专利名称：流体喷射装置的制作方法
背景作为流体喷射系统的一个实施例，喷墨打印系统可包括打印头、为打印头供应液体墨水的墨水源，以及控制打印头的电子控制器。作为流体喷射装置的一个实施例，打印头通过多个喷嘴或喷孔将墨滴朝着打印介质例如纸张的方向喷射，从而打印在打印介质上。这些喷孔通常设置成一列或多列或阵列的形式，使得当打印头和打印介质彼此相对移动时，从这些喷孔中按正确顺序喷射出的墨水可使字符或其它图像打印在打印介质上。
当从打印头喷射出来时，墨滴本身可能会影响打印图像的打印质量。这是因为喷射墨滴并不总是单一圆形(球形)的墨滴。例如，喷射的墨滴可包括在喷射期间断开的尾部，其形成与主墨滴分离的更小墨滴。这些更小的墨滴，如果足够小并且从主墨滴中分离出来，那么就可能落于介质上的主墨滴附近，并根据其尺寸、数量和/或离主墨滴的距离而造成溅射即不规则性、取决于打印方向(例如从左至右和从右至左)的光密度变化、对比度损耗和/或清晰度损耗。因此，这种溅射可能降低打印质量。
另外，墨滴喷射频率也可能造成溅射和边缘参差不齐。在高的频率下，发射室的设计不足以补充损耗的喷射墨滴体积，发射室只是进行部分填充，从而导致更小墨滴体积的墨滴。相反地，发射室可能在第一滴和后续的墨滴喷射之后装得太满而溢出少量墨滴，从而导致更大墨滴体积的墨滴。因此，根据墨滴的质量，墨滴的形状可能会变化，并具有非所需的轨迹。这些非所需的轨迹可能造成奇怪形状的墨滴在先前墨滴之前滴落，并造成边缘参差不齐，或断裂成较小的墨滴，且造成溅射。这又降低了打印质量。边缘参差不齐还可能是由于介质上吸墨而造成的，这可能与墨水的性质相关联。出于这些以及其它原因，存在着对本发明的需求。
概要本发明的一个方面在于提供了一种流体喷射装置，其包括腔室，各自与腔室相通的第一流体通道和第二流体通道，沿着第一流体通道延伸的第一半岛状部分和沿着第二流体通道延伸的第二半岛状部分，在第一半岛状部分和腔室之间延伸的第一侧壁，以及在第二半岛状部分和腔室之间延伸的第二侧壁。第一侧壁定向在相对于腔室的第一角度上，而第二侧壁定向在相对于腔室的第二角度上，使得第二角度不同于第一角度。
本发明的另一方面提供了一种流体喷射装置，其包括腔室，各自与腔室相通的第一流体通道和第二流体通道，以及将第一流体通道与第二流体通道分开的岛状体。这种岛状体是大致矩形的，并且具有沿着第一流体通道的第一倒角以及沿着第二流体通道的第二倒角，使得第一倒角定向在第一角度上，而第二倒角定向在与第一角度不同的第二角度上。
附图简介
图1是框图，其显示了根据本发明的喷墨打印系统的一个实施例。
图2是示意性的截面图，其显示了根据本发明的流体喷射装置的一部分的一个实施例。
图3是平面图，其显示了根据本发明的流体喷射装置一部分的一个图4是表，其显示了用于根据本发明的流体喷射装置一个实施例的参数的典型尺寸和典型尺寸范围的一个实施例。
图5是平面图，其显示了根据本发明的包括多个墨滴喷射元件的流体喷射装置的一个实施例。
图6是平面图，其显示了根据本发明的包括两列墨滴喷射元件的流体喷射装置的一个实施例。
图7是曲线图，其显示了从根据本发明的流体喷射装置中所喷射出的墨滴的墨滴重量相对于流体粘度的一个实施例。
图8是曲线图，其显示了从根据本发明的流体喷射装置中所喷射出的墨滴的墨滴喷射频率相对于流体粘度的一个实施例。
图9是曲线图，其显示了从根据本发明的流体喷射装置中所喷射出的墨滴的墨滴重量相对于墨滴喷射频率的一个实施例。
详细描述在下面的详细说明中，应参考构成本文的一个部分的附图，并且在附图中显示了可能应用本发明的特殊实施例。就此而言，诸如“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“最前”、“尾部”等方向用语的使用参考附图中所述的方向。因为本发明实施例的各组成部分可以定位在许多不同的方向上，所以使用方向用语的目的是为了说明附图，决不起限定作用。应该懂得，可能还会有其它的实施例，并在结构或逻辑上可进行一些不超出本发明范围的变动。因此，对下面的详细描述不应视为具有限制性，本发明的范围由所附权利要求书来确定。
图1显示了根据本发明的喷墨打印系统10的一个实施例。喷墨打印系统10构成了一个流体喷射系统的实施例，其包括一种流体喷射装置如打印头组件12，以及一个流体供应组件如供墨组件14。在图示的实施例中，喷墨打印系统10还包括安装组件16，介质输送组件18和电子控制器20。
打印头组件12作为流体喷射组件的一个实施例，根据本发明的一个实施例构成，可以通过大量的喷孔或喷嘴13喷射出包括一种或多种彩色墨在内的墨滴。当下面的详细说明涉及从打印头组件12中喷墨时，可以理解，还可从打印头组件12喷射出其它的液体、流体或可流动的物质。
在一个实施例中，墨滴被导向介质，如打印介质19，以便在打印介质19上打印。典型地，喷嘴13设置成一个或多个列或阵列的排列，使得一个实施例中的喷嘴13按正确的顺序喷射墨滴，结果使字符、符号和/或其它图表、图像随着打印头组件12和打印介质19相对移动而被打印在打印介质19上。
打印介质19包括例如纸、卡片纸、信封、标签、幻灯片、聚脂薄膜、织物等。在一个实施例中，打印介质19是一种连续形式或连续卷筒的打印介质19。因此，打印介质19可以包括连续的未打印的卷筒纸。
供墨组件14作为流体供应组件的一个实施例，为打印头组件12供墨，并包括用于储墨的储器15。这样，墨水从储器15流到打印头组件12。在一个实施例中，供墨组件14和打印头组件12形成一个循环的送墨系统。这样，墨水从打印头组件12流回储器15。在一个实施例中，打印头组件12和供墨组件14一起被容纳在喷墨盒或射流盒或墨笔中。在另一个实施例中，供墨组件14与打印头组件1225是分开的，并通过接口连接件如供给管(未显示)而向打印头组件12供应墨水。
安装组件16将打印头组件12相对于介质输送组件18定位，介质输送组件18确定打印介质19相对于打印头组件12的位置。这样，就在打印头组件12和打印介质19之间的一个区域内限定了与喷嘴13相邻的打印区17，打印头组件12在打印区17中沉积墨滴。在打印过程中，打印介质19通过介质输送组件18被向前传送通过打印区17。
在一个实施例中，打印头组件12是一种扫描型的打印头组件，当在打印介质19上打印一行时，安装组件16使打印头组件12相对于介质输送组件18和打印介质19而移动。在另一个实施例中，打印头组件12是一种非扫描型的打印头组件，当在打印介质19上打印一行时，安装组件16将打印头组件12固定在规定的相对于介质输送组件18的位置上，同时介质输送组件18将打印介质19向前传送通过该规定的位置。
电子控制器20与打印头组件12、安装组件16以及介质输送组件18通信。电子控制器20从主机系统如计算机中接收数据21，并包括用于临时存储数据21的存储器，通常数据21通过电子、红外、光或其它信息传输通路而传送至喷墨打印系统10。例如，数据21可以是待打印的文件和/或文档。这样，数据21就形成了用于喷墨打印系统10的打印作业，它包括一条或多条打印作业指令和/或指令参数。
在一个实施例中，电子控制器20提供了对打印头组件12的控制，其中包括对从喷嘴13喷射墨滴的定时控制。这样，电子控制器20就确定了喷射墨滴的模式，所述墨滴可以在打印介质19上形成字符、符号、和/或其它图表或图像。因此，定时控制和由此限定的墨滴喷射模式通过打印作业指令和/或指令参数来确定。在一个实施例中，构成电子控制器20一部分的逻辑和驱动电路定位在打印头组件12上。在另一个实施例中，构成电子控制器20一部分的逻辑和驱动电路定位在打印头组件12之外。
图2显示了打印头组件12一部分的一个实施例。打印头组件12作为流体喷射组件的一个实施例，而包括一排墨滴喷射元件30。墨滴喷射元件30在衬底40上形成，衬底上设有流体(或墨水)进给槽42。这样，流体进给槽42为墨滴喷射元件30提供流体(或墨水)。
在一个实施例中，各墨滴喷射元件30包括薄膜结构50、阻挡层60、喷孔层70以及墨滴发生器80。薄膜结构50具有与衬底40的流体进给槽42相通的流体(或墨水)进给孔52，阻挡层60具有流体喷射腔室62和成形于喷射腔室62中的一个或多个流体通道64，因此，流体喷射腔室62通过流体通道64而与流体进给孔52相通。
喷孔层70具有前面72和成形于前面72上的喷孔或喷嘴孔74。喷孔层70在阻挡层60上延伸，使得喷嘴孔74与流体喷射腔室62相通。在一个实施例中，墨滴发生器80包括电阻器82。电阻器82定位在流体喷射腔室62中，并且通过导线84而与驱动信号和接地电联接。
虽然阻挡层60和喷孔层70显示为分开的层，但是在其它实施例中，阻挡层60和喷孔层70可成形为单个材料层，在这单个层上形成流体喷射腔室62，流体通道64和/或喷嘴孔74。另外，在一个实施例中，流体喷射腔室62的部分、流体通道64和/或喷嘴孔74可在阻挡层60和喷孔层70之间共用或在这两者上形成。
在一个实施例中，在操作期间，流体经由流体进给孔52和一个或多个流体通道64而从流体进给槽42流到流体喷射腔室62中。喷嘴孔74与电阻器82操作式地相关联，使得当接通电阻器82时，流体墨滴通过喷嘴孔74(例如基本上垂直于电阻器82的平面)而从流体喷射腔室62喷向打印介质。
可通过发送电流通过电阻器82来接通电阻器82。通过在一段时间内对电阻器施加固定的电压，来控制施加在电阻器上的能量。在一个实施例中，施加在电阻器上的能量如以下方程式所示能量＝((V×V)×t)/R其中V是所施加的电压，R是电阻器的电阻，t是脉冲持续时间。通常，该脉冲是矩形脉冲。
在一个实施例中，电阻器82连接在开关上，开关则串联在电源上。在一个实施例中，电阻器82是分开式电阻器(split rcsistor)，其两个支脚是串联的。然而，也可利用其它的配置。在一个典型的实施例中，电阻器的总电阻大约为125欧姆。
在一个实施例中，用于形成完整墨滴的最小能量大约为2.5微焦耳。在一个实施例中，为了确保稳定的操作，施加了相对于最小能量大约超过25％至50％的能量。例如，在这个实施例中，对于15伏电源和125欧姆电阻器而言，这对于大约超过25％的能量需转换大约1.7微秒。然而，如果电路中的其它电子元件可承受其它电压而不发生故障，那么也可施加脉冲宽度有相应变化的其它电压。在一个实施例中，将发射室中的流体预热到大约45℃，以适应环境条件的变化。
在一个实施例中，打印头组件12是完全集成的热喷墨打印头。这样，衬底40由例如硅、玻璃，或稳定的聚合物组成，而薄膜结构50包括一层或多层由例如二氧化硅、碳化硅、氮化硅、钽、多晶硅玻璃或其它材料组成的钝化层或绝缘层。薄膜结构50还包括限定了电阻器82和导线84的传导层。传导层由例如铝、金、钽、钽-铝或者其它金属或金属合金组成。另外，阻挡层60由例如可光成像的环氧树脂如SU8组成，喷孔层70由一层或多层材料组成，包括例如金属材料，如镍、铜、铁/镍合金、钯、金或铑。然而，其它材料也可用于阻挡层60和/或喷孔层70。
图3显示了流体喷射装置、一部分、例如打印头12的一个实施例，其中去除了喷孔层。流体喷射装置100包括流体喷射腔室110以及流体通道120和122。在一个实施例中，流体喷射腔室110包括端壁112和相对的侧壁114和116。这样，一般由端壁112和相对的侧壁114和116限定了流体喷射腔室110的边界。在一个实施例中，侧壁114和116定向成基本上彼此平行。
流体通道120和122与流体喷射腔室110相通，并从流体进给槽124(图中只显示了其一边)将流体供应到流体喷射腔室110中。作为墨滴发生器一个实施例的电阻器130定位在流体喷射腔室110中，从而如上所述通过接通启动电阻器130而从流体喷射腔室110中喷射出流体墨滴。这样就限定了流体喷射腔室110的边界，使得其围绕或包围电阻器130。在一个实施例中，电阻器130包括分开式电阻器。然而，电阻器130包括单个电阻器或多个分开式电阻器也属于本发明的范围内。
在一个实施例中，半岛状部分140沿着流体通道120延伸，而半岛状部分142沿着流体通道122延伸。另外，侧壁150在半岛状部分140和流体喷射腔室110之间延伸，而侧壁152在半岛状部分142和流体喷射腔室110之间延伸。此外，在一个实施例中，岛状体160将流体通道120和122分开。这样，流体通道120的边界就由半岛状部分140、侧壁150和岛状体160限定，而流体通道122的边界由半岛状部分142、侧壁152和岛状体160限定。因此，半岛状部分140和142延伸出并在三面被流体包围，而岛状体160在所有的面上被流体包围。
在一个实施例中，相应流体通道120和122的侧壁150和152各自相对于流体喷射腔室110、更具体而言相对于流体喷射腔室110的相应侧壁114和116，而定向成一定的角度。另外，半岛状部分140和142各自定向成与流体喷射腔室110相应侧壁114和116基本上平行。在一个实施例中，流体通道120的侧壁150相对于流体喷射腔室110的侧壁114定向在角度154上，而流体通道122的侧壁152相对于流体喷射腔室110的侧壁116定向在角度156上。在一个实施例中，角度156小于角度154。这样，由于角度154和156不同，流体通道120和122与流体喷射腔室110的不同区域相通，并以不同的流体流率为流体喷射腔室110的不同区域供应流体。
在一个实施例中，岛状体160在形状上通常是矩形的，并具有侧边161，162，163和164。在一个实施例中，侧边161定向成与流体进给槽124基本平行，相对的侧边163定向成与流体喷射腔室110的端壁112基本平行，侧边162定向成与半岛状部分140基本平行，而相对的侧边164定向成与半岛状部分142基本平行。
在一个实施例中，岛状体160具有倒角166和168。倒角166设于相邻侧边162和163之间，而倒角168设于相邻侧边163和164之间。在一个实施例中，倒角166定向成与流体通道120的侧壁150基本平行，而倒角168定向成与流体通道122的侧壁152基本平行。这样，由于侧壁150和152定向在不同的角度154和156上，并且倒角166和168定向成与侧壁150和152基本平行，因此，倒角166和168就定向在不同的角度上。因而，在一个实施例中，岛状体160是不对称的。
在一个实施例中，如图3中所示和图4的表所示，流体喷射装置100的各种参数选定成可优化或改进流体喷射装置100的性能，例如减少溅射或提高墨滴体积和/或墨滴形状的一致性。例如，可优化相应流体通道120和122的组合宽度W1和W2，流体通道120和122的长度L，以及流体通道120和122的角度154和156。另外，还可以优化半岛状部分140和142的长度l和岛状体160的宽度w。在一个实施例中，如上所述，电阻器130包括分开式电阻器。这样，就可优化电阻器130各部分的长度lr和宽度wr。另外，还优化了电阻器130与流体喷射腔室110的端壁112之间的间隙c。
在一个实施例中，在岛状体160的相应侧边162及164与半岛状部分140及142之间测量流体通道120和122的相应宽度W1和W2，并且在岛状体160的相应倒角166及168与侧壁150及152之间测量相应的宽度W1和W2。这样，宽度W1和W2代表了流体通道120和122的最小宽度。在一个实施例中，流体通道120和122沿着相应半岛状一部分140和142部分的宽度W1和W2和沿着相应侧壁150和152的宽度W1和W2是基本上恒定的。在一个实施例中，在流体喷射腔室110和岛状体160的末端之间测量流体通道120和122的长度L。这样，长度L就代表流体通道120和122的最小长度。
在一个实施例中，流体喷射腔室110的填充速率与用于流体的流体通道的横截面积直接成正比例。流体通道的横截面积由流体通道的高度或深度以及流体通道的宽度来确定。这样，在一个实施例中，流体通道的横截面积在形状上是大致矩形的。然而，流体通道的横截面积也可以是其它的形状。
虽然流体通道120和122的相应宽度W1和W2显示为基本上彼此相等，但是，在其它实施例中，流体通道120和122的相应的宽度W1和W2可彼此相对地发生变化。更具体地说，流体通道120和122的总截面积可优化，使得流体通道120和122的相应宽度W1和W2彼此相对地发生变化。这样，流体通道120和122的组合宽度(W1+W2)就得以优化。因此，对通过流体通道120和122的流体流的总阻抗就保持相同。
在一个实施例中，对经过流体通道120和122进入流体喷射腔室110的流体流的总阻抗进行优化，从而可避免流体喷射腔室110装填得过满。这样，就优化了流体喷射装置100，以便在所需的操作范围内使流入流体喷射腔室110的流体流保持大致恒定的阻抗。在一个典型的实施例中，优化流体喷射装置100，以便在高达至少大约18千赫兹的操作范围内使流入流体喷射腔室110的流体流保持大致恒定的阻抗。
在一个实施例中，流体喷射装置100的流体喷射腔室110和流体通道120和122形成于阻挡层、例如阻挡层60(图2)中。这样，半岛状部分140和142、侧壁150和152以及岛状体160都由阻挡层的材料组成。另外，其中形成了喷孔的喷孔层，例如喷孔层70和喷孔74(图2)在阻挡层之上延伸。这样，在一个实施例中，如图4的表所示，阻挡层的厚度T、以及喷孔层的厚度t和喷孔层的喷孔直径d也得以优化。在一个实施例中，阻挡层的厚度T确定了流体喷射腔室110和流体通道120和122的高度或深度。因而，通过优化流体喷射装置100的选择参数，如上所述，就可优化供给至流体喷射腔室110的流体体积和/或流率。
在一个实施例中，如图5中所示，流体喷射装置100包括多个墨滴喷射元件102。各墨滴喷射元件102包括相应的流体喷射腔室110、电阻器130和流体通道120，122。在一个实施例中，墨滴喷射元件102设置成基本上形成了一列墨滴喷射元件。
在一个实施例中，墨滴喷射元件102彼此交错地设置在相应的行列中。更具体地说，在墨滴喷射元件102的列中，相应的流体喷射腔室110与流体进给槽124的边缘126之间的距离有所变化。例如，一个墨滴喷射元件102的流体喷射腔室110与边缘126间隔开一段距离D1，另一墨滴喷射元件102的流体喷射腔室110与边缘126间隔开一段距离D2，又一墨滴喷射元件102的流体喷射腔室110与边缘126间隔开一段距离D3，并且还有另一墨滴喷射元件102的流体喷射腔室110与边缘126间隔开一段距离D4。在一个实施例中，距离D1大于距离D2，距离D2大于距离D3，而距离D3大于距离D4。这样，墨滴喷射元件102就与流体进给槽124间隔开可变的距离。
在一个实施例中，如图5所示，多个墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142的末端基本上是对齐的。这样，在用于墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142与流体进给槽124的边缘126之间的距离基本上是恒定的。因而，为了适应墨滴喷射元件102相对于边缘126的交错排列以及半岛状部分140和142与边缘126对准的要求，多个墨滴喷射元件102中每一个的相应半岛状部分140和142的长度是可变的。
例如，在一个实施例中，一个墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142具有长度l1，另一墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142具有长度l2，又一墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142具有长度l3，还有一个墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142具有长度l4。在一个实施例中，长度l1大于长度l2，长度l2大于长度l3，且长度l3大于长度l4。在一个典型的实施例中，用于墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142的长度在大约30微米至大约52微米的范围内。通过使墨滴喷射元件102的半岛状部分140和142与流体进给槽124的边缘126对准，就可减少相邻流体喷射腔室102之间的串扰。
如图6的实施例中所示，墨滴喷射元件102的两列104和106设置在流体进给槽124的相对两侧。除了相应的流体喷射腔室110、电阻器130和流体通道120和122之外，各墨滴喷射元件102还包括与各自流体喷射腔室110相通的相应喷孔170。在一个实施例中，列104和106彼此相对地交错设置(例如相对于该图垂直)，使得列104的相应墨滴喷射元件102的流体喷射腔室的中心例如大致定位在列106的对应墨滴喷射元件102的两个流体喷射腔室的中心之间。可以理解，在图6中，流体进给槽124的宽度与墨滴喷射元件102的列104和106之间间距的相对比例仅仅是用于举例说明性的目的。
在一个实施例中，墨滴喷射元件102的喷孔170相对于相应流体喷射腔室110的中心有所偏移。更具体地说，在一个实施例中，喷孔170朝向或远离流体进给槽124偏移。例如，如图6的实施例中所示，列104的相应墨滴喷射元件102的喷孔170与列106的相应墨滴喷射元件102的喷孔170各自朝向流体进给槽124偏移。在一个典型的实施例中，中心喷孔170相对于相应流体喷射腔室110的中心而偏移了一段大约+/-2微米的距离。
在一个实施例中，除了优化流体喷射装置100的参数之外，如上所述，还可优化流体喷射装置100所喷射的流体的性质，以便优化流体喷射装置100的性能。在一个实施例中，例如，可优化流体喷射装置100所喷射的流体的表面张力、粘度和/或pH值，以便优化流体喷射装置100的性能，包括优化流体喷射装置100所喷射墨滴的墨滴重量以及流体喷射装置100的频率响应特性。在一个典型的实施例中，流体喷射装置100所喷射的流体的表面张力在大约42达因/厘米至大约48达因/厘米的范围内，流体喷射装置100所喷射的流体的粘度在大约2.2厘泊至大约3.2厘泊的范围内，并且流体喷射装置100所喷射的流体的pH值在大约7.8至大约8.4范围内，其中，表面张力、粘度和pH值是在大约25℃的温度下测量的。
在一个实施例中，优化流体喷射装置100，以产生具有基本一致或恒定的墨滴重量的墨滴。在一个典型的实施例中，流体喷射装置100所喷射的墨滴的墨滴重量在大约10纳克到大约16纳克的范围内。在一个典型的实施例中，流体喷射装置100所喷射的墨滴的墨滴重量为大约15纳克。另外，在一个实施例中，还优化了从流体喷射装置100中喷射出流体墨滴的频率，以便优化流体喷射装置100的性能。
在一个实施例中，如图7的曲线图所示，流体喷射装置100所喷射的墨滴的墨滴重量随流体的粘度而变化。在一个实施例中，墨滴重量是粘度的线性函数。因此，在一个典型的实施例中，对于大约2厘泊至大约4厘泊范围内的粘度而言，墨滴重量相对于粘度的关系由以下方程式表示墨滴重量(ng)＝17.3-0.75×粘度(cp)因而，墨滴重量与粘度成反比，这样，当流体粘度增加时，从流体喷射装置100中喷出的墨滴的墨滴重量将下降。
在一个实施例中，如图8的曲线图所示，流体喷射装置100的操作频率响应特性随流体的粘度而变化。在一个实施例中，频率响应是粘度的线性函数。这样，在一个典型的实施例中，对于大约2厘泊至大约4厘泊范围内的粘度而言，频率响应特性相对于粘度的关系由以下方程式表示频率(kHz)＝17.7-2.2×粘度(cp)因此，频率响应特性与粘度成反比，这样，当流体粘度增加时，从流体喷射装置100中可喷射出流体墨滴时的频率将下降。在一个实施例中，以上方程式表示的频率响应特性代表了最高频率，在该最高频率下，从流体喷射装置100喷射出的墨滴的墨滴重量保持基本上恒定。
在一个实施例中，如图9的曲线图所示，显示了流体喷射装置100所喷射的墨滴的墨滴重量相对于流体喷射装置100的操作频率的曲线图。在一个实施例中，对流体喷射装置100、包括流体喷射装置100所喷射的流体进行优化，以便在相对较宽的操作范围内喷射出具有大致相同墨滴重量的流体墨滴。在一个实施例中，例如可调节流体喷射装置100的几何形状，使得墨滴的墨滴重量处于稳态墨滴重量的大约70％到大约100％的范围内。
在一个典型的实施例中，在高达至少大约13千赫兹的频率下，流体喷射装置100喷射出各自重量在大约13纳克至大约16纳克范围内的流体墨滴。在一个典型的实施例中，在高达至少大约18千赫兹的频率下，流体喷射装置100喷射出各自重量在大约10纳克至大约16纳克范围内的流体墨滴。这样，在一个典型的实施例中，对于大约15纳克的稳态墨滴重量，在高达至少大约18千赫兹的频率下，流体喷射装置100喷射出墨滴重量在大约10.5纳克(即70％)到大约15纳克(即100％)范围内的墨滴。
这样，在其中流体喷射装置100以18千赫兹频率或18,000点/秒的速率下进行打印操作的实施例中，当流体喷射装置100以30英寸/秒(ips)的速率移动时，流体喷射装置100可产生分辨率为600点/英寸(dpi)的图像(600点/英寸×30英寸/秒＝18,000点/秒)。因而，当在相对较宽的频率范围内进行操作时，流体喷射装置100可产生具有基本恒定的墨滴尺寸的高品质图像。另外，在另一操作流体喷射装置100以18千赫兹频率或18,000点/秒的速率进行打印的实施例中，当流体喷射装置100以60英寸/秒(ips)的速率移动时，流体喷射装置100可产生分辨率为300点/英寸(dpi)的图像(300点/英寸×60英寸/秒＝18,000点/秒)。这样，当在相对较宽的频率范围内进行操作时，流体喷射装置100可在草图模式下，在基本恒定的墨滴尺寸条件下，以较高的打印或输出速度来进行操作。在其它的实施例中，改变分辨率的其它模式也是可以的，只要所需的分辨率(即dpi)乘以移动速率(即ips)等于18,000点/秒即可。此外，在其它的实施例中，可在不同的频率下操作流体喷射装置100，以用于单程或多程打印。
虽然在这里已经显示并描述了特定的实施例，但是本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明范围的前提下，可以用各种备选的和/或等效的实施例来替代本文所示和所述的特定实施例。本申请旨在涵括本文所讨论的特定实施例的任何改型或变型。因此，本发明仅由所附权利要求及其等同特征来限定。
权利要求
1.一种流体喷射装置(100)，包括腔室(110)；各自与所述腔室相通的第一流体通道(120)和第二流体通道(122)；沿着所述第一流体通道延伸的第一半岛状部分(140)和沿着所述第二流体通道延伸的第二半岛状部分(142)；和在所述第一半岛状部分与所述腔室之间延伸的第一侧壁(150)，以及在所述第二半岛状部分与所述腔室之间延伸的第二侧壁(152)，其中，所述第一侧壁相对于所述腔室定向在第一角度(154)，并且所述第二侧壁相对于所述腔室定向在第二角度(156)，其中，所述第二角度不同于所述第一角度。
2.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，还包括形成于所述腔室中的电阻器(130)。
3.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第一流体通道的沿着所述第一侧壁和沿着所述第一半岛状部分一部分的宽度(W1)是基本上恒定的，并且所述第二流体通道的沿着所述第二侧壁和沿着所述第二半岛状部分一部分的宽度(W2)是基本上恒定的。
4.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，还包括将所述第一流体通道与所述第二流体通道分开的岛状体(160)。
5.根据权利要求4所述的流体喷射装置，其特征在于，所述岛状体具有定向成与所述第一半岛状部分基本平行的第一边(162)，以及定向成与所述第二半岛状部分基本平行的第二边(164)。
6.根据权利要求4所述的流体喷射装置，其特征在于，所述岛状体具有定向成与所述第一侧壁基本平行的第一倒角(166)，以及定向成与所述第二侧壁基本平行的第二倒角(168)。
7.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第一流体通道和所述第二流体通道的最小组合宽度在大约34微米至大约42微米的范围内。
8.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第一流体通道和所述第二流体通道各自的最小长度在大约29微米至大约31微米的范围内。
9.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第一半岛状部分和所述第二半岛状部分各自的长度在大约30微米至大约52微米的范围内。
10.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述第一侧壁的第一角度在大约43度至大约46度的范围内，所述第二侧壁的第二角度在大约30度至大约34度的范围内。
11.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，还包括衬底(40)；形成于所述衬底上的阻挡层(60)；和在所述阻挡层上延伸的喷孔层(70)，其中，所述阻挡层包括所述腔室和所述第一流体通道及所述第二流体通道，所述喷孔层包括与所述腔室相通的喷孔(74)，其中，所述阻挡层具有大约12微米至大约16微米范围内的厚度。
12.根据权利要求1所述的流体喷射装置，其特征在于，所述装置适合于在高达至少大约18千赫兹的频率下喷射流体的液滴，各所述液滴具有大约10纳克至大约16纳克范围内的重量。
全文摘要
一种流体喷射装置(100)，包括腔室(110)，各自与该腔室相通的第一流体通道(120)和第二流体通道(122)，沿着第一流体通道延伸的第一半岛状部分(140)和沿着第二流体通道延伸的第二半岛状部分(142)，在第一半岛状部分和该腔室之间延伸的第一侧壁，以及在第二半岛状部分和该腔室之间延伸的第二侧壁(152)。第一侧壁定向在相对于该腔室的第一角度(154)上，而第二侧壁定向在相对于该腔室的第二角度(156)上，使得第二角度不同于第一角度。
文档编号B41J2/14GK1922021SQ200580005642
公开日2007年2月28日 申请日期2005年2月16日 优先权日2004年2月27日
发明者G·拉曼 申请人:惠普开发有限公司