CN100453320C - 液体喷射设备以及形成其的方法 - Google Patents

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Abstract

所述实施例涉及一种液体喷射设备(100)以及用于形成其的方法。一个示例性实施例包括多个液滴产生器(106)、相关的导电通路(212)、以及至少一个电子束产生组件(102)，该电子束产生组件用于有选择的在独立的导电通路(212)上对至少一个电子束进行导向以足以使液体从相关的液滴产生器(106)喷射而出。

Description

液体喷射设备以及形成其的方法
技术领域
本发明一般涉及打印设备，更具体地，本发明涉及液体喷射设备及形成其的方法。
背景技术
[0001]在诸如药品打印和交付这样的多种不同应用中使用按需滴液喷射设备。另一应用包括用于生物化验的调剂用液体材料。又一应用包括其具有液体喷射设备的打印电子设备。按需滴液喷射设备包括多个液滴产生器。可有选择的控制独立的液滴产生器以使液滴从其中喷出。
[0002]按需滴液喷射设备操作的重要标准是打印速度。因而，往往希望提高按需滴液喷射设备的打印速度。
[0003]其采用按需滴液喷射设备的多种应用鼓励其适合于各种结构并具有相对低制造成本的设计。
发明内容
本发明提供一种液体喷射设备包括：
具有多个喷嘴的液体组件，每个喷嘴与被配置为将机械能施加在与该喷嘴有关的液体上以使液滴从喷嘴喷出的移动单元有关；以及
一阴极射线管插脚管，该阴极射线管插脚管具有偏转机构；电子束产生组件，所述电子束产生组件包括由所述偏转机构以接近千兆赫速率导引的电子枪；以及具有衬底的真空管，所述衬底具有多个被配置用于提供能量以有选择地使移动单元作用以控制液滴喷出的导体引脚；和
介于所述液体组件和所述阴极射线管插脚管的引脚板之间的接口，通过所述接口所述移动单元的各个导体被电耦合到所述阴极射线插脚管的各个导体引脚。
附图说明
[0004]在整个附图中相同部件用于参考相同特征以及任何地方所可用的部件。使用字母后缀来标明不同实施例。
[0005]图1给出了根据一个实施例的示例性液体喷射设备的示意图。
[0006]图2给出了根据一个实施例的另一示例性液体喷射设备的横断面示意图。
[0007]图2a-2c给出了图2所示液体喷射设备实施例的部分略放大图。
[0008]图3给出了根据一个实施例的另一示例性液体喷射设备的横断面示意图。
[0009]图3a-3b给出了图3所示示例性液体喷射设备实施例的部分横剖面示意图。
[00010]图3c-3d给出了图3b所示的示例性电子束形状的部分横断面示意图。
[00011]图4a-4b给出了根据一个实施例的示例性液体喷射设备的横断面示意图。
[00012]图5给出了根据一个实施例的另一示例性液体喷射设备的部分横断面示意图。
[00013]图5a-5d给出了根据一个实施例的示例性液体喷射设备的一个示例性液体喷射处理。
[00014]图5e-5f给出了根据一个实施例的另一示例性液体喷射设备的部分横断面示意图。
[00015]图5g-5k给出了根据一个实施例的另一示例性液体喷射设备的部分横断面示意图。
[00016]图6a-6r给出了根据一个实施例的用于形成示例性液体喷射设备一部分的处理步骤的示意图，图6s给出了根据本发明的一示例性打印头的可选实施例。
[00017]图7、8、以及9a-9b给出了根据一个实施例的示例性液体喷射设备。
具体实施方式
[00018]下面对示例性液体喷射设备进行描述。在液体喷射设备的某些实施例中通常包括其与液体组件相接口的一电子束产生组件(产生组件)。该液体组件包括一排液滴产生器。在某些实施例中，各个液滴产生器包括一微液体腔(腔)、一相关喷嘴、以及一个或多个移动单元。产生组件可提供电荷以使独立的移动单元作用，该移动单元可使各种液滴产生器按需喷射出液滴。
[00019]下述实施例适合于用于形成液体喷射设备的方法及系统。下述各种部件不是按比例来说明的。相反，所包括的附图是作为示意图以向读者说明这里所描述的各种发明原理。
[00020]图1给出了示例性液体喷射设备100的示意图。在特定的实施例中，液体喷射设备100包括一产生组件102和一液体组件104。液体组件104包括多个液滴产生器106。产生组件102可在预定时段期间产生至少一个电子束以对单独的液滴产生器106所喷射的液体进行有选择的控制。
[00021]图2给出了其具有产生组件102a和液体组件104a的另一示例性液体喷射设备100a的横断面示意图。图2a给出了图2所示液体喷射设备100a的部分略放大图。
[00022]在某些实施例中，产生组件102a包括一个或多个电子束源或者电子枪202。其他实施例可采用一个或多个场发射器，在一个实施例中该场发射器是其依靠由较少维所创建的强烈电场而从其表面弹出电子的一电子源。某些实施例可利用其他类型的电子源。在该实施例中产生组件102a还包括一真空管204，该真空管204包含有电子枪202或者相反该真空管204与电子枪202相关。此外在该实施例中，真空管204至少在某种程度上是由衬底210来定义的，该衬底210还定义了如下面所详细描述的液体组件104a的一部分。在这些特定实施例中，电子枪202和真空管204包括在一阴极射线管插脚管中。
[00023]在该实施例中两个导电通路212a、212b分别贯穿衬底210，该衬底210位于其最接近真空管204的第一端214a、214b与其最接近液滴产生器106a、106b的第二端216a、216b之间。诸如导电通路212b这样的独立导电通路接收由电子枪202所产生的电能并且将至少一些能量传送到最近的液滴产生器106b。液体通路220将液体传送到腔222a、222b以用于随后进行喷射。在该特定实施例中，电子枪202、真空管204、衬底210、以及导电通路212a、212b包括在一阴极射线管插脚管中。
[00024]从图2a中可以得知，通常由226b所示的移动单元或者结构可使液体从腔222b排出，这导致了液体从喷嘴228b喷出。在该特定实施例中，移动单元226b包括其通常位于固定组件232b附近的一可移动组件230b。移动单元226b通过可将机械能施加到液体上的其一个或多个部件的机械运动而排出液体。如下面所更详细描述的，在该实施例中通过可移动组件230b可实现这种机械运动。进一步，在某些实施例中，可移动组件230b包括如下面所更详细描述的一静电应变薄膜。
[00025]图2b-2c给出了图2a所示液滴产生器106b的进一步放大图。图2b-2c给出了液滴产生器106b怎样喷射出液滴这样一个特定实施例。如图2b所示，移动单元的可移动组件230b处于第一位置或者处于通常由s1所示的状态。在该特定实施例中，第一状态s1通常是平面形状，该平面形状通常与附图中所示的xy平面相平行。其他实施例可具有其他几何形状。就图7而言下面提供了这样一个示例。
[00026]图2c给出了可移动组件230b，其中至少一部分从第一状态或者配置s1(图2b所示)朝着固定组件232b的方向而移动到第二状态或者配置s2。添加基准线1以便说明z方向相对于xy平面的位移。相对于基准线1而言的位移大小是说明性目的而不是在图2c中准确的描绘。
[00027]在操作的过程中产生组件102a可使各个液滴产生器106a、106b喷射出液体。在该特定实施例中，产生组件102a通过对特定滴墨产生器进行寻址以使液体从其中喷射出并且通过提供能量以驱动该液体喷射而喷射出液体。例如，从液滴产生器的可移动组件230b处于图2b所示的第一状态s1开始，对电子束e进行导引以便其直达导电通路的第一端214b。电子束可在导体的第二端216b产生网状负电荷，所述导体的第二端在该特定实施例中与固定组件232b电耦合。在该特定实施例中，可移动组件230b具有相对的正电荷并且可朝着固定组件232b的方向而移动到图2c所示的第二状态s2。引导电子束e远离第一端214b可耗散与固定组件232b相关的负电荷并且因此减少了与可移动组件230b的静电引力。可移动组件随后回到其第一状态s1并且可对腔222b内的液体产生足够的机械能以使液滴从喷嘴228b中喷射出。
[00028]图3-3e给出了其包括有产生组件102b以及液体组件104b的另一示例性液体喷射设备100b。图3给出了通常沿着yz平面的高层位横断面视图。图3a给出了图3所示液体喷射设备100b的部分横断面视图。图3b给出了图3所示液体喷射设备100b的一部分。图3c-3d给出了图3b所示示例性电子束结构的横断面示意图。
[00029]从图3-3a中可以得知，在该实施例中产生组件102b具有四个位于真空管204b之内的电子枪202b-e。电子枪202b-202e用于引导电子束通过射束偏转装置或者偏转机构302而朝向衬底210b方向。在该特定实施例中偏转机构302包括一轭状物。其他合适的实施例还可替换的或者进一步包括尤其是偏转板。偏转机构302可穿过其包括有但并不局限于电磁和/或静电偏转的各种机制而实现其功能。
[00030]在该实施例中，衬底210b至少在某种程度上可定义引脚板或者导体板304。接口306位于引脚板304与液体组件104b之间，该接口306可使产生组件102b与液体组件104b相耦合。
[00031]液体组件液滴产生器106c-1061的功能受到第一信号产生装置和第二信号产生装置的影响。在该实施例中，第一信号产生装置包括一电压源308，该电压源与独立的液滴产生器电耦合。此外在该实施例中，第二信号产生装置包括产生组件102b。下面就图5-5k来对这两个信号产生装置的示例进行详细的描述，其他实施例可利用其他第一和第二信号产生装置。此外的其他实施例可利用单个信号产生装置来对独立的液滴产生器进行控制。就上面的图2-2c提供了这样一个示例。
[00032]在该实施例中，产生组件102b和液体组件104b每一个均包括模块单元。这种模块化有利于制造和/或成本。此外，在某些实施例中，这种模块化可使液体组件或者产生组件被替换作为替换整个液体喷射设备的另一选择。例如某些实施例利用位于其之间的接口可将产生组件102b和液体组件104b可拆卸的装配在一起。液体喷射设备是可拆卸的以允许替换产生组件102b、液体组件104b、以及接口306中的一个或多个。
[00033]从图3a中可以得知，在该特定实施例中四个电子枪202b-202e被定向一般包括通常由310所示矩形的四个角。其采用多个电子枪的其他实施例可利用其他结构。在该一个示例中，多个电子枪通常相对于彼此而呈直线方式。仅是电子枪202b-202e的定位和位置受到了限制，因为电子枪所产生的任何电子束都要导向引脚板304。
[00034]多个导电通路212c-2121(不是所有都具体标明了)在引脚板304与独立的液滴产生器106c-1061之间延伸。在该实施例中至少一部分导电通路212c-2121包括其贯穿引脚板304的导体或者插脚330c-3301(不是所有都具体标明了)。在该实施例中，导体330c-3301通常位于电绝缘或者电介质衬底材料210b上，所述衬底材料210b可使独立的导体彼此电绝缘。下面提供了引脚板结构的示例。
[00035]在该特定实施例中，接口306通常是诸如橡胶材料这样的柔性材料，在一个实施例中所述接口镀有其通常可沿着z轴电传导并且通常可沿着x和y轴电绝缘这样的材料。接口306包括多个导电通路212c-2121的一部分并且可使电能从引脚板304的独立导体330c-3301流入到其可提供独立液滴产生器106c-1061的独立导体或者插脚336c-3361(不是所有都具体标明了)中。导体336c-3361形成于液体组件104b的衬底340之上。
[00036]在该特定实施例中，液体组件104b具有其通常沿着y轴而排列的一排十个液滴产生器106c-1061。技术熟练的技术人员可知晓其他实施例可具有一排数百个或者数千个液滴产生器。类似的，该横断面视图表示沿着x轴以截断不同排列的多个之一。例如一个实施例可具有其通常与x轴相平行的100个或更多排，其中每排具有其通常与y轴相平行的100个或更多的液滴产生器。某些实施例还可利用其相对于一个或多个轴而言交错的或者偏移的液滴产生器结构。在某些实施例中这种交错结构有助于实现所期望的液滴密度。
[00037]图3b更详细的给出了图3所示的液体喷射设备100b的一部分。图3b给出了在这实施例中所使用的独立电子枪的部件。具体的说图3b给出了电子枪202b的部件。在该实施例中每个电子枪具有类似的结构，但是这种情况不是必定的。电子枪202b包括一加热器350、一阴极352、一格网354、一阳极356、以及一焦点358，该焦点358位于产生组件102b的高压区域360中。加热器350可提供足够的能量以激发阴极352发射出电子。将格网354、阳极356、以及焦点358定型并聚焦成使电子成为期望的电子束e并且可改变其包括有电子束e的电子数目。在该实施例中所使用的电压与现有技术中所熟知的电压一致。例如在某些实施例中在5,000伏至20,000伏的范围内驱动高压区域360。在某些实施例中可使用其他值。技术熟练的技术人员应该明白的是这里所描述的实施例可使用其他电子枪结构。
[00038]在该特定实施例中，与z轴相平行的电子枪202b发射出电子束e。类似的，引脚330g通常与z轴相平行的延伸。在其他实施例中，该导体可在相对于电子束的钝角角度上延伸。图4a-4b给出了导体垂直于发射电子的轴而延伸。技术熟练的技术人员应该知晓其他电子枪结构。
[00039]图3c-3d给出了示例性电子束形状的示例。各个示例性实施例可利用其具有各个横截面尺寸和/或形状的电子束。图3c给出了通常的圆形形状，同时图3d给出了通常的椭圆形形状。其他示例性形状通常可包括尤其是矩形以及正方形形状。通常可对光束大小与形状以及其他因数进行调节以与引脚板导体330c-3301的横截面形状和区域相一致。
[00040]在该特定实施例中，偏转机构302位于最接近液体喷射设备100b低压区域362的位置上。偏转机构302可在x轴和y轴方向上导引电子束e以便将光束e导向引脚板304的期望区域。受到电子枪作用的电子束电流可改变施加到诸如330g这样的各个引脚上的电能，这有时被称为“z轴调制”。如下面所详细讨论的，在某些实施例中使用这种能量变化以影响从其与引脚330g有关的独立液滴产生器106g所喷射出的液滴大小。技术熟练的技术人员应该明白的是其他实施例可利用偏转板以代替偏转机构302或者可使用其与偏转机构302的组合。
[00041]在操作过程中，来自电子枪202b-202e的电子束以高速率而步进过或者扫略过引脚板304的表面，从而保持液滴产生器在扩张的位置上。如果在步进或者扫略的过程中电子束略过引脚板位置，那么驱动液体喷射元件喷射出液滴。上面和下面对其与液体喷射元件和电子束的交互作用有关的其他操作方案进行了描述。
[00042]图4a-4b给出了其他示例性液体喷射设备结构。在图4a所示的实施例中，液体喷射设备100c包括其环绕有单个电子枪202e的真空管204c，但是也可使用多个枪。电子枪202e用于产生一个或多个电子束e，偏转机构302c引导所述电子束e朝着导体3301-330n的方向。各个导体3301-330n可包括至少一部分导电通路2121-212n，所述导电通路分别在真空管204c与各个液体发生器1061-106n之间延伸。
[00043]图4b给出了另一示例性液体喷射设备100c1。在该特定实施例中，导体3301-330n1延伸至真空管204c1中不均匀的距离。在该特定结构中，由于距电子枪202c1的距离增加了，导体进一步突出到真空管中。这种结构有助于将电子束e导向所希望的引脚。
[00044]从图4a中可知，电子枪202e所发射出的电子束e通常沿着z轴。偏转机构302c弯曲或者沿着y轴而导引电子束e朝着各个导体1061-106n的方向。类似的，虽然在该横断面视图中未说明，可替代的或者进一步可导引电子束e沿着x轴。图4a中的其表示电子束的虚线用于说明将电子束e导向任何一个导体，而不是表明同时将电子束导向所有三个导体1061-106n。在该特定实施例中，导体3301-330n通常与y轴相平行的延伸并且电子枪202e通常发射出其与y轴相垂直的电子束e。上述图3给出了这样一个示例，即通常发射出电子以与导体所延伸的轴相平行。技术熟练的技术人员应该明白的是这里所描述的实施例可使用其他结构。
[00045]图5-5a给出了另一示例性液体喷射设备100d的部分横断面视图。如图5所示，图5a更详细的给出了图5所示液体喷射设备的一部分。在该实施例中，引脚板304d包括一部分真空管(未给出)。引脚板304d包括导体330p、330q以及电绝缘衬底210d。导体330p、330q在衬底210d的第一表面502与第二衬底表面504之间延伸。各个导体具有中心部510p、510q，该中心部在其最接近第一表面502的第一端部分512p、512q与其最接近第二表面504的第二端部分514p、514q之间延伸。在该特定实施例中，对该端部分进行放大以使其在xy平面上具有更大的表面区域。这种结构尤其可比较容易的在各个部件之间进行排列。当通常沿着z轴观看时，第一端部分512p、512q的形状和/或大小通常与就图3b-3d所如上讨论的电子束的形状相一致。
[00046]在该实施例中，液体组件衬底340d通常在第一和第二表面522、524之间延伸。液体组件104d的独立导体或导体336p、336q具有一中心部530p、530q，该中心部贯穿衬底340d并且位于其最接近第一表面522的第一端部分532p、532q与其最接近第二表面524的第二端部分之间。如上所述，某些实施例对沿着xy平面的端部分进行放大以进行排列和/或其他目的。
[00047]在该实施例中，单个液体通道220d用于将液体提供给两个腔222p、222q。液体通道220d可再注满腔222p、222q以替换分别通过形成于孔口层或者孔口列540之中的喷嘴228p、228q所喷出的液体。技术熟练的技术人员还应该明白的是其他实施例可具有其他供给结构。移动单元226p、226q位于最接近腔222p、222q的位置。
[00048]接口306d可提供引脚板的各个导体330p、330q与液体组件104d的各个导体336p、336q的电耦合。各个引脚板导体330p、330q、液体组件导体336p、336q，以及接口306d的相关部分可包括导电通路部分。例如引脚板导体330q、接口306d、以及液体组件导体336q通常包括由212q所示的导电通路的至少一部分。下面对该路径或者通道进行详细的讨论。
[00049]电压源308p与移动单元226p、226q电连接。在该特定实施例中，电压源308p通过导电通路212q而与移动单元226q相连。具体地说，在该特定实施例中，电压源通过导体546q而与电阻548q电连接，而该电阻548q与导电通路212q电连接。导电通路212q与移动单元226q电连接。虽然未具体的示出，电压源308p可类似的与移动单元226p电连接。
[00050]在该特定实施例中，电阻548p、548q位于其最接近接口306d的衬底340d上。其他合适的实施例可使电阻位于液体喷射设备的其他位置上。例如，电阻可形成于其最接近移动单元226p、226q的衬底340d的表面上或者形成于引脚板304d的表面502、504上。此外其他实施例可利用其他结构。例如在某些实施例中，导体546q和/或电阻548p、548q可形成于衬底340d之内。可替换的或者此外使用电阻548p、548q，其他示例性实施例可利用各种其他无源或者有源(线性或者非线性)部件。技术熟练的技术人员可知晓这种结构。
[00051]从图5a中可以得知，在该实施例中，移动单元226q包括可移动组件230q和固定组件232q。此外，在该实施例中可移动组件230q与通常由552所示的地线相连。电介质区域554q与可移动组件230q和固定组件232q相独立。在该特定实施例中电介质区域554q可包括空气或者其他气体。某些实施例可替换的或者此外可在可移动组件230q与固定组件232q之间插入一附加的介质层。例如，附加的介质层可位于可移动组件230q与固定组件232q的相对面之一上或者位于这两者上。就图5c来对这样一个示例进行描述。技术熟练的技术人员应该明白的是这里所描述的实施例可使用其他结构。
[00052]结合图5，图5a-5c给出了示例性液体喷射设备100d的示例性液体喷射处理。在该实施例中，可移动组件230q包括诸如薄膜这样的材料，该材料受到相对电荷环境的作用，该材料暴露于该环境之下。如图5中所说明的，在可移动组件230q与固定组件232q之间不存在实质上的电荷差别。
[00053]现在参考图5b，结合图5-5a，激活电压源544将第一信号发送到移动单元226q。该第一信号可使相对的正电荷相对于可移动组件230q的通常负电荷而言沿着导电通路212q以及固定单元232q。可移动组件230q被吸引并朝着固定组件232q的方向而扩张到电介质区域554q中。因为可移动组件230q扩张，因此将液体从液体通道220d吸入到腔222q中。
[00054]图5c给出了这样一种可替换结构，即在可移动组件230q与固定组件232q之间插入其位于任何一个相对面或者位于这两个相对面上的附加介质层。在该特定实施例中，通常由560所示的附加介质层位于固定组件232q之上。这种结构可使可移动组件230q扩张过电介质区域554q并且在物理上与固定组件的介质层558相接触而不会短路。这种结构可使某些实施例在其包括有示例性液体喷射设备的各个液滴产生器当中实现更均匀的液滴大小。这种均匀性至少在某种程度上归因于使可移动组件230q扩张，直到其在物理上受到固定组件的阻挡。因为这种结构涉及一个给定的移动单元和/或在多个移动单元之间，因此该结构可提供可重复性。
[00055]结合图5而参考图5d，其中电子束(未给出)包括其被传送到移动单元226q的第二信号。在该特定实施例中，将该电子束导向端部512q以沿着导电通路212q和最终的固定组件232q而施加相对的负电荷。因而，第二信号使其可使可移动组件230q朝着固定组件232q方向扩张的吸引力减小了并且可移动组件230q回到其初始状态，并且因而提供了其可使液体从喷嘴228q喷射出这样一种机构。在该特定实例中，可移动组件230q的移动可将机械能施加到其包含在腔222q之中的液体。虽然未具体的给出，但是在某些实施例中可移动组件在到达图5c所示的静止之前振动着穿过xy平面。当电子束不再作用于导电通路212q时，可以重新建立图5b所示的相对电荷结构并且可移动组件回到图5b或者5c所示的位置。
[00056]为了进行说明，示出了可移动组件230q处于图5c中的完全移动状态，并且当其受到通过导电通路212q的电子束的作用时，可移动组件回到图5d所示的一般平面形状。假定有一个或多个中间位置，其他实施例可通过对电子束施加到通路上的电荷进行控制而可导致可移动组件230q。例如电子束对导电通路212q起足够的作用以使可移动组件对固定组件232q的吸引降低以便该组件移到图5c和5d所示那些的一中间位置。因而当与可移动组件从图5c所示的位置移动到图5d所示的位置所产生的墨滴大小相比时，喷嘴228q喷射出相对小的液滴。这种电荷变化包括就图3b所如上描述的z轴调制示例以产生其大小变化可控的液滴。
[00057]图5e-5f给出了其具有另一示例性结构的移动单元226r。在该实施例中，可移动组件230r通常包括其在两个柔性结构562、564之间延伸的刚性材料560。在该特定实施例中，刚性材料560通过利用如上所述的相对电荷而相对于固定组件232r移动以将机械能施加到包含在腔222r之中的液体上。
[00058]图5-5f给出了这样的实施例，该实施例具有其与腔有关的单个移动单元。图5g-5k给出了另一示例性结构，该结构相对于其他属性尤其可以产生其大小变化可控的液滴。图5g-5k所说明的示图与图5a-5f所说明的示图相同并且表示液体喷射设备100e的一部分。
[00059]如图5g所示，在该实施例中液体喷射设备100e具有其与单独腔有关的多个独立可控的导电通路。在该特定实施例中三个独立可控的导电通路212s-212u分别与固定组件232s-232u相耦合。在该特定实施例中，三个移动单元共用一公共可移动组件230s。其他实施例显然可具有分开的部件。电子束可有选择的使固定组件232s-232u的一个、两个、或者所有三个带电以对其与各个移动单元226s-226u有关的可移动组件230s部分产生作用。
[00060]图5h给出了其具有相对正电荷的三个固定组件232s-232u以及其朝着每个移动单元226s-226u的固定组件方向移动的带负电的可移动组件230s的每一个。
[00061]图5i给出了这样一个示例，即电子束将导电通路212s和固定组件232s从通常的正电荷改变为通常的负电荷。其结果是，其包括有移动单元226s的可移动组件230s部分降低了对该路径的吸引并且回到非移动结构，这可使喷嘴228s喷出液滴。
[00062]类似的，图5j给出了这样一个示例，即电子束将通常的负电荷施加到固定组件232t、232u上。其与移动单元226t有关的可移动组件230s的第二部分回到非移动结构，这可使喷嘴228s喷射出液滴。在这种情况下液滴要比就5i所描述的液滴要大。
[00063]图5k给出了又一个可能的示例，即电子束将通常的负电荷施加到三个导电通路212s-212u以及相关的固定部分232s-232u的每一个上。负电荷降低了其对回到非移动状态的可移动组件230s起作用的吸引力。其结果是喷嘴228s所喷出的液滴要比就图5i-5j所描述的液滴要大。技术熟练的技术人员可认识到其他的示例性结构。
[00064]图5-5j描述了这样一种情况，即电子束将负电荷施加到诸如图5所示的导电通路212q这样的导电通路上。然而，技术熟练的技术人员可明白可将其他实施例构造成可将正电荷施加到导电通路上并且因此设置了液体组件。例如，诸如氧化镁(MgO)这样的材料位于真空管之内并位于第一端部分512q之上以便撞击该材料的电子束可产生二次电子发射，这导致了沿着该路径施加了网状正电荷。对电子束能量进行选择以使二次发射最大。因而，可将示例性液体喷射设备配置成使用电子束以将相对正电荷或者相对负电荷施加到该路径上以对移动单元产生作用。上面所提供的示例可替换的或者另外所使用的以使二次发射最佳化的其他材料包括尤其是诸如铝、钽、镍、铁、铜、铬、锌、银、金、以及铂这样的金属。其他材料可包括诸如上面所列出的金属的合金这样的金属合金。其他材料可包括尤其是诸如氧化锌、氧化钽、以及二氧化钛这样的金属氧化物。此外其他材料可包括尤其是诸如矾土这样的陶瓷材料、二氧化铈、二氧化硅、诸如氮化硅和钨氮化硅这样的硅合金、以及上述所列类型材料的组合。技术熟练的技术人员应该知晓其使用这些结构之一的示例性液体喷射设备。
[00065]与已知的方法相比，通过利用电子束源来驱动液体喷射具有若干优点。例如，电子束源以接近于千兆赫范围的速率来使光束扫掠过板304的表面。这可使液体喷射率接近于电子束扫掠速度。
[00066]图6a-6r给出了与图5说明相类似的用于形成示例性液体喷射设备一部分的处理步骤。技术熟练的技术人员可知晓其他合适的处理。
[00067]开始参考图6a，在衬底340d上形成了液体通道220d和导体336p、336q。衬底340d包括但并不局限于诸如陶瓷和塑料这样的任何非导电材料，所述陶瓷例如可以是硅玻璃、石英、以及金属氧化物，而所述塑料例如可以是多聚氯乙烯和多聚苯乙烯。
[00068]在某些形成处理中，衬底340d可包括多层。例如形成了第一层602a，继之以形成了第二层602b以及此后的第三层602c。在一个特定形成处理中，在其是由绿矾土或者未燃烧矾土所组成的第一层602a中形成了其分别与导体336p、336q的中心部530p、530q相对应的孔。该孔充满有诸如镍、铜、金、银、钨、碳硅这样的传导材料、和/或其他传导的或者半导体的材料、或者其组合。在某些实施例中，传导材料可包括诸如粉末这样的其随后将被变成固体组件的松散有关粒子。
[00069]再次参考图6a，其中所构图的其包括有绿矾土的第二层602b位于第一层602a之上。其包括有液体通道220d的区域充满着诸如钨这样的一个或多个牺牲填充材料604或者其他材料。如上面就第一层602a所描述的，形成了其与导体中心部530p、530q相对应的孔并使其充满。所构图的其包括有绿矾土的第三层602c因此位于第二层602b之上。如上所述形成了其与导体中心部530p、530q相对应的孔并使其充满。然后烧制或加热该衬底，这可使衬底材料和/或引脚材料变硬。烧制或者加热还可使诸如602a-602c这样的各个层彼此相粘合。
[00070]在第一和第二表面522、524上分别形成了端部532p-532q以及534p-534q和或固定组件232p、232q。端部532p-532q及534p-534q和/或固定组件232p、232q包括任何合适的导电材料或者半导体材料。根据所采用的技术，在烧制前后形成了端部532p-532q以及534p-534q和或固定组件232p、232q。在一个特定处理中，在烧制之后利用已知的处理对端部532p-532q及534p-534q固定组件232p、232q进行可光刻的构图。
[00071]，参考图6b，利用巳知处理而在衬底的第一表面522上构图电阻548p、548q以分别与端部532p、532q电接触。电阻材料包括但是并不局限于钨氮化硅、涂料硅或者多聚硅、钽金属、氮化硅、钛和/或硼。
[00072]参考图6c，在衬底的第一表面522上构图导体546p、546q以分别与电阻548p、548q电接触。可使用诸如标准的光刻法处理这样的巳知技术以形成导体。
[00073]参考图6d，其中在衬底的第一表面522上构图电绝缘或者绝缘材料610以暴露出端部532p、532q。电绝缘材料尤其包括氮化硅或者碳化硅。
[00074]参考图6e，其中在衬底的第二表面524上构图诸如二氧化硅这样的电绝缘或者电介质材料612以暴露出固定组件232p、232q。从下面可显而易见的得知，电绝缘材料612可以是平面的以用作间隔物以使固定组件232p、232q与随后的部件之间保持希望的距离。
[00075]参考图6f，其中形成了示例性液体弹射设备的另一部分以用于随后装配图6e中所说明的部分。可移动组件230p、230q位于牺牲载体614的至少一部分上。在该处理中可移动组件形成载体614的表面之上并且此后将其构图成可形成诸如可移动组件230p、230q这样的单个单元。
[00076]参考图6g，其中诸如二氧化硅这样的电介质或电绝缘材料620位于可移动组件230p、230q的部分上。
[00077]参考图6h，其中牺牲才体614位于衬底的第二表面524之上。在一个特定处理中，电介质材料612与电介质材料620相对并且该部件暴露于足够使两个介质层相粘合的环境下。为了说明，图6h包括这样的线，该线描绘了从电介质材料620起的电介质材料612，然而由于粘合处理而可产生一个同质的材料。
[00078]其他实施例可使用其他处理以在该衬底上形成可移动组件。在这样一个示例中借助于或者无需牺牲载体的帮助即可使可移动组件层压在衬底340d之上。
[00079]参考图6i，利用巳知处理可除去牺牲载体614和牺牲填充材料604。
[00080]参考图6j，喷嘴形成于孔口层540之中。在形成喷嘴228p、228q的过程中孔口层540位于芯轴630上。孔口层540是利用巳知形成技术而由任何合适材料形成的。在该特定实施例中，孔口层540包括诸如镍这样的金属。其他实施例可利用其他金属或者诸如聚合体这样的其他材料。在某些实施例中，在处理的过程中牺牲材料632临时位于构图区域中。
[000g1]参考图6k，腔层640位于孔口层540之上以形成腔222p、222q。腔层640可包括诸如各种聚合体这样的任何合适材料。将其与参考图6j所描述的牺牲材料632是相同材料的牺牲材料642临时注入腔222p，222q。
[00082]参考图61，利用巳知技术在腔层640上构图粘合层650。
[00083]参考图6m，其中利用巳知技术可分别除去喷嘴228p、228q以及腔222p、222q的牺牲材料632、642(图6j、6k中所说明的)。
[00084]参考图6n，其中可从孔口板550处移走芯轴630(图6j中所说明的)。这种移除可出现在将腔层640置于图6o所示衬底340d之上前后。
[00085]参考图60，其中孔口层540分别位于可移动组件230p，230q之上以便粘合层650与可移动组件部分相粘合以创建功能液体组件104d。
[00086]参考图6p，按照与就图6a所描述的相同方式而在衬底210d中形成了导体330p，330q的中心部510p，510q。
[00087]参考图6q，其中按照与就图6a所描述的相同方式而形成了端部512p，512q及514p，514q。至少就该处理这一点而言，在某些实施例中按照已知的方式而包括有引脚板304d以作为真空管的一部分。
[00088]参考现在图6r，引脚板304d位于最接近液体组件104d的位置上，该引脚板304d与液体组件104d之间插入有接口306d。在该特定实施例中接口306d包括可变形材料，该材料用于避免引脚板第二表面504与液体组件第一表面522之间的任何不均匀性。可变形接口材料示例包括各向异性的导电聚合物。该一个示例包括嵌入在硅橡胶基体中的碳纤维。其他应变接口材料可包括诸如嵌入在橡胶中的金属线这样的导电聚合材料和嵌入在环氧树脂中的金属微粒以及其他材料。
[00089]其他实施例可利用其他接口材料。在该一个示例中焊锡块位于端部组514p、514q和/或532p、532q之一或这两者上。引脚板304d和液体组件104d因此由于位于熔融状态的焊锡焊盘而彼此相距最近直到焊锡重新凝固，并且有助于保持方向性以及其之间的电连接。应该注意的是可不需要接口306并且导体可直接从引脚板到达其最接近可移动组件226的端216。
[00090]图6a-6r给出了用于形成下述示例性印刷头的处理步骤，所述印刷头具有其通常在垂直于衬底第一表面522的方向上延伸的导电通路512r、512s。其他实施例可具有其他结构。例如，导电通路具有其与液体组件衬底的第一表面相平行的部分。可替换的或者另外，其他实施例具有其与第一表面相倾斜的部分。该部分存在于引脚板衬底和/或液体喷射衬底上。下面就图6s对这样一个示例进行了描述。
[00091]图6s给出了可替换的实施例，其中导电通路512v、512x的一部分通常与第一表面522v相平行，同时其他不同部分通常与第一表面相垂直。在该特定结构中，导体部分690v，690x及692v，692x通常与第一表面522v相平行，同时导体部分694v，694x及696v，696x通常与第一表面相垂直。利用上述技术而形成了平行部分，其中衬底形成于层之中。在使第二层置于其上之前，在第一层的上表面上形成了部分690v、690x、692v、以及692x。该部分在下述孔之间延伸，所述孔形成于层之中以与如上所述的导体部分相垂直。技术熟练的技术人员应该知晓其他示例性结构。例如，其他实施例可采用这样的导电通路，该导电通路具有其相对于第一表面而言倾斜的部分。
[00092]图6s所示的实施例可使其包括有示例性液体喷射设备的各种部件的布局设计具有灵活性。例如，这种结构可依照要求允许液体组件或引脚板中的更大导体密度。进一步，这种结构可使其延伸到真空管中的导体列具有均匀的间距，同时可沿着液体通道来设置液滴产生器。技术熟练的技术人员可知晓其他结构。
[00093]图7给出了另一示例性的液体弹射设备100y。在该特定实施例中，移动单元226y、226z的固定组件232y、232z可形成于真空管204y之中或之上。真空管204y可使电子束e直接作用于移动单元226y、226z。在该特定实施例中，固定组件覆盖了真空管的孔或者缝隙以足以使电子束e直接作用于移动单元的固定组件232y、232z。在这里固定组件232y、232z是由导电材料形成的，并且将电子束e导向单独的固定组件这可对其上的电荷进行感应。上面对其任何使用该结构以喷射出液滴的若干示例进行了描述。技术熟练的技术人员可知晓许多其他示例性结构。
[00094]图8给出了其包括有液体组件104aa和产生组件102aa的又一示例性液体喷射设备100aa。在该实施例中产生组件102aa包括两个单独的真空管204aa、204bb、相关的电子枪202aa-202cc和202dd-202ff、以及偏转机构302aa、302bb。在该特定实施例中单独的真空管以及相关电子枪用于对液体组件的一部分产生作用。例如，真空管204aa和相关电子枪202aa-202cc用于对液体组件104aa的部分802产生作用。图8所示的结构可允许大批的制造单个真空管结构并使其与液体组件的各个大小有关。例如，一个实施例可使其包括有图8所示一三乘三阵列真空管的产生组件与适当大小的液体组件相关以形成所希望大小的液体喷射设备。
[00095]图9a-9b给出了其他示例性液体喷射设备100gg、100jj。如图9中所示，产生组件102gg包括其与两组或多组电子枪有关的单真空管204gg。每组电子枪902gg、902hh、以及902ii可包括一个或多个电子枪。在该特定实施例中，单组电子枪可包括三个电子枪。例如，组902gg包括电子枪202gg-202ii。单组电子枪作用于液体组件的一部分。例如组902gg作用于部分802gg。如图9a所示，液体组件104gg可包括液滴产生器的单个组件。然而，这种情况不是必需的。如图9b所示的液体组件104jj可包括相关的液滴产生器的子组件以用作单个功能组件。在该特定实例中示出了两个子组件910、912。利用各种适用技术而使该子组件相关。在该特定实例中，通过其与接口306jj相粘合而至少部分地使子组件910、912相关。技术熟练的技术人员可知晓其他示例性结构。
[00096]所述实施例涉及液体喷射设备。液体喷射设备包括一电子束产生组件以用于使单独的液滴产生器喷射出液体。在一些实施例中电子束可使移动单元将足够的机械能施加在包含在液滴产生器之中的液体上以使相关喷嘴喷射出液滴。
[00097]应该注意的是该申请按照x，y，以及z轴来对附图的某些示意图进行了说明，但是该描述并未示出所述部件的特定几何。对x，y，以及z轴的描述仅便于理解在某些情况下部件相对于彼此的位置。
[00098]虽然上面说明了并描述了若干实施例，但是技术熟练的技术人员还应该知晓许多其他实施例。例如，上面描述了“前面的”或者“正面的”射手液体组件。技术熟练的技术人员还应当知晓其他实施例可利用“侧面的”或者“边缘的”喷射结构。这仅提供了一个示例，虽然其对特定结构特征以及方法步骤进行了描述，但是应该明白的是随后权利要求所定义的本发明构思并不局限于所描述的特定特征或步骤。相反，该特定特征和步骤是由实施本发明创造性的构思的形式来公开的。

Claims (6)

1.一种液体喷射设备(100)包括：
具有多个喷嘴(228)的液体组件(104)，每个喷嘴与被配置为将机械能施加在与该喷嘴(228)有关的液体上以使液滴从喷嘴(228)喷出的移动单元(226)有关；以及
一阴极射线管插脚管，该阴极射线管插脚管具有偏转机构(302)；电子束产生组件(102)，所述电子束产生组件(102)包括由所述偏转机构(302)以接近千兆赫速率导引的电子枪(202)；以及具有衬底(210)的真空管(204)，所述衬底(210)具有多个被配置用于提供能量以有选择地使移动单元(226)作用以控制液滴喷出的导体引脚(330)；和
介于所述液体组件(104)和所述阴极射线管插脚管的引脚板(304)之间的接口(306)，通过所述接口所述移动单元(226)的各个导体被电耦合到所述阴极射线插脚管的各个导体引脚(330)。
2.根据权利要求1的液体喷射设备(100)，其中所述移动单元(226)包括一固定组件(232)和一可移动组件(230)，并且其中可移动组件(230)被配置为相对于所述固定组件(232)而移动以将机械能施加到液体上。
3.根据权利要求1的液体喷射设备(100)，其中所述移动单元(226)包括与喷嘴(228)有关的多个独立可控移动单元(226)。
4.根据权利要求1的液体喷射设备(100)，其中移动单元包括可移动组件(230)，所述可移动组件(230)被配置为具有一非移动状态和一移动状态，并且其中从最接近可移动组件(230)的电子束产生组件(102)中传送能量可使可移动组件(230)呈现移动状态。
5.根据权利要求4的液体喷射设备(100)，其中可移动组件(230)被这样配置以便停止将能量从最接近可移动组件(230)的电子束产生组件(102)传送使可移动组件(230)呈现非移动状态，所述可移动组件(230)在由所述移动状态变成所述非移动状态的过程中将机械能施加到最接近可移动组件(230)的液体上。
6.根据权利要求1的液体喷射设备(100)，其中所述电子束产生组件(102)被配置为对电子束的电流进行控制以作为对电子束进行调制的装置。
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