專(zhuān)利名稱(chēng)：油墨源過(guò)濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過(guò)濾器；具體而言，本發(fā)明涉及一種被輸送至打印機(jī)之打印頭內(nèi)的油墨之過(guò)濾器。
目前，用于噴墨打印機(jī)上的終端過(guò)濾器或“末端窄槽”包括一個(gè)由不銹鋼制成的盤(pán)式過(guò)濾器，該過(guò)濾器固定于通常由PTFE制成的軟管內(nèi)，油墨通過(guò)該軟管和被固定的過(guò)濾器輸送至打印頭。該終濾器的主要功能在于防止打印機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在離開(kāi)其受控制的制造環(huán)境后被進(jìn)入的灰塵所污染。我們已經(jīng)知道通過(guò)過(guò)濾器意外進(jìn)入且尺寸大于20μm的顆粒將使打印頭出現(xiàn)故障。因此，這種嚴(yán)格的過(guò)濾就需要將體積較大的過(guò)濾器安裝于打印頭外罩的外部。
本發(fā)明旨在提供一種可緩解上述問(wèn)題的改進(jìn)過(guò)濾器。
因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于過(guò)濾打印機(jī)內(nèi)油墨的過(guò)濾器部件，最好是一種噴墨打印頭的過(guò)濾器部件，該過(guò)濾器部件包括至少一對(duì)受支承的疊置過(guò)濾元件；一過(guò)濾器殼體；安裝于過(guò)濾器殼體內(nèi)用于通過(guò)所述過(guò)濾器元件輸送油墨的裝置，以使油墨流流入過(guò)濾器元件之間的容腔內(nèi)或從過(guò)濾器元件之間的容腔內(nèi)流出。
本發(fā)明的過(guò)濾器部件具有體積小、過(guò)濾面積大的優(yōu)點(diǎn)。
最好設(shè)置一對(duì)疊置的過(guò)濾器元件；而且所述過(guò)濾器元件至少在其周邊上受到支撐。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸送裝置包括至少一個(gè)安裝于過(guò)濾器殼體內(nèi)的總管，其用于輸送從油墨源經(jīng)過(guò)濾器元件的油墨。
這對(duì)過(guò)濾器元件或每對(duì)過(guò)濾器元件都最好分別被各個(gè)由塑料制成的過(guò)濾器支架所支撐。過(guò)濾器支架和總管可以是一個(gè)一體的結(jié)構(gòu)。
上述或每個(gè)過(guò)濾器支架都最好通過(guò)注塑法尤其是活性注塑法制成。
通過(guò)上述方式，就可以省去軟管，因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)軟管具有以下缺點(diǎn)顆粒容易在軟管的彎曲部分(打褶處)上移動(dòng)。此外，我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)注塑而成的部件具有很低的分離特性(1ow sheddingproperties)，而且還具有很高的表面光潔度，因此不大可能積存灰塵。
所述過(guò)濾器元件可包括精細(xì)織造而成的線材，線材的網(wǎng)眼能夠有效防止至少直徑為20μm的顆粒通過(guò)。所述的線材最好由在使用時(shí)能夠抵抗被過(guò)濾的流體所腐蝕的金屬制成。例如，上述金屬可以是不銹鋼，最好含鈦或金的不銹鋼。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)荷蘭的斜紋織物非常合適，尤其是320×2000規(guī)格的荷蘭斜紋織物(在一個(gè)織造方向上320線/英寸(約126線/cm)，在另一織造方向上2000線/英寸(約787線/cm))。過(guò)濾器元件可通過(guò)適當(dāng)方式粘接于過(guò)濾器支架上。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種經(jīng)織造而成的金屬線介質(zhì)，尤其是不銹鋼，具有較低的分離性；此外，一粘接凸邊(bead)密封住經(jīng)織造而成的金屬線材結(jié)構(gòu)的切割邊緣，從而進(jìn)一步降低了分離的可能性并確保過(guò)濾器元件的定位。
過(guò)濾器元件可包括塑料薄膜，例如PTFE(聚四氟乙烯)薄膜。
為進(jìn)一步減小分離的可能性，每對(duì)過(guò)濾器元件都可包括相對(duì)的過(guò)濾器表面。用一個(gè)一體的帶狀環(huán)繞的過(guò)濾器元件替代獨(dú)立的過(guò)濾器元件還能夠省去粘接密封。
本發(fā)明的過(guò)濾器部件可以非常緊湊的結(jié)構(gòu)形式被制造而成(具體而言，其寬度小于打印機(jī)供墨噴嘴的寬度)，而且在使用時(shí)能夠在過(guò)濾器殼體上適當(dāng)?shù)匦纬梢粋€(gè)壓降，該壓降小于該過(guò)濾器元件上的壓降的10％。過(guò)濾器元件最好設(shè)置有一接觸面積，該接觸面積用于有效地確保在使用時(shí)形成小于16mm油墨的壓降。總之，本發(fā)明的過(guò)濾器部件能夠使過(guò)濾器殼體上的壓降小于過(guò)濾器元件上的壓降，同時(shí)僅需要一個(gè)很小的油墨體積。過(guò)濾器殼體最好沿下游方向構(gòu)成錐形，以利于空氣從過(guò)濾器殼體排出。
具體而言，本發(fā)明提供一種大體為矩形截面的噴墨打印頭部件，其中該部件的高度較小，并且能夠有效地保證在使用時(shí)過(guò)濾器部件上的壓降小于16mm油墨；其寬度小于通過(guò)過(guò)濾器供墨的油墨噴嘴的陣列寬度；過(guò)濾器殼體的長(zhǎng)度基本等于噴嘴陣列與激勵(lì)電路的電氣接頭之間的距離，其中激勵(lì)電路用于使打印頭工作。
以這種方式降低過(guò)濾器部件的高度能夠使其容易地安裝于打印頭外罩的下方和/或允許打印頭外罩具有一流線型的小斷面。這種結(jié)構(gòu)不僅具有良好的外觀，而且還可以允許打印頭以最小的間隔與相互平行的噴嘴組疊置在一起。
本發(fā)明的過(guò)濾器部件還可包括用于使過(guò)濾器與油墨源、打印機(jī)沿一直線整體成形的接口裝置(interfacial means)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面提供一種打印機(jī)，最好是包括一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾器部件的噴墨打印機(jī)。在本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例中，過(guò)濾器部件定位于打印頭外罩的下方。
本發(fā)明的另一方面提供一種過(guò)濾打印機(jī)油墨的方法，該方法包括使油墨流過(guò)至少一對(duì)受支撐的疊置過(guò)濾器元件，所述油墨流流入或流出過(guò)濾器元件之間的空間；向打印機(jī)輸送經(jīng)過(guò)濾后的油墨。
現(xiàn)參照附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出說(shuō)明，其中附圖

圖1為本發(fā)明制過(guò)濾器部件的第一實(shí)施例的部件分解圖；圖2a、2b和2c分別為圖1所示之過(guò)濾器部件沿剖面線A-A的剖視圖、頂視圖和側(cè)視圖；圖3為圖1所示之過(guò)濾器部件沿一直線在分界面上連接的剖視圖；圖4為四個(gè)過(guò)濾器部件組成的過(guò)濾器部件陣列的投影圖，其中每個(gè)過(guò)濾器部件都沿直線與一個(gè)打印頭上的油墨噴嘴相連接；圖5為本發(fā)明之過(guò)濾器部件的第二實(shí)施例之部件分解圖；圖6a、6b和6c分別為圖5所示之過(guò)濾器部件沿剖面線A-A的剖視圖、頂視圖和側(cè)視圖；圖7圖5所示之過(guò)濾器部件沿直線在分界面上連接的剖視圖。
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的過(guò)濾器部件之第一實(shí)施例大體包括一過(guò)濾器支架1；一頂部過(guò)濾器元件11和一底部過(guò)濾器元件12；一過(guò)濾器殼體2；接頭3；O形環(huán)4。
參照?qǐng)D2，過(guò)濾器支架1包括一個(gè)由注塑法制成且大體為矩形方案的塑料框架13，框架13在第一端即上游端設(shè)置有一帶外螺紋的導(dǎo)管14并在朝向下游端的方向上其截面逐漸變小。該導(dǎo)管可形成一個(gè)用于與一上游印刷油墨源(未示出)相連接的液密接頭，并通過(guò)接口15與一個(gè)被框架13所限定并大體為梯形的容腔16相聯(lián)通。框架13的寬度和厚度從上游端到下游端逐漸減小，而封閉在過(guò)濾器元件之間的容腔卻伴隨著增大，以使其截面面積在使用過(guò)程中與油墨流連續(xù)匹配，從而在不超過(guò)上述壓降的前提下，減小了過(guò)濾器部件的高度?？蚣?3的上表面和下表面都設(shè)置有一約束過(guò)濾器元件11、12的縱向凸緣17、17’，以使其彎曲性最小。元件11和12通過(guò)粘接凸邊粘接到框架13上；該凸邊還封閉住過(guò)濾器的切割邊緣。下游端可包括相似的上、下喉部18。過(guò)濾器殼體2與過(guò)濾器支架1形成一基本為流體密封的配合，而且還具有一外螺紋口19，當(dāng)外螺紋口19被擰緊時(shí)，與接頭3形成一流體密封配合。
使用時(shí)，接頭3通過(guò)一O形環(huán)4(該O形環(huán)4能夠緩沖通過(guò)過(guò)濾器部件傳遞給打印頭的機(jī)械力并允許由熱循環(huán)和熱膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生的位移)以流體密封的形式與過(guò)濾器殼體2相連接，而螺紋導(dǎo)管14被剛性連接到上游的印刷油墨源(未示出)上。由被激勵(lì)的打印頭(未示出)所施加的張力通過(guò)導(dǎo)管14將印刷油墨吸入容腔16內(nèi)。接著，油墨通過(guò)過(guò)濾元件11、12從容腔16內(nèi)流出，接下來(lái)，被過(guò)濾的油墨通過(guò)喉部18、接口19和接頭3輸送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)(未示出)。
為方便起見(jiàn)，也可將過(guò)濾器元件11、12制造成一個(gè)一體的帶狀環(huán)繞的(wrap-around)結(jié)構(gòu)。
可設(shè)置多個(gè)過(guò)濾器元件與一單個(gè)打印頭一起使用。例如，圖4示出了四個(gè)‘分別與打印頭上的各個(gè)油墨噴嘴相連接成一排的’過(guò)濾器部件為一組的投影圖。
這種打印頭一般包括多個(gè)印刷電路板，印刷電路板上攜帶有打印頭電路的導(dǎo)線連接器。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)油墨和覆蓋導(dǎo)線連接器的密封材料之間的接觸將會(huì)使密封材料膨脹并對(duì)焊接在印刷電路板上的金屬線施加一個(gè)應(yīng)力，而這種應(yīng)力又會(huì)導(dǎo)致電氣故障和永久性損壞。為防止密封材料受到油墨的化學(xué)侵蝕，可在裝配過(guò)程中通過(guò)打印頭外罩(未示出)上的孔將泡沫或聚對(duì)二甲苯涂料注入到打印頭內(nèi)而將所述密封材料蓋住。
現(xiàn)參看印刷電路板，可通過(guò)利用組合的金和鋁鍵合將芯片焊接到電路板上。為避免出現(xiàn)與熱電效應(yīng)有關(guān)的問(wèn)題，首先，將芯片的輸入端在高溫下通過(guò)金鍵合連接到電路板上的各個(gè)接點(diǎn)上，接著在室溫下將芯片的輸出端通過(guò)鋁鍵合連接到印刷電路板上的各個(gè)接點(diǎn)上。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如果在鋁鍵合之后進(jìn)行金鍵合，那么當(dāng)形成金鍵時(shí)將產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這樣將使芯片產(chǎn)生故障。
打印頭可包括一個(gè)加熱裝置，以減少在墨滴噴射過(guò)程中油墨的黏性。也可以使用其它合適的加熱裝置。例如，一加熱裝置可被直接連接到打印頭的基部(base)，該基部最好由鋁制成。或者，由于已經(jīng)發(fā)現(xiàn)較模塊化和較緊湊的打印頭裝置能夠在打印頭和打印頭支架之間實(shí)現(xiàn)良好的熱傳遞，因此可對(duì)支架進(jìn)行加熱，從而在墨滴噴射之前使油墨的溫度得以必要的增加。
參照?qǐng)D5，圖中示出了過(guò)濾器部件的第二實(shí)施例，該過(guò)濾器部件大體包括一總管101；一頂部過(guò)濾器元件111和一底部過(guò)濾器元件112；一過(guò)濾器殼體102；一接頭103和一O形環(huán)104。因此，除了過(guò)濾器支架1被總管101所替代之外，第二實(shí)施例與上述的第一實(shí)施例相同。
現(xiàn)參照?qǐng)D6，總管101包括一由注塑法制成并大體為矩形方案的塑料部件113，該部件113在其第一上游端設(shè)置有一帶外螺紋的導(dǎo)管114并在朝向下游端的方向上其截面逐漸變小。該導(dǎo)管可與上游的打印油墨源(未示出)形成一液體密封連接并與沿中心定位于該塑料部件內(nèi)的通道115聯(lián)通。該通道又與類(lèi)似的上部和下部的矩形陣列接口116聯(lián)通，而接口116又分別通向類(lèi)似的上、下表面117。上述通道和接口的截面都從上游端到下游端逐漸減小，同時(shí)過(guò)濾器元件和過(guò)濾器殼體之間的封閉空間伴隨著增大，以使其截面面積在使用時(shí)與油墨流連續(xù)匹配，從而在不超出上述壓降的前提下，使過(guò)濾器部件的高度最小。上、下表面除周邊肋119外還設(shè)置有三個(gè)支承過(guò)濾器元件111、112的縱向平行肋118，以使彎曲性最小。元件111、112通過(guò)粘接凸邊與周邊肋119相粘接；該凸邊還封閉住過(guò)濾器的切割邊緣。如果過(guò)濾器元件可通過(guò)周邊肋119在其周邊上受到支承，那么可以省去肋118。下游端包括相同的上喉部和下喉部120。過(guò)濾器殼體102與總管101形成一基本上為流體密封的配合，殼體102上設(shè)置有一帶外螺紋的接口121，當(dāng)擰緊時(shí)，該接口121與接頭103形成流體密封配合。
使用時(shí)，接頭102通過(guò)一O形環(huán)104(該環(huán)能夠緩沖通過(guò)過(guò)濾器部件傳遞的機(jī)械力而且還允許由熱循環(huán)和熱膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生的位移)以流體密封的形式連接到過(guò)濾器殼體102上，同時(shí)帶螺紋的導(dǎo)管104被剛性連接到上游的打印油墨源(未示出)上。由被激勵(lì)的打印頭(未示出)所施加的張力通過(guò)導(dǎo)管114將打印油墨吸入到總管101內(nèi)，接著流入通道115和口116內(nèi)。接下來(lái)，油墨流過(guò)過(guò)濾器元件111、112，然后，通過(guò)喉部120，口121和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(未示出)的連接裝置103輸送已被過(guò)濾的油墨。
本說(shuō)明書(shū)(包括權(quán)利要求書(shū))及附圖中所公開(kāi)的每個(gè)特征都可獨(dú)立于其它所公開(kāi)和/或圖示的特征而接合到本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1．一種用于打印機(jī)油墨的過(guò)濾器部件，其包括至少一對(duì)受支承的疊置過(guò)濾器元件；一過(guò)濾器殼體；和安裝在過(guò)濾器殼體內(nèi)的輸送裝置，該裝置用于通過(guò)過(guò)濾器元件輸送油墨，從而使通過(guò)兩個(gè)過(guò)濾器元件的油墨流流入或流出過(guò)濾器元件之間的容腔。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)濾器部件，其特征在于設(shè)置有一對(duì)疊置的過(guò)濾器元件。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述過(guò)濾器元件至少在其周邊受到支承。
4．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述輸送裝置包括至少一個(gè)安裝于所述過(guò)濾器殼體內(nèi)的總管，用于通過(guò)過(guò)濾器元件輸送來(lái)自油墨源的油墨。
5．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述的那對(duì)或每對(duì)過(guò)濾器元件被由塑性材料制成的各個(gè)過(guò)濾器支架所支承。
6．根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的過(guò)濾器部件，其特征在于過(guò)濾器支架和總管被制造成一個(gè)一體的結(jié)構(gòu)。
7．根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述的那對(duì)或每對(duì)過(guò)濾器支架都由注塑法制成。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述塑性材料為熱固性材料，所述的那對(duì)或每對(duì)過(guò)濾器支架都通過(guò)活性注塑法(RIM)制成。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述過(guò)濾器元件被粘接到過(guò)濾器支架上。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的過(guò)濾器部件，其特征在于每對(duì)過(guò)濾器元件都包括過(guò)濾器的兩個(gè)相對(duì)的表面。
11．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的過(guò)濾器部件，其特征在于每個(gè)過(guò)濾器元件都包括精細(xì)織造的線材，以有效地防止直徑至少為20μm的顆粒通過(guò)。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的過(guò)濾器部件，其特征在于所述線材包括不銹鋼、鈦或金。
13．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的過(guò)濾器部件，其特征在于使用時(shí)，過(guò)濾器殼體上的壓降小于每個(gè)過(guò)濾器元件上的壓降的10％。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的過(guò)濾器部件，其特征在于每個(gè)過(guò)濾器元件都具有一接觸面積，從而在使用時(shí)有效地確保其上的壓降小于16mm的油墨。
15．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的過(guò)濾器部件，其特征在于過(guò)濾器殼體沿下游方向呈錐形。
16．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的過(guò)濾器部件，包括用于使過(guò)濾器與一油墨源及一打印機(jī)沿一直線成一體的接口裝置。
17．根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的用于噴墨打印頭并具有大體為矩形截面的過(guò)濾器部件，其特征在于所述部件的高度是一個(gè)較小的尺寸，其能夠有效確保在使用時(shí)過(guò)濾器部件上的壓降小于16mm的油墨；其寬度小于通過(guò)過(guò)濾器部件供給的噴墨嘴陣列的寬度；過(guò)濾器殼體的長(zhǎng)度基本等于噴嘴陣列與激勵(lì)電路的電氣接頭之間的距離，所述激勵(lì)電路用于使打印頭工作。
18．一種包括上述權(quán)利要求之一的過(guò)濾器部件的打印機(jī)。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的打印機(jī)是一個(gè)噴墨打印機(jī)。
20．根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的打印機(jī)，包括一打印機(jī)外罩，其特征在于所述過(guò)濾器部件定位于打印機(jī)外罩的內(nèi)部。
21．一種基本如上所述和參照附圖的過(guò)濾器部件。
22．一種過(guò)濾打印機(jī)油墨的方法，該方法包括使油墨流過(guò)至少一對(duì)受支承的疊置過(guò)濾器元件，通過(guò)兩個(gè)過(guò)濾器元件的油墨流流入或流出過(guò)濾器元件之間的容腔；將過(guò)濾后的油墨輸送至打印機(jī)。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于所述過(guò)濾器元件被包括在根據(jù)權(quán)利要求1至18及21之一的過(guò)濾器部件內(nèi)。
24．根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于油墨被供給至少一個(gè)總管并通過(guò)所述總管或每個(gè)總管，接著通過(guò)過(guò)濾器元件被輸送。
25．一種大體如上所述和參照附圖的過(guò)濾油墨的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于打印機(jī)油墨的過(guò)濾器部件,其包括至少一對(duì)受支承的疊置過(guò)濾器元件(11,12);一過(guò)濾器殼體(2)和安裝在過(guò)濾器殼體內(nèi)的輸送裝置,該裝置用于通過(guò)過(guò)濾器元件輸送油墨,以使通過(guò)兩個(gè)過(guò)濾器元件的油墨流流入或流出過(guò)濾器元件之間的空間。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1323261SQ998120
公開(kāi)日2001年11月21日 申請(qǐng)日期1999年10月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月12日
發(fā)明者R·M·伊森, P·R·德魯里 申請(qǐng)人:薩爾技術(shù)有限公司