[發(fā)明專利]用于可改變規(guī)模的微滴噴射制造的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680030485.2
• 申請日: 2006-07-11
• 公開（公告）號: CN101242956A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·比布爾;M·舍普勒
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片迪麥提克斯公司
• 主分類號: B41J2/05
• 分類號: B41J2/05;B41J2/045;B01L3/02;B41J2/14;B41J2/505
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 王會卿

相關(guān)申請交叉引用

本申請要求2005年7月13日提交的、序號為60/699111的美國申請的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用流體微滴的噴射的制造技術(shù)。

背景技術(shù)

在各種工業(yè)中，通過從流體噴射模塊噴射流體微滴來可控制地將流體沉積到基板上是很有用的。例如，噴墨打印響應(yīng)于電子數(shù)字信號使用打印頭來產(chǎn)生沉積到基板如紙張或透明薄膜上的墨滴，從而在基板上形成圖像。

噴墨打印機通常包括從墨源到打印頭的墨通路，該打印頭包括從其噴射墨滴的噴嘴。墨滴噴射可通過利用致動器對墨通路中的墨加壓而進(jìn)行控制，該致動器例如可為壓電致偏器、熱泡噴注發(fā)生器或靜電致偏元件。典型的打印頭具有一排噴嘴，所述噴嘴有相對應(yīng)的墨通路陣列及相關(guān)聯(lián)的致動器，從每個噴嘴的液滴噴射可獨立地控制。在所謂的“按需滴下(drop-on-demand)”打印頭中，當(dāng)打印頭和打印介質(zhì)相對于彼此運動時，激發(fā)每個致動器以便按照選擇將液滴噴射在圖像的特定像素位置。高性能打印頭可具有幾百個噴嘴，且噴嘴可具有50微米或更低(如25微米)的直徑，可以以每英寸100-300個噴嘴的節(jié)距分離，并可提供大約1到70皮升(pl)或更小的微滴尺寸。微滴噴射頻率通常為10kHz或更高。

打印頭可包括半導(dǎo)體打印頭本體和壓電致動器，例如在Hoisington等人的美國專利No.5,265,315中所述的打印頭。打印頭本體可由硅制成，其被蝕刻以便限定墨室。噴嘴可由附連至硅本體的分離式噴嘴板限定。壓電致動器可具有一層壓電材料，該層壓電材料響應(yīng)于外加電壓而改變幾何形狀或者發(fā)生彎曲。壓電層的彎曲對沿著墨通路設(shè)置的泵室中的墨加壓。

發(fā)明內(nèi)容

可以獲得具有不同材料組成的許多種類的流體，并且這些流體的數(shù)量隨著新材料和組成的研究而持續(xù)增加。經(jīng)常，需要測試流體在提議的應(yīng)用中的有效性。例如，可能需要測量生物化合物的活性，以確定用于藥物的最佳候選物。另外，由于其不同的材料特性，流體在相同的微滴噴射條件下會有不同的反應(yīng)。因此，為了使特定流體產(chǎn)生最佳沉積，可能需要單獨地確定微滴噴射條件。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)一種可改變規(guī)模的(scalable)技術(shù)，這種技術(shù)容許當(dāng)轉(zhuǎn)為在大規(guī)模(如商業(yè)或大體積)微滴噴射條件下使用流體時，能夠有效地應(yīng)用在小規(guī)模測試期間獲知的流體信息。

總的說來，本發(fā)明的一個方面描述了一種方法，該方法包括從第一微滴噴射沉積系統(tǒng)噴射具有第一組成的液體、在第一微滴噴射沉積系統(tǒng)的多種噴射條件下收集關(guān)于液體性狀的信息、以及在所選擇的噴射條件下從第二微滴噴射沉積系統(tǒng)噴射具有這種第一材料組成的液體，其中，第一微滴噴射沉積系統(tǒng)包括第一打印頭和第一流體源，第二微滴噴射沉積系統(tǒng)包括第二打印頭和第二流體源。

第一打印頭具有較少數(shù)目的流路，第一流體源構(gòu)造成用來保持第一體積的液體。第二打印頭具有多個大致相同的流路，各個流路中的每一個與所述較少數(shù)目的流路中的至少一個大致相同，且在第二打印頭中的流路數(shù)目遠(yuǎn)大于第一打印頭中的流路數(shù)目。第二流體源不是獨立的，或者第二流體源構(gòu)造成用來保持比第一體積大的第二體積的液體。

本發(fā)明的實施方案可包括一個或多個下述特征。較少數(shù)目例如至多為10個，比如為1個。在第二打印頭中的流路數(shù)量至少是第一打印頭中的流路數(shù)量的10倍，比如為100倍。各個第一流路和第二流路可包括噴嘴和入口，且第一打印頭和第二打印頭可包括用于各個流路的致動器。選擇噴射條件可包括確定至少滿足從第一微滴噴射沉積系統(tǒng)或從第二微滴噴射沉積系統(tǒng)噴射微滴的噴射條件?？苫谠撔畔⒃O(shè)計第二打印頭。流體供給單元可連接到打印頭單元，以形成可以可拆卸地安裝在第一微滴噴射沉積系統(tǒng)中的盒?？蓪⒁后w輸送到流體供給單元。流體供給單元和打印頭單元可以一旦連接基本上就不可分開。盒可以是一次性的，而第二打印頭可以是可重復(fù)使用的。流體供給單元可以是獨立的，而第二流體源不是獨立的?？蓮牡谝晃⒌螄娚涑练e系統(tǒng)噴射具有不同組成的多種液體?？蓽y試所述多種液體在提議的應(yīng)用中的有效性，且可基于該有效性從不同的組成中選擇第一組成?？梢允占P(guān)于所述多種液體的性狀的信息，并可基于微滴噴射的適用性從不同組成中選擇第一組成。