再循环流体喷射装置

背景技术

例如，流体喷射系统可通过从喷嘴喷射流体，以在介质上形成图像和/或形成三维物体来操作。在一些流体喷射系统中，流体供给孔将流体引入到流体喷射腔室中，并且该流体从流体喷射装置（也称为流体喷射管芯）的喷嘴排出。该流体可结合到介质的表面并形成图形、文本、图像和/或物体。

附图说明

图1A-1C是根据本公开的示例性再循环流体喷射单元液滴发生器102的示图。

图2是根据本公开的包括单元液滴发生器的示例性再循环流体喷射装置的示图。

图3是根据本公开的包括单元液滴发生器的示例性再循环流体喷射装置的另一示图。

图4是根据本公开的具有歧管式单元液滴发生器的示例性再循环流体喷射装置的示图。

图5是根据本公开的包括不对称单元液滴发生器布置结构的示例性再循环流体喷射装置的示图。

具体实施方式

流体喷射装置可通过流体供给孔和喷嘴将流体沉积到介质（例如，打印介质）上。例如，喷嘴可包括流体喷射装置的薄膜部分中的开口，并且流体供给孔可包括流体在到达喷嘴和介质之前所通过的流体喷射装置的部分。

再循环流体喷射系统可使流体在流体供应装置与其相关联的流体喷射装置之间循环和再循环。这些系统可使流体循环通过流体喷射装置并使其返回到流体供应装置（例如，流体供应储存器）。再循环可用于带走和滤除由喷嘴引入的颗粒或气泡，这可使某些流体的固体保持悬浮，同时保持流体温度和粘度基本上均匀。如本文所用的，“基本上”意味着一种特性（例如，均匀性、背压、一致性等）不需要是绝对的，而是足够接近绝对的特性，以实现该特性的期望效果。当使用在非再循环流体喷射系统中可能无法按需要执行的特定流体（例如，在工业打印市场、工业打印介质等中使用的流体）时，可使用再循环流体喷射系统。

再循环流体流可跨再循环流体喷射系统的喷嘴阵列产生热和/或压力梯度。如本文所用的，再循环流体流包括循环和/或再循环流体流。例如，示例不限于通过流体喷射装置再循环流体。热梯度可引起流体粘度/表面张力梯度，并且背压梯度可导致跨流体喷射系统的喷嘴阵列的再填充速度和弯液面位置的差异。这些可能会导致不期望的结果。例如，再循环系统可包括具有不同压力的通道（例如，硅通道）。这些通道和相关联的单元液滴发生器的流体供给孔之间的压差可产生与流体滴形状形成和/或流体滴尾部中断相关的打印缺陷。这些打印缺陷可能会导致不期望的打印作业结果。

相比之下，本公开的一些示例包括具有致动器的单元液滴发生器的布置结构，该致动器以基本上相同的背压从喷嘴喷射流体，以使流体通过再循环流体喷射装置的通道再循环。例如，流体可跨再循环流体喷射装置的单元液滴发生器以基本上一致的压力梯度方向流过单元液滴发生器（例如，流入第一流体孔中，通过喷嘴，流出第二流体供给孔）。例如，流体可通过单元液滴发生器从具有较高压力的通道流动到具有较低压力的通道（或者反之亦然）。这允许致动器以基本上相同的背压从喷嘴喷射流体，从而导致液滴喷射和喷嘴再填充的变化减少，否则该变化可能对应于可见的打印缺陷或再循环操作点的限制（例如，液滴轨迹错误、再填充限制、喷嘴去底漆限制（nozzle depriming limitation）等）。例如，因为致动器全部都以基本上相同的背压从喷嘴喷射流体（例如，喷发），所以惯性液滴和尾部中断跨再循环流体喷射装置可基本上相同。

在一些示例中，单元液滴发生器的V形样式（例如，布置结构、路径流动等）可用于调和极端的热梯度和压力梯度。例如，V形样式可用于减少介质上的可见打印缺陷，这些缺陷与可能由喷发腔室中的流体温度或压力的差异引起的液滴重量和形状差异有关。通过使用V形样式，可增加既更冷又更暖的流体喷射装置的重叠区域。以这种方式，可重叠适度的压力和温度，并且可重叠流体喷射装置上的极端压力和温度，以平均掉液滴重量和形状变化。这可降低由于经打印介质上的液滴重量和形状变化而可能出现的任何可见条带的严重性。

本文中的附图遵循编号约定，其中前面的一个或多个数字对应于附图图号，并且其余数字标示附图中的元件或部件。可通过使用类似的数字来标示不同附图之间的相似元件或部件。例如，108可表示图1中的元件“08”，并且相似的元件可在图2中被表示为208。一个附图内的多个类似元件可用附图标记后跟连字符和另一个数字或字母来表示。例如，106-1可表示图1中的元件06-1，并且106-2可表示元件06-2，该元件06-2可类似于元件06-1。这样的类似元件一般可在没有连字符和额外的数字或字母的情况下引用。例如，元件106-1和106-2一般可表示为106。

可添加、交换和/或消除在本文的各个附图中所示的元件，以便提供本公开的多个附加示例。另外，附图中提供的元件的比例和相对尺度旨在说明本公开的示例，并且不应以限制性的意义理解。如本文所用的，特别是关于附图中的附图标记的指示符“M”、“N”、“P”、“R”和“T”表示如此标示的多个特定特征可包括在本公开的示例内。这些指示符可表示相同或不同数量的特定特征。

图1A-1C是根据本公开的示例性再循环流体喷射单元液滴发生器102的示图。如本文所用的，单元液滴发生器可包括用于提供和产生流体液滴的部件。例如，这些部件可包括惯性微型再循环泵（例如，用于按需再循环和弯液面搅动）、流体限制器（例如，用于限制热喷墨（TIJ）驱动气泡和润湿流体再填充）、电阻器（例如，热喷墨电阻器）、喷嘴和流体供给孔。单元液滴发生器102可被认为是“单元”，因为它包括不与另一个电阻器共享的喷发腔室封壳的元件（例如，流体供给孔106、喷嘴108、致动器107和泵112）；对于包括单元液滴发生器102的层，存在单个电阻器。

图1A是单元液滴发生器102的顶视图，而图1B和1C是在线101处截取的单元液滴发生器102的剖视图。在一些示例中，单元液滴发生器包括光刻胶层105的元件以及流体供给孔106。例如，单元液滴发生器102包括流体供给孔106-1和106-2、喷嘴108和泵112。单元液滴发生器102的一部分可位于流体喷射装置的通道104-2、104-3上。如本文所用的，位于通道“上”的部件或部分可位于该通道上方，使得该部件可不直接接触该通道。虽然在单元液滴发生器102的每一端处图示了单一的流体供给孔106，但在一端或两端处可存在多于一个流体供给孔。

图1B图示了没有通道入口/出口的单元液滴发生器102的剖视图，而图1C图示了具有通道入口/出口103的单元液滴发生器102的剖视图。通道104可位于单元液滴发生器102下方，例如位于流体层（例如，流体硅层）109中，该流体层109可包括流体供给孔106。处于流体层109上方的流体光刻胶层105可包括致动器107、喷嘴108和泵112。

喷嘴108位于流体供给孔106-1（例如，位于通道104-3上）与泵112和流体供给孔106-2（例如，位于通道104-3上）之间。泵112使流体在单元液滴发生器102内移动，并且致动器107控制喷嘴108的可达性。例如，致动器107可根据需要从喷嘴108喷射流体（例如，液滴），从而允许流体在操作期间从喷嘴108中流出。

流体可进入通道的一侧，例如通道入口/出口103处的通道104-2，并从通道104-2的另一侧离开，其中压力梯度决定流体的流动。当流体进入通道104时，它通过再循环流体喷射装置100的每个单元液滴发生器102，从而允许流体进入到单元液滴发生器102的流体供给孔106中。

图2是根据本公开的包括单元液滴发生器202的示例性再循环流体喷射装置200的示图。虽然在图2中图示为分立的单元液滴发生器，但单元液滴发生器202可以是歧管式的，使得流体供给孔206（例如，入口和出口）可在一层中耦接在一起，如本文关于图4进一步论述的。虽然图2中图示了两个单元液滴发生器202-1、202-m，但流体喷射装置200中可存在更多单元液滴发生器。例如，附加的单元液滴发生器可沿通道204-1和204-2以及沿通道204-3和204-n定位。

再循环流体喷射装置200可包括单元液滴发生器202-1和单元液滴发生器202-m，它们中的每一个分别跨越两个通道204-2和204-3以及204-4和204-5（例如，硅通道）。通道204可位于单元液滴发生器202下方。流体可进入通道204的一侧并从另一侧离开，其中压力梯度决定流体的流动。当流体进入通道204时，它通过再循环流体喷射装置200的每个单元液滴发生器202，从而允许流体进入到单元液滴发生器202的流体供给孔206中。

在一些示例中，单元液滴发生器202-1包括位于通道204-2上的流体供给孔206-1与位于通道204-3上的流体供给孔206-2和泵212-1（例如，微电阻泵、惯性微型泵等）之间的喷嘴208-1。单元液滴发生器202-m包括位于通道204-4上的流体供给孔206-3与位于通道204-5上的流体供给孔206-n和泵212-m之间的喷嘴208-2。在泵212是惯性微型泵的示例中，泵212可通过在致动期间跨泵212产生惯性流量差来驱动净惯性流。单元液滴发生器202还可包括处于喷嘴208下方但在图2中所示的视图中不可见的致动器（例如，诸如图1B和1C中所示的致动器107的致动器）。

通道204可具有不同的压力，例如，与通道204-3相比，通道204-2可具有较低的压力（或者反之），并且与通道204-5相比，通道204-4可具有较低的压力（或者反之）。在一些情况下，较低压力通道（例如，通道204-2和104-4）可具有基本上相同的压力，并且较高压力通道（例如，通道104-3和104-5）可具有基本上相同的压力。通道压力布置结构允许跨单元液滴发生器202的基本上一致的压力梯度方向。换句话说，在一些示例中，在通道204-3的入口和通道204-5的入口处可测量的压力不同于在通道204-2的出口和通道204-4的出口处可测量的压力。

再循环流可沿相同的方向流经单元液滴发生器202，使得致动器（例如，图1B和1C中所示的致动器107）以基本上相同的背压从喷嘴208喷射流体，以使流体再循环通过特定的通道204和喷嘴208。如本文所用的，以相同的背压从喷嘴208喷射流体的致动器包括显著一致的喷嘴208的弯液面位置。弯液面位置涉及有多少流体处于喷嘴208的孔洞中。弯液面是孔洞中的流体体积与大气之间的界面。高弯液面位置意味着孔洞中的流体水平较高，并且低弯液面位置意味着孔洞中的流体水平较低。压力和流体流可影响弯液面位置。本公开的示例包括显著平行的通道（例如，呈V形样式），使得通道中的背压是一致的，从而导致一致的弯液面位置。这种一致的弯液面位置可导致改善的打印结果（例如，一致且均匀的墨释放）。

在一些示例中，流体能够以高压到低压的方式再循环通过单元液滴发生器202。在这样的示例中，流体可从流体供给孔206-2流向喷嘴208-1以及从流体供给孔206-n流向喷嘴208-m（例如，借助于泵212），如箭头210所示。这样做可允许致动器以基本上相同的背压从喷嘴208喷射流体，并且可导致基本上均匀的流体液滴生成。在一些示例中，再循环流体喷射装置可接收命令以调整通道104的压力。该命令可基于期望的喷射背压而向通道204指示压力指定。

在一些示例中，喷嘴208可被定位成更靠近单元液滴发生器202上的流体供给孔106中的第一个流体供给孔。例如，对于单元液滴发生器202-1，喷嘴208-1可被定位成与流体供给孔206-2相比更靠近流体供给孔206-1，并且通道204-2的压力可低于通道204-3的压力，或者喷嘴208-1可被定位成与流体供给孔206-2相比更靠近流体供给孔206-1，并且通道104-2的压力可高于通道104-3的压力。对于单元液滴发生器202-m，同样可如此。这样的偏移可允许喷嘴以比它与两个流体供给孔等距定位时更高的频率来打印。这可导致更快的打印。如果流体沿相反的方向流动，则打印速度可能会更慢。在一些示例中，使喷嘴更靠近一个墨供给孔为使用通道中的惯性差来操作的泵保留了空间。可能期望保持这样的泵更远离喷嘴，因此该泵不会变成流体（例如，液滴）喷射器。

这样的单元液滴发生器202架构可允许致动器以基本上相同的背压从喷嘴208喷射流体，并且可导致基本上均匀的流体液滴生成。例如，这样的架构可通过在“上游侧”上（例如，更靠近较高压力通道）包括喷嘴来有助于更高通量的打印性能，和/或允许在与喷嘴相对的端部上放置微循环泵。

在一些示例中，与通道204-2相比，通道204-3可具有较大的剖面面积（或者反之）。较大的剖面面积可容纳多个单元液滴发生器的多个流体供给孔，如本文中将关于图5进一步论述的。附加地或替代地，与具有较小的剖面面积的通道（例如，通道104-2）相比，较大的剖面面积（例如，通道104-3）可容纳更高的流量。

在一些示例中，具有较高粘度的流体通过通道204可产生较高的压降，并且较大的剖面面积可适应期望的流率。例如，与从喷嘴208带走流体的返回通道相比，将流体供应到喷嘴208的供应通道可具有较大的剖面面积。在高通量示例中，与较低通量的打印作业相比，可使用较大量的再循环通量。在这样的示例中，可能期望增加的空间量来容纳再循环通量加上流动到供应通道上的喷嘴的打印通量，但是在返回通道上可能期望较少的空间，这将仅包括再循环通量。交替的剖面尺寸的通道（例如，较大-较小-较大-较小）可适应这样的示例。

图3是根据本公开的包括单元液滴发生器302的示例性再循环流体喷射装置320的另一示图。与其他布置结构相比，再循环流体喷射装置320可具有增加数量的通道，使得流体流沿相同的方向移动越过每个肋318（例如，分隔两个通道的壁或分隔器），再循环喷发腔室沿该肋318放置。例如，再循环流体流可沿相同的方向移动越过肋318和再循环流体喷射装置320的再循环喷发腔室，这可对应于喷嘴308处的更相似的压力和相似的液滴轨迹。这可减少沿肋318的交替的背压和流动方向两者，从而导致与通过腔室流动方向的交替的流体相关的打印缺陷减少。如图3中所示，再循环流体喷射装置320的单元液滴发生器302的V形样式可调和可能出现的流体（例如，液滴）轨迹问题，从而改善打印结果。

再循环流体喷射装置320可包括第一多个322-1单元液滴发生器（例如，单元液滴发生器阵列）和第二多个322-m单元液滴发生器（例如，单元液滴发生器阵列）。该第一多个322-1可包括单元液滴发生器302-1，其包括位于通道316-2上的流体供给孔306-1和位于通道316-3上的流体供给孔306-2之间的喷嘴308-1。在一些情况下，在通道316-3的入口303-2处可测量的压力不同于在通道316-2的出口303-4处可测量的压力，这可指示压力梯度。

在一些示例中，单元液滴发生器302-1可包括泵312-1，其用于使流体移动通过单元液滴发生器302-1。例如，泵312-1可使流体从具有较高压力的区域（例如，通道316-3）移动到较低压力的区域（例如，通道316-2），如箭头310-1所示。在一些示例中，该泵可使流体从具有较低压力的区域移动到具有较高压力的区域（例如，可改变压力梯度）。例如，流体可在通道入口/出口303-1、…、303-d（例如，标记为P

该第二多个322-m可包括单元液滴发生器302-m，其包括位于通道316-4上的流体供给孔306-3和位于通道316-5上的流体供给孔306-n之间的喷嘴308-m。在一些情况下，在通道316-5的入口303-3处可测量的压力不同于在通道316-4的出口303-5处可测量的压力。这可指示压力梯度。

在一些示例中，单元液滴发生器302-m可包括泵312-m，其用于使流体移动通过单元液滴发生器302-m。例如，泵312-m可使流体从具有较高压力的区域（例如，通道316-5）移动到较低压力的区域（例如，通道316-4），如箭头310-m所示。在一些示例中，该泵可使流体从具有较低压力的区域移动到具有较高压力的区域（例如，可改变压力梯度）。除了单元液滴发生器302-m之外，该第二多个322-m还可包括类似于单元液滴发生器302-m的单元液滴发生器。

通道316-1、316-2、…、316-q可由肋318分隔，其中该第一多个322-1和该第二多个322-m由再循环流体喷射装置320的肋318-3分隔。通道316可具有不同的压力。例如，与通道316-2、316-4和316-q相比，通道316-1、316-3和316-5可具有更高的压力。在某些情况下，肋318-2可将该第一多个322-1的流体供给孔306-1（例如，处于通道316-2上）与该第一多个322-1的流体供给孔306-2（例如，处于通道316-3上）分隔，并且肋318-4可将该第二多个322-m的流体供给孔306-3（例如，处于通道316-4上）与该第二多个322-m的流体供给孔306-4（例如，处于通道316-5上）分隔。

在一些示例中，通道316可具有交替的剖面面积（例如，较大-较小-较大-较小等）。例如，与具有较小剖面面积的通道相比，较大的剖面面积可适应较高的压力水平，和/或具有较高粘度的流体通过通道304可产生较高的压降，较大的剖面面积可适应期望的流率。例如，与返回通道相比，供应通道可具有较大的剖面面积。在高通量示例中，与较低通量的打印作业相比，可使用更大量的再循环通量。在这样的示例中，可能期望增加的空间量来容纳再循环通量加上流动到供应通道上的喷嘴的打印通量，但是在返回通道上可能期望较少的空间，这将仅包括再循环通量。交替的剖面尺寸的通道可适应这样的示例。

在一些示例中，该第一多个322-1和该第二多个322-m的致动器（在图3中所示的视图中不可见）相应地以基本上相同的背压从该第一多个322-1和该第二多个322-m的喷嘴喷射流体，以使流体再循环通过越过通道316-2和316-4和/或再循环流体喷射装置320的其他通道的腔室阵列。例如，相邻通道具有不同的背压，这些背压为流经喷发腔室和喷嘴308的流体流提供压差。由于喷嘴308在肋318上以相同的定向放置，因此喷嘴308处的流体喷射背压可能是相似的，这是因为它们对称放置以用于平行的流。这样的示例性再循环可允许流体通过该第一多个322-1和该第二多个322-m的喷嘴308再循环。

在图3中所示的示例中，从该第一多个322-1的每个泵312-1到该第一多个322-1的每个喷嘴308-1的流体流和从该第二多个322-m的每个泵312-m到该第二多个322-m的每个喷嘴308-m的流体流越过肋318-2和318-3是单向的。例如，与该第一和第二多个322中的每一者中的流体流相关联的箭头310指向相同的方向，并且致动器以基本上相同的背压从喷嘴308喷射流体。在一些示例中，再循环流体喷射装置320可减少交替的肋背压和流动方向。

图4是根据本公开的具有歧管式单元液滴发生器402的示例性再循环流体喷射装置450的示图。单元液滴发生器402-1和402-m可分别类似于图1、图2、图3和图4的单元液滴发生器102、202、302和/或302。在图4中所示的示例中，单元液滴发生器402以类似于图3中的那些方式的方式布置，但是单元液滴发生器402的布置结构不限于此。单元液滴发生器402可以是歧管式的，如以414-1、414-2、…、414-n所示。如本文所用的，歧管式单元液滴发生器可包括在喷发腔室层（例如，限定致动器与限定喷嘴的层之间的流体路径的流体层）中流体耦接的单元液滴发生器，使得它们可能不是分立的单元。例如，非歧管式单元液滴发生器可具有用于每个喷嘴/喷发腔室单元的分立的供给孔入口和出口，而歧管式液滴发生器与相邻的喷嘴共享喷发腔室层中的多个（例如，流体耦接的）入口和出口。如本文所用的，术语“单元液滴发生器”不限于分立的单元状液滴发生器，而是可包括流体耦接的液滴发生器（例如，歧管式），以及其他架构。

图5是根据本公开的包括不对称单元液滴发生器布置结构的示例性再循环流体喷射装置560的示图。再循环流体喷射装置560可包括交错的通道504，并且可包括翻转的不对称泵送架构，使得单元液滴发生器502的一些流体供给孔可位于相同的通道上，但沿相反的方向泵送流体，同时仍然保持基本上一致的背压，在该背压下致动器（在图5中所示的视图中不可见）可从喷嘴508喷射流体。在一些示例中，不对称单元液滴发生器布置结构可每隔一个肋518翻转，使得对于每个单元液滴发生器502，再循环流动方向为从泵512到喷嘴508。在某些示例中，该方向可颠倒。再循环流体喷射装置560可包括图5中所示的单元液滴发生器502的V形布置结构，该布置结构可调和可能发生的液滴轨迹问题。

再循环流体喷射装置560可包括跨越再循环流体喷射装置560的肋518-3的单元液滴发生器502-1，该单元液滴发生器502-1包括致动器（例如，诸如图1B和1C中所示的致动器107的致动器）和喷嘴508-1，该喷嘴508-1在位于具有特定压力的通道504-3上的流体供给孔506-1与位于具有特定压力的通道504-4上的流体供给孔506-2之间。在一些示例中，单元液滴发生器502-1可包括位于通道504-4上的泵512-1，以使流体（例如，沿箭头510-1指示的方向）移动通过单元液滴发生器502-1。在一些情况下，在通道504-4的入口503-2处可测量的压力不同于在通道504-3的出口503-3处可测量的压力，这可指示压力梯度。

在一些示例中，再循环流体喷射装置560还可包括跨越再循环流体喷射装置的肋518-4的单元液滴发生器502-2，该单元液滴发生器502-2包括致动器（例如，诸如图1B和1C中所示的致动器107的致动器）和喷嘴508-2，该喷嘴508-2在位于具有特定压力的通道504-4上的流体供给孔506-3与位于通道504-s上的流体供给孔506-4之间。在一些示例中，单元液滴发生器502-1可包括位于通道504-4上的泵512-2，以使流体（例如，沿箭头510-2指示的方向）移动通过单元液滴发生器502-2。在一些情况下，在通道504-4的入口503-2处可测量的压力不同于在通道504-5的出口503-d处可测量的压力，这可指示压力梯度。类似地，在入口503-1处可测量的压力可不同于相关联的出口，例如出口503-3。

致动器能够以基本上相同的背压从喷嘴508喷射流体，以使流体再循环通过通道504-3和504-s（并且在一些情况下，通过其他通道）。在一些示例中，为了以相同的背压喷射流体，流体从泵512沿相同的方向朝向喷嘴508移动。例如，流体可从较高压力通道（例如，通道504-4）被泵送到较低压力通道（例如，通道504-3、504-s），如箭头510所示。在一些示例中，流体移动可从较低压力通道到较高压力通道。虽然本文论述了喷嘴508-1和508-2，如图5中所示，但是再循环流体喷射装置560可包括以相同背压操作并以V形样式布置的附加的喷嘴。

在一些示例中，与通道504-4相比，通道504-3可具有较大的剖面面积。例如，较大的剖面面积可容纳多个单元液滴发生器的多个流体供给孔，例如相应地容纳单元液滴发生器502-1和502-2的流体供给孔506-2和506-3。附加地或替代地，与具有较小的剖面面积的通道相比，较大的剖面面积可适应更高的压力水平。

在一些示例中，具有较高粘度的流体通过通道504可产生较高的压降，较大的剖面面积可适应期望的流率。例如，与从喷嘴508带走流体的返回通道相比，将流体供应到喷嘴508的供应通道可具有较大的剖面面积。在高通量示例中，与较低通量的打印作业相比，可使用较大量的再循环通量。在这样的示例中，可能期望增加的空间量来容纳再循环通量加上流动到供应通道上的喷嘴的打印通量，但是在返回通道上可能期望较少的空间，这将仅包括再循环通量。交替的剖面尺寸的通道可适应这样的示例。

在图5中所示的示例中，从泵512-1越过肋518-3到喷嘴508-1的流体流与从泵512-2越过肋518-4到喷嘴508-2的流体流是沿不同的方向，即使流体越过肋518-3、518-4从高压移动到低压（例如，喷嘴以相同的背压操作）。例如，泵512可包括微型惯性泵。

在本公开的前述详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可如何实践本公开的示例。这些示例被足够详细地描述，以使本领域技术人员能够实践本公开的示例，并且要理解的是，可利用其他示例，并且可进行过程、电气和/或结构变化，而不脱离本公开的范围。