專利名稱：噴墨打印頭制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及打印機，特別是噴墨打印機。本發(fā)明的特定方面涉及用于 打印機的墨盒、打印頭i殳計和維護、以及打印機操作的其它方面。相關申請的交叉索引在下列由本發(fā)明的申請人或轉讓人所申請的美國專利/專利申請中披 露了與本發(fā)明相關的各種方法、系統(tǒng)和設備.09/517539656685809/11276263319466246970644252509/51738409/50595163743S409/517608681696810/203564675783263341卯674533109/51754110/20355910/20356010/63626310/63628310/86660810/卯2889■0283310/94065310/94285810〃27181KV72716210〃2716310/72724510/72720410/72723310〃2728010/72715710〃2717810〃2721010/72725710/72723810/72725110/72715910/72718010〃2717910〃2719210/727274■10/72716410/72716110/72719810〃2715810〃54536,54938窗2722710/72716010/93472011/21270211/27249110/296522679521510/29653509/575109680541968592890垂79856398332639457366229236747760692114410/88488110/94394110/94929411/03986611/12301111/12301011/14476911/14823711/24843511/24842610/92284610/92284510/85452110/85452210/85448810/85448710/85450310/854504■5450910/85451010/85449610/85449710/85449510/85449810/854511■5451210/854525■54526■5451610/85450810/85450710/854515■5450610/854505■5449310/85449410/854489■54,■5449210/85449110/85452810/854523■5452710/854524■5452010/85451410/85451910/85451310/85449910/854501■54500■5450210/85451810/85451710/93462811/21282310/728804麗2895210/72880610/728834塑287卯10/72888410/72897010/72878410/728783麗28925696240210/72880310/72878010/72877910/77318910/77320410/77319810/773199 6830318麗7320110/77319110/77318310〃7319510/773196麗7318610/773200麗7318510〃7319210/77319710/77320310/77318710/773202萌7318810/77319410/773193謂7318411/00811811/06075111/06080511/18801766231016406129650591664578096550895645781210/2964346428133674610510/40721210/40720710/68306410/6830416750卯16476863678833611/09730811/09730911/09733511/09729911/09731011/09721311/21068711/09721211/21263711/24668711/24671811/24668511/24668611/24670311/24669111/24671111/2466卯11/24671211/24671711/24670911/24670011/24670111/24670211/24666811/24669711/24669811/24669911/24667511/24667411/24666711/24668411/24667211/24667311/24668311/24668210/76027210腦27310/76018710/76018210/76018810腦21810/76021710〃6021610脂23310/76024610/76021210/76024310/76020110/76018510/76025310/76025510/76020910/76020810/76019410/76023810/76023410/76023510〃6018310〃6018910腦26210/76023210/76023110/76020010〃6019010/76019110A76022710〃6020710/76018110/815625■1562410/81562810/91337510/91337310/91337410/91337210/91337710/91337810/91338010/91337910/91337610/91338110/98640211/17281611/17281511/17281411/00378611/00335411/00361611/00341811/00333411/00360011/00340411/00341911/00370011/00360111/00361811/00361511/00333711/00369811扁42011/00368211/00369911/07147311/00346311/00370111/00368311/00361411/00370211/00368411/00361911/003617CAG001USCAG002USCAG003USCAG004USCAG005US11/24667611/24667711/24667811/24667911/24668011/24668111/24671411/24671311/24668911/24667110/92284210/92284811/24670411/24671011/24668811/24671611/24671511/24670711/24670611/24670511/24670811/24669311/24669211/24669611/24669511/246694KPP001USKPP002USKPP003USKPP004USKPP005USKPP006USKPP007USKPP008USRKA001USRKA002USRKA003USRKA004USRKA005USRKA006USRKA007USRKA008USRKA009USRKB001USRKB002USRKB003USRKB004USRKB005USRKB006USRKC001USRKC002USRKC003USRKC004USRKC005USRKC006USRKC007US RKC008USRKC009USRKC010US10/76025410/760210麗6020210/76019710/76019810/76024910〃60263麗6019610/76024710/76022310腦26410/76024410/76024510/76022210腦24810/760236而6019210/76020310/76020410/76020510/760206KV76026710/76027010腦25910/76027110/76027510〃6027410/76026810/76018410/760195麗60186麗6026110/76025811/01476411/01476311/01474811/01474711/01476111/01476011/01475711/01471411/01471311/01476211/01472411/01472311/01475611/01473611/01475911/01475811/01472511/01473911/01473811/01473711/01472611/01474511/01471211/01471511/01475111/01473511/01473411/01471911/01475011/01474911/01474611/01476911/01472911/01474311/01473311/01475411/01475511/01476511/01476611/01474011/01472011/01475311/01475211/01474411/01474111/01476811/01476711/01471811/01471711/01471611/01473211/01474211/09726811/09718511/097184RRD001USRRD002USRRD003USRRD004USRRD005USRRD006USRRD007USRRD008USRRD009USRRD010USRRD011USRRD012USRRD013US09/57519709/57519509/57515909/57513209/57512309/57514809/57513009/57516509/57515309/57511809/57513109/57511609/57514409/57513909/5751866681045672800009/57514509/57519209/57518109/57519309/57515609/575183678919409/57515067891916644642650261466229996669385654993509/575187672799665918846439706676011909/57519862903496428155678501609/57517409/575163673759109/57515409/57512909/57512409/57518809/57518909/57516209/57517209/57517009/57517109/575161某些申請以案巻編號列出。 一旦得知了申請?zhí)?，將以申請?zhí)柼娲@些 案巻編號。在此，通過交叉索引將以下的申請及專利引入本文中。
背景技術：
傳統(tǒng)上，大多數(shù)可在市場上得到的噴墨打印機具有形成為打印機整體 結構和設計的一部分的打印引擎。在這方面，打印機單元的本體一般構造 成容納打印頭和相關的介質傳送機構，并且這些特征與打印機單元是一個整體。
特別是下述的噴墨打印機中^A如此該噴墨打印機的打印頭在介質 以小的步長經(jīng)過打印機單元時在介質上往復運動。在此情形下，往復式打 印頭一般安裝到打印機單元的本體上，使得其可在介質輸入輥和介質輸出 輥之間在打印機單元寬度上來回移動，其中所述介質輸入輥和介質輸出輥 形成了打印機單元結構的一部分。對于此種打印機單元，可移除打印頭以 對其進行更換，然而打印引擎的其它部分，例如介質傳輸輥、控制電路和 維護站，通常固定在打印機單元內，于是不更換整個打印機單元就不能更 換這些部分。除了固定在其設計構造中之外，采用往復式打印頭的打印機單元相當 慢，特別是當執(zhí)行全色和/或照片質量的打印任務時ibl如此。這是因為 打印頭必須連續(xù)地在靜止介質上來回移動而將墨沉積在介質表面上，并且 打印頭可能需要運動多個行才能沉積出圖像的一條線。最近，已經(jīng)可提供一種打印頭，該打印頭在打印介質的整個寬度上延 伸，使得當介質被傳輸通過打印頭時打印頭可以保持靜止。這種系統(tǒng)極大 地提高了打印所能進行的速度，因為打印頭不再需要進行多行的運動才能 夠沉積出圖像的一條線，而是隨著介質的高速通過，打印頭就可將墨沉積 在介質上。所述打印頭可以以接近60頁/分鐘的速度進行全彩色1600dpi 的打印，該速度對于先前的噴墨打印機來說是不可能獲得的。新式噴墨打印機中的墨噴射噴嘴通常為打印頭集成電路(IC)形式 的MST (微系統(tǒng)技術)設備。它們通過平版蝕刻及沉積技術在硅晶片 襯底上制造。打印頭IC具有緊密排列的噴嘴，其提供圖像清晰度良好的 圖像，但是產(chǎn)生了一些制造上的困難。 一個問M從打印引擎控制器向打 印頭IC提供動力和打印數(shù)據(jù)。通常為此采用柔性印刷電路板(柔性PCB )。 柔性PCB具有聚合物膜中的導電材料跡線。所述跡線間隔開，從而與打 印頭IC上的粘合墊的線配準。然后跡線直接地連接到粘合墊上。這要求 柔性PCB是非常精確的，并且在對準柔性PCB與粘合墊時需要很高的精 度。因此，在整個打印頭制造過程中，這可能是一個費時的步驟。在制造上述的頁寬打印頭時，此情形更為惡化。形成頁寬打印頭的 打印頭IC通常比用于掃掠型打印頭中所使用的打印頭IC要長。因此， 各IC上的粘合墊的線更長，所以跡線間距必須與粘合墊間距更為精密地 配合。可以理解，跡線間距的一個微小的不精確可以通過粘合墊的寬度來 彌補。然而，沿柔性PCB的各連續(xù)跡線的間距的不精確度組^來，從而，
在粘合墊的長線的端部，所述微小的不精確度不再可以由粘合墊寬度彌 補。因此，需要提供一種更省時且商業(yè)上可行的方法來將柔性PCB的跡線 與打印頭IC的對應粘合墊連接到一起。發(fā)明內容因此，本發(fā)明的一個方面提供一種制造用于噴墨打印機的打印頭的方 法，所述噴墨打印機帶有打印引擎控制器以控制所述打印頭的操作，所述 方法包括以下步驟提供打印頭IC，所述打印頭IC具有形成在襯底上的墨噴射噴嘴陣列；提供用于電連接到所述打印引擎控制器的電路；提供用于在所述打印機內支撐所述打印頭IC及所述電路的支撐構件；提供聚合物膜；件的表面；通過所述聚合物膜將所述打印頭IC及所述電路安裝到所述支撐構件 上；以及將所述電路電連接到所述打印頭IC。通過聚合物膜將打印頭IC和柔性PCB附連到支撐構件上是相對iSil 和簡單的步驟，因為跡線和粘合墊的高精度對準不是決定性的。隨后可 在一個自動化的過程中將跡線連接到粘合墊上。存在這樣的i殳備，其通 過光學方法定位跡線的端部并將之布設到打印頭IC上的對應粘合墊。 跡線與粘合墊配準方面的小的不精確度不會影響柔性PCB到打印頭IC 的連接，對于用于頁寬打印頭的長IC尤其如此。由此，整個過程M省 時，并且在商業(yè)上是可行的。在第一優(yōu)選的形式中，所述電路是帶有位于聚酰亞胺膜層內的導電材 料跡線的柔性PCB，且所述打印頭IC和柔性PCB同時通過所述聚合物膜 附連到所述支撐構件上。在第二優(yōu)選的形式中，所述電路是帶有位于聚酰 亞胺膜層內的導電材料跡線的柔性PCB，且在附連所述打印頭IC之后把 所述柔性PCB附連到所述聚合物膜上?？蛇x地，所述柔性PCB具有粘合
區(qū)，以用于一旦所述聚合物膜在打印頭IC附連過程后冷卻和硬化就附連到所述聚合物膜上。依據(jù)笫三優(yōu)選的形式，所述電路是鋪設在所述聚合物 膜內的導電材料跡線。應當理解，在這種形式中，聚合物膜有效地成為柔性PCB。在優(yōu)選的形式中，打印頭IC具有一系列的粘合墊，且所述電路是一 系列的導電跡線，從而，將所述電路電連接到所述打印頭IC的步驟涉及 在用保護性的封裝材料覆蓋精細的布線之前，在粘合墊和對應的導電跡線 之間鋪i殳所&清細的布線。在一些優(yōu)選的實施方式中，所述支撐構件具有多個用于和至少一個 墨存儲腔形成流體連通的墨供給導管；并且所述聚合物膜在所述墨供給導管和所述打印頭集成電路之間附連到 所述支撐構件上，所述聚合物膜具有孔陣列以4吏得噴射噴嘴與所述墨供給 導管流體連通。在一個特別優(yōu)選的形式中，所述聚合物膜的厚度大于25微米。在特定 的實施方式中，所述聚合物膜的厚度大約為50微米。為了把墨供給到位于打印頭集成電路(IC)上的各個噴嘴，在硅晶片 襯底的背側蝕刻出槽常常是方便的。需要密封這些槽，且聚合物膜可提供 足夠的密封以及將IC固定到支撐結構的裝置。然而，如果支撐結構的表 面是不平的，由聚合物膜所提供的密封會受影響。由于更多的把墨傳送到 IC中的槽內的墨供給槽，其上固定IC的表面通常是不平的。當膜71密封 所述支撐裝置的開口槽時，它也可以凸入或者陷入槽內。陷入支撐結構的 槽內的該部分膜跨越打印頭IC中的數(shù)個蝕刻槽。所述陷入會在分隔各蝕 刻槽的臂之間導致間隙。顯然地，這使得密封出現(xiàn)缺口并4吏得墨可泄漏出 打印頭IC或者在蝕刻槽之間泄漏。為了避免此情形，聚合物密封膜應當 足夠厚以解決向支撐結構槽內的陷入，同時維持IC中蝕刻槽上的密封。聚合物密封膜71的最小厚度將取決于將參照優(yōu)選實施方式進行描述 的多個因素。然而，本申請人的分析和測試顯示寬度為25微米的聚合物密 封膜對于由平版掩膜蝕刻及沉積技術形成的打印頭IC而言是足夠的。把 厚度增加到50、 100或甚至200微米將相應地增加所提供的密封的可靠度。在一些實施方式中，所述孔陣列是與所述墨供給導管的對應端配準的
激光鉆孔的陣列?？蛇x地，所述聚合物密封膜是在熱塑性膜的兩側都帶有粘合層的層制件?？蛇x地，熱塑性膜是PET或聚砜。可選地，所述聚合物 密封膜的厚度為大于150微米?？蛇x地，所述墨供給導管在液晶聚合物微 模件內形成。優(yōu)選地，所述電路是帶有聚酰亞胺膜層內的導電材料跡線的柔性 PCB，且所述打印頭IC和柔性PCB同時通過所述聚合物膜附連到所述支 撐構件上。優(yōu)選地，所述電路是帶有聚酰亞胺膜層內的導電材料跡線的柔性 PCB，且在附連所述打印頭IC之后把所述柔性PCB附連到所述聚合物膜 上。優(yōu)選地，所述柔性PCB具有粘合區(qū)，以用于一旦所述聚合物膜在打印 頭IC附連過程后冷卻和硬化就附連到所述聚合物膜上。優(yōu)選地，所述電路是鋪設在所述聚合物膜內的導電材料跡線。優(yōu)選地，所迷支撐構件具有多個用于和至少一個墨存儲腔形成流體連 通的墨供給導管；并且所述聚合物膜在所述墨供給導管和所述打印頭集成電路之間附連到 所述支撐構件，所述聚合物膜具有孔陣列以使得噴射噴嘴與所述墨供給導 管流體連通。優(yōu)選地，所述聚合物膜的厚度大于25微米。 優(yōu)選地，所述聚合物膜的厚度為大約50微米。優(yōu)選地，所述孔陣列是與所述墨供給導管的對應端配準的激光鉆孔的 陣列。優(yōu)選地，所述聚合物密封膜是在熱塑性膜的兩側都帶有粘合層的層制件。優(yōu)選地，所述熱塑性膜是PET或聚砜。優(yōu)選地，所述墨供給導管在液晶聚合物,件內形成。在第二方面，本發(fā)明提供一種以粘合膜把MST設備附連到支撐構件
的方法，所述MST設備具有一個粘合面和與所述粘合面中的第一:JL4目連 的第一流體導管；所述支撐構件具有安裝面和與所述安裝面中的第二孔相連的第二流 體導管；以及聚合物膜具有用于所述笫一孔和第二孔之間流體連通的開口 ，所述方 法包括以下步驟在所述聚合物膜內形成所述開口 ；使得所述開口與所述第二孔的至少一部分對準；加熱和加壓以把所述聚合物膜附連到所述安裝面；以及定位所述MST設備，使得所述開口與所述第一孔的至少一部分對準。通過在聚合物膜附連到支撐構件之前在聚合物膜中形成任意的孔 或開口，與在把聚合物膜附連到安裝面之后在該膜中形成任意開口相 比，所消耗的時間要少得多.進一步地，因為開口通常以激光鉆孔方式 形成，所以存在很大的危險，即下方支撐構件的一部分也被消融掉了. 此被消融的材料可進入所述開口內或流體導管內，從而限制或阻塞流體 的流動。優(yōu)選地，所述聚合物膜是一個迭層膜，其在兩個熱固性粘合劑的外 層之間具有中央腹板。優(yōu)選地，所述MSTi更備具有位于附連面中、與多個第一流體導管相 連的入口孔陣列，所述附連面具有與多個第二流體導管相連的出口孔陣 列，而所述迭層膜具有開口陣列，用于在所"口孔陣列和出口孔陣列中 的對應孔之間形成流體連通。優(yōu)選地，所述迭層膜中的開口是激光鉆孔的。優(yōu)選地，以紫外激光器對所述迭層膜鉆孔以不使緊鄰開口處的熱固性 粘合層固化。優(yōu)選地，所述中央腹板是聚酰亞胺膜。
優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度大于25微米。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度為大約50微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度大于12微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度為大約25微米。優(yōu)選地，所述入口孔陣列是所述附連面中的一系列開口槽。優(yōu)選地，所述槽的寬度大于50微米，并且與相鄰槽相隔大于50微米。優(yōu)選地，所述附連面具有鄰近所述槽的凹口，以保持從附連面和聚耽 亞胺層之間移位的熱固性粘合劑。優(yōu)選地，所述迭層膜夾在兩個保護性的襯板之間，在鉆出開口之后但 在附連支撐構件之前去除位于所述迭層膜的支撐構件側的襯板，以及在附 連MST設備之前去除位于MST設備側的保護性襯板。優(yōu)選地，所述保護性襯板為PET。優(yōu)選地，當所述迭層膜先被附連到支撐構件與MSTi殳備上時，首 先使所述熱固性粘合層變粘，隨后將所述熱固性粘合層加熱到其固化溫 度.優(yōu)選地，所述熱固性粘合層具有不同的固化溫度，使得在附連MST 設備之前將迭層膜固化到支撐構件上，而MST設備側的熱固性粘合劑直 到附連MST設備之后才固化。優(yōu)選地，在所述迭層膜附連到所述支撐構件的安*^面之前形成所述 開口。優(yōu)選地，所述MST設備為打印頭IC，而所述支撐結構是液晶聚合物 (IXP)模件。優(yōu)選地，通過觀察系統(tǒng)將所述迭層膜與所述支撐結構上的基準標記對 準，所述〗現(xiàn)察系統(tǒng)為每個MST設備計算位于所述開口陣列的一個開口之 上或之內的點。在第三方面，本發(fā)明提供一種用于把MST設備安裝到支撐構件上以
在兩者之間實現(xiàn)密封流體連通的迭層膜，所述迭層膜包括 位于兩個熱固性粘合層之間的聚合物托架腹板；以及形成在所述膜中的開口，所述開口用于在MST i殳備中的第一流體導 管和支撐構件中的第二流體導管之間形成流體連通。與被加熱的熱塑性膜相比，使用每側帶有熱固性粘合劑的迭層膜提 供一個可靠得多的密封。熱塑性膜與MST設備表面之間的結合易于熱疲 勞并泄漏或完全失效。具有中央托架腹板及熱固性粘合劑的層制件能夠 由紫外激光器鉆孔并稍后加熱到已知的固化溫度以使粘合劑固化并形 成與MST設備表面的牢固結合。優(yōu)選地，所述MST設備具有位于附連面中、與多個第一流體導管相 連的入口孔陣列，所述附連面具有與多個第二流體導管相連的出口孔陣 列，而所述迭層膜具有開口陣列，用于在所i^口孔陣列和出口孔陣列中 的對應孔之間形成流體連通。優(yōu)選地，所述迭層膜中的開口是以激光鉆孔方式形成的。優(yōu)選地，所述熱固性粘合劑的最高固化溫度為150攝氏度。優(yōu)選地，所述激光器是紫外激光器，以不使緊鄰所述開口處的熱固性 粘合層固化。優(yōu)選地，所述中央腹板是聚酰亞胺膜。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度大于25微米。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度為大約50微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度大于12微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度為大約25微米。優(yōu)選地，所述入口孔陣列是所述附連面中的一系列開口槽。優(yōu)選地，所述槽的寬度大于50微米，并與相鄰槽相隔超過50微米。優(yōu)選地，所述附連面具有位于所述槽附近的凹口，以保持從所述附連
面和所述聚酖亞胺層之間移走的熱固性粘合劑。在另一個方面，提供一種迭層膜，所述迭層膜其進一步包括位于每個 外表面上的兩個保護性襯板，在激光鉆孔之后但在附連支撐構件之前去除位于所述聚合物膜的支撐構件側的襯板，以及在附連MST設備之前去除 位于所述MST設備側的保護性襯板。優(yōu)選地，所述保護性襯板為PET。優(yōu)選地，所述熱固性粘合層能夠被加熱到一個低于固化溫度的溫 度，以使得其在隨后被加熱到固化溫度之前首先附連所述支撐構件與 MST設備。優(yōu)選地，所述熱固性粘合層具有不同的固化溫度，使得在附連MST 設備之前將所述聚合物膜固化到支撐構件，而所述MST設備側的熱固性 粘合劑直到附連MST設備之后才固化。優(yōu)選地，所述熱固性粘合層的粘度在100厘泊和10,000,000厘泊之間。優(yōu)選地，所述MST設備為打印頭IC，而所述支撐結構是液晶聚合物 (IXP)模件。優(yōu)選地，所述支撐結構具有至少一個位于安裝面上的基準標記，且通 itXH察系統(tǒng)對準所述開口陣列與出口孔陣列，所述，見察系統(tǒng)相對于至少一 個所逸基準標記跟蹤所述開口陣列內的預定開口 。在第四方面，本發(fā)明提供一種把MST設備附連面密封到支撐構件 安裝表面上的方法，所述附連面具有與第一流體導管相連的孔，所述附 連面具有與第二導管相連的第二孔，所述方法包括以下步驟將熱固性粘合劑施加到所述安裝表面；將所述第一孔與所述第二孔的至少一部分對準；將所述MST設備與所述安裝表面壓在一起；以及使所述熱固性粘合劑固化；其中所述熱固性粘合層的粘度在100厘泊和IO，OOO，OOO厘泊之間。 使用熱固性粘合劑而不是熱塑性粘合劑提供了一個可靠得多的密封。熱塑性粘合劑與MST設^^表面之間的粘合易于熱疲勞并泄漏或完全 失效。熱固性粘合劑可以加熱到變粘以初始地定位MST設備，并在此之 后加熱到已知的固化溫度以使粘合劑固化并形成與MST設備表面的牢 固粘合。然而，粘合劑的粘度必須足夠地低以允許MST設備被正確地嵌 入，但是足夠地高，從而不會凸入導管內到阻塞或過度地限制流動的程度。優(yōu)選地，熱固性粘合劑施加到安裝表面上作為一個迭層膜，所述迭 層膜具有中央腹板，其每側具有一個熱固性粘合劑的層，并且具有開口 用于第 一孔和第二孔之間的流體連通。優(yōu)選地，所述MSTi殳備具有位于附連面中、與多個第一流體導管相 連的入口孔陣列，所述附連面具有與多個第二流體導管相連的出口孔陣 列，而所述迭層膜具有開口陣列，用于在所^口孔陣列和出口孔陣列中 的對應孔之間形成流體連通。優(yōu)選地，所述迭層膜中的開口是以激光鉆孔方式形成的。優(yōu)選地，所述迭層膜通過紫外激光器鉆孔，以不使緊鄰所述開口處的 熱固性粘合層固化。優(yōu)選地，所述中央腹板是聚酰亞胺膜。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度大于25微米。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度為大約50微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度大于12微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度為大約25微米。優(yōu)選地，所述入口孔陣列是附連面中的一系列開口槽。優(yōu)選地，所述槽的寬度大于50微米，并與相鄰槽相隔超過50微米。優(yōu)選地，所述附連面具有位于所述槽附近的凹口，以保持從附連面和 聚酰亞胺層之間移走的熱固性粘合劑。優(yōu)選地，所述迭層膜夾在兩個保護性襯板之間，在激光鉆孔之后^
附連支撐構件之前去除位于所述迭層膜的支撐構件側的襯板，以及在附連MST設備之前去除位于MST設備側的保護性襯板。 優(yōu)選地，所述保護性襯板為PET。優(yōu)選地，當所述迭層膜首先附連到支撐構件與MST i殳備時，所述 熱固性粘合層首先變粘，并稍后被加熱到其固化溫度。優(yōu)選地，所述熱固性粘合層具有不同的固化溫度，使得在附連MST 設備之前將所述迭層膜固化到支撐構件上，而MST設備側的熱固性粘合 劑直到附連MST設備之后才固化。優(yōu)選地，在所述迭層膜附連到所述支撐構件的安*^面之前形成所述 開口。優(yōu)選地，所述MST設備為打印頭IC，而所述支撐結構是液晶聚合物 模件。優(yōu)選地，所述支撐結構具有至少一個位于安裝面上的基準標記，且使 用，見察系統(tǒng)對準開口陣列與出口孔陣列，所述，見察系統(tǒng)相對于至少一個所 逸基準標記跟蹤位于所述開口陣列內的預定開口 。在第五方面，本發(fā)明提供一種通過粘合膜將MST設備附連到支撐構 件上的方法，每個所述MST設備具有帶第一孔的附連面，所述支撐構件 具有帶第二孔及分別用于每個MST設備的基準標記的安^面，所述第 二孔分別與每個所述第一孔對應，且所述粘合膜具有多個開口，所述方法 包括以下步驟使用所述基準標記和對應開口來定位所述粘合膜，從而使得所述開口 與位于所述安*^面中的第二孔的至少一部分配準；將所述粘合膜施加到所述安裝表面上；相對于所述的相應開口定位每個所述MST設備；通過加熱加壓而附連所述MST設備，使得所述開口形成所W目應的 第一孔和第二孔。觀察系統(tǒng)使用流體開口本身以用于對準，而不是在所述膜與支撐構件上設置基準標記用于對準。這遠為直接和精確，因為膜上的基準標記一一 通常為非常小的孔一一在膜于附連前受熱時易于整體變形和封住。開口是 大得多的特征，其變形相對于整體尺寸而言是小得多的。因為開口是大的 特征，觀察系統(tǒng)可能需要使用任一方便的技術來確定一個位于開口之上或 之內的點一一例如中心點，從而針對該點計算形狀由于變形而變化的程 度。優(yōu)選地，所述粘合膜是迭層膜，其具有中央腹板且中央腹板每側具 有一個熱固性粘合劑的層，并且所述迭層膜具有開口以用于第 一孔和第 二孔之間的流體連通。優(yōu)選地，所述MST設備具有位于附連面中、與多個第一流體導管相 連的入口孔陣列，所述附連面具有與多個第二流體導管相連的出口孔陣 列，而所述迭層膜具有開口陣列，用于在所"口孔陣列和出口孔陣列的 對應孔之間形成流體連通。優(yōu)選地，所述迭層膜中的開口是以激光鉆孔方式形成的。優(yōu)選地，所述迭層膜通過紫外激光器鉆孔，以不使緊鄰開口處的熱固性粘合層固化。優(yōu)選地，所述中央腹板是聚酰亞胺膜。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度大于25微米。優(yōu)選地，所述聚酰亞胺膜的厚度為大約50微米。優(yōu)選地，每個所述熱固性粘合層的厚度大于12微米。優(yōu)選地,每個所述熱固性粘合層的厚度為大約25微米。優(yōu)選地，所i^V 口孔陣列是所述附連面中的 一 系列開口槽。優(yōu)選地，所述槽的寬度大于50微米、并與相鄰槽相隔超過50微米。優(yōu)選地，所述附連面具有位于所述槽附近的凹口 ，以保持從附連面和聚酰亞胺層之間移走的熱固性粘合劑。優(yōu)選地，所述迭層膜夾在兩個保護性襯板之間，在激光鉆孔之后但在 附連支撐構件之前去除位于所述迭層膜的支撐構件側的村板，以及在附連 MST設備之前去除位于MST設備側的保護性襯板。 優(yōu)選地，所迷保護性襯板為PET。優(yōu)選地，當所述迭層膜首先附連到支撐構件與MSTi殳備上時，所 述熱固性粘合層首先變粘，并稍后加熱到其固化溫度。優(yōu)選地，所述熱固性粘合層具有不同的固化溫度，使得在附連MST 設備之前將所述迭層膜固化到支撐構件上，而MST設備側的熱固性粘合 劑直到附連MST設備之后才固化。優(yōu)選地，在所述迭層膜附連到支撐構件的安裝表面之前形成所述開口 。優(yōu)選地，所述MST設備為打印頭IC，而所述支撐結構是液晶聚合物 (IXP)模件。優(yōu)選地，通過觀察系統(tǒng)將所述迭層膜與支撐結構上的基準標記對準， 所述觀察系統(tǒng)為每個MST設備計算位于所述開口陣列的一個開口之上或 之內的點。在第六方面，本發(fā)明提供一種用于附連到粘合表面上的MST設備， 所述MST設備包括用于抵靠所述粘合表面的附連表面；與位于所述附連表面中的第一^^目連的第一流體導管；以及位于所述附連面中的凹口 ，其鄰近所述第一孔以保持在附連所述MST 設備時從所述附il^面和所述粘合表面之間移走的粘合劑，使得移走的粘 合劑不會阻塞流體在第 一導管內的流動。通過構形所述附連表面而所述在第一孔附近形成凹口，粘合劑被擠 入導管內而影響流體流動的風險降低。優(yōu)選地，所述MSTi殳備具有位于附連面中用于與多個第一流體導管 相連的入口孔陣列，所述安裝面具有與多個第二流體導管相連的出口孔陣 列，且所述附連面進一步包括置于入口孔陣列之間的凹口陣列。優(yōu)選地，所述入口孔陣列是附連表面中的一系列開口槽。
優(yōu)選地，所述凹口陣列是所述附連表面中的凹坑結構。優(yōu)選地，所述槽在附連面上的寬度大于50微米、并與每個所述槽隔 開超過50微米。優(yōu)選地，所述槽在附連面上的寬度大于80微米，并與每個所述槽隔 開超過80微米。優(yōu)選地，所述凹坑的寬度大于5微米且深度大于5微米。優(yōu)選地，所述粘合劑是在預定溫度下固化的熱固性粘合劑。優(yōu)選地，所述熱固性粘合劑的最高固化溫度為150攝氏度。優(yōu)選地，所述熱固性粘合劑的厚度大于12微米.優(yōu)選地，所述MST設備為打印頭IC，而所述支撐結構是液晶聚合物 (IXP)模件。優(yōu)選地，所述熱固性粘合層的粘度在100厘泊和10,000,000厘泊之間。


現(xiàn)在將參照在附圖中示出的優(yōu)選實施方式以僅通過示例的方式來 對本發(fā)明進行描述，其中圖l示出打印機的前視立體圖，其中輸入托盤中帶有紙張并且收集托 盤伸出；圖2示出了圖1的打印機單元(輸入托盤內無紙且收集托盤縮回)，其 中機殼打開以露出內部；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的打印系統(tǒng)的文件數(shù)據(jù)流的示 意圖；圖4示出了更詳細的示意圖，其示出了圖3的打印系統(tǒng)中使用的架構；圖5示出了用于圖3的打印系統(tǒng)的控制電子i殳備實施方式的框圖；圖6示出了支架單元的立體圖，其中蓋組件是打開的并且墨盒單元從 其移除；
圖7示出了圖6的支架單元，其中蓋組件位于其關閉位置；圖8示出了圖6的墨盒單元的前視立體圖；圖9示出了圖8的墨盒單元的分解立體圖；圖10示出了圖9中示出的墨盒單元的主體的分解前視立體圖；圖11示出了位于圖9中示出的主體內的墨存儲模塊組件的仰視立體圖；圖12示出了圖11中示出的墨存儲模塊之一的分解立體圖；圖13示出了圖12中示出的墨存儲模塊的仰視立體圖；圖14示出了圖12中示出的墨存儲模塊的俯視立體圖；圖15示出了圖9中示出的打印頭組件的俯視立體圖；圖16示出了圖15中示出的打印頭組件的分解立體圖；圖17示出了圖15中示出的打印頭組件的反向分解立體圖；圖18A示出了圖15中示出的打印頭組件的橫截面端視圖；圖18B示出一種用于將打印頭IC附連到支撐模件的已知技術的示意 剖視圖；圖18C-E示出依據(jù)本發(fā)明的一個方面將打印頭IC附連到LCP模件的 三個實施方式的示意剖視圖；圖19示出圖16到18所示的打印頭集成電路模塊的落差式(drop) 三角端的放大局部立體圖；圖20示出圖16到19所示的兩個打印頭集成電路模塊之間的結合 結構的放大立體圖；圖21A示出圖19所示的打印頭集成電路的仰視圖；圖21B示出圖19所示的打印頭集成電路的仰視圖，其中所述打印 頭集成電路在其附連面上有一系列凹口 ； 圖22A示出圖15的打印頭組件的俯視透視圖，其特別示出用于將 墨供應到打印頭集成電路的墨管；圖22B為圖22A的局部放大視圖；圖23為一局部示意性剖視圖，示出打印頭集成電路通過膜到LCP模 件的附連；圖24為在激光打孔之前粘合膜的分層結構的示意性的局部剖視圖； 圖25示出在附連前對膜進行的激光打孔；圖26為粘合膜的分層結構在激光打孔過程中的示意性局部剖視圖；圖27示出膜到LCP模件的附連；圖28示出膜到打印頭集成電路的附連；圖29示出與本發(fā)明一起使用的用于噴墨的單個噴嘴的豎直方向剖視 圖，其中噴嘴處于靜止狀態(tài)；圖30示出圖35的噴嘴在初始致動階段中的豎直方向剖視圖；圖31示出圖36的噴嘴在致動階段后期時的豎直方向剖視圖；圖32示出在圖31所示的致動狀態(tài)下圖35的噴嘴的立體局部豎直方向 剖視圖；圖33示出圖29的噴嘴的立體豎直方向剖視圖，其中省略了墨； 圖34示出圖39的噴嘴的豎直方向剖視圖；圖35示出在圖36所示致動狀態(tài)下圖35的噴嘴的立體局部豎直方向剖 視圖；圖36示出圖35的噴嘴的俯視圖；圖37示出圖35的噴嘴的俯視圖，其中為了清晰起見移除了杠桿臂和 可移動噴嘴；圖38示出打印頭芯片的一部分的立體豎直方向剖視圖，所述打印頭芯
片集成有多個圖35所示類型的噴嘴結構；圖39示出通過用于噴墨的單個噴嘴的墨腔的示意性橫截面圖，其中所 述噴嘴屬于形成氣泡的加熱元件致動器式的類型；圖40A到40C示出熱彎曲致動器的基4^Mt原理；圖41示出依據(jù)圖40構造的單個噴墨噴嘴結構的三維視圖；圖42示出圖41所示噴嘴結構的陣列；圖43示出一示意圖，其示出與本發(fā)明的打印機一起使用的CMOS驅 動器和控制塊；圖44示出一示意圖，其示出圖43的CMOS塊中的噴嘴列和點移位寄 存器之間的關系；圖45示出一更詳細的示意圖，其示出的一個單元格及其與圖44中的 噴嘴列和點移位寄存器之間的關系；圖46示出 一電膝恒圖，該電膝但圖示出用于本發(fā)明打印機中單個打印 機噴嘴的邏輯電路；圖47示出圖9所示的墨盒單元的維護組件的前視立體圖；圖48示出圖47的維護組件的分解前視立體圖；圖49示出圖47的維護組件下側的分解前視立體圖；圖50示出維護組件在蓋住的狀態(tài)中的剖視圖，該維護組件工作地安裝 至本發(fā)明的墨盒單元；圖51A和51B示出依據(jù)本發(fā)明一個實施方式的支架單元的框架結構的 前視和后視立體圖；圖52A-52B示出本發(fā)明的維護驅動組件的左視和右視立體圖，所述維 護驅動組件遠離圖51A和51B所示的;f匡架結構；圖53示出組裝到PCB組件上的如圖51A和51B所示的支撐桿組件的 立體圖54示出圖53所示的支撐桿組件的臂的立體側視圖，所述臂連接到 一個與蓋體組件相關的彈簧元件；圖55A-55C示出依據(jù)本發(fā)明一個實施方式的支架單元的各個視圖；圖56A和56B示出支架單元的側向剖視圖，其中蓋體組件分別處于關 閉位置和打開位置；圖57A和57B示出依據(jù)本發(fā)明一個實施方式的墨再充填單元的俯視 立體圖和仰視立體圖；圖57C示出圖57A和57B的墨再充填單元的分解視圖；圖58示出圖57A和57B的墨再充填單元的立體圖，其中所述墨再 充填單元與蓋體組件的對接端口對接；圖59示出支架的俯視圖，其中墨盒位于支架內部且蓋體關閉；圖60A示出墨再充填單元和打印引擎沿圖59中A-A線的剖視圖；圖60B示出墨再充填單元和打印引擎沿圖59中B-B線的剖視圖；圖60C示出處在與打印引擎對接的位置的墨再充填單元沿圖59中 C-C線的剖視圖；圖60D示出處在與打印引擎對接的位置的墨再充填單元沿圖59中 D-D線的橫截面視圖。具體實施方式

圖1示出實施本發(fā)明的打印機單元2。介質供應托盤3支撐并供應 將由打印引擎(藏在打印機殼體內)打印的介質8。打印過的介質8的 頁從打印引擎供給到介質輸出托盤4以進行收集。用戶界面5為一個 LCD觸摸屏且使得用戶可以控制打印機單元2的操作。圖2示出打印機單元2的蓋7打開，以暴露出位于內腔6中的打印 引擎l。拾取機構9接合輸入托盤3中的介質(為清晰起見沒有示出) 并將各個頁供給到打印引擎l。打印引擎l包括介質傳輸裝置，所述介 質傳輸裝置獲取各個頁并將所述的頁供給通過一個打印頭組件(在下文
中說明)以進行打印，隨后將介質傳送到介質輸出托盤4 (示出為縮回 的)。圖3示意性地示出打印機單元2如何設置成將從例如計算機系統(tǒng)702 的外部來源接收到的文件打印到例如紙張的打印介質上。在此方面，打印 機單元2包括與計算機系統(tǒng)702電連接的電連接裝置以接收已經(jīng)預處理過 的數(shù)據(jù)。在所示的特定情形中，外部的計算機系統(tǒng)702是預先編程的，以 執(zhí)行與對文件進行打印相關的各種步驟，所述步驟包括接收文件(步驟 703 )、對之進行緩沖(步驟704 )以及對之進行光柵化處理(步驟706), 然后，對之進行壓縮(步驟708)以傳輸?shù)酱蛴C單元2。依據(jù)本發(fā)明一個實施方式的打印機單元2以壓縮的、多層頁圖〗象的形 式從外部計算機系統(tǒng)702接收文件，其中控制電子設備766對所述圖像進 行緩沖(步驟710 )、然后擴展圖像(步驟712 )以用于進行進一步的處理。 對擴展后的連續(xù)色調層進行仿色(步驟714),然后，將由擴展步驟產(chǎn)生的 黑層合成在仿色后的連續(xù)色調層上(步驟716)。經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)也可以被渲 染(步驟718)而形成一個另外的層，從而(如果期望的話)使用一種對 于人類肉眼而言基本上是看不到的紅外墨來進行打印。黑層、仿色后的連 續(xù)色調層以及紅外層組合在一起(步驟720)以形成一個頁，所述的頁被 供應至打印頭以用于打印(步驟722)。在這種特定的設置中，與待打印文件相關的數(shù)據(jù)被分成為用于文字和 藝術線條的高分辨率二值掩碼層、以及一個用于圖傳咸者背景顏色的中等 分辨率連續(xù)色調彩色圖4象層?？蛇x地，彩色文字能夠通過增加中-高分辨 率的連續(xù)色調紋理層而得到支持一一該續(xù)色調紋理層用于以從圖像或者 單純的色彩(flat color)所獲得的色彩數(shù)據(jù)^Jit文字和藝術線條進行紋理 化處理。所述打印方法把這些連續(xù)色調層歸納為抽象的"圖像"和"紋理" 層一一其可指圖像數(shù)據(jù)或者單純的色彩數(shù)據(jù)。如本領域內技術人員所理解 的那樣，這種基于內容的數(shù)據(jù)分層遵循著基本模式混合光柵量(MRC )模 式。與MRC基g式類似，在待打印的數(shù)據(jù)重疊時，所述打印方法在某 些情形下采取折衷。特別地，在一種形式中，在顯式地實施折衷的過程(沖 突解決)中，所有的重疊減為3層表示。圖4示出了由打印引擎控制器766執(zhí)行的打印數(shù)據(jù)處理。如上所述， 數(shù)據(jù)以經(jīng)壓縮、多層頁圖像的形式傳送到打印機單元2，其中通過一個主 要基于軟件的計算機系統(tǒng)702對圖像進行預處理。隨后，打印引擎控制器
766使用主要基于硬件的系統(tǒng)來處理所述數(shù)據(jù)。一:SL接收到所述數(shù)據(jù)，分配器730將特定形式的數(shù)據(jù)轉換成硬件專用 的表示方式，并確保數(shù)據(jù)被送到正確的硬件設備，同時遵守與將數(shù)據(jù)傳輸 到這些i殳備相關的所有限制和要求。分配器730將轉換后的數(shù)據(jù)分配到多 個管線(pipeline) 732中的適當?shù)囊粋€。所述管線彼此相同，并且實際上 提供解壓、縮放以及點合成功能，以產(chǎn)生一組可打印的點輸出。每個管線732包括用于接收數(shù)據(jù)的緩存734。連續(xù)色調解壓器736解 壓彩色連續(xù)色調面，而掩碼解壓器對單色調(文字)層進行解壓。連續(xù)色 調縮放器740和掩碼縮放器742分別地縮放解壓后的連續(xù)色調面和掩碼面， 以把將在其上打印所述頁面的介質的尺寸考慮在內。然后，縮放后的連續(xù)色調面由仿色器744進行仿色。在一種形式中， 采用了 一種隨機的離散點仿色(dispersed-dot dither )。與聚集點 (clustered-dot)(或者調幅)仿色不同，離散點(或者調頻)仿色再現(xiàn)了高 的空間頻率(即圖像細節(jié))，其幾乎達到了點分辨率的極限，同時，當由 眼睛進行空間整合時，其對全色深再現(xiàn)較低的空間頻率。仔細地設計一個 隨機仿色矩陣，以在平鋪圖像時基本上不會引起不利的低頻圖案。從而， 其尺寸通常大于支持特定數(shù)量的強度級時所需要的最小尺寸(例如在257 個強度級時為16 x 16 x 8位)。然后，仿色后的面在點合成器746中以逐點的方式被合成，以提供適 于打印的點數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)被轉送到數(shù)據(jù)分配和驅動電子設備748中，數(shù)據(jù) 分配和驅動電子i殳備748又將數(shù)據(jù)分配到正確的噴嘴致動器750，所述噴 嘴致動器又使得墨以正確的時M正確的噴嘴752噴出，其噴出方式將在 下文中更為詳細地描述。如可以理解的那樣，在打印引擎控制器766內所采用的、用于處理圖 像以進行打印的部件在很大程度上取決于數(shù)據(jù)的表示形式。在這個方面， 打印引擎控制器766可采用另外的軟件和/或硬件部件，以在打印機單元2 內進行更多的處理，從而減少對計算機系統(tǒng)702的依賴?？蛇x地，打印引 擎控制器766可采用較少的軟件和/或硬件部件，以進行較少的處理，從而， 在將數(shù)據(jù)傳送到打印機單元2之前，更多地依賴于計算機702來處理圖像。圖5提供了一個執(zhí)行上述任務所必需的部件的框圖。在這個設置中，
硬件的管線732在一個小型辦公室在家辦公室打印機引擎芯片(SoPEC ) 766中具體化。如圖所示，SoPECi殳備包括3個不同的子系統(tǒng)中央處理 單元(CPU)子系統(tǒng)771、動態(tài)隨MM儲器(DRAM)子系統(tǒng)772和 打印引擎管線(PEP)子系統(tǒng)773。CPU子系統(tǒng)771包括CPU 775， CPU 775對其它子系統(tǒng)的所有方面進 行控制和配置。其提供總體上的支持，以協(xié)調打印引擎l的所有元件并使 之同步。其還控制通往QA芯片的低速通訊(將在下文描述)。CPU子系 統(tǒng)771還包括各種輔助CPU 775的外圍設備，例如通用輸入輸出(GPIO， 其包括馬達控制)、中斷控制器單元(ICU), LSS主控器和通用計時器。 在CPU子系統(tǒng)上的串行通訊塊(SCB )為主^l4^供全速USB1.1接口 ，并 為其它SoPEC設備(未示出)提供內部SoPEC接口 (ISI)。DRAM子系統(tǒng)772接收來自CPU、串行通訊塊(SCB )以及PEP子 系統(tǒng)內的塊的請求。DRAM子系統(tǒng)772、尤其是DRAM接口單元(DIU) 對各個請求進行判斷并確定哪個請求應當獲得對DRAM的存W U DIU基于已配置的參數(shù)而進行判斷，以允許所有的請求程序充分地訪問 DRAM, DIU還隱藏DRAM的特定執(zhí)行信息，例如頁尺寸、存儲區(qū)的數(shù) 量以及刷新速率。打印引擎管線(PEP)子系統(tǒng)773從DRAM接^縮過的頁并把它們 轉換成用于給定打印線的二值的點，所述給定打印線用于與打印頭直接連 通的打印頭接口 (PHI)。頁擴展管線的第一階段是連續(xù)色調解碼單元(CDU )、無損二值解碼器(LBD )、以及在需要時還有標記編碼器(TE )。 CDU擴展JPEG壓縮的連續(xù)色調(通常為CMYK)層，LBD擴展壓縮的 二值層(通常為K)，而在打印機單元2具有網(wǎng)頁功能時(網(wǎng)頁系統(tǒng)的詳 細解釋參見交叉索引文件)，TE對所有用于后續(xù)轉換的網(wǎng)頁標記進行編碼(通常為紅外的或黑的墨)。第一階段的輸出是一組緩存連續(xù)色調先入 先出單元(CFU)、點先入先出單元(SFU)、以及標記先入先出單元(TFU)。 CFU和SFU緩存在DRAM中實施。第二階段是半色調合成單元(HCU)，半色調合成單元(HCU)對連 續(xù)色調層進行仿色并將位置標記和二值點層合成在所獲得的二值仿色層 上。取決于SoPEC設備所使用的打印頭，可執(zhí)行多個合成選項。在此階段
產(chǎn)生多達6通道的二值數(shù)據(jù)，然而不是所有通道都可存在于打印頭上。例 如，打印頭可以僅僅是CMY，而將K推入到CMY通道中并且省略IR。 可選地，若IR墨不存在(或為了測試目的)，則任一編碼標記能以K打印。在第三階段中，失效噴嘴補償器(DNC)通過顏色冗余以及將失效噴 嘴數(shù)據(jù)的誤差擴散到周圍的點中而針對打印頭中的失效噴嘴進行補償。所獲得的二值5通道點數(shù)據(jù)(通常為CMYK，紅外)被緩沖并通過點 線寫單元(DWU)寫到一組存儲在DRAM中的線緩存。最后，從DRAM讀回點數(shù)據(jù)，且點數(shù)據(jù)通過一個點先入先出單元傳到 打印頭接口 。點先入先出單元以系統(tǒng)時鐘頻率(pclk )從行讀取單元(LLU) 接收數(shù)據(jù)，同時，打印頭接口 ( PHI)從先入先出單元取走數(shù)據(jù)并把數(shù)據(jù) 以系統(tǒng)時鐘頻率的2/3倍的速率送到打印頭.在優(yōu)選的形式中，DRAM的大小為2.5M字節(jié)，其中大約2M字節(jié)可 用于壓縮頁存儲數(shù)據(jù)。壓縮頁容納在兩個或更多個區(qū)內，在存儲器中存儲 有多個區(qū)。 一旦PEP子系統(tǒng)773用完一個區(qū)頁以用于打印，則可以下載一 個新的區(qū)。新的區(qū)可用于當前頁或下一頁。通過使用區(qū)，可以在下載完完整的壓縮頁之前就開始打印一個頁，但 是必須注意保證一直有用于打印的數(shù)據(jù)，不然會出現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)不足的情 況。^的USB 1.1設^^收壓縮過的頁數(shù)據(jù)以及來自于主機PC的控制 指令，并使得往任一DRAM的數(shù)據(jù)傳輸變得簡單(或者往多SoPEC系統(tǒng) 中的另一個SoPECi殳備的數(shù)據(jù)傳輸變得簡單，如下文所述)。在可選的實施方式中可使用多個SoPEC設備，所述SoPEC設備可取 決于特定的應用而實現(xiàn)不同的功能。例如，在某些情形中， 一個SoPEC 設備可簡單地用于其機載DRAM，而另一個SoPEC設備用于上述的各種 解壓和格式化功能。這可以減少緩存數(shù)據(jù)不足的可能，所述數(shù)據(jù)不足情形 可發(fā)生于在以下情況下打印機在接收到用于一個頁的所有數(shù)據(jù)之前就開 始進行頁的打印且并沒有及時接收到剩余的數(shù)據(jù)。為了其存儲器緩沖性能 而增加另外的SoPEC設備倍增了可以緩沖的數(shù)據(jù)量一一即使不利用所述 增加芯片的任何其它性能。
每個SoPEC系統(tǒng)可具有幾個設計成彼此配合的質量保證(QA)設備， 以保證打印機構的質量、供墨的質量，從而使得打印頭噴嘴不會在打印過 程中損壞，并且保證軟件的質量，以確保打印頭和機構不會受損。通常，每個打印SoPEC具有相應的打印機單元QA，所述打印機單元 QA存儲與例如最大打印速度的打印機單元特^目關的信息。墨盒單元也 可包括QA芯片，該QA芯片存儲墨盒的信息一一例如剩余的墨量，并且， QA芯片還可配置成用作ROM (事實上作為EEPROM)，其存儲打印頭 的特有信息一一例如失效噴嘴映射和打印頭特征。再充填單元也可包括有 QA芯片，該QA芯片存儲再充填的墨的信息，例如墨的類型/顏色以及存 在的用于再充填的墨量。SoPEC i殳備中的CPU能夠可選M實際上用作 串行EEPROM的QA芯片栽入并運行程序編碼。最后，SoPEC設備中的 CPU運行邏輯QA芯片(即軟件QA芯片)。通常地，系統(tǒng)中所有的QA芯片的物理構造是完全相同的，只有閃存 中的內^L此不同。每個SoPEC設備具有兩個LSS系統(tǒng)總線，所述LSS系統(tǒng)總線可與QA 設備通訊而用于系統(tǒng)鑒定和墨用量計算。對于每條總線可使用許多個QA 設備，并且這些QA設備在系統(tǒng)中的位置是不受限制的，但有一個例外， 即，打印機QA設備和墨QA設備應當位于不同的LSS總線上。在使用中，邏輯QA與墨QA通訊以確定剩余的墨量。參考打印機QA 而發(fā)汪來自墨QA的答復。來自于打印機QA的校驗本身由邏輯QA驗證， 從而為來自于墨QA的答復間接地增加一個額外的mit級別。在QA芯片之間傳送的數(shù)據(jù)通過數(shù)字信號驗證。在優(yōu)選的實施方式中， HMAC-SHAlHii用于對數(shù)據(jù)的驗汪，RSA用于程序編碼，但是也可以代 替地使用其它的方案?？梢岳斫?，因此，SoPEC設備對打印引擎1的M操作進行控制并進 行必要的數(shù)據(jù)處理任務，以及使打印引擎1各個部件的操作同步并對之進 行控制，以使得易于操控打印介質，這將在下文中進行說明。打印引擎在圖6和7中詳細地示出了打印引擎l，其包括兩個主要部分墨盒
單元10和支架單元12。
墨盒單元10的形狀和尺寸i殳置成容置在支架單元12內，并通過安裝 在支架單元上的蓋體組件11而緊固在適當?shù)奈恢蒙稀ＶЪ軉卧?2又配置 成固定在打印機單元2內以便于進行打印，如上文所述。
圖7示出處于組裝形式下的打印引擎1,其中墨盒單元10緊固在支架 單元12中并且蓋體組件11關閉。打印引擎1響應于從打印機單元2的用 戶界面5輸入的用戶輸入而對與打印相關的各個方面進行控制。這些方面 包括以受控的方式把介質傳輸通過打印頭、以及使墨受控地噴到經(jīng)過的介 質表面上。
墨盒單元
在圖8和圖9中詳細地示出了墨盒單元IO.參照圖9所示的分解視圖， 墨盒單元10總體上包括主體20、墨存儲模塊組件21、打印頭組件22和維 護組件23。
所有這些部件組裝在一起以形成一個一體的單元，該一體的單元將墨 存儲裝置和墨噴出裝置組合在一起。這種結構確保墨按需要直，應到打 印頭組件22以進行打印，并且如果需要更換墨存儲裝置或打印頭組件或需 要更換兩者，則可以通過更換整個墨盒單元10而容易地實現(xiàn)。
然而，打印頭的工作壽命不由墨源限制。墨盒單元10的上表面42具 有用于與墨的再填充源對接的接口 61,以在需要時對墨存儲模塊45進行 補充。墨再填充單元及與墨盒對接的過程將在下文詳細地描述。為了進一 步延長打印頭的壽命，墨盒單元承栽有一個一體的打印頭維護組件23,該 打印頭維護組件封蓋、擦拭打印頭，并對打印頭進行加濕.此組件也將在下文更加詳細地描述。
主體
在圖10中更詳細地示出了墨盒單元10的主體20，所述主體包括一個 大致矩形的框架25，該框架具有開口的頂部和開口的縱向延伸側壁。 一對 立柱26從框架的下側兩端突出。這些立柱26 ^殳置成將維護組件23以下文 所述的方式安裝到主體10上。
墨出口模件27具有位于其下側、與每個容置在主體20內的墨存儲模 塊45對應的墨出口 (未示出)。每個墨出口具有一對向內延伸的^環(huán)形 密封件。環(huán)形密封件與墨出口模件27—^^制，并且如下文所述對通往打 印頭組件的墨入口進行密封。墨出口模件27通it^聲波焊接方式連接到矩 形框架25的下側。沿著框架25的一個縱壁有一系列的墨下流管30。每個墨下流管30的 上端具有一個O形環(huán)密封件29，以與對應墨存儲模塊(在下文描述)的 墨出口形成密封連接。當墨出口模件27焊接到主體20上時，每個墨下流 管30與位于模件27下側的對應墨出口流體地連通?？諝馓坠?1連接到加壓空氣源(未示出)并將氣流供應到打印頭組件 內，在打印頭組件中，氣流被導引經(jīng)過打印頭噴嘴以避免紙塵堵塞(下文 將進一步描述)。墨填充端口 35形成在各墨下流管30的下部。這些填充端口僅用于墨 存儲組件21的初始充墨。墨存儲組件的所有隨后的再填充都使用下述的墨 再填充單元。為了幫助初始填充過程，在墨盒單元10的上表面42中的氣 孔41 (參見圖9)上施加真空。氣孔41連接到各墨存儲模塊45 (在下文 中說明)中的墨囊的內部。墨通過填充端口 35而供給，并且沿墨下流管 30被向上吸到墨存儲空間內。在填充過程中，墨盒單元傾斜，使得氣孔41 處于各對應墨嚢中的最高點，并且墨盒單元被填充至真空將墨吸取通過氣 孔41。這確保了每個墨嚢都被完全地填充并清除了空氣。本領域內的技術 人員可以理解，夾帶在流向打印頭的墨流中的氣泡會妨礙噴嘴的操作。如圖15到17所示，下構件65的一端設置有多個灌注入口 85。每個 灌注入口 85與其中一個槽67直接連通，且提供一個可選的或附加的裝置， 以在運輸和使用前用墨來灌注墨存儲模塊45。當墨存儲模塊是滿時，將聚合物的密封球33插入到填充端口 35和氣 孔41中。金屬板34安裝到框架25和出口模件30的下側，以給墨盒單元10提 供結構剛度。金屬板通過使定位件38鉤在位于框架25后壁中的槽縫(未 示出)內、并且轉動金屬板34直到倒鉤狀卡鎖構造32的輪廓(line)卡 入孔口 37的外輪廓而卡鎖在位。板34具有孔39以容置從出口模件27的下表面突出的墨出口 (未示
出)。壓制的金屬板34還具有一個相對于框架25向下突出的凸緣部40, 如下文所更詳細地描述的，該凸緣部用作載荷承受面。在圖11到圖14中詳細地示出了墨盒單元10的墨存儲組件蓋21。 蓋21構造成與主體20的框架25配合而形成一個封閉的單元。如圖 11所最清楚顯示的，墨存儲模塊45安裝到蓋21的下側并延伸入由主 體20提供的各個室36內(參見圖10)。在圖12、圖13和圖14中隔離地示出了一個墨存儲模塊45。墨囊 46由例如Mylar⑧的柔性、不透氣熱塑性薄膜制造，這^吏得墨可以于 加壓狀態(tài)下保持在其中。柔性的嚢46在填充有墨時可以膨脹，以及在 墨消耗掉時變癟。將在下文中參照圖60A到60D所示的再填充過程對 此作更為詳細的描述。墨囊46在上板構件47和下板構件48之間延伸。它熱焊接(或類 似地)到板47和48以實現(xiàn)氣密密封。上板47設置成容置一個閥密封 墊(valve insert) 49。所述閥密封墊具有入口閥18和出口閥17。閥 密封墊49定位成可與形成在頂面42中的端口 51直接地連通以從墨再 填充單元接收墨，以及直接地連通出口 52而將墨傳送到打印頭組件 22。如圖14所最好顯示的，入口閥15通過一個位于上表面42端口 51中的縫隙容置墨再填充單元的墨傳送針(稍后說明)。當再填充單 元(下文描述)與墨盒單元10對接時，入口閥18受偏置而關閉和打 開。相反地，當再填充單元對接時，出口閥18受偏置而打開和關閉。 過濾件215蓋住通往上板構件47中的出口閥的入口 。過濾件的尺寸設 計成除去固體雜質和氣泡。如上所述，可壓縮的氣泡會阻礙噴嘴的操 作。出口閥連接到一個位于蓋21下側的管52,該管通往下流管套管 216。當墨存儲組件21置于主體20內時，套管216密封在位于下流管30 端部的O形環(huán)密封件29上。上板47固定到蓋21的下側以把閥密封墊49保持在位。下板48 在凸緣57內及在從蓋21下側延伸的四個支柱19的內邊緣內滑動。當 嚢46填充和膨脹時，板48沿支柱19下滑。相反地，當嚢21變空時， 板48朝蓋21滑回。嚢46的長度限制了下板48在抵達保持桿55之前 的行程。恒力彈簧54在保持桿55和凹入的插腳(recessed peg) 53 之間延伸以把板48向保持桿55偏置。這由偏置了嚢46使之膨脹、從 而將囊內的墨保持在負壓下。這避免了墨從打印頭噴嘴泄漏。嚢收縮裝置每個墨存儲模塊45具有一個嚢收縮裝置43，以在每次再填充操作 后恢復墨的負壓。收縮裝置43具有一個下凸緣57，該下凸緣抵接支 柱19的端部并由保持桿55保持在位。隨著墨嚢46變空，下板48在 下凸緣57中向上滑動。四個彎曲的鑲板58從下凸緣57向上延伸到上 凸緣59。鑲板58 8^徵向內彎曲。墨再填充單元(下文描述)具有四 個收縮致動器。當再填充裝置與墨盒單元對接時，收縮致動器延伸貫 穿位于蓋21中的孔口 60而把上凸緣59推向下凸緣57。這導致鑲板 58進一步向內彎曲而壓在嚢46的各側上。在再填充過程中，墨囊46內的負壓將墨從再填充單元吸出。通過 恒壓彈簧54把下板48向保持桿55偏置而形成所述負壓。當墨嚢滿時， 負壓消失。當墨嚢46內沒有負壓時，存在墨從噴嘴漏出的危險。當再 填充單元從墨盒移走時，嚢46內恢復負壓。隨著四個收縮致動器收縮 穿過蓋21中的孔口 60，彎曲鑲板58可朝上板構件47把上凸緣59推 回。鑲板58變直，從而其對囊46側部的擠壓減少。這使得囊46可以 s^地凸出，并且因為入口閥18是關閉的，嚢體積的fl^L增加恢復了 負壓。打印頭組件在圖15到18E中更詳細地示出了打印頭組件22，打印頭組件22適于 附接到主體20的下側，以從出口模件27 (參見圖10 )接收墨。打印頭組件22總體上包括一個長形的上構件62,所述上構件62設置 成于立柱26之間在主體20下方延伸。多個U形夾63從上構件62突出。 U形夾63穿過設置在剛性板34中的凹口 37并被形成于主體20中的凸耳 (未示)鎖住以緊固打印頭組件22。上構件62具有多個供給管64，當打印頭組件22緊固到主體20上時， 所述供給管容置在出口模件27中的出口內。供給管64可設置有外涂層以
防止墨滲漏。
上構件62由具有多個優(yōu)點的液晶聚合物(LCP)制造。液晶聚合物可 以模制而成，使得其熱膨脹系數(shù)(CTE)與硅的熱膨脹系數(shù)近似?？梢岳?解，打印頭集成電路74 (下文描述)與下側模件之間的任何大的CTE差 異會導致整個結構彎曲。然而，因為LCP沿模制方向的CTE遠小于非模 制方向的CTE (與 20ppm/1C相比，其僅為 5ppm/TC ),所以必須注意確 保LCP模件的模制方向與打印頭集成電路(IC ) 74的縱向是方向一致的。 LCP還具有相對較高的剛度，其模量通常為諸如聚碳酸酯、苯乙烯、尼龍、 PET及聚丙烯的"普通塑料"的5倍。
如圖16所最佳示出的，上構件62具有一個開槽構造，用于容置一個 通過粘合膜66粘合到其上的下構件65.下構件65也由LCP制造，并具 有多個沿其長度形成的槽67。每個墨槽67從一個供給管64接收墨，并沿 著打印頭組件22的長度分配墨。所述槽的寬度1毫米，并由寬度為0.75 毫米的壁隔開。
在所示的實施方式中，下構件65具有五個沿其長度延伸的槽67，每 個槽67 ^SU^五個供給管64中的一個接收墨，所述供給管又從一個墨存儲 模塊45(參見圖IO)接收墨，以減少不同顏色的墨混合的危險。在這個方 面，粘合膜66也用于密封各個墨槽67，以防止當下構件65組裝到上構件 62時墨在槽間的交叉混合。
在每個槽67的底部是一系列等間距的孔69(在圖17中最好地觀察到)， 以在下構件65的底面中形成五行孔69。中間行的孔69沿下構件65的中 線延伸，直接位于打印頭IC 74的上方。如同在圖22A中最好J4)現(xiàn)察到的， 其它位于中間行兩側的孔69行需要從各孔69延伸到中央的導管，使得墨 能夠供給到打印頭IC 74。
參見圖18A，打印頭IC 74通過一個聚合物密封膜71安裝到下構件65 的下側。這個膜可以是諸如PET或聚砜膜的熱塑性膜，或者可以是熱固性的膜--例如由AL technologies、 Rogers Corpration或Ablestik (NationStarch & Chemical Company的一個附屬7>司)制造的膜。聚合物密封膜 71是一個迭層材料_一其中在中央膜的兩側帶有粘合層，并且層迭在下構 件65的下側上。 一種特別有效的膜是Ablestik的5205 SI，其結構在圖24 中示意性地示出。中央的聚酰亞胺薄板222夾在熱固性的粘合層220和224
之間。熱固性粘合層的外表面由PET襯板234和236保護。聚酯襯板也是 合適的。圖17、 22A和22B示出孔72的圖案，孔72通過激光穿孔貫穿粘合膜 71以與居中布置的墨傳送位置(孔69的中間行及導管70的端部)相一致， 用于打印頭IC 74和槽67之間的流體連通。圖25和26更為詳細地示意性 示出激光切蝕過程。迭層膜71從巻軸240饋入，經(jīng)過激光器238,并巻繞 到巻軸242上。激光器是一種準分子激光器，其使用紫外光來使熱固性的 粘合劑不會固化和變硬。如果粘合劑在附連打印頭IC 74或LCP模件65 之前硬化，則密封可能會受到影響。利用波長較長的光線的激光器更易于 把粘合劑加熱到其固化溫度之上。圖26示出由激光器所鉆出的孔72。孔 72為盲孔，其終止于下PET襯板236的某個位置處。使下PET襯板236 保持不破有助于使孔72保持不受污染。上PET襯板234收集一些由激光 器238從孔72去除的切除材料244。剛好在將所述膜附連到LCP模件65 之前除去襯板，這除去了切除材料244和任意其它可能會影響流體密封的 碎屑.圖27示出膜71到LCP模件65的附連。激光鉆孔后的膜71從巻軸 242供應到LCP模件65。因為LCP模件是一個較長的聚合物模件，所以， 模件由于內在的材料缺陷和模制過程而不是非常直。在附連所述的膜時， 模件被夾住并保持成直的。 一個加熱模具246軟化、但是不固化熱固性的 粘合劑，從而使得粘合劑變粘。 一個觀察系統(tǒng)(未示出)對準膜71，使得 適當?shù)目?2與蝕刻至;^件65內的墨管70的端部至少部分地配準(參見圖 22B)。這可以通過在LCP模件65和膜71上都使用基準標記、或者通過 使用以模件和/或膜的預定特征為參照的觀察系統(tǒng)來實現(xiàn)。這對于膜而言是 特別有用的，因為加熱過程常常能夠導氣基準標記(通常為非常小的孔) 的去除和整體變形。如果，見察系統(tǒng)尋找位于鉆孔圖案中的一個或多個預定 的孔72，則與墨管70的對準會更為直接和精確。墨孔72的相對變形較小， 因為它們的體形要大得多，而觀察系統(tǒng)可使用一種簡單的幾何技術來計算 中心點，然后以該中心點為參照。PET襯板236在附連前被撕去，且在附 連之后往復運動的刀具248將膜修理到適當?shù)某叽纭Ｏ啾扔诎涯じ竭B到模件上然后進行鉆孔而言，在把膜附連到LCP模件 之前對膜71進行鉆孔是更快捷且更可靠的。在膜附連到模件上時進行鉆孔 是需務f子細地控制的，以使得孔完全地延伸貫穿所述的膜而不過度鉆孔一 —其中一部分下方的LCP被激光切除掉。被切除的LCP易于嵌在孔72 內并導致流動阻塞。轉到圖28，各個打印頭IC 74順次地附連到膜71上。已加熱的模具 260保持住每個打印頭IC 74，并且一旦觀察系統(tǒng)262把打印頭IC 74與前 一附連的打印頭IC 74及孔72對準，就把打印頭IC 74附連到膜71上。 LCP模件65不再保持筆直，因為LCP模件在打印頭IC的一端與另一端 之間偏離筆直是可以接受的偏差。如上所述，觀察系統(tǒng)可以基準標記為參 照、或者其可以膜71的 一個或多個孔72上的預定點為參照。PET襯板234 剛好在附連之前撕去以避免污染。再次地，模具260 (通過打印頭IC74) 加熱所述熱固性粘合劑220，直至其變粘但不固化。僅當打印頭IC 74系 列通過膜71粘在LCP模件65上之后，才通過把溫度升高到已知的固化溫 度之上而最終ii行固化?？蛇x地，膜可使用具有不同固化溫度的熱固性粘合層。通過使層224 的固化溫度低于層220的固化溫度，所述膜能夠在附連及固化打印頭IC 74 之前附連及固化至LCP模件65。相比于熱塑性的膜，熱固性的粘合劑提 供了更可靠的流體密封。熱塑性的膜受熱并軟化，從而，打印頭IC和LCP 模件可以嵌入膜的表面內。在膜冷卻之后，其以所需的機械結合附連到 LCP上。由于在操作中的長期熱疲勞，這易于發(fā)生故障和滲漏。熱固性的 樹脂粘合劑固化以與承受打印頭組件內不均勻熱膨脹的打印頭IC的表面 形成牢固的結合。圖23為通過圖22A所示的聚合物膜附連到打印頭IC的LCP模件的 示意性局部剖視圖。墨流經(jīng)位于LCP模件65下側的導管70。開口的槽道 70由熱固性的粘合層224密封，且槽道70的內端與貫穿所述膜的孔72對 準。重要的，熱固性粘合層的粘JLA夠地低，以允許打印頭IC和LCP模 件充分地嵌^表面內，但是該粘度不低到允許粘合劑凸入流體導管內到 形成阻塞或有害限制的程度。然而，少量的粘合劑內陷或"隆起"(參見 圖23的228、 230和232)到流體槽道內對適當?shù)恼澈隙允潜仨毜摹⒉?對墨流動無害。因此，提供可靠密封而不引起流動限制的粘合劑粘度范圍 也取決于支撐及MST設備的孔的尺寸和構造。粘度在100厘泊和 10,000,000厘泊之間的熱固性粘合劑將密封住MST設備的微米尺度孔。較 深及較大的孔可釆用位于所述范圍內較低端的粘度，而較小、較淺的孔需 要較高粘度的粘合劑。
打印頭IC 74具有入口孔形式的分配槽77。這些槽將墨分配到通往每 個獨立噴嘴(未示出)的入口 226。雖然圖24不是按比例的，可以從圖22A 看出，分配槽77遠小于LCP模件65中的供應導管70。從而，槽77更易 于由從托架腹板22和IC 74的上表面之間移除的粘合劑阻塞或限制。為了 避免這個現(xiàn)象，可以在打印頭IC的附連表面上形成凹口以保持墨，否則 墨會被擠入槽77內。如圖21B所示，這些凹口可以是直徑大約為IO微米、 深度為5微米、沿寬度為80微米的槽的兩側延伸并隔開80微米的一系列 凹坑264。它們賦予附連表面的附加紋理和起伏也有助于往膜71的粘合。聚合物密封膜71的厚度對于其提供的墨密封的有效性而言是非常重 要的。如圖21A到22B所最佳顯示的，聚合物密封膜對位于打印頭IC74 后側上的蝕刻槽77以及位于膜另一側的導管70進行密封。然而，當膜71 密封導管70的開口端時，它也可以凸出或者陷入導管內.陷入導管70內 的該部分膜跨越打印頭IC 74中的數(shù)個蝕刻槽77。所述陷入可能在隔開各 蝕刻槽77的壁之間導致間隙。明顯地，這使得密封出現(xiàn)缺口并允許墨泄漏 出打印頭IC 74或者在槽77之間泄漏。為了避免此情形，聚合物密封膜71應當足夠厚以解決向導管70內的 陷入，同時維持蝕刻槽77上的密封。聚合物密封膜71的最小厚度將取決 于所陷入的導管的寬度； 膜的層狀結構中的粘合層的厚度； 當打印頭IC74推壓至粘合層上時粘合層的"剛度"； 迭層材料的中央膜材料的模量。對于所示的打印頭組件22來說，25微米厚的聚合物密封膜71 U 夠的。然而，將厚度增加到50、 100或甚至200微米將對應地增加所提供 的密封的可靠性。在上述的Ablestik層制件中，熱固性層的厚度為25微 米，而聚合物托架腹板的薄板的厚度為50微米。PET或聚脂村板的典型 厚度為12微米。墨傳送入口 73形成于打印頭IC 74的"前"表面中。入口 73將墨供 應到位于入口之上的對應噴嘴801 (在下文中參考圖35到圖36對其進行 描述)。墨必須被傳送到IC以將墨供應到每個獨立的入口 73。因此，各個 打印頭IC 74中的入口 73被物理地分組以減少墨供應的復雜程度和布線的 復雜程度。它們也邏輯地分組以減少能量消耗并使得可以實現(xiàn)各種打印速 度。每個打印頭IC74構造成接收和打印五種不同的墨色(青色、品紅色、 黃色、黑色以及紅外)，并且對于每種顏色包括1280個墨入口，其中這些 噴嘴被分成為偶噴嘴和奇噴嘴(每組640個)。用于每種顏色的偶噴嘴和奇 噴嘴設置在打印頭IC 74的不同排上，并豎直地對準以實現(xiàn)真正的1600 dpi 打印，意味著噴嘴801如圖19中所清晰示出地設置成10排。單個排上的 兩個相鄰噴嘴801之間的水平距離為31.75微米，而噴嘴排之間的豎直距 離基于噴嘴的噴射順序，但是通常地，排之間由確切數(shù)量的點線分隔開， 并且點線的其中一部分對應于排噴射時間之間紙移過的距離。而且，對于 一給定顏色的偶和奇噴嘴排之間的間距必須使得它們可以共享一個墨槽， 這將在下文描述。制造方法下文通過參照圖18B-18E所示的示意性剖視圖來描述制造過程的各 個方面。在圖18B中示出了一種已知的技術。從柔性PCB79的一端除 去聚合物膜以露出導電跡線200。跡線200間隔開，從而與位于打印頭 IC74上的粘合墊的線配準。然后跡線74直接地連接到粘合墊。此技術 通常稱為"TAB粘合"，且需要柔性PCB是非常準確的、以及在對準柔 性PCB和粘合墊時需要一個很高的精確度。因此，這可以是整個打印 頭制造過程中一個費時的步驟。它也需要支撐模件65具有一個階梯狀 的部分204，以將柔性PCB支撐在打印頭IC 74的高度上。階梯狀的部 分204增加了設計的復雜度。本發(fā)明的這個方面在把導電跡線200布線到打印頭IC 74上之前將 打印頭IC 74和柔性PCB (或者至少是導電跡線200)都附連到帶有聚 合物膜51的支撐模件65上。將打印頭IC和柔性PCB都附連到帶有聚 合物膜的支撐模件上是一個相對迅速和筒單的步驟，因為跡線和粘合墊 的高精度對準不是決定性的。將柔性PCB隨后連接到粘合墊上可通過 自動化的設備來完成，所述自動化的設備將跡線和其對應的粘合墊通過 光學方法定位在打印頭IC上。跡線與粘合墊配準方面的略微不精確不 會妨礙柔性PCB連接到打印頭IC上，在用于頁寬打印頭的長IC尤其如 此。由此，整個過程更省時，并且在商業(yè)上是可行的。圖18C-18E示出柔性PCB和IC附連的不同選擇，它們都^f吏用了本 發(fā)明的同一個基本技術。在圖18C中，在附連打印頭IC 74之后，柔性 PCB79附連到聚合物膜71上。為此，柔性PCB79具有一個用于附連 到聚合物膜71的粘合區(qū)208，因為在打印頭IC 74的附連過程之后，聚 合物膜71冷卻、硬化并失去其自身的粘合性能。對于柔性PCB和附連 的IC，形成線連接206并添加保護性的封裝202。在圖18D中，打印頭IC 74和柔性PCB 79隨著通過聚合物膜71同 時地附連到支撐模件65上。這比獨立地附連柔性PCB和IC要更快， 但是更為復雜。圖18E示出一個簡單得多的形式，其中導電跡線結合在聚 合物膜71內。如上所述，聚合物膜71是迭層的，使得跡線可設置在所 述的層之間。在這種方式中，聚合物膜有效地成為柔性PCB。這個選項 迅速簡單，但是具有內置跡線的聚合物膜不是"現(xiàn)貨供應"的產(chǎn)品。在上下文中，圖18C-18E示出上文所詳細描述的LCP模件的上構 件62和下構件65、各個墨槽67、墨孔69、導管70以及激光鉆孔72。如上文所指，本發(fā)明涉及頁寬打印，如此，打印頭IC74設置成沿打 印頭組件22的整個寬度水平地延伸。為此，各個打印頭IC 74以抵靠的方 式在整個聚合物膜71的表面上聯(lián)結在一起，如圖16和17所示。通過把 IC加熱到粘合層熔點之上，然后把其壓入密封膜71內，或者在將其壓入 膜內之前以激光融化位于IC下方的膜71的粘合層，打印頭IC 74可附連 到聚合物密封膜71。另一個選項是在加熱IC壓入膜71內之前加熱IC(不 加熱到粘合劑的熔點之上)及粘合層。如上所述，柔性PCB可具有一個用于附連到聚合物膜71的粘合區(qū)， 或者，已加熱的棒可以將所述柔性PCB壓到聚合物膜上并持續(xù)一個預 定的時間。打印頭聯(lián)結各個打印頭IC 74的長度為大約20-22毫米。為了打印一個A4/US信 紙大小的頁，11-12個打印頭IC 74連續(xù)地聯(lián)結在一起。打印頭IC74的數(shù) 量可以變化以適應其它寬度的頁。
打印頭IC 74可以多種方式聯(lián)結在一起。在圖20中示出了聯(lián)結IC 74 的一個特定方式。在這個結構中，IC 74端部的形狀如此地形成其聯(lián)結 在一起而形成一個IC水平線，相鄰IC之間沒有豎直偏差。在IC之間設 置有一個大致為45度的傾斜結合。結合邊緣不是直的，而是具有鋸齒形的 輪廓以利于定位，且IC 74之間期望隔開大約11毫米(垂直于結合邊一 測量)。在此結構中，每個排上的最左邊的墨傳送噴嘴73降低10個行距， 并設置成三角形的構造。這種結構在結合處提供了 一定程度的噴嘴重疊并 保持了噴嘴的間距，從而確保墨滴沿打印區(qū)域一致地傳送。這種結構還保 證了在IC 74的邊緣處設置更多的硅以確保有效的聯(lián)結。在由SoPEC單元 對噴嘴的操作進行控制(在下文描述)的同時，對噴嘴的補償可發(fā)生于打 印頭內，或者也可通過SoPEC i殳備實現(xiàn)，這取決于存儲要求。在這個方 面，可以理解，位于IC 74—端的落差式噴嘴三角結構對打印頭的存儲要 求最低。然而，當存儲要求不是很嚴格時，可以使用不同于三角形的形狀， 例如，落差式的行可采取梯形的形式。打印頭IC的上表面具有多個沿打印頭IC邊緣設置的粘合墊75，所述 粘合墊提供了用于從SoPEC設M收數(shù)據(jù)和/或電力的裝置以控制噴嘴73 的操作。為了有助于將IC 74正確地定位在粘合層71的表面上且對齊IC 74、從而4吏得IC74與形成在粘合層71中的孔72正確地對齊，基準76也 設置在IC 74的表面上。基準76的形式是可以由適當?shù)亩ㄎ粏卧菀椎刈R 別的標記，以指示IC74相對于相鄰IC與粘合層71表面的確切位置，并 且策略性地位于IC 74的邊緣上，且沿著粘合層71的長度.為了從形成于聚合物密封膜71中的孔72接收墨并將所述墨分配到墨 入口 73,每個打印頭IC 74的下側如圖21所示地構造。，沒置有多個蝕刻 槽77，其中每個槽77與用于傳送一種特定顏色或一種類型墨的成對的入 口 73排流體連通。槽77的寬度大約為80微米并等于聚合物密封膜71中 的孔72的寬度，并且槽77延伸過IC 74的長度。槽77由硅橋或壁78分 成數(shù)個部分。每個部分直接地供墨，以縮短往入口 73的流動路徑，以及減 少往各個噴嘴801的墨不足的可能性。在這個方面，每個部分通過相應的 入口 73供應大約128個噴嘴801。圖22B更清楚地示出墨如何供應至形成在IC 74下側內的蝕刻槽77 以供應到噴嘴73。如圖所示，在硅壁78將槽77隔成多個部分的位置處， 貫穿聚合物密封膜71而形成的孔72與一個槽77對準?？?2的寬度大約
為80微米，該寬度與槽77的寬度大致相等，從而使得一個孔72將墨供應 到槽77的兩個部分?？梢岳斫?，這使得聚合物密封膜71中所需要的孔72 的密度減半。在脊爭個打印頭IC 74附連到聚合物密封膜71的表面上并與之對準之 后，沿IC 74的邊緣附連一個柔性PCB 79 (參見圖18 )，使得控制信號與 電力可供應到粘合墊75以控制和^Mt噴嘴801。如圖15所更清晰顯示的， 柔性PCB 79從打印頭組件22延伸并繞打印頭組件22折疊。柔性PCB 79還可具有多個沿其長度布置的去耦電容81，用于控制接 收到的電力和信號。如圖16所最佳顯示的，柔性PCB79具有多個沿其長 度形成的電接點180，用于從支架單元12的控制電路接收電力和/或數(shù)據(jù) 信號。還沿柔性PCB 79的遠邊形成多個孔80，所述多個孔80提供用于將 柔性PCB 79附連到主體20的剛性板34的凸緣部40的裝置。柔性PCB 79 的電接點與支架單元12的電力及數(shù)據(jù)接點接觸的方式將在下文中描述。如圖18A所示，介質遮蔽件82保護打印頭IC74，使之不會因為與經(jīng) 過介質相接觸而導致?lián)p傷。在打印頭IC74的上游，介質遮蔽件82通過適 當?shù)目ㄦi結構或通過粘合劑附連到上構件62。當以此方式附連時，打印頭 IC 74位于介質遮蔽件82的下方，處在介質經(jīng)過的#之外。在^h質遮蔽件82與上構件62和下構件65之間設置有空間83,該空 間可以從空氣壓縮機等接收加壓空氣，因為此空間83沿打印頭組件22的 長度延伸，所以壓縮空氣可以從打印頭組件22的任一端供應到空間56并 沿組件均勻地分布。介質遮蔽件82的內表面設置有一系列翼片，所述翼片 限定多個沿介質遮蔽件82的長度均勻分布的空氣出口 ，壓縮空氣通過所述 空氣出口而沿介質傳送方向被導引通過打印頭IC 74。此結構的作用是防 止介質攜帶的灰塵和其它微粒物質在打印頭IC 74的表面上沉積，所述沉 積會導致噴嘴的堵塞和損壞。墨傳送噴嘴現(xiàn)在將參照圖35到圖38對一種適于本發(fā)明的墨傳送噴嘴結構的示例 類型進行描述，所述結構包括噴嘴和相應的致動器。圖38示出了形成于硅 村底8015上的墨傳送噴嘴結構801的陣列。每個噴嘴結構801^1相同的， 然而，不同組的噴嘴結構801設置成被供以不同顏色的墨或固定劑。在這 個方面，噴嘴結構成排地設置并彼此交錯，以使得在打印時墨滴比單排噴 嘴時所能實現(xiàn)的更為緊湊。這種結構使得可提供高的噴嘴密度一一例如排列成多個交錯排的多于5000個的噴嘴，在每排中，噴嘴之間的間距為大約 32微米，而在相鄰排之間的噴嘴間距為大約80微米。所述多個排還允許 冗余(如果需要的話)，從而允許噴嘴具有一定的故障率。每個噴嘴結構801通過集成電路制造技術制造.特別地，噴嘴結構801 限定一個微系統(tǒng)技術(MST )。為了描述的清晰和容易起見，將參照圖35到圖37對單個噴嘴結構801 的構造和操作進行描述。噴墨打印頭集成電路74包括珪晶片襯底8015,硅晶片襯底8015上設 置有0.35微米的1 P4M 12伏的CMOS微處理電子單元。一個二氧化硅(或可選地為玻璃)層8017設置在襯底8015上。二氧 化珪層8017限定了 CMOS介電層。CMOS頂層金屬限定了 一對位于二氧 化硅層8017上的對齊的鋁電極接觸層8030。硅晶片襯底8015和二氧化硅 層8017均被蝕刻以限定墨的入口槽8014，所述入口槽的橫截面大致是圓 的(在俯視圖上)。由CMOS金屬1、 CMOS金屬2/3和CMOS頂層金屬 形成的鋁擴散屏障8028繞著墨的入口槽8014設置在二氧化硅層8017中。 擴散屏障8028用于阻止氫氧離子擴散通過驅動電子層8017的CMOS氧化 層。一個氮化硅形式的鈍化層8031設置在鋁接觸層8030和二氧化珪層 8017上。鈍化層8031的位于接觸層8030上的每個部分具有一個限定于其 中的開口 8032，以提供通往接點8030的入口 。噴嘴結構801包括一個由環(huán)形的噴嘴壁8033限定的噴嘴腔8029，所 述噴嘴壁在上端處終止于噴嘴頂8034以及徑向內噴嘴緣804之內，徑向內 噴嘴緣804在俯視時是圓的。墨入口槽8014與噴嘴腔8029流體連通。在 噴嘴壁的下端，設置有一個移動的緣8010,所述移動的緣8010包括移動 的密封唇8040。 一個環(huán)繞壁8038包繞著可移動的噴嘴，并包M止的密 封唇8039，當噴嘴如圖38所示地靜止時，所述密封唇8039與移動的緣8010 鄰近。由于限位在靜止密封唇8039和移動密封唇8040之間的墨的表面張 力而形成一個流體密封8011。這防止了墨從槽泄漏，同時在環(huán)繞壁8038
和噴嘴壁8033之間提供低阻力聯(lián)接。如圖36所最清楚地顯示的，多個徑向延伸的凹口 8035繞著噴嘴緣804 限定于頂部8034中。凹口 8035用于容納由于墨離開噴嘴緣804而導致的 徑向墨流。噴嘴壁8033形成為安裝在大致為U形輪廓的托架8036上的;Mf結構 的一個部分，托架8036的基部8037附接到氮化硅層8031。;Mf結構還包括一個^Mf臂8018，所^Mf臂從噴嘴壁延伸并結合有 側向加強梁8022。 ；Mf臂8018附接到一對從動梁806上，所ii^動梁806 由氮化鈦(TiN)形成并位于噴嘴結構的任一側，如圖38和37所最清楚 地顯示的。從動梁806的另一端附接至托架8036。杠桿臂8018還附接到一個由TiN形成的致動梁807。需要指出的是， 這個與致動梁的附接形成在一個位置處，所述位置比與從動梁806的附接 點高出 一個小但是重要的距離。如圖35和35所最好地顯示的，致動梁807的俯視圖大致是U形的， 在電極809和相對電極8041之間限定一個電流通路。每個電極809和8041 導電地連接到接觸層8030中的相應的位置。在通過接點809而導電地耦連 的同時，致動梁還機械地錨接到錨固件808。錨固件808構造成在噴嘴結 構操作時限制致動梁807往圖38到28的左方運動。致動梁807中的TiN是導電的，但是其電阻足夠高，從而，當電流在 電極809和8041之間通過時，TiN自加熱。沒有電流流經(jīng)從動梁806，所 以，從動梁806不膨脹。在使用時，所述設備在靜止位置填充有墨8013，所述的墨在表面張力 的影響下形成了一個彎液面803。墨由所述彎液面保持在腔8029中，并且 在沒有某些其它物理作用的時候通常不會漏出。如圖36所示，為了從噴嘴噴射墨，在接點809和8041之間通以電流， 電流流經(jīng)致動梁807。梁807由于其電阻而引起的自加熱導致梁膨脹。致 動梁807的尺寸和設計意味著在圖35到37中，膨脹主要是在水平方向 上。在錨固件808的作用下，向左側的膨脹受到限制，從而，致動梁807 鄰ii^f臂8018的端部被推向右側。
從動梁806沿水平方向的相對不可變形性阻止了其允許^f臂8018進 行大的水平運動。然而，從動梁與致動梁分別附接到杠桿臂的附接點的相 對移位導致了 一個扭曲運動，所述扭曲運動導致杠桿臂8018大體上向下運 動。這個運動實際上是一個樞轉運動或鉸接運動。然而，不存在真實的樞 轉點，這意味著轉動是繞著由從動梁806的彎曲所P艮定的樞轉區(qū)域進行的。杠桿臂8018的向下運動(以及⑩的轉動)由噴嘴壁8033和從動梁 806之間的距離放大。噴嘴壁和頂部的向下運動導致腔8029內的壓力增加， 使得所述彎液面如圖36所示地凸起。可以注意到墨的表面張力意味著流 體密封8011由這個運動拉緊，但是不允許墨泄漏，如圖37所示，在適當?shù)臅r間，驅動電流停止，且致動梁807 iStil地冷 卻和收縮。收縮導致杠桿臂回到靜止位置，從而導致腔8029中壓力的減少。 凸起的墨的動量與其固有的表面張力之間、以及由噴嘴腔8029的向上運動 所導致的負壓的相互作用4吏得凸起彎液面細縮并最終斷開，以形成一個墨 滴802，所述墨滴繼續(xù)向上運動直至接觸鄰近的打印介質.緊接著墨滴802的分離之后，彎液面803形成如圖37所示的凹形。表 面張力使得腔8029內的壓力保持相對地低，直至墨通it^口 8014而被向 上地吸入，這將噴嘴結構和墨恢復到圖35所示的靜止情形?，F(xiàn)在將參照圖33對另一種適于本發(fā)明的打印頭噴嘴結構的類型進行 描述。再次地，為了清晰和容易地描述，將對單個噴嘴結構1001的構造和 操作進行描述。噴嘴結構1001屬于氣泡形成加熱元件致動器類型的，其包括一個其中 具有噴嘴1003的噴嘴板1002，所述噴嘴具有噴嘴緣1004，且孔口 1005 貫穿噴嘴板。噴嘴板1002通過對一個氮化硅結構進行等離子蝕刻而獲得， 所述氮化硅結構通過化學氣相沉積(CVD)而沉積在犧牲材料上，然后蝕 刻犧牲材料被蝕刻。對于每個噴嘴1003而言，噴嘴結構包括其上支撐有噴嘴板的側壁 1006、由所述壁和噴嘴板1002限定的腔1007、 一個多層的襯底1008和一 個貫穿所述多層襯底而延伸到襯底遠側(未示)的入口通道1009。 一個環(huán) 形的長加熱元件1010懸置在腔1007中，從而，所述元件的形式是一個懸 臂的梁。噴嘴結構如圖所示地是一個通過平版印刷工藝形成的微系統(tǒng)技術
(MST)結構。
當使用噴嘴結構時，來自于貯液器(未示)的墨1011通過入口通道 1009 it^到腔1007中，從而對腔進行填充。此后，加熱元件1010被加熱 一段稍微小于1毫秒的時間，從而加熱的形式為一個熱脈沖?？梢岳斫?加熱元件1010與腔1007中的墨1011熱接觸，從而，當元件被加熱時，其 導致在墨內形成蒸氣氣泡。因此，墨1011構成形成氣泡的液體。
氣泡1012 —旦產(chǎn)生就會導致腔1007內的壓力增加，從而導致墨1011 的一個滴1016通過噴嘴1003噴出。在滴1016噴出時，緣1004幫助導引 所述滴1016，從而使得滴#^地定向的可能性最小化。
每個入口通道1009只有一個噴嘴1003和腔1007的原因在于其4吏得 在元件1010加熱并形成氣泡1012時，形成于腔內的壓力波不會影響到相 鄰的腔及它們的對應噴嘴。
腔1007內的壓力增加不^f5l把墨1011通過噴嘴1003迫出，而且還將一 些墨通it^口通道1009迫回。然而，入口通道1009的長度大約為200到 300微米，而直徑僅僅大約為16微米。因此，存在有明顯的粘滯曳力。由 此，腔1007內壓力升高所帶來的最主要的效果是把墨以噴滴1016的形式 通過噴嘴1003迫出，而不是通it7^口通道1009迫回。
如圖39所示，示出正在被噴出的墨滴1016處于其在墨滴脫離之前的 "頸縮階段"。在這個階段中，氣泡1012已經(jīng)達到了其最;UC寸然后開始 朝塌陷點1017塌陷(collapse )。
氣泡1012朝塌陷點1017塌陷導致一些墨1011從噴嘴1003內(從滴 的側部1018)、以及v^V口通道1009被抽向塌陷點。以這種方式抽取的墨 1011中的大多l(xiāng)bl從噴嘴1003中抽取的，在滴1016脫離之前于其基部形 成一個環(huán)形頸部1019。
為了脫離，滴1016需要一定的動量來克月&面張力。隨著墨1011因 為氣泡1012的塌陷而從噴嘴1003處抽出，頸部1019的直徑減小，從而使 保持所述滴的總表面張力減小，從而，所述滴在噴出噴嘴時的動量足以允 i午滴脫離。
當?shù)?016脫離時，隨著氣泡1012朝塌陷點1017塌陷，導致了以箭頭
1020表示的氣穴力。需要指出的是在塌陷點1017的附近不存在氣穴可 以發(fā)生作用的堅固表面。
現(xiàn)在將參照圖34-36對另一種適于本發(fā)明的打印頭噴嘴結構的類型進 行描述。此類型通常提供一個墨傳送噴嘴結構，所述墨傳送噴嘴結構具有 含墨噴嘴腔、以及連接至位于所述腔內的槳上的熱彎曲致動器。所述熱致 動器設^^被致動而從噴嘴腔噴出墨。優(yōu)選實施方式包括一個特定的熱彎曲 致動器，所述熱彎曲致動器包括一系列漸細的部分，用于提供導電路徑的 導電加熱。致動器通過一個臂連接到槳，所述臂穿過噴嘴腔的一個開槽壁。 致動臂具有配合的形狀，以與處于噴嘴腔壁中的狹槽表面大致配合。
首先參照圖34 U) - (c)，其示意性地示出了此實施方式噴嘴結構的 基^#作。噴嘴腔501通過墨入口槽503而填充以墨502,墨入口槽503 可通過蝕刻貫穿晶片襯底而獲得，噴嘴腔501設置在所述晶片襯底上。噴 嘴腔501還包括有墨噴射孔口 504，在墨噴射孔口 504周圍形成墨彎液面。
噴嘴腔501內設有槳型的設備507，所述設備與致動器508通過位于 噴嘴腔501壁中的狹槽而相互連接.致動器508包括位于立柱510端部附 近的加熱器裝置一一例如509。立柱510固定在襯底上。
當期望從噴嘴腔501噴出一個墨滴時，如圖34 (b)所示，加熱器裝 置509加熱而發(fā)生熱膨脹。優(yōu)選地，加熱器裝置509本身或者致動器508 的其它部分的制造材料具有很高的彎曲效率，其中彎曲效率如此地定義
*曲j^率- 楊氏模量x熱膨脹系數(shù)
亍 密度x比熱
一種適合用于加熱元件的材料是銅鎳合金，其能夠形成為可以彎曲玻 璃材料。
理想地，加熱器裝置509位于立柱510端部附近，從而，致動的效果 在槳端507處放大，使得立柱510附近小的熱膨脹導致槳端的大移動。
加熱器裝置509的移動以及隨后的槳移動導致墨彎液面505周圍的壓 力總體升高，墨彎液面505如圖34 (b)所示迅速地膨脹。加熱器電流是 脈沖形式的，且墨在從墨槽503 ;"的同時噴出孔口 504。
隨后，槳507被去激勵而再次地返回到其靜止位置。所述去激勵導致
墨再次總體上流回噴嘴腔內。噴嘴緣外的墨的向前動量以;M目應的回流導
致了滴512的總體上的頸縮和脫離，并往打印介質運動。塌陷的彎液面505 導致墨總體上通過墨流槽503吸到噴嘴腔502內。及時地，噴嘴腔501重 新填充，使得再次達到圖34 (a)中的位置，且噴嘴腔隨后準備好了噴射 另一個墨滴。
圖35示出了噴嘴結構的一個側向立體圖。圖36示出了剖切圖35中的 一組噴嘴結構的剖視圖。在這些圖中，保持了先前描述過的元件編號。
首先，致動器508包括一系列漸細的致動器單元一一例如515，所述 致動器單元包括一個形成于氮化鈥層517頂部上的上玻璃部分(非晶二氧 化硅)516。可選地，可以采用彎曲效率更高的銅鎳合金層(下文中被稱為 白銅)。
氮化鈦層517是漸縮形式的，并且因此電阻式加熱發(fā)生在立柱510端 部的附近。相鄰的氮化化玻璃部分515在一個塊部519處相互連接，塊部 還為致動器508提供機械結構支撐。
理想地，加熱器裝置509包括有多個漸細的致動器單元515，這些致 動器單元是長形的并且是間隔開的，從而在加熱時沿著致動器508軸線方 向的彎曲力得以最大化。在相鄰的漸細單元515之間限定有槽縫，所述槽 縫允許各致動器508相對于相鄰致動器508進行微小的差異操作。
塊部519連接到臂520。臂520又通過例如522的槽縫連接到噴嘴腔 501內的槳507,槽縫522形成于噴嘴腔501的側部。槽縫522設計成與臂 520的表面大致配合，從而使得臂520周圍的墨流出的可能性最小化。墨 大體上由槽縫522周圍的表面張力保持在噴嘴腔501內。
當需要致動臂520時，使一個導電電流通過氮化鈥層517，所述氮化 鈦層517位于連接到下CMOS層506上的塊部519內，所述下CMOS層 提供噴嘴結構所需要的電力和控制電路。所述導電電流導致鄰近立柱510 的氮化鈥層517的加熱，這導致臂20整體上向上彎曲并隨后將噴墨噴嘴 504。噴出的滴以如上所述的用于噴墨打印機的通常方式打印在頁上。
可以形成一個噴嘴結構的陣列以形成單個打印頭。例如，在圖36中， 示出了 一個部分剖視的不同陣列的視圖，所述的陣列包括多個噴墨噴嘴結 構，所述噴嘴結構布置成交錯的行以形成一個打印頭陣列。當然，可以將
不同類型的陣列設置為包括全彩色陣列等。
所述打印頭系統(tǒng)的構造可通過使用標準MST技術、通過適當?shù)母倪M 步驟而進行，所述改進步驟在授予本申請人的美國專利US 6,243,113 "Image Creation Method and Apparatus (IJ 41)"中進行了描述，其全文 通過交叉索引被引入本文中。
集成電路74可設置有5000到100,000個沿其表面布置的上述墨傳送 噴嘴，所述噴嘴數(shù)量取決于集成電路的長度和所需要的打印性能。例如， 對于窄的介質而言，為了獲得需要的打印結果，可能僅僅需要5000個沿打 印頭組件表面布置的噴嘴；而對于寬的介質而言，為了獲得需要的打印結 果，可能需要10,000、 20,000或者50,000個沿打印頭組件長度布置的噴嘴。 為了在A4或US信紙大小的介質上獲得1600dpi左右的全彩色照片質量圖 像，對于每種顏色，集成電路74可具有13824個噴嘴。因此，在打印頭組 件22能夠打印4種顏色(C、 M、 Y、 K)的情況下，集成電路74可具有 大約53396個沿其表面設置的噴嘴。此外，在打印頭組件22可以打印6 種打印流體(C、 M、 Y、 K、 IR以及固定劑)的情形時，這可導致82944 個噴嘴^t置在集成電路74的表面上。在所有這些結構中，支持各噴嘴的電 子裝置是相同的。
現(xiàn)在將參照圖37-46描述在打印頭組件22內對各個墨傳送噴嘴結構進 行控制的方式。
圖37示出了集成電路74的一個INWL圖以及它與SoPEC單元(在上 文中已描述)之間的連接，所述SoPEC單元設置在打印引擎1的控制電 子設備內。如上所述，集成電路74包括噴嘴芯陣列901以及噴嘴控制邏輯 電路卯2，所述噴嘴芯陣列包含重復的邏輯電路以4吏每個噴嘴噴射，并且 所述噴嘴控制邏輯電路902產(chǎn)生時間信號來使噴嘴噴射。噴嘴控制邏輯電 路卯2通過高速^從SoPEC設備接收數(shù)據(jù)。
據(jù)以進行打印，銜洛的形式可以是電連接器。關于噴嘴陣列芯卯l的狀態(tài) 以及其它操作信息通過另一鏈路卯8傳回到噴嘴控制邏輯電路卯2， M 卯8也可設置在所述電連接器上。
在圖38和39中更詳細地示出了噴嘴陣列芯901。在圖38中，可以看到，噴嘴陣列芯卯l包括噴嘴列911的陣列。該陣列包括一個噴射/選擇移 位寄存器912以及多至6個的顏色通道，每個顏色通道由一個相應的點移 位寄存器913表示。
如圖39所示，噴射/選擇移位寄存器912包括前向通路噴射移位寄存 器930、反向通路噴射移位寄存器931以及選擇移位寄存器932。每個點移 位寄存器913包括一個奇數(shù)點移位寄存器933以及一個偶數(shù)點移位寄存器 934。奇數(shù)移位寄存器933以及偶數(shù)移位寄存器934在一端相連，使得數(shù)據(jù) 沿一個方向鐘控(docked through)通過奇數(shù)移位寄存器933,然后沿相 反的方向鐘控通過偶數(shù)移位寄存器934。(除了最后一個偶數(shù)點移位寄存器 之外)寄存器的輸出供應到多路復用器935的輸入。在制it^的測試中， 多路復用器的這個輸入通過一個信號(芯掃描，corescan)選擇。在正常 操作時，芯掃描信號選擇供應到多路復用器935的其它輸入的點數(shù)據(jù)輸入 Dot[x。這導致用于各種顏色的Dotx被供應到相應的點移位寄存器913。
現(xiàn)在將參照圖46對單個列N進行描述。在所示的實施方式中，列N 包括12個數(shù)據(jù)值，對于六個點移位寄存器中的每一個包括奇數(shù)的數(shù)據(jù)值 936和偶數(shù)的數(shù)據(jù)值937。列N還包括一個來自于正向通路噴射移位寄存 器930的奇數(shù)噴射值938以及一個來自于反向通路噴射移位寄存器931的 偶數(shù)噴射值939，這兩個噴射值作為輸入而供應到多路復用器940。多路復 用器940的輸出由選擇移位寄存器932中的選擇值941控制。當選擇值為 零時，輸出奇數(shù)噴射值，而當選擇值為一時，輸出偶數(shù)噴射值。
每個奇數(shù)數(shù)據(jù)值936和偶數(shù)數(shù)據(jù)值937分別作為相應的奇數(shù)和偶數(shù)點 鎖存器942和943的輸入。
各個點鎖存器及其相關的數(shù)據(jù)值形成了一個單元格(unit cell),例如 單元格944。圖46中更詳細地示出了一個單元格。點鎖存器942是D型觸 發(fā)器，其接收數(shù)據(jù)值936的輸出，所述數(shù)據(jù)值由D型觸發(fā)器944保持，所 述D型觸發(fā)器944形成為奇數(shù)點移位寄存器933的一個元件。觸發(fā)器944 的數(shù)據(jù)輸入由奇數(shù)點移位寄存器中的前一元件的輸出提供(除非所考慮的 元件是移位寄存器中的第一個元件，在是第一個元件的情況下其輸入為 Dot[x值)。當接收到在LsyncL上提供的反向脈沖時，對數(shù)據(jù)進行時鐘控 制而使4L^觸發(fā)器944的輸出iiX到鎖存器942中。
鎖存器942的輸出被提Wt為三輸入與門955的輸入之一。與門945
的其它輸入是Fr信號(來自于多路復用器940的輸出)和脈沖外形信號 Pr。噴嘴的噴射時間由脈沖外形信號Pr所控制，并例如能夠延長以考慮 低壓情形，該情形由于電源功率低而引起(在可移除的電源實施方式中)。 這是為了確保當噴嘴噴射時有效地從各個噴嘴噴射相對恒定量的墨。在所 描述的實施方式中，用于各個點移位寄存器的脈沖外形信號Pr是相同， 以在復雜度、價格和性能之間實現(xiàn)平衡。然而，在其它實施方式中，Pr信 號可整體地施加(即對于所有噴嘴都是相同的)，或者可單獨地適應于各 個單元格或者甚至適應于各個噴嘴.
一旦數(shù)據(jù)載入到鎖存器942中，噴射使能信號Fr和脈沖外形信號Pr 施加到與門945，結合到一起而對于含有邏輯電路1的各個鎖存器942觸 發(fā)噴嘴而噴射墨點。
用于各個噴嘴通道的信號總結在下表中:
名稱方向描述
D輸入將點圖案輸入至移位寄存器位
Q輸出從移位寄存器位輸出點圖案
SrClk輸入移位寄存器鐘控輸入-在時鐘的上升沿獲取d
LrsyncL輸入噴射使能-為使噴嘴噴射，其需要被斷言
Pr輸入外形-為使噴嘴噴射，其需要被斷言
如圖46所示，噴射信號Fr沿對角線傳送，而4吏得當前列中的一種顏 色、下一列的下一顏色等等噴射。這通過在6個列上以時間延遲的方式展 開而〗吏得電流需求平均化。
點鎖存器和形成不同移位寄存器的鎖存器在此實施方式中是全靜態(tài) 的，并且是以CMOS為基礎的。鎖存器的設計及構造為集成電路工程及設 計領域的才支術人員所^^知，因此在此文中將不詳細描述。
為了能以約60ppm的速度打印，打印機單元2的噴嘴速度可等于 20kHz，甚至更高以實現(xiàn)更高的速度。在噴嘴速度的這個范圍內，整個打
印頭組件22可噴射的墨的總量為至少50,000,000滴/秒。然而，隨著噴嘴 的數(shù)目增加以提供更高速和更高質量的打印，可輸送的速率為至少 IOO，OOO,OOO滴/秒、優(yōu)選地至少500,000,000滴/秒、更優(yōu)選地至少 l,OOO，OOO,OOO滴/秒。在所iBt度下，噴嘴所噴射墨滴的每滴最大滴噴射能 量大約為250毫微焦耳。因此，為了適應以這樣的速度打印，控制電子設備必須可以相同的速 率來確定噴嘴是否噴射墨滴。在此方面，在某些情形下，控制電子i殳備必 須能夠以至少50,000,000次/秒的速率確定噴嘴是否噴射墨滴。對于更高速 度、更高質量的打印場合而言，其可能會增加到至少100,000,000次/秒、或者至少為500,000,000次/秒、且在許多場合下至少i，ooo，ooo，ooo次/秒。對于本發(fā)明的打印機單元2而言，上述的設置在打印頭組件22中的噴 嘴數(shù)目的范圍和噴嘴噴射速度以及打印iUL—起實現(xiàn)了至少為50cmV秒的 面積打印速率，并且，取決于打印iUL，在更高^時為至少100cmV秒、 優(yōu)選地至少200cmV秒、更優(yōu)選地至少500cmV秒的面積打印速率。這種結 構提供了一種打印機單元2，其可以先前的常規(guī)打印機單元所不能獲得的 速度在^h質表面上進行打印。維護組件在圖47-50中詳細地示出了維護組件23，所述維護組件如先前在圖8 中所示地安裝在主體20的立柱26之間以鄰近打印頭組件22設置。維護組件23通常包括一個其中容置組件的各個部件的維護底架88。 維護底架88的形式為一個端部開口的槽，其在端部處具有一對向上延伸的 舌狀部89，所述舌狀部的形狀與主體20的立柱26配合并與設置在立柱上 的保持突起相M以將維護組件23緊固在位。維護底架88由例如壓制鋼 板的具有剛度和彈性的適當金屬材料制成。在圖49中更清晰地示出了維護底架88的基部，該基部包括一居中的 去除部90、窗部92和從窗部92任一側延伸的彈簧臂91。 一體的彈簧臂 91朝底架88的內部傾斜，并通it^制底架的金屬板而形成。當然，彈簧 臂91同樣地可以是一個置入底架88的開口槽內的獨立插入件。設置有一個剛性的插入件93以配合在底架88內，以〗更為維護組件23 提供額外的剛度。鎖定構件94從剛性插入件的基部突出，并在剛性插入件83位于底架88內時伸入底架88的居中設置的去ftHP卯內。鎖定構件94 設置成如下文所述在封蓋狀態(tài)和不封蓋狀態(tài)之間移動維護組件。下維護模 件95位于插入件93內，并通過多個沿著下維護模件95側部形成的凸耳 96與沿插入件93側部設置的相應槽縫97相掩^而保持在插入件內。下維 護模件95由適合的塑料材料形成,并形成一個具有封閉端部和開口頂部的 本體。下維護模件95的端部設置有空氣通氣口 98。來自于所述通氣口98 的空氣流經(jīng)過濾器181以對維護組件進行通氣。兩個銷元件99從下維護模件95的基部延伸。銷元件99通過例如橡膠 的柔性薄板連接到該基部，以使得銷元件99可相對于下維護模件的基部沿 多個方向作相對運動。銷元件99穿過兩個位于剛性插入件93基部中的圓 形開口 100并且插入維護底架88的窗部92。保持插入件101在下維護模件95中支撐在銷元件99上。保持插入件 101是涂層鋼并為保持在其中的吸收介質102條提供剛性支撐。吸收介質 102通常是由獨立部分組成的倒轉T形組件一一從兩個基本水平的部分之 間朝上延伸的薄的豎直部分。吸收介質102可由例如聚^J旨泡沫等的任何 可吸收并保持墨的材料制成。微纖維織物103配合在所述薄的豎直部分上并繞著所述兩個水平部 分，然后附接到保持插入件101以保持吸收介質102。微纖維織物103伸 入到(draw into)吸收介質102中。上維護模件104配合在下維護模件95上以將微纖維織物103、吸收介 質102和保持插入件101封在其間。上維護模件104通過適當?shù)恼澈隙?底面附接到下維護模件95的表面上。一個向上突出的緣部105延伸突出于 吸收介質102 ^La蓋以微纖維織物103的薄的豎直部分。緣部105限定一 個開口的周向密封，用于在上維護;^件104與打印頭組件封蓋接觸時密封 打印頭組件22的噴嘴。在這個結構中，上維護模件104、微纖維織物103、吸收介質102、保 持插入件101、下維護模件95以及剛性插入件93形成一個封蓋單元，該 封蓋單元適于配合在維護底架88內并支撐在維護底架的彈簧臂上。在這個 單元內，微纖維織物103、吸收介質102和保持插入件101形成一個支撐 在銷元件99上并可在由下維護模件95和上維護模件104限定的空間內運 動的子單元。
如圖47所示，封蓋單元由保持元件106保持在位，所述保持元件106 配合在上維護模件104上并緊固到底架88。保持元件106的形式大致為一 個端部開口的槽，沿該槽的上表面形成一個槽縫107,上維護模件104的 緣部105可突出穿過該槽縫并與打印頭組件22鎖定地M。保持元件106 的上表面是彎曲的，并在打印過程中起到介質導引件的作用。
當以這種方式組裝時，維護組件23的部件容置在保持元件106和底架 88內，使得上維護模件104可相對于保持元件106運動而封蓋打印頭組件 22，以及使得微纖維織物103和吸收介質102可相對于上維護模件運動以 接觸和擦拭打印頭組件22的噴嘴表面。
在維護組件23組裝和附連到主體20的立柱26上時，剛性插入件的鎖 定構件94從底架88的居中去除部90延伸。由于彈簧臂91的作用，維護 單元23 (如先前所限定的)從底架88的基部抬起，使得上維護模件104 的緣部105延伸貫穿保持元件106的槽縫107，且與打印頭組件22封蓋接 觸。在圖50中示出了這個狀態(tài)，其被稱為封蓋狀態(tài)，而打印頭的噴嘴被密 封在緣部105內的幾乎封閉的環(huán)境中，并且不容易干燥和被墨堵塞。環(huán)境 是幾乎封閉但不完4^閉的，使得維護組件不會因為形成于緣105內的輕 微真空而不能運動到不封蓋的狀態(tài)。
為了去除存在于打印頭組件22噴嘴附近的任意灰塵或其它微粒物質， 可采用微纖維織物103擦拭打印頭的表面。為了進行擦拭，存在于支架單 元內的擦拭器致動器伸入底架88的窗部92內，并接觸設置在下維護模件 95基部中的銷元件99。擦拭器致動器提供到銷99上的任意向上的力導致 所述銷進一步地向保持插入件101突起，從而導致所述吸收介質102的覆 蓋以微纖維織物103的豎直部分伸入上維護模件104的緣部105并突出于 該緣部105,直至其接觸打印頭組件22靠近噴嘴的表面。微纖維織物103 的存在確保接觸是最小化的，并吸附任意存在于打印頭組件22表面上的墨 和水分,使之保持在吸收介質102中。因為銷99可自由地沿任意方向運動， 擦拭器致動器的任意橫向運動將導致微纖維織物103橫向地運動越過噴嘴 的表面，從而執(zhí)行擦拭或清潔功能。擦拭器致動器的移除然后會導致所述 結構返回到如下位置處，由此微纖維織物103和吸收介質102位于緣部105 的表面下方。
為了進行打印，維護組件23必須從封蓋狀態(tài)運動到打印狀態(tài)。這通過 維護致動器夾持穿過底架88的居中去除部90的鎖定元件94并在其上施加 一個向下的力而實現(xiàn)。這個向下的力使得剛性插入件93抵抗底架88彈簧 臂91的力而朝底架的基部運動。此運動導致上維護模件104的上緣部105 縮回到形成于保持元件106中的槽縫107內，從而與保持元件106的外表 面齊平且不從之突出。可以理解，保持元件106并不運動而是固定在位。 這在保持元件106與打印頭組件22之間形成一個間隙，介質可以從此間隙 通過以進行打印。在打印或不封蓋的狀態(tài)下，保持元件106起到介質導引 件的作用，且在介質經(jīng)過打印頭組件以進行打印時，所述介質接觸保持元 件并被支撐在保持元件106的表面上。支架單元參考圖6和7示出了支架單元12，支架單元大致上包括一個主體13 和一個蓋體組件11，所述主體13限定了一個用于容置墨盒單元10的開口 14，而所述蓋體組件11適于關閉所述開口以將墨盒單元10緊固在支架單 元12內的適當位置上。支架單元12的主體13包括一個如圖51A和51B所示的框架結構110. 框架結構110大致包括兩個端板111和一個與兩個端板111相連的JjfeL 112。驅動輥113以及出口輥114在其相對的端部處安裝于端板111之間， 使得在墨盒單元10容置于主體13內時，墨盒單元10固定在驅動輥113 和出口輥114之間。驅動輥113和出口輥114均由無電刷的直流馬達115 驅動，所述無電刷馬達115安裝在一個端板111上并通過例如驅動帶的驅 動機構116來驅動驅動輥和出口輥中的每一個。這個系統(tǒng)確保驅動輥113 和出口輥114以相同的a被驅動，從而保證介質平滑且恒定地通過打印 引擎1以及通過墨盒單元10的打印頭組件22。一個維護驅動組件117安裝到另 一端板111 ，與所述直流馬達107相對。 維護驅動組件117包括一個操作地連接到維護齒輪119與^^器齒輪120 的馬達118。維護齒輪119又連接到維護致動器121，該維護致動器的形式 為一個具有鉤形端且在基板112內延伸一個距離的桿。維護致動器121的 鉤形端的形狀^:計成容置在維護組件23的鎖定元件94內，從而在封蓋狀 態(tài)和打印狀態(tài)之間升高/降低上緣部105。擦拭器齒輪120類似地連接到擦拭器致動器122，該擦拭器致動器122的形式為一個桿，所述桿具有一對 從其伸出的突起。擦拭器致動器122類似地在M 112內延伸，且所述突 起沿擦拭器致動器122設置，使得它們與形成在底架88基部中的窗部92 對準，從而接觸維護組件23的銷元件99。
在圖52A和52B中單獨地示出了維護驅動組件117。因為馬達118是 雙向的，馬達沿一個方向的操作將導致擦拭器齒輪120沿圖52A中的逆時 針方向運動。擦拭器齒輪120具有一個形成在其表面上的高出部分123， 當擦拭器齒輪120轉動時，該高出部分與擦拭器致動器的臂124接觸。隨 著高出部分123接觸臂124，擦拭器致動器122樞轉，從而使得形成于其 上的突起沿向上方向運動而穿過維護底架88中的窗部92并抵接銷元件 99，從而使得微纖維織物103抵靠打印頭組件的表面。進一步轉動擦拭器 齒輪120將導致臂124返回其中性位置。由于存在形成于擦拭器齒輪120 上的額外的傾斜的高出部分125，臂124倚靠在該傾斜的高出部分125上， 橫向運動可施加到擦拭器致動器122上，這導致整個擦拭器致動器抵抗返 回彈簧126而橫向^ii:動。設置傳感器元件127，以感應擦拭器致動器的 位置，從而使得能夠容易地確定打印頭的狀態(tài)。為了控制打印頭組件22的封蓋狀態(tài)，馬達118反轉，導致擦拭器齒輪 120沿圖52A中的順時針方向以及圖52B中的逆時針方向運動。擦拭器齒 輪120沿這個方向的轉動確保擦拭器致動器沿向下方向樞轉而遠離維護組 件23。然而，如圖52B所更清楚地顯示的，這個轉動導致設置在擦拭器齒 輪120內表面上的升降器齒輪(flipper gear ) 128掩^維護齒輪119，接著 導致維護齒輪119沿逆時針方向(如圖52B所示)運動。類似地，形成于 維護齒輪119內表面上的突起129接觸維護致動器121的樞轉臂130，從 而導致維護致動器的鉤形端沿向下方向運動，這又夾持維護組件23的鎖定 元件94，導致上緣部105縮回并處于打印狀態(tài)。類似地，傳感器元件127 可感應維護致動器的位置以控制馬達U8的^Mt，并因此控制打印頭的期 望狀態(tài)。再次參見圖51A和51B， 一對墨盒單元導引件131附連到端板111以 幫助將墨盒單元10容置和導引入支架單元12內。導引件131是傾斜的， 以容置墨盒單元10的一個表面，使得墨盒單元10相對于支架單元12正確 地定向。在印刷電路板(PCB) 132上設置有用于對打印頭組件22的打印引擎 及IC 50的操作進行控制的控制電子單元。如圖51A所示，PCB 132的一 個面包含有SoPEC設備133和相關元件部分134，用于接收以及分配來自 外部源的數(shù)據(jù)和電源，而同時PCB的另一個面包括沿著其下邊緣的成排電 接點135，這提供一個用于將電力和數(shù)據(jù)信號傳送到位于柔性PCB 79上的
對應電接點以控制打印頭組件22的噴嘴的裝置。如圖53中所單獨地顯示地，PCB 132形成PCB組件140的一部分， 并且安^E兩個臂136之間，其中每個臂具有一個爪部137，以將PCB 132 容置和保持在適當?shù)奈恢蒙稀Ｈ鐖D54所示，每個臂136具有一個形成在其 上部的槽道141，用于容置拉伸彈簧142的鉤部，其目的將在下文描述。為了提供PCB 132在安裝于兩個臂136之間時的穩(wěn)定性，在PCB 132 包含有SoPEC設備133和相關元件部分134的所述面上，沿PCB 132的 底邊在臂136和PCB上緊固一個支撐桿138。支撐桿138具有多個沿其下 表面安裝的星形輪139。星形輪是彈簧加栽的，從而，如圖51A所示，它 們能相對于支撐桿的下表面運動以在PCB組件140安裝在端板111上時夾 持出口輥114的表面。一個擋熱件(如擋熱板)143附連到PCB 132，如圖55A所示， <吏得 其大致覆蓋SoPEC設備133并保護SoPEC設備133免受可能位于打印單 元2附近中的電磁干擾。擋熱件143還具有一個設置在其中的閂鎖W^ 144，所述閂鎖機構與設置在蓋體組件11上的卡夾配合，以將蓋體組件緊 固在如圖55A所示的關閉位置。PCB組件140在設置在臂136底部的樞轉點141處樞轉地安裝到端板 111。在這種結構中，PCB組件140可以繞其樞轉點141在打開位置和關 閉位置之間擺動，在所述打開位置中，電接點135遠離柔性PCB 79的電 接點且墨盒單元10可容易地從支架單元12移除，在關閉位置處，電接點 135與設置在柔性PCB 79上的電接點工作地接觸以傳送控制數(shù)據(jù)和電力， 從而便于從打印頭組件22的噴嘴進行打印。如圖55B所示， 一個空轉輥組件145于支架單元12的后部緊固至端 板111并包括有多個滾輪146,所述滾輪沒置成與驅動輥113的表面接觸 并與之一起轉動?？辙D輥組件145保證從打印機單元2的收集機構9供應 到打印引擎1的任意介質都被夾緊在驅動輥113和空轉輥組件1145的滾輪 146之間，以傳輸過墨盒單元10的打印頭組件22而用于打印。圖55A和55B示出蓋體組件11處于其關閉位置，并且蓋體組件11在 其上后部處樞轉地附連到端板111。 一對附連板147從蓋體組件11延伸， 以通過銷148將蓋體組件附連到端板111。附連板147延伸過銷148且其
中形成有一個孔,拉伸彈簧142的自由端如先前參照圖54所描述地容置在 該孑L內。當蓋體組件11位于如圖55B所示的關閉位置時，彈簧是完全拉伸的， 導致PCB組件40朝關閉位置樞轉，如圖56A中的橫截面所示。在這個位 置中，PCB 132的電接點135與打印頭組件22的柔性PCB 79的對應電接 點操作地接觸，使得可以在其間傳送電力和數(shù)據(jù)信號。當蓋體組件運動到如圖55C所示的打開位置時，附連板147朝支架組 件的前方樞轉，從而釋放彈簧142中的張力并導致彈簧變得爭i^&。這又使 得PCB組件可以樞轉到圖56B所示的打開位置。在這個位置上，PCB 132 的電接點135離開打印頭組件22的柔性PCB 79的對應接點而不與之接觸， 從而使得墨盒單元10可以從支架單元12移除。在這個方面，蓋體組件11的打開/關閉動作還實現(xiàn)斷開/連通墨盒單元 10與支架單元12之間電連接的功能。再次參見55A-55C，蓋體組件11包括形成在其上表面中的多個對接端 口 149。在所示的實施方式中，設置有五個對接端口 149，每個對接端口對 應于一個墨存儲模塊45。每個對接端口 149具有一個上突的緣部，所述緣 部的形狀設計為適于容置一個用于把再填充墨供應到墨存儲模塊45中的 墨再填充單元。如圖55C所更清楚地顯示的，每個對接端口 149具有設置 在其中的一個大的、大致圓形的開口 151以及兩個小的圓形開口 152，這 使得墨在所述墨再填充單元和墨盒單元10之間的墨傳送可以下述方式進 行。四個T形開口 182位于各對接端口 149的角落處，以在再填充時容置 嚢收縮裝置致動器。上文結合墨存儲模塊45簡單地描述了這些嚢收縮裝置 致動器，下文將進行更詳細的描述。再填充單元圖57A-57C示出用于將再填充墨供應到墨盒單元10的墨再填充單元 155。墨再填充單元155設置為這樣的一個單元其包括一個基部組件156 以及一個蓋體157，所述基部組件156容納內部墨再填充構件，而蓋體157 配合在基部組件156上?；拷M件和蓋體可由塑料材料模制而成，且基部 組件156可模制為一個單件或數(shù)個部分。 在圖57B中更詳細地示出基部組件156的下側，基部組件156的下側 包括一個從其突出的脊部160，所述脊部與形成在蓋體組件ll中的對接端 口 149配合以將墨再填充單元保持在對接位置上。 一個大致圓柱形的墨出 口 158也M部組件的下側突出，用于將墨傳送到墨盒單元IO內。雙閥致 動銷159也從基部組件156的下側突出，以分別地致動墨存儲模塊45的入 口閥和出口閥。在所示的實施方式中，雙閥致動銷159具有一個三角星形 的橫截面以獲得良好的單向抗彎曲性和屈曲強度。QA芯片161也設置成 4部組件156的下側突出并具有多個暴露于其上的QA芯片接點162， 當墨再填充單元155與i^J"接時，所述QA芯片由設置在蓋體組件11中的 QA芯片讀取器讀取。收縮裝置致動器l卯4部組件156的每個角落附近處從基部組件156 突出。收縮裝置致動器l卯在其端部處是sMt弧形和倒圓的。位于墨盒單 元10頂部42中的收縮裝置孔口 60(參見圖14)對應地是弧形的。倒圓的 端部和弧形的橫截面使得用戶可以容易地將一個收縮裝置致動器l卯與其 相應的孔60對準，而彎曲的表面適于將其它收縮裝置致動器190導引到與 其相應的孔口 60對準。這有助于i2titiM"接再填充單元與接口 61，且用 戶所需進行的精確定位最小化。如圖57B所最清楚地顯示的，每個收縮裝 置致動器l卯具有一個肋狀增強件191。這賦予收縮裝置致動器190 —個 高的彎曲強度，以在對準再填充單元和對接端口時用戶施加過大的力的情 形下承受大的橫向力。如同上文參照圖12所示，收縮裝置致動器l卯致動墨存儲模塊45的 嚢收縮裝置43。基部組件156還具有一個填充端口 192。嚢163通過這個端口接收其 初始充入的墨，所述端口然后由塑料密封球193密封。參見圖57C的分解視圖，墨囊163密封到基部組件156的內表面上以 在其中存儲再填充的墨，所述墨嚢由可變形材料制造，這使得在墨供應到 墨再填充單元155或墨從墨再填充單元155移除時墨嚢可以膨脹/縮陷。墨 傳送針164伸入設置在囊163與基部組件156之間的空間內，并提供一個 用于^f吏墨流向出口 158的通道。墨傳送針164的端部伸入圓柱形出口 158， 并由一個密封環(huán)165環(huán)繞，所述密封環(huán)通過位于圓柱形出口 158開口端內 的壓縮彈簧166而被彈簧加栽。當墨再填充單元155不與墨盒單元10對接 時，傳送針由密封環(huán)165保護。作為進一步的預防措施，塑料蓋187在所 述出口上滑動并通過輕微的干涉配合而保持在位。在墨再填充單元155的蓋體157中還設置有一個墨液面指示器167。 墨液面指示器167包括一個具有例如彩色部分的指示部168的柔性條帶。 所迷條帶在其端部處附連到可變形墨嚢163的上表面，并在其中部處附連 到蓋體157的下側，從而當囊163內的墨源^C完時一一即囊基本上是空 的，指示部168本身與設置在蓋體157上表面中的透明窗口 169對準。在 這個方面，在任意其它時刻一一即當嚢不是基本為空時，指示部是觀察不 到的。隨著墨的消耗，墨嚢材料的性質導致墨囊不一致地變形和縮陷。囊的 上表面的每個邊緣不會以相等的速率縮陷。由此， 一旦可變形囊的上表面 的所有邊緣完全縮陷，墨液面指示器167的長度確保指示部168僅與蓋體 157中的窗口 169對準。墨液面指示條帶282初始時處于折疊狀態(tài)，其中 指示部168位于條帶182上，從而當嚢163是充滿的時候，指示部168從 窗口169處不可見。條帶167的任一端附連到囊上表面的相對邊緣上。一 個位于端部之間的點(未示出)緊固在透明窗口 169的下方。當囊46完全 縮陷時，條帶167伸長并展開。這4吏得先前不能看到的指示部168通過窗 口 169被觀察到.墨液面指示器167的使用意味著一個再填充單元155可 用于多次再填充^Mt—一如果再填充單元不完全耗完的話。當在一次^Ht 中再填充對應的墨盒單元10的墨存儲模塊145時所需的墨量少于再填充單 元的容量時，可能發(fā)生這種情形。蓋體157配合在基部組件156的一部分上，以封入墨嚢163和墨液面 指示器167。類似地，U形的對接扣夾部183配合在蓋體157上，使得在 對接時其腿部伸過基部組件156以M墨盒單元10。位于扣夾部183相對 腿部上的夾170卡鎖在墨盒單元10的側部上。這使得再填充單元155相對 于蓋體組件ll基本固定，以可靠和有效地傳輸墨。一對相對的片簧184從U形扣夾部每個腿的內側延伸，以壓緊在蓋體 157的側部上。鄰近每個片簧的是樞軸185，所述樞軸設計成^位于蓋體 157側部上的支軸壁186。這往外地推壓所述的腿，然而，因為樞軸185 #支軸186，所述夾朝內地抬起，以保持與墨盒單元10的M。一個標簽板188固定到扣夾部183的外表面。標簽板188可顯示商標 和其它信息。它還可以涂成與再填充設備內的墨相匹配的顏色。標簽板 188還具有位于每個腿上的手指握持襯塾189。手指握持襯墊189設置成使 得在這些位置處的手指壓力將克服片簧184的力以杠桿移動夾具170、使 之脫離與墨盒單元10的接合。再填充單元155然后可脫離蓋體組件11的 對接端口 149。圖58示出再填充單元155直接地與墨盒單元10的墨存儲模塊組件11 的接口61對接。為了清楚起見，去除了蓋體組件11和支架單元的其^MP 分。再填充單元155構造成或"調節(jié)成"僅能夠沿一個特定的朝向容置在 對接端口149內。U形扣夾部183的每個腿的端部寬JLA明顯不同的，使 得用戶不大可能試圖前后倒置地對單元155進行對接。圓柱形墨出口 158 偏離橫向的中線，從而也防止前后倒置地對單元155進行對接。如上所述， 對接端口 149的基部具有一個大的圓形開口 151和兩個小的開口 152，在 大開口中容置有圓柱形墨入口 158，在小開口中容置有閥致動器159。這些 相互作用的元件中的每一個的橫截面都形成為僅僅是位于正確的朝向上 的正確顏色的墨再填充單元可用于再填充每個特定的墨存儲模塊45。例 如，閥致動器159的兩個三角星形橫截面中的每個都可以轉動而給出大量 的組合，所述組合將僅僅與具有匹配的旋轉取向的對應三角星形孔口相配 合。QA芯片讀取器172也設置在對接端口 149的基部，以與再填充單元 155的QA芯片161的QA芯片接點162配合并讀取和接收存儲在其上的 信息。這些信息可包括再填充單元155的存儲容量(例如大約30毫升到大 約50毫升)、再填充單元155內的墨的顏色、以及再填充單元155內的墨 的來源。當再填充單元155對接到對接端口 149內的適當位置時，所述信 息可容易地傳送到支架單元12的控制電路。例如，支架單元12的控制電 路可確定哪個墨存儲模塊45需要再填充，以及可以確定再填充單元155 是否含有正確類型/顏色及墨量，以便于進行再填充。如同圖59所更清楚地顯示的，每個墨存儲模塊45的閥密封墊49 (參 見圖10)設置成4吏得墨入口 15與形成在對接端口 149中的大圓形開 口 151對準，而墨入口閥16和出口閥18分別與較小的圓形開口 152 對準。隨著墨再填充單元155達到對接端口 149內的適當位置，再填充單 元155的墨出口 158接觸墨存儲組件45的墨入口 15，而閥致動銷159接 觸墨入口閥16和墨出口閥18中的每一個。在這個位置中，隨著彈簧加載的密封環(huán)165縮回圓柱形墨出口 158內而在墨入口 15的表面周圍形成緊密的密封，墨傳送針164穿透閥密封墊 49的墨入口 15。密封環(huán)165可以沿墨傳送針164 "上縮"并受力，從而 一旦再填充單元155從對接端口 149移走，密封環(huán)就通過密封彈簧166的 作用返回到其保護位置。如上所述，因為彈簧元件54對墨嚢46施加一個恒定的張力，從而保 持在墨存儲模塊45的墨嚢46內的墨處于恒定的負壓狀態(tài)。這在墨中產(chǎn)生 一個負壓或背壓，從而防止墨從打印頭組件22的噴嘴漏出。負壓還提供一 種簡單的裝置，用于在再填充單元對接在位時從再填充單元155中抽出再 填充墨。由于再填充單元155的墨嚢(其處于大氣壓下)和墨存儲模塊45 的墨囊之間的壓力梯度，當墨傳送針164穿透墨入口 15時，再填充墨筒 單地從再填充單元155流入墨存儲模塊45的墨嚢46。為了在再填充操作和打印操作之間切換、并將墨以恒定的背壓狀態(tài)保 持在打印頭組件22內從而使得墨不會在再填充期間從噴嘴漏出，如上所 述，在閥密封墊中設置有閥16和18。當再填充單元與對接端口 149 對接就位時，兩個閥都由閥致動銷159控制。參見圖60A-60D示出了 閥受控制的方式。圖60A和60B示出分別沿圖59中的A-A線和B-B線的不同橫截面視 圖，其示出閥結構在再填充之前的狀態(tài)，而圖60C和60D分別示出圖60A 和60B的視圖，示出閥結構在再填充期間的狀態(tài)。在再填充之前，如圖60A和60B所示，墨入口閥16位于關閉位置， 從而防止墨或空氣通過，防止其i^墨入口 15并進入到墨囊46內。 圖60B中示出，從而所有處在墨入口 15和墨入口閥16之間通道內的墨都 保持在這個空間內。 一個O形環(huán)密封件設置在墨入口 15處，以在再填充 單元155的墨傳送針164周圍保持氣密密封。在這個狀態(tài)中，墨出口閥18 處于打開位置，從而提供一個墨流出墨出口 52而沿墨下流管30向下流往 打印頭組件22的通道。如上所述，彈簧元件54在一個墨嚢46內形成背壓 狀態(tài)，且在打印期間打印頭22抵抗這個背壓而從墨嚢46抽取墨。在再填充期間，如圖60C和60D所示，墨再填充單元155對接入對接 端口 149內，使得墨出口 158M閥密封墊49的墨入口 15，且閥致動 銷159掩^閥16和18。如圖60C所示，閥致動銷與墨出口閥18的接 觸導致墨出口閥18受壓并關閉，從而防止墨進一步從墨出口 52流到
打印頭組件22。在這個方面，存在于從關閉的墨出口閥18到打印頭 組件22的通道中的墨保持靜止，直至墨出口閥18打開。如圖60D所更清楚地顯示的，當閥致動銷159接觸墨入口閥16并 壓下所述閥時，所述閥打開而允許墨從再填充單元155流到墨嚢46。 因為墨嚢46中的背壓，從而墨由于壓差而被抽入墨囊內，并且，隨著 墨嚢46由墨填充和膨脹，彈簧元件54在墨嚢46和保持元件55之間 維持恒定的力，從而還維持墨囊46中的墨內的恒定背壓。這一直持續(xù) 到墨囊46到達其最大容量，而存在于墨嚢46內的墨的壓力等于再填 充單元155的墨的壓力且不再有墨被從再填充單元155抽取。收縮裝置致動器190延伸穿過孔口 60從而將上收縮裝置凸緣59壓向 下收縮裝置凸緣57，以使側板58向內彎曲并使嚢46收縮。如以上參考圖 12所描述的，當移除再填充單元時，通過釋放所述收縮，囊收縮裝置43 重新在墨囊46中形成所述負壓。雖然參照示例的實施方式對本發(fā)明進行了解釋和描述，但是本領 域內的技術人員可以明顯地得知并實現(xiàn)各種修改而不會偏離本發(fā)明 的范疇和精神。相應地，所附權利要求的范疇并不限于在此作出的描 述，而M當做廣義的理解。
權利要求
1.一種制造用于噴墨打印機的打印頭的方法，所述噴墨打印機帶有打印引擎控制器以控制所述打印頭的操作，所述方法包括以下步驟提供打印頭IC，所述打印頭IC具有形成在襯底上的墨噴射噴嘴陣列；提供用于電連接到所述打印引擎控制器的電路；提供用于在所述打印機內支撐所述打印頭IC及所述電路的支撐構件；提供聚合物膜；通過進行預定時間的加熱和加壓將所述聚合物膜固定到所述支撐構件的表面；通過所述聚合物膜將所述打印頭IC及所述電路安裝到所述支撐構件上；以及將所述電路電連接到所述打印頭IC。
2. 如權利要求l所述的方法，其中所述電路是帶有聚酰亞胺膜層內的 導電材料跡線的柔性PCB，且所述打印頭IC和柔性PCB同時通過所述聚 合物膜附連到所述支撐構件。
3. 如權利要求l所述的方法，其中所述電路是帶有聚酰亞胺膜層內的 導電材料跡線的柔性PCB，且所述柔性PCB在附連所述打印頭IC之后附 連到所述聚合物膜。
4. 如權利要求3所述的方法，其中所述柔性PCB具有粘合區(qū)，所述 粘合區(qū)用于一旦所述聚合物膜在打印頭IC附連過程后冷卻和硬化就附連 到所述聚合物膜上。
5. 如權利要求1所述的方法，其中所述電路是鋪設在所述聚合物膜內 的導電材料跡線。
6. 如權利要求l所述的方法，其中所述支撐構件具有多個用于和至少 一個墨存儲腔形成流體連通的墨供給導管；并且所述聚合物膜在所述墨供給導管和打印頭集成電路之間附連到所述 支撐構件上，所述聚合物膜具有孔陣列，4吏得所述噴射噴嘴與所述墨供給 導管流體連通。
7.如權利要求l所述的方法，其中所述聚合物膜的厚度大于25微米。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述聚合物膜的厚度為大約50微米。
9.如權利要求6所述的方法，其中所述孔陣列是與所述墨供給導管的 對應端配準的激光鉆孔的陣列.
10.如權利要求l所述的方法，其中所述聚合物密封膜是在熱塑性膜 的兩側帶有粘合層的層制件。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述熱塑性膜是PET或聚鞏。
12.如權利要求6所述的方法，其中所述墨供給導管形成于液晶聚合 物,件內。
全文摘要
一種制造用于噴墨打印機的打印頭的方法，所述噴墨打印機帶有打印引擎控制器以控制所述打印頭的操作，所述方法包括以下步驟提供打印頭IC，所述打印頭IC具有形成在襯底上的墨噴射噴嘴陣列；提供用于電連接到所述打印引擎控制器的電路；提供用于在所述打印機內支撐所述打印頭IC及電路的支撐構件；提供聚合物膜；通過進行預定時間的加熱和加壓將所述聚合物膜固定到所述支撐構件的表面；通過所述聚合物膜將所述打印頭IC及所述電路安裝到所述支撐構件；以及將所述電路電連接到所述打印頭IC。
文檔編號B41J2/235GK101128323SQ200580046176
公開日2008年2月20日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權日2005年1月10日
發(fā)明者中澤晟, 喬納森·馬克·布爾曼, 加里·雷蒙德·杰克遜, 卡·西爾弗布魯克, 大衛(wèi)·查爾斯·普沙拉, 簡·瓦什楚克 申請人:西爾弗布魯克研究有限公司