CN106488846B - 可更换的集成打印头墨盒 - Google Patents

Abstract

提供了一种可更换的集成打印头墨盒，该可更换的集成打印头墨盒包括液体存储器和线性喷嘴阵列，该线性喷嘴阵列被放置在底部中并且垂直于纵向轴线延伸。

Description

可更换的集成打印头墨盒

背景技术

诸如打印机之类的一些液体喷射装置利用可更换的液体供应装置来提供和补充液体。这些可更换的液体供应装置可被设置有集成打印头电路，使得当更换该供应装置时同样提供新的打印头电路。

附图说明

出于图示说明的目的，现在将参照附图描述根据本公开构建的某些示例，附图中：

图1在横截面侧视简图中图示了可更换的集成打印头墨盒的示例；

图2在横截面仰视简图中图示了图1的示例性的可更换的集成打印头墨盒；

图3在仰视简图中图示了形成印刷杆的多个可更换的集成打印头墨盒的示例和示例性打印机电路接口；和

图4在仰视简图中图示了形成打印杆的多个可更换的集成打印头墨盒的另一示例及另一示例性打印机电路组件。

具体实施方式

在下列详细说明书中，参照附图进行说明。说明书及附图中的示例应该被认为是说明性的且并不意在限制于所描述的具体示例或元件。多个示例均可通过对于不同元件进行更改、组合或改变而从下列说明书及附图中获得。

图1和图2分别在横截面侧视图和仰视图中图示了可更换的集成打印头墨盒1。在该公开中，可更换的集成打印头墨盒1可被称之为墨盒1。该墨盒1包括存储器3和附接于该存储器3或嵌置在该存储器3中的打印头电路5。该存储器3包括用以包封住液体容积的硬质塑料壁或复合壁。该存储器3容纳液体，这些液体例如为例如分别用于在二维打印、三维打印、数字滴定或实验室应用中使用的墨水、三维打印液体(试剂、粘合剂、抑制剂等)、药用液体或实验室液体。打印头电路5被设置成用于高精度分配。电路5被设置在存储器3的前壁23的附近。在所示示例中，电路5被放置在存储器3的头表面7上。该头表面7是存储器3的底部27的设置有喷嘴11的部分。在一种示例中，头表面7相对于底部27的其余部分突出。电路5包括所述喷嘴11的至少一个线性阵列9。在一个示例中，该线性喷嘴阵列9可被定义为通过一个进给槽进给的一行或多个相邻行的喷嘴。在一个示例中，喷嘴阵列9的分辨率为每英寸至少300个、600个或至少900个点。

在该公开中，该线性喷嘴阵列9垂直于墨盒的纵向轴线x延伸。在一种示例中，喷嘴阵列9跨越墨盒1的宽度W的大部分，例如超过该宽度W的50％，由此，存储器3的容积的大部分朝向后部、远离喷嘴阵列9延伸。这允许多个墨盒1的并排堆置以形成页面宽度的打印杆，同时维持相对小的矩形打印区域，其中，该矩形打印区域可被定义为跨越形成一个打印杆的所有堆置墨盒的所有喷嘴阵列9的最小矩形区域。

在一种示例中，该纵向轴线x是存储器3的大体外部轮廓的对称轴线(如从仰视图或俯视图中所见)并且在侧壁21之间延伸穿过存储器3的中间。该示例涉及“大体”外部轮廓，这是因为墨盒1上的诸如电路、机械键或闭锁结构或印痕之类的某些较小特征会使得墨盒1相对于纵向轴线x不对称，但无需被考虑在内。在所示示例中，侧壁21大致平行于该纵向轴线x，使得喷嘴阵列9垂直于侧壁21。在另一示例中，前壁23大致垂直于该纵向轴线x，使得喷嘴阵列9同样大致平行于该前壁23。在其它示例中，前壁可以是至少部分弯曲的或带尖的，并且侧壁21无需彼此平行。在本公开中同样包含有不对称的存储器形状。通常来说，利用纵向轴线x，意在使得下列内容清楚，即，存储器3的形状在纵向轴线x上朝向向墨盒1的后端远离喷嘴阵列9垂直地伸出，使得在操作中，墨盒1的长度大致平行于介质推进方向延伸。

电路5包括一排致动器13。致动器13可被定位在位于喷嘴11附近的发射腔中或其附近以便通过喷嘴11来发射液体。适用的致动器13包括热敏电阻、压电电阻及微型机电系统(MEMS)装置(例如微型泵)。打印头电路5与存储器3是成一整体的。就这一点来说，打印头电路5可被附接于或嵌置于存储器3。在一个示例中，打印头电路5可被附接于柔性衬底(例如附接于存储器3的条带)或被嵌置在该柔性衬底中。在一个示例中，该打印头电路5可被附接于硬质衬底(例如印刷电路板)或任何硬质复合物或被嵌置在该硬质衬底或任何硬质复合物中，该硬质复合物被附接于存储器3或被嵌置在存储器3中。

在一种示例中，存储器3被完全或部分地装填有打印液体(例如墨水或3D打印试剂)。存储器3用以向打印头电路5供给该液体，直到存储器3被大致完全用尽为止。存储器3包括输出端15，该输出端15通向喷嘴阵列9以便将来自储存部3的内部容积的液体向喷嘴11供给。至少一个流体供给槽17用以将来自输出端15的流体引导到喷嘴9的各个发射腔。在存储器3中可放置背压调节器4以将液体保持在该存储器中和/或防止液体在打印操作之间从喷嘴9泄漏或渗出。适用的示例性背压调节器是一种毛细管构件。这种毛细管构件可以是适用的泡沫或过滤器状的结构。其它背压调节器4包括与弹簧或偏压构件相结合的可膨胀袋或柔性壁，该弹簧或偏压构件通过调节该内部容积来调节存储器3的内部压力。其它背压调节器4可包括气泵。除了背压调节器4之外，可在存储器的壁中的至少一个中设置适用的空气接口35(例如，通气孔)，以允许空气流进(或流出)并且由此适当地调节该背压。该空气接口35可在打印期间、在内部蒸发期间、在(环境)温度或(环境压力)发生改变的期间提供主动的或被动的背压控制器。本文中，主动背压控制器指的是被连接于泵等的接口35，以及被动背压控制器指的是直接通向环境空气的通气孔或泡罩。其它被动空气接口可包括迷宫式气道，以允许空气行进穿过开接口，同时防止蒸汽行进通过该接口。

在一种示例中，存储器3及其成一整体的打印头电路5意在用于在将存储器3至少大致用尽之后进行更换。例如，存储器3并不包括用于连接于另一液体供给装置以及管理该另一液体供给装置的预置液体输入端。例如，除了所述至少一个空气接口35和至少一个液体输出端15之外，存储器3的顶壁19、侧壁21、前壁23、后壁25及底部27均是闭合的。在这种示例中，除了输出端15或空气接口35之外，墨盒1是大致不透液体的，将在用尽之后被处理掉。“大致”不透液体并不必然意味着“完全”不透液体，这是因为可能发生少量蒸汽或液体例如穿过该输出端15、空气接口35或通过壁例如无意识地离开或进入该存储器3。在将墨盒1安装在打印机中之前，喷嘴9和空气接口35可被通过至少一个密封结构(例如标签、膜或盖罩)密封住。这种密封结构可在安装墨盒1之前被手动处理掉，或者通过安装墨盒1被打开，例如被刺破。

喷嘴阵列9及致动器13被靠近前壁23设置在底部27中。在所示示例中，存储器壁21、23、25、27彼此之间成直角，使得该喷嘴阵列9垂直于侧壁21且平行于前壁23延伸。打印头电路5包括电路接口31以便在将墨盒1安装在打印机中时，将致动器13连接于打印机电路，从而允许打印机电路驱动致动器13。在所示的简要示例中，电路接口31被紧靠前壁23放置在底部27上，介于喷嘴阵列9与前壁23之间。在另一示例中，电路接口13被靠近底部27放置在前壁23上。

存储器3具有长度L和宽度W，其中，长度尺寸大于宽度尺寸。长度L被沿着存储器3的纵向轴线x测量而得。纵向轴线x垂直于横向轴线y延伸，喷嘴阵列9被沿着该横向轴线y设置。在一种示例中，存储器3的长度L与宽度W的比率为至少约3:2、或者至少约2:1、或者至少约3:1、或者至少约4:1。在一个示例中，存储器3被纵向地成形并且在极大程度上从恰好位于喷嘴阵列9的上方的位置向后延伸。例如，墨盒1的总长度L(如在纵向轴线x上测量而得)是从喷嘴阵列9直到后壁25的最后面的点的第一长度L1与从前壁23的最前面的点直到所述喷嘴阵列9的第二长度L2的总和，其中，第一长度L1与第二长度L2的比率分别为至少约4:1、至少5:1、至少6:1或至少10:1。当打印头电路5包括多个喷嘴阵列9时，所述第一长度L1和所述第二长度L2均可由最靠近后壁25延伸的最后面的喷嘴阵列9来确定。由此，可以明白的是，当设计墨盒1时，墨盒1的长度可通过将后壁25远离该喷嘴阵列9放置，同时将喷嘴阵列9靠近前壁23放置来增大。这使得多个集成打印头墨盒1能够被水平地堆置，从而以节省空间的方式形成固定的页面宽度的打印杆，如参照图3和图4所最佳说明的那样。

图3和图4图示了集成打印头墨盒101、201的示例的图像，这些墨盒被并排堆置以形成打印杆100、200，从而具有打印区域110。在每幅视图中，所示墨盒101、201中的每一个均具有相同的尺寸和特征。出于清楚起见，附图标记在该图示中仅施加于一个墨盒101、201，但同样适用于其它墨盒101、201。

在图3中，打印头电路105放置在存储器103的底部127上，位于存储器103的前壁123附近。打印头电路105包括喷嘴阵列109和电路接口131。该存储器103具有最大长度L和最大宽度W，该最大长度L是介于后壁125和最为远离该后壁125的前壁123之间的最短距离，该最大宽度W是介于彼此最为远离的侧壁121之间的最短距离，其中，最大长度L大于最大宽度W。例如，长度与宽度的比率为至少2:1、或至少3:1、或至少4:1。喷嘴阵列109垂直于存储器3的纵向轴线x延伸。在所示示例中，喷嘴阵列109平行于前壁123和后壁125且垂直于侧壁121延伸。存储器103的纵向形状在该存储部具有用于相对扁平的打印系统的相对低的轮廓和用于并排堆置的相对窄的宽度的同时允许将相对大量的液体存储在存储器103中。该电路105被邻近于前壁123放置，而后壁125可被设置成与前部相距适当的距离L，用于存储更多的墨水，而不会影响高度或并排堆置。该喷嘴阵列109的横向定向有助于该喷嘴阵列109仅占据墨盒101的总长度L的一小部分。例如存储器103的长度的至少75％、至少80％、至少85％或至少90％远离该电路105延伸，即，并不在该电路105的上方延伸。换言之，墨盒101的总长度L(如在纵向轴线x上测量得到)可以是从喷嘴阵列109直到后壁125的最后面的点的第一长度与从前壁123的最前面的点直到所述喷嘴阵列109的第二长度的总和，其中，第一长度与第二长度的比率为至少约4:1、至少5:1、至少6:1或至少10:1。第一长度L1的端点和第二长度L2的端点均位于可在喷嘴的中心上绘制出的直线上，尽管所提到的是，喷嘴与长度L1、L2相比是如此之小，使得在实践中，喷嘴阵列109上的点可被随意选择，而不会影响所提到的比率L1:L2。当打印头电路105包括多个平行的喷嘴阵列109时，第一长度L1的端点和第二长度L2的端点均可由最靠近后壁125延伸的最后面的喷嘴阵列109所确定。

在图示中，安装有两个相反的墨盒阵列139、141，其中，每一个阵列139、141中的墨盒101的前壁123面对相反的方向，并且喷嘴阵列109彼此平行并且垂直于介质推进方向。第一墨盒阵列139的墨盒101被相对于第二墨盒阵列141的相反墨盒101侧向移位，使得第一墨盒阵列139的墨盒101的喷嘴阵列109跨越介于第二墨盒阵列141的两个接连的喷嘴阵列109之间的空间，以形成页面宽度的阵列。例如，平行于存储器103的侧壁121且延伸穿过墨盒101的中间的平面M可延伸穿过介于两个向反的墨盒101的侧壁121之间的空闲的空间。在相对的喷嘴阵列109之间可存在一些交叠，以确保页面宽度的覆盖范围。

在底部127中靠近前壁123且靠近喷嘴阵列109放置有电路接口131。安装好的墨盒101的该电路接口131在一个平面中延伸。打印机电路接口143是平面状的以连接于所有的电路接口131。该打印机电路接口电路在一个平面中延伸。例如，该打印机电路接口143包括带有嵌置或附接电路的硬质的平面衬底。该打印机电路接口143可以是印刷电路板。在所示示例中，电路接口131在大致平行于其中设置有喷嘴111的头表面107和/或与该头表面107齐平的平面中延伸。该打印机电路接口143可以是相对扁平的并且在墨盒101的安装状况中同样大致平行于头表面107。例如，在安装状况中，存储器103的长度的至少75％、至少80％、至少85％或至少90％远离打印机电路接口143延伸，即并不在该打印机电路接口143的上方延伸。

线性喷嘴阵列109跨越该墨盒101的最大宽度W的至少一半。这使得全部喷嘴阵列109能跨越整个页面宽度，而在喷嘴阵列109之间并不存在间隙。

喷嘴阵列109、致动器阵列和电路接口131可被嵌置在单个衬底中和/或附接于单个衬底。该衬底可被附接于存储器的底部125和/或前壁123或被嵌置于其中。在一种示例中，该衬底是柔性条带。在另一示例中，该衬底是硬质复合物。

所示墨盒101具有比后部窄的前部。从喷嘴阵列109的后部延伸直到后壁125的第一存储器主体103A具有最大宽度W。第二存储器前部区段103B具有比第一存储器主体103A小的宽度并且在底部127处支承喷嘴阵列109。第二存储器前部区段103B从第一存储器主体103A伸出，从而在侧壁121和前壁123中提供阶梯部。第三存储器前部区段103C具有比第二存储器前部区段103B小的宽度并且从第二存储器前部区段103B伸出，从而在侧壁121和前壁123中提供另一阶梯部。在另一示例中，区段103A、103B、103C具有一个平面状的底部127。在另一示例中，区段的底部在彼此之间具有阶梯部。在所示示例中，第三存储器前部区段103C的底部支承电路接口131。如所示，第二存储器前部区段103B邻接于相反的墨盒101的第三存储器前部区段103C延伸。介于第一存储器主体103A与第二存储器前部区段103B之间的阶梯部移除了用于相反的墨盒101的相反的第三存储器前部区段103C的空间。如所示，相反的墨盒101的喷嘴阵列109彼此靠近。由此，可获得相对小的打印区域110。如所示，相反的阵列139、141的相反的墨盒101的电路接口131的多个部分彼此靠近地延伸。由此，可使用相对小的打印电路接口143。

在并未示出的其它示例中，侧壁可以更为连续的方式(例如以锥形或弯曲的形状分离)而非以阶梯状的方式会聚到前部(组合同样是可能的)。以阶梯状的方式或以连续的方式从后部会聚到前部的较窄的前部103B、103C允许在并排堆置的墨盒101的侧壁121之间存在一些交叠，并且由此，允许存在相对小的矩形打印区域110和/或打印机电路接口143。

图4图示出了包括多个可更换的集成打印头墨盒201的打印杆200的另一示例。与图3类似，邻近于前壁223和喷嘴阵列209放置有电路接口231。在图4的示例中，电路接口231被附接于前壁223或被嵌置在该前壁223中。电路接口231可在墨盒201的底部227的附近延伸。一个墨盒阵列239或241的电路接口231在共同的竖直平面中延伸。相反的墨盒阵列239、241的相反的电路接口231在平行的平面中延伸。对应的打印机电路接口243包括平面状的竖直设置的衬底，其在两侧上均具有接口电路，以连接于相反的墨盒阵列239、241的电路接口231的两个相反的阵列。例如，打印机电路接口243包括单个矩形的印刷电路板。

在图4的示例中，存储器203的整个底部227和/或顶部是大致矩形成形的。壁可以大致是平坦的并且相对于彼此成直角延伸。墨盒201可大致呈盒形。在一个示例中，打印头表面207和/或打印头电路205可从底部227伸出，例如，同时，墨盒201的其余部分大致呈盒形。

在一个示例中，图3的存储器103和图4的存储器203容纳一种彩色墨水，以形成用于以一种色彩打印的页面宽度的喷嘴阵列。在另一示例中，对应的打印机仅具有一个这种打印杆，并且该色彩是黑色的。在另一示例中，每一个墨盒101、203的头电路105、205仅具有一个线性喷嘴阵列109、209，用于打印所述一种色彩。在另一示例中，该喷嘴阵列109、209包括两排相邻的喷嘴，其中，一个进给槽进给这两排喷嘴，该进给槽的每一侧的附近各有一排喷嘴。

在其它示例中，存储器可容纳多种彩色墨水和多个对应的喷嘴阵列。存储器可具有内壁以分隔开不同色彩的腔室，其中，每个腔室均被连接于不同的喷嘴阵列。在另外其它的示例中，打印机容纳有处于墨盒101、201的安装状况中的多个打印杆，其中，每个打印杆可被设置成以一种或两种特定的色彩进行打印。

在图3和图4中所示的示例中，每个墨盒阵列139、239、141、241均包括五个墨盒101、201，使得打印杆100、200包括十个墨盒101、201。例如，打印杆用以在A4纸、信纸或相似尺寸的纸张上进行打印。墨盒101、201可被装配有长度为至少约2.2厘米(7/8英寸)的喷嘴阵列109、209。由此，打印区宽度为至少约22厘米、或至少约21厘米(在喷嘴阵列具有某些交叠的情况下)、或至少约20厘米(在喷嘴阵列具有某些交叠的情况下)。在另一示例中，每一个墨盒存储器103、203容纳至少约50立方厘米的内部容积，其等于用于包括十个这种墨盒101、201的打印杆的至少约500立方厘米的总容积。根据打印页面的内容，或根据被选择用以测量页面出产量的标准，页面出产量可以为每个A4纸、信纸或相似尺寸的打印杆至少约20,000页。同样，该打印杆可包括更多或更大的墨盒101、201，这些墨盒用以打印在较大尺寸的介质(例如至少约A3尺寸的纸张)上。在另一示例中，根据国际采用标准(例如ISO/IEC24734)，该打印杆可具有每分钟至少约40张A4纸的打印速度。

所公开的墨盒1、101、201可被单独进行更换，而无需更换整个打印杆。每个墨盒1、101、201均将在液体用尽之后被更换掉。由此，各个墨盒打印头均被在更换该墨盒时被更新。由此，打印杆100、200可被部分地、或者如果需要被全部地处理掉。喷嘴阵列102、209可被设置在前壁附近并且被垂直于纵向轴线设置，使得每个打印杆均可获得小矩形打印区域。墨盒阵列139、141、239、241的电路接口131、231可被设置在单个平面中，以考虑相对简单而廉价的打印机电路接口143、243。

Claims (15)

1.一种可更换的集成打印头墨盒，所述可更换的集成打印头墨盒用以形成页面宽度阵列打印杆的模块，包括

一个或更多个液体存储器，所述液体存储器各自具有输出端和大于宽度尺寸的长度尺寸，所述长度尺寸被在所述存储器的纵向轴线上测量到；和

在所述液体存储器中的每一个的底部中各自放置有一个线性喷嘴阵列，所述线性喷嘴阵列位于所述液体存储器的前部附近，从而垂直于所述纵向轴线延伸。

2.根据权利要求1所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述喷嘴阵列跨越所述存储器的最大宽度的至少一半。

3.根据权利要求1所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，

所述存储器的总长度是从所述喷嘴阵列直到后壁的最后面的点的第一长度和从前壁的最前面的点直到所述喷嘴阵列的第二长度的总和；和

所述第一长度与所述第二长度的比率为至少5:1。

4.根据权利要求1所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述存储器包括用于保持液体和调节背压的毛细管构件。

5.根据权利要求1所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述可更换的集成打印头墨盒包括

致动器阵列，所述致动器阵列用以通过所述喷嘴阵列发射液体；和

电路接口，所述电路接口被连接于所述致动器阵列，以连接于打印机电路，从而以信号告知所述致动器阵列，其中

所述电路接口在所述存储器的前部和底部处邻近于所述喷嘴阵列延伸。

6.根据权利要求5所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述喷嘴阵列和所述电路接口在同一衬底中或上延伸。

7.根据权利要求5所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述底部包括头表面，所述电路接口在平行于所述头表面的平面中延伸。

8.根据权利要求5所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述底部包括头表面，所述电路接口在垂直于所述头表面的平面中被嵌置在前壁中或被附接于所述前壁。

9.根据权利要求5所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，位于所述喷嘴阵列或所述电路接口的上方的存储器前部比远离所述喷嘴阵列的存储器后部窄。

10.根据权利要求1所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述可更换的集成打印头墨盒仅包括一种彩色墨水。

11.根据权利要求1所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述可更换的集成打印头墨盒包括单个喷嘴阵列。

12.多个根据权利要求7所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述可更换的集成打印头墨盒能够并排堆置在一排中，所述电路被邻近于所述墨盒的前部放置，使得相邻的电路接口至少部分地交叠。

13.多个根据权利要求8所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述可更换的集成打印头墨盒能够并排堆置在一排中，以便通过将墨盒设置在至少两个平行阵列中来形成页面宽度阵列打印杆的至少一部分，其中

在每个平行阵列内，所述喷嘴阵列排成一行，并且在所述平行阵列之间，所述喷嘴阵列是平行的；以及

在所述平行阵列之间，所述墨盒面对相反的方向；

使得所述电路接口能够连接于垂直于所述头表面的单个打印机电路平面。

14.一种可更换的集成打印头墨盒，包括

头电路，所述头电路包括一个或更多个喷嘴阵列、致动器阵列和用以连接于打印机电路的电路接口；和

一个或更多个纵向成形的存储器，所述存储器中的每一个用以将墨水供给到所述喷嘴阵列中的相应的一个；

其中

所述喷嘴阵列平行于所述存储器的前壁延伸，所述前壁垂直于所述存储器的纵向轴线；

存储器的总长度是从所述喷嘴阵列直到后壁的最后面的点的第一长度和从所述前壁的最前面的点直到所述喷嘴阵列的第二长度的总和；

所述第一长度与所述第二长度的比率为至少5:1；以及

所述喷嘴阵列跨越所述存储器的宽度的至少一半。

15.根据权利要求14所述的可更换的集成打印头墨盒，其中，所述电路接口被附接于底部或被嵌置在底部中。