用于沉积流体的液滴的液滴沉积设备和方法本申请是申请日为2013年08月12日，申请号为201380052468.9，发明名称为“用于
沉积流体的液滴的液滴沉积设备和方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于沉积流体的液滴的液滴沉积设备和方法。可以发现在液滴沉积设
备中的特别有益的应用，液滴沉积设备包括：长形的流体室的阵列、共同的流体入口歧管以
及共同的流体出口歧管和用于产生进入所述入口歧管、穿过阵列中的每个室并且进入所述
出口歧管的流动的装置，每个室与用于液滴喷射的孔口连通。
背景技术
这样的液滴沉积设备的实例由WO 00/38928提供，从其中取得了图1、2、3和4。图1，
例如，图示了“页面宽”打印头10，具有两行喷嘴20、30(每个喷嘴具有圆形的轮廓)，两行喷
嘴20、30延伸(在由箭头100指示的方向)一张纸的宽度并且其允许在单程中跨越页面的整
个宽度沉积油墨。通过把电信号施加到与流体室(流体室与喷嘴连通)关联的驱动装置实现
自喷嘴的油墨的喷射，如例如从EP-A-0 277 703、EP-A-0 278 590和，更特别地，WO 98/
52763和WO 99/19147中已知的。为了简化制造并且提高产率，喷嘴的“页面宽”行可以由多
个模块组成，其中的一个模块在40处示出，每个模块具有相关联的流体室和致动装置并且
借助于例如柔性电路60连接至相关联的驱动电路(集成电路(“芯片”)50)。通过端帽90中的
相应的孔(未示出)，油墨供应至打印头并从打印头供应油墨。
图2是图1的打印头的从后部的透视图，并且端帽90被移除以显示打印头的支撑结
构200，支撑结构200包含有延伸打印头宽度的油墨流动通路210、220、230。经过在其中一个
端帽90中的孔(从图1和图2的视图中省略)，油墨进入打印头和油墨供应通路220，如在图2
中在215所示。当油墨沿着通路流动时，其被抽入至相应的油墨室中，如在图3中所示，图3是
取自垂直于喷嘴行的延伸方向打印头的剖视图。从通路220，油墨经由在结构200中形成的
孔320(示出为阴影)流入油墨室的第一和第二平行的行(分别在300和310处表示)中。已经
流动穿过油墨室的第一行和第二行，油墨经由孔330和340离开以加入沿着各自的第一油墨
出口通路和第二油墨出口通路210、230的油墨流动，如在235处表示。这些油墨在共同的油
墨出口(未示出)处会合，共同的油墨出口在端部帽中形成并且可以定位在打印头的与在其
中形成入口孔的端部相对的或相同的端部处。
在图4中给出了在图1至图3中所示的特定的打印头的室和喷嘴的另外的细节，图4
是沿着模块40的流体室截取的剖视图。流体室采取通道11的形式，通道11在压电材料的基
部部件860中以机加工或以其他方式形成，以便界定随后被电极涂覆的压电通道壁，从而以
形成通道壁致动器，如例如从EP-A-0 277 703中已知的。每个通道的半部分由覆盖物部件
620的相应的节段820、830沿着长度600、610封闭，覆盖物部件620还形成为具有分别与流体
歧管210、220、230连通的端口630、640、650。电极中的在810处的中断允许借助于经过电输
入部(柔性电路60)施加的电信号在通道的任一个半部分中的通道壁中独立地操作。从每个
通道半部分的油墨喷射通过开口840、850，开口840、850把通道与压电基部部件的与在其中
形成通道的表面相对的表面连通。用于油墨喷射的喷嘴870、880随后在被附接至压电部件
的喷嘴板890中形成。
本领域的技术人员应当理解，多种可选的流体可以由液滴沉积设备沉积：油墨的
液滴可以行进至，例如，纸或其他的基板，例如瓷砖，以形成图像，如同在油墨喷墨印刷应用
中的情况；可选地，流体的液滴可以用于构建结构，例如电活性流体可以沉积至基板，例如
电路板上以便使电设备的原型设计成为可能，或含有聚合物的流体或熔融聚合物可以在连
续层中沉积以便生产物体的原型模型(如在3D打印中)。可以使用在构造上与标准喷墨打印
头相似的的模块，使用使得能处理考虑中的特定流体的一些适应性变化来提供适合于这样
的可选的流体的液滴沉积设备。
图5和图6是采用与图1至图4的相似的双端部的侧面发射式构造的打印头的分解
透视图，然而是从WO 01/12442中取得的。如可以看到的，使用了在介质送料方向相对于彼
此隔开的两行通道，其中每一行在横切于介质送料方向的方向延伸页面宽度。
两行通道在压电材料的相应的条110a、110b中形成，相应的条110a、110b被粘合至
基板86的平坦表面120。电极设置在通道的壁上，使得电信号可以选择性地施加至壁。通道
壁因此用作致动器构件并且可以导致液滴喷射。基板86形成有导电轨道192，导电轨道192
电连接至相应的通道壁电极(例如通过锡焊结合部)并且延伸至基板的边缘，通道的每一行
的相应的驱动电路(集成电路84a、84b)在在该边缘处定位。
如还可以从图5和6看到的，覆盖物构件130粘合至通道壁的顶部，从而产生可以容
纳允许液滴喷射的压力波的封闭的“活动的”通道长度。各自具有圆形的轮廓的喷嘴孔在覆
盖物构件130中形成，喷嘴孔与通道连通以使液滴的喷射成为可能。
基板86还设置有端口88、90和92，其连通至入口歧管和出口歧管。如同参照图1至
图4描述的结构，入口歧管可以设置在两个出口歧管之间，其中入口歧管因此经由端口90把
油墨供应至通道，并且油墨经由端口88和92从两行通道至相应的出口歧管被移除。如图6所
示，导电轨道192可以围绕端口88、90和92转向。
在WO 00/38928和WO 01/12442中公开的打印头可以因此认为是包括长形的流体
室的阵列的液滴沉积设备的实例，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，该设备具有共同的
流体入口歧管并且具有共同的流体出口歧管，以及用于产生进入所述入口歧管、穿过阵列
中的每个室并且进入所述出口歧管的流体流动的装置。
发明内容
本发明涉及在这样的液滴沉积设备中的改进。
许多工业部门中，在液滴沉积工艺中，例如打印应用和工业沉积中，提高工艺生产
率是关键的驱动因素。对于提高生产率的这种需求通常可以通过提高液滴从喷嘴喷射的频
率或可选地通过增大每个流体液滴的大小来满足。
用于增加生产率的另外的方法是增加喷嘴或孔口总数(更多的喷嘴输送更多的油
墨)，这可以通过生产在阵列方向具有更高密度的喷嘴的打印头或通过使用多个合适地对
准的液滴沉积模块(例如打印头)指引基板来实现。
根据具体的应用，可以组合这些方法从而进一步提高生产率。然而，虽然这些方法
中的每一个可以根据情况用于提高生产率，但是在每种情况下可具有要考虑的实际的折
中。对于特定的方法，也可能具有现有的提高生产率的物理限制。
例如，增大孔口密度会被致动元件或流体室可以依照其制造的最小尺寸限制。在
例如在图1至5中示出的那些打印头中，会具有依照其可在压电材料中锯成通道的密度的限
制。此外，增大孔口密度会影响致动元件的尺寸(特别是在装置的封装保持不变的情况下)
并且因此致动元件会不那么有力并且因此在某种程度上会损害装置的性能。
如上文指出的，多个液滴喷射模块(例如打印头)也可以用于提高生产率。包括多
个模块的液滴沉积设备可以减少对约束致动元件的最小尺寸的影响，但是考虑到其包括多
个高成本的液滴沉积模块，装置的成本可能会过高。
此外，在某些情况下，使用具有更大的封装的液滴沉积模块以提高生产率可能是
合适的。这可以明显地减轻对致动元件的尺寸的某些限制；然而，更大的封装可能会以清晰
度的降低为代价。根据具体应用，这样的清晰度的降低可能是不可接受的。
本发明可以改良这些问题中的某些问题。在一些具体的实施方案中，其可以提高
液滴沉积设备的生产率，而在其他的实施方案中可以另外地或代替地经历不同的改进。
因此，根据本发明的第一方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的阵
列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共同
的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且
进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在一
个纵向端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的纵向端部与所述共同的流体出
口歧管连通；其中每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷
射，导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地
发生，所述喷射流动具有最大值QE；其中所述孔口中的每一个在平行于所述流体室中的相
应的一个的纵向轴线的方向是长形的。
平行于相应的流体室的纵向轴线的孔口的延长可以使孔口尺寸能够增加，而不会
不适当地影响在阵列方向的孔口密度。此外，或以其他方式，通过平行于纵向轴线的孔口的
延长来增加孔口尺寸可以使喷嘴入口能够与流体室的壁间隔开。这可以使设备能够更容易
地制造，因为其在把孔口相对于室定位方面提供了的更多的误差容限。此外，在孔口的形成
期间，间距可以避免或减少对壁的损伤，特别是在孔口通过烧蚀形成的情况下。孔口的增大
的尺寸可以允许孔口喷射具有增大的体积的流体液滴，从而提高设备的生产率。
孔口的这种特定取向可以具有另外的优点。例如，由于流体室在一个纵向端部与
所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的纵向端部与所述共同的流体出口歧管连通，所
以可以沿着流体室的纵向长度引导通流。因此，可以对准通流和孔口的延长的方向。这可以
在设备的使用期间导致特别高效地从孔口附近除去碎屑，例如空气气泡和粉尘颗粒。这样
除去碎屑可以减少在使用期间的孔口堵塞的发生率，从而提高设备的可靠性。
此外，孔口的这种取向可以导致声波(其可以在设备的使用期间由压电致动器产
生)在孔口附近比使用圆形的孔口持续存在更长的时间。通常，这样的声波将在压电致动器
的致动之后在室的纵向端部中的每一个处产生并且朝向孔口向内行进。因为孔口由此在声
波的行进的方向是长形的，所以声波可以在孔口处持续存在相对地更长的时间，从而提高
喷射的效率。
优选地，对于所述孔口中的每一个孔口，出口的长径比可以比入口的长径比小。申
请人已经发现，平行于纵向轴线为长形的孔口，虽然具有如上文讨论的某些优点，但是在某
些情况下可能比圆形的孔口经历较低的方向精确度。然而，申请人已经还发现，方向精确度
的这种问题可以通过合适地使孔口的出口成形来改正。合适地，因此，每个孔口的出口的长
径比可以小于入口的长径比。这样的布置可以仍然受益于上文描述的延长的优点，因为入
口可以在纵向方向是长形的。优选地，每个孔口的出口可以具有在1.0至1.2之间的长径比
并且，在一些实施方案中，每个孔口的出口可以具有约1.0的长径比。这也可以是合适的，每
个孔口成锥形，使得喷嘴出口的面积(以及长径比)小于喷嘴入口的面积(以及长径比)。
合适地，所述孔口中的每一个孔口的入口的主要尺寸可以与流体室的纵向轴线对
准。可选地，出口的主要尺寸也可以与流体室的纵向轴线对准。
此外，或以其他方式，所述孔口的出口和入口可以是近似地椭圆形并且，合适地，
所述椭圆形的长轴可以与流体室的纵向轴线对准。优选地，所述孔口中的每一个孔口的出
口可以是近似地圆形。
优选地，所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形面
积AT＝1/4TTW2，每个室的孔口出口具有面积An，其中0.48AT>An>0.2AT。
已经发现，通流用于冷却设备并且特别是冷却致动器。此外，喷射流动也可以用于
冷却设备(特别是在致动器附近)，因为热量传递至流体并且然后从设备随着喷射的液滴而
被除去。因此将预期，随着孔口面积增加，将改进设备的冷却，因为正在喷射的液滴的尺寸
将增大并且因此更多的流体将通过喷射从室移除。然而，申请人已经发现，出乎意料地，具
有更大的面积的孔口不一定提供更高效率的冷却，并且具有在该特定的范围内的面积的孔
口比具有拥有更大面积的孔口的设备为设备，以及特别是压电致动器提供更有效的冷却。
使用通流的仅有的适度的数值典型地提供了这种冷却效果。
更优选地，所述通流的值是使得QTF>0.25QE。使用在该范围内的通流，使用如上文
界定的孔口，可以允许设备，并且特别是致动器冷却至使得传递经过室的流体通常被加热
仅2度或更少的程度。这表明温差可以显著地提高设备的可使用寿命。
在这点上，应当理解，流体温度的小的升高会预示设备并且特别是致动器的温度
的大幅度升高。对于设备寿命的估计可以基于阿伦尼斯模型，其中组分的化学侵蚀是设备
的故障中的主要因素。因此，应当理解，设备寿命会对甚至较小的温差敏感。
还应当理解，大的温差可以导致对液滴喷射特性的不良影响。申请人已经发现，这
样的特性对流体的流变能力敏感，甚至小的温度上的改变会显著地影响流变能力。
再更优选地，所述通流的值是使得QTF>QE。这可以导致设备可靠性的显著增加：因
为比流动经过孔口多的流体正在穿过孔口，即使在最大喷射期间，所以通流特别有效地从
喷嘴附近把碎屑冲刷走。
可选地，所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形面
积AT＝1/4TTW2，每个室的孔口出口具有面积An，并且其中0.80AT>An>0.20AT并且QTF>4QE。
申请人已经发现，使用在该范围内的通流，具有拥有高至0.80AT的面积的孔口的
设备将通常具有与具有拥有显著更小面积的孔口的设备相似的温差。具体地，在具有较大
孔口(那些具有高至0.80AT的面积的孔口)的设备内经历的温差将通常在在具有较小孔口
(那些具有大于0.20AT的面积的孔口)的设备中经历的温差的0.2度内。因为0.2度通常被认
为是在正常的偏差范围内，所以取决于环境其可以被忽略，两个设备在寿命和液滴特性方
面的性能大体上是相同的。
合适地，所述流体室的所述纵向轴线平行于通道延伸方向。优选地，该通道延伸方
向垂直于所述阵列方向。
根据本发明的第二方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的阵列，每
个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共同的流体
出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且进入所
述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在一个端部
与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的端部与所述共同的流体出口歧管连通；其中
每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致自所述室并
从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地发生，所述喷射流动
具有最大值QE；其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形
面积AT＝1/4TTW2，每个室的孔口出口具有面积An，其中0.48AT>An>0.20AT。
如在上文详细地讨论的，具有在范围0.48AT>An>0.20AT内的面积的孔口可以提供
在入口歧管处的流体和在出口歧管处的流体之间的特别小的温差。这可以对应于设备的，
并且特别是压电致动器的特别高效的冷却，而不需要用于通流的大的值。这样的效果不一
定依赖于上文描述的孔口的延长。
优选地，QTF的值足以确保返回至所述出口共同歧管的流体的温度大体上保持在从
共同的入口歧管进入室的流体的0.2度内。
根据本发明的一个另外的方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的阵
列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共同
的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且
进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在一
个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的端部与所述共同的流体出口歧管连
通；其中每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致自
所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地发生，所述
喷射流动具有最大值QE；其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定
理论圆形面积AT＝1/4TTW2，每个室的孔口出口具有面积An，并且其中0.80AT>An>0.20AT并且
QTF>4QE。
如上文讨论的，申请人已经发现，使用界定在QTF>4QE范围内的通流，具有拥有高至
0.80AT的面积的孔口的设备将通常具有与具有拥有显著更小面积的孔口的设备相似的温
差。具体地，在具有较大的孔口(具有高至0.80AT的面积的那些)的设备内经历的温差将通
常在在具有较小的孔口(具有大于0.20AT的面积的那些)的设备中经历的温差的0.2度内。
因为0.2度通常被认为是在正常的偏差范围内，所以取决于环境其可以忽略，两个设备在寿
命和液滴特性方面的性能大体上是相同的。
根据本发明的一个再另外的方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的
阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共
同的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并
且进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在
一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的端部与所述共同的流体出口歧管
连通；其中每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致
自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地发生，所
述喷射流动具有最大值QE；其中所述孔口设置在具有t微米厚度的孔口板中，每个孔口成锥
形使得界定锥度角θ；其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有w微米的宽度，从而
界定实际圆形面积AP＝1/4TT(w-e-2t·tanθ)2，其中e采取10微米的值，每个室的孔口出口
具有面积An，其中3AP>An>1.25AP。
该值e可以对应于室和孔口通过其形成的工艺精确度。
在实施方案中，锥度角θ可以采取在5至15°之间的值并且优选地可以采取在10至
12°之间的值。应当理解，对锥度角的参照不应当理解为暗示孔口在所有位置处将必需地具
有相同的锥形。因此，合适地，锥度角θ可以对应于对于孔口的平均的锥度角。
根据本发明的一个再另外的方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的
阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共
同的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并
且进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在
一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的端部与所述共同的流体出口歧管
连通；其中每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致
自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地发生，所
述喷射流动具有最大值QE；其中所述孔口设置在具有t微米厚度的孔口板中，每个孔口成锥
形使得界定锥度角θ；其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有w微米的宽度，从而
界定理论圆形面积AP＝1/4TT(w-e-2t·tanθ)2，其中e采取在5至10微米之间的值，每个室的
孔口出口具有面积An，其中5AP>An>1.25AP，并且QTF>4QE。
该值e可以对应于室和孔口通过其形成的工艺精确度。
在实施方案中，锥度角θ可以采取在5至15°之间的值并且优选地可以采取在10至
12°之间的值。
根据本发明的又一个另外的方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的
阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共
同的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并
且进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在
一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的端部与所述共同的流体出口歧管
连通；其中每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致
自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地发生，所
述喷射流动具有最大值QE；其中每个室的孔口出口具有面积An，其中1600μm2>An>650μm2。
根据本发明的又一个另外的方面，提供一种液滴喷射设备，包括：长形的流体室的
阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共
同的流体出口歧管；以及用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并
且进入所述共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；其中所述流体室中的每一个在
一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在相对的端部与所述共同的流体出口歧管
连通；其中每个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，导致
自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时地发生，所
述喷射流动具有最大值QE；其中每个室的孔口出口具有面积An，并且其中2700μm2>An>650μm2
并且QTF>4QE。
根据本发明的一个再另外的方面，提供一种用于沉积流体的液滴的方法，包括以
下步骤：提供根据前述方面中任一个所述的设备；操作所述设备从而提供所述通流和所述
喷射流动。
优选地，在上文提供的方面中的每一个方面中，孔口中的每一个成锥形使得孔口
出口的面积小于孔口入口的面积。可选地，孔口入口可以整个地容纳在流体室内，使得其不
与室壁重叠。孔口入口可以界定在面向对应的流体室的表面中。该表面可以环绕对应的流
体室的顶部。孔口出口可以界定在相对的表面中，其可以平行于孔口入口在其中界定的表
面。
优选地，孔口可以设置在孔口板中。该孔口板可以包括两个大体上平坦的相对表
面。这些表面中的一个可以提供所述孔口的入口，而另一个提供所述孔口的出口。在其中界
定入口的表面可以环绕流体室的阵列的顶部。
优选地，所述长形的室中的每一个界定在两个长形的室壁之间，所述室壁的顶部
边缘共同地提供大体上平坦的表面，所述孔口板附接至所述表面。每个室壁可以包含压电
材料并且，可选地，该压电材料可以被极化，使得室壁将响应于致动信号而变形从而呈现V
形形状。具体地，当被致动时，在沿着室的长度察看时，壁将具有V形形状。这可以通过把室
壁沿着其长度分割为两个半部分，使一个半部分在一个方向极化并且另一个半部分在相反
的方向极化而实现。
为了产生液滴喷射，两个室壁可以同时均被致动。电极可以在室壁的两个侧面上
形成，该两个侧面面向由壁分隔的两个室。在室壁包含压电材料的情况下，它们可以在切变
模式中变形。可以布置电极以及壁的压电材料的方向极化以实现室壁变形。
室可以具有例如在20至150微米之间、在30至130微米之间、在40至110微米之间、
在50至90微米之间或在60至70微米之间的宽度。
设备可以是可致动的以使用速度v喷射液滴，其中v在2至20m/s之间，在3至18m/s
之间，在4至16m/s之间，或在5至14m/s之间。
本申请还涉及以下项目：
(1)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每一个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方
向延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且进入所述共
同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个纵向端部与所述共同的流体入口歧管连通并
且在相对的纵向端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中所述孔口中的每一个在平行于所述流体室中的相应的一个流体室的纵向轴
线的方向是长形的。
(2)根据项目(1)所述的设备，其中，所述压电致动器中的每一个压电致动器的致
动在相应的室的纵向端部中的每一个处产生声波，所述声波然后朝向所述孔口行进。
(3)根据项目(1)或项目(2)所述的设备，其中，对于所述孔口中的每一个孔口，所
述出口的长径比小于所述入口的长径比。
(4)根据项目(3)所述的设备，其中，所述孔口中的每一个孔口的所述出口是近似
地圆形。
(5)根据项目(1)至(4)中任一项所述的设备，其中，所述流体室中的每一个在所述
阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形面积AT＝1/4TTW2，用于每个室的孔口出口具有面积
An，其中0.48AT>An>0.2AT。
(6)根据项目(5)所述的设备，其中，QTF的值足以确保返回至所述出口共同歧管的
流体的温度大体上保持在从所述共同的入口歧管进入所述室的流体的2℃内。
(7)根据项目(5)或项目(6)所述的设备，其中，所述通流的量使得QTF>0.25QE，并且
优选地其中QTF>QE。
(8)根据项目(1)至(4)中任一项所述的设备，其中，所述流体室中的每一个在所述
阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形面积AT＝1/4TTW2，用于每个室的孔口出口具有面积
An，并且其中0.80AT>An>0.20AT并且QTF>4QE。
(9)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每一个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方
向延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每一个室并且进入所述
共同的流体出口歧管的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个纵向端部与所述共同的流体入口歧管连通并
且在相对的纵向端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形面积
AT＝1/4TTW2，用于每一个室的孔口出口具有面积An，其中0.48AT>An>0.20AT。
(10)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方向
延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且进入所述共
同的流体出口歧管中的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个纵向端部与所述共同的流体入口歧管连通并
且在相对的纵向端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中所述孔口设置在具有t微米厚度的孔口板中，每一个孔口成锥形从而界定锥
度角θ；
其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有w微米的宽度，从而界定实际圆
形面积AP＝1/4π(w-e-2t·tanθ)2，其中e采取在5至10微米之间的值，用于每个室的孔口出
口具有面积An，其中3AP>An>1.25AP。
(11)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方向
延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每一个室并且进入所述
共同的流体出口歧管中的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在
相对的端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中用于每个室的孔口出口具有面积An，其中1600μm2>An>650μm2。
(12)根据项目(9)至(11)中任一项所述的设备，其中，QTF的值足以确保返回至所述
出口共同歧管的流体的温度大体上保持在从所述共同的入口歧管进入所述室的流体的2℃
内。
(13)根据项目(9)至(12)中任一项所述的设备，其中所述通流的量使得QTF>
0.25QE，并且优选地其中QTF>QE。
(14)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方向
延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每一个室并且进入所述
共同的流体出口歧管中的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在
相对的端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有宽度w，从而界定理论圆形面积
AT＝1/4TTW2，用于每个室的孔口出口具有面积An，并且其中0.80AT>An>0.20AT并且QTF>4QE。
(15)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方向
延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每一个室并且进入所述
共同的流体出口歧管中的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在
相对的端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中所述孔口设置在具有t微米厚度的孔口板中，每一个孔口成锥形使得界定锥
度角θ；
其中所述流体室中的每一个在所述阵列方向具有w微米的宽度，从而界定理论圆
形面积AP＝1/4TT(w-e-2t·tanθ)2，其中e采取在5至10微米之间的值，用于每个室的孔口出
口具有面积An，其中5AP>An>1.25AP，并且QTF>4QE。
(16)一种液滴喷射设备，包括：
长形的流体室的阵列，每一个室与用于液滴喷射的孔口连通，所述阵列在阵列方
向延伸；
共同的流体入口歧管；
共同的流体出口歧管；以及
用于产生从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每一个室并且进入所述
共同的流体出口歧管中的流体的通流(QTF)的装置；
其中所述流体室中的每一个在一个端部与所述共同的流体入口歧管连通并且在
相对的端部与所述共同的流体出口歧管连通；
其中每一个室与至少一个压电致动器相关联以用于产生自所述孔口的液滴喷射，
导致自所述室并从所述孔口离开的流体的喷射流动，所述喷射流动与所述通流同时发生，
所述喷射流动具有最大值QE；
其中用于每个室的孔口出口具有面积An并且其中2700μm2>An>650μm2并且QTF>4QE。
(17)根据前述项目中任一项所述的设备，其中，所述孔口设置在孔口板中。
(18)根据项目(17)所述的设备，其中，所述长形的室中的每一个在两个长形的室
壁之间界定，所述室壁的顶部边缘共同提供大体上平面的表面，所述孔口板附接至所述表
面。
(19)根据项目(1)至(16)中任一项所述的设备，其中，所述长形的室中的每一个在
两个长形的室壁之间界定。
(20)根据项目(18)或项目(19)所述的设备，其中，所述压电致动器中的每一个沿
着相应的室的长度延伸。
(21)根据项目(20)所述的设备，其中，所述压电致动器中的每一个大体上从所述
室的第一端部延伸至所述室的第二端部。
(22)根据项目(18)至(21)中任一项所述的设备，其中，所述室壁包含压电材料，所
述压电致动器中的每一个包括所述室壁中的相应的一个。
(23)根据前述项目中任一项所述的设备，其中，所述流体室的纵向轴线平行于通
道延伸方向并且优选地其中所述通道延伸方向垂直于所述阵列方向。
(24)根据前述项目中任一项所述的设备，其中，所述孔口中的每一个成锥形，使得
所述喷嘴出口的面积小于所述喷嘴入口的面积。
(25)一种用于沉积流体的液滴的方法，包括以下步骤：
提供根据前述项目中任一项所述的设备；
操作所述设备以便提供所述通流和所述喷射流动。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施方案，在附图中：
图1图示了现有技术喷墨式打印机；
图2是图1的打印头的从后部的透视图，其中端帽被移除以显示经过打印头的油墨
流动；
图3是图1和图2的打印头的垂直于喷嘴行的延伸的方向截取的剖视图；
图4是图1至图3的喷墨式打印机的沿着模块的流体室截取的剖视图；
图5图示了现有技术的打印头的一个另外的实例，采用了与图1至图4的相似的双
端部侧面发射式构造；
图6是图5的打印头的分解透视图，其示出了用于把电信号施加至致动器元件的导
电轨道；
图7示出了根据本发明的第一实施方案的打印头的分解透视图，其具有在室延伸
方向延长的喷嘴；
图8是沿着喷墨打印头的室的长度的透视图并且示出了成锥形的喷嘴的相对于打
印头的流体室的尺寸的尺寸；
图9示出了以通流的不同值，打印头以6m/s的速度喷射液滴，在具有不同喷嘴面积
的打印头上实施的一系列测试的结果；
图10示出了与在图9中示出的那些结果相似的一系列测试的结果，但是其中打印
头以12m/s的速度喷射液滴。
图11示出了一系列的打印头的在垂直于流体室的纵向轴线的方向的方向性精确
度的测试结果，该一系列打印头具有拥有不同的长径比值的喷嘴出口，打印头全部拥有具
有长径比为1.8的喷嘴入口；
图12示出了其结果在图11中示出的相同系列的打印头在平行于流体室的纵向轴
线的方向的方向性精确度的测试结果；
图13绘制了在图11中示出的值与在图12中示出的值的比率，对比于其结果在图11
和图12中示出的该系列的打印头中的每一个的喷嘴出口长径比的值；
图14(A)-14(C)是根据本发明的一系列的另外的实施方案的平面图，其中使用了
在图7中示出的那些打印头的可选的喷嘴几何构型；并且
图15(A)-15(B)是根据本发明的一系列的再另外的实施方案的平面图，其中使用
了在图7中示出的那些打印头的可选的室的几何形状。
具体实施方式
本发明可以在喷墨式打印机中实施。图7因此图示了根据本发明的第一实施方案
的在喷墨式打印机内的喷墨打印头的分解图。如可以从图中看到的，喷墨打印头包括流体
室2的单一阵列，每个流体室在一对的长形的室壁3之间界定。每一个流体室2在通道延伸方
向C是长形的，室壁3在该方向也是长形的。阵列在垂直于室延伸方向C的阵列方向D延伸。如
在图7中箭头7所示，在设备的使用期间，流体在室的一个纵向端部从共同的入口歧管4进入
每个室，沿着室的长度流动经过孔口6(孔口6设置为朝向室的相对于其纵向端部的中部)，
并且在其的另一个纵向端部离开室以返回至共同的出口歧管5。可以还提供一个或多个流
体导管以把油墨从共同的出口歧管再循环至共同的入口歧管(未示出)。
喷墨式打印机可以具有与上文参照图1至图6描述的那些相似的结构特征，例如在
基板的表面中设置分别与共同的入口歧管和共同的出口歧管连通的端口的两个阵列。如在
图1至3中所示，歧管也可以设置在单一的大体上圆柱形的壳体内。
为了提供经过室2的流动7，油墨供应系统可以把恒定的第一压力施加至在共同的
入口歧管4中的油墨，并且同时把恒定的较低的第二压力施加至在共同的出口歧管5中的油
墨。可以由如从WO 00/38928已知的相对于孔口竖直偏移的储液器，或简单地由相应的流体
加压器提供这样的恒定压力。还如从WO 00/38928已知的，流体供应系统可以在喷嘴6处施
加负压力(相对于大气压力)。本领域的技术人员将认识到，这可以要求在第一压力和第二
压力之间的值的差是负的。这种负压力可以防止在非喷射时期期间流体从喷嘴(6)滴下。
室壁3可以由压电材料形成，如上文参照图1至图6描述的，其中电极(未示出)在室
壁的一部分上形成，使得致动信号可以施加至室壁。然而，本领域的技术人员将认识到，可
以利用可选的压电致动器，其中室在非压电材料中界定。例如，室可以使用光刻工艺在非压
电材料中界定，根据需要，压电致动器在较早的或较后的阶段设置在这些室内。
如在图7中所表示，界定每个室的室壁3的相对的面由宽度w隔开，使得室2可以说
是具有等于w的宽度。使用圆形的喷嘴6，如同图1至图6的构造，喷嘴在仍然保留在室内的同
时可以拥有的理论上的最大面积将因此等于值AT＝1/4TTW2。
应当理解，因为该宽度界定流体室2的范围，其中室壁3包括一个或多个涂层(例如
电极和/或钝化层)，所以应当从一个壁的最外面的涂层至另一个壁的最外面的涂层测量宽
度。
然而，实际上，可靠地形成具有这种理论上的最大面积的圆形的喷嘴可能是不可
能的，因为这将要求喷嘴6以百分之百精确度精确地匹配室2的宽度和形状。因此可能必需
把制造误差的通常来源考虑在内从而确定喷嘴实际上的可实现的最大面积。
这样的误差的第一来源是通过其形成喷嘴6自身的工艺。通常使用光学工艺来界
定喷嘴6的形状和大小；例如，可以使用光刻从光刻胶材料形成完全的喷嘴板8，或光刻胶可
以用作底片来界定喷嘴孔的形状，其中金属喷嘴板8围绕光刻胶柱进行电铸，如从WO 2005/
014292中已知的。同样地，可以在喷嘴板8内直接地烧蚀喷嘴6，喷嘴板8可以由金属、聚合物
或二者的组合形成。虽然这样的光学工艺是比较精确的，但是它们将仍然引入大约数微米
的不确定度。
制造误差的一个另外的来源是通过其形成室2的工艺。例如，如上文参照图1至图6
描述的，这可以包括在压电材料的长条中锯切槽道，但是也可以包括压电材料的模塑和烧
结，或，在使用非压电材料来界定槽道的情况下，则可以使用光学方法。不仅在室2的大小和
形状中将具有不确定度，而且在阵列内的每个室的间距中也将具有不确定度。
此外，两工艺的组合，具体地，每个喷嘴相对于其对应的室的对准或对齐，也将向
制造过程中引入不确定度。
组合地采用，这些误差可以是大约10微米。因此，使喷嘴6的边缘从对应的室壁3标
称地间隔5微米的距离通常可能是必要的。在形成喷嘴的工艺可能导致室壁的损伤情形下，
这尤其是此种情况。例如，在使用激光烧蚀形成喷嘴的情况下，则可能发生壁和它们的覆盖
层的烧焦。
虽然已经提出减少这样的损伤的发生率(例如在WO 2012/017248中公开的那些)
的工艺，但是这些可仅仅保护室的内部壁，而不能够保护室壁的顶部边缘，包括任何涂层。
如在WO 2012/017248中讨论的，对涂层，例如电极和钝化层的损伤会显著地影响设备的性
能：对电极层的损伤会使室具有比在阵列内的其他的室低的活性，或甚至是完全不活跃的；
对钝化层的损伤会导致对下面的层的化学侵蚀，这会影响设备的寿命。因此，即使在可利用
保护性工艺，例如在WO 2012/017248中教导的那些工艺的情况下，把喷嘴入口6b从室壁隔
开依然会是重要的。
虽然喷嘴入口6b的大小可与室的尺寸有关，但是已经发现，喷嘴出口6a的大小可
与设备的生产率相关。具体地，对于给定的喷嘴入口6b，喷嘴出口6a的面积被认为是设备喷
射的液滴的大小的限制因素。
然而，因为已经发现在某些情况下期望形成具有锥形的喷嘴(这可以在喷嘴处造
成流体弯液面的改进的稳定性)，所以喷嘴出口6a的面积可以进而与喷嘴入口6b的面积相
关并且，具体地，其可以小于喷嘴入口6b的面积。然而，申请人已经确定即使有这些限制也
可应用的某些方法，在这些方法中可以优化喷嘴出口6a的大小。
图8是沿着喷墨打印头的室2的长度的透视图，示出了相对于流体室2的尺寸的这
样的锥形喷嘴6的尺寸。如可以看到的，喷嘴的入口与具有宽度w的流体室连通。喷嘴朝向其
出口逐渐减小，出口在喷嘴板的相对的表面中形成。
如可以从图8看到的，喷嘴入口6b的宽度采取为w-e，其中e是选择为大体上增大喷
嘴入口6b将整个地位于室2的宽度内的可能性的数值。数值e因此选择成使得把上文讨论的
在喷嘴6和室2形成中的误差的各种来源考虑在内，并且可以因此采取合适的数值，例如10
微米、7微米、或5微米。
喷嘴出口6a的宽度然后是甚至更小的，作为喷嘴的锥形的结果，其由角度θ界定。
如在图8中示出的，锥度角θ可以在这样的点处界定，在该点，平行于阵列方向并且穿过喷嘴
入口6b的中央的线与喷嘴入口的周界交叉。如还在图8中所示，锥度角可以相对于这样的方
向界定，该方向既垂直于阵列方向又垂直于室延伸方向。在通常的喷墨打印头中，喷嘴的锥
度角可以在5至15度之间，并且在一些实例中可以在10至12度之间。
如由图8进一步所示，在其中形成喷嘴6的喷嘴板8具有厚度t。在通常的喷墨打印
头中，喷嘴板8的厚度可以在50至150微米的范围中，但是本领域的技术人员应当理解，许多
其他的数值会是合适的。
如根据图8中的图解明显的，喷嘴入口6b和喷嘴出口6a之间的宽度的差是2t·tan
θ，使得喷嘴入口6b具有(w-e-2t·tanθ)的宽度。喷嘴出口6a因此具有由以下的关系界定的
面积：
AP＝1/4π(w-e-2t·tanθ)2
因此，在期望喷嘴入口6b包含在流体室的宽度内的情况下，圆形的喷嘴出口6a在
实践中可以采取的最大值可以是AP，如在该等式中界定的。本领域的技术人员应当理解，在
喷嘴的不同的部分具有不同的锥度角的情况下，考虑到这仅表示设计约束的近似值，可以
在上面的公式中使用锥度角的平均值。
对于通常的液滴沉积设备，特别是喷墨打印头，用于圆形的喷嘴的该实际的最大
面积可以在530平方微米左右。这是基于65微米的室宽度w，考虑到在每个室壁上的5微米的
涂层(室壁自身之间的间距因此是75微米)。
相比之下，在这样的设备中，圆形的喷嘴的理论上的最大值(AT＝1/4TTW2)可以因
此基于这些数值，计算为约3320平方微米，其明显地显著地大于AP的数值。
返回至图7的实施方案，如上文指出，喷嘴在室延伸方向C是长形的。因此，它们的
相对于理论最大值和实际最大值二者的面积增加，因为这些最大值是基于圆形的喷嘴。如
上文指出，喷嘴的，特别是喷嘴出口6a的，增加的面积可以导致每个喷射的液滴的体积的增
加，从而提高打印头的生产率。此外，因为喷嘴在与流体穿过室的流动相同的方向是长形
的，所以穿过室的流动能够特别有效地冲洗碎屑使之远离喷嘴附近。这可以导致打印头的
可靠性的改进。可靠性的这种改进还可以由不超出实际最大面积AP的喷嘴经历，但是应当
理解，这样的打印头将不一定受益于生产率的改进。
为了在打印头的生产率上取得相当可观的效果，已经发现，这将通常是必需的，把
每个喷嘴的面积增加25％。为了改善打印头的生产率，可以对喷嘴的面积施加1.25AP的下
限。在上文描述的喷墨打印头中，该下限可以对应于约650平方微米。
此外，因为喷嘴6的面积增加并且因此更多油墨从室2喷射，所以预计室将被更有
效地冷却。来自设备的，并且特别是致动器元件3的热量在使用期间将传递至油墨，其中这
种流体的喷射因此用于把热从在致动器元件3的邻近的室2除去。因此，由于喷嘴6的面积增
加，并且因此以液滴形式经过喷嘴6的流动量也增加，热量远离致动器被传递的速率应当增
加，从而除了提高生产率之外，还导致设备的冷却得到改善。
为了量化这种冷却效果，对一系列的打印头实施了测试，其中不同的打印头各自
具有特定面积的喷嘴6。以穿过室2的流动的不同速率测试这些打印头中的每一个打印头的
运行情况。在图9中示出了这些实验结果。
打印头的室2具有用于上文讨论的室宽度的相同的典型值，即65微米的室宽度w。
喷嘴出口6a的实际最大值采取530平方微米，也如上文讨论的。
打印头包括长形的室2的阵列，如在图7中所示，每一个室界定在一对的长形的压
电的室壁3之间，其中在使用期间提供了从共同的入口歧管4至共同的出口歧管5的沿着每
个室的长度的流动。这种通流与液滴从喷嘴6的喷射同时地发生，其，虽然液滴无疑是流体
的不连续的体积，但可被认为是相当于另外的喷射流动。对于每个打印头，以穿过室2的流
动的各种值，测量在入口歧管4处的油墨和在出口歧管5处的油墨之间的温度差。
在图9的横坐标上示出了打印头的通流的速率。由于喷射，打印头的流动速率相对
于归因于喷射的穿过喷嘴6的最大流量表达。这对应于以最大喷射频率打印液滴的室，其中
打印头为每个液滴赋予6m/s的速度。在横坐标上的值1因此对应于穿过每个室并且到达出
口歧管的等于最大喷射流动的流动。因为喷射流动和通流同时地发生，所以在最大喷射期
间将具有与从喷嘴6喷射的相等量的返回至出口歧管的流体。
在图9的坐标上示出的值代表在在入口歧管处的油墨和在出口歧管处的油墨之间
的以摄氏度计的温度差ΔT。这种温差可以用于表示在讨论中的打印头内的冷却效果。
在图9的图表上的每个线因此代表具有各自喷嘴出口面积的不同的打印头。该图
的图例因此使用无量纲量面积比率AR示出了用于该室的这些各自的喷嘴面积，该面积比率
是在讨论中的喷嘴面积与实际最大喷嘴面积Ap的比率。如上文指出，实际最大喷嘴面积Ap的
值是530平方微米。
如可以从下文的表格1看到的，正如预期，喷嘴面积的增加导致了生产率的提高。
表格说明了对于每个面积比率AR值的液滴体积的测量值。
表格1
虽然生产率的这种提高(通过液滴的体积的增加)是预期的，但是出乎意料地发
现，更大的喷嘴面积未最有效地从室除去热量，如可以从图9中看到的。实际上，以通流的适
度的值，它们的表现显著地劣于具有3AP或更小面积的喷嘴。
还预期，室中的通流的量也将用于改进室的冷却。因此特别意外的是，具有更大的
面积的喷嘴具有在相似的通流值的更差的性能，由于通流值是相对于喷射流动，并且因此
更大的喷嘴面积的相同的通流值对应于按绝对值计算的进一步更大量的流动。
然而结果的确表明，对于具有大于3AP的面积的喷嘴6，冷却的有效性大幅度降低。
因此，结果表明具有小于3AP的面积的喷嘴6在冷却设备上会特别地高效。因此，使用具有在
1.25AP-3AP范围内的面积的喷嘴6的设备可以提供生产率的提高，同时还允许设备特别有效
地冷却。该范围面积的也可以按照室的理论最大面积AT表达，其基于65微米的室宽度值计
算(根据式AT＝1/4TTW2)为约3320平方微米。因此，喷嘴出口6a面积的范围可以重新陈述为
0.48AT>An>0.20AT。可选地，按照绝对值，该范围可以陈述为1600μm2>An>650μm2。
应当理解，虽然在图9中示出的测试结果似乎表明在3AP的拐点，但是在该值中可
能具有某些不确定度。因此，喷嘴面积的有利的上限可以采取小于3AP的值，例如2.5、2.6、
2.7、2.8、或2.9AP，其分别对应于0.40、0.42、0.43、0.45、和0.46AT，或约1330、1380、1430、
1487、和1540平方微米的绝对值。同样地，有利的上限可以采取大于3AP的值，例如3.1、3.2、
3.3、3.4、或3.5AP，其分别对应于0.50、0.51、0.53、0.54和0.56AT，或约1650、1700、1750、
1810、和1860平方微米的绝对值。
同样地，虽然由于生产率原因，1.25AP的下限可以是合适的，但是在某些条件中比
较大的下限可以是合适的，以便提供生产率的相当可观的提高。因此，1.30、1.35、1.40、
1.45和1.50AP的下限可以是令人满意的，其分别地对应于0.21、0.22、0.22、0.23、和0.24AT，
或690、720、740、770、和800平方微米的绝对值。
如从图9中可以看到的，当通流的量增加时，不同的打印头之间的差异减小。尤其
是，当通流超过喷射流动4倍的值时，在5AP打印头(对应于0.8AT或约2655平方微米)中经历
的温差在在其他的打印头中经历的温差的值的0.2度内。因为通常认为0.2度是在正常的偏
差范围内，所以取决于环境其可以被忽略，两个设备在寿命和液滴特性的方面的性能大体
上相同。
图10图示了另外一组相似的测试的结果，但是其中打印头以12m/s的速度喷射液
滴。也可以在图10中看到与在图9中示出的更大喷嘴面积的较低效率的冷却的相同型式。
据认为由具有更大喷嘴面积的打印头提供的冷却恶化是为喷射相对更大的液滴
需要更高驱动电压导致的。具体地，为了达到更大液滴的喷射的相同速度，需要更大量的能
量以克服液滴的相对更大的惯性。这种更大量的能量可以因此在室内导致对油墨的加热增
加。对于通流的典型值，这种加热效应表现为主导了归因于更大的喷射流动的从室2出来的
热量的增大的流动。
因此可以理解，使用多种喷嘴几何形状，并且不一定使用长形的喷嘴应预期到相
似的效果。
更具体地，虽然可以具有与喷嘴入口6b的延长相关的优点，但是上文描述的效果，
与出口6a的形状对比，主要地与喷嘴出口6a的面积相关。因此可以是特别有利的是提供这
样的结构，在该结构中喷嘴入口6b在平行于流体室中的对应的一个流体室的纵向轴线的方
向是长形的，并且其中喷嘴出口6a具有在上文讨论的范围中的一个的面积，该面积在提供
具有期望水平的温度控制的生产率改进方面提供益处。
再更具体地，申请人已经发现，可以有利的是提供这样的喷嘴，即其中入口6b是长
形的(具体地，在平行于流体室中的一个的对应的纵向轴线的方向)并且具有比喷嘴出口6a
的长径比大的长径比。图11至图13因此示出了使用具有喷嘴出口的长径比的数值范围的一
系列的打印头进行的测试的结果，但是所有打印头具有喷嘴入口，喷嘴入口具有相同的1.8
的长径比。喷嘴出口和喷嘴入口二者在形状上都是近似地椭圆形。
在图表上的每个点对应于来自特定的打印头的结果(因此注意到，使用喷嘴出口
的长径比数值1.0和1.4中的每一个数值，测试了两个打印头)。
图11示出了由打印头产生的液滴的在X方向(垂直于流体室的纵向轴线)的落点位
置中的对比打印头的喷嘴出口长径比的对应值的误差。具体地，误差值是以微米计测量的
3-σ值。如上文指出，对于所有打印头，喷嘴入口的长径比保持相同，为1.8。
如从图中可以看到的，伴随喷嘴出口长径比的数值的增加，具有液滴在X方向落点
误差增大的明显趋势(注意到记录了具有喷嘴出口长径比数值1.4的两个打印头，具有在X
方向的大体上相同的液滴落点误差)。因此可以理解，当喷嘴出口的长径比减小并且因此喷
嘴出口变得更圆形时，在X方向的落点误差也减小。
图12示出了打印头产生的液滴的在Y方向(平行于流体室的纵向轴线)的落点位置
中的相比打印头的喷嘴出口长径比的对应值的误差。再一次地，误差值是以微米计测量的
3-σ值，并且喷嘴入口的长径比对于所有的打印头保持相同，为1.8。
与在图11中示出的趋势相比，在Y方向的落点误差，对于所有的被测试的喷嘴出口
长径比的数值近似地保持恒定。数据因此暗示把喷嘴出口制造为更圆形的对在Y方向的落
点误差不具有显著影响。
图13示出了相比喷嘴出口长径比的数值的在X方向的误差与在Y方向的误差的比
率。如可以从图看到的，由于减小喷嘴出口长径比数值，具有误差比率值减小的非常明显的
趋势。因此可以理解，当喷嘴出口制造为更圆形时，设备的方向精确度提高。
在图11至图13中示出的数据因此清楚地表明，具有喷嘴出口的长径比比喷嘴入口
长径比低的喷嘴可以具有液滴定位的提高的精确度。此外，如果喷嘴入口在流体室的纵向
轴线的方向是长形的，那么其也可以提供上文进一步讨论的在制造和操作方面的益处。
图表还表明，具有近似地圆形的喷嘴出口(对应于1.0的长径比)的喷嘴具有特别
高水平的液滴定位的精确度。因此，可以特别有益的是提供具有在流体室的纵向方向是长
形的喷嘴入口(并且特别是椭圆形的喷嘴入口，其中椭圆形的长轴与室的纵向轴线对准)和
是近似地圆形的喷嘴出口的喷嘴。此外，喷嘴出口具有在上文讨论的范围中的一个的面积，
该面积在提供具有期望水平的温度控制的生产率提高方面提供益处。
还可以注意到，具有长径比1.0的喷嘴出口和具有长径比1.2的喷嘴出口之间的精
确度差异是小的。因此，对于具有在1.0至1.2之间的长径比的孔口，可以经历在精确度方面
的相似的优点。
图14(A)-14(C)和图15(A)-15(B)展示了具有用于喷嘴以及也用于室的可选择的
几何形状的再另外的实施方案，其可以经历与参照图9和10讨论的那些相似的在生产率方
面的提高，结合地具有良好的热控制。
图14(A)，例如，提供了圆形的喷嘴，与上文描述的，例如参照图7的实施方案相比，
圆形喷嘴的入口20a具有大于它们与其连通的室11的宽度w的直径。这样的喷嘴可以通过
“非原位法”工艺制造，其中在附接至室壁的边缘以环绕室之前，喷嘴在喷嘴板部件中形成。
以这种方式，几乎没有喷嘴形成过程将损伤室壁的风险。
虽然喷嘴入口20a具有比喷嘴入口20a与其连通的室11大的宽度，并且因此具有大
于上文引用的理论最大值AT＝1/4TTW2的面积，但是喷嘴出口20b仍然具有在上文讨论的范
围中的一个的面积，该面积提供在提供具有使用期望水平的温度控制的生产率提高方面提
供益处。例如，喷嘴出口20b可以具有界定在0.48AT>An>0.20AT的范围内的面积，或可选地，
在绝对值方面，1600μm2>An>650μm2。
图14(B)图示了与图14(A)相似的实施方案，但是具有在与流体室相同的方向是长
形的喷嘴。这可以如上文讨论的在可靠性方面提供改进。
图14(C)示出了一个另外的实施方案，其中喷嘴的出口20b是长形的，而入口20a是
圆形的。如同图14(A)的实施方案，入口20a的直径大于室11的宽度。
图15(A)图示了一个再另外的实施方案，其中室壁沿着它们的长度成锥形，其中锥
形的方向在相邻的室壁之间交替变化。这导致具有大体上恒定宽度的室11，但是其不是彼
此平行。更具体地，每个室的长度相对于阵列方向有角度地偏移，其中角度偏移的方向在相
邻的室11之间交替变化。
图15(B)图示了一个再另外的实施方案，其中，如同图14(A)的实施方案，提供了圆
形的喷嘴。然而，在该实施方案中室包括在喷嘴的附近的部分，该部分具有比室的其余部分
相对地大的宽度。具体地，室的在室的附近的部分遵循与喷嘴自身相似的轮廓，其可以辅助
确保入口约束在室壁之间。
本领域的技术人员应当理解，以上教导内容可以应用于宽范围的液滴沉积设备，
而不是特定于打印机。因此，关于打印机和/或打印头的公开，应当理解，除非另有说明，更
一般地适用于液滴沉积设备。具体地，关于打印头的公开，应当理解，除非另有说明，适用于
其他的液滴沉积设备，其包括：长形的流体室的阵列，其中每个室与用于液滴喷射的孔口连
通，并且阵列在阵列方向延伸；共同的流体入口歧管；共同的流体出口歧管；以及用于产生
从所述共同的流体入口歧管穿过所述阵列中的每个室并且进入所述共同的流体出口歧管
的流体的通流的装置。