用于喷墨打印系统的打印头单元组件的制作方法
【专利说明】用于喷墨打印系统的打印头单元组件
[0001]本发明申请是于2013年5月10日提交的发明名称为“用于喷墨打印系统的打印头单元组件”、申请号为201310170573.4的中国发明专利申请的分案申请。
[0002]相关串请的交叉引用
本申请要求均以2013年3月15日为提交日的美国专利申请N0.13/839，993和国际申请N0.PCT/US13/32451的优先权。本申请要求于2012年5月11日提交的美国临时申请N0.61/646，159的权益，并且另外还要求于2012年9月6日提交的美国临时申请N0.61/697,479的权益。在本文列出的全部这些交叉引用申请以引用的方式全文结合到本文。
技术领域
[0003]本教导的领域涉及用于工业喷墨薄膜打印系统的可更换的打印头单元组件。
【背景技术】
[0004]根据本教导，打印头单元组件的各种实施方式可包括打印头单元、安装和夹持组件以及接口组件。对于根据本教导的打印头单元组件的各种实施方式，与歧管连通的每个部件(例如但不局限于，与端口连通的歧管、阀、储存器、真空源、诸如惰性气体源的气源、喷墨打印头组件等)可安装在歧管上，并且可利用0形环密封件来密封，由此排除使用管道系统连接件。由此，本教导的歧管组件的各种实施方式可最小化不想要的死区容积，以及通过避免对于各种管道系统和管道系统连接件来说常见的失效模式来增加打印头单元的稳健性。对于本教导的打印头单元组件的各种实施方式，打印头单元以及安装和夹持组件可提供打印头单元在打印系统中的可重复的无应力的定位。在本教导的打印头单元组件的各种实施方式中，打印头单元和接口组件可具有能使各种打印头单元与打印系统具有迅速更换性(ready interchangeability)的特征。提供打印头单元在打印系统中的无应力的可重复的定位的迅速更换性(ready)实现了形成目标薄膜处理的灵活性以及可靠的高生产能力的打印。
【附图说明】
[0005]图1是根据本教导的打印头单元的各种实施方式的打印头单元的框图，该图描绘了相关气动控制和废墨组件。
[0006]图2是根据本教导的打印头单元的各种实施方式的打印头单元的透视图。
[0007]图3A至图3C是根据本教导的打印头单元的各种实施方式的打印头单元的分解图。
[0008]图4A至图4D描绘了根据本教导的打印头单元的各种实施方式的流体歧管块的各种视图。
[0009]图5是根据本教导的打印头单元的各种实施方式的打印头单元的透视图。
[0010]图6是根据本教导的打印头单元的各种歧管组件的透视图。
[0011]图7是根据本教导的打印头单元的各种实施方式的各种歧管组件的分解透视图。
[0012]图8是根据本教导的打印头单元的各种实施方式的用于防止气泡被截留在墨传输管线中的流体设计的示意图。
[0013]图9是穿过根据本教导的打印头单元的各种实施方式的各种歧管组件的截面图。
[0014]图10是穿过根据本教导的打印头单元的各种实施方式的墨歧管组件的放大截面图。
[0015]图11是包括多个打印头的打印头组件的示意图。
[0016]图12A和图12B是描绘包括多个打印头的打印头组件的透视图。
[0017]图13A是根据各种实施方式的打印头组件和底座组件的分解图。图13B是根据各种实施方式的安装在底座组件中的打印头单元的俯视图。图13C是根据各种实施方式的打印头组件的仰视图。
[0018]图14是根据各种实施方式的安装并夹持在底座组件中的打印头单元的透视图。
[0019]图15是根据各种实施方式的喷墨打印系统的接口组件的透视图，描绘到打印头单元的附接。
[0020]图16是根据各种实施方式的打印头单元保护站(capping stat1n)的透视图。
[0021]图17是打印系统的透视图，所述打印系统可利用根据本教导的打印头单元的各种实施方式的各种打印头单元。
[0022]图18是可容纳打印系统的气封组件和系统的示意图，所述打印系统可利用根据本教导的打印头单元的各种实施方式的各种打印头单元。
【具体实施方式】
[0023]本教导公开了用于可用于各种打印处理的工业喷墨薄膜打印系统中的打印头单元组件的实施方式。本教导的打印头单元组件的各种实施方式可包括打印头单元、安装和夹持组件、以及接口组件。根据本教导，本文所公开的装置、设备、系统和方法可用于但不限于例如开发各种打印处理以及用于有效生产规模打印。
[0024]在这方面，构想到的是，用于例如但不限于利用喷墨打印处理来制造0LED面板基板的打印头单元组件的有利特征可包括:提供在打印处理期间用于将具有各种配方的各种墨有效顺序打印在基板上的终端用户灵活性。然而，虽然期望在打印处理期间实现多种墨的顺序打印，但是多种墨和墨配方的交叉污染是不想要的。如此，执行具有各种配方的各种墨的有效顺序打印的设计应当附加地消除交叉污染。
[0025]关于不断地移入和移出打印系统的打印头单元的定位，期望的是，安装和夹持提供打印头单元的无应力、可重复的定位以及提供完全自动的打印头更换。如本文所使用的，无应力是指显著地减少(如果不是基本消除的话)会导致打印头单元在安装和夹持组件中的不适当移位的横向力。关于打印头单元进出打印系统的灵活运动，从打印系统到打印头单元所需的互连的类型(例如，电气、气动、流体式)能导致在提供各种打印头单元的快速且有效更换方面的问题。假定可不断地移入和移出打印系统的打印头单元的数量，提供每个打印头单元的标识及其操作信息可被用于防止在自动更换打印头单元期间的选择错误。此夕卜，打印头单元组件的设计应当提供打印头单元在使用期间的稳健性，以及便于维护以便避免显著的停工时间。
[0026]因此，在构想的特征和挑战中，本教导的打印头单元组件和系统的各种实施方式可包括:独立打印头单元；用于将打印头单元安装到打印系统上以提供可重复的无应力的打印头单元定位的安装和夹持组件；以及提供快速且自动的电气和气动互连的接口组件。这样的部件被设计成提供用于薄膜的喷墨打印(例如但不限于有机发光二极管(OLED)薄膜的喷墨打印)的有效且可靠的打印处理。此外，本教导的打印头单元组件和系统的各种实施方式能够提供对打印头单元的标识和跟踪，并且便于维护本教导的打印头单元的各种实施方式。
[0027]对于本教导的打印头单元的各种实施方式来说，每个打印头单元可以是独立组件，其多个独立打印头单元在打印处理期间可被迅速地更换到打印系统中。独立打印头单元的各种实施方式可具有流体系统，所述流体系统可包括:气动歧管块组件；流体歧管块组件；以及主分配储存器，所述主分配储存器可与气动歧管以及流体歧管流体连通。打印头单元的各种实施方式可具有这样的流体系统，该流体系统还包括可与主分配储存器流体连通的散装墨储存器。散装墨储存器的各种实施方式可具有入口端口和通风口，所述通风口可允许填充该散装墨储存器。填充散装墨储存器可以手动或自动模式来进行。在各种实施方式中，填充散装墨储存器可这样进行:借助经由物理连接器结合到散装墨储存器入口端口上的供应端口，将墨从外部供应源定期地供应到所述散装墨(bulk ink)储存器中，所述物理连接器在这种再填充之前被可撤销地附接并且在这种再填充之后被拆除。在各种实施方式中，填充散装墨储存器可这样进行:借助在入口端口附近的供应端口，将墨从外部供应源定期地供应到所述散装墨储存器中，墨可从外部供应源被引导通过所述供应端口而不使用将供应端口和入口端口结合的物理连接器。
[0028]独立打印头单元的各种实施方式可具有散装墨储存器，所述散装墨储存器可具有的容积在打印处理的过程中足以提供至主分配储存器的连续墨供应。至主分配储存器的连续墨供应可维持主分配储存器中的恒定体积，在打印期间该主分配储存器可与打印头流体连通。如此，主分配储存器中的恒定容积可提供在打印头中的多个打印头喷嘴处的墨的压力的可忽略变化。在这方面，打印头单元的各种实施方式包括至少一个液位指示器，所述液位指示器用于维持主分配储存器的限定填充液位，使得在打印期间来自散装墨储存器的墨连续地补充主分配储存器至所述限定填充液位。在各种实施方式中，可在维护位置中在打印操作之间发生墨从外部供应源至散装墨储存器的定期供应。因此，并不需要与打印头单元外部的用于供应墨的墨源进行管道系统连接的独立打印头单元能排除在更换各种打印头单元期间麻烦的管道系统断开和再连接的需要，并且还可排除在活动打印操作期间被提供给打印头的笨重管道系统管线的需要。
[0029]本教导的歧管组件的各种实施方式可具有:在歧管组件内部制造的多个通道；以及设置用于例如但不限于在所述通道与提供流体控制的多个阀之间的流体连通的多个端口。如此，本教导的歧管组件的各种实施方式可提供流体分布和控制。对于根据本教导的打印头单元组件的各种实施方式，与歧管连通的每个部件(例如但不限于，与端口连通的歧管、阀、储存器、真空源、诸如惰性气体源的气源、喷墨打印头组件等)可安装在歧管上，并且可利用0形环密封件来密封，由此排除使用管道系统连接件。如此，本教导的歧管组件的各种实施方式可最小化不想要的死区容积，以及通过避免对于各种管道和管道连接件来说常见的失效模式来增加打印头单元的稳健性。
[0030]在打印头单元的各种实施方式中，多个可更换打印头单元每一个可具有唯一标识或识别码。对于各种实施方式，标识或识别码可被物理地标明在打印头单元上，以及与每个打印头单元电子相关。对于打印头单元的各种实施方式，标识或识别码可将每个单元与用于每个打印头单元的唯一操作信息组相关。例如但不限于，唯一操作信息可包括在维护模型中打印头单元的唯一位置、被盛装在打印头单元中的墨配方、以及打印头标定数据。这种唯一操作信息可被存储在存储装置上。对于各种实施方式，存储装置可以是随每个打印头单元移动的机载(on-board)存储装置。
[0031]打印头单元的各种实施方式可包括快联电气接口板，其与打印系统的接口组件匹配以准备用于更换到安装和夹持组件中以及从该安装和夹持组件换出。安装和夹持组件的各种实施方式可被固定到打印系统，作为用于控制打印头单元相对于基板的位置的运动系统的一部分。此外，根据本教导的打印头单元的各种实施方式可具有毗邻流体歧管块的适配板歧管块组件。本教导的适配板歧管块组件的各种实施方式可提供流体歧管块与打印头之间的流体连通，以及提供打印头组件到适配板歧管块组件的附接。此外，适配板歧管块组件的各种实施方式可包括用于将打印头单元安装到安装和夹持组件中的配合表面。在工业喷墨薄膜打印系统的实施方式中，安装和夹持组件可提供打印头单元至工业喷墨薄膜打印系统的运动安装(kinematic mounting),以及提供无应力夹持。在这方面，安装和夹持组件的各种实施方式包括无接触空气轴承组件，其用于在安装和夹持处理期间在工业喷墨薄膜打印系统中稳定地夹持打印头单元。因此，本教导的打印头单元组件的安装和夹持组件的各种实施方式提供打印头单元到打印系统中的无应力且可重复的定位。
[0032]图1是示意图，其描绘了根据本教导的独立打印头单元的各种实施方式的一些方面。图1描绘了根据各种实施方式的打印头单元I;与诸如真空和惰性气体的气动输入(标明为外部系统II)的关系；以及与例如本地废墨组件和外部废墨组件的流体输出(标明为外部系统III)的关系。对于独立打印头单元I的各种实施方式，气动歧管块组件IA能够有能力证明例如但不限于在主分配储存器1C与需要气动控制的各种外部源(例如，惰性气体源IIA和真空源IIB)之间的流体分配和控制。在根据本教导的独立打印头单元的各种实施方式中，气动歧管块组件IA可例如通过阀PMAVjP PMAV 2提供主分配储存器1C与各种气动源之间的控制。根据独立打印头单元I的各种实施方式，流体歧管块组件IB能够有能力证明对例如但不限于主分配储存器1C以及散装墨储存器ID的流体分配和控制。在根据本教导的独立打印头单元的各种实施方式中，流体歧管块组件IB可例如通过阀FMAV:来控制主分配储存器1C与打印头IE之间的流体连通。根据本教导的独立打印