專利名稱：供墨組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及模塊化打印頭。尤其涉及這種模塊化打印頭組件及打印頭組件。
背景技術：
本發(fā)明申請人以前已經(jīng)建議采用頁寬打印頭，以提供照片級質(zhì)量的打印效果。但是，生產(chǎn)這種具有需求尺寸的頁寬打印頭在一定意義上還存在問題，如果在使用當中打印頭的任何噴嘴出現(xiàn)故障缺陷，那么整個打印頭就需要廢棄和更換。
因此，申請人已經(jīng)建議采用由首尾相接的多個小型可更換的打印頭模塊制作成頁寬打印頭組件。優(yōu)點是能夠拆除并更換頁寬打印頭組件內(nèi)任何存在缺陷故障的模塊而不需要廢棄整個打印頭。
但是，對于這種由打印頭模塊所制作的頁寬打印頭組件來說，還需要能夠適應頁寬打印頭組件內(nèi)各個模塊的熱膨脹，以保證相鄰模塊能夠按照要求保持相互的對正關系。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于向打印頭供應墨水的供墨組件，所述組件包括一個機體，其限定有用于安裝打印頭的底座，且具有一個分隔元件；配置在所述分隔元件一側(cè)的多個流體存儲通道；配置在所述分隔元件另外一側(cè)的多個供應通道，每個供應通道具有一個與對應的流體存儲通道相通的第一端和一個開口至所述底座內(nèi)的另一端；使得從上述流體存儲通道供應的墨水供應到安裝在所述座體內(nèi)的打印頭。
分隔元件可以是型心元件或壁的形式，其具有多個從其一側(cè)凸出的間隔元件，間隔元件確定了多個間隔槽。機體可以包括固定在壁上的外殼部件，以圍起槽來形成流體存儲通道。
多個不連續(xù)的導槽在壁的另一側(cè)間隔形成。機體可以包括可將導槽圍起的蓋元件，以形成供應通道。
蓋元件的外表面可以帶有傳導性元件，該傳導性元件向至少一個打印頭芯片提供控制信號。傳導性元件可以在對蓋元件進行模制時通過熱沖壓形成在蓋元件的外表面。優(yōu)選的是，打印頭包括以首尾相接形式布置的多個打印頭模塊，每個模塊帶有一打印頭芯片以使液體能夠供應給每個打印頭芯片。
下面結合實例和附圖詳細介紹本發(fā)明，其中圖1顯示了本發(fā)明多模塊打印頭的三維視圖；圖2顯示了圖1打印頭的三維分解圖；圖3顯示了本發(fā)明打印頭的一安裝元件的側(cè)面三維視圖；圖4顯示了打印頭的安裝元件的另一側(cè)面三維視圖；圖5顯示了本發(fā)明單模塊打印頭的三維視圖；圖6顯示了圖5打印頭的三維分解圖；圖7顯示了圖5打印頭的平面圖；圖8顯示了圖5打印頭的側(cè)視圖；圖9顯示了圖5打印頭另一側(cè)面的側(cè)視圖；圖10顯示了圖5打印頭的仰視圖；圖11顯示了圖5打印頭的端視圖；
圖12顯示了圖7當中沿XII-XII線圖5打印頭的端面剖視圖；圖13顯示了圖10當中沿XIII-XIII線圖5打印頭的端面剖視圖；圖14顯示了打印頭部件的三維底視圖；圖15顯示了部件的底視圖，從原理上解釋了對打印頭芯片部件的供墨；同時圖16顯示了本發(fā)明包括打印頭的打印頭組件的三維示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明，打印頭整體上以標號10表示。打印頭10既可以是圖1到圖4所示的多模塊打印頭，也可以是圖5到15所示的單模塊打印頭。在實際當中，最有可能采用的打印頭是多模塊打印頭，圖示說明的單模塊打印頭更多的是用于解釋的目的。
打印頭10包括槽形元件12形式的安裝元件。該槽形元件12有一對通過橋接部位或底部18相互連接的相對側(cè)壁14，16而形成槽20。
多個模塊或者說鋪接單元22形式的打印頭部件采取首尾相接的方式設置在槽形元件12的槽20內(nèi)。
如圖所示，每個鋪接單元22都帶有階梯形末端區(qū)域24，因此當相鄰鋪接單元22首尾對接時，相鄰鋪接單元22的打印頭芯片26搭接。還需要說明的是，打印頭芯片26相對其配套鋪接單元22的縱向成一定角度延伸，以便于相鄰鋪接單元22的芯片26間的搭接。搭接的角度使相鄰芯片26的搭接區(qū)域位于打印頭芯片26墨水噴嘴間的共有坡度內(nèi)。另外，可以理解，由于相鄰鋪接單元22的打印頭芯片26的搭接，通過打印頭10所打印的打印物(未顯示)不會出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。
根據(jù)具體要求，多個槽形元件12可以首尾連接布置以延長打印頭10的長度。為此，在槽形元件12的一端布置了夾片28和容置構件30(圖4)，以便與相鄰槽形元件12的對應構件(未顯示)進行匹配和接合。
本領域的技術人員要求打印頭芯片的噴嘴的尺寸具有微米級的測量尺度。例如，每個噴嘴的噴嘴開口大約為11或者12微米。為了保證照片級質(zhì)量的打印效果，打印頭10的鋪接單元22在運行條件下彼此保持高精度的對正是非常重要的。在這樣的運行條件下，溫度上升導致鋪接單元22膨脹。在保持相鄰鋪接單元22對正的同時還必須考慮鋪接單元的膨脹影響。
為此，槽形元件12和每個鋪接單元22都帶有輔助定位構件，用來確定鋪接單元22在槽形元件12的槽20內(nèi)的位置。槽形元件12的定位構件包括一對布置在槽形元件12的壁14之內(nèi)表面上的縱向間隔的接合構件或者說定位構件32。具體來說，每個鋪接單元22都配套帶有兩個這樣的定位構件32。另外，槽形元件12的定位構件包括一個布置在槽形元件12的壁16之內(nèi)表面上的夾片或者說卡扣釋放裝置34形式的固定裝置。每個鋪接單元22都配套帶有一個單個的卡扣釋放裝置34。圖12更詳細地示出一個安裝構件32。
如圖6當中所更為清晰顯示的，每個鋪接單元22帶有第一模制件36和與第一模制件36配對的第二模制件38。模制件36帶有縱向延伸的槽39用來容置打印頭芯片26。另外，在槽39的一側(cè)，設有多個凸起肋40被來保持打印介質(zhì)，按照所要求的距打印頭芯片26的間隔通過打印頭芯片26。在槽39的另一側(cè)配置有多個傳導性肋42。傳導性肋42在模制加工中通過熱沖壓模制到模制件36。這些傳導性肋42通過導線連接到芯片26的電氣觸點上用來與電氣觸點接觸而控制芯片26的運行。換句話說，傳導性肋42形成了一種用于連接控制電路的連接器44，以連接到芯片26的噴嘴上，這在下文將進一步詳細說明。
鋪接單元22的定位構件包括一對縱向間隔的協(xié)同元件，該協(xié)同元件是沿鋪接單元22第二模制件38的一個側(cè)壁50布置的容置凹槽46和48形式的。這些凹槽46和48在圖6當中進行更清晰的顯示。
每個凹槽46和48都容置一個配套定位構件32。
鋪接單元22的模制件36在與具有凹槽46和48側(cè)的相對側(cè)的模制件36上于其長度上接近中點處也設有輔助元件或者凹槽50。當模制件36安裝到模制件38上時，形成階梯形的槽部件52(圖7)，用來容置槽形元件12的卡扣釋放裝置34。
槽形元件12的定位構件32基本上是從壁14內(nèi)表面伸出的半球狀突起。
鋪接單元22的凹槽46大致為圓錐形，具體如圖12所示。凹槽48是細長的并且其縱軸沿著與槽形元件12縱軸平行的方向延伸。另外，如果垂直于其縱軸觀察其橫截面，構件48大致是三角形的，這樣，其配套的定位部件32可滑動地容置于其中。
當鋪接單元22被插入到其槽形元件12的槽20內(nèi)的指定位置時，槽形元件12的定位構件32容置在其配套的容置部件46和48當中。卡扣釋放裝置34容置在鋪接單元22的凹槽50內(nèi)，這樣卡扣釋放裝置34的內(nèi)側(cè)端與凹槽50的壁54(圖7)鄰接。
還需要指明的是，鋪接單元22的寬度小于槽形元件12的壁14和16之間的間隔。因此，當鋪接單元22被插入到槽形元件12內(nèi)的指定位置時，卡扣釋放裝置34被移出以便放置安裝鋪接單元22。然后，卡扣釋放裝置34被釋放并容置在凹槽50內(nèi)。當發(fā)生這種情況時，卡扣釋放裝置34靠在凹槽50的壁54上并且將鋪接單元22推向壁14，這樣一來構件32容置在凹槽46和48內(nèi)。容置在槽內(nèi)的構件32確定鋪接單元22縱向的位置。但是，為了滿足運行當中鋪接單元22膨脹而出現(xiàn)的長度增加的要求，另一構件32能夠滑入槽形的凹槽48內(nèi)。而且，由于卡扣釋放裝置34比凹槽50短，因此鋪接單元22相對于槽形元件12的移動在縱向上是可以調(diào)節(jié)的。
還需要指出的是卡扣釋放裝置34安裝帶彈性的柔性支架56上。該支架56允許卡扣釋放裝置沿著相對槽形元件12的縱向來說為橫向的方向移動。因此，鋪接單元22相對于槽形元件12的橫向伸長是比較容易實現(xiàn)的。最終，由于凹槽46和48具有成一定角度的外壁，鋪接單元22相對于槽形元件12底部18的豎向膨脹程度是可適應的。
因此，由于這些安裝構件32，34，46，48和50的存在，如果這些構件采取相同大小的膨脹率，則鋪接單元22的對正易于實現(xiàn)。
如圖14所示，模制件36帶有的多個縱向間隔設置的開口58。供氣孔道60鄰近開口58所分布的行位置設置。開口58用來向鋪接單元22的打印頭芯片26供應墨水和相關液體材料，例如定色劑或清漆。供氣孔道60用來向芯片26供應空氣。考慮這些要求，芯片26帶有噴嘴保護罩61(圖12)，用來覆蓋芯片26的噴嘴層63。噴嘴層63按照如同時申請的申請?zhí)枮镻CT/AU00/00744專利的具體要求安裝在硅進口襯背65上。該共同待批的專利申請所公開的內(nèi)容在此結合參考。
開口58和與模制件36相匹配的模制件38之表面64的縱向間隔設置的對應開口62相通。另外，開口66位于向供氣孔道60提供空氣的表面64上。
如圖14所示，下表面68中具有多個凹槽70，開口62開設于其中。另外，開口66開設于兩個其它的凹槽72中。
凹槽70的尺寸能夠使墊環(huán)74放置在槽形元件12底部18上。這些墊環(huán)74由兩個同心環(huán)形成以使得鋪接單元22能夠相對于槽形元件12的槽20移動，同時保證緊密封能力。凹槽72能夠容置類似的墊環(huán)76。這些墊環(huán)76也設置為兩個同心環(huán)的形式。
圍繞通道78(圖10)開口的墊環(huán)74和76伸出槽形元件12的底部18。
墊環(huán)74和76采用膠彈性防水材料并且在對槽形元件12進行模制的過程當中模制而成。因此，槽形元件12采用兩步模制工藝進行模制。
為了確定模制件38相對于模制件36的位置，在模制件36的另一端帶有定位銷80(圖14)。該定位銷80可以插入到模制件38內(nèi)的插槽82(圖6)內(nèi)。
另外，模制件36的上表面，也就是說帶有芯片26的表面，帶有一對相對的凹槽82，作為機械的接入點用來接入及布置鋪接單元22。
向鋪接單元22的芯片26的墨水和空氣供應的示意性說明在圖15中詳細示出。
因此，通過第一系列的通道78.1向芯片26提供青色的墨水。通過通道78.2提供洋紅色墨水，通過通道78.3提供黃色墨水，并且通過通道78.4提供黑色墨水。而通過通道78.5提供常見光譜中不可看見而在紅外光譜能夠看到的一種墨水，同時通過系列通道78.6提供著色劑。因此，所述芯片26是一種六色芯片26。
為了滿足鋪接單元22和槽形元件12加工公差的變化要求，可以采取采樣技術。
一旦加工完成，每個鋪接單元22都必須進行測定以評估其公差。記錄相對于零公差的具體鋪接單元22的規(guī)格偏差，同時將鋪接單元22放置在容納同一偏差量的鋪接單元22的接收箱內(nèi)。為提供20微米的公差帶，對鋪接單元22推定采用大約為+10微米或者-10微米的最大公差。
鋪接單元22的存放是通過中心極限定理確定的，該定理規(guī)定了隨機分布的總體中的采樣平均值為標準正態(tài)分布，因為采樣規(guī)模越大，則由任意分布之總體得出的采樣平均數(shù)越接近總體參數(shù)。
換句話說，中心極限定理相對于一般統(tǒng)計分析采用的是使用平均數(shù)作為自變量的方法。在利用該方法進行分析時，與總體的單個項目相比建立的是平均數(shù)的分布。這種平均數(shù)分布具有其自身的平均數(shù)以及其自偏差和標準偏差。
不考慮原來分布的形態(tài)，中心極限定理說明由原始分布的采樣平均數(shù)產(chǎn)生的新分布將隨著采樣規(guī)模的增加而出現(xiàn)大致的鐘形分布。
總而言之，總平均數(shù)兩側(cè)的變量在每個采樣中應當相等的表示。因此，采樣平均數(shù)集中在總平均數(shù)的周圍。采樣平均數(shù)靠近零更為常見，因為公差增加與分布曲線的形狀無關，這導致在零點周圍的對稱單峰正態(tài)分布。
因此，一旦加工完成，對每個鋪接單元22進行光學測量以便確定芯片26和模制件36，38之間的偏差。當鋪接單元組件已經(jīng)測量完時，應當添加反映公差變化的激光標記或條形碼，例如，+3微米。然后，該鋪接單元22應當被放置到+3微米鋪接單元的接收箱內(nèi)。
對每個槽12及定位構件32，34的位置進行光學檢驗。這些構件可能由于鋪接單元的位置或間距的變化量而未對正。例如，這些定位構件32，34在第一個鋪接單元間距中與規(guī)格相比偏差-1微米，在第二個鋪接單元間距偏差+3微米，在第三個鋪接單元間距中偏差-2微米等。
根據(jù)定位構件32，34的偏差兩對鋪接單元22進行自動選取和放置。另外，每個鋪接單元22也需要相對于其相鄰的鋪接單元22進行選定。
通過這種布置，鋪接單元22和槽形元件12的加工公差的變化是可以進行調(diào)節(jié)的，通過對鋪接單元22在它們槽形元件12內(nèi)的安裝地點或間距進行適當選取而實現(xiàn)零偏差。
當需要更換其中的鋪接單元22時可以進行類似的操作。
現(xiàn)在參照圖16，根據(jù)本發(fā)明的打印頭組件總體上用標號90表示并在圖中說明。組件90包括設有槽94的打印頭機體92，打印頭10容置于槽94中。
機體92包括型心元件96。型心元件96帶有多個槽，該槽上設有以平行間隔關系設置的元件或者板98。外殼部件100與型心元件96相匹配，以圍起形成于相鄰板之間的槽而形成墨水通道102。該外殼部件100在其工作內(nèi)表面上帶有多個凸起的肋形元件104，這些肋形元件104平行間隔設置。每個肋形元件104，除了最上部的一個之外(也就是說最靠近槽94的)，形成有一個開槽106，其中型心元件96的板98的自由端容置在開槽中以形成通道102。
多個墨水供應導槽沿著型心元件96的工作外表面平行間隔設置。這些導槽由蓋元件110圍起而形成墨水供應通道108。這些墨水供應通道108開設至槽94而與打印頭10的槽形元件12的通道78相通，用來從相應的通道102向鋪接單元22的打印頭芯片26供應墨水。
在槽94的下部還設有供氣管道112，用于與鋪接單元22的供氣孔道60相通，以便用來對每個打印頭芯片26的噴嘴層63進行吹掃。
采用與鋪接單元22的傳導性肋42類似的方式，機體92的蓋元件110在其外表面116上支持有傳導性肋114。傳導性肋114也可以在對蓋元件110進行模制的過程當中通過熱沖壓而形成。這些傳導性肋114與打印頭組件90底部120的外表面118上承載的接觸盤電氣接觸。
當打印頭10被插入到槽94中時，每個鋪接單元22的連接器44的傳導性肋42通過放置在每個鋪接單元22的連接器44和機體92的傳導性肋114之間的傳導性條帶122與相應機體92的傳導性肋114電氣接觸。該條帶122是一種膠彈性帶，具有橫向布置的傳導性路徑(未顯示)，用來放置每個傳導性肋42與蓋元件110的傳導性肋114之一電氣連接。
因此，所提供的打印頭10是模塊化的，能夠通過自動機械技術進行快速組裝，同時考慮提高加工公差可以產(chǎn)生高質(zhì)量的打印效果。另外，打印頭組件90也能夠快速地進行加工，并且成本低廉。
應該指出的是，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對具體實施例進行各種變化和改進。因此，所述實施例在各方面應該理解為是對本發(fā)明的解釋，并非限制。
權利要求
1.一種用于向打印頭供應墨水的供墨組件，所述組件包括一個機體，其限定有用于安裝打印頭的底座，且具有一個分隔元件；配置在所述分隔元件一側(cè)的多個流體存儲通道；配置在所述分隔元件另外一側(cè)的多個供應通道，每個供應通道具有一個與對應的流體存儲通道相通的第一端和一個開口至所述底座內(nèi)的另一端；使得從上述流體存儲通道供應的墨水供應到安裝在所述座體內(nèi)的打印頭。
2.如權利要求1所述的組件，其特征在于，所述分隔元件是壁的形式，所述壁具有多個從其一側(cè)凸出的間隔元件，所述間隔元件限定了多個間隔槽。
3.如權利要求2所述的組件，其特征在于，進一步包括一個外殼部件，該外殼部件固定到所述凸出的元件與所述分隔元件壁相對的一側(cè)，以圍起所述槽并限定所述流體存儲通道。
4.如權利要求1所述的組件，其特征在于，在所述壁的另一側(cè)形成有多個不連續(xù)的導槽。
5.如權利要求4所述的組件，其特征在于，所述機體包括一個將所述導槽圍起以限定所述供應通道的蓋元件。
6.如權利要求5所述的組件，其特征在于，蓋元件的外表面載有傳導性元件，所述傳導性元件用于向至少一個打印頭芯片提供控制信號。
7.如權利要求6所述的組件，其特征在于，所述傳導性元件是在對所述蓋元件進行模制時通過熱沖壓而形成在所述蓋元件的外表面上的。
全文摘要
一種用于打印頭的供墨組件，其包括一個限定了打印頭底座且具有分隔元件的機體。多個流體存儲通道配置在分隔元件的一側(cè)。多個供應通道配置在分隔元件的另一側(cè)，每個供應通道具有一個與所述流體存儲通道之一相通的第一端和一個開口至底座內(nèi)的另一端。打印頭安裝在底座內(nèi)，而使來自流體存儲通道的液體供給至打印頭的至少一個打印頭芯片。
文檔編號B41J2/175GK1715059SQ200510080
公開日2006年1月4日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權日2000年10月20日
發(fā)明者羅杰·默文·勞埃德·佛德, 托比·艾倫·金, 蓋瑞·阿芒德·杰克遜, 卡·西爾弗布魯克 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司