流體噴射裝置的制造方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]諸如噴墨打印系統中的打印頭的流體噴射裝置可以使用熱電阻器或壓電材料膜作為流體室內的致動器，以從噴嘴噴射流體滴(例如，墨)。在任一種情況下，流體通過流體狹槽從貯存器流入流體室，流體狹槽延伸穿過基底，流體室和致動器通常形成于基底上。流體狹槽的尺寸影響基底的尺寸以及流體狹槽之間的間隔(即，狹槽間距)。
【附圖說明】
[0002]圖1是框圖，示出了噴墨打印系統的一個示例，其包括實現為流體噴射裝置的示例的打印頭。
[0003]圖2是打印盒的一個示例的示意圖，其實現為用于在噴墨打印系統中使用的流體供應裝置的示例。
[0004]圖3是示意性剖視圖，示出了圖2的打印盒的一部分的一個示例。
[0005]圖4A-4G示意性地示出了形成用于打印頭的基底的一個示例，該打印頭實現為流體噴射裝置的示例。
[0006]圖5A-5C示意性地示出了形成用于打印頭的基底的另一個示例，該打印頭實現為流體噴射裝置的示例。
【具體實施方式】
[0007]在下面的詳細描述中，參考形成本申請的一部分的附圖，在附圖中，以示例性的方式來顯示可實施本公開的具體示例。就這一點而言，諸如“頂部”、“底部”、“正面”、“背面”、“前”、“后”等的方向性術語是參考所描述的圖的取向使用的。由于本公開的示例的部件能夠以許多不同的取向定位，所以方向性術語是用于說明性目的，并且絕不是限制性的。應當理解，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以利用其它示例，并且可以進行結構或邏輯改變。因此，不應以限制性意義來進行以下詳細說明，并且由所附權利要求來限定本公開的范圍。
[0008]通常，諸如流體滴噴射致動器(例如，熱電阻器、壓電膜)、流體噴射室和流體通道(例如，流體狹槽)的打印頭特征使用集成電路和MEMS技術的組合制造在基底之上或之內，其中流體通道將流體從流體供應貯存器傳送至發射室。就這一點而言，本公開提供了制造的方法，所述方法導致具有狹窄的背面寬度的流體狹槽，并且導致在基底的正面具有漸縮的輪廓或形狀的流體狹槽。因此，本文提供的制造方法有助于減小流體狹槽尺寸，使得可減小芯片尺寸，并且可增加芯片間距。由于打印頭芯片可包括多個流體狹槽，對于多個流體狹槽中的每一個來說流體狹槽寬度的減小可導致芯片尺寸對應倍數的總減小(例如，對于芯片的四個流體狹槽中的每一個來說，狹槽寬度的數量X的減小可導致芯片尺寸的四倍X數量(即，4x)的總減小)。考慮到基底成本，芯片尺寸的這種減小可以提供顯著的成本節約。此外，相比直狹槽，通過在基底的正面提供漸縮輪廓或形狀的流體狹槽，本文所提供的制造方法有助于改善通過狹槽的被動空氣管理。而且，通過提供具有較窄的喉部(即，較窄的寬度)的流體狹槽，本文所提供的制造方法有助于改善熱性能，使得并入這樣的狹槽的打印頭可以在較低的操作溫度下操作。此外，通過提供具有較窄寬度的流體狹槽，本文所提供的制造方法可以導致在流體狹槽之間減小的間隔(即，狹槽間距)。
[0009]圖1是框圖，不出了嗔墨打印系統100的個不例。在圖不不例中，嗔墨打印系統100包括打印引擎102，其具有控制器104、安裝組件106、一個或多個可置換的流體供應裝置108 (例如，打印盒)、介質輸送組件110、以及至少一個功率源112，功率源112將功率提供至噴墨打印系統100的各種電氣部件。噴墨打印系統100還包括一個或多個打印頭114(即，流體噴射裝置)，其將墨或其它流體的滴朝打印介質118噴射通過多個噴嘴116 (也稱為孔口或內孔)，以便打印到打印介質118上。在一個示例中，打印頭114可以是墨盒供應裝置108的一體部分，而在另一個示例中，打印頭114可以安裝在安裝組件106的打印桿(未示出)上并聯接到供應裝置108 (例如，經由管)。打印介質118可以是任何類型的合適的片材或卷材，例如紙張、卡片紙、透明膠片、聚酯薄膜、聚酯、膠合板、泡沫板、織物、帆布等。
[0010]在一個示例中，如下文討論和此處示出的，打印頭114包括熱噴墨(TIJ)打印頭，其通過使電流經過熱電阻器噴射元件來生成熱并使噴射室內的流體的一小部分汽化而噴射來自噴嘴116的流體滴。然而，打印頭114不限于實現為TIJ打印頭。例如，打印頭114可實現為壓電噴墨(PU)打印頭，其使用壓電材料噴射元件來生成壓力脈沖而將流體滴擠出噴嘴116。在任一示例中，噴嘴116通常布置成沿著打印頭114的一個或多個列或陣列，使得當噴墨打印頭114和打印介質118相對于彼此移動時來自噴嘴的墨的正確順序的噴射造成字符、符號和/或其它圖形或圖像被打印在打印介質118上。
[0011]安裝組件106將打印頭114相對于介質輸送組件110定位，并且介質輸送組件110將打印介質118相對于打印頭114定位。因此，打印區120限定在打印頭114和打印介質118之間的區域中鄰近噴嘴116處。在一個示例中，打印引擎102為掃描式打印引擎。因此，安裝組件106包括用于使打印頭114相對于介質輸送組件110移動以掃描打印介質118的滑架。在另一個示例中，打印引擎102為非掃描式打印引擎。因此，安裝組件106將打印頭114相對于介質輸送組件110固定在規定位置，同時介質輸送組件110將打印介質118相對于打印頭114定位。
[0012]電子控制器104通常包括標準計算系統的部件，例如處理器、存儲器、固件和其它打印機電子器件，以用于與供應裝置108、(多個)打印頭114、安裝組件106和介質輸送組件110通信并控制它們。電子控制器104從諸如計算機的主機系統接收數據122，并且將數據122臨時存儲在存儲器中。數據122代表例如待打印的文檔和/或文件。因此，數據122為噴墨打印系統100形成打印作業，其包括一個或多個打印作業命令和/或命令參數。利用數據122，電子控制器104控制打印頭114以按限定的圖案從噴嘴116噴射墨滴，該圖案在打印介質118上形成字符、符號和/或其它圖形或圖像。
[0013]圖2是打印盒200的一個示例的示意圖，其實現為用于在噴墨打印系統100中使用的流體供應裝置108的示例。打印盒200包括盒主體202、打印頭114和電觸點204。盒主體202支撐打印頭114和電觸點204，電信號通過電觸點204提供以啟用從所選噴嘴116噴射流體滴的噴射元件(例如，電阻加熱元件)。盒200內的流體可以是在打印過程中使用的任何合適的流體，例如各種可打印流體、墨、預處理組合物、定影劑等。在一些示例中，流體可以是除了打印流體之外的流體。盒200可包含在盒主體202內的流體源，但也可接納來自諸如通過例如管連接的流體貯存器的外部源(未示出)的流體。
[0014]圖3是示意性剖視圖，示出了圖2的打印盒200的一部分的一個示例，其實現為流體供應裝置108的示例。盒主體202包含用于供應至打印頭114的流體300。在圖示示例中，打印盒200將一種顏色的流體或墨供應至打印頭114。然而，在其它實施中，其它打印盒可將多種顏色和/或黑色的墨供應至單個打印頭。在圖示示例中，示意性地示出的流體進料或流體運送狹槽302a、302b和302c穿過打印頭基底304。雖然示出三個流體進料狹槽，但在不同的打印頭實施中可使用更多或更少的流體進料狹槽。
[0015]在一個示例中，基底304由硅形成，并且在一些實施中可包括晶體基底，例如摻雜的或非摻雜的單晶硅或摻雜的或非摻雜的多晶硅。合適的基底的其它示例包括砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、玻璃、二氧化硅、陶瓷或半導體材料。基底304的厚度可以在100和2000微米之間，并且在一個實施中為大約675微米厚。基底304具有第一或正面表面306和與正面表面306相對的第二或背面表面308。在一個示例中，粘合劑層322將基底304在背面表面308處接合到盒主體202。此外，在正面表面306上形成薄膜結構310，其包括一個或多個薄膜層，例如，場或熱氧化物層。
[0016]在一個示例中，在薄膜結構310上方形成阻擋層312，其至少部分地限定發射或流體噴射室314。阻擋層312可以由例如光可成像的環氧樹脂形成。在阻擋層312上方是具有噴嘴116的孔板或噴嘴板316，流體噴射穿過噴嘴116。孔板316可以由例如光可成像的環氧樹脂或鎳基底形成。在一些實施中，孔板316是與阻擋層312相同的材料，并且在一些實施中，孔板316和阻擋層312可以是一體