空腔板.pdf

摘要
申请专利号：	CN200980117898.8	申请日：	2009.05.08
公开号：	CN102036824A	公开日：	2011.04.27
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B41J 2/14申请公布日:20110427\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B41J 2/14申请日:20090508\|\|\|公开
IPC分类号：	B41J2/14; B41J2/145; B41J2/235	主分类号：	B41J2/14
申请人：	富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司
发明人：	马琳·麦克唐纳
地址：	美国新罕布什尔州
优先权：	2008.05.22 US 12/125,648
专利代理机构：	北京市柳沈律师事务所 11105	代理人：	马高平
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内容摘要

除了其它方面，用于流体喷射的空腔板包括出口端。长形连接部从空腔板的出口端朝入口端延伸。长形连接部在空腔板的顶表面与底表面之间具有侧壁，以形成长形空腔。在流体出口的上游和长形连接部之间存在结构支持件，以支持长形连接部。

权利要求书

1：一种用于流体喷射的空腔板，包括：流体出口端；长形连接部，各自从空腔板的流体出口端朝流体入口端延伸，并在空腔板的顶表面与底表面之间具有侧壁，以形成长形空腔；和结构支持件，位于流体出口端的上游，并位于长形连接部之间，以支持长形连接部。
2：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件位于空腔板的流体入口端的下游。
3：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件位于流体入口端处。
4：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件的至少一部分位于空腔板的流体入口端处，并且长形连接部之间的结构支持件的至少一部分位于流体入口端的下游。
5：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件位于流体入口端与流体出口端的中间。
6：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，结构支持件中的每一个连接一个连接部至相邻的连接部。
7：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，各空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔的深度。
8：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，各空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔的深度的一半。
9：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，各结构支持件具有一个表面与空腔板的一个表面共面。
10：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，结构支持件垂直于连接部。
11：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，侧壁通过蚀刻形成。
12：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，结构支持件与连接部是一体的。
13：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，还包括位于顶表面和底表面上以包围空腔从而形成泵送室的覆盖物。
14：如权利要求 1 所述的空腔板，其中，还包括压电元件，压电元件设置成从空腔泵送流体通过流体出口端。
15：一种制造用于流体喷射的空腔板的方法，包括：通过板形成长形连接部、位于连接部之间的长形空腔、和位于连接部之间的结构支持件，长形空腔各自包括流体出口端，结构支持件构造成允许流体沿空腔流动经过空腔的出口端上游的支持结构。
16：如权利要求 15 所述的方法，其中，形成方式包括蚀刻。
17：如权利要求 15 所述的方法，其中，在支持结构的位置，蚀刻方式不同。
18：如权利要求 17 所述的方法，其中，蚀刻方式的不同在于，在支持结构的位置只从板的一个表面进行蚀刻，而在其它位置从板的两个表面进行蚀刻。
19：如权利要求 15 所述的方法，其中，还包括向空腔板的各表面贴附覆盖物，以形成泵送室。 2
20：如权利要求 19 所述的方法，其中，所述覆盖物包括聚合物膜。
21：如权利要求 19 所述的方法，其中，所述覆盖物包括加强板。 3 102036824 A CN 102036827 说明空腔板书 1/6 页优先权要求 [0002] 本申请要求 2008 年 5 月 22 日提交的美国实用新型申请 No.12/125,648 的利益，其内容通过引用并入本文。 [0001] 技术领域 [0003] 本发明涉及空腔板 (cavity plate)。背景技术 [0004] 空腔板可形成喷射墨的喷墨装置的一部分。发明内容总的来说，一方面，用于流体喷射的空腔板包括出口端。长形连接部从空腔板的出口端朝入口端延伸。长形连接部在空腔板的顶表面与底表面之间具有侧壁，以形成长形空腔。在流体出口端的上游和长形连接部之间存在有结构支持件，以支持长形连接部。 [0005] 实施方式可包括一个或多个以下特征。 [0007] 长形连接部之间的结构支持件位于空腔板的入口端的下游。长形连接部之间的结构支持件位于入口端处。长形连接部之间的结构支持件的一部分位于空腔板的入口端处，并且长形连接部之间的结构支持件的一部分位于入口端的下游。长形连接部之间的结构支持件位于入口端与出口端的中间。各结构支持件连接一个连接部至相邻连接部。空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔的深度。空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔深度的一半。各结构支持件具有一个表面与空腔板的表面中的一个共面。结构支持件垂直于连接部。侧壁是被蚀刻的。结构支持件与连接部是一体的。在顶表面和底表面上存在有覆盖物，以包围空腔，形成泵送室。压电元件设置成从空腔泵送流体通过流体出口端。 [0008] 总的来说，另一方面，用于流体喷射的空腔板通过以下方式制成：通过板形成长形连接部、位于连接部之间的长形空腔、和位于连接部之间的支持结构，支持结构构造成允许流体沿空腔流动经过支持结构。 [0009] 实施方式包括一个或多个以下特征。 [0010] 形成方式包括蚀刻。在支持结构的位置，蚀刻方式不同于其它位置的。蚀刻方式的不同在于，在支持结构的位置只从板的一个表面进行蚀刻，而在其它位置从板的两个表面进行蚀刻。向空腔板的各表面贴附覆盖物，以形成泵送室。覆盖物包括聚合物膜。覆盖物包括加强板。 [0011] 总的来说，另一方面，用于流体喷射的孔板包括上表面和下表面。上表面包括两排开口，用于接收从流体泵送室喷出的流体，下表面包括一排开口，用于从孔板喷出流体到基底上。 [0012] 实施方式包括一个或多个以下特征。 [0006]

说明书

孔板的上表面上的两排开口沿孔板的长维度是平行的。两排中的开口沿孔板的长维度是等距的。两排之一中的开口沿长维度相对于另一排中的开口是交错的。孔板上表面中的两排中的各开口经由一个通路连接至下表面中的一个开口。各通路从上表面中的开口朝下表面中的开口渐变。孔板的下表面中的开口是等距的。孔板的下表面中的开口交替地与上表面中的两排中的开口连接。下表面中的各开口是正方形的。下表面中的各开口是孔 (orifice)。孔板包括硅。上下表面中的开口和通路是蚀刻的。
     上述方面以及其它方面和特征可表示为方法、装置、系统、用于实现某种功能的手段、和其它方式。
     其它特征和优点将在以下详细描述以及权利要求书中变得清楚明了。附图说明
     图 1A 是喷墨打印装置 ( 未按比例 ) 的分解透视图。图 1B 和 1C 是墨喷射组件 ( 未按比例 ) 的分解透视图。图 2、 2A 和 2B 是空腔板 ( 未按比例 ) 的透视图、俯视图和截面图。图 3A 和 3B 是放大俯视图和按比例的空腔板的放大俯视图。图 4 是墨喷射组件 ( 未按比例 ) 的分解透视图。图 4A 是墨喷射组件本体的一部分和孔板 ( 未按比例 ) 的分解透视图。图 4B 和 4C 是按比例的孔板内的通路的放大俯视图、和按比例的通路的放大侧视图 5A-5C 示出了制造空腔板 ( 未按比例 ) 的一种方法。截面图。
     具体实施方式
     参考图 1A，例如，空腔板可形成喷墨打印装置 2 的一部分，喷墨打印装置 2 包括与套圈 10 结合的喷射组件 4。套圈 10 附接至歧板 (manifold plate)12，歧板 12 附接至具有孔 16 的孔板 14。当喷墨打印装置 2 在使用时，墨经由套圈元件 10 装入喷射组件 4 中，并经由孔 16 喷出，以在基底 18 上形成图像。
     参考图 1B，墨喷射组件 4 包括本体 20，在本体 20 的两个表面上安装有加强板和包括长形空腔的空腔板 ( 图 1C)。通过由加强板覆盖长形空腔的底部，在本体 20 的各表面上形成一排井穴 22( 并未全部示出 )。当顶部被聚合物膜 32 和 32′覆盖时，井穴 22 形成泵送室。加强板和空腔板的详情在下图 1C 中描述。使用中，墨从与本体 20 的底部 ( 未示出 ) 接触的歧板 12 的上表面 3，经由墨通道 24 注入，上升到墨填充通道 26 中，再经由墨入口 28 下降到泵送室中，经由墨出口端 30 流出至加强板 46，并回到本体 20，以从位于本体 20 底部的一排开口 ( 未示出 ) 喷出。
     参考图 1C，具有相同尺寸和设计的空腔板 38 和空腔板 38′各自设置在尺寸匹配的加强板 46 或 46′与尺寸匹配的聚合物膜 32 或 32′之间。空腔板 38 包括平行的长形空腔 42，各空腔 42 在一端向空腔 40 打开。每对相邻的长形空腔 42 被长形连接部 (land)44 分开。空腔 40 的尺寸及其相对于空腔板 38 的相对位置与本体 20 中的墨填充通道 26 的匹配。加强板 46 包括与空腔 40 和墨填充通道 26 匹配的上空腔 48、和分别与相应空腔 42 的封闭端 30 匹配的位于下方的一排空腔 47。当组装后并使用时，到达泵送室的端部 30 的墨经由加强板 46 的空腔 47 水平地流回本体 20 中。
     本体 20 由例如烧结碳制成，并包括前表面 27 和后表面 37。一个或多个例如两个内置墨通道 24 各自具有向本体 20 的底面 19 打开的开口 7 并连接至内置墨填充通道 26，墨填充通道 26 的形式为长形空腔，其长度 25 平行于本体 20 的长度 39。空腔 26 的顶部和底部分别位于本体 20 的前后表面 27、 37。本体 20 沿其长度 39 还包括一排喷墨通道 23( 并未全部示出 )。各喷墨通道 23 包括水平部分 11 和垂直部分 15，水平部分 11 的开口 21 或 21′向本体 20 的前表面或后表面打开、且尺寸和位置与加强板 46 或 46′的空腔 47 匹配，垂直部分 15 的开口 9 向本体 20 的底面 19 打开、并与位于下方的孔 16 相对应。开口 21′ 在本体 20 的前表面 27 的喷墨通道 23 相对于开口 21 在本体 20 的后表面 37 的喷墨通道 23 交替配置。开口 9 平行于本体 20 的长度 39 排成一排，并且密度是空腔板 38 和 38′各自形成的泵送室的密度的两倍。通常，各泵送室与其相应的喷墨通道 23、连接的开口 21、 9 以及相应的孔 16 一起称作喷嘴 (jet)。
     当被覆盖的空腔板 38、 38 ′安装在本体 20 的前后表面 27、 37 上并且喷射组件 4 在使用中时，墨从本体 20 流经泵送室，经过喷墨通道 23，并从开口 9 经由孔 16 喷射到基底 18( 图 1A) 上。再次参考图 1B，喷射组件 4 还包括电子部件 29，用于触发由空腔 42 形成的泵送室喷射墨。例如，电子部件包括位于聚合物膜 32、 32′上的两组电极 33、 33′，其通过引线 ( 未示出 ) 连接至相应的柔性印刷电路 31、 31′，至集成电路 34、 34′。压电元件 36、 36′附接至各聚合物膜 32、 32′的外侧，以分别覆盖形成的泵送室，并且各自包括与聚合物膜 32、 32′接触的一组电极 35、 35′。
     使用中，从集成电路 34、 34′发出的脉冲电压使压电元件 36、 36′改变其形状，以施加压力至选定的泵送室 22。关于喷墨模块 2 的更多信息还提供在 2000 年 12 月 29 日提交的 USSN 09/749,893( 代理人卷号 09991-014001) 中，这里通过引用并入本文。
     再次参考图 1A，使用中，喷射组件 4 配置成使其长度 39( 也见图 1B 和 1C) 沿例如垂直于处理方向 y 的 x 方向，横跨基底 18 排列。
     在一些实施例中，如上所述的两个喷射组件 4 组装到各套圈 10 中。各喷射组件 4 包括例如大于 100 个的例如 128 个喷嘴、和位于本体 20 底部的一排开口 9，墨从开口 9 喷出。来自两排开口 9 的墨在歧板 12 中重新取向，经过孔板 14 上的单排孔 16，到基底 18 上。
     在一些实施例中，喷射组件 4 在没有套圈 10 和歧管 12 的情况下使用。孔板 14 附接至本体 20 的底部，使孔 16 与本体 20 的开口 9 对齐。与本体 20 的底部接触的表面与歧板 3 的表面 3 相似地作用，以经由墨通道 24 填充墨到墨填充通道 26 中，从开口 9 喷出的墨直接经过孔 16，到达基底 18。
     当喷射组件 4 用于所谓的单通 (single-pass) 打印机时，喷墨打印装置 2 保持静止，并在沿 y 方向移动于下方的基底 18 上打印。当喷射组件 4 中的喷嘴沿长度 39 具有更高的密度时，沿 x 方向生成高分辨率的图像 ( 表示为基底的点数或像素数每英寸 (dpi)) 能进行得更快。在相似尺寸的喷射组件中实现这种高密度的喷嘴，需要相邻泵送室 22( 和空腔板中的空腔 )( 图 1B) 之间的节距相对较小，因此需要空腔 42 之间的连接部 44 更窄。
     参考图 2，空腔板 50 包括与空腔 54 连接的一排相同的长形平行空腔 52。各空腔 52 由两个长的平行侧壁 53、 55、以及弯曲端壁 61 和开口端 62 形成，各侧壁垂直于空腔板 50
     的顶表面和底表面 70 和 72，端壁 61 也垂直于表面 70 和 72，而开口端 62 连接空腔 52 至空腔 54。
     每对相邻的空腔 52 被长形连接部 56 分开。各连接部 56 通过两个结构支持件 58 和 60 连接至各相邻连接部。如上所述，当空腔板 50 与其覆盖物，例如图 1C 的聚合物膜 32 或 32′和加强板 46 或 46′组装后，空腔 52 形成泵送室，而空腔 54 形成墨填充通道。喷射期间，墨从墨填充通道经由开口端 62 供给至泵送室，并从泵送室的端部水平泵送回到本体 20，然后喷出 ( 图 1)，如上所述。
     参考图 2A，各空腔 52 包括第一的开口端 62 和第二的出口端 64，开口端 62 向空腔 54 打开以接收用于喷射的墨，出口端 64 垂直地封闭、并以上述方式水平地连接至加强板 46 和 46′的空腔。
     在图示特定示例中，结构支持件 58 和 60 配置在两个平行的排 69、 71 中，均位于空腔 52 的出口端 64 的上游，并且均平行于板的边缘 66。支持件的排 69 位于空腔 52 的上游端 62 与下游端 64 之间 ( 例如，中间 )。在一些实例中，不同对的相邻连接部之间的结构支持件 58 在各空腔 52 的上游端 62 与下游端 64 之间位于不同的位置 ( 即，并非后在同一排 69 中 )。在图示示例中，排 71 位于上游端 62。在一些实施例中，结构支持件 58 和 60 均垂直于其连接至的长形连接部 56。在一些实施方式中，结构支持件 58 和 60 中的一个或多个与长形连接部 56 形成非垂直的角度。
     在每对相邻连接部 56 之间，空腔板 50 可只包括排 69 中的一个结构支持件 58，或者可具有多个排 69。在排 71 中，可只具有一组或多组支持件 60。
     其它配置也是可行的，其中，支持件 58 和 60 之一而不是两者设置在每对相邻连接部 56 之间。
     空腔板 50 可由例如钛等金属、或者例如铁镍钴合金 ( 例如 Kovar 合金， Carpenter Technology Coorporation 公司 ) 或不锈钢形等金属合金形成。在一些示例中，各长形平行空腔 52 的长度 L 为例如约 3.7mm 到约 10mm。各空腔 52 还具有宽度 Wc( 图 2B)，例如为约 380 微米到约 750 微米，而各连接部 56 具有宽度 Wl( 图 2B)，例如小于约 300 微米、 290 微米、 280 微米、 270 微米、 260 微米或 250 微米，和 / 或大于约 110 微米、 120 微米、 130 微米、 140 微米或 150 微米。在一些实施例中，空腔板 50 上的空腔 52 沿如图 2A 和 2B 所示的 x 轴可具有每英寸至少 25、 30、 35、 40、 45 或 50 个空腔的线性密度。包括具有上述尺寸的空腔和连接部的空腔板 50 的喷射组件能够生成分辨率为例如至少 300dpi、 600dpi 或 1200dpi 的图像。
     结构支持件 58 或 60 的宽度 d 为例如约 100 微米到约 150 微米，例如 102 微米。结构支持件 58 或 60 还具有小于空腔 52 的深度 D 的厚度 t( 图 2B)。例如，结构支持件 58 或 60 的厚度 t 小于空腔 52 的深度 D 的例如约 80％、 70％、 60％、 50％、 40％或 30％，和 / 或大于例如约 5％、 10％、 15％或 20％。在一些实施例中，空腔 52 的深度 D 为约 75 微米到约 150 微米。
     结构支持件 58 和 60 增强空腔板 50，并支持连接部 56，尤其是从空腔板 50 被制成时 ( 和连接部，因为它们是细窄的，比较脆弱，易受弯曲、折叠或破损 )，直到覆盖物安装到空腔板 50 上，然后能够提供额外的支持。因此，包括空腔板 50 的喷射组件能够具有更高的
     喷嘴节距，并生成高分辨率的图像。
     参考图 2B( 其是从开口 62 朝向空腔 52 的端部 64 的视图 )，各空腔 52 具有两个平行的前、后表面 70 和 72。支持件 58 或 60 的表面 68 与前后表面 70 和 72 中的一个共面。在一些实施方式中，表面 68 可与前后表面 70 和 72 中的任一个位于不同的平面。
     图 3A 按比例示出了空腔板 50 的俯视图。图 3B 按比例放大地示出了空腔板 50 的一部分，包括空腔 52、连接部 56、以及结构支持件 58 和 60。
     通过在图 2、 2A 和 2B 的空腔板 50 的两个相反表面 70 和 72 上安装聚合物膜 32 和 32′以及加强板 46 和 46′ ( 图 1B 和 1C)，泵送室和墨填充通道 26 形成为生成墨喷射组件本体 20( 图 1B)。在一些实施例中，聚合物膜 32 和 32′由例如聚酰亚胺 ( 例如 Kapton， E.I.du Pont de Nemours 及同伙 ) 制成。顺从的聚合物膜 32 和 32′允许压电元件 36 和 36′ ( 图 1B) 的形状改变或偏转传递至泵送室内的墨，以喷射墨，而加强板 46 和 46′强化并支持形成的泵送室。
     参考图 4，空腔板 50 也可用于硅基喷射组件 74。喷射组件 74 包括本体 76，本体 76 由烧结碳或硅制成，并具有两个墨通道 80 和 80′，它们各自连接至墨填充通道 82 并向墨填充通道 82 供墨，墨填充通道 82 呈长形空腔形式，类似于图 1B 和 1C 的墨填充通道 26。本体 76 还包括用于喷墨的多排开口和喷墨通道，类似于图 1C 的开口 9、 21 和喷墨通道 23。空腔板 50 被性质与图 1C 的加强板 46 或 46′相同的加强板 84 和类似于图 1B 和 1C 的聚合物膜 32 或 32′的聚合物膜 86 覆盖。性质与图 1B 的压电元件 36 或 36′相同的压电元件 83 安装在聚合物膜 86 的另一表面上。包括加强板 84、空腔板 50、聚合物膜 86 和压电元件 83 的组装套件 81 安装在本体 76 的正面 85 和背面 ( 未示出 ) 上，加强板 84 的另一表面接触本体 76。喷射组件 74 还包括连接至本体 76 的印刷电路板 78。印刷电路板 78 包括集成电路 87，集成电路 87 与聚合物膜 86 和压电元件 83 上的电极连接，以启动压电元件 83，如同对喷射组件 4 描述的。
     参考图 4A，各喷射组件 74 可包括例如大于 200 个的例如 256 个喷嘴、和位于本体 76 的底面 114 上的两排例如平行的开口 110 和 112( 并未全部示出 )。排 112 中的各开口连接至喷墨通道 122，喷墨通道 122 类似于图 1C 的喷墨通道 23，开口 126 向本体 76 的后表面 128 打开。相似地，排 110 中的各开口连接至在表面 85 上具有开口 130 的喷墨通道 124。开口 112 沿本体 76 的长维度 140 是例如等距的，并相对于开口 110 交错排列，开口 110 也可以是等距的。
     在一些实施例中，由例如硅通过例如蚀刻制成的孔板 132 附接至本体 76 的底面 114。孔板 132 在上表面 134 中包括两排例如平行的开口 116 和 118 并未全部示出，以与本体 76 的开口排 110 和 112 对齐。开口 116 沿孔板 132 的长维度 144 是例如等距的，并相对于开口 118 交错排列，开口 118 也可以是等距的。孔板 132 内设置有通路 138 并未全部示出，以引导墨经由孔板 132 喷出开口 110 和 112，并从下表面 136 中的单排开口 120( 并未全部示出 ) 喷出。在一些实施例中，各开口 120 是正方形的孔，并且尺寸小于排 116 和 118 中的开口的尺寸。各通路 138 从各开口 110 和 118 朝相应的开口 120 渐变。当投影到同一平面上时，沿着长维度 144，开口 120 沿孔板的宽维度 142 与开口 116 和 118 交替对齐。开口 120 是例如彼此等距的，并且开口 120 的总数是例如开口 116 和 118 的总数之和。
     图 4B 按比例示出了孔板 132 内的通路 138 的俯视图。图 4C 按比例示出了通路
     138 的侧视截面图。
     在一些实施例中，一个或多个喷射组件 74 可组装到图 1A 的套圈 10 中，并且起类似于喷射组件 4 的功能。
     参考图 5A 和 5B，为了制作空腔板，在金属板 88 的前表面 90 上形成抗蚀图案 89，以限定出待形成的空腔 52 和 54 以及连接部 56。例如，未被遮蔽的区域 94 勾划出待形成的空腔 54，未被遮蔽的区域 96 勾划出待形成的空腔 52，而被遮蔽的区域 98 勾划出待形成的连接部 56。
     参考图 5C，在板 88 的后表面 92 上标记出空腔 52 和 54、连接部 56、以及结构支持件 58 和 60 的抗蚀图案。与前表面 90 上形成的图案相比，未被遮蔽的区域 96( 图 4B) 内的附加区域 100 和 102 表明待形成结构支持件 58 和 60 的地方。区域 96 的其余未形成图案的部分为区域 104。
     为了形成空腔板，于是将承载有形成图案的前表面 90 和形成图案的后表面 92 的板 88 放入蚀刻溶液中进行蚀刻。在一些实施例中，例如同时从两个表面 90 和 92 向悬伸的板 88 上喷射蚀刻剂。
     在一些实施例中，板 88 被蚀刻足够长，以在区域 94 和 104 中形成空腔，并在区域 100 和 102 中形成结构支持件。蚀刻期间，板 88 的前表面 90 和后表面 92 两者均与蚀刻溶液接触。
     从两个表面 90 和 92 朝板 88 的中心蚀刻区域 94 和 104 中的板料，而只从前表面 90 蚀刻区域 100 和 102 中的板料。在区域 94 和 104 中的板料被蚀刻通透而形成空腔时，区域 100 和 102 中的板料还未被蚀刻通透。通过继续对板进行蚀刻，能够给予结构支持件处于一定范围内的期望厚度。一旦达到期望厚度，则停止蚀刻，并去除抗蚀图案。
     关于喷射组件和喷墨装置的信息还提供于例如 2000 年 12 月 29 日提交的 USSN 09/749,893 中，这里通过引用将之并入。
     其它实施例也处于权利要求书的范围内。
     例如，结构支持件并不一定需要位于空腔板的任一表面，也可部分或全部位于表面上方，或者位于表面下方而处于空腔内，上下留有空间，只要不完全阻碍墨沿空腔的流动即可。空腔板 50 也可通过数控机械加工技术进行加工，或者从硅基底通过其它技术进行蚀刻。本体 74 在其底面 114 上可只包括一排开口，各开口连接至类似于图 1C 中描述的喷墨通道。喷射组件 4 或 74 可沿 x 方向配置成使其长度横跨基底 18，与处理方向 y 形成除 90 度外的角度。
     当喷射组件 4 或 74 中没有喷射或喷射很少时，可通过使墨缓慢流入两个墨入口 24 或 80 和 80′中的一个，经过墨通道 26 或 82，流出墨入口 24 或 80 和 80′中的另一个，来实现墨的再循环。
     应该理解的是，将打印流体称为墨只是为了说明起见，并且上述喷射组件内各部件的定语 “墨” 也是示例性的。喷射组件可用于分配或沉积除墨外的各种打印流体到基底上。流体可包括非成像流体 (non-image formingfluid)。例如，可选择性地沉积三维模型膏来建立模型。可在分析阵列上沉积生物学样品。

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1、(10)申请公布号 CN 102036824 A(43)申请公布日 2011.04.27CN102036824A*CN102036824A*(21)申请号 200980117898.8(22)申请日 2009.05.0812/125,648 2008.05.22 USB41J 2/14(2006.01)B41J 2/145(2006.01)B41J 2/235(2006.01)(71)申请人富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司地址美国新罕布什尔州(72)发明人马琳麦克唐纳(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人马高平(54) 发明名称空腔板(57) 摘要除了其它方面，用于流体喷射的。

2、空腔板包括出口端。长形连接部从空腔板的出口端朝入口端延伸。长形连接部在空腔板的顶表面与底表面之间具有侧壁，以形成长形空腔。在流体出口的上游和长形连接部之间存在结构支持件，以支持长形连接部。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2010.11.17(86)PCT申请的申请数据PCT/US2009/043290 2009.05.08(87)PCT申请的公布数据WO2009/142925 EN 2009.11.26(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 6 页附图 11 页CN 102036827 A 1/2页21.一种。

3、用于流体喷射的空腔板，包括：流体出口端；长形连接部，各自从空腔板的流体出口端朝流体入口端延伸，并在空腔板的顶表面与底表面之间具有侧壁，以形成长形空腔；和结构支持件，位于流体出口端的上游，并位于长形连接部之间，以支持长形连接部。2.如权利要求1所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件位于空腔板的流体入口端的下游。3.如权利要求1所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件位于流体入口端处。4.如权利要求1所述的空腔板，其中，长形连接部之间的结构支持件的至少一部分位于空腔板的流体入口端处，并且长形连接部之间的结构支持件的至少一部分位于流体入口端的下游。5.如权利要求1所述的空腔板，其中，长。

4、形连接部之间的结构支持件位于流体入口端与流体出口端的中间。6.如权利要求1所述的空腔板，其中，结构支持件中的每一个连接一个连接部至相邻的连接部。7.如权利要求1所述的空腔板，其中，各空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔的深度。8.如权利要求1所述的空腔板，其中，各空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔的深度的一半。9.如权利要求1所述的空腔板，其中，各结构支持件具有一个表面与空腔板的一个表面共面。10.如权利要求1所述的空腔板，其中，结构支持件垂直于连接部。11.如权利要求1所述的空腔板，其中，侧壁通过蚀刻形成。12.如权利要求1所述的空腔。

5、板，其中，结构支持件与连接部是一体的。13.如权利要求1所述的空腔板，其中，还包括位于顶表面和底表面上以包围空腔从而形成泵送室的覆盖物。14.如权利要求1所述的空腔板，其中，还包括压电元件，压电元件设置成从空腔泵送流体通过流体出口端。15.一种制造用于流体喷射的空腔板的方法，包括：通过板形成长形连接部、位于连接部之间的长形空腔、和位于连接部之间的结构支持件，长形空腔各自包括流体出口端，结构支持件构造成允许流体沿空腔流动经过空腔的出口端上游的支持结构。16.如权利要求15所述的方法，其中，形成方式包括蚀刻。17.如权利要求15所述的方法，其中，在支持结构的位置，蚀刻方式不同。18.如权利要求17。

6、所述的方法，其中，蚀刻方式的不同在于，在支持结构的位置只从板的一个表面进行蚀刻，而在其它位置从板的两个表面进行蚀刻。19.如权利要求15所述的方法，其中，还包括向空腔板的各表面贴附覆盖物，以形成泵送室。权利要求书CN 102036824 ACN 102036827 A 2/2页320.如权利要求19所述的方法，其中，所述覆盖物包括聚合物膜。21.如权利要求19所述的方法，其中，所述覆盖物包括加强板。权利要求书CN 102036824 ACN 102036827 A 1/6页4空腔板0001 优先权要求0002 本申请要求2008年5月22日提交的美国实用新型申请No.12/12。

7、5,648的利益，其内容通过引用并入本文。技术领域0003 本发明涉及空腔板(cavity plate)。背景技术0004 空腔板可形成喷射墨的喷墨装置的一部分。发明内容0005 总的来说，一方面，用于流体喷射的空腔板包括出口端。长形连接部从空腔板的出口端朝入口端延伸。长形连接部在空腔板的顶表面与底表面之间具有侧壁，以形成长形空腔。在流体出口端的上游和长形连接部之间存在有结构支持件，以支持长形连接部。0006 实施方式可包括一个或多个以下特征。0007 长形连接部之间的结构支持件位于空腔板的入口端的下游。长形连接部之间的结构支持件位于入口端处。长形连接部之间的结构支持件的一部分位于空腔板的入口。

8、端处，并且长形连接部之间的结构支持件的一部分位于入口端的下游。长形连接部之间的结构支持件位于入口端与出口端的中间。各结构支持件连接一个连接部至相邻连接部。空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔的深度。空腔在顶表面与底表面之间具有深度，并且各结构支持件的厚度小于空腔深度的一半。各结构支持件具有一个表面与空腔板的表面中的一个共面。结构支持件垂直于连接部。侧壁是被蚀刻的。结构支持件与连接部是一体的。在顶表面和底表面上存在有覆盖物，以包围空腔，形成泵送室。压电元件设置成从空腔泵送流体通过流体出口端。0008 总的来说，另一方面，用于流体喷射的空腔板通过以下方式制成：通过板形成。

9、长形连接部、位于连接部之间的长形空腔、和位于连接部之间的支持结构，支持结构构造成允许流体沿空腔流动经过支持结构。0009 实施方式包括一个或多个以下特征。0010 形成方式包括蚀刻。在支持结构的位置，蚀刻方式不同于其它位置的。蚀刻方式的不同在于，在支持结构的位置只从板的一个表面进行蚀刻，而在其它位置从板的两个表面进行蚀刻。向空腔板的各表面贴附覆盖物，以形成泵送室。覆盖物包括聚合物膜。覆盖物包括加强板。0011 总的来说，另一方面，用于流体喷射的孔板包括上表面和下表面。上表面包括两排开口，用于接收从流体泵送室喷出的流体，下表面包括一排开口，用于从孔板喷出流体到基底上。0012 实施方式包括一个或。

10、多个以下特征。说明书CN 102036824 ACN 102036827 A 2/6页50013 孔板的上表面上的两排开口沿孔板的长维度是平行的。两排中的开口沿孔板的长维度是等距的。两排之一中的开口沿长维度相对于另一排中的开口是交错的。孔板上表面中的两排中的各开口经由一个通路连接至下表面中的一个开口。各通路从上表面中的开口朝下表面中的开口渐变。孔板的下表面中的开口是等距的。孔板的下表面中的开口交替地与上表面中的两排中的开口连接。下表面中的各开口是正方形的。下表面中的各开口是孔(orifice)。孔板包括硅。上下表面中的开口和通路是蚀刻的。0014 上述方面以及其它方面和特征可表示为方法、装。

11、置、系统、用于实现某种功能的手段、和其它方式。0015 其它特征和优点将在以下详细描述以及权利要求书中变得清楚明了。附图说明0016 图1A是喷墨打印装置(未按比例)的分解透视图。0017 图1B和1C是墨喷射组件(未按比例)的分解透视图。0018 图2、2A和2B是空腔板(未按比例)的透视图、俯视图和截面图。0019 图3A和3B是放大俯视图和按比例的空腔板的放大俯视图。0020 图4是墨喷射组件(未按比例)的分解透视图。0021 图4A是墨喷射组件本体的一部分和孔板(未按比例)的分解透视图。0022 图4B和4C是按比例的孔板内的通路的放大俯视图、和按比例的通路的放大侧视截面图。0023 。

12、图5A-5C示出了制造空腔板(未按比例)的一种方法。具体实施方式0024 参考图1A，例如，空腔板可形成喷墨打印装置2的一部分，喷墨打印装置2包括与套圈10结合的喷射组件4。套圈10附接至歧板(manifold plate)12，歧板12附接至具有孔16的孔板14。当喷墨打印装置2在使用时，墨经由套圈元件10装入喷射组件4中，并经由孔16喷出，以在基底18上形成图像。0025 参考图1B，墨喷射组件4包括本体20，在本体20的两个表面上安装有加强板和包括长形空腔的空腔板(图1C)。通过由加强板覆盖长形空腔的底部，在本体20的各表面上形成一排井穴22(并未全部示出)。当顶部被聚合物膜32和32覆。

13、盖时，井穴22形成泵送室。加强板和空腔板的详情在下图1C中描述。使用中，墨从与本体20的底部(未示出)接触的歧板12的上表面3，经由墨通道24注入，上升到墨填充通道26中，再经由墨入口28下降到泵送室中，经由墨出口端30流出至加强板46，并回到本体20，以从位于本体20底部的一排开口(未示出)喷出。0026 参考图1C，具有相同尺寸和设计的空腔板38和空腔板38各自设置在尺寸匹配的加强板46或46与尺寸匹配的聚合物膜32或32之间。空腔板38包括平行的长形空腔42，各空腔42在一端向空腔40打开。每对相邻的长形空腔42被长形连接部(land)44分开。空腔40的尺寸及其相对于空腔板38的相对位。

14、置与本体20中的墨填充通道26的匹配。加强板46包括与空腔40和墨填充通道26匹配的上空腔48、和分别与相应空腔42的封闭端30匹配的位于下方的一排空腔47。当组装后并使用时，到达泵送室的端部30的墨说明书CN 102036824 ACN 102036827 A 3/6页6经由加强板46的空腔47水平地流回本体20中。0027 本体20由例如烧结碳制成，并包括前表面27和后表面37。一个或多个例如两个内置墨通道24各自具有向本体20的底面19打开的开口7并连接至内置墨填充通道26，墨填充通道26的形式为长形空腔，其长度25平行于本体20的长度39。空腔26的顶部和底部分别位于本体20的前后。

15、表面27、37。本体20沿其长度39还包括一排喷墨通道23(并未全部示出)。各喷墨通道23包括水平部分11和垂直部分15，水平部分11的开口21或21向本体20的前表面或后表面打开、且尺寸和位置与加强板46或46的空腔47匹配，垂直部分15的开口9向本体20的底面19打开、并与位于下方的孔16相对应。开口21在本体20的前表面27的喷墨通道23相对于开口21在本体20的后表面37的喷墨通道23交替配置。开口9平行于本体20的长度39排成一排，并且密度是空腔板38和38各自形成的泵送室的密度的两倍。通常，各泵送室与其相应的喷墨通道23、连接的开口21、9以及相应的孔16一起称作喷嘴(jet)。0。

16、028 当被覆盖的空腔板38、38安装在本体20的前后表面27、37上并且喷射组件4在使用中时，墨从本体20流经泵送室，经过喷墨通道23，并从开口9经由孔16喷射到基底18(图1A)上。0029 再次参考图1B，喷射组件4还包括电子部件29，用于触发由空腔42形成的泵送室喷射墨。例如，电子部件包括位于聚合物膜32、32上的两组电极33、33，其通过引线(未示出)连接至相应的柔性印刷电路31、31，至集成电路34、34。压电元件36、36附接至各聚合物膜32、32的外侧，以分别覆盖形成的泵送室，并且各自包括与聚合物膜32、32接触的一组电极35、35。0030 使用中，从集成电路34、34发出的。

17、脉冲电压使压电元件36、36改变其形状，以施加压力至选定的泵送室22。关于喷墨模块2的更多信息还提供在2000年12月29日提交的USSN 09/749,893(代理人卷号09991-014001)中，这里通过引用并入本文。0031 再次参考图1A，使用中，喷射组件4配置成使其长度39(也见图1B和1C)沿例如垂直于处理方向y的x方向，横跨基底18排列。0032 在一些实施例中，如上所述的两个喷射组件4组装到各套圈10中。各喷射组件4包括例如大于100个的例如128个喷嘴、和位于本体20底部的一排开口9，墨从开口9喷出。来自两排开口9的墨在歧板12中重新取向，经过孔板14上的单排孔16，到基底。

18、18上。0033 在一些实施例中，喷射组件4在没有套圈10和歧管12的情况下使用。孔板14附接至本体20的底部，使孔16与本体20的开口9对齐。与本体20的底部接触的表面与歧板3的表面3相似地作用，以经由墨通道24填充墨到墨填充通道26中，从开口9喷出的墨直接经过孔16，到达基底18。0034 当喷射组件4用于所谓的单通(single-pass)打印机时，喷墨打印装置2保持静止，并在沿y方向移动于下方的基底18上打印。当喷射组件4中的喷嘴沿长度39具有更高的密度时，沿x方向生成高分辨率的图像(表示为基底的点数或像素数每英寸(dpi)能进行得更快。在相似尺寸的喷射组件中实现这种高密度的喷嘴，需要。

19、相邻泵送室22(和空腔板中的空腔)(图1B)之间的节距相对较小，因此需要空腔42之间的连接部44更窄。0035 参考图2，空腔板50包括与空腔54连接的一排相同的长形平行空腔52。各空腔52由两个长的平行侧壁53、55、以及弯曲端壁61和开口端62形成，各侧壁垂直于空腔板50说明书CN 102036824 ACN 102036827 A 4/6页7的顶表面和底表面70和72，端壁61也垂直于表面70和72，而开口端62连接空腔52至空腔54。0036 每对相邻的空腔52被长形连接部56分开。各连接部56通过两个结构支持件58和60连接至各相邻连接部。如上所述，当空腔板50与其覆盖物，例如图。

20、1C的聚合物膜32或32和加强板46或46组装后，空腔52形成泵送室，而空腔54形成墨填充通道。喷射期间，墨从墨填充通道经由开口端62供给至泵送室，并从泵送室的端部水平泵送回到本体20，然后喷出(图1)，如上所述。0037 参考图2A，各空腔52包括第一的开口端62和第二的出口端64，开口端62向空腔54打开以接收用于喷射的墨，出口端64垂直地封闭、并以上述方式水平地连接至加强板46和46的空腔。0038 在图示特定示例中，结构支持件58和60配置在两个平行的排69、71中，均位于空腔52的出口端64的上游，并且均平行于板的边缘66。支持件的排69位于空腔52的上游端62与下游端64之间(例如。

21、，中间)。在一些实例中，不同对的相邻连接部之间的结构支持件58在各空腔52的上游端62与下游端64之间位于不同的位置(即，并非后在同一排69中)。0039 在图示示例中，排71位于上游端62。在一些实施例中，结构支持件58和60均垂直于其连接至的长形连接部56。在一些实施方式中，结构支持件58和60中的一个或多个与长形连接部56形成非垂直的角度。0040 在每对相邻连接部56之间，空腔板50可只包括排69中的一个结构支持件58，或者可具有多个排69。在排71中，可只具有一组或多组支持件60。0041 其它配置也是可行的，其中，支持件58和60之一而不是两者设置在每对相邻连接部56之间。0042。

22、空腔板50可由例如钛等金属、或者例如铁镍钴合金(例如Kovar合金，Carpenter Technology Coorporation公司)或不锈钢形等金属合金形成。在一些示例中，各长形平行空腔52的长度L为例如约3.7mm到约10mm。各空腔52还具有宽度Wc(图2B)，例如为约380微米到约750微米，而各连接部56具有宽度Wl(图2B)，例如小于约300微米、290微米、280微米、270微米、260微米或250微米，和/或大于约110微米、120微米、130微米、140微米或150微米。在一些实施例中，空腔板50上的空腔52沿如图2A和2B所示的x轴可具有每英寸至少25、30、35、。

23、40、45或50个空腔的线性密度。包括具有上述尺寸的空腔和连接部的空腔板50的喷射组件能够生成分辨率为例如至少300dpi、600dpi或1200dpi的图像。0043 结构支持件58或60的宽度d为例如约100微米到约150微米，例如102微米。结构支持件58或60还具有小于空腔52的深度D的厚度t(图2B)。例如，结构支持件58或60的厚度t小于空腔52的深度D的例如约80、70、60、50、40或30，和/或大于例如约5、10、15或20。在一些实施例中，空腔52的深度D为约75微米到约150微米。0044 结构支持件58和60增强空腔板50，并支持连接部56，尤其是从空腔板50被制成时。

24、(和连接部，因为它们是细窄的，比较脆弱，易受弯曲、折叠或破损)，直到覆盖物安装到空腔板50上，然后能够提供额外的支持。因此，包括空腔板50的喷射组件能够具有更高的说明书CN 102036824 ACN 102036827 A 5/6页8喷嘴节距，并生成高分辨率的图像。0045 参考图2B(其是从开口62朝向空腔52的端部64的视图)，各空腔52具有两个平行的前、后表面70和72。支持件58或60的表面68与前后表面70和72中的一个共面。在一些实施方式中，表面68可与前后表面70和72中的任一个位于不同的平面。0046 图3A按比例示出了空腔板50的俯视图。图3B按比例放大地示出了空腔板5。

25、0的一部分，包括空腔52、连接部56、以及结构支持件58和60。0047 通过在图2、2A和2B的空腔板50的两个相反表面70和72上安装聚合物膜32和32以及加强板46和46(图1B和1C)，泵送室和墨填充通道26形成为生成墨喷射组件本体20(图1B)。在一些实施例中，聚合物膜32和32由例如聚酰亚胺(例如Kapton，E.I.du Pont de Nemours及同伙)制成。顺从的聚合物膜32和32允许压电元件36和36(图1B)的形状改变或偏转传递至泵送室内的墨，以喷射墨，而加强板46和46强化并支持形成的泵送室。0048 参考图4，空腔板50也可用于硅基喷射组件74。喷射组件74包括本。

26、体76，本体76由烧结碳或硅制成，并具有两个墨通道80和80，它们各自连接至墨填充通道82并向墨填充通道82供墨，墨填充通道82呈长形空腔形式，类似于图1B和1C的墨填充通道26。0049 本体76还包括用于喷墨的多排开口和喷墨通道，类似于图1C的开口9、21和喷墨通道23。空腔板50被性质与图1C的加强板46或46相同的加强板84和类似于图1B和1C的聚合物膜32或32的聚合物膜86覆盖。性质与图1B的压电元件36或36相同的压电元件83安装在聚合物膜86的另一表面上。包括加强板84、空腔板50、聚合物膜86和压电元件83的组装套件81安装在本体76的正面85和背面(未示出)上，加强板84的。

27、另一表面接触本体76。喷射组件74还包括连接至本体76的印刷电路板78。印刷电路板78包括集成电路87，集成电路87与聚合物膜86和压电元件83上的电极连接，以启动压电元件83，如同对喷射组件4描述的。0050 参考图4A，各喷射组件74可包括例如大于200个的例如256个喷嘴、和位于本体76的底面114上的两排例如平行的开口110和112(并未全部示出)。排112中的各开口连接至喷墨通道122，喷墨通道122类似于图1C的喷墨通道23，开口126向本体76的后表面128打开。相似地，排110中的各开口连接至在表面85上具有开口130的喷墨通道124。开口112沿本体76的长维度140是例如等。

28、距的，并相对于开口110交错排列，开口110也可以是等距的。0051 在一些实施例中，由例如硅通过例如蚀刻制成的孔板132附接至本体76的底面114。孔板132在上表面134中包括两排例如平行的开口116和118并未全部示出，以与本体76的开口排110和112对齐。开口116沿孔板132的长维度144是例如等距的，并相对于开口118交错排列，开口118也可以是等距的。孔板132内设置有通路138并未全部示出，以引导墨经由孔板132喷出开口110和112，并从下表面136中的单排开口120(并未全部示出)喷出。在一些实施例中，各开口120是正方形的孔，并且尺寸小于排116和118中的开口的尺寸。。

29、各通路138从各开口110和118朝相应的开口120渐变。当投影到同一平面上时，沿着长维度144，开口120沿孔板的宽维度142与开口116和118交替对齐。开口120是例如彼此等距的，并且开口120的总数是例如开口116和118的总数之和。0052 图4B按比例示出了孔板132内的通路138的俯视图。图4C按比例示出了通路说明书CN 102036824 ACN 102036827 A 6/6页9138的侧视截面图。0053 在一些实施例中，一个或多个喷射组件74可组装到图1A的套圈10中，并且起类似于喷射组件4的功能。0054 参考图5A和5B，为了制作空腔板，在金属板88的前表面90上。

30、形成抗蚀图案89，以限定出待形成的空腔52和54以及连接部56。例如，未被遮蔽的区域94勾划出待形成的空腔54，未被遮蔽的区域96勾划出待形成的空腔52，而被遮蔽的区域98勾划出待形成的连接部56。0055 参考图5C，在板88的后表面92上标记出空腔52和54、连接部56、以及结构支持件58和60的抗蚀图案。与前表面90上形成的图案相比，未被遮蔽的区域96(图4B)内的附加区域100和102表明待形成结构支持件58和60的地方。区域96的其余未形成图案的部分为区域104。0056 为了形成空腔板，于是将承载有形成图案的前表面90和形成图案的后表面92的板88放入蚀刻溶液中进行蚀刻。在一些实施。

31、例中，例如同时从两个表面90和92向悬伸的板88上喷射蚀刻剂。0057 在一些实施例中，板88被蚀刻足够长，以在区域94和104中形成空腔，并在区域100和102中形成结构支持件。蚀刻期间，板88的前表面90和后表面92两者均与蚀刻溶液接触。0058 从两个表面90和92朝板88的中心蚀刻区域94和104中的板料，而只从前表面90蚀刻区域100和102中的板料。在区域94和104中的板料被蚀刻通透而形成空腔时，区域100和102中的板料还未被蚀刻通透。通过继续对板进行蚀刻，能够给予结构支持件处于一定范围内的期望厚度。一旦达到期望厚度，则停止蚀刻，并去除抗蚀图案。0059 关于喷射组件和喷墨装置。

32、的信息还提供于例如2000年12月29日提交的USSN 09/749,893中，这里通过引用将之并入。0060 其它实施例也处于权利要求书的范围内。0061 例如，结构支持件并不一定需要位于空腔板的任一表面，也可部分或全部位于表面上方，或者位于表面下方而处于空腔内，上下留有空间，只要不完全阻碍墨沿空腔的流动即可。空腔板50也可通过数控机械加工技术进行加工，或者从硅基底通过其它技术进行蚀刻。本体74在其底面114上可只包括一排开口，各开口连接至类似于图1C中描述的喷墨通道。喷射组件4或74可沿x方向配置成使其长度横跨基底18，与处理方向y形成除90度外的角度。0062 当喷射组件4或74中没有喷射或喷射很少时，可通过使墨缓慢流入两个墨入口24或80和80中的一个，经过墨通道26或82，流出墨入口24或80和80中的另一个，来实现墨的再循环。0063 应该理解的是，将打印流体称为墨只是为了说明起见，并且上述喷射组件内各部件的定语“墨”也是示例性的。喷射组件可用于分配或沉积除墨外的各种打印流体到基底上。流体可包括非成像流体(non-image formingfluid)。例如，可选择性地沉积三维模型膏来建立模型。可在分析阵列上沉积生物学样品。说明书CN 102036824 ACN 102036827 A 1/11页10图1A说明书附图CN 102036824 A。

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