieléctrica relativa de la capa de cubierta (ar2) satisfacen la relación de ar2/ar1> = 0, 2.

Otros ejemplos adicionales se pueden encontrar en el documento EP 1 365 457 A, que describe un película accionadora piezoeléctrica / electroestrictiva de tipo que tiene una base cerámica y un elemento piezoeléctrico / electroestrictivo, que tiene películas piezoeléctricas / electroestrictivos y las películas de los electrodos y que está dispuesta sobre la base de cerámica, y es accionada de acuerdo con un desplazamiento del elemento piezoeléctrico / electroestrictivo. El elemento piezoeléctrico / electroestrictivo está formado de manera que las películas piezoeléctricas / electroestrictivos y las películas de los electrodos se alternan laminadas a fin de construir la capa superior y la capa más inferior con las películas de los electrodos. Además, las películas piezoeléctricas / electroestrictivas tienen dos capas y sin poros, que contiene una fase diferente de estas formada por un material descompuesto, en el límite dispuesta entre estas; Además, la capa superior de las películas de las dos capas piezoeléctricas / electroestrictivas es más gruesa que la capa inferior. Esta película accionadora de tipo piezoeléctrica / electroestrictiva resuelve el problema gracias a que disminuye el tensión de disrupción de las películas piezoeléctricas / electroestrictivas, y se logra eficazmente un desplazamiento de flexión.

Una construcción más conocida de cabezal de impresión de chorro de tinta utiliza elementos de accionamiento piezoeléctricos para crear y manipular ondas de presión en una cámara de eyección de fluido. Para un funcionamiento fiable y suficientes velocidades de eyección de gotitas, debe generarse una presión mínima en la cámara, típicamente alrededor de 1 bar. Se entenderá que con el fin de generar esas presiones, la cámara debe presentar también una rigidez apropiada (o falta de cumplimiento) . El cumplimiento de una cámara de fluido es por lo tanto un criterio importante en el diseño de la cámara, y no han sido previamente propuestas numerosas técnicas para mantener el cumplimiento de una cámara de eyección de fluido a un mínimo.

Por ejemplo, el documento EP 0712355 describe una técnica de adherencia que proporciona una unión adhesiva de baja flexibilidad. El documento WO 02/98666 propone una placa de boquillas que tiene una construcción compuesta para mejorar la rigidez en tanto que permite, aun así, la formación de boquilla exacta.

En las construcciones de accionadores piezoeléctricos conocidos una serie de canales alargados se

forma lado a lado en una superficie de un bloque de material piezoeléctrico. Luego se sujeta una placa de tapa a la superficie, encerrando los canales y también se sujeta una placa de boquillas, en la cual están formados orificios para expulsión de fluido. La placa de boquillas puede recubrir la placa de tapa, con los orificios estando formados a través de la placa de boquillas y a través de la placa de tapa hasta el canal de debajo. Esta construcción se conoce como “inyector lateral” ya que las boquillas están formadas en el lado del canal. También resulta conocido el hecho de sujetar la placa de boquillas al extremo de los canales en una construcción denominada “inyector extremo”.

Los documentos EP-A-0 277 703 y EP-A-0 278 590 describen una disposición de cabezal de impresión particularmente preferida en la que la aplicación de un campo eléctrico entre los electrodos en lados opuestos de una pared de cámara hace que la pared piezoeléctrica se deforme en modo de cizallamiento y aplique presión a la tinta del canal. En tal disposición, los desplazamientos son típicamente del orden de 50 nanómetros y se comprenderá que un cambio correspondiente en las dimensiones del canal debido a la flexibilidad del canal tendría como resultado una rápida pérdida de presión aplicada, con una disminución de rendimiento correspondiente.

Los presentes inventores han descubierto que, sorprendentemente, en ciertas disposiciones, la flexibilidad en la cámara puede ser tolerada e incluso puede ser ventajosa.

En un primer aspecto, la presente invención proporciona un aparato de deposición de gotitas según la primera reivindicación. Las reivindicaciones 2-12 proporcionan realizaciones ventajosas adicionales de la invención.

A continuación se describirá la presente invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos

adjuntos, en los que:

Las Figuras 1 y 2 muestran una construcción de “inyector extremo” de la técnica anterior.

Las Figuras 3 y 4 muestran una construcción de “inyector lateral” de la técnica anterior.

Las Figuras 5, 6 y 9 ilustran realizaciones de la presente invención.

Las Figuras 7 y 8 muestran variaciones del voltaje de accionamiento con el grosor de tapa de un accionador según aspectos de la presente invención.

La Figura 10 muestra características de respuesta a impulsos de una realización de la presente invención.

La Figura 11 muestra variaciones del voltaje de accionamiento con el grosor de tapa y el módulo de Young de un accionador según aspectos de la presente invención.

La Figura 1 muestra como una vista en despiece ordenado en perspectiva, un cabezal de impresión por inyección de tinta conocido que incorpora accionadores de pared piezoeléctricos que funcionan en modo de cizallamiento. Comprende una base 10 de material piezoeléctrico montada sobre una placa de circuito 12 de la cual sólo se ilustra una sección que muestra las pistas de conexión 14. En la base está formada una pluralidad de canales alargados 29. Una tapa 16, que es adherida durante el ensamblaje en la base 10 se muestra por encima de su ubicación ensamblada. También se muestra una placa de boquillas 18 adyacente a la base del cabezal de impresión, que tiene una pluralidad de... [Seguir leyendo]

1. Aparato de deposición de gotitas que comprende:

una serie de cámaras de fluido (504, 720) , definida cada cámara de fluido por un par de paredes de cámara opuestas (614) que comprenden material piezoeléctrico separadas una de la otra por una separación de paredes de cámara, y en comunicación fluida con una boquilla (512) para expulsión de gotitas desde la misma, y un elemento de tapa (510, 610, 722) unido a los bordes de dichas paredes de cámara (614) , sellando así un lado de dichas cámaras (504) ; caracterizado por el hecho de que

el grosor del elemento de tapa es inferior a 150 !m.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dichas cámaras de fluido (504, 720) son canales alargados formados adyacentes en una superficie de un cuerpo que comprende material piezoeléctrico.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que dicho elemento de tapa (510, 610, 722) está fijado a dicha superficie.

4. Aparato según la reivindicación 2 o la 3, en el que dichos canales (504, 720) están abiertos en ambos extremos para permitir el suministro de fluido.

5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas boquillas (512) están formadas en dicho elemento de tapa (510, 610) .

6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de tapa (510, 610, 722) se extiende alejándose de dichas cámaras para delimitar una región de colector de fluido (728) .

7. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de tapa (510, 610, 722) está hecho de un polímero, preferentemente poliimida.

8. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho elemento de tapa (510, 610, 722) está hecho de una aleación.

9. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el grosor del elemento de tapa es inferior o

igual a 100 !m º preferentemente tiene un grosor inferior o igual a 50 !m.

10. Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho elemento de tapa (510, 610, 722) es de construcción compuesta.

11. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas boquillas (512) están formadas en dicho elemento de tapa (510, 610, 722) por ablación láser.

12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichas boquillas (512) están formadas en dicho elemento de tapa (510, 610, 722) por un proceso fotolitográfico.