TWI238780B - A method and a system for single ligament fluid dispensing - Google Patents

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1238780 玖、發明·:υ : 【發明/¾ 養之領域】 本發明係有：·：用於單帶流體施配之方法及系統。 H ^tr ]l 5 發明背景 喷墨技術在許多用途中會被用來沈積材料，包括文字 及圖像列印，固體自由成型製造，及製造電子裝置等等。 當被用來形成一所需影像時，傳統的喷墨配佈器會將個別 的液滴喷射在一列印媒體的指定位置上。該各液滴的位置 10 係被選成能使該等液滴幾近一連續線。但是，高精度印刷 影像及直線近似化通常會難以達成，因為當一連事個別的 液滴射到一列印媒體上時，其與該列印媒體的接觸可能會 產生不平整的邊緣和空隙。而且，失準的隨附細滴可能會 逸出一所需目標區域外，致更減低所造成影像的精確度。 15 同樣地，固體自由成型製造法亦可使用喷墨技術來將 構建及/或支持材料的個別液滴喷佈成一所需圖案或走 向，以形成一所需的3D(三維）物體。此等固體自由成型製 造法，及其它任何有賴配佈各別液滴成近似一連續直線的 喷墨用途，皆會由於需將個別液滴配佈在指定區域中的特 20 性，而會缺乏連續性或平整性。 當以一喷墨配佈器來選擇性地沈積一流體時可使邊緣 平整之一種傳統方法係增加該配佈器的解析度。即藉著增 加每平方吋可配佈的液滴數目（dpi)，乃可使該喷佈標的達 到更精確且更平整的邊緣。但是，為能增加一配佈器的dpi 1238780 數，乃需要更高的液滴發射頻率及/或較長的喷佈時間。 或者，二維直線或影像的粗糙邊緣，以往亦曾藉著在 沿所沈積流體邊緣造成的空隙中添加較小的液滴而來平整 化。雖本方法在某些直線或影像的邊緣固有其功效，但為 5 了形成該等影像以及沈積較小的液滴，則操作一噴墨流體 沈積裝置來輸送多種尺寸之液滴的方法必須被開發，或能 配佈不同尺寸之液滴的個別喷嘴必須被附加，故會增加成 本’有時對該等流體配佈裝置是太昂貴的。 H 明内】 10 發明概要 一種單帶流體的配佈方法，包括由一喷墨配置器朝一 基材噴出-第-量的流體，及由該喷墨配佈器朝該基材喷 出第一里的流體，其令該第二量的流體會以一頻率由該 喷墨配佈器噴出，而能在接觸該基材之前趕上該第一量的 15流體來形成一單帶流體。 圖式簡單說明 所附圖式乃不出本方法和系統之各不同實施例，並構 成本說明書的一部份。該各圖式僅為本發明之說明範例， 而非本揭露内容的限制。 !〇 第1圖為一列印系統的立體圖，其可用來實施本系統和 方法的貫施例。 第一圖為固體自由成型製造系統的立體圖，其可用來 實施本系統和方法的實施例。 第3A圖為一熱噴墨配佈器實施例的截面立體示意圖， 1238780 其可實施本方法。 第3B圖為一':· $墨配佈器實施例的截面圖。 第4圖為一用來配佈一單帶流體之方法實施例的流程 圖。 5 第5 A，5B，5C，5D圖為本方法一實施例之熱配佈各進行 步驟的截面圖。 第6圖為一壓電配佈器實施例的簡化截面圖。 第7圖示出一由壓電配佈器來配佈一單帶流體之方法 實施例的流程圖。 10 第8八，86,8(：，80,8£圖為本方法一實施例之壓電配佈各 進行步驟的截面圖。 在各圖式中，相同的標號代表類似但不一定相同的元 件。 I：實施方式】 15 較佳實施例之詳細說明 一種由一喷墨配佈器來配佈一單帶流體的方法和裝置 在此揭露。更具言之，一種方法會被揭述，其可使用一壓 電或熱喷墨配佈器，並調整該喷墨結構、驅動波形、脈衝 間隔，及/或材料性質等，而來形成一單帶流體。 20 在本說明書及申請專利範圍中所述之“帶"(ligament)係 廣義地意指任何連結或呈連續的配佈流體。此外，所謂的 “頭”(head)係指一被喷出之流體單元的前導部份。同樣地， 所謂之“尾”(tail)係指一被喷出液滴的尾隨部份或末端。 在以下說明中，為了說明之故，許多具體的細節會被 1238780 揭述，俾能提供對可形成單一流帶之本系統和方法的充分 瞭解。但專業人工·顯而易知，本方法亦可不用該等特定細 節而來實施。在本文中所謂之“一實施例，，意指有關該實施 例所述之一心殊構件、結構，或特徵係被包含在至少一實 5施例中。故於本文中之各不同處所出現的“在一實施例，，乙 詞，並不一定全部係指同一實施例。 (舉例結構） 第1圖示出一喷墨印表機1〇〇，係可在一產生二維文字 的實施例中，用來實施本單帶流體配佈方法。如第丨圖所 10示，一喷墨印表機100可包含一殼體110及一列印媒體120設 在該殼體110上。第1圖所示的喷墨印表機100之殼體110係 可為任何形狀或尺寸，而足以容納一喷墨配佈器，並配設 有任何所需的硬體能執行本材料配佈方法。該殼體110可包 含一或多個配佈器，列印媒體定位滾輪或皮帶，伺服機構， 15 及/或計算裝置。 該喷墨印表機100可由一導通的計算裝置130來接受一 列印工作，其中該列印工作包含一所需影像的數位描述。 該列印工作可被轉換成動作及配佈指令，其嗣可被該印表 機100用來在列印媒體丨2〇上沈積可形成影像的流體，而來 20 形成一所需影像。本發明的方法可藉任何設在第1圖所示之 喷墨印表機中的噴墨配佈器於配佈“影像形成流體”時來實 施。該噴墨印表機100用來實施本方法的喷墨配佈器，乃可 為任何能夠在所要媒體上來進行列印的喷墨裝置，包括但 不限於例如熱驅動的喷墨配佈器，機械作動的喷墨配佈 1238780 器，電作動的喷墨配佈器，磁作動的配佈器，及/或壓電作 動的配佈器等。 請參閱第2圖，乃示出一固體自由成型製造（SFF)系統 200,其可實施本發明的單帶流體配佈方法。如第2圖所示， 5 一固體自由成型製造系統可包含一製造室202，一可動檯 203，及一顯示面板204含有許多控制鈕和顯示部。 第2圖中所示的製造室202係可在一基材上來承接及構 建一所需的3D物體。構建該3D物體乃需要沈積構建材料以 及一支持材料。該構建或支持材料可包括但不限於例如聚 10 合物、蠟、或其它類似的可熔材料，或其適當組合物。雖 在第2圖中所示的固體自由成型製造系統200是為一單獨、 直立、自含的自由成型製造系統，但本發明的單帶流體配 佈方法亦可使用於任何自由成型製造系統，其係使用喷墨 式配佈器所喷出的液滴，而不論該自由成型製造系統的結 15 構或型態。且，本發明的喷佈方法亦可應用於任何使用一 喷墨配佈器來以連續方式選擇性地沈積流體的系統。喷墨 配佈器可應用本發明的方法來形成例如二維影像，三維物 體，或電路及電路構件，包括但不限於如電晶體、線路、 電容器、電阻器、天線、顯示器、及/或射頻識別標籤等。 20 當製造電子構件時，該流體可為（但不限於）閘介電質，例如 苯環丁烷(BCB)，聚矽氧烷，聚苯胺，及/或聚甲基丙烯酸 甲酯（PMMA);半導體例如五莘，聚噻吩，及/或聚苐與 MEH-PPV(poly[2-methoxy-5-(2,-ethyl-hexyloxy)]-P-phenyle ne-vinylene)的組合物；及無機和聚合物導體，例如聚苯胺 1238780 (混合聚……及……t吩。 第2圖中所示之3體.自由成型製造系統200的可動檯 203係為一活動配佈議，其可包含多數的噴墨配佈器而能 喷佈構建或結構材料。該可動檯203能被一計算裝置（未示 5 出）所控制，並能被例如一轉軸系統，或皮帶系統，或鏈 條系統等來可控地移動。當該可動檯203操作時，該顯示面 板204會對使用者顯示操作狀態，及提供一使用者介面。當 要製造一所需的三維物體時，一計算裝置會傳訊指示該製 造系統200來可控地定位該可動檯203，並引導一或多個配 10 佈器在該製造室202内的預定位置處來可控地喷出流體。該 製造系統200所用的一或多個喷墨配佈器可為熱喷墨配佈 器，而能實施本發明的單帶流體施配法。為容易說明起見， 本發明將參照第3A至5D圖來說明如下，其中有一熱喷墨配 佈器係被設入於一類似第2圖所示的固體自由成型製造裝 15 置中。 第3A圖示出一熱喷墨配佈器300的截面示意圖，其可實 施本發明之單帶流體配佈法的一實施例。如第3A圖所示， 一熱喷墨配佈器300可包含一材料喷發室360及一喷孔3 10 附設於該材料喷發室360。一附設於另一材料喷發室的第二 20 喷孔315亦被示於第3A圖中。本系統和方法能以一熱喷墨配 佈器300來實施，其具有單一喷孔或多數喷孔在一孔板320 上列設成一預定圖案。當操作時，流體可經由一入口 380供 至該噴發室360，而來補充已由喷孔310被喷出的流體，其 喷出是因該流體之可氣化成分被一加熱結構340局部加熱 10 1238780 而氣化的結果。該噴發腔室300會被一孔板320，一疊層矽 基板350等所形成的壁，及喷發腔室壁370,330等所界限。 第3Β圖係示岀該喷發腔室360沿加熱結構340的截面 圖，以詳示一熱喷墨配佈器之各構件。形成該配佈器300之 5 基部的矽基板350在第3Β圖中已被放大來顯示其結構之各 細節。在本圖中係假設當在操作時該喷發室内含有墨液或 其它所需的流體，且具有流體、蒸氣和空氣的介面。如第 3Β圖所示，該矽基板350的底部有一Ρ型矽塊331會被覆設一 熱場氧化物及化學氣相沈積的Si02來作為底層332。一TaAl 10 層333會被以習知方法沈積在該底層的表面上，因其有較高 的電阻，故會形成一電阻器層。嗣一A1的導體層334會被以 光微影罩蔽法和顯影技術來選擇性地沈積在T a A1層3 3 3 上，而留下一些TaAl的開放區域。該TaAl層333的高電阻除 了在該A1層334的電阻較低。結果會形成一電阻器區，其能 15 夠傳導在此開放區域之TaAl層333因電阻加熱所產生的 熱，而用來氣化蒸發該流體。 該電阻器底下的區域應要能夠承受該流體的迅速蒸發 以及嗣後蒸氣泡爆破所造成的熱變化、機械衝擊、與化學 攻擊等。因此，一鈍化層335例如一典型的SiNx複合物，乃 20 可被沈積在該基材上。且，一Ta的空腔障壁336可被沈積覆 蓋，並被選擇性地由該鈍化層335上蝕刻掉而設在該喷發室 中，來保護對抗一爆破氣泡所造成的衝擊。該空腔障壁3 3 6 會與該等腔室壁330，370及孔板320來界限該材料喷發室 (360，見第3A圖）。 11 1238780 如上所述，J ,:冻器300乃可選擇性地喷佈一單帶流 體。因此’該熱貫ϋ 構’由3亥熱贺墨結構造成的驅動波 形，該熱喷墨的脈衝間隔，及/或材料特性等係可如下所述 地調整。 5 (實施例及操作） 第4圖為一流程圖，示出本單帶流體喷佈法之一實施例 的流程圖。如第4圖中所示，該方法首先係由該熱嗔墨配佈 器喷出第一量的所需流體（步驟400)。當該第一量的流體被 喷出400後，另一第二滴量的流體會以足以趕上先前第一量 10 流體的頻率來被喷出（步驟410)。當該多滴量流體由該熱配 佈器喷出且形成一單獨的流體帶之後，其頸縮現象將會被 抑止，以免剛形成的單帶流體會頸縮而斷開成為分開的流 帶（步驟420)。當一或多量的流體被喷出後，或同時喷出多 滴量的流體之後，則該配佈器會被可控地移動，且一計算 15 裝置將會判斷該流體喷佈操作是否已完成（步驟440)。若該 流體喷佈操作已完成（步驟440的「是」），則不會再有流體 被喷出。但，若該計算裝置判斷該流體喷佈操作尚未完成 (步驟440的「否」），則該熱喷墨配佈器會再度以一足以趕 上先前被喷發之流體量（步驟410)的頻率來喷出一附加量的 20 流體，且該程序會再進行一次。上述各步驟將參照第5A至 5D圖來詳細說明如下。 如第4圖的流程圖所示，本發明的方法係由該熱喷墨配 佈器噴出第一滴的流體（步驟400)開始。第5A圖示出一如第 3B圖所示的熱喷墨配佈器300如何可控地喷出第一滴量的 12 1238780 流體。當一計算裝置可控地傳訊該固體自由成型製造裝置 (第2圖的2.G0)喷發一滴流體時，在該熱喷佈器的丁aAl層333 中會被以電阻加熱來產生熱。該熱嗣會透過熱喷墨配佈器 300的各層330來傳導至空腔障壁336，即該熱蒸發器局部接 5 觸流體510處。該流體510的蒸發氣化係將該流體加熱至超 過其沸點的結果，故會造成一泡核（nucleation)作用。當該 流體形成泡核500並膨脹時，其會壓縮該流體510的體積， 故該流體510將會被迫出該喷孔310而形成一滴流體530，其 會朝一所需的基材540噴出。 10 當第一滴流體530由該喷佈器喷出後，該喷佈器又會以 一頻率來喷出一第二滴流體，該頻率係足以使第二滴流體 的頭部“趕上”第一滴流體的尾部（如第4圖的步驟430)。為使 一後續的滴液能“趕上”銜接前一喷出的液滴，故有許多的 因素必須被精細地調整，如第5B圖所示。 15 如第5B圖所示，該第一液滴530包含一前導的頭部532 和一尾部534。一般在一被喷出的液滴530之尾部534與一後 續形成的液滴520頭部之間會有一間隙550。一可被調整來 促使後續形成的液滴520能“趕上”銜接先前形成的液滴530 尾部（即第4圖的步驟430)之一因素係後續液滴的喷發頻 20 率。基本上，該等後續液滴的喷發頻率必須被調整，而來 儘量減少先喷出液滴530的尾部534和後形成液滴520的頭 部之間的間隙550。但是，一熱喷墨配佈器300的頻率通常 多少會受所需流率的限制。其喷發頻率可在流率限制的範 圍内最大化，而來促成連續的流帶操作。當一熱喷墨配佈 13 1238780 器以^高噴發頻率乍時，不僅各液滴之間需有較少的 時差，且要該腔室能以此頻率來回填補充流體’才能促成 連續的流帶操作。 當該第一液滴530由喷佈器300喷出之時，該液滴530 5的速度通常會最高。但，當該第一液滴朝該所需基材喷出 日夺，會發生一延伸現象。此延伸現象係因該液滴530的尾部 534由於表面張力致附著於所喷出的喷孔區處而造成者。此 表面張力會施加一力於該第一液滴530的尾端534，而使其 尾部534會以一比頭部532較慢的速度來運行。該頭部532與 10 尾部534之間的相對速度差會造成該液滴530的拖長延伸， 而有助於形成一連續的單帶流體。 在第一液滴530由一熱喷墨配佈器300喷出後，被形成 來噴發第一液滴的核泡500將會崩縮而造成一負壓。此負壓 對該材料噴發室的回填會扮演一主要角色，尤其在較高頻 15率時。當以較高喷發頻率來操作時，在後續喷發操作過程 中存在於該噴發室内的液體量，會比其在穩定狀態（例當第 一液滴被噴出時）更少’因為該喷發室的回填在後續喷發之 則並沒有機會達到穩定狀態。因此，後續的核泡500會作用 在比第一液滴較小的液體體積上，而致使後續的液滴在離 °開喷孔310時其速度會比先前的液滴更高。此速度的增加不 協助後續液晶520的頭部趕上前一液滴530的尾部 5j4而且亦能延伸該後續液滴520的長度。 又’除了噴發頻率之外的其它因素亦可被調整來減慢 孩噴發室的回填，以減少該核泡所作用的液量。可被調整 14 1238780 的因素包括但不限於例如，增加背壓，增加流體黏度（令其 較慢流入喷發室），減少喷孔阻抗，及/或增加腔室入口阻 抗。這些或任何其它會傾向於減慢該材料喷發室回填的因 素皆可被調整，而來加強由一僅部份填滿之喷發腔室喷出 5 的後續液滴之增加的速度和長度。 當有二或更多的材料滴已由該喷佈器喷出，且在先噴 出料滴的尾部534和後喷出料滴520的頭部552之間的間隙 已被消除如第5C圖所示時，該各料滴即會形成一單帶流體 (如第5D圖的560)來朝一所需基材540傳輸，如第5D圖所 10 示。當喷出各料滴時，且一單帶流體560已由各料滴形成之 後，一重要事項即需抑止頸縮現象來使該材料保持單一流 帶（如第4圖的步驟420)。通常，單帶流體會由於表面毛細波 的生成而易於在運行中斷開。此現象一般稱為瑞利不穩定 性（“Rayleigh instability”），其係因表面張力大於表面毛細波 15 之凹處的慣性作用所造成者。為能阻止該單帶流體的毛細 管斷開，該材料性質必需被調整。該頸縮的相對比率（即有 關於該材料在一局部區域之截面積的縮減）乃取決於其表 面張力和黏度的比率。增加該流體黏度及減少該流體的表 面張力乃可減少該頸縮率，故亦能減少毛細管斷開的可能 20 性。該流體材料510的表面張力會決定將該流體材料束縮成 分開液段之力。同樣地，該流料510的黏度會決定該流料對 表面張力的阻抗率。 由於典型的喷墨噴置係被設計來供喷出個別分開的細 滴，故其所用之流體510的表面張力和黏度值乃需改變以達 15 1238780 到並保符…單帶的τ:。〔。例如，典型的熱噴墨裝置係 可使用一 _定黏度為1 :.:P〔厘泊）的流體來噴出個別的液 滴。若將此值增加至2 cp或更大將可延伸該流帶的長度，並 同時能減少毛細管斷開的可能性。此黏度的增加乃可藉選 5 擇一具有高黏度的流體，及/或調整該熱喷墨配佈器的操作 溫度而來達成。且，所用流體的額定表面張力通常會取決 於該流體的基本成分。傳統的方法係使用表面張力為50至 25 dyne/cm之間的流體。高表面張力在一形成球狀液滴的特 性中，會傾向於將所喷出液滴的尾部拉向其頭部。但是， 10 當實施本方法時，藉著減少流體的表面張力，則其欲縮短 流帶長度的傾向會被消減，故而能形成較長的流帶並減少 頸縮率。 減少該頸縮現象（第4圖的步驟420)可使喷出的流體保 持單一流帶，直到其沈積在一基材540上為止。在喷出流體 15 的同時並將該單一流帶沈積在一基材540上，該熱喷墨列印 頭300乃可如第5D圖中的箭頭所示來被移動（第4圖的步驟 430)，而選擇性地沈積該流體510。一計算裝置（第1圖中的 130)可被用來對許多的伺服裝置（未示出）發出指令，以選擇 地定位該喷佈器300來將流體沈積在該基材540上的指定位 20 置。此外，配佈一單帶流體的優點係能供該熱喷墨配佈器 以離該列印媒體近至1/4 mm的距離來操作。 請回參第4圖，在各液滴由該喷佈器喷出（步驟410)之 後，一計算裝置（未示出）會判定該液體喷佈程序是否已完成 (步驟440)。依據一實施例，若該計算裝置判定該喷液程序 16 1238780 已完成（步縣44〇的「是」），則該噴佈器會停止噴發流體（第 5 D圖的5 l·})。但若該許算農置決定該喷液程序尚未完成（步 驟440的「否」），則該計算裝置會使該配佈器以—足以“趕 上”先前噴出液滴的頻率來再喷發一添加的液滴（步驟 5 410)，且第4圖所示的程序會再開始。 雖上述方法係以一設在固體自由成型製造裝置中的熱 喷墨配佈器來說明，惟本方法亦可使用於任何二或三維的 列印裝置，包括但不限於喷墨印表機，影印機，掃描機， 傳真機專。又，本方法亦f容易地使用於任何需選擇性地 10配佈液體來製成構件的製造裝置，包括但不限於製造電路 或電路構件，例如電晶體、線路、電容器、電阻器、天線、 顯示器、射頻識別標籤等。且，雖本方法係以一熱喷墨式 的流體配佈杰來說明，但本方法亦可使用於任何選擇性沈 積的喷佈态，包括但不限於熱驅動的噴墨配佈器，機械作 15動的喷墨配佈器，電作動的喷墨配佈器，磁作動的配佈器， 及/或壓電作動的配佈器等。 (變化實施例） 依據第6圖所示之-變化實施例，本單帶流體嘴佈法係 能以一壓電噴墨配佈器來實施。如第6圖所示，一壓電噴黑 配佈器600乃包含一壓電變換器65〇例如—壓電陶瓷，會= 20 多數的導線640連接於一電源（未示出）。如第6圖所示，該壓 電變換器650可連接於一撓性膜件68〇而形成一可控的欵= 器690。該可控的致動器_係連接於多數腔壁伽，咖及 -具有魏6_孔板620來形成—材料喷發室。雖第6圖的 17 1238780 壓電配佈示出該可彳/ 乂 Ο 設在喷孔610的背面，但 本方法亦可應用於任何的壓電配佈器結構，包括但不限於 如夾壓變形式喷佈器，彎曲變形式喷佈器，推擠變形式喷 佈器，或剪切變形式噴佈器。且，該可控的致動器690亦可 5 被設在一側壁上，或在一撓性拉伸式變換器中，其中有一 撓性膜片可同時兼作為該可控致動器690和該孔板620。 由一壓電喷墨配佈器來喷佈一單帶流體的方法係示於 第7圖中。類似於上述熱喷墨配佈器所使用的方法，該壓電 喷墨配佈器600係以衝喷第一滴流體（步驟700)來開始進行 10 該單帶形成法。當第一液滴被衝喷之後，一第二液滴會以 一種方式來被衝喷，而使在前一液滴末端較慢移動的流 體，在由該孔板離開之前即會被後續的液滴所追及（步驟 710)。當多數的液滴已被衝喷而形成一單獨流帶時，其頸 縮現象會被抑止來防止該單一流帶的分離斷開（步驟720)。 15 當該壓電喷墨配佈器繼續地喷佈流體時將會被移動（步驟 730)，而來選擇性地分佈該流體。當該流體沈積時，若該 系統判斷該流體沈積程序已完成（步驟740的「是」），則該 壓電喷墨配佈器會停止衝喷流體。但若該系統判斷該流體 喷佈操作尚未完成（步驟740的「否」），則另一液滴會被衝 20 喷，而使該液滴趕上在前一喷出液滴末端較慢移動的流 體，且該程序會再度開始（步驟710)。本方法現將參照第8Α 至8D圖來概要地說明。 如第8Α圖所示，一壓電喷墨配佈器600可被置於一所需 基材840或列印媒體上。該喷佈器600與基材840之間的距離 18 1238780 8 5 〇依據一賞範例係小於3 ♦ 5 。在第8A圖中所示的材料噴 贫至起无係填滿一流體800¾備要被沈積在該列印媒體84〇 上。如第8A圖所示，該流體8〇〇會在喷孔6丨〇處形成一凹面 81〇。當第7圖所示的程序啟動時，該壓電喷佈器6〇〇會開始 5由该材料喷發室來衝嗔-第〜滴流體，如第8B圖所示。當 要形成第一液滴時，有許多電訊號會選擇地經由導線64〇等 傳輪至该可控的致動$_。當該電訊號傳至該壓電變換器 =50時，該變換器會移位而使該喷發腔室内的壓力減少。此 壓力減少會造成該凹面810的内縮，如第8]8圖所示。 當該凹面810收縮如第8B圖所示時，另一電訊號會使該 致動态690相反地移位而造成該喷發室内的壓力突增。如第 8C圖所不，該唷發室内的壓力突增會使該凹面8i〇向外凸 出，而產生一流體800液滴830朝該基材84〇喷出。該液滴83〇 包含一前緣832及一尾部832。 15 當第一液滴830已被朝向列印媒體衝喷之後，另一電訊 唬會使該可控致動器690退縮如第8£)圖所示。該致動器69〇 會緩和地退縮而在該噴發室中造成一負壓。由該壓電變換 杰650之收縮造成的負壓會由一材料貯槽（未示出）將流體吸 引入喷發室t，並將第一液滴830上的某些流體拉回。此負 20壓會使該液滴830的前緣832與尾部834之間產生一相對速 度差。此相對速度差會使液滴830產生一拖長延伸作用，如 第8D圖所示。 當收縮後，該致動器690可衝壓噴出後續的液滴。如第 8E圖所示，後續的液滴將會被壓出，而在前一液滴83〇的尾 19 1238780 部834和後一液涵α前緣S3 2之間沒有間隙產生。該間隙的 消除係可經由各種調整的組合來促成，例如前述驅動力的 暫時形態（致動器位移），增加流體黏度，減少腔室入口阻抗 來增加進入喷發室的流體流量，及/或調整壓力變化的時間 5 (脈衝頻率）。因此，一單帶的衝喷流體乃可被形成如第8Ε 圖所示。當被衝喷時，第二受壓流體液滴的前緣將會移動 更接近於第一液滴的前緣832，直到其速度減降至與第一液 滴相同速度為止。該各喷出液滴的速度在當其通過噴孔610 時，及因該致動器690收縮所造成的負壓牽引時將會被減 10 少。 一般而言，其脈衝頻率係為由所需流率來設定之一常 數。該脈衝頻率之一限制係需要能回填該材料喷發腔室。 在高頻裝置中的回填，受該喷孔610之流體凹面810的毛細 管反應影響較小，而該可控致動器690之收縮所造成的負壓 15 影響較大。其回填必須不能太急促，或該壓力不能減降至 使在某些流體區中的流量減少至可供喷出流體保持單帶形 式所需的最少量以下。該腔室入口之阻抗亦可如前所述地 被調整來減少急促回填的作用。 在喷出一液滴之時或者之後，該頸縮現象會被抑止來 20 避免單帶流體由於Rayleigh不穩定性而分開成各別的液滴 (第7圖的步驟720)。增加流體黏度及減少流體的表面張力能 有效減低其頸縮率，如前在熱喷墨配佈器中所述。藉著減 少該喷出液滴830的表面張力，則傾向於易使該流體束縮成 分開流帶的力將會減少。同樣地，增加被喷出流體的黏度 20 1238780 将會增加該流體對表4 77的阻抗。就一典型的壓電噴墨 配佈㈣而言，其額定的m:#度乃可為ίο cp。舉例而言， 若將此流體黏度增至15到20 cp之間，即可延伸該流帶的長 度約達50%，故能增加本發明之方法形成一單流帶的能 5 力。但，本方法亦能利用一壓電噴墨配佈器而以一黏度低 至5 cp的流體來產生一單流帶。 當一單流帶被形成後，如第8E圖所示，一計算裝置（未 示出）會可控地動該喷佈器（步驟730)。該喷佈器的移動可選 擇性地進行來將流體沈積在該基材840的所需位置上。二或 10 更多的衝喷液滴可形成單流帶來沈積在該基材840上。沈積 一單帶流體的優點係可容該壓電喷墨配佈器能與該列印媒 體接近至1 /2 mm的距離來操作。又，當一喷佈器以比1 /2 mm 更近的距離來操作時，將不會產生突出的毛邊，因為由該 配佈器喷出的單帶長度能夠延伸該配佈器與基材之間的距 15 離。配佈器以此等距離來操作通常並不適用於在紙張或某 些其它媒體上來作二維的列印，因為若有水氣造成該列印 媒體的翹曲，則該配佈器與列印媒體之間恐有碰撞之虞。 但在SFF及其它工業用途中，不會有該等實務上的限制，而 在小於1/2 mm的距離内以本系統和方法來列印乃是可行 20 的。 請回參第7圖，當各液滴由該壓電喷墨配佈器喷出（步 驟710)，且該配佈器移動（步驟730)之後，該計算裝置（未示 出）將會決定該流體配佈程序是否已完成（步驟740)。依據一 實施例，若該計算裝置判定該配佈程序已完成（在步驟740 21 1238780 中的「是」），貝1i該壓電u，：-.，，’，帛器600將會停止噴佈液滴。 但，若該計算裝置判定該流體配佈程序尚未完成（在步驟 740中的「否」），則該計算裝置會令該配佈器600再喷出另 一液滴，且第7圖所示的程序再度開始。 5 在另一變化實施例中，本方法亦可用來將一連續的黏 劑帶喷佈在一承接媒體上。依據本實施例，一熱或壓電式 喷墨配佈器亦可被用在一裝置中來如前所述地將一單帶黏 劑喷佈在一承接媒體上。 綜上所述，本單帶流體配佈系統和方法確能有效地造 10 成平整邊緣的沈積物，而不必增添昂貴的步驟和配佈器。 更具言之，本系統和方法可使用標準的喷墨流體配佈裝 置，僅藉調整該等裝置的喷發頻率以及材料性質，而來產 生連續的流帶。如此造成的單一流帶嗣可選擇性地沈積在 一所需基材上，而不會斷開成個別的流體分段。沈積一單 15 帶流體所造成的性質乃可有利於產生較平整的對像，或在 各電構件之間形成連續性，及在SFF物體中減低多孔性。 以上說明僅用來舉例描述本發明的實施例。其並非統 括排它的或欲將本發明限制於所揭的任何細節。許多修正 變化亦可參考上述揭露來完成。故本發明的範疇係由以下 20申請專利範圍來界定。 I：圖式簡單說明1 第1圖為一列印系統的立體圖，其可用來實施本系統和 方法的實施例。 第2圖為一固體自由成型製造系統的立體圖，其可用來 22 1238780 貫施本乐統和方法的貫拖則° 第3A圖為一熱喷墨配佈S ΐν施例的截面立體示意圖， 其可實施本方法。 第3Β圖為一熱喷墨配佈器實施例的截面圖。 5 第4圖為一用來配佈一單帶流體之方法實施例的流程 圖 第5A，5B，5C，5D圖為本方法一實施例之熱配佈各進行 步驟的截面圖。 第6圖為一壓電配佈器實施例的簡化截面圖。 10 第7圖示出一由壓電配佈器來配佈一單帶流體之方法 貫施例的流程圖。 第8A，8B，8C，8D，8E圖為本方法一實施例之壓電配佈各 進行步驟的截面圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 100···喷墨印表機 110···殼體 120···列印媒體 130···計算裝置 200···固體自由成型製造系統 202···製造室 203…可動檯 204···顯示面板 300···熱喷墨配佈器 310,315,610 …喷孔 320,620···孔板 330,370,630,670· · •喷發腔室壁 331···Ρ型矽塊 332…底層(Si〇2) 333···電阻器層(TaAl) 334···導體層(A1) 335···鈍化層(SiNx) 336···空腔障壁(Ta) 340…加熱結構 350···矽基板 23 1238780 360···材料噴發室 560···單帶流體 380···入口 600···壓電喷墨配佈器 4〇〇-440···各步驟 640…導線 500···核泡 650···壓電變換器 510···流體 680···撓性膜片 520,530,830···液滴 690···致動器 532,552···頭部 700-740···各步驟 534,834···尾部 810···凹面 540…基材 832···前緣 550···間隙 850···間距

Claims (1)

1238780 拾、申請專利範圍： 1. 一種以一噴墨配佈器來喷佈一單帶流體的方法，包含： 由該喷墨配佈器朝一基材喷出一第一滴流體；及 由該喷墨配佈器朝該基材喷出一第二滴流體； 5 其中該第二滴流體係由該喷墨配佈器以一頻率喷 出，而該頻率係足以使該第一滴流體和第二滴流體在接 觸該基材之前形成一單帶流體。 2. —種由一熱噴墨配佈器來喷佈一單帶流體的方法，包 含： 10 由該熱喷墨配佈器朝一基材喷出一第一滴流體，其 具有一頭部與一尾部；及 由該熱噴墨配佈器朝該基材喷出一第二滴流體，其 具有至少一頭部； 其中該第二滴流體係由該喷墨配佈器以一頻率喷 15 出，且該頻率係足以使第二滴流體的頭部在接觸該基材 之前趕上第一滴流體的尾部，而形成一單帶流體。 3. —種由一壓電喷墨配佈器來喷佈一單帶流體的方法，包 含： 由該壓電噴墨配佈器衝喷一第一滴流體；及 20 由該壓電喷墨配佈器衝喷一第二滴流體； 其中該第二滴流體係由該壓電喷墨配佈器以一頻 率來衝噴，而能配佈一連續的流體帶。 4. 一種可由一熱喷墨配佈器被喷出的複合物，包含： 一黏度在該熱喷墨配佈器的操作溫度高於2 cp ;及 25 1238780 一表面張力低於40 dyne/cm ; 其中該複合物在由該熱噴墨配佈器喷出時會形成 —單帶° 5. —種可由一壓電喷墨配佈器被喷出的複合物，包含： 5 一黏度在該壓電喷墨配佈器的操作溫度高於5 cp ;及 一表面張力低於30 dyne/cm ; 其中該複合物在由該壓電喷墨配佈器喷出時會形 成一單帶。 6. —種可喷出一單帶流體的熱喷墨配佈器，包含： 10 一喷發室含有一入口與一喷孔；及 一加熱構件連接於該喷發室； 其中該加熱構件能以一頻率朝向一基材喷發連續 的液滴，而該頻率係足以使該等連續液滴在接觸該基材 之前形成一單帶流體。 15 7. —種可喷出一單帶流體的壓電喷墨配佈器，包含： 一衝喷室含有一入口與一喷孔；及 一壓電致動器連接於該衝喷室； 其中該壓電致動器能以一頻率朝向一基材衝喷連 續的液滴，而該頻率係足以使該等連續液滴形成一單帶 20 流體。 8. —種影像形成系統，包含： 一計算裝置； 一伺服機構導接於該計算裝置；及 一喷墨配佈器連接於該伺服機構； 26 1238780 其中該噴墨配佈器係可喷佈一連續的流體帶。 9. 一種裝置，包含： 一製造室； 一可動檯能配佈一流體於該製造室中；及 5 一喷墨配佈器連接於該可動檯； 其中該喷墨配佈器係可將該流體呈一單流體帶來 喷佈於該製造室中。 10. —種處理器可讀取的媒體，其上具有指令，而可供： 接收有關於一流體配佈操作的資料；及 10 以一頻率來可控地喷發一配佈器，該頻率係足以配 佈形成一單帶的流體材料。 27