專(zhuān)利名稱(chēng)：流體噴射裝置的制作方法
流體噴射裝置
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本申請(qǐng)涉及同 一天提交的、轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)
11/520,883 (代理人巻號(hào)200602824 )，在此以引用方式將該美國(guó)專(zhuān) 利申請(qǐng)并入本文；本申請(qǐng)還涉及同一天提交的、轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)11/520,877 (代理人巻號(hào)200602825》，在此也以引用 方式將該美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)并入本文。
背景技術(shù)：
噴墨打印系統(tǒng)作為流體噴射系統(tǒng)的 一種實(shí)施方式，可包括打印 頭、向打印頭提供液體墨水的墨水供應(yīng)器、以及控制打印頭的電子控 制器。打印頭作為流體噴射裝置的一種實(shí)施方式，通過(guò)多個(gè)噴嘴或者 孔朝向打印介質(zhì)(諸如， 一張紙)噴射墨滴，從而在該打印介質(zhì)上打 印。典型地，孔被設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)列或陣列，使得隨著打印頭和打 印介質(zhì)相對(duì)于彼此移動(dòng)，來(lái)自該孔的正確順序的墨水噴射導(dǎo)致字符或 其它圖像被打印在打印介質(zhì)上。
一種類(lèi)型的打印頭包括壓電致動(dòng)的打印頭。這種壓電致動(dòng)的打印 頭包括，限定了流體腔的基板、由該基板支撐在該流體腔上方的柔性 膜、以及提供在該柔性膜上的致動(dòng)件。在一種布置中，該致動(dòng)件包括 當(dāng)其被施加電壓時(shí)會(huì)變形的壓電材料。這樣，當(dāng)該壓電材料變形時(shí)， 柔性膜偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致來(lái)自流體腔并通過(guò)與流體腔連通的孔的流體噴 射。這種打印頭的制造和工作面臨各種挑戰(zhàn)。由于這些和其它原因， 因此需要本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一方面提供了 一種流體噴射裝置。這種流體噴射裝置包 括具有流體通道的基板、由該基板支撐并且延伸至該流體通道長(zhǎng)度 的柔性膜、提供在該柔性膜的第一部分上的致動(dòng)件、以及提供在該柔 性膜的第二部分上的加固構(gòu)件，使得所述致動(dòng)件適于使該柔性膜的第 一部分相對(duì)于該流體通道而偏轉(zhuǎn)，而該加固構(gòu)件支撐該柔性膜的第二部分。


圖1為圖示出根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的框圖。
圖2為圖示出根據(jù)本發(fā)明的打印頭組件的 一部分的 一種實(shí)施方式 的示意圖。
圖3為圖示出圖2的打印頭組件的一部分的一種實(shí)施方式的示意 性剖視圖。
圖4為圖示出根據(jù)本發(fā)明的打印頭組件的一部分的一種實(shí)施方式 的示意性分解透視圖。
圖5為圖示出根據(jù)本發(fā)明的打印頭組件的一部分的一種實(shí)施方式 的示意圖。
圖6為圖示出圖5的打印頭組件的一部分的一種實(shí)施方式的示意
性剖視圖。
圖7A-7C為圖示出根據(jù)本發(fā)明的打印頭組件的工作的 一種實(shí)施方
式的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式
在下面的詳細(xì)描述中，將參考附圖，該附圖構(gòu)成本文的一部分， 并且其中作為圖示說(shuō)明而示出了可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施方式

。在這 一點(diǎn)上，參照被描述的附圖的方位來(lái)使用方向性的術(shù)語(yǔ)，例如"頂部 的"、"底部的"、"前"、"后"、"在前的"、"尾部的"等。因?yàn)楸景l(fā)明 的實(shí)施方式的部件能夠以許多不同的方位定位，所以這些方向性術(shù)語(yǔ) 只是用于說(shuō)明目的，而決不是用來(lái)限制?？梢岳斫獾氖?，也可以使用 其它實(shí)施方式，并且在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可進(jìn)行結(jié)構(gòu)上或邏 輯上的改變。因此，下面的詳細(xì)描述并不旨在限制，而本發(fā)明的范圍 由所附權(quán)利要求限定。
圖1圖示出根據(jù)本發(fā)明的一種噴墨打印系統(tǒng)10的一種實(shí)施方式。 噴墨式打印系統(tǒng)10構(gòu)成流體噴射系統(tǒng)的一種實(shí)施方式，其包括諸如 打印頭組件12的流體噴射裝置，以及諸如墨水供應(yīng)組件14的流體供 應(yīng)器。在圖示的實(shí)施方式中，噴墨打印系統(tǒng)10還包括安裝組件16、介質(zhì)傳送組件18以及電子控制器20。
作為流體噴射裝置的一種實(shí)施方式，打印頭組件12根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施方式而形成，并且通過(guò)多個(gè)孔或者噴嘴13噴射包括一種或多 種彩色墨水的墨滴。盡管下面的描述涉及來(lái)自打印頭組件12的墨水 噴射，但是應(yīng)該理解的是，從打印頭組件12也可以噴射其它液體、 流體或者可流動(dòng)的材料。
在一種實(shí)施方式中，墨滴被朝向諸如打印介質(zhì)19的介質(zhì)引導(dǎo)， 從而打印在打印介質(zhì)19上。典型地，噴嘴13被布置成一個(gè)或多個(gè)列 或陣列，使得在一個(gè)實(shí)施方式中，隨著打印頭組件12和打印介質(zhì)19 相對(duì)于彼此移動(dòng)，來(lái)自噴嘴13的正確順序的墨水噴射導(dǎo)致字符、符 號(hào)和/或其它圖形或圖像被打印在打印介質(zhì)19上。
打印介質(zhì)19包括，例如，紙、卡片紙料、信封、標(biāo)簽、透明膜、 紙板、剛性面板等等。在一個(gè)實(shí)施方式中，打印介質(zhì)19是連續(xù)形式 的，或連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)打印介質(zhì)19。這樣，打印介質(zhì)19可包括連續(xù)成巻 的未打印紙。
作為流體供應(yīng)器的一種實(shí)施方式，墨水供應(yīng)組件14,向打印頭組 件12供應(yīng)墨水，并且包括用于保存墨水的貯存器15。這樣，墨水從 貯存器15流向打印頭組件12。在一種實(shí)施方式中，墨水供應(yīng)組件14 和打印頭組件12形成再循環(huán)墨水輸送系統(tǒng)。這樣，墨水從打印頭組 件12流回到貯存器15。在一種實(shí)施方式中，打印頭組件12和墨水供 應(yīng)組件14 一起被容納在噴墨或流體噴射的筒或筆中。在另一實(shí)施方 式中，墨水供應(yīng)組件14與打印頭組件12分離，并且通過(guò)諸如供應(yīng)管 (未示出)的接口連接將墨水供應(yīng)到打印頭組件12。
安裝組件16將打印頭組件12相對(duì)于介質(zhì)傳送組件18定位，而 介質(zhì)傳送組件18將打印介質(zhì)19相對(duì)于打印頭組件12定位。這樣， 打印頭組件12將墨滴沉淀于其中的打印區(qū)域17被限定為在打印頭組 件12與打印介質(zhì)19之間的區(qū)域中并且與噴嘴13相鄰。在打印期間， 打印介質(zhì)19通過(guò)介質(zhì)傳送組件18一皮向前移動(dòng)穿過(guò)打印區(qū)域17。
在一種實(shí)施方式中，打印頭組件12是一種掃描類(lèi)型的打印頭組 件，并且在打印介質(zhì)19上進(jìn)行的條帶打印期間，安裝組件16將打印 頭組件12相對(duì)于介質(zhì)傳送組件18和打印介質(zhì)19移動(dòng)。在另一實(shí)施 方式中，打印頭組件12是一種非掃描類(lèi)型的打印頭組件，在打印介質(zhì)19上進(jìn)行的條帶打印期間，安裝組件16將打印頭組件12相對(duì)于 介質(zhì)傳送組件18固定在指定位置，而介質(zhì)傳送組件18將打印介質(zhì)19 向前移動(dòng)通過(guò)該指定位置。
電子控制器20與打印頭組件12、安裝組件16和介質(zhì)傳送組件 18通信。電子控制器20從諸如計(jì)算機(jī)的主機(jī)系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)21,并且 包括存儲(chǔ)器以用于臨時(shí)保存數(shù)據(jù)21。典型地，數(shù)據(jù)21沿電子、紅外、 光學(xué)或其它信息傳輸路徑被發(fā)送到噴墨打印系統(tǒng)10。數(shù)據(jù)21代表了 ， 例如，將要打印的文檔和/或文件。這樣，數(shù)據(jù)21形成噴墨打印系統(tǒng) 10的打印作業(yè)，并且包括一個(gè)或多個(gè)打印作業(yè)命令和/或命令參凄t。
在一個(gè)實(shí)施方式中，電子控制器20提供對(duì)打印頭組件12的控制， 包括對(duì)來(lái)自噴嘴13的墨滴噴射的時(shí)間控制。這樣，電子控制器20限 定了噴射的墨滴的圖案，該圖案在打印介質(zhì)19上形成字符、符號(hào)和/ 或其它圖形或圖像。因此，時(shí)間控制和噴射的墨滴的圖案由打印作業(yè) 命令和/或命令參數(shù)確定。在一種實(shí)施方式中，形成電子控制器20的 一部分的邏輯和驅(qū)動(dòng)電路位于打印頭組件12上。在另一種實(shí)施方式 中，形成電子控制器20的一部分的邏輯和驅(qū)動(dòng)電路不位于打印頭組 件12上。
圖2-圖4圖示出打印頭組件12的一部分的一種實(shí)施方式。作為 流體噴射裝置的一種實(shí)施方式，打印頭組件12,包括基板120、柔性 膜130、致動(dòng)件140以及加固構(gòu)件150。如下面所描述的那樣，基板 120、柔性膜130、致動(dòng)件140以及加固構(gòu)件150一皮布置和相互作用， 以/人打印頭組件12噴射流體液滴。
在一種實(shí)施方式中，基板120具有限定在其中的多個(gè)流體通道 160。在一種實(shí)施方式中，流體通道160與流體的供應(yīng)器連通，每個(gè) 流體通道160包括流體入口 162、流體增壓室164、流體噴射腔166 以及流體出口 168。這才羊，流體增壓室164與流體入口 162連通，流 體噴射腔166與流體增壓室164連通，流體出口 168與流體噴射腔166 連通。在一個(gè)實(shí)施方式中，流體入口 162、流體增壓室164、流體噴 射腔166以及流體出口 168同軸。在實(shí)施方式中，流體通道160具有 大致矩形輪廓，而流體增壓室164和流體噴射腔166中的每一個(gè)由平 ^^的側(cè)壁形成。
在一種實(shí)施方式中，基板120為硅基板，通過(guò)使用光刻和蝕刻技術(shù)將流體通道160形成在基板120上。
在一個(gè)實(shí)施方式中，流體的供應(yīng)通過(guò)流體供應(yīng)通路170被分布并 且與每個(gè)流體通道160的流體入口 162連通。在一個(gè)實(shí)施方式中，流 體供應(yīng)通路170是與每個(gè)流體通道160的流體入口 162連通的單個(gè)的 或者公用的流體供應(yīng)通^各。這樣，通過(guò)流體入口 162，流體被從流體 供應(yīng)通路170的流體分布到增壓室164，并通過(guò)流體增壓室164纟皮分 布到每個(gè)流體通道160的流體噴射腔166。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè) 流體通道160的流體出口 168形成打印頭組件12的流體噴嘴或孔， 使得流體通過(guò)流體出口/噴嘴168從流體噴射腔166噴出，如下面所描 述的那樣。
在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)流體通道160均包括縮窄部分165。在 一個(gè)實(shí)施方式中，縮窄部分165通過(guò)將位于流體增壓室164與流體噴 射腔166之間的每個(gè)流體通道160變窄而形成。更具體而言，在一個(gè) 實(shí)施方式中，流體通道160在縮窄部分165處的寬度比沿流體增壓室 164與沿流體噴射腔166的流體通道160的寬度小。因此，在一個(gè)實(shí) 施方式中，縮窄部分165形成位于流體增壓室164與流體噴射腔166 之間的每個(gè)流體通道160的頸部。
在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)流體通道160的縮窄部分165由伸入到 每個(gè)流體通道160中的一對(duì)相對(duì)的突起169形成。在一個(gè)實(shí)施方式中， 突起169的高度基本上等于流體通道160的深度。因此，如下所述的 那樣，在一個(gè)實(shí)施方式中，突起169(以及因此阻塞部分165)接觸 柔性膜130，并且在流體增壓室164與流體噴射腔166之間提供對(duì)柔 性膜130的支撐。突起169的形狀和尺寸可以變化，例如，從諸如所 描述的類(lèi)似弧形形狀，到類(lèi)似不等邊四邊形形狀或者其它的向柔性膜 130提供足夠的機(jī)械支撐的有利于流體動(dòng)力的形狀。
在一個(gè)實(shí)施方式中，縮窄部分165的寬度(并因此突起169的寬 度)被選擇，以便基本上不影響諸如從流體通道160噴射出的液滴的 液滴速度和液滴尺寸等的特性。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，流體通道 160的深度大約為90微米，流體通道160的寬度在大約300微米至大 約600微米的范圍內(nèi)，每個(gè)突起169的寬度(垂直于流體通道160的 側(cè)壁進(jìn)行測(cè)量)大約為IO(M效米。
在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)流體通道160均包括會(huì)聚部分167。在一個(gè)實(shí)施方式中，會(huì)聚部分167提供在流體噴射腔166與流體出口 168 之間。這樣，會(huì)聚部分167將來(lái)自流體噴射腔166的流體引導(dǎo)到流體 出口 168。因此，會(huì)聚部分167形成流體或流動(dòng)會(huì)聚結(jié)構(gòu)。在打印頭 組件12工作期間，會(huì)聚部分167減少了在通道160都只由直角形成 的情況下可能會(huì)產(chǎn)生的湍流。另外，會(huì)聚部分167防止空氣吸入到流 體出口 168內(nèi)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖2所示的那樣，會(huì)聚部分167由兩個(gè)平 面形成，這兩個(gè)平面中的每個(gè)均以大約45度角從流體噴射腔166的 側(cè)壁延伸，并且朝向流體出口 168會(huì)聚。在另一實(shí)施方式中，如圖4 所示的那樣，會(huì)聚部分167由從流體噴射腔166的側(cè)壁朝向流體出口 168延伸的弧形段形成。
如圖2-圖4所示的實(shí)施方式，柔性膜130由基板120支撐，并且 在流體通道160上方延伸。在一個(gè)實(shí)施方式中，柔性膜130是在多個(gè) 流體通道160上方延伸的單一膜。在一個(gè)實(shí)施方式中，柔性膜130延 伸至流體通道160的長(zhǎng)度。這樣，柔性膜130從每個(gè)流體通道160的 流體入口 162延伸到流體出口 168。
在一個(gè)實(shí)施方式中，柔性膜130包括柔性膜部分132，每個(gè)柔性 膜部分^C限定在一個(gè)流體通道160上方。在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)柔 性膜部分132延伸至相應(yīng)的流體通道160的長(zhǎng)度。這樣，每個(gè)柔性膜 部分132包括在流體噴射腔166上方延伸的第一部分134和在流體增 壓室164上方延伸的第二部分136。因此，柔性膜部分132的第一部 分134從流體通道160的縮窄部分165沿第一方向延伸，柔性膜部分 132的第二部分136從流體通道160的縮窄部分165沿與第一方向相 對(duì)的第二方向延伸。
在一個(gè)實(shí)施方式中，在每個(gè)柔 性膜部分132延伸至相應(yīng)的流體通 道160的長(zhǎng)度時(shí)，每個(gè)柔性膜部分132沿相應(yīng)的流體通道160被支撐 在與流體出口 168相鄰的第一位置處以及位于流體入口 162與流體出 口 168之間或中間的第二位置處。例如，如上所述，每個(gè)柔性膜部分 132均一皮縮窄部分165支撐在流體入口 162與流體出口 168之間。更 具體而言，每個(gè)柔性膜部分132均由提供在相應(yīng)的流體通道160的流 體增壓室164與流體噴射腔166之間的縮窄部分165支撐。因此，縮 窄部分165在流體增壓室164與流體噴射腔166之間支撐柔性膜部分132。
在一個(gè)實(shí)施方式中，柔性膜130由柔性材料形成，例如，氮化硅 或碳化硅的柔性薄膜，或者硅的柔性薄層。在一個(gè)示例性實(shí)施方式中， 柔性膜130由玻璃形成。在一個(gè)實(shí)施方式中，柔性膜130通過(guò)陽(yáng)極鍵 合或類(lèi)似技術(shù)被附接到基板120上。
如圖2-圖4的實(shí)施方式所示，致動(dòng)件140提供在柔性膜130上。 更具體而言，每個(gè)致動(dòng)件140被提供在相應(yīng)的柔性膜部分132的第一 部分134上。在一個(gè)實(shí)施方式中，致動(dòng)件140被提供或形成在柔性膜 130與流體通道160相對(duì)的一側(cè)上。這樣，致動(dòng)件140不直接接觸流 體通道160中包含的流體。因此，減少了流體接觸致動(dòng)件140的潛在 的影響，例如腐蝕或電短路。
在一個(gè)實(shí)施方式中，致動(dòng)件140包括響應(yīng)于電信號(hào)而改變形狀(例 如，膨脹和/或收縮)的壓電材料。因此，響應(yīng)于電信號(hào)，致動(dòng)件140 向相應(yīng)的柔性膜部分132施加力，這使得柔性膜部分132 (具體地， 是柔性膜部分132的第一部分134)偏轉(zhuǎn)。壓電材料的示例包括氧化 鋅或者壓電陶資材料，例如，鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛(PZT)或者鈦酸鋯 酸鑭鉛(PLZT)?？梢岳斫獾氖?，致動(dòng)件140可包括任何類(lèi)型的、使 柔性膜部分132移動(dòng)或偏轉(zhuǎn)的裝置，包括靜電的、靜磁的和/或熱膨脹 的致動(dòng)件。
在一個(gè)實(shí)施方式中，如圖4所示，致動(dòng)件140由單一或共同的壓 電材料形成。更具體而言，這種單一或共同的壓電材料被提供在柔性 膜130上，并且壓電材料的選擇性部分被移除，使得壓電材料的剩余 部分限定致動(dòng)件140。
在一個(gè)實(shí)施方式中，如下面所描述的那樣，致動(dòng)件140偏轉(zhuǎn)柔性 膜部分132，并且更具體地，偏轉(zhuǎn)柔性膜部分132的第一部分134。 因此，當(dāng)柔性膜130的柔性膜部分132偏轉(zhuǎn)時(shí)，流體的小滴從相應(yīng)的 流體出口 168噴射出。
如圖2和3的實(shí)施方式所示，加固構(gòu)件150被提供在柔性膜130 上，并且在流體通道160上方延伸。更具體而言，加固構(gòu)件150被提 供在柔性膜部分132的第二部分136上，并且在流體通道160的流體 增壓室164上方延伸。在一個(gè)實(shí)施方式中，加固構(gòu)件150被提供在柔 性膜130的與流體通道160相對(duì)的一側(cè)上。這樣，加固構(gòu)件150將柔性膜部分132的第二部分136支撐在流體通道160的流體增壓室164 上方。更具體而言，加固構(gòu)件150支撐或者緊繃柔性膜部分132的第 二部分136，以減小或防止在打印頭組件12工作過(guò)程期間柔性膜130 的第二部分136的偏轉(zhuǎn)或者擺動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施方式中，加固構(gòu)件150延伸超出柔性膜130并且超出 流體通道160的流體入口 162。這樣，加固構(gòu)件150延伸到流體供應(yīng) 通路170上方。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，加固構(gòu)件150形成或限定 流體供應(yīng)通路170的一部分或者邊界。在一個(gè)實(shí)施方式中，加固構(gòu)件 150是支撐多個(gè)柔性膜部分132的第二部分136的單個(gè)構(gòu)件。
圖5和圖6圖示出打印頭組件12的另一實(shí)施方式。在圖5和圖6 的實(shí)施方式中，打印頭組件12'包括基板120'、提供在基板120'的相對(duì) 側(cè)上的柔性膜130、提供在柔性膜130上的致動(dòng)件140、提供在柔性 膜130上的加固構(gòu)件150以及被限定在支撐結(jié)構(gòu)180中的流體供應(yīng)通 路170。
基板120'包括與上面所示和描述的流體通道160類(lèi)似的流體通 道，這些流體通道形成在第一側(cè)和第二側(cè)上，并且與流體供應(yīng)通^各170 連通。另外，類(lèi)似于上面參照柔性膜130和基板120所圖示和描述的 那樣，柔性膜130被提供在基板120'的第一側(cè)和第二側(cè)上并且由該第 一側(cè)和第二側(cè)支撐。此外，致動(dòng)件140如上所示和所述的那樣被提供 在柔性膜130上，而加固構(gòu)件150如上所示和所述的那樣被提供在柔 性膜130上。
在一個(gè)實(shí)施方式中，基板120'、柔性膜130、致動(dòng)件140和加固 構(gòu)件150在加固構(gòu)件150處被結(jié)合到支撐結(jié)構(gòu)180，以與流體供應(yīng)通 路170連通，并且在一個(gè)實(shí)施方式中進(jìn)一步限定流體供應(yīng)通^各170。 因此，加固構(gòu)件150便于被附接到支撐結(jié)構(gòu)180。這樣，打印頭組件 12'的布置提供了兩列流體噴嘴或者孔用于流體的噴射。
圖7A-7C圖示出打印頭組件12 (包括打印頭組件12')的工作的 一種實(shí)施方式。如圖7A所示，在一個(gè)實(shí)施方式中，為了打印頭組件 12的工作，柔性膜130被初始化到偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。更具體而言，柔性膜 130的第一部分134 #皮向內(nèi)朝向流體通道160偏轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式 中，如上所述的那樣，柔性膜130的偏轉(zhuǎn)是電信號(hào)被應(yīng)用到致動(dòng)件140 的結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施方式中，如上所述的那樣，當(dāng)加固構(gòu)件150被提供在柔性膜130的第二部分136上時(shí)，在打印頭組件12工作期間， 柔性膜130的第二部分136的偏轉(zhuǎn)被減小或防止。
接著，如圖7B所示的實(shí)施方式，打印頭組件12的工作包括建立 柔性膜130的非偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方式中，到致動(dòng)件140的電信 號(hào)的中斷應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生柔性膜130的非偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方式中， 當(dāng)柔性膜130返回到非偏轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，在流體噴射腔166中產(chǎn)生負(fù)壓力 脈動(dòng)(即，真空)。這樣，負(fù)壓力波傳播通過(guò)流體通道160，使得當(dāng)負(fù) 壓力波到達(dá)流體入口 162時(shí)，流體被從流體入口 162吸入流體通道 160。因此，打印頭組件12工作在先填充再噴射(fill-before-fire)模 式。在一個(gè)實(shí)施方式中，負(fù)壓力波從流體入口 162反射，從而在流體 通道160中產(chǎn)生反射的正壓力波。
接著，如圖7C所示的實(shí)施方式，通過(guò)建立柔性膜130的第二偏 轉(zhuǎn)狀態(tài)，打印頭組件12的工作繼續(xù)。更具體而言，柔性膜130的第 一部分134凈皮向內(nèi)朝向流體通道160偏轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，如上 所述的那樣，向致動(dòng)件140應(yīng)用電信號(hào)產(chǎn)生柔性膜130的偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。 當(dāng)柔性膜130呈現(xiàn)或者建立偏轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，在流體噴射腔166中產(chǎn)生正 壓力脈動(dòng)。這樣，正壓力波傳4番通過(guò)流體通道160。
在一個(gè)實(shí)施方式中，正壓力脈動(dòng)的時(shí)間選4奪為， -使該正壓力波與 之前產(chǎn)生的反射的正壓力波(當(dāng)柔性膜返回到非偏轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)被初始 化)疊加，以在流體噴射腔166中產(chǎn)生疊加的正壓力波。因此，疊加 的正壓力波傳播通過(guò)流體噴射腔166，使得當(dāng)疊加的正壓力波到達(dá)流 體出口 168時(shí)，^v流體出口 168噴射出流體液滴?？梢岳斫獾氖?，圖 7A和7C所示的實(shí)施方式中柔性膜130的偏轉(zhuǎn)程度為了本發(fā)明的清楚 起見(jiàn)而被放大了。
通過(guò)在柔性膜部分132的第二部分136上提供加固構(gòu)件150，加 固構(gòu)件150防止柔性膜130在流體增壓室164上方擺動(dòng)，并且確保在 流體入口 162到流體供應(yīng)通路170的接口處發(fā)生正反射。此外，在柔 性膜部分132的第二部分136上提供加固構(gòu)件150還確保了不存在阻 礙負(fù)壓力脈動(dòng)或反射的正壓力脈動(dòng)的柔量。
除了防止柔性膜130在流體增壓室164上方擺動(dòng)之外，加固構(gòu)件 150還提供中間材料以適應(yīng)子組件的不同的材料(并且因此具有的不 同的熱膨脹系數(shù))，子組件包括基板120、柔性膜130、致動(dòng)件140以及支撐結(jié)構(gòu)180 (圖5和圖6)，當(dāng)子組件和該支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合到一起時(shí) 該支撐結(jié)構(gòu)180用于該子組件。例如，如上所述的那樣，基板120和 柔性膜130可由硅和/或玻璃形成，而支撐結(jié)構(gòu)180可由塑料形成。因 此，當(dāng)子組件和支撐結(jié)構(gòu)被結(jié)合到一起時(shí)(例如，通過(guò)在溫度負(fù)載下 接合)，支撐結(jié)構(gòu)的塑料可不同于基板120和柔性膜130的硅和/或玻 璃而變形，從而在珪和/或玻璃中引起應(yīng)力。因此，在一個(gè)實(shí)施方式中， 加固構(gòu)件150被;故置在基板120和柔性膜130的石圭和/或玻璃之間，而 支撐結(jié)構(gòu)的塑料幫助吸收這種應(yīng)力。
如本文所示和所述的那樣，流體通道160的構(gòu)造產(chǎn)生低的流體阻 抗以及相對(duì)均勻的流體流動(dòng)，由此流體流動(dòng)不產(chǎn)生可妨礙流體的》見(jiàn)則 流動(dòng)的液壓反射。這樣，能夠得到更高的工作和液滴噴射頻率。另外， 如本文所示和所述的那樣，流體通道160的構(gòu)造減少了相鄰流體通道 的串?dāng)_。此外，如本文所示和所述的那樣，由例如縮窄部分165對(duì)柔 性膜130進(jìn)行的支撐，可減少由膜破裂導(dǎo)致的故障，因?yàn)檫@種支撐減 少了施加到特定的非支撐段的應(yīng)力。這樣，增加了打印頭組件12的 產(chǎn)率。另外，如本文所示和所述的那樣，打印頭組件12的制造允許 減小其工作期間的壓電驅(qū)動(dòng)電壓。
盡管本文示出和描述了具體實(shí)施方式

，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí) 到，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可以用各種變形和/或等同方式來(lái) 替換所示出和所描述的具體實(shí)施方式

。本申請(qǐng)旨在覆蓋本文討論的具 體實(shí)施方式的任何調(diào)整和變形。因此，本發(fā)明只由權(quán)利要求及其等同 物來(lái)限制。
權(quán)利要求
1、一種流體噴射裝置，包括具有流體通道(160)的基板(120；120′)；由所述基板支撐并且延伸了所述流體通道的長(zhǎng)度的柔性膜(130)；提供在所述柔性膜的第一部分(134)上的致動(dòng)件(140)，其中所述致動(dòng)件適于相對(duì)于所述流體通道偏轉(zhuǎn)所述柔性膜的第一部分；以及提供在所述柔性膜的第二部分(136)上的加固構(gòu)件(150)，其中所述加固構(gòu)件支撐所述柔性膜的第二部分。
2、 如權(quán)利要求1所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述柔性 膜具有第一側(cè)和與所述第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)，其中所述第一側(cè)與所述 流體通道連通，并且其中所述致動(dòng)件和所述加固構(gòu)件都被l是供在所述 第二側(cè)。
3、 如權(quán)利要求1所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述流體 通道包括流體入口 (162)、與所述流體入口連通的流體增壓室(164)、 與所述流體增壓室連通的流體噴射腔(166)以及與所述流體噴射腔 連通的流體出口 ( 168)。
4、 如權(quán)利要求3所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述柔性 膜從所述流體通道的流體入口延伸到其流體出口 ，其中所述柔性膜的 第一部分在所述流體噴射腔上方延伸，所述柔性膜的第二部分在所述 流體通道的流體增壓室上方延伸。
5、 如權(quán)利要求3所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述加固 構(gòu)件在所述流體通道的流體增壓室上方延伸，超出所述柔性膜并且超 出所述流體通道的流體入口 。
6、 如權(quán)利要求3所述的流體噴射裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括與所述流體通道的流體入口連通的流體供應(yīng)通^各(170); 其中，所述加固構(gòu)件在所述流體供應(yīng)通路上方延伸。
7、 如權(quán)利要求6所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述加固 構(gòu)件限定了所述流體供應(yīng)通路的邊界。
8、 如權(quán)利要求3所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述流體 通道包括位于所述流體增壓室與所述流體噴射腔之間的縮窄部分(165),其中所述縮窄部分在所述柔性膜的第一部分與第二部分之間 支撐所述柔性膜。
9、 如權(quán)利要求8所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述縮窄 部分的高度基本上等于所述流體通道的深度。
10、 如權(quán)利要求3所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述流體 通道包括位于所述流體噴射腔與所述流體出口之間的會(huì)聚部分(167)。
11、 如權(quán)利要求1所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述致動(dòng) 件適于沿第一方向偏轉(zhuǎn)所述柔性膜，所述流體噴射裝置適于沿基本上 垂直于所述第一方向的第二方向噴射流體液滴。
12、 如權(quán)利要求1所述的流體噴射裝置，其特征在于，所述加固 構(gòu)件便于附接到支撐結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種流體噴射裝置，包括具有流體通道(160)的基板(120；120′)；由該基板支撐并且延伸該流體通道長(zhǎng)度的柔性膜(130)；提供在該柔性膜的第一部分(134)上的致動(dòng)件(140)；以及加固構(gòu)件(150)，其被提供在該柔性膜的第二部分(136)上，從而使得該致動(dòng)件適于相對(duì)于該流體通道偏轉(zhuǎn)該柔性膜的第一部分，該加固構(gòu)件支撐該柔性膜的第二部分。
文檔編號(hào)B41J2/14GK101535052SQ200780040954
公開(kāi)日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月14日
發(fā)明者A·布倫伯格, G·費(fèi)希爾, H·卡林斯基, I·韋斯, R·納桑 申請(qǐng)人:惠普開(kāi)發(fā)有限公司