CN102481796B - 定位喷射组件 - Google Patents

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Abstract

除其它以外，在一个方面，一种装置，包括能够实现将第一和第二喷射组件安装在机架上的特征。所述特征包括：第一和第二对齐基准，当安装时相对于所述机架被预先固定以建立所述第一和第二喷射组件的相应位置，使得沿所述喷射组件之一者长度的至少一些喷嘴相对于沿所述喷射组件的另一者长度的至少一些喷嘴具有预定偏移；和开口，用以暴露沿所述第一和第二喷射组件长度的全部喷嘴，所述开口被暴露以容许将流体喷射到基材上。

Description

定位喷射组件
技术领域
本说明涉及定位喷射组件。
背景技术
喷墨打印机可包括一个或多个喷射组件，每个喷射组件能够从连接到对应的泵室的喷嘴喷墨。从泵室喷墨可由邻近泵室的压电致动器触发。为了精确地打印具有高分辨率的图像，所述喷射组件需要在打印机中相对于彼此和相对于该喷墨打印机以高精度定位。
发明内容
在一个方面，一种包括能够实现将第一和第二喷射组件安装在机架上的特征的装置。所述特征包括：第一和第二对齐基准(alignment datums)，当安装时相对于所述机架被预先固定以建立所述第一和第二喷射组件的相应位置，使得沿所述喷射组件之一者长度的至少一些喷嘴相对于沿所述喷射组件的另一者长度的至少一些喷嘴具有预定偏移；和开口，用以暴露沿所述第一和第二喷射组件长度的全部喷嘴，所述开口被暴露以容许将流体喷射到基材上。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述特征还包括用于所述喷射组件的至少一个紧固件。所述紧固件包括：用于将所述紧固件固定到所述装置的工件；和用以在所述喷射组件上施加力的弹性件。所述紧固件包括螺钉。所述弹性件包括弹簧。所述紧固件在所述喷射组件上不强加扭矩。所述机架涂覆有聚四氟乙烯-镍涂层。所述涂层包括聚四氟乙烯和镍的均质混合物。所述涂层具有大约2微米至大约8微米的厚度。所述特征还包括对应于所述第一或第二对齐基准的至少一个挠曲件。所述特征还包括用于沿垂直于所述喷射组件长度的方向建立所述喷射组件的相应位置的附加对齐基准。
在另外一个方面，一种装置包括：支承件，用于安装喷射组件以容许将流体从喷嘴沿喷射方向喷射到基材上，和紧固件，用于沿喷射方向在所述喷射组件上施加力以保持所述喷射组件牢固地抵靠所述支承件的精度表面于至少一个点中，所述紧固件容许所述喷射组件的至少一部分相对于所述支承件围绕沿喷射方向的轴线的无扭矩运动。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述紧固件包括位于所述喷射组件与所述紧固件的端部之间的弹性元件。所述弹性元件是仅所述紧固件的与所述喷射组件相接触的部分。所述紧固件包括用于紧固到所述支承件的螺旋形螺纹。所述弹性元件在所述喷射组件上施加大约2磅至大约10磅的力。所述弹性元件在所述喷射组件上施加大约5磅的力。
在另外一个方面，一种装置包括：支承件，用于安装喷射组件以容许将流体从喷嘴喷射，所述支承件包括在所述喷射组件的一端处的对齐基准；和在所述支承件与所述喷射组件的第二端之间的弹性薄片金属挠曲件，所述挠曲件具有连接到自由端弯曲处的被紧固端，以沿所述喷射组件长度朝所述对齐基准施加力。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述挠曲件具有大约200磅每英寸至大约600磅每英寸的弹性常数。所述挠曲件在所述喷射组件上施加大约5磅至大约20磅的力。所述自由端包括与所述喷射组件相接触的附加弯曲。所述自由端包括超出所述附加弯曲之外的远端，所述远端沿对立于所述喷射组件的位置的方向延伸。所述远端可被所述支承件上的止动表面止动。所述自由端的远端离所述支承件上的止动表面为大约600微米至大约1000微米。所述附加弯曲离所述被紧固端的表面为大约3.0mm至大约3.3mm。
在另外一个方面，一种装置包括：金属支承体，用于安装喷射流体的喷射组件，和在所述金属支承体上的、并且导热导电和耐流体化学反应的涂层。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述涂层包括聚四氟乙烯、镍、氮化铬镍或它们中的两者或更多者的组合。所述涂层包括镍和聚四氟乙烯的均质混合物。所述涂层具有大约2微米至10微米的厚度。所述涂层的表面具有小于0.35的摩擦系数。
在另外一个方面，一种装置包括：用于喷射组件的支承件，所述支承件包括对齐基准；和喷射组件。所述喷射组件包括：喷射流体的喷嘴阵列；和具有与所述对齐基准处于接触的至少一个精度表面的座圈(bezel)，所述精度表面包括耐流体化学反应的涂层。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述涂层包括脱模剂。所述精度表面是石墨层的表面。所述座圈包括孔，紧固件可穿过该孔用以将所述喷射组件紧固到所述支承件上。所述孔无螺纹且与所述紧固件无接触。
在另外一个方面，一种方法包括：迫使第一喷射组件的一端沿所述第一喷射组件长度抵靠支承件的第一预先固定的对齐基准；和迫使第二喷射组件的一端沿所述第二喷射组件长度抵靠支承件的第二预先固定的对齐基准，使得所述第一喷射组件的至少一些喷嘴相对于在预定构造中所述第二喷射组件的对应喷嘴偏移，所述第一喷射组件与所述第二喷射组件直接接触。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。获得所述第一和第二喷射组件的对应喷射喷嘴之间的偏移，而不调节所述第一和第二对齐基准。所述第一喷射组件的另一端沿所述第一喷射组件长度压靠第一挠曲件，并且所述第二喷射组件的另一端沿所述第二喷射组件长度压靠第二挠曲件。所述方法还包括将所述第一和第二喷射组件相对于所述第一和第二对齐基准进行紧固。
在另外一个方面，一种方法包括：形成用于安装喷射组件的金属支承件，使得所述喷射组件的喷射喷嘴被暴露以容许沿喷射方向将流体从喷嘴喷射到基材上，和将导热导电且对所述墨耐化学反应的涂层施加到支承件。所述涂层可包括聚四氟乙烯和镍的均质混合物。
在另外一个方面，一种装置包括：在用以安装能够携载一个或多个喷射组件的机架的支承件中确定的开口，和相对于所述开口呈对角配置的、以在所述机架的不同表面上施加第一力和第二力的第一弹性元件和第二弹性元件，所述第一弹力处于沿所述第二弹力方向的对立方向以便能够实现待安装在所述支承件上的机架的旋转。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述装置还包括对应于所述第一弹性元件的第一对齐基准和对应于所述第二弹性元件的可调节的第二对齐基准。所述第二对齐基准沿所述第一力方向是可动的。所述第二对齐基准包括在渐细锥体的表面上的接触点。所述装置还包括位于所述开口的对立两端处、用于所述机架的线性调节的对齐特征。所述对齐特征包括弹簧定位销(spring plunger)。所述装置还包括用于将所述机架紧固到所述支承件的紧固特征。所述紧固特征包括弹簧定位销或弹簧。所述紧固得以完成而不在所述机架上引起扭矩。所述装置还包括位于所述支承件的相同端部上的第一调节机构和第二调节机构，所述第一调节机构能够线性地调节所述机架的位置，并且所述第二调节机构能够旋转所述机架。所述支承件还确定用于安装附加机架的附加开口。
在另外一个方面，一种装置包括：在用于安装能够携载一个或多个喷射组件的机架的支承件中确定的开口，和从所述支承件的一侧可取用的、用于对所述机架的线性位置和所述机架相对于喷射方向的角度进行调节的机构。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述机构包括调节螺钉。所述机构包括用于调节在渐细锥体的表面上的接触点的螺钉。所述装置还包括一个或多个开口和一个或多个对应的机构，该所有机构可从该所有开口的一个共同端取用。
在另外一个方面，一种方法包括：使能够携载一个或多个喷射组件的机架座落于支承件上，所述机架与调节机构的对齐特征处于接触，所述对齐特征的至少一个相关于与所述喷射组件的喷嘴阵列平行的方向，并且所述对齐特征的至少另外一个相关于与所述平行方向垂直的方向，和从所述支承件的边缘取用所述调节机构以沿所述平行方向线性地调节所述机架的位置，和相对于所述平行方向和垂直方向调节所述机架的角度定向。
所述对齐特征的所述至少另外一个可包括相对于所述机架呈对角配置的弹性元件。
在另外一个方面，一种装置包括：在用于安装能够携载一个或多个喷射组件的机架的支承件中确定的开口，所述机架安装在所述支承件上；和具有待与所述机架的边缘相接触的表面的渐细锥体，所述渐细锥体沿第一方向线性可动并且能够使所述机架的所述边缘沿垂直于所述第一方向的第二方向运动。
实施方式可包括以下特征的一个或多个。所述渐细锥体的所述表面和所述机架的所述边缘处于点接触。所述机架的所述边缘沿所述第二方向的所述运动引起所述机架的旋转。
在另外一个方面，一种方法包括：将能够携载一个或多个喷射组件的机架插入在支承件上，所述机架具有与附接到所述机架的渐细锥体的表面相接触的边缘；和通过沿垂直于第一方向的第二方向调节所述渐细锥体的线性位置，使所述机架的所述边缘沿第一方向运动。所述机架的所述边缘和所述表面可以是处于点接触。
这些和其它的方面与特征以及它们的组合，可表述为用于执行功能的机构、系统、装置、方法，以及以其它方式表述。
由以下详细描述和由权利要求，其它的特征和优点将是明显的。
附图说明
图1是喷射模块的透视图。
图2是喷射模块的底视图(喷嘴阵列未按比例绘制)。
图3是模块机架的一部分的顶视图。
图4和图5是模块机架的两个部分透视图。
图6是挠曲件的透视图。
图7、图8和图9分别是喷射组件的一部分的透视图和顶视图。
图10是紧固件的侧视图。
图11是机架的顶视图。
图12、图13和图14是喷嘴和泵室的阵列的示意侧视图(未按比例绘制)。
图15是喷射模块的示意底视图(未按比例绘制)。
图16、图17和图19是打印杆的示意顶视图。
图18是打印杆的示意透视图。
具体实施方式
图1所示的一个或多个喷射模块10(图1仅示出一个模块)可定位在打印机(未示出)的打印杆12上以便在沿z方向邻近喷射模块10(例如在垂直下方)的基材16上打印图像14。喷射模块10包括在机架22上精确定位成相邻的、平行的且沿y方向相对于彼此稍偏移的两个喷射组件18，20。喷射模块10可高精度地、以比各喷射组件18，20单独打印的分辨率更高的分辨率进行打印。各喷射组件18，20包括一个或多个阵列的(例如成排的平行的)泵室24，所述泵室24由遮盖所述泵室的压电元件(未示出)致动。所述压电元件可由来自集成电路26的信号激励，以使对应的泵室24经由一个或多个对应的喷嘴(图2)将来自供墨器(未示出)的已接收在墨入口28，30处的墨喷射在基材16上以形成图像14。
在图2所示示例中，喷射组件18，20的共面的底表面32，34各包括沿y方向的均匀间隔的喷嘴36，38阵列(例如一排喷嘴)(喷嘴之间的间隔未按比例绘制)。各喷嘴连接到对应的泵室24(图1)的一端以接收从该泵室泵给的墨并且将墨递送到基材16。各阵列36，38能够沿阵列方向(y方向)基于所述阵列中各喷嘴与它的相邻喷嘴隔开的距离d以预定分辨率(每英寸点数或dpi)进行打印。例如，d的范围可以从大约0.0025英寸至大约0.02英寸，并且喷射组件18，20可按大约50dpi至大约400dpi的分辨率进行打印。各喷射组件18，20可包括大约128个至大约512个喷嘴。在图2所示实施方式中，喷射组件18，20定位成使得喷嘴阵列36中的喷嘴36a相对于喷嘴阵列38中的对应喷嘴38a偏移d/2的偏移距离40。因为此偏移，所以喷射模块10可沿y方向以如同各喷射组件18，20单独打印时的分辨率的两倍高的分辨率进行有效地打印。例如，喷射模块10可按大约100dpi至大约800dpi的分辨率进行打印，并且覆盖大约64.5mm至大约129mm的打印范围R。
参考回图1，模块的机架22载有对齐基准42，44，66，70和带预先确定精度的挠曲件46，48，68，72。该对齐基准与在两个喷射组件18，20的座圈58，60，61(喷射组件18的另外一个座圈在图1中未示出)上的对齐表面(图1中未标示，见例如图8的表面148，150，152)协作，使得当喷射组件18，20安装到机架22上时所述挠曲件施加抵靠所述两个喷射组件的座圈的承力表面的对齐力91，93，95，97(仅示意地示出力的方向)。所述喷射组件变成非常精确地对齐和定位，并且喷射模块10自动地构造成以高精度以关于图2所述的期望的分辨率进行打印。因为所述喷射组件座圈和模块机架22的构造，以及所述对齐基准和对齐表面所形成和所处的精度，对于喷射组件18，20的每一个无需另外的定位调节或测试以实现与喷射模块10相关联的分辨率和期望的精度。因此，喷嘴阵列可按沿x方向±15微米或更小、沿y方向±15微米或更小，和沿z方向±65微米或更小或者±35微米或更小的精度定位。
模块机架22基于所述喷射组件的参数的预期值而精确地设计和制造，所述参数例如类型、尺寸、dpi、对齐精度。具体地，所述喷射组件相对于彼此和相对于机架沿全部三个方向x、y、z精确地定位。沿x方向和垂直于y方向，挠曲件68，72利用力95，97(经由图8的承力表面148，150，152的一个或多个)推挤喷射组件18，20抵靠彼此并且抵靠对应的对齐基准66，70。当组装在模块中时，喷射组件18，20仅在它们的相应座圈例如座圈58，61(图1)的表面150，152处彼此接触，使得仅所述座圈表面影响所述两个喷射组件沿x方向的相对定位。
沿y方向，挠曲件46，48在喷射组件18，20上施加抵靠对齐基准42，44的力91，93。图2所示的偏移距离40借由挠曲件46，48(以下说明)和对齐基准42，44的设计而提供。沿z方向，喷射组件18，20的底表面32，34(图2)大致在相同的平面内。在一些实施例中，底表面32，34沿喷射方向z彼此相离小于120微米、100微米、80微米、60微米、40微米、20微米、或甚至更小。
图1的喷射模块10可容易地组装。首先，喷射组件20受沿z方向的按压例如弹性装载(spring loaded)到在对齐基准44与挠曲件46之间的间隔中以经由机架22的开口62(图2)暴露喷嘴阵列。将喷射组件20插入和向下推动直到喷射组件20的座圈58，60的底表面(见例如图7的表面153)被机架22的上表面64止动，从而喷射组件20沿y方向紧密地定位在对齐基准44与挠曲件46之间。紧固件54，56可用于将喷射组件20紧固到机架22上，例如以防止喷射组件20沿z方向弹出(popping up)。
喷射组件18可按相似的方式安装在对齐基准44与挠曲件46之间，且可利用紧固件50，52而紧固到机架22上。沿x方向，两个喷射组件18，20被挠曲件68，72朝对齐基准66，70紧密地相互压靠。
喷射模块10也易于拆装和维护。例如，当发现喷射组件18，20之一有故障或被磨损或需要维护或更换时，它可通过逆向执行安装步骤而移除并且可方便地用相同类型的喷射组件更换，而无需使用额外的工具或专业化的服务以达到初始的精度和分辨率。喷射模块10的性能和剩余喷射组件的功能不受这种更换的影响，从而可保持低的维护成本。
参考3、图4和图5，机架22可以是加工成包括对齐基准42，44，66，70的连续的金属(例如铝)件74。两个挠曲支承件78，80可附接到机架并从机架的上表面64沿z方向延伸。挠曲支承件78借由穿过孔84和旋入机架中对应的孔82的内螺纹(未示出)的螺钉(未示出)而安装到基部。相似地，挠曲支承件80借由穿过孔86和旋入机架中的孔76的内螺纹(未示出)的螺钉而安装到机架22。挠曲支承件78，80相对于金属件74沿x、y和z方向的位置基于以下方面而精确地预先确定，所述方面例如，除其它以外，挠曲支承件78，80的尺寸、待附接到该挠曲支承件的挠曲件、待安装的喷射组件18，20的构造、对齐基准42，44，66，70的位置和机架的上表面64的构造。一般而言，只要可实现上述喷射组件18，20的定位，则所述挠曲支承件和所述对齐基准的位置可自由选择。
对齐基准42，44，66，70可以是从顶表面64(也见图1)延伸离开的机械单元92，94，96的高精度表面。所述高精度表面可以是光滑的且具有低摩擦系数。例如，所述表面的每一个可被加工和抛光，并且，相对于该表面包含的相同材料或相对于其它材料例如碳、铝或阳极化铝(anodizedaluminum)，可具有例如小于大约0.5、0.4、0.3、0.25、0.2或0.15的摩擦系数。所述高精度表面的光滑度不仅使得喷射组件在机架上高精度对齐，而且在喷射组件上的各对齐表面与机架22上的对应的对齐基准之间的交界处当在所述交界处有相对运动时在喷射组件上提供低的拖曳力。这种运动可能由例如温度变化时喷射组件和机架的扩张或收缩而造成。对齐基准66，70沿y方向精确地对齐使得当喷射组件沿x方向压靠对齐基准66，70时，喷射组件的喷嘴阵列精确地平行于y方向。
当喷射组件安装在机架上时，对齐基准42，44提供对应的喷嘴(例如喷嘴36a，38a)之间沿x方向的期望偏移距离(例如图2中d/2)。在图示示例中，对齐基准44沿y方向朝开口62延伸一段延伸距离(未示出)，所述延伸距离大致等于比对齐基准42较远的期望偏移距离(例如d/2)。所述期望偏移距离可以是例如大约20微米至大约200微米或大约50微米至大约150微米，例如127微米。对齐基准42，44精确地加工成使得所述延伸距离与所述期望偏移距离之间的差在±1微米、±2微米或±5微米之内。相对于顶表面64中所含的相同材料或在与顶表面64相接触的座圈(例如图1的座圈58，60)中所含的其它的材料例如阳极化铝，顶表面64是大致光滑的且可具有小于大约0.35、0.3、0.25、0.2或0.15的摩擦系数。顶表面64还在x-y平面内是大致平的且垂直于喷射方向。表面64相对于x-y平面的倾斜沿y方向小于0.02度或更小且沿x方向小于0.05度。顶表面64也是用于沿z方向对齐喷射组件的高精度表面。
金属件74还包括两对孔85，86和88，90，每对孔包括螺旋形螺纹(未示出)且具有在表面64上的开口。每对中的两个孔位于机架的开口62的两侧且该两个孔的中心沿y方向精确地对齐。金属件74上的孔85，86，88，90的位置被精确地预先确定和制造，使得当喷射组件18，20(图1)安装到机架22上时，喷射组件的各座圈(例如座圈58，60)中的孔沿z方向与孔85，86，88，90之一精确地对齐。为了提供前面所讨论的沿y方向的偏移距离，像对齐基准44，42一样，相邻于延伸的对齐基准44的孔88具有延伸的中心，该延伸的中心比其它的孔85的中心朝开口62较远地延伸大致所述期望偏移距离。
各对中两个孔之间沿y方向的距离和不同对的孔之间沿x方向的距离，基于独个喷射组件和它的相邻喷射组件的座圈的孔之间的距离而精确地预先确定。该精度可有助于当喷射组件被紧固到机架22时减小喷射组件之间和/或各喷射组件内的张紧力或其它力。具体地，两个孔85，86，或88，90的中心之间沿y方向的距离Dy可大致等于待安装在机架上的喷射组件的两个座圈58，60(图1)的中心之间的距离Db。例如，根据所用的喷射组件的类型，Dy可以是大约100mm至225mm。Dy和Db之间的差可以是例如在±30微米、±40微米、或±80微米或±125微米之内。两个孔85，88，或86，90的中心之间沿x方向的距离Dx大致等于相邻的喷射组件的两个座圈的中心之间的距离Da。例如，Dx可以是大约6mm、大约8mm、大约10mm或大约12mm，并且Dx和Da之间的差可以在±30微米、±40微米、或±80微米或±125微米之内。在一些实施例中，Dy和Db或Dx和Da之间的差是非至关重要的(以下详述)。
参考图6，将要被紧固到挠曲支承件78，80的各挠曲件102(图4和图5)可包括具有第一弯曲点106和第二弯曲点108的已加工金属片104。金属片104包括孔110，且借由例如当它与该支承件的孔112，114，116，118之一对齐时将螺钉应用于孔110中从而可被紧固到挠曲支承件78，80。当挠曲件102被紧固到模块机架的金属件74和挠曲支承件78，80时(图3)，包括孔110的非弯曲部的表面132大致完全接触挠曲支承件78，80的对应的安置表面134，136，138，140。金属片104的超出第一弯曲点106之外的弯曲部120相对于表面132朝对应的对齐基准42，44，66，70以角度α弯曲，并且超出第二弯曲点106之外的弯曲部122相对于弯曲部120朝挠曲支承件78，80的对应的止动表面124，126，128，130以角度β弯曲。所述挠曲件的斜坡(ramp)形状使得喷射组件能够方便地沿z方向被压靠或拉靠于待定位到机架22上的第二弯曲点108或从机架22移除。图1的定位的喷射组件18，20各以小的接触表面接触挠曲件102的第二弯曲点108。该接触表面可以是光滑的且可具有低摩擦系数以便当在该接触表面内有相对运动时在喷射组件上提供小的拖曳力。该接触表面可具有大约0.125至1.25平方毫米的表面面积，且该表面区域可被抛光例如电动抛光(electro-polished)。挠曲件与喷射组件之间的小的拖曳力可使得喷射组件例如当温度变化时能够扩张或收缩而不干扰泵室或喷嘴并且维持由喷射模块10实现的打印精度(以下详细讨论)。
第一弯曲点106施加对抗喷射组件的弹力以推动喷射组件紧密地抵靠对齐基准42，44。该弹力也选择成使得当喷射组件例如当温度变化而进行扩张或收缩时，挠曲件102跟随喷射组件的变化同时保持喷射组件紧密地配合抵靠对应的对齐基准。例如，当喷射组件被定位时，对抗喷射组件的该弹力可以是大约5磅至大约20磅，或大约8磅至大约12磅。该弹力的幅值可由挠曲件102的弹性常数k控制，所述弹性常数k可通过选定材料、形状或相关参数例如已加工金属片104的厚度t、角度α和宽度w而得以预先选择。弹性常数k可以是大约200磅每英寸至大约600磅每英寸，或大约300磅每英寸至大约600磅每英寸，或大约400磅每英寸至大约500磅每英寸，例如450磅每英寸。在一些示例中，该材料可以是不锈钢或其它适合的金属或塑料材料。该材料还可涂覆有一个或多个涂层以提供期望的光滑度或其它的电特性、热特性和/或机械特性。所述各种参数例如α选定成使得表面132与第二弯曲点108之间的距离q沿第二弯曲点108沿y方向为大约2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.043mm、3.1mm、3.2mm、3.293mm、3.3mm和/或达到大约3.5mm、3.45mm、或3.40mm。角度α可以是例如大约5度、8度、10度、13度、13.7度、15度和/或达到大约25度、22度、20度或其它度数。宽度w可以是例如大约3mm至大约10mm，例如6mm，或其它宽度。厚度t可以是例如大约0.4mm至大约1.0mm或大约0.5mm至大约0.8mm，例如0.64mm，或其它厚度。
挠曲件102包括使得该挠曲件不被磨损而失去它的弹性特征的固有工作条件。例如，在所述工作条件下，角度α被压缩使得弯曲部122的前边缘142和/或第二弯曲点108各朝挠曲支承件78，80沿y方向行进少于大约600微米、550微米、500微米、475微米或450微米。利用挠曲支承件78，80的止动表面124，126，128，130和弯曲部122的设计(图4和图5)，从而防止角度α的超出该压缩范围以外的压缩。具体地，弯曲部122的长度l、角度β和其它的相关参数选择成使得当需要时，弯曲部122的前边缘142被止动表面124，126，128，130止动以防止角度α的进一步压缩。角度β可以是大约60度、70度、80度、90度、100度和/或达到大约175度、165度、155度、145度、145.7度或130度。在一些实施例中，在喷射组件18，20(图1)装载以前，在组装的机架22中，弯曲部122的前边缘142与止动表面124，126，128，130之间的距离是例如大约600微米、650微米、700微米、750微米、762微米、800微米和/或达到大约1000微米、950微米或900微米。机架22的金属件74还可包括用于将喷射模块10精确地定位到打印杆10上的附加对齐基准98，100。
机架22上喷射组件18，20的该精确定位(图1)还借由该喷射组件上的与机架22载有的对齐基准相接合或匹配的高精度对齐基准而得到帮助。图7示出喷射组件的包括基部144的部分146，该部分146包括墨入口28和座圈58(也见图1)。图7的该部分146附接到包括喷射组件的泵室24的组件体(未标示)且在该组件体的各侧，所述附接例如螺钉连接或粘接。座圈58和基部144可被加工为具有用于附接到不同类型的喷射组件的期望构造的一体件。在一些实施方式中，座圈58可一致地设计或制造且可被紧固到基部，像基部144一样，从而具有用于不同类型的喷射组件的不同构造和尺寸。在部分146的协助下，本领域已知的不同的喷射组件可容易用于喷射模块10(图1)中，而无需组件体的改造。
参考图8，在图1的喷射模块10中，两个同样的部分146a，146b经由座圈的表面而彼此接触，所述两个同样的部分146a，146b各与图7的部分146相同且附接到相邻定位的喷射组件18，20之一。各座圈58a，58b可包括呈例如高精度表面这种形式的三个对齐基准148，150，152。对齐基准148沿y方向可接触对齐基准42，44(图1)或挠曲件102的第二弯曲点108(图6)。沿x方向，各座圈146a，146b具有的宽度D大于喷射组件的任何其它部分的宽度，使得两个喷射组件仅在座圈58a，58b的高精度表面处相互接触。在图示示例中，座圈58a的高精度表面152接合座圈58b的高精度表面150。两个座圈146a，146b的两个高精度表面152，150紧密地彼此压靠在对齐基准58与挠曲件72之间或对齐基准66与挠曲件68之间(图1)。高精度表面150，148，152可具有与图3的高精度表面42，44，66，70相同的特征例如尺寸或低摩擦系数，且相似地工作。例如，各高精度表面150，148，152的表面面积为大约4mm2至大约10mm2，例如大约5mm2，并且各精度表面42，44，66，70的表面面积为大约4mm2至大约10mm2，例如大约5mm2。这些高精度表面的表面面积足够大以用于表面的接合，且同时足够小以用于当接合的表面之间发生相对运动时减小接合表面上的拖曳力。座圈58a或58b的底表面153(不完全可视)也可以是具有低摩擦系数的高精度表面，使得当它与机架22的顶表面64接触时，喷射组件的喷嘴阵列大致在相同的水平x-y平面内。
参考图10，图1的紧固件50，52，54，56可各包括组装在带肩螺钉154上的环158和弹簧156。弹簧156卷绕螺钉154的在环158与头部164之间的中间体166，且保持被束缚于头部164与环158之间。在使用中，带肩螺钉154的远端160可被旋入金属件74的孔85，86，88，90中(图3)，并且弹簧156可经由环158压缩座圈58紧密地抵靠金属件74的表面64(图3)。远端160载有与金属件74的孔85，86，88，90中的螺旋形螺纹相对应的螺旋形螺纹160(图3)。远端160可具有小于孔85，86，88，90的深度的长度h。当远端160被完全插入机架22的孔中时，带肩螺钉154的肩部167接触机架22的顶表面64。这种接触用作一种止动，使得弹簧156按预定量被压缩。因为该止动，所以用于安置带肩螺钉的扭矩的量不影响所述弹簧的压缩量。在一些实施例中，用于安置所述螺钉的扭矩可以为大约0.5英寸磅至大约20英寸磅。
螺钉154的中间体166可具有比孔168的直径db较小的直径dm，且可穿过座圈的孔168(图8)而不接触该座圈使得该螺钉体绝热于该座圈。例如，直径dm可以是大约3mm至大约8mm或大约4mm至大约6mm，并且直径db可以是大约3.5mm至大约8.5mm或大约4mm至大约6.5mm。另外，螺钉体与座圈之间的空间容许座圈例如当温度变化时在x-y平面内扩张或收缩而不与螺钉干涉。直径dm与直径db之间的差可以大到例如大约1000微米、750微米或500微米，并且这种差也容许Dy和Db或Dx和Da之间的差(图3)相对地大，使得这些相对距离Dy、Db、Dx和Da的加工无需以超高精度实现。
弹簧156将大约2磅至大约10磅或大约4磅至大约8磅例如5磅的力经由环158施加到座圈58上。座圈58夹持在弹簧与机架之间。使用紧固件154在x-y平面内在座圈58与表面64之间不产生扭矩，并且在x-y平面内对先前精确定位的喷射组件不产生影响。弹簧156也容许座圈当温度变化时沿z方向扩张或收缩。环60可由热电非传导材料制成，使得座圈(因此以及喷射组件)是绝电绝热于带肩螺钉154和弹簧156。带肩螺钉154和弹簧156可由金属材料例如不锈钢或其它制成。环60可由例如塑料、橡胶或乙缩醛均聚物(homopolymer acetal)(例如由位于美国加利福利州ProfessionalPlastics公司可获得的Delrin)制成。一个或多个涂层可应用到这些元件例如用以改变该元件的机械特性、化学特性或电特性。
机架22(图1)包括金属件74和挠曲支承件78，80(图3至图5)，所述机架22和各喷射组件的部分146(图7)可包括相同的结构材料以提供遍及机架22和部分146的一致的导热性和导电性。该一致的导热性或导电性可使得喷射组件和机架能够以大致相似的方式反作用于模块中或环境中的热或电方面的变化。例如，当喷射模块10的温度改变(例如改变大约20℃至大约80℃)时，喷射组件18，20和机架22可沿不同方向扩张或收缩相似的量(例如差异小于大约200微米或小于大约100微米，例如大约65微米至大约75微米)。该一致的传导性可使得在打印期间在喷射模块10的不同部件上积聚的电荷例如静电荷经由接地的机架22而能够被消除。适合的结构材料可包括例如铝，具体地，铸铝工装板(tooling plate)(例如由位于NJ，Lumberton的Radwell International公司可获得的MIC-6)。该铸铝工装板在加工或热循环期间可抗扭曲或翘曲。
在一些实施方式中，一个或多个附加的导热导电且耐化学反应和耐机械磨损的涂层可形成在机架22的全部表面上，包括挠曲支承件78，80的表面，或机架22的被选择表面例如高精度表面。该涂层是导热导电的，使得部分146和机架的结构材料的期望的热特性和电特性得以维持。该涂层的耐化学反应性可防止机架22和部分146彼此之间或者与溅出或泄漏到喷射模块10的外表面上的墨发生化学反应，并且有助于维持机架上对齐基准的精度。该涂层的高度耐机械磨损性防止对齐基准和其它表面的磨损。例如，可防止挠曲件或对齐基准的表面因喷射组件的表面(例如在组装过程中)的运动和接触引起的摩擦而被机械地改变或去除。
适合的涂层材料可包括例如氮化铝、铬、镍、聚四氟乙烯-镍或它们的组合。在一些实施例中，该涂层材料包括容纳例如大约20wt％至大约30wt％或大约22wt％至大约24wt％的聚四氟乙烯(PTFE)的均质的聚四氟乙烯-镍混合物。该涂层可具有大约2μm、4μm、5μm、8μm、10μm和/或达到大约20μm、18μm、15μm、13μm、12μm的厚度。一种商业上已知的聚四氟乙烯-镍涂层材料是由位于IL，Downers Grove的Bales Mold Service公司可获得的NICKLON。相似的涂层材料例如由位于MA，Westfield的Westfield Electroplating公司可获得的TEFNI-2000。在一些实施例中，该涂层材料包括结状的(nodular)、薄的且致密的铬，该涂层可被电镀到期望的表面上且可具有大约1微米至大约10微米例如大约2.5微米、5微米、5.5微米、7微米或7.5微米的厚度。一种商业上已知的这种铬涂层技术由位于IL，Dekalb的公司可获得。在一些实施例中，可采用多种涂层材料和工艺。例如，可采用双重镍/Armoloy电镀工艺。
在一些实施例中，喷射组件上的对齐基准的表面涂覆有一个或多个耐化学反应的例如耐墨的涂层以通过化学方式保护这些表面并维持这些表面的高精度。例如，图8的表面148，150，152涂覆有剥离剂，例如脱模剂SK22(由位于PA，Quarryville的Stoner公司可获得)。在一些实施方式中，喷射组件上的对齐基准的表面可阳极化处理(例如按美国军标MIL-A-8625F类型A、2类、黑色执行氧化)。所述耐化学反应的涂层可以是可选地施加到所述已阳极化处理的表面上。
在图9所示示例中，喷射组件的部分146上的对齐基准可包括附接到各表面148，150，152上的耐化学反应的突起单元154(也见图8)，所述附接例如粘接。突起154可部分地或全部地覆盖它所附接到的表面且可具有取代表面148，150，152的、与机架22上的挠曲件或对应的对齐基准相接触的精度表面。这些突起单元154将对齐基准的初始接触表面隔开，以防止这些接触表面在有墨时发生化学反应。突起单元154可由具有良好导热性的材料制成，使得全部喷射模块10(图1)的导热性不受影响，所述良好导热性的材料例如石墨，例如DFP碳(由位于TX，Decatur的Poco Graphite公司可获得)，或ACF-10Q(由位于TX，Decatur的Poco Graphite公司可获得)。喷射组件经由机架的顶表面64和座圈的接触从而与机架22保持电接触(图1和图3)。
参考回图1，加热元件156附接到机架22的表面以加热喷射组件20的泵室内的墨以减低墨粘稠度和有助于墨喷射。另外一个加热元件(未示出)可相似地布置和用于喷射组件18。加热元件156沿y方向延伸以覆盖泵室24排并且可将机架加热至大约30℃至大约65℃。加热元件156的示例可包括60瓦的带状加热器。
机架22的加热可引致机架22和喷射组件18，20沿全部三个方向扩张。例如，将机架22从室温(大约7℃至大约32℃)加热至大约80℃或60℃，机架22和各喷射组件沿y方向自然地扩张大约30-40微米。术语“自然地”，如在此所用，意指在如同机架22或喷射组件18，20是自由直立的且未(例如分别被打印杆12或机架22)定位的或约束时测量的扩张或收缩的量。在一些实施例中，喷射组件和机架22可沿所述方向的一个或多个自然地扩张不同的距离。例如，所述不同可以是大约±50微米至大约±200微米或大约±65微米至大约±100微米。期望是，喷射组件按在没有机架22的约束的环境条件下它们将自然地具有的距离自由地扩张或收缩。所加工或制造的泵室、喷嘴阵列和喷射组件的其它部件的自然形状可在喷射组件的自然扩张期间得以保留，使得例如喷嘴阵列中的喷嘴保持等距离以及喷射组件的相对对齐的高精度得以维持。
喷射组件独立于机架的、按它们的自然量的自由扩张或收缩通过前面所讨论的喷射模块10的设计而实现，并且喷射模块10能够在整个打印过程以期望的分辨率以高精度进行打印。喷射模块10可吸收在喷射组件与机架之间的达到大约300微米、275微米或250微米的扩张差异，同时保持喷射组件的定位和对齐的精度。图11示意地示出在图1和图3至图6中描述的机架22的顶视图(一些部件未示出)。在x和y方向的每一方向中，一个包括硬止动件的对齐基准与对应的挠曲结构配成对(例如对齐基准42和挠曲件48，对齐基准44和挠曲件46，对齐基准70和挠曲件72，和对齐基准66和挠曲件68)。喷射组件18，20可被装载在对齐基准-挠曲件对之间，使得每个喷射组件具有与对齐基准的硬止动件相接合的一端和由对应的挠曲件加载的另一对应端。沿z方向，喷射组件18，20各定位在当紧固件(例如紧固件54)被旋入机架22时用作硬止动件的高精度表面64与弹簧156(图10)之间。因此，沿各方向，喷射组件18，20能够在与挠曲件或弹簧相接触的端部处相对于机架22扩张或收缩。因为喷射模块10内的一致的导热性和所用的材料，所以机架和喷射组件的自然扩张或收缩之间的差异小且所述挠曲件和弹簧可容纳(tolerate)此差异。另外，喷射组件与彼此或与机架接触所在的所有表面内的拖曳力小，使得喷射组件可大致自由地扩张或收缩而无实质的拖曳。例如，当沿x或y方向扩张或收缩时，各喷射组件上的总的拖曳力小于20磅、小于18磅、小于15磅、小于12磅、小于10磅、小于8磅或小于6磅。
在图12、图13和图14所示示例中，沿y方向，包括泵室24的泵室阵列158精确定位在机架22上(图1)在硬止动件与挠曲件之间。各相邻的成对泵室24以距离dc等距地隔开。当环境温度变化时，例如，如上解释地通过加热机架22，泵室阵列158以与机架22和泵室阵列158的自然扩张距离之间的差大致相等的距离de扩张和往回推挠曲件。泵室24保持以大于dc的邻近距离等距分开。机架22上的另一喷射组件的第二泵室阵列可进行相同的扩张，从而维持如图2中所述沿x方向来自所述两个喷射组件的泵室的精确偏移。对比之下，如果泵室阵列156已固定在两个硬止动件之间，或者紧固件50，52，54，56已阻止阵列扩张，则当加热时，阵列160将形成弧状(如果机架扩张小于阵列)，从而导致邻近距离d1、d2、d3彼此不同。泵室阵列160于是将打印非等间隔的打印行，并且泵室161相对于在相同机架上的另一喷射组件的泵室沿x方向预先确定的偏移的精度丧失。
虽然在图1所示示例中，仅两个喷射组件定位在机架22内，但是三个或更多个喷射组件可按相似于喷射组件18，20的方式定位在设计成相似于机架22的机架上，以提供以比模块10甚至更高的分辨率进行打印的能力。例如，这种机架可包括大于开口62的开口(图3)且适用于暴露来自沿x方向堆叠的三个或更多个喷射组件的三排喷嘴。一个或多个附加的成套挠曲件和对齐基准可配置在挠曲件46和对齐基准44近旁以接收附加的喷射组件。对齐基准42，44和附加对齐基准可为各喷嘴提供相对于相邻喷射组件的对应喷嘴的大约d/n的偏移，其中n是表示喷射组件的总数量的整数。
在一些实施例中，机架162(图15，细节未示出)可容许四个同样的喷射组件164，166，168，170的精确定位，以提供以各喷射组件能打印的分辨率的两倍高的分辨率和以单个喷射组件的打印范围(例如图2的R)的大约1.5至2倍大的打印宽度S进行打印的能力(喷射组件可与彼此和/或与机架162接触，这在图中未示出)。例如，宽度S可以是大约60mm至大约130mm，例如64.5mm，或大约130mm至大约260mm。机架162具有包括第一半部172和第二半部174的之字形状，每个半部用于两个喷射组件的定位。各半部172，174可以相似于图1的机架22(例如，包括对齐基准和挠曲件)以使两个喷射组件164，166或168，170容易定位，以便提供以各喷射组件能够打印的分辨率的两倍大的分辨率进行打印的能力。第一半部172中的喷射组件各具有它的与第二半部174中的对应喷射组件的喷嘴沿x方向对齐的喷嘴。在图15所示示例中，喷射组件164的喷嘴176a，176b与喷射组件168的喷嘴178a，178b对齐，并且喷射组件166的喷嘴180a，180b与喷射组件170的喷嘴182a，182b对齐。重迭距离p因此以及沿x方向对齐的喷嘴的数量，可按期望的进行选择并且可由机架162的对齐基准和形状进行控制。例如，重迭距离p可以是例如大约0mm至大约5mm。与前面所讨论的那些相似的紧固件和/或弹簧、挠曲件、附加对齐基准可用于帮助机架162的不同部分中的喷射组件的对齐和定位。在一些实施例中，机架162的各半部172，174设计成用于三个或更多个喷射组件的定位。两个半部172，174可接收相同或不同数量的组件。另外，机架可延伸成具有阶梯形状且包括三个或更多个部分，各部分相似于半部172，174。所述阶梯形状的机架可提供更大的打印宽度。也可采用其它形状的例如金字塔形状的机架(以下图17)。
参考回图1，相似于喷射模块10中的喷射组件的定位，喷射模块10可定位在打印杆12上，而两个对齐基准98，100之一者与打印杆12上的硬止动件接合并且两个对齐基准98，200的另一者弹性受载于例如挠曲件或弹簧。喷射模块10的机架22当需要时可在打印杆12上自然地扩张或收缩。例如，对齐基准100可沿y方向弹性受载大约10磅至大约50磅例如12磅的载荷力。对齐基准98可与提供大约50N至大约100例如80N的力的硬止动件接合。喷射模块10沿其它方向的定位可相似地或不同地完成。例如，沿x和z方向，喷射模块10可弹性受载大约2-10磅例如5磅，和分别大约20磅、15磅、10磅或5磅的载荷力。喷射模块的装载还可容许该喷射模块扩张或收缩达到大约300微米、275微米或250微米的量。
在一些实施例中，打印杆12可设计成使得，图1的多喷头模块10在打印杆12上的精确定位使打印机能够以比各喷射模块10能够打印的甚至更高的分辨率或沿y方向更大的打印宽度进行打印。例如，两个或更多个喷射模块10可以以相似于两个喷射组件18，20定位在机架22上所用的方式定位在打印杆上。不同喷射模块的对应的喷嘴可相对于彼此偏移以提供沿喷嘴排的高的喷嘴密度。各喷射模块10中的两个喷射组件可用相同的颜色或以两种不同的颜色进行打印。在一些实施例中，定位在打印杆12上的多喷头模块10可用多于两种颜色进行打印。
相似于对齐基准42，44，打印杆12可包括预先确定的对齐基准和它们的对应的弹簧或挠曲件，以使得各喷射模块10能够被精确定位到打印杆12上。打印杆12还可包括可调节的例如螺钉可调节的对齐基准，并且可用于接收不同尺寸和类型的喷射模块。高精度可通过测试打印和对可调节的对齐基准的精细调整而实现。打印杆12可包含与机架22的基部材料相同的材料，例如铝、不锈钢或电镀钢(plated steel)。也可采用其它材料。
在图16所示示例中，打印杆12可具有配置成金字塔排列的一组开口190，192，194。所述组中的各开口包括预定的对齐基准196和对应的挠曲件或弹簧198以装载喷射模块10。各对齐基准和挠曲件可相似于或相同于以上所讨论的那些。所述该组开口中的挠曲件和基准的其它配置也是可能的。可采用更多的对齐基准和挠曲件或弹簧，并且各被装载的喷射模块10可按相似于各喷射组件18，20相对于机架22扩张或收缩的方式相对于打印杆12扩张或收缩。在所述金字塔顶部的开口194让它的两端各与每个开口190，192沿x方向重迭。定位在这些开口中的喷射模块10可在重迭范围200，202中进行重迭，使得在重迭范围200，202内来自在底部开口190，192中被装载的喷射模块10的喷嘴与来自在顶部开口194中被装载的喷射模块10的喷嘴沿x方向对齐。三个被装载的喷射模块10的打印宽度204可以是单独的喷射模块的打印宽度的大约三倍大，并且在打印宽度204内来自全部三个喷射模块10的喷嘴可以是沿喷嘴(y方向)排等间隔的。重迭范围200，202可基于喷射模块10的尺寸、沿x方向待重迭的喷嘴的数量和其它参数或条件而选择。打印杆12可包括像所述成组开口190，192，194一样的沿x方向的两组或更多组开口，以增大沿y方向的总体的喷嘴密度，或沿y方向以获得甚至更大的打印宽度204。
在图17所示示例中，打印杆12可包括一个或多个开口206，各开口能够接收三个喷射模块10。各开口206对应于图16的成组开口190，192，194。具体地，开口206包括配置成金字塔排列的三个部分190a，192a，194a。顶部194a在开口区域200a，202a中连接到底部190a，192a。开口206的各部分可包括相似于图16的各开口的那些的特征，例如对齐基准和挠曲件或弹簧(未示出)。喷射模块10可以相似于它们被装载到图15的成组开口中的方式被装载到开口206中，并且可具有相似于图16的喷射模块10的那些的特征，例如扩张的打印宽度。各喷射模块10可包括一个或多个附加对齐基准，使得在底部190a，192a中被装载的各喷射模块10与在顶部194a中被装载的喷射模块10直接经由在开口区域200a，202a中的对齐基准而配准。打印杆12也可包括其它形状的开口。在一些实施例中，图16和图17的各开口或开口部分可装载两个或更多个喷射模块。
在图18和图19所示的特定示例中，打印杆220包括在基板223中确定的且由分隔条244彼此隔开的四个平行开口222a-222d。各开口具有一定尺寸，以定位一个喷射模块例如图1的喷射模块10并暴露喷射模块10的喷嘴用于打印。出于示意目的，一个机架22a(像图1的机架22一样)示出在开口222d中(而喷射组件例如喷射组件18，20未示出)。沿y方向(平行于各分隔条244延伸所沿的方向)，机架22a被紧密地配合在打印杆220的操作侧224的调节螺钉230与打印杆220的对立侧的弹簧定位销228之间。具体地，机架22a让载有对齐基准100的一端260弹性受载于弹簧定位销228。弹簧定位销228可具有从主体229延伸出的、且与对齐基准100呈点接触的曲型的例如球状的接触头部232。接触头部232可在所述对齐基准上施加由弹簧定位销228的弹性常数和当机架被插入时接触头部232的预定的线性位移所确定的弹力。各弹簧定位销228可具有大约10N/m至大约50N/m的弹性常数，并且可在机架22a上施加大约25N至大约100N的力。
在相同方向，机架22a具有载有对齐基准98的另一端262，所述对齐基准98与由调节螺钉230的头部234提供的硬止动件相接触。头部234还可具有曲型表面以仅提供在调节螺钉230与对齐基准98之间的点接触。调节螺钉230通过转动该螺钉从而可沿y方向来回运动。弹簧受载的对齐基准100可抵抗由弹簧定位销228的接触头部232施加的弹力而运动，并且机架22a相对于打印杆220沿y方向的位置可被调节。在一些实施例中，调节螺钉230可沿y方向以大约0微米至大约1000微米的距离运动，并且该运动可以精确到大约1微米至大约15微米。
沿x方向，机架22a定位在第一对挠曲件236a与对应的硬止动件238a之间和在第二对挠曲件236b与渐细锥体252的对应的表面239之间。在一些示例中，两个挠曲件236a，236b可以是同样的且相对于各开口222a-222d呈对角地配置。各挠曲件236a，236b可包括被紧固端和从该紧固端延伸出的自由端。各自由端载有对齐基准240a，240b，所述对齐基准240a，240b在机架22a的侧表面241a，241b上施加力(图19)。各力是沿由渐细锥体252的表面239和对应的硬止动件238a所施加的力的对立方向。当挠曲件呈对角地配置时，连接对齐基准240a，240b的直线不平行于x方向，并且由表面239和硬止动件238a施加在机架22a上的力的方向的延长部不重迭。在所述被紧固端，挠曲件236a，236b可利用例如一个或多个del销(delpin)242(未全部示出)和螺钉250而附接到打印杆220的边缘246，248和分隔条244上。硬止动件238a可以是分隔条244和端部246，248的连续部分，并且可具有平的或曲型的高精度表面以沿x方向接触在机架22a的各侧的外表面。
机架22a的边缘点(edge point)245接触锥体表面239上的接触点243。当接触点243在锥体表面239上运动时，边缘点245可沿x方向上下推压。在图示示例中，锥体252从开口222d的端部朝开口222d的中心连续地逐渐变细。大直径端253连接到可调节的螺钉254，并且小直径端255座落在引导件238b上，使得当螺钉254转动时，小直径端255(以及整个锥体252)在引导件238b上沿y方向来回线性地运动。具体地，当锥体252被调节成朝引导件238b运动时，接触点243运动到表面239上的与大直径对应的点并且将边缘点245向挠曲件236b按压。在另一方面，当锥体252调节成朝操作侧224运动离开时，接触点243运动到表面239上的与小直径对应的点并且将边缘点245朝锥体252往回释放。机架22a的边缘点245可沿x方向运动大约0微米至大约500微米的距离，并且该运动可精确到大约1微米至大约10微米。锥体252的表面239是光滑的且制成具有高精度以有助于机架的边缘点245的高精度调节。渐细锥体252的减细角度257、螺钉254的螺纹259的密度、螺钉254的总的可转动距离(未示出)和其它参数可被选择以获得边缘点245能够运动的期望的精度和总距离。
机架22a的边缘点234的运动调节机架22a在x-y平面内的定向。该定向的特征可在于，在x-y平面中y方向与机架22a的长轴线256之间的定向角度θ(为展示而被夸大)。例如，当边缘点245被推挤而沿-x方向朝挠曲件236b运动时，机架22a挤靠挠曲件236b的对齐基准240b，使得对齐基准240b沿-x方向朝打印杆220的端部246往回后退。同时，硬止动件238a推挤机架22a抵靠挠曲件236a的对齐基准240a，使得机架22a顺时针旋转且角度θ增大。通过反转边缘点245的运动的方向，机架22a可逆时针旋转且角度θ可减小。挠曲件236a，236b的对角形配置和机架22a与表面239之间的点接触，调节螺钉252，254和打印杆220的其它部件有助于机架22a的运动和角度θ的调节。在一些实施方式中，各挠曲件236a，236b具有大约20N/m至大约60N/m的弹性常数且在机架22a上施加大约10N至大约100N的力。角度θ可调节到大约±0.4度的值，并且该调节的精度可为大约0.01度至大约0.05度。在一些实施例中，锥体252可沿对立于图中所示方向(-y)的方向渐细。也可采用带有渐细表面的其它适合的装置。
定位在四个开口222a-222d之一中的各喷射模块10或机架22a可被调节以精确对齐定位在其它开口中的其它喷射模块或机架，而不影响其它的喷射模块或机架的位置和定向θ。所述位置的调节可独立于对各喷射模块10或机架22a的定向的调节。例如，在开口222d中的第一机架22的位置和定向被调节和设定后，对应于开口222c的渐细锥体252可调节成将开口222c中的第二机架的长轴线对齐于第一机架22a的长轴线256。第一和第二机架的喷嘴沿x方向的相对位置于是可通过转动开口222c的调节螺钉230(y方向像素调节)进行调节，而不影响机架的先前对齐的定向。开口222b，222a中的附加的两个机架可相似地对齐。对于θ和对于y方向像素的待调节量可通过测试打印或通过光学测量而确定。根据不同的打印需要，所述y方向像素调节可使得各喷射模块10的喷嘴沿x方向相对于彼此对齐或偏移。所述对齐调节通过仅在机架的操作侧224取用就可操作和完成，并且可由使用者方便地完成而无需特殊工具。
在对全部四个喷射模块10的调节完成以后，调节螺钉230和带螺钉254的渐细锥体252可相对于基板223和分隔条244固定。
一旦喷射模块被设定，如果一个或多个喷射模块10需要被更换或移除和重新安装，这通过拔出该一个或多个喷射模块10并且将新的(或重新安装的)喷射模块10插入在挠曲件、弹簧定位销、硬止动件、和固定的调节螺钉230和渐细锥体252之间从而可迅速且容易地完成，而无需重复使新喷射模块10对齐的过程。喷射模块10中一个或多个喷射组件的更换可直接在喷射模块10中完成，而不影响打印杆220中喷射模块10的定位。
如图18所示，通过分别利用弹簧定位销268和带肩螺钉270将机架22a的两端部260，262沿z方向压靠打印杆220的表面264，266，从而机架22a可被紧固到打印杆220。表面264，266在平行于x-y平面的相同平面中是大致等高的，使得喷射模块10的喷嘴阵列水平地平行于y方向。弹簧定位销268可具有相似于弹簧定位销228的特征，例如弹性常数。在一些实施例中，弹簧定位销268还具有曲型接触头部(未标示)，所述曲型接触头部与上表面271呈点接触或者延伸到端部260的对齐孔272中(图11)。弹簧定位销268在机架22a上所施加的沿z方向的力为大约10N至大约40N。弹簧定位销228，268可固定到直立元件225，该直立元件225利用螺钉227而螺钉接合到基板223。带肩螺钉270可具有与图10的带肩螺钉154的那些相似地配置的绝缘环278、弹簧276和本体274。本体274被旋入打印杆220中而不接触机架22a，并且弹簧276在机架22上沿z方向施加大约20N至大约100N的力。弹簧定位销268和带肩螺钉270两者将机架22a紧固到打印杆220而不在机架22a上引起扭矩，使得对齐角度θ不受影响。在一些实施例中，机架22a的角度θ的定向调节和y方向像素调节也可在弹簧定位销268和带肩螺钉270被应用到机架22a之后以前面所描述的方式完成。
在一些实施例中，绝缘的例如绝热的和/或电绝缘的薄片282可应用在打印杆220的各顶表面264，266上，使得机架22a的端部260，262是绝热和/或电绝缘于打印杆220。总而言之，在打印杆220上的或打印杆220的元件或部分中，机架22a仅直接接触调节螺钉230(y方向)和弹簧定位销228的接触头部232，234、挠曲件236a，236b的对齐基准240a，240b、硬止动件238a和表面239(x方向)、以及绝缘片282(z方向)。打印杆220与机架22a之间的接触沿x和y方向是最小的，并且机架22a大致绝热和电绝缘于打印杆220。机架22a沿三个方向x、y和z的弹性装载容许机架22当经受热变化或其它变化时自由扩张或收缩。
打印杆220的基板223可由金属制成，所述金属例如铝比如铸铝(由位于PA，Pittsburgh的Alcoa公司可获得的MIC-6)、不锈钢例如304或316不锈钢、A2工具钢、或带涂层的不锈钢。螺钉227，254、本体270和渐细锥体252可由不锈钢或其它适合的材料制成。弹簧定位销228，268可具有商业上可获得的不同形状，例如由位于MI，Auburn Hills的MonroeEngineering公司可获得。挠曲件236a，236b可由塑料、不锈钢、软钢(mildsteel)或弹性材料制成，所述塑料材料例如乙缩醛(Acetal)，乙缩醛在商业上作为Delrin由位于OH，Brooklyn Heights的Professional Plastics公司可获得。绝缘片282还可包括塑料，所述塑料例如酚醛(phemolic)比如由位于PA，Chambersburg的Electrical Insulating Material公司可获得，或者可包括由位于UK，Southampton的Lucite International公司可获得的NomexAramide纸。具有相似特性的其它适合的材料也可用于打印杆220的不同部件。
在一些实施例中，四个开口222a-222d可配置在不同的构造中。打印杆220可包括多于四个开口，例如五个、六个或甚至更多。基板223和直立元件225可以是连续加工的工件。挠曲件或弹性廓形可用于取代弹簧定位销228，268，并且垂直定向的扩张芯轴(mandrel)可用于取代渐细锥体252。挠曲件236a，236b可具有其它形状例如斜坡状，并且可配置在与图18所示构造不同的构造中。
打印杆220还包括用于与其它的打印杆220对齐或用于安装到另一打印杆上的机构，例如孔销(dowell pin)280。打印杆12，220可以是分步重复(step-and-repeat)打印机的打印杆，其中，当基材16静止时喷射模块10跨越基材16沿x方向来回扫描，并且基材16在扫描之间以预定距离沿y方向行进。打印杆12也可以是单道次(single-pass)打印机的打印杆，其中，喷射模块10保持静止并且在沿x方向运动的基材16上进行打印。
由分步重复式打印机或单向打印机打印的图像14的分辨率，虽然与喷射模块10能够打印的分辨率相关联，但也可通过沿x方向定位多个喷射模块10来提供沿y方向的期望的高喷嘴密度从而得以增大。相似于喷射组件18，20在机架22上组装的方式，一个喷射模块中的喷嘴阵列可包括相对于安装在打印杆12上的其它喷射模块的一个或多个喷嘴阵列沿x方向的偏移，以增大沿y方向每英寸的喷嘴数量。在一些实施例中，该多个喷射模块也可按照相似于喷射组件164，166，168，170的方式配置，以进一步增加沿y方向喷嘴阵列的扩张。当图像14具有大的宽度时，沿y方向的大的扩张在单道次打印机中是所期望的。
喷射模块10的两个喷射组件可喷射具有相同颜色的墨，或者每个喷射组件可喷射与另一者所喷射的墨不同颜色的墨。多个例如三个喷射模块10也可用于打印机中以打印带颜色的图像。
不同类型的喷射组件可用于喷射模块10中。喷射组件的不同类型的讨论在2008年5月22日提交的USSN 12/125,648和U.S.5,265,315中提供，各文献的全部内容通过引用结合于此。只要喷射组件在机架22上的定位的方式和/或目标大致不受影响，则机架22的各部分可以呈不同的形状或形式并且可定位在不同的位置。对齐基准可以是呈除高精度表面以外的形式，例如可接合的突起和凹口或其它。图3至图5的挠曲支承件78，80和金属件74可以是经加工的连续的工件。挠曲支承件78，80可具有各种形状和厚度，所述形状例如圆柱状，并且可位于与图1和图3所示的那些不同的位置。金属件74，包括对齐基准，也可具有与附图所示的那些不同的构造。挠曲件46，48也可以呈除金属片以外的形式，例如弹簧。挠曲件102的金属片104的不同部分(图4)可具有除矩形以外的不同形状，例如椭圆形、圆形或其它。喷射组件的定位也在2005年4月29日提交的USSN11/118,704、2005年4月29日提交的USSN 11/118,293、2005年4月27日提交的USSN 11/117,146和2008年3月28日提交的USSN 12/058,139中得以描述，各文献的全部内容通过引用结合于此。喷射组件所喷射的墨可包括传导性墨、磁性墨、或在发光二极管(LED)显示器的制造中所用的材料。喷射组件也可用于向基材上配给或沉积除墨以外的流体。所述流体可包括非图像成形流体。例如，三维模型胶(model paste)可得以选择性地沉积以建立模型。生物样本可沉积在分析阵列上。
其它实施例也在随附权利要求的范围内。

Claims (26)

1.一种安装装置，包括：
机架；以及
用以实现将第一和第二喷射组件安装在机架上的特征，所述特征包括：
第一和第二对齐基准，当安装时相对于所述机架被预先固定以建立所述第一和第二喷射组件的相应位置，使得沿所述喷射组件之一者长度的至少一些喷嘴相对于沿所述喷射组件的另一者长度的至少一些喷嘴具有预定偏移，和
开口，用以暴露沿所述第一和第二喷射组件长度的全部喷嘴以容许将流体喷射到基材上，以及
其中所述机架涂覆有聚四氟乙烯-镍涂层，所述聚四氟乙烯-镍涂层包括聚四氟乙烯和镍的均质混合物。
2.如权利要求1所述的安装装置，其中，所述特征还包括用于所述喷射组件的至少一个紧固件。
3.如权利要求2所述的安装装置，其中，所述紧固件包括：用于将所述紧固件固定到所述装置的工件；和用以在所述喷射组件上施加力的弹性件。
4.如权利要求3所述的安装装置，其中，所述紧固件包括螺钉，并且所述弹性件包括弹簧。
5.如权利要求2所述的安装装置，其中，所述紧固件在所述喷射组件上不强加扭矩。
6.如权利要求1所述的安装装置，其中，所述涂层具有大约2微米至大约8微米的厚度。
7.如权利要求1所述的安装装置，其中，所述特征还包括对应于所述第一或第二对齐基准的至少一个挠曲件。
8.如权利要求1所述的安装装置，其中，所述特征还包括用于沿垂直于所述喷射组件长度的方向建立所述喷射组件的相应位置的附加对齐基准。
9.一种安装装置，包括：
机架，用于安装喷射组件以容许将流体从所述喷射组件的喷嘴沿喷射方向喷射到基材上，和
紧固件，用于沿喷射方向在所述喷射组件上施加力以保持所述喷射组件牢固地抵靠所述机架的精度表面于至少一个点中，所述紧固件容许所述喷射组件的至少一部分相对于所述机架围绕处于沿喷射方向的轴线的无扭矩运动；
其中所述机架涂覆有聚四氟乙烯-镍涂层，所述聚四氟乙烯-镍涂层包括聚四氟乙烯和镍的均质混合物。
10.如权利要求9所述的安装装置，其中，所述紧固件包括位于所述喷射组件与所述紧固件的端部之间的弹性元件。
11.如权利要求10所述的安装装置，其中，所述弹性元件是所述紧固件的仅与所述喷射组件相接触的部分。
12.如权利要求9所述的安装装置，其中，所述紧固件包括用于紧固到所述机架的螺旋形螺纹。
13.如权利要求10所述的安装装置，其中，所述弹性元件在所述喷射组件上施加大约2磅至大约10磅的力。
14.如权利要求10所述的安装装置，其中，所述弹性元件在所述喷射组件上施加大约5磅的力。
15.一种安装装置，包括：
机架，用于安装喷射组件以容许将流体从喷嘴喷射，所述机架包括在所述喷射组件的一端处的对齐基准；和
在所述机架与所述喷射组件的第二端之间的弹性薄片金属挠曲件，所述挠曲件具有连接到自由端弯曲处的被紧固端以便沿所述喷射组件长度朝所述对齐基准施加力；
其中所述机架涂覆有聚四氟乙烯-镍涂层，所述聚四氟乙烯-镍涂层包括聚四氟乙烯和镍的均质混合物。
16.如权利要求15所述的安装装置，其中，所述挠曲件具有大约200磅每英寸至大约600磅每英寸的弹性常数。
17.如权利要求15所述的安装装置，其中，所述挠曲件在所述喷射组件上施加大约5磅至大约20磅的力。
18.如权利要求15所述的安装装置，其中，所述自由端包括与所述喷射组件相接触的附加弯曲。
19.如权利要求18所述的安装装置，其中，所述自由端包括超出所述附加弯曲之外的远端，所述远端沿对立于所述喷射组件的位置的方向延伸。
20.如权利要求19所述的安装装置，其中，所述远端可被所述机架上的止动表面止动。
21.如权利要求19所述的安装装置，其中，所述自由端的远端离所述机架上的止动表面为大约600微米至大约1000微米。
22.如权利要求18所述的安装装置，其中，所述附加弯曲离所述被紧固端的表面为大约3.0mm至大约3.3mm。
23.一种安装装置，包括：
金属支承体，用于安装喷射流体的喷射组件，和
在所述金属支承体上的、并且导热导电和耐流体化学反应的涂层，其中所述涂层包括聚四氟乙烯、镍、氮化铬镍或它们中的两者或更多者的组合。
24.如权利要求23所述的安装装置，其中，所述涂层包括镍和聚四氟乙烯的均质混合物。
25.如权利要求23所述的安装装置，其中，所述涂层具有大约2微米至10微米的厚度。
26.如权利要求23所述的安装装置，其中，所述涂层的表面具有小于0.35的摩擦系数。
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