专利名称：安装组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及安装组件。
背景技术：
喷墨打印机通常包括从墨源至墨喷嘴组件的墨路，该墨喷嘴组件包括从其喷射墨滴的喷孔。通过利用致动器给墨路内的墨施压，可以控制墨滴喷射，该致动器可以是例如压电偏转器、热气泡喷射式发生器或者静电偏转件。典型打印头包括具有相应墨路阵列和相关致动器的一排喷孔，且可以独立控制从每个喷孔的液滴喷射。在所谓的“按需喷射式”打印头中，当打印头和印刷介质彼此相对移动时，在图像的特定像素位置处启动每个致动器以选择性地喷射液滴。在高性能打印头中，喷孔通常具有50微米或更小(例如，25微米)的直径、以每英寸100-300个喷嘴的间距分散开且提供近似1至70皮升(pl)或更小的液滴尺寸。液滴喷射频率通常10kHz或更高。
打印头可包括半导体打印头主体和压电致动器，如在Hoisington等人的美国专利No.5265315中描述的打印头。打印头主体由硅制成，蚀刻此硅以限定墨室。喷孔由连接到硅主体上的单独喷嘴板限定。压电致动器具有一层压电材料，该压电材料响应于所施加的电压而改变几何形状或者弯曲。压电层的弯曲对沿着墨路定位的压送室内的墨施压。
印刷精度受到许多因素的影响，这些因素包括利用打印机中的打印头内以及打印机中的多个打印头内的喷嘴喷出的墨滴的尺寸和速率的一致性。液滴尺寸和液滴速率的一致性反过来又受到因素例如墨路的尺寸一致性、声波干涉效应、墨流路内的杂质以及致动器生成的压力脉冲的一致性的影响。通过在墨流路内采用一个或多个过滤器可减少墨流中的杂质或碎片。
在一些应用中，使墨从墨源再循环至打印头并回到该墨源，以便例如通过采用受热墨源来防止墨凝聚和/或维持该墨在高于室温的特定温度。
发明内容
通常，在一个方面中，本发明的特征在于一种用于安装和收容多个打印头模块的安装组件。安装组件包括下板、上板和多个安装块，该安装块位于上下板之间且固定在该上下板上。下板包括多个孔。每个孔构造成露出容纳在安装组件内的打印头模块的表面，每个孔包括用于沿第一方向对准打印头模块的至少一个对位基准(alignment datum)和用于沿第二方向对准打印头模块的至少一个对位基准，打印头模块的该表面包括多个墨喷孔。上板近似平行于下板，该上板包括多个构造成给墨道提供通路的孔，所述墨道形成在容纳于安装组件内的打印头模块中。多个安装块位于上下板之间且固定在该上下板上。每个安装块被构造成与打印头模块连接且包括用于沿第三方向对准打印头模块的基准(datum)。
本发明的实施例包括一个或多个以下特征。上板和下板由热膨胀系数低的材料例如殷钢形成。
安装组件还包括多个收容在该安装组件内且固定在多个安装块上的打印头模块，每个打印头模块包括多个构造成喷射墨滴到印刷介质上的墨喷孔。多个墨喷孔设置成提供基本一致的墨滴间距。多个打印头模块沿第一、第二和第三方向对准，以使得从相邻打印头模块的最外墨喷孔喷出的墨滴之间维持基本一致的墨滴间距。
对位基准包括孔的内表面的凸出区域，该凸出区域相对于内表面的其余部分往内朝向孔延伸。每个孔沿第一方向具有两个对位基准，且孔的这两个对位基准在同一平面内。在第二方向相邻的孔的沿第一方向的对位基准被形成为使该沿第一方向的对位基准在同一平面内。每个孔的沿第二方向的至少一个对位基准被形成为使相邻孔的沿该第二方向的对位基准在同一平面内。每个孔的沿第二方向的至少一个对位基准被形成为使相邻孔的沿该第二方向的对位基准在基本相互平行但相互隔开预定距离的不同平面内。形成在安装块上的沿第三方向的对位基准被形成为使该对位基准在同一平面内。
通常，在另一方面中，本发明的特征在于一种用于把打印头模块安装在安装组件内的方法。该方法包括把多个打印头模块定位在形成于安装组件的下板内的多个孔中，该安装组件包括利用多个安装块隔开且基本平行的上下板；使每个打印头模块与形成在孔的第一内表面中的至少一个对位基准对准以沿第一方向对准该打印头模块；使每个打印头模块与形成在孔的第二内表面中的至少一个对位基准对准以沿第二方向对准该打印头模块；以及把每个打印头模块安装在至少两个安装块的接收面上，每个安装块的接收面提供沿第三方向的对位基准。
本发明的实施例包括一个或多个以下特征。多个打印头模块中的每个都包括位于该打印头模块的下表面内的多个墨喷孔，该下表面经由形成在安装组件的下板中的孔露出。多个墨喷孔构造成把墨滴喷射到印刷介质上且设置成提供基本一致的墨滴间距。该方法还包括沿第一、第二和第三方向相互对准多个打印头模块，以使得从相邻打印头模块的最外墨喷孔喷出的墨滴之间维持基本一致的墨滴间距。
该方法还包括在孔的第一内表面内形成至少一个凸出区域，该凸出区域包括沿第一方向的至少一个对位基准；以及在孔的第二内表面内形成至少一个凸出区域，该凸出区域包括沿第二方向的至少一个对位基准。沿第一方向具有两个对位基准，该方法还包括形成每个孔的沿第一方向的至少两个对位基准，使得孔的至少两个对位基准在同一平面内。该方法还包括形成在第二方向相邻的孔的沿第一方向的对位基准，使得沿该第一方向的对位基准在同一平面内。该方法还包括形成每个孔的沿第二方向的至少一个对位基准，使得相邻孔的该至少一个对位基准在同一平面内。该方法还包括形成每个孔的沿第二方向的至少一个对位基准，使得相邻孔的该至少一个对位基准在基本相互平行但相互隔开预定距离的不同平面内。该方法还包括在基本同一平面内形成所有的沿第三方向的对位基准。
通常，在另一方面中，本发明的特征在于一种用于收容打印头模块的系统。该系统包括安装组件、再循环组件和多个打印头模块。
安装组件包括下板、上板和多个安装块，该安装块位于上下板之间且固定在该上下板上。下板包括多个孔，这里，每个孔构造成露出容纳在安装组件内的打印头模块的表面。每个孔包括用于沿第一方向对准打印头模块的至少两个对位基准和用于沿第二方向对准打印头模块的至少一个对位基准，打印头模块的该表面包括多个墨喷孔。上板近似平行于下板且包括多个构造成给墨道提供通路的孔，所述墨道形成在容纳于安装组件内的打印头模块中。多个安装块中的每个都被构造成与打印头模块连接且包括用于沿第三方向对准打印头模块的基准。
再循环组件与安装组件的上板连接且包括主墨入口、主墨出口和通道。主墨入口构造成接收来自墨源的墨。主墨出口构造成把墨引向墨源。通道从主墨入口延伸至主墨出口且包括进入部和排出部。进入部构造成从主墨入口移动墨至多条墨道，所述多条墨道与供多个打印头模块中的每个使用的多个墨入口进行流体连通。排出部构造成移动墨离开多条墨道且朝向主墨出口，所述多条墨道与供多个打印头模块中的每个使用的多个墨出口进行流体连通。
多个打印头模块中的每个都包括多个墨喷孔，构造成把墨滴喷射到印刷介质上；至少一个墨入口，与形成在再循环组件内的墨道进行流体连通；以及至少一个墨出口，与形成在再循环组件内的墨道进行流体连通。
本发明的实施例包括一个或多个以下特征，该系统还包括可压缩密封件，位于打印头模块的每条墨进入道与再循环组件的相应墨道之间，且位于打印头模块的每条墨排出道与再循环组件的相应墨道之间，使得安装组件的上下板能相对于彼此移动且维持打印头模块的墨进入道和墨排出道与再循环组件的相应墨道之间的密封。
可实施本发明以实现一项或多项以下优点。形成在安装组件内相邻设置的打印头模块的暴露表面中的墨喷嘴可沿至少三个方向(例如，x、y和z方向)相互精确地定位，以维持从不同打印头模块喷出的墨滴之间的间距一致。安装组件的构造易于组装和制造，因为打印头模块安装在安装块上而不直接固定在上板上；因而，上下板能沿z方向相互移动。这在需要较厚板(较高截面模量)以减小偏转和扭曲且维持平面性的较大安装组件中是尤其重要的。采用由热膨胀系数低的材料例如殷钢制成上下板，给安装组件提供一种刚性且尺寸准确的结构。角撑和/或安装块给结构提供额外支撑且选择性地提供z对位基准。
一个或更多实施例的细节将在附图和以下说明中阐述。其它特征和优点可自该说明和附图以及自权利要求书显而易见。
现在将参照以下附图详细说明这些和其它方面。
图1A表示安装组件。
图1B表示上板被移除的图1A所示安装组件。
图1C表示图1A所示安装组件的相反方向示图。
图2A表示图1C所示安装组件的放大部分。
图2B表示图1C所示安装组件的一部分的截面区域。
图3A表示打印头外壳的下表面。
图3B表示形成在安装组件的下板内的孔。
图3C表示容纳在图3B所示孔内的图3A所示打印头外壳。
图3D表示安装组件的下板的俯视图。
图3E是安装组件板内的孔的示意表示。
图4A表示打印头模块的过滤器组件。
图4B表示安装在打印头外壳上的图4A所示过滤器组件。
图4C是图4B所示过滤器组件和打印头外壳的分解图。
图4D是图4A所示过滤器组件的分解图。
图5A表示打印头外壳的上表面。
图5B表示打印头外壳的下表面。
图5C表示图5B所示打印头外壳的剖视图。
图6表示安装在安装组件上的再循环组件。
图7A-D表示图6所示再循环组件。
图8表示图6所示再循环组件和安装组件的一部分的剖视图。
图9是表示安装组件的组装过程的流程图。
图10A-C表示安装组件。
不同图中的相同附图标记指示相同部分。
具体实施例方式
图1A表示用于安装和容纳多个打印头模块的安装组件100。每个打印头模块都包括打印头单元，例如在2003年10月10日提交、名称为“具有薄膜的打印头”且序列号为No.60/510459的美国临时申请中描述的半导体打印头单元。此打印头单元包括用于从喷孔喷射墨滴到相对于该打印头单元移动的印刷介质上的墨喷嘴单元。
安装组件100包括利用多个安装块115分隔的上板105和下板110，该多个安装块115固定于且定位于上下板105、110之间。图1B表示上板105被移除的安装组件100以露出容纳在该组件100内的打印头模块125。
图1C是与图1A所示相反方向的安装组件100的示图，且表示下板110。尽管图1A-C中所示的安装组件100的实施例可如图1B所示容纳至少十六个打印头模块，但在图1A和1C中出于示意目的，安装组件100被表示为容纳四个打印头模块125，以便该安装组件100的特征不因所有十六个打印头模块125的存在而被遮挡。
在图1B中，柔性电路130被表示为从多个打印头模块起延伸，以及在图1A中，该电路130被表示为延伸过位于安装组件100的上板105内的孔165。柔性电路130连接被容纳在打印机内的处理器与打印头模块内的压电致动器，以控制从墨喷嘴的墨滴喷射。
参照图1C，下板110包括多个孔135。每个孔135构造成接收打印头模块125且露出该打印头模块的下表面。打印头模块的下表面包括多个构造成在印刷介质上喷射墨滴的墨喷嘴，此多个墨喷嘴设置成提供墨滴之间的一致间隔。在构造成容纳多个打印头模块的安装组件中，打印头模块的相互对准是重要的，以确保维持从相邻打印头模块喷出的墨滴之间的墨滴间隔一致。
在一个实施例中，如图1C所示，四个打印头模块为一组，具有至少四组，且每组喷射不同颜色例如青色、品红色、黄色和黑色的墨滴以便利用四种颜色的组合来印刷彩色图像。选择性地，打印头模块都喷射相同颜色的墨水以提供比每组打印头模块采用不同墨颜色时更高的分辨率。
在另一实施例中，所喷射墨滴的精确一致间隔是重要的，因为人眼可检测到来自该一致间隔的甚至微小偏差。精确一致间隔要求打印头模块125a-c沿x和y方向精确对准。沿z方向的精确对准维持每个打印头模块内的墨喷嘴与印刷介质的一致距离。除别的事情以外，墨滴的位置随着从墨喷嘴至印刷介质的距离而变化，因而沿z方向对准墨喷嘴减少了从每个打印头模块125a-c喷出的墨滴将误定位的可能性。
利用形成在安装组件100的下板110内的基准沿x和y方向对准打印头模块125a-c。图2A表示图1C所示安装组件100的放大部分。沿孔135的纵向内表面包括至少一个用于沿x方向对准打印头模块的x对位基准140，以及沿该孔135的横向内表面包括用于沿y方向对准打印头模块的y对位基准145。在所示一个实施例中，基准被形成为孔135的内表面的突出区域，该突出区域相对于内表面的其余部分往内朝向打印头模块延伸。
参照图3A-C，x对位基准和y对位基准140、145构造成与形成在将容纳于孔135内的打印头模块125的外表面上的对位凸耳305、310配合。参照图3A，x对位凸耳305是沿着打印头模块125的纵向外表面的凸起面，以及y对位凸耳310是沿着打印头模块125的横向外表面的凸起面。在所示实施例中，打印头模块125上包括两个x对位凸耳305和一个y对位凸耳310，但也可采用更多或更少的对位凸耳，且该对位凸耳可形成为与所示构造不同(例如，更宽或更高)。
参照图3B，x对位基准140和y对位基准145被表示成在孔135的内表面上的倒拱区域。参照图3C，打印头模块125被定位在孔135中，以使x对位凸耳305与形成在该孔135的内表面中的x对位基准140配合。
利用例如精磨或者电火花加工对包括孔135的安装组件的下板110进行精加工。由此，能精确地定位x对位基准140和y对位基准145。尤其，能相互精确地定位相邻孔135的x对位基准140和y对位基准145。
参照图3D所示的孔135a-b和打印头模块125a-b，出于示意目的，如下所述利用x对位基准140沿x方向对准打印头模块的喷孔。对x对位基准140进行精加工，以使相邻孔135a和135b内的基准140位于同一平面330内。打印头模块125a被定位在孔135a内，且x对位凸耳305抵靠相应的x对位基准140。
在把打印头模块125a定位在孔135a内前，对该打印头模块125a的x对位凸耳305进行精加工。参照图3A，作为一例，制造者例如人工操作员(或者选择性的自动操作员)(例如，利用显微镜)检查形成在已组装的打印头模块125a的下表面内的喷孔312，并测量从贯穿喷孔的轴线325至由x对位凸耳305形成的平面330的距离。喷孔312应被定位在与由x对位凸耳305形成的平面330相隔预定距离x的位置。若喷孔312不与对位凸耳305相隔距离x，则操作员调节一个或两个x对位凸耳305的尺寸。操作员调节x对位凸耳305，直至贯穿喷孔312的轴线315精确地与由该x对位凸耳305形成的平面330相隔距离x。x对位凸耳305可形成为略大于提供x方向对准所预期需要的，以便能够磨削或者锯掉该凸耳305至对准打印头模块125a的适当尺寸。相反，若x对位凸耳305过小，则它们不能被容易地调节至较大，使得模块125a不能用于特定应用。
类似地，操作员对y对位凸耳310进行精加工，以沿y方向对准打印头模块的喷孔。例如，操作员(例如，利用显微镜)测量从最靠近y对位凸耳310的最外喷孔至y对位凸耳310的距离。若需要，磨削或者锯掉y对位凸耳310，以调节从最外喷孔至y对位凸耳310的距离直至该距离精确地为预定距离y。
具有已精加工的x对位凸耳305和y对位凸耳310的打印头模块125a被放置在孔135a中且固定在安装组件100上。在所示实施例中，打印头模块125a利用贯穿该打印头模块125a的两个螺钉固定在安装组件100上，且固定在以下更详细描述的安装块115上。打印头模块125a固定到安装组件100上，使得x对位凸耳305压向对应的x对位基准140且y对位凸耳310压向y对位基准145。
相邻的打印头模块125b和125e被类似地精加工且分别放置在孔135b和135e中。也就是说，调节它们各自的x对位凸耳305，以把喷孔312定位成与由x对位凸耳305形成的平面相隔预定距离x。调节它们各自的y对位凸耳310，以使得从最外喷孔至y对位凸耳310的距离精确地为预定距离y。
对于x方向，打印头模块125a和125b的喷孔312沿x方向对齐，即，轴线315穿过该两打印头模块125a和125b的喷孔312的中心且与由x对位基准140形成的平面330相隔距离x。对于y方向，孔135a和135e的y对位基准145在同一平面335内，且每个打印头模块125a和125e的最外喷嘴离对应的y对位基准145为相同距离y。由此，相邻打印头模块125a和125e的喷嘴沿y方向对齐。
在一个实施例中，例如，若从每个打印头模块喷出的墨的颜色不同且试图叠加墨滴以形成不同颜色，则希望从打印头模块125a喷出的墨滴与从相邻打印头模块125e喷出的墨滴对齐。因此，同一行内的相邻孔135a、135e、135i和135m的y对位基准145在同一平面335内对齐。如上所述，对应的打印头模块125a、125e、125i和125m被定位成使每个打印头模块内的最外喷孔精确地与y对位基准145相隔距离y。由此，同一行内的每个相邻打印头模块中的喷孔312沿y方向对齐，且从该墨喷嘴喷出的墨滴也对齐。
在y方向相邻的打印头模块的喷孔312也必须相互精确定位，以使得从该喷孔喷出的墨滴之间的间距沿y方向一致。例如，考虑四个打印头模块125a-d这组。多个墨喷孔312沿着每个打印头模块的下表面的长度设置，例如，每个打印头模块包括60个间隔一致的墨喷嘴且因而能够喷射60个间隔一致的墨滴。四个打印头模块125a-d相互这样排列，使得这四个打印头模块之间，可沿y方向喷射240个(即，60的4倍)间隔一致的墨滴。打印头模块125a的最外墨喷嘴340与相邻打印头模块125c的最外墨喷嘴342相隔精确距离，以使得从该墨喷嘴340、342喷出的墨滴的间隔保持与从同一打印头模块内的墨喷嘴喷出的墨滴之间的间隔一致，即，在相邻打印头模块125a、125c之间维持沿y方向的墨滴间距。类似地，打印头模块125c内的另一最外墨喷嘴344精确地与相邻打印头模块125b内的最外墨喷嘴346隔开，以维持所喷射墨滴之间的间距一致。选择性地，打印头模块125a和125c可沿y方向对齐以在维持一致间距的同时允许从它们相应墨喷嘴喷出的墨滴之间少许重叠。
在另一实施例中，例如，若从每个打印头模块喷出的墨的颜色相同，则希望从相邻打印头模块喷出的墨滴在y方向上相互偏离以获得更高的印刷分辨率。出于示意目的，将讨论相邻孔135b、135f、135j和135n和相应打印头模块125b、125f、125j和125n。通过在相互偏离的对应孔内形成y对位基准145或者通过调节打印头模块的y对准凸耳310以把墨喷孔定位成与对应的y对位基准相隔不同距离，从相邻打印头模块喷出的墨滴可在y方向上相互偏离。
图3E表示相邻孔135b、135f、135j和135n的y对位基准145被精加工以使y对位基准145不在同一平面内而是与相邻孔偏离预定量Δy的一种实施例的简化示范表示。出于示意目的，图3E中仅示意性表示孔135b、135f、135j和135n。在一个实施例中，偏移距离Δy是每个打印头模块内的墨喷孔的间距p除以每行的喷嘴数量n即Δy＝p/n。例如，孔135b的y对位基准145在平面350内，以及孔135n的y对位基准145在平面352内。因为每个孔的y对位基准145在与相邻孔的平面间隔Δy的平面内，所以平面350和352相互间隔d＝3×Δy。
打印头模块可如下所述沿z方向对齐。图2B表示图1C所示安装组件100的一部分和打印头模块125b沿线A-A的剖视图。打印头模块125b位于该模块125b两端处的安装块115之间。安装块115固定在上下板105、110上。打印头模块125b利用例如安装螺钉225固定在安装块115上。打印头模块125b的接触面126与安装块115的接收面230接触。安装螺钉225落入位于打印头模块125b的下表面内的通孔226中。通孔226穿过模块。安装螺钉225离开打印头模块125b的接触面126，且被形成在安装块115的接收面230内的对应孔接收。接收面是z对位基准230且用于控制打印头模块125b以及因而墨喷嘴在z方向上的位置。
通过把安装组件100内包括的所有安装块115的z对位基准230精确地定位在离上下板105、110同一距离处(即，在同一平面内)，可沿z方向把安装在z对位基准上的打印头模块的墨喷嘴定位在基本同一平面内。因此，墨喷嘴离从该墨喷嘴喷射墨滴于其上的印刷介质的距离一致，从而提供形状和尺寸基本一致的墨滴。每个安装块115被制造成具有基本相同的高度235，以维持平行上下板105、110的相互距离基本一致。
打印头模块例如打印头模块125a可如下所述被定位且固定在安装组件100上。把打印头模块125a放置在孔135a内，使x对位凸耳305压向x对位基准140且y对位凸耳310压向y对位基准145。安装工具例如弹簧或挠性件可用于在安装过程中把打印头模块125a压入适当位置。然后，通过把安装螺钉225插入通孔226内并把它们拧入安装块115中，将打印头模块125a夹在安装组件100上。通孔226构造成提供打印头模块125a相对于安装螺钉225沿x和y方向的些微移动。然而，一旦安装螺钉225被拧入安装块115，该安装螺钉225对打印头模块125a的下表面的夹紧力将可靠地保持该打印头模块125a在适当位置。一旦固定，可移除安装工具。因为x对位凸耳305与x对位基准140对准以及y对位凸耳310与y对位基准145对准，从而打印头模块125a沿x和y方向对准。因为打印头模块125a的接触面126与利用接收面230形成的z对位基准对准，所以该打印头模块125a还沿z方向对准。
再次参照图1A和1B，安装组件100还包括角撑120，该角撑120被制造成具有同安装块115基本相同的高度以维持上下板105、110的相互距离基本一致。角撑120给安装组件100提供额外的刚性，且利用包括螺钉、粘合剂或两者在内的任何适当方式固定在上下板105、110上。
上板105包括多个柔性电路孔165和墨道孔160。从每个打印头模块起延伸的柔性电路130穿过上板内的对应孔165至位于打印机中的处理器。墨道孔160与打印头模块内的对应墨道对准，以便墨能被送入和/或送出每个打印头模块。墨道孔160和柔性电路孔165依据容纳在安装组件100内的打印头模块的构造来成形和定位。
在一个实施例中，打印头模块可被构造成如Kevin von Essen在2004年4月30日提交、名称为“细长过滤器组件”且序列号为No.10/836456的美国专利申请中所述的。容纳在图1A和1B所示的安装组件100实施例中的打印头模块125可构造成如图4A-D所示的。每个打印头模块都包括过滤器组件400和打印头外壳420。过滤器组件400包括上部405、下部410和位于该上部405与下部410之间的薄膜415。过滤器组件400安装在打印头外壳420上，该打印头外壳420构造成容纳从墨喷嘴单元喷射墨滴的打印头主体，如在2003年10月10日提交、名称为“具有薄膜的打印头”且序列号为No.60/510459的美国临时申请中所述的半导体打印头主体。
上下部405、410中的每个都包括至少一条墨道。在图4A所示实施例中，上部405内具有两条墨道422、424，下部410内具有两条墨道426、428。依据墨流方向以及墨是否经由打印头模块400再循环，墨道可作为进入道或排出道。若墨再循环，则上部405内的一条墨道作为进口且另一条作为出口，以及类似地，下部410内的一条墨道作为进口且另一条作为出口。
形成在容纳于安装组件100内的每个打印头模块125的上部405内的墨道422、424基本与形成在该安装组件100的上板105内的对应墨道孔160对准。形成在上板105内的孔160允许打印头模块125的墨道422、424与一个或多个墨源连接。
图4D表示下部410的俯视图和上部405的倾斜侧视图，以说明上下部405、410的关系。当上下部405、410如图4A所示组装时，对于每对墨道(一对指上部内的墨道的下部内的相应墨道)，内部细长室形成在部分415、420之间。也就是说，在所示实施例中具有两对墨道，且相应地，组装时在上下部405、410之间形成两个内部细长室。
第一细长室430的上段形成在过滤器组件400的上部405内，且其对应于形成在该过滤器组件400的下部410内的第一细长室435的下段。第一细长室430-435形成第一墨路，该第一墨路供墨在形成于上部405内的墨道424与形成在下部410的另一端上的对应墨道426之间流动。
类似地，第二细长室440的上段形成在上部405内，且其对应于形成在下部410内的第二细长室445的下段。第二细长室440-445形成第二墨路，该第二墨路供墨在形成于上部405内的墨道422与形成在下部410的另一端上的对应墨道428之间流动。
在形成于过滤器组件400内的细长室的上段与下段之间提供可渗透分隔器的膜能够在墨从该细长室的一端流至另一端时过滤该墨。例如，膜415位于如图4A所示的过滤器组件400的上下部405、410之间，从而分隔第一细长室的上段430与下段435以及分隔第二细长室的上段440与下段445。选择性地，分隔膜可用于分隔每个细长室。
参照图5A-C，表示打印头外壳420。图5A表示与过滤器组件400的下部410配合的打印头外壳420的面550的俯视图。通向墨道555的孔与形成在过滤器组件400的下部410内的墨道426对齐，以及通向第二墨道560的第二孔与形成在下部410内的墨道428对齐。图5B表示打印头外壳420的另一面552的俯视图。孔565构造成容纳具有喷射墨滴的墨喷嘴组件的打印头组件例如半导体打印头。墨道555和560终止于形成在孔565的两侧上的通道570和572。沿线A-A的打印头外壳520的剖视图表示在图5C中，说明沿着该打印头组件410的长度形成的通道570和572。墨沿着路径571流动，所示路径571从通道570，572朝向并进入打印头(未表示)中的墨喷嘴组件内，该打印头安装在孔565内。
在图4A-D所示包括两对墨道的打印头模块的实施例中，具有至少两种墨流模式；在第一墨流模式中，形成于上部405内的两墨道422、424都作为墨入口且形成在下部410内的两墨道426、428都作为墨出口。在第二墨流模式中，上部405内的一条墨道424和下部410内的一条墨道428作为墨入口，而上部405内的另一墨道422和下部410内的另一墨道426作为墨出口。第二墨流模式是再循环方案。在一些应用中，墨必须保持运动以不凝聚和/或必须保持在足够高于室温的温度。在此应用中，再循环方案是适当的。
参照图6，安装组件100被表示为具有安装在该安装组件100的上板105上的再循环组件600。在一个实施例中，再循环组件被构造成如Kevin vonEssen在2004年4月30日提交、名称为“Recirculation Assembly(再循环组件)”且序列号为No.60/56703 5的美国临时申请中所述的。
再循环组件600包括上层605和下层610。墨经由主墨入口630进入再循环组件600且经由主墨出口635离开。墨从主墨入口630流经再循环组件600，在该再循环组件600处，一些墨通过多个打印头模块125；其余墨经由再循环组件600移动且经由主墨出口635离开。通过多个打印头模块125的墨在印刷操作过程中被消耗，或者再循环经过该打印头模块125、回到再循环组件600并经由主墨出口635离开。
墨流来自于墨源。在一些应用中，加热墨源以维持墨在高于室温的特定温度，例如以维持墨的预期粘度。一旦墨流经再循环组件600和打印头模块125，该墨可返回到同一墨源以便保持温度。选择性地，墨可返回到与或者不与墨源进行流体连通的不同位置。
图7A表示再循环组件600的固定于下层610上的上层605；上层605被描绘为透明的，以能看见形成在下层610中的通道700。从主墨入口630起沿着下层610的一侧延伸的进入道705运送墨从该主墨入口630至通道的四组进入/排出部-一每组进入/排出部对应于容纳在安装组件100中的一组四个打印头组件。进入道705表示在图7B中，该图表示下层610的内表面707。图7C表示上层605，该上层605包括与通道的每个排出部连接且终止于主墨出口635的排出道720。
图7D表示下层610的外表面712，该外表面712与安装组件100的上板105配合。形成在下层610的通道700内的孔通向形成在该下层610的外表面712上的墨道715。墨道715构造成与形成在安装组件100的上板105内的对应墨道孔160啮合，且与形成在利用安装组件100容纳的打印头模块125中的墨道配合。按照这种方式，经过通道700的墨流与利用安装组件100容纳的打印头模块125进行流体连通。
再循环组件600的上下层605、610可由任何便利材料形成。在一个实施例中，采用结晶聚合物例如Ticona A130 LCP(液晶聚合物)且利用喷射模塑在上下层605、610内形成通道，但也可采用其它技术例如机械加工、真空或压力成形、铸造等来形成通道。上下层605、610利用液密连接机构相互连接以确保通过两层之间的墨不漏出。例如，采用B级环氧树脂把两层连接在一起以提供密封，防止墨泄漏。选择性的或者除了粘合剂例如B级环氧树脂以外，采用多个螺钉连接上下层605、610。其它用于连接两层的技术包括超声波或溶解焊接、弹性体密封件或垫圈、施予粘合剂(dispensedadhesive)、或金属对金属熔接(metal-to-metal fusion bond)。
下层可利用任何便利装置例如螺钉、粘合剂或两者固定在安装组件100的上板105上。参照图8，可压缩密封件805位于形成在下层610的外表面712上的每条墨道715与形成在打印头模块125上的相应墨道422、424之间，以便墨在再循环组件700与打印头模块125之间移动时不会漏出。可压缩密封件805是例如O形环。打印头模块125安装在安装块115上而不直接固定在安装组件的上板105上。因为密封件805是可压缩的，所以上下板105、110能相对于彼此沿z方向移动，且该密封件能被维持在打印头模块125内的墨道422、424与再循环组件600内的墨道715之间。
优选地，安装组件由热膨胀系数尽可能接近零的材料形成。即使微小的热膨胀量，也足以改变打印头模块的定位至使得从该打印头模块喷出的墨滴不对准。在一个实施例中，上下层105、110由殷钢例如可从CarpenterTechnology Corporation of Wyomissing，PA获得的殷钢36形成。殷钢具有近似零的热膨胀系数(CTE)。例如，高达200的殷钢36的CTE近似每华氏度每英寸7.2×10-6英寸。安装块可由殷钢或者不同材料例如不锈钢或液晶聚合物形成。
因为可压缩密封件用于再循环组件600的墨道与打印头模块125的相应墨道之间，所以上下板105、110能相对于彼此移动而不危害该密封件，且能够容许沿z方向的一些热膨胀量。
依据图9所示的过程961组装安装组件100以使上下板105、110基本相互平行。把安装块115和角撑120固定在其中一块板例如下板110上(步骤962)。然后，把其上固定有安装块115的下板110牢固地夹在光学平面例如光学平花岗岩件上(步骤964)。可在市场上获得具有相当准确的平面度规格的花岗岩，且该花岗岩提供用于使下板110变形为平面状态的刚性结构。接着，利用螺钉、粘合剂或两者把上板固定在安装块115和角撑120上(步骤966)；于是，下板110的平面状态导致安装组件100整体的平面状态。随后，从光学平花岗岩件上卸下安装组件100(步骤968)，并翻转该安装组件100以提供进入下板110的外表面的通路。然后，把打印头模块125插入形成在下板110内的对应孔135中，并把柔性电路130穿引过上板105内的对应孔165(步骤970)。每个打印头模块125与形成在对应孔165内的x对位基准140、y对位基准145和z对位基准230对准(步骤972)，并固定在位于该打印头模块125的两端处的安装块115上(步骤974)。
参照图10A和10B，表示安装组件900的一种替换实施例。安装组件900包括上板905和下板910，该上下板905、910基本相互平行。下板910包括多个构造成容纳对应打印头模块925的孔935。在所示实施例中，安装组件900构造成例如并排容纳四个打印头模块以分别印刷青色、品红色、黄色和黑色墨。每个孔935都包括这样一种内表面，该内表面具有沿纵向内表面的两个x对位基准940和沿横向内表面的一个y对位基准945。可采用更多或更少的对位基准。具有相应的x对位凸耳和y对位凸耳的打印头模块925可分别与x对位基准和y对位基准940、945对准地位于孔935内。
参照图10B，上板905包括孔960，该孔960与包括在下板910内的孔935对应。每个打印头模块925的一部分穿过上板905内的孔960，或者选择性地，上板可按照与图1A所示上板105类似的方式形成即包括供每个打印头模块的墨道和柔性电路使用的独立孔。
安装构件920包括在安装组件900内的上下板905、910之间。安装构件920成形为位于上下板905、910之间的固体支撑件且具有与形成在该上板和下板内的孔对应的孔，从而为每个打印头模块925提供外壳。安装构件920具有一致的高度，从而维持上下板905、910具有一致的相互距离且基本平行。
安装构件920包括安装块915，该安装块915形成在供打印头模块925使用的孔的每个端部内。安装块915提供安装面，该安装面形成供打印头模块的每个端部使用的z对位基准930。安装块915可与安装构件920形成一体，或者利用例如螺钉、粘合剂或两者固定在该安装构件上。通过按照以上参照安装组件100所述的类似方式对准打印头模块925与x对位基准940、y对位基准945并把该打印头模块925固定在每个安装块915的z对位基准930上，可控制每个打印头模块925的位置。
参照图10C，在另一实施例中，打印头模块925直接安装在上板905上。出于示意目的，图10C所示组件的上板910被移除。打印头模块925经由螺钉926与上板905连接。螺钉926经由包括在打印头模块925内的通孔穿过该打印头模块925，然后拧入上板905内的孔927中以把该打印头模块925夹紧在安装组件900上。在此实施例中，可采用与图10A所示安装构件920类似的构件来分隔上下板905、910，但不包括安装块915。
在整个说明书和权利要求书中使用的术语例如“上”和“下”仅用于示意目的，以区分安装组件、再循环组件和细长过滤器组件的各个部件。“上”和“下”的使用不意味着所述组件的特殊取向。例如，依据安装组件是水平面朝上、水平面朝下、还是垂直设置，该安装组件的上板可朝向下板的上方、下方或者旁边，反之亦然。
尽管以上已详细描述了仅若干实施例，但其它变形也是可能的。其它实施例在以下权利要求书的范围内。
本申请要求享有2004年4月30日提交、名称为“安装组件”且序列号为No.60/567070的未决美国临时申请的优先权，以及要求享有2004年4月30日提交、名称为“再流通组件”且序列号为No.60/567035的未决美国临时申请的优先权。
权利要求
1.一种用于安装和收容多个打印头模块的安装组件，包括下板，包括多个孔，每个所述孔被构造成露出容纳在所述安装组件内的所述打印头模块的表面，每个所述孔包括至少一个用于沿第一方向对准所述打印头模块的对位基准以及至少一个用于沿第二方向对准所述打印头模块的对位基准，所述打印头模块的所述表面包括多个墨喷孔；上板，近似平行于所述下板，所述上板包括多个构造成给墨道提供通路的孔，所述墨道形成在容纳于所述安装组件内的所述打印头模块中；以及多个安装块，位于所述上下板之间且固定在所述上下板上，每个所述安装块被构造成与所述打印头模块连接且包括用于沿第三方向对准所述打印头模块的基准。
2.如权利要求1所述的安装组件，其中，所述上板和下板由热膨胀系数低的材料形成。
3.如权利要求2所述的安装组件，其中，所述上板和下板由殷钢形成。
4.如权利要求1所述的安装组件，其中，还包括多个收容在所述安装组件内且固定在所述多个安装块上的打印头模块，每个所述打印头模块包括多个构造成喷射墨滴到印刷介质上的墨喷孔，所述多个墨喷孔设置成提供基本一致的墨滴间距；以及其中，所述多个打印头模块沿所述第一、第二和第三方向对准，以使得从相邻打印头模块的最外墨喷孔喷出的墨滴之间维持所述基本一致的墨滴间距。
5.如权利要求1所述的安装组件，其中，所述对位基准包括所述孔的内表面的凸出区域，所述凸出区域相对于所述内表面的其余部分往内朝向所述孔延伸。
6.如权利要求5所述的安装组件，其中，每个孔沿所述第一方向具有两个对位基准，且所述孔的所述两个对位基准在同一平面内。
7.如权利要求6所述的安装组件，其中，在所述第二方向相邻的所述孔的沿所述第一方向的所述对位基准被形成为使沿所述第一方向的所述对位基准在同一平面内。
8.如权利要求5所述的安装组件，其中，每个孔的沿所述第二方向的至少一个对位基准被形成为使相邻孔的沿所述第二方向的所述对位基准在同一平面内。
9.如权利要求5所述的安装组件，其中，每个孔的沿所述第二方向的至少一个对位基准被形成为使相邻孔的沿所述第二方向的所述对位基准在基本相互平行但相互隔开预定距离的不同平面内。
10.如权利要求5所述的安装组件，其中，形成在所述安装块上的沿所述第三方向的所述对位基准被形成为使所述对位基准在同一平面内。
11.一种用于把打印头模块安装在安装组件内的方法，包括把多个所述打印头模块定位在形成于所述安装组件的下板内的多个孔中，所述安装组件包括利用多个安装块隔开且基本平行的上下板；使每个所述打印头模块与形成在所述孔的第一内表面中的至少一个对位基准对准以沿第一方向对准所述打印头模块；使每个所述打印头模块与形成在所述孔的第二内表面中的至少一个对位基准对准以沿第二方向对准所述打印头模块；以及把每个所述打印头模块安装在至少两个所述安装块的接收面上，每个所述安装块的所述接收面提供沿第三方向的对位基准。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述多个打印头模块中的每个都包括位于所述打印头模块的下表面内的多个墨喷孔，所述下表面经由形成在所述安装组件的所述下板中的所述孔露出，这里，所述多个墨喷孔构造成把墨滴喷射到印刷介质上且设置成提供基本一致的墨滴间距，所述方法还包括沿所述第一、第二和第三方向相互对准所述多个打印头模块，以使得从相邻打印头模块的最外墨喷孔喷出的墨滴之间维持所述基本一致的墨滴间距。
13.如权利要求11所述的方法，其中，还包括在所述孔的所述第一内表面内形成至少一个凸出区域，所述凸出区域包括沿所述第一方向的所述至少一个对位基准；以及在所述孔的所述第二内表面内形成至少一个凸出区域，所述凸出区域包括沿所述第二方向的所述至少一个对位基准。
14.如权利要求13所述的方法，其中，沿所述第一方向具有两个对位基准，所述方法还包括形成每个孔的沿所述第一方向的至少两个对位基准，使得所述孔的至少两个对位基准在同一平面内。
15.如权利要求14所述的方法，其中，还包括形成在所述第二方向相邻的孔的沿所述第一方向的所述对位基准，使得沿所述第一方向的所述对位基准在同一平面内。
16.如权利要求13所述的方法，其中，还包括形成每个孔的沿所述第二方向的所述至少一个对位基准，使得相邻孔的所述至少一个对位基准在同一平面内。
17.如权利要求13所述的方法，其中，还包括形成每个孔的沿所述第二方向的所述至少一个对位基准，使得相邻孔的所述至少一个对位基准在基本相互平行但相互隔开预定距离的不同平面内。
18.如权利要求13所述的方法，其中，还包括在基本同一平面内形成所有的沿所述第三方向的所述对位基准。
19.一种用于收容打印头模块的系统，所述系统包括安装组件，包括下板，包括多个孔，每个所述孔被构造成露出容纳在所述安装组件内的打印头模块的表面，每个所述孔包括至少两个用于沿第一方向对准所述打印头模块的对位基准以及至少一个用于沿第二方向对准所述打印头模块的对位基准，所述打印头模块的所述表面包括多个墨喷孔；上板，近似平行于所述下板，所述上板包括多个构造成给墨道提供通路的孔，所述墨道形成在容纳于所述安装组件内的所述打印头模块中；以及多个安装块，位于所述上下板之间且固定在所述上下板上，每个所述安装块被构造成与所述打印头模块连接且包括用于沿第三方向对准所述打印头模块的基准；再循环组件，与所述安装组件的所述上板连接，包括主墨入口，构造成接收来自墨源的墨；主墨出口，构造成把墨引向墨源；通道，从所述主墨入口延伸至所述主墨出口，所述通道包括进入部和排出部，这里所述进入部构造成从所述主墨入口移动墨至多条墨道，所述多条墨道与供所述多个打印头模块中的每个使用的多个墨入口进行流体连通；以及所述排出部构造成移动墨离开多条墨道且朝向所述主墨出口，所述多条墨道与供所述多个打印头模块中的每个使用的多个墨出口进行流体连通；以及多个打印头模块，收容在所述安装组件内，每个所述打印头模块包括多个墨喷孔，构造成把墨滴喷射到印刷介质上；至少一个墨入口，与形成在所述再循环组件内的墨道进行流体连通；以及至少一个墨出口，与形成在所述再循环组件内的墨道进行流体连通。
20.如权利要求19的系统，其中，还包括可压缩密封件，位于所述打印头模块的每条墨进入道与所述再循环组件的相应墨道之间，且位于所述打印头模块的每条墨排出道与所述再循环组件的相应墨道之间，使得所述安装组件的所述上下板能相对于彼此移动且维持所述打印头模块的所述墨进入道和墨排出道与所述再循环组件的相应墨道之间的密封。
全文摘要
本发明公开一种用于安装和收容打印头模块的安装组件。安装组件包括下板、上板和多个安装块。下板包括构造成露出容纳在安装组件内的打印头模块的表面的孔，该表面包括多个墨喷孔。每个孔包括用于沿第一方向和第二方向对准打印头模块的对位基准。上板近似平行于下板，且包括多个构造成提供给墨道通路的孔，所述墨道形成在容纳于安装组件内的打印头模块中。安装块位于上下板之间且固定在该上下板上，该安装块被构造成与打印头模块连接。每个安装块包括用于沿第三方向对准打印头模块的基准。
文档编号B41J2/17GK1997521SQ200580020129
公开日2007年7月11日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年4月30日
发明者凯文·范埃森, 约翰·A·希金森, 安德烈亚斯·比布尔 申请人:迪马蒂克斯股份有限公司