CN100564042C - 用于打印头组件的打印头模块 - Google Patents
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Abstract
一种用于打印头组件的打印头模块(30)提供为包括如下构件的整体装置：支撑构件(40)；至少两个打印头集成电路(50)，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴(42)；至少一个流体分配构件，将所述至少两个打印头集成电路安装到所述支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接到所述至少两个打印头集成电路。所述支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道(41)，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，其中延伸通过支撑构件壁的多个孔设置成将来自所述至少一个通道的打印流体导引到打印头集成电路中的关联喷嘴。也提供了一种打印头组件，其包括所述打印头模块和壳体，打印头模块以可拆卸方式安装在该壳体中。
Description
技术领域
本发明涉及用于在打印系统中使用的打印头单元。更具体而言，本发明涉及可安装手打印单元且可从其上卸下的打印头组件、该打印头组件的打印头模块、以及组装该打印头组件的如此部件及各种部件(包括印刷电路板)的方法。
背景技术
用于在打印系统中使用的页宽打印头是公知的。这样的打印头通常横跨要在其上打印信息的打印介质的宽度，且打印头的尺度和配置依赖于打印系统的应用和打印介质的尺度而不同。就此而言，由于这种打印头的所需尺度的变化大，难以以迎合该变化性的方式来制造这样的打印头。
因此，申请人曾提出使用由多个以端对端方式排列的可更换打印头片段(printhead tile)组成的页宽打印头。每个片段都配备结合了打印喷嘴的集成电路，所述打印喷嘴以公知方式将例如墨的打印流体喷射到打印介质上。这样的设置使得较为容易制造可变尺度的打印头，并且还能够去除和更换页宽打印头中的任何有缺陷的片段而不必废弃整个打印头。
然而，除了能够去除和更换任何有缺陷的片段以外，先前提出的打印头通常形成为整体单元，而打印头的每个部件都固定地附着于其它部件。这样的设置使组装过程变得复杂且不易拆解-其需要更换其他部件而不是只是更换有缺陷的片段。因此，需要这样一种打印头单元，其较容易组装和拆解并且由若干可分开的单独部分组成以便形成可变尺度的打印头单元。
发明内容
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于打印头组件的打印头模块，包括如下构件的整体装置：支撑构件；至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；至少两个流体分配构件，每个流体分配构件将所述至少两个打印头集成电路之一安装到所述支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接到所述至少两个打印头集成电路，
其中支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且该支撑构件包括多个延伸通过支撑构件壁的孔，其设置成借助于流体分配构件中的相应流体分配构件将打印流体自所述至少一个通道导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴，或如果有两个以上的打印头集成电路，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴。
该打印头模块的整体装置使其能够以可拆卸方式安装于打印头组件。
支撑构件可形成有多个通道，其每个设置成载运不同的打印流体，以便借助于流体分配构件中的相应的流体分配构件导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴组，或如果有两个以上的打印头集成电路，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴组。可提供另外的通道，用于将空气传送到打印头集成电路，以便于保持打印头集成电路的喷嘴基本上没有杂质。
使用单独的流体分配构件分别支撑打印头集成电路中的各个打印头集成电路而提供打印头片段。这些片段/流体分配构件每个都可形成为至少三层的层状堆叠，包括其上安装关联打印头集成电路的上层、中层和附着于支撑构件上表面的下层。
下层包括：第一分配孔，其设置成与支撑构件的孔中的相应孔对准；以及，处于其上表面中的第一分配通道，其与第一分配孔中的相应第一分配孔相关联，所述第一分配孔具有与支撑构件中的孔基本上相同的直径。
中层包括：第二分配孔，其设置成与下层的第一分配通道对准，所述第二分配孔具有比第一分配孔小的直径。
上层包括：处于其下表面中的第二分配通道，其设置成与中层的第二分配孔对准；以及第三分配孔，其与第二分配通道相关联，所述第三分配孔具有比第二分配孔小的直径。
关联的打印头集成电路包括喷嘴供给孔，其设置成与上层的第三分配孔对准并且将流体导引到喷嘴中的相应喷嘴，所述喷嘴供给孔具有与第三分配孔基本上相同的直径，其中支撑构件的孔具有毫米量级的直径，而所述至少两个打印头集成电路的喷嘴供给孔具有微米量级的直径。
为将流体分配构件附着到支撑构件，流体分配构件的下表面可通过粘合材料附着到支撑构件的上表面。通过包围支撑构件的各个孔以及形成在流体分配构件的下表面中的各个对应孔而沉积，该粘合材料可用于形成相应孔之间的密封。
在支撑构件的孔成相对于支撑构件纵向延伸方向横跨支撑构件延伸的排形成的布置中，两个粘合材料的沉积物可沉积在孔排两侧的每一侧上，以便提供该安装布置的稳定性。所述粘合材料可以是可固化树脂。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于打印头组件的打印头模块，包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑打印头集成电路的支撑构件，
其中支撑构件具有多个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的不同打印流体，并且
支撑构件可选择为符合针对要被用于打印的所述打印流体的数目的特定要求。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于打印头组件的打印头模块，包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑打印头集成电路的支撑构件；以及至少两个流体分配构件，分别将所述至少两个打印头集成电路中的相应打印头集成电路安装到所述支撑构件，
其中支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且该支撑构件包括多个从所述至少一个通道延伸通过支撑构件壁的孔，并且
每个所述流体分配构件形成为层的层状堆叠，用于将打印流体从支撑构件的孔导引到关联打印头集成电路的喷嘴。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种用于打印头组件的打印头模块，其包括：至少一个打印头集成电路，其具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑构件，其支撑并载运用于所述至少一个打印头集成电路的打印流体；以及至少一个流体分配构件，其将所述至少一个打印头集成电路安装到所述支撑构件，并且将打印流体从支撑构件分配到所述打印头集成电路，
其中所述至少一个流体分配构件的下表面通过粘合材料附着于所述支撑构件的上表面。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种组装用于打印头组件的打印头模块的方法，该方法包括以下步骤：
将至少两个打印头集成电路安装于至少一个流体分配构件的上表面，所述至少两个打印头集成电路各具有形成在其中、用于传送打印流体到打印介质表面上的喷嘴；以及
用粘合材料将所述至少一个流体分配构件的下表面固定地附着于具有用于所述至少两个打印头集成电路的喷嘴的流体传送通道的支撑构件的上表面上，以便形成所述支撑构件、至少两个打印头集成电路和至少一个流体分配构件的整体装置。
所述方法可进一步包括步骤：将电连接器粘附于流体分配构件的上表面的一部分，用于将电信号连接到打印头集成电路。所使用的粘合材料可以是可固化树脂，在此情况下所述方法的附着步骤进一步包括步骤：固化所述可固化树脂以便将流体分配构件固定于支撑构件。此外，所述附着步骤可包括步骤：在支撑构件上表面上的延伸到流体传送通道的孔的周围沉积可固化树脂。再进一步，所述附着步骤可包括步骤：固化所述树脂以便在支撑构件的孔和流体分配构件的关联孔周围形成密封衬垫。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，其包括：
至少一个打印头模块，其包括如下构件的整体装置：支撑构件；至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；至少一个流体分配构件，将所述至少两个打印头集成电路安装到所述支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接到所述至少两个打印头集成电路；以及
壳体，所述至少一个打印头模块以可拆卸方式安装在其中，
其中支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且该支撑构件包括延伸通过支撑构件壁的多个孔，其设置成借助于流体分配构件中的相应流体分配构件将来自所述至少一个通道的打印流体导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴，或如果有两个以上的打印头集成电路，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴。
在打印头组件包括具有多个打印头集成电路的单个打印头模块的情况下，打印头模块的长度预定为提供所选页宽打印。
在打印头组件包括至少两个打印头模块的情况下，它们以线性对准的关系安装，使得所述组件具有预定为提供所选页宽打印的总长度和打印头集成电路的数量。在此情况下，每个打印头模块可设置有允许线性对准的打印头模块互连并提供其通道的流体连接的端部，这些端部是互补的母端部和公端部。诸如环氧物的密封粘合剂可提供在互连的打印头模块的界面处以帮助密封流体连接。
打印头模块以如下方式安装于所述壳体，即，约束打印头模块在至少从喷嘴到打印介质的打印流体传送方向上相对于壳体的运动。为有助于此，支撑构件可形成为使其第一侧可滑动地容纳在壳体的纵向延伸槽中并且其第二侧由夹持装置夹持于所述壳体。所述夹持装置用于约束打印头模块的运动。
所述壳体可包括纵向延伸的通道部分，其内安装有打印头模块，其中所述通道包括由下壁连接的第一和第二侧壁。第一侧壁包括纵向延伸槽并且该纵向延伸槽形成在上和下纵向延伸突出部之间，且第二侧壁具有纵向延伸的上表面，其上安装了所述至少一个打印头模块的第二侧，该纵向延伸的上表面距通道部分下表面的高度基本上等于所述第一侧壁的下纵向延伸突出的高度。
壳体的该通道部分结合在支撑框架中，所述夹持装置与该支撑框架接合。用于覆盖支撑框架的覆盖部分也包括在壳体中。
为了封盖或密封打印头模块支撑构件的末端，可提供封盖构件。在支撑构件具有互补的母端部和公端部的情况下，该封盖构件设置为封盖母端部和公端部中的每一个。此外，诸如环氧物的密封粘合剂可用在互连的封盖构件和打印头模块的界面处。
为了将打印流体传送软管从打印流体供给连接到打印头模块的通道，至少一个流体连接器可设置在打印头模块的至少一个纵向端处。在支撑构件具有互补的母端部和公端部的情况下，流体连接器设置成与公端部或母端部互连。此外，诸如环氧物的密封粘合剂可用在互连的流体连接器和打印头模块的界面处。
为了与流体传送软管连接，流体连接器具有至少一个管状部分，其设置成与打印头模块的通道(线性)流体连接。在提供两个流体连接器的情况下，在打印头模块的每个纵向端各连接一个，以便于从通道的两端都提供流体供给。
在支撑构件形成有多个通道的情况下，所述通道可设置成载运不同的打印流体，以便借助于流体分配构件中的相应流体分配构件导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴组，或如果有两个以上的打印头集成电路，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴组。可提供另外的通道，用于将空气传送到打印头集成电路，以便于保持打印头集成电路的喷嘴基本上没有杂质。
支撑打印头集成电路中的各个打印头集成电路的单独流体分配构件的使用提供了打印头片段。这些片段/流体分配构件每个都可形成为至少三层的层状堆叠，包括其上安装关联打印头集成电路的上层、中层和附着于支撑构件上表面的下层。
下层包括：第一分配孔，其设置成与支撑构件的孔中的相应孔对准；以及处于其上表面中的第一分配通道，其与第一分配孔中的相应第一分配孔相关联，所述第一分配孔具有与支撑构件中的孔基本上相同的直径。
中层包括：第二分配孔，其设置成与下层的第一分配通道对准，所述第二分配孔具有比第一分配孔小的直径。
上层包括：处于其下表面中的第二分配通道，其设置成与中层的第二分配孔对准；以及第三分配孔，其与第二分配通道相关联，所述第三分配孔具有比第二分配孔小的直径。
关联的打印头集成电路包括喷嘴供给孔，其设置成与上层的第三分配孔对准并且将流体导引到喷嘴中的相应喷嘴，所述喷嘴供给孔具有与第三分配孔基本上相同的直径，其中支撑构件的孔具有毫米量级的直径，而所述至少两个打印头集成电路的喷嘴供给孔具有微米量级的直径。
为将流体分配构件附着到支撑构件，流体分配构件的下表面可通过粘合材料附着到支撑构件的上表面。通过包围支撑构件的各个孔以及形成在流体分配构件的下表面中的各个对应孔而沉积，该粘合材料可用于形成相应孔之间的密封。
在支撑构件的孔成相对于支撑构件纵向延伸方向横跨支撑构件延伸的排形成的设置中，两个所述粘合材料的沉积物可沉积在孔排的两侧的每一侧上，以便提供安装装置的稳定性。所述粘合材料可以是可固化树脂。
打印头模块由壳体的支撑框架支撑。用于覆盖支撑框架的覆盖部分也包括在壳体中。支撑框架也支撑驱动电子器件，所述驱动电子器件被提供用于经由电连接器来驱动打印头集成电路。
打印头组件还可包括安装于壳体的打印介质引导件。该打印介质引导件设置成引导打印介质经过由安装于壳体的打印头模块所形成的打印表面，以便于防止打印介质撞击各打印头集成电路的喷嘴。这是通过将打印介质引导件设置为在打印头集成电路的喷嘴和经过的打印介质之间形成间隙而实现的。
通过结合至少一个控制器——其经由电连接器连接到所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路，所述驱动电子器件能够控制打印头集成电路的打印操作。所述驱动电子器件设置在至少一个印刷电路板上，该印刷电路板又由壳体的支撑框架来支撑。为了将驱动电子器件与电连接器连接，印刷电路板承载至少一个连接端口，其与电连接器对准。每个打印头集成电路可与单独的电连接器连接，以便于将所述至少一个控制器设置成控制可选数目的打印头集成电路的打印操作。
在打印头模块包括一个或多个有两个打印头集成电路的组的情况下，可选择单个控制器，用于经由电连接器控制每个有两个打印头集成电路的组。在打印头模块包括一个或多个有四个打印头集成电路的组的情况下，可选择单个控制器，用于经由电连接器控制每个有四个打印头集成电路的组。在打印头模块包括一个或多个有八个打印头集成电路的组的情况下，可选择单个控制器，用于经由电连接器控制每个有八个打印头集成电路的组。在打印头模块包括一个或多个有十六个打印头集成电路的组的情况下，可选择单个控制器，用于经由电连接器控制每个有十六个打印头集成电路的组。
用于控制器的印刷电路板经由至少一个安装元件支撑在壳体的支撑框架上，其结合了用于将打印头模块夹持于壳体的夹持装置。此外，所述印刷电路板可具有设置在其相对的边缘区域的连接条，与支撑框架的一端相邻的连接条可连接到数据输入，而与支撑框架的另一端相邻的连接条以防止数据信号反射的方式终止。
为了将动力从动力供给传送到所述驱动电子器件，所述打印头组件包括位于壳体内的多个纵向延伸的电导体。动力从该电导体经由电连接器传送到驱动电子器件。此外，动力还从电导体经由电连接器传送到打印头集成电路。
为确保各种部件的电连接，提供了加载板，用于相对于所述多个电导体中的相应电导体来加载电连接器的导体部分。所述加载板包括由例如弹性材料形成的非导电部分，其相对于电导体来推动电连接器。
所述多个电导体可设置成在打印头组件的一端连接到动力供给。可替选地，所述多个电导体可设置为分别在打印头组件的相应端处连接到动力供给的两组电导体，该两组电导体的电导体中的相应电导体在打印头组件端部中间的邻接区连接在一起。为方便于此，各个电导体的邻接区以重叠关系设置。
所述多个电导体由安装于壳体支撑框架的安装元件方便地承载。这由于安装元件而变得容易，所述安装元件具有形成于其中的多个凹陷的通道，用于容纳所述多个电导体中的各个电导体。
打印头组件可包括沿壳体纵向方向以邻接关系设置的至少两个安装元件，每个都设置成支撑单独的印刷电路板。以这种设置，各个印刷电路板由位于邻接的安装元件(的每个)之间的电连接构件互连。电连接构件设置在由安装元件的侧区形成的凹陷中，所述侧区具有凸起和凹陷部分，其设置成使邻接的安装元件的凹陷部分形成所述凹陷。电连接构件包括非导电材料，其覆有导电条，其中电连接构件定位成叠盖各个印刷电路板中的每个印刷电路板的边缘区处的一系列间隔开的连接条。
为确保可靠的连接，印刷电路板的每个连接条与电连接构件的两个相邻导电条中的至少一个导电条接合，电连接构件的导电条是印刷电路板的连接条数目的两倍。
安装元件可结合用于将打印头模块夹持于支撑框架的夹持装置。这是通过包括至少一个延伸臂部分的安装元件来实现的，所述臂部分设置成将支撑构件的纵向延伸突出部夹持于支撑框架的第二侧壁的上表面。此外，支撑构件的纵向延伸突出部包括多个沿其长度排列的突起，这些突起被间隔开以便对应于打印头集成电路的安装位置。所述延伸臂部分包括凹陷段，其设置成与由此被夹持的纵向延伸突出部上的多个突起之一接合。
承载由壳体的支撑框架支撑的驱动电子器件的(第一)印刷电路板可在支撑框架的一端处由第二印刷电路板接合，该第二印刷电路板将所述驱动电子器件连接到动力和数据供给。为此，第二印刷电路板可包括：动力端子，用于经由所述纵向延伸的导电条将所述电连接器连接到动力供给；数据端子，用于经由第一印刷电路板将所述驱动电子器件连接到数据输入；以及流体传送端口，用于经由流体传送管将支撑构件的所述至少一个通道连接到流体供给。
此外，第一印刷电路板可在支撑框架的另一端处由第三印刷电路板接合，该第三印刷电路板设置成在第二印刷电路板的方向上弹性加载第一印刷电路板。第三印刷电路可包括终止连接机构，用于终结从第二印刷电路板、穿过第一印刷电路板的数据信号。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括如下构件的一体装置：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及
壳体，其中以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块，以便约束打印头模块在至少从喷嘴到打印介质的打印流体传送方向上相对于壳体的运动。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及
壳体，其中通过如下结构以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块：使其第一侧可滑动地容纳于壳体的纵向延伸槽中并且使其第二侧通过夹持装置夹持于壳体。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少两个打印头模块，各包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴以及支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及
壳体，在其中所述至少两个打印头模块设置为以线性对准的关系可拆卸地安装，
其中，所述组件具有预定为提供所选页宽打印的总长度和打印头集成电路数量。
在本发明的另一个实施例中，提供一种打印头组件，包括：
至少两个打印头模块，各包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑所述至少两个打印头集成电路的支撑构件；以及
壳体，在其中所述至少两个打印头模块设置为以线性对准的关系可拆卸地安装，
其中所述支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且
每个打印头模块都具有使得线性对准的打印头模块的能够互连并且提供其支撑构件的通道的流体连接的端部。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；
壳体，其中以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块；以及
封盖构件，其封盖所述至少一个打印头模块的支撑构件的末端。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑所述至少两个打印头集成电路的支撑构件；以及
壳体，其中以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块，
其中，所述支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且
在至少一个打印头模块的至少一个纵向端提供至少一个流体连接器以便将至少一个打印流体传送软管从打印流体供给连接到至少一个通道。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑所述至少两个打印头集成电路的支撑构件；以及
壳体，其中以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块，
其中所述支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且
提供至少两个流体连接器以便各与所述至少一个打印头模块的纵向端连接，所述流体连接器每个在所述至少一个打印头模块的对应纵向端处设置成将至少一个流体传送软管从流体供给连接到所述至少一个通道。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及
壳体，包括：支撑框架，用于支撑所述至少一个打印头模块；以及覆盖部分，其以可拆卸方式附着于所述支撑框架。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；以及支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；
壳体，所述至少一个打印头模块以可拆卸方式安装于其中，以及
安装于所述壳体的打印介质引导件，其设置成引导打印介质经过由安装于所述壳体的所述至少一个打印头模块形成的打印表面。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑构件，用于支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，该该至少一个控制器经由所述电连接器连接到所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；以及
壳体，所述至少一个打印头模块和所述驱动电子器件以可拆卸方式安装于其中。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑所述至少两个打印头集成电路的支撑构件；以及电连接器，其用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，该控制器设置成经由所述电连接器控制所述至少两个打印头集成电路中的可选数目的打印头集成电路的打印操作；以及
壳体，所述至少一个打印头模块和所述驱动电子器件以可拆卸方式安装于其中。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路；支撑构件，用于支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，该至少一个控制器经由所述电连接器连接到所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；以及
壳体，所述至少一个打印头模块和所述驱动电子器件以可拆卸方式安装于其中，
其中所述驱动电子器件设置在一印刷电路板上，该印刷电路板经由至少一个安装元件由壳体的支撑框架来支撑。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并运载用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及至少两个柔性印刷电路板，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，该至少一个控制器经由相应的柔性印刷电路板连接到所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；以及
壳体，所述至少一个打印头模块和所述驱动电子器件以可拆卸方式安装于其中，
其中所述驱动电子器件设置在一印刷电路板上，该印刷电路板承载用于与柔性印刷电路板连接的相应连接端口，这些连接端口与相应的柔性印刷电路板和打印头集成电路直接对准。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并运载用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，该至少一个控制器经由所述电连接器连接到所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；以及
壳体，用于以可拆卸方式支持至少一个安装元件，该安装元件安装所述驱动电子器件并结合了用于将所述至少一个打印头模块夹持于所述壳体的夹持装置。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；
多个纵向延伸的电导体，其设置成将动力从动力供给提供到所述驱动电子器件和所述至少两个打印头集成电路；以及
壳体，所述至少一个打印头模块、所述驱动电子器件和所述多个电导体以可拆卸方式安装于其中。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头系统，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路和载运用于其的打印流体的支撑构件；以及至少两个电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路中的相应打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；以及
壳体，所述至少一个打印头模块和所述驱动电子器件以可拆卸方式安装于其中，
其中所述至少两个电连接器中的每个都设置成将控制信号从所述至少一个控制器导引到对应的打印头集成电路以及将动力从动力供给导引到对应的打印头集成电路和驱动电子器件。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少一个控制器，用于控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；
多个纵向延伸的电导体，其设置成将动力从动力供给提供到所述驱动电子器件和所述至少两个打印头集成电路；以及
加载板，其用于相对于所述多个电导体中的相应电导体来加载所述电连接器的导体部分。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；以及
多个纵向延伸的电导体，用于将动力从动力供给提供到所述至少两个打印头集成电路，其设置为在所述打印头组件的相应端处分别连接到所述动力供给的两组电导体，所述两组电导体的电导体中的相应电导体在所述打印头组件端中间的邻接区连接在一起。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并运载用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
多个纵向延伸的电导体，其设置成经由所述电连接器将动力从动力供给提供到所述至少两个打印头集成电路；以及
壳体，包括支撑框架，其上以可拆卸方式支持有所述至少一个打印头模块和一安装元件，该安装元件中形成有多个凹陷的通道，用于容纳和以可拆卸方式安装所述多个电导体中的各个电导体。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头系统，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少两个控制器，用于经由所述电连接器来控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作，所述至少两个控制器互连；以及
壳体，所述至少一个打印头模块和所述驱动电子器件以可拆卸方式安装于其中。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其结合了至少两个控制器，每个控制器均设置在一印刷电路板上，以便经由所述电连接器控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；
壳体，包括支撑框架，其支撑所述至少一个打印头模块和沿壳体纵向方向以邻接关系排列的至少两个安装元件，所述印刷电路板中的每个印刷电路板由所述两个或多个安装元件中的至少一个安装元件以可拆卸方式支撑；以及
电连接构件，包括覆以导电条的非导电材料，其设置在所述邻接的安装元件之间，使得所述导电条定位成叠盖各个印刷电路板中的每个印刷电路板的边缘区处的一些列间隔开的连接条。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，设置成经由所述电连接器控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；
多个纵向延伸的电导体，用于将动力从动力供给提供到所述驱动电子器件和所述至少两个打印头集成电路；
壳体，包括支撑框架，其支撑所述至少一个打印头模块；以及
至少一个安装元件，其由所述支撑框架支持，所述至少一个安装元件安装所述驱动电子器件和电导体并且结合了用于将所述至少一个打印头模块夹持于所述支撑框架的夹持装置。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并运载用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
驱动电子器件，其设置成经由所述电连接器控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；
壳体，包括支撑框架，其上以可拆卸方式设置有所述至少一个打印头模块和安装所述驱动电子器件的多个安装元件；
位于支撑框架一端的第一连接器装置，将所述驱动电子器件和所述打印头集成电路连接到动力供给和数据输入；以及
位于支撑框架另一端的第二连接器装置，其在所述第一连接器装置的方向上对所述多个安装元件进行弹性加载。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号从打印头组件的两端连接至所述至少两个打印头集成电路；以及
壳体，所述至少一个打印头模块以可拆卸方式安装于其中。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑构件，其支撑所述至少两个打印头集成电路并具有至少一个用于载运打印流体的纵向延伸的通道；以及电连接器，用于将电信号连接至所述打印头集成电路；
壳体，包括支撑框架，其以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块和驱动电子器件，所述驱动电子器件设置成经由所述电连接器来控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作；以及
至少一个连接器装置，其安装于所述支撑框架的至少一个纵向端并承载用于将所述电连接器连接到动力供给的至少一个动力端子、用于将所述驱动电子器件连接到数据输入的至少一个数据端子、以及用于经由流体传送管将所述支撑构件的所述至少一个通道连接到流体供给的至少一个流体传送端口。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及
壳体，其包括：支撑框架，其以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块；以及至少一个夹持装置，其将所述至少一个打印头模块夹持于所述支撑框架，
其中，被夹持的打印头模块和所述至少一个夹持装置大致在位置上独立于所述壳体。
在本发明的又一个实施例中，提供了一种包括一体形成的弹性部分的印刷电路板。
所述印刷电路板的一体形成的弹性部分可通过除去印刷电路板的一部分来形成。
在本发明的又一个实施例中，提供了一种电路组件，包括：
以线性对准方式设置的多个第一印刷电路板；
设置在线性对准的第一印刷电路板的一端的第二印刷电路板，用于将由所述多个第一印刷电路板支撑的电子器件连接到动力和数据供给；以及
设置在线性对准的第一印刷电路板的另一端的第三印刷电路板，该第三印刷电路板包括一体形成的弹性部分。
在本发明的又一个实施例中，提供了一种打印头组件，包括：
至少一个打印头模块，其包括：至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；支撑并载运用于所述至少两个打印头集成电路的打印流体的支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接至所述至少两个打印头集成电路；
以上所述的电路组件，其经由所述电连接器电连接到所述至少两个打印头集成电路；以及
壳体，包括支撑框架，其上以可拆卸方式安装所述至少一个打印头模块和所述电路组件。
所述打印头组件可设置成使所述电路组件的所述多个第一印刷电路板安装于所述支撑框架，以便在其纵向方向上线性对准，所述电路组件的第二和第三印刷电路板设置在所述支撑框架的相应纵向端处，并且驱动电子器件设置在所述多个第一印刷电路板上，用于经由所述电连接器控制所述至少两个打印头集成电路中的至少一个打印头集成电路的打印操作。
作为包括弹性部分的印刷电路板，所述第三印刷电路板可进一步包括弹性部分上的终端连接，用于终止从第二印刷电路板、穿过所述至少一个第一印刷电路板的数据信号。
在所述打印头组件中，所述打印头模块可形成为如下结构的一体装置：所述至少两个打印头集成电路、支撑构件、电连接器和将所述至少两个打印头集成电路安装到所述支撑构件的至少一个流体分配构件。在该装置中，支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，且该支撑构件包括延伸通过支撑构件壁的多个孔，其设置成借助于流体分配构件中的相应流体分配构件将打印流体从所述至少一个通道导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴，或如果有两个以上的打印头集成电路，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴。
现在参照附图通过举例来描述本发明的这些和其它实施例和优点。
附图说明
在附图中：
图1示出根据本发明一个实施例的打印头组件的立体图；
图2示出图1的打印头组件的相反侧；
图3示出图1的打印头组件的截面图；
图4A示出结合在图1的打印头组件中的打印头模块的一部分；
图4B示出图4A的打印头模块的盖部分；
图5A示出形成图4A打印头模块一部分的打印头片段的顶视图；
图5B示出图5A打印头片段的底视图；
图6示出用于如图5A所示安装于打印头片段的打印头集成电路的电连接器；
图7示出在图4A的打印头模块与图5A和5B的打印头片段的下侧之间进行的连接；
图8示出图4A的打印头模块的“母”端部；
图9示出图4A的打印头模块的“公”端部；
图10示出用于图9的公端部的流体传送连接器；
图11示出用于图8的母端部的流体传送连接器；
图12示出连接到流体传送管的图10或11的流体传送连接器；
图13示出图10和11的流体传送连接器的管状部分设置；
图14A示出用于图8和9的母端部和公端部的封盖构件；
图14B示出应用于图4A的打印头模块的图14A的封盖构件；
图15A示出图1打印头组件的壳体的支撑框架的截面(骨架)图；
图15B和15C分别示出处于向上和向下取向的图15A的支撑框架的立体图；
图16示出形成图1打印头组件一部分的印刷电路板(PCB)支撑；
图17A、17B和17C示出图16的PCB支撑的侧视图和后视立体图；
图18A示出由图16的PCB支撑所支撑的PCB承载的电路部件；
图18B示出图18A的PCB和电路部件的相反侧立体图；
图19A示出说明了附着于图16的PCB支撑的另外部件的侧视图；
图19B示出形成图1打印头组件一部分的压板的后侧视图；
图20示出说明图19的另外部件的前视图；
图21示出说明图19的另外部件的立体图；
图22示出图16的PCB支撑的前视图；
图22A示出沿图22中的线I-I所取的侧截面图；
图22B示出图22A的剖面A的放大视图；
图22C示出沿图22中的线II-II所取的侧截面图；
图22D示出图22C的截面B的放大视图；
图22E示出图22C的截面C的放大视图；
图23示出图1打印头组件的壳体盖部分的侧视图；
图24示出模块化组件中的多个图16的PCB支撑；
图25示出连接构件，其由图24的两个相邻PCB支撑来承载并且用于互连由所述PCB支撑承载的PCB；
图26示出互连两个PCB的图25连接构件；
图27示出借助图25连接构件的两个PCB之间的互连；
图28示出位于图1打印头组件中的母线的连接区；
图29示出根据本发明一个实施例的打印头组件的端部的立体图；
图30示出位于图29所示打印头组件的端部中的连接器装置；
图31示出容纳于形成所述打印头组件一部分的端壳和板组件中的图30的连接器装置；
图32A和32B示出图30的连接器装置的相反两侧的视图；
图32C示出图30的连接器装置的流体传送连接部分；
图33A示出位于根据本发明一个实施例的打印头组件中的支撑构件；
图33B示出图33A的支撑构件位于其中的打印头组件的剖视图；
图33C较详细地示出图33B的打印头组件的一部分；
图34示出容纳于图31的端壳和板组件中的图30的连接器装置，所述端壳和板组件附着于所述打印头组件的壳体；
图35A示出图31的端壳和板组件的分解立体图；
图35B示出形成图1打印头组件一部分的端壳和板组件的分解立体图；
图36示出所述打印头组件采取使用图35A和35B的端壳和板组件两者的形式时的立体图；
图37示出容纳在图35B的端壳和板组件中的连接器装置；
图38A和38B示出图37的连接器装置的相反两侧的视图；
图39示出附着于图29的打印头组件时的端板；
图40示出由形成图18A中的电路部件之一的打印引擎控制器集成电路执行的数据流和功能；
图41示出处于总体打印系统架构环境下的图40的打印引擎控制器集成电路；
图42示出图41的打印引擎控制器集成电路的架构；
图43示出形成图5A打印头片段的流体分配元件堆叠的分解图；
图44示出结合在图1打印头组件的打印头模块中的打印头集成电路的喷嘴系统一部分的立体图(局部剖视)；
图45示出处于静态的(图44所示喷嘴系统的)单个喷嘴的竖向截面图；
图46示出处于初始致动状态的图45喷嘴的竖向截面图；
图47示出处于稍后致动状态的图46喷嘴的竖直截面图；
图48以立体图示出处于图46所示致动状态的图45喷嘴的部分竖向剖视图；
图49以立体图示出省略了墨的图45喷嘴的竖向剖面；
图50示出图49喷嘴的竖向截面图；
图51以立体图示出处于图46所示致动状态的图45喷嘴的部分竖向剖视图；
图52示出图45喷嘴的平面图；并且
图53示出省略了杠杆臂和可移动喷嘴部分的图45喷嘴的平面图。
具体实施方式
相对于打印头组件和结合在该打印头组件中的打印头模块连同组装该打印头模块的方法来描述本发明的示例性实施例。也描述了用于所述打印头组件的印刷电路板。
综述
图1和2中所示的打印头组件10旨在用作打印系统中的页宽打印头。即，打印头横跨例如纸的打印介质的页的宽度延伸或沿其长度延伸来进行打印。在打印期间，在打印介质经过时，打印头组件将墨喷射到其上，由此在其上形成打印的信息，其中在打印介质经过时打印头组件保持静止状态。就是说，打印头组件并不按常规打印头的方式扫过所述页。
如从图1和2中可看出的，打印头组件10包括壳体20和打印头模块30。壳体20容纳用于打印头组件的专用(或驱动)电子器件以及动力和数据输入，并且提供用于将打印头组件安装到打印机单元的结构。打印头模块30容纳在壳体20的通道21内且可从其中拆卸，该打印头模块包括承载打印头片段50的流体通道构件40，该打印头片段具有打印头集成电路51，打印头集成电路上结合了打印喷嘴。打印头组件10进一步包括端壳120和板110的组件以及端板111，它们附着于经组装的壳体20和打印头模块30的纵向端。
现在将参照图1到14B来描述打印头模块30及其关联部件。
如图3所示，打印头模块30包括流体通道构件40和安装在构件40上表面的打印头片段50。
如图1和2所示，十六个打印头片段50设置在打印头模块30中。然而，如从以下描述将理解的，打印头片段和安装在其上的打印头集成电路的数目可加以改变，以便符合本发明的特定应用。
如图1和2所示，每个打印头片段50都具有阶梯形端区，使得当相邻打印头片段50端对端邻接在一起时，安装在其上的打印头集成电路51在该区重叠。此外，打印头集成电路51相对于打印头片段50纵向方向成一角度延伸以便于打印头集成电路51之间的重叠。相邻打印头集成电路51的这种重叠提供了结合在打印头集成电路51中的打印喷嘴(稍后描述)之间的恒定节距，并且这种设置避免了跨或沿通过打印头组件10的打印介质(未示出)所打印的信息的不连续。打印头集成电路的这种重叠设置描述于申请人的授权美国专利6,623,106号中，该专利通过引用结合于此。
图4示出打印头模块30的流体通道构件40，其用作用于打印头片段50的支撑构件。流体通道构件40配置为在壳体20的通道21内配合，并用于将打印墨和其它流体传送到打印头片段50。为将其实现，流体通道构件40包括通道形导管41，其从流体通道构件40的每端延伸其整个长度。通道形导管41用于经由多个出口端口42将打印墨和其它流体从(安装有打印头组件10的打印系统的)流体供给单元输送到打印头片段50。
流体通道构件40通过将适当材料注模成型而形成。适当的材料是具有低线性热膨胀系数(CTE)的材料，使得打印头集成电路的喷嘴精确地保持在工作条件(稍后更详细描述)下，并且相对借助通道引导通过流体通道构件40的墨和其它流体具有化学惰性。适当材料的一个例子是液晶聚合物(LCP)。采用注模成型过程来形成其中具有开放通道或槽的本体部分44a和成形有长形的脊部分44c以便容纳在所述开放通道中的盖部分44b。然后，将本体部分44a和盖部分44b用环氧物粘合在一起以形成如图3和4A所示的通道形导管41。然而，可采用可替选的模制技术来将流体通道构件40与其中的通道形导管41形成为单件。
与用于每个打印头片段50的对应出口端口42连通而设置的所述多个导管41用于输送不同颜色或类型的墨和其它流体。不同的墨可具有不同颜色的色料，例如黑、青、洋红和黄等，并且/或者被选择用于不同的打印应用，例如，作为视觉不透明墨、红外不透明墨等。此外，可使用的其它流体是例如：空气，用于保持打印头集成电路51没有灰尘和其它杂质并且/或者用于防止打印介质直接触及设置在打印头集成电路51上的打印喷嘴；以及固定剂，用于基本上紧接着在墨打印到打印介质上之后将墨固定，特别是在高速打印应用的情况下。
在图4所示的组件中，示出七个导管41，用于各在一个导管中输送黑、青、洋红和黄色墨，在一个导管中输送红外墨，在一个导管中输送空气，以及在一个导管中输送固定剂。尽管示出了七个导管，可提供较多或较少的数目以符合特定的应用。例如，由于通常较高比例的黑白或灰度打印应用，可提供附加导管用于输送黑墨。
流体通道构件40进一步包括一对沿其侧面的纵向延伸的突出部，用于将打印头模块30紧固于壳体20的通道21(稍后更详细描述)。然而应理解，可替选地，一系列单独的突出部可用于该目的。
如图5A所示，打印头模块30的每个打印头片段50承载打印头集成电路51之一，后者使用适当的接触方法(如线结合)连接到印刷电路板(PCB)52，其中所述连接保护性地封装于环氧物封装体53中。PCB52沿远离打印头集成电路51放置之处的方向延伸到打印头片段50的边缘，在此PCB 52直接连接到柔性印刷电路板(柔性PCB)80，用于将动力和数据提供到打印头集成电路51(稍后更详细描述)。这在图6中示出，其中各个柔性PCB 80自每个打印头片段50的边缘延伸或“悬挂”。柔性PCB 80提供打印头集成电路51、动力供给70和具有容纳在壳体20内的驱动电子器件100(见图18A)的PCB 90(见图3)之间的电连接(稍后更详细描述)。
图5B示出打印头片段50之一的下侧。提供了多个入口端口54，并且入口端口54设置成当打印头片段50安装于流体通道构件40上时与其导管41的多个出口端口42中的对应出口端口连通。就是说，如所示，设置七个入口端口54用于七个导管41的出口端口42。具体而言，入口和出口端口两者均以相对于打印头模块纵向方向的倾斜设置来取向，使得正确的流体，即由特定导管借助通道引导的流体，得以传送到打印头集成电路的正确喷嘴(通常，一组喷嘴用于每种类型的墨或流体)。
在如实现本发明时所采用的典型打印头集成电路51上，可据供多于7000(例如7680)个单独的打印喷嘴，其被间隔开以便实现1600点每英寸(dpi)分辨率的打印。这是通过在横跨20mm(0.8英寸)打印表面宽度上具有391个喷嘴/mm2的喷嘴密度而实现的，其中每个喷嘴能够传送1pl的滴体积。
因此，喷嘴是微观尺寸的(即具有10-6米的量级)并且因而不能接收打印头片段50下侧的入口端口54所提供的宏观尺寸(即毫米的)的墨流和其它流体流。因此，每个打印头片段50均形成为流体分配堆叠500(见图43)，其包括多个层叠的层，打印头集成电路51、PCB 52和环氧物53设置于其上。
通过将入口端口54处的宏观尺寸流直径减小到打印头集成电路51的喷嘴处的微观尺寸流直径，堆叠500将墨和其它流体从流体通道构件40的导管41载运到打印头集成电路51的各个喷嘴。提供这种减小的堆叠的示例结构稍后更详细地描述。
适用于本发明的打印头组件的喷嘴系统可包括任何类型的喷墨喷嘴装置，其可集成在打印头集成电路上。就是说，可使用诸如连续墨系统、静电系统和按需供滴系统——包括热动式和压电式。
存在可采用的多种类型的公知热动式按需供滴系统，其通常包括与喷嘴相邻的墨容器和与之热接触的加热器元件。加热器元件将墨加热并且产生气泡，气泡在墨中产生压力以使小滴通过喷嘴喷射到打印介质上。通过各喷嘴喷射到打印介质上的墨量和喷射时序由驱动电子器件来控制。然而，因为墨必须耐热，这样的热动式系统对可用的墨类型施加了限制。
存在可采用的多种类型的公知压电式按需供滴系统，其通常使用压电晶体(位于墨容器附近)，当电流流过该压电晶体时，引起该压电晶体弯曲。该弯曲使墨小滴以类似于上述热动式系统的方式从喷嘴喷射。在这样的压电系统中，墨不必在周期之间进行加热和冷却，由此提供较大范围的可用墨类型。压电式系统难以集成到驱动集成电路中，并且通常在驱动器和喷嘴致动器之间需要较大数目的连接。
作为替选，可使用微机电系统(MEMS)的喷嘴，这样的系统包括使喷嘴喷射墨小滴的热致动器。适用于本发明的打印头组件的示例MEMS喷嘴系统稍后更详细地描述。
返回到流体通道构件40和打印头片段50的组件，每个打印头片段50如此附着于流体通道构件40，即，使得各个出口端口42和其对应的入口端口54对准以允许其间的有效流体传递。粘合剂，如可固化树脂(例如环氧树脂)，用于将打印头片段50附着于流体通道构件40，其中流体通道构件40的上表面以图7所示的方式来准备。
即，可固化树脂绕每个出口端口42提供以在固化时形成衬垫构件60。该衬垫构件60提供流体通道构件40和打印头片段50之间的粘合密封，同时还提供绕各连通的出口端口42和入口端口54的密封。该密封装置便于端口之间的流体流动和密闭。此外，两个可固化树脂沉积物61以对称方式提供在衬垫构件60两侧的每一侧上。
对称设置的沉积物61充当定位器，用于将打印头片段50定位在流体通道构件40上并且用于防止打印头片段50相对于流体通道构件40扭曲。为了提供附加的结合强度，特别在衬垫构件60和定位器61固化之前和期间，将粘合剂滴62提供在流体通道构件40上表面的自由区域中。沉积速效粘合剂，如氰基丙烯酸盐粘合剂等，以便在固化树脂固化期间形成定位器61并防止打印头片段50相对于流体通道构件40的任何移动。
利用该设置，如果在关联打印头集成电路的一个或若干喷嘴出故障的情况下要更换打印头片段，则各单个的打印头片段可容易地拆卸。这样，流体通道构件和打印头片段的表面以如下方式处理，即，确保如果打印头片段通过杠杆撬动从流体通道构件表面拆下，则环氧物保持附着于打印头片段，而不是流体通道构件表面。因此，所拆卸的打印头片段留下了清洁的表面，使得新环氧物可容易地提供在流体通道构件表面上以便于新打印头片段的牢固放置。
本发明的上述打印头模块能够以各种长度构造，容纳附着于流体通道构件的不同数目的打印头片段，这依赖于所采用的打印头组件的特定应用。例如，为了将打印头组件提供用于横向取向的A3尺寸的页宽打印，打印头组件可需要16个单独的打印头片段。这可通过提供例如各具有四个打印头片段的四个打印头模块，或各具有八个打印头片段的两个打印头模块，或具有16个打印头片段的一个打印头模块(如在图1和2中)或者任何其它合适的组合来实现。基本上，可组合所选数目的标准打印头模块来实现特定打印应用所需的必要宽度。
为了以容易而有效的方式提供这种模块性，各打印头模块的多个流体通道构件被形成为模块化的，并且配置成允许以端对端的方式连接若干流体通道构件。有利地，可通过将每个流体通道构件配置成具有互补的端部来提供容易而方便的连接方式。在本发明的一个实施例中，每个流体通道构件40具有如图8所示的“母”端部45和如图9所示的互补的“公”端部46。
端部45、46配置成使得在将一个打印头模块30的母端部46与；另一打印头模块30的公端部45接触时，两个打印头模块30以其对应的导管40处于流体连通的情况下连接。这允许流体在所连接的打印头模块30之间没有中断地流动，使得诸如墨的流体正确而有效地传送到每个打印头模块30的打印头集成电路51。
为了确保母端部45和公端部46的配合在各个打印头模块30之间提供有效密封，将诸如环氧物的密封粘合剂施加于相配合的端部之间。
通过提供这样的配置，显然任何数目的打印头模块可适于以端对端方式连接以便提供所需的按比例增加的总打印头长度。本领域技术人员可理解，用于将打印头组件模块连接在一起以便处于流体连通的其它配置和方法也在本发明的范围内。
此外，打印头模块30的流体通道构件40的端部45和46的该示例配置也使得能够容易连接到安装了该打印头组件的打印系统的流体供给。即，在本发明的一个实施例中，如图10和11所示，提供了流体传送连接器47和48，其充当用于打印头模块30的导管41和(内部)流体传送管6之间的流体流动的接口，如图12所示。流体传送管6称为是内部的，这是因为，如稍后更具体描述的，这些管6容纳在打印头组件10中用以连接到打印系统的流体供给的外部流体传送管。然而，这样的设置显然仅仅是可将墨和其它流体供给到本发明的打印头组件的可能方式之一。
如图10所示，流体传送连接器47具有母连接部分47a，其可与打印头模块30的公端部46配合。可替选地，或附加地，如图11所示，流体传送连接器48具有公连接部分48a，其可与打印头模块30的母端部45配合。此外，流体传送连接器47和48分别包括管状部分47b和48b，其可与内部的流体传送管6配合。管状部分47b和48b配置成与对应导管41处于流体连通的特定方式在图12中示出。
如图10到13所示，提供七个管状部分47b和48b以便对应于根据本发明的上述示例实施例提供的七个导管41。因此，七个流体传送管6每个用于传送上述七种流体——黑、青、洋红和黄墨、IR墨、固定剂和空气之一。然而，如前所述，本领域技术人员清楚地理解，可在不同的应用中使用更多或更少的流体，并且因此可提供更多或更少的流体传送管、流体传送连接器的管状部分和导管。
此外，打印头模块30的流体通道构件40的端部的该示例配置也使得能够容易地密封导管41。为此，在本发明的一个实施例中，密封构件49如图14A提供，其可密封或封盖打印头模块30的两个端部。即，密封构件49包括母连接部分49a和公连接部分49b，其可分别与打印头模块30的公端部46和母端部45配合。这样，尽管打印头模块的端部配置不同，但可有利地提供单个密封构件。图14B示出密封流体通道构件40的导管41的密封构件49。密封构件49和流体通道构件40的交界面的密封进一步通过如上述施加诸如环氧物的密封粘合剂实现。
例如在用于A4尺寸页宽打印应用的单个打印头模块30的工作中，使用连接到其中一个对应端部45和46的流体传送连接器47和48之一与连接到其中另一个对应端部45和46的密封构件49的组合，以便将流体传送到打印头集成电路51。另一方面，在打印头组件特别长、包括连接在一起的多个打印头模块30的应用中(例如在宽格式打印中)，可能有必要从打印头组件的两端提供流体。因此，流体传送连接器47和48的每一个可连接到端部打印头模块30的对应端部45和46。
本发明的打印头模块的端部的上述示例配置部分地提供了打印头模块的模块性。该模块性使得以关于打印头组件最小长度应用的标准长度来制造打印头模块的流体通道构件成为可能。然后通过组合若干打印头模块而成比例增加打印头组件的长度来形成所需长度的打印头组件。例如，标准长度打印头模块可制造成包含八个打印头片段，其可能是对于A4尺寸打印应用的最小需求。这样，对于需要具有相当于32个打印头片段的长度的较大打印头的打印应用，可使用四个这样的标准长度打印头模块。另一方面，可制造若干不同标准长度打印头模块，其可组合用于需要可变长度的打印头的应用。
然而，这些仅仅是本发明打印头组件的模块性如何实现的实例，而其它组合和标准长度可被采用并且落在本发明的范围内。
现在将参照图1到3和15A到28来描述壳体20及其关联部件。
在本发明的一个实施例中，壳体20形成为两件式外壳，其容纳打印头组件的各种部件并且提供用于打印头组件的结构，该结构使得整个单元能够容易地安装在打印系统中。如图3所示，外壳由支撑框架22和覆盖部分23组成。这些部分22和23中的每个部分都由重量轻且耐用并且可容易地挤压以形成各种长度的合适材料形成。因此，在本发明的一个实施例中，部分22和23由诸如铝的金属形成。
如图15A到15C所示，壳体20的支撑框架22具有外框架壁24和内框架壁25(相对于打印头组件10的向外和向内的方向)，其中这两个壁由内腔26隔开。通道21(也见图3)形成为支撑框架22的上壁27的外延，并且臂部分28形成在支撑框架22的下区、从内框架壁25沿远离外框架壁24的方向延伸。通道21沿支撑框架22的长度延伸并且配置成容纳打印头模块30。打印头模块30容纳在通道21中，且打印头集成电路51面向上，如图1到3所示，并且该上打印头集成电路表面限定了打印头组件10的打印表面。
如图15A所述，通道21由支撑框架22的上壁27和设置作为沿支撑框架22长度延伸的外和内侧壁(相对于打印头组件10的向外和向内方向)的两个大体平行的侧壁24a和29形成。两个侧壁24a和29具有不同的高度，其中较高的外侧壁24a限定为外框架壁24的上部，其延伸到支撑框架22的上壁27以上，并且较短的内侧壁29设置为基本上平行于内框架壁25的上壁27的向上延伸部分。外侧壁24a包括沿其长度形成的凹陷(槽)24b。凹陷24b的底表面24c设置成相对于通道21的上壁27处于与内侧壁29的顶表面29a相同的高度。凹陷24b还具有上表面24d，其形成为沿外侧壁24a的长度延伸的脊(见图15B)。
在该设置中，打印头模块30的流体通道构件40的纵向延伸突出部43之一容纳在外侧壁24a的凹陷24b中以便保持在其下表面24c和上表面24d之间。此外，提供在流体通道构件40相对侧上的另一个纵向延伸突出部43定位在内侧壁29的顶表面29a上。以这种方式，组装的打印头模块30可紧固在壳体20的适当位置上，如稍后将更详细描述的。
此外，外侧壁24a还包括沿其顶部边界的倾斜部分24e，该倾斜部分24e被提供用于将打印介质引导件5固定于打印头组件10，如图3所示。该打印介质引导件在打印头组件的组装之后固定，并且配置成帮助引导诸如纸的打印介质经过打印头集成电路以在不与打印头集成电路的喷嘴直接接触的情况下进行打印。
如图15A所示，支撑框架22的上壁27和臂部分28分别包括突起27a和28a，其沿支撑框架22的长度延伸(见图15B和15C)。突起27a和28a相对于支撑框架22的内框架壁25基本上定位成彼此相对，并且用于将PCB支撑91(以下描述)紧固于支撑框架22。
图15B和15C示出外和内框架壁24和25针对壳体20的长度延伸的方式，通道21、上壁27及其突起27b、外和内侧壁24a和29、凹陷24及其底和顶表面24c和24d、倾斜部分24e、内侧壁29的顶表面29a以及臂部分28及其突起28a和28b、凹陷部分28c和弯曲端部28d(稍后更详细描述)都是如此。
现在将参照图3和16到22E来描述PCB支撑91。在图3中，示出支撑91处于其紧固位置，沿支撑框架22的内框架壁25从上壁27延伸到臂部分28。支撑91用于承载安装驱动电子器件100的PCB 90(如稍后更详细描述的)
如在图17A到17C中具体看到的，支撑91包括其上和下表面上的突起92，其与突起27a和28a关联以便相对于支撑框架22的内框架壁25来紧固支撑91。支撑91的基座部分93设置为沿支撑框架22的臂部分28延伸，并且当安装在支撑框架22上时坐落在臂部分28的突起28a和28b的顶表面上(见图15B)。
支撑91形成为在壳体20内并且靠着支撑框架22的内框架壁25而放置。这可通过由具有固有弹性特性的塑料材料来模制支撑91以与内框架壁25接合来实现。这也为支撑91提供了用于承载PCB 90的必要绝缘特性。例如，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚碳酸酯可用于支撑91。
基座部分93进一步包括凹陷部分93a和对应的定位突起93b，其用于将PCB 90紧固于支撑91(如稍后更详细描述的)。此外，支撑91的上部包括向上延伸的臂部分94，其设置和成形为一旦已将打印头模块30的流体通道构件40插入到通道21则配合于通道21的内侧壁29和打印头模块30的纵向延伸突出部43(定位在内侧壁29的顶表面29a上)之上。该设置提供了打印头模块30在壳体20的通道21内的紧固，如在图3中更清楚地示出的。
在本发明的一个实施例中，支撑91的延伸臂部分94配置成执行在打印头模块30的一个边缘上、沿该边缘的“夹紧”或“夹持”动作，这有助于防止打印头模块30从完全组装的打印头组件10中移出或移位。这是因为夹紧动作以如下方式作用于打印头模块30的流体通道构件40：由于流体通道构件40的两个纵向延伸突出部43都牢固地保持在位(以将在以下更详细描述的方式)，其基本上限制了打印头模块30从打印头组件10向上移动(即在如图3所述的z轴方向上)，并且限制了横跨打印头模块30的纵向方向(即在如图3所述的y轴方向上)的移动，这将在以下更详细地描述。
就此而言，打印头模块30的流体通道构件40经受在从内侧壁29到外侧壁24a的方向上沿y轴指向的由支撑91所施加的力。该力使支撑框架22的外侧壁24a侧上的流体通道构件40的纵向延伸突出部43被保持在凹陷部分24b的下和上表面24c和24d之间。与保持在内侧壁29的顶表面29a和支撑91的延伸臂部分94之间的流体通道构件40的另一个纵向延伸突出部43组合，该力用来抑制打印头模块30在z轴方向上的移动(如稍后将更详细描述的)。
然而，在打印系统工作期间，打印头模块30仍能够适应x轴方向上(即沿打印头模块30的纵向方向)的移动，这在壳体20经历热膨胀和收缩的情况下是理想的。当壳体通常由诸如铝的挤压金属制成时，由于在热变环境中(如存在于打印单元中的)，这样的材料易于热膨胀和收缩，其会经历尺度变化。
即，为了确保打印头组件的完整性和可靠性，打印头模块30的流体通道构件40首先由如下材料(如LCP等)形成，该材料将不会由于环境变化而经历基本的尺度变化，由此保持各个打印头片段之间的位置关系，并且打印头模块30设置成相对于壳体20基本上是位置独立的(即打印头模块在壳体20的通道21的纵向方向上“浮动”)，其中，打印头模块30以可拆卸方式安装在所述壳体中。
因此，由于打印头模块在x轴方向上未受到约束，在该方向上来自壳体的任何热膨胀力将不传递到打印头模块。此外，由于在z轴和y轴方向上的约束是弹性的，对于这些方向上的移动有一些容差。因此，打印头模块的专用打印头集成电路得到保护以不受这些力的影响，并且保持了打印头组件的可靠性。
此外，仅通过将PCB支撑从壳体“松开”，所述夹紧设置也允许容易地组装和拆解打印头组件。在如图16所示的示例实施例中，提供了一对延伸臂部分94；然而，本领域技术人员将理解，更多或更少的数目也在本发明的范围内。
再次参考图16到17C，支撑91进一步包括在其上部中的通道部分95。在所示的示例实施例中，通道部分95包括三个通道化的凹陷95a、95b和95c。通道化的凹陷95a、95b和95c提供为容纳三个纵向延伸的电导体或母线71、72和73(见图2)，其形成动力供给70(见图3)并且沿打印头组件10的长度延伸。母线71、72和73是载运操作打印头集成电路51和位于PCB 90上的驱动电子器件100(见图18A并且稍后更详细描述)所需的动力的导体，其可例如利用镀金的铜形成。
在本发明的一个实施例中，使用三个母线以便于提供Vcc(例如经由母线71)、地(Gnd)(例如经由母线72)和V+(例如经由母线73)的电压。具体而言，Vcc和Gnd电压施加到PCB 90的驱动电子器件100和关联电路，Vcc、Gnd和V+的电压施加到打印头片段50的打印头集成电路51。本领域技术人员将理解，可使用更多或更少数目的母线，并因此可在PCB支撑中使用更多或更少数目的通道化的凹陷，这依赖于特定打印应用的动力需求。
本发明的支撑91进一步包括定位在通道部分95以下的(下)保持夹96。在图16所示的示例实施例中，提供了一对保持夹96。保持夹96包括其底表面上的槽口部分96a，用于帮助将PCB 90牢固地安装在支撑91上。为此，如图18A的示例实施例所示，PCB 90在其最上侧(相对于PCB 90的安装来说)包括有一对插槽97，其在安装时与槽口部分96a对准以方便与保持夹96接合。
如图3所示，PCB 90贴合地安装在保持夹96的槽口部分96a和支撑91的基座部分93的上述凹陷部分93a和定位突起93b之间。该设置将PCB 90牢固地保持在位以便实现PCB 90的驱动电子器件100和打印头模块30的打印头集成电路51的可靠连接。
再次参考图18A，现在将描述PCB 90的示例电路设置。该电路包括打印引擎控制器(PEC)集成电路形式的驱动电子器件100。当安装于打印单元时，PEC集成电路100用于驱动打印头模块30的打印头集成电路51以将信息打印在经过打印头组件10的打印介质上。PEC集成电路100的功能和结构稍后将更详细地讨论。
PCB 90的示例电路也包括在其上部的四个连接器98(见图18B)，其容纳从各打印头片段50延伸的柔性PCB 80的下连接部分81(见图6)。具体而言，四个柔性PCB 80的对应端连接在四个打印头片段50的PCB52和PCB 90的四个连接器98之间。连接器98又连接到PEC集成电路100，使得数据通信可发生于PEC集成电路100和四个打印头片段50的打印头集成电路51之间。
在上述实施例中，选择一个PEC集成电路来控制四个打印头片段，以便满足打印头组件的必要打印速度要求。以这种方式，对于具有16个打印头片段的打印头组件，如以上针对图1和2所述，需要四个PEC集成电路并因此使用四个PCB支撑91。然而，本领域技术人员将理解，用于控制若干打印头片段的PEC集成电路的数目可以改变，并且就此而言，可采用不同数目的打印头片段、PEC集成电路、PCB和PCB支撑的组合，这依赖于本发明打印头组件的特定应用。此外，可提供单个PEC集成电路100来驱动单个打印头集成电路51。此外，可在PCB 90上设置一个以上的PEC集成电路100，使得可使用不同配置的PCB 90和支撑91。
应指出，采用若干支持用于控制分离打印头区域的分离PEC集成电路的PCB的模块化途径对帮助容易地确定、拆卸和更换打印头组件中的有缺陷的电路来说是有利的。
上述对PCB 90的电路以及安装于打印头片段50的打印头集成电路51的动力供给由柔性PCB 80提供。具体而言，柔性PCB 80用于两个功能：提供PEC集成电路100和打印头集成电路51之间的数据连接，以及提供母线71、72和73、PCB 90和打印头集成电路51之间的动力连接。为了提供必要的电连接，柔性PCB 80设置成从打印头片段50延伸到PCB 90。这可通过采用如图3所示的设置来实现，其中提供弹性压板74来相对于母线71、72和73而迫压柔性PCB 80。在该设置中，适当设置的电连接提供在柔性PCB 80上，其路由从母线71和72(即Vcc和Gnd)到PCB 90的连接器98的动力以及从所有母线71、72和73(即Vcc、Gnd和V+)到打印头片段50的PCB 52的动力。
压板74在图19A到21中更详细地示出。压板74包括凸起部分(压力弹性体)75，其设置在压板74的后表面(相对于支撑91上的安装方向)上，如图19B所示，以便于当压板74安装在支撑91上时与母线71、72和73对准，且柔性PCB 80位于其间。压板74经由其突出部部分74c(见图20)通过如下方式安装于支撑91：将孔洞74a与从延伸臂部分94(见图15A)伸出的支撑91的(上)保持夹99中的对应保持夹接合，并且将孔洞74b与(下)保持夹96的对应保持夹接合。压板74形成为具有类似弹簧的弹性，其迫压柔性PCB 80而与母线71、72和73电接触，其中凸起部分75提供压板74和柔性PCB 80之间的绝缘。
如在图21中最清楚地看到的，压板74进一步包括弯曲的下部74d，其用作帮助将压板74从支撑91拆除的装置。
现在将参照图22和22A到22E来全面描述压板74保持在支撑91上以便相对于母线71、72和73来迫压柔性PCB 80的特定方式，以及支撑91的延伸臂部分94实现上述夹紧动作的方式。
图22示出根据本发明一个示例实施例的支撑91的前视示意图。图22A是沿图22中的线I-I所取的侧截面图，其中阴影部分示出位于线I-I上的支撑91的部件。
图22A特别示出上保持夹99之一。该保持夹99的放大视图在图22B中示出。保持夹99配置成使压板74的孔洞74a之一的上表面可以靠着保持夹99的上表面99a和保持部分99b而保持(见图21)。由于压板74的类似弹簧的弹性，当压板74安装在其上时，上表面99a在压板74上施加略微向上和向外指向的力，以使压板74的上部抵接保持部分99b。
现在参考图22C，其是沿图22中的线II-II所取的侧截面图，示出了下保持夹96之一。该保持夹96的放大视图在图22D中示出。保持夹96配置成使压板74的孔洞74b之一的突出部部分74c可以靠着保持夹96的内表面96c而保持(见图20)。因此，由于上述由保持夹99沿远离支撑91的方向施加在压板74的上部上的微小的力，压板74的下部得以向着相反方向加载，例如沿相对于支撑框架22的向内方向。因此，压板74被迫压向母线71、72和73，其又用来经由凸起部分75在同一方向上迫压柔性PCB 80，以便于实现与母线71、72和73的可靠接触。
参考图22C，其中示出了延伸臂部分94之一。该延伸臂部分94的放大视图在图22E中示出。延伸臂部分94配置成基本上为L形，其中该L形的脚部设置成配合于通道21的内侧壁29和设置在其上的打印头模块30的流体通道构件40的纵向延伸突出部43之上。如图22E所示，L形的脚部的末端具有弧形表面。该表面对应于提供在各延伸臂部分94中的凹陷部分94a的边缘，其中心基本上设置在图22的线II-II处(见图16和17C)。凹陷部分94a设置成与沿流体通道构件40的纵向延伸突出部43的长度等间隔设置的角突起(angular lug)43a接合，以便在延伸臂部分94被夹紧在流体通道构件40之上时对应于打印头片段50的布置。
在该位置，凹陷部分94a的弧形边缘与角突起43a的倾斜表面接触(见图4A)，而这是延伸臂部分94与纵向延伸突出部43的仅有接触点。尽管未在图4A中示出，流体通道构件40的另一侧上的纵向延伸突出部43具有类似的角突起43a，其中倾斜表面与支撑框架22上的凹陷24b的上表面24d接触。
如前面间接提到的，由于这种特定设置，在这些接触点处，向下和向内指向的力通过延伸臂部分94施加在流体通道构件40上。如较早时描述的，该向下指向的力有助于在z轴方向上将打印头模块30约束在通道21中。通过将相对的流体通道构件40的纵向延伸突出部43上的角突起43a迫压到支撑框架20的凹陷24b中，该向内指向的力亦有助于将打印头模块30约束在通道21中，其中凹陷24b的上表面24d亦将相反的向下和向内指向的力施加在流体通道构件上。就此而言，所述相反的力用于约束y轴方向上的流体通道构件40的移动范围。应理解，图4A所示的为每个凹陷部分94a设置两个角突起43a仅仅是角突起43a的示例设置。
此外，角突起43a设置成对应于流体通道构件40的上表面上的打印头片段的布置，使得在安装时每个柔性PCB 80的下连接部分81与PCB 90的对应连接器98对准(见图6和18B)。这通过其中具有孔洞82(图6)的柔性PCB 80而方便地实现，该孔洞容纳支撑91的下保持夹96。因此，柔性PCB 80得以正确地定位在如上述由保持夹96保持的压板74之下。
更进一步，亦如图22C和22E所示，支撑91的(上)突起92具有内表面92a，其亦沿远离支撑91的方向略微与支撑91的平面的法向成角度。如图17B和17C所示，上突起92形成为弹性构件，利用类似弹簧的作用，其能够相对于支撑91作铰链式转动。因此，当安装于壳体20时，一个微小力对抗支撑框架22的最上面27的突起27a而施加，这通过将(下)突起92偏压到形成于支撑框架22的下表面25的下部和臂部分28的突起28a之间的凹陷中而辅助将支撑91紧固于壳体20的支撑框架22。
现在将参照图1、2、15A和23来描述根据本发明一个示例实施例所完成壳体20的结构的方式。
如图1和2所示，壳体20包括上述的覆盖部分23，其相邻于支撑框架22而设置。这样，支撑框架22和覆盖部分23一起限定打印头组件10的两件式外壳。覆盖部分23的构型如图23所示。
覆盖部分23配置成放置在暴露的PCB 90之上，该PCB 90安装于PCB支撑91，该支撑91又安装于壳体20的支撑框架22，其中支撑框架的通道21容纳打印头模块30。这样，覆盖部分23将打印头模块30包围在壳体20中。
覆盖部分23包括在其底表面(相对于打印头组件10的取向)上的纵向延伸突出部23a，其被容纳于形成在支撑框架22的臂部分28的突起28b和弯曲端部28d之间的凹陷部分28c中(见图15A)。该设置相对于支撑框架22将覆盖部分23定位和保持在壳体20中。覆盖部分23进一步通过如下方式保持在位：使用螺钉穿过螺纹部分23b而经端板110将端板111或端壳120附加在其纵向侧上(见图23、29和39)。端板110和/或111亦使用螺钉穿过提供在内腔26中的螺纹部分22a和22b而在其任一纵向侧上附加于支撑框架22(见图15A、29和39)。此外，覆盖部分23具有如图23所示的构型，其中腔部分23c设置在覆盖部分23的内表面(相对于打印头组件10上的向内方向)处，以便于容纳安装于PCB支撑91的压板74。
此外，所述覆盖部分也可包括肋部分23d(亦见图3)，其被提供用于耗散在PEC集成电路100工作期间由该PEC集成电路产生的热。为方便于此，覆盖部分23的内表面亦可提供有热耦合材料部分(未示出)，当覆盖部分23附着于支撑框架22时，其在物理上接触PEC集成电路100。更进一步，覆盖部分23亦可用来抑制会干扰打印头组件10的专用电子器件的工作的电磁干扰(EMI)。
现在将参照图16和24到27来描述根据本发明一个实施例多个PCB支撑91组装于支撑框架22中以便提供每一打印头模块30有足够数目的PEC集成电路100的方式。
如较早时所述，在本发明的一个实施例中，每个支撑91设置为支持PEC集成电路100之一，该PEC集成电路100又驱动四个打印头集成电路51。因此，例如在具有16个打印头片段的打印头模块30中，需要四个PEC集成电路100并因此需要四个支撑91。为此，如图24所示，支撑91以端对端方式组装以便延长壳体20的长度，其中每个支撑91如先前所述地安装和夹紧于支撑框架22和打印头模块30。以这种方式，十六个打印头片段50的单个打印头模块30得以沿其长度牢固地保持于壳体20。
如在图16中更清楚地示出的，支撑91进一步包括在其每端的凸起部分91a和凹陷部分91b。即，支撑91的端壁的每个边缘区包括凸起部分91a，而凹陷部分91b沿其外边缘形成。该配置得到了图24所示的相邻支撑91之间的邻接设置。
这种两个邻接的凹陷部分91b每侧带有一个凸起部分91a的设置形成了一个腔，该腔中能够容纳合适的电连接构件102，如图25的横截面所示。这样的设置使承载于支撑91上的相邻PCB 90能够电连接在一起，使得从组装好的多个支撑91的任一端或两端、即经由在壳体20的端部处提供的数据连接器(稍后描述)输入的数据信号路由到所需的PEC集成电路100，并因此路由到所需的打印头集成电路51。
为此，连接构件102提供了设置在每个PCB 90的下侧(相对于支撑91上的安装方向)的边缘接触区处的多个焊盘之间的电连接。这些焊盘中的每个连接到PCB 90的电路的不同区。图26示出定位设置在连接构件102之上的PCB的焊盘。具体而言，如图26所示，所述多个焊盘作为PCB 90下侧各边缘的大致中心区中的一系列连接条90a和90b提供。
如上所述，连接构件102设置在相邻支撑91的邻接凹陷部分91b形成的腔中(见图25)，使得当PCB 90安装在支撑91上时，一个PCB90的连接条90a和相邻PCB 90的连接条90b与同一连接构件102接触，以便提供其间的电连接。
为此，连接构件102可均如图27形成为矩形块，具有设置在其每个表面上的一系列导电条104。可替选地，导电条104可如图25和26所示形成在连接构件102的仅一个表面上。这样的连接构件通常由印刷的硅橡胶条形成，使得提供依次间隔的导电和非导电材料条。如图27所示，这些导电条104与PCB 90的连接条90a和90b以2∶1的关系提供。即，所提供的导电条104是连接条90a和90b的两倍，且导电条104的宽度比连接条90a和90b的宽度小一半。因此，任何一个连接条90a或90b可与两个对应的导电条104之一或两者接触，由此最小化连接构件104和PCB 90的接触区之间的对准要求。
在本发明的一个实施例中，连接条90a和90b约0.4mm宽，其间间隔0.4mm，使得两个较薄的导电条104可以可靠地与仅仅每一连接条90a和90b相接触，同时在其间具有足够的空间，以防止短路。可对连接条90a和90b和导电条104进行镀金，以提供可靠的接触。然而，本领域技术人员将理解，连接构件和适当配置的PCB支撑的使用仅仅是连接PCB 90的一种示例方式，并且其它类型的连接也在本发明的范围内。
另外，PCB 90的电路设置成使已组装的支撑91的PCB 90之一的PEC集成电路100可用于不仅驱动直接连接到PCB 90的打印头集成电路51，而且驱动相邻PCB 90以及进一步的任何非相邻PCB 90的打印头集成电路。这样的设置有利地为打印头组件10提供了纵使PCB 90和/或PEC集成电路100之一变得有缺陷仍能继续工作的能力——尽管此情况下打印速度减小。
根据本发明打印头组件10的上述可缩放性，由于支撑91的模块性，PCB支撑91的端对端组装可扩展至打印头组件10的所需长度。为此，需要针对多个PCB支撑91的组合长度来扩展母线71、72和73，当需要相对长的打印头组件10时，如在宽格式打印应用中，这会导致传送到每个PCB 90的动力不足。
为了使动力损失最小，可使用两个动力供给，打印头组件10的每端一个，并且可采用从每端引一组母线70。这两个母线组的连接(例如基本上在打印头组件10的中心)通过提供如图28所示的示例连接区71a、72a和73a而方便地实现。
具体而言，母线71、72和73以相对于彼此的交错设置提供，并且其端区可配置有如图28所示的榫接部分来作为连接区71a、72a和73a。因此，第一组母线70的连接区71a、72a和73a与第二组母线70的母线71、72和73的对应母线的连接区71a、72a和73a重叠并接合。
现在将参照图1、2和29到39来描述母线连接到动力供给的方式和容纳这些连接的端板110和111以及端壳120的布置。
图29示出类似于图1所示的根据本发明一个实施例的示例打印头组件的端部。在该端部，端壳120经由端板110附着于打印头组件10的壳体20。
端壳和板的组件容纳用于将动力供给到母线71、72和73和将数据供给到PCB 90的连接电子器件。端壳和板的组件亦容纳用于内部流体传送管6到应用该打印头组件10的打印系统的流体供给的外部流体传送管(未示出)的连接。
这些连接设置在如图30所示的连接器装置115上。图30示出装配于端板110的连接器装置115，根据本发明的一个实施例，所述端板110经由如较早所述的螺钉而附着于打印头组件10的壳体20的一端。如所示，连接器装置115包括动力供给连接部分116、数据连接部分117和流体传送连接部分118。动力供给连接部分116的端子连接到三个接触螺钉116a、116b、116c中的对应螺钉，所述接触螺钉提供为每个与母线71、72和73中的对应的一个母线接触。为此，母线71、72和73的每个在合适位置提供有螺纹孔洞以便与接触螺钉116a、116b、116c接合。此外，连接区71a、72a和73a(见图28)亦可提供在要与接触螺钉116a、116b、116c接触的母线71、72和73的端部，以方便母线71、72和73与连接器装置115的接合，如图31所示。
在图30、32A和32B中，仅示出三个接触螺钉或用于三个接触螺钉的地方，每个母线一个。然而，不同数目的接触螺钉的使用也在本发明的范围内。即，依赖于路由到母线的动力量，为了提供足够的动力接触器，可能有必要为每个母线提供两个或更多接触螺钉(例如见图33B和33C)。此外，如较早所述的，可使用更大或更小数目的母线，并因此可使用更大或更小数目的接触螺钉。更进一步，本领域技术人员将理解，如本领域通常的那样，经由连接器装置使母线接触动力供给的其它方式，如焊接，也在本发明的范围内。
图32A和32B中示出动力供给连接部分116和数据连接部分117附着于连接器装置115的方式。此外，流体传送连接部分118的连接突出部118a附着于连接器装置115的孔洞115a处，以便于对连接器装置115来说流体传送连接部分118叠盖数据连接部分117(见图30和32C)。
如在图30和32C中所看到的，七个内部和外部管连接器118b和118c提供在流体传送连接部分118中以与七个内部流体传送管6一致。即，如图34所示，流体传送管6连接于流体传送连接部分118的内部管连接器118b和流体传送连接器47或48的七个管状部分47b或48b之间。如较早所述的，本领域技术人员清楚地理解，本发明不局限于这样的流体传送管数目等。
返回到图32A和32B，连接器装置115成形有区域115b和115c，以便通过壳体20以如下方式容纳：便于母线71、72和73经由区域115b连接到动力供给连接部分116的接触螺钉116a、116b、116c，以及便于设置在壳体20上的多个PCB 90中的端部PCB 90经由区域115c连接到数据连接部分117。
连接器装置115的区域115c有利地提供有数据连接部分117的连接区(未示出)，其对应于设置在端部PCB 90下侧的边缘接触区处的连接条90a或90b，使得连接构件102之一可用于将数据连接部分117的数据连接连接到端部PCB 90，并由此经由设置在其间的连接构件102连接到所有多个PCB 90。
这通过使用如图33A所示的支撑构件112而方便实现，该支撑构件在其一个边缘具有凸起部分112a和凹陷部分112b，其设置成分别与端部PCB支撑91的凸起和凹陷部分91a和91b对准(见图24)。通过将突出部112c与端部PCB支撑91的后表面上的插槽区91c接合，将支撑构件112附着于端部PCB支撑91的后表面(见图17B和17C)，并且连接器装置115的区域115c通过支撑构件112的夹紧部分112d保持在其上和下侧表面，使得区域115c的连接区处于与端部PCB 90下侧上的边缘接触区基本上相同的平面。
这样，当端板110附着于壳体20的端部时，在凹陷部分112b和91b之间形成于邻接布置，其类似于形成在图24的相邻支撑91的凹陷部分91b之间的邻接布置。因此，连接构件102可紧凑地容纳于端部PCB90和连接器装置115的区域115c之间。用于另一种类型的具有对应区域125c的连接器装置125的该邻接布置在图33B和33C中示出，其在以下针对图37、38A和38B更详细地描述。
将数据连接部分117连接到端部PCB 90的这种示例方式有助于本发明的模块化，因为无需提供不同配置的PCB 90来设置在壳体20的纵向端并且可在整个打印头组件10中保持相同的数据连接方法。然而本领域技术人员将理解，提供附加或其它部件来将连接部分117连接到端部PCB 90亦包括在本发明的范围内。
返回到图30，可以看出端板110成形为与连接器装置115的区域115b和115c相符合，使得这些区域可伸到壳体20中以便连接到母线71、72和73和端部PCB 90，并且使得母线71、72和73可延伸到设置在连接器装置115上的接触螺钉116a、116b、116c。端板110的这种特定形状在图35A示出，其中端板110的区域110a和110b分别对应于连接器装置115的区域115b和115c。此外，端板110的区域110c设置为使得能够实现内部流体传送管6和打印头模块30的流体传送连接器47和48之间的连接。
端壳120亦如图35A所示成形，以便于保持动力供给、数据和流体传送连接部分116、117和118，使得其外部连接区——诸如图32C中所示的流体传送连接部分118的外部管连接器118c从打印头组件10露出，如图29所示。
图35B示出根据本发明一个示例实施例的端板110和端壳120，其可设置在打印头组件10的壳体20的另一端。图35B所示的示例实施例例如对应于其中端壳设置在壳体的两端以便于在打印头组件两端提供动力供给和/或流体传送连接的情况。这样的示例打印头组件在图36示出，并且例如对应于上述示例的其中打印头组件是相对长的宽格式打印应用。
为此，图37示出用于其中容纳有连接器装置125的壳体另一端的端壳和板的组件。为了说明的目的，示出母线71、72和73附着于连接器装置125。如可以看到的，母线71、72和73提供有连接区71a、72a和73a，以便与连接器装置125接合，类似于用于连接器装置115的图31所示情况。连接器装置125更详细地示出于图38A和38B中。
如从图38A和38B可以看到的，类似于连接器装置115，连接器装置125容纳动力供给连接部分116，并且包括用于如下结构的地方：用于与母线71、72和73接触的接触螺钉，用于保持流体传送部分118(未示出)的夹具118a的孔洞125a，以及用于分别通过端板110的区域110a和110b延伸到壳体20中的区域125b和125c。然而，与连接器装置115不同，连接器装置125未容纳数据连接部分117，并且在其位置上包括弹性部分125d。
这是因为，与相对长的打印头组件应用中的动力和流体供给不同，仅需要从打印头组件的一端输入驱动数据。然而，为了将数据信号正确地输入到所述多个PEC集成电路100，有必要将数据信号终止于数据输入端的相对端。因此，连接器装置125的区域125c提供有终端区(未示出)，其对应于在终止端处的端部PCB 90的下侧上的边缘接触区。以上述方式，这些终端区经由连接构件102适当地与接触区连接。
弹性部分125d的用途是即使在壳体20如前所述由于温度变化而膨胀和收缩的情况下也保持这些端子连接，所述情况的任何影响都会在较长的打印头应用中加剧。图38A和38B所示的弹性部分125d的配置例如使区域125c能够从连接区装置125的本体部分125e移位经过一个距离范围，同时在远离体部分125e的法向方向上被偏压。通过去除组成本体部分125e的材料的一部分将弹性部分形成在连接器装置125中。
这样，当连接器装置125附着于端板110，该端板又已经附着于壳体20时，区域125c以如下方式达到与端部PCB 90的相邻边缘的邻接接触，即，弹性部分125d经受连接器装置125本体上的压力，由此将区域125c从其静止位置向本体部分125e移位一个预定量。该设置确保在壳体由于其热膨胀和收缩而引起任何尺度变化的情况下，数据信号仍如下终止于多个PCB 90的与数据信号输入端相对的一端。
PCB支撑91在壳体20的支撑框架22上保持为在其上“浮动”，类似于如较早所述的打印头模块30“浮动”在通道21上的方式。因此，由于支撑91和打印头模块30的流体通道构件40由类似材料(如LCP等)形成，其具有相同或相似的膨胀系数，于是在壳体20的任何膨胀和收缩的情况下，支撑91都通过夹住延伸臂部分94而保持其与打印头模块30的相对位置。
因此，每个支撑91经由连接构件102保持其相邻的连接，这通过如图27所示的连接构件102和PCB 90的连接条90a和90b的相对大的重叠而方便地实现。因此，由于PCB 90以及安装了它们的支撑91通过连接器装置125的弹性部分125d而被偏压向连接器装置115，因此，如果壳体20膨胀和收缩，由于弹性部分125d的作用，防止了可能在连接器装置115和125与端PCB 90之间形成的任何间隙。
通过在相对长的打印头组件应用中所使用的两组母线70的连接区71a、72a和73a，对于动力供给而言，还促进了对于任何膨胀和收缩的适应性调节。这是因为，这些连接区71a、72a和73a配置成使两组母线70之间的重叠区允许附着有母线71、72和73的连接器装置115和125的相对移动并同时保持该区域中的连接重叠。
在图30、33B、33C和37所示的实例中，示出母线71、72和73的端部在连接器装置115和125的前表面(相对于安装到壳体20的方向)上连接到连接器装置115和125(经由接触螺钉116a、116b、116c)。可替选地，母线71、72和73可连接在连接器装置115和125的后表面。在这样的可替选设置中，即使由此连接的母线71、72和73可能导致连接器装置115和125略微向着覆盖部分23移位，但是，由于保持区域115c和125c的上和下侧表面的支撑构件112的夹紧部分112d的缘故，连接器装置115和125的区域115c和125c仍保持在与端部PCB 90的边缘接触区基本上相同的平面内。
具有印刷在离散区域中的连接区的印刷电路板可用作连接器装置115和125，以便提供由此提供的各种上述电连接。
图39示出根据本发明一个示例实施例的端板111，其可附着于打印头组件10的壳体20的另一端，以取代图35A和35B所示的端壳和板的组件。这用于打印头组件不具有需要从两端供给动力和流体的长度的情形下。例如，在A4尺寸的打印应用中，可采用容纳一个具有16个打印头片段的打印头模块的打印头组件。
因此在这样的情形下，由于不必专门在由封盖构件49封盖的打印头模块30的端部提供连接器装置，于是可采用如此的端板111，其用于以已经描述的方式(亦见图2)经由紧固于其螺纹部分22a、22b和23b的螺钉将壳体20的支撑框架22和覆盖部分23牢固地保持在一起。
此外，如果有必要在所述多个PCB 90的该端部提供数据信号终端，则端板111可在其内表面(相对于壳体20的安装方向)上提供有插槽部分(未示出)，其可支撑具有终端区的PCB(未示出)，该终端区对应于端部PCB 90的边缘接触区，类似于连接器装置125的区域125c。同样类似地，这些终端区可经由支撑构件112和连接构件102与接触区适当地连接。在该应用中，在壳体20的膨胀和收缩亦会导致连接问题的情况下，该PCB亦可包括终端区和端板111之间的弹性部分，类似于连接器装置125的弹性部分125d。
通过将端壳120和板110的组件附着于壳体20的两端或者将端壳120和板110的组件附着于壳体20的一端而将端板111附着于另一端，完成了根据本发明的打印头组件的结构。
然后，由此组装的打印头组件可安装于打印头组件的组装长度所适用的打印单元。本发明的打印头模块和打印头组件所适用的示例打印单元如下。
对于在A4和信函尺寸的纸上打印的家庭办公打印单元，具有包括11个打印头集成电路的单一打印头模块的打印头组件可用于提供224mm的打印头宽度。当喷嘴速度是大约20kHz时，该打印单元能够以近似60页每分钟(ppm)的速度打印。以该速度，对于整个打印头而言每秒传送最大大约1690×106滴或大约1.6896ml的墨。这导致大约0.32ms-1的线打印速度或大约0.07sqms-1的面打印速度。单一PEC集成电路可用于驱动所有11个打印头集成电路，其中PEC集成电路每秒计算大约18亿(1.8billion)个点。
对于在A3或小报尺寸的纸上打印的打印单元，具有包括16个打印头集成电路的单一打印头模块的打印头组件可用于提供325mm的打印头宽度。当喷嘴速度是大约55kHz时，该打印单元能够以近似120ppm的速度打印。以该速度，对于整个打印头而言，每秒传送最大大约6758×106滴或大约6.7584ml的墨。这导致大约0.87ms-1的线打印速度或大约0.28sqms-1的面打印速度。四个PEC集成电路可用于各驱动四个打印头集成电路，其中PEC集成电路每秒共同计算大约72亿(7.2billion)个点。
对于在壁纸卷上打印的打印单元，具有提供36个打印头集成电路的一个或多个打印头模块的打印头组件可用于提供732mm的打印头宽度。当喷嘴速度是大约55kHz时，对于整个打印头而言，每秒传送最大大约15206×106滴或大约15.2064ml的墨。这导致大约0.87ms-1的线打印速度或大约0.64sqms-1的面打印速度。九个PEC集成电路可用于各驱动四个打印头集成电路，其中PEC集成电路每秒共同计算大约162亿(16.2billion)个点。
对于在打印介质卷上打印的宽格式打印单元，具有提供92个打印头集成电路的一个或多个打印头模块的打印头组件可用于提供1869mm的打印头宽度。当喷嘴速度处于大约15到55kHz的范围内时，对于整个打印头而言，每秒传送最大大约10598×106到38861×106滴或大约10.5984到38.8608ml的墨。这导致大约0.24到0.87ms-1的线打印速度或大约0.45到1.63sqms-1的面打印速度。在较低速度时，六个PEC集成电路可用于各驱动16个打印头集成电路(其中一个PEC集成电路驱动12个打印头集成电路)，其中PEC集成电路每秒共同计算大约108亿(10.8billion)个点。在较高速度时，23个PEC集成电路可用于各驱动四个打印头集成电路，其中PEC集成电路每秒共同计算大约414亿(41.4billion)个点。
对于在打印介质卷上打印的“超宽”打印单元，具有提供200个打印头集成电路的一个或多个打印头模块的打印头组件可用于提供4064mm的打印头宽度。当喷嘴速度是大约15kHz时，对于整个打印头而言，每秒传送最大大约23040×106滴或大约23.04ml的墨。这导致大约0.24ms-1的线打印速度或大约0.97sqms-1的面打印速度。十三个PEC集成电路可用于各驱动16个打印头集成电路(其中一个PEC集成电路驱动八个打印头集成电路)，其中PEC集成电路每秒共同计算大约234亿(23.4billion)个点。
对于上述示例打印单元应用，可由对应的标准长度打印头模块或几个标准长度打印头模块的组合来提供所需的打印头组件。当然，任何上述示例打印单元应用可包含带有同时双面打印的双向打印，使得使用各具有以上给出的打印头片段数目的两个打印头组件。此外，本领域技术人员理解，这些应用仅仅是实例，而打印头集成电路的数目、喷嘴速度和打印头组件的关联打印能力依赖于特定打印单元应用。
打印引擎控制器
现在将参照图40到42讨论适用于根据本发明打印头组件的PEC集成电路的功能和结构。
在本发明的上述示例实施例中，打印头组件10的打印头集成电路51由驱动电子器件100的PEC集成电路100来控制。提供一个或多个PEC集成电路100以便于实现在各种不同尺寸的页上的页宽打印。如较早所述的，由PCB支撑91支撑的每个PCB 90具有一个PEC集成电路100，该PEC集成电路与四个打印头集成电路51对接，其中PEC集成电路100基本上驱动打印头集成电路51并以适合于打印的形式将所接收的打印数据传递到其中。
适合于驱动本发明的打印头集成电路的示例PEC集成电路在本申请人的共同待批美国专利申请第09/575,108；09/575,109；09/575,110；09/606,999；09/607,985和09/607,9990号中进行描述，其公开内容全部通过引用结合于此。
参考图40，将在PEC集成电路100适合于驱动具有多个打印头模块30的打印头组件的情况下描述由PEC集成电路100执行的数据流和功能。如上所述，本发明一个实施例的打印头模块30利用了六个流体通道来打印。它们是：
·用于常规彩色打印的青、洋红和黄(CMY)；
·用于黑文本和其它黑或灰度打印的黑(K)；
·用于启用标签的应用的红外(IR)；以及
·使得能够以高速度打印的固定剂(F)。
如图40所示，文档通常由具有光栅图像处理器(RIP)的计算机系统等提供给PEC集成电路100，所述处理器被编程为在文档传输到PEC集成电路100之前执行涉及打印文档的各种处理步骤131到134。这些步骤通常包括接收文档数据(步骤131)和将该数据存储在计算机系统的存储缓冲器中(步骤132)，在其中可产生页布局并可添加任何所需的对象。来自存储缓冲器的页由RIP光栅化(步骤133)，然后在传输到PEC集成电路100之前被压缩(步骤134)。在收到页数据时，PEC集成电路100处理该数据以便驱动打印头集成电路51。
由于本发明打印头组件的页宽特性，每页必须以恒速打印以避免产生可见的非自然现象。这意味着打印速度不能改变来匹配输入数据速率。因此，将文档光栅化和文档打印去耦以确保打印头组件具有恒定的数据供给。在该设置中，一页直到它完全光栅化为止才被打印，并且为了实现高恒定打印速度，每个光栅化页图像的压缩版本存储在存储器中。在光栅化简单的页时，这种去耦也使RIP在打印机前运行，从而留下时间来光栅化较为复杂的页。
由于连续色调颜色图像通过随机仿色(dithering)而再现，但黑色文本和线条图形直接使用点来再现，因而压缩的页图像格式包含了分离的前景二值黑层和背景连续色调颜色层。在将连续色调层仿色之后，将黑层合成于连续色调层上(尽管该连续色调层具有任选的黑成分)。如果需要，最终的标签层(以IR或黑墨)任选地添加到所述页以便于打印输出。
在页描述中的仿色矩阵选择区被光栅化成连续色调分辨率二值位图，其被无损地压缩成可忽略的大小，并且形成压缩页图像的部分。所打印的页的IR层任选地包含以可编程密度的编码标签。
如上所述，RIP软件/硬件对每个页描述进行光栅化并且压缩经光栅化的页图像。每个压缩的页图像被传递到PEC集成电路100，然后，在该处将其存储在存储缓冲器135中。然后，压缩的页图像被检索并馈送到页图像展开器136中，页图像在其中被恢复。如果需要，任意仿色可通过仿色装置137施加于任意连续色调层，并且任意二值黑层可由合成器138合成在连续色调层上，连同可由再现装置139再现的任意红外标签。返回到过程步骤的描述，PEC集成电路100然后驱动打印头集成电路51以便在步骤140打印经合成的页数据，以产生打印页141。
就此而言，可认为PEC集成电路100所执行的过程包括若干不同的阶段。第一阶段具有展开JPEG压缩的连续色调CMYK层、群组4传真(Group 4 Fax-)压缩的二值仿色矩阵选择映射和群组4传真压缩的二值黑层的能力，全部是并行的。与此并行的，可从压缩的页图像来编码二值IR标签数据。第二阶段使用由仿色矩阵选择映射选择的仿色矩阵来对连续色调CMYK进行仿色，将二值黑层合成于所得到的二值K层上并将IR层添加到该页。固定剂层也产生于每个点位置，只要这里需要C、M、Y、K或IR通道的任何一个。最后阶段通过打印头组件打印二值CMYK+IR数据。
图41示出在总体系统架构的环境下，包括PEC集成电路100的本发明打印头组件的一个示例实施例。如所示，所述打印头组件的各种部件包括：
·PEC集成电路100，其负责接收压缩的页图像以存储在存储缓冲器142中，执行页展开、黑层合成并将点数据发送到打印头集成电路51。PEC集成电路100亦可与主质量保证(QA)集成电路143和(可更换的)墨盒QA集成电路144通信，并提供检索打印头组件特征以保证最优打印的装置；
·存储缓冲器142，用于存储压缩的页图像并用于在打印给定页期间的暂存使用(scratch use)。存储缓冲器的构造和工作对本领域技术人员是公知的，并且其使用的技术和标准集成电路的范围可用在PEC集成电路100的使用中；以及
·主集成电路143，其与可更换墨盒QA集成电路144匹配。QA集成电路的构造和工作对本领域技术人员是公知的，并且公知QA过程的范围可用在PEC集成电路100的使用中。
如以上部分提及的，本发明的PEC集成电路100基本上执行四个基本功能性级别：
·经由诸如IEEE 1394的串行接口接收压缩的页；
·用作用于从压缩形式产生页的打印引擎。该打印引擎的功能性包括扩展页图像，对连续色调层进行仿色，将黑层合成于连续色调层上，任选地添加红外标签，以及将所得到的图像发送到打印头集成电路；
·用作打印控制器，用于控制打印头集成电路和打印系统的步进马达；以及
·用作两个标准低速串行端口，用于与所述两个QA集成电路通信。就此而言，使用了两个端口而不是单个端口以便于标准鉴权过程中的强安全性。
现在参考图42更详细地描述这些功能，该图提供了对根据本发明的一个示例实施例的PEC集成电路架构的较具体图示。
PEC集成电路100结合了简单微控制器CPU核心145来执行如下功能：
·在打印页之间经由串行接口146执行QA集成电路鉴权协议；
·在打印期间经由并行接口147来运行打印系统的步进马达以控制纸向打印头集成电路51的传送以便于打印(步进马达需要5KHz设计)；
·在打印期间使PEC集成电路100的各种部件同步；
·提供与外部数据请求(对寄存器进行编程等)对接的装置；
·提供与对应打印头模块的低速数据请求(如读取特征矢量并写入脉冲分布)对接的装置；以及
·提供将纵向和横向标签结构写到外部DRAM 148的装置。
为了执行页展开和打印过程，PEC集成电路100包括高速串行接口149(如标准的IEEE 1394接口)、标准JPEG解码器150、标准群组4传真解码器151、定制半色调器/合成器(HC)152、定制标签编码器153、行加载器/格式器(LLF)154和打印头接口155(PHI)，其与打印头集成电路51通信。解码器150和151以及标签编码器153被缓冲到HC 152。根据依赖于页要进行何种应用的协议，标签编码器153为该页建立红外标签。
打印引擎功能以双缓冲方式工作。即，一页从高速串行接口149经由DRAM接口156和数据总线157加载到外部DRAM 148中，而先前加载的页从DRAM 148被读取并经过打印引擎过程。一旦该页已经完成打印，则刚刚加载的页变为正在打印的页，并且新页经由高速串行接口149加载。
在上述第一阶段，所述过程展开任何JPEG压缩的连续色调(CMYK)层，并且展开两个群组4传真压缩的二值数据流中的任一个。这两个流是黑层(尽管实际上PEC集成电路100是不可知颜色的，并且该二值层可指向任何一种输出墨)和用于在仿色矩阵之间选择以用于对连续色调仿色的杂边(matte)。在与第一阶段并行的第二阶段，所有标签被编码以便于以后以IR或黑墨来再现。
最后，在第三阶段，连续色调层被仿色，并且位置标签和二值点(spot)层被合成于所得到的二值仿色层上。数据流理想地被调节来建立打印头组件中的重叠段上的平滑过渡，并且理想地，它被调节来补偿打印头组件中的坏喷嘴。从该阶段产生了多达六个二值数据通道。
然而，本领域技术人员将理解，并不是所有六个通道都需要提供在打印头模块30上。例如，打印头模块30可仅提供用于CMY的，而将K推到CMY通道中并且忽略IR。可替选地，如果IR墨不可用(或为了测试的目的)，位置标签可以以K打印。所得到的二值CMYK-IR点数据经由一组行缓冲器(未示出)缓冲并格式化以便于利用打印头集成电路51来打印。这些行缓冲器中大多数可理想地存储在外部DRAM148上。在最后阶段，六个二值点数据通道经由PHI 155得以打印。
HC 152组合了如下功能：将连续色调(通常CMYK)层半色调化为其二值版本，以及将二值spot1层合成于适当半色调化的连续色调层上。如果没有K墨，则在适当时，HC 152能够将K映射到CMY点。还基于仿色矩阵选择映射中的对应值在逐像素的基础上在两个仿色矩阵之间选择。到HC 152的输入是经由缓冲器158的经展开的连续色调层(来自JPEG解码器146)、经由缓冲器159的经展开的二值spot1层、经由缓冲器160通常与连续色调层相同分辨率的经展开的仿色矩阵选择位图、以及经由缓冲器(FIFO)161的全点分辨率的标签数据。
HC 152使用从外部DRAM 148读取的多达两个的仿色矩阵。从HC 152到LLF 154的输出是多达六个色平面中的一组打印机分辨率二值图像行。通常，连续色调层是CMYK或CMY，而二值spot1层是K。一旦开始，HC 152就先前进行，直到它检测到“页尾”条件，或者直到它经由其控制寄存器(未示出)明确停止。
LLF 154从HC 152接收点信息，将用于给定打印行的点加载到适当的缓冲存储器中(一些在集成电路(未示出)上，而一些在外部DRAM148中)，并且将它们格式化为打印头集成电路51所需的状态。具体而言，到LLF 154的输入是一组六个32位字和数据有效(DataValid)位，全部由HC 152产生。LLF 154的输出是一组190个位，其表示六种颜色的15个打印头集成电路的最大值。并不是所有输出位都可以是有效的，这依赖于在打印头组件中实际使用了多少种颜色。
本发明一个示例实施例的喷嘴在打印头组件上的放置为两个偏置的排，这意味着相同颜色的奇数和偶数点用于两个不同的行。偶数点用于行L，而奇数点用于行L-2。另外，在一种颜色的点和另一种颜色的点之间存在若干行。由于用于同一点位置的六个色平面由HC 152同时计算，因此需要为每个色平面延迟点数据，直到同一点设置在适当色喷嘴下。每个缓冲行的大小依赖于打印头组件的宽度。由于单个PEC集成电路100可产生用于多达15个打印头集成电路51的点，单个奇数或偶数缓冲行因此是15组640个点，总共9600位(1200字节)。例如，六个颜色的奇数点所需的缓冲器总共差不多为45Kbyte。
PHI 155是如此装置，通过该装置，PEC集成电路100为打印头集成电路51加载待打印的点，并且控制实际点打印过程。它从LLF 154获取输入并且将数据输出到打印头集成电路51。PHI 155能够应对各种打印头组件长度和格式。PHI 155的内部结构允许最大六种颜色，每次传输八个打印头集成电路51，以及最大两个打印头集成电路51的组，这对于能够以全速在A4/信函纸上打印的具有15个打印头集成电路51(8.5英寸)打印系统的打印头组件是足够的。
打印头组件10的组合特征矢量可经由串行接口146读回。特征矢量可包括坏喷嘴信息以及相对打印头模块对准数据。每个打印头模块可经由其低速串行总线162查询以返回该打印头模块的特征矢量。在打印期间，来自多个打印头模块的特征矢量可组合来构造用于整个打印头组件的喷嘴缺陷列表，并且允许PEC集成电路100补偿有缺陷的喷嘴。只要有缺陷喷嘴的数目是低的，所述补偿就可产生与没有缺陷喷嘴的打印头组件的结果无差别的结果。
流体分配堆叠
现在将参照图43来描述打印头片段的流体分配堆叠的示例结构。
图43示出流体分配堆叠500的分解视图，其中相对于堆叠500也示出了打印头集成电路51。在图43所示的示例实施例中，堆叠500包括三层，上层510、中层520和下层530，并且进一步包括通道层540和板550，它们以该顺序设置在上层510的顶部。层510、520和530的每个形成为不锈钢或微模制塑料材料片。
打印头集成电路51结合到堆叠500的上层510上，以便覆盖蚀刻于上层510的孔洞511的阵列，并因此相邻于通道层540和板550的堆叠而设置。打印头集成电路51本身形成为硅的多层堆叠，其底层51a中具有流体通道(未示出)。当打印头集成电路51安装在堆叠500上时，这些通道与孔洞511对准。在本发明的一个实施例中，打印头集成电路51近似为宽度1mm和长度21mm。该长度由用于制造打印头集成电路51的步进机的场宽来确定。因此，孔洞511设置成符合打印头集成电路51的这些尺度。
上层510具有蚀刻在其下侧面上的通道512(作为隐藏的细节，图43仅示出其中一些通道512)。通道512如所示延伸，使得其端部与中层520的孔洞521对准。通道512中的不同通道与孔洞521中的不同孔洞对准。孔洞521又与下层530中的通道531对准。
除了以参考数字532表示的最后通道之外，每个通道531载运不同的相应颜色或类型的墨或流体。最后通道532是空气通道，并且与中层520的另外的孔洞522对准，所述另外的孔洞522又与上层510的另外的孔洞513对准。另外的孔洞513与形成在通道层540中的插槽542的内侧541对准，使得这些内侧541与空气通道532对准，并因此与其流体流连通，如虚线543所示。
下层530包括打印头片段50的入口端口54，各开口通向通道531和532的对应通道中。
为了将空气馈送到打印头集成电路表面，来自空气源(未示出)的压缩过滤空气通过对应的入口端口54进入空气通道532，并且通过孔洞522和513，然后分别是中层520、上层510和通道层540中的插槽542。空气沿箭头A的方向进入打印头集成电路51的侧表面51b，并且然后基本上沿箭头B的方向从打印头集成电路51排出。喷嘴保护装置51c可进一步设置在打印头集成电路51的顶表面上，部分地覆盖喷嘴以便帮助保持喷嘴没有打印介质粉尘。
为了将不同颜色或类型的墨和其它流体(未示出)馈送到喷嘴，不同的墨和流体通过入口端口54进入通道531中的对应通道，通过中层520的对应孔洞521，沿对应通道512在上层510的下侧面流动，通过上层510的对应孔洞511，然后最终通过通道层540的插槽542到达打印头集成电路51，如较早所述的。
穿越该路径，墨和流体的流动直径逐渐从入口端口54处的宏观尺寸流动直径减小到打印头集成电路51的喷嘴处的微观尺寸流动直径。
图43所示的流体分配堆叠的示例实施例设置成将七种不同的流体分配到打印头集成电路，包括空气，这与较早时描述的流体通道构件的导管的示例实施例一致。然而，本领域技术人员将理解，依赖于特定打印应用，可使用更大或更小数目的流体，并因此可根据需要来配置流体分配堆叠。
喷嘴和致动器
适合于本发明打印头组件的示例喷嘴装置在本申请人的如下共同待批和已授权申请中描述：
| U.S.Patent Nos.6,188,415；6,209,989；6,213,588；6,213,589；6,217,153；6,220,694；6,227,652；6,227,653；6,227,654；6,231,163；6,234,609；6,234,610；6,234,611；6,238,040；6,338,547；6,239,821；6,241,342；6,243,113；6,244,691；6,247,790；6,247,791；6,247,792；6,247,793；6,247,794；6,247,795；6,247,796；6,254,220；6,257,704；6,257,705；6,260,953；6,264,306；6,264,307；6,267,469；6,283,581；6,283,582；6,293,653；6,302,528；6,312,107；6,336,710；6,362,843；6,390,603；6,394,581；6,416,167；6,416,168；6,557,977；6,273,544；6,299,289；6,299,290；6,309,048；6,378,989；6,420,196；6,425,654；6,439,689；6,443,558；and 6,634,735，U.S.Patent Application No.09/425,420，U.S.Patent Nos.6,623,101； |
| 6,406,129；6,457,809；6,457,812；6,505,916；6,550,895；6,428,133；6,305,788；6,315,399；6,322,194；6,322,195；6,328,425；6,328,431；6,338,548；6,364,453；6,383,833；6,390,591；6,390,605；6,417,757；6,425,971；6,426,014；6,428,139；6,428,142；6,439,693；6,439,908；6,457,795；6,502,306；6,565,193；6,588,885；6,595,624；6,460,778；6,464,332；6,478,406；6,480,089；6,540,319；6,575,549；6,609,786；6,609,787；6,612,110；6,623,106；6,629,745；6,652,071；6,659,590，U.S.Patent Application Nos.09/575,127；09/575,152；09/575,176；09/575,177；09/608,780；09/693,079；09/693,135；09/693,735；10/129,433；10/129,437；10/129,503；10/407,207；and 10/407,212，Filing Docket Nos.JUM003 and JUM004，U.S.PatentApplication Nos.10/302,274；10/302,297；10/302,577；10/302,617；10/302,618；10/302,644；10/302,668；10/302,669；10/303,312；10/303,348；10/303,352；and 10/303,433，and Filing Docket Nos.MTB01 to MTB14， |
其公开内容全部通过引用结合于此。上述申请中的一些已经由其提交案卷号标识，一旦分配了申请号，它们将替换成对应的申请号。
其中，现在将参照图44到53来描述示例的喷嘴装置。安装在打印头片段50(见图5A)上的每个打印头集成电路51中所结合的一个喷嘴装置包括喷嘴和对应的致动器。图44示出形成在硅基板815上的喷嘴装置801的阵列。喷嘴装置是相同的，但在一个实施例中，不同的喷嘴装置被馈送以不同颜色的墨和固定剂。将注意到，喷嘴装置801的排相对于彼此而交错，从而相较于单排喷嘴其允许在打印期间可实现更紧密的墨点间距。多排喷嘴亦允许冗余(如果需要)，由此允许预定的每喷嘴故障率。
每个喷嘴装置801都是集成电路制造技术的产物。如所示，喷嘴装置801由微机电系统(MEMS)构成。
为清楚而容易地描述，将参照图45和53来描述单个喷嘴装置801的构造和操作。
每个打印头集成电路51都包括硅晶片基板815。0.42微米1 P4M 12伏CMOS微处理电路设置在硅晶片基板815上。
二氧化硅(或可替选地，玻璃)层817设置在晶片基板815上。二氧化硅层817限定CMOS电介质层。CMOS顶层金属限定设置在二氧化硅层817上的一对对准的铝电极接触层830。硅晶片基板815和二氧化硅层817两者均被蚀刻以限定墨入口通道814，该墨入口通道具有大体圆形的横截面(在平面图上)。CMOS金属1、CMOS金属2/3和CMOS顶层金属的铝扩散阻挡828设置在墨入口通道814周围的二氧化硅层817中。扩散阻挡828用于抑制羟基离子通过驱动电路层817的CMOS氧化物层的扩散。
氮化硅层831形式的钝化层设置在铝接触层830和二氧化硅层817之上。设置在接触层830上的钝化层831的每个部分具有限定在其中的开口832以提供对接触层830的接入。
喷嘴装置801包括由环形喷嘴壁833限定的喷嘴室829，其在上端终止于喷嘴顶834和径向向内的喷嘴缘804，其在平面图中为圆形。墨入口通道814与喷嘴室829流体连通。在喷嘴壁的下端，设置了可移动缘810，其包括可移动密封唇缘840。环绕壁838围绕可移动喷嘴，并且包括静止密封唇缘839，当喷嘴如图45所示处于静止时，其与移动缘810相邻。由于静止密封唇缘839和移动密封唇缘840之间所捕收集的墨的表面张力而形成了流体密封811。这防止了墨从室内泄漏，同时提供了环绕壁838和喷嘴壁833之间的低阻力耦合。
如图52中最佳示出的，多个径向延伸凹陷835绕喷嘴缘804限定在顶834中。凹陷835用于容纳由于墨逸过喷嘴缘804而导致的径向墨流。
喷嘴壁833形成杠杆装置的一部分，该杠杆装置安装于具有大体U形轮廓的载体836，其中基座837附着于氮化硅层831。
杠杆装置亦包括杠杆臂818，其从喷嘴壁延伸并且结合了侧向加强梁822。杠杆臂818附着于一对无源梁806，该无源梁由氮化钛(TiN)形成并且设置在喷嘴装置的任一侧，如在图48和51中最佳示出的。无源梁806的另一端附着于载体836。
杠杆臂818亦附着于致动器梁807——其由TiN形成。将注意到，对致动器梁的这种附着是在比对无源梁806的附着高的小而临界的距离处的点进行的。
如在图48和51中最佳示出的，致动器梁807在平面图中基本上为U形，限定了电极809和相对电极841之间的电流路径。电极809和841的每个电连接于接触层830中的相应点。除了经由接触809而电耦合，致动器梁还机械锚定于锚定器808。锚定器808配置成当喷嘴装置在工作中时，约束致动器梁807到图45-47的左边的运动。
致动器梁807中的TiN是导电性的，但具有足够高的电阻，其在电流经过电极809和841之间时经历自加热。没有电流流过无源梁806，所以它们不膨胀。
在使用中，处于静止的器件被填充了墨813，其在表面张力的影响下限定形成弯月面803。该墨由弯月面保持在室829中，并且在没有某种其它物理影响的情况下通常将不漏出。
如图46所示，为从喷嘴将墨发射，电流在接触809和841之间经过，通过致动器梁807。由于其阻抗而导致的梁807的自加热使该梁膨胀。致动器梁807的尺度和设计意味着多数膨胀沿相对于图45-47的水平方向。该膨胀由锚定器808约束至左边，使得相邻于杠杆臂818的致动器梁807的一端被推向右边。
无源梁806的相对水平不可弯曲性防止了它们使杠杆臂818大幅度水平移动。然而，无源梁和致动器梁分别于杠杆臂的附着点的相对移位导致使杠杆臂818总体向下移动的扭曲移动。该移动事实上是枢转或铰转运动。然而，没有真实枢转点意味着该旋转是绕通过无源梁806的弯曲而限定的枢转区的。
杠杆臂818的向下移动(和轻微旋转)由喷嘴壁833距无源梁806的距离放大。喷嘴壁和顶的向下移动导致室29内的压力增加，从而使弯月面如图46所示凸出。将注意到，墨的表面张力意味着流体密封811通过该运动得到拉伸，而不允许墨漏出。
如图47所示，在适当时间，驱动电流停止并且致动器梁807迅速冷却和收缩。该收缩使杠杆臂开始返回其静态位置，这又导致室829内的压力减小。凸出墨的动量及其固有的表面张力以及由喷嘴室829的向上移动导致的负压的相互作用导致凸出弯月面变细并且最终导致突断，从而限定形成了墨滴802，该墨滴继续向上，直到它接触相邻的打印介质。
紧接着在滴802的脱离之后，弯月面形成如图45所示凹形。表面张力使室829内的压力保持相对低，直到墨已经通过入口814被向上抽吸，这将喷嘴装置和墨返回到如图45所示的静态情形。
如在图48中最佳示出的，喷嘴装置亦结合了测试机构，其既可在制造后使用，也可在打印头组件安装之后定期使用。该测试机构包括连接到测试电路(未示出)的一对接触820。桥接接触819设置在从杠杆臂818延伸的指状物843上。由于桥接接触819在无源梁806的相对侧上，对喷嘴的致动使桥接接触向上移动，从而与接触820接触。测试电路可用于确认致动导致由接触819和820形成的电路的这种闭合。如果电路适当地闭合，通常可以假定喷嘴是可工作的。
组装部件的示例方法
现在将描述根据本发明一个实施例组装打印头组件的各种上述模块化部件的示例方法。应理解，以下所述的方法仅表示组装本发明的特定打印头组件的一个实例，并且可采用不同方法来组装该示例的打印头组件或本发明的其它示例打印头组件。
打印头集成电路51和打印头片段50组装如下：
A.首先通过在其上表面形成7680个喷嘴来准备打印头集成电路51，所述喷嘴被间隔成能够以1600dpi的分辨率打印；
B.将流体分配堆叠500(打印头片段50由其形成)构造为具有通过金属间扩散而由在真空炉中结合在一起形成单体的不锈钢制成的三层510、520和530、通道层540和板550，其中下层530的内表面与中层和上层520和510的表面被蚀刻为分别提供通道和孔洞531和532、521和522以及511到513，以便能够将CYMK和IR墨以及固定剂输送到打印头集成电路51的各个喷嘴并且将空气输送到打印头集成电路51的表面，如较早时所述。此外，下层530的外表面被蚀刻为提供入口端口54；
C.然后，将诸如硅酮粘合剂的粘合剂施加到流体分配堆叠500的上表面，用于将打印头集成电路51和(细节距)PCB 52以紧密的接近度附着于其；
D.通过拾放机器人将打印头集成电路51和PCB 52拾取、预居中、然后结合在流体分配堆叠500的上表面上；
E.然后，将该组件放置在烤箱中，从而使粘合剂固化，以便将打印头集成电路51和PCB 52固定在位；
F.然后，通过线结合机进行打印头集成电路51和PCB 52之间的连接，使得25微米直径的合金、金或铝线结合在打印头集成电路51上的结合焊盘和PCB 52上的导电焊盘之间；
G.然后，将线结合区域封装在自动双头配给器所配给的环氧物粘合剂中。首先施加高粘度的非集存(non-sump)粘合剂以绕线结合区域画出一隔墙，然后以低粘度粘合剂填充该隔墙，以便将线结合区域完全封装在粘合剂之下；
H.然后，将该组件放置在烤箱中的调平板上，并且热固化而形成环氧物封装体53。所述调平板确保在固化期间没有封装体从组件中流出；以及
I.利用诸如纯水的适当流体对由此形成的打印头片段50和打印头集成电路51进行“湿”测试，以确保可靠的性能，并且然后对其进行干燥，于是将它们准备好用于在流体通道构件40上组装。
由打印头片段50和打印头集成电路51组成的单元准备用于组装到流体通道构件40，如下：
J.准备(扩展的)柔性PCB 80以提供从PCB 90和母线71、72和73到打印头集成电路51的数据和动力连接；
K.将柔性PCB 80与PCB 52对准并且使用热条焊接机附装。
流体通道构件40和壳体20如下形成和组装：
L.通过对长形本体部分44a进行注模成型将各个流体通道构件40形成为具有：延伸通过其的七个单独的槽(通道)以及在其两侧沿其延伸的两个纵向延伸突出部43。(长形的)盖部分44b也模制为能够包围本体部分44a以分离每个通道。所述本体部分和盖部分两者都模制为具有端部，当组装在一起时其形成母和公端部45和46。而后，盖部分44b和本体部分44a利用环氧物粘合在一起并固化以形成七个导管41；
M.然后，通过分开形成通道21形成在其上壁27上的(长形)支撑框架22以及(长形)覆盖部分23，通过将铝挤压至所需构型和长度来形成壳体20；
N.端板110利用螺钉通过形成在支撑框架22中的螺纹部分22a和22b附着于壳体20的一(第一)端，并且端板111利用螺钉通过螺纹部分22a和22b附着于壳体20的另一(第二)端；
O.通过受控的配给器将环氧物施加到母或公连接器47或48以及封盖构件49的母或公连接部分49a或49b的适当区域(即，使得不覆盖通道)；
P.通过受控的配给器将环氧物施加到要被端对端组装在一起以便对应于所需长度的所述多个流体通道构件40的母和公端部45和46的适当区域(即，使得不覆盖通道)；
Q.然后将母或公连接器47或48附着到要处于所述多个流体通道构件40的第一端的流体通道构件40的公或母端部46或45，并且将封盖构件49的母或公连接部分49a或49b附着到要处于所述多个流体通道构件40的第二端的流体通道构件40的公或母端部46或45；
R.然后将每个流体通道构件40逐一放置在通道21内。首先，要处于第一端的(第一)流体通道构件40在第一端放置于通道21内，并且借助于以较早所述的方式夹到支撑框架22中的PCB支撑91紧固在位，使得留下流体通道构件40的未连接的端部45或46暴露出其上的环氧物。然后，将第二构件40放置在通道21中以便通过其对应的端部45或46和其间的环氧物而与第一流体通道构件40配合，并且然后利用其PCB支撑91夹设到位置处。然后可重复这样的步骤，直到最后的流体通道构件40在通道21的第二端处到位。当然，可使用仅一个流体通道构件40，在此情况下可使连接器47或48附着于一个端部46或45而封盖构件49附着于另一个端部45或46；
S.然后将该装置放置在压力夹紧装置(compression jig)中，使得相对于组件的端部施加压力以帮助密封各个流体通道构件40与其端部连接器47或48和封盖构件49之间的连接。然后在大约100℃的温度将整个组件和夹紧装置放置在烤箱中一个预定时间段，例如大约45分钟，以增强粘合剂连接的固化。然而，也可采用其它固化方法，如室温固化。
T.在固化之后，对该装置进行压力测试以确保各个流体通道构件40、连接器47或48以及封盖构件49之间的密封的完整性；以及
U.然后对该组件的暴露的上表面进行氧等离子体清洗以便于将各个打印头片段50附着于其上。
打印头片段50如下附着于流体通道构件40：
V.在将各个打印头片段50放置在流体通道构件40的上表面上之前，对打印头片段50的下表面进行氩等离子体清洗以增强结合。然后，通过机器人配给器将环氧物形式的粘合剂施加到流体通道构件40的上表面，处于上表面上、绕出口端口42且关于该出口端口对称的关键位置中。为帮助将打印头片段50固定到位，在将打印头片段50放置在其上之前，在所述上表面的剩余自由区域施加速效粘合剂，如氰基丙烯酸盐粘合剂，作为粘合剂滴62；
W.然后，通过拾放机器人将各个打印头片段50中每一个仔细对准和放置在流体通道构件40的上表面上，使得沿打印头模块30的长度限定连续的打印表面，并且也使得确保了流体通道构件40的出口端口42与各个打印头片段50的入口端口54对准。在放置之后，拾放机器人在打印头片段50上施加压力持续大约5到10秒，以帮助氰基丙烯酸盐粘合剂的凝固并将打印头片段50固定在位。对每个打印头片段50重复该过程。
X.然后以大约100℃将该组件放置在烤箱中大约45分钟，以固化所述环氧物，从而形成用于每个打印头片段50的衬垫构件60和定位器61，其密封各出口端口42和入口端口54之间的流体连接。由此将打印头片段50固定在流体通道构件40上的适当位置，以便限定打印表面；以及
在固化之后，检查和测试该组件以确保打印头片段50的正确对准和定位。
打印头组件10组装如下：
Z.将支撑构件112附着于端部PCB支撑91以便与端部支撑91的凹陷部分91b对准；
AA.将连接构件102分别放置在相邻PCB支撑91之间的邻接凹陷部分91b中以及支撑构件112和端部PCB支撑91的邻接凹陷部分112b和91b中；
BB.然后将PCB 90沿壳体20的长度安装在PCB支撑91上并且在保持夹96的槽口部分96a和PCB支撑91的基座部分93的凹陷部分93a和定位突起93b之间保持在位，其中，每个PCB上组装了PEC集成电路100及其关联电路。如较早时所述的，PCB 90可置为使得一个PCB90的PEC集成电路100驱动四个打印头片段50、或八个打印头片段50、或16个打印头片段50的打印头集成电路51。每个PCB 90包括在其内面上的连接条90a和90b，其与连接构件102通信，从而允许数据在每个PCB 90的PEC集成电路100之间、每个PCB 90的打印头集成电路51和PEC集成电路100之间、以及连接器装置115的数据连接部分117之间传递；
CC.连接器装置115利用螺钉附着于端板110，使得连接器装置115的区域115c被夹到支撑构件112的夹紧部分112d中，其中，动力供给、数据和流体传送连接部分116、117和118附着于连接器装置115；
DD.将母线71、72和73插入到所述多个PCB支撑91的对应通道化凹陷95a、95b和95c中，并且在其端部处连接到连接器装置115的动力供给连接部分116的对应接触螺钉116a、116b和116c。母线71、72和73提供将动力分配到打印头组件各处的路径；
EE.然后通过将插槽区域81安置到连接器98中，将从每个打印头片段50延伸的每个柔性PCB 80连接到对应PCB 90的连接器98；
FF.然后通过将孔洞74a和孔洞74b的突出部部分74c与PCB支撑91的保持夹99和96接合，将压板74夹到PCB支撑91上，使得压板74的凸起部分将柔性PCB 80的动力接触迫压到与各母线71、72和73接触，由此提供用于母线71、72和73、PCB 90和打印头集成电路51之间的动力传递的路径；
GG.然后将内部流体传送管6附着于母或公连接器47或48的对应管状部分47b或48b；以及
HH.然后将壳体20的长形铝覆盖部分23放置在组件上并通过将螺钉穿过端板110和111的剩余孔洞进入覆盖部分23的螺纹部分23b中而旋拧在位，并且将端壳120放置在连接器装置115上，并且通过使螺钉进入端板110中而旋拧在位，由此完成打印头组件的外壳，并且从而提供了打印头组件和打印机单元之间的电和流体通信。然后，可组装外部流体管或软管以便将墨和其它流体供给到通道导管。如果覆盖部分上设置有肋部分23d，则覆盖部分23亦可充当用于PEC集成电路100的散热器，由此保护打印头组件10的电路。
对打印头组件的测试如下进行：
II.将由此组装的打印头组件10移至测试区域并且插入到最终打印测试机中——该测试机实质上是工作的打印单元，由此从打印头组件10到流体和动力供给的连接是人工进行的；
JJ.打印并分析测试页并且对其进行适当的调整以完成打印头电子器件；以及
KK.当通过时，将打印头组件10的打印表面封盖，并且施加塑料密封膜以保护打印头组件10，直到产品安装为止。
尽管已参照其示例实施例示出和描述了本发明，然而在所附权利要求的精神和范围内，各种修改对本领域的技术人员是明显的并且是容易进行的。因此，并不是想要将所附权利要求的范围限制于在此给出的描述，而相反，应广义地理解这些权利要求。
Claims (10)
1.一种用于打印头组件的打印头模块，包括如下构件的整体装置：
支撑构件；至少两个打印头集成电路，其每个具有形成于其中、用于将打印流体传送到打印介质表面上的喷嘴；至少两个流体分配构件，每个流体分配构件将所述至少两个打印头集成电路之一安装到所述支撑构件；以及电连接器，用于将电信号连接到所述至少两个打印头集成电路，
其中支撑构件具有至少一个纵向延伸的通道，用于载运用于打印头集成电路的打印流体，并且该支撑构件包括延伸通过支撑构件壁的多个孔，其设置成借助于流体分配构件中的相应流体分配构件将打印流体自所述至少一个通道导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴，且在有两个以上的打印头集成电路的情况下，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴，
每个流体分配构件包括多个层的层状堆叠，每个层具有用于从支撑构件向相关联的打印头集成电路分配打印流体的孔，从支撑构件到相关联的打印头集成电路的每个层的孔具有逐渐减小的直径。
2.根据权利要求1的打印头模块，其中所述打印头模块设置成以可拆卸方式安装于所述打印头组件。
3.根据权利要求1的打印头模块，其中所述支撑构件形成有多个所述通道，其每个设置成载运不同的打印流体，以便借助于所述流体分配构件中的相应流体分配构件导引到两个打印头集成电路中的关联喷嘴组，且在有两个以上的打印头集成电路的情况下，则导引到所有打印头集成电路中的关联喷嘴组。
4.根据权利要求3的打印头模块，其中所述支撑构件形成有另外的通道，用于将空气传送到所述至少两个打印头集成电路，以便于保持所述至少两个打印头集成电路的喷嘴没有杂质。
5.根据权利要求1的打印头模块，其中：
所述层状堆叠包括至少三层，包括其上安装关联打印头集成电路的上层、中层和附着于支撑构件上表面的下层；
所述下层包括：第一分配孔，其设置成与支撑构件的孔中的相应孔对准；以及处于其上表面中的第一分配通道，其与第一分配孔中的相应第一分配孔相关联，所述第一分配孔具有与支撑构件中的孔相同的直径；
所述中层包括：第二分配孔，其设置成与下层的第一分配通道对准，所述第二分配孔具有比第一分配孔小的直径；
所述上层包括：处于其下表面中的第二分配通道，其设置成与中层的第二分配孔对准；以及第三分配孔，其与第二分配通道相关联，所述第三分配孔具有比第二分配孔小的直径；并且
所述相关联的打印头集成电路包括喷嘴供给孔，其设置成与上层的第三分配孔对准并且将流体导引到所述喷嘴中的相应喷嘴，所述喷嘴供给孔具有与第三分配孔相同的直径。
6.根据权利要求5的打印头模块，其中所述支撑构件的孔具有毫米量级的直径，而所述至少两个打印头集成电路的喷嘴供给孔具有微米量级的直径。
7.根据权利要求1的打印头模块，其中所述至少一个流体分配构件的下表面通过粘合材料附着到所述支撑构件的上表面。
8.根据权利要求7的打印头模块，其中所述粘合材料包围支撑构件的各个孔以及形成在所述至少一个流体分配构件的下表面中的各个对应孔而沉积，以便形成相应孔之间的密封。
9.根据权利要求8的打印头模块，其中：
所述支撑构件的孔成相对于支撑构件的纵向延伸方向横跨该支撑构件延伸的排而形成；并且
两个所述粘合材料的沉积物沉积在所述孔排两侧的每一侧上而提供安装布置的稳定性。
10.根据权利要求9的打印头模块，其中所述粘合材料是可固化树脂。
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