具有带槽承载件的流体喷射装置的制作方法

具有带槽承载件的流体喷射装置


背景技术：

1.作为流体喷射系统的一个示例的喷墨打印系统可以包括打印头、向打印头供应液体墨水的供墨器和控制打印头的电子控制器。作为流体喷射装置的一个示例的打印头通过多个喷嘴或孔口向打印介质(例如一张纸)喷射墨滴，以便在打印介质上打印。在一些示例中，孔口布置成至少一列或阵列，使得当打印头和打印介质相对于彼此移动时，从孔口以适当顺序的墨水喷射将字符或其他图像打印在打印介质上。
附图说明
2.图1是示出根据一个示例的流体喷射片的图。
3.图2是示出根据一个示例的流体喷射装置的图。
4.图3a﹣3c是示出根据一个示例的形成图2中所示的流体喷射装置的方法的图。
5.图4是示出根据一个示例将上模套应用于流体喷射片的图。
6.图5﹣7是示出根据一个示例的图2中所示的流体喷射装置的一部分的俯视图。
7.图8是示出根据一个示例的流体喷射系统的框图。
具体实施方式
8.在以下详细描述中，参考附图，该附图构成本文的一部分并且在所述附图中通过可以在其中实践本公开的说明性特定示例示出。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他示例并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被视为限制意义，并且本公开的范围由所附权利要求限定。应当理解的是除非另外特别指出，否则本文描述的各种示例的特征部可以部分或全部彼此组合。
9.本公开的示例涉及流体喷射装置以及以减少或消除在位于流体喷射片的端部附近的接触垫上的环氧树脂模塑料(emc)的形成的方式制造流体喷射装置的方法。在接触垫上意外形成emc被称为emc溢料。在此过程中，将上模套应用于流体喷射片的背侧表面。然后使用传递模塑过程将emc施加于流体喷射片。上模套包括槽形成特征部，该槽形成特征部在施加emc期间覆盖流体喷射片的供墨孔，并且在所得emc面板中限定用于向供墨孔提供流体的槽。上模套的特征部的长度限定了槽长度，该长度小于流体喷射片的长度。通过减少特征部的端部和流体喷射片的端部之间的空间可以减少或消除接触垫上的emc溢料。在一个示例中，该过程导致形成槽端和流体喷射片端部之间的长度小于1.5mm的流体喷射装置。
10.图1是示出根据一个示例的流体喷射片100的图。喷射片100包括：第一纵向端部部分102，该第一纵向端部部分包括多个(例如，在所示示例中为六个)接触垫108；第二纵向端部部分104，该第二纵向端部部分包括多个(例如，在所示示例中为六个)接触垫108；和流体喷射部分106，该流体喷射部分包括多个流体致动装置107。第二纵向端部部分104中的接触垫108与第一纵向端部部分102中的接触垫108纵向对准并定位成与在第一纵向端部部分102中的接触垫108相距一定距离152(即，沿y轴)。
11.多个流体致动装置107相对于第一纵向端部部分102中的接触垫108和第二纵向端
部部分104中的接触垫108纵向设置。多个流体致动装置107还布置在第一纵向端部部分102中的接触垫108和第二纵向端部分104中的接触垫108之间。在所示示例中，第一纵向端部部分102中的接触垫108、第二纵向端部部分104中的接触垫108和多个流体致动装置107中的每一者均布置成一列，并且三列纵向对齐(即，彼此不横向偏移)。在一个示例中，流体致动装置107是喷嘴或流体泵以喷射流体滴。
12.喷射片100包括细长半导体(例如，硅)基板140，该基板140具有喷射片100的横向端部148和150之间的长度142(沿y轴)、厚度144(沿z轴)和横向端部103和105之间的宽度146(沿x轴)。在一个示例中，长度142是宽度146的至少二十倍。宽度146可以是1mm或更小并且厚度144可以小于500微米。流体致动装置107和接触垫108设置在细长基板140上并且沿着细长基板的长度142布置。流体致动装置107的条带长度152小于细长基板的长度142。在一个示例中，条带长度152至少为1.2cm。第一纵向端部部分102中的接触垫108可以布置在细长基板140的第一纵向端部148附近。第二纵向端部部分104中的接触垫108可以布置在细长基板140的与第一纵向端部148相对的第二纵向端部150附近。
13.图2是示出根据一个示例的流体喷射装置200的图。流体喷射装置200包括附接到承载件202的流体喷射片100。在一个示例中，承载件202是通过传递模塑过程形成的刚性模制承载件。槽204形成在承载件202中以向流体喷射片100的背面提供流体。在一个示例中，槽204沿着流体喷射片100纵向延伸并且与多个流体致动装置107(图1)纵向对齐(即，不横向偏移)。
14.图3a﹣3c是示出根据一个示例的形成图2中所示的流体喷射装置200的方法的图。如图3a所示，流体喷射片100位于脱模带层308上，该脱模带层308位于片承载件310上。更具体地，流体喷射片100定位成其正面307面向脱模带层308和片承载件310。喷嘴层309形成在流体喷射片100的正面307上。上模套302定位在流体喷射片100(和片承载件310)之上。更具体地，上模套302定位在流体喷射片100之上，其中流体喷射片100的背面305面向上模套302。上模套302包括槽形成特征部306，该槽形成特征部306密封在流体喷射片100中所形成的流体供给孔以在模制过程中保护流体供给孔。上模套302包括位于上模套302和片承载件310之间限定腔体312(1)和312(2)(统称为腔体312)的底表面。
15.在一个示例中，脱模衬里304沿着上模套302的底表面定位，以便定位在流体喷射片100和上模套302之间。脱模衬里304有助于防止上模套302的污染并最大限度地减少模制过程中的溢料。
16.如图3b所示，腔体312填充有模具材料320，例如环氧树脂模塑料、塑料或其他合适的可模制材料。用模具材料320填充腔体312在流体喷射片100周围形成承载件202。在一个示例中，模制过程是传递模制过程并且包括将模具材料320加热成液体形式并将液体模具材料注入或真空进料到腔体312(例如，通过与腔体312连通的流道)。上模套302的特征部306(如沿着流体喷射片100的背面305定位)有助于防止模具材料在腔体312被填充时进入喷射片100的流体供给孔。
17.如图3c所示，在模具材料冷却并硬化成固体之后，移除上模套302和衬里304，并且流体喷射片100和承载件202被从片承载件310移除或释放。因此，承载件202被模制为包括模制背面330和模制正面332，其中模制正面332与流体喷射片100的正面307基本共面，并且模制背面330延伸超出流体喷射片100的背面305。因此，承载件202的厚度大于流体喷射片
100的厚度。此外，流体喷射片100的正面307和流体喷射片100的背面305的一部分都保持暴露于承载件202(即，未被承载件202的模具材料覆盖)。虽然在图3a﹣3c中示出一个流体喷射片100被模制到承载件202中，但是更多数量的流体喷射片100可以被模制到承载件202中。
18.槽204的形状通常是特定开槽过程(例如，激光、各向异性湿蚀刻、干蚀刻或这些的组合)的结果，并且这些过程可能对能够产生的槽204的轮廓具有有限影响。本文公开的示例能够通过减少或消除接触垫emc溢料问题实现具有槽模制的传递模塑过程，如下文进一步详细描述。
19.图4是示出了根据一个示例将上模套302应用于流体喷射片100的图。如图4所示，在流体喷射片100的正面307上形成喷嘴层309，并且喷射片100和喷嘴层309定位在脱模带层308上。脱模带层308定位在片承载件310上。上模套302的特征部306定位在流体喷射片100上方，其中流体喷射片100的背面305面向特征部306。多个流体供给孔406延伸穿过流体喷射片100。虽然图4中示出了两个流体供给孔406以简化该图，但是流体喷射片100可以包括多于或少于两个流体供给孔406，并且流体供给孔406可以横跨喷射片100的流体喷射部分106的长度定位。特征部306密封形成在流体喷射片100中的流体供给孔406以在模制期间保护流体供给孔406。脱模衬里304沿着特征部306的底面定位，以便定位在流体喷射片100和特征部306之间。
20.槽模制过程中的一个挑战是防止喷射片100的纵向端部148和150处的接触垫108受到emc溢料的影响。流体喷射片100位于脱模带层308的顶部，在一个示例中，该脱模带层是100μm厚的柔顺层。上模套302的特征部306接触流体喷射片100的流体喷射部分106并将力施加到流体喷射片100的流体喷射部分106，而不是喷射片100的端部部分102和104。该力可使得喷射片100的流体喷射部分106沉入脱模带层308中，并在模制过程中使端部部分102和104向上朝上模套302倾斜。这种倾斜会导致产生间隙408，使得接触垫108的区域中出现emc溢料。
21.特征部306的端部和喷射片100的端部150之间的长度404在本文中被称为悬臂长度，该悬臂长度在解决接触垫emc溢料问题中起到作用。本公开的示例使用短悬臂长度404减少或消除接触垫emc溢料问题。在一个示例中，端部部分102和104中的一个或两个具有小于1.5mm的悬臂长度404。在另一示例中，端部部分102和104中的一个或两个具有小于1.3mm的悬臂长度404。在又一示例中，端部部分102和104中的一个或两个具有小于1.1mm的悬臂长度404。
22.图5﹣7是示出根据一个示例的图2中所示的流体喷射装置200的一部分的俯视图的图。如图5所示，接触垫108定位在喷射片100的正面307上。槽204定位在喷射片的背面305上，因此在图5中用虚线示出。槽204具有沿其长度的均匀宽度或基本均匀宽度。喷射片的纵向端部148和槽204的纵向端部502之间的长度限定了悬臂长度404。
23.延长上模套302的特征部306(图4)的长度导致槽204的槽长度增加而悬臂长度404减少。增加槽长度有助于减少或消除接触垫emc溢料问题。然而，增加槽长度可导致槽204的纵向端部502与最靠近端部502的流体致动装置107(图1)之间的距离增加。延伸超过该流体致动装置107的槽204的该部分在本文中可被称为死空间，这是因为没有流体致动装置107定位在该空间正上方。本公开的一些示例修改纵向端部502附近的槽204的形状以减少死空间的体积。图6和图7中显示了两个这样的示例，并在下面进行了描述。
24.如图6所示，槽204包括从槽204的纵向端部502附近的宽槽部分505纵向延伸的窄槽部分504。窄槽部分504具有均匀宽度或基本均匀宽度，窄槽的宽度小于宽槽部分505的均匀宽度或基本均匀宽度。在一个示例中，窄槽部分504的宽度是宽槽部分505的宽度的大约25﹣35％。在一个示例中，没有流体致动装置107定位在窄槽部分504正上方(即，沿图1中的z轴)。
25.如图7所示，槽204包括从槽部分510纵向延伸的槽部分508和从槽部分508纵向延伸的在槽204的纵向端部502附近的槽部分506。槽部分506和槽部分508均具有小于槽部分510的均匀宽度或基本均匀宽度的均匀宽度或基本均匀宽度。在一个示例中，槽部分508的宽度约为槽部分510的宽度的25﹣35％，且槽部分506的宽度约为槽部分510的宽度的40﹣60％。在一个示例中，没有流体致动装置107定位在槽部分506和槽部分508正上方(即，沿图1中的z轴)。
26.图8是示出根据一个示例的流体喷射系统800的框图。流体喷射系统800包括：流体喷射组件，例如打印头组件802；流体供应组件，例如供墨组件810。在一个示例中，打印头组件802可以包括图2的流体喷射装置200。在图示的示例中，流体喷射系统800还包括服务站组件804、滑架组件816、打印介质传送组件818和电子控制器820。虽然以下描述提供了关于墨水的流体处理的系统和组件的示例，但是所公开的系统和组件也适用于处理墨水以外的流体。
27.打印头组件802包括至少一个上文参照图1描述和图示的打印头或流体喷射片100，其通过多个孔口或喷嘴107喷射墨滴或流体滴。在一个示例中，流体滴被引导朝向介质，例如打印介质824，以便打印到打印介质824上。在一个示例中，打印介质824包括任何类型合适的片材，例如纸、卡片纸、透明胶片、聚酯薄膜、织物等。在另一个示例中，打印介质824包括用于三维(3d)打印的介质，例如粉末床，或用于生物打印和/或药物发现测试的介质，例如储存器或容器。在一个示例中，喷嘴107布置成至少一列或阵列，使得当打印头组件802和打印介质824相对于彼此移动时从喷嘴107以适当顺序的墨水喷射使字符、符号和/或其他图形或图像打印在打印介质824上。
28.供墨组件810向打印头组件802供应墨水并且包括用于储存墨水的储存器812。因此，在一个示例中，墨水从储存器812流到打印头组件802。在一个示例中，打印头组件802和供墨组件810一起容纳在喷墨或流体喷射打印墨盒或笔中。在另一个示例中，供墨组件810与打印头组件802分离开并且通过接口连接件813，例如供应管和/或阀将墨水供应到打印头组件802。
29.滑架组件816相对于打印介质传送组件818定位打印头组件802，并且打印介质传送组件818相对于打印头组件802定位打印介质824。因此，打印区域826被限定成在打印头组件802和打印介质824之间的区域中与喷嘴107相邻。在一个示例中，打印头组件802是扫描型打印头组件，使得滑架组件816相对于打印介质传送组件818移动打印头组件802。在另一示例中，打印头组件802是非扫描式打印头组件，使得滑架组件816将打印头组件802固定在相对于打印介质传送组件818的规定位置。
30.服务站组件804提供打印头组件802的喷射、擦拭、加盖和/或灌注以保持打印头组件802的功能，更具体地保持喷嘴107的功能。例如，服务站组件804可包括橡胶刀或擦拭器，该橡胶刀或擦拭器周期性地通过打印头组件802以擦拭和清洁喷嘴107中多余的墨水。此
外，服务站组件804可以包括覆盖打印头组件802的帽，以在不使用期间保护喷嘴107免于变干。此外，服务站组件804可包括存储盂，打印头组件802在喷射期间将墨喷射到该存储盂中以确保储存器812保持适当水平的压力和流动性，并确保喷嘴107不会堵塞或渗漏。服务站组件804的功能可以包括服务站组件804和打印头组件802之间的相对运动。
31.电子控制器820通过通信路径803与打印头组件802通信，通过通信路径805与服务站组件804通信，通过通信路径817与滑架组件816通信以及通过通信路径819与打印介质传送组件818通信。在一个示例中，当打印头组件802安装在滑架组件816中时，电子控制器820和打印头组件802可以通过通信路径801经由滑架组件816通信。电子控制器820还可以与供墨组件810通信，使得在一种实施方式中，可以检测到新的(或使用过的)供墨。
32.电子控制器820从诸如计算机的主机系统接收数据828，并且可以包括用于临时存储数据828的存储器。数据828可以沿着电子、红外、光学或其他信息传输路径被发送到流体喷射系统800。数据828表示例如要打印的文档和/或文件。因此，数据828形成流体喷射系统800的打印作业并且包括至少一个打印作业命令和/或命令参数。
33.在一个示例中，电子控制器820提供对打印头组件802的控制，该控制包括针对从喷嘴107喷射墨滴的定时控制。因此，电子控制器820限定在打印介质824上形成的字符、符号和/或其他图形或图像的喷射墨滴的图案。定时控制以及因此喷射墨滴的图案由打印作业命令和/或命令参数确定。在一个示例中，形成电子控制器820的一部分的逻辑和驱动电路位于打印头组件802上。在另一示例中，形成电子控制器820的一部分的逻辑和驱动电路位于打印头组件802之外。
34.本文公开的示例提供以下特征：(1)通过减少或消除接触垫emc溢料问题，使得槽模制过程可用；(2)使用对槽错位不太敏感的坚固的模制过程；(3)消除硅开槽过程，这降低了喷射片的成本；(4)通过避免对硅的机械/激光损坏，最大限度地降低喷射片开裂；和(5)优异的槽侧壁质量/平滑度，以避免颗粒脱落问题。
35.本公开的一个示例涉及一种流体喷射装置，该流体喷射装置包括流体喷射片，该流体喷射片包括定位成毗邻流体喷射片的第一端部的第一端部部分和定位成毗邻第一端部部分的流体喷射部分。流体喷射片包括定位在第一端部部分中的接触垫和定位在流体喷射部分中的流体致动装置。承载件附接到流体喷射片。承载件包括向流体致动装置提供流体的槽。槽沿流体喷射部分纵向延伸到第一槽端。第一槽端至流体喷射片的第一端部的长度小于1.5mm。
36.第一端部可以是流体喷射片的第一纵向端部。从第一槽端到流体喷射片的第一端部的长度可以小于1.3mm。从第一槽端到流体喷射片的第一端部的长度可以小于1.1mm。槽的宽度可以从沿着流体喷射部分的第一宽度减小到沿着与第一槽端相邻的槽的端部部分的较小的第二宽度。流体喷射片可包括毗邻流体喷射片的第二端部定位的第二端部部分。流体喷射片可以包括定位在第二端部部分中的接触垫。槽可以沿着流体喷射部分纵向延伸到第二槽端。从第二槽端到流体喷射片的第二端部的长度可以小于1.5mm。第二端部可以是流体喷射片的第二纵向端部。承载件可以是刚性承载件。承载件可以是模制承载件，并且槽可以是模制槽。
37.本公开的另一个示例涉及一种流体喷射装置，该流体喷射装置包括流体喷射片，该流体喷射片包括定位成毗邻流体喷射片的第一端部的第一端部部分、定位成毗邻流体喷
射片的第二端部的第二端部部分以及定位在第一端部部分和第二端部部分之间的流体喷射部分。流体喷射片包括定位在流体喷射部分中的流体致动装置。刚性承载件附接到流体喷射片。刚性承载件包括槽，以向流体喷射片的背面提供流体。槽沿着流体喷射部分纵向延伸到毗邻第一端部部分的第一槽端。从第一槽端至流体喷射片的第一端部的长度小于1.5mm。
38.流体喷射片可以包括定位在第一端部部分中的第一接触垫和定位在第二端部部分中的第二接触垫。槽可以沿着流体喷射部分纵向延伸到毗邻第二端部部分的第二槽端，并且从第二槽端到流体喷射片的第二端部的长度可以小于1.5mm。
39.本公开的又一示例涉及一种方法，其包括将模具套应用于流体喷射片，其中模具套至少部分地限定至少一个腔体，并且其中模具套包括槽形成特征部，该槽形成特征部具有距离流体喷射片的第一纵向端部小于1.5mm的第一纵向端部。该方法包括用模塑料填充至少一个腔体以产生支撑流体喷射片的承载件，其中承载件包括由槽形成特征部限定的槽。
40.槽形成特征部可以覆盖流体喷射片的流体供给孔。槽形成特征部可以具有第二纵向端部，该第二纵向端部定位成距离流体喷射片的第二纵向端部小于1.5mm。
41.尽管在此已经说明和描述了具体示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以用各种替代和/或等效实施方式来替代所示和描述的具体示例。本技术旨在涵盖此处讨论的特定示例的任何修改或变化。因此，本公开旨在仅由权利要求及其等效物限制。