CN107521229B - 流体分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流体分配装置，该装置包含外壳、喷射芯片和搅拌棒。外壳具有外壁和腔室。外壁具有界定第一平面的芯片安装表面并且具有开口。腔室界定内部空间并且具有与开口流体连通耦合的端口。喷射芯片安装到外壁的芯片安装表面。喷射芯片的平面范围沿着第一平面定向，喷射芯片与开口流体连通，并且喷射芯片的流体喷射方向基本上正交于第一平面。搅拌棒位于腔室中。搅拌棒具有旋转轴，并且搅拌棒的旋转轴基本上垂直于流体喷射方向或平行于喷射芯片的平面范围。本发明具有减少在喷射芯片附近的流体通道中的停滞区的特征。

Description

流体分配装置

技术领域

本发明涉及流体分配装置，且更确切地说，涉及具有减少停滞区的特征的流体分配装置，例如，微流体分配装置。

背景技术

一种类型的微流体分配装置，例如，喷墨打印头被设计成包含用于控制背压的毛细管部件，例如，泡沫或毛毡。在这种类型的打印头中，在过滤器与喷射装置之间存在唯一的自由流体。如果流体出现沉淀或分离，那么几乎不可能将毛细管部件中含有的流体再混合。

另一类型的打印头在本领域中称为自由流体式打印头，所述打印头具有进行弹簧加载以保持打印头的喷嘴处的背压的可移动壁。一种类型的弹簧加载的可移动壁使用可变形偏转囊状物来形成单件式弹簧和壁。惠普公司的早期打印头设计使用圆形可变形橡胶部分，所述橡胶部分采用位于盖子与容纳油墨的主体之间的环形囊状物的形式。环形囊状物的偏转使自身折叠。通过将囊状物材料变形为油墨而将环形囊状物保持的背压传送到打印头芯片。

在可能出现流体和微粒分离的储液罐中，需要提供流体的混合。例如，着色流体中的微粒往往会取决于粒度、比重差和流体粘度而沉淀。第2006/0268080号美国专利申请公开案揭示一种具有远离流体喷射装置定位的油墨罐的系统，其中油墨罐含有通过外部旋转板旋转的磁性转子以在远程油墨罐中提供整体混合。

然而已认识到，具有紧凑设计的微流体分配装置展现远程罐中的简单搅动未解决的特别挑战，所述微流体分配装置包含储液室和机载流体喷射芯片两者。例如，已确定不仅储液室的大部分区域中的流体需要再混合，而且喷射芯片区域中的再混合也是合乎需要的，且在一些情况下可能是必要的，以便防止流体喷射芯片附近的区域被沉淀微粒堵塞。

此外，已认识到，即使再混合，也存在流体分配装置的流体通道中形成的停滞区的电势，其中沉淀微粒不受通过流体通道的流体流的影响和/或通过流体通道的流体流可以引起微粒的无意沉积。例如，可以在流体通道中存在表面特征的突然变化的位置处，例如，在由正交平面表面界定的拐点处形成此停滞区。

本领域中需要一种具有减少在喷射芯片附近的流体通道中的停滞区的特征的流体分配装置。

发明内容

本发明提供一种具有减少在喷射芯片附近的流体通道中的停滞区的特征的流体分配装置。

在一个形式中，本发明涉及流体分配装置，所述流体分配装置包含外壳、喷射芯片和搅拌棒。外壳具有外壁和腔室。外壁具有界定第一平面的芯片安装表面并且具有开口。腔室界定内部空间并且具有与开口流体连通耦合的端口。另外，喷射芯片安装到外壁的芯片安装表面。喷射芯片的平面范围沿着第一平面定向，喷射芯片与开口流体连通，并且喷射芯片的流体喷射方向基本上正交于第一平面。搅拌棒位于腔室中。搅拌棒具有旋转轴，并且搅拌棒的旋转轴基本上垂直于流体喷射方向或平行于喷射芯片的平面范围。

附图说明

参考以下结合附图进行的本发明的实施例的描述，本发明的上述和其它特征和优点以及其实现方式将变得更显而易见，且本发明将得到较好地理解，其中：

图1是在包含外部磁场产生器的环境中的根据本发明的微流体分配装置的实施例的透视图。

图2是图1的微流体分配装置的另一透视图。

图3是图1和2的微流体分配装置的正交俯视图。

图4是图1和2的微流体分配装置的正交侧视图。

图5是图1和2的微流体分配装置的正交端视图。

图6是定向用于在朝向喷射芯片的方向上查看主体的腔室的图1和2的微流体分配装置的分解透视图。

图7是定向用于在远离喷射芯片的方向上查看的图1和2的微流体分配装置的另一分解透视图。

图8是沿着图5的线8-8截取的图1的微流体分配装置的截面图。

图9是沿着图5的线9-9截取的图1的微流体分配装置的截面图。

图10是其中移除端盖和盖子以暴露主体/隔板组合件的图1的微流体分配装置的透视图。

图11是其中移除隔板以相对于第一和第二平面以及流体喷射方向暴露主体中包含的引导部分和搅拌棒的图10的描述的透视图。

图12是如在朝向主体的底壁进入腔室的主体的方向上查看的图11的主体/引导部分/搅拌棒布置的正交视图。

图13是如在朝向主体的外壁和开口的方向上查看的含有引导部分和搅拌棒的图11的主体的正交端视图。

图14是沿着图13的线14-14截取的图12和13的主体/引导部分/搅拌棒布置的截面图。

图15是沿着图13的线15-15截取的图12和13的主体/引导部分/搅拌棒布置的放大截面图。

图16是其中移除引导部分以暴露存在于主体的腔室中的搅拌棒的图12的描述的放大视图。

图17是根据本发明的微流体分配装置的另一实施例的俯视图。

图18是沿着图17的线18-18截取的图17的微流体分配装置的截面图。

图19是定向用于在朝向喷射芯片的方向上查看主体的腔室的图17的微流体分配装置的分解透视图。

图20是相对于第一和第二平面以及流体喷射方向示出的图17的微流体分配装置的另一透视图，其中移除端盖、盖子和隔板以暴露主体中包含的引导部分和搅拌棒。

图21是示出具有含有引导部分和搅拌棒的腔室的主体的对应于图20的透视图的正交俯视图。

图22是图17的微流体分配装置的主体的正交侧视图，其中主体含有引导部分和搅拌棒。

图23是沿着图22的线23-23截取的截面图。

图24是如在图18至21以及23中进一步描绘的图17的微流体分配装置的搅拌棒的实施例的透视图。

图25是图24的搅拌棒的俯视图。

图26是图24的搅拌棒的侧视图。

图27是沿着图25的线27-27截取的搅拌棒的截面图。

图28是适用于图17的微流体分配装置中的搅拌棒的另一实施例的透视图。

图29是图28的搅拌棒的俯视图。

图30是图28的搅拌棒的侧视图。

图31是沿着图29的线31-31截取的搅拌棒的截面图。

图32是适用于图17的微流体分配装置中的搅拌棒的另一实施例的分解透视图。

图33是图32的搅拌棒的俯视图。

图34是图32的搅拌棒的侧视图。

图35是沿着图33的线35-35截取的搅拌棒的截面图。

图36是适用于图17的微流体分配装置中的搅拌棒的另一实施例的分解透视图。

图37是图36的搅拌棒的俯视图。

图38是图36的搅拌棒的侧视图。

图39是沿着图37的线39-39截取的搅拌棒的截面图。

图40是适用于图17的微流体分配装置中的搅拌棒的另一实施例的分解透视图。

图41是图40的搅拌棒的俯视图。

图42是图40的搅拌棒的侧视图。

图43是沿着图41的线43-43截取的搅拌棒的截面图。

图44是适用于图17的微流体分配装置中的搅拌棒的另一实施例的俯视图。

图45是图44的搅拌棒的侧视图。

图46是沿着图44的线46-46截取的搅拌棒的截面图。

图47图47是根据图17至图23的微流体分配装置的X射线图像，其具有沿着垂直轴线布置的外壳的纵向范围，并且示出沉淀微粒的积聚是在储液室的低重力区域。

图48是图47的微流体分配装置的的X射线图像，其从垂直轴线离轴倾斜，并且描绘沉淀微粒如何基于朝向而迁移到储液室的新低重力区域。

图49是基于图17-23所描绘的微流体分配装置的的X射线图像，该图像示出的是最不利的情况的朝向，其中喷射芯片118垂直地面朝下，沉淀微粒积聚在将流体流入流体信道246的信道入口和信道出口上。

图50是基于图17-23所描绘的微流体分配装置的的X射线图像，其绘出实施根据本发明的对储液室内的流体重新混合流体的方法之后，流体的悬浮微粒。

图51是根据本发明的一个方面，在微流体分配装置中重新混合流体的方法的流程图。

图52是图17-23的微流体分配装置的立体图，其示出在具有X、Y和Z轴的笛卡尔空间中，外壳的纵向范围处于正Z轴上，而外壳的横向范围处于X-Y平面上。

图53示出在一定向图18所绘的微流体分配装置，其中流体喷射方向为1以135度指向上方，并且隔板的圆顶部分的外部面朝上，并且底壁的外部面朝下。

图54示出在一定向图18所绘的微流体分配装置，其中流体喷射方向是45度，并且隔板的圆顶部分的外部是相对于垂直线以45度面朝下，并且底壁的外部是相对于垂直线以45度面朝上。

图55示出了外部磁场产生器164的框图，在本发明不同的实施例中用来旋转搅拌棒。

在若干附图中，对应的参考标号指示对应的部分。本文中阐述的例证说明了本发明的实施例，并且此类例证不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

现在参考附图，且更确切地说，参考图1至16，示出流体分配装置，所述流体分配装置在本实例中是根据本发明的实施例的微流体分配装置110。

参考图1至5，微流体分配装置110一般包含外壳112和卷带式自动接合(tapeautomated bonding，TAB)电路114。微流体分配装置110被配置成包含流体的供应源，例如，含有颗粒材料的流体，并且TAB电路114被配置成促进流体从外壳112喷射。流体可以是例如化妆品、润滑剂、油漆、油墨等。

还参考图6和7，TAB电路114包含柔性电路116，喷射芯片118以机械方式以及以电气方式连接到所述柔性电路。柔性电路116提供与电驱动器装置(未示出)，例如喷墨打印机的电连接，所述电驱动器装置被配置成操作喷射芯片118以喷射外壳112内包含的流体。在本实施例中，如本领域中众所周知，喷射芯片118被配置成板状结构，所述板状结构具有一般形成为喷嘴板层和硅层的平面范围。喷射芯片118的喷嘴板层具有多个喷射喷嘴120，所述喷射喷嘴经定向，使得流体喷射方向120-1基本上正交于喷射芯片118的平面范围。例如电加热器(热)或压电(机电)装置的喷射机构在喷射芯片118的硅层处与喷射喷嘴120中的每一个相关联。此喷射芯片118和驱动器的操作在微流体喷射技术，例如喷墨打印中是众所周知的。

如本文所使用，术语“基本上正交”和“基本上垂直”中的每一个定义为表示两个元件之间的90度加或减10度的角度关系。术语“基本上平行”定义为表示两个元件之间的零度加或减10度的角度关系。

如在图6和7中最佳地示出，外壳112包含主体122、盖子124、端盖126和填塞128(例如，球)。隔板130、搅拌棒132和引导部分134包含在外壳112内。外壳112组件、搅拌棒132和引导部分134中的每一个可以使用模制工艺由塑料制成。隔板130使用模制工艺由橡胶制成。此外，在本实施例中，填塞128可以采用不锈钢滚珠轴承的形式。

还参考图8和9，一般来说，流体(未示出)通过主体122(还参看图6)中的填充孔122-1加载到主体122与隔板130之间的密封区域，即，储液室136中。设定储液室136中的背压，并且随后通过将填塞128插入，例如压入填充孔122-1中以防止空气渗漏到储液室136中或流体从储液室136渗漏出而保持所述背压。端盖126随后与喷射芯片118相对地放置到主体122/盖子124组合的端部上。搅拌棒132存在于主体122与隔板130之间的含有流体的密封储液室136中。可以通过旋转搅拌棒132以便在储液室136的密封区域内提供流体混合以及流体中的微粒的再分布而在储液室136内产生内部流体流。

现在还参考图10至16，外壳112的主体122具有底壁138以及与底壁138相邻的外部周边壁140。外部周边壁140被定向成在基本上正交于底壁138的方向上从底壁138延伸。盖子124被配置成与外部周边壁140接合。因此，外部周边壁140插入底壁138与盖子124之间，其中盖子124通过焊接、粘合剂或其它固定机构(例如，搭扣配件或螺纹接头)附接到外部周边壁140的开放自由端。在隔板130、搅拌棒132和引导部分134安装在主体122中之后，盖子124附接到主体122。

主体122的外部周边壁140包含外壁140-1，所述外壁是外部周边壁140的相邻部分。外壁140-1具有界定平面142(参看图11和12)的芯片安装表面140-2，并且具有穿过外壁140-1的厚度的邻近于芯片安装表面140-2的流体开口140-3。喷射芯片118例如通过粘合剂密封条144(参考图6和7)安装到芯片安装表面140-2并且与外壁140-1的流体开口140-3(参看图13)流体连通。因此，喷射芯片118的平面范围沿着平面142定向，其中多个喷射喷嘴120经定向，使得流体喷射方向120-1基本上正交于平面142。底壁138沿着与外壁140-1的平面142基本上正交的平面146(参看图11)定向。如图6、15和16中最佳地示出，底壁138可以包含在搅拌棒132的所需位置附近的圆形凹入区域138-1。

参考图11至16，外壳112的主体122还包含位于由外部周边壁140界定的边界内的腔室148。腔室148形成储液室136的一部分并且被配置成界定内部空间，并且具体而言，包含底壁138并且具有被配置成具有圆角的内部周边壁150，以便促进腔室148中的流体流动。腔室148的内部周边壁150具有由近端150-1和远端150-2界定的范围。近端150-1与底壁138相邻并且可以与底壁138形成转位半径。此边缘半径可以通过减少锐角的数目来促进混合效果。远端150-2被配置成界定在腔室148的横向开口148-1处的周边端面150-3。周边端面150-3可以包含多个周边肋线或波纹以提供用于与隔板130接合的有效密封表面。腔室148的内部周边壁150的范围基本上正交于底壁138，并且基本上平行于外部周边壁140(参看图6)的对应范围。

如图15和16中最佳地示出，腔室148具有入口流体端口152和出口流体端口154，其中每一个形成于内部周边壁150的一部分中。术语“入口”和“出口”是用于区分本实施例的多个端口的便利术语，并且与搅拌棒132的具体旋转方向相关。然而，应理解，搅拌棒132的旋转方向指定特定端口是充当入口端口还是出口端口，并且使搅拌棒132的旋转方向反向以及由此使腔室148内的相应端口的作用反向处于本发明的范围内。

入口流体端口152沿着内部周边壁150的一部分与出口流体端口154间隔某一距离。如图15和16中最佳地示出，总的来看，外壳112的主体122包含插入腔室148的内部周边壁150的部分与承载喷射芯片118的外部周边壁140的外壁140-1之间的流体通道156。

流体通道156被配置成最小化喷射芯片118的区域中的微粒沉淀。流体通道156例如使用经验数据设定尺寸以提供所需流率，同时还保持用于通过流体通道156混合的流体的可接受流速。

在本实施例中，参考图15，流体通道156被配置为U形细长通路，所述U形细长通路具有通道入口156-1和通道出口156-2。选择流体通道156尺寸(例如高度和宽度)和形状，以提供流体流和流速的所需组合以促进通道内搅拌。

流体通道156被配置成连接与腔室148的出口流体端口154流体连通的腔室148的入口流体端口152，并且还连接与腔室148的入口流体端口152和出口流体端口154两者流体连通的外部周边壁140的外壁140-1的流体开口140-3。具体而言，流体通道156的通道入口156-1与腔室148的入口流体端口152相邻定位，并且流体通道156的通道出口156-2与腔室148的出口流体端口154相邻定位。在本实施例中，腔室148的入口流体端口152和出口流体端口154的结构是对称的。

流体通道156具有位于通道入口156-1与通道出口156-2之间的凸出弓形壁156-3，其中流体通道156关于通道中点158对称。流体通道156的凸出弓形壁156-3进而在来自腔室148的内部空间的内部周边壁150的相对侧上位于腔室148的入口流体端口152与出口流体端口154之间，其中凸出弓形壁156-3被定位成面向外壁140-1的流体开口140-3和喷射芯片118。

凸出弓形壁156-3被配置成形成基本上平行于喷射芯片118的通过流体通道156的流体流。在本实施例中，凸出弓形壁156-3的纵向范围具有面向流体开口140-3并且基本上平行于喷射芯片118的半径，并且具有分别与通道入口156-1和通道出口156-2相邻定位的转位半径156-4、156-5。凸出弓形壁156-3的半径和转位半径156-4、156-5有助于流体流动效率。凸出弓形壁156-3与流体喷射芯片118之间的距离在通道中点158处最窄，所述通道中点与喷射芯片118的纵向范围的中点重合，并且进而与外壁140-1的流体开口140-3的纵向范围的中点重合。

腔室148的入口流体端口152和出口流体端口154中的每一个具有倾斜坡道结构，所述倾斜坡道结构经配置，使得入口流体端口152和出口流体端口154中的每一个在朝向流体通道156的相应方向上会聚。具体而言，腔室148的入口流体端口152具有经配置使得入口流体端口152在朝向流体通道156的通道入口156-1的方向上会聚，即，变窄的倾斜入口坡道152-1，并且腔室148的出口流体端口154具有在远离流体通道156的通道出口156-2的方向上发散，即，变宽的倾斜出口坡道154-1。

再次参考图6至10，隔板130安置于盖子124与腔室148的内部周边壁150的周边端面150-3之间。盖子124附接到主体122会压缩隔板130的周边，由此在隔板130与主体122之间形成连续密封件。更确切地说，隔板130被配置用于在形成储液室136时与腔室148的内部周边壁150的周边端面150-3密封接合。因此，腔室148和隔板130组合协作以界定具有可变容积的储液室136。

具体来说参考图6、8和9，隔板130的外表面通过位于盖子124中的排气孔124-1连接到大气中，使得可以在储液室136中保持受控负压。隔板130由橡胶制成，并且包含圆顶部分130-1，所述圆顶部分被配置成在从微流体分配装置110消耗流体时逐渐地朝向底壁138收缩，使得保持腔室148中的所需负压并且由此改变储液室136的可变容积的有效容积。

参考图8和9，为了进一步说明，储液室136的可变容积(本文中还称为大部分区域)在下文可以考虑为具有由中心连续1/3容积部分136-2和远端连续1/3容积部分136-3形成的近端连续1/3容积部分136-1以及连续2/3容积部分136-4，其中连续中心容积部分136-2将近端连续1/3容积部分136-1与远端连续1/3容积部分136-3分离。与连续2/3容积部分136-4相比，近端连续1/3容积部分136-1更靠近喷射芯片118定位，所述连续2/3容积部分136-4由中心连续1/3容积部分136-2和远端连续1/3容积部分136-3形成。

参考图6至9和16，搅拌棒132存在于储液室136的可变容积和腔室148中，并且位于由腔室148的内部周边壁150界定的边界内。搅拌棒132具有旋转轴160以及远离旋转轴160径向延伸的多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4。搅拌棒132具有磁体162(参看图8)，例如，永磁体，所述磁体配置用于与外部磁场产生器164(参看图1)交互以驱动搅拌棒132围绕旋转轴160旋转。搅拌棒132操作的原理是在磁体162对准由外部磁场产生器164产生的足够强烈外部磁场时，随后以受控方式使由外部磁场产生器164产生的外部磁场旋转会使搅拌棒132旋转。类似于步进电动机的操作，由外部磁场产生器164产生的外部磁场可以电气方式旋转，或可以通过旋转轴旋转。因此，搅拌棒132通过搅拌棒132围绕旋转轴160的旋转而有效地提供储液室136中的流体混合。

大部分区域中的流体混合依赖于由搅拌棒132的旋转产生的流速，以在微粒的沉淀边界层处产生剪应力。当剪应力大于用于起始微粒运动的临界剪应力(凭经验确定)时，因为沉淀微粒目前分布在移动流体中，所以发生再混合。剪应力取决于流体参数，例如，粘度、粒度和密度；以及机械设计因数，例如，容器形状、搅拌棒132几何形状、移动表面与静止表面之间的流体厚度以及转速。

此外，通过在流体区域(例如，与喷射芯片118相关联的近端连续1/3容积部分136-1和流体通道156)中旋转搅拌棒132产生流体流，以便确保混合的大部分流体呈现给喷射芯片118以进行喷嘴喷射并且将与喷射芯片118相邻的流体移动到储液室136的大部分区域，以确保流过流体通道156的通道流体与储液室136的大部分流体混合，从而产生更均匀混合物。尽管此流在本质上主要是分布式的，但是如果流速足以产生大于临界值的剪应力，则将进行一些混合。

搅拌棒132主要通过如在部分环形流型中具有中心返回路径的某一轴向流引起流体围绕与搅拌棒132的旋转轴160相关联的中心区域的旋转流动。

参考图16，搅拌棒132的多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4中的每个桨叶具有相应自由端尖端132-5。为了减小旋转阻力，每个桨叶可以包含斜切表面的上部和下部对称对，从而相对于搅拌棒132的旋转方向160-1形成前缘倾斜表面132-6和后缘倾斜表面132-7。还预期搅拌棒132的多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4中的每一个可以具有药丸或圆柱形形状。在本实施例中，搅拌棒132具有两对完全相反的桨叶，其中完全相反的桨叶中的第一桨叶具有第一自由端尖端132-5，并且完全相反的桨叶中的第二桨叶具有第二自由端尖端132-5。

在本实施例中，形成两对完全相反的桨叶的四个桨叶围绕旋转轴160以90度增量相等地间隔开。然而，搅拌棒132的桨叶的实际数目可以是两个或多于两个，并且优选地三个或四个，但更优选地四个，其中每个相邻对桨叶围绕旋转轴160具有相同角间距。例如，具有三个桨叶的搅拌棒132配置可以具有120度的桨叶间距，具有四个桨叶的搅拌棒132配置可以具有90度的桨叶间距等。

在本实施例中并且在储液室136的可变容积分为上述近端连续1/3容积部分136-1和连续2/3容积部分136-4的情况下，其中与2/3容积部分136-4相比，近端连续1/3容积部分136-1更靠近喷射芯片118定位，搅拌棒132的旋转轴160可以位于更靠近喷射芯片118的近端连续1/3容积部分136-1中。换句话说，引导部分134被配置成将搅拌棒132的旋转轴160定位在腔室148的内部空间的一部分中，所述部分构成最接近流体开口140-3的腔室148的内部空间的1/3容积。

此外再次参考图11，搅拌棒132的旋转轴160可以在相对于流体喷射方向120-1的垂直加或减45度的角范围中定向。换句话说，搅拌棒132的旋转轴160可以在相对于喷射芯片118的平面范围(例如，平面142)的平行加或减45度的角范围中定向。组合来说，搅拌棒132的旋转轴160可以在相对于流体喷射方向120-1的垂直加或减45度的角范围以及相对于喷射芯片118的平面范围的平行加或减45度的角范围两者中定向。

更优选地，旋转轴160具有基本上垂直于流体喷射方向120-1的定向，并且搅拌棒132的旋转轴160因此具有基本上平行于喷射芯片118的平面142，即，平面范围以及基本上垂直于底壁138的平面146的定向。此外，在本实施例中，搅拌棒132的旋转轴160在围绕旋转轴160的所有定向中具有基本上垂直于底壁138的平面146的定向，并且基本上垂直于流体喷射方向120-1。

参考图6至9、11和12，上述搅拌棒132的定向可以通过引导部分134实现，其中引导部分134还位于储液室136(参看图8和9)的可变容积中的腔室148内，且更确切地说，位于由腔室148的内部周边壁150界定的边界内。引导部分134被配置成在预定义定向处将搅拌棒132限制在腔室148的内部空间的预定部分中，以及分解和重新引导从搅拌棒132朝向流体通道156的通道入口156-1的旋转流体流。在回流侧上，引导部分134有助于重组在储液室136的大部分区域中的从流体通道156的通道出口156-2接收的旋转流。

例如，引导部分134可以被配置成在相对于喷射芯片118的平面范围的平行加或减45度的角范围中定位搅拌棒132的旋转轴160，并且更优选地，引导部分134被配置成基本上平行于喷射芯片118的平面范围定位搅拌棒132的旋转轴160。在本实施例中，引导部分134被配置成在围绕旋转轴160的所有定向中将搅拌棒132的旋转轴160的定向定位和保持为基本上平行于喷射芯片118的平面范围以及基本上垂直于底壁138的平面146。

引导部分134包含环形部件166、多个定位特征168-1、168-2、偏移部件170、172以及笼形结构174。多个定位特征168-1、168-2位于环形部件166中与偏移部件170、172相对的侧面上，并且被定位成通过隔板130接合，所述隔板保持偏移部件170、172与底壁138接触。偏移部件170、172保持储液室136中的引导部分134的轴向位置(相对于搅拌棒132的旋转轴160)。偏移部件172包含接合主体122以防止储液室136中的引导部分134横向平移的保持特征172-1。

再次参考图6和7，引导部分134的环形部件166具有第一环形表面166-1、第二环形表面166-2以及界定环形限制表面166-4的开口166-3。环形部件166的开口166-3具有中心轴176。环形限制表面166-4被配置成限制搅拌棒132相对于中心轴176的径向运动。第二环形表面166-2与第一环形表面166-1相对，其中第一环形表面166-1通过环形限制表面166-4与第二环形表面166-2分离。还参考图9，环形部件166的第一环形表面166-1还用作入口流体端口152和出口流体端口154上方以及之间的连续顶板。多个偏移部件170、172耦合到环形部件166，且更确切地说，多个偏移部件170、172连接到环形部件166的第一环形表面166-1。多个偏移部件170、172被定位成在相对于中心轴176的第一轴线方向上从环形部件166延伸。多个偏移部件170、172中的每一个具有自由端，所述自由端被配置成接合腔室148的底壁138以建立环形部件166从底壁138的轴向偏移。偏移部件172还被定位和配置成有助于防止流绕过流体通道156。

多个偏移部件170、172耦合到环形部件166，且更确切地说，多个偏移部件170、172连接到环形部件166的第二环形表面166-2。多个偏移部件170、172被定位成在与第一轴线方向相对的相对于中心轴176的第二轴线方向上从环形部件166延伸。

因此，当组装时，定位特征168-1、168-2中的每一个具有接合隔板130的周边部分的自由端，并且多个偏移部件170、172中的每一个具有接合底壁138的自由端。

引导部分134的笼形结构174耦合到与多个偏移部件170、172相对的环形部件166，且更确切地说，笼形结构174具有连接到环形部件166的第二环形表面166-2的多个偏移支腿178。笼形结构174具有轴向限制部分180，所述轴向限制部分在与第一轴线方向相对的第二轴线方向上通过多个偏移支腿178(三个，如图所示)从环形部件166轴向移位。如图12中所示，轴向限制部分180位于环形部件166中的开口166-3的至少一部分上方以限制搅拌棒132在第二轴线方向上相对于中心轴176的轴向运动。笼形结构174还用于当在从储液室136消耗流体期间发生隔板移位(收缩)时防止隔板130接触搅拌棒132。

因此，在本实施例中，搅拌棒132以自由浮动方式限制在由开口166-3和环形部件166的环形限制表面166-4界定的并且在笼形结构174的轴向限制部分180与腔室148的底壁138之间的区域内。通过在径向方向上在环形限制表面166-4与搅拌棒132之间提供的径向公差以及通过由底壁138和轴向限制部分180的组合提供的在搅拌棒132与轴向限值之间的轴向公差来确定搅拌棒132自由浮动的程度。例如，由引导部分134提供的径向和轴向公差越紧密，搅拌棒132的旋转轴160相对于底壁138从垂线的变化越小并且搅拌棒132在储液室138内的边到边运动越少。

在本实施例中，引导部分134被配置为可拆卸地附接到外壳112的整体插入部件。引导部分134包含保持特征172-1并且外壳112的主体122包含第二保持特征182。第一保持特征172-1与第二保持特征182接合以通过与外壳112的固定关系将引导部分134附接到外壳112的主体122。第一保持特征172-1/第二保持特征182可以例如分别采用舌片/槽布置，或者槽/舌片布置的形式。

参考图7和15，引导部分134可以进一步包含流控制部分184，所述流控制部分在本实施例中还用作偏移172。参考图15，流控制部分184具有流分离器特征184-1、流再结合特征184-2和凹入弓形表面184-3。凹入弓形表面184-3与流分离器特征184-1和流再结合特征184-2中的每一个共同延伸并且在流分离器特征184-1和流再结合特征184-2中的每一个之间延伸。流分离器特征184-1和流再结合特征184-2中的每一个由相应成角(即，倾斜)壁界定。流分离器特征184-1与入口流体端口152相邻定位并且流再结合特征184-2与出口流体端口154相邻定位。

与腔室148的入口流体端口152相邻定位的流分离器特征184-1的倾斜壁与腔室148的入口流体端口152的倾斜入口坡道152-1协作，以朝向流体通道156的通道入口156-1引导流体。流分离器特征184-1经配置，使得朝向通道入口156-1引导旋转流，而不是允许流体直接绕过，进入离开通道出口156-2的出口流体中。还参考图9和14，由环形部件166的第一环形表面166-1提供的流体顶板与倾斜入口坡道152-1相对地定位。流分离器特征184-1结合环形部件166的连续顶板以及由腔室148的入口流体端口152的倾斜入口坡道152-1提供的倾斜坡道壁来帮助将流体流引导入流体通道156的通道入口156-1中。

同样地，参考图9、14和15，与腔室148的出口流体端口154相邻定位的流再结合特征184-2的倾斜壁与出口流体端口154的倾斜出口坡道154-1协作，以引导流体远离流体通道156的通道出口156-2。由环形部件166的第一环形表面166-1提供的流体顶板与倾斜出口坡道154-1相对地定位。

在本实施例中，流控制部分184是形成为引导部分134的偏移部件172的整体结构。或者，流控制部分184的全部或一部分可以并入到外壳112的主体122的腔室148的内部周边壁150中。

在本实施例中，如在图15和16中最佳地示出，搅拌棒132经定向，使得在搅拌棒132围绕旋转轴160旋转时多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4周期性地面向流控制部分184的凹入弓形表面184-3。搅拌棒132具有从旋转轴160到相应桨叶的自由端尖端132-5的搅拌棒半径。搅拌棒半径和在自由端尖端132-5与流控制部分184之间的间隙距离的比率可以是5∶2至5∶0.025。更确切地说，引导部分134被配置成将搅拌棒132限制在腔室148的内部空间的预定部分中。在本实例中，在相应自由端尖端132-5面向凹入弓形表面184-3时，多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4中的每一个的相应自由端尖端132-5与流控制部分184的凹入弓形表面184-3之间的距离在2.0毫米至0.1毫米的范围内，并且更优选地，在1.0毫米至0.1毫米的范围内。此外，已发现，优选的是尽可能接近喷射芯片118定位搅拌棒132，以便最大化通过流体通道156的流。

此外，引导部分134被配置成将搅拌棒132的旋转轴160定位在储液室136的一部分中，使得搅拌棒132的多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4中的每一个的自由端尖端132-5可旋转地进出更靠近喷射芯片118的近端连续1/3容积部分136-1。换句话说，引导部分134被配置成将搅拌棒132的旋转轴160定位在内部空间的一部分中，使得多个桨叶132-1、132-2、132-3、132-4中的每一个的自由端尖端132-5可旋转地进出腔室148的内部空间的连续1/3容积部分136-1，所述腔室包含入口流体端口152和出口流体端口154。

更确切地说，在本实施例中，其中搅拌棒132具有四个桨叶，引导部分134被配置成将搅拌棒132的旋转轴160定位在内部空间的一部分中，使得两对完全相反的桨叶132-1、132-3和132-2、132-4中的每一个的第一和第二自由端尖端132-5交替地且相应地位于腔室148的内部空间的容积的近端连续1/3部分136-1中，所述腔室包含入口流体端口152和出口流体端口154，以及位于连续2/3容积部分136-4中，所述连续2/3容积部分具有距喷射芯片118最远的内部空间的远端连续1/3部分136-3。

图17至27描绘本发明的另一实施例，所述实施例在本实例中采用微流体分配装置210的形式。使用共同的元件编号识别微流体分配装置110和微流体分配装置210两者共同的元件，并且为简洁起见，下文不再次描述全部细节。

微流体分配装置210一般包含外壳212和TAB电路114，其中微流体分配装置210被配置成包含流体的供应源，例如，载送流体的微粒，并且其中TAB电路114被配置成促进流体从外壳212喷射。

如在图17至19中最佳地示出，外壳212包含主体214、盖子216、端盖218和填塞220(例如，球)。隔板222、搅拌棒224和引导部分226包含在外壳212内。外壳212组件、搅拌棒224和引导部分226中的每一个可以使用模制工艺由塑料制成。隔板222使用模制工艺由橡胶制成。此外，在本实施例中，填塞220可以采用不锈钢滚珠轴承的形式。

参考图18，一般来说，流体(未示出)通过主体214(参看图6)中的填充孔214-1加载到主体214与隔板222之间的密封区域，即，储液室228中。设定储液室228中的背压，并且随后通过将填塞220插入，例如压入填充孔214-1中以防止空气渗漏到储液室228中或流体从储液室228渗漏出而保持所述背压。端盖218随后与喷射芯片118相对地放置到主体214/盖子216组合的端部上。搅拌棒224存在于主体214与隔板222之间的含有流体的密封储液室228中。可以通过旋转搅拌棒224以便在储液室228的密封区域内提供流体混合以及微粒的再分布而在储液室228内产生内部流体流。

现在还参考图20和21，外壳212的主体214具有底壁230以及与底壁230相邻的外部周边壁232。外部周边壁232被定向成在基本上正交于底壁230的方向上从底壁230延伸。参考图19，盖子216被配置成与外部周边壁232接合。因此，外部周边壁232插入底壁230与盖子216之间，其中盖子216通过焊接、粘合剂或其它固定机构(例如，搭扣配件或螺纹接头)附接到外部周边壁232的开放自由端。

还参考图18、22和23，主体214的外部周边壁232包含外壁232-1，所述外壁是外部周边壁232的相邻部分。外壁232-1具有芯片安装表面232-2以及穿过外壁232-1的厚度的邻近于芯片安装表面232-2的流体开口232-3。

还再次参考图20，芯片安装表面232-2界定平面234。喷射芯片118安装到芯片安装表面232-2并且与外壁232-1的流体开口232-3流体连通。粘合剂密封条144将喷射芯片118和TAB电路114保持在适当位置，同时固化喷射芯片118下方的所分配粘合剂和包封物以保护电引线。在固化循环之后，喷射芯片118与主体214的芯片安装表面232-2之间的液体密封件是裸片接合粘合剂。

喷射芯片118的平面范围沿着平面234定向，其中多个喷射喷嘴120(参看例如图1)经定向，使得流体喷射方向120-1基本上正交于平面234。底壁230沿着平面236定向，所述平面基本上正交于外壁232-1的平面234并且基本上平行于流体喷射方向120-1。

如图20中最佳地说明，外壳212的主体214包含位于由外部周边壁232界定的边界内的腔室238。腔室238形成储液室228的一部分且被配置成界定内部空间，并且具体而言包含底壁230且具有被配置成具有圆角的内部周边壁240，以便促进腔室238中的流体流动。参考图19，腔室238的内部周边壁240具有由近端240-1和远端240-2界定的范围。近端240-1与底壁230相邻并且优选地与底壁230形成转位半径。远端240-2被配置成界定在腔室238的横向开口238-1处的周边端面240-3。周边端面240-3可以包含多个肋线或波纹以提供用于与隔板222接合的有效密封表面。腔室238的内部周边壁240的范围基本上正交于底壁230，并且基本上平行于外部周边壁232的对应范围。

如图19中最佳地示出，腔室238具有入口流体端口242和出口流体端口244，其中每一个形成于内部周边壁240的一部分中。入口流体端口242沿着内部周边壁240的部分与出口流体端口244间隔某一距离。术语“入口”和“出口”是用于区分本实施例的多个端口的便利术语，并且与搅拌棒224的具体旋转方向250-1相关。然而，应理解，搅拌棒224的旋转方向指定特定端口是充当入口端口还是出口端口，并且使搅拌棒224的旋转方向反向并且由此使腔室238内的相应端口的作用反向处于本发明的范围内。

如图23中最佳地示出，外壳212的主体214包含插入腔室238的内部周边壁240的一部分与承载喷射芯片118的外部周边壁232的外壁232-1之间的流体通道246。流体通道246被配置成最小化流体开口232-3以及进而喷射芯片118的区域中的微粒沉淀。

在本实施例中，流体通道246被配置为具有通道入口246-1和通道出口2462的U形细长通路。选择流体通道246尺寸(例如，高度和宽度)和形状，以提供流体流和流速的所需组合以促进通道内搅拌。

流体通道246被配置成连接与腔室238的出口流体端口244流体连通的腔室238的入口流体端口242，并且还连接与腔室238的入口流体端口242和出口流体端口244两者流体连通的外部周边壁232的外壁232-1的流体开口232-3。具体而言，流体通道246的通道入口246-1与腔室238的入口流体端口242相邻定位，并且流体通道246的通道出口246-2与腔室238的出口流体端口244相邻定位。在本实施例中，腔室238的入口流体端口242和出口流体端口244的结构是对称的。

流体通道246具有位于通道入口246-1与通道出口246-2之间的凸出弓形壁246-3，其中流体通道246关于通道中点248对称。流体通道246的凸出弓形壁246-3进而在来自腔室238的内部空间的内部周边壁240的相对侧上位于腔室238的入口流体端口242与出口流体端口244之间，其中凸出弓形壁246-3被定位成面向外壁232-1的流体开口232-3和流体喷射芯片118。

凸出弓形壁246-3被配置成形成基本上平行于喷射芯片118的流体流。在本实施例中，凸出弓形壁246-3的纵向范围具有面向流体开口232-3的半径，基本上平行于喷射芯片118，并且具有分别与通道入口246-1和通道出口246-2表面相邻定位的转位半径246-4、246-5。所述半径以及凸出弓形壁246-3的有助于流体流动效率。凸出弓形壁246-3与流体喷射芯片118之间的距离在通道中点248处最窄，所述通道中点与流体喷射芯片118的纵向范围的中点重合，并且进而与外壁232-1的流体开口232-3的纵向范围的中点重合。

还再次参考图19，腔室238的入口流体端口242和出口流体端口244中的每一个具有倾斜坡道结构，所述倾斜坡道结构经配置，使得入口流体端口242和出口流体端口244中的每一个在朝向流体通道246的相应方向上会聚。具体而言，腔室238的入口流体端口242具有经配置使得入口流体端口242在朝向流体通道246的通道入口246-1的方向上会聚，即，变窄的倾斜入口坡道242-1，并且腔室238的出口流体端口244具有在远离流体通道246的通道出口246-2的方向上发散，即，变宽的倾斜出口坡道244-1。

再次参考图18，隔板222安置于盖子216与腔室238的内部周边壁240的周边端面240-3之间。盖子216附接到主体214会压缩隔板222的周边，由此在隔板222与主体122之间形成连续密封件，且更确切地说，隔板222被配置成在形成储液室228时与腔室238的内部周边壁240的周边端面240-3密封接合。因此，腔室148和隔板222组合协作以界定具有可变容积的储液室228。

具体来说参考图18和19，隔板222的外表面通过位于盖子216中的排气孔216-1连接到大气中，使得可以在储液室228中保持受控负压。隔板222由橡胶制成，并且包含圆顶部分222-1，所述圆顶部分被配置成在从微流体分配装置210消耗流体时逐渐地朝向底壁230收缩，使得保持腔室238中的所需负压并且由此改变储液室228的可变容积的有效容积。

参考图18，为了进一步说明，储液室228的可变容积(本文中还称为大部分区域)在下文可以考虑为具有近端连续1/3容积部分228-1、中心连续1/3容积部分228-2和远端连续1/3容积部分228-3，其中连续的中心容积部分228-2将近端连续1/3容积部分228-1与远端连续1/3容积部分228-3分离。与中心连续1/3容积部分228-2和远端连续1/3容积部分228-3中的任一个相比，近端连续1/3容积部分228-1更靠近喷射芯片118定位。

参考图18和19，搅拌棒224存在于储液室228的可变容积和腔室238中，并且位于由腔室238的内部周边壁240界定的边界内。还参考图24至27，搅拌棒224具有旋转轴250以及远离旋转轴250径向延伸的多个桨叶252、254、256、258。搅拌棒224具有磁体260(参看图18、23和27)，例如，永磁体，所述磁体配置用于与外部磁场产生器164(参看图1)交互以驱动搅拌棒224围绕旋转轴250旋转。在本实施例中，搅拌棒224具有两对完全相反的桨叶，所述两对完全相反的桨叶围绕旋转轴250以90度增量相等地间隔开。然而，搅拌棒224的桨叶的实际数目是两个或多于两个，并且优选地三个或四个，但更优选地四个，其中每个相邻对桨叶围绕旋转轴250具有相同角间距。例如，具有三个桨叶的搅拌棒224配置将具有120度的桨叶间距，具有四个桨叶的搅拌棒224配置将具有90度的桨叶间距等。

在本实施例中，如图24至27中所示，搅拌棒224通过斜切表面以步进，即，双层交叉模式配置，所述模式可以提供以下所需属性：安静、短暂、低轴向阻力、良好的转速传递，并且能够开始在微粒沉积时与搅拌棒224混合。具体而言，参考图26，搅拌棒224的多个桨叶252、254、256、258中的每一个具有轴向范围262，所述轴向范围具有第一层部分264和第二层部分266。还参考图25，第一层部分264具有在第一远端尖端270处终止的第一径向范围268。第二层部分266具有在第二远端尖端274中终止的第二径向范围272。第一径向范围268大于第二径向范围272，使得第一层部分264的第一远端尖端270的第一旋转速度大于第二层部分266的第二远端尖端274的第二旋转速度。

此外，在本实施例中，第一径向范围268如在前一实施中不受笼形密闭结构限制，使得第一远端尖端270有利地可以更靠近腔室238的内部周边壁240的周围部分定位，具体来说，位于中心连续1/3容积区域228-2和远端连续1/3容积区域228-3中。通过减小第一远端尖端270与腔室238的内部周边壁240之间的间隙，改进混合效率。搅拌棒224具有从旋转轴250到相应桨叶的第一层部分264的远端尖端270的搅拌棒半径(第一径向范围268)。搅拌棒半径和在远端尖端270与所述远端尖端与内部周边壁240的最近接触之间的间隙的比率可以是5∶2至5∶0.025。在本实例中，在最近接触中的每一个处的此间隙可以在2.0毫米至0.1毫米的范围内，并且更优选地在1.0毫米至0.1毫米的范围内。

第一层部分264具有包含第一远端尖端270的第一尖端部分270-1。第一尖端部分270-1可以在从旋转轴250朝向第一远端尖端270的方向上逐渐变细。第一层部分264的第一尖端部分270-1具有对称的上表面和下表面，每一个具有倾斜，即斜切前缘表面和倾斜后缘表面。第一尖端部分270-1的倾斜前缘表面和倾斜后缘表面被配置成在第一远端尖端270处聚合。

此外，在本实施例中，多个桨叶252、254、256、258中的每一个的第一层部分264共同形成凸表面276。如图18中所示，凸表面276具有阻力减小半径，所述阻力减小半径被定位成接触腔室238的底壁230。阻力减小半径可以比多个桨叶252、254、256、258中的每一个的第一层部分264的第一径向范围268大(例如)至少三倍。

再次参考图26，第二层部分266具有包含第二远端尖端274的第二尖端部分274-1。第二远端尖端274可以具有径向平端表面。多个桨叶252、254、256、258中的每一个的第二层部分266具有上表面，所述上表面具有倾斜，即斜切前缘表面和倾斜后缘表面。

参考图19至27，搅拌棒224的旋转轴250可以在相对于流体喷射方向120-1的垂直加或减45度的角范围中定向。换句话说，搅拌棒224的旋转轴250可以在相对于喷射芯片118的平面范围(例如，平面234)的平行加或减45度的角范围中定向。此外，搅拌棒224的旋转轴250可以在相对于底壁230的平面范围的垂直加或减45度的角范围中定向。组合来说，搅拌棒224的旋转轴250可以在相对于流体喷射方向120-1和/或底壁230的平面范围的垂直加或减45度的角范围以及相对于喷射芯片118的平面范围的平行加或减45度的角范围两者中定向。

更优选地，旋转轴250具有基本上垂直于流体喷射方向120-1的定向、基本上平行于喷射芯片118的平面234，即平面范围的定向以及基本上垂直于底壁230的平面236的定向。在本实施例中，搅拌棒224的旋转轴250具有在围绕旋转轴250的所有定向中基本上垂直于底壁230的平面236和/或在围绕旋转轴250的所有定向中基本上垂直于流体喷射方向120-1的定向。

上述搅拌棒224的定向可以通过引导部分226实现，其中引导部分226还位于储液室228的可变容积中的腔室238内，且更确切地说，位于由腔室238的内部周边壁240界定的边界内。引导部分226被配置成在上述预定义定向中的一个处将搅拌棒224限制和定位在腔室238的内部空间的预定部分中。

参考图18至21，例如，引导部分226可以被配置成在相对于喷射芯片118的平面范围的平行加或减45度的角范围中定位搅拌棒224的旋转轴250，并且更优选地，引导部分226被配置成基本上平行于喷射芯片118的平面范围定位搅拌棒224的旋转轴250。在本实施例中，引导部分226被配置成在围绕旋转轴250的所有定向中将搅拌棒224的旋转轴250的定向定位和保持为基本上垂直于底壁230的平面236以及在围绕旋转轴250的所有定向中将搅拌棒224的旋转轴250的定向定位和保持为基本上平行于喷射芯片118的平面范围。

参考图19至21和23，引导部分226包含环形部件278以及耦合到环形部件278的多个安装臂280-1、280-2、280-3、280-4。环形部件278具有界定环形限制表面278-2的开口278-1。开口278-1具有中心轴282。搅拌棒224的第二层部分266接纳在环形部件278的开口278-1中。环形限制表面278-2被配置成接触多个桨叶252、254、256、258的第二层部分266的径向范围以限制搅拌棒224相对于中心轴282的径向运动。参考图18至20和23，环形部件278具有轴向限制表面278-3，所述轴向限制表面被定位成从腔室238的底壁230轴向偏移以与搅拌棒224的第一层部分264轴向接合。

参考图20和21，多个安装臂280-1、280-2、280-3、280-4被配置成接合外壳212以悬吊腔室238的内部空间中的与腔室238的底壁230分离的环形部件278，其中轴向限制表面278-3被定位成面向腔室238的底壁230并且从腔室238的底壁230轴向偏移。安装臂280-1、280-2、280-3、280-4中的每一个的远端包含相应定位特征280-5、280-6、280-7、280-8，所述定位特征具有用于接合隔板222的周边部分的自由端。

在本实施例中，底壁230限制在第一轴向方向上搅拌棒224相对于中心轴282的轴向运动，并且环形部件278的轴向限制表面278-3被定位成轴向接合多个桨叶252、254、256、258的第一层部分264的至少一部分以限制在与第一轴向方向相对的第二轴向方向上搅拌棒224相对于中心轴282的轴向运动。

因此，在本实施例中，搅拌棒224以自由浮动方式限制在由开口278-1和环形部件278的环形限制表面278-2界定的并且在环形部件278的轴向限制表面278-3与腔室238的底壁230之间的区域内。通过在径向方向上在环形限制表面278-2与搅拌棒224之间提供的径向公差以及通过由底壁230和环形部件278的轴向限制表面278-3的组合提供的在搅拌棒224与轴向限值之间的轴向公差来确定搅拌棒224自由浮动的程度。例如，由引导部分226提供的径向和轴向公差越紧密，搅拌棒224的旋转轴250相对于底壁230从垂线的变化越小并且搅拌棒224在储液室228内的边到边运动越少。

在本实施例中，引导部分226被配置为可拆卸地附接到外壳212的整体插入部件。参考图23，引导部分226包含第一保持特征284并且外壳212的主体214包含第二保持特征214-2。第一保持特征284与第二保持特征214-2接合以通过与外壳212的固定关系将引导部分226附接到外壳212的主体214。第一保持特征284/第二保持特征214-2组合可以例如分别采用舌片/槽布置或替代地槽/舌片布置的形式。

如相对于图19在图23中最佳地是出，引导部分226可以进一步包含流控制部分286，所述流控制部分具有流分离器特征286-1、流再结合特征286-2和凹入弓形表面286-3。流控制部分286在入口流体端口242和出口流体端口244的区域中提供轴向限制表面278-3与底壁230之间的轴向间距。凹入弓形表面286-3与流分离器特征286-1和流再结合特征286-2中的每一个共同延伸并且在流分离器特征286-1和流再结合特征286-2中的每一个之间延伸。流分离器特征286-1与入口流体端口242相邻定位并且流再结合特征286-2与出口流体端口244相邻定位。流分离器特征286-1具有倾斜壁，所述倾斜壁与腔室238的入口流体端口242的倾斜入口坡道242-1(参看图19)协作以朝向流体通道246的通道入口246-1引导流体。同样，流再结合特征286-2具有倾斜壁，所述倾斜壁与出口流体端口244的倾斜出口坡道244-1(参看图19)协作以远离流体通道246的通道出口246-2引导流体。

预期流控制部分286的全部或一部分可以并入到外壳212的主体214的腔室238的内部周边壁240中。

在本实施例中，如在图23中最佳地示出，搅拌棒224经定向，使得在搅拌棒224围绕旋转轴250旋转时多个桨叶252、254、256、258的自由端周期性地面向流控制部分286的凹入弓形表面286-3。搅拌棒半径和在相应桨叶的第一层部分264的远端尖端270与流控制部分286之间的间隙距离的比率可以是5∶2至5∶0.025。更确切地说，引导部分226被配置成将搅拌棒224限制在腔室238的内部空间的预定部分中。在本实例中，第一远端尖端270与流控制部分286的凹入弓形表面286-3之间的距离在2.0毫米至0.1毫米的范围内，并且更优选地，在1.0毫米至0.1毫米的范围内。

还参考图18，引导部分226被配置成将搅拌棒224的旋转轴250定位在储液室228的一部分中，使得搅拌棒224的多个桨叶252、254、256、258中的每一个的第一远端尖端270可旋转地进出更靠近喷射芯片118的储液室228的近端连续1/3容积部分228-1。换句话说，引导部分226被配置成将搅拌棒224的旋转轴250定位在内部空间的一部分中，使得多个桨叶252、254、256、258中的每一个的第一远端尖端270可旋转地进出腔室238的内部空间的连续1/3容积部分228-1，所述腔室包含入口流体端口242和出口流体端口244。

更确切地说，在本实施例中，其中搅拌棒224具有四个桨叶，引导部分226被配置成将搅拌棒224的旋转轴250定位在腔室238的内部空间的一部分中，使得两对完全相反的桨叶中的每一个的第一远端尖端270交替地且相应地位于腔室238的内部空间的容积的近端连续1/3部分228-1中，所述腔室包含入口流体端口242和出口流体端口244；以及位于距喷射芯片118最远的内部空间的远端连续1/3部分228-3中。更确切地说，在本实施例中，其中搅拌棒224具有两组完全相反的桨叶，引导部分226被配置成将搅拌棒224的旋转轴250定位在腔室238的内部空间的一部分中，使得在搅拌棒224旋转时，完全相反的桨叶(例如，252、256或254、258，如图23中所示)中的每一个的第一远端尖端270交替地并且相应地位于近端连续1/3容积部分228-1和远端连续1/3容积部分228-3中。

图28至31示出用于搅拌棒300的配置，所述搅拌棒可以取代上文相对于图17至27的实施例论述的适用于引导部分226的微流体分配装置210的搅拌棒224。

搅拌棒300具有旋转轴350以及远离旋转轴350径向延伸的多个桨叶352、354、356、358。搅拌棒300具有磁体360(参看图31)，例如，永磁体，所述磁体配置用于与外部磁场产生器164(参看图1)交互以驱动搅拌棒300围绕旋转轴350旋转。在本实施例中，搅拌棒300具有两对完全相反的桨叶，所述两对完全相反的桨叶围绕旋转轴350以90度增量相等地间隔开。

在本实施例中，如图所示，搅拌棒300通过斜切表面以步进，即，双层交叉模式配置。具体而言，搅拌棒300的多个桨叶352、354、356、358中的每一个具有轴向范围362，所述轴向范围具有第一层部分364和第二层部分366。第一层部分364具有在第一远端尖端370处终止的第一径向范围368。第二层部分366具有在第二远端尖端374中终止的第二径向范围372。第一径向范围368大于第二径向范围372，使得搅拌棒300的第一层部分364的第一远端尖端370的第一旋转速度高于搅拌棒300的第二层部分366的第二远端尖端374的第二旋转速度。

第一层部分364具有包含第一远端尖端370的第一尖端部分370-1。第一尖端部分370-1可以在从旋转轴350朝向第一远端尖端370的方向上逐渐变细。第一层部分364的第一尖端部分370-1具有对称的上表面和下表面，每一个具有倾斜，即斜切前缘表面和倾斜后缘表面。第一尖端部分370-1的倾斜前缘表面和倾斜后缘表面被配置成在第一远端尖端370处聚合。此外，在本实施例中，多个桨叶352、354、356、358中的每一个的第一层部分364共同地形成平坦表面376以接合底壁230。

第二层部分366具有包含第二远端尖端374的第二尖端部分374-1。第二远端尖端374可以具有径向平端表面。第二层部分366具有上表面的两个完全相反对，每一个具有倾斜，即斜切前缘表面和倾斜后缘表面。然而，在本实施例中，两个完全相反对具有不同配置，不同之处在于，桨叶352、356的完全相反对的上倾斜前缘表面和上倾斜后缘表面的面积大于桨叶354、358的完全相反对的上倾斜前缘表面和上倾斜后缘表面的斜边的面积。因此，多个桨叶352、354、356、358的相邻成角度间隔对分别交替地提供储液室228中的流体的较低和较高侵略性搅动。

图32至35示出用于搅拌棒400的配置，所述搅拌棒可以取代上文相对于图17至27的实施例论述的适用于引导部分226的微流体分配装置210的搅拌棒224。

搅拌棒400具有旋转轴450以及远离旋转轴450径向延伸的多个桨叶452、454、456、458。搅拌棒400具有磁体460(参看图32和35)，例如，永磁体，所述磁体配置用于与外部磁场产生器164(参看图1)交互以驱动搅拌棒400围绕旋转轴450旋转。在本实施例中，搅拌棒400具有两对完全相反的桨叶，所述两对完全相反的桨叶围绕旋转轴450以90度增量相等地间隔开。

在本实施例中，如图所示，搅拌棒400以步进，即，双层交叉模式配置。具体而言，搅拌棒400的多个桨叶452、454、456、458中的每一个具有轴向范围462，所述轴向范围具有第一层部分464和第二层部分466。第一层部分464具有在第一远端尖端470处终止的第一径向范围468。第二层部分466具有在第二远端尖端474中终止的第二径向范围472，所述第二远端尖端具有宽径向端形状。第一径向范围468大于第二径向范围472，使得搅拌棒400的第一层部分464的第一远端尖端470的第一旋转速度高于搅拌棒400的第二层部分466的第二远端尖端474的第二旋转速度。

第一层部分464具有包含第一远端尖端370的第一尖端部分470-1。第一尖端部分470-1可以在从旋转轴450朝向第一远端尖端470的方向上逐渐变细。第一层部分464的第一尖端部分470-1具有对称的上表面和下表面，每一个具有倾斜，即斜切前缘表面和倾斜后缘表面。第一尖端部分470-1的倾斜前缘表面和倾斜后缘表面被配置成在第一远端尖端470处聚合。此外，在本实施例中，多个桨叶452、454、456、458中的每一个的第一层部分464共同地形成平坦表面476以接合底壁230。

第二层部分466具有包含第二远端尖端474的第二尖端部分474-1。第二尖端部分474-1具有径向平端表面。第二层部分466具有上表面的两个完全相反对。然而，在本实施例中，两个完全相反对具有不同配置，不同之处在于桨叶452、456的完全相反对具有上倾斜前缘表面和上倾斜后缘表面，并且桨叶454、458的完全相反对不具有上倾斜前缘表面和上倾斜后缘表面，即，提供基本上平行于旋转轴450的平侧表面。

再次参考图32和35，搅拌棒400包含与旋转轴450径向相交的空隙478，其中空隙478位于桨叶454、458的完全相反对中。磁体460位于空隙478中，其中磁体460的北极和磁体460的南极相对于旋转轴450完全相反。膜密封件480例如通过超声波焊接、热熔、激光焊接等附接到搅拌棒400以覆盖在空隙478上方。优选的是，膜密封件480具有与搅拌棒400的材料化学兼容的密封层材料。膜密封件480具有某一形状，所述形状符合桨叶454、458的完全相反对的第二层部分466的上表面的形状。本配置具有优于围绕磁体模制的搅拌棒插入件的优点，因为嵌入成型可以根据插入模制过程热量将磁体略微消磁。

图36至39示出搅拌棒400-1的配置，所述搅拌棒具有与上文相对于图32至35论述的搅拌棒400基本上相同的配置，其中唯一差异是用于密封空隙478的膜密封件的形状。搅拌棒400-1具有膜密封件480-1，所述膜密封件具有环形形状并且具有在多个桨叶452、454、456、458的相邻对之间形成弓形网的直径。网特征用于分离在搅拌棒400-1与隔板222之间的区域以及在多个桨叶452、454、456、458的相邻对之间的区域中的大部分混合流。

图40至43示出用于搅拌棒500的配置，所述搅拌棒可以取代上文相对于图17至27的实施例论述的适用于引导部分226的微流体分配装置210的搅拌棒224。

搅拌棒500具有圆柱形轮轴502，所述圆柱形轮轴具有旋转轴550；以及远离圆柱形轮轴502径向延伸的多个桨叶552、554、556、558。搅拌棒500具有磁体560(参看图40和43)，例如，永磁体，所述磁体配置用于与外部磁场产生器164(参看图1)交互以驱动搅拌棒500围绕旋转轴550旋转。

在本实施例中，如图所示，搅拌棒500的多个桨叶552、554、556、558通过斜切表面以步进，即双层交叉模式配置。具体而言，搅拌棒500的多个桨叶552、554、556、558中的每一个具有轴向范围562，所述轴向范围具有第一层部分564和第二层部分566。第一层部分564具有在第一远端尖端570处终止的第一径向范围568。第二层部分566具有在第二远端尖端574中终止的第二径向范围572。

第一层部分564具有包含第一远端尖端570的第一尖端部分570-1。第一尖端部分570-1可以在从旋转轴550朝向第一远端尖端570的方向上逐渐变细。第一层部分564的第一尖端部分570-1具有对称的上表面和下表面，每一个具有倾斜，即斜切前缘表面和倾斜后缘表面。第一尖端部分570-1的倾斜前缘表面和倾斜后缘表面被配置成在第一远端尖端570处聚合。多个桨叶552、554、556、558中的每一个的第一层部分564以及圆柱形轮轴502共同地形成凸出弯曲表面576以接合底壁230。

第二层部分566具有包含第二远端尖端574的第二尖端部分574-1。第二远端尖端574可以具有径向平端表面。第二层部分566具有上表面，所述上表面具有斜切前缘表面和斜切后缘表面。

再次参考图40和43，搅拌棒500包含与旋转轴550径向相交的空隙578，其中空隙578位于圆柱形轮轴502中。磁体560位于空隙578中，其中磁体560的北极和磁体560的南极相对于旋转轴550完全相反。膜密封件580具有某一形状，所述形状符合圆柱形轮轴502的上表面的环形形状。膜密封件580例如通过超声波焊接、热熔、激光焊接等附接到搅拌棒500的圆柱形轮轴502的上表面以覆盖在空隙578上方。优选的是，膜密封件580具有与搅拌棒500的材料化学兼容的密封层材料。

图44至46示出用于搅拌棒500-1的配置，所述搅拌棒具有与上文相对于图40至43论述的搅拌棒500基本上相同的配置，其中唯一的差异是用于密封空隙578的膜密封件580已用永久盖罩580-1替代。在此实施例中，盖罩580-1与在嵌入成型过程期间在磁体560周围形成的搅拌棒主体一体化。

尽管图24至46的搅拌棒实施例已描述为适用于具有引导部分226的微流体分配装置210，但本领域技术人员将认识到，可以将上文相对于具有引导部分134的微流体分配装置110描述的搅拌棒132修改成还包含适用于引导部分134的双层搅拌棒桨叶设计。

当流体首次被引入到相应的微流体分配装置，(例如)微流体分配装置210中时，流体处在具有混合粘度的期望微粒悬浮状态。然而，随时间过去，流体的微粒部分往往会与流体的主体液体部分分开。为了实现喷射流体的覆盖均匀性，需要通过执行流体重新混合操作，借此将流体维持在流体液体中的期望的微粒悬浮状态。

随时间过去，微粒部分往往会积聚成沉淀微粒部分，形成为沉淀微粒层。已观察到，流体的主体流体液体部分的密度小于沉淀微粒部分的密度。并且，沉淀微粒部分的致密沉淀层的粘度会大于期望混合流体的粘度。分开的流体还可能会给重新混合造成难题，因为沉淀微粒部分的密度更高，这样往往会抑制搅拌棒的旋转运动。图47至图50中示出了执行流体重新混合的合意性。

图47是图17至图23的微流体分配装置210的X射线图像，微流体分配装置210具有沿着垂直轴线600布置的外壳212的纵向范围，其中外壳212朝向成使得喷射芯片118垂直地面朝上，并且喷射芯片118的平面范围基本上垂直于垂直轴线600。外壳212中容纳具有磁体560的搅拌棒500。微流体分配装置210的储液室228示出为容纳流体602，流体602包括在储液室228的低重力区域606的沉淀微粒604。在图示的朝向中，喷射芯片118垂直地面朝上，并且沉淀微粒604积聚在外壳212的相对于喷射芯片118的相反末端上的储液室228的低重力区域606上。

图48是微流体分配装置210的实施方案的X射线图像，微流体分配装置210从垂直轴线600离轴倾斜大约20度到25度的角量608，并且描绘沉淀微粒604如何基于外壳212的朝向相对于垂直轴线600的变化而迁移到储液室228的新低重力区域610。并且，可以看出邻近于储液室228的壁的微粒层一般不容易通过改变微流体分配装置210的朝向而移动。

图49是微流体分配装置210的实施方案(包括具有磁体260的搅拌棒224；也参照图18和图23)的X射线图像，该图像示出的是最不利的情况的朝向，其中外壳212朝向成使得喷射芯片118垂直地面朝下，并且喷射芯片118的平面范围基本上垂直于垂直轴线600。如图所示，基于外壳212的朝向变化，沉淀微粒604迁移到储液室228的新低重力区域612，使得沉淀微粒604积聚在流体通道246的通道入口246-1和通道出口246-2上。因此，如果流体602未充分混合，则沉淀微粒604将因为完全阻挡流体通道246从而让流体无法到达喷射芯片118，这样使得微流体分配装置210无法工作。

图50是在如下文进一步描述根据本发明的一个方面执行重新混合流体602的方法之后，图17至图23的微流体分配装置210的实施方案的X射线图像。图50示出了具有悬浮微粒成分的流体602，但是不像图47至图48的图示中那样积聚了沉淀微粒604。

本发明包含多种混合模式，即：初始启动与储存恢复模式，以及使用间维护模式。模式名称就暗示了，初始启动与储存恢复模式用于准备微流体分配装置以供初始启动使用，或者准备微流体分配装置以供在微流体分配装置经过长期储存之后使用。使用间维护模式是在使用微流体分配装置之间使用，其中使用之间的时间长度还不需要根据初始启动和储存恢复模式进行恢复。

初始启动和储存恢复模式在如下时候使用：已发生相当多的微粒沉淀，诸如长时间未使用时，即，在仓库的存放时间，很长时间未使用时储存等，和/或考虑到未使用时微流体分配装置210的朝向不当，诸如图49中描绘的朝向。使用间维护模式用于(例如)在频繁打印工作之间、页之间等将流体维持在流体中的期望的微粒悬浮状态。

需要初始启动与储存恢复模式的实际储存时间量，或者使用间维护模式中的混合频率，取决于微粒的沉淀速度和未使用时墨盒的朝向。微粒的沉淀速度取决于流体的液体粘度、微粒的粒度和流体的液体部分与流体的微粒部分之间的密度差。例如，已观察到，如图49中所描绘当外壳朝向是垂直的并且在流体通道246的区域中发生微粒沉淀时通过旋转搅拌棒重新混合流体所需要的时间量大于图47中当外壳朝向是垂直的并且喷射芯片118和流体通道246垂直地面朝上时重新混合流体所需要的时间量。这是因为重新混合还必须用来重新打开流体通道246。

因此，在本发明中，对于初始启动与储存恢复模式和使用间维护模式中的每种模式，凭经验确定重新混合以实现期望的微粒悬浮状态(即，目标流体粘度)所需要的实际时间量和/或混合频率，并且可以例如通过通过X射线观察收集数据而执行(参照图47至图50)。

除了X射线之外，还可以通过将固体占混合流体的百分比与固体占初始填充流体的百分比比较，借此执行确保充分混合流体的测试。另一方法是将混合L*a*b*测量值与初始填充L*a*b*测量值比较以确保流体的充分混合。另一方法是在执行混合在之后查看喷嘴牢靠状况。最后两种方法可以在喷射芯片喷射样本上执行，并且在用于确定必需的维护参数时可以更快。

一般观察结果是，微流体分配装置使用间或微流体分配装置内的重新混合间的时间越长，要实现可接受的微粒悬浮水平((例如)优选地，微流体分配装置的初始填充公差内的水平)时重新混合微流体分配装置中的流体所需要的混合时间就越长。例如，假设期望的沉淀朝向(诸如图53中描绘的)，其中使用特定的示例性流体配方，在沉淀1天之后可以在不到30秒中重新混合；然而，在一周之后，混合时间可以更接近1分钟。在两周之后，正确混合的混合时间可以是大约2分钟。为了实现最快启动使用，可以实施使用间维护模式，其中只要每隔几小时混合几秒钟，就能让微流体分配装置始终能在尽可能短的时间准备好使用。

并且，在开始旋转搅拌棒之前改变微流体分配装置朝向以使用重力移动微粒并且打破沉淀微粒604形成的层，也可以影响重新混合流体所需要的时间量。例如，经由将微流体分配装置210的朝向从图49的喷射芯片向下朝向颠倒成图47的喷射芯片向上朝向使沉淀微粒604完全移动，可能要花费半天或更多时间，但是改变朝向的益处将是流体重新混合时间整体减少。

通过在混合的同时(即，旋转搅拌棒的同时)振动微流体分配装置以加快从喷射芯片区域中移除任何致密微粒沉淀层，可以获得更多的益处。触觉振动有助于清理流体通道，(例如)流体通道246(图49)。触觉振动的频率和强度可以凭经验确定，并且可以至少部分地取决于流体中的微粒数量。例如，通常发现积极振动可以通过帮助使储液室中形成的沉淀微粒层移位和分散，借此帮助将混合时间从几小时或几十分钟减少成几分钟或甚至几秒。通过将触觉电机附接到微流体分配装置的主体，可以在微流体分配装置中引入触觉振动。

控制搅拌棒就相当于驱动步进电机。因此，在搅拌棒扭矩较高的情况下，加速度变化率必须降低，否则运动会因为驱动信号而“断相”。在初始安装时，通过以缓慢的加速度变化的多个转速驱动搅拌棒，防止任何长期搅拌棒停滞时间，从而确保搅拌棒良好地执行混合。在使用一些配方的一些应用中，严重的沉淀可能需要用初始振荡运动释放搅拌棒以便自旋操作，或者以非常低的初始速度开始。

小喷射芯片角度在移动运送状况期间可能已经在包含流体通道的喷射芯片区域中沉淀的沉淀物时将不能一样有效地使用重力，但是可以用于在使用间维护模式期间在使用之间混合。

图51是在微流体分配装置210中重新混合流体的方法的流程图。将相对于图17至图27的实施例说明该方法。

在步骤S100中，将微流体分配装置210定位成预定朝向。这种定位可以基于对于本发明的多个混合模式中的期望混合模式的预测或者是维护站提供的预定朝向执行。并且，可以与微流体分配装置210在执行本发明的重新混合方法之前所处的朝向(例如在储存或使用时)相反地执行定位。

参看图52，在具有X、Y和Z轴的笛卡尔空间中示出微流体分配装置210，其中外壳212的纵向范围处于正Z轴上，而外壳212的横向范围处于X-Y平面上。在X-Z平面中，正X轴表示0度；Z轴表示垂直方向，其中上部Z轴(正)标记为90度，对应于上文所论述的垂直轴线600；并且X轴(负)表示180度。微流体分配装置210的外壳212的纵向范围的朝向表示为流体喷射方向120-1，这还表示喷射芯片118和流体通道246面朝的方向。

在准备混合时，微流体分配装置210定位成使得流体喷射方向120-1不是面朝下。术语“不是面朝下”意思是流体喷射方向120-1的箭头不指到X-Y平面下方，即从不低于水平线。因此，在本实例的朝向中，微流体分配装置210可以围绕Y轴在X-Z平面上、在垂直向上(90度Z+)加或减90度范围内旋转，即，垂直向上到水平，流体喷射方向120-1不指向下方。

应注意，在所有围绕流体喷射方向120-1的朝向中喷射芯片118的平面范围基本上垂直于流体喷射方向120-1，并且微流体分配装置210的外壳212的底壁230的平面范围基本上平行于流体喷射方向120-1。因此，外壳212在X-Z平面(例如底壁230面朝上或面朝下)中的倾斜方向可以决定微粒沉淀物可能在搅拌棒224周围积聚的程度。

当相当多的微粒沉淀物已经或者可能已经出现(诸如长时间未使用时，即，在仓库里的存放时间，在相当长时间未使用时储存等等)时，可以使用初始启动与储存恢复模式。参看图53，对于使用初始启动与储存恢复模式初始混合或恢复混合流体，已观察到将喷射芯片118定位成更接近于垂直向上(即，流体喷射方向120-1指向上方(Z+))有助于减少整体重新混合时间。对于初始启动与储存恢复模式中的流体混合，当流体喷射方向120-1的朝向在90度(垂直向上)加或减50度的范围时可以实现可接受的结果。

例如，在图53的图示中，微流体分配装置210示出为流体喷射方向120-1以135度指向上方(即，从90度(垂直向上)偏移正45度)，并且微流体分配装置210朝向成使得隔板222的圆顶部分222-1的外部222-2面朝上，并且底壁230的外部230-1面朝下。隔板222的外部222-2和底壁230的外部230-1中的每一者被视为面朝的角度对应于搅拌棒224的旋转轴250与Z轴的垂直向上部分相交的角度，只有在搅拌棒224的旋转轴250平行于Z轴时除外。在图53的实例中，隔板222的圆顶部分222-1的外部222-2以45度面朝上，并且底壁230的外部230-1以45度面朝下。在图53中描绘的流体喷射方向120-1的135度朝向下，任何沿着底壁230已经沉淀或正在沉淀的微粒将开始朝向储液室228中的低重力点迁移离开搅拌棒224(还参照图48)。

参看图54，替代地，对于初始启动与储存恢复模式中的流体混合，流体喷射方向120-1的朝向可以在40度到90度的范围内，并且其中当朝向不是垂直(即，不是90度)时，底壁230的外部230-1定位成面朝上，并且隔板222的外部222-2定位成面朝下。在图54的特定例子中，微流体分配装置210的朝向具有喷射芯片118的喷嘴向上朝向的益处，但是隔板222的圆顶部分222-1的外部222-2切换成相对于垂直线以45度面朝下，因而底壁230的外部230-1并且相应地搅拌棒224的接触底壁230的凸表面276现在相对于垂直线以45度的角度面朝上。微流体分配装置210的45度朝向将仍然使微粒移动离开喷射芯片118和流体通道26，并且还使微粒在与搅拌棒224的多个桨叶252、254、256、258(还参照图24)隔开并且靠近隔板222的圆顶部分222-1的区域中沉淀。然而，如果搅拌棒224可以旋转，即，未因为微粒沉淀而受到阻挡无法旋转，则图53中描绘的朝向比图54中描绘的朝向优选，因为与图54的朝向相比，在图53中描绘的朝向中，搅拌棒224的更高的顶端速度将更接近沉淀的微粒。

因此，出于初始启动与储存恢复模式的目的，当微流体分配装置210的外壳212的纵向范围(表示为流体喷射方向120-1)的朝向是垂直(90度)加或减50度并且更优选地在90度到140度的范围内((例如)参照图53)以便使底壁230的外部230-1面朝下并且隔板222的圆顶部分222-1的外部222-2面朝上时，可以实现可接受的结果。

在发生任何相当多的微粒沉淀之前(即，当使用时间总体上是已知的，诸如打印工作之间、页之间等，其中尚未达到相当长的未使用时间导致在储液室228中形成微粒层时)，可以使用所述使用间维护模式。对于使用间维护模式的目的，垂直朝向不太关键，因为已发生的微粒沉淀程度更低。然而，仍然需要流体喷射方向120-1因而还有流体通道246不是面朝下。对于使用间维护模式，通过让微流体分配装置210的外壳212的纵向范围(表示为流体喷射方向120-1)的朝向是垂直(90度)加或减90度(水平)，可以实现可接受的结果。更优选的是，微流体分配装置210的朝向还将使底壁230的外部230-1面朝下，因而隔板222的圆顶部分222-1的外部222-2面朝上，表示为90度(垂直)到180度位置的范围((例如)参照图53)。

在步骤S102，通过操作外部磁场产生器164使搅拌棒224旋转。具体来说，根据本发明的多个混合模式中的期望混合模式，使搅拌棒224旋转。

参看图55，图中示出了外部磁场产生器164的框图。外部磁场产生器164包含微控制器164-1、电磁场旋转器164-2和电磁场产生器164-3。如本领域中已知，微控制器164-1包含微处理器、机载非暂时性电子存储器和接口电路。微控制器164-1被配置成执行程序指令以控制搅拌棒224的旋转。

更具体来说，电磁场产生器164-3产生电磁场，其耦合到搅拌棒224的磁体260。微控制器164-1执行程序指令以产生控制信号，控制信号被供应到电磁场旋转器164-2以控制电磁场产生器164-3产生的电磁场的转速和旋转方向，并且又控制搅拌棒224的转速和旋转方向。如上文所论述，类似于步进式电机的操作，通过被选择性地接通和断开以产生电磁场的虚拟旋转并且可以切换方向的所放置的分立电磁体，可以使外部磁场产生器164产生的外部磁场电子地旋转，或者替代地，经由连接到可旋转电机轴的磁板((例如)永久磁体)，可以使外部磁场产生器164产生的外部磁场物理上旋转。

在本实施例中，控制搅拌棒224的旋转相当于驱动步进式电机。因此，在搅拌棒扭矩较高(例如，搅拌棒224在沉淀微粒中设置)的情况下，搅拌棒224从初始起始速度的加速度变化率必须降低，否则旋转运动将因为电磁场旋转器164-2和电磁场产生器164-3提供的旋转电磁场而“断相”。

搅拌棒224的实际旋转控制曲线将取决于选择了多个混合模式中的哪个混合模式，(例如)初始启动与储存恢复模式和使用间维护模式之一。

在长期储存和/或微流体分配装置朝向可能未知的状况之后，可以使用初始启动与储存恢复模式。在本实施例中，例如，搅拌棒224以第一转速在第一旋转方向上旋转，例如，首先从缓慢转速(凭经验确定)开始，并且转速根据第一加速度曲线(凭经验确定)逐渐增加到第二(例如)峰值转速(凭经验确定)。替代地，在此考虑了在一些应用中，第一转速可以是零，第一旋转方向是旋转发生的预定方向，即，第一加速度曲线从零转速开始。第一加速度曲线可能是(例如)线性加速度曲线和/或可具有转速的逐步增加。搅拌棒在第一预定时间段(凭经验确定)中以第二((例如)峰值)转速旋转。搅拌棒224接着停止，并且搅拌棒224接着在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转，从第一转速开始，转速根据预定加速度曲线((例如)第一加速度曲线)逐渐增加到第二((例如)峰值)转速。搅拌棒在第二预定时间段(凭经验确定)中以第二((例如)峰值)转速旋转，其中第二预定时间段可以等于第一预定时间段。对于第一和第二旋转方向，相应转速和加速度曲线可以是相同的，或者替代地对于第一和第二旋转方向可以具有不同值。如果期望的话，可以多次执行搅拌棒224的旋转方向的这个颠倒。

起始搅拌棒224的旋转的缓慢转速有助于确保如果致密的沉淀层位于搅拌棒224下方，则搅拌棒224的初始旋转将允许磁体260与外部磁场产生器164产生的旋转磁场锁定在同相。如果外部磁场产生器164的旋转搅拌相位变得太快，随着搅拌棒224的转速斜升，搅拌棒224的磁体260难以跟上，则搅拌棒224将会断相并且往往会混乱移动，无法有效地混合。在峰值转速下，搅拌棒顶端速度很高，将使得在喷射芯片118旁边穿过流体通道246有良好的流动，并且形成高剪切速率以混合沉淀层。

在应用(使用)之间，在时间和朝向条件是已知的并且还不到肯定初始启动与储存恢复模式的时间的情况下，可以使用所述使用间维护模式。这些时间是凭经验确定的并且至少部分地基于流体中的微粒含量。搅拌棒224在第一旋转方向上旋转，首先从缓慢转速开始，然后转速根据第二加速度曲线(凭经验确定)快速增加到第二((例如)峰值)转速，其中第二加速度曲线的斜度比初始启动与储存恢复模式的第一加速度曲线更陡，因而实现峰值转速比初始启动与储存恢复模式时更快。

任选地，根据混合频率计划，搅拌棒224可以一或多次停止然后重新起动。为了实现最快的重新混合，已发现在两秒到十秒范围内的持续时间中旋转搅拌棒224，并且以每两小时到四小时的频率重复，将使微流体分配装置210能保持准备就绪以供使用，从而不允许在做流体分配装置210的使用之间有任何明显的微粒分离和沉淀。

并且，任选地，当重新起动时，搅拌棒224可以根据第二加速度曲线或者(如果期望的话)根据不同的加速度曲线在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。

因此，在使用之间，混合使用搅拌棒224的操作相对快速，并且能提供良好的流体流量以混合主体流体并且移动混合流体使其通过流体通道246，从而使得混合流体可供用于喷射。可以使用喷墨印刷技术中众所周知的初始维护喷射去除流体通道246中的任何经过稀释的流体和/或微粒浓度，以便快速地重新实现到喷射芯片118的期望的经过重新混合的流。

尽管已相对于至少一个实施例描述本发明，但是可以在本发明的精神和范围内进一步修改本发明。因此，本申请案预期涵盖使用本发明的一般原理的本发明的任何变化、使用或修改。此外，本申请案预期涵盖属于本发明所涉及领域的已知或惯例实践并且属于所附权利要求书的限制内的从本发明的这些偏离。

Claims (9)

1.一种流体分配装置，其包括：

外壳，所述外壳具有外壁和腔室，所述外壳具有界定第一平面的芯片安装表面并且具有开口，所述腔室界定内部空间并且具有与所述开口流体连通耦合的端口；

喷射芯片，所述喷射芯片安装到所述外壁的所述芯片安装表面，所述喷射芯片的平面范围沿着所述第一平面定向，所述喷射芯片与所述开口流体连通，所述喷射芯片的流体喷射方向基本上正交于所述第一平面；

搅拌棒，所述搅拌棒位于所述腔室中，所述搅拌棒具有旋转轴，所述搅拌棒的所述旋转轴基本上垂直于所述流体喷射方向或平行于所述喷射芯片的所述平面范围；以及

引导部分，所述引导部分以预定义定向，将所述搅拌棒限制在所述腔室的所述内部空间的预定部分中。

2.根据权利要求1所述的流体分配装置，其中所述预定部分构成所述腔室的所述内部空间中最接近所述端口的1/3容积。

3.根据权利要求1或2所述的流体分配装置，其中所述搅拌棒的所述旋转轴在相对于所述流体喷射方向的垂直加或减45度的角范围中定向，或在相对于所述喷射芯片的所述平面范围的平行加或减45度的角范围中定向。

4.根据权利要求1或2所述的流体分配装置，其中所述腔室具有带有圆角的内部周边壁，所述搅拌棒位于由所述内部周边壁界定的边界内。

5.根据权利要求1或2所述的流体分配装置，其中：

所述外壳具有主体和盖子，所述主体具有底壁以及与所述底壁相邻的外部周边壁，所述外部周边壁插入所述底壁与所述盖子之间，所述外壁是所述外部周边壁的一部分，所述底壁沿着基本上正交于所述第一平面的第二平面定向；以及

所述腔室位于由所述外部周边壁界定的边界内，所述腔室具有带有圆角的内部周边壁，所述搅拌棒位于由所述内部周边壁界定的边界内。

6.根据权利要求5所述的流体分配装置，其中所述腔室的所述内部周边壁具有由近端和远端界定的范围，所述近端与所述底壁相邻并且所述远端界定在所述腔室的横向开口处的周边端面，并且所述流体分配装置进一步包括：

隔板，所述隔板位于所述盖子与所述内部周边壁的所述周边端面之间，所述隔板通过与所述周边端面密封接合的方式接合，所述腔室和所述隔板协作以界定具有可变容积的储液室，所述搅拌棒存在于所述可变容积中。

7.根据权利要求6所述的流体分配装置，其中所述储液室的所述可变容积具有连续1/3容积部分和连续2/3容积部分，与所述连续2/3容积部分相比，所述连续1/3容积部分位于更靠近所述喷射芯片，其中所述搅拌棒的所述旋转轴位更靠近所述喷射芯片的所述连续1/3容积部分中。

8.根据权利要求1或2所述的流体分配装置，其中所述腔室具有底壁，所述底壁沿着基本上正交于所述喷射芯片的所述平面范围的第二平面定向，所述引导部分保持所述搅拌棒的所述旋转轴具有基本上平行于所述喷射芯片的平面范围并且基本上垂直于所述底壁的所述第二平面的定向。

9.根据权利要求1或2所述的流体分配装置，其中所述腔室具有基本上正交于所述外壁的底壁，所述引导部分包括：

环形部件，所述环形部件具有界定环形限制表面的开口，所述开口具有中心轴，所述环形限制表面限制所述搅拌棒相对于所述中心轴的径向运动；

多个偏移部件，所述偏移部件耦合到所述环形部件并且被定位成在相对于所述中心轴的第一轴线方向上从所述环形部件延伸，所述多个偏移部件中的每一个具有与所述腔室的所述底壁接合以建立所述环形部件从所述底壁的轴向偏移的自由端；以及

笼形结构，所述笼形结构耦合到所述环形部件，所述笼形结构具有在与所述第一轴线方向相反的第二轴线方向上从所述环形部件轴向移位的轴向限制部分，所述轴向限制部分位于所述环形部件中的所述开口的至少一部分上，以限制搅拌棒相对于所述中心轴在所述第二轴线方向上的轴向运动。