專利名稱：測墨裝置及提供有這樣的測墨裝置的噴墨打印頭的制作方法
用于噴墨打印頭的測墨裝置，該裝置包括一個(gè)組合在一起的板組件和啟動(dòng)器，該組件的隔板包括一個(gè)內(nèi)部過濾器元件和設(shè)置在距離該過濾器元件一定距離處的一個(gè)或多個(gè)噴嘴，該組合在一起的板組件還提供有一個(gè)供墨器和從供墨器至該一個(gè)或多個(gè)噴嘴的墨通道。
這種測墨單元，特別是一種制造具有內(nèi)部過濾器的噴墨打印頭的方法可從美國專利5，141，596中得知。此已知的噴墨頭包括一個(gè)具有內(nèi)部過濾器的通道板，該過濾器由通道板上表面上的開口形成。過濾器開口形成一個(gè)凹陷部分，該凹陷部分形成儲(chǔ)墨器。儲(chǔ)墨器經(jīng)通道連接到噴嘴。噴嘴位于通道板的前表面上。此外，該打印頭包括一個(gè)加熱板，并當(dāng)需要時(shí)，包括一個(gè)帶有圖案的厚膜層。使用蝕刻技術(shù)特別是各向異性蝕刻來產(chǎn)生通道板，并需要一個(gè)蝕刻阻止層，該層通過植入硼離子形成。通道板的各部分，即整體過濾器和噴嘴，不能同時(shí)制造而必須順序地制造。
測墨單元的另一實(shí)施例可從EP-A-0，678，387得知。在此已知的測墨單元中，同樣地過濾器和噴嘴彼此相隔一定距離地設(shè)置在板組件的同一板上。噴嘴和過濾器開口通過在該板表面上蝕刻凹陷部分和凹槽來形成，它們被一覆蓋板覆蓋。所說明的槽及其他元件的結(jié)構(gòu)可以通過各向異性蝕刻在單一的步驟中制造。
從美國專利5，489，930可得知另一測墨單元。此已知測墨單元包括數(shù)個(gè)組合的板，后者包括帶有用于噴墨到要打印的基底上的一個(gè)或多個(gè)噴嘴的板、一個(gè)用于提供墨的墨源、以及從墨源至噴嘴的墨流動(dòng)通道。一個(gè)過濾器元件集成到此已知的測墨單元中，該過濾器元件包括兩個(gè)板，每個(gè)板提供有數(shù)個(gè)小開口并以這樣的方式對(duì)齊，即開口僅部分地相互重疊。
這種測量裝置用于噴墨打印頭中，打印頭除了包括上述裝置外，還包括用于充電墨滴的充電電極，以及一對(duì)用于偏轉(zhuǎn)充電墨滴的偏轉(zhuǎn)電極，以及一個(gè)墨滴收集器，用于收集不是要到達(dá)待打印的基底的墨滴。
從已有技術(shù)可得知的另一測墨裝置中，在其外殼中形成一逐漸變細(xì)的通道。一塊用于過濾進(jìn)入的墨的多孔的過濾器材料被壓入到此通道的寬側(cè)。
由于墨粉中的沾染物以及來自包括打印頭和測墨裝置的組件的灰塵可能阻塞噴嘴，因此需要對(duì)墨進(jìn)行過濾。此外，灰塵可能對(duì)噴射方向產(chǎn)生負(fù)面影響。在帶有多孔的過濾器材料的已知裝置以及根據(jù)上述的美國專利5，489，930的裝置中，不可能或至少不完全可能檢查組裝的裝置是否干凈，一方面是因?yàn)槎嗫椎倪^濾器材料覆蓋了墨通道的數(shù)個(gè)部件并于是使得不可能進(jìn)行檢查，另一方面是因?yàn)榧傻倪^濾器層設(shè)置于各種其他層之間并于是使得過濾器開口不可見。還有，多孔的過濾器材料的性質(zhì)意味著不可能確定其可通過的粒子的最大尺寸。再有，由于此性質(zhì)的過濾器的定位和存在使得可能產(chǎn)生其他的沾染物。此外，由于具有大量的部件，這些已知的裝置安裝復(fù)雜且費(fèi)時(shí)。
另外，已知的裝置由于內(nèi)部過濾器元件和一個(gè)或多個(gè)噴嘴的選擇設(shè)置使其具有結(jié)構(gòu)缺陷。該測墨裝置不能容易地被裝入噴墨打印頭外殼中，這是因?yàn)榕c供墨器連接的位置及噴嘴的位置不可能使安裝容易進(jìn)行。于是就不可能得到一個(gè)小巧的帶有測墨裝置的噴墨打印頭結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種用于噴墨打印頭的測墨裝置，其中供墨器和噴嘴的位置使得測墨裝置可以容易地安裝到噴墨打印頭的外殼中。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于噴墨打印頭的測墨裝置，其中可更加容易地檢查和確保組裝后及維護(hù)過程中的純凈度。
本發(fā)明的另一目的在于當(dāng)制造此種性質(zhì)的測墨裝置時(shí)減少要安裝的板的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的上述類型的測墨裝置，其特征是過濾元件的進(jìn)口側(cè)和一個(gè)或多個(gè)噴嘴的出口側(cè)提供得互相隔一距離，并位于隔板的同一面上。通過在測墨裝置的同一面(前面)上提供過濾器元件的入口側(cè)和噴嘴的出口側(cè)，就可能使到測墨單元的所有連接，諸如用于提供墨的軟管等，象噴嘴一樣位于測墨單元的同一面上。其結(jié)果是測墨單元可容易地安裝到噴墨打印頭的外殼中。噴嘴總是位于最外的平板上，這是由于墨總是要經(jīng)過這個(gè)板噴出。在根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)測墨裝置中，過濾器元件也位于所述的最外板上，因此此元件容易檢查。再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于制造步驟減少，這是由于過濾器元件和噴嘴利用同樣的技術(shù)同時(shí)地制造在同一板上。
根據(jù)測墨裝置的優(yōu)選實(shí)施例，此裝置包括兩個(gè)板。在此情況下，測墨裝置包括第一板和第二板，第一板提供有過濾器元件和一個(gè)或多個(gè)噴嘴，第二板包含連接過濾器元件和噴嘴到第一板的墨通道結(jié)構(gòu)。
過濾器元件最好包括數(shù)個(gè)小通道開口或縫隙，使得它們的尺寸可以利用光從外面容易視覺地對(duì)其進(jìn)行檢查。為獲得好的過濾效果，這些開口和縫隙以確定的模式設(shè)置。這些模式的非限定性例子包括一個(gè)帶有多個(gè)不同長度的縱向縫隙(如果需要還可具有不同的取向)的圓形部分，相等或不相等大小的圓孔，或相同長度的縫隙或位于一個(gè)或多個(gè)圓中的縫隙。
根據(jù)本發(fā)明的測墨裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，噴嘴和過濾器元件提供在一個(gè)隔板上，該板附著在支撐板上，在該支撐板上提供有連接過濾器元件和噴嘴的墨通道。這個(gè)通道可以設(shè)置為支撐板上的一個(gè)表面結(jié)構(gòu)，使其更易于檢查和清潔。
由于某些技術(shù)不能足夠精度地制造過濾器元件中的開口或槽，支撐板較好地包括過濾器室，它與過濾器元件并列并且其中進(jìn)行進(jìn)一步的過濾。
根據(jù)一具體的實(shí)施例，過濾器室包括第一子室和第二子室，以及二子室之間的隔開部分，第一子室與隔板的過濾器元件連通，第二子室開口到墨通道，隔開部分提供有用于墨的通道開口。有益地，第二子室包圍第一子室。此外，隔開部分有益地包括一隔離墻，在其頂側(cè)提供有通道開口(對(duì)著隔板的一側(cè))，即，當(dāng)單獨(dú)考慮支撐板時(shí)，為數(shù)個(gè)小槽。為了獲得足夠大的流通面，該墻是一個(gè)起伏的墻，即波浪形的或牙齒形的，帶有矩形凸起等，其中提供有大量的通道開口。
本發(fā)明還關(guān)于提供有根據(jù)本發(fā)明的測墨裝置的噴墨打印頭。根據(jù)本發(fā)明的裝置的另外的優(yōu)點(diǎn)在于供墨器可容易地安裝到噴墨打印頭的外殼中-因?yàn)檫^濾發(fā)生在含有噴嘴的板中-因此不需要額外的管線(軟管)并且到測墨單元的所有連接可以提供在一側(cè)。因此測墨單元可以容易地安裝到打印頭的外殼中。
根據(jù)本發(fā)明的測墨裝置和打印頭可以通過聯(lián)合其上形成有各種元件的單獨(dú)的板來以傳統(tǒng)方式制造。這些板也可以利用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)來制造，諸如電成型、蝕刻等。
下面參照


本發(fā)明。其中圖1顯示根據(jù)已有技術(shù)的測墨裝置；圖2顯示根據(jù)本發(fā)明的測墨裝置的實(shí)施例的剖視圖；圖3顯示可以用于本發(fā)明的測墨裝置中的第一過濾器元件的三種結(jié)構(gòu)；圖4顯示可以用于本發(fā)明的測墨裝置中的另外的過濾器元件的優(yōu)選實(shí)施例；圖5顯示圖4中的過濾器元件的詳細(xì)情況；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的打印頭實(shí)施例。
圖1顯示根據(jù)目前已知的已有技術(shù)的測墨裝置的實(shí)施例。該裝置包括外殼1及一個(gè)變細(xì)的墨通道2。一塊多孔的材料3位于墨通道2的寬側(cè)。此材料的功能是用作進(jìn)入的墨的過濾器。上面有槽5的支撐件4連接到通道2的另一端。槽5由鎳隔板6覆蓋，其中設(shè)置有大量的噴嘴在一行上。一個(gè)或多個(gè)啟動(dòng)器7連接到支撐件4的反面。借助這些啟動(dòng)器7，使得提供的墨振動(dòng)并分裂成一系列的墨滴。如上面已經(jīng)提及的，在此已知的測量裝置中不可能檢查內(nèi)部過濾器3的功能，并且包括過濾器的此裝置也不容易清潔。
根據(jù)本發(fā)明的測墨裝置的一個(gè)實(shí)施例示于圖2中。該測墨裝置-總的用數(shù)字20表示-包括隔板21和一支撐板22。隔板21提供有組織成一圓形區(qū)的連續(xù)的開口形式的過濾器元件23。此外，隔板21包括一系列的噴嘴25，它們與過濾器元件23相隔一定的距離。過濾器元件23的入口側(cè)和噴嘴25的出口側(cè)位于隔板21的同一側(cè)上，即隔板21的前面，因此供墨器(未示出)可容易地連接到過濾器元件23。經(jīng)過開口24的墨經(jīng)支撐板22中通道結(jié)構(gòu)流到噴嘴25。此通道結(jié)構(gòu)是一表面結(jié)構(gòu)，即它不包括任何透孔。對(duì)直的通道結(jié)構(gòu)包括連接到開口24的過濾器室26并在其中執(zhí)行第二過濾步驟。它的一個(gè)例子將在下面參照圖4和5更詳細(xì)地說明。過濾器室26經(jīng)通道27、另一室28及第二通道29與噴嘴25連通。這意味著隔板21的過濾器元件23位于支撐板22的過濾器室26之上且噴嘴25位于第二通道29之上。支撐板22的通道結(jié)構(gòu)的其余部分由隔板21覆蓋?？梢院唵蔚姆绞将@得板的這種定位。一個(gè)啟動(dòng)器(未示出)設(shè)置在第二室28的水平位上以便使墨粉振動(dòng)。室28的存在提供了一個(gè)大的表面積用于此操作。如果啟動(dòng)器足夠強(qiáng)，就不需要提供室28。
圖3顯示用于過濾器元件23的三種不同的模式。在圖3a中，過濾器元件由不相等且不同取向的長縫隙31構(gòu)成，它們設(shè)置于一個(gè)圓形區(qū)32中。圖3b顯示位于假想的圓的外圍上的徑向方向的縫隙33。圖3c所示的實(shí)施例顯示位于兩個(gè)同心圓的徑向取向的縫隙34和35。縫隙31的寬度例如于1-25μm的范圍。
圖4和5更詳細(xì)地顯示精過濾器室26。過濾器室26包括第一子室41和第二子室42。第一子室41與粗過濾器元件23連通，而第二過濾器子室42開口到通道27。此兩個(gè)過濾器子室由隔墻43分開，“起伏的”墻部分44提供在頂側(cè)。執(zhí)行實(shí)際的精過濾作用的小開口(1-5μm)提供在此墻部分44中。從這些圖中可以看出，整個(gè)的結(jié)構(gòu)此底部向上建立，因此易于檢查和清潔。易于從視覺上確定粗過濾器23和精過濾器26的開口尺寸。
應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的測量裝置絕不限定于所示的實(shí)施例。第二室28的存在是不需要的，如上面已經(jīng)指出的，使得支撐板中的通道結(jié)構(gòu)包括一個(gè)連續(xù)的槽，隔板和啟動(dòng)器緊密地與其結(jié)合。再有，直的通道結(jié)構(gòu)也不是必需的。支撐板的其他形式的室包括矩形、方形、橢圓形等。
圖6顯示根據(jù)本發(fā)明的噴墨打印頭的實(shí)施例，它包括根據(jù)本發(fā)明的測墨裝置61，還有用于充電已經(jīng)分成墨滴的噴墨62的充電電極61，這取決于要打印的打印模式。還有一對(duì)用于每個(gè)打印頭的偏轉(zhuǎn)電極64，以便偏轉(zhuǎn)充電的墨滴并在未示出的基底上定位墨滴。墨滴收集器65收集不用于打印的墨滴。
權(quán)利要求
1.一種用于噴墨打印頭的測墨裝置，該裝置包括一個(gè)組合在一起的板的組件和啟動(dòng)器，該組件的隔板包括一個(gè)內(nèi)部過濾器元件和設(shè)置在距離該過濾器元件一定距離處的一個(gè)或多個(gè)噴嘴，該組合在一起的板組件還提供有一個(gè)供墨器和從供墨器至該一個(gè)或多個(gè)噴嘴的墨通道，其特征是過濾器元件(23)的進(jìn)口側(cè)和一個(gè)或多個(gè)噴嘴(25)的出口側(cè)提供得互相隔一距離，并位于隔板(21)的同一面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的測墨裝置，其特征在于過濾器元件(23)包括多個(gè)開口(24)或縫隙(31、33、34、35)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的測墨裝置，其特征在于所述開口或縫隙以確定的模式設(shè)置。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的測墨裝置，其特征在于測墨裝置包括兩個(gè)板。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的測墨裝置，其特征在于隔板(21)附著于支撐板(22)，該支撐板(22)中提供有墨通道(26-29)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的測墨裝置，其特征在于支撐板(22)包括墨室(26)，它與所述的過濾器元件(23)對(duì)齊并經(jīng)所述墨通道(27-29)與所述噴嘴(25)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的測墨裝置，其特征在于過濾器室(26)包括第一子室(41)和第二子室(42)以及隔離部分，第一子室與隔板(21)的過濾器元件(23)連通，第二子室開口到所述墨通道(27-29)，隔開部分提供有用于墨的通道開口(45)，用于墨從第一子室流到第二子室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的測墨裝置，其特征在于所述第二子室(42)環(huán)繞所述第一子室(41)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的測墨裝置，其特征在于隔離部分包括一隔離墻(43、44)，它在對(duì)著隔板的側(cè)上提供有所述的通道開口(45)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求7-9之一的測墨裝置，其特征在于隔離墻(43、44)具有起伏的形式。
11.一種帶有根據(jù)前述任一權(quán)利要求的測墨裝置的噴墨打印頭。
全文摘要
用于噴墨打印頭的測墨裝置包括數(shù)個(gè)組合到一起板(21,22)和一個(gè)啟動(dòng)器。在板中至少提供有一個(gè)供墨器、一個(gè)內(nèi)部過濾器元件(23)、一個(gè)或多個(gè)噴嘴(25)、一個(gè)從供墨器至所述的一個(gè)或多個(gè)噴嘴(25)的墨通道(26—27)。根據(jù)本發(fā)明,在同一板上提供了過濾器元件(23)的進(jìn)口側(cè)和噴嘴(25)的出口側(cè),相隔一距離。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1295518SQ99804758
公開日2001年5月16日 申請日期1999年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月30日
發(fā)明者弗朗西斯庫斯·威廉默斯·約翰娜·赫, 拉爾杜斯·范德克魯伊杰斯 申請人:斯托克數(shù)字成像公司