[发明专利]打印头和采用打印头的系统

说明书

技术领域

本发明涉及打印头和采用打印头的系统。

背景技术

喷墨打印机通常包括从墨源至喷嘴通路的墨通路。喷嘴通路终止于喷射墨滴的喷嘴孔。通过用致动器给墨通路内的墨加压来控制墨滴喷射，该致动器可以是例如压电偏转器、热气泡喷射发生器或者静电偏转元件。典型打印头包括储蓄器(reservoir)和喷射组件。喷射组件包括具有相应喷嘴孔和相关致动器的墨通路阵列，且可以独立控制自每个喷嘴孔的墨滴喷射。在按需喷射式打印头中，当喷射组件和打印基底相互移动时，激活各个致动器以选择性地喷出墨滴到图像的特定像素位置上。在高性能喷射组件中，喷嘴孔通常具有50微米或更小例如大约25微米的直径，以每英寸100-300个喷嘴的间距隔开，具有100至3000dpi或更高的分辨率，且提供大约1至70皮升(pl)或更小的墨滴尺寸。墨滴喷射频率通常为10kHz或更大。

Hoisington等的US5265315描述了一种具有半导体本体和压电致动器的喷射组件，在此引入US5265315的全部内容以供参考。组件本体由经蚀刻以限定墨室的硅制成。喷嘴孔由安装到硅本体上的单个喷嘴板限定，压电致动器具有一层响应于所施加的电压而改变几何形状或者弯曲的压电材料。压电层的弯曲给沿着墨通路设置的泵室内的墨加压。

喷射组件的其它例公开在Andreas Bibl等于2002年7月3日提交、名称为“PRINTHEAD(打印头)”且序列号为No.10/189947的美国专利申请中，在此引入该申请的全部内容以供参考。

压电材料相对于给定电压显示出的弯曲量与该材料的厚度成反比。结果，当压电层的厚度增大时，电压需求增大。为限制给定墨滴尺寸的电压需求，可增大压电材料的偏转壁面积。大压电壁面积又需要相应大的泵室，这使得在设计方面复杂化，此设计方面例如为了高分辨率印刷而维持小孔口间距。

一般，打印头包括一个或多个喷射组件。打印系统可在基底相对于打印头的一次扫描或者多次扫描中打印。打印头可用于喷射墨和/或其它流体，此流体例如用于电子组件(例如导电材料)的材料或者用于例如平板显示器的滤色器材料。

发明内容

打印头可用在许多生产环境中。许多应用都对打印头的特性提出了特定的需求。例如，当在可食用基底上打印时，打印头应该符合规定的标准，例如，食品和药品管理一般制造准则针对食品等级或药物等级设备发布的需求。一个这种需求是用户应当能够利用例如腐蚀剂或和/或抗菌液清洗各种打印头的表面。在此应用中，希望打印头的表面易于清洗，以符合这些规定并避免设备过长的停工时间。

在某些方面，本发明的特征在于一种具有在工作过程中面向基底的表面的打印头或打印头组(printhead cluster)，该表面易于清洗而不会导致打印头组过长的停机时间。打印头组内的每个喷射组件都包括在该喷嘴组件与打印头组的机架之间形成密封件的部件。密封件减少(例如避免)任何清洗剂从表面漏入打印头组的本体内。否则，这种泄漏会损坏打印头组的部件(例如，电子组件)。另外，在一些实施例中，打印头组中的喷射组件可以容易地移除和更换而不会导致过长的停机时间。

一般，在一个方面，本发明的特征在于打印头组，其包括：机架，具有多个孔；多个喷射组件，每个喷射组件被定位在所述孔之一内；以及多个密封件，每个密封件设置成密封喷射组件与机架之间的空间。

打印头组的实施例包括一个或多个以下特征和/或其它方面的特征。例如，机架是收容喷射组件的机壳的一部分，且机架的一表面形成机壳的一面。当机壳的面暴露于流体时，密封件基本防止流体进入机壳。机壳收容至少一个用于储存流体的储蓄器，且在工作过程中，喷射组件把流体的小滴沉积到基底上。流体是墨。密封件是O形环。密封件由橡胶形成。

一般，在另一方面，本发明的特征在于一种装置，其包括：喷射组件，包括多个可喷射小滴的喷嘴；机架，构造成把喷射组件定位在装置内；以及部件，在机架与喷射组件之间形成密封件。

此装置的实施例包括一个或多个以下特征和/或其它方面的特征。例如，喷嘴设在喷射组件的喷嘴板中，且喷嘴板被设置成大致平行于机架的表面。喷嘴板被设置成与机架的表面共面。部件通过填充机架与喷射组件之间的间隙来在机架与喷射组件之间形成密封件。机架构造成把一个或多个额外的喷射组件定位在装置内。机架包括一个或多个用于相对于机架定位喷射组件的部件。射组件包括本体和喷嘴板。喷射组件的本体包括多条通道和压电致动器，这里，通道对应于喷嘴板中的喷嘴，且压电致动器构造成使通道内的流体中的压力变化以经由喷嘴喷射小滴。