ES2374658T5

ES2374658T5 - Aparato de deposición de gotitas

Info

Publication number: ES2374658T5
Application number: ES07732277.4T
Authority: ES
Inventors: Paul Raymond Drury; Stephen Temple
Original assignee: Xaar Technology Ltd
Current assignee: Xaar Technology Ltd
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2016-08-08
Anticipated expiration: 2027-04-03
Also published as: WO2007113554A3; ATE528138T1; JP2015166176A; PL2007584T3; KR20130050364A; CN101415561B; US20120204788A1; TW200738475A; EP2007584B2; US20090179966A1; ES2389150T3; EP2007584A2; EP2343187B1; GB0606685D0; JP5148593B2; EP2007584B1; KR101363461B1; JP2013049274A; US8523332B2; KR20090005355A

Description

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DESCRIPCION

Aparato de deposicion de gotitas

[0001] La presente invencion se refiere a un componente para un aparato de deposicion de gotitas, y mas particularmente a un miembro a modo de tapa para un aparato de deposicion de gotitas. La presente invencion encuentra aplicacion particular en el campo de la impresion por inyeccion de tinta de goteo variable.

[0002] Una construccion conocida de cabezal de impresion por inyeccion de tinta usa elementos de accionamiento piezoelectricos para crear y manipular ondas de presion en una camara de expulsion de fluido. Para un funcionamiento fiable y velocidades de expulsion de gotitas suficiente, debe generarse una presion minima en la camara, tlpicamente alrededor de 1 bar. Se comprendera que para generar tales presiones, la camara debe presentar una rigidez apropiada (o falta de flexibilidad). La flexibilidad de una camara de fluido es, por lo tanto, un criterio importante en el diseno de la camara, y previamente se han propuesto numerosas tecnicas para mantener en un mlnimo la flexibilidad de una camara de expulsion de fluido.

[0003] Por ejemplo, el documento EP 0712355 describe una tecnica de adherencia que proporciona una union adhesiva de baja flexibilidad. El documento WO 02/98666 propone una placa de boquillas que tiene una construccion compuesta para mejorar la rigidez en tanto que permite, aun asl, la formacion de boquilla exacta.

[0004] En las construcciones de accionadores piezoelectricos conocidos una serie de canales alargados se forma lado a lado en una superficie de un bloque de material piezoelectrico. Luego se sujeta una placa de tapa a la superficie, encerrando los canales y tambien se sujeta una placa de boquillas, en la cual estan formados orificios para expulsion de fluido. La placa de boquillas puede recubrir la placa de tapa, con los orificios estando formados a traves de la placa de boquillas y a traves de la placa de tapa hasta el canal de debajo. Esta construccion se conoce como “inyector lateral” ya que las boquillas estan formadas en el lado del canal. Tambien resulta conocido el hecho de sujetar la placa de boquillas al extremo de los canales en una construccion denominada “inyector extremo”.

[0005] Tambien se conocen en la tecnica construcciones alternativas; por ejemplo, el documento US-A-2004 207696 desvela un cabezal de inyeccion de tinta que incluye: una placa de camara que tiene una pluralidad de camaras de presurizacion formadas en la misma para almacenar una tinta; una placa vibratoria adherida a la placa de camara; un alojamiento que tiene un recorrido de flujo de tinta a traves del cual se suministra una tinta dentro de las camaras de presurizacion; un orificio a traves del cual se expulsa una tinta desde las camaras de presurizacion; y un elemento piezoelectrico de modo de vibracion longitudinal para generar presion bajo el cual se expulsa una gotita 35 de tinta a traves del orificio.

[0006] Los documentos EP-A-0 277 703 y EP-A-0 278 590 describen una disposicion de cabezal de impresion particularmente preferida en la que la aplicacion de un campo electrico entre los electrodos en lados opuestos de una pared de camara hace que la pared piezoelectrica se deforme en modo de cizallamiento y aplique presion a la tinta del canal. En tal disposicion, los desplazamientos son tlpicamente del orden de 50 nanometros y se comprendera que un cambio correspondiente en las dimensiones del canal debido a la flexibilidad del canal tendrla como resultado una rapida perdida de presion aplicada, con una disminucion de rendimiento correspondiente.

[0007] En el documento JP-A-06234210 se desvela una disposicion similar.

[0008] Los presentes inventores han descubierto que, sorprendentemente, en ciertas disposiciones, la flexibilidad en la camara puede ser tolerada e incluso puede ser ventajosa.

[0009] En un primer aspecto, la presente invencion proporciona un aparato de deposicion de gotitas que comprende: un conjunto de camaras de fluido, definida cada camara de fluido por un par de paredes de camara opuestas separadas una de la otra por una separacion de paredes de camara, y en comunicacion fluida con una boquilla para expulsion de gotitas desde la misma, deformandose dichas paredes de camara opuestas en el momento de la aplicacion de un campo electrico a las mismas; un miembro a modo de tapa unido a los bordes de dichas paredes de camara, sellando asl un lado de dichas camaras, teniendo el miembro a modo de tapa un grosor de tapa; en el que la tapa es flexible y la proporcion del grosor de tapa a la separacion de paredes de camara es inferior a 1:1.

[0010] Preferentemente, el componente de tapa tiene un modulo de Young inferior o igual a 100 x 109 N/m2.

[0011] Esta construccion proporciona un componente de tapa flexible y, por lo tanto, esta en contraposicion directa a las ensenanzas previas, que comparten el proposito comun de maximizar la rigidez de los canales.

[0012] Preferentemente, estan formadas boquillas en dicho componente de tapa. Esta disposicion proporciona la ventaja de que las boquillas comunican directamente con el canal, en vez de a traves de una abertura de la placa de tapa. Esto, a su vez, tiene como resultado una resistencia mas baja al flujo de fluido desde la camara hasta las boquillas, menor resistencia que se ha descubierto que compensa cualquier perdida de rendimiento causada por la mayor flexibilidad del canal.

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[0013] Un segundo aspecto de la presente invencion proporciona un aparato de deposicion de gotitas que comprende: un conjunto de camaras de fluido, definida cada camara de fluido por un par de paredes de camara opuestas, y en comunicacion fluida con una boquilla para expulsion de gotitas desde la misma; y un miembro a modo de tapa unido a los bordes de dichas paredes de camara, sellando as! un lado de dichas camaras; en el que la proporcion del grosor de tapa a la separacion de paredes de camara es inferior o igual a 1:5 y el que dicho componente de tapa tiene un modulo de Young inferior o igual a 100 x 109 N/m2.

[0014] Los experimentos llevados a cabo tanto en cabezales de impresion de “inyector lateral” como en “impresor extremo” conducen al sorprendente descubrimiento de que pueden utilizarse grosores de tapa inferiores a 150 pm sin afectar significativamente a las propiedades de expulsion. Los accionadores conocidos usan tlpicamente grosores de alrededor de 900 pm para asegurar la necesaria falta de flexibilidad ensenada en la tecnica anterior.

[0015] Por lo tanto, un tercer aspecto de la invencion proporciona un aparato de deposicion de gotitas que comprende: un conjunto de camaras de fluido, definida cada camara de fluido por un par de paredes de camara opuestas, y en comunicacion fluida con una boquilla para expulsion de gotitas desde la misma; y un miembro a modo de tapa unido a los bordes de dichas paredes de camara, sellando as! un lado de dichas camaras; en el que el grosor de tapa es inferior a 150 pm.

[0016] Preferentemente, el grosor de tapa es inferior a 100 pm, mas preferentemente inferior a 75 pm, aun mas preferentemente inferior a 50 pm, todavla mas preferentemente inferior a 25 pm.

[0017] Preferentemente, el grosor de tapa es mayor que 6 pm, mas preferentemente mayor que 8 pm, aun mas preferentemente mayor que 10 pm.

[0018] Por lo tanto, un cuarto aspecto de la invencion proporciona un aparato de deposicion de gotitas que comprende al menos una camara de fluido; un miembro a modo de tapa flexible que delimita dicha al menos una camara, y que tiene al menos una boquilla; sufriendo la camara un cambio de volumen en el momento del accionamiento electrico, para causar la expulsion de fluido desde dicha camara a traves de dicha boquilla; en el que el grosor del miembro a modo de tapa esta en o cerca del valor que tiene como resultado el voltaje de accionamiento mlnimo necesario para la expulsion de fluido.

[0019] El miembro a modo de tapa tiene preferentemente un grosor de no mas de 75 pm mayor, mas preferentemente no mas de 50 pm mayor, e incluso mas preferentemente no mas de 25 pm mayor que el que tiene como resultado el voltaje de la senal de accionamiento mlnimo necesario para la expulsion de fluido.

[0020] Alcanzando un voltaje de accionamiento mlnimo de acuerdo con las ensenanzas de la presente invencion, la duracion del material piezoelectrico y, por tanto, el cabezal de impresion, puede aumentarse mediante simples cambios en el procedimiento de fabricacion. De hecho, los materiales flexibles usados pueden simplificar ellos mismos el procedimiento de fabricacion.

[0021] En ciertas realizaciones el grosor mlnimo del miembro a modo de tapa estara estrechamente ligado al material usado, y los grosores alcanzables con ese material. En ciertas realizaciones, entonces, el miembro a modo de tapa tiene preferentemente un grosor no inferior a 50 pm inferior, mas preferentemente no inferior a 20 pm inferior e incluso mas preferentemente no inferior a 10 pm inferior al que tiene como resultado el voltaje de la senal de accionamiento mlnimo necesario para la expulsion de fluido.

[0022] La camara comprende preferentemente un elemento piezoelectrico para efectuar el cambio de volumen en el momento del accionamiento, y aunque se prefiere que el elemento de accionamiento sea distinto del miembro a modo de tapa, el miembro a modo de tapa puede estar dispuesto para que sea el elemento de accionamiento.

[0023] Una ventaja adicional de la presente invencion se encuentra en las realizaciones donde el fluido fluye continuamente a traves de los canales. Eliminando la placa de tapa el flujo a traves de los canales pasa directamente adyacente a la entrada de la boquilla, teniendo como resultado una probabilidad mas baja de arrastre de suciedad o burbujas en las boquillas. Ademas, con las boquillas formadas a traves de un miembro relativamente delgado, para un diametro de boquilla dado, se reduce la longitud de la boquilla desde la entrada hasta la salida. Cuando se ingieren burbujas en la salida de la boquilla, entonces es mas probable que estas sean eliminadas por el flujo a traves del canal.

[0024] En las realizaciones donde se usan miembros a modo de tapa metalica, o miembros a modo de tapa metalica compuesta, son concebibles grosores inferiores a 10 pm e incluso inferiores a 5 pm.

[0025] Preferentemente, el componente de tapa se extiende mas alla de los extremos de dichas camaras para delimitar una zona de colector de fluido, como una construccion de una sola pieza que ofrece ventajas significativas en cuanto a simplicidad de construccion.

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[0026] De este modo, el mismo componente actua para mantener la presion en el canal en el momento del accionamiento, pero tambien puede actuar ventajosamente como atenuador en la zona de colector debido a su flexibilidad. Tal atenuacion puede proporcionarse, por lo tanto, directamente adyacente a las camaras donde las ondas acusticas residuales son mas destacadas. Mas lejos de las camaras, donde la extension del miembro a modo de tapa puede disponerse para que sea mayor, puede conseguirse una atenuacion correspondientemente mayor. Esto puede actuar utilmente para amortiguar los impulsos de presion generados en el suministro de tinta, por ejemplo.

[0027] Un aspecto adicional de la invencion proporciona, por lo tanto, un aparato de deposition de gotitas que comprende un conjunto de camaras de fluido, cada camara de fluido en comunicacion fluida con una boquilla para expulsion de gotitas desde la misma; y un componente de tapa flexible dispuesto para delimitar dichas camaras, en el que dicho componente de tapa flexible se extiende a distancia de dichas camaras ademas para delimitar una zona de colector de fluido.

[0028] Las realizaciones de la presente invencion emplearan miembros a modo de tapa formados de diferentes materiales. Una ventaja de la presente invencion es que como no se requiere elevada rigidez, pueden emplearse materiales que tienen un modulo de Young relativamente bajo. Los pollmeros o los materiales plasticos son ventajosos a la hora de simplificar la fabrication. Las boquillas pueden formarse de tales materiales con relativa facilidad por ablation laser o por fotolitografla. Materiales particularmente preferibles son la poliimida y resina fotosensible SU-8. La SU-8 es ventajosa en particular ya que es procesable en solution, y puede ser revestida por centrifugation para formar capas de solo unos pocos micrometros de grosor. Tambien pueden usarse PEEK (polieter-eter-cetonas) debido a su elevada resistencia a la degradation termica y qulmica y las excelentes propiedades mecanicas.

[0029] Asl, un aspecto adicional de la presente invencion proporciona un procedimiento de fabricacion de un componente para un aparato de deposicion de gotitas, comprendiendo el procedimiento: proporcionar un componente de base flexible que tenga formada en la misma una pluralidad de paredes de camara; formar sobre dicha base flexible pistas conductoras para proporcionar conexion electrica a electrodos formados en dichas paredes de camara.

[0030] En las realizaciones la base flexible puede ser una placa de circuito flexible y las pistas conductoras formadas sobre la misma usadas ventajosamente para conectar las paredes de camara a un conjunto de circuitos de control.

[0031] Otro aspecto adicional de la presente invencion proporciona un aparato de deposicion de gotitas que comprende al menos una camara de fluido en comunicacion fluida con una boquilla para expulsion de gotitas desde la misma; y un miembro a modo de tapa flexible que delimita dicha al menos una camara; sufriendo la camara un cambio de volumen en el momento del accionamiento electrico, para causar la expulsion de fluido desde dicha camara a traves de dicha boquilla; en el que el miembro a modo de tapa esta formado Integramente de un pollmero.

[0032] Preferentemente, el miembro a modo de tapa es de grosor inferior a 100 pm, mas preferentemente inferior a 50 pm, y aun mas preferentemente inferior a 20 pm.

[0033] A continuation se describira la presente invencion a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

Las Figuras 1 y 2 muestran una construction de “inyector extremo” de la tecnica anterior.

Las Figuras 3 y 4 muestran una construccion de “inyector lateral” de la tecnica anterior.

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

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

La Figura 10 muestra caracterlsticas de respuesta a impulsos de una realization de la presente invencion.

La Figura 11 muestra variaciones del voltaje de accionamiento con el grosor de tapa y el modulo de Young de un accionador segun aspectos de la presente invencion.

[0034] La Figura 1 muestra como una vista en despiece ordenado en perspectiva, un cabezal de impresion por inyeccion de tinta conocido que incorpora accionadores de pared piezoelectricos que funcionan en modo de cizallamiento. Comprende una base 10 de material piezoelectrico montada sobre una placa de circuito 12 de la cual solo se ilustra una section que muestra las pistas de conexion 14. En la base esta 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 ubicacion ensamblada. Tambien se muestra una placa de boquillas 18 adyacente a la base del cabezal de impresion, que tiene una pluralidad de boquillas (no mostradas) formadas en la misma. Esta es tlpicamente una lamina de pollmero revestida por su superficie exterior con un revestimiento superficial de baja energla 20.

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[0035] El componente de tapa 16 ilustrado en la Figura 1 esta formado de un material adaptado termicamente al componente de base 10. Una solucion a esto es emplear ceramica piezoelectrica similar a la empleada para la base de manera que cuando la tapa es adherida a la base se minimizan las tensiones inducidas en la capa de adherencia interfacial. En la tapa esta formada una ventana 32 que proporciona un colector de suministro para el suministro de tinta llquida dentro de los canales 29. La parte delantera de la tapa desde la ventana hasta el borde delantero de los canales, cuando es adherida a las partes superiores de las paredes de canal determina la longitud del canal activo, lo cual regula el volumen de las gotas de tinta expulsadas.

[0036] El documento WO 95/04658 desvela un procedimiento de fabricacion del cabezal de impresion de las Figuras 1 y 2, y se observa que la adherencia que une la base y la tapa esta formada preferentemente con una baja flexibilidad de manera que se impide sustancialmente la rotacion y el cizallamiento de las paredes del accionador, donde estan fijadas a la tapa 16. Se comprendera que la propia tapa debe ser sustancialmente rlgida para que se impidan tales movimientos.

[0037] La Figura 2 muestra una seccion a traves de la disposicion de la Figura 1 despues del ensamblaje, tomada paralela a los canales. Cada canal comprende una parte delantera que es comparativamente profunda para proporcionar canales de tinta 20 separados por paredes de accionador opuestas 22 que tiene superficies superiores uniformemente coplanares, y una parte posterior que es comparativamente poco profunda para proporcionar ubicaciones 23 para pistas de conexion. Las partes delantera y posterior estan conectadas por una seccion de “descarga” del canal, cuyo radio esta determinado por el radio del disco de corte usado para formar los canales. La placa de boquillas 18 se muestra en este diagrama despues de haber sido sujetada por una capa de adherencia de pegamento al cabezal de impresion al cuerpo del cabezal de impresion y despues de la formacion de boquillas 30 en la placa de boquillas mediante ablacion por laser de exclmero UV. La disposicion de las Figuras 1 y 2 se denomina comunmente una disposicion de “inyector extremo” ya que las boquillas estan situadas en los extremos de los canales.

[0038] En funcionamiento, las paredes de canal se deforman en modo de cizallamiento y generan ondas acusticas adyacentes al colector 27. Estas ondas se desplazan a lo largo de la longitud del canal hasta la boquilla 30, donde causan la expulsion de gotitas de fluido.

[0039] Es deseable que tales construcciones de “inyector extremo” apilen varias estructuras de accionadores identicas para ofrecer multiples filas paralelas de boquillas. De acuerdo con las ensenanzas de la presente invencion, la flexibilidad del miembro a modo de tapa puede reducirse por debajo de los llmites conocidos reduciendo el grosor del componente de tapa 16. Esto permite que los accionadores sean apilados mas estrechamente, aumentando as! la densidad de boquillas en la direccion de impresion y, por lo tanto, la velocidad de impresion del cabezal de impresion.

[0040] Las Figuras 3 y 4 estan tomadas del documento WO 03/022585. La Figura 3 ilustra una construction alternativa de cabezal de impresion de la tecnica anterior, denominado “inyector lateral”. Una serie de canales, formados en un miembro piezoelectrico 28 alargado en la direccion de la serie, estan cerrados por un miembro a modo de tapa 26, que tiene aberturas 29. Una placa de boquillas esta sujeta al miembro a modo de tapa con boquillas 30 que comunican con las aberturas 29. En esta disposicion resulta conocido tener un canal de dos extremos, y la tinta es suministrada desde una zona de colector 32 y expulsada desde las boquillas 30 situadas a mitad de camino entre los canales alargados 28. De este modo el fluido es expulsado desde el lado del canal. Se establece un flujo continuo entre el colector de entrada 32 y dos colectores de salida 34 (en esta figura solo es visible uno).

[0041] El canal es serrado tlpicamente usando una sierra circular impregnada de diamante, en un bloque de una ceramica piezoelectrica y en particular PZT. La PZT esta polarizada perpendicular a la direccion de alargamiento de los canales y paralela a la superficie de las paredes que delimitan el canal. Se forman electrodos en cualquier lado de las paredes mediante un procedimiento apropiado y se conectan a un chip de control (no mostrado) por medio de conectores electricos. En el momento de la aplicacion de un campo entre los electrodos en lados opuestos de la pared, la pared se deforma en modo de cizallamiento para aplicar presion a la tinte del canal. Este cambio de presion causa ondas de presion acustica en los canales, y son estas ondas de presion las que tienen como resultado la expulsion de gotitas - el denominado disparo acustico.

[0042] La Figura 4 es una vista en corte en perspectiva de un cabezal de impresion que funciona segun los principios de la Figura 3. Una placa de boquillas 24 esta adherida a un componente de tapa 26 que ademas esta adherido a la superficie superior de los miembros piezoelectricos alargados 28 en los que estan formados los canales de expulsion. El componente de tapa tiene un orificio de bordes rectos 29 que conecta las boquillas 30 (no mostradas en la Fig. 4) y los canales de expulsion. La tinta fluye a traves de los canales desde los colectores 32 y 34 formados en un componente de base 36. El colector 32 actua como entrada de fluido, el fluido a traves de los canales de los dos miembros piezoelectricos 28 - incluso durante la impresion - y los colectores 34 actuan como salidas de fluido. Aunque se han descrito dos series de canales con una unica entrada y dos salidas, son posibles muchas construcciones alternativas para permitir el flujo continuo de fluido a traves de las series de canales, por ejemplo, puede utilizarse solo una unica serie de canales.

[0043] Tal como se indica en el documento WO 03/022585, el componente de tapa, aunque es una causa de obstruction de boquilla, sirve para proporcionar estabilidad estructural a la boquilla. Este documento tambien ensena

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que los intentos de usar una placa de boquillas aislada tenderan a tener como resultado insuficiente rigidez para mantener la presion en la camara en el momento del accionamiento sin flexion.

[0044] La Figura 5 muestra una disposicion segun un aspecto de la presente invencion. Un sustrato 502 esta provisto de dos filas de canales piezoelectricos 504. Las aberturas 506 en el sustrato proporcionan el paso de tinta hacia y desde las zonas de colector 508. Los canales y las zonas de colector estan cerradas por la parte superior por un componente de tapa 510. Puede apreciarse que el componente de tapa es relativamente delgado, y esta hecho de poliimida. Las boquillas 512 estan formadas en la placa de tapa y comunican directamente con los canales 504. El procedimiento de accionamiento para formar ondas acusticas es tal como se describio anteriormente. Cuando la direccion de escaneado es paralela al plano del miembro a modo de tapa, las aceleraciones causadas por el escaneado del cabezal de impresion ventajosamente no tenderan a deformar el miembro a modo de tapa flexible.

[0045] La Figura 6 es una vista de la disposicion de la Figura 5 tomada a lo largo de los canales. Puede apreciarse que aunque la base 602 es relativamente gruesa comparada con la separacion de los canales, el grosor del miembro a modo de tapa 610 es inferior al espaciado de los canales. En el momento del accionamiento, los elementos de pared 614 se deforman en una configuracion de galon tal como se muestra en llnea discontinua. Este procedimiento de accionamiento se describe detalladamente en el documento EP 0277703, y no se describira aqul detalladamente, salvo indicar que como las partes superior e inferior de la pared se deforman en sentidos opuestos, se reducen las tensiones resultantes aplicadas al miembro a modo de tapa.

[0046] La Figura 7 muestra graficos de voltaje de funcionamiento frente al grosor de tapa para un accionador tal como se representa en las Figuras 5 y 6. La Figura 7a representa graficamente los resultados para un accionador que inicialmente tiene un miembro a modo de tapa de poliimida de 100 pm de grosor, que cuando esta optimizado - segun las tecnicas convencionales - para funcionamiento a 6 m/s suministrando 4 pl por sub-gota requiere un voltaje de activacion de 22,6 V. Desde este punto de partida se varla el grosor de la tapa y el voltaje requerido se vuelve a optimizar para mantener la velocidad de expulsion de 6 m/s a ese grosor. La Figura 7b muestra un grafico equivalente para un miembro a modo de tapa hecho de una aleacion 42, una aleacion de Ni/Fe.

[0047] Puede apreciarse a partir de ambos graficos que, aunque los valores varlan para diferentes materiales de tapa, la forma del grafico es la misma - el voltaje de funcionamiento necesario para conseguir una expulsion fiable presenta un mlnimo en un valor de grosor optimizado correspondiente.

[0048] La forma del grafico esta determinada por dos efectos opuestos del grosor del miembro a modo de tapa sobre la eficiencia. El primer efecto es que un grosor de tapa reducido tiene como resultado menos resistencia al flujo a traves de la boquilla dando mayor eficiencia de expulsion. El segundo es que el grosor de tapa reducido reduce la flexibilidad del canal dando menor eficiencia de expulsion. La combinacion de estos dos efectos tiene como resultado un grosor optimo en cuanto al voltaje de accionamiento. A valores significativamente por debajo de este grosor domina la baja flexibilidad del canal, y la eficiencia se reduce abruptamente. A un valor mayor que este grosor, la resistencia de la boquilla se vuelve cada vez mas significativa, y la eficiencia se reduce de nuevo.

[0049] La Figura 8 es un grafico del voltaje de funcionamiento optimizado frente al grosor de tapa para un accionador tal como se representa en las Figuras 5 y 6. La Figura 8 muestra que incluso cuando se optimizan otros parametros del accionador para proporcionar el voltaje de funcionamiento mlnimo para un grosor de tapa dado, el grafico presenta de nuevo un voltaje mlnimo, aunque menos bien definido, a un grosor de tapa optimizado, T*.

[0050] Por lo tanto, existe un intervalo preferido de valores de grosor. Debido a la asimetrla de los graficos, los grosores de hasta el 10% o incluso el 20% inferiores al grosor optimizado son ventajosos, mientras que los grosores de hasta el 25% o incluso el 50% mayores que el grosor optimizado pueden encontrarse dentro del intervalo preferido.

[0051] La Figura 9 muestra una realizacion de la presente invencion en una configuracion de inyector extremo. Aqul, un cuerpo 710 de PZT esta formado con canales 720. Un miembro a modo de tapa flexible 722 cierra las partes superiores de los canales, y una placa de boquillas 724 esta adherida al extremo del conjunto. Esta provista una abertura 726 en el cuerpo para suministrar tinta a una zona de colector 728. Esta disposicion puede considerarse, por lo tanto, como una version invertida de la construccion de inyector extremo mas convencional mostrada en la Figura 2, con el miembro flexible 722 formando eficazmente la base, sobre la cual esta provista una estructura de canales y colector. Puede estar provista electronica de control 730 en el miembro flexible 722, que puede ser una placa de circuito flexible, junto con pistas para realizar conexiones electricas a los electrodos de canal.

[0052] La Figura 10 muestra curvas de respuesta simulada para un accionador de inyector extremo. La Figura 10a muestra curvas de respuesta a impulsos que usan un componente de tapa piezoelectrico grueso, mientras que la figura 10b muestra la respuesta a impulsos equivalente con una tapa de poliimida que tiene un grosor de 50 pm.

[0053] Puede apreciarse que aunque hay un desplazamiento a periodos de muestreo mas prolongados para la tapa de poliimida, y un desplazamiento hacia arriba en el voltaje, las formas de las curvas son sustancialmente iguales, particularmente cerca de la zona de funcionamiento normal de aproximadamente 0,3 ps.

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[0054] En un cabezal de impresion ensamblado la longitud de los canales determina el tiempo que tarda una onda acustica en desplazarse a lo largo del canal y de ese modo limita el tiempo entre expulsiones sucesivas - la frecuencia de funcionamiento del cabezal de impresion. Para accionar un cabezal de impresion a frecuencias deseables la longitud del canal debe mantenerse, por lo tanto, dentro de un intervalo fijo. La anchura del canal esta estrechamente relacionada con el espaciado de boquillas y, de ese modo, la resolucion alcanzable por el cabezal de impresion. Asl, la longitud y anchura de los canales pueden suponerse constante ya que estan determinadas por parametros de funcionamiento y fabrication.

[0055] Por consiguiente, la flexibilidad del miembro a modo de tapa esta determinada en la practica por el grosor y el modulo de Young del miembro a modo de tapa.

[0056] La Figura 11 muestra un grafico del voltaje de funcionamiento optimizado frente al grosor y el modulo de Young de la tapa para un accionador tal como se representa en las Figuras 5 y 6. Las cinco series de datos para el modulo de Young corresponden respectivamente a poliimida (4,8 GPa), aluminio (70 GPa), PZT (110 GPa), y nlquel (230 GPa), que son todos materiales usados comunmente en la construction de la placa de tapa.

[0057] La Figura 11 muestra que incluso cuando se altera el modulo de Young, el grosor de tapa que consigue el voltaje de accionamiento mlnimo permanece aproximadamente constante entre 10 - 15 micrometros. En un accionador de cabezal de impresion conocido el grosor de tapa es 900 micrometros, pero grosores dondequiera que sea entre 5 - 150 micrometros pueden presentar marcadas mejoras en la minimization del voltaje de accionamiento.

[0058] Aunque en este documento se ha hecho referencia a la poliimida y a la SU-8 como materiales adecuados para un miembro a modo de tapa, el lector experto deberla apreciar que pueden usarse muchos pollmeros, metales y aleaciones capaces de formar una pellcula delgada. Pueden emplearse ventajosamente materiales de placas de circuitos flexibles, especialmente cuando las pistas electricas se forman durante el procedimiento de fabricacion.

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REIVINDICACIONES

1. Aparato de deposicion de gotitas que comprende:

- un conjunto de camaras de fluido (504, 720), estando definida cada camara de fluido por un par de paredes de camara opuestas (614) separadas una de la otra por una separacion de paredes de camara, y en comunicacion fluida con una boquilla (512) para expulsion de gotitas desde la misma, deformandose dichas paredes de camara opuestas en el momento de la aplicacion de un campo electrico a las mismas;

- un miembro a modo de tapa (510, 610, 722) unido a los bordes de dichas paredes de camara (614), sellando as! un lado de dichas camaras (504), teniendo el miembro de tapa un grosor de tapa; en el que dichas boquillas (512) estan formadas en dicho miembro a modo de tapa (510, 610, 722) y

caracterizado porque el miembro a modo de tapa es flexible y el ratio entre el grossor de tapa y la separacion de paredes de camara es inferior a 1:1.
2. Aparato segun la reivindicacion 1, en el que dichas paredes de camara (614) comprenden material piezoelectrico.
3. Aparato segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que dichas paredes de camara accionables (614) se deforman en modo de cizallamiento.
4. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610, 722) tiene un modulo de Young inferior o igual a 100 x 109 N/m2.
5. Aparato segun la reivindicacion 4, en el que dicha proportion del grosor de tapa a la separacion de paredes de camara es inferior o igual a 1:5.
6. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el grosor del miembro a modo de tapa (510, 610, 722) es inferior a 150 pm, preferentemente inferior a 100 pm y mas preferentemente inferior a 50 pm.
7. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610, 722) se extiende a distancia de dichas camaras para delimitar una zona de colector de fluido.
8. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610, 722) esta formado de un pollmero.
9. Aparato segun la reivindicacion 8, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610, 722) esta formado de poliimida.
10. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 722) esta formado de una aleacion.
11. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 722) es de construction compuesta.
12. Aparato segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 722) comprende un material de resina fotosensible.
13. Aparato segun la reivindicacion 12, en el que dicho material de resina fotosensible es SU-8.

a 7, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610,

a 7, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610,

a 8, en el que dicho miembro a modo de tapa (510, 610,