具有顆粒耐受層延伸部的流體噴射裝置的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]噴墨打印機(jī)中的流體噴射裝置提供流體滴的按需滴落噴射。噴墨打印機(jī)通過將來自充有墨的室的墨滴通過噴嘴噴射到諸如一頁紙的打印介質(zhì)上而產(chǎn)生圖像。噴嘴通常布置成一個(gè)或多個(gè)陣列，使得當(dāng)打印頭和打印介質(zhì)相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)來自噴嘴的墨滴的正確順序的噴射造成字符或其它圖像被打印在打印介質(zhì)上。在具體示例中，熱噴墨打印頭通過使電流經(jīng)過加熱元件以生成熱并使充有墨的室內(nèi)的流體的一小部分汽化而從噴嘴噴出滴。在另一示例中，壓電噴墨打印頭使用壓電材料致動(dòng)器來生成壓力脈沖，該壓力脈沖將墨滴擠出噴嘴。
[0002]快速地用墨再填充室能夠?qū)崿F(xiàn)增加的打印速度。然而，當(dāng)墨從貯存器流入室內(nèi)時(shí)，墨中的小顆粒會(huì)變得駐留在通往室的通道入口中和周圍。這些小顆粒會(huì)減少和/或完全阻塞墨到室的流動(dòng)，這會(huì)導(dǎo)致加熱元件的過早失效、減小的墨滴粒度、方向錯(cuò)誤的墨滴等。隨著小顆粒阻止墨滴到達(dá)越來越多的室，在對(duì)應(yīng)的噴嘴中所產(chǎn)生的失效會(huì)顯著地降低打印機(jī)的打印質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]如上所述，噴墨打印頭(和其它流體噴射裝置)的流體墨內(nèi)的小顆粒會(huì)減少和/或阻塞進(jìn)入墨發(fā)射室內(nèi)的墨的流動(dòng)，這會(huì)降低噴墨打印機(jī)的總體打印質(zhì)量。存在墨內(nèi)攜帶的小顆粒的多個(gè)潛在來源，包括諸如多孔泡沫材料的墨儲(chǔ)存機(jī)構(gòu)和在打印頭制造過程中使用的材料(例如，來自打印頭上的晶背濕法蝕刻掩模過程的SiN顆粒)。在一個(gè)示例中，薄膜層的處理可沿著薄膜層的邊緣留下鉭(Ta)或其它金屬長(zhǎng)絲。Ta長(zhǎng)絲可使薄膜層的邊緣斷裂，產(chǎn)生可阻塞墨流的長(zhǎng)顆粒和短顆粒兩者。在一些情況下，來自這些來源的較長(zhǎng)顆粒可阻塞墨流進(jìn)入多個(gè)相鄰的室和它們對(duì)應(yīng)的噴嘴中。在這種情況下，由墨攜帶的長(zhǎng)顆粒會(huì)變得駐留在進(jìn)墨孔擱架上且橫跨多個(gè)相鄰的通道入口，這些通道入口通往多個(gè)相鄰的對(duì)應(yīng)墨室。進(jìn)入多個(gè)相鄰的墨發(fā)射室的減少或受阻的墨流會(huì)造成多個(gè)相鄰的對(duì)應(yīng)噴嘴或者不發(fā)射墨滴或者發(fā)射方向錯(cuò)誤的或粒度減小的墨滴。這些情況會(huì)造成噴墨打印機(jī)產(chǎn)生具有丟失文本和/或圖像的一部分和其它類似的顯著打印缺陷的打印頁。
[0004]用于處理由這樣的墨阻塞造成的缺陷的此前的方法包括使用允許打印多次的掃描打印模式。雖然使用多個(gè)遍次來補(bǔ)償有缺陷/阻塞的噴嘴的掃描打印模式大體上是有效的，但它不適用于單次打印模式(即，對(duì)于頁寬陣列打印機(jī)來說)，并且它具有降低打印速度的缺點(diǎn)。另一個(gè)解決方案是采用備用或冗余的噴嘴。冗余噴嘴可在掃描打印模式和單次打印模式兩者中使用。雖然使用冗余噴嘴也可有效地補(bǔ)償有缺陷/阻塞的噴嘴，但該解決方案通過使用多個(gè)冗余噴嘴而增加了成本并且降低了打印分辨率。
[0005]用于解決由墨阻塞導(dǎo)致的缺陷的其它方法包括使用通往墨發(fā)射室的多個(gè)通道入口，這樣減小了到發(fā)射室的墨流會(huì)被阻塞的機(jī)會(huì)。另外一些方法包括使用防止顆粒到達(dá)通往墨發(fā)射室的通道的屏障。這樣的屏障可包括位于通道入口附近的柱狀結(jié)構(gòu)。柱的布置、尺寸和間距通常設(shè)計(jì)成防止具有最小的預(yù)期粒度的顆粒阻塞到通往墨發(fā)射室的通道的入口。這后一種方法雖然有利于減少由小顆粒造成的阻塞，但對(duì)于防止由變得駐留在橫跨多個(gè)相鄰的通道入口的進(jìn)墨孔擱架上的較長(zhǎng)顆粒造成的墨阻塞(如在上文指出的情況中那樣)來說通常不太有效。
[0006]本公開的實(shí)施例有助于通過采用顆粒耐受構(gòu)造來防止包括長(zhǎng)的長(zhǎng)絲、金屬和纖維顆粒的顆粒阻塞諸如噴墨打印頭的流體噴射裝置中的流體流，該構(gòu)造將現(xiàn)有的涂底(primer)層延伸進(jìn)流體狹槽中。雖然現(xiàn)有的顆粒耐受構(gòu)造防止流體中的較小顆粒進(jìn)入通往流體室的流體通道入口，但本文所公開的涂底層延伸部也防止較長(zhǎng)的顆?？v向沉降在通往流體室的通道入口前方的擱架區(qū)域上。長(zhǎng)顆粒因此被防止阻塞進(jìn)入流體室的流體流。除了形成延伸進(jìn)入流體狹槽并防止顆粒阻塞流體流的顆粒耐受構(gòu)造之外，涂底層延伸部也在薄膜層的邊緣上方形成涂層。涂底層在薄膜層的蝕刻邊緣上方的延伸涂覆薄膜邊緣，并且防止Ta或其它金屬長(zhǎng)絲使邊緣斷裂。在薄膜邊緣上方的涂底層涂層消除了可阻塞流體噴射裝置中的墨流的長(zhǎng)顆粒和短顆粒兩者的潛在來源。
[0007]在一個(gè)示例中，流體噴射裝置包括形成于基底上方的薄膜層。涂底層形成于薄膜層上方，并且室層形成于涂底層上方，涂底層限定通往發(fā)射室的流體通道。流體噴射裝置包括狹槽，該狹槽延伸穿過基底并且通過薄膜層中的進(jìn)墨孔進(jìn)入室層。流體噴射裝置也包括涂底層的顆粒耐受延伸部，其突出到狹槽中。在一些實(shí)施中，顆粒耐受涂底層延伸部延伸橫跨狹槽的整個(gè)寬度。
[0008]在另一示例中，流體噴射裝置包括形成于基底上方的薄膜層。室層形成于薄膜層上方，并且進(jìn)墨孔穿過薄膜層形成。進(jìn)墨孔流體地聯(lián)接在基底和室層之間的狹槽。流體噴射裝置也包括在薄膜層上方的SU-8涂底層，并且延伸進(jìn)入狹槽并經(jīng)過進(jìn)墨孔的邊緣以涂覆進(jìn)墨孔的邊緣。
【附圖說明】
[0009]現(xiàn)在將以舉例方式參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中:
圖1a示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的實(shí)施為噴墨打印系統(tǒng)的流體噴射系統(tǒng)；
圖1b示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性噴墨盒的透視圖，其包括噴墨打印頭組件和供墨組件；
圖2示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性流體噴射裝置的一部分的平面圖；
圖3示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的從圖2中示出的示例性流體噴射裝置拍攝的側(cè)視圖；
圖4示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性流體噴射裝置的一部分的平面圖，示出了顆粒耐受涂底層延伸部如何防止長(zhǎng)顆粒阻塞到流體室的墨流；
圖5示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的從圖4中示出的示例性流體噴射裝置拍攝的側(cè)視圖；
圖6示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性流體噴射裝置的一部分的平面圖，其具有不同設(shè)計(jì)的顆粒耐受涂底層延伸部；
圖7示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性流體噴射裝置的一部分的平面圖，其具有不同設(shè)計(jì)的顆粒耐受涂底層延伸部；
圖8示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性流體噴射裝置的一部分的平面圖，其具有不同設(shè)計(jì)的顆粒耐受涂底層延伸部；
圖9示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的示例性流體噴射裝置的一部分的平面圖，該裝置包括再循環(huán)通道和顆粒耐受涂底層延伸部；
圖10-13示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的處理步驟，這些步驟示出了如何將顆粒耐受涂底層延伸部涂覆薄膜層的邊緣。
【具體實(shí)施方式】
[0010]圖1a示出了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)施為噴墨打印系統(tǒng)100的流體噴射系統(tǒng)。噴墨打印系統(tǒng)100通常包括噴墨打印頭組件102、供墨組件104、安裝組件106、介質(zhì)輸送組件108、電子控制器110、以及至少一個(gè)電源112，電源112將功率提供至噴墨打印系統(tǒng)100的各種電氣部件。在該實(shí)施例中，流體噴射裝置114實(shí)施為流體滴噴射打印頭114(即，噴墨打印頭114)。噴墨打印頭組件102包括至少一個(gè)流體滴噴射打印頭114，其將墨滴通過多個(gè)孔口或噴嘴116朝打印介質(zhì)118噴射，以便打印在打印介質(zhì)118上。噴嘴116通常布置成一個(gè)或多個(gè)列或陣列，使得當(dāng)噴墨打印頭組件102和打印介質(zhì)118相對(duì)于彼此移動(dòng)時(shí)來自噴嘴116的墨的正確順序的噴射造成字符、符號(hào)和/或其它圖形或圖像被打印在打印介質(zhì)118上。打印介質(zhì)118可以是任何類型的合適的片材或卷材料，例如，紙張、卡片紙、透明膠片、聚酯薄膜等。如下文進(jìn)一步討論的，每個(gè)打印頭114包括顆粒耐受涂底層延伸部119，其使涂底層向外延伸到流體狹槽區(qū)域中，以防止顆粒阻塞墨流進(jìn)入室層的流體構(gòu)造(例如，流體通道和室)中。