JP2014510649A - 液滴吐出装置内での流体再循環 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体吐出装置は、流体マニホールドと基板の間に流体分配層を有する。流体分配層は、流体供給チャネルと流体回収チャネルを有する。流体供給チャネルは、流体供給室から流体を受け入れ、受け入れた流体の一部を循環させて、回収バイパスを介して流体回収室に戻す。基板は、複数の流路を有し、各流路は、流体の液滴を吐出するノズルを有する。各々の流路は、流体を各流体供給チャネルから受け入れ、吐出されなかった流体を各流体回収チャネルに向かわせる。各流体回収チャネルは、1つ又は複数の流路及び供給側バイパスから吐出されなかった流体を収集し、流体供給室に収集した流体を戻すことができる。
【選択図】図7A
Description
Claims (50)
- 流体液滴を吐出する装置であって、
流体供給室及び流体回収室を有する流体マニホールドと、
基板であって、流体を受け入れるノズル入口と、流体の液滴を吐出するノズルと、吐出されなかった流体を流出させるノズル出口と、を有する流路を備える基板と、
前記流体マニホールドと前記基板との間に配設された流体分配層と、
を備える流体吐出装置であって、
前記流体分配層は、前記流体供給室に流体的に結合された供給流路入口と、前記流体回収室に流体的に結合された回収側バイパスと、を有する流体供給チャネルを備え、
前記流体供給チャネルは、前記基板の前記流路の前記ノズル入口に流体的に結合されている、
装置。 - 前記供給入口は、前記流体供給室から流体を受け入れるように構成され、前記回収側バイパスは、前記流体分配層において、前記供給入口を介して前記流体供給室に戻るように、前記受け入れた流体の一部を循環させるように構成される、
請求項1に記載の装置。 - 前記流体供給チャネルの前記回収側バイパスは、前記流体供給チャネルと前記流体回収室の接合部分にあるアパーチャである、請求項1に記載の装置。
- 前記回収側バイパスの大きさは、前記供給入口よりも小さい、請求項1に記載装置。
- 前記回収側バイパスの流れ抵抗は、前記供給入口の流れ抵抗よりも10倍以上大きい、請求項1に記載の装置。
- 前記流体分配層は、更に、流体回収チャネルを備え、
前記流体回収チャネルは、前記流体回収室に流体的に結合された回収出口と、前記流体供給室に流体的に結合された供給側バイパスとを備え、
前記流体供給チャネルは、前記基板の前記流路の前記ノズル出口に流体的に結合される、請求項1に記載の装置。 - 前記流体供給チャネルの前記回収側バイパスは、前記流体分配層内で、前記流体供給室と前記流体回収チャネルを流体的に結合する間隙部であり、
前記間隙部は、前記流体分配層内で、前記流体供給チャネルに流入した流体の一部を流体回収チャネルに通す、請求項6に記載の装置。 - 前記間隙部の流れ抵抗は、前記供給入口の流れ抵抗よりも10倍以上大きい、請求項7に記載の装置。
- 前記回収出口は、前記流体回収チャネルで収集された、吐出されなかった流体を、前記流体回収室に戻すように構成され、
前記回収出口を介して前記流体回収室に戻された流体の一部は、前記流体供給チャネルの前記供給側バイパスを介して前記流体回収チャネルに入ったものである、請求項6に記載の装置。 - 前記流体回収室の前記供給側バイパスは、前記流体分配層内で、前記流体供給チャネルを前記流体回収チャネルに流体的に結合する間隙部であり、
前記間隙部は、前記回収出口を介して前記流体回収室に戻された流体の一部からなる、前記流体供給チャネルからの流体を受け入れるように構成される、請求項9に記載の装置。 - 前記間隙部の流れ抵抗は、前記回収出口の流れ抵抗よりも10倍以上大きい、請求項10に記載の装置。
- 流体分配層と基板と
を備える、流体液滴を吐出する装置であって、
前記流体分配層は、
複数の流体供給チャネルであって、それぞれ、流体供給チャネルと流体供給室を流体的に連結する各供給入口を介して、前記流体供給室から流体を受け入れるよう構成された複数の流体供給チャネルを備え、
前記流体供給チャネルは、更に、前記流体供給チャネルと前記流体回収室を流体的に連結する各回収側バイパスを介して、前記受け入れた流体の一部を流体回収室に循環させるよう構成され、前記各供給入口と各流体供給チャネルの回収側バイパスは、前記流体分配層内に存在しており、
前記基板は、
複数の流路であって、それぞれ、各ノズル入口と、流体の液滴を吐出する各ノズルと、各ノズル出口とを有する流路を備え、
各流路は、前記流路の各ノズル入口を介して、前記流体分配層内の各流体供給チャネルと流体的に連結されており、且つ、
前記流路は、各ノズル入口を介して前記流体供給チャネルにおいて少なくとも一部の流体を受け入れて、前記受け入れた流体の一部を前記流路の前記各ノズル出口に向かわせるように構成されている、
装置。 - 前記流体分配層は、更に、複数の流体回収チャネルであって、各々、前記流体回収チャネルと前記流体供給室を流体的に連結する各回収出口を介して流体を流体回収室に戻すように構成された流体回収チャネルを備え、
前記流体供給室に前記戻された流体の一部は、前記流体回収チャネルと前記流体供給室を流体的に連結する供給側バイパスを介して受け入れたものであり、
前記基板の各流路は、前記流路の各ノズル出口を介して、前記流体分配層内の前記回収チャネルと各流体的に連結されている、
請求項11に記載の装置。 - 前記基板は、第1の側に平面的なノズル層を有し、
前記流体分配層は、前記基板の、前記第1の側と反対側の第2の側の上に位置する、
請求項13に記載の装置。 - 前記基板の前記複数の流路の前記各ノズルは、前記ノズル層内の平行四辺形状のノズル配列に分布している、請求項14に記載の装置。
- 前記流体分配層は、前記ノズル層に対して略平行な平面的な層である、請求項14に記載の装置。
- 前記流体分配層の前記流体供給チャネル及び流体回収チャネルは、前記ノズル層に対して平行に延在する、請求項14に記載の装置。
- 前記基板の各ノズル入口は、鉛直方向に配向されたディセンダであって、前記ノズル層に垂直なディセンダを介して、前記流体分配層の各流体供給室と流体的に連結されている、請求項17に記載の装置。
- 前記基板の各ノズル出口は、鉛直方向に配向されたアセンダであって、前記ノズル層に垂直なアセンダを介して、前記流体分配層の各回収チャネルと流体的に連結されている、請求項17に記載の装置。
- 前記基板は、更に供給層を備え、
前記供給層は、略平面的、且つ、前記ノズル層に対して平行であり、
前記供給層は、前記ノズル層に対して垂直な複数の流体経路を備えており、
各流体経路の各々は、前記基板のノズル入口を前記流体分配層の流体供給チャネルに流体的に連結しているか、又は、前記基板のノズル出口を前記流体分配層の流体回収チャネルに流体的に連結している、
請求項17に記載の装置。 - 前記供給層は、前記基板のノズルの外への流体吐出を制御するための集積回路部品を含む、請求項20に記載の装置。
- 各ノズル入口は、各流体供給チャネルに沿った位置で、且つ、
前記各供給入口と、前記流体供給チャネルの前記各回収側バイパスの位置の間に、流体的に連結されている、
請求項17に記載の装置。 - 各ノズル出口は、各流体回収チャネルに沿った位置で、且つ、
前記各流体回収出口の各位置と、前記流体回収チャネルの前記各供給側バイパスとの間に、流体的に連結されている、
請求項17に記載の装置。 - 少なくとも1つの流体供給チャネルの前記各供給入口は、前記流体供給チャネルと前記流体供給室の接合部分にある第1のアパーチャであり、
前記第1のアパーチャは、前記流体供給室に近接する前記流体供給チャネルの第1の先端に位置している、
請求項13に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの流体供給チャネルの前記各回収側バイパスは、前記流体分配層と前記流体回収室の接合部分にある第2のアパーチャであり、
前記第2のアパーチャは、前記第1の先端と反対にある前記流体供給チャネルの第2の先端であって、且つ、前記流体回収室に近接する第2の先端に位置している、
請求項24に記載の装置。 - 前記第2のアパーチャの流れ抵抗は、前記第1のアパーチャの流れ抵抗よりも大きい、請求項25に記載の装置。
- 前記第2のアパーチャの流れ抵抗は、前記第1のアパーチャの流れ抵抗の約10倍である、請求項26に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの流体供給チャネルの前記各回収側バイパスは、前記流体供給チャネルを各流体回収チャネルに流体的に結合する間隙部であり、
前記間隙部は、前記第1の先端と反対にあり、且つ、前記流体回収室に近接する前記流体供給チャネルの第2の先端に位置している、
請求項24に記載の装置。 - 前記間隙部の流れ抵抗は、前記第1のアパーチャの流れ抵抗の約10倍である、請求項28に記載の装置。
- 少なくとも1つの流体回収チャネルの前記各回収出口は、前記流体分配層と前記流体回収室の接合部分にある第1のアパーチャであり、
前記第1のアパーチャは、前記流体回収室に近接する流体回収チャネルの第1の先端に位置している、
請求項13に記載の装置。 - 前記少なくとも1つの流体回収チャネルの前記各供給側バイパスは、前記流体分配層と前記流体供給室の接合部分にある第2のアパーチャであり、
前記第2のアパーチャは、前記第1の先端と反対にあり、且つ、前記流体供給室に近接する前記流体回収チャネルの第2の先端に位置している、
請求項30に記載の装置。 - 前記第2のアパーチャの流れ抵抗は、前記第1のアパーチャの流れ抵抗よりも大きい、請求項31に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの流体回収チャネルの前記各供給側バイパスは、前記流体回収チャネルを各流体供給チャネルに流体的に結合する間隙部であり、
前記間隙部は、前記第1の先端と反対にある前記流体回収チャネルの第2の先端であって、且つ、前記流体供給室に近接する第2の先端に位置している、
請求項30に記載の装置。 - 前記複数の流体供給チャネルと前記複数の流体回収チャネルは、前記流体分配層において、互いに平行に、且つ、互い違いに配置されており、
隣接する流体供給チャネルと流体回収チャネルの各対は、前記基板の少なくとも1つの流路を介して互いに流体的に結合されている、
請求項13に記載の装置。 - 前記基板は、更にノズル層を備え、前記基板の前記ノズルは、前記ノズル層の複数の平行なノズル列に配置され、
前記複数の流体供給チャネル及び前記複数の流体回収チャネルは、前記流体分配層の平行なチャネルであり、且つ、前記ノズル層に対して各々平行であり、
前記複数の平行なノズル列は、前記装置に伴う媒体スキャン方向に対して第1の角度を有する第1の方向に沿っており、
前記複数の流体供給チャネル及び前記複数の流体回収チャネルは、前記媒体スキャン方向に対して、異なる第2の角度を有する第2の方向に沿っている、
請求項34に記載の装置。 - 前記複数のノズル列は、前記ノズル層で平行四辺形のノズル配列を形成し、
前記流体分配層における、前記ノズル配列の第1の鋭角な角の近傍にある2つ又はそれ以上の第1の流体供給チャネルは、前記流体分配層の第1の結合チャネルによって流体的に連結されており、前記第1の結合チャネルは、前記流体供給室に前記2つ又はそれ以上の第1の流体供給チャネルを流体的に連結する前記各供給入口を有する、
請求項35に記載の装置。 - 前記流体分配層における、前記ノズル配列の前記第1の鋭角な角の近傍にある1つ又は複数の第1の流体回収チャネルは、各々、1つ又は複数の第1のバイパス間隙部によって流体的に連結されており、
前記第1のバイパス間隙部は、前記1つ又は複数の第1の流体回収チャネルを前記流体供給室に流体的に連結する前記各供給側バイパスとして機能するように構成されている、
請求項36に記載の装置。 - 前記流体分配層における、前記ノズル配列の第2の鋭角な角の近傍にある、2つ又はそれ以上の第2の流体回収チャネルは、前記流体分配層の第2の結合チャネルによって流体的に連結されており、前記第2の結合チャネルは、前記流体回収室に前記2つ又はそれ以上の第2の流体回収チャネルを流体的に連結する前記回収出口を有する、
請求項36に記載の装置。 - 前記ノズル配列の前記第2の鋭角な角の近傍にある1つ又は複数の第2の流体供給チャネルは、各々、1つ又は複数の第2のバイパス間隙部によって流体的に連結されており、
前記第2のバイパス間隙部は、前記1つ又は複数の第2の流体供給チャネルを前記流体回収室に流体的に連結する前記各回収側バイパスとして機能するように構成されている、
請求項38に記載の装置。 - 各第1のバイパス間隙部の流れ抵抗は、各々、前記第1の結合チャネルの流れ抵抗の約10倍であり、
各第2のバイパス間隙部の流れ抵抗は、前記第2の結合チャネルの流れ抵抗の約10倍である、
請求項39に記載の装置。 - 前記基板内の温度を測定するように構成されている温度センサを更に備える、請求項12に記載の装置。
- 前記温度センサの読んだ温度に基づいて、前記流体供給室と前記流体回収室の間の圧力差を調整するように構成された流量制御器を更に備える、請求項41に記載の装置。
- 前記流体供給室に、前記流体供給室から前記流体供給チャネルに流入する前記流体をろ過する供給側フィルタを更に備える、請求項13に記載の装置。
- 前記流体回収室は、前記流体回収室から出る前記流体をろ過する回収側フィルタを備えない、請求項13に記載の装置。
- 流体吐出デバイス内で流体を循環させる方法であって、
流体供給室から、前記流体供給室と流体供給チャネルを流体的に連結する供給入口へ、前記供給入口を通って流体供給チャネル内へ、前記流体供給チャネルを渡って、前記流体供給チャネルを流体回収室と流体的に連結する回収側バイパスへ、前記回収側バイパスを通って前記流体回収室へ、という順に、前記流体を流す、第1の流れを流すステップと、
前記第1の流れを流すステップと同時に、前記流体供給室を渡って前記基板の流路のノズル入口へ、前記ノズル入口を通って前記基板内へ、前記基板の前記流路を通って前記基板の前記流路のノズル出口へ、第2の流れを流すステップと、
を含み、
流体の前記第1の流れ及び流体の前記第2の流れは、前記流体供給チャネル内で流体的に連結している、
方法。 - 前記流体回収室は、流体回収チャネルの回収出口を介して前記流体回収チャネルと流体的に結合しており、
前記流体回収チャネルは、前記流路のノズル出口と流体的に結合しており、
流体の前記第2の流れは、前記流路の前記ノズル出口から前記流体回収チャネルに入り、前記流体回収チャネルの前記回収出口を通って前記流体回収室に戻る、
請求項45に記載の方法。 - 流体の前記第1の流れ及び流体の前記第2の流れを流すステップと同時に、前記流体供給室から、前記流体供給室と前記流体回収チャネルを流体的に連結する供給側バイパスへ、前記供給側バイパスを通って前記流体回収チャネル内へ、前記流体回収チャネルを渡って、前記流体回収チャネルと前記流体回収室と流体的に連結する回収出口へ、前記回収出口を通って前記流体回収室内へ、第3の流れを流すステップを更に含み、
前記第2の流れと前記第3の流れは、前記流体回収室内で流体的に連結している、
請求項46に記載の方法。 - 前記流体供給室と前記流体回収室の間に、前記第1の流れ、前記第2の流れ、前記第3の流れを起こさせる圧力差を発生させるステップを、更に含む、請求項47に記載の方法。
- 前記ノズルから流体液滴を吐出することなく、前記基板の前記流路を通る前記第2の流れを維持するステップを、更に含む、請求項47に記載の方法。
- 前記第1の流れ、前記第2の流れ及び前記第3の流れと同時に、前記流体回収室から、前記流体マニホールドの前記流体供給室への流体の第4の流れを流すステップを、更に含む、請求項47に記載の方法。
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