DE69911742T2

DE69911742T2 - Vorrichtung und verfahren zur anwendung von blasen al virtuelles ventil in einem mikroeinspritzgerät zum ausstossen von flüssigkeit

Info

Publication number: DE69911742T2
Application number: DE69911742T
Authority: DE
Inventors: Chang-Jin Kim; Fan-Gang Tseng; Chih-Ming Ho
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2019-01-23
Also published as: EP1053104B1; AU2240499A; CN1299905C; HUP0101628A3; EP1053104A4; JP2005231364A; PL342061A1; CN1550336A; IL137459A; KR100563360B1; CN1597325A; ATE251037T1; CN1274501C; HUP0101628A2; ES2209385T3; CN1274500C; AU752431B2; HK1032564A1; DK1053104T3; KR20010040355A

Description

STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Injektoren bzw. Einspritzgeräte für Flüssigkeiten und im Besonderen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausstoßen von Flüssigkeit aus einer Mikrovorrichtung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Tropfeninjektoren für Flüssigkeit kommen beim Drucken unter Verwendung von Tintenstrahldruckern weitverbreitet zum Einsatz. Für Tropfeninjektoren für Flüssigkeit gibt es aber auch eine Vielzahl weiterer potenzieller Anwendungen, wie etwa Kraftstoffeinspritzsysteme, Zellensortierung, Systeme zur Arzneimittelverabreichung, Direktdruck-Lithographie und Mikrodüsen-Antriebssysteme, um nur eine wenige Beispiele zu nennen. All diese Anwendungen haben eines gemeinsam, für sie ist ein zuverlässiger und kostengünstiger Tropfeninjektor für Flüssigkeiten, der Tropfen bzw. Tröpfchen in hoher Qualität mit hoher Frequenz und hoher räumlicher Auflösung liefert, in hohem Maße wünschenswert.
Nur bestimmte Vorrichtungen können Flüssigkeitströpfchen einzeln und mit einheitlicher Tröpfchengröße ausstoßen. Zu den gegenwärtig bekannten und verwendeten Einspritzsystemen für Flüssigkeitströpfchen zählt die Injektion durch eine thermisch angetriebene Blase, wie etwa die in dem U.S. Patent US-A-5.479.196 beschriebenen Systeme, wobei diese Vorrichtungen aufgrund ihrer Einfachheit und der verhältnismäßig niedrigen Kosten besonders erfolgreich sind.
Thermisch angetriebene bzw. gesteuerte Blasensysteme, die auch als Bubblejet-Systeme bekannt sind, leiden unter Kreuzkopplungen und verstreuten Tröpfchen. Die Bubblejet-Systeme verwenden einen Stromimpuls zur Erhitzung einer Elektrode, um die Flüssigkeit in einer Kammer zum Kochen zu bringen. Wenn die Flüssigkeit kocht, bildet sich in der Flüssigkeit eine Blase, die sich ausdehnt und als eine Pumpe fungiert, so dass eine Flüssigkeitssäule aus der Kammer durch eine Öffnung ausgestoßen wird, welche die Tröpfchen bildet. Wenn der Stromimpuls endet, kollabiert die Blase und durch Kapillarkraft wird die Kammer wieder mit Flüssigkeit gefüllt. Die Leistung eines derartigen Systems kann durch die Ausstoßgeschwindigkeit und die Richtung, die Größe der Tröpfchen, die maximale Ausstoßfrequenz, Kreuzkopplungen zwischen benachbarten Kammern, Überschwingen und Gießoszillation während dem Wiederauffüllen der Flüssigkeit und dem Auftreten von verstreuten Tröpfchen gemessen werden. Während dem Drucken reduzieren verstreute Tröpfchen die Bildschärfe, und bei einer präzisen Flüssigkeitsregelung reduzieren sie die Genauigkeit der Strömungsschätzung. Kreuzkopplungen treten auf, wenn Bubblejet-Injektoren in Anordnungen mit geringen Abständen platziert werden und Tröpfchen aus benachbarten Düsen ausgestoßen werden.
Die meisten thermischen Bubblejet-Systeme platzieren eine Heizeinrichtung an der Unterseite der Kammer, wobei Energie in signifikantem Ausmaß an das Substratmaterial verloren geht.
Zusätzlich wird für gewöhnlich eine Bonding-Technik eingesetzt, um die Düsenplatte an ihrer Heizplatte anzubringen, wodurch die räumliche Düsenauflösung aufgrund der erforderlichen Toleranzen für den Zusammenbau eingeschränkt ist. Darüber hinaus kann es sein, dass die Bonding-Prozedur nicht mit der IC-Präzession kompatibel ist, was von Bedeutung sein kann, wenn die Integration einer Mikroinjektoranordnung mit einer Steuerschaltung wünschenswert ist, um die Verdrahtungen zu reduzieren und eine kompakte Verpackung zu gewährleisten.
Zum Lösen der Probleme der Kreuzkopplung und des Überschwingens wurde für gewöhnlich die Kanallänge erhöht oder ein Kammerhals hinzugefügt, um die Fluidimpedanz zwischen der Kammer und dem Behälter zu erhöhen. Diese Praktiken verlangsamen jedoch das Nachfüllen von Flüssigkeit in die Kammer und reduzieren erheblich die maximale Einspritzfrequenz der Vorrichtung.
Bei bestehenden Tintenstrahlsystemen stellen verstreute Tröpfchen das Besorgnis erregendste Problem dar, da sie zu einer verschwommenen Bilddarstellung führen. Die verstreuten Tröpfchen, die auf das Haupttröpfchen folgen, treffen im Verhältnis zu dem Haupttröpfchen auf leicht versetzten Positionen auf dem Papier auf, wenn sich der Druckkopf und das Papier in relativer Bewegung befinden. Es gibt keine bekannte Einrichtung oder ein bekanntes Verfahren zur Lösung des Problems der verstreuten Tröpfchen, das wirtschaftlich und leicht verfügbar wäre.
Demgemäß wird ein Einspritzsystem für Flüssigkeitströpfchen benötigt, das Kreuzkopplungen so gering wie möglich hält, ohne dabei die Flüssigkeitsnachfüllrate zu verlangsamen, wodurch ein Ansprechverhalten mit hoher Frequenz aufrechterhalten wird, während verstreute Tröpfchen vermieden werden, wobei all dies erreicht wird, ohne die Konstruktion und die Fertigung komplexer zu gestalten. Die vorliegende Erfindung erfüllt diese und andere Anforderungen und überwindet allgemein die gemäß dem Stand der Technik gegebenen Unzulänglichkeiten.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Blase in einer Kammer eines Mikroinjektors, so dass diese als Ventilmechanismus zwischen der Kammer und einem Verteiler fungiert, wodurch eine hohe Widerstandsfähigkeit dagegen vorgesehen wird, dass Flüssigkeit während dem Fluidausstoß durch die Öffnung aus der Kammer zu dem Verteiler austritt, und wobei ferner eine geringe Widerstandsfähigkeit in Bezug auf das Nachfüllen von Flüssigkeit in die Kammer nach dem Ausstoß von Fluid und dem Kollabieren der Blase vorgesehen wird.
Allgemein ausgedrückt umfasst die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einen Mikroinjektor mit einer Kammer und einem Verteiler, die sich dort hindurch in Fluidübertragungsverbindung befinden, mit einer Öffnung, die sich in Fluidübertragungsverbindung mit der Kammer befindet, mit mindestens einer Einrichtung zur Bildung einer Blase zwischen der Kammer und dem Verteiler, und mit einer Einrichtung zum unter Druck setzen der Kammer.
Wenn sich die Blase am Einlass der Kammer bildet, wird der Flüssigkeitsfluss aus der Kammer zu dem Verteiler eingeschränkt. Die Druckeinrichtung, welche die Kammer nach der Blasenbildung unter Druck setzt, erhöht den Kammerdruck, so dass das Fluid aus der Öffnung herausgedrückt wird. Nach dem Fluidausstoß durch die Öffnung kollabiert die Blase und ermöglicht die schnelle Wiederauffüllung der Kammer.
Wenn die Kammer unter Druck gesetzt wird, während die Blase die Kammer zu dem Verteiler und benachbarten Kammern blockiert, wird das Problem der Kreuzkopplung gut so gering wie möglich gehalten.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst die Einrichtung zur Bildung der Blase eine erste Heizeinrichtung, die angrenzend an die Kammer angeordnet ist. Die Druckeinrichtung umfasst eine zweite Heizeinrichtung, die eine zweite Blase in der Kammer bilden kann. Die Heizeinrichtungen sind angrenzend an die Öffnung angeordnet und umfassen eine Elektrode, die in Reihe geschaltet ist und unterschiedliche Widerstände aufgrund von Schwankungen der Elektrodenbreite aufweist. Die erste Elektrode weist eine schmalere Elektrode auf als die zweite Heizeinrichtung, wodurch die Bildung der ersten Blase bewirkt wird, bevor die zweite Blase gebildet wird, selbst wenn ein gemeinsames elektrisches Signal dort hindurch vorgesehen wird.
Während sich die erste und die zweite Blase ausdehnen, nähern sich aneinander an und vereinigen sich letztendlich, wodurch sie den Flüssigkeitsfluss durch die Öffnung eindeutig unterbrechen, und was zu einer Eliminierung oder einer signifikanten Reduzierung verstreuter Tröpfchen führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mikroinjektor-Vorrichtung vorzusehen, die verstreute Tröpfchen verhindert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Mikroinjektor-Vorrichtung vorzusehen, die Kreuzkopplungen so gering wie möglich hält.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Mikroinjektor-Vorrichtung vorzusehen, die ein schnelles Wiederauffüllen von Flüssigkeit in die Kammer nach dem Fluidausstoß ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausstoßen von Flüssigkeit aus einer Mikroinjektor-Kammer vorzusehen, das verstreute Tröpfchen so gering wie möglich hält.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausstoßen von Flüssigkeit aus einer Mikroinjektor-Kammer vorzusehen, das Kreuzkopplungen so gering wie möglich hält.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ausstoßen von Flüssigkeit aus einer Mikroinjektor-Kammer vorzusehen, das ein schnelles Wiederauffüllen von Flüssigkeit in die Kammer nach dem Fluidausstoß ermöglicht.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den folgenden Abschnitten der Anmeldung deutlich, wobei die genaue Beschreibung dem Zweck der vollständigen Offenbarung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dient, ohne diese dadurch einzuschränken.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die folgenden Zeichnungen besser verständlich, die ausschließlich Veranschaulichungszwecken dienen. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer Vorrichtung mit Mikroinjektoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2A eine Querschnittsansicht einer Kammer und eines Verteilers der Vorrichtung mit Mikroinjektoranordnung aus 1;
2B eine Querschnittsansicht einer Kammer und eines Verteilers aus 2A, welche die Bildung einer ersten Blase gefolgt von einer zweiten Blase zum Ausstoßen von Fluid aus einer Öffnung veranschaulicht;
2C eine Querschnittsansicht einer Kammer und eines Verteilers aus 2A, wobei die Vereinigung einer ersten und einer zweiten Blase zur Beendigung des Ausstoßens von Flüssigkeit aus einer Öffnung veranschaulicht wird;
2D eine Querschnittsansicht einer Kammer und eines Verteilers aus 2A, wobei das Kollabieren einer ersten Blase gefolgt von einer zweiten Blase veranschaulicht wird, so dass Fluid wieder die Kammer füllen kann;
3 eine Draufsicht von oben eines Siliziumwafers, der zur Fertigung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Mikroinjektoranordnung verwendet wird;
4 eine Querschnittsansicht eines Siliziumwafers aus 3 entlang der Linie 4-4;
5 eine Draufsicht von oben eines Siliziumwafers aus 3, geätzt von der Rückseite, so dass ein Verteiler gebildet wird;
6 eine Querschnittsansicht eines Siliziumwafers aus 5 entlang der Linie 6-6;
7 eine Draufsicht von oben eines Siliziumwafers aus 5, der zur Vergrößerung der Tiefe einer Kammer geätzt ist;
8 eine Querschnittsansicht eines Siliziumwafers aus 7 entlang der Linie 8-8;
9 eine Draufsicht von oben eines Siliziumwafers aus 7, wobei daran Heizeinrichtungen angeordnet und mit Mustern versehe sind;
10 eine Querschnittsansicht eines Siliziumwafers aus 9 entlang der Linie 10-10;
11 eine Draufsicht von oben eines Siliziumwafers aus 9 mit ausgebildeter Öffnung; und
12 eine Querschnittsansicht eines Siliziumwafers aus 11 entlang der Linie 12-12.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In besonderem Bezug auf die Zeichnungen ist die vorliegende Erfindung zur Veranschaulichung in der Vorrichtung ausgeführt, die allgemein in den Abbildungen der 1 bis 12 dargestellt ist. Hiermit wird festgestellt, dass die Vorrichtung in Bezug auf die Konfiguration und die Einzelheiten der Bestandteile variieren kann, ohne dabei von den hierin offenbarten Grundkonzepten abzuweichen.
In erstem Bezug auf die Abbildung aus 1 ist eine Anordnung 10 einer Mikroinjektor-Vorrichtung 12 allgemein dargestellt. Die Anordnung 10 umfasst eine Mehrzahl von Mikroinjektoren 12, die angrenzend aneinander angeordnet sind. Jeder Mikroinjektor umfasst eine Kammer 14, einen Verteiler 16, eine Öffnung 18, eine erste Heizeinrichtung 20 und eine zweite Heizeinrichtung 22. Bei der ersten Heizeinrichtung 20 und der zweiten Heizeinrichtung 22 handelt es sich für gewöhnlich um Elektroden, die in Reihe mit einer gemeinsamen Elektrode 24 verbunden sind.
In Bezug auf die Abbildung aus 2A kann die Kammer 14 ferner mit einer Flüssigkeit 26 gefüllt werden. Bei der Flüssigkeit 26 kann es sich abhängig von der jeweiligen bestimmten Anwendung unter anderem um Tinte, Benzin, Öl, Chemikalien, eine biomedizinische Lösung, Wasser oder dergleichen handeln. Der Gießpegel 28 der Flüssigkeit 26 stabilisiert sich allgemein an der Öffnung 18. Der Verteiler 16 ist angrenzend an und in Strömungsverbindung mit der Kammer 14 angeordnet. Flüssigkeit aus einem Speicherbehälter (nicht abgebildet) wird der Kammer 14 durch den Verlauf durch den Verteiler 16 zugeführt. Die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 sind angrenzend an die Öffnung 18 und oberhalb der Kammer 14 angeordnet, um einen Wärmeverlust an das Substrat zu verhindern. Die erste Heizeinrichtung 20 ist angrenzend an den Verteiler 16 angeordnet, während die zweite Heizeinrichtung 22 angrenzend an die Kammer 14 angeordnet ist. Wie dies aus der Abbildung aus 2A ersichtlich ist, ist der Querschnitt der ersten Heizeinrichtung 20 schmaler als der der zweiten Heizeinrichtung 22.
Da die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 in Bezug auf die Abbildung aus 2B ferner in Reihe verbunden sind, kann ein gemeinsamer elektrischer Impuls dazu verwendet werden, die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 gleichzeitig zu aktivieren. Aufgrund der Tatsache, dass die erste Heizeinrichtung 20 einen schmaleren Querschnitt aufweist, ist der Leistungsverlust des Stromimpulses höher, wodurch bewirkt wird, dass sich die erste Heizeinrichtung 20 als Reaktion auf den gemeinsamen elektrischen Impuls schneller erwärmt als die zweite Heizeinrichtung 22, die einen breiteren Querschnitt aufweist. Dies ermöglicht die bauliche Vereinfachung, indem keine Einrichtung mehr erforderlich ist, um sequentiell die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 zu aktivieren. Die Aktivierung der ersten Heizeinrichtung 20 bewirkt die Bildung einer ersten Blase 30 zwischen dem Verteiler 16 und der Kammer 14. Wenn sich die erste Blase 30 in Richtung der Pfeile P ausdehnt, beginnt die erste Blase 30, die Fluidströmung zu dem Verteiler 16 einzuschränken, wodurch ein virtuelles Ventil gebildet wird, das die Kammer 14 isoliert und benachbarte Kammern vor Kreuzkopplungen abschirmt. Eine zweite Blase 32 wird unter der zweiten Heizeinrichtung 22 nach der Bildung der ersten Blase 30 gebildet, und während sich die zweite Blase 32 in die Richtung der Pfeile P ausdehnt, wird die Kammer 14 unter Druck gesetzt, so dass bewirkt wird, dass die Flüssigkeit 26 als eine Flüssigkeitssäule 36 in die Richtung F durch die Öffnung 18 ausgestoßen wird.
Wenn sich die erste Blase 30 und die zweite Blase 32 in Bezug auf die Abbildung aus 2C weiter ausdehnen, nähern sich die erste Blase 30 und die zweite Blase 32 aneinander an und beenden den Ausstoß von Flüssigkeit durch die Öffnung 18. Wenn die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 beginnen sich zu vereinigen, wird das hintere Ende 34 der Flüssigkeitssäule 36 abrupt abgeschnitten, wodurch die Bildung von Streutröpfchen verhindert wird.
In weiterem Bezug auf die Abbildung aus 2D bewirkt die Unterbrechung des elektrischen Impulses, dass die erste Blase 30 beginnt, in die unter P dargestellte Richtung zu kollabieren. Das nahezu sofortige Kollabieren der ersten Blase 30 ermöglicht es, dass Fluid 26 die Kammer 14 schnell wieder in die durch die Pfeile R dargestellte Richtung füllt, da keine weitere Flüssigkeitsbeschränkung zwischen dem Verteiler 16 und der Kammer 14 existiert.
Daraus geht hervor, dass ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ausstoßen von Fluid 26 aus einer Mikroinjektor-Vorrichtung 12 allgemein die folgenden Schritte umfasst:

(a) Erzeugen einer ersten Blase 30 in einer mit Fluid gefüllten Kammer 14 der Mikroinjektor-Vorrichtung;
(b) unter Druck setzen der Kammer 14, so dass Fluid 26 aus der Kammer 14 ausgestoßen wird, wobei der Schritt der Druckbeaufschlagung das Erzeugen einer zweiten Blase 32 in der Kammer 14 umfasst;
(c) Vergrößern der ersten Blase 30 in der Kammer 14, so dass diese als ein virtuelles Ventil zur Einschränkung des Fluidflusses zwischen der Kammer 14 und dem Verteiler 16 dient;
(d) Vergrößern der zweiten Blase 32 in der Kammer 14, wodurch sich die erste Blase 30 und die zweite Blase 32 aneinander annähern, um den Ausstoß von Fluid aus der Kammer 14 abrupt zu unterbrechen; und
(e) Kollabieren der ersten Blase 30, um die Fluidwiederbefüllung in die Kammer 14 zu beschleunigen.

In Bezug auf die Abbildungen der 3 und 4 wird eine kombinierte Oberflächen- und Mikro-Materialbearbeitungstechnologie für große Mengen für die Fertigung einer Mikroinjektor-Anordnung 10 auf einem Siliziumwafer 38 ohne ein etwaiges Wafer-Bonding-Verfahren verwendet. Der Fertigungsprozess beginnt mit der Deposition und der Musterung von Phosphosilikatglas (PSG) Opferschicht 40 der Kammer und dem Abscheiden von etwa belastungsarmem Siliziumnitrid 42 als obere Kammerschicht.
Danach wird der Siliziumwafer 38 durch Kaliumhydroxid (KOH) von der Rückseite 44 geätzt, wie dies in den Abbildungen der 5 und 6 dargestellt ist, um den Verteiler 16 zu bilden. Die PSG-Opferschicht 40 wird durch Fluorwasserstoffsäure (HF) entfernt. Wie dies aus den Abbildungen der 7 und 8 ersichtlich ist, vergrößert zusätzliches KOH-Ätzen die Tiefe der Kammer 14 unter genauer zeitlicher Regelung. Bei diesem Schritt muss besonders sorgfältig vorgegangen werden, da die konvexen Ecken der Kammer 14 ebenfalls angegriffen und abgerundet werden.
In Bezug auf die Abbildungen der 9 und 10 werden die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 abgeschieden und mit Muster versehen. Die erste Heizeinrichtung 20 und die zweite Heizeinrichtung 22 bestehen vorzugsweise aus Platin. Metalldrähte 44 werden gebildet und eine Oxidschicht 46 wird auf der Oberseite zur Passivierung abgeschieden. Eine Zwischenverbindung 48 zwischen der ersten Heizeinrichtung 20 und der gemeinsamen Elektrode 24 wird unterhalb der Oxidschicht 46 angeordnet. Schließlich wird in Bezug auf die Abbildungen der 11 und 12 eine Öffnung 18 gebildet. Wenn von einer lithographischen Fähigkeit einer Leitungsbreite von 3 μm ausgegangen wird, kann die Öffnung 18 bis zu ungefähr 2 μm klein sein, und wobei der Abstand zwischen den Öffnungen 18 bis zu ungefähr 15 μm klein sein kann. Es ist ersichtlich, dass die konvexen Ecken 47 der Kammer 14 als Folge des Ätzens eindeutig definiert werden.
Somit ist es ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung einen neuartigen Mikroinjektor vorsieht, der eine Blase zur Beschränkung des Fluidflusses in einem Mikrokanal verwendet, wodurch das Austreten von Flüssigkeit aus der Kammer zu dem Verteiler während dem Fluidausstoß durch die Öffnung verhindert wird. Es ist ferner ersichtlich, dass eine zweite Blase in Verbindung mit einer ersten Blase verwendet wird, um die Flüssigkeitssäule, die durch die Öffnung ausgestoßen wird, abrupt abzuschneiden, wodurch Streutröpfchen verhindert werden. Die vorstehenden Einzelheiten der Beschreibung schränken den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht ein, vielmehr veranschaulichen sie lediglich einige der zur Zeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist somit durch die anhängigen Ansprüche und deren rechtliche Äquivalente definiert.

Claims

Vorrichtung zur Verwendung von Blasen (30, 32) als virtuelles Ventil in einem Mikroinjektor (12) zum Ausstoßen von Fluid (26), wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Kammer (14), die darin Fluid (26) aufweist; eine Öffnung (18), die sich in Fluidübertragungsverbindung mit der genannten Kammer (14) befindet; eine Einrichtung (20) zum Erzeugen einer ersten Blase (30) in der genannten Kammer (14), wenn die genannte Kammer (14) mit Fluid (26) gefüllt ist; und eine Einrichtung (22) zum Erzeugen einer zweiten Blase (32) in der genannten Kammer (14) nach der Erzeugung der genannten ersten Blase (30), wenn die genannte Kammer (14) mit Fluid (26) gefüllt ist, um Fluid (26) aus der genannten Kammer (14) auszustoßen; dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Öffnung (18) oberhalb der genannten Kammer (14) angeordnet ist; die genannte erste Blasenerzeugungseinrichtung (20) angrenzend an die genannte Öffnung (18) und oberhalb der genannten Kammer (14) angeordnet ist; die genannte zweite Blasenerzeugungseinrichtung (22) angrenzend an die genannte Öffnung (18) und oberhalb der genannten Kammer (14) angeordnet ist; und die genannte erste Blase (30) und die genannte zweite Blase (32) angrenzend an die genannte Öffnung (18) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner einen Verteiler (16) umfasst, der sich in Strömungsverbindung mit der genannten Kammer (14) befindet, um Fluid (26) der genannten Kammer (14) zuzuführen, wobei die Bildung der genannten zweiten Blase (32) bewirkt, dass Fluid (26) in der genannten Kammer (14) durch die genannte Öffnung (18) ausgestoßen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannte Blasenerzeugungseinrichtung (20) ein erste Heizeinrichtung (20) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die genannte zweite Blasenerzeugungseinrichtung (22) eine zweite Heizeinrichtung (22) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) so angeordnet sind, dass sich die genannte erste Blase (30) und die genannte zweite Blase (32) in Richtung zueinander erweitern, um das Ausstoßen von Fluid (26) durch die genannte Öffnung (18) abrupt zu beenden.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) durch ein gemeinsames Signal gesteuert werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei die genante erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) in Reihe verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erzeugung der genannten ersten Blase (30) den Fluidfluss (26) aus der genannten Kammer (14) einschränkt, indem die Blase als virtuelles Ventil fungiert.
Verfahren zum Ausstoßen von Fluid (26) aus einem Mikroinjektor (12) mit einer Kammer (14), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Erzeugen einer ersten Blase (30) angrenzend an eine Öffnung (18) in der Kammer (14), wenn die Kammer (14) mit Fluid (26) gefüllt ist; (b) Erzeugen einer zweiten Blase (32) angrenzend an die Öffnung (18), um Fluid (26) durch die Öffnung (18) auszustoßen, wobei der Schritt des Erzeugens der genannten zweiten Blase nach dem Schritt des Erzeugens der genannten ersten Blase ausgeführt wird; und (c) Vereinigen der genannten ersten Blase (30) und der genannten zweiten Blase (32), um das Ausstoßen von Fluid (26) durch die Öffnung (18) abrupt zu beenden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die genannte erste Blase (30) und die genannte zweite Blase (32) jeweils neben der Öffnung (18) liegen; die genannte erste Blase (30) vor der Vereinigung der genannten ersten Blase (30) und der genannten zweiten Blase (32) vergrößert wird, so dass sie als ein virtuelles Ventil zur Einschränkung des Fluidflusses in die Kammer (14) fungiert.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Kollabierens der genannten ersten Blase (30) zum Beschleunigen des Fluidflusses (26) in die Kammer (14) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei ein gemeinsames Signal verwendet wird, um sequentiell die Erzeugung sowohl der genannten ersten Blase (30) als auch der genannten zweiten Blase (32) einzuleiten.
Verfahren nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, wobei die Schritte zum Erzeugen der genannten ersten Blase und der genannten zweiten Blase mit einer ersten Heizeinrichtung (20) und einer zweiten Heizeinrichtung (22) ausgeführt werden, die in Reihe verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine erste Heizeinrichtung (20) zum Erzeugen und Vergrößern der genannten ersten Blase (30) verwendet wird; und wobei eine zweite Heizeinrichtung (22) zum Erzeugen und Vergrößern der genannten zweiten Blase (32) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) die genannte erste Blase (30) schneller vergrößert als die genannte zweite Heizeinrichtung (22) die genannte zweite Blase (32) vergrößert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner folgendes umfasst: eine obere Schicht (42) in der genannten Kammer (14); eine Passivierungsschicht (46), die angrenzend an die genannte obere Schicht (42) angeordnet ist; wobei die genannte Öffnung (18) durch die genannte Passivierungsschicht (46) und die genannte obere Schicht (42) verläuft; die genannte erste Blasenerzeugungseinrichtung (20) zwischen der genannten Passivierungsschicht (46) und der genannten oberen Schicht (42) angeordnet ist; die genannte zweite Blasenerzeugungseinrichtung (22) zwischen der genannten Passivierungsschicht (46) und der genannten oberen Schicht (42) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die genannte erste Blasenerzeugungseinrichtung (20) eine erste Heizeinrichtung (20) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, wobei die genannte zweite Blasenerzeugungseinrichtung (22) eine zweite Heizeinrichtung (22) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) so angeordnet sind, dass sich die genannte erste Blase (30) und die genannte zweite Blase (32) in Richtung zueinander erweitern, um das Ausstoßen von Fluid (26) aus der Kammer (14) abrupt zu beenden.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) durch ein gemeinsames Signal gesteuert werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) in Reihe verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die genannte erste Blase (30) erzeugt wird, um als virtuelles Ventil zu fungieren und die Flüssigkeitsströmung aus der genannten Kammer (14) einzuschränken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner folgendes umfasst: eine obere Schicht (42) in der genannten Kammer (14); wobei die genannte Öffnung (18) durch die genannte obere Schicht (42) verläuft; wobei es sich bei der genannten ersten Blasenerzeugungseinrichtung (20) um eine erste Heizeinrichtung (20) mit einer ersten Verlustleistung zum Erzeugen der genannten ersten Blase (30) in der genannten Kammer (14) aufweist, so dass diese als virtuelles Ventil fungiert; wobei es sich bei der genannten zweiten Blasenerzeugungseinrichtung (22) um eine zweite Heizeinrichtung (22) mit einer zweiten Verlustleistung zum Erzeugen der genannten zweiten Blase (32) in der genannten Kammer (14) zum Ausstoßen von Fluid (26) aus der genannten Kammer (14) handelt; und wobei die genannte erste Verlustleistung deutlich höher ist als die genannte zweite Verlustleistung.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) in Reihe verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 23, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) einen ersten Widerstandswert aufweist, und wobei die genannte zweite Heizeinrichtung (22) einen zweiten Widerstandswert aufweist, wobei der genannte erste Widerstandswert deutlich größer ist als der genannte zweite Widerstandswert.
Vorrichtung nach Anspruch 23, 24 oder 25, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) durch ein gemeinsames Signal gesteuert werden.
Vorrichtung nach Anspruch 23, 24 oder 25, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) so angeordnet sind, dass sich die genannte erste Blase (30) und die genannte zweite Blase (32) in Richtung zueinander erweitern, um den Ausstoß von Fluid aus er genannten Kammer abrupt zu beenden.
Vorrichtung nach Anspruch 23, 24 oder 25, wobei die Vorrichtung ferner eine Passivierungsschicht (46) aufweist, die angrenzend an die genannte obere Schicht (42) angeordnet ist, wobei die genannte Öffnung (18) sowohl durch die genannte Passivierungsschicht (46) als auch durch die genannte obere Schicht (42) verläuft, wobei die genannte erste Heizeinrichtung (20) und die genannte zweite Heizeinrichtung (22) zwischen der genannten Passivierungsschicht (46) und der genannten oberen Schicht (42) angeordnet sind.