專利名稱：一種用于打印引擎的供墨裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打印引擎。本發(fā)明特別應(yīng)用于具有即時(shí)打印功能的數(shù)碼相機(jī)上，更確切地說，本發(fā)明涉及一種與用于向打印引擎的打印頭供墨的供墨裝置。
背景技術(shù)：
人們不難理解，頁寬打印機(jī)上打印引擎部分使用的是專用的打印頭，其外形尺寸以毫米為單位表示，尾數(shù)以小數(shù)來表示。打印頭的寬度通常為600微米。在一列噴墨噴嘴中，相鄰兩個(gè)噴嘴間的間距是百微米數(shù)量級(jí)的。打印頭的基層是由硅晶片做的，而向基片供墨的供應(yīng)機(jī)構(gòu)是用塑料做成的結(jié)構(gòu)件。為了模制塑料使得各種墨水可送到基片上每個(gè)供墨通道中，要求極高的精度，因而制作成本也非常高。
“頁寬”是指打印介質(zhì)經(jīng)過打印頭時(shí)，打印頭在打印介質(zhì)上一次打印一行，而不在打印介質(zhì)上橫向滑動(dòng)或光柵化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種所述打印頭包括一個(gè)與一晶片的第一表面相相鄰的噴嘴護(hù)板、一排安裝在所述晶片的第一表面上的微電子機(jī)械系統(tǒng)噴墨裝置和多個(gè)供墨通道，所述供墨通道貫穿所述晶片而從所述晶片的背面延伸至相應(yīng)的噴墨裝置，所述噴墨裝置成多組設(shè)置，所述供墨裝置包括一個(gè)安裝在所述晶片背面上的料塊，所述塊中設(shè)有多個(gè)管，每個(gè)管對(duì)應(yīng)其中一組噴墨裝置且每個(gè)管開口至所述塊的第一表面，而該第一表面與所述晶片背面相對(duì)接；及多個(gè)開設(shè)進(jìn)所述塊的一第二表面的進(jìn)墨孔，所述進(jìn)墨孔設(shè)置為使每個(gè)管與至少一個(gè)進(jìn)墨孔相連通，其中墨水由每個(gè)噴墨裝置噴射通過所述噴嘴護(hù)板。
一個(gè)安裝在晶片背面的料塊，所述塊上設(shè)有多個(gè)管，所述管開設(shè)到所述塊的第一表面而與晶片背面相鄰接；及至少一個(gè)與每個(gè)管相連通的進(jìn)墨孔，所述進(jìn)墨孔開設(shè)至所述塊的第二表面。
優(yōu)選的是，所述塊的第二表面與第一表面相對(duì)設(shè)置。
所述塊可以是一個(gè)硅晶片。所述塊粘在安裝有微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)設(shè)備的晶片上。
所述管和進(jìn)墨孔可以是蝕刻在硅晶片上的。
所述塊可包括一個(gè)分隔裝置，用以將每個(gè)進(jìn)墨孔與其相鄰的孔分隔開。分隔裝置可以是橫置于所述塊上位于相鄰進(jìn)墨孔之間的一個(gè)墊片，所述墊片由密封材料制成。


下面結(jié)合例子和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明圖1是根據(jù)本發(fā)明繪制的打印引擎的三維視圖，包括其組件圖2是打印引擎的三維分解圖；圖3是使用可拆卸打印盒的打印引擎的三維視圖，圖中將打印引擎移去了；圖4是打印引擎的三維后視圖，其中的打印盒以虛線表示；圖5是打印引擎的三維剖面圖；圖6是打印引擎上打印頭分組件的三維分解圖；圖7是打印頭分組件的局部剖視圖；圖8是打印頭分組件的截面端視圖，圖中的蓋頂機(jī)構(gòu)位于蓋頂位置圖9顯示的是打印頭分組件，圖中的蓋頂機(jī)構(gòu)位于開蓋位置
圖10是本發(fā)明的打印引擎打印頭的供墨裝置的局部三維示意圖；圖11是沿圖10中XI-XI線的供墨裝置的截面端視示意圖；圖12是沿圖10中XII-XII線的供墨裝置的截面端視示意圖；圖13是沿圖10中XIII-XIII線的供墨裝置的截面端視示意圖；圖14是沿圖10中XIV-XIV線的供墨裝置的截面端視示意圖；具體實(shí)施方式

在圖中，附圖標(biāo)記500通常是指符合本發(fā)明的打印引擎。打印引擎500帶有一個(gè)打印引擎組件502，其中裝有一個(gè)可拆卸的打印盒504。
在我們公告的名稱為“打印盒”(備案號(hào)CA02)及“墨水盒”(備案號(hào)CA04)的同類專利申請(qǐng)中詳細(xì)描述了該打印盒504，上述兩個(gè)專利是同時(shí)申請(qǐng)的，其國際專利申請(qǐng)?zhí)柗謩e為PCT/AU00/00741和PCT/AU00/00742，這里專門結(jié)合其內(nèi)容以做參考。
打印引擎組件502包括一個(gè)第一分組件506和一個(gè)第二分組件508。
分組件506上有一個(gè)底盤510。底盤510包括一個(gè)第一模塑件512，其上模制有供墨管514。打印盒504中的墨水經(jīng)由供墨管514送入打印頭分組件508的打印頭516(圖5、6、7)。打印頭516可以用四種顏色的墨水打印也可以用三種顏色的墨水再加上第四種只有在紅外光譜下可見的墨水(以下稱為紅外墨水)來進(jìn)行打印。相應(yīng)地，就需要在模塑件512上預(yù)制出4個(gè)供墨管514及一個(gè)供氣管518。空氣由供氣管518吹向打印頭516，以防止外界的顆粒在打印頭516的噴嘴護(hù)板上堆積。
底盤510上還包括一個(gè)蓋狀模塑件520。蓋狀模塑件520上裝有一個(gè)泵522。泵522是一個(gè)抽氣泵，通過進(jìn)氣孔細(xì)管524和進(jìn)氣孔526，經(jīng)由打印盒504中的空氣過濾器汲取空氣?？諝庥沙鰵饪?28排出，提供給底盤510上的供氣管518。
底盤510上還裝有一個(gè)第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)是一個(gè)步進(jìn)電機(jī)530。步進(jìn)電機(jī)530通過第一輪系532來驅(qū)動(dòng)泵522。該步進(jìn)電機(jī)530還通過第二輪系538與打印盒504上的滾輪組件536中的主動(dòng)滾輪534(圖5)相連。輪系538與裝在主動(dòng)滾輪534一端上的可嚙合部件540(圖2)嚙合。因而使步進(jìn)電機(jī)530可以控制向分組件508的打印頭516中輸送打印介質(zhì)542的進(jìn)給，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)打印介質(zhì)542在打印頭516下通過時(shí)，在上面打印圖像。要注意當(dāng)在打印介質(zhì)542上進(jìn)行打印時(shí)，步進(jìn)電機(jī)530只負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)打印介質(zhì)542，而泵522只負(fù)責(zé)向打印頭516吹氣。
底盤510上的模塑件512上安裝有多個(gè)供墨導(dǎo)管，即與供墨管514相連通的細(xì)管544。供墨細(xì)管544貫穿于打印盒504上的彈性凸緣組件546當(dāng)中，用于從打印盒504的墨水腔或存儲(chǔ)格548(圖5)中抽取墨水以提供給打印頭516。
底盤510上的蓋狀模塑件520上通過夾子552支撐有一個(gè)第二電機(jī)550，即直流電機(jī)。該電機(jī)550用來驅(qū)動(dòng)切割裝置—刀輪組件554，在完成圖像在打印介質(zhì)542上的打印后，將其與剩余的打印介質(zhì)切開。電機(jī)550的輸出軸上帶有一個(gè)斜齒輪556。斜齒輪556與刀輪組件554的蝸輪560上帶有的斜齒輪558嚙合。蝸輪560通過軸承562裝在打印頭分組件508的底盤底板564上，可以轉(zhuǎn)動(dòng)。
刀輪組件554帶有一個(gè)刀輪566，該刀輪566安裝在安裝架570上的彈性柔性臂568上。蝸輪560從安裝架570旁經(jīng)過的過程為當(dāng)蝸輪560轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝架570和刀輪566從底盤底板564處橫向經(jīng)過。安裝架570與底板564的蓋572貼在一起，以阻止安裝架570相對(duì)于蝸輪560轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，刀輪566緊貼著打印頭分組件508的上殼或蓋部件574，以有效切割打印介質(zhì)542。蓋部件574是金屬的。因而當(dāng)?shù)遁?66從蓋部件574處經(jīng)過時(shí)，形成一個(gè)類似于剪刀的動(dòng)作，將已打上圖像的打印介質(zhì)542同其余部分切開。
分組件506包括一個(gè)噴射機(jī)構(gòu)576。噴射機(jī)構(gòu)576裝在底盤510上并且上面有一個(gè)帶有夾子580的凸緣578，將噴射機(jī)構(gòu)576夾在并貼附在底盤510上。凸緣578處裝有一個(gè)由彈性材料制成的插件582。插件582上設(shè)有多開口584。開口584將細(xì)管544上的進(jìn)孔封閉，以阻止外面的顆粒進(jìn)入到細(xì)管544中，并由此進(jìn)入管514和打印頭516中。此外，插件582表面形成的面或平臺(tái)586將進(jìn)氣細(xì)管524堵住，起到與上述相同的封閉作用。
底盤510和凸緣578之間裝有一個(gè)螺旋彈簧588，這在圖3中可以清楚地看到，當(dāng)打印盒504從打印引擎500上拆下時(shí)，該螺旋彈簧588將凸緣578推到一個(gè)與底盤510隔開的位置。圖4中所示的噴射機(jī)構(gòu)576處于收起的位置。
上面已經(jīng)提到打印頭分組件508帶有一個(gè)底板564。裝在底板564上的蓋頂機(jī)構(gòu)590是可以移動(dòng)的，可以移向或移離打印頭516。蓋頂機(jī)構(gòu)590上帶有一個(gè)細(xì)長的肋狀凸緣592，肋狀凸緣592設(shè)置在載架593上。載架593由位移機(jī)構(gòu)594支撐，當(dāng)打印頭516不工作時(shí)，該位移機(jī)構(gòu)594移動(dòng)肋狀凸緣592與打印頭516對(duì)接。反過來，當(dāng)打印頭516工作時(shí)，該位移機(jī)構(gòu)594產(chǎn)生動(dòng)作，使肋狀凸緣592回縮，從而與打印頭516分開。
打印頭分組件508上帶有一個(gè)打印頭支撐模塑件596，打印頭516安裝在上面。該模塑件596與模塑件596上的插件599形成了一個(gè)通道598，當(dāng)在打印介質(zhì)542上打印圖像時(shí)，打印介質(zhì)542由此處通過。模塑件596上有一個(gè)凹槽700，當(dāng)蓋頂機(jī)構(gòu)590處于其蓋頂位置時(shí)，蓋頂機(jī)構(gòu)590由槽700處伸出來。
進(jìn)墨裝置702由插件599支撐于蓋部件574的下面。進(jìn)墨裝置702上帶有一個(gè)脊面形部件704，并且在部件704上裝有一個(gè)鑄件706。脊形部件704和鑄件706之間形成了一個(gè)墨水進(jìn)給縱槽708，該縱槽與底盤510上的供墨管514相連通，墨水經(jīng)由通道710(圖7)送往打印頭516。
打印頭516旁邊的脊形部分704上有一個(gè)供氣管711(圖8)。
電信號(hào)經(jīng)由磁帶自動(dòng)連接膜片712傳送到打印頭516，磁帶自動(dòng)連接膜片712掛置于插件599和進(jìn)墨裝置702之間。
模塑件596上帶有一個(gè)有角度的翼狀部件714。一個(gè)柔性印刷電路板(PCB)716安裝并固定在翼狀部件714上。插件599上的肋狀凸緣718推動(dòng)柔性印刷電路板716與磁帶自動(dòng)連接膜片712接觸，使兩者導(dǎo)通。柔性印刷電路板716上裝有排線720。排線720用來向打印頭516和打印引擎500的其它帶電部件供電。此外，柔性印刷電路板716上帶有一個(gè)像機(jī)打印引擎控制芯片721和一個(gè)質(zhì)量控制芯片(未畫出)，質(zhì)量控制芯片可以識(shí)別打印盒504與打印引擎500的兼容性和適用性。為此，印刷電路板716上帶有一個(gè)觸頭723，與打印盒504中的觸頭725相接合。
從圖7中可以清楚地看到打印頭本身帶有一個(gè)噴嘴護(hù)板722，安裝在硅晶片724上。墨水經(jīng)由供墨構(gòu)件726提供給打印頭516的噴嘴陣(未畫出)。需要供墨時(shí)，供墨構(gòu)件726與進(jìn)墨裝置702的墨水通道710上的出口接通，將墨水送往打印頭516的噴嘴陣。
從圖10到圖14中可以清楚的看到打印頭的布局。供墨構(gòu)件726是一塊硅晶片，裝在硅晶片724上。供墨構(gòu)件726中帶有多個(gè)貫穿其中的管728。
上面已經(jīng)談到打印頭516是一個(gè)多色打印頭，其上的噴嘴757排列成一組一組的形式。每組負(fù)責(zé)打印一種顏色的墨水或打印紅外墨水。噴嘴757是一種微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)設(shè)備，安裝在硅晶片724的一個(gè)表面730上，而構(gòu)件726安裝在硅晶片724上與表面730相對(duì)的表面732上。從圖10中可以看到提供給每組噴嘴757中的墨水是來自于供墨通道734。
因而，構(gòu)件726上的每個(gè)管728與其相應(yīng)的通道734組相通，每個(gè)管728上有多個(gè)進(jìn)墨孔736、738、740和742。例如，進(jìn)墨孔736向晶片724上的第一組供墨通道734提供黑色墨水。而在有三種顏色的墨水和一種紅外墨水的情況下進(jìn)墨孔736向第一組通道提供紅外墨水；品紅色墨水經(jīng)過第二組噴嘴的進(jìn)墨通道734由進(jìn)墨口738進(jìn)入其中；黃色墨水經(jīng)過第三組噴嘴的進(jìn)墨通道734由進(jìn)墨口740進(jìn)口其中；最后一組進(jìn)墨口742是用來向第四組噴嘴提供青色墨水的。
進(jìn)墨孔736、738、740和742之間由一個(gè)橫著展開的密封材料墊片744將其與相鄰的孔隔開?？梢钥闯鲞M(jìn)墨裝置702與構(gòu)件726的頂部746緊挨著，這樣就將進(jìn)墨孔736和742彼此隔開了。
同樣，也可以看到磁帶自動(dòng)連接膜片712是用膠粒748粘在晶片724的面730上的，由膠粒748形成的液態(tài)緊封將晶片724的邊封住。
墨水經(jīng)由噴嘴護(hù)板722上的一個(gè)通道750，然后從每個(gè)微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)設(shè)備757中噴射出去。為了使噴嘴護(hù)板上的面752以及護(hù)板722到晶片724之間的區(qū)域754保持清潔、沒有外來的顆粒，采用向噴嘴護(hù)板722上的面752吹氣的方法，空氣由通道710中送出、經(jīng)由進(jìn)氣孔756后進(jìn)到區(qū)域754。
構(gòu)件726是一個(gè)硅晶片，在這個(gè)晶片上利用蝕刻技術(shù)預(yù)制出管728及進(jìn)墨孔736和742。
如介紹中所述，通道734和晶片724之間的間隔是百微米數(shù)量級(jí)的。而每個(gè)進(jìn)墨孔736到進(jìn)墨孔742之間的長度L大約為0.5毫米。相鄰進(jìn)口之間的間距也是0.5毫米數(shù)量級(jí)的。如果將打印頭516的寬度作為X，而將打印頭的長度作為Y，則該供墨構(gòu)件726有效地起到一個(gè)轉(zhuǎn)換器的作用，將較小的X轉(zhuǎn)換為較大的Y。因而，用模塑件制作一個(gè)上面帶有輸送管道的進(jìn)墨裝置702，就很容易了，這要比制作一個(gè)將墨水直接送入打印頭516上的晶片724中的進(jìn)墨裝置要簡(jiǎn)易得多。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道在不背離本發(fā)明的精髓和保護(hù)范圍的前題下，可以對(duì)給出的實(shí)施方式進(jìn)行各種變動(dòng)和/或修改。因而無論從哪一方面來講，都應(yīng)將當(dāng)前給出的實(shí)施僅視為說明性的和非限定性的。
權(quán)利要求
1.一種用于打印引擎的打印頭的供墨裝置，所述打印頭包括一個(gè)與一晶片的第一表面相鄰的噴嘴護(hù)板、一排安裝在所述晶片的第一表面上的微電子機(jī)械系統(tǒng)噴墨裝置和多個(gè)供墨通道，所述供墨通道貫穿所述晶片而從所述晶片的背面延伸至相應(yīng)的噴墨裝置，所述噴墨裝置成多組設(shè)置，所述供墨裝置包括一個(gè)安裝在所述晶片背面上的料塊，所述塊中設(shè)有多個(gè)管，每個(gè)管對(duì)應(yīng)其中一組噴墨裝置且每個(gè)管開口至所述塊的第一表面，而該第一表面與所述晶片背面相對(duì)接；及多個(gè)開設(shè)進(jìn)所述塊的一第二表面的進(jìn)墨孔，所述進(jìn)墨孔設(shè)置為使每個(gè)管與至少一個(gè)進(jìn)墨孔相連通，其中墨水由每個(gè)噴墨裝置噴射通過所述噴嘴護(hù)板。
2.如權(quán)利要求1所述的供墨裝置，其特征是，所述塊的第二表面與第一表面相對(duì)設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1所述的供墨裝置，其特征是，所述塊是一個(gè)硅晶片。
4.如權(quán)利要求3所述的供墨裝置，其特征是，所述塊粘接在所述裝有微電子機(jī)械系統(tǒng)設(shè)備的晶片上。
5.如權(quán)利要求3所述的供墨裝置，其特征是，所述管和進(jìn)墨孔是蝕刻到硅晶片上的。
6.如權(quán)利要求1的所述的供墨裝置，其特征是，包括一個(gè)將每個(gè)進(jìn)墨孔與其相鄰的進(jìn)墨孔隔開的分隔裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于打印引擎的打印頭的供墨組件。所述打印頭包括一排微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)噴墨裝置和一個(gè)供墨通道，噴墨裝置安裝在一個(gè)晶片的第一表面上，供墨通道從晶片的背面延伸至各噴墨設(shè)備而貫穿晶片。噴墨裝置成組設(shè)置。相應(yīng)地，供墨裝置包括一個(gè)安裝在晶片背面的料塊，所述塊中設(shè)有多個(gè)管，各管開設(shè)至所述塊的第一表面而與晶片的背面相鄰接。進(jìn)墨孔與每個(gè)管相連通，這些進(jìn)墨孔開設(shè)至所述塊的第二表面。
文檔編號(hào)B41J2/155GK1676339SQ200510064548
公開日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2000年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者卡·西爾弗布魯克, 托比·艾倫·金, 蓋瑞·羅蒙德·杰克遜 申請(qǐng)人:西爾弗布魯克研究有限公司