CN104169093A - 打印头的加强 - Google Patents

Abstract

总体上，在一方面，一种装置包括具有中空墨水再填充室的主体、在所述主体的侧面上的板，所述板具有分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱。

Description

打印头的加强

相关申请的交叉引用

本专利申请依照35 U.S.C.119要求2012年3月5日提交的美国临时专利申请第61/606709号和2012年3月5日提交的美国临时专利申请第61/606880号的优先权日的权益。这些临时申请的全部内容通过引用并入本文。本申请合并美国申请序列号____，其与本专利申请提交于同一天，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本说明书中涉及打印头的加强。

发明内容

总体上，在一方面，一种装置包括具有中空墨水再填充室的主体、在所述主体的侧面上的结构，所述结构具有分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱。该系列支柱支承所述主体抵抗在整个中空墨水再填充室上所施加的压缩力。

各实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述板连接至所述主体，以加强所述主体。所述板通过机械粘结而连接至所述主体。所述装置还包括柔性元件，其在所述板的与所述主体的相对侧上并且不与所述一系列支柱接触。所述主体包括碳，所述板包括不锈钢，且所述柔性元件包括聚酰亚胺。所述装置还包括在所述板与所述柔性元件之间的空腔板。所述空腔板包括由凸棱分开的一系列泵送室。所述板相邻于所述主体。所述板中的一系列支柱中的每个支柱的宽度在所述空腔板中的凸棱中相应一个的宽度的±10％以内。所述一系列支柱中的每个支柱的厚度对应于所述板的厚度。所述装置还包括相邻于所述主体的第二板，所述第二板具有分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的第二系列中空通道的第二系列支柱。所述装置还包括第二柔性元件，其在所述第二板的从所述主体的相对侧上并且不与所述第二系列支柱接触。所述装置还包括第二空腔板，其具有每个都由凸棱分开的第二系列泵送室，所述第二空腔板在所述第二板与所述第二柔性元件之间。

总体上，在一方面，一种装置包括组件，其具有包括中空墨水再填充室的主体和在所述主体的侧面上的板。所述板具有分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱。所述装置包括柔性元件，其在所述板的与所述主体的相对侧上并且不与所述一系列支柱接触。

各实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。所述板通过机械粘结而连接至所述主体。所述主体包括碳，所述板包括不锈钢，且所述柔性膜包括聚酰亚胺。所述组件是喷射组件，所述喷射组件还包括在所述板与所述柔性元件之间的空腔板。所述空腔板包括由凸棱分开的一系列泵送室，以及与所述柔性膜接触的压电元件。所述装置还包括套环、出液通道板(descender plate)、以及喷嘴板。所述喷射组件保持在所述套环内，并且流体地连接至所述出液通道板和所述喷嘴板。所述装置还包括壳体和将所述喷射组件连接至所述壳体外部的柔性电路。所述喷射组件由所述壳体包围。

总体上，在一方面，在垂直于所述中空墨水再填充室的长度的方向上，向具有中空墨水再填充室的主体提供机械支承；以及在所述方向上施加力，以将所述主体固定至沿着所述方向定位且在所述主体之下的组件。

各实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。从所述主体上拆卸沿着所述方向定位且在所述主体之下的组件，且此后将组件连接在所述主体之下。所述机械支承通过分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱而设置。所述主体包括碳，所述一系列支柱包括不锈钢。所述主体和所述组件在压力下保持在一起。所述主体和所述组件未粘合在一起。当所述力在所述方向上被施加以将所述主体固定至所述组件时，在所述主体中的孔与在所述组件中的出液通道之间形成对齐的墨水流动路径。

总体上，在一方面，提供了具有中空墨水再填充室的主体，所述主体与在所述主体的侧面上的板接触，所述板具有分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱。

各实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。将柔性元件设置在所述板的与所述主体的相对侧上，并且在使用所述柔性元件的过程中，所述柔性元件不接触所述一系列支柱。所述主体与在所述主体的第二侧面上的第二板接触，所述第二板具有分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的第二系列中空通道的第二系列支柱。在沿着所述系列支柱的高度的方向上施加力；并且将所述主体连接至沿着所述方向定位且在所述主体之下的组件。将所述主体从所述组件上拆卸。清洗所述组件，所述组件包括喷嘴板。

这些及其他特征和方面以及它们的组合可以表述为系统、部件、装置、方法、执行功能的构件或步骤、起作用的方法、以及其他方式。

根据本说明书及各项权利要求，其他特征、方面、实施方式和优点将是显而易见的。

附图说明

图1A-1C是喷嘴板组件的透视图、端部视图及放大视图。

图1D是打印头组件的剖视图。

图1E是在打印杠上的打印头组件的透视图。

图1F是图1C的一部分的放大视图。

图2A-2B是喷墨阵列模块的透视图和剖视图。

图2C是喷墨阵列模块的透视放大图。

图3A-3B是碳体(carbon body)的顶视图和前视图。

图4A-4B是加强板的顶视图。

图4C和4D是重叠的加强板和空腔板的透视图。

图5A-5B是空腔板的顶视图。

图5C是空腔板的剖视图。

图6A和6B是喷嘴板的示意性透视图。

图7A-7C示出了打印头组件的等距视图。

图7D-7H是打印头组件的视图。

图8是碳体的侧视图。

具体实施方式

如图1A、1B、1C、1D和1F所示，喷嘴板组件(或套环组件)10包括套环14、与套环14分开的整体的再循环歧管15、不锈钢出液通道(descender)板17、不锈钢喷嘴再循环板20、以及电铸镍喷嘴板21。所述套环、再循环歧管、出液通道板、再循环板和喷嘴板都具有相同的外围尺寸和形状。

通过使用粘合剂1014，将套环14的底表面1012接合至整体的再循环歧管15的上表面1510。通过使用粘合剂比如环氧树脂，将整体的再循环歧管15粘附至包括出液通道板17和喷嘴再循环板20的层叠件23。层叠是通过将出液通道板17和喷嘴再循环板20粘合在一起完成的。整体的再循环歧管15整合了两个再循环系统的流动路径。再循环系统的细节描述在[0297001]中，其全部内容通过引用并入本文。然后，将再循环板20的底表面1018黏附地接合至喷嘴板21。

所述套环和整体的再循环歧管15可以由碳制成，而喷嘴板21可以是由镍制成的电铸板。膜1641(也称为“岩石阱(rock trap)”)在膜1641覆盖歧管15(图1C中所示)中相应出液通道194的位置具有小孔1643。膜1641中小孔的直径小于喷嘴的直径，以便防止碎屑和其他杂质堵塞喷嘴板组件10的喷嘴。

在相对端部16和17，套环14包括相应的突出部140和141。突出部140具有可使两个螺钉130和131延伸通过的两个通孔142和143，而突出部141具有可使螺钉133(未示出)延伸通过的单个通孔144(未示出)。螺钉130、131、132和133允许喷嘴板组件10在打印杠1016(图1E中所示)或其他支承上安装有其他打印头部件。

如图1B所示，套环14包括由沿着套环14的长度延伸的壁163隔开的狭槽161和162。两个喷墨阵列模块6(其中之一以分解透视图的形式示出在图2A中)可以安装在套环14中的每个长矩形狭槽161和162中，使得喷墨阵列模块6的碳体160的底边缘1640接触整体的再循环歧管15的上表面1510(参见图1C)。

图1C(其示出了安装在套环14的狭槽161内的喷墨模块6的碳体160的局部剖视图)是由图1B中的虚线矩形所标记的区域的放大视图。出液通道192限定在碳体160中，用于喷墨阵列模块的每个喷嘴开口250。每个出液通道192包括90度弯曲部193，该弯曲部将限定在碳体160的面162的下部上的孔1644接合至限定在碳体160的底边缘1640上的孔1642。图1F示出了图1C的放大视图。整体的再循环歧管15具有限定在其下表面上的再循环返回歧管19。再循环返回歧管19的细节被提供在[0297001]中，其全部内容通过引用并入本文。

图3A和3B中提供了碳体160的详细视图。一共有两排，每排在碳体的底表面1640上具有128个孔1642，因为面162和与面162相对的(进入图3A的图的平面中)面163每个都具有一排孔1644。各孔1644之间的间隔164与各孔1642之间的间隔165相同。这两排孔沿着碳体的长度彼此偏移的距离为各孔之间间隔的二分之一。此外，间隔164和165还与喷嘴板21中的喷嘴开口250(在图7G中示出)之间的间隔相同。出液通道192在图1C中示出，与限定在整体的再循环歧管15中的出液通道194对齐。因此，墨水流动路径被限定成从孔1641穿过通过岩石阱中孔的90°弯曲部193并且沿着出液通道194向下至出液通道板17中的出液通道228。

图2A示出了喷墨阵列模块6，其具有碳体160和加强板211、212、空腔板213、214、柔性膜1740、1741、以及压电元件1750和1751，该压电元件组装成紧挨着碳体160的相对侧面1761、1762的堆叠。四个喷墨阵列模块6(即6A-6D)可装在该喷嘴板阵列组件中套环14的狭槽161和162内，以形成打印头组件100。

图1D中示出了打印头组件100的横截面端部视图。处于中间的垂直管184将墨水输送至所有的喷墨阵列模块6A-6D。集成电路180安装在每个柔性电路166上。7A-7D是沿着该阵列长度(即，图1D中图的平面的内外)的金属夹具，螺钉8A-8D分别在金属夹具7A-7D的每个端部。柔性导体1801是柔性电路的一部分，并且连接至连接器1805，以使得能够连接至外部世界。

对喷嘴板组件10(其是相对不太有价值的部件)来说，有用的是可以很容易地从打印头组件100拆卸，以便对喷嘴板组件10进行例行维护(例如，清洁或更换)，从而可以延长打印头组件100(其相对更贵)的工作寿命。为了使得能够很容易地将喷嘴板组件10从打印头组件100拆卸，喷嘴板组件10未永久地粘结至打印头组件100。相反，喷嘴板组件10机械地夹至打印头组件100。需要在垂直于整体的再循环歧管15的表面1510的方向上的充分的夹紧力200(在图1C和3A中所示)来实现喷嘴板组件10与喷墨模块6A-6D之间良好的机械密封。然而，这样的夹紧力不能在沿着碳体160的所有位置被均匀地传递通过喷墨模块6A-6D的碳体160至喷嘴板组件10。这是因为由限定在碳体160中间的中空墨水再填充室191的存在所产生的碳体160沿着其长度210(在图3A中示出)的部分2101的机械刚度的降低。所述中空墨水再填充室在沿着碳体160顶部长度所施加的均匀力的存在下将会使碳体扭曲，使得难以均匀地沿着在碳体160底部的所有位置传递所施加的力。

为了改善力169从碳体160的顶部161至朝向喷嘴板组件10的在碳体160底部的力1691的传递的均匀性，连接至碳体160并将其夹持在它们之间的两个不锈钢加强板211和212具有在相邻于墨水再填充室191的长中空通道320中制成的均匀系列的不锈钢支柱330(在图4A和4B中示出)。这些支柱在墨水再填充室的两侧上提供刚度，以加强碳体160，减少该碳体的变形，并且使得其能够将夹紧力从顶部均匀地传递至底部。换句话说，这些支柱在垂直于中空墨水再填充室191的长度的方向上向具有该中空墨水再填充室191的碳体160提供机械支承；使得夹紧力200将碳体160固定至沿着该方向定位且位于碳体160之下的喷嘴板组件10。

这一系列支柱330限定每个加强板211中的相应系列的中空通道310，相邻于碳体160的墨水再填充室191。这些支柱330和中空通道310还在空腔板213中的相应喷墨泵送室入口415之间对齐。在图4C中，加强板211位于空腔板213上方并与其重叠。加强板211的下半部分被去除，以显示空腔板213上的潜在特征。加强板211中的支柱330与空腔板213中的凸棱426排成直线，这些凸棱分隔两个泵送室220。加强板211中的中空通道310还与空腔板213中的泵送室220排成直线，以确保墨水从墨水再填充室191流过中空通道310并进入泵送室220。当通过使用环氧树脂将碳体160和加强板211、212机械地粘结在一起时，加强板211中的一系列支柱330在标有箭头2110的方向上提供所需的机械刚度。

加强板211和212中的中空通道310的中心之间的距离等于间隙315的宽度，其还等于喷嘴板21中的喷嘴开口250之间的间隔。喷嘴板21中的喷嘴开口250之间的间隔与加强板中的开口340之间的间隔341相同。支柱330之间的中空通道310的尺寸有助于维持从墨水再填充室191流到空腔板213和214中每个泵送室220中的良好体积，而各支柱的尺寸在标有箭头2110的方向上提供机械刚度。墨水的流动离开墨水再填充室191并且通过成对支柱330之间的中空通道310进入加强板。各支柱的尺寸还确保通过中空通道310从墨水再填充室流出的墨水所经历的流体阻力不太大，使得墨水从墨水再填充室进入空腔板的流动受到阻碍。

加强板211可以具有约50微米至150微米(例如，127微米)的厚度2111(在图2B中示出)。如图4B所示，例如，支柱330的高度331可以小于约4毫米、3毫米、2毫米，和/或大于约500微米、1毫米。例如，支柱330的宽度332可以小于约250微米、200微米、150微米、130微米，和/或大于约100微米、或120微米。两个相邻的中空通道310的中心之间的间隙315可以小于约700微米、600微米、508微米，和/或大于约350微米、450微米、或500微米。

图5B示出了在空腔板213中所限定的泵送室220的放大视图。空腔板213可以具有约50至150微米(例如，127微米)的厚度2130(在图5C中示出)。例如，中空泵送室220的宽度423可以小于约500微米、400微米、388微米，和/或大于约250微米、300微米、或350微米。例如，两个中空泵送室220的中心之间的间隔422可以小于约700微米、600微米、508微米，和/或大于约400微米、或500微米。

肋424和425分别具有空腔板213厚度的大约一半并且提供结构支承，允许空腔板213在组装过程中被处理，而不会损坏凸棱426(其是泵送室220之间的区域)。在将盖安装在空腔板213上之前，又窄又薄的凸棱426很脆且易于弯曲、折叠、或折断，其然后可以提供额外的支承。盖连接至空腔板213的每个表面，以形成泵送室。所述盖包括柔性膜1740和1741以及加强板211和212。由于凸棱426很窄，包括空腔板213的喷射组件因此可以具有较高的喷嘴间距，并产生高分辨率的图像。例如，凸棱426的尺寸可以小于约300微米、200微米、150微米、120微米，和/或大于75微米、或100微米。进一步的描述被提供在美国专利第8091988号中，其全部内容作为引用并入本文。

加强板211中的支柱330的尺寸被确定成与空腔板213的墨水填充通道410中的(虚构的)延伸435(图4D)对齐，延伸435直接在不同泵送室220之间的凸棱426的上方。

平行于加强板211和212的两个柔性膜1740和1741分别与加强板211和212间隔开的距离不小于118微米(大于120微米、大于150微米、大于250微米，和/或小于400微米、小于300微米)，以通过在操作过程中所述膜被偏转时不接触支柱330来适当地处理在墨水中传播的声波。柔性膜有助于降低泵送室220之间的串扰。

图2C示出了喷墨阵列模块6的透视放大视图。支柱330堆叠在碳体160的相对面1761和1762上，以沿着中空墨水再填充室191加强碳体。空腔板213和214包含用于结构支承的肋425，如上文所述。来自中空墨水再填充室191的墨水在支柱330之间流动，并且通过泵送室入口415进入泵送室220。柔性膜1740和1741堆叠在所述空腔板与压电元件1750和1751之间。

在一特定的示例中，下面的尺寸可用于在前面的段落中所讨论的部件：每个柔性膜是25微米厚，每个加强板和空腔板是127微米厚，支柱330是130微米宽、127微米厚和2毫米高。

串扰是在单独喷射中流动并从其喷射的墨水之间的不希望的流体相互作用。喷射通常涉及泵送室、压电元件、至喷嘴的流体路径、以及墨水从其喷射的喷嘴。通常，最好是在各喷射之间没有串扰。例如，当存在串扰时，一个或多个喷射的击发(firing)可通过改变墨水喷射速度或喷射出的墨滴体积来影响其他喷射的性能。这在多余的能量在各喷射之间传输时可能会出现。在喷墨模块6的操作过程中，压电元件1750和1751(例如，PZT)扩大柔性膜1740和1741并使它们弯曲，这些膜连接至所述压电元件。反过来，这又导致柔性膜脱离空腔板213和214，因泵送室体积的增加而在泵送室220中产生低压区，这会导致再填充室191中的墨水170被吸到它们中(穿过加强板211和212中的中空通道310)，并且进入空腔板212和213中的墨水填充通道410中。

泵送室中体积的增加还导致已经存在于泵送室中的墨水启动包含声能的负压力波。此负压力起始于泵送室中，并朝向泵送室220的两端(朝向泵送室220的端部421并朝向泵送室入口415上方的墨水填充通道410)行进。当负波到达泵送室的端部并碰到墨水填充通道410的大区域(其可近似为自由表面)时，负波作为正波被反射回到泵送室220中，朝向泵送室220的端部421行进。向墨水填充通道提供等效自由表面441(在图5C中示出)的效果是，更多的能量在泵送室入口415被反射回到泵送室中，较少的能量进入墨水填充通道410，其中该能量可以沿着其他泵送室向下行进，并影响相邻喷射的性能。此外，将声能反射回到泵送室220中增加对于给定施加电压的在泵送室端部421的压力。

膜1740和1741在墨水填充通道410上的柔性还通过减少从击发喷射进入墨水填充通道的压力波的振幅来减小喷射之间的串扰。例如，柔性膜1740和1741可以是聚酰亚胺的膜，具有的厚度小于约100微米、50微米、25微米，和/或厚度大于约10微米、或20微米。通常，膜越柔(或约束越少)，则其越能更好地反射负压力波并且衰减可能会以其他方式进入相邻泵送室的任何废弃的声能。将支柱330放置在加强板211中确保柔性膜可以充分地朝向空腔板223偏转，并且不会因存在支柱330而受到妨碍。换句话说，在打印头组件100的操作过程中，柔性膜1740和1741不接触加强支柱330。

在压电元件保持处于膨胀状态达一段时间之后，压电元件1750被退动，使得其返回至其原始位置。压电元件返回至其原始位置在泵送室中于墨水中产生正波。压电元件退动的时间被选择成使得其正波和反射的正波在他们到达泵送室的端部421时是叠加的。这在美国专利第4891654号中进行了讨论，其全部内容通过引用并入本文。

从泵送室220的端部421，墨水离开泵送室220，然后在进入碳体160中的孔1641之前被推向限定在加强板211中的开口340。然后，墨水越过碳体160中90度弯曲的出液通道192，并且在通向喷嘴板21中的喷嘴开口250的流体路径上继续之前通过孔1642沿着边缘1640从碳体160出现。墨水从打印头组件100喷射并沉积在打印介质上。

如图6A所示，喷嘴板600具有喷嘴开口601。喷嘴板600具有面向打印介质604的暴露的表面603；每个喷嘴开口在暴露的表面603，并且来自每次喷射的墨滴在打印过程中从喷嘴开口朝向基板喷射。

如图6B所示，用于每次喷射的喷嘴开口位于喷嘴板600中的喷嘴管607的端部。在墨滴未从喷嘴开口喷出时，墨水保持在喷嘴管中，以准备喷嘴用于液滴的随后喷射。然后，喷嘴管中的墨水形成墨水170的弯液面605，以将液体-空气界面606限定在喷嘴管607内。弯液面605可以在喷嘴开口具有外缘691和由在喷嘴上游施加至墨水170的负压所引起的凹面693，以防止其从喷嘴开口泄漏。(我们经常可互换地使用术语“喷嘴”与术语“喷嘴管”)弯液面605延伸越过喷嘴开口601的直径608，并且被定位在喷嘴开口601的喷嘴管607内，远离暴露的表面603。例如，当挥发性溶剂609经过弯液面605的液体-空气界面606从墨水蒸发时，墨水(其可以包括颜料和溶剂)可以在喷嘴开口601和在喷嘴管内干燥或经受其特性的其他变化。保持在喷墨阵列模块的各个部件中并流过其的墨水还经受颜料的稳定，并且经受可能给印刷质量和喷墨阵列模块的维护带来不利影响的特征的其他变化。为了减少这些影响，墨水可以连续地再循环，而喷墨阵列模块处于运行或处于闲置状态。为此，例如在各个泵送室220的上游，可以在喷墨阵列模块16A(图7E)的再填充室191(图7E)进行再循环。若干个喷墨阵列模块可以安装在打印头组件10中。

与在各个泵送室220中所包含的墨水相比，再填充室191容纳更大体积的墨水170。使墨水在再填充室191再循环有助于防止墨水170中的较重颜料沉降在那里。使墨水在再填充室191再循环有助于确保具有特定特性(例如，粘度、温度、溶解气体的量)的墨水被输送至各个泵送室220用于喷射。另外，脱气装置可以布置在再填充室的上游，以从供给至再填充室191的墨水中除去气体。这样，具有非常低的溶解气体含量的墨水可以被供给至泵送室220用于喷射。使墨水170在再填充室191再循环还便于改变墨水，因为再填充室再循环流动路径向要被从打印头组件10主动除去(使用从外部源120所施加的背压)的再填充室191中的墨水170提供流体路径，以便对于新墨水来说被引入到打印头组件10。在没有再循环流体路径的情况下，特定的墨水将需要在新墨水可能被引入到打印头组件10(假设该打印头组件10在改变墨水之间没有被拆开)之前从喷嘴249被冲走。墨水的再循环还有助于启动和恢复。含有空气的空打印头可以通过将喷射流体引入到打印头中而启动，使得在所述打印头的一个或多个喷嘴处形成喷射液体的弯液面。启动通常是指在喷嘴处的弯液面的准备。

例如，除了使墨水在再填充室再循环之外，使保持在喷嘴249(墨滴将从其中喷射)中并在喷嘴249上游的墨水170再循环有助于确保与再填充室191中的墨水相同特性(例如，粘度、温度、以及溶剂含量)的新鲜墨水在墨水实际上不被喷出时保持在喷嘴249中。例如，再循环有助于确保在没有喷射的一段时间之后从喷嘴开口250喷射出的第一液滴与在没有喷射的一段时间之前和之后所喷射的其他液滴具有相同的质量、大小、以及特性。这允许更好的喷射性能。

例如，含有挥发性溶剂的墨水可以在没有再循环的情况下当在墨水-空气界面606的墨水170的弯液面605将在该界面的挥发性溶剂609丢失到大气中时在喷嘴249内被干燥。一些墨水可以在墨水被暴露在空气中时通过在弯液面605的墨水-空气界面606吸收空气。这种吸收可以导致打印头组件10内气泡的形成，这可以在这些气泡被截留在打印头组件10中的墨水通道中时使打印头不能工作。

使在喷墨不会从喷嘴开口喷出液滴时保持在喷嘴管中的墨水再循环可以通过提供在一端打开到喷嘴管中并且在其另一端导致墨水再循环供给的再循环路径而完成。下面，我们对这种喷嘴再循环路径进行说明。需要注意的是，如图6B所示，喷嘴管607不仅包括位于该喷嘴板内的部分，而且还包括喷嘴再循环板20内的共线部分，且至少部分的喷嘴再循环路径设置在喷嘴再循环板中，如下面更详细地描述。

由于其中形成有喷嘴的主体中的空间限制，从喷嘴管提供这样的再循环路径是不寻常的。所包括的至紧密间隔喷嘴的再循环路径还可能产生喷射之间的串扰(下面将更详细地解释)。再循环还可能会降低喷射效率，因为其从喷嘴管吸入一些墨水，并且减少喷嘴管中的墨水压力，这可以减少正以液滴从喷嘴开口喷射到打印基板上的喷射流体的量。再循环流动还可以扰乱在喷嘴处的导致喷嘴对再循环压力的波动具有高度敏感性的弯液面压力。

墨水在其通过每个喷嘴被喷射到基板上时以标称流量流动。当没有发生墨水从喷嘴喷射时，墨水被保持处于与喷嘴中墨水的弯液面的特征相关联的标称负压之下。具有其打开到喷嘴之一中的喷嘴端部和与喷嘴端部间隔开的另一个位置的每个流动路径要经受比标称负压更低的再循环压力，使得墨水以再循环流量通过流动路径从喷嘴再循环。每个再循环流动路径在喷嘴端部与另一位置之间具有流体阻力，使得在产生于在流动路径的另一位置所施加的再循环压力的流动路径的喷嘴端部的再循环压力足够小，使得当墨水被喷射时在标称流量之下的流量的任何减少小于阈值，或者在墨水未被喷射时标称负压的变化小于阈值，或两者兼而有之。

在一些喷墨头中，墨水170被分到在紧接着喷嘴板21上游的再循环结构中的两个路径中。路径之一将墨水引导至喷嘴板21(墨水从其中喷射)。另一路径为墨水提供从打印头组件10流出到外部墨水储存器110中的路径。

对于喷墨组件的墨水喷射的喷嘴选择用于再循环流动路径的再循环流量，并且选择要被施加至再循环流动路径的最大外部压力。设计填充电阻，使之具有流体阻力以从其提供类似于对于各喷嘴的喷嘴再循环流量总和的流体流量的填充电阻。在喷墨组件的喷墨的喷嘴中的一部分流体通过再循环路径从喷嘴流至与喷墨组件分开的储存器。

在图7A中，喷墨打印头组件10具有墨水入口11和墨水出口12。墨水入口11通过管接头109和管道111而连接至外部墨水储存器110，使得墨水储存器110向墨水入口11供给墨水107(在由箭头103所示的方向)。外部墨水储存器110还通过管接头105和管道112而连接至墨水出口12，并且接收从墨水出口12返回的墨水(在由箭头101所示的方向)。外部墨水储存器110通过真空连接121连接至真空源120。真空源120可以对墨水储存器110中的墨水施加真空压力。

打印头组件10包括由两个半件9和7形成的刚性壳体13，这些半件(在组装时)封装打印头组件10的各部件。可以制成刚性壳体13的两个半件的材料的示例包括热塑性塑料。墨水入口11通过环形弹性支承156进入壳体13，该支承被接收在当这两个半件相配合时形成于壳体13的上壁上的圆形孔1001中。

类似地，墨水出口12通过弹性环支承155离开壳体13，该支承被接收在当这两个半件相配合时形成于壳体13的上壁中的圆形孔1004中。壳体13的底部1006在与套环14的相对端部上的相应凹槽1010相配合的两个端部上具有向内突出的缘1008。整体的再循环歧管15是与该套环分开的单独件，并且整合了两个再循环系统的流动路径。下面对该再循环系统的细节进行描述。

套环14、整体的再循环歧管15、出液通道板17、喷嘴再循环板20和喷嘴板21共同形成喷嘴板组件221。

壳体13可以沿着接缝150被打开成两半。例如，在该组件顶部，多触点电连接器157可以接收信号缆线的配合连接器，以使得信号能够被携载至用于从每个喷墨触发墨水喷射的打印头组件的致动元件或从其被携载。通过使用三个安装螺钉、管接头105和109、以及电连接器157，整个打印头组件可以作为独立组件很容易地从打印杠1016除去，用于维护、存储或更换。

如图7B所示，在打印头组件内，四个喷墨阵列模块16A-16D被布置成两对，每对安装在套环14中的相应长矩形狭槽161和162中。每个阵列模块包括两个柔性电路166，其连接至安装于支承在壳体13内的电路板158上的电路。加热器导线195任选地包括在某些打印头组件10中。加热器导线195可用于加热被供应到每个喷墨阵列模块16A-16D中的墨水107。

如图7C所示，墨水入口11通过管道1100和接头1105在壁163中的通孔280连接至套环14。墨水出口12通过接头1110和管道1115在套环14的壁163中的通孔122连接至套环14。来自再循环歧管的第二返回管1421形成为套环14中的水平通道。四对柔性电路166连接至布置在板158上的电子电路171。

图7D示出了打印头组件10的横截面端部视图。铝夹具1184跨越每个喷墨阵列模块16A-16D的长度(附图平面的内外)。在铝夹具1184的每个端部有螺钉1185，该螺钉具有位于夹具1184上方的螺钉头1186。每个阵列模块16A-16D包括其中限定有再填充室191的碳体190。用于阵列模块16A-16D的所有四个再填充室191被流体地连接。碳体190被夹持在加强板210、211和空腔板212、213之间。打印头组件(标有矩形)的左下部的放大视图在图7E中示出。

图7E示出了两个阵列模块16A和16B。出液通道192延伸通过作为出液通道194的整体的再循环歧管15。整体的再循环歧管具有上表面1510和下表面1515。共计八个再循环返回歧管19限定在下表面1515中，其中的五个示出在图1E中。图1E的中下部的放大视图示出在图1F中。

限定在整体的再循环歧管15中的出液通道194将出液通道192的端部连接至限定在出液通道板17中的出液通道220。图1F的左下部的放大视图示出在图1G中。

图7G示出了喷嘴板组件221的一部分的自下而上的视图(从喷嘴板21观察)。该喷嘴板组件包括套环14、整体的再循环歧管15、出液通道板17、喷嘴再循环板20和喷嘴板21。喷嘴板21包含含许多喷嘴开口250。该附图的顶端部分示出了限定在整体的再循环歧管15的下表面1515中的再循环返回歧管19。其中限定有许多出液通道1220和入液通道(ascender)1230的出液通道板17位于歧管15之下。通过在组装过程中保持胶在再循环歧管15与出液通道17之间挤出，空隙240(也被称为“胶吸盘”)用作粘合剂控制特征。出液通道1220与喷嘴再循环板20中的端口22对齐。出液通道板17粘性地结合至喷嘴再循环板20，以形成叠层件23。喷嘴循环板20中的端口22经由V形喷嘴再循环电阻或通道24而连接至端口23，该端口与出液通道板17中的入液通道1230对齐至再循环返回歧管19。有相等数量的出液通道1220和入液通道1230，且出液通道1220的总数匹配于喷嘴开口250的总数。换句话说，每个喷嘴开口250具有其自身专用的喷嘴再循环电阻24。例如，喷嘴再循环电阻24是流体通道。元件231是属于布置在图1G中的图的平面内外的其他喷嘴250的其他V形喷嘴再循环电阻24的横截面。被输送至再循环返回歧管19的墨水通过墨水出口12排出打印头组件10。

图7H示出了喷嘴板组件221的类似视图，但是没有喷嘴板21。每个V形喷嘴再循环电阻24通过端口22而连接至相应的喷嘴开口250，而电阻24的另一端连接至端口23，该端口通过出液通道板17中的入液通道230将墨水引导至再循环返回歧管19。

如图1B和1D所示，喷墨阵列模块16A-D安装在狭槽161和162内。每个阵列模块包括其中限定有再填充室191的碳体190(如图8所示)。在阵列模块16A-D被组装在套环14的狭槽161和162中时，碳体190的底部边缘1640置于整体的再循环歧管15上。图8的散列部分暴露了碳体190的子表面特征。当喷墨阵列模块的碳体190被组装在套环14中的或狭槽161或狭槽162内并且接触整体的再循环歧管15的顶表面1510时，碳体190的边缘1640上的通道1530的开口与整体的再循环歧管15的通孔44排成直线。这样，离开再循环歧管15的顶表面1510的墨水进入碳体190中的通道1530并且被向上引导到墨水再填充室191中。

其他的实施方式也在以下权利要求内。

Claims (31)

1.一种装置，包括：

主体，其包括中空墨水再填充室；以及

在所述主体的侧面上的结构，所述结构包括分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述结构包括板。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述板连接至所述主体，以加强所述主体。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述板通过机械粘结而连接至所述主体。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述结构是与所述主体分开的元件。

5.根据权利要求2所述的装置，还包括柔性元件，其在所述板的与所述主体的相对侧上并且不与所述一系列支柱接触。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述主体包括碳，所述板包括不锈钢，且所述柔性元件包括聚酰亚胺。

7.根据权利要求5所述的装置，还包括在所述板与所述柔性元件之间的空腔板。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述空腔板包括由凸棱分开的一系列泵送室。

9.根据权利要求2所述的装置，其中，所述板相邻于所述主体。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述板中的一系列支柱中的每个支柱的宽度在所述空腔板中的凸棱中相应一个凸棱宽度的±10％以内。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述一系列支柱中的每个支柱的厚度对应于所述板的厚度。

12.根据权利要求9所述的装置，还包括：

相邻于所述主体的第二板，所述第二板包括分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的第二系列中空通道的第二系列支柱；

第二柔性元件，其在所述第二板的与所述主体的相对侧上并且不与所述第二系列支柱接触；以及

第二空腔板，其包括每个都由凸棱分开的第二系列泵送室，所述第二空腔板在所述第二板与所述第二柔性元件之间。

13.一种装置，包括：

组件，其包括：

主体，其包括中空墨水再填充室；

在所述主体的侧面上的板，所述板包括分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱；以及

柔性元件，其在所述板的与所述主体的相对侧上并且不与所述一系列支柱接触。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述板通过机械粘结而连接至所述主体。

15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述主体包括碳，所述板包括不锈钢，且所述柔性元件包括聚酰亚胺。

16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述组件是喷射组件，所述喷射组件还包括：

空腔板，其在所述板与所述柔性元件之间，其中，所述空腔板包括由凸棱分开的一系列泵送室；以及

压电元件，其与所述柔性元件接触。

17.根据权利要求16所述的装置，还包括：

套环；

出液通道板；以及

喷嘴板；其中，所述喷射组件保持在所述套环内，并且流体地连接至所述出液通道板和所述喷嘴板。

18.根据权利要求17所述的装置，还包括：

壳体；

柔性电路，其将所述喷射组件连接至所述壳体的外部；

其中，所述喷射组件由所述壳体包围。

19.一种方法，包括：

在垂直于所述中空墨水再填充室的长度的方向上向具有中空墨水再填充室的主体提供机械支承；以及

在所述方向上施加力，以将所述主体固定至沿着所述方向定位且在所述主体之下的组件。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

从所述主体上拆卸沿着所述方向定位且在所述主体之下的组件，且此后将组件连接在所述主体之下。

21.根据权利要求19所述的方法，所述机械支承通过分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱而设置。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述主体包括碳，所述一系列支柱包括不锈钢。

23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述主体和所述组件在压力下保持在一起。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述主体和所述组件未粘合在一起。

25.根据权利要求19所述的方法，还包括：

当所述力在所述方向上被施加以将所述主体固定至所述组件时，在所述主体中的孔与在所述组件中的出液通道管之间形成对齐的墨水流动路径。

26.一种方法，包括：

提供包括中空墨水再填充室的主体；以及

使所述主体与在所述主体的侧面上的板接触，所述板包括分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的一系列中空通道的一系列支柱。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括：

将柔性元件设置在所述板的与所述主体的相对侧上；以及

在使用所述柔性元件的过程中，所述柔性元件不接触所述一系列支柱。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括：

使所述主体与在所述主体的第二侧面上的第二板接触，所述第二板包括分隔相邻于所述主体中的中空墨水再填充室的第二系列中空通道的第二系列支柱。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括：

在沿着所述系列支柱的高度的方向上施加力；以及

将所述主体连接至沿着所述方向定位且在所述主体之下的组件。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括：

将所述主体从所述组件上拆卸。

31.根据权利要求30所述的方法，还包括：

清洗所述组件，所述组件包括喷嘴板。