專利名稱：一種用于打印引擎的供墨組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種打印引擎。本發(fā)明特別應用于具有即時打印功能的數(shù)碼相機上，更確切地說，本發(fā)明涉及一種與用于打印引擎給打印頭供墨的供墨組件。
背景技術：
人們不難理解，頁寬打印機上打印引擎部分使用的是專用的打印頭，其外形尺寸以毫米為單位表示，尾數(shù)以小數(shù)來表示，打印頭的寬度通常為600微米，在一列噴墨噴嘴中，相鄰兩個噴嘴間的間距是百微米數(shù)量級的。打印頭的基層是由硅晶片做的，而向該處供墨的供應機構是用塑料做成的結構件，其功能是將某一種墨水送到基層上每個供墨通道中，這要求極高的精度，因而制做也非常復雜。
“頁寬”是指打印頭在打印介質(zhì)上一次打印一行，而且在打印介質(zhì)經(jīng)過打印頭時，打印頭不在打印介質(zhì)上橫向滑動或光柵化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用在打印引擎的給打印頭供墨的供墨裝置。這種打印頭包括一排安裝一個晶片的第一個表面上的微電子機械系統(tǒng)噴墨裝置和一個貫穿晶片的，從晶片的背面延伸到排成一組一組的每一個噴墨設備的供墨通道，該供墨裝置包括一個安裝在晶片的背面上的一個小塊，小塊上有多個管道，通道開口伸出到與晶片的背面相鄰的小塊的第一個表面；至少一個與每個管道相通，在小塊的背面上有出孔的進墨孔。
優(yōu)選的是，小塊的另一個面最好與第一個表面相對。
該小塊可以是一個硅晶片，并且可以將其粘在安裝有微電子機械系統(tǒng)(MEMS)設備的晶片上。
這些管和孔可以是通過蝕刻的方法在硅晶片上做出。
這個塊上可以帶有一個分隔裝置，用以將每個進墨孔與其相鄰的孔分隔開。分隔裝置可以是橫置在塊上各相鄰進墨孔之間的一個墊片，這種墊片由密封材料制成。
下面結合例子和附圖對本發(fā)明進行說明圖1是根據(jù)本發(fā)明繪制的打印引擎的三維視圖，包括其組件；圖2是打印引擎的三維分解圖；圖3是使用可拆卸打印盒的打印引擎的三維視圖，圖中將打印引擎移去了；圖4是打印引擎的三維后視圖，其中的打印盒以虛線表示；圖5是打印引擎的三維剖面圖；圖6是打印引擎上打印頭分組件的三維分解圖；圖7是打印頭分組件的局部剖視圖；圖8是打印頭分組件的截面端視圖，圖中的蓋頂機構位于蓋頂位置；圖9顯示的是打印頭分組件，圖中的蓋頂機構位于開蓋位置；圖10是本發(fā)明的打印引擎打印頭的供墨裝置的局部三維示意圖；
圖11是沿圖10中XI-XI線的供墨裝置的截面端視示意圖；圖12是沿圖10中XII-XII線的供墨裝置的截面端視示意圖；圖13是沿圖10中XIII-XIII線的供墨裝置的截面端視示意圖；圖14是沿圖10中XIV-XIV線的供墨裝置的截面端視示意圖；具體實施方式
在圖紙中，附圖標記500通常是指符合本發(fā)明的打印引擎，打印引擎500帶有一個打印引擎組件502，其中裝有一個可拆卸的打印盒504。
在我們公告的名稱為“打印盒”(備案號CA02)及“墨水盒”(備案號CA04)的同類專利申請中詳細描述了該打印盒504，上述兩個專利是同時申請的，其國際專利申請?zhí)柗謩e為PCT/AU00/00741和PCT/AU00/00742，這里專門結合其內(nèi)容以做參考。
打印引擎組件502上帶有一個分組件506和第二個分組件508。
分組件506上有一個底盤510，底盤510有一個模塑件512，其上有供墨管514。打印盒504中的墨水經(jīng)由供墨管514送入打印頭分組件508上的打印頭516(圖5、6、7)。打印頭516可以用四種顏色的墨水打印也可以用三種顏色的墨水再加上第四種只有在紅外光譜下可見的墨水(以下稱為紅外墨水)來進行打印。相應地，就需要在模塑件512上預制出4個供墨管514及一個供氣管518，空氣由供氣管518吹向打印頭516，以防止外界的顆粒在打印頭516的噴嘴護板上堆積。
底盤510上還有另一個蓋狀模塑件520，其上裝有一個泵522。泵522是一個抽氣泵，由該泵產(chǎn)生吸力，使空氣通過進氣孔細管524和進氣孔526后，經(jīng)由打印盒504中的空氣過濾器?？諝庥沙鰵饪?28排出，提供給底盤510上的供氣管518。
底盤510上還裝有第一個驅(qū)動電機A，該電機是一個步進電機530，通過第一個輪系532來驅(qū)動泵522。該步進電機530還通過第二個輪系538來與打印盒504上的滾輪組件536中的主動滾輪534(圖5)相連。輪系538與裝在主動滾輪534的一端上的可嚙合部件540(圖2)嚙合，因而使步進電機530可以控制向分組件508上打印頭516中輸送打印介質(zhì)542的進給，從而實現(xiàn)當介質(zhì)在打印頭516下通過時，在上面打印圖像。要注意，當在打印介質(zhì)542上進行打印時，步進電機530只負責驅(qū)動打印介質(zhì)542，而泵522只負責向打印頭516吹氣。
底盤510上的模塑件512上安裝有多個供墨導管，即與供墨管514相通的細管544，供墨細管544貫穿于打印盒504上用彈性測量材料制成的凸緣組件546當中，用于從打印盒504的墨水腔或存儲格548(圖5)中抽取墨水以提供給打印頭516。
底盤510上的蓋狀模塑件520上的第二個用夾鉗552固定的電機，即直流電機550，該電機用來驅(qū)動切割裝置——刀輪臂組件554，在完成圖像在打印介質(zhì)上的打印后，將其與剩余的打印介質(zhì)切開。電機550的輸出軸上帶有一個斜齒輪556，斜齒輪556與刀輪組件554的蝸輪560上帶有的斜齒輪558嚙合。蝸輪560通過軸承562裝在打印頭分組件508的底盤底板564上，可以轉(zhuǎn)動。
刀輪組件554帶有一個刀輪566，該刀輪安裝在安裝架570的彈性軟臂568上。蝸輪560從安裝架570旁經(jīng)過的過程為當蝸輪560轉(zhuǎn)動時，安裝架570和刀輪566從底盤底板564處橫向經(jīng)過。安裝架570與底板564的蓋572貼在一起，以阻止安裝架570相對于蝸輪560轉(zhuǎn)動。而且，刀輪566緊貼著打印頭分組件508的上殼或蓋部件，以有效切割打印介質(zhì)542。蓋部件574是金屬的，因而當?shù)遁?66從蓋狀部件處經(jīng)過時，形成一個類似于剪刀的動作，將已打上圖像的打印介質(zhì)同其余部分切開。
分組件506帶有一個噴射機構576，噴射機構576裝在底盤510上并且上面有一個帶夾子580的凸緣578，通過這個凸緣578將噴射機構576夾在底盤510上，與其貼在一起。凸緣578處裝有一個由彈性測量材料制成的插件582，插件上留出了多開口584，將細管544上的進孔封閉，以阻止外面的顆粒進入到細管544中，并由此進入管514和打印頭516中。此外插件584表面形成的面或平臺586將進氣細管524堵住，起到與上述相同的封閉作用。
底盤510和凸緣578之間裝有一個螺旋彈簧588，在圖3到圖10中可以清楚地看到當打印盒504從打印引擎500上拆下時，該螺旋彈簧588將凸緣578推到一個與底盤510隔開的位置。圖4中所示的噴射機構處于收起的位置。
上面已經(jīng)提到打印頭分組件508帶有一個底板564，裝在底板564上的蓋頂機構590是可以移動的，可以移向或移離打印頭516。蓋頂機構590上帶有一個細長的肋狀凸緣592，設置在載架593上，載架593裝在位移機構594上，當打印頭516不工作時，該位移機構移動肋狀凸緣592，用它來與打印頭516對接。反過來，當打印頭516工作時，該位移機構產(chǎn)生動作，使肋狀凸緣592回縮，從而與打印頭516分開。
打印頭分組件508上帶有一個打印頭支撐模塑件596，打印頭516就安裝在上面。該模塑件596與模塑件596上的肋狀凸緣599形成了一個通道598，當在打印介質(zhì)上打印圖像時，打印介質(zhì)由此處通過。模塑件596上有一個凹槽700，當蓋頂機構590處于其蓋頂位置時，蓋頂機構590由槽700處伸出來。
進墨裝置702安裝在插件599上，位于蓋部件574的下面。進墨裝置702上帶有一個脊面形部件704，并且在部件704上裝有一個鑄件706，脊形部件704和鑄件706之間形成了一個墨水進給縱槽708，該縱槽與底盤510上的供墨管514相通，墨水經(jīng)由這里(圖7)送往打印頭516。
打印頭516旁邊的脊形部分704上有一個供氣管711(圖8)。
電信號經(jīng)由磁帶自動連接膜片712傳送到打印頭516，磁帶自動連接膜片712掛置于插件599和進墨裝置702之間。
模塑件596上帶有一個有角度的翼狀部件714，一個柔性印刷電路板(PCB)716安裝并固定在翼狀部件714上。插件599上的肋狀凸緣718推動柔性印刷電路板716與磁帶自動連接膜片712接觸，使兩者導通。柔性印刷電路板716上裝有排線720，用來向打印頭516和打印引擎500的其它帶電部件供電。此外，柔性印刷電路板716上帶有一個像機打印引擎控制芯片721和一個質(zhì)量控制芯片(未畫出)，質(zhì)量控制芯片可以識別打印盒504與打印引擎500的兼容性和適用性。為此，印刷電路板716上帶有一個觸頭723，與打印盒504中的觸頭725相接合。
從圖7中可以清楚地看到打印頭本身帶有一個噴嘴護板722，安裝在硅晶片724上。墨水經(jīng)由供墨構件726提供給打印頭516的噴嘴陣(未畫出。，需要供墨時，供墨構件726與進墨裝置702的墨水通道710上的出口接通，將墨水送往打印頭516的噴嘴陣。
從圖10到圖14中可以清楚的看到打印頭的布局，供墨構件726是一塊硅晶片，裝在硅晶片724上，構件726中帶有多個貫穿其中的管728。
上面已經(jīng)談到打印頭516是一個多色打印頭，其上的噴嘴757排列成一組一組的形式，每組負責打印一種顏色的墨水或打印紅外墨水。噴嘴757是一種微電子機械系統(tǒng)(MEMS)設備，安裝在硅晶片724的一個表面730上，而構件726安裝在硅晶片724上與表面730相對的表面732上。從圖10中可以看到提供給每組噴嘴757中的墨水是來自于供墨通道734。
因而，構件726上的每個管728與其相應的通道734組相通，每個管728上有多個進墨孔736、738、740和742。例如，進墨孔736向晶片724上的第一組供墨通道734提供黑色墨水。而在有三種顏色的墨水和一種紅外墨水的情況下進墨孔736向第一組通道提供紅外墨水；深紅色墨水經(jīng)過第二組噴嘴的進墨通道734由進墨口738進入其中；黃色墨水經(jīng)過第三組噴嘴的進墨通道734由進墨口740進口其中；最后一組進墨口742是用來向第四組噴嘴提供籃綠色墨水的。
進墨孔736、738、740和742之間由一個橫著展開的密封材料墊片744將其與相鄰的口隔開?？梢钥闯鲞M墨裝置上端與構件726的頂部746緊挨著，這樣就將口736和742彼此隔開了。
同樣，也可以看到片膜712是用膠粒748粘在晶片724的面730上的，由膠粒748形成的液態(tài)緊封將晶片724的邊封住。
墨水經(jīng)由噴嘴護板722上的一個通道750，然后從每個微電子機械系統(tǒng)(MEMS)設備中噴射出去。為了使噴嘴護板上的面752以及護板722到晶片724之間的區(qū)域保持清潔、沒有外來的顆粒，采用向噴嘴護板722上的面752吹氣的方法，空氣由管710中送出、經(jīng)由進氣孔756后進到區(qū)域754。
構件726是一個硅晶片，在這個晶片上利用蝕刻技術預制出管728及進口736和742。
如介紹中所述，通道734和晶片724之間的間隔是百微米數(shù)量級的，而每個進墨口736到進墨口742之間的長度L大約為0.5毫米。相鄰進口之間的間距也是0.5毫米數(shù)量級的。如果將打印頭516的寬度作為X，而將打印頭的長度作為Y，則該供墨構件726有效地起到一個轉(zhuǎn)換器的作用，將較小的X轉(zhuǎn)換為較大的Y。因而，用模塑件制作一個上面帶有輸送管道的進墨裝置702，就很容易了，這要比制作一個將墨水直接送入打印頭516上的晶片724中的進墨裝置要簡易得多。
本領域的技術人員知道在不背離本發(fā)明的精髓和保護范圍的前題下，可以對給出的實施方式進行各種變動和/或修改。因而無論從哪一方面來講，都應將當前給出的實施僅視為說明性的和非限定性的。
權利要求
1.一種用于打印引擎的打印頭上供墨裝置，打印頭包括一排安裝一個晶片的第一個表面上的微電子機械系統(tǒng)噴墨裝置和一個貫穿晶片的，從晶片的背面延伸到排成一組一組的每一個噴墨設備的供墨通道，該供墨裝置包括一個安裝在晶片的背面上的一個小塊，小塊上有多個管道，通道開口伸出到與晶片的背面相鄰的小塊的第一個表面；至少一個與每個管道相通，在小塊的背面上有出孔的進墨孔。
2.如權利要求1所述的供墨裝置，其特征是，小塊的第二面與第一面相對。
3.如權利要求1所述的供墨裝置，其特征是，小塊是一個硅晶片。
4.如權利要求3所述的供墨裝置，其特征是，小塊粘貼在裝有微電子機械系統(tǒng)設備的晶片上。
5.如權利要求3所述的供墨裝置，其特征是，管和進墨孔是蝕刻到硅晶片上的。
6.如權利要求1的述的供墨裝置，其特征是，包括一個將每個進墨孔與其相鄰的孔隔開的分離裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種向打印引擎上的打印頭提供墨水的供墨組件。這種打印頭上有一排微電子機械系統(tǒng)(MEMS)噴墨裝置和多個供墨通道噴墨裝置安裝在一個晶片的第一個表面上；各供墨通道貫穿晶片，在晶片的背面與每個排成一組一組的噴墨設備相連。相應地，這個供墨裝置包括一個安裝在晶片背面的料塊，這個小塊中預制了多個管，各管在小塊第一個表面上的出孔與晶片的背面相鄰，供墨進孔與每個管相通，這些進墨孔是開口在小塊第二個表面上的孔。
文檔編號B41J2/175GK1454154SQ00819701
公開日2003年11月5日 申請日期2000年6月30日 優(yōu)先權日2000年6月30日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克, 托比·艾倫·金, 蓋瑞·羅蒙德·杰克遜 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司