CN104302483B - 流体喷射设备 - Google Patents

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Abstract

一种流体喷射设备(20,220,320,420,520,620,720,820,920,1020,1120,1220,1320,1420,1490,1720,1820)和方法使用从通道(44,244,1344,1444,1494,1544,1744)接收流体的滴生成器(46,246,1546)喷射流体的小滴，所述通道(44,244,1344,1444,1494,1544,1744)具有邻近流体狭槽(40,240,1540)的入口(54,254,1554)和与入口(54,254,1554)间隔开且邻近流体狭槽(40,240,1540)的出口(56,256,1556)。流体用在通道(44,244,1344,1444,1494,1544,1744)内的泵(48,248,1548)抽吸通过过滤器(50,250,650,1550)，泵(48,248,1548)将流体朝入口(54,254,1554)泵送至滴生成器(46,246,1546)。

Description

流体喷射设备
背景技术
诸如打印机的一些装置将流体选择性地喷射到打印介质或基底上。这样的装置可能由于夹带污染性颗粒和气泡而遇到性能问题。
附图说明
图1是示例性流体喷射设备的示意图。
图2是可由图1的设备执行的示例性方法的流程图。
图3是包括图1的示例性流体喷射设备的示例性打印系统的示意图。
图4是图1的流体喷射设备的示例的仰视剖面图。
图5是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图6是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图7是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图8是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图9是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图10是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图11是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图12是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图13是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图14是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图15是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图16是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图17是图1的流体喷射设备的另一个示例的仰视剖面图。
图18A-18H是示出用于形成图18H中所示的示例性流体喷射设备的示例性方法的剖面图。
图19是另一个示例性流体喷射设备的剖面图。
图20是图19的流体喷射设备的仰视图。
图21是另一个示例性流体喷射设备的剖面图。
图22是图21的流体喷射设备的仰视图。
具体实施方式
图1示意性地示出示例性的流体喷射设备20。流体喷射设备20将诸如墨的液体或流体的小滴喷射到打印介质或基底上。如下文将描述的，流体喷射设备20喷射流体的这种小滴，同时经历较少的由于污染性颗粒和气泡的夹带所导致的性能问题。流体喷射设备20包括流体狭槽40、通道44、滴生成器46、流体循环泵48和过滤器50。
流体狭槽40包括连接到流体源的通槽。流体狭槽40将流体从流体源导向至一个或多个滴生成器46。在一个实施方式中，流体狭槽40可在各行滴生成器46之间延伸。在另一个实施方式中，流体狭槽40可在滴生成器46上方延伸。
通道44有时称为再循环通槽，其包括通槽、管腔、管或从狭槽40延伸以将流体从狭槽40递送至滴生成器46的其它结构。通道44包括入口54和出口56。入口54连接到狭槽40并且提供开口，流体通过该开口从狭槽40进入通道44并且开始在通道44内流动。入口54位于狭槽40和泵48之间。
出口56与入口54间隔开以便独立于入口54。出口56连接到狭槽40并且提供开口，流体可通过该开口流出通道44。在所示示例中，通道44将从通道44排放的这样的流体导入狭槽40中。
出口56和入口54配合以提供流体在从通道44排放之前越过过滤器50、越过泵48并且越过滴生成器46的循环。在一个实施方式中，这种循环由通道44提供，通道44为U形的并且在基本上水平的平面内延伸或包含在该平面内，该平面垂直于流体小滴由滴生成器46喷射的方向并且垂直于滴生成器46的喷嘴开口面对的方向。在一个实施方式中，入口54和出口56面向垂直于流体小滴被滴生成器46吸引的方向的方向。在另一个实施方式中，这种循环由通道44提供，通道44为U形的并且在基本上竖直的平面内延伸或包含在该平面内，该平面平行于流体小滴由滴生成器46喷射的方向并且平行于滴生成器46的喷嘴开口面对的方向。在一个实施方式中，入口54和出口56面向垂直于流体小滴被滴生成器46吸引的方向的方向。虽然示出为具有大体上U形的形状，但在其它实施方式中，通道44可具有其中出口56和入口54独立的各种其它形状。
滴生成器46包括按需滴落装置，其配置成生成各个液体或流体小滴并且排出这样的小滴。在一个实施方式中，滴生成器46包括邻近和靠近室及喷嘴或喷嘴开口的喷射元件，其中，喷射元件包括能够操作以将流体滴喷射通过对应的喷嘴的装置。在一个示例中，滴生成器46包括热阻式按需滴落喷墨装置，其中，电流(由例如薄膜晶体管)选择性地施加到包括电阻器的喷射元件，电阻器生成足够的热以汽化液体，形成将室内的剩余液体有力地喷射通过喷嘴的气泡。在一个实施方式中，喷射元件可包括热阻式喷射元件，其可采用形成于基底的顶部表面上的氧化物层上的热电阻器以及施加在氧化物层的顶部上的薄膜叠堆，其中，薄膜叠堆包括限定喷射元件的金属层、导电迹线和钝化层。
在另一个实施方式中，滴生成器46包括压阻式按需滴落喷墨装置，其中，电流(由例如薄膜晶体管)选择性地施加到压阻构件以偏转隔膜，该隔膜将室内的剩余液体有力地喷射通过喷嘴。在另外一些实施方式中，滴生成器46可包括其它形式的目前可用或未来开发的滴生成器。滴生成器46大体上位于通道44内与至少一个喷嘴开口相对处并且还位于出口56和泵48之间。
泵48包括用于将流体从入口54至滴生成器46且朝出口56泵送或移动的装置。泵48位于通道44内的过滤器50和滴生成器46之间。在一个实施方式中，泵48相对于通道44的长度的中心点不对称地定位。泵48的不对称位置可形成在泵48和流体狭槽40之间的通道44的短侧以及在泵48和出口56之间的通道44的长侧。泵48的不对称位置在通道44内提供流体双极性，其导致在朝通道44的长侧且朝出口56的正向上的净流体流动。
在一个实施方式中，泵48包括泵送元件，其中，泵送元件包括能够操作以将液体或流体通过且沿着通道44移动的装置。在一个实施方式中，泵送元件可类似于滴生成器46存在的喷射元件。在一个示例中，泵送元件可包括热阻式泵送元件，其可采用形成于基底的顶部表面上的氧化物层上的热电阻器以及施加在氧化物层的顶部上的薄膜叠堆，其中，薄膜叠堆包括限定泵送元件的金属层、导电迹线和钝化层。在另一示例中，泵送元件可包括压阻式泵送元件，其中，电流(由例如场效应晶体管(FET))选择性地施加到压阻构件以使隔膜偏转，该隔膜将流体沿着通道44朝出口56且朝滴生成器46有力地泵送。在另外一些实施方式中，泵48可包括其它形式的泵，例如，静电泵和电液动力泵等。
过滤器50包括配置成传导流体同时也抑制流体中的颗粒到达滴生成器46的结构。过滤器50延伸越过入口54或越过在狭槽40和泵48之间的通道44的部分。过滤器50包括网孔组件，其限定多个孔口开口，流体穿过所述孔口开口形成流，但其中，所述孔口或开口足够小以限制污染物或颗粒流过其中。在一个实施方式中，当用于墨时，过滤器50包括6-10微米的过滤器。在其它实施方式中，过滤器50可具有其它密度例如更稀或更密的网孔。
图2是示出可由图1的流体喷射设备20执行的示例性方法100的流程图。如由步骤102所指示的，响应于来自控制器的命令，流体被滴生成器46喷射到基底打印介质上。滴生成器46接收来自通道44的流体，通道44具有连接到流体狭槽40的入口54和出口56。
如由步骤104所指示的，喷射的流体或液体由设备20来补给。特别地，流体由泵48从狭槽40通过且越过过滤器50抽吸。由泵48抽入通道44中的流体被进一步朝出口56泵送至滴生成器46。在一个实施方式中，泵在由滴生成器46喷射小滴之后的时间内被启动，使得在与滴生成器46相对的室内的喷射的流体的大部分在流体滴的喷射之后立即由已抽吸通过过滤器50的流体来补给。在一个示例中，泵在由滴生成器46喷射小滴之后的时间内被致动，使得在与滴生成器46相对或相邻的室内的所有喷射的流体都完全由已抽吸通过过滤器50的流体来补给。
在一个示例中，泵48被致动一次以完成这样的补给。在其它示例中，泵48可被致动多次，以便充分地补给在滴喷射期间被消耗或排出的流体。在一个示例中，泵48在由滴生成器46喷射滴之后至少50毫秒(ms)、标称地在至少20ms内并且标称地在由滴生成器46喷射滴之后约2ms被致动。在其它实施方式中，根据通道44的配置、由滴生成器46喷射的小滴的大小、和过滤器50的过滤密度、以及其它因素，泵48在滴的喷射之后被起动或启动的时间可以变化。
因为流体在由滴生成器46喷射之前被抽吸通过过滤器50，所以设备20减少外部污染物和气泡的引入，当喷射的流体被补给时或者例如在启动注液或擦拭(wiping)期间，外部污染物和气泡本来可能被吸入喷嘴中。同时，因为泵48将流体越过滴生成器46循环回狭槽40，所以在滴生成器46附近截留的污染物和气泡在下一个滴生成循环之前被排出。因此，喷嘴失效的发生率降低，并且打印性能提高。再循环应在启动注液或擦拭之后开始以冲刷任何颗粒。
图3示意性地示出结合了流体喷射设备20的示例性打印系统120。打印系统120配置成将流体或液体的滴122选择性地递送到打印介质124上。打印系统120利用按需滴定喷墨技术。打印系统120包括介质传输器130、打印头组件或打印单元132、流体源134、托架136、控制器138、存储器140和喷墨射出致动器电源系统142。介质传输器130包括配置成将打印介质124相对于打印单元132输送或移动的机构。在一个示例中，打印介质124可包括幅材。在另一示例中，打印介质124可包括单独的片材。在一个示例中，打印介质124可包括纤维素基材料，例如纸张。在另一示例中，打印介质124可包括在上面沉积墨或其它液体的其它材料。在一个示例中，介质传输器130可包括一系列辊和台板，其配置成在液体被沉积在打印介质124上时支撑介质124。在另一示例中，介质传输器130可包括转筒，当液体被沉积在介质124上时，介质124被支撑在该转筒上。
打印单元132将小滴122喷射到介质124上。虽然为了方便图示而示出一个单元132，但打印系统120可包括多个打印单元132。每个打印单元132包括打印头144和流体源146。打印头144包括一个或多个室150、一个或多个喷嘴52和流体喷射设备20(如上所述)。每个室150包括连接到流体源146以接收来自流体源146的流体的流体空间。每个室150位于一个或多个喷嘴52和流体喷射设备20之间且与它们相关联。一个或多个喷嘴152各自包括小开口，流体或液体通过该小开口喷射到打印介质124上。
流体源146包括紧邻打印头144的包含流体的板载空间、容器或贮存器。流体源134包括通过一个或多个流体管道供应至流体源146的流体的远程或偏轴空间、容器或贮存器。在一些示例中，流体源134可被省略，其中，用于打印头144的液体或流体的全部供应由流体贮存器146提供。例如，在一些示例中，打印单元132可包括打印储盒，其为在来自流体源146的流体用尽时可置换或可再填充的。
托架136包括配置成将打印单元132相对于打印介质124和介质传输器130线性平移或扫描的机构。在其中打印单元132跨越介质传输器130和介质124(例如像页宽阵列打印机那样)的一些示例中，托架136可被省略。
控制器138包括一个或多个处理单元，其配置成生成指导介质传输器130、流体源134、托架136和打印头144的致动器154的操作的控制信号。就本申请而言，术语“处理单元”应表示目前开发或未来开发的处理单元，其执行包含在存储器中的指令序列。指令序列的执行造成处理单元执行诸如生成控制信号的步骤。指令可从只读存储器(ROM)、海量存储装置或某些其它永续储存器加载到随机存取存储器(RAM)中以由处理单元执行。在其它示例中，硬连线电路可代替软件指令或与软件指令结合使用以实现所描述的功能。例如，控制器138可作为一个或多个专用集成电路(ASIC)而嵌入。除非另外具体指出，控制器不限于硬件电路和软件的任何具体组合，也不限于由处理单元执行的指令的任何特定来源。
在所示示例中，控制器138执行或遵循包含在存储器140中的指令155。在操作中，控制器138生成对流体源134的控制信号，以确保流体源146具有用于打印的足够的流体。在其中流体源134被省略的那些示例中，这样的控制步骤也被省略。为了基于至少临时存储在存储器140中的图像数据进行打印，控制器138生成指导介质传输器130将介质124相对于打印单元132定位的控制信号。控制器138也生成造成托架136来回越过打印介质124扫描打印单元132的控制信号。在其中打印单元132充分地跨越介质124的那些示例中(例如像页宽阵列那样)，控制器138对托架136的控制可被省略。为了将流体沉积到介质124上，控制器138生成控制信号，其执行图2的方法100，以便选定的喷嘴152将液体喷射或射出到介质124上，以根据图像数据157形成图像。
图4是作为流体喷射设备20的特定示例的流体喷射设备220的仰视剖面图。设备220形成为打印头144的一部分并且包括管芯或基底230、狭槽240、通道244、滴生成器246、泵井247、泵248、过滤器250、室251、喷嘴252和收窄部260。基底230包括充当设备220的其余部件的基础的结构。基底230形成狭槽240，狭槽240连接到流体源，例如，图3中所示流体源146。基底230还在狭槽240的每一侧上形成搁架260，其中，搁架形成或包括设备220的剩余部件。在一个实施方式中，基底230可由硅形成，而形成通道244的搁架264的那些部分可由诸如SU8的环氧基负性光刻胶形成。在其它实施方式中，基底230和搁架264可由其它材料形成。
通道244各自包括通槽、管腔、管或从狭槽240延伸以将流体从狭槽240递送至滴生成器246的其它结构。通道244包括入口254和出口256。入口254连接到狭槽240并且提供开口，流体通过该开口从狭槽240进入通道244并且开始在通道244内流动。入口254位于狭槽240和泵248之间。
出口256与入口254间隔开以便独立于入口254。出口256连接到狭槽240并且提供开口，流体可通过该开口流出通道244。在所示示例中，通道244将从通道244排放的这样的流体导入狭槽240中。
出口256和入口254配合以提供流体在从通道244排放之前越过过滤器250、越过泵248并且越过滴生成器246的循环。在所示示例中，通道244为U形的并且在基本上水平的平面内延伸或包含在该平面内，该平面垂直于流体小滴由滴生成器246喷射的方向并且垂直于滴生成器46的喷嘴开口面对的方向。通道244包括包含泵248的第一部分262和包含滴生成器246的第二部分或分支264。在一个实施方式中，部分262和264的中心线间隔开42µm、28µm或21µm的距离D，以分别提供每线英寸600、900或1200个喷嘴。在其它实施方式中，部分262和264可具有其它间距。
室251包括沿着通道244的主要或中央部分形成为通道244的一部分的腔室。室251在喷嘴252和滴生成器246之间延伸。喷嘴252包括开口，流体或液体通过该开口喷射。
滴生成器246包括按需滴落装置，其配置成生成各个液体或流体小滴并且排出这样的小滴。在一个实施方式中，滴生成器246包括由室251和喷嘴252包封的喷射元件，其中，喷射元件包括能够操作以将流体滴喷射通过对应的喷嘴252的装置。在一个示例中，滴生成器246包括热阻式按需滴落喷墨装置，其中，电流被选择性地施加到包括电阻器(例如，薄膜晶体管)的喷射元件，电阻器生成足够的热以汽化液体，形成将室内的剩余液体有力地喷射通过喷嘴的气泡。在一个实施方式中，喷射元件可包括热阻式喷射元件，其可采用形成于基底的顶部表面上的氧化物层上的热电阻器以及施加在氧化物层的顶部上的薄膜叠堆，其中，薄膜叠堆包括限定喷射元件的金属层、导电迹线和钝化层。
在另一个实施方式中，滴生成器246包括压阻式按需滴落喷墨装置，其中，电流(由例如薄膜晶体管)选择性地施加到压阻构件以偏转隔膜，该隔膜将室内的剩余液体有力地喷射通过喷嘴。在另外一些实施方式中，滴生成器246可包括其它形式的目前可用或未来开发的滴生成器。滴生成器246大体上位于通道244内与至少一个喷嘴开口252相对处并且还位于出口256和泵248之间。
泵井247包括邻近且沿着通道244的主要部分的腔室、凹陷或空间。泵井247尺寸设计成接纳泵248。在其它实施方式中，泵井247可被省略，产生“平坦”或甚至突出的泵248。
泵248包括用于将流体从入口254至滴生成器246且朝出口256泵送或移动的装置。泵248位于通道244内的过滤器250和滴生成器246之间。在所示示例中，泵248相对于通道244的长度的中心点不对称地定位。泵248的不对称位置形成在泵248和流体狭槽240之间的通道244的短侧和在泵248和出口256之间的通道244的长侧。泵248的不对称位置在通道244内提供流体双极性，其导致在朝通道44的长侧且朝出口256的正向上的净流体流动。
在一个实施方式中，泵248包括泵送元件，其中，泵送元件包括能够操作以将液体或流体通过且沿着通道244移动的装置。在一个实施方式中，泵送元件可类似于滴生成器246存在的喷射元件。在一个示例中，泵送元件可包括热阻式泵送元件，其可采用形成于基底的顶部表面上的氧化物层上的热电阻器以及施加在氧化物层的顶部上的薄膜叠堆，其中，薄膜叠堆包括限定泵送元件的金属层、导电迹线和钝化层。在另一示例中，泵送元件可包括压阻式泵送元件，其中，电流(由例如薄膜晶体管)选择性地施加到压阻构件以使隔膜偏转，该隔膜将流体沿着通道244朝出口56且朝滴生成器246有力地泵送。在另外一些实施方式中，泵248可包括其它形式的泵，例如，静电泵和电液动力泵等。
过滤器250包括配置成传导流体同时也抑制流体中的颗粒到达滴生成器246的结构。过滤器250延伸越过入口254或越过在狭槽240和泵248之间的通道244的部分。过滤器250包括网孔组件，其限定多个孔口开口，流体穿过所述孔口开口形成流，但其中，所述孔口或开口足够小以限制污染物或颗粒流过其中。在一个实施方式中，当用于墨时，过滤器250包括6-10微米的过滤器。在其它实施方式中，过滤器50可具有其它密度例如更稀或更密的网孔。
收窄部260各自包括在出口256处或附近的流体通道244的缩窄部分。每个收窄部260充当滴喷射和流体频率调谐特征/旋钮。当室247内的流体在滴生成器246对液体的射出和喷射之后被补给时，收窄部260还减少或使得狭槽240内的流体更难再次进入通道244中。收窄部260也在这样的液体或流体补给期间限制污染物和气泡通过出口256向通道240内的流动。同时，这样的收窄部260足够大，以允许气泡在由泵248提供的正压下被泵送离开通道244并且进入狭槽240中。在所示示例中，通道244在收窄部260之间具有在100×50µm²和5×9µm²之间的横截面积。在其它实施方式中，横截面积可以变化到甚至超出此范围。在这样的实施方式中，横截面积由每线英寸的喷嘴密度或喷嘴间距限制。对于典型的17/20µm叠堆和1200喷嘴/线英寸来说，横截面积在28×21和5×17µm²的范围内。在所示示例中，过滤器250的外壁或外部侵占部分地越过出口256的突伸以限制出口256。在其它实施方式中，收窄部260可由其它形状的结构提供。
图5示出了流体喷射设备320，其为流体喷射设备20的另一个示例。流体喷射设备320类似于流体喷射设备220，不同的是流体喷射设备320包括箍缩收窄部360，而不是收窄部260。与流体喷射设备220的部件相对应的流体喷射设备320的那些剩余部件被类似地编号。箍缩收窄部360包括在每一个通道244内的结构。与收窄部260一样，收窄部360在这样的液体或流体补给期间限制污染物和气泡通过出口256向室247内的流动。同时，这样的收窄部足够大，以允许气泡在由泵248提供的正压下被泵送离开通道244并且进入狭槽240中。在所示示例中，通道244在收窄部360之间具有在100×50µm²和5×9µm²之间的横截面积。在一些实施方式中，横截面积可以变化到甚至超出此范围，其中，横截面积由每线英寸的喷嘴密度或喷嘴间距限制。对于典型的17/20µm SU-8叠堆来说，该具体示例在从28×21至5×17µm²的范围内变化。
图6示出了流体喷射设备420，其为流体喷射设备20的另一个示例。流体喷射设备420类似于流体喷射设备220，不同的是流体喷射设备320包括流动阻塞部460，而不是收窄部260。与流体喷射设备220的部件相对应的流体喷射设备420的那些剩余部件被类似地编号。流动阻塞部460包括在每一个通道244内的诸如柱子或柱的结构。与收窄部260一样，流动阻塞部460在这样的液体或流体补给期间限制污染物和气泡通过出口256向室247内的流动。同时，这样的阻塞部460足够大，以允许气泡在由泵248提供的正压下被泵送离开通道244并且进入狭槽240中。在所示示例中，通道244在每个阻塞部460周围具有在40×50µm²和5×9µm²之间的横截面积。对于17/20µm的叠堆示例和1200个喷嘴/线英寸来说，横截面积在10×21和5×17µm²的范围内。
图7示出了流体喷射设备520，其为流体喷射设备20的另一个示例。流体喷射设备520类似于流体喷射设备220，不同的是流体喷射设备520省略了靠近通道244的出口256的任何收窄部或阻塞部。与流体喷射设备220的部件相对应的流体喷射设备420的那些剩余部件被类似地编号。
图8是示出流体喷射设备620的仰视图，其为流体喷射设备20的另一个示例性实施方式。流体喷射设备620类似于流体喷射设备520，不同的是设备620包括过滤器650和流体排放口或孔664，以取代过滤器250。与设备520的部件相对应的设备620的那些剩余部件被类似地编号。
过滤器650类似于过滤器250，不同的是过滤器650在狭槽240的至少一侧上连续地延伸越过多个流体通道244的入口254。在所示示例中，过滤器650在狭槽240的两侧上连续地延伸越过多个流体通道244的入口254。在所示示例中，过滤器250从狭槽240的一侧向狭槽240的另一侧连续地延伸越过狭槽240。因为过滤器650连续地延伸越过多个流体通道244的入口254，所以有利于用于多个通道244的过滤器650的制造。
排放孔664包括在过滤器650内邻近每个出口256的单独的开口。这样的排放孔664减小了空气将变得截留在通道244内的可能性。在所示示例中，这样的排放孔664由笼状物或壁666与过滤器650进一步分离，这减少了污染物或颗粒吸入或闭塞出口256的机会。虽然示出为省略了任何收窄部或阻塞部，但在其它实施方式中，设备620可附加地包括收窄部260、360或阻塞部460、或它们的组合中的一个或多个，如上文分别在图9-11中的流体喷射设备720、820和920中所描述和示出的。
图12-14分别示出了流体喷射设备1020、1120和1220。设备1020、1120和1220与设备620相同，不同的是设备1020、1120和1220附加地包括在泵248和入口254之间的收窄部或阻塞部，以减少或减轻气泡从狭槽240向通道244中的引入。这样的箍缩收窄部或阻塞部类似于上述箍缩收窄部360和流动阻塞部460，不同的是这样的收窄部或阻塞部位于泵248和入口254之间的通道244。图12的设备1020包括在泵248和入口254之间的通道244内的箍缩收窄部1060。在所示示例中，通道244在收窄部1060之间具有在100×50和5×9µm²之间的横截面积。图13的设备1120包括在泵248和入口254之间的通道244内的流动阻塞部1160。在所示示例中，通道244在阻塞部1160周围具有在40×50和5×9µm²之间的横截面积。图14的设备1220包括箍缩收窄部1060和流动阻塞部1160两者。在所示示例中，通道244收窄部1060和阻塞部1160之间具有在40×50和5×9µm²之间的横截面积。在其它实施方式中，这样的收窄部和阻塞部可具有其它配置。
图15是流体喷射设备1320的仰视剖面图，其为流体喷射设备20的另一个示例。流体喷射设备1320与流体喷射设备620相同，不同的是流体喷射设备1320包括通道1344，以取代通道244。与设备620的部件相对应的设备1320的那些剩余部件被类似地编号。虽然未示出，但在其它实施方式中，流体喷射设备1320可附加地包括上述收窄部260、360、1060或流动阻塞部460、1160中的一个或多个。
流体通道1344类似于通道244，不同的是流体通道1344包括部分1370、1372和出口收窄部1374。部分1370从入口254延伸至部分1372且包含泵248。部段1344可在多个位置处连接到部分1372，例如，在部段1372上居中或从中心错开。部分1370具有相比部分1372较小的宽度和较小的横截面积。部分1372具有较大横截面积和较大宽度，其从部分1370延伸至出口256。部分1372与喷嘴252相对地延伸且包含滴生成器246。因为部分1370的横截面积和宽度小于包含滴生成器246的部分1372的横截面积和宽度，滴生成器246可以相对较大，从而提供更快的滴生成和喷射；而通道1344的部分1370较小，从而抑制污染物和气泡穿过其中。
出口收窄部1374限制出口256的大小，使得出口256具有相比部分1372更小的横截面积和宽度。因此，空气或污染物颗粒较不可能在流体喷射之后的流体补给期间被吸回到通道1344中。在所示示例中，出口收窄部1374由壁或笼状物666形成。在其它实施方式中，收窄部1374可由其它结构形成或者可被省略。
图16是流体喷射设备1420的仰视剖面图，其为流体喷射设备20的另一个示例。流体喷射设备1420与流体喷射设备620相同，不同的是流体喷射设备1420包括非均匀地或不均等地分布的喷嘴252。如图16所示，流体喷射设备1420类似于设备620，不同的是设备1420包括取代通道244的通道1444、入口收窄部1473和出口收窄部1374。与设备620的部件相对应的设备1420的那些剩余部件被类似地编号。虽然未示出，但在其它实施方式中，流体喷射设备1420可附加地包括上述收窄部260、360、1060或流动阻塞部460、1160中的一个或多个。
流体通道1444类似于通道244，不同的是流体通道1444包括部分1476、1478和1480。部分1476从入口254延伸，夹在部分1478和1480之间。部分1476支出和并入部分1478和1480中的每一个。部分1476包含泵248并且将流体从入口254进料或导向至部分1478和1480中的每一个。
入口收窄部1473限制入口254的大小，使得入口254具有相比部分1476更小的横截面积和宽度。因此，空气或污染物颗粒较不可能在流体喷射之后的流体补给期间被吸回到通道1444中。在所示示例中，入口收窄部1473由将部分1476与部分1478和1480分离的壁形成。在其它实施方式中，收窄部1473可由其它结构形成或者可被省略。
部分1478和1480各自从部分1476延伸。部分1478延伸至出口256中的第一个，而部分1480延伸至出口256中的第二个。第一和第二出口256中的每一个通入由笼状物666形成且在过滤器650内的流体排放口664。部分1478和1480中的每一个延伸越过且背对喷嘴252，并且包含与相关联的喷嘴252相对的滴生成器246。出口256中的每一个还设有出口收窄部1374(上文所述)。就示例性设备1420而言，流体可由单个泵248泵送和供应至两个滴生成器246。
在其它实施方式中，可利用滴生成器和泵的其它组合。图17示出了流体喷射设备1490，其示出两个备选的示例性组合或构造。如图17所示，在狭槽240上方的流体喷射设备1490的顶半部类似于流体喷射设备1420的顶半部，不同的是，代替单个泵248将液体供应至两个滴生成器246，设备1490的顶半部利用两个泵248，以将液体泵送或驱动至和越过单个滴生成器246。液体通过入口256中的每一个、通过通道1444的部分1478、1480并且通过部分50和78被抽吸至滴生成器246。虽然图17示出两个泵248将流体供应至单个滴生成器246，但在其它实施方式中，通道1444可具有其它配置，并且多于两个的泵248可提供用于将流体供应至单个滴生成器246。在另外一些实施方式中，通道1444可重新配置成将多个泵248连接到多个滴生成器246，其中，泵240的数量在一个实施方式中大于滴生成器246的数量，或者其中，滴生成器246的数量在另一个实施方式中大于泵248的数量。
流体喷射设备1490的底半部示出了包括取代通道1444的通道1494的示例性构造。通道1494包括单个主要部分1496，部分1498和1500从主要部分1496朝狭槽240延伸。部分1498包括泵248，而部分1500包括滴生成器246。因此，多个泵48将液体供应至多个滴生成器246。
虽然分支1444和1494的部分中的每一个已示出为包括单个泵248或单个滴生成器246，但在一些实施方式中，单个分支或部分可包含多于一个泵248或多于一个滴生成器246。在其它实施方式中，设备1420可包括独立的过滤器，例如，上述过滤器250，而不是单个连续的过滤器650。在其它实施方式中，部分1476可具有相比部分1478、1480更小的宽度或横截面积，类似于设备1320的配置。
图18A-18H是示出用于形成示例性流体喷射设备1520(图18H中示出)的一种示例性方法的剖面图。如图18A所示，互补金属氧化物半导体(CMOS)层1600、薄膜叠堆1602和钝化层1604被沉积在诸如硅的介电基底1606上。如图18B所示，导电迹线、电阻器区域、钝化层和抗气蚀层接着被图案化。如图18C所示，图案化的底漆层1610被沉积在钝化层1604上。如图18D所示，图案化的底漆层1610被进一步图案化以限定过滤器1550。然后，室层1612被沉积为图案以形成通道1544。如图18E所示，进行填充蜡1613和化学-机械平面化(CMP)。如图18F所示，在室层1612上形成内孔层1614。内孔层1614限定喷嘴1552。如图18G所示，基底1606、CMOS层1600、薄膜叠堆1602和钝化层1604被蚀刻以形成狭槽1640。
最后，如图18H所示，蜡填充物被移除以形成流体喷射设备1520。流体喷射设备1520包括流体狭槽1540、通道1544、滴生成器1546、泵1548和过滤器1550。流体狭槽1540、通道1544、滴生成器1546、泵1548和过滤器1550对应于上文结合图1所描述的流体狭槽40、通道44、滴生成器46、泵48和过滤器50。在使用中，在流体通过喷嘴1552射出或喷射之后，在腔室1551内的喷射的流体被用诸如墨的流体补给，该流体由泵1548从狭槽1540抽吸通过过滤器1550并且在通道1544内围绕室壁1555泵送(进入页面并且随后离开页面，如由带圈的十字所指示的)至滴生成器1546，如由箭头1560所指示的。
图19和图20示出了流体喷射设备1720，其为流体喷射设备20的另一个示例性实施方式。流体喷射设备1720在其制造和构造方面均类似于流体喷射设备1520，不同的是流体喷射设备1720利用直的或线性的流体通道1744代替U形的通道1544。与流体喷射设备1520的部件相对应的流体喷射设备1720的那些剩余部件被类似地编号。如由箭头1760所指示的，在流体通过喷嘴1552的射出或喷射之后，在腔室1551(与喷嘴1552相对)内的喷射的流体被用诸如墨的流体补给，该流体由泵1548从狭槽1540抽吸通过入口1554、通过过滤器1550并且在通道1544内在直线方向上泵送至滴生成器1546，该直线方向平行于连接过滤器1550和出口1556的线并且垂直于喷嘴1552面向的方向。
图21和图22示出了流体喷射设备1820，其为流体喷射设备20的另一个示例性实施方式。流体喷射设备1820类似于流体喷射设备1720，不同的是流体喷射设备1820附加地包括硅支撑件1821。支撑件1821包括连接到形成泵1548和滴生成器1546的层的在狭槽1548内的柱子或肋。支撑件1821在泵1548和滴生成器1546之间延伸，其中，形成滴生成器1546和泵1548的层向外延伸超出支撑件1821。在一个实施方式中，支撑件1821由形成基底1606的材料层形成。
如由虚线所指示的，在另一个实施方式中，流体喷射设备1820可备选地包括取代支撑件1821的硅脊或隔离壁1823。隔离壁1823在过滤器1550和出口1556之间在狭槽1540内延伸。隔离壁1823类似于支撑件1821，但附加地下伏(或覆盖，根据取向而定)形成滴生成器1546和泵1548的层。在一个实施方式中，隔离壁1823由形成基底1606的材料层形成。
虽然已经结合示例性实施例描述了本公开，但本领域的技术人员将会知道，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上进行更改。例如，虽然不同的示例性实施例可能已描述为包括提供一个或多个益处的一个或多个特征，但可以设想，所描述的特征在所描述的示例性实施例中或在其它备选实施例中可彼此互换或备选地彼此结合。由于本公开的技术相对复杂，并非技术上的所有更改都是可预知的。结合示例性实施例描述和在所附权利要求中阐述的本公开显然旨在为尽可能地广泛的。例如，除非另外具体指出，引用单个特定元件的权利要求也涵盖多个这样的特定元件。

Claims (15)

1.一种流体喷射设备(20, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920, 1020, 1120, 1220, 1320, 1420, 1490, 1720, 1820)，包括：
流体狭槽(40, 240, 1540)；
通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)，其具有连接到所述流体狭槽(40, 240, 1540)的入口(54, 254, 1554)和与所述入口(54, 254, 1554)间隔开且连接到所述流体狭槽(40, 240, 1540)的出口(56, 256, 1556)；
滴生成器(46, 246, 1546)，其沿着所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)；
流体循环泵(48, 248, 1548)，其在所述滴生成器(46, 246, 1546)和所述入口(54, 254, 1554)之间；以及
过滤器(50, 250, 650, 1550)，其在所述流体狭槽(40, 240, 1540)和所述流体循环泵(48, 248, 1548)之间越过所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述滴生成器(46, 246, 1546)和所述出口(56, 256, 1556)之间的流动收窄部(260, 360, 1060, 1374)。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括流动阻塞部(460, 1160)，所述流动阻塞部(460, 1160)在所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)内且由在所述滴生成器(46, 246, 1546)和所述出口(56, 256, 1556)之间的所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)围绕。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括：
第二通道(1444)，其具有连接到所述流体狭槽(240)的第二入口(254)和与所述第二入口(254)间隔开且连接到所述流体狭槽(240)的第二出口(256)；
第二滴生成器(246)，其沿着所述通道(1444)；
第二流体循环泵(248)，其中，所述过滤器(650)连续地延伸越过所述入口(254)和所述第二入口(254)，并且其中，所述出口(256)和所述第二出口(256)各自具有在所述过滤器(650)中的对应开口。
5.根据权利要求1所述的设备，还包括：
第二入口(254)，其用于所述通道(1444)且连接到所述流体狭槽(40, 240, 1540)；
第二滴生成器(246)，其沿着所述通道(1444)；以及
第二流体循环泵(248)，其在所述第二滴生成器(246)和所述第二入口(254)之间。
6.根据权利要求1所述的设备，还包括：
第二入口(254)，其用于所述通道(1444)且连接到所述流体狭槽(240)；以及
第二流体循环泵(248)，其在所述滴生成器(246)和所述第二入口(254)之间。
7.根据权利要求1所述的设备，还包括在所述流体循环泵(48, 248, 1548)和所述入口(54, 254, 1554)之间的流动收窄部(260, 360, 1060, 1473)。
8.根据权利要求7所述的设备，还包括阻塞部(460, 1160)，所述阻塞部(460, 1160)在所述泵(48, 248, 1548)和所述入口(54, 254, 1554)之间的所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)内且由所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)围绕。
9.根据权利要求7所述的设备，还包括阻塞部(460, 1160)，所述阻塞部(460, 1160)在所述泵(48, 248, 1548)和所述入口(54, 254, 1554)之间的所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)内且由所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)围绕。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)包括：
第一部分，其具有邻近所述滴生成器(46, 246, 1546)且延伸至所述出口(56, 256, 1556)的第一横截面区域；以及
第二部分，其具有小于所述第一横截面区域且从所述滴生成器(46, 246, 1546)延伸至所述入口(54, 254, 1554)的第二横截面区域。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述通道(1444)包括：
第一部分，其从所述入口(254)延伸且包括所述泵(248)；
第二部分，其从所述第一部分延伸至所述出口(256)且包括所述滴生成器(246)；以及
第三部分，其从所述第一部分延伸至连接到所述流体狭槽(240)的第二出口(256)，其中，所述设备还包括在所述第三部分内的第二流体滴生成器(246)。
12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述滴生成器(246)在第一方向上喷射滴，并且其中，所述入口(254)面向基本上垂直于所述第一方向的第二方向。
13.根据权利要求1所述的设备，其中，所述滴生成器(1546)在第一方向上喷射滴，并且其中，所述入口(1554)面向基本上平行于所述第一方向的第二方向。
14.一种用于流体喷射的方法，包括：
使用从通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)接收流体的滴生成器(46, 246, 1546)喷射流体的小滴，所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)具有邻近流体狭槽(40, 240, 1540)的入口(54, 254, 1554)和与所述入口(54, 254, 1554)间隔开且邻近所述流体狭槽(40, 240, 1540)的出口(56, 256, 1556)；以及
利用所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)内的泵(48, 248, 1548)将流体抽吸通过过滤器(50, 250, 650, 1550)，所述泵(48, 248, 1548)将所述流体朝所述入口(54, 254, 1554)泵送(48, 248, 1548)至所述滴生成器(46, 246, 1546)，其中，所述泵(48, 248, 1548)在所述小滴的所述喷射之后的时间内启动，使得喷射的流体大部分被由所述泵(48, 248, 1548)越过所述入口(54, 254, 1554)抽吸通过所述过滤器(50, 250, 650, 1550)的所述流体补给。
15.一种形成流体喷射设备的方法，包括：
形成流体狭槽(40, 240, 1540)；
形成通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)，所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)具有连接到所述流体狭槽(40, 240, 1540)的入口(54, 254, 1554)和与所述入口(54, 254, 1554)间隔开且连接到所述流体狭槽(40, 240, 1540)的出口(56, 256, 1556)；
沿着所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)提供滴生成器(46, 246, 1546)；
在所述滴生成器(46, 246, 1546)和所述入口(54, 254, 1554)之间提供流体循环泵(48, 248, 1548)；以及
提供在所述流体狭槽(40, 240, 1540)和所述流体循环泵(48, 248, 1548)之间越过所述通道(44, 244, 1344, 1444, 1494, 1544, 1744)的过滤器(50, 250, 650, 1550)。
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