流体喷射装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]诸如喷墨打印系统中的打印头的流体喷射装置可以使用热电阻器或压电材料膜作为流体室内的致动器，以从喷嘴喷射流体滴(例如，墨)。在任一种情况下，流体通过流体狭槽从贮存器流入流体室，流体狭槽延伸穿过基底，流体室和致动器通常形成于基底上。流体狭槽的尺寸影响基底的尺寸以及流体狭槽之间的间隔(即，狭槽间距)。
【附图说明】
[0002]图1是框图，示出了喷墨打印系统的一个示例，其包括实现为流体喷射装置的示例的打印头。
[0003]图2是打印盒的一个示例的示意图，其实现为用于在喷墨打印系统中使用的流体供应装置的示例。
[0004]图3是示意性剖视图，示出了图2的打印盒的一部分的一个示例。
[0005]图4A-4G示意性地示出了形成用于打印头的基底的一个示例，该打印头实现为流体喷射装置的示例。
[0006]图5A-5C示意性地示出了形成用于打印头的基底的另一个示例，该打印头实现为流体喷射装置的示例。
【具体实施方式】
[0007]在下面的详细描述中，参考形成本申请的一部分的附图，在附图中，以示例性的方式来显示可实施本公开的具体示例。就这一点而言，诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“前”、“后”等的方向性术语是参考所描述的图的取向使用的。由于本公开的示例的部件能够以许多不同的取向定位，所以方向性术语是用于说明性目的，并且绝不是限制性的。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它示例，并且可以进行结构或逻辑改变。因此，不应以限制性意义来进行以下详细说明，并且由所附权利要求来限定本公开的范围。
[0008]通常，诸如流体滴喷射致动器(例如，热电阻器、压电膜)、流体喷射室和流体通道(例如，流体狭槽)的打印头特征使用集成电路和MEMS技术的组合制造在基底之上或之内，其中流体通道将流体从流体供应贮存器传送至发射室。就这一点而言，本公开提供了制造的方法，所述方法导致具有狭窄的背面宽度的流体狭槽，并且导致在基底的正面具有渐缩的轮廓或形状的流体狭槽。因此，本文提供的制造方法有助于减小流体狭槽尺寸，使得可减小芯片尺寸，并且可增加芯片间距。由于打印头芯片可包括多个流体狭槽，对于多个流体狭槽中的每一个来说流体狭槽宽度的减小可导致芯片尺寸对应倍数的总减小(例如，对于芯片的四个流体狭槽中的每一个来说，狭槽宽度的数量X的减小可导致芯片尺寸的四倍X数量(即，4x)的总减小)。考虑到基底成本，芯片尺寸的这种减小可以提供显著的成本节约。此外，相比直狭槽，通过在基底的正面提供渐缩轮廓或形状的流体狭槽，本文所提供的制造方法有助于改善通过狭槽的被动空气管理。而且，通过提供具有较窄的喉部(即，较窄的宽度)的流体狭槽，本文所提供的制造方法有助于改善热性能，使得并入这样的狭槽的打印头可以在较低的操作温度下操作。此外，通过提供具有较窄宽度的流体狭槽，本文所提供的制造方法可以导致在流体狭槽之间减小的间隔(即，狭槽间距)。
[0009]图1是框图，不出了嗔墨打印系统100的个不例。在图不不例中，嗔墨打印系统100包括打印引擎102，其具有控制器104、安装组件106、一个或多个可置换的流体供应装置108 (例如，打印盒)、介质输送组件110、以及至少一个功率源112，功率源112将功率提供至喷墨打印系统100的各种电气部件。喷墨打印系统100还包括一个或多个打印头114(即，流体喷射装置)，其将墨或其它流体的滴朝打印介质118喷射通过多个喷嘴116 (也称为孔口或内孔)，以便打印到打印介质118上。在一个示例中，打印头114可以是墨盒供应装置108的一体部分，而在另一个示例中，打印头114可以安装在安装组件106的打印杆(未示出)上并联接到供应装置108 (例如，经由管)。打印介质118可以是任何类型的合适的片材或卷材，例如纸张、卡片纸、透明胶片、聚酯薄膜、聚酯、胶合板、泡沫板、织物、帆布等。
[0010]在一个示例中，如下文讨论和此处示出的，打印头114包括热喷墨(TIJ)打印头，其通过使电流经过热电阻器喷射元件来生成热并使喷射室内的流体的一小部分汽化而喷射来自喷嘴116的流体滴。然而，打印头114不限于实现为TIJ打印头。例如，打印头114可实现为压电喷墨(PU)打印头，其使用压电材料喷射元件来生成压力脉冲而将流体滴挤出喷嘴116。在任一示例中，喷嘴116通常布置成沿着打印头114的一个或多个列或阵列，使得当喷墨打印头114和打印介质118相对于彼此移动时来自喷嘴的墨的正确顺序的喷射造成字符、符号和/或其它图形或图像被打印在打印介质118上。
[0011]安装组件106将打印头114相对于介质输送组件110定位，并且介质输送组件110将打印介质118相对于打印头114定位。因此，打印区120限定在打印头114和打印介质118之间的区域中邻近喷嘴116处。在一个示例中，打印引擎102为扫描式打印引擎。因此，安装组件106包括用于使打印头114相对于介质输送组件110移动以扫描打印介质118的滑架。在另一个示例中，打印引擎102为非扫描式打印引擎。因此，安装组件106将打印头114相对于介质输送组件110固定在规定位置，同时介质输送组件110将打印介质118相对于打印头114定位。
[0012]电子控制器104通常包括标准计算系统的部件，例如处理器、存储器、固件和其它打印机电子器件，以用于与供应装置108、(多个)打印头114、安装组件106和介质输送组件110通信并控制它们。电子控制器104从诸如计算机的主机系统接收数据122，并且将数据122临时存储在存储器中。数据122代表例如待打印的文档和/或文件。因此，数据122为喷墨打印系统100形成打印作业，其包括一个或多个打印作业命令和/或命令参数。利用数据122，电子控制器104控制打印头114以按限定的图案从喷嘴116喷射墨滴，该图案在打印介质118上形成字符、符号和/或其它图形或图像。
[0013]图2是打印盒200的一个示例的示意图，其实现为用于在喷墨打印系统100中使用的流体供应装置108的示例。打印盒200包括盒主体202、打印头114和电触点204。盒主体202支撑打印头114和电触点204，电信号通过电触点204提供以启用从所选喷嘴116喷射流体滴的喷射元件(例如，电阻加热元件)。盒200内的流体可以是在打印过程中使用的任何合适的流体，例如各种可打印流体、墨、预处理组合物、定影剂等。在一些示例中，流体可以是除了打印流体之外的流体。盒200可包含在盒主体202内的流体源，但也可接纳来自诸如通过例如管连接的流体贮存器的外部源(未示出)的流体。
[0014]图3是示意性剖视图，示出了图2的打印盒200的一部分的一个示例，其实现为流体供应装置108的示例。盒主体202包含用于供应至打印头114的流体300。在图示示例中，打印盒200将一种颜色的流体或墨供应至打印头114。然而，在其它实施中，其它打印盒可将多种颜色和/或黑色的墨供应至单个打印头。在图示示例中，示意性地示出的流体进料或流体运送狭槽302a、302b和302c穿过打印头基底304。虽然示出三个流体进料狭槽，但在不同的打印头实施中可使用更多或更少的流体进料狭槽。
[0015]在一个示例中，基底304由硅形成，并且在一些实施中可包括晶体基底，例如掺杂的或非掺杂的单晶硅或掺杂的或非掺杂的多晶硅。合适的基底的其它示例包括砷化镓、磷化镓、磷化铟、玻璃、二氧化硅、陶瓷或半导体材料。基底304的厚度可以在100和2000微米之间，并且在一个实施中为大约675微米厚。基底304具有第一或正面表面306和与正面表面306相对的第二或背面表面308。在一个示例中，粘合剂层322将基底304在背面表面308处接合到盒主体202。此外，在正面表面306上形成薄膜结构310，其包括一个或多个薄膜层，例如，场或热氧化物层。
[0016]在一个示例中，在薄膜结构310上方形成阻挡层312，其至少部分地限定发射或流体喷射室314。阻挡层312可以由例如光可成像的环氧树脂形成。在阻挡层312上方是具有喷嘴116的孔板或喷嘴板316，流体喷射穿过喷嘴116。孔板316可以由例如光可成像的环氧树脂或镍基底形成。在一些实施中，孔板316是与阻挡层312相同的材料，并且在一些实施中，孔板316和阻挡层312可以是一体