CN104781077A - 微流体喷射头的维护阀 - Google Patents

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Abstract

公开了一种喷射芯片，包括基底、流动特征层、喷嘴板和一个或多个阀。基底包括一个或多个流体通道和一个或多个流体端口，每个流体端口与一个或多个流体通道中的至少一个连通。流动特征层被布置在基底上，且流动特征层包括一个或多个流动特征，每个流动特征与一个或多个流体端口中的至少一个连通。

Description

微流体喷射头的维护阀
技术领域
本发明涉及控制流体流经喷射芯片的设备和方法。
发明内容
根据本发明的一个示例性实施例，一种喷射芯片包括基底、流动特征层、喷嘴板和一个或多个阀。基底包括一个或多个流体通道和一个或多个流体端口，每个流体端口与一个或多个流体通道中的至少一个连通。流动特征层被布置在基底上，且流动特征层包括一个或多个流动特征，每个流动特征与一个或多个流体端口中的至少一个连通。喷嘴层被布置在流动特征层上，且喷嘴层包括一个或多个喷嘴，每个喷嘴与一个或多个流动特征中的至少一个连通，使得由一个或多个流体通道、一个或多个流体端口、一个或多个流动特征和一个或多个喷嘴限定出一个或多个流体路径。一个或多个阀选择性地阻碍流体流经一个或多个流体路径。
在多个示例性实施例中，一个或多个阀布置在基底中。
在多个示例性实施例中，一个或多个阀布置在基底下方。
在多个示例性实施例中，在维护操作期间，一个或多个阀阻碍流体流经一个或多个流体路径的多个选择的流体路径。
在多个示例性实施例中，在喷出操作期间，一个或多个阀阻碍流体流经一个或多个流体路径的多个选择的流体路径。
在多个示例性实施例中，喷射芯片还包括布置在基底上的一个或多个喷射器元件。
在多个示例性实施例中，一个或多个阀包括沿一个或多个流体路径中的至少一个布置的气泡。
在多个示例性实施例中，一个或多个阀选择性地阻碍流体流经一个或多个流体端口中的至少一个。
在多个示例性实施例中，一个或多个阀包括柔性隔膜，柔性隔膜选择性地阻碍流体流经一个或多个流体路径中的至少一个。
在多个示例性实施例中，柔性隔膜由弹性体形成。
在多个示例性实施例中，喷射芯片还包括气动通道，气动通道被构造为沿一个或多个流体路径中的至少一个生成压差，使得柔性隔膜朝向较低压力的区域偏斜。
在多个示例性实施例中，柔性隔膜构造为与壁接合，以选择性地阻碍流体流经一个或多个流体路径中的至少一个。
在多个示例性实施例中，该一个或多个阀包括双金属阀。
在多个示例性实施例中，双金属阀包括多种材料，每种材料具有不同的热膨胀系数。
在多个示例性实施例中，双金属阀构造为被加热，使双金属阀沿多种材料中具有最低热膨胀系数的材料的方向偏斜。
在多个示例性实施例中，双金属阀基本横跨一个或多个流体端口中的至少一个延伸。
在多个示例性实施例中，双金属阀完全横跨一个或多个流体端口中的至少一个延伸。
在多个示例性实施例中，双金属阀通过一个或多个安装座与一个或多个流体端口中的至少一个间隔开。
在多个示例性实施例中，一个或多个阀中的至少一个可为压电阀或静电阀。
附图说明
参照以下结合附图的本发明的多个示例性实施例的详细描述，将会更充分地理解本发明的特征和优点，在附图中：
图1A是根据本发明的一个示例性实施例的喷射芯片的侧剖视图；
图1B是图1A的喷射芯片中形成气泡的侧剖视图；
图1C是图IB中具体指出的区域的放大视图；
图2A是制造根据本发明的一个示例性实施例的喷射芯片的第一顺序侧剖视图；
图2B是制造喷射芯片的第二顺序侧剖视图；
图2C是制造喷射芯片的第三顺序侧剖视图；
图2D是制造喷射芯片的第四顺序侧剖视图；
图2E是制造喷射芯片的第五顺序侧剖视图；
图2F是制造喷射芯片的第六顺序侧剖视图；
图2G是制造喷射芯片的第七顺序侧剖视图；
图2H是制造喷射芯片的第八顺序侧剖视图；
图2I是图2A至图2H中形成的喷射芯片的阀被致动的侧剖视图；
图3A是具有根据本发明的一个示例性实施例的阀的喷射芯片的侧剖视图；
图3B是图3A的喷射芯片的阀被致动的侧剖视图；
图4A是制造根据本发明一个示例性实施例的喷射芯片的第一顺序侧剖视图；
图4B是制造喷射芯片的第二顺序侧剖视图；
图4C是制造喷射芯片的第三顺序侧剖视图；
图4D是图4A至图4C中形成的喷射芯片的阀被致动的侧剖视图；
图5A是根据本发明的一个示例性实施例的喷射芯片的侧剖视图；以及
图5B是5B的喷射芯片的阀被致动的侧剖视图。
具体实施方式
本申请的多个示例性实施例涉及控制流体经过喷射芯片(例如微流体喷射头)的设备和方法。喷射芯片可被构造为从其中存储和/或喷射和/或引导例如墨水的流体。喷射芯片可例如被应用在喷墨打印机。
喷射芯片可被设置为多种构造以适合特殊的使用需要。在多个实施例中，多个喷射芯片可被设置为形成一种打印头，这种打印头能够跨过介质(例如一张纸)的表面的长度和/或宽度移动，以将流体顺序地投射在介质的多个部分上。在这样的实施例中，多个喷射芯片可形成扫描打印头。在多个实施例中，多个喷射芯片可被设置为形成一种打印头，这种打印头可基本上在介质的宽度上延伸。在这样的实施例中，多个喷射芯片可形成页宽式打印头。在页宽式打印头中，可出现基本上更多数量(例如二十倍的)的喷射芯片。因此，例如在维护操作期间，页宽式打印头可构造为使用更大量的墨水。
在多个实施例中，为了促进形成打印头的喷射芯片的适当和/或连续的性能，维护操作可包括使擦拭构件沿喷射芯片的一部分经过，以取出脏污的、不适当的、或其它不想要的流体，以清除杂物，和/或使这些打印头就绪。这样的操作的示例性实施例被描述在美国专利申请公开第2013/0215191号中。在这样的实施例中，擦拭构件可具有通过喷射芯片吸墨水，因而消耗储存在喷射芯片中或与喷射芯片相关的墨水的效果。在对页宽式打印头实施擦拭操作的多个实施例中，大量的墨水会以这样的方式被消耗，例如，与扫描式打印头相比会增加二十倍的墨水消耗。在多个实施例中，与特定的打印头相关联的所有喷射芯片在特定维护操作期间可能不必需要维护。因此，由于打印头中的紧公差和/或几何形状，选择性地擦拭某些打印头而同时隔离开其它打印头可能是不可行的。因此，期望提供一种微机电系统(MEMS)以抑制(例如降低、最小化、和/或阻止)维护操作期间无意的和/或非必要的墨水损失。
参照图1A，图1示出了喷射芯片(大体由附图标记100表示)的一个示例性实施例的剖视图。喷射芯片100可包括基底110、多个流体喷射器元件120、流动特征层130、和/或喷嘴层140。在多个实施例中，喷射芯片100可具有不同构造。
基底110可由半导体材料(例如硅片)形成。一个或多个流体端口112可为通过加工基底110的一些部分而沿基底110的顶面形成的孔。如本文所述，举几个例子，加工喷射芯片的一些部分可例如包括如研磨的机械变形、化学蚀刻、或由光刻胶图案化所需的结构。可加工基底110的背侧，以形成分别与流体端口112流体连通的一个或多个流体通道114。流体通道114可与墨水源(例如墨水储存器)流体连通。
一个或多个喷射器元件120可被设置在基底110上。喷射器元件120可包括一种或多种传导和/或抗性(resistive)材料，使得当向喷射器元件120供电时，致使热量在喷射器元件120上和/或附近累积。在多个实施例中，喷射器元件120可由多于一种分层材料构成，例如可包括抗性元件、电介质和保护层的加热器堆(heater stack)。喷射器元件120产生的热量可与供应到喷射器元件120的电量成正比。在多个实施例中，电力可被供应到喷射器元件120，使得喷射器元件120产生预定的热剖面(thermal profile)，例如一系列恒定或变化的振幅和/或宽度(duration)的电脉冲以获得预期性能。
流动特征层130可设置在基底110上。流动特征层130可设置为关于基底110为分层的关系或另外大体平面邻接的关系。流动特征层130可由例如聚合材料形成。可加工流动特征层130，使得沿流动特征层130和/或在流动特征层130中形成一个或多个流动特征132。在多个实施例中，流动特征132的几何形状和/或尺寸可使得流动特征132构造为引导墨水流经喷射芯片100。
喷嘴层140可设置在流动特征层130上。在多个实施例中，喷嘴层140可设置为与流动特征层130为分层关系。在多个实施例中，喷嘴层140可由例如聚合材料形成。可加工喷嘴层140使得沿喷嘴层140的顶面形成一个或多个喷嘴142。喷嘴142可构造为从喷射芯片100喷射的墨水的出口孔。因此，喷嘴142的几何形状和/或尺寸可构造为引导墨水离开喷射芯片100的轨迹。各个流体端口112、流体通道114、流动特征132、和/或喷嘴142可共同形成喷射芯片100中的多个流体路径148。
再参照图1B和图1C，在使用中，流体通道114可至少部分地填充墨水。墨水可为适用于喷墨打印操作的任何流体。电力可被供应到这些喷射器元件120，使得喷射器元件120加热周围的墨水。电力可被供应到喷射器元件120，从而引起一部分墨水150被快速蒸发(例如通过闪蒸)，使得在流体通道114内形成一个或多个蒸汽气泡152。包括气泡152的蒸汽可由墨水的含水成分蒸发而形成。可提供大功率电脉冲以形成气泡152。在多个实施例中，可提供一系列的电脉冲以形成气泡152。在形成气泡152之后，电力可按照形成气泡152的初始电量的相等或较小水平持续供应到喷射器元件120，以维持流体通道114中的气泡152。由于气泡152在液体墨水中的较高能量状态，气泡152趋于膨胀，例如液压膨胀，但是被围绕流体路径148的壁限制而不会膨胀超过指定的尺寸。因此，气泡152被构造为流体路径148内形成液体墨水中断的加压区域。以此方式，气泡152可被设置为选择性地阻碍墨水通过选择的流体路径148。在多个实施例中，流体通道114的壁的比气泡152相对较低的温度可抑制气泡152膨胀成与流体路径148的壁流体紧密封。在这样的实施例中，气泡152可允许一些墨水流经流体路径148。在多个实施例中，气泡152可沿流体路径148的不同部分，例如流体端口112形成。
当需要允许墨水流经流体通道114时，喷射器元件120可断电。喷射器元件的电力减少可引起喷射器元件120附近的热量减少，使得气泡152可消散、瓦解、和/或返回到较低能量状态，使得包括气泡152的蒸汽被吸收回到周围的墨水中。
在多个实施例中，在维护操作期间，电力可被供应到喷射器元件120以形成一个或多个气泡152，例如用于抑制由于喷射芯片100的擦拭而通过喷射芯片100损失的墨水。在这样的实施例中，喷射芯片100的流体流动控制构件(例如阀)可包括一个或多个气泡152。在这样的实施例中，包括气泡152的一个或多个阀为常开构造。在这样的实施例中，例如在维护操作期间，气泡152通常不在选择的流体路径148中，而是沿选择的流体路径148选择性地形成。
在多个实施例中，在基本上恒定状态，除了在使用喷射芯片100将墨水喷射到介质上(例如喷出操作)期间之外，电力可被供应到喷射器元件120，以在流体通道114中形成气泡152。在这样的实施例中，喷射芯片100的一个或多个阀可包括具有常闭构造的气泡152。在这样的实施例中，气泡152通常出现在选择的流体路径148中，且不出现在喷出操作期间。在这样的实施例中，气泡152可通常出现在选择的流体路径148中，使得阻碍墨水从喷射芯片的外部位置进入流体路径148，例如从与选择的流体路径148不关联的喷嘴溅射或喷不出(misfired)的墨水。以这样的方式，气泡152可形成为选择性地阻碍选择的流体路径148的污染。
现在转到图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H，示出了制造喷射芯片(大体以附图标记200表示)的一个示例性实施例。
在制造过程的第一步可设置基底210，例如硅片。牺牲材料220(例如二氧化硅层)可沉积在基底210上。牺牲材料220可被加工为使得牺牲材料在基底210上成图案，以对应于流体端口212的位置。加热器金属230和导体金属240可随后沉积在基底210和牺牲材料220上。加热器金属230和导体金属240可在基底210上以分层构造沉积。加热器金属230和导体金属240可构造为在接收电力时产生热量。在多个实施例中，加热器金属230和/或导体金属240的导电性和/或电阻性使得电力可沿加热器金属230和/或导体金属240传输，从而引起热量在加热器金属230和/或导体金属240中和/或周围累积。在多个实施例中，举例来说，加热器金属230和导体金属240可由例如Si、Al、Ta、W、Hf、Ti、多晶硅、Ni、TiN和/或TaC中的一种或多种形成。加热器金属230和导体金属240可沿基底210的表面成图案，使得在基底210上出现至少一个加热器金属230和导体金属240的共同延伸区域(coextensive region)。在多个实施例中，在需要产生热量的区域中可蚀刻掉导体金属240。
如图2E中所示，加热器钝化层250随后沉积在基底210上。加热器钝化层250可由例如二氧化硅和/或氮化硅形成。加热器钝化层250可与导体金属240的至少一部分为分层的关系沉积。加热器钝化层250可被加工为使得加热器钝化层250在导体层240上成图案。
如图2F中所示，牺牲层220可随后被加工，例如使用四甲基氢氧化铵(TMAH)蚀刻工艺来蚀刻掉。在一些实施例中，一部分基底210在这个工艺中也被去除。牺牲层220的加工可引起沿基底210形成一个或多个流体端口212。
如图2G中所示，然后可加工基底210的底面，使得基底210中形成一个或多个流体通道214。流体通道214可分别与一个或多个流体端口212流体连通。
在多个实施例中，包括多个流动特征的流动特征层可沉积在加热器钝化层150上。这样的流动特征层可基本上类似于上述的流动特征层130。这样的流动特征层可被加工为沿流动特征层形成一个或多个流动特征。这样的流动特征可分别与一个或多个流体端口212流体连通。
在多个实施例中，喷嘴层可沉积在流动特征层上。这样的喷嘴层可基本上类似于上述的喷嘴层280。这样的喷嘴层可被加工为使得沿喷嘴层形成一个或多个喷嘴。这样的喷嘴可分别与流动特征层的一个或多个流动特征流体连通。在多个实施例中，喷嘴、流动特征、流体通道214和/或流体端口212可共同形成喷射芯片200内的多个流体路径216。
如图2H所示，在制造喷射芯片200之后，一部分加热器金属230和一部分钝化层250可基本上横跨流体端口214延伸。加热器金属230和钝化层250的这些部分可与基底210的表面间隔开，例如通过一个或多个安装座232间隔开。在多个实施例中，安装座232可为牺牲层220的未加工部分。在多个实施例中，安装座232可为电阻膜和/或介电材料的未蚀刻侧壁。安装座232可在加热器金属230和钝化层250的这些部分与基底210之间提供间隙C，使得墨水可经过间隙C。在多个实施例中，间隙C的尺寸可使得微量墨水从中通过。
加热器金属230和钝化层250可具有共同延伸的设置，以共同形成双金属阀290。在多个实施例中，导体金属240可替代性地或另外地形成双金属阀290的一部分。双金属阀290可构造为使得加热器金属230和钝化层250由在大致相似环境中热膨胀系数(CTE)不同的材料形成。在多个实施例中，举例来说，Si的CTE可为大约2.5ppm/℃，Si3N4的CTE可为大约2.8ppm/℃，TiO2的CTE可为大约7.2ppm/℃至大约7.10ppm/℃，Al的CTE可为大约24ppm/℃至大约27ppm/℃，Ta的CTE可为大约6.5ppm/℃，W的CTE可为大约4ppm/℃，Hf的CTE可为大约5.9ppm/℃，Ti的CTE可为大约9.5ppm/℃，多晶硅的CTE可为大约9.4ppm/℃，SiO2的CTE可为大约0.5ppm/℃，SiC的CTE可为大约2.5ppm/℃至大约5.5ppm/℃，Ni的CTE可为大约13.3ppm/℃，TiN的CTE可为大约9.4ppm/℃，而TaC的CTE可为大约6.3ppm/℃。
在使用中，电力可被供应到喷射芯片200，从而造成加热器金属230和钝化层250的热能增加，使得温度升高。由于加热器金属230和钝化层250包含不同的CTE，所以横跨双金属阀290增加的热能将引起阀290沿具有两种CTE中较低CTE的材料的方向偏斜，例如弯曲、屈曲、和/或卷曲。因此，双金属阀290将偏斜远离流体端口212。在多个实施例中，双金属阀290可限定一个或多个未附接到安装座232的周边边缘。在这样的实施例中，双金属阀290可偏斜或形成弓形，使得在偏斜的双金属阀290的顶点与流体部分212之间形成空隙G。在多个实施例中，与双金属阀290在未致动时(例如未供电状态)双金属阀290与流体端口212之间测量的间隙C相比，空隙G可限定更大的空间。在多个实施例中，空隙G可允许流过流体端口212的墨水的量增加。以此方式，双金属阀290可构造为选择性地阻碍墨水流经喷射芯片200中选择的流体通道216。
在多个实施例中，双金属阀290在未致动状态可基本上阻碍墨水流经选择的流体路径216。在这样的实施例中，双金属阀290可包括常闭阀。以此方式，双金属阀290可被供电(例如在喷射芯片200的喷出操作期间)，以选择性地允许墨水流经喷射芯片200的选择的流体路径216。在这样的实施例中，双金属阀290可为常闭以通过阻碍墨水流或其它物质从外部环境进入选择的流体路径216，来抑制选择的流体路径216的交叉污染。在多个实施例中，喷射芯片可利用具有不同可致动构造的阀，例如压电阀和/或静电阀。
在多个实施例中，在未致动状态(例如休眠状态或未供电状态)中，双金属阀290可允许墨水流经选择的流体路径216。在这样的实施例中，双金属阀290可包括常开阀。以此方式，双金属阀290可被供电(例如在维护操作期间)，以选择性地阻碍通过喷射芯片200的选择的流体路径。
现在转到图3A，图3A示出了根据本申请的一个示例性实施例的喷射芯片300。喷射芯片300可按照与上述喷射芯片200的基本相似方式形成，并可包括基本相似的部件。在多个实施例中，可加工加热器金属230和钝化层250，使得加热器金属230和钝化层250共同形成基本横跨流体端口212延伸的舌形阀390。在多个实施例中，舌形阀390可构造为双金属材料的条。舌形阀390可具有悬臂构造，例如，舌形阀可附接在流体端口212的一侧且具有横跨流体端口212延伸的自由端。舌形阀390可设置为与基底210为分层关系，且可在流体端口212的多个边缘之间延伸或延伸超出流体端口212的多个边缘。因此，喷射芯片300可没有舌形阀390的安装座232。在多个实施例中，舌形阀390可部分地横跨流体端口212延伸，所以舌形阀390可具有在流体端口212的多个边缘之间间隔开的端点(terminus)。舌形阀390与流体端口212的大体平面邻接关系可在舌形阀390与流体端口212之间提供基本上的流体紧密封，使得当舌形阀390处于休眠位置时，基本上抑制墨水流经流体端口212。
类似于以上的喷射芯片200，加热器金属230和钝化层250可均具有不同的CTE。因此，加热器金属230和钝化层250可被供电，以使横跨舌形阀390的热能增加，使得舌形阀390沿具有较低CTE的材料的方向偏斜。因为舌形阀390包括未附接到流体端口212的一端的自由端，所以舌形阀390可偏斜而远离流体端口212，使得在舌形阀390的一端与流体端口212之间形成空隙G2。因此，舌形阀390可被致动以允许墨水流经流体端口212。
在多个实施例中，舌形阀390在未致动状态可基本阻碍墨水流经选择的流体路径216。在这样的实施例中，舌形阀390可包括常闭阀。以此方式，舌形阀390可被供电(例如在喷射芯片300的喷出操作期间)，以在喷出期间选择性地打开通过喷射芯片300的选择的流体路径216，且舌形阀390可构造为在其它状态选择性地阻碍通过喷射芯片300的选择的流体路径216。在多个实施例中，喷射芯片可利用具有不同可致动构造的阀，例如压电阀和/或静电阀。
在多个实施例中，舌形阀390可在未致动状态允许墨水流经选择的流体路径216。在这样的实施例中，舌形阀390可包括常开阀。以此方式，舌形阀390可被供电(例如在维护操作期间)，以选择性地阻碍通过喷射芯片300的选择的流体路径216。
参照图4A、图4B、图4C以及图4D，其中示出了制造根据本申请的一个示例性实施例的喷射芯片组件400。喷射芯片组件400包括基底410。基底410可基本类似于上述基底110和210，例如，基底410可为硅片。基底410可被加工为限定一个或多个流体端口412和一个或多个流体通道414。一个或多个流体端口412可与一个或多个流体通道414流体连通。如后文描述的，基底410还可包括限流器416。在多个实施例中，限流器416可在一个或多个流体通道414与各自的流体腔418之间形成隔断。
阀基底420可贴附到基底410的底部。阀基底420可由多种材料形成，举例来说，诸如硅、玻璃、液晶聚合物或塑料。阀基底420可沿基底410的一个或多个流体通道414定位，使得阀基底420至少部分地包围一个或多个流体通道414。阀基底420可被加工为在其上形成置换腔(displacementchamber)422。柔性隔膜424可层压在阀基底420的顶部，使得一部分柔性隔膜424覆盖置换腔422，以形成在基底410下方布置的柔性阀426。一个或多个柔性阀426可横跨置换腔414布置。柔性阀426可由聚合材料形成，举例来说，诸如聚二甲硅氧烷、全氟聚醚、聚四氟乙烯、或氟化乙烯-丙烯。在多个实施例中，柔性阀426可为弹性体。
限流器416可以是基底410的朝向置换腔延伸的一部分，例如壁。限流器416的位置可使得限流器416接合以接触和/或基本上邻接柔性阀426。限流器416可按照基本横切的方式朝向柔性阀426延伸。在多个实施例中，限流器416可接触或基本邻接柔性阀426，使得柔性阀426由于限流器416的存在而维持一基本平面构造。以此方式，限流器416可使墨水腔418与流体通道414流体隔离。
流动特征层430可布置在基底410上。流动特征层430可基本类似于本文描述的流动特征层130。流动特征层430可被加工为使得流动特征层430包括一个或多个流动特征432。如本文进一步描述的，流动特征432可与一个或多个流体端口412分别处于选择性流体连通。流动特征432可与一个或多个流体端口412、一个或多个流体通道414以及一个或多个流体腔418流体连通。
喷嘴层440可布置在流动特征层430上。喷嘴层440可基本类似于上述的喷嘴层140。喷嘴层440可被加工为使得喷嘴层440包括沿喷嘴层440形成的一个或多个喷嘴442。每个喷嘴442均可与一个或多个流动特征432分别处于流体连通。在多个实施例中，喷嘴442、流动特征432、流体端口412、流体通道414和/或流体腔418可共同形成喷射芯片组件400中的流体路径419。
置换腔422可与气动通道423(例如真空源)流体联接。因此，气动通道423可构造为改变置换腔423中的流体(例如空气)的压力P。在初始状态或阀关闭状态下，基底410与流动特征层430之间的例如沿流体通道414的流体压力P可基本类似于置换腔422中的流体压力P。
在使用中，气动通道423可被致动(例如由泵或其它真空源驱动)，使得流体被从置换腔422抽出。随着置换腔422内的流体压力减少，形成至少局部真空，使得在置换腔422中形成流体压力P'。流体压力P'可不同于，例如低于基底410与阀基底420之间的流体压力P。因此，柔性阀426的任一侧的压力差可使柔性阀426朝向较低压力P'的区域偏斜而远离限流器416，使得在限流器416与柔性阀426之间形成空隙G3。以此方式，空隙G3允许墨水沿流体通道414在流体端口412与流动特征432之间流动。偏斜的柔性阀426可包括喷射芯片组件400的阀打开状态。
为使柔性阀426返回到关闭状态，气动通道423可从置换腔422脱开，(例如被移走或关闭)，使得流体置换腔422中的流体压力和基底410与阀基底420之间的流体压力大致均衡。在没有压差的情况下，柔性阀426可回到其休眠的大体平面状态，使得柔性阀426接触或邻接限流器416，使得抑制墨水在流体腔418与流体通道414之间的流动。在多个实施例中，柔性阀426具有弹性构造，使得柔性阀426在偏压下维持回到其休眠状态。在多个实施例中，气动通道423可构造为传递流体压力，以生成正压力环境，从而有助于柔性阀426返回其休眠状态。以此方式，柔性阀426可构造为在休眠状态下，选择性地阻碍流体流经喷射芯片组件400的选择的流体路径419，例如构造为常闭阀。
回到图5A，根据本申请的一个实施例的喷射芯片组件大体由附图标记500表示。喷射芯片组件500可包括基本类似于上述喷射芯片组件400的部件，例如喷嘴层440、流动特征层430和/或阀基底420。
喷射芯片组件500可包括类似于基底410的基底510。基底510可包括朝向置换腔422延伸的限流器516。限流器516可相对于柔性阀426定位，使得在柔性阀426的休眠状态下，在限流器516与柔性阀426之间存在空隙G4。
此外再参照图5B，为了致动柔性阀426，气动通道423可将流体压力(例如正气压)供应到置换腔422，使得置换腔422中形成压力P2。压力P2可不同于，例如大于沿流体通道414形成的压力P，使得喷射芯片组件500内存在压差。压差可引起柔性阀426朝向较低压力P的区域偏斜，从而迫使柔性阀426与限流器516接触而形成大致流体紧密封，使得抑制墨水流过限流器516。
以此方式，柔性阀426可设置为使得柔性阀426通常位于允许墨水流经喷射芯片组件500的位置，并可被致动而基本阻碍墨水流经喷射芯片组件500的选择的流体路径519，例如设置为常开阀。
虽然本发明是结合以上的多个概括性实施例进行描述，但是显然许多替代、更改和变型对于本领域技术人员而言是明显的。因此，如前所述，本发明的示例性实施例旨在是示例性的而非限制性的。可进行各种变化而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种喷射芯片，包括：
基底，包括一个或多个流体通道和一个或多个流体端口，每个流体端口与所述一个或多个流体通道中的至少一个连通；
流动特征层，布置在所述基底上，所述流动特征层包括一个或多个流动特征，每个流动特征与所述一个或多个流体端口中的至少一个连通；
喷嘴板，布置在所述流动特征层上，所述喷嘴板包括一个或多个喷嘴，每个喷嘴与所述一个或多个流动特征中的至少一个连通，使得由所述一个或多个流体通道、所述一个或多个流体端口、所述一个或多个流动特征、和所述一个或多个喷嘴限定出一个或多个流体路径；以及
一个或多个阀，选择性地阻碍流体流经所述一个或多个流体路径。
2.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀布置在所述基底下方。
3.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀布置在所述基底上方。
4.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，在维护操作期间，所述一个或多个阀阻碍流体流经所述一个或多个流体路径的多个选择的流体路径。
5.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，在喷出操作期间，所述一个或多个阀阻碍流体流经所述一个或多个流体路径的多个选择的流体路径。
6.根据权利要求1所述的喷射芯片，还包括布置在所述基底上的一个或多个喷射器元件。
7.根据权利要求6所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀包括沿所述一个或多个流体路径中的至少一个布置的气泡。
8.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀中的至少一个选择性地阻碍流体在所述一个或多个流体端口处的流动。
9.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀包括柔性隔膜，所述柔性隔膜选择性地阻碍流体流入所述一个或多个流体路径中。
10.根据权利要求9所述的喷射芯片，其中，所述柔性隔膜由弹性体形成。
11.根据权利要求9所述的喷射芯片，还包括气动通道，所述气动通道被构造为沿所述一个或多个流体路径中的至少一个生成压差，使得所述柔性隔膜朝向较低压力的区域偏斜。
12.根据权利要求9所述的喷射芯片，其中，所述柔性隔膜被构造为与壁接合，以选择性地阻碍流体沿所述一个或多个流体路径中的至少一个流动。
13.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀包括双金属阀。
14.根据权利要求13所述的喷射芯片，其中，所述双金属阀包括多种材料，每种材料具有不同的热膨胀系数。
15.根据权利要求14所述的喷射芯片，其中，所述双金属阀构造为被加热，使所述双金属阀沿多种材料中具有最低热膨胀系数的材料的方向偏斜。
16.根据权利要求13所述的喷射芯片，其中，所述双金属阀基本横跨所述一个或多个流体端口中的至少一个延伸。
17.根据权利要求16所述的喷射芯片，其中，所述双金属阀完全横跨所述一个或多个流体端口中的至少一个延伸。
18.根据权利要求13所述的喷射芯片，其中，所述双金属阀通过一个或多个安装座与所述一个或多个流体端口间隔开。
19.根据权利要求1所述的喷射芯片，其中，所述一个或多个阀中的至少一个可为压电阀或静电阀。
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