CN102259494A - 用于简化装置的具有对准特征的模制喷嘴板 - Google Patents

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Abstract

喷墨打印头包括模制喷嘴板，所述模制喷嘴板还包括模制的模对准特征。所述模制的模对准特征可对准所述打印头模的孔。

Description

用于简化装置的具有对准特征的模制喷嘴板
技术领域
本发明一般性地涉及到成像，特别涉及用于简化装置的具有对准特征的模制喷嘴板。
背景技术
在众所周知的微机电喷墨(MEMSJet)打印头技术中，部分由于喷墨打印头的组装方法，在MEMS模的墨出口和喷嘴板的喷嘴孔之间对准是很困难的。特别是，当前的MEMS器件设计是始于基片并从基片开始购建的。由于难以精确地对准墨出口和喷嘴孔的之间的关键特征，这使得在装配过程中有潜在的误差。因为墨入口是在基片中而基片为装置的MEMS模具所隐蔽，所以在这个叠层中的公差会很明显。因为维护划刮系统是从喷嘴孔附近的头的表面去除碎片优选的方法而喷嘴板的外表面通常不足以光滑到可靠使用划刮器系统，所以已知的设计也是不利的。橡胶刷在边缘或台阶上划刮时损坏迅速。
因此，希望能提供一种用于喷墨打印头的简化装置的、具有对准特征的模制喷嘴板。
发明内容
根据各实施方案，本发明的教导包括喷墨打印头。所述喷墨打印头包括模制喷嘴板，所述模制喷嘴板包括在其中有多个喷嘴孔的喷嘴孔表面、围绕所述喷嘴孔表面以定义腔的侧壁、在所述喷嘴板的腔内的模制的模对准特征；以及MEMS模，其根据所述模对准特征而定位在所述腔内。
根据各实施方案，本发明的教导包括用于喷墨打印头的喷嘴板。所述喷嘴板包括：具有内表面、外表面和多个喷嘴孔的表面板；与所述内表面的一侧的围绕所述表面板并与其一体化地模制的侧壁，所述侧壁定义所述内表面的一侧的腔；以及一体化地模制在所述喷嘴板的腔内的模对准特征。
根据各实施方案，本发明的教导包括形成喷墨打印头的方法。该方法包括：注塑喷嘴板，所述喷嘴板包括在其中有喷嘴孔形成的喷嘴表面板、围绕所述喷嘴表面板以定义所述喷嘴表面板内侧的腔的侧壁、从所述侧壁伸入到所述腔的对准特征、从所述喷嘴表面板内侧伸出的墨通道壁；将驱动模倒装结合到柔性电路上；将所述柔性电路连接到MEMS模上；根据所述对准特征将所述驱动模和MEMS模连接到喷嘴表面板的内表面；用垫板盖上所述腔。
附图说明
图1是根据本发明的教导的喷墨打印头的透视图；
图2是用于静电驱动喷墨打印头的已有的设计；
图3A是特别描绘了典范喷嘴板的示例性打印头的顶视图；
图3B是特别描绘了典范喷嘴板的根据本发明的教导的示例性打印头的侧视图；
图4是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板的透视图；
图5是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板的底视图；
图6是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板的一部分的顶视图；及
图7是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板的透视图。
应指出，简化了一些图的细节，绘图是旨在方便理解实施方案，而不是保持确切的结构上的准确性、细节和尺度。
具体实施方式
图1绘出了按照本发明的教导的示例性喷墨打印机2000。对本领域普通技术人员来说应该是显而易见，在图1中描绘的喷墨打印机2000表示泛化的示意图，可以添加其它组件，或者可以去除或修改现有的组件。
如图1所绘，一个或多个液滴喷射器1000可以被纳入喷墨打印机2000以将墨滴喷出到基片P上。各液滴喷射器1000可以根据从图像源获取的信号而操作以在打印介质P上创建期望的打印图像。打印机2000可以采用图示的以来回扫描运动来移动打印头的往复运输打印机的形式，或采用在其中印刷基片相对于打印头移动的固定型的形式。
运输型打印机可以有具有单模装置或相接的几个模装置的打印头用作部分宽度尺寸打印头。因为单模和多模部分宽度打印头在运输型打印机中以大体相同的方式工作，所以只讨论带有单模打印头的打印机。当然，唯一的区别是，部分宽度尺寸打印头将打印较大片的信息。包括墨通道和喷嘴的单模打印头可密封连接到一次性供墨盒，结合的打印头和墨盒装置可置换地连接到往复运动而同时打印一片信息的墨盒，而记录介质被置于静止。每片信息等于打印头中的喷嘴柱的高度。在一片信息被打印后，记录介质P跨进至多等于打印片的高度的距离，这样，下一打印刷片与前一打印片相连或重叠。这一过程反复进行，直到整个图像打印出来为止。
图2绘出了用于静电驱动喷墨打印头200的已知的设计。已知的喷墨打印头200包括基片210、基片210的上表面上的至少一个硅晶片220、穿过基片210和晶片220的一个或多个墨通道230、将基片210的墨通道230连接到墨供应库(未示出)的管240、安装在基片210上的MEMS模250和与MEMS模平行安装在基片210上的驱动模260。喷嘴板270安装在MEMS模250上，喷嘴板270是从打印头200中喷出墨滴的表面。如本领域已知的那样，打印头200的MEMS模250可以包括电极控制的静电驱动薄膜。
绘出了各种其它组件，但不加以说明。本领域的普通技术人员将会理解现有喷墨打印头200的配置。通常，喷墨打印头200从基片开始组装并从那里开始构建。因为需要对准关键特征，这可能会导致在组装过程中有潜在的误差。关键特征包括但不限于在打印头200的喷嘴板中将MEMS模中的喷嘴出口对准基片中的喷嘴出口和/或喷嘴洞中的之一或两者。
图3A是特别描绘了典范的喷嘴板310的根据本发明的教导的示例性打印头300的顶视图，图3B是其侧视图。为清晰和易于说明起见，只绘出了某些组件。示例性打印头300例如可以在图1的喷墨打印机2000中使用，可以包括其它已知的组件，例如在图2的打印头200中所示的组件。本领域的普通技术人员应该显而易见，图3A和3B中绘出的打印头300和喷嘴板370表示泛化的示意图，可以添加其它组件，或者可以去除或修改现有的组件。
打印头300可包括喷嘴板370和包括MEMS模350和驱动模360的双模配置。如图所示，MEMS模350和驱动模360可以错开。所绘的打印头300的一部分还可以包括柔性电路362。
喷嘴板370可以包括具有内表面372a和外表面372b的表面板372。侧壁374围绕表面板372以在表面板372的内表面372a的一侧配置腔376。可以模制喷嘴板370，以一体化地形成表面板372和侧壁374。因此，喷嘴板370是一片结构。喷嘴板370的表面板372可包括喷嘴孔330。喷嘴孔330可以在模制喷嘴板370期间形成，也可以在形成模制喷嘴板后激光刻蚀形成。在某些实施方案中，较大的孔可以在模制喷嘴板期间形成，可以将激光刻蚀的薄膜应用到面板上以进一步定义喷嘴孔330的大小。
如结合下面的附图进一步说明的那样，MEMS模360可以置于喷嘴板370的腔376内，精确对准喷嘴孔330。驱动模360可以与柔性电路362倒装结合。柔性电路362可贴装(tab)或以其它方式连接到MEMS模350。然后整个装置可以连入注塑成型的喷嘴板370的腔376内。在实施方案中，装置可以设置在环氧树脂中以将其固定放置在腔376中适当位置。在所示的配置中，可以去除深反应离子刻蚀(DRIE)墨孔。可以替代的是，墨可从MEMS模的背面一侧通过，或者对降低成本的边缘进料模(edge feed die)来说是环绕着MEMS模。
图4是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板370的透视图。对本领域普通技术人员来说应该是显而易见，在图4中描绘的模制喷嘴板370表示泛化的示意图，可以添加其它组件，或者可以去除或修改现有的组件。
在图4所绘出的模制喷嘴板370示出了包括示范性设置喷嘴孔330和对准特征380的详细情况。在图4中，为清晰和查看对准特征380起见，去除了一个MEMS模。MEMS模350的一部分被描绘为邻近驱动模360，MEMS模350。对准特征380插入到腔376内一个适当的距离，以对准腔内的MEMS模350并与其结合，因此相对于MEMS模350的相应的墨出口对准喷嘴板370的喷嘴孔330。在实施方案中，可以使用一个以上的对准特征380。此外，对准特征可用于对准喷嘴板350的腔376内的驱动模360。对准特征380的尺度使得与MEMS模350的外缘相邻。在实施方案中，在对准特征380和MEMS模350之间的相邻的公差(tolerance)以在所述模与对准特征380摩擦配合(friction fit)时固定所述模。除了模和对准特征380之间的公差外，可使用环氧树脂以将MEMS模350固定于腔376内的合适位置。
图5是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板370的底视图。对本领域普通技术人员来说应该是显而易见，在图5中描绘的模制喷嘴板370表示泛化的示意图，可以添加其它组件，或者可以去除或修改现有的组件。
如图5所绘，可将喷嘴孔330定位以具有约3至5微米的孔中心-孔中心公差。虽然不可从图5看得到，但可以理解，喷嘴板370的外表面372b的平坦度可以是在0.076微米左右之内。这样的平坦度或这样光滑的表面使得在喷嘴板上使用划刮器而不破坏划刮器成为可能，并可以进一步推进划刮器在其目前尚无法使用的设备中的使用。
图6是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板370的一部分的顶视图。对本领域普通技术人员来说应该是显而易见，在图6中描绘的模制喷嘴板表示泛化的示意图，可以添加其它组件，或者可以去除或修改现有的组件。
如图6所绘，喷嘴板370可包括在内表面372a上的模制通道壁390。通道壁390可配置来围绕各喷嘴孔330，而同时如所知的那样从MEMS模350对准墨供应。图6还更详细地绘出了对准特征380。对准特征380可位于与腔376的一角相邻。对准特征380可进一步被置于最适于接收和对准MEMS模350的位置作为肋从侧壁374伸出。对准特征380可从侧壁伸出一个适于与MEMS模350的边缘结合的距离。可以理解，对准特征350不必相同，其大小可以根据它们在腔376内的位置而有所不同。通道壁390和对准特征380可以与喷嘴板370同时模制。因此，模制喷嘴板370可以在一道制造工艺中包括模块对准特征和喷墨孔，从而提供可消除MEMS模与喷嘴表面372的喷嘴孔330之间的公差叠加的喷嘴板。目前在SU-8制造的通道壁390也可以在模制喷嘴板370时生产，从而进一步降低了成本。对准(registered to)喷嘴孔330的模制的模对准特征380可允许MEMS模350的精密定位，从而减少了来自操作员装配误差的公差波动。
图7是根据本发明的教导的示例性模制喷嘴板370的透视图。对本领域普通技术人员来说应该是显而易见，在图7中描绘的模制喷嘴板表示泛化的示意图，可以添加其它组件，或者可以去除或修改现有的组件。
如图7所绘，喷墨打印头的“模块”可以包括所示的一对MEMS模350和一对驱动模360。图7还绘出了在喷嘴板370内的柔性线路362的位置。

Claims (4)

1.一种喷墨打印头，包括：
模制喷嘴板，所述模制喷嘴板包括在其中有多个喷嘴孔的喷嘴孔表面、围绕所述喷嘴孔表面以定义腔的侧壁和所述喷嘴板的腔内的模制的模对准特征；和
MEMS模，所述MEMS模根据所述模对准特征而定位在所述腔内。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括在所述喷嘴孔表面的内表面上的模制墨通道壁，所述模制通道壁配置来围绕多个喷嘴孔中的每一个。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述模对准特征包括从所述侧壁伸入到所述腔的至少一根肋(rib)。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述模对准特征配置来使所述MEMS模精确对准所述喷嘴板的喷嘴孔。
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