TWI527709B - 具交流電滲透（ａｃｅｏ）幫浦之流體噴出裝置及相關處理器可讀媒體 - Google Patents
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Description
本發明係有關於具交流電滲透(ACEO)幫浦之流體噴出裝置。
噴墨印表機內之流體噴出裝置，提供液滴之液滴按需噴墨(drop-on-demand ejection)。噴墨印表機會藉由使墨滴噴射經過多數之噴嘴而至一個類似紙張等列印媒體上面而產生影像。該等噴嘴通常係被安排成一或多個陣列，以致按適當順序自該等噴嘴噴射墨滴，可在該列印頭和列印媒體彼此相對移動時，使字元或其他之影像列印在該列印媒體上面。在一個特定之範例中，有一個熱噴墨列印頭，會藉由使電流通過一個加熱元件而產生熱量，以及使一個點火室內之小部份流體蒸發，而自一個噴嘴噴射液滴。在另一個範例中，有一個壓電噴墨列印頭，會使用一個壓電材料致動器，產生一些會迫使墨滴噴出一個噴嘴外之壓力脈衝。
當噴嘴在閒置非噴射狀態中之際處於暴露至周遭大氣條件時，經由該等噴嘴孔損失之蒸發狀水，會改變
該等噴孔內、該等點火室內、和在某些情況中超過一個朝向承架/溝槽(墨水槽)界面之入口箍縮(pinch)的墨水體積。緊接噴嘴休止狀態期間之後，此等局限性體積之性質中的變化，會修改液滴噴出動態(舉例而言，液滴軌跡、速度、形狀、和顏色)。噴嘴補充能力中之此種延緩，和緊接非噴射期間之液滴噴出動態方面的相關聯效應，係指稱為去蓋(decap)響應。噴墨印表機和其他流動噴射系統之持續改良，部份仰賴改善去蓋響應之難題。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種流體噴出裝置，其包含：一個具有第一和第二端部之流體通道；一個佈置在該通道內之液滴產生器；一個與該等第一和第二端部形成流體連通之流體貯器；和一個佈置在該通道內之交流電滲透(ACEO)幫浦，藉以產生在該第一端部處自該貯器經過該通道而回至該貯器在該第二端部處之淨流體流動。
100‧‧‧噴墨列印系統
102‧‧‧噴墨列印頭組體
104‧‧‧墨水供應器組體
106‧‧‧架置組體
108‧‧‧媒體輸送組體
110‧‧‧電子印表機控制器
111‧‧‧處理器
112‧‧‧電源供應器
113‧‧‧電腦/處理器可讀取式記憶體組件
114‧‧‧流體噴出裝置
116‧‧‧噴嘴
118‧‧‧列印媒體
120‧‧‧貯器
122‧‧‧列印區域
124‧‧‧資料
126‧‧‧ACEO幫浦
128‧‧‧ACEO幫浦模組
200‧‧‧基體
202‧‧‧流體槽溝
204‧‧‧列印頭通道
206‧‧‧通道第一端部
208‧‧‧通道第二端部
210‧‧‧ACEO電極
212‧‧‧液滴產生器
214‧‧‧流體噴出腔室
216‧‧‧噴射元件
218‧‧‧ACEO電極
220‧‧‧級段狀電極區域
222‧‧‧扁平或非級段狀電極區域
300‧‧‧ACEO流動
302‧‧‧AC電源
304‧‧‧第一輸出端點
306‧‧‧第二輸出端點
400‧‧‧小流體再循環區域
402‧‧‧滑流
500‧‧‧方法
502-508‧‧‧步驟
a‧‧‧電極級段狀區域的寬度
b‧‧‧電極非級段狀區域的寬度
c‧‧‧相鄰電極間的距離
d‧‧‧電極級段狀區域自通道底部至級段狀區域頂緣的高度
e‧‧‧級段狀區域頂緣至通道頂部的距離
茲將藉由範例參照所附諸圖說明此等實施例，其中：圖1顯示一個依據一個實施例被實現為一個噴墨列印系統之流體噴出系統；圖2a顯示依據一個實施例之範例性流體噴出裝置的一部分之頂視圖；圖2b顯示依據一個實施例之範例性流體噴出裝
置的一部分之側視圖；圖3a顯示依據一個實施例之範例性流體噴出裝置以一個AC電壓施加至ACEO電極的一部分之頂視圖；圖3b顯示依據一個實施例之範例性流體噴出裝置以一個AC電壓施加至ACEO電極的一部分之側視圖；圖4顯示依據一個實施例用以例示一個通道內之ACEO幫浦的3-維電極結構之流體噴出裝置的一節段之放大側視圖；而圖5則顯示依據一個實施例之範例性方法的流程圖。
誠如上文可注意到的，該去蓋響應會影響該等噴嘴孔局部、點火室、和流體噴出裝置內之其他在非噴射閒置期與周遭環境介接之附近區域的停滯之墨水體積。通常，去蓋行為趨向於被表明成顏料墨水媒介分離(PIVS)和黏性填料相依性模態之形式。此動態會不利地影響液滴噴出行為，諸如液滴軌跡、液滴速度、液滴形狀、和甚至之液滴顏色。先存改善去蓋響應之方法已大部份聚焦在墨水配方化學性質、配方化學組成、較小之架構調整、調制噴嘴點火參數、和/或服務演算法。然而，此等解決方案經常一直指向特定之印表機/平臺實現體，以及因而並無法提供普遍適當之解決方案。
舉例而言，透過墨水配方中之調整來改善該去蓋響應的成果，經常取決於納入一些關鍵性添加劑，彼等唯有在與特定之弥散化學組成配對時方會獲益。一些聚焦於架構之策略通常己運用了縮短之承架(亦即，自該點火電阻器之中心至該進入墨水-進紙槽之邊緣的長度)與針對噴嘴直徑和電阻器尺寸之修飾。然而，此等技術通常僅會提供極小之性能增益。點火脈衝公用常式在運作為用以攪拌該噴嘴內之墨水有關的子-TOE(啟通能量)混合協定而對抗該去蓋動態之顏料墨水媒介分離(PIVS)形式時，或者藉由更高能量地激勵該遞送室內之墨水體積(在較高之電壓下遞送或透過修飾前驅脈衝配置)來對抗該去蓋響應之黏性填料形式，已在一些標的性架構中顯示了某些改進。然而，再次地，此策略僅提供了特定之非普遍性情境中的邊際增益。一些服務演算法已作用為該主系統基礎固色。然而，彼等服務演算法通常會產生廢棄墨水和相關聯之廢棄墨水儲存難題、印表機內之懸浮微粒、和一些唯有就體現為工作前或工作後活動屬可實行之列印/擦拭協定。
本發明之實施例係透過使用一個會在微流體式環境內產生淨流體流動之交流電滲透(ACEO)幫浦機構更一般地改善該去蓋響應。該ACEO幫浦涉及使用一些具有互相交叉階梯拓撲佈局級段狀(3-維)電極，其中，一些交錯式電極"指部"係以相反之極性(亦即，180°反相)來加以驅動。該等揭露之實施例提供了一個有效之泵抽技術，藉使新鮮墨水自本體供應器(舉例而言，溝槽/墨水槽)沖刷經過該點
火室，以改良該噴射液滴輸出之品質。該泵抽技術並未涉及一個蒸氣泡之形成，或者並不仰賴周遭之微通道的不勻稱性。此外，該技術並不會產生脈衝式流動，其會避免導入額外不必要之噴嘴迸濺和噴嘴間之串擾，以及促成一個與噴嘴點火定序(亦即，噴射事件)無關之連續性泵抽運作。其他優點包括較少出自服務之廢棄墨水和相關地減少服務硬體之數量。
在一個範例性實施例中，一個流體噴出裝置包括一個具有第一和第二端部之流體通道。有一個液滴產生器佈置在該通道內，以及有一個流體貯器與該通道之第一和第二端部形成流體流通。有一個交流電滲透(ACEO)幫浦佈置在該通道內，藉以產生自該貯器在該第一端部處經過該通道而回至該貯器在該第二端部處之淨流體流動。在一個實現體中，該ACEO幫浦包括多數在該通道底部之電極，其中，每個電極係縱長延伸橫跨該通道之寬度，以及係與該淨流體流動方向正交。一個耦合至一個AC電源之第一端點的第一群組的電極，係以一種交替方式與一個耦合至該AC電源之第二端點的第二群組的電極相交錯。
在另一範例性實施例中，有一個處理器可讀取式媒體，會儲存代表可執行式指令之程式碼。該等指令在被該處理器執行時，可使該處理器供應相反電極性給一個流體通道內之相鄰電極。該流體通道包括一個噴嘴和一個腔室，以及該等電極包含一些互相交叉式3-維電極，彼等各具有一個級段狀區域和一個非級段狀區域。該等指令進一
步可使該處理器重複切換該等施加至每個電極之電極性，使產生一個經過該通道之淨流體流動。該等指令進一步可使該處理器噴射流體，使在流過該腔室時流過該噴嘴。
圖1例示一個依據本發明的一個實施例被實現為一個噴墨列印系統100之流體噴出系統。該噴墨列印系統100，通常包括一個噴墨列印頭組體102、一個墨水供應器組體104、一個架置組體106、一個媒體輸送組體108、一個電子印表機控制器110、和至少一個用以提供電力給該噴墨列印系統100之各種電氣組件的電源供應器112。在某些實現體中，該電源供應器112可包括一個AC電源供應器，以供應AC電力給該流體噴出裝置114內之ACEO(交流電滲透)幫浦機構126。在此一實施例中，該等流體噴出裝置114，係被實現為一個液滴噴出列印頭114。該噴墨列印頭組體102至少包括一個液滴噴出列印頭114，其會使墨水滴噴射經過多數之管口或噴嘴116而朝向該列印媒體118而使列印至該列印媒體118上面。該列印媒體118可為任何類型之適當成片或成卷的材料，諸如紙張、卡片紙料、幻燈片、邁拉(聚酯薄膜，Mylar)、等等。該等噴嘴116通常係被安排成一或多個行列或陣列，以致自該等噴嘴116適當定序地噴射墨水，可在該噴墨列印頭組體102和列印媒體118彼此相對移動時，使字元、符元、和/或其他圖形或影像列印在該列印媒體118上面。
該墨水供應器組體104，會供應流體墨水給該列
印頭組體102，以及係包括一個用以儲存墨水之貯器120。墨水係自該貯器120流動至該噴墨列印頭組體102。該等墨水供應器組體104和噴墨列印頭組體102，可形成一個單向墨水遞送系統或一個巨再循環墨水遞送系統。在一個單向墨水遞送系統中，所有供應至該噴墨列印頭組體102之墨水，實質上會在列印期間被耗盡。然而，在一個巨再循環墨水遞送系統中，唯有部份供應至該列印頭組體102之墨水會在列印期間被耗盡。列印期間未被耗盡之墨水會返回至該墨水供應器組體104。
在某些實現體中，該等噴墨列印頭組體102和墨水供應器組體104，係一起裝在一個墨水匣或筆中。在其他實現體中，該墨水供應器組體104係與該噴墨列印頭組體102分開，以及會透過一個類似供應管等介面連結而供應墨水給該噴墨列印頭組體102。在任何一個實現體中，該墨水供應器組體104之貯器120可能會被移除、更換、及/或再充填。在該等噴墨列印頭組體102和墨水供應器組體104一起裝在一個墨水匣中之情況中，該貯器120可包括一個位於該墨水匣內之本地貯器，加上一個在位置上與該墨水匣分開的較大之貯器。該分開的較大貯器係被用來再充填該本地貯器。因此，該分開的較大貯器和/或該本地貯器可能會被移除、更換、及/或再充填。
該架置組體106會相對於該媒體輸送組體108而安置該噴墨列印頭組體102，以及該媒體輸送組體108會相對於該噴墨列印頭組體102而安置該列印媒體118。因此，
一個列印區域122係界定與該等噴嘴116相鄰而在該等噴墨列印頭組體102與列印媒體118間的一個區域內。在一個實現體中，該噴墨列印頭組體102係一個掃瞄類型之列印頭組體。就此而論，該架置組體106包括一個墨水匣，藉以相對於該媒體輸送組體108，移動該噴墨列印頭組體102而掃瞄該列印媒體118。在另一個實現體中，該噴墨列印頭組體102係一個非掃瞄類型之列印頭組體。就此而論，該架置組體106會相對於該媒體輸送組體108，使該噴墨列印頭組體102固定在一個規定之位置處。因此，該媒體輸送組體108會相對於該噴墨列印頭組體102而安置該列印媒體118。
在一個實現體中，該噴墨列印頭組體102包括一個列印頭114。在另一個實現體中，該噴墨列印頭組體102為一個寬陣列多頭列印頭組體。在該等寬陣列組體中，一個噴墨列印頭組體102通常包括一個托架，其會承載該等列印頭114、提供該等列印頭114與電子控制器110間之電氣通訊、及提供該等列印頭114與墨水供應器組體104間之流體連通。
在一個實施例中，該噴墨列印系統100係一個按需噴墨熱氣泡噴墨列印系統。其中，該(等)列印頭114係一個熱噴墨列印頭(TIJ)。該TIJ列印頭會在一個墨水腔室內實現一個熱電阻器噴射元件，藉以使墨水蒸發及建立氣泡，彼等會迫使墨水或其他流體液滴離開一個噴嘴116。在另一個實施例中，該噴墨列印系統100係一個按需噴墨壓電噴墨列印系統，其中，該(等)列印頭114係一個壓電噴墨(PIJ)列
印頭，其會使一個壓電材料致動器實現為一個噴射元件，藉以產生一些會迫使墨滴離開一個噴嘴之壓力脈衝。
該電子印表機控制器110，通常包括一或多個處理器111、韌體、軟體、一或多個包括揮發性和非揮發性記憶體組件之電腦/處理器可讀取式記憶體組件113、和其他用以與該等噴墨列印頭組體102、架置組體106、和媒體輸送組體108相通訊及加以控制之印表機電子元件。該電子控制器110會接收來自一個類似電腦等主控系統之資料124，以及暫時將該資料124儲存進該記憶體113內。通常，該資料124係沿著一個電子、紅外線、光學、或其他資訊傳遞路徑，使傳送給該噴墨列印系統100。該資料124舉例而言係代表一個要被列印之文件和/或檔案。就此而論，該資料124會就該噴墨列印系統100形成一個列印工作，以及包括一或多個列印工作指令和/或指令參數。
在一個實現體中，該電子印表機控制器110會控制該噴墨列印頭組體102，使自該噴嘴116噴射墨滴。因此，該電子控制器110會界定一個噴射墨滴樣式，其會在該列印媒體118上面形成一些字元、符元、和/或其他圖形或影像。該噴射墨滴樣式係由該等列印工作指令和/或指令參數來決定。
在一個實現體中，該電子控制器110包括一個儲存在該控制器110的一個記憶體113內之ACEO幫浦模組128。該ACEO幫浦模組128包括一些可被該控制器110的一或多個處理器111執行之編碼指令，以使該(等)處理器111
實現各種與該ACEO幫浦126之蓮作有關的功能。因此，舉例而言，該ACEO幫浦模組128會執行而在一個噴墨列印頭114之流體微環境內建立一些AC電場，以產生一個經過該列印頭114之微流體通道的淨流體流動。更明確而言，該ACEO幫浦模組128會執行而控制施加至該等列印頭通道內之3-維級段狀電極的AC電壓之時序、頻率、和幅度。施加AC電壓會極化該等電極，以及會使電荷聚集在該接觸之流體(亦即，墨水)內，使朝向該等電極表面遷移，以及會如下文參照圖3和4所討論，在一些指定之方向中透過彼等與一些局部電極邊際之邊際電場的互動而被清除。在不同之實現體中，該ACEO幫浦模組128可執行而以不同之方式極化該等電極。舉例而言，該ACEO幫浦模組128可執行而產生正弦波(舉例而言，來自一個AC電源)或方波(舉例而言，來自一個數位電路)以極化該等電極。
圖2顯示依據本發明的一個實施例之範例性流體
噴出裝置114(亦即，列印頭114)的一部分之頂視圖(圖2a)和側視圖(圖2b)。該列印頭114包括一個其內形成有一個流體槽溝202或溝槽之基體200(舉例而言，玻璃、矽)。通常，該列印頭114之流體槽溝202和其他特徵在形成上係使用各種精密微製造技術，諸如電鑄、雷射濺鍍、各向異性蝕刻、濺射、迴轉塗佈、乾刻蝕、照相平版印刷術、鑄製、澆鑄、衝鍛、加工、等等。再次參照圖2，該列印頭114進一步包括一個流體通道204，其係自該通道之第一端部206處的流體槽溝202延伸回至該通道之第二端部208處的流體槽溝
202。該等第一和第二通道端部(206,208)，取決於流體流經該通道204之方向，可分別被指稱為通道入口206和通道出口208。在某些實現體中，該列印頭114亦包括一些耐顆粒架構210。誠如本說明書所使用，耐顆粒架構(PTA)係指稱一些障壁物件，彼等係置於該流體/墨水路徑(舉例而言，通道入口206和出口208)中，以避免類似灰塵和空氣泡等顆粒妨礙到墨水或列印流體之流動。該等PTA 210有助於避免顆粒阻斷該等噴射腔室和/或噴嘴116。
該列印頭114的每個通道204包括一個用以噴射
液滴使離開該列印頭之液滴產生器212。每個液滴產生器212包括一個流體噴出腔室214和相聯結之噴嘴116。在每個噴射腔室214之底部上面有一個噴射元件216，其會起動而使流體自該腔室214噴射經過該噴嘴116。在一個實現體中，該噴射元件216包含一個熱電阻器加熱元件。起動該熱電阻器使噴射一個液滴，包括使電流通過該元件，其會加熱該元件及會使該腔室214內一小部分之流體蒸發。該蒸氣泡之形成會迫使液滴經過該噴嘴116。在另一個實現體中，該噴射元件216包含一個壓電材料致動器。起動該壓電材料致動器來噴射液滴，包括施加一個電壓使橫跨一個會使該致動器變形之壓電薄膜、在該腔室214內產生一個壓力脈衝，其會迫使液滴離開該噴嘴116。
該列印頭114的每個通道204額外包括一個
ACEO幫浦機構126，其包含多數之ACEO電極218。該等電極218係佈置在該通道204之底部上面，以致該等電極長度
會在該通道204之側部間延伸橫跨該通道寬度。該等電極長度(亦即，電極"指部")會延伸橫跨該通道寬度，以致該等電極對該通道204之長度和通過該通道204之流體的最終淨流動兩者均成直角。誠如下文參照圖4進一步所討論，每個電極218包含一個3-維結構，其包括一個級段狀電極區域220和一個扁平或非級段狀電極區域222。
圖3顯示依據本發明的一個實施例之範例性流體
噴出裝置114(亦即，列印頭114)以一個AC電壓施加至ACEO電極210的頂視圖(圖3a)和側視圖(圖3b)。上述用來起動該等ACEO電極218之AC電壓，通常係一個級次為1-3 Vpp之低電壓，不過，其他電壓係屬可能以及為本發明所預期。
施加該AC電壓會極化該等電極，以及會產生一個淨流體流動(亦即，ACEO流動300)，使經過該列印頭通道204。更明確而言，當該AC電壓如圖3b中所顯示地施加至該等電極218時，會有一些相鄰互相交叉式電極"指部"被驅動至相反之電極性(亦即，彼此180°反相)。該等電極指部之相反電極性，會在所施加之AC電壓的頻率下被重複切換。該AC電壓之施加係如圖3中所示，部份藉由使該等電極之交替"指部"耦合至該AC電源302之不同輸出端點來達成。因此，該第一群組之電極218係耦合至該AC電源302之第一輸出端點304，而與該第一群組之電極218相交替或交錯於其間的另一群組之電極218，係耦合至該AC電源302之第二輸出端點306。此外，該AC電壓之施加，包括藉由以該控制器110的一個處理器來執行該ACEO幫浦模組128之編碼指令而控制
該AC電源302。此等控制舉例而言包括控制施加給該等電極218之AC電壓的頻率和幅度。
圖4顯示依據本發明的一個實施例用以例示一個
通道204內之ACEO幫浦126的3-維電極結構之列印頭114的一個節段之放大側視圖。圖4中所顯示之側視圖一般係圖3b之側視圖的左側部分。因此，圖4之左側處的通道側壁係對應於圖3b之左側處的通道側壁，以及圖4之通道204的右側如圖3b中所示，係繼續至該等腔室214和流體槽溝202。當被極化時，該等電極218會使電荷聚集在接觸流體(亦即，墨水)內，使遷移朝向該等電極表面，以及會在一些指定之方向中透過彼等與一些局部電極邊際之邊際電場的互動而被清除。為令該墨水內之電荷群組遷移及使一個淨流體流動(亦即，ACEO流動300)在一個共同規定之方向中經過該通道204，該等電極218之實現係涉及使用一些具有互相交叉式階梯拓撲佈局之3-維級段狀電極，其中，一些相反電極性(亦即，180°反相)之電極"指部"係彼此相交錯。此交錯式樣式的每個電極指部係包含兩個高度截然不同的區域。
每個電極218之第一高度區域，係一個有第一高度之級段狀電極區域220。該級段狀區域220係延伸橫跨一個電極指部之寬度的中途。每個電極218中之第二高度區域，係一個具有第二高度之非級段狀區域222或平坦區域。該非級段狀區域222係延伸橫跨該電極指部之寬度的途中之其餘部分。
該等電極218中之不同高度的區域(亦即，級段狀區域220和非級段狀區域222)結合所施加之時間相依性極
性轉換訊號(舉例而言，來自該AC電源302之AC電壓)連同該互相交叉式ACEO階梯拓撲佈局中之每一級段8的每個電極21，會形成一些小流體再循環區域400(圖4中表示為橢圓虛線)。誠如圖4中所例示，每個再循環區域400之頂緣會在一個順向方向中迴轉，其係與每個電極218之高起級段狀區域220本有之滑流402(圖4中表示為一條直虛線)。該再循環區域400內凹係低於該級段狀區域220，以致該級段狀區域220會提供一個實體遮蔽物，其會使每個再循環區域400在反向方向中流動之底緣，避免與滑流402和該整體淨ACEO流體流動300對抗。就此而論，上述橫跨該級段狀區域220之頂部的滑流402和該再循環區域400之頂緣中的流動，會合作而協同地在一個共同之方向中推動該流體。此流動中之合作會產生一個淨ACEO流體流動300，其係與該等配置該通道204內之電極指部的方位成直角。此外，該AC電壓幅度和頻率(亦即，藉由執行該控制器110之ACEO幫浦模組128)中之受控式變動，可改變該滑流402和該再循環區域400內之迴轉流動，以強化該淨ACEO流體流動300。上述經過該等通道204和腔室214之ACEO流體流動300，會提供新鮮之墨水給該流體噴出噴嘴，其係有助於抵補上文注意到的去蓋行為。
改變該通道204內之電極218覆蓋區寬高比，會影
響該ACEO淨流動經過該通道204之程度。在某些實現體中，該等電極218之寬高比和彼等在該通道204內之間隔，如圖4中所示，就給定之維度a、b、c、d、和e而言，大約
為1：1：1：1：1。圖4中所顯示之維度包括；a，該電極218之級段狀區域220的寬度；b，該電極218之非級段狀區域222的寬度；c，該通道204中之相鄰電極間的距離；d，該電極218之級段狀區域220自該通道204之底部至該級段狀區域220之頂緣的高度；和e，自該級段狀區域220之頂緣至該通道204之頂部的距離。在一個特定之範例中，在該通道204之高度的級次為10微米之情況中，該等維度a、b、c、d、和e大約為5微米。上述應用至此等電極維度之1：1：1：1：1寬高比和彼等在該通道204內之間隔，已發現會提供經過該通道之強化的ACEO液體流動300。然而，該等電極維度和在該通道204內之間隔，並非受限於此關係，以及其他會提供有利之淨流動的寬高比亦為本發明所預期。
誠如上文可注意到的，該列印頭114之特徵可使
用各種精密微製造技術來形成，諸如電鑄、雷射濺鍍、各向異性蝕刻、濺射、迴轉塗佈、乾刻蝕、照相平版印刷術、鑄製、澆鑄、衝鍛、加工、等等。因此，該電極218中之級段狀區域220的高度在形成上，舉例而言，藉由澱積及加工一個SU8材料，接著是澱積及加工金屬層，其會覆蓋該SU8以及會形成該非級段狀區域222之電極金屬和該級段狀區域220之頂部、側部、和底部。在某些實現體中，該等電極218之金屬層係由一些會提供該等電極218有益之保護使對抗各種墨水化合物之腐蝕效應的鉑和/或鉑族材料。雖然鉑和鉑族材料係論述為形成該等電極218之候選對象，其他適當之金屬材料亦屬可能，以及為本發明所預期。
圖5顯示依據本發明的一個實施例之範例性方法
500的流程圖。該方法500係與具有一個如本說明書所討論之ACEO幫浦機構的流體噴出裝置114相關，以及係與上文參照圖1-4所討論之實施例相關聯。該方法500中所顯示之步驟的細節，可見於此等實施例之相關討論中。該方法500之步驟可能被體現為一些程式規劃指令，彼等係儲存在一個電腦/處理器可讀取式媒體上面，諸如一個如圖1中所顯示之控制器110的記憶體113。在一個實施例中，該方法500之步驟的實現體可能由一個類似圖1所顯示之處理器111的處理器讀取及執行此等程式規劃指令來達成。雖然該方法500之步驟係例示在某一特定之順序中，本發明並非受限於此一關係。更確切地說，一般可以預期的是，各種步驟可能在不同於所顯示之順序中發生，以及/或者與其他步驟同時發生。
該方法500係自區塊502處開始，其中所顯示之第
一步驟係施加一個相反之電極性至一個流體通道中之相鄰電極。該通道包括一個噴嘴和一個腔室，以及該等電極包含一些互相交叉式3-維電極，彼等各具有一個級段狀區域和一個非級段狀區域。在區塊504處，該方法500之次一步驟係要重複地切換該等施加至每個電極之電極性，使產生一個經過該通道之淨流體流動。重複地切換該等電極性，包含施加一個AC電壓至該等電極。在不同之實現體中，一個用以執行來自該ACEO幫浦模組128之指令的處理器，會藉由控制正弦波(舉例而言，來自一個AC電源)或方波(舉例
而言，來自一個數位電路)之產生而極化該等電極，來控制該等電極性之切換。在其他實現體中，該等電極可不須處理器控制，而由一個耦合至該等電極之單一波形產生器來加以驅動。重複地切換該交錯式/互相交叉式電極之電極性，會在該電極之級段狀區域上面產生滑移流體流動，以及在該電極之非級段狀區域上面產生一個流體再循環區域。該再循環區域具有一個在一個會促成該滑移流體流動之順向方向中流動的頂緣和一個在反向方向中流動之底緣。
在區塊506處，該方法500之次一步驟，係要改變
該AC電壓幅度和頻率，以改變該滑移流體流動和該流體再循環區域，而強化經過該通道之淨流體流動。在該方法500之區塊508處，次一步驟係使流體在流經該腔室時噴射通過該噴嘴。使流體噴射通過該噴嘴，包含藉由施加一個電壓至該噴射元件來啟動該腔室內的一個噴射元件。在不同之實現體中，該噴射元件係選擇自上述由一個熱電阻器和一個壓電薄膜所組成之群組。
114‧‧‧流體噴出裝置
116‧‧‧噴嘴
202‧‧‧流體槽溝
204‧‧‧列印頭通道
206‧‧‧通道第一端部
208‧‧‧通道第二端部
210‧‧‧ACEO電極
212‧‧‧液滴產生器
214‧‧‧流體噴出腔室
216‧‧‧噴射元件
218‧‧‧ACEO電極
220‧‧‧級段狀電極區域
222‧‧‧扁平或非級段狀電極區域
300‧‧‧ACEO流動
Claims (16)
- 一種流體噴出裝置，其包含：一個具有第一和第二端部之流體通道；一個配置在該通道之一底部上之液滴產生器；一個與該等第一和第二端部形成流體連通之流體貯器；以及一個配置在該通道之該底部上之交流電滲透(ACEO)幫浦，用以產生在該第一端部自該貯器經過該通道而在該第二端部處回至該貯器之淨流體流動，其中該ACEO幫浦具有於淨流體流動的方向與一相對AC極性之多個電極交替配置之一第一AC極性之多個電極。
- 如申請專利範圍第1項之流體噴出裝置，其中該ACEO幫浦包含多數在該通道之底部的電極，每個電極係沿長度方向地延伸跨越該通道之一寬度，以及係與經過該通道之淨流體流動的方向成正交。
- 如申請專利範圍第1項之流體噴出裝置，其中該液滴產生器包含一個選自由一個熱電阻器和一個壓電薄膜所組成之群組的噴射元件。
- 一種流體噴出裝置，其包含：一個具有第一和第二端部之流體通道；一個配置在該通道內之液滴產生器；一個與該等第一和第二端部形成流體連通之流體貯器；以及 一個配置在該通道內之交流電滲透(ACEO)幫浦，用以產生在該第一端部自該貯器經過該通道而在該第二端部處回至該貯器之淨流體流動，其中該幫浦具有多個電極，該等電極係各沿長度方向地延伸跨越該通道之一寬度，並與經過該通道之淨流體流動的方向成正交，該等多個電極包括：一個耦合至一個AC電源之一第一端點的第一群組之電極；以及一個耦合至該AC電源之一第二端點的第二群組之電極；其中來自該第一群組之電極係以交替方式在來自該第二群組之電極中互相交插。
- 一種流體噴出裝置，其包含：一個具有第一和第二端部之流體通道；一個配置在該通道內之液滴產生器；一個與該等第一和第二端部形成流體連通之流體貯器；以及一個配置在該通道內之交流電滲透(ACEO)幫浦，用以產生在該第一端部自該貯器經過該通道而在該第二端部處回至該貯器之淨流體流動，其中該幫浦具有多個電極，該等電極係各於長度方向延伸跨越該通道之一寬度，並與經過該通道之淨流體流動的方向成正交，每個電極具有：一個延伸跨越該電極之一第一寬度的級段狀區 域；以及一個延伸跨越該電極之一其餘寬度的非級段狀區域。
- 如申請專利範圍第5項之流體噴出裝置，其中該等級段狀和非級段狀區域跨越該電極之寬度尺寸實質上相等。
- 如申請專利範圍第6項之流體噴出裝置，其中該等電極間之間隔實質上等於該等電極之級段狀和非級段狀區域的寬度尺寸。
- 如申請專利範圍第6項之流體噴出裝置，其中該級段狀區域具有一個自該通道之底部延伸至該級段狀區域之一頂緣的高度尺寸，該高度尺寸實質上等於該等電極之級段狀和非級段狀區域的寬度尺寸。
- 如申請專利範圍第8項之流體噴出裝置，其中該通道包含一個在其底部與頂部間之通道高度，以及該等電極之該級段狀區域的該高度尺寸實質上等於該通道高度的一半。
- 如申請專利範圍第5項之流體噴出裝置，其中該級段狀區域的寬度、該非級段狀區域的寬度、該通道中之相鄰電極間的距離、該級段狀區域自該通道之底部至該級段狀區域之頂緣的高度、和自該級段狀區域之頂緣至該通道之頂部的距離之比大約為1：1：1：1：1。
- 一種處理器可讀媒體，儲存代表指令之程式碼，該等指令在由一個處理器執行時可使該處理器進行下列動作：施加相反之電氣極性給一個包括一個噴嘴和一個腔室之流體通道中的相鄰電極，其中該等電極包含一些互相交插式三維電極，該等電極各具有一個級段狀區域 和一個非級段狀區域；重複地切換施加至每個電極之電氣極性，使產生一個經過該通道之淨流體流動；以及使流體流過該腔室時經該噴嘴噴出。
- 如申請專利範圍第11項之處理器可讀媒體，其中重複地切換該等電氣極性，包含施加從由一個AC正弦波形和一個方波形所組成之群組選出的一個波形給該等電極。
- 如申請專利範圍第12項之處理器可讀媒體，其中重複地切換該等電氣極性會在該電極之級段狀區域上面產生一個滑移流體流動，以及會在該電極之非級段狀區域上面產生一個流體再循環區域，該流體再循環區域具有在一個順向方向流動而促成該滑移流體流動之頂緣和一個在反向方向流動之底緣。
- 如申請專利範圍第13項之處理器可讀媒體，其中該等指令進一步可使該處理器改變AC電壓幅度和頻率，以改變該滑移流體流動和該流體再循環區域，而增強經過該通道之淨流體流動。
- 如申請專利範圍第11項之處理器可讀媒體，其中該等指令進一步可使該處理器藉由施加一個電壓至該腔室內的一個噴射元件來起動該噴射元件而使流體經該噴嘴噴出。
- 如申請專利範圍第15項之處理器可讀媒體，其中該噴射元件係選自由一個熱電阻器和一個壓電薄膜所組成之群組。
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