流体喷射装置的制作方法

背景技术：

流体喷射装置(例如在喷墨打印系统中的打印头)可将热电阻或压电材料膜用作在流体腔内的致动器，该致动器是用于从喷嘴中喷射流体滴(例如，墨)，使得当打印头与打印介质相对于彼此移动时，墨滴从喷嘴中的按合理顺序的喷射导致字符或其它图像被打印到打印介质上。

空气泡或其它颗粒会对流体喷射装置的操作造成负面影响。例如，在打印头喷射腔中的空气泡或其它颗粒会影响来自喷射腔的滴的喷射，由此导致来自打印头的滴的方向错误或滴缺失。这种对滴的影响会导致打印缺陷并降低打印质量。

附图说明

图1是图解说明包括流体喷射装置的一个实例的喷墨打印系统的一个实例的方框图。

图2是图解说明包括颗粒容纳结构的一个实例的、流体喷射装置的一部分的一个实例的示意性平面图。

图3是在图2的虚线圆内部的区域的放大视图。

图4是图解说明包括颗粒容纳结构的另一个实例的、流体喷射装置的一部分的另一个实例的放大视图。

图5是图解说明包括颗粒容纳结构的另一个实例的、流体喷射装置的一部分的另一个实例的放大视图。

图6是图解说明形成流体喷射装置的方法的一个实例的流程图。

具体实施方式

在以下的详细说明中，参考构成本公开的一部分的附图，并且其中通过说明其中可实施本公开的具体实例而揭示本公开。应当理解的是，可采用其它实例，并且在不背离本公开范围的前提下可做出结构或逻辑变化。

图1图解说明了如本文中所描述的作为具有流体循环的流体喷射装置的一个例子的喷墨打印系统的一个实例。喷墨打印系统100包括：打印头组件102、墨供给组件104、安装组件106、介质运送组件108、电子控制器110、和提供功率给喷墨打印系统100的各种电气部件的至少一个电源112。打印头组件102包括至少一个流体喷射组件114(打印头114)，该流体喷射组件114经过多个孔口或喷嘴116朝向打印介质118喷射墨滴从而打印到打印介质118上。

打印介质118可以是任何类型的合适的片材或卷材，例如纸、卡片纸、透明材料、麦拉聚酯薄膜，等。喷嘴116通常被布置在一个或多个列或阵列中，使得墨从喷嘴116中的正确排序喷射导致当打印头组件102和打印介质118相对于彼此移动时字符、符号、和/或其它图形或图像被打印在打印介质118上。

墨供给组件104将流体墨提供至打印头组件102，并且在一个实例中包括用于储存墨以便墨从储器120流动到打印头组件102的储器120。墨供给组件104和打印头组件102可以形成单向墨输送系统或再循环墨输送系统。在单向墨输送系统中，提供给打印头组件102的大体上全部的墨在打印期间被消耗。在再循环墨输送系统中，只有一部分的提供给打印头组件102的墨在打印期间被消耗。将打印期间不被消耗的墨返回至墨供给组件104。

在一个实例中，将打印头组件102和墨供给组件104共同地容纳于喷墨盒或喷墨笔中。在另一个实例中，墨供给组件104与打印头组件102分离，并且将墨经过接口连接器(例如供给管)提供至打印头组件102。在任一实例中，可将墨供给组件104的储器120拆除、更换、和/或再填充。如果将打印头组件102和墨供给组件104共同地容纳于喷墨盒中，储器120包括位于喷墨盒内的局部储器、以及位于与喷墨盒分离位置的较大储器。该分离的较大储器的功用是将局部储器再填充。因此，可将分离的较大储器和/或局部储器拆除、更换、和/或再填充。

安装组件106将打印头组件102相对于介质运送组件108定位，并且将介质运送组件108打印介质118相对于打印头组件102定位。因此，在打印头组件102与打印介质118之间的区域中，将打印区122限定在与喷嘴116相邻的位置。在一个实例中，打印头组件102是扫描型打印头组件。因此，安装组件106包括盒，该盒是用于使打印头组件102相对于介质运送组件108移动从而对打印介质118进行扫描。在另一个实例中，打印头组件102是非扫描型打印头组件。因此，安装组件106将打印头组件102固定在相对于介质运送组件108的规定位置。因此，介质运送组件108将打印介质118相对于打印头组件102而定位。

电子控制器110通常包括处理器、固件、软件、一个或多个存储元件(包括易失性和非易失性存储元件)、及其用于与打印头组件102、安装组件106、和介质运送组件108进行通信和控制的其它打印机电子器件。电子控制器110接收来自主机系统(例如计算机)的数据124，并且将数据124暂时地存储于存储器中。通常，数据124沿电子、红外、光学、或其它信息传输路径被发送至喷墨打印系统100。数据124代表例如要被打印的文档和/或文件。因此，数据124构成用于喷墨打印系统100的打印工作，并且包括一个或多个打印工作命令和/或命令参数。

在一个实例中，电子控制器110控制打印头组件102以便将墨滴从喷嘴116中喷射出。因此，电子控制器110限定喷射的墨滴的图案，该图案在打印介质118上形成字符、符号、和/或其它图形或图像。喷射的墨滴的图案决定于打印工作命令和/或命令参数。

打印头组件102包括一个或多个打印头114。在一个实例中，打印头组件102是宽阵列或多头打印头组件。在宽阵列组件的一个实施例中，打印头组件102包括承载多个打印头114的载板，提供打印头114与电子控制器110之间的电性连接，并且提供打印头114与墨供给组件104之间的流体连通。

在一个实例中，喷墨打印系统100是按需喷墨热喷墨打印系统，其中打印头114是热喷墨(tij)打印头。该热喷墨打印头执行在墨腔中的热电阻喷射元件从而使墨蒸发并形成气泡，该气泡将墨或其它流体滴从喷嘴116中推出。在另一个实例中，喷墨打印系统100是按需喷墨压电喷墨打印系统，其中打印头114是压电喷墨(pij)打印头，该压电喷墨(pij)打印头执行作为喷射元件的压电材料致动器从而产生将墨滴从喷嘴116中推出的压力脉冲。

在一个实例中，电子控制器110包括存储于控制器110的存储器中的流动循环模块126。流动循环模块126在电子控制器110(即，控制器110的处理器)上执行以控制作为泵元件被集成在打印头组件102内的一个或多个流体致动器的操作，从而控制流体在打印头组件102内的循环。

图2是图解说明流体喷射装置200的一部分的一个实例的示意性平面图。流体喷射装置200包括：流体喷射腔202和形成于流体喷射腔202中、设置在流体喷射腔202内、或者与通流体喷射腔202相连的相应的滴喷射元件204。流体喷射腔202和滴喷射元件204是形成于基材206上，该基材206具有形成于其中的流体(或墨)供给槽208，以便流体供给槽208为流体喷射腔202和滴喷射元件204提供流体(或墨)的供给。基材206可由例如硅、玻璃、或稳定的聚合物所构成。

在一个实例中，将流体喷射腔202形成于设置在基材206上的阻挡层(未图示)中或者被其限定，以便流体喷射腔202提供在阻挡层中的“阱”。该阻挡层可由例如感光成像环氧树脂(例如su8)构成。

在一个实例中，喷嘴或孔层(未图示)形成于阻挡层上方或者在阻挡层上方延伸，使得形成于孔层中的喷嘴开口或孔212与各自的流体喷射腔202连通。喷嘴开口或孔212可具有圆形、非圆形、或其它的形状。

滴喷射元件204可以是能够经过相应的喷嘴开口或孔212喷射流体滴的任何装置。滴喷射元件204的例子包括热电阻或压电致动器。热电阻(作为滴喷射元件的一个例子)通常是形成于基材(基材206)的表面上，并且包括包括氧化物层、金属层、和钝化层的薄膜堆，以便当被激活时来自热电阻的热使流体喷射腔202中的流体蒸发，由此形成气泡，该气泡将流体滴经过喷嘴开口或孔212而喷射出。压电致动器(作为滴喷射元件的一个例子)通常包含设置在与流体喷射腔202连通的可移动膜上的压电材料，使得当被激活时该压电材料导致膜相对于流体喷射腔202的偏转，由此产生压力脉冲，该压力脉冲将流体滴经过喷嘴开口或孔口212喷射出。

如在图2的实例中所示，流体喷射装置200包括：流体循环通道220；和形成于流体循环通道220中、设置在流体循环通道220内、或者与流体循环通道220连通的流体循环元件222。流体循环通道220开放到流体供给槽208并且在一端224与流体供给槽208连通，并且开放到流体喷射腔202并且在另一个端部226与流体喷射腔202连通。在一个实例中，流体循环通道220的端部226在流体喷射腔202的端部202a处与流体喷射腔202连通。

流体循环元件222形成或代表用于泵送或使循环(或使再循环)流体经过流体循环通道220的致动器。因此，来自流体供给槽208的流体基于由流体循环元件222所导致的流动，而循环(或再循环)经过流体循环通道220和流体喷射腔202。使流体循环(或再循环)经过流体喷射腔202有助于减少在流体喷射装置200中的墨堵塞和/或阻塞。

如在图2的实例中所示，流体循环通道220与一个(即，单个)流体喷射腔202连通，因为与一个(即，单个)喷嘴开口或孔口212连通。因此，流体喷射装置200具有1∶1的喷嘴与泵比，其中流体循环元件222被称为“泵”，该泵导致流体流动经过流体循环通道220和流体喷射腔202。利用1∶1的比，单独地为各流体喷射腔202提供循环。其它的喷嘴与泵比(例如，2∶1、3∶1、4∶1等)也是可行的，其中一个流体循环元件导致流体流动经过与多个流体喷射腔和因此多个喷嘴开口或孔连通的流体循环通道。

在图2中图解说明的实例中，滴喷射元件204和流体循环元件222两者是热电阻。每个热电阻可包括例如单个电阻、分流电阻、梳状电阻、或多个电阻。然而，多种其它装置也可以用于执行滴喷射元件204和流体循环元件222，包括例如压电致动器、静电膜(mems)、机械/撞击驱动膜、音圈、磁致伸缩驱动器、等等。

如在图2的实例中所示，流体喷射装置200包括颗粒容纳结构(particletolerantarchitecture)240。在一个实例中，颗粒容纳结构240是形成于流体循环通道220内、朝向或者在流体循环通道220的端部226。颗粒容纳结构240包括例如形成于或设置在流体循环通道220内的柱、圆柱、立柱、或者其它的一个结构(或多个结构)。

在一个实例中，颗粒容纳结构240形成在流体循环通道220中的“岛”，该岛允许流体在其周围流动并且进入流体喷射腔202同时防止颗粒例如空气泡或其它颗粒(例如，灰尘、纤维)经过流体循环通道220流动进入流体喷射腔202。这种颗粒，如果被允许进入流体喷射腔202，则会影响流体喷射装置200的性能。另外，颗粒容忍结构40也防止颗粒流动进入流体循环通道220和因此从流体喷射腔202流动到流体循环元件222。

在一个实例中，流体循环通道220是u形通道，并且包括：与流体供给槽208连通的通道部230、与流体喷射腔202连通的通道部232、和设置在通道部230与通道部232之间的通道环部234。因此，在一个实例中，在流体循环通道220中的流体经过通道部230、通道环部234、和通道部232而在流体供给槽208与流体喷射腔202之间循环(或再循环)。

在图2中图解说明的实例中，将流体循环元件222形成于通道部230中、设置在通道部230内、或者与通道部230连通，并且将颗粒容纳结构240形成于通道部230中或者设置在通道部232内。因此，在一个实例中，将流体循环元件222设置在流体供给槽208与通道环部234之间在流体循环通道220内，并且将颗粒容纳结构240设置在流体循环通道220内在通道环部234与流体喷射腔202之间。在如下所述的一个实例中，为了将颗粒容纳结构240容纳于流体循环通道220内并且使在颗粒容纳结构240处经过流体循环通道220的流体流量限制最小化或避免限制，而增大流体循环通道220在颗粒容纳结构240处的宽度。

图3是在图2的虚线圆内部的区域的放大视图。如在图3的实例中所示，流体喷射腔202具有腔宽度(chw)，流体循环通道220具有循环通道宽度(ccw)。另外，颗粒容纳结构240具有宽度(ptaw)和长度(ptal)。在一个实例中，为了容纳颗粒容纳结构240，增大流体循环通道220在颗粒容纳结构240处的宽度。更具体地，在一个实例中，在颗粒容纳结构240的位置，流体循环通道220具有增大的循环通道宽度(ccww)。因此，流体循环通道220具有在流体循环元件222(图2)处的循环通道宽度(ccw)、和在颗粒容纳结构240处的增大的循环通道宽度(ccww)。因此，在一个实例中，循环通道宽度(ccw)从通道部230中延伸出，包括端部224，该端部224开放到流体供给槽208并与流体供给槽208连通，并且经过通道环部234连通到通道部232，并且增大的循环通道宽度(ccww)从通道部232延伸至流体喷射腔202。

在一个实例中，流体循环通道220包括在循环通道宽度(ccw)与增大的循环通道宽度(ccww)之间的过渡部236，使得在一个实例中过渡部236从循环通道宽度(ccw)扩大到增大的循环通道宽度(ccww)。因此，在通道环部234与流体喷射腔202之间，流体循环通道220从循环通道宽度(ccw)增加到增大的循环通道宽度(ccww)。

在一个实例中，为了防止颗粒从流体循环通道220流动进入流体喷射腔202，在颗粒容纳结构240与流体循环通道220的过渡部236的侧壁237之间的最小距离(d1)和颗粒容纳结构240与流体循环通道220的过渡部236的侧壁239之间的最小距离(d2)各自小于循环通道宽度(ccw)(即，d1＜ccw，d2＜ccw)。

在一个实例中，为了维持经过流体循环通道220的流体体积流量并且使在颗粒容纳结构240处经过流体循环通道220的流体流量的限制最小化或避免限制，而维持(或大体上维持)在颗粒容纳结构240周围和/或沿颗粒容纳结构240的循环通道宽度(ccw)。因此，在一个实例中，在颗粒容纳结构240的第一侧处在颗粒容纳结构240与流体循环通道220的侧壁227之间的最小距离、和在颗粒容纳结构240的第二侧处在颗粒容纳结构240与流体循环通道220的侧壁229之间的最小距离的和值大体上等于循环通道宽度(ccw)。更具体地，在一个实例中，在颗粒容纳结构240的第一侧处的宽度(w1)与在颗粒容纳结构240的第二侧处的宽度(w2)的和值大体上等于循环通道宽度(ccw)(即，w1+w2＝ccw)。另外，在一个实例中，在颗粒容纳结构240与流体循环通道220的过渡部236的侧壁237之间的距离(d1)和在颗粒容纳结构240与流体循环通道220的过渡部236的侧壁239之间的距离(d2)的和值大体上等于循环通道宽度(ccw)(即，d1+d2＝ccw)。

在另一个实例中，在颗粒容纳结构240的第一侧的宽度(w1)与在颗粒容纳结构240的第二侧的宽度(w2)的和值小于循环通道宽度(ccw)(即，w1+w2＜ccw)，并且在另一个实例中，在颗粒容纳结构240的第一侧的宽度(w1)和在颗粒容纳结构240的第二侧的宽度(w2)各自小于循环通道宽度(ccw)，宽度(w1)与宽度(w2)的和值大于循环通道宽度(ccw)(即，w1＜ccw、w2＜ccw、w1+w2＞ccw)。

在一个实例中，增大的循环通道宽度(ccww)包括：颗粒容纳结构240的宽度(ptaw)、在颗粒容纳结构240与在颗粒容纳结构240的第一侧的流体循环通道220的侧壁227之间的宽度(w1)、和在颗粒容纳结构240的第二侧处在颗粒容纳结构240与流体循环通道220的侧壁229之间宽度(w2)(即，ccww＝ptaw+w1+w2)。另外，在一个实例中，增大的循环通道宽度(ccww)大体上等于腔宽度(chw)(即，ccww＝chw)。在另一个实例中，增大的循环通道宽度(ccww)小于腔宽度(chw)(即，ccww＜chw)。

在一个实例中，颗粒容纳结构240具有闭合的曲线形状。例如，如图2和图3中所示，颗粒容纳结构240具有椭圆形形状。然而，颗粒容纳结构240也可以是其它闭合的曲线形状，例如圆形或卵形。

由于颗粒容纳结构240具有闭合曲线形状，宽度(w1)被定义为在颗粒容纳结构240的一侧处的颗粒容纳结构240的周边与流体循环通道220的侧壁227之间的颗粒容纳结构240的最大宽度，宽度(w2)被定义为在颗粒容纳结构240的相对侧颗粒容纳结构240的周边与流体循环通道220的侧壁229之间的颗粒容纳结构240的最大宽度。另外，距离(d1)被限定在颗粒容纳结构240的周边与流体循环通道220的侧壁237之间，距离(d2)被限定在颗粒容纳结构240的周边与流体循环通道220的侧壁239之间。

图4是图解说明包括颗粒容纳结构440的另一个实例的、流体喷射装置200的一部分的另一个实例的放大视图。在图4中图解说明的实例中，颗粒容纳结构440具有矩形形状，作为多边形形状的一个例子。作为矩形形状，颗粒容纳结构440可以是例如矩形或正方形。然而，颗粒容纳结构440也可以是其它的多边形形状。

由于颗粒容纳结构440具有矩形形状，因而宽度(w1)被限定在颗粒容纳结构440的一侧与流体循环通道220的侧壁227之间，并且宽度(w2)被限定在颗粒容纳结构440的相对侧与流体循环通道220的侧壁229之间。另外，距离(d1)被限定在颗粒容纳结构440与一个拐角与流体循环通道220的侧壁237之间，距离(d2)被限定在颗粒容纳结构440的相邻的拐角与流体循环通道220的侧壁239之间。

图5是图解说明包括颗粒容纳结构540的另一个实例的、流体喷射装置200的一部分的另一个实例的放大视图。在图5中图解说明的实例中，颗粒容纳结构540具有三角形形状，作为多边形形状的一个例子。

由于颗粒容纳结构540具有三角形形状，因而宽度(w1)被限定在颗粒容纳结构540的基部在颗粒容纳结构540的一个顶点与流体循环通道220的侧壁227之间，宽度(w2)被限定在颗粒容纳结构540的基部在颗粒容纳结构540的相邻顶点与流体循环通道220的侧壁229之间。另外，距离(d1)被限定在颗粒容纳结构540的顶点(与颗粒容纳结构540的基部相反)与流体循环通道220的侧壁237)之间，距离(d2)被限定在颗粒容纳结构540的顶点(与颗粒容纳结构540的基部相反)与流体循环通道220的侧壁239之间。

图6是图解说明形成流体喷射装置(例如流体喷射装置200)的方法600的一个实例的流程图，如图2和图3、图4、和图5的实例中所示。

在步骤602，方法600包括使流体喷射腔(例如流体喷射腔202)与体槽(例如流体供给槽208)连通。

在步骤604，方法600包括在流体喷射腔(例如流体喷射腔202)中设置滴喷射元件(例如滴喷射元件204)。

在步骤606，方法600包括使流体循环通道(例如流体循环通道220)与流体槽和流体喷射腔(例如流体供给槽208和流体喷射腔202)连通。在这方面，方法600的步骤606包括形成与通道环(例如通道环部234)的流体循环通道(例如流体循环通道220)。

在步骤608，方法600包括在流体循环通道(例如流体循环通道220)中，在流体槽与通道环之间(例如在流体供给槽208与通道环部234之间)，设置流体循环元件(例如流体循环元件222)。

在步骤610，方法600包括在流体循环通道(例如流体循环通道220)中，在通道环与流体喷射腔之间(例如在通道环部234与流体喷射腔202之间)，设置颗粒容纳结构(例如颗粒容纳结构40、440、540)。

尽管被图解说明并描述为单独的和/或相继的步骤，但形成流体喷射装置的方法可包括不同顺序或次序的步骤，并且可将一个或多个步骤组合，或者部分地或全部地同时地执行一个或多个步骤。

利用包括循环(或再循环)的流体喷射装置，如本文中所描述，而减少墨堵塞和/或阻塞。因此，可改善去盖时间(即，喷墨喷嘴可以处于开盖且暴露于环境条件的时间量)和因此喷嘴健康状态。另外，可减少或排除颜料/墨车辆分离和在流体喷射装置内的粘性墨堵塞形成。此外，通过降低维修期间的墨消耗(例如，使墨的分散最小化从而保持喷嘴健康状态)而提高墨效率。

更重要地，如本文中所描述在流体循环通道包括颗粒容纳结构，有助于防止在流体经过流体循环通道和流体喷射腔的循环(或再循环)期间空气泡和/或其它颗粒从流体循环通道进入流体喷射腔。因此，可减小或排除来自流体喷射腔对滴的喷射的影响。另外，颗粒容纳结构也有助于防止空气泡和/或其它颗粒从流体喷射腔进入流体循环通道。

在一个实例中，通过维持在颗粒容纳结构周围和/或沿颗粒容纳结构(例如，宽度(w1)和宽度(w2)及在颗粒容纳结构与流体循环通道的侧壁之间的距离(d1)和距离(d2))的流体循环通道的宽度，而使对在颗粒容纳结构处经过流体循环通道的流体流量的限制最小化或避免限制，并且(大体上)维持经过流体循环通道的流体体积流量。

此外，通过提供朝向或者在与流体喷射腔连通的流体循环通道的一端处的颗粒容纳结构，颗粒容纳结构有助于增加背压并因此通过帮助将滴喷射的驱动能量包含在流体喷射腔中而增加来自流体喷射腔的滴喷射的启动动量。

尽管在本文中已图示说明并描述了具体实例，但本领域技术人员将理解的是，在不背离本公开的范围的前提下多种替代和/或等效实施例可代替图示和描述的具体实例。本申请意图是涵盖本文中所描述具体实例的任意调整或变型。