專利名稱：具有循環(huán)泵的流體噴射組件的制作方法
具有循環(huán)泵的流體噴射組件
背景技術(shù)：
噴墨式打印機(jī)中的流體噴射裝置提供流體液滴的按需滴落噴射。一般地，噴墨式打印機(jī)通過經(jīng)由多個(gè)噴嘴向諸如一張紙的打印介質(zhì)上噴射墨滴來打印圖像。噴嘴通常是以一個(gè)或多個(gè)陣列布置的，使得墨滴從噴嘴的適當(dāng)按順序噴射促使字符或其他圖像隨著打印頭和打印介質(zhì)相對(duì)于彼此移動(dòng)而被打印到打印介質(zhì)上。在特定示例中，熱噴墨式打印頭通過使電流通過加熱元件以產(chǎn)生熱并使激發(fā)腔內(nèi)的流體的一小部分汽化來從噴嘴噴射液滴。在另一示例中，壓電噴墨式打印頭使用壓電材料致動(dòng)器來產(chǎn)生迫使墨滴從噴嘴出來的壓力脈沖。雖然噴墨式打印機(jī)以合理的成本提供高打印質(zhì)量，但持續(xù)的改善依賴于克服在其發(fā)展中仍存在的各種挑戰(zhàn)。例如，氣泡是噴墨式打印頭中的持續(xù)性問題。在打印期間，來自墨的空氣被釋放并形成氣泡，其能夠從激發(fā)腔遷移至打印頭中的其他位置并引起諸如墨流阻塞、打印質(zhì)量下降、部分滿的打印盒看起來是空白的以及漏墨的問題。另外，顏料-墨載體分離(PIVS)在使用基于顏料的墨時(shí)仍是問題?；陬伭系哪趪娔酱蛴≈惺莾?yōu)選的，·因?yàn)槠渫然谌玖系哪幽陀煤统志谩Ｈ欢趦?chǔ)存或不使用時(shí)段期間，顏料顆粒可能從墨載體(即，PIVS)沉淀或粉碎出來，這可能阻止或完全阻擋墨流到打印頭中的激發(fā)腔和噴嘴。諸如水或溶劑的蒸發(fā)的與“開蓋”(即，暴露于周圍環(huán)境的開蓋噴嘴)有關(guān)的其他因素可能影響局部墨性質(zhì)，諸如Pivs和粘性墨塞形成。開蓋的影響可能改變液滴軌跡、速度、形狀和色彩，這對(duì)打印質(zhì)量具有負(fù)面影響。


現(xiàn)在將以示例的方式參考附圖來描述本實(shí)施例，在所述附圖中
圖I示出了根據(jù)實(shí)施例的適合于結(jié)合流體噴射組件的噴墨筆的示例；
圖2示出了根據(jù)實(shí)施例的通過液滴發(fā)生器和液滴發(fā)生器通道截取的流體噴射組件的橫截面 圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的通過流體泵和泵通道截取的流體噴射組件的橫截面 圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的具有沿著流體槽的一側(cè)的液滴發(fā)生器的示例性布置的流體噴射組件的部分底視 圖5示出了根據(jù)實(shí)施例的具有沿著流體槽的一側(cè)的液滴發(fā)生器的另一示例性布置的流體噴射組件的部分底視 圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的具有沿著流體槽的一側(cè)的液滴發(fā)生器的另一示例性布置的流體噴射組件的部分底視 圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的具有沿著流體槽的一側(cè)的液滴發(fā)生器的另一示例性布置的流體噴射組件的部分底視 圖8示出了根據(jù)實(shí)施例的帶有具有可變液滴發(fā)生器通道寬度的液滴發(fā)生器的示例性布置的流體噴射組件的部分底視圖；以及
圖9示出了根據(jù)實(shí)施例的基本流體噴射裝置的方框圖。
具體實(shí)施例方式問題和解決方案概述
如上所述，在噴墨式打印系統(tǒng)的發(fā)展中各種挑戰(zhàn)還有待于克服。例如，在此類系統(tǒng)中使用的噴墨式打印頭仍舊具有墨阻塞和/或堵塞方面的問題。此問題的先前解決方案主要涉及在打印頭的使用之前以及之后對(duì)其進(jìn)行維修。例如，通常在不使用期間將打印頭蓋上蓋以防止噴嘴被干墨堵塞。在其使用之前，還通過經(jīng)由噴嘴噴吐墨來使噴嘴預(yù)先準(zhǔn)備好。這些解決方案的缺點(diǎn)包括由于維修時(shí)間而不能立即進(jìn)行打印以及由于在維修期間消耗的大量的墨而引起的總擁有成本的增加。因此，噴墨式打印系統(tǒng)中包括阻塞和/或堵塞的開蓋性能仍是可能降低總體打印質(zhì)量并增加擁有成本、制造成本或兩者的基本問題。打印頭中的墨阻塞或堵塞存在許多原因。墨阻塞的一個(gè)原因是在打印頭中作為氣泡積聚的過量空氣。當(dāng)墨被暴露于空氣時(shí)，諸如在墨被儲(chǔ)存在墨儲(chǔ)存器中的同時(shí)，附加空氣溶解到墨中。從打印頭的激發(fā)腔激發(fā)墨滴的后續(xù)動(dòng)作從墨中釋放過量空氣，其然后積聚為氣泡。該氣泡從激發(fā)腔移動(dòng)至打印頭的其他區(qū)域，在那里，其可能阻塞墨到打印頭和在打印頭內(nèi)的流動(dòng)?！せ陬伭系哪部赡芤鸫蛴☆^中的墨阻塞或堵塞。噴墨式打印系統(tǒng)使用基于顏料的墨和基于染料的墨，并且雖然兩個(gè)類型的墨都存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但基于顏料的墨通常是優(yōu)選的。在基于染料的墨中，染料顆粒被溶解在液體中，因此墨趨向于更深地浸透到紙中。這使得基于染料的墨不那么高效且其可能隨著墨在圖像的邊緣處滲出而降低圖像質(zhì)量。相反，基于顏料的墨由墨載體和涂敷有分散劑的高濃度的不溶性顏料顆粒組成，所述分散劑使得顆粒能夠保持懸浮在墨載體中。這幫助顏料墨更多地停留在紙的表面上而不是浸透到紙中。因此顏料墨比染料墨更加高效，因?yàn)樾枰^少的墨在打印圖像中產(chǎn)生相同的色彩強(qiáng)度。顏料墨還趨向于比染料墨更加耐用和持久，因?yàn)楫?dāng)其遇到水時(shí)，其浸潤的比染料墨少。然而，基于顏料的墨的一個(gè)缺點(diǎn)是由于諸如長期儲(chǔ)存及其他環(huán)境極端條件的因素而可能在噴墨式打印頭中發(fā)生墨阻塞，這可能導(dǎo)致噴墨筆的不良的開箱即用性能。噴墨筆具有附著在一端處的打印頭，其在內(nèi)部被耦合到墨源。墨源可以被自包含在筆主體內(nèi)，或者其可以駐留于筆外面的打印機(jī)上，并且通過筆主體被耦合到打印頭。在長期儲(chǔ)存中，大顏料顆粒上的重力效應(yīng)和/或分散劑的退化可能引起顏料沉淀或粉碎，其稱為Pivs (顏料-墨載體分離)。顏料顆粒的沉淀或粉碎可以阻礙或完全阻擋墨流到打印頭中的激發(fā)腔和噴嘴，這可能導(dǎo)致打印頭的不良的開箱即用性能和降低的圖像質(zhì)量。諸如水和溶劑從墨的蒸發(fā)的其他因素也可能有助于PIVS和/或增加的墨粘度和粘性堵塞物形成，這可能降低開蓋性能并阻止在不使用時(shí)段之后的立即打印。解決諸如PIVS以及空氣和顆粒積聚的問題的傳統(tǒng)方法包括墨的噴吐、機(jī)械及其他外部泵以及熱噴墨式激發(fā)腔中的墨混合。然而，這些解決方案通常是麻煩、昂貴的且僅僅部分地解決噴墨問題。用于解決此類問題的更近技術(shù)涉及墨通過管芯上墨再循環(huán)的微循環(huán)。一個(gè)微再循環(huán)技術(shù)向噴嘴激發(fā)電阻器施加亞TOE (開啟能量)脈沖以在不激發(fā)(即，不開啟)噴嘴)的情況下引發(fā)墨再循環(huán)。該技術(shù)具有某些缺點(diǎn)，包括使墨粘到噴嘴層上的風(fēng)險(xiǎn)。另一微再循環(huán)技術(shù)包括管芯上墨再循環(huán)架構(gòu)，其實(shí)現(xiàn)輔助微氣泡泵以通過墨再循環(huán)來改善噴嘴可靠性。然而，這種技術(shù)的缺點(diǎn)是輔助泵產(chǎn)生噴嘴可靠性與噴嘴密度/分辨率之間的折衷，因?yàn)楸梅駝t可能充當(dāng)墨滴噴射元件。本公開的實(shí)施例一般地通過在流體噴射組件(S卩，打印頭)的規(guī)則或均勻間隔的液滴噴射熱噴墨腔之間放置不規(guī)則尺寸和/或形狀的輔助泵電阻器、從而保持流體噴射組件的噴嘴密度和原始噴嘴節(jié)距來對(duì)在先的微再循環(huán)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)。再循環(huán)通道內(nèi)的泵電阻器的不對(duì)稱定位產(chǎn)生使流體通過通道進(jìn)行循環(huán)的慣性機(jī)構(gòu)。公開的實(shí)施例解決了現(xiàn)在的打印頭IDS (墨輸送系統(tǒng))存在的顯著問題，諸如PIVS、空氣和顆粒積聚、短開蓋時(shí)間以及維修和準(zhǔn)備期間的高墨消耗，同時(shí)保持標(biāo)準(zhǔn)噴嘴節(jié)距和密度/分辨率。 在一個(gè)示例性實(shí)施例中，流體噴射組件包括流體槽和一組均勻間隔的液滴發(fā)生器。每個(gè)液滴發(fā)生器通過液滴發(fā)生器通道的第一末端被單獨(dú)地耦合到流體槽，并在液滴發(fā)生器通道的第二末端處被耦合到連接通道。設(shè)置在泵通道內(nèi)的泵位于兩個(gè)液滴發(fā)生器通道之間，并被配置成使流體從流體槽通過泵通道循環(huán)到連接通道中并通過液滴發(fā)生器通道返回到流體槽。在另一實(shí)施例中，使流體在流體噴射組件中循環(huán)的方法包括通過均等地位于 均勻間隔的液滴發(fā)生器之間的泵通道從流體槽泵送流體。流體從泵通道循環(huán)、通過連接通道并通過包括均勻間隔的液滴發(fā)生器中的一個(gè)的液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。在另一實(shí)施例中，流體噴射裝置包括流體噴射組件，所述流體噴射組件具有沿著流體槽均勻間隔開的具有設(shè)置的噴嘴密度的噴射噴嘴，以及流體泵，所述流體泵在兩個(gè)噴嘴之間的均勻空間中均等地定位，以使流體從流體槽循環(huán)至噴射噴嘴并返回至流體槽。流體噴射裝置還包括電子控制器以控制流體噴射組件中的液滴噴射和流體循環(huán)。說明性實(shí)施例
圖I示出了根據(jù)實(shí)施例的適合于結(jié)合如在本文中公開的流體噴射組件102的噴墨筆100的示例。在本實(shí)施例中，將流體噴射組件102公開為流體液滴噴射打印頭102。噴墨筆100包括筆盒主體104、打印頭102以及電接觸點(diǎn)106。打印頭102內(nèi)的單獨(dú)流體液滴發(fā)生器204 (例如，參見圖2)被在接觸點(diǎn)106處提供的電信號(hào)激勵(lì)以從所選噴嘴108噴射流體液滴。該流體可以是在打印過程中使用的任何適當(dāng)流體，諸如各種可打印流體、墨、預(yù)處理組合物、定影劑等。在某些示例中，該流體可以是除打印流體之外的流體。筆100可以在盒主體104內(nèi)包含其自己的流體源，或者其可以從諸如通過例如管被連接至筆100的流體儲(chǔ)存器的外部源(未示出)接收流體。一旦流體源被耗盡，包含其自己的流體源的筆100 —般是可任意處理的。圖2和3示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的流體噴射組件102 (打印頭102)的橫截面圖。圖2示出了通過液滴發(fā)生器和液滴發(fā)生器通道截取的流體噴射組件102的橫截面圖，而圖3示出了通過流體泵和泵通道截取的流體噴射組件102的橫截面圖。參考圖2和3，流體噴射組件102包括具有在其中形成的流體槽202的襯底200。流體槽202是延伸到圖2的平面中的細(xì)長槽，其與諸如流體儲(chǔ)存器的流體源(未示出)流體連通。一般地，來自流體槽202的流體基于由流體泵206引發(fā)的流動(dòng)通過液滴發(fā)生器204 (S卩，跨腔214)進(jìn)行循環(huán)。如圖2和3中的黑色方向箭頭所指示的，泵206通過流體再循環(huán)通道從流體槽202泵送流體。再循環(huán)通道在流體槽202處開始，并且首先穿過泵通道208行進(jìn)，泵通道208包含朝著再循環(huán)通道的起始點(diǎn)定位的泵206 (圖3)。再循環(huán)通道然后通過連接通道210 (圖2和3)繼續(xù)。再循環(huán)通道然后穿過液滴發(fā)生器通道212行進(jìn)，并且在返回到流體槽202時(shí)結(jié)束，液滴發(fā)生器通道212包含液滴發(fā)生器204 (圖2)。請(qǐng)注意，用圖3中的具有十字的圓圈(進(jìn)入平面的流動(dòng))和圖2中的具有點(diǎn)的圓圈(從平面出來的流動(dòng))來指示通過連接通道210的流動(dòng)方向。然而，這些流動(dòng)方向僅僅是以示例的方式示出的，并且在各種泵配置中且根據(jù)特定橫截面圖在哪里穿過流體噴射組件102截取，可以使該方向反向。再循環(huán)通道內(nèi)的流體泵206的精確位置可以略微改變，但是在任何情況下，其將相對(duì)于再循環(huán)通道的長度的中心點(diǎn)不對(duì)稱地定位。例如，再循環(huán)通道的近似中心點(diǎn)位于圖2和3的連接通道210中的某處，因?yàn)樵傺h(huán)通道在圖3的點(diǎn)“A”處的流體槽202中開始，延伸通過泵通道208、連接通道210以及液滴發(fā)生器通道212，并且然后返回在圖2的點(diǎn)“B”處的流體槽202中結(jié)束。因此，泵通道208中的流體泵206的不對(duì)稱位置在泵206與流體槽202之間產(chǎn)生再循環(huán)通道的短邊、以及延伸通過液滴發(fā)生器通道212返回至流體槽202的再循環(huán)通道的長邊。再循環(huán)通道的短邊處的流體泵206的不對(duì)稱位置是用于再循環(huán)通道內(nèi)的流體雙極性(diodicity)的基礎(chǔ)，其導(dǎo)致如圖2和3中以及下文討論的圖4_8中的黑色方向箭頭所指示的沿著朝向再循環(huán)通道的長邊的前向方向的凈流體流動(dòng)。 可以在流體槽202的兩側(cè)并沿著延伸到圖2的平面中的槽的長度均勻地布置(例如，相互等距地分開)液滴發(fā)生器204。然而，另外，在某些實(shí)施例中，在槽202的兩側(cè)的液滴發(fā)生器還可以具有不同的尺寸和/或間距。每個(gè)液滴發(fā)生器204包括噴嘴108、噴射腔214以及設(shè)置在腔214內(nèi)的噴射元件216。液滴發(fā)生器204 (S卩，噴嘴108、腔214以及噴射元件216)被組織成稱為基元的組，其中，每個(gè)基元包括其中每次激活不超過一個(gè)噴射元件216的一組相鄰噴射元件216?；ǔ０ㄒ唤M十二個(gè)液滴發(fā)生器204，但可以包括諸如六個(gè)、八個(gè)、十個(gè)、十四個(gè)、十六個(gè)等不同數(shù)目。噴射元件216可以是能夠進(jìn)行操作以通過對(duì)應(yīng)的噴嘴108噴射流體液滴的任何裝置，諸如熱敏電阻器或壓電致動(dòng)器。在所示的實(shí)施例中，噴射元件216和流體泵206是由襯底200的頂面上的氧化層218和施加于氧化層218的頂部上的薄膜疊層220形成的熱敏電阻器。薄膜疊層220 —般包括氧化層、限定噴射元件216和泵206的金屬層、導(dǎo)電跡線以及鈍化層。雖然作為熱敏電阻器元件來討論流體泵206，但在其他實(shí)施例中，其可以是各種類型的泵送元件中的任何一個(gè)，其可以被適當(dāng)?shù)夭渴鹪诹黧w噴射組件102的泵通道208內(nèi)。例如，在不同的實(shí)施例中，可能將流體泵206實(shí)現(xiàn)為壓電致動(dòng)器泵、靜電泵、電流體動(dòng)力泵等。在襯底200的頂面上還形成了用于選擇性地激活每個(gè)噴射元件216并用于激活流體泵206的附加集成電路222。附加電路222包括例如與每個(gè)噴射元件216相關(guān)聯(lián)的諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的驅(qū)動(dòng)晶體管。雖然每個(gè)噴射元件216具有專用驅(qū)動(dòng)晶體管以實(shí)現(xiàn)每個(gè)噴射元件216的單獨(dú)激活，但每個(gè)泵206通常不具有專用驅(qū)動(dòng)晶體管，因?yàn)楸?06 —般不需要被單獨(dú)地激活。相反，單個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管通常同時(shí)地對(duì)一組泵206進(jìn)行供電。流體噴射組件102還包括具有將襯底200與具有噴嘴108的噴嘴層226分離的壁和腔214的腔層224。圖4是根據(jù)本公開的實(shí)施例的示出了沿著流體槽202的側(cè)面的液滴發(fā)生器204的示例性布置的流體噴射組件102的部分底視圖。液滴發(fā)生器204 (噴嘴108)的布置表示具有十二個(gè)噴嘴108和六個(gè)小泵電阻器206的一個(gè)基元。因此，在本實(shí)施例中，每?jī)蓚€(gè)噴嘴108 (即每?jī)蓚€(gè)噴射元件216)存在一個(gè)泵電阻器206。如上所述，液滴發(fā)生器204內(nèi)的每個(gè)噴射元件216具有專用驅(qū)動(dòng)晶體管以實(shí)現(xiàn)噴射元件216的單獨(dú)激活，而單個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管通常同時(shí)地對(duì)一組泵206進(jìn)行供電。因此，單個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管可以對(duì)全部的六個(gè)泵206進(jìn)行供電，或兩個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管可以每個(gè)對(duì)泵206中的三個(gè)進(jìn)行供電等等。因此，圖4中所示的液滴發(fā)生器布置可以實(shí)現(xiàn)十三個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管、十四個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管等。在圖4中可以清楚地觀察到如上文所討論的由黑色方向箭頭所指示的流體再循環(huán)通道。來自流體槽202的流體基于由流體泵206引發(fā)的流動(dòng)而循環(huán)通過液滴發(fā)生器204。泵206通過流體再循環(huán)通道從流體槽202泵送流體。流體再循環(huán)通道一般在流體槽202處開始并首先穿過泵通道208行進(jìn)。再循環(huán)通道然后通過連接通道210繼續(xù)。再循環(huán)通道然后穿過一個(gè)或多個(gè)液滴發(fā)生器通道212行進(jìn)，每個(gè)液滴發(fā)生器通道212包含液滴發(fā)生器204。在再循環(huán)通道返回至流體槽202時(shí)再循環(huán)通道在液滴發(fā)生器通道212的槽末端處結(jié)束。如圖4所示，可以沿著流體槽202的長度均等地布置液滴發(fā)生器204 (噴嘴108)，或者其可以相互分開相等的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，噴墨筆100中的噴嘴108的密度是600NPCI (每列英寸的噴嘴)，其指示在沿著槽202的一側(cè)的列中布置了每英寸600個(gè)噴嘴。由于在流體槽202的每一側(cè)都存在列，所以一般將600 NPCI噴墨筆100視為1200像素筆 或1200 DPI (每英寸點(diǎn)數(shù))筆。圖4示出此類實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)微再循環(huán)通道的示例性尺寸。因此，在600 NPCI噴墨筆100中，用于均勻間隔的噴嘴108的噴嘴節(jié)距(即，噴嘴之間的中心到中心距離)可以為約42微米。利用寬22微米的液滴發(fā)生器通道212和噴嘴腔214，這使得10微米寬的泵通道208在不干擾噴嘴108的均勻性或密度的情況下相隔5微米均等地容納在液滴發(fā)生器通道212之間。泵電阻器206的形狀和尺寸被示為6 X 30微米，但是可以調(diào)整這些尺寸以實(shí)現(xiàn)期望的泵送效果，并且使泵206容納在不同的泵通道208尺寸內(nèi)。雖然公開實(shí)施例中的微再循環(huán)通道和泵的布置被示為和描述為可應(yīng)用于具有600 NPCK 1200DPI)噴嘴密度的噴墨筆100，但應(yīng)注意的是均等地在均勻間隔的液滴發(fā)生器204(噴嘴108)之間放置此類通道和泵考慮了具有較高噴嘴密度的噴墨筆100，例如，諸如1200 NPCI(2400DPI)。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言應(yīng)理解的是應(yīng)用于較高密度筆的此類布置與不斷改善的微制造技術(shù)相關(guān)。圖5-7示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的沿著流體槽202的側(cè)面具有液滴發(fā)生器204的各種示例性布置的流體噴射組件102的部分底視圖。在每個(gè)實(shí)施例中，液滴發(fā)生器204(噴嘴108)的布置表示具有十二個(gè)噴嘴108的一個(gè)基元。然而，泵電阻器206的數(shù)目及其在十二個(gè)噴嘴108之間的布置在不同的實(shí)施例之間變化。圖5的實(shí)施例包括用于每個(gè)噴嘴108或噴射兀件216的一個(gè)泵電阻器206。圖6的實(shí)施例包括用于每四個(gè)噴嘴108或噴射兀件216的一個(gè)泵電阻器206。圖7的實(shí)施例包括用于每六個(gè)噴嘴108或噴射兀件216的一個(gè)泵電阻器206。雖然每個(gè)噴射元件216具有專用驅(qū)動(dòng)晶體管(FET)以實(shí)現(xiàn)噴射元件216的單獨(dú)激活，但在圖5-7的每個(gè)實(shí)施例中，單個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管可以同時(shí)地對(duì)整組的泵206進(jìn)行供電，或者不止一個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管每個(gè)可以同時(shí)地對(duì)泵206的子集進(jìn)行供電。因此，圖5-7所示的液滴發(fā)生器布置可以實(shí)現(xiàn)少到十三個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管，或者在極端情況下，多到二十四個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管。在后一種情況下，可以使用不同尺寸的FET (即，占用襯底上的不同空間量)。例如，可以將較小的FET用于泵206，而可以將較大的FET用于噴射元件216。在圖5_7中所示的每個(gè)實(shí)施例中，來自流體槽202的流體基于由流體泵206引發(fā)的流動(dòng)沿著再循環(huán)通道通過液滴發(fā)生器204進(jìn)行循環(huán)。用黑色方向箭頭來指示流體再循環(huán)通道，并且其一般在流體槽202處開始。每個(gè)再循環(huán)通道首先穿過泵通道208行進(jìn)且然后通過連接通道210繼續(xù)。再循環(huán)通道然后穿過液滴發(fā)生器通道212行進(jìn)，每個(gè)通道212包含液滴發(fā)生器204。在再循環(huán)通道返回至流體槽202時(shí)每個(gè)再循環(huán)通道在液滴發(fā)生器通道212的槽末端處結(jié)束。在圖5-7所示的每個(gè)實(shí)施例中，液滴發(fā)生器204 (噴嘴108)被沿著流體槽202的長度均等地布置，或者是相互分開相等的距離。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，噴墨筆100中的噴嘴108的密度是600NPCI (每列英寸的噴嘴)，其指示在沿著槽202的一側(cè)的列中布置了每英寸600個(gè)噴嘴。用于均勻間隔的噴嘴108的600 NPCI噴墨筆100中的標(biāo)準(zhǔn)噴嘴節(jié)距(即，噴嘴之間的中心到中心距離)為約42微米。利用寬22微米的液滴發(fā)生器通道212和噴嘴腔214，10微米寬的泵通道208可以在不干擾噴嘴108的均勻性或密度的情況下相隔5微米均等地容納在液滴發(fā)生器通道212之間。圖5-7中所示的實(shí)施例圖示出液滴發(fā)生器204 (噴嘴108)和泵電阻器206的多個(gè)可能布置，泵電阻器206被均等地間隔開，使得其使得能夠在不干擾噴嘴108的均勻性或密度的情況下實(shí)現(xiàn)流體再循環(huán)。圖8示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的具有擁有可變液滴發(fā)生器通道212寬度(S卩，可變噴嘴通道寬度)的液滴發(fā)生器204的示例性布置的流體噴射組件102的部分底視圖。本 實(shí)施例中的液滴發(fā)生器204和泵206是以與上文所討論的圖7實(shí)施例類似的方式布置的。因此，液滴發(fā)生器204 (噴嘴108)的布置表示具有十二個(gè)噴嘴108的基元，并且存在用于每六個(gè)噴嘴108或噴射元件216的一個(gè)泵電阻器206。此外，噴嘴108的密度是600 NPCI且噴嘴節(jié)距為約42微米，如在前述示例中那樣。一般地，隨著泵206使流體通過若干液滴發(fā)生器通道212再循環(huán)，諸如在圖7中，最接近于泵通道208的液滴發(fā)生器通道212接收最大的流體流，而最遠(yuǎn)離泵通道208的液滴發(fā)生器通道212接收最低的流體流。因此，流體再循環(huán)可能不是均勻通過所有液滴發(fā)生器208。此類流體流動(dòng)差異可以導(dǎo)致在更接近于泵206的噴嘴108與更遠(yuǎn)離泵206的噴嘴108之間產(chǎn)生的液滴的質(zhì)量變化。圖8所示的示例性實(shí)施例通過基于液滴發(fā)生器通道與泵通道208的距離來改變液滴發(fā)生器通道212的寬度來補(bǔ)救此潛在的再循環(huán)流動(dòng)差異。更具體地，液滴發(fā)生器通道寬度隨著液滴發(fā)生器通道212變得更遠(yuǎn)離泵通道208而增加，并且其隨著液滴發(fā)生器通道212變得更接近于泵通道208而減小。最接近于泵通道208的液滴發(fā)生器通道212的較窄寬度限制通過更接近的液滴發(fā)生器通道212的流體流動(dòng)，而更遠(yuǎn)離泵通道208的液滴發(fā)生器通道212的較寬寬度增加通過更遠(yuǎn)的液滴發(fā)生器通道212的流體流動(dòng)。因此，液滴發(fā)生器通道212的隨著通道212變得更接近于泵通道208而越來越窄的寬度趨向于產(chǎn)生通過所有液滴發(fā)生器通道212的更均勻的流體循環(huán)流動(dòng)。一般地，可以用各種裝置來實(shí)現(xiàn)此類流動(dòng)均化，其一起控制再循環(huán)通道的流體阻力以與通道長度成比例且與通道橫截面相反。可以增加一般從液滴噴射元件216延伸至再循環(huán)泵206的再循環(huán)通道的流體阻力以便減小再循環(huán)流速，并且減小該流體阻力以實(shí)現(xiàn)增加的流速?？梢酝ㄟ^減小通道長度和/或通過增加通道橫截面來減小再循環(huán)通道內(nèi)的流體阻力?？梢允褂猛ǖ缹挾群屯ǖ郎疃榷邅砜刂仆ǖ罊M截面。因此，可以通過增加通道寬度和/或增加通道深度來減小流體阻力?，F(xiàn)在將描述使流體通過流體噴射組件循環(huán)的方法。該方法是根據(jù)本公開的實(shí)施例的，并且與上文相對(duì)于圖1-8中的圖示所討論的流體噴射組件102的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)。該方法包括通過位于均勻間隔的液滴發(fā)生器之間的泵通道從流體槽泵送流體?？梢詫⒃摫猛ǖ谰鹊囟ㄎ挥诰鶆蜷g隔的液滴發(fā)生器之間。該泵送可以包括激活不對(duì)稱地位于再循環(huán)通道內(nèi)的熱敏電阻器泵(或某種其他類型的泵機(jī)構(gòu))，其中，再循環(huán)通道包括泵通道、連接通道以及液滴發(fā)生器通道。激活熱敏電阻器泵可以包括用單個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管同時(shí)地驅(qū)動(dòng)多個(gè)熱敏電阻器泵。該方法還包括使流體從泵通道循環(huán)通過連接道道，并通過包括均勻間隔的液滴發(fā)生器中的一個(gè)的液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。該循環(huán)可以包括使流體從泵通道循環(huán)通過連接通道并通過每個(gè)包括均勻間隔的液滴發(fā)生器的多個(gè)液滴發(fā)生器通道而返回至流體槽。該循環(huán)可以包括使流體從泵通道循環(huán)通過連接通道并通過具有變化流體阻力的多個(gè)液滴發(fā)生器通道返回至流體槽?？梢酝ㄟ^改變通道長度(即，較長通道具有較大的流體阻力，并且較短通道具有較小的流體阻力)和通道橫截面(較大的橫截面具有較小的流體阻力且較小的橫截面具有較大的流體阻力)來實(shí)現(xiàn)液滴發(fā)生器通道中的變化的流體阻力?？梢杂猛ǖ缹挾群屯ǖ郎疃葋碚{(diào)整通道橫截面。圖9示出了根據(jù)本公開的實(shí)施例的基本流體噴射裝置的方框圖。流體噴射裝置900包括電子控制器902和流體噴射組件102。流體噴射組件102可以是本公開所述、所示和/或所設(shè)想的流體噴射組件102的任何實(shí)施例。電子控制器902通常包括處理器、固件以及用于與流體噴射組件102通信并控制流體噴射組件102以便以精確的方式噴射流體小·液滴的其他電子裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，流體噴射裝置900是噴墨式打印裝置。照此，流體噴射裝置900還可以包括用以向流體噴射組件102供應(yīng)流體的流體/墨源和組件904、用以提供用于接收噴射的流體小液滴的圖案的介質(zhì)的介質(zhì)傳送組件906以及電源908。一般地，電子控制器902從諸如計(jì)算機(jī)的主機(jī)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)910。數(shù)據(jù)910表示例如要打印的文檔和/或文件并形成包括一個(gè)或多個(gè)打印作業(yè)命令和/或命令參數(shù)的打印作業(yè)。根據(jù)數(shù)據(jù)910，電子控制器902定義形成字符、符號(hào)和/或其他圖形或圖像的要噴射液滴的圖案。
權(quán)利要求
1.一種流體噴射組件，包括 流體槽； 一組均勻間隔的液滴發(fā)生器，每個(gè)液滴發(fā)生器通過液滴發(fā)生器通道的第一末端被單獨(dú)地耦合到流體槽并在液滴發(fā)生器通道的第二末端處被耦合到連接通道； 泵，其被設(shè)置在位于兩個(gè)液滴發(fā)生器通道之間的泵通道內(nèi)，該泵被配置成將流體從流體槽、通過泵通道循環(huán)到連接通道中并通過液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。
2.如權(quán)利要求I所述的流體噴射組件，其中，所述泵不對(duì)稱地位于包括泵通道、連接通道以及液滴發(fā)生器通道的再循環(huán)通道內(nèi)。
3.如權(quán)利要求I所述的流體噴射組件，還包括設(shè)置在相應(yīng)的泵通道內(nèi)的多個(gè)泵，每個(gè)泵通道通過相應(yīng)的連接通道被耦合到多個(gè)液滴發(fā)生器通道，每個(gè)泵將流體從流體槽循環(huán)通過相應(yīng)泵和連接通道并通過相應(yīng)的多個(gè)液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。
4.如權(quán)利要求3所述的流體噴射組件，還包括 噴射驅(qū)動(dòng)晶體管，用以驅(qū)動(dòng)與每個(gè)液滴發(fā)生器相關(guān)聯(lián)的單個(gè)噴射元件；以及 泵驅(qū)動(dòng)晶體管，用以同時(shí)地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)泵。
5.如權(quán)利要求4所述的流體噴射組件，還包括用以驅(qū)動(dòng)每個(gè)泵的單獨(dú)泵驅(qū)動(dòng)晶體管。
6.如權(quán)利要求I所述的流體噴射組件，其中，更遠(yuǎn)離泵通道的液滴發(fā)生器通道的橫截面尺寸大于更接近于泵通道的液滴發(fā)生器通道的橫截面尺寸，從而引起更遠(yuǎn)離泵通道的液滴發(fā)生器通道中的較小流體阻力。
7.如權(quán)利要求I所述的流體噴射組件，還包括再循環(huán)通道，該再循環(huán)通道包括 泵通道； 連接通道；以及 液滴發(fā)生器通道。
8.—種使流體在流體噴射組件中循環(huán)的方法，包括 通過位于均勻間隔的液滴發(fā)生器之間的泵通道從流體槽泵送流體；以及使流體從泵通道循環(huán)通過連接通道并通過包括均勻間隔的液滴發(fā)生器中的一個(gè)的液滴發(fā)生器通道返回到流體槽。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，使流體循環(huán)包括使流體從泵通道循環(huán)通過連接通道并通過每個(gè)包括均勻間隔的液滴發(fā)生器的多個(gè)液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，使流體循環(huán)包括使流體從泵通道循環(huán)通過連接通道并通過具有變化流體阻力的多個(gè)液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，使流體循環(huán)通過具有變化流體阻力的液滴發(fā)生器通道包括使流體循環(huán)通過具有選自由以下各項(xiàng)組成的組中的變化尺寸的液滴發(fā)生器通道 通道長度；以及 通道橫截面。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，泵送包括激活不對(duì)稱地位于再循環(huán)通道內(nèi)的熱敏電阻器泵，該再循環(huán)通道包括泵通道、連接通道以及液滴發(fā)生器通道。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，激活熱敏電阻器泵包括用單個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管來同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)熱敏電阻器泵。
14.一種流體噴射裝置，包括 流體噴射組件，其具有沿著流體槽均勻間隔的具有設(shè)定噴嘴密度的噴射噴嘴、以及位于兩個(gè)噴嘴之間的均勻空間中以使流體從流體槽循環(huán)至噴射噴嘴并返回至流體槽的流體栗；以及 電子控制器，其控制流體噴射組件中的液滴噴射和流體循環(huán)。
15.如權(quán)利要求14所述的流體噴射裝置，還包括 再循環(huán)通道，其具有朝著該通道的起始點(diǎn)不對(duì)稱地定位的流體泵。
全文摘要
流體噴射組件包括流體槽以及一組均勻間隔的液滴發(fā)生器，其中，每個(gè)液滴發(fā)生器通過液滴發(fā)生器通道的第一末端被單獨(dú)耦合到流體槽并在液滴發(fā)生器通道的第二末端處被耦合到連接通道。該流體噴射組件包括設(shè)置在位于兩個(gè)液滴發(fā)生器通道之間的泵通道內(nèi)的泵，該泵被配置成使流體從流體槽通過泵通道循環(huán)至連接通道中并通過液滴發(fā)生器通道返回至流體槽。
文檔編號(hào)B41J2/14GK102971150SQ201080068023
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月11日
發(fā)明者A.戈夫雅迪諾夫, P.科爾尼洛維奇, E.D.托爾尼埃寧, D.P.馬克爾 申請(qǐng)人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)