本發(fā)明大體涉及噴墨打印機(jī)，更具體地，涉及用于噴墨打印機(jī)的打印頭組件。

背景技術(shù)：

噴墨打印機(jī)通常包括打印頭和載體。噴墨打印頭可以包括打印頭本體、噴嘴和相應(yīng)的噴墨致動(dòng)器(如打印頭芯片上的加熱器)。致動(dòng)器使墨從噴嘴被噴到打印介質(zhì)上，噴在圖像區(qū)域內(nèi)選定的墨點(diǎn)位置處。載體使打印頭相對(duì)于介質(zhì)移動(dòng)，同時(shí)使墨噴射到選定的像素位置上，例如通過在噴嘴處加熱墨點(diǎn)來噴射。

在一些這樣的系統(tǒng)中，墨儲(chǔ)存部包括可移動(dòng)或可分離的墨槽，從而在墨量不足時(shí)，墨槽可以從打印頭分離并被更換或再填充。因此打印頭部件可以被再利用。在這樣的墨槽系統(tǒng)中，需要槽與打印頭本體之間的可分離流體連接，這不同于打印頭本體和墨儲(chǔ)存部集成為一體的系統(tǒng)。該連接使墨從槽流向噴嘴，但卻是可分離的，使得墨槽空置的時(shí)候可以將其移除。打印頭組件還可以包括過濾器，過濾器在從墨儲(chǔ)存部引到噴嘴的墨通道內(nèi)，用于將任何污垢或雜物從噴射器和噴嘴隔離出來。

在工業(yè)市場(chǎng)中，數(shù)字打印市場(chǎng)正在增長。這種增長為熱噴墨打印技術(shù)提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)，這是因?yàn)橛嘘P(guān)熱噴墨打印機(jī)的材料清單(BOM)和制造的低成本點(diǎn)。由于使用非傳統(tǒng)的墨，所有工業(yè)市場(chǎng)的打印頭需求與傳統(tǒng)不同更具挑戰(zhàn)性。紫外線固化溶劑和乳膠基墨化學(xué)被制造為濕潤、穿透并附接到無孔介質(zhì)(上文提到各種物質(zhì)的示例)。傳統(tǒng)上使用的溶劑的表面張力通常比水低且將會(huì)打濕表面能量較低的表面/基質(zhì)。溶劑體系提供的另一性質(zhì)是溶劑能夠引起墨向介質(zhì)中界面擴(kuò)散，允許提升粘附性和耐久性。這很關(guān)鍵，因?yàn)楣I(yè)使用的各種基質(zhì)的無孔性質(zhì)，以及打印介質(zhì)會(huì)受到多種環(huán)境影響的因素。如甲基乙基酮(MEK)或乙酸乙酯等酮類或乙酸酯類是溶劑墨配方中使用的一些最具腐蝕性的溶劑。目前，MEK基的墨提供了優(yōu)于乙醇基墨的顯著優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槠淠軌驖駶櫤驼掣降礁鞣N包裝應(yīng)用/包裝市場(chǎng)中的多種塑料(聚烯烴基物質(zhì))。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目前不存在能夠抵抗MEK的腐蝕性的熱噴墨打印頭。因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠存儲(chǔ)MEK基的墨的并將其遞送到基質(zhì)的噴墨打印頭。

本發(fā)明的另一目的是提供一種墨打印頭，該墨打印頭在正常運(yùn)輸環(huán)境下表現(xiàn)良好的密封性。由于本發(fā)明的MEK噴射式打印頭的設(shè)計(jì)的性質(zhì)，因此在運(yùn)輸過程中需要完全密封打印頭，以便防止溶劑泄漏到運(yùn)輸材料中。

根據(jù)以下具體實(shí)施方式、附圖和所附權(quán)利要求書，能夠容易地得到本發(fā)明的實(shí)施例的其它特征和優(yōu)勢(shì)。

當(dāng)接合附圖加以考慮時(shí)，參考以下具體實(shí)施方式能夠更全面地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征和優(yōu)勢(shì)。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)打印頭的立體圖；

圖2是可以與根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的打印頭組件一同使用的傳統(tǒng)噴墨打印機(jī)的立體圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的打印頭組件的分解立體圖；

圖4是沿圖3的A-A線截取的剖視圖；

圖5是沿圖3的B-B線截取的剖視圖；以及

圖6是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的墨儲(chǔ)存部的分解立體圖。

具體實(shí)施方式

本文使用的標(biāo)題僅出于組織編排的目的，而并非是指用于說明書或權(quán)利要求的范圍。如本申請(qǐng)通篇中使用的，“可以”和“能夠”這樣的用詞用于許可性方式(即，意指具有可能性)，而非強(qiáng)制性的方式(即，意指必須)。同樣，用詞“包括”是指包括但不局限于。為了幫助理解，相同的附圖標(biāo)記(如有可能)用于表示各圖中共有的相同元件。

圖1示出由附圖標(biāo)記101大體表示的噴墨打印頭。打印頭101具有外殼127，外殼127由蓋161和本體163形成，蓋161和本體163通過蓋底面與本體頂面在界面171處的附接或連接而組裝在一起。外殼的形狀會(huì)改變且取決于承載或包含打印頭的外部設(shè)備、打印頭中包含的墨的量以及打印頭是否包含一種或多種墨而改變。在任何實(shí)施例中，外殼或本體具有：至少一個(gè)隔間，其內(nèi)部保持初始或可再填充的墨供應(yīng)件；以及一結(jié)構(gòu)，如泡沫插件、吸氣裝置或其它結(jié)構(gòu)，用于使用期間維持噴墨打印頭中的適當(dāng)背壓。在一實(shí)施例中，內(nèi)部隔間包括三個(gè)腔室以便容置三種墨供應(yīng)件，尤其是青色、品紅色和黃色墨。在其它實(shí)施例中，隔間包含黑色墨、光學(xué)墨和/或各種青色、品紅色或黃色墨。應(yīng)該理解的是，可存在流體連接(未示出)來將隔間連接到遠(yuǎn)處的散裝墨源。

帶式自動(dòng)結(jié)合(TAB)電路201的一部分205附接到外殼的一個(gè)表面181，而另一部分211附接到另一表面221。如圖所示，兩個(gè)表面181、221關(guān)于邊緣231呈彼此垂直。TAB電路201具有制造在其上的多個(gè)輸入/輸出(I/O)連接器241，以便在使用期間將加熱器芯片251電連接到外部設(shè)備，如打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)、光打印機(jī)、繪圖機(jī)、包含以上功能的一體式打印機(jī)等。TAB電路201上存在多個(gè)導(dǎo)電體261，以使I/O連接器241電連接和短路到加熱器芯片251的貼片(bond pad)281，已知多種用于制造這些連接件的制造技術(shù)。應(yīng)該理解的是，雖然示出八個(gè)I/O連接器241、八個(gè)導(dǎo)電體261和八個(gè)貼片281，但本文包含任何數(shù)量。還應(yīng)該理解的是，連接器、導(dǎo)體和貼片的這些數(shù)量不一定彼此相等。

加熱器芯片251包含至少一個(gè)墨通路(ink via)321，墨通路流體連接到外殼的內(nèi)部中的墨供應(yīng)件。通常，加熱器芯片的墨通路的數(shù)量一一對(duì)應(yīng)于外殼內(nèi)部中包含的墨類型的數(shù)量。通路通常并排或端對(duì)端地放置。在打印頭制造期間，加熱器芯片251優(yōu)選地采用本領(lǐng)域已知的粘合劑、環(huán)氧樹脂等的其中任一種方式附接到外殼。如圖所示，加熱器芯片包含四排(A排至D排)流體點(diǎn)火元件，特別是電阻加熱元件、或加熱器。為了簡(jiǎn)化，用點(diǎn)表示這些排中的加熱器，傳統(tǒng)打印頭中包含數(shù)百個(gè)加熱器。應(yīng)該理解，加熱器芯片的加熱器優(yōu)選地形成為一系列薄膜層，這一系列薄膜層經(jīng)由生長、沉淀、遮蓋、光刻和/或蝕刻或其它過程步驟制作而成。在薄膜過程期間，具有大量噴嘴孔的噴嘴板(如其它圖所示)附接在加熱器芯片上或者與加熱器芯片一起被制造，從而使噴嘴孔與加熱器對(duì)齊以便在使用期間進(jìn)行噴墨。替代性地，加熱器芯片僅僅是包含壓電元件的半導(dǎo)體晶粒，作為電子-機(jī)械噴墨的流體點(diǎn)火元件。盡管名稱“加熱器”意味著電熱噴墨，但是如本文廣義引用的，用語“加熱器芯片”將會(huì)包含兩種實(shí)施方式。而且，加熱器芯片的整體可以被構(gòu)造成側(cè)面噴射結(jié)構(gòu)，而不是所示的頂部噴射結(jié)構(gòu)。

圖2示出外部設(shè)備，其呈包含打印頭101的噴墨打印機(jī)的形式，由附圖標(biāo)記401大體表示。打印機(jī)401包括滑架421，滑架421具有多個(gè)槽位441以便容置一個(gè)或多個(gè)打印頭。如本領(lǐng)域已知的，供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)帶501的動(dòng)力引起滑架421沿著軸481在打印區(qū)431上方往復(fù)運(yùn)動(dòng)(經(jīng)由控制器571的輸出部591)。執(zhí)行滑架421相對(duì)于打印介質(zhì)(如一張紙521)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該打印介質(zhì)在打印機(jī)401中沿著紙張路徑從輸入托盤541、經(jīng)打印區(qū)431行進(jìn)到輸出托盤561。

在打印區(qū)中，滑架421沿往復(fù)方向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如箭頭所示，往復(fù)方向通常垂直于紙張行進(jìn)方向。依據(jù)打印機(jī)微處理器或其它控制器571的指令所指定的次數(shù)，從打印頭滴落的墨被形成為從加熱器芯片251噴射(圖1)。墨滴發(fā)射的時(shí)機(jī)對(duì)應(yīng)于待打印圖像的像素的圖案。通常情況下，這些圖案生成于打印機(jī)外部的、電連接到控制器的設(shè)備中(經(jīng)由外接輸入)，例如計(jì)算機(jī)、掃描機(jī)、攝像機(jī)、可視顯示器、個(gè)人數(shù)據(jù)助理、或其它設(shè)備。具有用戶選擇界面601的控制板581還可以向控制器571提供輸入部621，以實(shí)現(xiàn)附加打印容量和魯棒性(robustness)。

為了打印或發(fā)射單滴的墨，流體點(diǎn)火元件(A排至D排的點(diǎn)，圖1)被少量電流單獨(dú)處理，以便迅速加熱小量的墨。這引起局部墨腔室中的墨被蒸發(fā)并通過噴嘴板被噴射向打印介質(zhì)。發(fā)射這種墨滴要求的點(diǎn)火脈沖可實(shí)施為單點(diǎn)火脈沖或分流點(diǎn)火脈沖，并且是被接受在在輸入終端上的加熱器芯片(例如，貼片281)處的、來自貼片281、導(dǎo)電體261、I/O連接器241和控制器571之間的連接部的點(diǎn)火脈沖。內(nèi)部加熱器芯片接線將點(diǎn)火脈沖從輸入終端運(yùn)送到流體點(diǎn)火元件的一個(gè)或多個(gè)元件。

為了在工業(yè)打印機(jī)內(nèi)操作，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的打印頭必須能夠容納酮、醋酸酯和乙醇基墨。例如，打印頭的本體和蓋可選擇與這些墨相容的某些材料，且打印頭的內(nèi)部特征和背壓系統(tǒng)可以相較于傳統(tǒng)打印頭而改變。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的打印頭組件的分解立體圖，圖4和圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的打印頭組件的剖視圖，其中打印頭組件由附圖標(biāo)記1大體表示。打印頭組件1包括墨盒本體10、過濾器20、過濾帽30、墊圈40、墨儲(chǔ)存部50、填充球60和蓋70。墨盒本體10具有腔室12，腔室12的尺寸和構(gòu)造設(shè)置為接納墨儲(chǔ)存部50。雖然圖中僅示出一個(gè)墨儲(chǔ)存部50，但應(yīng)該理解的是，可設(shè)置多個(gè)墨儲(chǔ)存部來容納一種或多種彩色墨。一旦安裝在腔室12中，墨儲(chǔ)存部50包括用于遞送墨的出口52，且出口52可以酌情包括界面結(jié)構(gòu)，比如邊緣或延長部。可使用可移除密封件來密封出口52，該可移除密封部可以在安裝時(shí)被移除。

打印頭芯片11附接到墨盒本體10，且包括多個(gè)用于將墨遞送至打印介質(zhì)的噴嘴。在其它實(shí)施例中，噴嘴被設(shè)置在與芯片分離的結(jié)構(gòu)上。墨從墨儲(chǔ)存部50的出口52經(jīng)過通道流入本體10的下部。然后，墨在本體10中流向打印頭芯片11中的歧管，從該處被抽到噴嘴以便噴射到打印介質(zhì)上，比如使用形成在芯片11中的加熱器元件或壓電元件來噴射。系統(tǒng)1可以相對(duì)于打印介質(zhì)移動(dòng)，從而使噴嘴在介質(zhì)上的一個(gè)或多個(gè)所需位置處滴落墨。

墨盒本體10的下部包括塔形部14。塔形部14可包括任何適當(dāng)?shù)难娱L部、結(jié)構(gòu)、端口、或界面以便接納用于打印的墨。本示例中的塔形部14包括升起的管狀延長部、或立管，具有可供墨流過的一個(gè)或多個(gè)開口15。其它塔形部構(gòu)型也是可行的，而且對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。

如圖4和圖5所示，過濾帽30接合塔形部14，具體來說可以被焊接到塔形部14的直立外圍壁上。過濾帽30包括導(dǎo)管或引導(dǎo)部件以便墨盒本體10與墨儲(chǔ)存部50之間提供通道。在本示例中，過濾帽30包括供墨從中經(jīng)過的內(nèi)部通道32，內(nèi)部通道32由位于墨儲(chǔ)存部端的尺寸較小的上通道部34、和位于墨盒本體端的尺寸較大的下通道部36限定。過濾帽30可以由聚酰胺制成，例如舉例來說，尼龍、或能夠?qū)λ尾?4、墨盒本體10和/或墨儲(chǔ)存部50提供流體阻力密封的其它適合材料。

過濾帽30的上通道部34接合相應(yīng)的墨儲(chǔ)存部50的出口52，以允許墨從墨儲(chǔ)存部50流到過濾帽30的通道32。密封構(gòu)件被置于鄰近過濾帽30且協(xié)助過濾帽30與墨儲(chǔ)存部50之間的密封。在本示例中，密封構(gòu)件包括接合上通道部34的墊圈40，以便產(chǎn)生液封來控制系統(tǒng)的流體和蒸發(fā)損耗，并且防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)中以便維持背壓。墊圈40可以由適當(dāng)?shù)膹椥圆牧?、或其它具有良好密封性能的材料制成?/p>

過濾器20濾去墨中的污垢，使其不能到達(dá)打印頭芯片。過濾器20還可以提供毛細(xì)功能，以允許墨按所需地通過而到達(dá)打印頭芯片，并防止空氣進(jìn)入到打印頭芯片中。過濾器20可以由金屬織物、聚合織物、或其它網(wǎng)格、網(wǎng)屏或織物材料制成。例如，可使用不銹鋼荷蘭斜紋或不銹鋼無規(guī)織物材料形成過濾器20。過濾器20可以是模制在塔形部14中的插入噴射部，或者可以被置于墨盒本體10中。如另一示例，過濾器20可以被熱熔植(heat stake)到墨盒本體10上。

用于形成墨盒本體10和相關(guān)的蓋70的材料可以例如是尼龍66、尼龍6、尼龍612、聚醚砜、聚丙烯、聚乙烯和聚甲醛或與酮、醋酸酯和乙醇基墨相容的其它材料。由于這些材料呈現(xiàn)了通過滲透作用的蒸發(fā)損耗，因此可以設(shè)置呈墨儲(chǔ)存部50形式的次級(jí)邊界。為此，墨儲(chǔ)存部50可以由聚丙烯和/或聚乙烯基的材料制成，以便產(chǎn)生充足的阻滲透層。因?yàn)閭鹘y(tǒng)背壓設(shè)備由泡沫材料或氈材料制成，其易于被酮、醋酸酯和乙醇基墨侵蝕，所以墨儲(chǔ)存部50還設(shè)置為作為背壓設(shè)備。墨儲(chǔ)存部50為墨盒本體10提供初級(jí)滲透邊界，且在墨儲(chǔ)存部50內(nèi)部附接到墨盒本體10和蓋70時(shí)，產(chǎn)生長度-面積比值較高的彎曲通風(fēng)路徑。該彎曲路徑使空氣經(jīng)其移動(dòng)，同時(shí)維持高濕度環(huán)境，這降低了蒸發(fā)損耗并大幅度減小來自系統(tǒng)的滲透。

圖6是墨儲(chǔ)存部50的分解立體圖。墨儲(chǔ)存部50由周邊框架51、彈簧53、側(cè)板54和側(cè)壁55組成?？蚣?1大體呈矩形且兩側(cè)開放?？蚣?1可以由聚丙烯和/或聚乙烯基的材料構(gòu)成。框架51的頂部設(shè)有墨填充孔56。為此，蓋包括：開口72，其與框架51的墨填充孔56對(duì)應(yīng)；以及通氣口74和縮進(jìn)部(indent)76，以便將相關(guān)的槍口帽(muzzle cap)鎖定在適當(dāng)位置(下文將詳細(xì)描述)。填充球60可被置于墨填充孔56中以允許墨穿過到墨儲(chǔ)存部50中，同時(shí)防止墨漏出墨儲(chǔ)存部50。彈簧53可以由316不銹鋼或其它相容材料制成，并用于向側(cè)板54傳遞力，以便生成背壓。側(cè)板54可由316不銹鋼或其它相容材料制成，且作為在系統(tǒng)中產(chǎn)生背壓的剛性表面區(qū)。側(cè)板54可以附接到彈簧53任一端。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，側(cè)板54可以附接到側(cè)壁55，雖然它們無須如此。側(cè)壁55由熱成型的多層聚合物膜制成，然后焊接到框架51的側(cè)部以產(chǎn)生存儲(chǔ)墨所需的腔室。用于形成側(cè)壁55的聚合物膜可以例如是熱成型的聚丙烯和/或聚乙烯膜。

在打印期間，墨被從噴嘴噴出，引起導(dǎo)致過濾器20下方的負(fù)壓增加。該負(fù)壓將墨從過濾器20上方拉入到塔形部14中。由于墨儲(chǔ)存部50與塔形部14直接流體連接，因此墨儲(chǔ)存部50內(nèi)的負(fù)背壓也增加。該負(fù)背壓將側(cè)壁55和側(cè)板54相對(duì)地拉動(dòng)，導(dǎo)致彈簧53被進(jìn)一步壓縮。彈簧53是在系統(tǒng)中維持并指示靜態(tài)背壓的部件。

雖然說明并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在沒有背離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況很明顯能夠進(jìn)行多種其它改變和修改。因此，本申請(qǐng)旨在覆蓋所附權(quán)利要求中屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)的所有這些改變和修改。