专利名称：叠层组件和对准叠层的方法
技术领域：
本发明涉及一种叠层组件和对准叠层的方法。
背景技术：
喷墨打印机是一种液滴喷出装置。喷墨打印机一般包括对喷嘴通路的油墨供给。 喷嘴通路截至于喷出油墨液滴的喷嘴口。通过用致动器挤压油墨通路中的油墨来控制油墨 液滴喷出，致动器例如可以是压电偏转器、热起泡喷射产生器或静电偏转元件。一般的打印 头具有与喷嘴口和相关的致动器对应的油墨通路阵列，从而可单独控制每个喷嘴口的液滴 喷出。在液滴按需打印头中，在打印头和打印基板彼此相对移动时开启每个致动器，从而在 图像的特定像素位置处选择性地喷出液滴。在高性能打印头中，喷嘴口一般具有50微米或 更小的，例如大约35微米的直径，以100-300个喷嘴/英寸的间距分离，具有100到3000dpi 或更大的分辨率，并提供大约1到70皮升或更小的液滴尺寸。液滴喷出频率为IOkHz或更 大。打印精度受大量因素影响，包括由打印机中的打印头和多个打印头之间的喷嘴喷 出的液滴的尺寸和速度均勻性。反过来液滴尺寸和液滴速度受诸如油墨通路的尺寸均勻 性、声波干涉效果、油墨流通路中的污染物和致动器的制动均勻性这样的因素影响。
发明内容
一般地，在一个方面中，打印头包括本体；粘附到所述本体的致动器，在所述致动 器与所述本体之间的包围空间形成一腔室；由所述本体确定的开口，用于释放所述腔室中 的压力；和粘附到所述开口的密封体，在确保释放压力的同时密封所述腔室。该方案可包括一个或多个下列特征。所述致动器包括压电材料，所述密封体由塑 料(例如聚酰亚胺)形成。打印头包括叠层组件。所述致动器粘附到所述叠层组件，所述叠 层组件包括柔性印刷电路、空腔板、下降板、声波抑制器、隔板和孔板。在所述声波抑制器中 形成有开口，在所述下降板中形成有沟道。打印头包括由所述本体确定的油墨集流腔。所 述密封体使用可分离的粘结剂粘附到所述开口。在另一个方面中，柔性电路包括由柔性材料形成的本体；形成在所述本体上的电 迹线；和由所述本体确定的用于液体流过的开口。该方案可包括一个或多个下列特征。所述本体由聚酰亚胺形成，或者包括粘结在 一起(例如用包括聚酰亚胺的粘结剂)的两层柔性材料(例如聚酰亚胺)。所述本体包括 基层(例如聚酰亚胺材料)、形成在所述基层上的电迹线、和覆盖所述迹线的覆层(例如可 印刷的聚酰亚胺)。在另一个方面中，叠层组件包括多个叠层，包括致动器、空腔板、下降板、和孔板，每个叠层都具有开口，每个叠层中的开口都与其他叠层的开口对准，检查所述开口来确保叠层的对准和布置。 该方案可包括一个或多个下列特征。叠层组件进一步包括在致动器上的基准标 记，从而当所述叠层对准时，该基准标记是可见的。所述多个叠层还包括声波抑制器、柔性 电路和隔板。 在一个方面中，对准叠层的方法包括提供具有开口的多个叠层，包括致动器、空腔 板、下降板、和孔板，所述叠层之一包括基准标记；使用叠层中的开口和所述叠层之一上的 所述基准标记对准叠层；将叠层粘附在一起；和检查所述开口，以确定对准叠层。检查所述 开口包括使用相机观察叠层中的开口，以证实所述基准标记与所述开口对准。此外，其他的方面、特征和优点将从下面详细的描述、附图和权利要求变得显而易 见。
图IA是打印头的透视图；图IB是打印头的分解图；图2A是打印头的本体和叠层组件的透视图；图2B是打印头的横截面图；图2C是本体底侧的透视3是叠层组件的分解图；图4A是柔性印刷电路的透视图；图4B是柔性印刷电路的横截面图。
具体实施例方式参照图IA和1B，打印头10包括粘结到叠层组件14的本体12。这些部件用诸如 环氧树脂这样的粘结剂粘结在一起。油墨首先通过过滤器16和管子18引入打印头10并 通过形成在本体12中的油墨倒钩(barb) 20进入本体12中。在本体12中形成有开口 22， 用于释放本体12与组件14之间的气压；在开口 22上放置有密封体24。盖子26粘附到本 体12顶部。图2A和2B显示了打印头10的本体12和组件14。组件14中的第一层是粘结到 柔性印刷电路30的压电元件28。当本体12粘结到组件14时，形成了保护压电元件28免 于外部环境并与油墨通路密封的腔室32。参照图3，组件14包括粘结在一起的下列部件压电元件28、柔性印刷电路30、空 腔板34、下降板(descender plate) 36、声波抑制器38、隔板40和孔板42。这些部件用诸 如环氧树脂这样的粘结剂粘结在一起。参照图2A，从油墨倒钩20向下流到本体12底侧并进入如图2C中所示的形成在本 体12中的集流腔44中。油墨填满集流腔44，然后流过柔性印刷电路30中的开口 46并进 入如图3中所示的形成在空腔板34中的泵室48。参照图3，当压电元件28启动时，泵室中的油墨被抽吸，通过泵室中的开口 50，通 过下降板36中的开口 52，通过声波抑制器38中的开口(没有示出)，通过隔板开口 54，并从孔板42中的孔56出来。图2B显示了当本体12粘结到组件14，在组件14中具有作为第一层的压电元件 28时形成的腔室32的横截面图。腔室32保护压电元件28免于外部环境。在本体12中 形成开口 22以释放腔室32中的气压，密封体24用粘结剂(如环氧树脂)粘结到开口 22。 密封体24由在压力下改变形状的柔顺材料(如聚酰亚胺)形成。当腔室32内的气压升高时，给其中密封体24与开口 22接触的开口 22的周边附近 施加了压力。施加给密封体24的压力的量是开口 22的半径的函数。在特定的压力时，将 密封体24粘结到开口 22的粘结剂从开口 22表面分离，从而释放气压，随后再粘附上。对 于特定的气压设计开口 22的半径和粘结剂的强度，从而粘结剂在特定的气压时分离并再 粘附。图2A显示了升高到本体12表面之上的本体12中的开口 22。通过升高开口 22， 可保护压电元件28免于泄漏的油墨，密封体24进一步保护压电元件28免于油墨或其他环 境因素。参照图3，柔性印刷电路30中的开口提供了从集流腔44到泵室的油墨流路。图 4A显示了柔性印刷电路30，其具有通过开口之间的空间延伸以避免在液体流过开口 46时 接触液体的电迹线58。电迹线58从柔性印刷电路30中部附近(接近压电元件)的电极延 伸到柔性印刷电路30端部的连接器60。凸块62在连接器60的每一侧上延伸，其扣进如图 1A中所示的盖子26中。图4B显示了具有用粘结剂粘结在一起的第一层64和第二层66的柔性印刷电路 30。随着时间的流逝，油墨可能将粘结剂从该两个层分离，泄漏在柔性印刷电路30内并与 电迹线58接触。在一个方案中，柔性印刷电路30的两个层由聚酰亚胺形成，粘结剂也包含 聚酰亚胺。当柔性印刷电路30的层和粘结剂由相同的材料形成时，油墨不可能将粘结剂从 两个层分离。可用冲模、激光或其他类似的方法在柔性印刷电路30中切出开口。可使用涂 层或其他材料保护柔性印刷电路30中的开口边缘免于由于液体流过开口而造成的损害。参照图3，尽管柔性印刷电路30中的开口提供了到泵室的油墨流路，但实际上仅 有一些开口与空腔板34中的泵室对齐。其余的泵室被开口之间的空间阻挡。对于到达被 阻挡的泵室的油墨，油墨通过未被阻挡的泵室流过柔性印刷电路30中的开口并进入下降 板36中的沟道68。然后这些沟道68中的油墨向回流到空腔板34中，以进入未被阻挡的泵 室。参照图3，如果声波抑制器38由诸如Upilex 聚酰亚胺这样的塑料材料形成，则 该材料没有被均勻粘结，这可能留下未被粘结的材料区域。为了更好的粘结，可从声波抑制 器38中切出开口 70。本体12可由诸如聚苯硫醚(PPS)这样的塑料材料、或诸如铝这样的金属形成。盖 子26可由诸如Delrin 乙缩醛这样的塑料材料形成。柔性印刷电路30和声波抑制器38 可由Upilex 聚酰亚胺形成，而下降板36和空腔板34可由诸如Kovar 金属合金这样的 金属形成。隔板40可由具有低模数的材料，诸如碳(大约7MFa)或聚酰亚胺(大约3MPa) 形成。孔板42可由不锈钢形成。隔板40用于将孔板42和声波抑制器38粘结在叠层组件14内。除了直接给孔板 42或声波抑制器38涂敷粘结剂之外，可在隔板的两侧上直接涂敷粘结剂，然后将孔板42和声波抑制器38粘结到隔板。隔板还可分散由于不同的热膨胀系数而导致的叠层之间的应 力。例如，当叠层冷却到室温(大约22°C )时，在大约150°C的粘结温度处粘结在一起的具 有不同热膨胀系数的叠层可能弯曲。隔板可通过分散粘结应力减小叠层组件的弯曲。隔板 的厚度及其模数可影响其分散组件内的应力的能力。隔板的百分比应力是应力除以隔板厚 度的函数。图2C描述了具有三个孔72的本体12，在本体12的一侧上具有两个孔，在另一侧 上具有一个孔，用于接收将打印头10紧固到架组件的三个离心螺钉。参照图3，使用每个部件端部上的开口 74检查缺少的部件和部件的对准。检查相 机观察开口 74，以在视觉上检查部件的对准。在压电元件28上设置有基准标记，当所有部 件正确对准时能够看到该基准标记。此外，在制造之后或在打印头10的维护过程中，通过 开口 74的视觉检查可确保所有部件都存在且部件都处于正确的顺序。在其他方案中，可通过诸如粘结剂、螺丝和扣环这样的其他紧固器件连接本体和 叠层组件。可通过其他材料或粘结剂紧固组件的各部分。可通过其他粘结剂将密封体24 粘结到本体中的开口。参照图2A和2B，除了在组件与本体之间形成腔室来保护压电元件之 外，可通过涂层保护压电元件。尽管图1A显示了扣到打印头10的盖子26中的凸块62，但 凸块可通过螺丝、扣环、粘结剂或其他固定装置紧固到打印头。图3中的柔性印刷电路30 显示了在柔性印刷电路30两侧上的几个开口，然而柔性印刷电路30可仅具有一个用于油 墨通路的开口或仅在一侧上仅具有开口。类似地，图3中的空腔板显示了在空腔板的两侧 上的几个泵室，但空腔板可仅具有一个泵室或仅在一侧上具有泵室。图1A中的连接器60可不使用凸块62直接紧固到盖子26。例如，连接器60可使 用粘结剂粘合到盖子26。参照图4A，柔性印刷电路30上的电迹线58被密封，从而防止流过开口 46的液体 接触迹线。例如，图4B中的第一层64可以是聚酰亚胺材料(例如Upilex 聚酰亚胺)， 电迹线形成在第一层64上，第二层66是覆盖电迹线的覆层。该覆层可以是诸如从Nippon Steel Chemical, Japan获得的Espanex SPI丝网印刷聚酰亚胺覆层这样的可印刷的聚 酰亚胺。使用丝网印刷方法或其他沉积方法沉积聚酰亚胺。参照图1A，打印头10的尺寸包括大约29. 15mm的高度，大约115. 9mm的长度和大 约30. 6mm的宽度。参照图3，叠层组件14还可包括包含凸块43的接地板41。当叠层叠加 在一起时，如图2A中所示，凸块43从组件14延伸并在框架12上折叠。图1中的地线13 与接地板41的凸块43连接。参照图3，叠层组件14还可包括包含凸块43的接地板41。当叠层叠加在一起时， 如图2A中所示，凸块43从组件14延伸并在框架12上折叠。图1中的地线13与接地板41 的凸块43连接。再参照图3，流过叠层组件14的液体穿过接地板41中的开口 54并从孔板42中的 孔56流出。接地板41还可具有与组件14中其他叠层的开口 74对准的开口 74。其他方案在随后权利要求的范围内。
权利要求
一种叠层组件，包括多个叠层，包括致动器、空腔板、下降板、和孔板，每个叠层都具有开口，根据所述开口的检查，每个叠层中的开口都与其他叠层的开口对准。
2.根据权利要求1所述的叠层组件，其中，进一步包括在致动器上的基准标记，当所述 叠层对准时，该基准标记是可见的。
3.根据权利要求1所述的叠层组件，其中，所述多个叠层进一步包括声波抑制器、柔性 电路和隔板。
4.一种对准叠层的方法，包括提供具有开口的多个叠层，包括致动器、空腔板、下降板和孔板，所述叠层之一包括基 准标记；使用叠层中的开口和所述叠层之一上的所述基准标记对准叠层；将叠层粘附在一起；和检查所述开口，以确定对准叠层。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，检查的步骤包括使用相机观察叠层中的开口，以 证实所述基准标记与所述开口对准。
全文摘要
本发明涉及一种叠层组件和对准叠层的方法。所述叠层组件包括多个叠层，包括致动器、空腔板、下降板、和孔板，每个叠层都具有开口，根据所述开口的检查，每个叠层中的开口都与其他叠层的开口对准。
文档编号B41J2/045GK101797839SQ201010126149
公开日2010年8月11日 申请日期2007年4月26日 优先权日2006年4月28日
发明者卡尔·特蕾西, 小罗伯特·L·韦尔斯, 托德·塞弗伦斯, 托马斯·G·达比 申请人:富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司