CN102202901B - 用于流体喷射系统的流体互连件 - Google Patents

Abstract

一种用于流体喷射系统的流体互连件，包括：流体端口，所述流体端口具有从中穿过形成的流体通道；和过滤器，所述过滤器设置在流体端口的端部处，从而通过流体端口的流体通过过滤器到达流体通道，其中，过滤器紧固到流体端口的端表面和外围表面。

Description

用于流体喷射系统的流体互连件

背景技术

喷墨打印机通常使用打印头，打印头包括孔（也称为喷嘴）阵列，墨通过孔喷射到纸或其它打印媒介上。一个或多个打印头可安装到可移动托架上，所述托架沿通过打印机进给的纸的宽度前后移动，或者打印头可在打印操作期间保持固定，如在打印头的纸宽度阵列中那样。打印头可以是墨盒的整体部分或者是分立组件的部分，墨从独立的通常可拆卸的墨容器供应给所述分立组件。对于使用可拆卸的墨容器的打印头组件来说重要的是，墨容器的出口和打印头组件的入口之间的操作性流体连接通常通过流体互连件提供。

附图说明

图1是示出了喷墨打印机的一个实施例的框图。

图2和3是示出了托架和打印头组件的一个实施例的透视图，例如可用于图1的打印机，其中，墨容器从托架分解出以示出打印头组件的入口（图2）和墨容器的出口（图3）。

图4是示出了墨容器和打印头组件之间的流体互连件的一个实施例的截面图。

图5和6分别是示出了在用于打印头组件的墨入口上的过滤器的一个实施例的平面和截面图。

图7-10是示出了将过滤器紧固到墨入口上的方法的一个实施例的截面图。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考附图，附图形成本发明的一部分且在附图中，通过图示本发明可以实施的具体实施例示出。在这方面，诸如“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“前”、“后”等的方向用语参考所述附图的取向使用。由于本发明实施例的部件能够以多种不同取向定位，因而方向用语用于图示目的而绝不是限制性的。应当理解的是，可以使用其它实施例且可以作出结构或逻辑变化，而不偏离本发明的范围。因而，以下详细描述不以限制性的涵义进行，且本发明的范围由所附权利要求限定。

为了改进打印头组件和可拆卸/可更换墨容器之间的流体互连，以构造在墨容器的重复安装和拆卸内提供稳固、可靠的过滤器墨流接口的流体互连，开发了本发明的实施例。因而，实施例将参考保持可拆卸/可更换墨容器的喷墨打印头组件进行描述。然而，本发明的实施例并不限于这种实施方式。例如，本发明的实施例还可以在其它类型的墨或流体分配部件中实施。因而，附图显示且在下文描述的示例性实施例图示本发明，但不限制本发明的范围。

图1是示出了本发明实施例可以实施的喷墨打印机10的框图。参考图1，打印机10（作为流体喷射系统的实施例）包括托架12，托架12承载打印头组件14和可拆卸墨容器16、18、20、22和24。喷墨打印机10和打印头组件14更广义地表示用于精确地分配流体（例如，墨）的流体喷射精确分配装置和流体喷射器组件，如下文更详细所述。打印头组件14包括打印头（未示出），来自于一个或多个容器16-24的墨通过打印头喷出。例如，打印头组件14可包括两个打印头，一个用于一系列彩色容器16-22，一个用于黑色墨容器24。喷墨打印头通常是小的机电组件，其容纳被激励或促发以将小墨滴喷出相关孔阵列的微型热、压电或其它装置的阵列。例如，典型的热喷墨打印头包括布置有喷墨孔的孔板以及在整体性电路芯片上形成的喷发电阻。

打印媒介输送机构26使打印媒介28行进经过托架12和打印头组件14。对于固定托架12，媒介输送机构26可使媒介28连续地行进经过托架12。对于可移动扫描托架12，媒介输送机构26可使媒介28累增地行进经过托架12，在打印每一行时停止且然后使媒介28行进以打印下一行。

电子控制器30操作性地连接到可移动扫描托架12、打印头组件14和媒介输送机构26。控制器30通过输入/输出装置32与外部装置通信，包括接收打印数据用于喷墨成像。然而，输入/输出装置32的存在并不排除打印机10作为独立单元操作。控制器30控制托架12和媒介输送机构26的移动。控制器30电连接到打印头组件14中的每个打印头以选择性地激励喷发电阻，例如以将墨滴喷射到媒介28上。通过协调托架12相对于媒介28的相对位置和墨滴喷射，控制器30在媒介28上产生期望图像。

虽然该说明在本文至少大部分阐述将墨喷射到媒介上的喷墨打印装置，但是本领域技术人员可以理解，本发明实施例更广泛地不限制于此。总体而言，本发明实施例涉及用于分配大致液体流体的任何类型的流体喷射精确分配装置或喷射器组件。流体喷射精确分配装置精确地打印或分配大致液体流体，其中，后者基本上或者主要不是由气体（例如空气）构成。在喷墨打印装置的情况下，这种大致液体流体的示例包括墨。大致液体流体的其他示例包括药、细胞产品、组织、化学物、燃料等，其基本上或者主要不是由气体（例如空气和其他类型的气体）构成。因而，虽然该说明结合将墨喷射到媒介上的喷墨打印机和喷墨打印头组件描述，但是本发明实施例更广泛地涉及分配大致液体流体的任何类型的流体喷射精确分配装置或流体喷射器结构。

图2和3是打印机10中的托架12和打印头组件14的一个实施例的透视图。墨容器16-24从托架12分解出以示出打印头组件14的墨入口34（图2）和墨容器16-24的墨出口36（图3）。参考图2，打印头组件14包括位于相应墨容器16-24的每个坞（bay）38、40、42、44和46处的墨入口34，作为流体端口的实施例。打印头组件14和托架12可作为单个部件一起整体形成，或者打印头组件14可以是能从托架12拆卸的。对于可拆卸打印头组件14，容器坞38-46可根据需要或期望向外延伸到托架12中，以正确地接收和保持容器16-24。

参考图3，在所示实施例中，打印头组件14包括两个打印头48和50。例如，来自于彩色墨容器16-22的墨从打印头48喷出，来自于黑色容器24的墨从打印头50喷出。每个墨容器16-24包括墨出口36作为流体端口的实施例，墨可通过墨出口36从容器16-24通过相应墨入口34（图2）流向打印头组件14中的相应打印头48或50。

图4是示出了在墨容器16和打印头组件14之间的流体互连件52的一个实施例的正视截面图。参考图4，流体互连件52包括在容器出口36中的吸液芯（wick）54和在打印头组件入口34处的过滤器56。在一个实施例中，出口吸液芯54的上游表面58与墨容器16中的泡沫或其它墨保持材料60接触。在另一个实施例中，其中，墨容器16保持所谓的“自由墨”且没有墨保持材料，出口吸液芯54的上游表面58暴露于墨容器16中的自由墨。如图4的实施例所示，在容器16安装在打印头组件14中时，出口吸液芯54的下游表面62与过滤器56接触。

墨槽道64，作为流体通道的实施例，设置在入口34中在过滤器56的下游，且将墨运送到打印头48（图3）。入口34有时称为墨“塔”，因为其通常从周围结构延伸出。在一个实施例中，容器出口36围绕入口34装配且抵靠弹性体垫圈或其它适当密封件66密封，以帮助防止来自于流体互连件52的蒸汽损失。

图5和6分别是示出了在入口34上的过滤器56的平面和截面图。（为了清楚起见，在图5的平面图中，过滤器56用点画线示出，且入口34的下面结构用虚线示出。）如图5和6的实施例所示，过滤器56设置在入口34的端部70处。墨槽道64，作为流体通道的实施例，与端部70连通，使得通过入口34的墨（或流体）通过过滤器56到达墨槽道64。更具体地，在所示实施例中，墨在进入并通过墨槽道64之前首先通过过滤器56。在所示实施例中，墨槽道64大致垂直于端部70取向。

在一个实施例中，入口34的端部70包括端表面72和外围表面74。外围表面74与端表面72邻接，且在一个实施例中垂直于端表面72取向。在图5和6的实施例中，入口34是圆形入口，外围表面74在端部70处限定入口34的外周边。

如图5和6的实施例所示且如下文进一步所述，过滤器56紧固到入口34的端表面72和外围表面74。因而，过滤器56在端部70处跨过入口34且沿入口34的侧面76延伸。更具体地，在所示实施例中，过滤器56包括中心部分80和外围部分82，其中，中心部分80延伸跨过墨槽道64且外围部分82沿入口34的侧面76延伸。在一个实施例中，台阶78设置在端部70处的入口34侧面76中，以接纳过滤器56的外围部分82。在一个实施例中，过滤器56的外围部分82装配在台阶78中，使得过滤器56沿入口34侧面76的外直径与端部70处的入口34外直径大致相同，从而在端部70处在过滤器56和入口34的侧面76之间提供平滑过渡。

在一个实施例中，如图5和6所示，入口34的端表面72包括边缘84，入口34的外围表面74包括唇缘86和凹进部分88。在一个实施例中，边缘84沿端表面72的周边设置。此外，唇缘86从边缘84延伸且凹进部分88在唇缘86下方形成。因而，过滤器56沿边缘84紧固到入口34的端表面72，且延伸跨过唇缘86并在凹进部分88内紧固到入口34的外围表面74。在一个实施例中，唇缘86在将过滤器56“铆接”或紧固到入口34的过程期间形成，如下文所述。

在一个实施例中，如图5和6所示，一个或多个突起90设置在入口34的端部70处。在一个实施例中，突起90从端表面72延伸且跨过墨槽道64支撑过滤器56的中心部分80。突起90可包括任何数量的突起，且可以具有各种尺寸和形状并能以各种配置、排列或间隔设置。

图7-10是示出了将过滤器56紧固到入口34上的方法的一个实施例的截面图。在第一操作中，如图7和8所示，过滤器56跨过入口34的端部70放置，从而覆盖与端部70连通的墨槽道64的开口。之后，在一个实施例中，铆接工具92用于将过滤器56“铆接”并紧固到入口34的端部70。更具体地，铆接工具92用于将过滤器56的中心部分80紧固到端表面72的边缘84。

铆接工具92在图7中显示从过滤器56稍微隔开，且在图8中与过滤器56接触。铆接工具92可包括例如抵靠入口34接触并按压过滤器56的加热模或超声焊接角。因而，铆接工具92在边缘84处软化或熔融入口34的材料（例如，塑料）且将过滤器56压到软化或熔融材料中，从而将过滤器56“铆接”并紧固到入口34。

在一个实施例中，如图8所示，唇缘86在将过滤器56“铆接”到入口34的过程期间沿外围表面74形成。例如，唇缘86通过在铆接工具92抵靠入口34的边缘84按压过滤器56时边缘84的软化或熔融材料径向向外移动而形成。

在第二操作中，如图9和10所示，卷绕工具94用于将过滤器56围绕入口34的端部70“卷绕”并紧固。更具体地，卷绕工具94用于将过滤器56的外围部分82紧固到入口34的外围表面74。卷绕工具94在图9中显示从过滤器56稍微隔开，且在图10中环绕或封装过滤器56。在一个实施例中，当卷绕工具94捕获并环绕过滤器56时，过滤器56的外围部分82跨过唇缘86延伸且围绕唇缘86卷绕，并紧固在凹进部分88内，从而将过滤器56进一步紧固到入口34。

上述过滤器附连过程（在此期间，在第一“铆接”操作中，过滤器56放置在入口34的顶部且铆接到边缘84，且然后在第二“卷绕和铆接”操作中，过滤器56的自由缘边围绕入口34向下折叠且铆接到入口34的侧面76）有助于确保入口34顶部以及入口34的侧面上的密封。借助于上述流体互连件，入口几何特性（例如，包括边缘高度、厚度和形状）可以针对入口34上使用的具体过滤器直径和厚度进行优化。这有助于确保实现期望过滤器接触面积和合适的附连面积。此外，在入口34的侧面提供台阶78允许过滤器56的卷绕部分的空间，从而在完成过滤器附连过程之后形成一致的塔直径。

上述流体互连件和过滤器附连过程还有助于针对给定入口直径最大化过滤器接触面积，从而导致增加的流动面积，由于增加的流动面积而有助于减轻过滤器气泡压力要求，有助于减少过滤器对齐精度要求且有助于提供更一致和均匀的过滤器接触面积（由于在完成的铆接环和功能过滤器面积之间没有中断）。更具体地，借助于上述流体互连件和过滤器附连过程，将过滤器放置在入口边缘的顶部上且将过滤器铆接到入口边缘的顶部以及入口的侧面而不是在入口边缘内，允许对于给定塔直径而言更大的过滤器接触或流动面积。由于面积与直径平方成比例，因此，有效直径的小的增加导致显著性能改进（例如，有效直径的4 mm增加导致流动面积的20％的增加）。因此，最佳地使用给定塔尺寸有助于最大化流体流动面积，从而改进吞吐量和打印质量性能。

此外，借助于所述过滤器附连过程，由于与总体过滤器表面面积相比，过滤器的附连面积大，因而铆接过程可以在较低铆接温度下进行。在较低铆接温度下进行过滤器附连过程有助于更稳定过程和更一致产品性能，且有助于避免不希望的过滤器损害。

虽然本文已经图示和描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员将认识到，在不偏离本发明的范围的情况下，各种替代和/或等价实施方式可以替代所示和所述的具体实施例。本申请旨在覆盖对本文所述的具体实施例的任何调节或变化。因而，本发明旨在仅仅由权利要求及其等价物限制。

Claims (13)

1.一种流体喷射系统，包括打印头和流体互连件，所述流体互连件包括：

流体端口，所述流体端口具有从中穿过形成的流体通道；和

过滤器，所述过滤器设置在流体端口的端部处，从而通过流体端口的流体通过过滤器到达流体通道，其中，过滤器紧固到流体端口的端表面和外围表面，

其中，流体端口的端表面包括边缘、从边缘延伸的唇缘和在唇缘下方形成的凹进部分，其中，过滤器延伸跨过所述唇缘，且在凹进部分内紧固到外围表面。

2.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，流体端口的外围表面与流体端口的端表面邻接。

3.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，过滤器包括跨过流体通道延伸的中心部分和沿流体端口侧面延伸的外围部分。

4.根据权利要求3所述的流体喷射系统，其中，流体端口的端部包括一个或多个突起，其中，所述一个或多个突起跨过流体通道支撑过滤器的中心部分。

5.根据权利要求3所述的流体喷射系统，其中，台阶设置在流体端口的侧面中，其中，过滤器的外围部分装配在台阶内。

6.根据权利要求1所述的流体喷射系统，其中，过滤器紧固到所述边缘。

7.一种流体喷射系统，包括：

容纳流体供应的流体容器；

适合于喷射流体液滴的流体喷射组件；和

流体互连件，用于将流体容器的流体与流体喷射组件连通，所述流体互连件包括流体端口和过滤器，所述过滤器紧固到流体端口的端表面和外围表面，

其中，流体端口的端表面包括边缘、从边缘延伸的唇缘和在唇缘下方形成的凹进部分，其中，过滤器延伸跨过所述唇缘，且在凹进部分内紧固到外围表面。

8.根据权利要求7所述的流体喷射系统，其中，流体端口的外围表面与流体端口的端表面邻接。

9.根据权利要求7所述的流体喷射系统，其中，过滤器包括跨过流体端口的流体通道延伸的中心部分和跨过外围表面的唇缘并沿流体端口侧面延伸的外围部分。

10.一种形成流体喷射系统的流体互连件的方法，所述方法包括：

提供流体端口，所述流体端口具有从中穿过形成的流体通道；

将过滤器跨过流体通道延伸；

将所述过滤器紧固到流体端口的端表面；以及

将所述过滤器紧固到流体端口的外围表面，

其中，流体端口的端表面包括边缘、从边缘延伸的唇缘和在唇缘下方形成的凹进部分，其中，过滤器延伸跨过所述唇缘，且在凹进部分内紧固到外围表面。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，流体端口的外围表面与流体端口的端表面邻接。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，将过滤器跨过流体通道延伸包括将过滤器的中心部分跨过流体通道延伸，其中，将所述过滤器紧固到端表面包括沿外围表面形成唇缘，且其中，将所述过滤器紧固到外围表面包括将过滤器的外围部分跨过唇缘且沿流体端口侧面延伸。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，将过滤器的中心部分跨过流体通道延伸包括使用设置在流体端口的端部处的一个或多个突起支撑过滤器的中心部分。

Images