CN107531049A - 流体再循环通道 - Google Patents

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Abstract

一种用于分配多个流体液滴重量的流体再循环通道包括多个子通道。多个子通道包括至少一个泵通道，以及与所述至少一个泵通道流体耦合的多个液滴发生器通道。流体再循环通道还包括并入到至少一个泵通道中的多个泵发生器，并入到液滴发生器通道中的多个液滴发生器，以及限定在液滴发生器通道内的多个喷嘴，所述喷嘴至少与液滴发生器的数量一样多。

Description

流体再循环通道
背景技术
喷墨打印机中的流体喷射装置提供液滴的按需喷射。喷墨打印机通过将墨滴通过多个喷嘴喷射到诸如一张纸的打印介质上来产生图像。喷嘴可以布置成多个阵列，使得当打印头和打印介质彼此相对移动时，墨滴从喷嘴的按适当顺序喷射导致字符或其它图像被打印在打印介质上。在一个示例中，热喷墨打印头通过使电流通过加热元件而从喷嘴喷射液滴，以产生热量并使一小部分流体在发射腔内汽化。在另一示例中，压电喷墨打印头使用压电材料致动器来产生强制墨滴从喷嘴出来的压力脉冲。
附图说明
附图示出了本文中所述的原理的各种示例，并且是本说明书的一部分。所示示例仅仅是为了说明而给出，并且并非限制权利要求的范围。
图1是根据本文中所述的原理的一个示例的包括多个流体再循环通道的流体喷射组件的顶视图。
图2是根据本文中所述的原理的另一示例的包括多个流体再循环通道的流体喷射组件的顶视图。
图3是根据本文中所述的原理的另一示例的图1中所描绘的两个流体再循环通道的图。
图4是根据本文中所述的原理的另一示例的图2中所描绘的两个流体再循环通道的图。
图5是根据本文中所述的原理的另一示例的图1的流体喷射组件在打印头阵列内的图。
图6是根据本文中所述的原理的另一示例的图2的流体喷射组件在打印头阵列内的图。
图7是根据本文中所述的原理的一个示例的包括图1或图2的流体喷射组件的流体喷射装置的框图。
在整个附图中，相同的附图标记表示相似但不一定相同的元件。
具体实施方式
尽管喷墨打印机以合理的成本提供高打印质量，但喷墨打印的继续改进允许以对于用户相同或更低成本进行甚至更高质量的打印。喷墨打印中的这些进步可以减轻或消除降低打印质量的喷墨打印设备内的不利过程和事件。例如，在打印期间，来自诸如油墨的可喷射材料的空气被释放并形成气泡，气泡可能从打印头的发射腔迁移到打印头中的其它位置。这种气泡的迁移会阻止油墨流动，降低打印质量，导致部分满的打印墨盒显得是空的，并导致系统内的油墨泄漏。
另外，颜料油墨载体分离(PIVS)在使用颜料型油墨时也可能降低打印质量。颜料型油墨可以用于喷墨打印，因为它们比染料型油墨趋于更耐用和永久。然而，在储存或不使用期间，颜料颗粒可能沉淀或从油墨载体中漏出。该PIVS可能阻碍或完全阻塞油墨流入打印头中的发射腔和喷嘴。其它因素(例如水性油墨中的水分蒸发和非水性油墨中的溶剂蒸发)也可能有助于PIVS和/或增加的油墨粘度和粘稠的堵塞物形成，这进而可能阻碍在不使用时间段后立即进行打印。
上述因素可能导致“去盖”，其可以被定义为喷墨喷嘴保持开盖并暴露于周围环境而不会引起喷射的墨滴劣化的时间量。去盖的效果可以改变液滴喷射轨迹、速度、形状和颜色，所有这些可能会对喷墨打印机的打印质量产生负面影响。
本文中所述的示例提供了用于分配多个流体液滴重量的流体再循环通道。流体再循环通道可以包括多个子通道。多个子通道可以包括至少一个泵通道，以及与该至少一个泵通道流体耦合的多个液滴发生器通道。多个泵可以并入到至少一个泵通道中。此外，多个液滴发生器并入到液滴发生器通道中。更进一步地，多个泵发生器可以并入到至少一个泵通道中。
流体再循环通道还可以包括限定在液滴发生器通道内的多个喷嘴。喷嘴可以至少与液滴发生器的数量一样多。此外，喷嘴可以包括发射至少两个不同液滴重量的流体的至少两个不同的喷嘴。两个不同液滴重量可以包括第一液滴重量和第二液滴重量，其中第二液滴重量包括相对高于第一液滴重量的液滴重量。
在一个示例中，流体再循环通道包括N：1的液滴发生器与泵发生器之比，其中N至少为1。在另一个示例中，流体再循环通道包括N：1的液滴发生器与泵发生器之比，其中N至少为2。此外，在一个示例中，包括在流体再循环通道中的泵的数量可以由流体再循环通道内的泵通道的数量限定。更进一步地，在一个示例中，液滴发生器的数量可以由流体再循环通道内的液滴发生器通道的数量来限定。
本文中所述的示例提供了相对更有效的喷嘴密度，无需每槽英寸(npsi)物理包含更小或更大量的喷嘴。此外，本文中所述的示例提供了比不包含当前流体再循环通道的系统相对较高的打印图像分辨率。具体来说，在一个示例中，流体再循环通道以再循环能力提供高达1800npsi，这比不利用这些示例的系统的有效喷嘴密度高1.5至3倍。Npsi由系统内可用的诸如场效应晶体管(FET)的驱动电路的存在确定。本文中所述的示例提供了能够实现2400npsi的高密度(HD)硅电路。在本文中所述的示例中使用再循环泵减少了在其它情况下可能用于驱动泵发生器的可用FET的数量。即，在本文中所述的示例中使用再循环泵减少了npsi，因为液滴发生器可以利用的FET被泵发生器利用。尽管将FET重新分配给泵发生器，但是使用再循环通道及其各自的泵发生器使难以喷射的油墨能够以npsi或喷嘴的最小损失分配以进行打印。本文中所述的示例提供了再循环配置，其中单个泵发生器维护位于多个流体耦合的液滴发生器通道内的多个喷嘴。这种配置可以与每个喷嘴的单个泵发生器进行对比。因此，与1：1的液滴发生器与泵发生器之比配置相比较，降低了npsi损失的程度或数量。本文中所述的再循环配置产生了npsi的损失，但提供了N：1的液滴发生器与泵发生器之比配置，将npsi的损失降低到一定程度，同时增加了油墨在流体再循环通道内的再循环的益处。
本文中所述的流体再循环通道内的再循环克服了低油墨通量问题，并实现了易受去盖影响的油墨的油墨通量提高25-50％。在流体喷射组件的空闲时间和主动操作期间，流体的再循环有助于防止喷墨打印头中的油墨堵塞或阻塞。此外，通过本文中所述的流体再循环通道使用流体的再循环允许在打印头内使用包括高固相含量的油墨，例如紫外(UV)可固化油墨。因此，本文中所述的流体再循环通道内的再循环克服了由于PIVS以及在打印头和喷嘴内形成粘性堵塞物而引起的去盖问题。
更进一步地，本文中所述的流体再循环通道也消除了准备打印时用于去盖喷嘴的油墨喷溅的需要。由于在流体喷射组件的空闲时间和主动操作期间流体的再循环，可以实现高固相含量油墨的相对较短的去盖时间。在一个示例中，本文中所述的流体再循环通道显著降低了甚至高固相含量油墨的去盖时间，从而消除了用于去盖恢复目的的油墨喷溅的需要。这种去盖恢复允许在打印系统内使用高效油墨。因此，本文中所述的示例在更广泛的打印场景中以及结合更广泛的油墨类型是有用的，并且进而能够被更多数量的期望高质量打印的客户使用。结合由于在流体喷射组件的空闲时间和主动操作期间流体的再循环而消除油墨喷溅，本文中所述的示例通过在操作前和期间的维护期间无需喷墨喷溅而提供更高的油墨效率。
更进一步地，本文中所述的示例还减少或消除了通常称为页面上喷溅的介质上的油墨喷溅。不使用本文中所述的流体再循环通道，打印系统可能通过将油墨喷溅或喷射到介质上以便于喷嘴的去盖而浪费油墨并降低打印图像的质量。本文中所述的示例的这个和其它方面降低了总操作成本(TCO)，这将由于在维护、去盖恢复、页面上喷溅过程期间经历的高油墨浪费，和较低的总喷嘴健康状况以及其它缺点而处于其它情况。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的，术语“液滴重量”意在被广泛地理解为在滴液发生器的发射事件期间从打印头的喷嘴喷射的以纳克形式测量的可喷射材料的量。在一个示例中，可喷射材料是油墨。液滴重量与喷嘴直径和阻力面积成比例。因此，可以通过增加喷嘴直径和降低发生器(电阻器)面积来增加液滴重量。较高液滴重量喷嘴阵列比较低液滴重量喷嘴阵列具有更高的热效率，因为它们每喷射的纳克油墨需要更少的能量，并且还可在其使用寿命期间传送更高体积的油墨。这进而降低了打印和拥有的成本。
此外，如本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“多个”或类似的语言意在被广义地理解为包含1到无穷大的任何正数；零不是多个，而是不存在多个。
在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本系统和方法的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本装置、系统和方法。在说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性如所描述的被包括，但是可以不包括在其它示例中。
现在转到附图，图1是根据本文中所述原理的一个示例的包括多个流体再循环通道(106)的流体喷射组件(100)的顶视图。将相对于图3更详细地描述图1的流体再循环通道(106)。然而，如虚线框108所示的多个流体再循环通道(106)和多个相关联的单喷嘴通道(112)形成在流体喷射组件(100)的模具(102)内。在流体喷射组件(100)内还形成用于输送如油墨的可喷射材料的流体槽(104)。槽(104)流体耦合到每个流体再循环通道(106)和每个单喷嘴通道(112)。
相关联的单喷嘴通道(112)不直接流体耦合到流体再循环通道(106)，而是由于从相同的流体槽(104)中汲取流体的相关联的单喷嘴通道(112)而间接地流体耦合到流体再循环通道(106)。虚线框110提供了关于与单喷嘴通道(112)中的一个相关联的流体再循环通道(106)的示例性指示。
尽管在槽(104)的每侧上描绘了五个流体再循环通道(106)(总共十个流体再循环通道(106))并且在槽(104)的每侧上描绘了七个相关联的单喷嘴通道(112)(总共十四个单喷嘴通道(112))，但在流体喷射组件(100)内可以包括任何数量或构造的流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)。如将在下面更详细描述的，流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)位于槽(104)的相对侧上的顺序产生了有效地更高的喷嘴密度，其中，流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)内的喷嘴彼此互补并且一起工作以在介质上创建比在其它情况下不利用本文所述的示例的设备中实现的更高质量的打印。此外，如本文中结合图5所述，流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)内的喷嘴彼此互补并相对于布置在打印头阵列内的附加流体喷射组件(100)一起工作。
在继续参考图1的同时，图3是根据本文中所述的原理的另一示例的图1中所描绘的两个流体再循环通道(106)的图。图1和3的示例的每个流体再循环通道(106)包括经由m形连接通道(124)流体耦合到两个液滴发生器通道(122)的泵通道(120)。与流体再循环通道(106)相关联的单喷嘴通道(112)位于流体再循环通道(106)之间。
每个泵通道(120)包括在图1和3中示出为实线框的至少一个泵发生器(126)。术语“泵”和“泵发生器”在本文中可互换使用，以指代用于将流体移动通过泵通道的任何设备。泵发生器(126)将可喷射材料从流体槽(104)吸入其各自的泵通道(120)中，通过m形连接通道(124)进入液滴发生器通道(122)，并返回到流体槽(104)中，如图3的流体再循环通道(106)中所描绘的虚线箭头所示。在一个示例中，泵发生器(126)可以是热电阻元件，其通过激发电阻加热元件以产生气泡而将可喷射材料移动通过流体再循环通道(106)。在另一示例中，泵发生器(126)可以是可以适当地部署在流体喷射组件(100)的泵通道(120)内的各种类型的泵送元件中的任何一种，例如压电泵、静电泵、电动液压泵，以及其它类型的泵。在一个示例中，泵发生器(126)可以是分离电阻元件，其中分离电阻结构包括彼此间隔开的两个矩形区域或支腿。在该示例中，用于产生加热的电能被提供给分离电阻元件以产生破裂的流体气泡。
图1和3以及本文中所述的其它示例的泵发生器(126)可以使用多个致动曲线中的任何一个来启动并保持可喷射流体在整个流体再循环通道(106)中的再循环。在一个示例中，本文中所述的示例可以使用微再循环连续(MRC)致动曲线，其中泵发生器(126)在预热和维护喷嘴之后连续运行。在该示例中，MRC致动曲线可以在2至500赫兹(Hz)下操作。
在另一个示例中，微再循环辅助脉冲突发/嵌入随机脉冲突发(MAB/ESB)致动曲线可以由泵发生器(126)使用，其中在预热和维护喷嘴之后运行再循环脉冲的周期性短突发脉冲(burst)。延迟(Δt)可以定义来自泵发生器(126)的再循环脉冲的突发脉冲之间的时间。因此，MAB/ESB致动曲线使用随机脉冲突发图案。
在又一示例中，泵发生器(126)可以使用按需微再循环/仿真(MOD/e)致动曲线，其中启动泵发生器(126)以刚好在打印介质上的液滴喷射(即打印)进行之前刷新流体再循环通道(106)内的油墨。在该示例中，MOD/e致动曲线可以在2至36千赫兹(kHz)下工作，并产生100至5000个之间的脉冲。
在图1和3的示例中，泵通道(120)经由m形连接通道(124)流体耦合到两个液滴发生器通道(122)。液滴发生器通道(122)均包括至少一个喷嘴(128)和至少一个液滴发生器(130)。喷嘴(128)是限定在流体喷射组件(100)的流体再循环通道(106)的液滴发生器通道(122)内的孔。液滴发生器(130)在图1和3中被描绘为虚线框，因为它们位于液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)的后面。在一个示例中，液滴发生器(130)可以包括用于热喷墨打印头中的加热元件，其中加热元件通过加热在可喷射材料内产生气泡并利用气泡的膨胀来喷射可喷射材料。在另一示例中，液滴发生器(130)可以包括压电液滴发生器，其在施加电场时改变压电材料的形状。在又一示例中，液滴发生器(130)可以包括被电致动的形状记忆合金，其中电流导致焦耳加热，并且通过到周围环境的对流热传递而出现去活化。
在图1和3的示例中，与流体再循环通道(106)相关联的单喷嘴通道(112)流体耦合到流体槽(104)。单喷嘴通道(112)中的每一个包括至少一个喷嘴(132)和至少一个液滴发生器(134)。喷嘴(132)是限定在流体喷射组件(100)的单喷嘴通道(112)内的孔。在一个示例中，液滴发生器(134)可以包括在热喷墨打印头中使用的加热元件、压电液滴发生器或形状记忆合金以及其它类型的液滴生成元件。
液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)和单喷嘴通道(112)的喷嘴(132)可以喷射不同的液滴重量。在图1和3的示例中，液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)可以包括高液滴重量喷嘴，高液滴重量喷嘴与单喷嘴通道(112)的低液滴重量喷嘴(132)相比喷射相对较高液滴重量的可喷射材料。在一个示例中，液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)喷射7至11纳克(ng)之间的液滴重量的可喷射材料的量，而单喷嘴通道(112)的喷嘴(132)喷射2至7ng之间的液滴重量的可喷射材料的量。在另一示例中，液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)喷射9ng的液滴重量的可喷射材料的量，而单喷嘴通道(112)的喷嘴(132)喷射4ng的液滴重量的可喷射材料的量。
在另一示例中，喷嘴包括喷射大致相同液滴重量的流体的至少两个不同的喷嘴。在该示例中，喷嘴可以喷射2至11ng之间的液滴重量的可喷射材料的量。
液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)和单喷嘴通道(112)的喷嘴(132)的形状也可以不同。在图1和3的示例中，液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)包括数字8的形状，与单喷嘴通道(112)的相对较小喷嘴(132)的圆形形状相比，允许从喷嘴(128)喷射相对较高液滴重量的可喷射材料。然而，在另一个示例中，喷嘴(128、132)的形状可以相似，但是在尺寸上可以不同以实现从其喷射的可喷射材料的不同液滴重量。
流体喷射组件(100)还包括颗粒容许柱(particle tolerance pillar)(136、138)形式的颗粒容许架构(114)。这些颗粒容许柱(136、138)可以位于流体槽(104)与流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)之间的搁板上。颗粒容许柱(136、138)可以在流体喷射组件(100)的制造期间形成，并且位于流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)的入口的搁板上。颗粒容许柱(136、138)有助于防止可喷射材料中的小颗粒进入流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)的入口并阻碍可喷射材料流向通道(106、122)。颗粒容许柱(136、138)可以位于流体槽(104)中，与流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)或这两者相邻。
也形成在流体喷射组件(100)内的是另外的集成电路(140)，以用于选择性地启动每个泵发生器(126)和液滴发生器(130、134)。集成电路(140)包括例如与每个泵发生器(126)和液滴发生器(130、134)相关联的诸如场效应晶体管(FET)的驱动晶体管。在一个示例中，液滴发生器(130、134)可以具有专用驱动晶体管，以使得能够单独启动每个液滴发生器(130、134)，每个泵发生器(126)可以不具有专用驱动晶体管，因为在一些示例中，可能不会单独启动泵发生器(126)。相反，可以使用单个驱动晶体管来同时为一组泵发生器(126)供电。因此，在图1的流体喷射组件(100)中描绘的液滴发生器(130、134)和泵发生器(126)布置可以实现少至三十五个驱动晶体管，或者在极端情况下，多至四十四个驱动晶体管。在后一种情况下，可以使用可能占据衬底上不同空间量的不同尺寸的FET。例如，较小的FET可以用于泵发生器(126)，而较大的FET可以用于液滴发生器(130、134)。
在本文中所述的示例中，流体喷射组件(100)的喷嘴密度可以基于流体喷射组件(100)的多个性质，并且至少部分归因于本文中使用的高密度硅平台(HD Si)的特性。这些性质包括(1)利用流体喷射组件(100)的系统内的驱动晶体管(即，FET)的密度；(2)流体喷射组件(100)内的流体喷射组件(100)的每槽英寸的高液滴重量和低液滴重量喷嘴的物理布局；和(3)流体喷射组件(100)内的喷嘴间距，除其它性质以外，其可以被定义为相邻喷嘴的中心之间的距离。在一个示例中，使用结合具有每个流体槽(104)2400个FET晶体管的本文示例描述的HD Si能够以每英寸1200点(dpi)喷嘴间距实现至少1800npsi的高喷嘴密度。同时，由于流体再循环通道(106)，该示例可以传送高油墨流量，并且由于流体再循环通道(106)和单喷嘴通道(112)内的喷嘴(128、132)的不同尺寸而提供双重液滴重量能力。本文中所述示例的这些方面提供了高图像打印质量(IPQ)，并且实现了具有高达30体积百分比的非常高的固相含量的甚至水基UV可固化油墨的去盖恢复和可喷射性。
现在将描述图1和3的泵通道(120)、液滴发生器通道(122)、m形连接通道(124)、泵发生器(126)、喷嘴(128、132)和液滴发生器(130、134)的尺寸。泵通道(120)的宽度可以在5至16微米(μm)之间。液滴发生器通道(122)的宽度可以在5和16μm之间。泵发生器(126)的宽度可以在2和12μm之间，长度在0-75μm之间。在一个示例中，泵发生器(126)可以包括11μm的宽度和29μm的长度。液滴发生器(130、134)可以具有与泵发生器(126)相似的尺寸。
m形连接通道(124)的宽度可以在5和15μm之间。m形连接通道(124)的长度可以在20和30μm之间。在一个示例中，m形连接通道(124)的长度可以为25μm。此外，在一个示例中，m形连接通道(124)的宽度可以为7μm。在另一示例中，m形连接通道(124)的宽度可以为10μm。在又一示例中，m形连接通道(124)的宽度可以为13μm。在m形连接通道(124)的示例中，m形连接通道(124)可以包括正方形、圆形、椭圆形或其它形状的截面形状。m形连接通道(124)的圆形截面形状提供了减少或消除急拐角中的流动停滞，其促使可能发生在例如具有正方形或截面形状的m形连接通道(124)中的潜在油墨碰撞和气泡积聚。尽管本文作为一个示例结合图1、3和5描述了m形连接通道(124)，但连接通道可以包括任何形状，只要连接通道在泵通道和液滴发生器通道之间提供流体连接即可。
与液滴发生器(130)相关联的液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)可以具有例如在x和y方向上对称的非圆形孔(NCB)。液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)可以具有如图1和3所描绘的两半或两瓣，其宽度为15至18μm，长度为12至18μm，使得液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)的长度为24至39μm之间。在一个示例中，液滴发生器通道(122)的喷嘴(128)的NCB的两瓣可以具有大约15μm的宽度，并且喷嘴(128)的总长度可以是大约28μm。
单喷嘴通道(112)的喷嘴(132)可以具有在12和16μm之间的直径。在另一示例中，单喷嘴通道(112)的喷嘴(132)可以具有大约14.5μm的直径。
液滴发生器通道(122)的液滴发生器(130)可以具有约16μm的宽度和约29μm的长度。单喷嘴通道(112)的液滴发生器(134)可以具有约11μm的宽度和约29μm的长度。
再次转到图1和3，图1和3的示例中的流体再循环通道(106)可以被分类为2:1的滴液发生器与泵发生器之比。在本文所述的所有示例中，流体再循环通道(106)包括N:1的液滴发生器与泵发生器之比，其中N至少为1。在其它示例中，N至少为2。在又一些其它示例中，N至少为3。在另一示例中，具有不同N:1的液滴发生器与泵发生器之比的不同流体再循环通道可以包括在流体喷射组件(100)内。在该示例中，多个1:1的液滴发生器与泵发生器之比的液体再循环通道可以由多个2:1或3:1的液滴发生器与泵发生器之比的液体再循环通道分离。现在将结合图2和4描述流体喷射组件的另一示例。
在本文结合图1至7描述的其它示例中，在任何示例中，流体再循环通道可以利用多于一个泵发生器。例如，两个或更多个泵发生器可以存在于单个泵通道或多个泵通道中。此外，在本文所述的示例中，流体再循环通道可以包括N:P之比(喷嘴与泵之比)，其中N和P都至少为一个。例如，一个示例中的N:P之比可以是1:1、2:1、3:1、4:2、5:2等。在另一示例中，N:P之比可以被定义为N至少为2和P至少为2。例如，在该示例中的N:P之比可以是2:2、3:2、4:2、5:2、6:2、6:3、6:4等。
图2是根据本文所述原理的另一示例的包括多个流体再循环通道(206)的流体喷射组件(200)的顶视图。类似的元件在图2和4中相对于图1和3类似地编号。然而，包括流体再循环通道(206)的示例性流体喷射组件(200)与图1和3中的示例不同，因为图2和4的示例包括具有2:1的液滴发生器与泵发生器之比的流体再循环通道(206)。因此，示例性流体再循环通道(206)不包括如图1和3的示例的相关联的单喷嘴通道(112)。相反，相关联的单喷嘴通道(212)经由三回路连接通道(224)流体耦合到流体再循环通道(206)。
为了区分液滴发生器通道(222)和相关联的单喷嘴通道(212)的元件，将它们称为高液滴重量(HDW)液滴发生器通道(222)和低液滴重量(LDW)液滴发生器通道(212)。类似于图1和3的示例，由虚线框208指示的多个流体再循环通道(206)形成在流体喷射组件(200)的模具(102)内。在流体喷射组件(200)内还形成用于输送如油墨的可喷射材料的流体槽(104)。槽(104)流体耦合到每个流体再循环通道(206)。尽管在槽(104)的每一侧上描绘了五个流体再循环通道(206)(总共十个流体再循环通道(206))，但流体喷射组件(200)中可以包括任何数量或构造的流体再循环通道(206)。如将在下面更详细地描述的，流体再循环通道(206)位于槽(104)的相对侧上的顺序产生有效地更高的喷嘴密度，其中流体再循环通道(206)内的喷嘴彼此互补，并且一起工作以在介质上产生比在其它情况下不利用本文所述的示例的设备中实现的更高质量的打印。此外，流体再循环通道(206)内的喷嘴彼此互补，并相对于布置在打印头阵列内的另外的流体喷射组件(200)一起工作，如本文结合图6所述的。
在继续参考图2的同时，图4是根据本文所述的原理的另一示例的图2中所描绘的两个流体再循环通道(206)的图。图2和4的示例的每个流体再循环通道(206)包括经由三回路连接通道(224)流体耦合到HDW液滴发生器通道(222)和LDW液滴发生器通道(212)的泵通道(220)。
每个泵通道(220)包括图2和4中被示出为实线框的泵发生器(226)。泵发生器(226)将可喷射材料从流体槽(104)吸入其相应的泵通道(220)中，通过三回路连接通道(224)进入液滴发生器通道(212、222)，并返回到流体槽(104)中，如图4的流体再循环通道(206)中所描绘的虚线箭头所示。如以上结合图1和3类似地描述的，泵发生器(226)可以是可以适当地部署在流体喷射组件(200)的泵通道(220)内的各种类型的泵送元件中的任何一种，例如热电阻泵、压电泵、静电泵和电动水动力泵，以及其它类型的泵。
在图2和4的示例中，泵通道(220)经由三回路连接通道(224)流体耦合到液滴发生器通道(212、222)。液滴发生器通道(212、222)均包括至少一个喷嘴(228、232)和至少一个液滴发生器(230、234)。喷嘴(228、232)是限定在流体喷射组件(200)的流体再循环通道(206)的液滴发生器通道(212、222)内的孔。液滴发生器(230、234)在图2和4中被描绘为虚线框，因为它们位于液滴发生器通道(212、122)的喷嘴(228、232)后方。在一个示例中，除其它类型的液滴发生器(230、234)以外，液滴发生器(230、234)可以包括用于热喷墨打印头中的加热元件、压电装置和形状记忆体。
液滴发生器通道(212、122)的喷嘴(228、232)可以喷射不同的液滴重量，如上面结合图1和3所描述的。因此，在图2和4的示例中，HDW液滴发生器通道(222)的喷嘴(228)可以包括与LDW液滴发生器通道(212)的低液滴重量喷嘴(232)相比，喷射相对较高液滴重量的可喷射材料的高液滴重量喷嘴。在一个示例中，HDW液滴发生器通道(222)的喷嘴(228)喷射具有在7至11纳克(ng)之间的液滴重量的可喷射材料的量，而LDW液滴发生器通道(212)的喷嘴(232)喷射具有2至7ng之间的液滴重量的可喷射材料的量。在另一示例中，HDW液滴发生器通道(222)的喷嘴(228)喷射具有9ng的液滴重量的可喷射材料的量，而LDW液滴发生器通道(212)的喷嘴(232)喷射具有4ng的液滴重量的可喷射材料的量。
喷嘴(228、232)的形状也可以与如上面结合图1和3类似地描述的不同。在图2和4的示例中，HDW液滴发生器通道(222)的喷嘴(228)包括数字8形状，与LDW液滴发生器通道(212)的相对较小喷嘴(232)的圆形形状相比，允许从喷嘴(228)喷射相对较高液滴重量的可喷射材料。然而，在另一个示例中，喷嘴(228、232)的形状可以相似，但是在尺寸上可以不同以便实现从其喷射的可喷射材料的不同液滴重量。
流体喷射组件(200)还包括如上文结合图1和3类似地描述的颗粒容许柱(136、138)形式的颗粒容许架构(114)。这些颗粒容许柱(136、138)包括与上面结合图1和3描述的相同的性质。另外形成在流体喷射组件(200)内的是附加的集成电路(140)，用于选择性地启动每个泵发生器(226)和液滴发生器(230、234)，如上面结合图1和3类似描述的。因此，集成电路(140)包括具有上述性质的诸如场效应晶体管(FET)的驱动晶体管。
在本文所述的示例中，流体喷射组件(200)的喷嘴密度可以基于流体喷射组件(200)的多个性质，并且至少部分归因于本文使用的高密度硅平台(HD Si)的特性，如上文结合图1和3类似描述的。
图2和4的泵通道(220)、液滴发生器通道(212、222)、三回路连接通道(224)、泵发生器(226)、喷嘴(228、232)和液滴发生器(230、234)的尺寸类似于上面结合图1和3描述的那些。再次转到图2和4，图2和4的示例中的流体再循环通道(206)可以被分类为3:1的液滴发生器与泵发生器之比。
图5是根据本文所述原理的另一示例的图1的流体喷射组件(100)在打印头阵列(500、550)内的图。HDW喷嘴(128)、LDW喷嘴(132)和泵(126)相对于单个流体喷射组件(100)内的相对条状物和相对于不同打印头的对准提供了相对较高的有效的喷嘴密度，无需每槽英寸物理包含更小或更大量的喷嘴。图5中所描绘的椭圆指示可以按照下述顺序添加附加元件以提供更宽的打印头。
如图5中所描绘的，图1和3的两个流体喷射组件(100)形成第一打印头(500)，并且两个流体喷射组件(100)形成第二打印头(550)。示例行(150)中的元件的顺序在下表中列出。流体喷射组件(100)的HDW喷嘴(128)、LDW喷嘴(132)和泵(126)的这种布置是一个示例，并且可以考虑其它布置以实现相对较高有效的喷嘴密度的相同目标。
表1：图1的示例内的元件的顺序，H＝HDW喷嘴(128)，L＝LDW喷嘴(132)，并且P＝泵(126)
因此，当在打印设备内一前一后地使用第一打印头(500)和第二打印头(550)时，流体喷射组件(100)的HDW喷嘴(128)、LDW喷嘴(132)和泵(126)的布置可以如行(152)所示地排列：
表2：图5的示例内的元件的顺序，H＝HDW喷嘴(128)，L＝LDW喷嘴(132)，并且P＝泵(126)(推测出最后两行)
图6是根据本文中所述的原理的另一示例的图2的流体喷射组件(200)在打印头阵列(600、650)内的图。HDW喷嘴(228)、LDW喷嘴(232)和泵(226)相对于单个流体喷射组件(200)内的相对条状物和相对于不同打印头的对准提供了相对较高的有效的喷嘴密度，无需每槽英寸物理包含更小或更大量的喷嘴。同样，图6中所描绘的椭圆指示可以按照下述顺序添加附加元件以提供更宽的打印头。
如图6中所描绘的，图2和4的两个流体喷射组件(200)形成第一打印头(600)，并且两个流体喷射组件(200)形成第二打印头(650)。示例行(250)中的元件的顺序在下表中列出。流体喷射组件(200)的HDW喷嘴(228)、LDW喷嘴(232)和泵(226)的这种布置是一个示例，并且可以考虑其它布置以实现相对较高有效的喷嘴密度的相同目标。
左侧条 右侧条
H L
P H
H P
L H
H L
P H
H P
L H
表3：图2的示例内的元件的顺序，H＝HDW喷嘴(228)，L＝LDW喷嘴(232)，并且P＝泵(226)
因此，当在打印设备内一前一后地使用第一打印头(600)和第二打印头(650)时，流体喷射组件(200)的HDW喷嘴(228)、LDW喷嘴(232)和泵(226)的布置可以如行(252)所示地排列：
表2：图6的示例内的元件的顺序，H＝HDW喷嘴(228)，L＝LDW喷嘴(232)，并且P＝泵(226)(推测出的行)
图7是根据本文所述的原理的一个示例的包括图1或图2的流体喷射组件(100、200)的流体喷射装置(700)的框图。流体喷射装置(700)包括电子控制器(704)和至少一个打印头(706)内的流体喷射组件(100、200)。流体喷射组件(100、200)可以包括流体再循环通道(106、206)。流体喷射组件(100、200)可以是由本公开内容描述、示出和/或设想的任何示例性流体喷射组件。流体喷射组件(100、200)可以包括本文所述的流体再循环通道(106、206)。
电子控制器(704)可以包括用于与集成电路(140)和流体喷射组件(100、200)进行通信并控制集成电路(140)和流体喷射组件(100、200)的处理器、固件和其它电子设备，以便以精确的方式喷射流体液滴。电子控制器(704)从诸如计算机之类的主机系统接收数据。数据表示例如要打印的文档和/或文件，并且形成包括至少一个打印作业命令和/或命令参数的打印作业。从数据中，电子控制器(704)定义要喷射的液滴的图案，其形成字符、符号和/或其它图形或图像。
在一个示例中，流体喷射装置(700)可以是喷墨打印装置。在该示例中，流体喷射装置(700)还可以包括与流体喷射组件(100、200)的流体再循环通道(106、206)流体耦合以向其供应可喷射材料的流体耦合的可喷射材料储存器(708)。
介质输送组件(710)可以被包括在流体喷射装置(700)中以为流体喷射装置(700)提供介质，以便经由可喷射材料从流体再循环通道(106、206)的喷射而在介质上创建图像。流体喷射装置(700)还可以包括用于为流体喷射装置(700)的各种电子元件供电的电源(712)。
本文参考根据本文所述的原理的示例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本系统和方法的各方面。流程图和框图的每个框以及流程图和框图中的框的组合可以由计算机可用程序代码来实现。可以将计算机可用程序代码提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得计算机可用程序代码在经由例如流体喷射装置(700)的电子控制器(704)或其它可编程数据处理装置执行时，实现流程图和/或框图块或多个框中指定的功能或操作。在一个示例中，计算机可用程序代码可以体现在计算机可读储存介质内；计算机可读储存介质是计算机程序产品的一部分。在一个示例中，计算机可读储存介质是非暂时性计算机可读介质。
说明书和附图描述了用于分配多个流体液滴重量的流体再循环通道，流体再循环通道包括多个子通道。子通道包括至少一个泵通道，以及与所述至少一个泵通道流体耦合的多个液滴发生器通道。流体再循环通道还包括并入到至少一个泵通道中的多个泵发生器，并入到液滴发生器通道中的多个液滴发生器，以及限定在液滴发生器通道内的多个喷嘴，所述喷嘴至少与液滴发生器的数量一样多。喷嘴包括至少两个不同的喷嘴，其排出至少两种不同液滴重量的流体，两种不同液滴重量包括第一液滴重量和第二液滴重量，第二液滴重量包括相对高于第一液滴重量的液滴重量。
本文所述的流体再循环通道可以具有多个优点，包括：(1)克服低油墨通量问题并实现了易受去盖影响的油墨的油墨通量提高25-50％；(2)允许在打印头内使用包括高固相含量的油墨，例如紫外(UV)可固化油墨；(3)克服了由于PIVS以及在打印头和喷嘴内形成粘性堵塞物而引起的去盖问题；(4)减少或消除了准备打印时用于使喷嘴去盖的油墨喷溅的需要；(5)提供了高固相含量油墨的相对较短的去盖时间；(6)显著降低了甚至高固相含量油墨的去盖时间，从而消除了用于去盖恢复目的的油墨喷溅的需要；(7)允许在打印系统内使用高效油墨，并允许在更广泛的打印场景中以及结合更广泛的油墨类型的使用，并且进而允许被更多数量的期望高质量打印的客户使用；(8)通过在操作前和操作期间的维护时间段内无需喷墨喷溅而提供更高的油墨效率；(9)减少或消除了介质上的油墨喷溅；以及(10)降低了总操作成本，这将由于在维护、去盖恢复、页面上喷溅过程期间经历的高油墨浪费，和较低的总喷嘴健康状况以及其它缺点而处于其它情况。
已经提出了前述描述以说明和描述所述的原理的示例。该描述并不旨在是穷举的，也不是将这些原理限制于所公开的任何精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化是可能的。

Claims (15)

1.一种用于分配多种流体液滴重量的流体再循环通道，包括：
多个子通道，所述多个子通道包括：
至少一个泵通道；以及
多个液滴发生器通道，其流体耦合到所述至少一个泵通道；
多个泵发生器，其并入到所述至少一个泵通道中；
多个液滴发生器，其并入到液滴发生器通道中；以及
多个喷嘴，其限定在所述液滴发生器通道内，所述喷嘴至少与液滴发生器的数量一样多；
其中，所述喷嘴包括至少两个不同的喷嘴，所述至少两个不同的喷嘴排出至少两种不同液滴重量的流体，所述两种不同液滴重量包括第一液滴重量和第二液滴重量，所述第二液滴重量包括相对高于所述第一液滴重量的液滴重量。
2.根据权利要求1所述的流体再循环通道，其中，所述流体再循环通道包括N:1的液滴发生器与泵之比，其中，N至少为1。
3.根据权利要求2所述的流体再循环通道，其中，N至少为2。
4.根据权利要求1所述的流体再循环通道，其中，泵的数量由所述流体再循环通道内的泵通道的数量限定。
5.根据权利要求1所述的流体再循环通道，其中，液滴发生器的数量由所述流体再循环通道内的液滴发生器通道的数量限定。
6.一种流体喷射组件，包括：
流体槽；
多个流体再循环通道，其流体耦合到所述流体槽，每个流体再循环通道包括：
至少一个泵通道，其流体耦合到所述流体槽；以及
多个液滴发生器通道，其在第一端上经由多个连接通道流体耦合到所述至少一个泵通道，并且在第二端上流体耦合到所述流体槽；
至少一个泵，其设置在所述至少一个泵通道内，其中，所述至少一个泵使流体从所述流体槽并且贯穿所述泵通道和所述液滴发生器通道循环；
多个液滴发生器，其设置在所述液滴发生器通道中的每一个内；以及
多个喷嘴，其限定在所述液滴发生器通道内。
7.根据权利要求6所述的流体再循环通道，其中，所述喷嘴包括至少两个不同的喷嘴，所述至少两个不同的喷嘴排出至少两种不同液滴重量的流体，所述两种不同液滴重量包括第一液滴重量和第二液滴重量，所述第二液滴重量包括相对高于所述第一液滴重量的液滴重量。
8.根据权利要求6所述的流体再循环通道，其中，所述喷嘴包括排出近似相同液滴重量的流体的至少两个不同的喷嘴。
9.根据权利要求7所述的流体再循环通道，其中，所述喷嘴跨所述流体槽对准，以产生比所述流体喷射组件内的物理喷嘴密度高的有效喷嘴密度。
10.一种流体喷射装置，包括：
流体喷射阵列，其包括：
多个流体喷射组件，每个流体喷射组件包括：
多个流体再循环通道，其用于分配流体，每个流体再循环通道包括：
至少一个泵通道；
多个液滴发生器通道，其流体耦合到所述至少一个泵通道；
多个泵，其并入到所述至少一个泵通道中；
多个液滴发生器，其并入到液滴发生器通道中；以及
多个喷嘴，其限定在所述液滴发生器通道内，所述喷嘴包括至少两个不同的喷嘴，所述至少两个不同的喷嘴排出至少两种不同液滴重量的流体，所述两种不同液滴重量包括第一液滴重量和第二液滴重量，所述第二液滴重量包括相对高于所述第一液滴重量的液滴重量；以及
控制器，其用于启动所述泵以在再循环通道内产生流体位移，以驱动所述流体再循环通道内的流体流动。
11.根据权利要求10所述的流体喷射装置，其中，所述控制器如由再循环时间曲线限定地启动泵。
12.根据权利要求10所述的流体喷射装置，其中，在所述流体再循环通道的第一个通道内的所述液滴发生器的空闲时间期间、在所述流体再循环通道内的所述液滴发生器的有效操作期间或其组合，所述控制器启动所述泵。
13.根据权利要求10所述的流体喷射装置，其中，所述控制器使用多个不同模式的泵脉冲来启动所述泵，所述多个不同模式的泵脉冲包括基于液滴发生器空闲时间驱动的泵脉冲的模式，基于固定时间间隔驱动的泵脉冲的模式，基于所述液滴发生器的发射驱动的泵脉冲的模式，或其组合。
14.根据权利要求10所述的流体喷射装置，其中，在所述流体喷射组件中的每一个内包括多个流体再循环通道，所述多个流体再循环通道布置在打印头的流体槽的不同侧上，使得多个条件得到满足，所述条件包括：
所述槽的第一侧上的第一喷嘴排出所述第一液滴重量的流体，并且所述槽的第二侧上的与所述第一喷嘴对准的第二喷嘴排出所述第二液滴重量的流体；
所述槽的所述第一侧上的所述第二喷嘴排出所述第一液滴重量的流体，并且所述槽的所述第二侧上的与所述第二喷嘴对准的所述第一喷嘴排出所述第二液滴重量的流体；
所述槽的所述第一侧上的所述第一喷嘴与所述槽的所述第二侧上的泵对准，其中，所述第一喷嘴排出所述第二液滴重量；
所述槽的所述第二侧上的所述第二喷嘴与所述槽的所述第二侧上的泵对准，其中，所述第二喷嘴排出所述第二液滴重量；或者
其组合。
15.根据权利要求10所述的流体喷射装置，其中
多个所述流体喷射组件包括在所述流体喷射装置内，所述多个打印头对准，使得位于第一流体喷射组件上的所述第一喷嘴和所述第二喷嘴排出第一集合液滴重量的流体，所述第一集合液滴重量的流体不同于由位于第二流体喷射组件上的第三喷嘴和第四喷嘴排出的第二集合液滴重量的流体。
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