专利名称：打印头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种打印头。尤其是，所采用的方法和设备总体上来说属于WO-A-93/11866中描述的类型，在此通过引用将其中公开的内容结合入本发明。在前述专利说明书中，在打印头中获得了微粒聚结或集中现象，并且在喷射部位处，聚结的微粒会被喷射到一个比如用于打印目的的基体上。对于阵列打印机来说，可以以一排或者多排设置多个单元。
背景技术：
众所周知的是，利用源自于多个喷射部位的静电场来产生和喷射出微粒，其中墨被供给各个喷射部位。重要的是，墨在相同的条件下，即当其它部位已经被供给墨时不存在没有墨的部位，和相同的条件下，比如温度、压力和浓度，到达阵列中的各个喷射部位。这样就确保了在打印过程中使用的墨的成分在各个喷射部位处相同，并且在与阵列中心处的喷射部位相同的条件下向位于阵列末端处的部位供给相同的墨量，所述位于阵列末端处的部位易于无法接收足够的墨供给。
还有，当环绕喷射部位阵列设置一个中间电极(intermediateelectrode)时，必须使得该中间电极能够以这样一种方式快速和精确地得以定位，即不会增大对其所环绕的喷射部位造成损害的风险。显然，对任何喷射部位的损害均是所不希望的，因为这将影响到由打印头执行的任何打印操作的质量和精度。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种克服前述问题的打印头。
根据本发明，在此提供了一种打印头，包括
一个壳体，具有一个用于供给墨的入口；一个喷射部位阵列，用于喷射墨滴；一个供墨通路，用于使得墨从所述入口流向所述喷射部位，其中该供墨通路包括至少一个发散的墨歧管；以及一个流出歧管，用于从所述喷射部位接收墨。
优选的是，所述歧管沿着从所述入口至出口的方向发生分散。
优选的是，所述歧管包括至少一个用于供墨流通的入口和出口，所述出口将墨供送至所述喷射部位阵列。
所述歧管最好相对于一根垂直于所述喷射部位阵列并且位于其中心的直线对称。
所述歧管呈三角形通道的形式，并且所述入口可以被设置在所述歧管的顶点，而所述出口位于所述歧管上与入口相对的侧面上。
可选择地，所述歧管呈一个基本上半圆形腔室的形式，同时源自于所述腔室的出口位于所述歧管的基本上平直边界上。所述歧管还可以呈一个特定椭圆形或者抛物线形腔室。优选的是，所述入口由此位于所述歧管的形状会聚处。
在所述喷射部位阵列非常宽的设置中，可以想到可以设置多个墨供给歧管，以便使得各个墨供给歧管均向所述阵列中的基本上相等部分供给墨。用于各个所述歧管的入口均可以由一个前述类型的共用歧管进行供给，以便使得被供送至所述喷射部位的墨仍旧横跨整个阵列处于相同条件，如同其初始通过单个入口供送至所述第一通路那样。
所述打印头还可以带有一个流体流动层，在该流体流动层中设置有多个流体通道，并且一种气体或者液体，比如冲洗介质，可以受迫通过这些通道进行流动。这种流动可以被用于清洁所述通道或者清洁所述中间电极。
所述流出歧管可以具有与流入歧管相同的形式，或者可以具有不同的形状。优选的是，所述流出歧管从其入口朝向其出口会聚。在确保向打印头均匀施加负压和使得所有墨进行再循环方面，所述流出歧管的形状很重要，以便不会产生静态墨囊(pockets of static ink)。
所述歧管的横剖面积可以保持恒定，以便使得随着宽度增大，厚度减小。
所述歧管可以设有多个墨入口或者可以选择性地设有单个入口。所述流出歧管最好带有单个出口，用于将墨返回至一个大体积的墨供给源。
优选的是，当使用时，所述歧管的上边缘发生弯曲，从而使得所存在的任何气泡受迫上浮至该歧管的顶部。所述歧管最好带有一个或者多个泄气出口，用于去除气泡。优选的是，一个泄气出口位于一个歧管的顶点处。
所述歧管中之一或者两者均可以带有一个或者多个支撑结构，来保持所述歧管具有所需的厚度。
本发明的第二方面提供了一种打印头，包括一个壳体；一个喷射部位阵列，用于分配墨滴；以及一个环绕在所述喷射部位阵列周围的中间电极；其中所述中间电极被可去除地连接在所述壳体上。
优选的是，所述中间电极借助于一个动态安装装置(kinematicmount)连接起来。
所述打印头还可以包括一个或者多个安装于所述壳体和中间电极中之一上的磁体，用于吸引所述壳体和中间电极中的另外一个。
所述动态安装装置包括位于所述打印头或者中间电极上的凹槽，其中一个呈圆锥形，一个呈V形并且另外一个具有平坦底部。所述打印头和中间电极中的另外一个最好带有球轴承，当所述中间电极被安装在所述壳体上时，该球轴承位于对应的凹槽内部。
可以在所述壳体和中间电极中之一或者两者上设置额外的磁体。
所述动态安装装置中的接触插件可以导电，来与所述中间电极发生电接触。所述插件可以经过镀金处理。
本发明的第三方面提供了一种打印头，包括一个壳体；
一个喷射部位阵列，用于分配墨滴；一个环绕在所述喷射部位阵列周围的中间电极；以及一个流体流动层，具有至少一个通路，在使用中，一种流体可以受迫通过所述通路进行流动，所述流体被导向所述喷射部位阵列和中间电极中之一或者两者。
所述流体可以是一种气体，比如空气，此外或者可选择地，可以是一种液体，比如冲洗介质或者溶剂。在这两种情况下，所述流体流会导致墨沉淀物被从所述喷射部位或者中间电极中去除。
本发明的第四方面提供了一种清洁打印头的方法，所述打印头具有一个壳体；一个喷射部位阵列，用于分配墨滴；以及一个环绕在所述喷射部位阵列周围的中间电极，这种方法包括下述步骤向所述壳体内部的流体网络供送高压清洁流体；将所述高压清洁流体导向所述喷射部位阵列和中间电极中之一或者两者。
优选的是，所述清洁流体包括高压气体和流体中之一，最好分别是空气和冲洗介质。优选的是，在清洁之后，所述清洁流体被收集起来，进行过滤并且由此可以重新使用。
下面将参照附图对本发明的一个示例进行描述，其中图1是一个根据本发明的打印头的透视图；图2是一个从打印头的另一侧面看到的透视图，其中中间电极被去除；图3示出了中间电极；图4是一个贯穿打印头的喷射部位的示意性横剖视图；图5a是一个墨流入结构的分解视图；图5b是一个墨流出结构的分解视图；图6a是一个墨流入结构的透视图；图6b是一个墨流入结构中的部件放大视图；
图6c是一个墨流出结构的透视图；图6d是一个墨流出结构中的部件的详细视图；图7是一个歧管示例的示意性平面图；图8是一个流出歧管的示意性平面图；图9是一个流入歧管示例的示意性平面图；图10是一个用于打印头中的维护系统的示意图。
优选实施例在图1中示出的打印头1包括一个主体2，其余部件被连接在该主体2上。在所述主体的一个端部上，借助于一个动态安装装置(参见图2和3)安装有一个中间电极板3。主体2被连接在一个安装部分4上，该安装部分4包括借助于翼形螺钉7保持在一起的定位板5和固定板6，所述翼形螺钉7贯穿一个波状垫圈7a。
主体2包括一个基本上平齐的基部8和一对直立的突起9，中间电极板3被安装在直立的突起9上。
如图2中所示，所述动态插件(kinematic insert)包括三个位于主体上的凹槽10、11、12，其中包括一个平底凹槽10、一个V形凹槽11以及一个圆锥形凹槽12。磁体13被插入在所述主体的表面中。
中间电极板3包括一个基准板14，球轴承15和额外磁体16被固定在其上，和中间电极17本身，其被安装在所述基准板14上的一个开口中。在基准板14上设置有开口71，来接收位于壳体2上的对应突起70。当然，所述突起也可以位于基准板上而所述开口位于壳体上。
主体2的平坦部分8支撑起一个在图4中示出的层压结构18，如图4中可以看到的那样，该层压结构18包括一个流体流动层19、一个墨流出歧管20、一个墨流出层21、一个中心瓦面22(central tile)、一个墨流入棱柱23、一个墨流入歧管24、一个泄气出口25以及一个墨流入层26。
中心瓦面22包括用于将墨供送至喷射部位阵列27的通道(未示出)。
层压结构18由打印头中用作夹具的上部28保持住，并且借助于一块板29保持在合适的位置处，其中板29借助于螺钉30固定于所述主体上。
借助于经由电连接件31供送来的电信号对喷射部位27进行控制，其中电连接件31被安装在刚性板32上。所述电连接件均被连接在一个柔性薄板33上，该柔性薄板33具有对应于各个喷射部位的独立电通路，并且它们均被连接在中心瓦面22中的独立通道上。
在图4中示出的流体流动层19包括一组在图6c和6d中示出的狭窄通道34，一种气体或者液体，比如冲洗介质，可以受迫通过这些狭窄通道34进行流动。尽管仅示出了单个流体流动层，但是能够想到的是，也可以包括更多的流体流动层。这一点将参照图10更为详细地进行讨论。
墨借助于打印头中的墨供给导管35进行供给，所述墨供给导管35通过墨流入层26和泄气层25将墨送入墨流入歧管24内，墨流入歧管24的示例可以在图7和9中看到。墨穿过歧管24中的腔室37，并且通过墨流入棱柱23排出至位于中心瓦面22上的喷射部位27。随后，墨通过墨流出层21从中心瓦面22流入墨流出歧管20内，墨流出歧管20的一个示例可以在图8中看到。墨随后离开所述墨流出歧管并且回流入大体积的墨供给源(未示出)内。
正如可以在图5a、5b以及6a至6d中看到的那样，墨流入棱柱23包括一组狭窄通道60，这些狭窄通道60分别对应于中心瓦面22中的各个独立的喷射部位27。墨沿着通道60流动，并且进入喷射部位27。图5b中的流出歧管20包括一个三角形腔室42，但是该腔室的形状也可以与流入歧管24中的腔室37相同，或者被加工成如图8中所示。
图7示出了流入歧管24的一个示例的示意性平面图。该歧管带有一个源自于所述大体积墨供给源的入口36，用于向歧管腔室37供给墨。所述腔室包括多个支撑件38，用于保持所述腔室具有所需的厚度，并且沿着所需的方向对墨流进行导引。
图8示出了流出歧管20的一个示例，其中墨沿着平直边界39进入一个歧管腔室42，穿过该歧管腔室并且经由一个墨出口排出。同样，设置有多个支撑件41，来保持流出歧管腔室具有所需的厚度。支撑件38和41是任选性的。
图9示出了流入歧管24的另外一种示例，其中设置有多个墨入口43，同时设置有多个支撑结构44。还设置有一个泄气出口45，用于去除气泡，所述气泡可能夹带于流入的墨流中，并且是不希望存在的。
图10示出了一个维护系统50的主要特征，这种维护系统50可以被用于前些附图中示出的打印头内。这种维护系统包括一个向泵52供给液体的冲洗液存储器51，其中泵52经由一个阀53将液体流分送至用于打印头1的供给管线54内。在所述供给管线上还经由另外一个阀连接有一根高压空气供给管线55。以这种方式，液体或者气体，或者它们的组合，可以通过中心瓦面22中的墨流动路径内的通道34(未示出)或者图5中示出的流体流动层19中的通道34进行供给。所述流动路径包括两个歧管和多个喷射部位。经由空气管线55供给的高压空气在液体流中提供了额外的搅动，由此增强了所述流体随着其沿着墨供给路径前进而产生的清洁作用。可以想到的是，所述液体和气体可以同时供给，或者作为独立的流体流依次供给。将高压空气添加到所述液体内还在打印头1处提供了额外搅动。通过关掉所述气流，流体可以被泵送入打印头的两侧，使得其处于备用状态。还有设置有额外的阀(未示出)，来容许使用者在维护和打印构造之间进行转换。已使用的清洁流体通过一个过滤器56流入一个经过滤冲洗液收集存储器56内，用于重新循环回泵52。
所述维护系统可以被用来对喷射部位27或者中间电极17中之一或者两者进行清洁。当对所述喷射部位进行清洁时，优选的是使用冲洗介质和高压空气。
当对中间电极17进行清洁时，包括有高压气体的流体流用作一个气刷。
可以设置额外的流体出口，来将流体导引至打印头中的其它部件。
权利要求
1.一种打印头，包括一个壳体，具有一个用于供给墨的入口；一个喷射部位阵列，用于喷射墨滴；一个供墨通路，用于使得墨从所述入口流向所述喷射部位，其中该供墨通路包括至少一个发散的墨歧管；以及一个流出歧管，用于从所述喷射部位接收墨。
2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述歧管包括至少一个用于供墨流通的入口和出口，所述出口将墨供送至所述喷射部位阵列。
3.根据权利要求2所述的打印头，其特征在于，所述歧管沿着从所述入口至出口的方向发生分散。
4.根据任一前述权利要求所述的打印头，其特征在于，所述歧管相对于一根垂直于所述喷射部位阵列并且位于其中心的直线对称。
5.根据任一前述权利要求所述的打印头，其特征在于，所述歧管是一条三角形通道。
6.根据权利要求5所述的打印头，其特征在于，所述入口被设置在所述歧管的顶点，而所述出口位于所述歧管上与入口相对的侧面上。
7.根据权利要求5所述的打印头，其特征在于，还包括一个位于所述歧管顶点处的泄气出口。
8.根据权利要求1至4中任一所述的打印头，其特征在于，所述歧管基本上呈半圆形。
9.根据权利要求8所述的打印头，其特征在于，源自于所述歧管的出口位于所述歧管的基本上平直边界上。
10.根据权利要求1至4中任一所述的打印头，其特征在于，所述歧管是一个基本上呈椭圆形或者抛物线形的腔室。
11.根据权利要求10所述的打印头，其特征在于，所述入口位于所述歧管的会聚处。
12.根据任一前述权利要求所述的打印头，其特征在于，多个歧管平行设置，以对所述喷射部位阵列中的不同部分进行供给。
13.根据权利要求12所述的打印头，其特征在于，用于各个所述歧管的入口均由一个前述类型的共用歧管进行供给。
14.根据任一前述权利要求所述的打印头，其特征在于，所述歧管的横剖面积保持恒定。
15.根据任一前述权利要求所述的打印头，其特征在于，所述额外歧管从其入口朝向其出口发生会聚。
16.根据任一前述权利要求所述的打印头，还包括一个流体流动层，在该流体流动层中设置有多个流体通道，并且一种流体可以受迫通过这些通道进行流动。
17.一种打印头，包括一个壳体；一个从所述壳体延伸出来的喷射部位阵列，用于分配墨滴；以及一个环绕在所述喷射部位阵列周围的中间电极；其中所述中间电极被可去除地连接在所述壳体上。
18.根据权利要求17所述的打印头，其特征在于，所述中间电极借助于一个动态安装装置可去除地连接。
19.根据权利要求17或18所述的打印头，其特征在于，一个或者多个磁体被安装在所述壳体和中间电极中之一上，用于吸引所述壳体和中间电极中的另外一个。
20.根据权利要求17至19中任一所述的打印头，其特征在于，所述打印头和中间电极中之一带有球轴承，当所述中间电极被连接在所述壳体上时，该球轴承位于所述中间电极和打印头中另外一个上的对应凹槽之内。
21.根据权利要求19或20所述的打印头，其特征在于，在所述壳体和中间电极中之一或者两者上设置有额外的磁体。
22.根据权利要求17至21中任一所述的打印头，其特征在于，所述动态安装装置包括导电的插件。
23.一种打印头，包括一个壳体；一个喷射部位阵列，用于分配墨滴；一个环绕在所述喷射部位阵列周围的中间电极；以及一个流体流动层，具有至少一条通路，在使用中，一种流体可以受迫通过所述通路进行流动，所述流体被导向所述喷射部位阵列和中间电极中之一或者两者。
24.根据权利要求23所述的打印头，其特征在于，所述流体包括高压气体和液体中的至少一种。
25.一种清洁打印头的方法，所述打印头具有一个壳体；一个安装于所述壳体上的喷射部位阵列，用于分配墨滴；以及一个环绕在所述喷射部位阵列周围的中间电极，这种方法包括下述步骤向所述壳体内部的流体网络供送高压清洁流体；将所述高压清洁流体导向所述喷射部位阵列和中间电极中之一或者两者。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括在清洁之后对所述清洁流体进行过滤的步骤，从而使得所述清洁流体可以再利用。
27.根据权利要求25或26所述的方法，其特征在于，所述清洁流体包括高压气体和液体中的至少一种。
全文摘要
一种打印头，包括一个壳体，具有一个用于供给墨的入口；一个喷射部位阵列，用于喷射墨滴；一个供墨通路，用于使得墨从所述入口流向所述喷射部位，其中该供墨通路包括至少一个发散的墨歧管；以及一个流出歧管，用于从所述喷射部位接收墨。
文档编号B41J2/175GK1655936SQ03811919
公开日2005年8月17日 申请日期2003年5月30日 优先权日2002年5月31日
发明者基思·特纳, 伊恩·P·B·英厄姆, 塞巴斯蒂安·E·布雷格奥德, 丹尼尔·R·梅斯 申请人:唐杰有限公司