RU2144471C1 - Method and device for assembling of microinjector - Google Patents
Method and device for assembling of microinjector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144471C1 RU2144471C1 RU98119953A RU98119953A RU2144471C1 RU 2144471 C1 RU2144471 C1 RU 2144471C1 RU 98119953 A RU98119953 A RU 98119953A RU 98119953 A RU98119953 A RU 98119953A RU 2144471 C1 RU2144471 C1 RU 2144471C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- heating elements
- plate
- heating
- membranes
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 212
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 205
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 20
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 6
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1635—Manufacturing processes dividing the wafer into individual chips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/14064—Heater chamber separated from ink chamber by a membrane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1601—Production of bubble jet print heads
- B41J2/1603—Production of bubble jet print heads of the front shooter type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1623—Manufacturing processes bonding and adhesion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1621—Manufacturing processes
- B41J2/1632—Manufacturing processes machining
- B41J2/1634—Manufacturing processes machining laser machining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к микроинжектору, приспособленному для использования в струйном принтере, микронасосе, применяемом в медицинских приспособлениях, и в устройстве для впрыска топлива, и более точно к способу сборки микроинжектора, при котором мембрана может быть одновременно приклеена к множеству нагревательных элементов. Настоящее изобретение также относится к устройству для сборки такого микроинжектора. The invention relates to a microinjector adapted for use in an inkjet printer, a micropump used in medical devices, and in a device for fuel injection, and more specifically to a method for assembling a microinjector in which the membrane can be simultaneously adhered to a plurality of heating elements. The present invention also relates to a device for assembling such a microinjector.
В целом микроинжектор представляет собой устройство, которое предназначено для того, чтобы подавать на бумагу для печати, человеческое тело или транспортное средство определенное количество жидкости, например чернил, впрыскиваемой жидкости или нефти, используя способ, при котором к вышеупомянутой жидкости прикладывают электрическую или тепловую энергию заданной величины с тем, чтобы можно было вызвать объемную трансформацию такой жидкости. Таким образом, к конкретному объекту может быть подведено заданное количество такой жидкости. In general, a micro-injector is a device that is designed to supply a certain amount of liquid, such as ink, injected liquid or oil, to a printing paper, human body or vehicle, using a method in which electrical or thermal energy of a predetermined amount is applied to said liquid values so that it is possible to cause volumetric transformation of such a liquid. Thus, a predetermined amount of such a liquid can be supplied to a specific object.
За последнее время развитие электрической и электронной технологии обеспечило возможность быстрого прогресса в разработке подобных микроинжекторов. Вследствие этого микроинжекторы повсеместно широко используются человеком в быту и на производстве. В качестве примера применения микроинжектора в жизни человека можно привести струйный принтер. Recently, the development of electrical and electronic technology has made possible rapid progress in the development of such microinjectors. As a result of this, microinjectors are universally widely used by humans in everyday life and in production. An example of the use of a microinjector in a person’s life is an inkjet printer.
В отличие от обычного матричного принтера струйный принтер, то есть один из видов микроинжектора, способен выполнять печатные работы различными цветами путем использования картриджей, и к его преимуществам относятся меньший шум и улучшенное качество печати, по этой причине струйный принтер завоевывает все большую популярность. Unlike a conventional dot-matrix printer, an inkjet printer, that is, one of the types of micro-injectors, is capable of printing in various colors by using cartridges, and its advantages include less noise and improved print quality, for this reason the inkjet printer is gaining more and more popularity.
В настоящее время струйный принтер, как правило, снабжен печатающей головкой, имеющей отверстия (сопла) с мельчайшим диаметром. В такой печатающей головке струйного принтера чернила, которые находятся в жидком состоянии, преобразуются и расширяются до состояния пузырьков путем включения или выключения электрического сигнала, принимаемого от внешнего устройства. После этого чернила, превращенные в пузырьки таким способом, выдавливаются для выполнения печати на бумаге для печати. Currently, an inkjet printer, as a rule, is equipped with a print head having holes (nozzles) with a smallest diameter. In such a printhead of an inkjet printer, ink that is in a liquid state is converted and expanded to a state of bubbles by turning on or off an electrical signal received from an external device. After that, the ink turned into bubbles in this way is squeezed out to print on the printing paper.
Различные конструктивные исполнения и операции струйной печатающей головки по предшествующему уровню техники были раскрыты в патенте США N 4490728, озаглавленном "Thermal inkjet printer" ("Струйный принтер с нагреваемыми печатающими элементами"), в патенте США N 4809428, озаглавленном "Thin film device for an inkjet printhead and process for manufacturing the same" ("Тонкопленочное устройство для струйной печатающей головки и способ его изготовления"), в патенте США N 5140345 "Method of manufacturing a substrate for a liquid jet recording head and substrate manufactured by the method" ("Способ изготовления подложки для струйной записывающей головки и подложка, изготовленная данным способом"), в патенте США N 5274400 "Ink path geometry for high temperature operation of inkjet printheads" ("Геометрия траектории чернил для высокотемпературной работы струйных печатающих головок") и в патенте США N 5420627 "Inkjet printhead" ("Струйная печатающая головка"). Various designs and operations of the prior art inkjet printhead have been disclosed in US Pat. No. 4,490,728, entitled "Thermal inkjet printer", in US Pat. No. 4,809,428, entitled "Thin film device for an inkjet printhead and process for manufacturing the same "(" Thin-film device for an inkjet printhead and method of its manufacture "), in US patent N 5140345" Method of manufacturing a substrate for a liquid jet recording head and substrate manufactured by the method "(" A method of manufacturing a substrate for inkjet recording heads and a substrate made by this method "), in US Pat. No. 5,274,400," Ink path geometry for high temperature operation of inkjet printheads "and US Pat. No. 5,420,627," Inkjet printhead " ("Inkjet print head").
В такой обычной струйной печатающей головке для выдавливания чернил наружу используется высокая температура, которая создается резистивным нагревательным слоем. В данном случае, если такая высокая температура в течение длительного времени воздействует на чернила, содержащиеся в камере для чернил, тепловые изменения в компонентах чернил могут существенно уменьшить долговечность устройства. In such a conventional inkjet printhead, high temperature is used to squeeze the ink out, which is created by the resistive heating layer. In this case, if such a high temperature for a long time affects the ink contained in the ink chamber, thermal changes in the components of the ink can significantly reduce the durability of the device.
В последнее время для преодоления вышеуказанной проблемы был предложен способ, при котором между резистивным нагревательным слоем и камерой для чернил вставляют мембрану в форме подложки, и объемная трансформация мембраны вызывается давлением пара рабочей жидкости, например жидкого гептана, который заполняет камеру для нагрева. Таким образом, чернила, содержащиеся в камере для чернил, плавно выходят из нее. Recently, to overcome the above problem, a method has been proposed in which a substrate-shaped membrane is inserted between the resistive heating layer and the ink chamber, and the volumetric transformation of the membrane is caused by the vapor pressure of the working fluid, for example liquid heptane, which fills the heating chamber. In this way, the ink contained in the ink chamber exits smoothly.
В данном случае можно избежать непосредственного контакта между чернилами и резистивным нагревательным слоем, поскольку между камерой для чернил и резистивным нагревательным слоем вставлена мембрана. Тем самым можно свести к минимуму тепловые изменения в чернилах. In this case, direct contact between the ink and the resistive heating layer can be avoided since a membrane is inserted between the ink chamber and the resistive heating layer. In this way, thermal changes in the ink can be minimized.
В патенте США N 5681152 "Membrane type fluid pump" ("Насос мембранного типа для текучей среды") и в патенте США N 5659346 "Simplified inkjet head" ("Упрощенная чернильно-струйная головка") раскрыты аналогичные случаи, в которых применяется описанная выше мембрана. In US patent N 5681152 "Membrane type fluid pump" and in US patent N 5659346 "Simplified inkjet head" (Simplified inkjet head ") disclosed similar cases in which the above is applied membrane.
Как правило, такую мембрану осаждают на струйном элементе, состоящем из пластины сопла, и из запирающего слоя камеры для чернил, посредством заданного способа осаждения, например, посредством способа химического осаждения из паровой фазы. Typically, such a membrane is deposited on an inkjet element consisting of a nozzle plate and from the barrier layer of the ink chamber by a predetermined deposition method, for example, by a chemical vapor deposition method.
После этого струйный элемент, на котором осаждена мембрана, собирают за одно целое (интегрально) с нагревательным элементом, состоящим из резистивного нагревательного слоя и из запирающего слоя камеры для нагрева, чтобы тем самым получить полностью готовую струйную печатающую головку. В данном случае струйный элемент, на котором осаждена мембрана, размещают независимо на каждом нагревательном элементе. After that, the inkjet element on which the membrane is deposited is assembled in one piece (integrally) with a heating element consisting of a resistive heating layer and a locking layer of the heating chamber to thereby obtain a fully finished inkjet print head. In this case, the inkjet element on which the membrane is deposited is placed independently on each heating element.
Вышеописанный способ образования мембраны и размещения струйного элемента на нагревательном элементе раскрыт в патенте США N 5752303 "Method for manufacturing a face shooter inkjet printing head" ("Способ изготовления струйной печатающей головки направленного действия") и в патенте США N 5703622 "Inkjet head orifice plate mounting arrangement" ("Приспособление для монтажа пластины с отверстиями для струйной головки"). The above-described method of forming a membrane and arranging an inkjet element on a heating element is disclosed in US Pat. No. 5,752,303 "Method for manufacturing a face shooter inkjet printing head" and US Pat. No. 5,703,622 "Inkjet head orifice plate." mounting arrangement "(" Mounting plate with holes for the inkjet head ").
Однако с подобным обычным способом изготовления струйной печатающей головки связан ряд проблем. Как описано выше, струйный элемент, на котором осаждена мембрана, независимо размещен на каждом нагревательном элементе. В данном случае, поскольку мембрана перемещается, будучи выполненной за одно целое со струйным элементом, она также независимо размещается на соответствующем нагревательном элементе. However, a number of problems are associated with such a conventional method for manufacturing an inkjet printhead. As described above, the inkjet element on which the membrane is deposited is independently located on each heating element. In this case, since the membrane moves, being made in one piece with the inkjet element, it is also independently placed on the corresponding heating element.
Если мембрана независимо размещается на каждом нагревательном элементе, время, требуемое для завершения сборки струйной печатающей головки, существенно увеличивается. If the membrane is independently placed on each heating element, the time required to complete the assembly of the inkjet printhead is significantly increased.
Таким образом, производственная система в целом не может гибко реагировать на недавно возникшую потребность в массовом производстве таких устройств. Thus, the production system as a whole cannot flexibly respond to the recent need for mass production of such devices.
Между тем, как описано выше, струйный элемент, на котором осаждена мембрана, размещают интегрально с нагревательным элементом для получения полностью готовой струйной печатающей головки. В данном случае для того, чтобы установить струйный элемент в соответствующем месте нагревательного элемента, абсолютно необходим процесс выставления в заданное положение, служащий для надлежащего регулирования положения двух элементов друг относительно друга. Meanwhile, as described above, the inkjet element on which the membrane is deposited is integrated with the heating element to obtain a fully finished inkjet print head. In this case, in order to install the inkjet element in the corresponding place of the heating element, it is absolutely necessary to set it to a predetermined position, which serves to properly control the position of the two elements relative to each other.
Однако мембрана, вставленная между струйным элементом и нагревательным элементом, как правило, выполнена в виде чрезвычайно тонкой пленки. Следовательно, в том случае, когда операции выставления и размещения выполняют со струйным элементом, на котором осаждена мембрана и который тем самым перемещается вместе с мембраной, такая мембрана может быть повреждена из-за контакта с различными периферийными вспомогательными инструментами, например инструментами для передачи или прижатия. However, the membrane inserted between the inkjet element and the heating element, as a rule, is made in the form of an extremely thin film. Therefore, in the case when the exposure and placement operations are performed with the inkjet element on which the membrane is deposited and which thereby moves together with the membrane, such a membrane can be damaged due to contact with various peripheral auxiliary tools, for example, transfer or pressure tools .
В этом случае эксплуатационные характеристики мембраны существенно ухудшаются, и вследствие этого ее функция инжекции чернил не может выполняться быстро. In this case, the performance of the membrane is significantly degraded, and as a result, its ink injection function cannot be performed quickly.
Кроме того, если сборка еще не завершена, мембрана вставлена между струйным элементом и нагревательным элементом таким образом, чтобы она не была открыта для воздействия (со стороны окружающей среды). Следовательно, рабочий не может быстро распознать любое повреждение, имеющее место на заданном участке мембраны. In addition, if the assembly is not yet completed, the membrane is inserted between the inkjet element and the heating element so that it is not exposed to impact (from the environment). Therefore, the worker cannot quickly recognize any damage that occurs in a given area of the membrane.
Если электронное устройство оснащено печатающей головкой, находящейся в том состоянии, при котором любое повреждение на мембране не выявлено, то электронное устройство, например струйный принтер, оснащенный такой печатающей головкой, не может обеспечить отличное качество печати. If the electronic device is equipped with a print head in a state in which no damage to the membrane is detected, then an electronic device, such as an inkjet printer equipped with such a print head, cannot provide excellent print quality.
В результате вследствие вышеуказанных проблем производительность и другие характеристики печати в целом существенно снижаются. As a result, due to the above problems, productivity and other printing characteristics are generally substantially reduced.
Следовательно, целью настоящего изобретения является разработка способа сборки микроинжектора, при котором мембрану и нагревательный элемент устанавливают зависимо друг от друга (совместно), чтобы тем самым уменьшить время, требуемое для осуществления полной сборки всего микроинжектора. Therefore, the aim of the present invention is to develop a method of assembling a microinjector, in which the membrane and the heating element are installed independently of each other (together), thereby reducing the time required to complete assembly of the entire microinjector.
Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа сборки микроинжектора за более короткое время, тем самым производственная система в целом может гибко отвечать на требования массового производства. Another objective of the present invention is to develop a method of assembling a microinjector in a shorter time, thereby the production system as a whole can flexibly respond to the requirements of mass production.
Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа сборки микроинжектора, при котором смещение мембраны во время выставления или сборки ограничено, с тем, чтобы тем самым предотвратить повреждения, которые могут иметь место на мембране. Another objective of the present invention is to develop a method of assembling a microinjector in which the displacement of the membrane during exposure or assembly is limited, so as to prevent damage that may occur on the membrane.
Следующей целью настоящего изобретения является разработка способа сборки микроинжектора, при котором реализация функции инжекции чернил, осуществляемой мембраной, может быть улучшена за счет такого предотвращения повреждений. A further object of the present invention is to provide a method for assembling a micro-injector in which the implementation of the ink injection function provided by the membrane can be improved by such damage prevention.
Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа сборки микроинжектора, при котором мембрана может быть открыта (обнажена), когда сборка еще не завершена, так что любое повреждение на мембране может быть быстро выявлено. Another objective of the present invention is to develop a method of assembling a microinjector in which the membrane can be opened (exposed) when the assembly is not yet completed, so that any damage to the membrane can be quickly detected.
Еще одной целью настоящего изобретения является разработка способа сборки микроинжектора, при котором любое повреждение на мембране может быть быстро выявлено, так что может быть значительно улучшена реализация всей функции печати микроинжектора. Another objective of the present invention is to develop a method of assembling a microinjector, in which any damage to the membrane can be quickly detected, so that the implementation of the entire printing function of the microinjector can be significantly improved.
Для достижения вышеуказанных целей согласно первому аспекту изобретения предложен способ сборки микроинжектора, содержащий операции:
фиксации пластины с нагревательными элементами, на которой образовано множество нагревательных элементов, на вакуумном монтажном столе;
выставления мембраны с осажденным на ней клеем с ее отделением от пластины с нагревательными элементами на заданное расстояние;
фиксации мембраны на пластине с нагревательными элементами; и
приклеивания пластины с нагревательными элементами и мембраны друг к другу.To achieve the above objectives, according to a first aspect of the invention, there is provided a method for assembling a micro-injector comprising the steps of:
fixing a plate with heating elements, on which a plurality of heating elements are formed, on a vacuum mounting table;
exposing the membrane with adhesive deposited on it with its separation from the plate with heating elements at a predetermined distance;
fixing the membrane on a plate with heating elements; and
gluing plates with heating elements and membranes to each other.
Целесообразно, чтобы расстояние между пластиной с нагревательными элементами и мембраной на операции выставления составляло от 4 до 6 мкм. It is advisable that the distance between the plate with heating elements and the membrane during the exposure operation is from 4 to 6 microns.
Предпочтительно, чтобы пластину с нагревательными элементами и мембрану выставляли на операции выставления для совпадения их центральных точек. It is preferable that the plate with the heating elements and the membrane are exposed to the alignment operations to match their center points.
Желательно, чтобы операция приклеивания пластины с нагревательными элементами и мембраны друг к другу содержала операции первоначального нагрева пластины с нагревательными элементами и мембраны за счет излучения нагревательного инструмента, и повторного нагрева пластины с нагревательными элементами и мембраны в печи с высокой температурой и высоким давлением. It is desirable that the operation of gluing the plate with the heating elements and the membrane to each other contains the operation of the initial heating of the plate with the heating elements and the membrane by emitting a heating tool, and re-heating the plate with the heating elements and the membrane in a furnace with high temperature and high pressure.
Возможно, чтобы излучение нагревательного инструмента, представляло собой инфракрасное излучение. It is possible that the radiation of the heating instrument was infrared radiation.
Целесообразно, чтобы операцию первоначального нагрева пластины с нагревательными элементами и мембраны выполняли при температуре от 200 до 280oC в течение 15-30 с.It is advisable that the operation of the initial heating of the plate with heating elements and membranes was performed at a temperature of from 200 to 280 o C for 15-30 seconds.
Предпочтительно, чтобы операцию повторного нагрева пластины с нагревательными элементами и мембраны выполняли при температуре от 150 до 400oC и давлении от 1 до 15 кг/см2.Preferably, the operation of re-heating the plate with heating elements and membranes was performed at a temperature of from 150 to 400 o C and a pressure of from 1 to 15 kg / cm 2 .
Желательно, чтобы операцию повторного нагрева пластины с нагревательными элементами и мембраны выполняли при температуре от 200 до 350oC и давлении от 2 до 10 кг/см2.It is desirable that the operation of re-heating the plate with heating elements and membranes was performed at a temperature of from 200 to 350 o C and a pressure of from 2 to 10 kg / cm 2 .
Возможно, чтобы способ содержал операцию образования сквозных отверстий для чернил в пластине с нагревательными элементами и в мембране после операции приклеивания пластины с нагревательными элементами и мембраны друг к другу. It is possible that the method comprises the step of forming through holes for ink in the plate with the heating elements and in the membrane after the operation of gluing the plate with the heating elements and the membrane to each other.
Целесообразно, чтобы сквозные отверстия для чернил образовывали с помощью газового лазера на диоксиде углерода (CO2-лазера).It is advisable that the through holes for ink formed using a gas laser on carbon dioxide (CO 2 laser).
Для достижения вышеуказанных целей согласно следующему аспекту изобретения предложено устройство для сборки микроинжектора, содержащее:
вакуумный монтажный стол для фиксации пластины с нагревательными элементами с использованием вакуума;
фиксирующее мембрану кольцо, расположенное над вакуумным монтажным столом и предназначенное для прижима периферии мембраны с регулярным давлением для фиксации мембраны на пластине с нагревательными элементами;
опорный держатель фиксирующего кольца для создания опоры для фиксирующего мембрану кольца;
координатный стол для выставления мембраны, предназначенный для фиксации опорного держателя для фиксирующего кольца и для позиционирования центра мембраны посредством ее перемещения в любом направлении с соответствием центра мембраны центру пластины с нагревательными элементами при выставлении мембраны относительно пластины с нагревательными элементами; и
нагревательный инструмент, размещенный над координатным столом для выставления мембраны и предназначенный для испускания инфракрасного излучения, действующего на мембрану и на пластину с нагревательными элементами для нагрева и приклеивания мембраны и пластины с нагревательными элементами друг к другу.In order to achieve the above objectives, according to a further aspect of the invention, there is provided a device for assembling a micro-injector, comprising:
vacuum mounting table for fixing the plate with heating elements using vacuum;
a membrane fixing ring located above the vacuum mounting table and designed to clamp the periphery of the membrane with regular pressure to fix the membrane on a plate with heating elements;
a retainer for the retaining ring to support the membrane retaining ring;
a coordinate table for exposing the membrane, designed to fix the support holder for the retaining ring and to position the center of the membrane by moving it in any direction with the center of the membrane matching the center of the plate with heating elements when setting the membrane relative to the plate with heating elements; and
a heating tool placed above the coordinate table for exposing the membrane and designed to emit infrared radiation acting on the membrane and on the plate with heating elements for heating and gluing the membrane and the plate with heating elements to each other.
Целесообразно, чтобы координатный стол для выставления мембраны содержал проникающее отверстие для пропускания инфракрасного излучения, создаваемого нагревательным инструментом, через мембрану и пластину с нагревательными элементами. It is advisable that the coordinate table for exhibiting the membrane contains a penetrating hole for transmitting infrared radiation generated by the heating tool through the membrane and the plate with heating elements.
Для достижения вышеуказанных целей и других преимуществ настоящего изобретения мембрану не осаждают интегрально на струйном элементе, и, таким образом, ее изготавливают как отдельную деталь. В этом случае мембрана может быть смонтирована на нагревательном элементе за счет дополнительной операции, а не за счет смещения струйного элемента, даже в том случае, когда процесс монтажа микроинжектора еще не завершен. В результате можно предотвратить частое смещение мембраны в процессе выставления или монтажа с тем, чтобы предотвратить повреждения, которые могут иметь место на мембране. Кроме того, поскольку мембрану монтируют в состоянии, при котором она отделена от струйного элемента, мембрана оказывается не вставленной между струйным элементом и нагревательным элементом в процессе сборки. Таким образом, мембрана может быть открыта, так что рабочий может легко выявить любое повреждение на мембране, что позволяет быстро принять меры. To achieve the above objectives and other advantages of the present invention, the membrane is not deposited integrally on the inkjet element, and thus it is manufactured as a separate part. In this case, the membrane can be mounted on the heating element due to an additional operation, and not due to the displacement of the inkjet element, even in the case when the installation process of the microinjector is not yet completed. As a result, frequent displacement of the membrane during exposure or installation can be prevented in order to prevent damage that may occur on the membrane. In addition, since the membrane is mounted in a state in which it is separated from the jet element, the membrane is not inserted between the jet element and the heating element during the assembly process. Thus, the membrane can be opened, so that the worker can easily detect any damage to the membrane, which allows quick action.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением мембрану приклеивают одновременно к множеству нагревательных элементов, образующих блок полупроводниковых пластин, вместо приклеивания мембраны к каждому нагревательному элементу по одному. В этом случае мембрана может быть выставлена относительно множества нагревательных элементов одновременно (за один раз). В результате отсутствует необходимость в выставлении мембраны относительно каждого нагревательного элемента, и, таким образом, время, требуемое для завершения всего процесса сборки микроинжектора, существенно уменьшается. Благодаря такому уменьшению времени, необходимого для сборки, можно получить производственную систему, способную гибко реагировать на требования массового производства, которые возникли за последнее время. In addition, in accordance with the present invention, the membrane is glued simultaneously to a plurality of heating elements forming a block of semiconductor plates, instead of gluing the membrane to each heating element one at a time. In this case, the membrane can be set relative to the plurality of heating elements simultaneously (at a time). As a result, there is no need to set the membrane relative to each heating element, and thus, the time required to complete the entire assembly process of the microinjector is significantly reduced. Due to this reduction in the time required for assembly, it is possible to obtain a production system that is able to flexibly respond to the requirements of mass production that have arisen recently.
С этой целью в соответствии с настоящим изобретением (полупроводниковую) пластину с нагревательными элементами, на которой образовано множество нагревательных элементов, жестко фиксируют на вакуумном монтажном столе. Затем мембрану, которая изготовлена в виде отдельной детали, выставляют с целью смещения ее от нагревательного элемента на заданное расстояние, например от 4 до 6 мкм. После этого мембрану фиксируют на пластине с нагревательными элементами, и пластину с нагревательными элементами и мембрану приклеивают друг к другу. Таким образом, мембрана оказывается выровненной относительно множества нагревательных элементов и смонтирована зараз. To this end, in accordance with the present invention, a (semiconductor) plate with heating elements, on which a plurality of heating elements are formed, is rigidly fixed to a vacuum mounting table. Then the membrane, which is made in the form of a separate part, is exposed with the aim of displacing it from the heating element by a predetermined distance, for example from 4 to 6 microns. After that, the membrane is fixed on the plate with heating elements, and the plate with heating elements and the membrane are glued to each other. Thus, the membrane is aligned with the plurality of heating elements and mounted at once.
Между тем для реализации целей настоящего изобретения, в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения, разработано дополнительное монтажное устройство. Meanwhile, to achieve the objectives of the present invention, in accordance with another aspect of the present invention, an additional mounting device is developed.
Такое монтажное устройство включает вакуумный монтажный стол для фиксации пластины с нагревательными элементами в вакуумной среде, фиксирующее мембрану кольцо, предназначенное для прижима периферии мембраны на вакуумном монтажном столе и фиксации мембраны на пластине с нагревательными элементами, опорный держатель фиксирующего кольца, предназначенный для создания опоры фиксирующего мембрану кольца, координатный стол для выставления мембраны, предназначенный для фиксации опорного держателя фиксирующего кольца и для выставления мембраны относительно пластины с нагревательными элементами, и нагревательный инструмент, предназначенный для создания инфракрасного излучения, действующего на мембрану и на пластину с нагревательными элементами для нагревания и приклеивания мембраны и пластины с нагревательными элементами друг к другу. Мембрану можно одновременно присоединить к множеству нагревательных элементов благодаря работе монтажного устройства, описанного выше. Such a mounting device includes a vacuum mounting table for fixing the plate with heating elements in a vacuum environment, a membrane fixing ring for clamping the periphery of the membrane on the vacuum mounting table and fixing the membrane on the heating plate, a retaining ring support holder for supporting the fixing membrane rings, a coordinate table for exposing the membrane, designed to fix the support holder of the retaining ring and to expose the mbranes relative to the plate with heating elements, and a heating tool designed to create infrared radiation acting on the membrane and on the plate with heating elements for heating and gluing the membrane and the plate with heating elements to each other. The membrane can be simultaneously connected to a plurality of heating elements due to the operation of the mounting device described above.
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением мембрана подается в процесс сборки независимо от струйного элемента, и множество нагревательных элементов крепятся к мембране одновременно. В результате время, требуемое для сборки микроинжектора, существенно уменьшается. As described above, in accordance with the present invention, the membrane is supplied to the assembly process independently of the inkjet element, and a plurality of heating elements are attached to the membrane at the same time. As a result, the time required to assemble the microinjector is significantly reduced.
Вышеуказанная цель и другие преимущества настоящего изобретения станут более очевидными при изучении подробного описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, где
фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ сборки микроинжектора в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - изображение в изометрии с пространственным разделением деталей монтажного устройства для микроинжектора в соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения;
фиг. 3 - сечение микроинжектора, показанного на фиг. 2;
фиг. 4 - изображение, показывающее вариант осуществления печи, обеспечивающей высокую температуру и высокое давление, в соответствии со способом сборки согласно настоящему изобретению;
фиг. 5 - изображение, показывающее вариант осуществления микроинжектора, собранного в соответствии с настоящим изобретением; и
фиг. 6 и 7 представляют собой виды, иллюстрирующие работу микроинжектора, изображенного на фиг. 5.The above object and other advantages of the present invention will become more apparent upon examination of the detailed description of preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, wherein
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for assembling a microinjector in accordance with the present invention;
FIG. 2 is an exploded perspective view of a mounting device for a micro-injector in accordance with yet another aspect of the present invention;
FIG. 3 is a sectional view of the microinjector shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing an embodiment of a furnace providing high temperature and high pressure in accordance with an assembly method according to the present invention;
FIG. 5 is a view showing an embodiment of a micro-injector assembled in accordance with the present invention; and
FIG. 6 and 7 are views illustrating the operation of the microinjector shown in FIG. 5.
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны предпочтительные варианты осуществления изобретения. The present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown.
Предусмотрено, что все термины, упомянутые в описании, базируются на функционировании настоящего изобретения, и они могут быть изменены в соответствии с намерениями специалиста в данной области техники или с обычной практикой, причем термины должны быть определены с учетом рассмотрения всего содержания описания настоящего изобретения. It is envisaged that all the terms mentioned in the description are based on the functioning of the present invention, and they can be changed in accordance with the intentions of a person skilled in the art or with ordinary practice, and the terms should be defined taking into account the entire contents of the description of the present invention.
Во-первых, устройство для сборки микроинжектора согласно настоящему изобретению выполнено следующим образом. Firstly, the device for assembling the microinjector according to the present invention is made as follows.
Как показано на фиг. 2 и 3, в монтажном устройстве 200 согласно еще одному аспекту настоящего изобретения вакуумный монтажный стол 201 посредством вакуумного воздушного отверстия 205 фиксирует пластину 100 со множеством нагревательных элементов 101. В данном случае каждое вакуумное воздушное отверстие 205 соединяют с вакуумным насосом 208 для поддержания очень хорошего усилия отсасывания. As shown in FIG. 2 and 3, in the mounting
Над вакуумным монтажным столом 201 устанавливают фиксирующее мембрану кольцо 202. Фиксирующее мембрану кольцо 202 служит для манипулирования и прижима периферии мембраны 20 таким образом, чтобы мембрану 20 можно было зафиксировать в заданном положении на заданном расстоянии от пластины 100 с нагревательными элементами. В данном случае мембрана 20, подлежащая фиксации с помощью фиксирующего мембрану кольца 202, имеет структуру широкого тонкопленочного слоя, так что она может полностью закрыть пластину 100 с нагревательными элементами. A
При этом фиксирующее мембрану кольцо 202 опирается на опорный держатель 204 для фиксирующего кольца, который, в свою очередь, вставлен на определенную длину под нижнюю поверхность мембраны 20, так что мембрана 20 может удерживаться на заданном расстоянии от пластины 100 с нагревательными элементами. In this case, the
В это время опорный держатель 204 фиксирующего кольца фиксируют, пропуская через отверстия в координатном столе 203 для выставления мембраны. Кроме того, координатный стол 203 для выставления мембраны соединяют с приводным цилиндром (не показанным) для обеспечения возможности плавного перемещения в любом направлении. Если мембрану 20 выставляют относительно пластины 100 с нагревательными элементами, координатный стол 203 для выставления мембраны быстро перемещается в любом направлении за счет работы приводного цилиндра. Следовательно, перемещение координатного стола 203 для выставления мембраны может быть надлежащим образом передано мембране 20 посредством опорного держателя 204 фиксирующего кольца. В результате мембрана 20 может быть быстро выставлена в соответствующее положение относительно пластины 100 с нагревательными элементами. At this time, the retaining
Между тем нагревательный инструмент 207, который предназначен для создания инфракрасного излучения, установлен над координатным столом 203 для выставления мембраны. Нагревательный инструмент 207 создает инфракрасное излучение, действующее на мембрану 20 и пластину 100 с нагревательными элементами таким образом, что мембрана 20 может быть прочно приклеена к пластине 100 с нагревательными элементами. В этот момент клей 21 осажден до заданной толщины, например 1 мкм, на нижнюю поверхность мембраны 20. Клей 21 расплавляется под действием инфракрасного излучения, испускаемого нагревательным элементом 207, так что мембрана 20 может быть более прочно приклеена к пластине 100 с нагревательными элементами. Meanwhile, the
Предпочтительно в координатном столе 203 для выставления мембраны дополнительно образовано проникающее отверстие 206, через которое инфракрасное излучение, создаваемое нагревательным инструментом 207, проходит и достигает мембраны 20 и пластины 100 с нагревательными элементами. Следовательно, инфракрасное излучение, создаваемое нагревательным инструментом 207, может быстро достичь мембраны 20 и пластины 100 с нагревательными элементами, при этом на его пути не возникают препятствия. Preferably, a
Далее подробно будет описан способ сборки мембраны и пластины с нагревательными элементами с использованием вышеописанного монтажного устройства. Next, a method for assembling a membrane and a plate with heating elements using the above-described mounting device will be described in detail.
Как показано на фиг. 1, рабочий сначала перемещает пластину 100 с нагревательными элементами к монтажному устройству 200 с помощью передаточного устройства (не показанного) и на шаге S1 фиксирует переданную таким образом пластину 100 с нагревательными элементами на вакуумном монтажном столе 201. В данном случае, как описано выше, множество нагревательных элементов 101 расположены в определенном порядке на пластине 100 с нагревательными элементами. Вакуумный монтажный стол 201 обеспечивает присасывание нижней поверхности пластины 100 с нагревательными элементами с помощью вакуумного насоса 208, соединенного с вакуумным воздушным отверстием 205, таким образом, что пластина 100 с нагревательными элементами может быть более прочно зафиксирована на вакуумном монтажном столе 201. As shown in FIG. 1, the worker first moves the
При этом мембрана 20 прижимается фиксирующим мембрану кольцом 202 и удерживается опорным держателем 204 фиксирующего кольца. Таким образом, мембрана 20 оказывается зафиксированной в определенном положении, при котором она находится на заданном расстоянии от пластины 100 с нагревательными элементами, предпочтительно на расстоянии от 4 до 6 мкм. В этом случае мембрана 20 имеет структуру широкого слоя тонкой пленки с тем, чтобы обеспечить возможность крепления ее одновременно к множеству нагревательных элементов 101, образованных на пластине 100 с нагревательными элементами. In this case, the
Предпочтительно в соответствии с настоящим изобретением для процесса монтажа применяются мембрана 20 и каждый нагревательный элемент 101, в которых некоторые конфигурации, например сквозное отверстие для чернил, не образованы. То есть в соответствии с настоящим изобретением монтаж выполняется перед образованием сквозных отверстий для чернил в мембране 20 и в каждом нагревательном элементе 101. Preferably, in accordance with the present invention, a
Согласно настоящему изобретению способ, при котором процесс сборки выполняется перед образованием сквозных отверстий для чернил в мембране 20 и в каждом нагревательном элементе 101, применяется для следующих целей: мембрана 20 должна быть соединена одновременно с множеством нагревательных элементов 101, после этого операция образования сквозного отверстия для чернил выполняется одновременно в мембране 20 и нагревательных элементах 101. В таком случае устраняется какая-либо необходимость образования сквозных отверстий для чернил отдельно в мембране 20 и в каждом из нагревательных элементов 101, что тем самым позволяет сократить общее время на выполнение технологического процесса. According to the present invention, a method in which the assembly process is performed before forming through holes for ink in the
Затем координатный стол 203 для выставления мембраны смещается во всех направлениях за счет работы приводного цилиндра с тем, чтобы быстро выставить мембрану 20 в соответствующее положение относительно пластины 100 с нагревательными элементами на шаге S2. В данном случае предпочтительно выставление пластины 100 с нагревательными элементами и мембраны 20 следует производить таким образом, чтобы центральные точки каждого из этих объектов были совмещены надлежащим образом. Then, the coordinate table 203 for exposing the membrane is displaced in all directions due to the operation of the drive cylinder so as to quickly expose the
Таким образом, согласно настоящему изобретению вследствие того что мембрана 20 одновременно приклеивается к множеству нагревательных элементов 101, только операция совмещения соответствующих центральных точек пластины 100 с нагревательными элементами и мембраны 20 может быстро привести к завершению сложного процесса выставления. Thus, according to the present invention, due to the fact that the
Когда вышеописанный процесс выставления завершен, координатный стол 203 для выставления мембраны перестает перемещаться в любых направлениях и фиксирует мембрану 20 в соответствующем положении относительно пластины 100 с нагревательными элементами на шаге S3. Соответственно мембрана оказывается зафиксированной над пластиной 100 с нагревательными элементами без изменения положения, и, таким образом, она готова для ее соединения в одно целое с пластиной 100 с нагревательными элементами. Кроме того, между мембраной 20 и пластиной 100 с нагревательными элементами введен клей 21, который быстро расплавляется в процессе приклеивания, который будет описан ниже. Таким образом, мембрана 20 и пластина 100 с нагревательными элементами могут быть более прочно приклеены друг к другу. When the above-described alignment process is completed, the membrane alignment table 203 stops moving in any directions and fixes the
Когда операция, выполняемая на шаге S3, завершена, на шаге S4 осуществляется процесс приклеивания мембраны к пластине 100 с нагревательными элементами. When the operation in step S3 is completed, in step S4, the membrane is bonded to the
На операции первого приклеивания нагревательный инструмент 207 испускает излучение, более предпочтительно инфракрасное излучение, в направлении мембраны 20 и пластины 100 с нагревательными элементами, помещенной на вакуумном монтажном столе 201, чтобы тем самым быстро расплавить клей 21, осажденный на нижней поверхности мембраны 20 на шаге S5. Таким образом, мембрана 20 может быть прочно приклеена ко всей пластине 100 с нагревательными элементами благодаря нагревающему воздействию нагревательного инструмента 207. In the first gluing operation, the
В данном случае предпочтительно, чтобы операцию первого нагрева мембраны 20 и пластины 100 с нагревательными элементами посредством инфракрасного излучения, испускаемого нагревательным инструментом 207, выполняли при температуре от 200 до 280oC и в течение времени от 15 по 30 с.In this case, it is preferable that the first heating operation of the
После завершения операции первого приклеивания выполняется операция второго приклеивания. На данной операции рабочий перемещает с помощью передающего устройства узел, состоящий из мембраны и пластины с нагревательными элементами, который собран в единое целое посредством операции первого приклеивания, в печь 300, работающую при высокой температуре и высоком давлении и показанную на фиг. 4; это выполняется на шаге S6. After completion of the first gluing operation, the second gluing operation is performed. In this operation, the worker moves with the aid of a transmitting device a unit consisting of a membrane and a plate with heating elements, which is assembled as a whole by the first gluing operation, into the
В данном случае в самой печи 300 создается давление от 1 до 15 кг/см2, более предпочтительно от 2 до 10 кг/см2 при температуре от 150 до 400oC и более предпочтительно от 200 до 350oC, так что в узле, образованном вышеупомянутой мембраной и пластиной с нагревательными элементами, может происходить заданная химическая или физическая реакция на граничной поверхности. Таким образом, на операции второго приклеивания может быть осуществлено более прочное приклеивание в узле из мембраны и пластины с нагревательными элементами.In this case, a pressure of from 1 to 15 kg / cm 2 is created in the
После завершения обеих операций приклеивания, то есть первого и второго приклеивания, мембрана и пластина с нагревательными элементами прочно приклеиваются друг к другу, даже если они были отделены друг от друга в узле, образованном мембраной и пластиной с нагревательными элементами, тем самым образуется единый узел, состоящий из мембраны и пластины с нагревательными элементами. After completing both gluing operations, that is, the first and second gluing, the membrane and the plate with heating elements adhere firmly to each other, even if they were separated from each other in the assembly formed by the membrane and the plate with heating elements, thereby forming a single unit, consisting of a membrane and a plate with heating elements.
Подводя итоги, можно сказать, что в соответствии с настоящим изобретением мембрану 20 изготавливают как деталь, не зависящую от струйного элемента и соединяемую с нагревательным элементом 101 вне зависимости от смещения струйного элемента. Таким образом, можно предотвратить вибрацию мембраны 20 в ответ на смещение струйного элемента. В результате можно заранее обеспечить предотвращение повреждения мембраны 20, которое могло бы возникнуть из-за контакта с периферийными вспомогательными инструментами. Summing up, we can say that in accordance with the present invention, the
Кроме того, мембрану 20 присоединяют к нагревательному элементу независимо от струйного элемента, так что в процессе монтажа мембрана 20 может быть широко открыта (для наблюдения), поскольку она не вставлена между струйным элементом и нагревательным элементом 101. В результате рабочий может легко распознать любое повреждение мембраны и быстро принять контрмеры для выявленного повреждения. In addition, the
Кроме того, согласно настоящему изобретению мембрану 20 одновременно приклеивают к множеству нагревательных элементов 101, образующих одну пластину, вместо того, чтобы приклеивать мембрану к каждому нагревательному элементу по одному. В результате можно существенно сократить время, требуемое для сборки микроинжектора. Furthermore, according to the present invention, the
Если адаптировать настоящее изобретение к реальному производству, то можно плавно уменьшить время для получения готового изделия, чтобы тем самым легко осуществить массовый выпуск продукции. If you adapt the present invention to the actual production, then you can smoothly reduce the time to obtain the finished product, thereby making it easy to mass production.
При этом после операции приклеивания пластины с нагревательными элементами и мембраны дополнительно выполняют операцию образования сквозных отверстий для чернил как в пластине 100 с нагревательными элементами, так и в мембране 20. Moreover, after the gluing operation, the plates with heating elements and membranes additionally perform the operation of forming through holes for ink both in the
Соответственно, каждый компонент, который образует узел, состоящий из мембраны и пластины с нагревательными элементами, например мембрана 20 и пластина 100 с нагревательными элементами, подвергается травлению до получения определенной формы посредством лазерного излучения, создаваемого газовым лазером на диоксиде углерода (CO2-лазером) (не показанным) предпочтительно таким образом, чтобы на шаге S7 можно было образовать сквозное отверстие для чернил в заданной части пластины 100 с нагревательными элементами. В этом случае устраняется необходимость операции, на которой рабочий образует сквозные отверстия для чернил по одному в мембране 20 и в нагревательных элементах 101. Вместо этого рабочий может образовать одновременно сквозные отверстия для чернил во множестве нагревательных элементов 101 и в мембране 20, собранной в одно целое с нагревательными элементами 101. В результате существенно уменьшается время, требуемое для выполнения всей данной работы.Accordingly, each component that forms a node consisting of a membrane and a plate with heating elements, for example, a
После этого узел, состоящий из мембраны и пластины с нагревательными элементами, в котором мембрана и пластина с нагревательными элементами собраны в одно целое за счет операций выставления, сборки и образования сквозных отверстий для чернил, соединяют в процессе общей сборки со струйным элементом, изготовленным посредством дополнительного технологического процесса. В результате можно получить микроинжектор, конструкция которого в целом показана на фиг. 5. After that, the assembly consisting of a membrane and a plate with heating elements, in which the membrane and the plate with heating elements are assembled as a result of the operations of exposure, assembly and formation of through holes for ink, are connected in the course of a general assembly with an inkjet element made by means of an additional technological process. As a result, it is possible to obtain a microinjector, the construction of which is generally shown in FIG. 5.
В таком микроинжекторе на подложке 1, изготовленной из Si, образована защитная пленка 2, выполненная из SiO2, и на защитной пленке 2 образован резистивный нагревательный слой 11, нагреваемый за счет электрической энергии, подаваемой от внешнего устройства. Кроме того, на резистивном нагревательном слое 11 образован слой 3 электрода, предназначенный для снабжения резистивного нагревательного слоя 11 электрической энергией, подаваемой от внешнего устройства. Слой 3 электрода присоединен к общему электроду 12, и электрическая энергия, поступающая от слоя 3 электрода, преобразуется в тепловую энергию резистивным нагревательным слоем 11.In such a micro-injector, a
В данном случае камера 4 для нагрева, огражденная запирающим (барьерным) слоем 5, образована на слое 3 электрода так, чтобы заизолировать резистивный нагревательный слой 11, и тепло, создаваемое резистивным нагревательным слоем 11, подается в камеру 4 для нагрева. In this case, the
Резистивный нагревательный слой 11 и запирающий слой 5 камеры для нагрева образуют множество слоев и формируют вышеописанные нагревательные элементы 101. The
В этот момент рабочая жидкость, в которой легко образуется давление пара, заполняет камеру 4 для нагрева, и рабочая жидкость быстро испаряется под действием тепла, подаваемого от резистивного нагревательного слоя 11. Кроме того, давление пара, создаваемое в процессе испарения рабочей жидкости, поступает к мембране 20, образованной на запирающем слое 5 камеры для нагрева. At this point, the working fluid, in which the vapor pressure is easily generated, fills the
Мембрана 20 присоединена к множеству нагревательных элементов 101, тем самым обеспечено создание прочной конструкции. The
В данном случае камера 9 для чернил, огражденная запирающим слоем 7 камеры для чернил, образована на мембране 20 так, что она размещена на той же оси относительно камеры 4 для нагрева, и сформированная таким образом камера 9 для чернил заполняется соответствующим количеством чернил. In this case, the
Отверстие 10, выполняющее функцию сопла, образовано в запирающем слое 7 камеры для чернил так, что оно охватывает камеру 9 для чернил и служит в качестве струйного прохода для капель чернил, подлежащих выдавливанию. Отверстие 10 образовано путем перфорации пластины 8 сопла так, что оно находится на одной оси с камерой 4 для нагрева и камерой 9 для чернил. Пластина 8 сопла и запирающий слой 7 камеры для чернил образуют множество слоев с тем, чтобы сформировать струйный элемент 102. An
Между тем, как показано на фиг. 6, если на слой 3 электрода подан электрический сигнал от внешнего источника питания, резистивный нагревательный слой 11, который контактирует со слоем 3 электрода, будет получать электрическую энергию и тем самым быстро нагреваться до температуры 500oC или выше. Во время данного процесса электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию, дающую температуру от 500 до 550oC.Meanwhile, as shown in FIG. 6, if an electric signal is supplied to the
После этого полученная путем преобразования тепловая энергия подается к камере 4 для нагрева, соединенной с резистивным нагревательным слоем 11. Рабочая жидкость, содержащаяся в камере 4 для нагрева, быстро испаряется под действием поступающей таким образом тепловой энергии, чтобы создать давление пара заданной величины. After that, the thermal energy obtained by conversion is supplied to the
Затем давление пара подается к мембране 20, расположенной на запирающем слое 5 камеры для нагрева, и, следовательно, к мембране 20 будет приложена энергия (усилие) P ударного воздействия, имеющая заданную величину. Then the vapor pressure is supplied to the
После этого мембрана 20 быстро расширяется, как показано стрелками на фиг. 6, и выгибается до округлой формы. Тем самым чернила 400, содержащиеся в камере 9 для чернил, подвергаются сильному ударному воздействию, пузырятся и готовы для выпуска. After that, the
Между тем в таком состоянии, как показано на фиг. 7, электрический сигнал, поданный от внешнего источника, отключается, и резистивный нагревательный слой 11 быстро охлаждается. Таким образом, давление пара в камере 4 для нагрева быстро уменьшается, и внутренняя полость камеры 4 для нагрева вакуумируется. После этого вакуум, создающийся в камере 4 для нагрева, обеспечивает приложение сильной энергии В противодействия (выпучивания), соответствующей описанному выше удару, к мембране 20, в результате этого мембрана 20 сжимается и возвращается в исходное состояние. Meanwhile, in such a state, as shown in FIG. 7, the electrical signal supplied from an external source is turned off, and the
В этом случае мембрана 20 быстро сжимается, как показано стрелками на фиг. 7, таким образом, что к внутренней полости камеры 4 для чернил подается сильная энергия выпучивания. Следовательно, чернила 400, которые были готовы для выхода вследствие расширения мембраны 20, преобразуются благодаря их собственному весу по очереди в овальные и круглые формы (капель) и выпускаются на расположенную снаружи бумагу для печати. Таким образом, на бумаге для печати может быть выполнена быстрая печать. In this case, the
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением, мембрану устанавливают независимо от струйного элемента, и множество нагревательных элементов одновременно присоединяют к мембране, чтобы тем самым существенно уменьшить время, требуемое для сборки микроинжектора. As described above, in accordance with the present invention, the membrane is mounted independently of the inkjet element, and a plurality of heating elements are simultaneously attached to the membrane, thereby substantially reducing the time required to assemble the microinjector.
Настоящее изобретение не ограничено процессом сборки вышеописанного микроинжектора и дает полезный эффект в различных микроинжекторах, в которых используется мембрана, например в микронасосе или устройстве для впрыска топлива и т.д. The present invention is not limited to the assembly process of the above-described microinjector and gives a beneficial effect in various microinjectors that use a membrane, for example, a micropump or a fuel injection device, etc.
Как описано выше, при способе и устройстве для монтажа микроинжектора в соответствии с настоящим изобретением пластину с нагревательными элементами, на которой образовано множество нагревательных элементов, фиксируют на вакуумном монтажном столе. Затем мембрану как деталь, изготовленную независимо от струйного элемента, выставляют таким образом, чтобы она была расположена на заданном расстоянии от пластины с нагревательными элементами. После этого мембрану фиксируют на пластине с нагревательными элементами и приклеивают мембрану и пластину с нагревательными элементами друг к другу. As described above, with the method and apparatus for mounting the microinjector in accordance with the present invention, a plate with heating elements on which a plurality of heating elements are formed is fixed on a vacuum mounting table. Then the membrane as a part made independently of the inkjet element is set so that it is located at a predetermined distance from the plate with heating elements. After that, the membrane is fixed on the plate with heating elements and the membrane and the plate with heating elements are glued to each other.
В этом случае можно предотвратить частое смещение мембраны во время процесса выставления и соединения. Таким образом, заранее можно предотвратить любое повреждение мембраны. Кроме того, устраняется необходимость выставления мембраны относительно каждого нагревательного элемента. Таким образом, можно существенно сократить время, требуемое для полного изготовления микроинжектора. In this case, frequent displacement of the membrane during the alignment and bonding process can be prevented. Thus, any damage to the membrane can be prevented in advance. In addition, the need to expose the membrane relative to each heating element is eliminated. Thus, it is possible to significantly reduce the time required for the complete manufacture of the microinjector.
Настоящее изобретение было описано выше со ссылкой на вышеупомянутые варианты его осуществления. Однако ясно, что в свете вышеприведенного описания для специалистов в данной области техники очевидно множество альтернативных модификаций и вариантов. Следовательно, настоящее изобретение охватывает все подобные альтернативные модификации и варианты, которые находятся в рамках изобретательской идеи и объема патентных притязаний приложенных пунктов формулы изобретения. The present invention has been described above with reference to the above embodiments. However, it is clear that in the light of the above description, many alternative modifications and variations are apparent to those skilled in the art. Therefore, the present invention covers all such alternative modifications and variations that are within the scope of the inventive idea and the scope of patent claims of the attached claims.
Claims (12)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98119953A RU2144471C1 (en) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Method and device for assembling of microinjector |
KR1019990007329A KR100288700B1 (en) | 1998-11-03 | 1999-03-05 | Method for assembling a micro injecting device and apparatus for assembling the same |
JP11077330A JP3045500B2 (en) | 1998-11-03 | 1999-03-23 | Injection device assembling method and its assembling device |
CN99126093A CN1253038A (en) | 1998-11-03 | 1999-11-03 | Method and equipment for assembling minitype ejector |
EP99308741A EP0999051A3 (en) | 1998-11-03 | 1999-11-03 | Method for assembling micro injecting device and apparatus for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98119953A RU2144471C1 (en) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Method and device for assembling of microinjector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2144471C1 true RU2144471C1 (en) | 2000-01-20 |
Family
ID=20211961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98119953A RU2144471C1 (en) | 1998-11-03 | 1998-11-03 | Method and device for assembling of microinjector |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0999051A3 (en) |
JP (1) | JP3045500B2 (en) |
KR (1) | KR100288700B1 (en) |
CN (1) | CN1253038A (en) |
RU (1) | RU2144471C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10926537B2 (en) | 2017-04-24 | 2021-02-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid back pressure sensing with a strain sensor |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4719978B2 (en) * | 2001-01-11 | 2011-07-06 | ソニー株式会社 | Printer, printer head and printer head manufacturing method |
US9096057B2 (en) | 2013-11-05 | 2015-08-04 | Xerox Corporation | Working fluids for high frequency elevated temperature thermo-pneumatic actuation |
CN110240112B (en) * | 2018-03-09 | 2022-08-19 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | Thin film driving structure, method for manufacturing thin film driving structure, and ink jet apparatus |
US11655811B2 (en) | 2021-05-19 | 2023-05-23 | Graco Minnesota Inc. | Method and apparatus for mounting a diaphragm of a pump |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4490728A (en) | 1981-08-14 | 1984-12-25 | Hewlett-Packard Company | Thermal ink jet printer |
US4480259A (en) | 1982-07-30 | 1984-10-30 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printer with bubble driven flexible membrane |
US4809428A (en) | 1987-12-10 | 1989-03-07 | Hewlett-Packard Company | Thin film device for an ink jet printhead and process for the manufacturing same |
US5140345A (en) | 1989-03-01 | 1992-08-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a substrate for a liquid jet recording head and substrate manufactured by the method |
US5420627A (en) | 1992-04-02 | 1995-05-30 | Hewlett-Packard Company | Inkjet printhead |
US5274400A (en) | 1992-04-28 | 1993-12-28 | Hewlett-Packard Company | Ink path geometry for high temperature operation of ink-jet printheads |
SE501139C2 (en) | 1993-04-08 | 1994-11-21 | Sem Ab | Membrane type fluid pump device |
US5408739A (en) * | 1993-05-04 | 1995-04-25 | Xerox Corporation | Two-step dieing process to form an ink jet face |
US5659346A (en) | 1994-03-21 | 1997-08-19 | Spectra, Inc. | Simplified ink jet head |
KR100189155B1 (en) * | 1996-06-27 | 1999-06-01 | 윤종용 | Ejection apparatus and method of inkjet printer |
-
1998
- 1998-11-03 RU RU98119953A patent/RU2144471C1/en active
-
1999
- 1999-03-05 KR KR1019990007329A patent/KR100288700B1/en not_active IP Right Cessation
- 1999-03-23 JP JP11077330A patent/JP3045500B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-03 EP EP99308741A patent/EP0999051A3/en not_active Withdrawn
- 1999-11-03 CN CN99126093A patent/CN1253038A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10926537B2 (en) | 2017-04-24 | 2021-02-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid back pressure sensing with a strain sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20000034823A (en) | 2000-06-26 |
JP2000141668A (en) | 2000-05-23 |
EP0999051A2 (en) | 2000-05-10 |
EP0999051A3 (en) | 2000-11-08 |
CN1253038A (en) | 2000-05-17 |
JP3045500B2 (en) | 2000-05-29 |
KR100288700B1 (en) | 2001-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5208604A (en) | Ink jet head and manufacturing method thereof, and ink jet apparatus with ink jet head | |
EP0937579B1 (en) | Ink jet head and manufacturing method thereof, discharge opening plate for head and manufacturing method thereof, and ink jet apparatus with ink jet head | |
US5408738A (en) | Method of making a nozzle member including ink flow channels | |
US5442384A (en) | Integrated nozzle member and tab circuit for inkjet printhead | |
US5736998A (en) | Inkjet cartridge design for facilitating the adhesive sealing of a printhead to an ink reservoir | |
US5847356A (en) | Laser welded inkjet printhead assembly utilizing a combination laser and fiber optic push connect system | |
EP0646462B1 (en) | Inkjet printhead formed to eliminate ink trajectory errors | |
EP0564101A2 (en) | Laser ablated nozzle member for inkjet printhead | |
EP0646466A2 (en) | Print cartridge body and nozzle member | |
JPH11129482A (en) | Ink jet print head and production of filter element | |
US20030041455A1 (en) | Connection of electrical contacts utilizing a combination laser and fiber optic push connect system | |
US5682187A (en) | Method for manufacturing an ink jet head having a treated surface, ink jet head made thereby, and ink jet apparatus having such head | |
US6412918B1 (en) | Back-shooting inkjet print head | |
RU2144471C1 (en) | Method and device for assembling of microinjector | |
JPH02121842A (en) | Ink jet recording head and manufacture thereof | |
CA2084554C (en) | Integrated nozzle member and tab circuit for inkjet printhead | |
KR100428650B1 (en) | Method for manufacturing head of ink jet printer | |
JPH02121843A (en) | Liquid injection recording head and manufacture thereof | |
JP2764418B2 (en) | Method of manufacturing ink jet recording head and ink jet recording head manufactured by the method | |
JPH08267764A (en) | Manufacture of ink jet recording head | |
JP2001179988A (en) | Nozzle forming member, ink jet head and ink jet recorder | |
JPH03258551A (en) | Ink jet printer head | |
JPH10166595A (en) | Manufacture of nozzle forming member and ink jet head | |
JPH03153357A (en) | Ink-jet printer head | |
JPH03258552A (en) | Manufacture of ink jet printer head |