CN109153260B - 具有公共中央轨道的模块化打印头组件 - Google Patents

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Abstract

一种模块化喷墨打印头组件，包括安装在中央轨道组件的交替侧上的多个打印头模块。轨道组件包括梁和附接到梁的一侧的杆。打印头模块包括具有喷嘴阵列的喷射模块、具有第一对准基准和第二对准基准的第一对准凸块、具有第三对准基准和第四对准基准的第二对准凸块、包括第五对准基准的旋转对准特征以及包括第六对准基准的跨轨迹对准特征。喷射模块的对准凸块的部分适配成配合在梁中的对应槽口内。喷射模块夹紧机构和喷射模块跨轨迹力机构向喷射模块施加力，其使得每个对准基准与轨道组件上的对应对准特征接合。

Description

具有公共中央轨道的模块化打印头组件
技术领域
本发明涉及喷墨打印领域，并且更具体地涉及包括多个能够移除的喷射模块的模块化打印头组件。
背景技术
在高速喷墨打印的领域中，期望能够在经过打印站的打印介质的单次通过中跨打印介质的宽度进行打印。然而，对于许多应用而言，期望的打印宽度超过可用打印头的宽度。因此，必须布置打印头阵列，使得阵列中的每个打印头打印打印刈幅，并且打印刈幅的集合覆盖整个打印宽度。每当所打印图像由打印刈幅的集合形成时，必须将每对相邻打印刈幅彼此对准或拼接，使得相邻打印刈幅之间的接缝不可见。
对于这样的打印应用，期望提供一些器件以相对于彼此精确地对准打印头阵列，以在打印刈幅的拼接中提供一致性。即使在打印头的可靠性方面具有改进，也期望提供用于移除和更换打印头阵列内的单独打印头的器件。因此，用于将打印头对准成阵列的结构应当使得单独打印头能够从阵列被移除并且能够用另一个打印头更换，其中打印头及其对应的打印刈幅的对准上的改变最小。
共同转让的美国专利8226215(Bechler等人)提供了一种用于对准多个打印头的结构，其中打印头被布置成打印头的两个交错的行。它使用包括运动对准特征的集合的打印头基板（每个打印头一个集合）以与打印头上的对准特征接合，以便提供打印头的能够重复的对准。
即使具有打印头阵列的固定对准，在拼接的质量方面也存在一些变化。已经确定的是，拼接变化的幅度部分地取决于打印头的两个行中的喷嘴阵列之间的间距，其中行之间的较小间距在拼接中产生较少变化。还已经发现的是，当期望的打印宽度增加时，用于制造对准基板以适应增加的打印宽度的成本显著增加。仍然需要提供一种改进的对准系统，其能更容易地适应更宽的打印宽度并且在打印头的行中的喷嘴阵列之间提供减小的间距。
在连续喷墨打印的领域中，每个打印头包括液滴发生器和液滴选择硬件，所述液滴发生器包括喷嘴阵列，所述液滴选择硬件包括使得对于阵列中的喷嘴中的每个，打印液滴的轨迹偏离非打印液滴的轨迹的机构。油墨捕捉器用于拦截来自每个喷嘴的非打印液滴的轨迹。已经发现的是，液滴选择硬件相对于喷嘴阵列的偏斜能促成由打印头打印的图像相对于打印头阵列中的其它打印头的打印刈幅的偏斜。仍然需要一种用于相对于打印头的喷嘴阵列对准打印头的液滴选择硬件的改进的系统。
在连续喷墨打印的领域中，已经通常的是提供一种用于密封打印头的出口以防止油墨在启动/关闭和打印头的其它维护过程期间通过出口的快门机构。该快门然后在打印头的操作模式期间从出口移位，以使得打印液滴能够通过出口发射并沉积到打印介质上。已经发现现有技术的快门布置限制打印头行之间的间距，并且限制执行各种维护操作的效率。仍然需要一种紧凑的能够重新定位的快门机构。
发明内容
本发明提出一种模块化喷墨打印头组件，其包括用于在沿着介质路径从上游到下游行进的打印介质上打印的多个喷射模块，包括：
轨道组件，在跨轨迹方向上跨越打印介质，所述轨道组件具有上游侧和下游侧，所述轨道组件包括：
梁；以及
杆，附接到梁的面向打印介质的一侧；
多个打印头模块，每个打印头模块包括对应的喷射模块，其中每个喷射模块包括：
在跨轨迹方向上延伸的喷嘴阵列；
第一对准凸块（tab），具有第一对准基准和第二对准基准；
第二对准凸块，具有第三对准基准和第四对准基准，第二对准凸块在跨轨迹方向上与第一对准凸块间隔开；
旋转对准特征，包括第五对准基准；以及
跨轨迹对准特征，包括第六对准基准；
喷射模块夹紧机构，用于每个喷射模块，以向相关联的喷射模块施加力，其使得相关联的喷射模块的第一对准基准、第二对准基准、第三对准基准和第四对准基准与杆接合，以及使得相关联的喷射模块的第五对准基准与和梁相关联的对应旋转对准特征接合；以及
喷射模块跨轨迹力机构，用于每个喷射模块，以向相关联的喷射模块施加跨轨迹力，其使得相关联的喷射模块的第六对准基准与和梁相关联的对应跨轨迹对准特征接合；
其中每个喷射模块适配成与轨道组件在不同的跨轨迹位置处接合，其中喷射模块中的至少一个与轨道组件在轨道组件的上游侧上接合，而喷射模块中的至少一个与轨道组件在轨道组件的下游侧上接合；以及
其中每个喷射模块的第一对准凸块和第二对准凸块的部分适配成配合在梁中的对应槽口内。
本发明具有的优点是，喷射模块能容易地移除和更换。
其具有的附加优点是，相对于现有技术的打印头组件，与喷射模块相关联的交错的打印行之间的间距能够被减小。
附图说明
图1是根据本发明的示例性连续喷墨系统的简化的示意性框图；
图2示出了从液滴发生器喷出的液体射流以及其后续断裂成具有规则周期的液滴的图像；
图3示出了根据此发明的连续液体喷出系统的喷墨打印头的横截面；
图4示出了图示液滴形成脉冲、充电电极波形和液滴的断裂的时序图的第一示例实施例；
图5示出了包括喷射模块的交错阵列的示例性打印头组件的顶视图；
图6示出了根据本发明的示例性模块化打印头组件，其包括安装到中央轨道组件上的多个打印头模块；
图7图示了图6的模块化打印头组件中的轨道组件的附加细节；
图8图示了图6的模块化打印头组件中的喷射模块的附加细节；
图9A-图9E图示了示例性对准凸块配置；
图10图示了图6的模块化打印头组件中的安装组件的附加细节；
图11示出了图6的模块化打印头组件的顶视图；
图12A-图12D示出了图6的模块化打印头组件的横截面视图；
图13A-图13B示出了图6的模块化打印头组件的侧视图；
图14是示出根据示例性实施例的包括能够重新定位的快门的快门机构的部件的分解视图；
图15示出了图14的快门机构的已组装部件；
图16A-图16B图示了使用致动器机构的图15的能够重新定位的快门的操作；以及
图17A-图17B图示了涉及图15的能够重新定位的快门的操作的附加细节。
将理解的是，附图是为了图示本发明的概念而可以不是按比例的。在可能的情况下，已经使用相同的附图标记来标出对于附图而言共有的相同特征。
具体实施方式
本描述将特别指向形成根据本发明的设备的一部分或更直接地与其协作的元件。要理解的是，未具体示出或描述的元件可以采用本领域技术人员熟知的各种形式。对“特定实施例”等的引用是指存在于本发明的至少一个实施例中的特征。对“实施例”或“多个特定实施例”等的单独引用不一定指相同的一个实施例或多个实施例；然而，这样的实施例不是相互排斥的，除非如此指示或对于本领域技术人员而言是容易地显而易见的。在指代“方法”或“多个方法”等中对单数或复数的使用不是限制性的。应当注意的是，除非上下文另有明确说明或要求，否则在本公开中使用的词“或”以非排斥性意义使用。
为了清楚起见，示意性地而不是按比例地图示了本发明的示例性实施例。本领域普通技术人员将能够容易地确定本发明的示例实施例的元件的具体大小和互连。
如本文中所描述的那样，本发明的示例实施例提供通常用于喷墨打印系统中的打印头或打印头部件。然而，许多其它应用正在涌现，其使用打印头来发射需要精细计量且以高空间精度沉积的(除了油墨之外的) 液体。因此，如本文中所描述的那样，术语“液体”和“油墨”指代能由下文描述的打印头或打印头部件喷出的任何材料。
参考图1，连续打印系统20包括诸如扫描仪或计算机的图像源22，其提供以页面描述语言的形式的光栅图像数据、轮廓图像数据或其它形式的数字图像数据。该图像数据由也将图像数据存储在存储器中的图像处理单元(图像处理器)24转换成半色调位图图像数据。多个液滴形成换能器控制电路26从图像存储器读取数据并且向与打印头30的一个或多个喷嘴相关联的液滴形成换能器28施加时变电脉冲。这些脉冲在适当的时间施加，并且施加到适当的喷嘴，使得由连续喷墨流形成的液滴将在打印介质32上的由图像存储器中的数据指明的适当位置中形成斑点。
打印介质32通过打印介质输送系统34相对于打印头30移动，其响应于来自速度测量装置35的信号由介质输送控制器36电子地控制。介质输送控制器36转而由微控制器38控制。图1中示出的打印介质输送系统仅是示意图，并且许多不同的机械配置是可能的。例如，输送辊能用在打印介质输送系统34中以促进油墨液滴到打印介质32的输送。这样的输送辊技术是本领域中熟知的。在页面宽度打印头的情况中，沿着介质路径移动打印介质32经过固定打印头是最方便的。然而，在扫描打印系统的情况中，沿着相对光栅运动中的一个轴(子扫描方向)移动打印头和沿着正交轴(主扫描方向)移动打印介质32通常是最方便的。
油墨包含在压力下的油墨储存器40中。在非打印状态中，由于阻挡液滴流和可以允许油墨的一部分被油墨回收单元44回收的油墨捕捉器72，连续的喷墨液滴流不能够到达打印介质32。油墨回收单元44重新调节油墨并将其馈送回到油墨储存器40。这样的油墨回收单元是本领域中熟知的。适用于最佳操作的油墨压力将取决于许多因素，包括喷嘴的几何形状和热属性以及油墨的热属性。恒定的油墨压力能通过在油墨压力调节器46的控制下对油墨储存器40施加压力来实现。可替换地，油墨储存器能保持为未加压的，或者甚至在减压(真空)下，并且能采用泵将油墨从压力下的油墨储存器传送到打印头30。在这样的实施例中，油墨压力调节器46能包括油墨泵控制系统。油墨通过油墨通道47分配到打印头30。油墨优选地流过蚀刻穿过打印头30的硅衬底到达其前表面的槽或孔，其中多个喷嘴和液滴形成换能器(例如，加热器)位于其中。当打印头30由硅制造时，液滴形成换能器控制电路26能与打印头30集成。打印头30还包括偏转机构70，其在下文参考图2和图3更详细地描述。
参考图2，示出了连续液体打印头30的示意图。打印头30的喷射模块48包括形成在喷嘴板49中的喷嘴阵列50。在图2中，喷嘴板49附连到喷射模块48。可替换地，喷嘴板49能与喷射模块48集成地形成。例如油墨的液体以足以从每个喷嘴50形成连续液体流52(有时称为细丝)的压力经由液体通道47供应到喷嘴50。在图2中，喷嘴阵列50延伸到图中以及到图外。
喷射模块48可操作以响应于图像数据使得液体液滴54从液体流52断裂。为了实现这一点，喷射模块48包括液滴激励或液滴形成换能器28(例如，加热器、压电致动器或电流体动力激励电极)，其在被选择性地激活时扰动液体流52，以引起每个细丝的部分断裂并聚结以形成液滴54。取决于所使用的换能器的类型，换能器能定位在向喷嘴50供应液体的液体室中或可以相邻于液体室以作用于液体室中的液体，能定位在喷嘴50中或者直接在喷嘴50周围以在液体通过喷嘴时作用在液体上，或者能相邻于液体流52来定位以在液体流50已经通过喷嘴50之后作用在液体流50上。
在图2中，液滴形成换能器28是定位在喷嘴50的一侧或两侧上的喷嘴板49中的加热器51，例如不对称加热器或环形加热器(分段的或不分段的)。这种类型的液滴形成是已知的并且已经在例如美国专利6457807(Hawkins等人)、美国专利6491362(Jeanmaire)、美国专利6505921(Chwalek等人)、美国专利6554410(Jeanmaire等人)、美国专利6575566(Jeanmaire等人)、美国专利6588888(Jeanmaire等人)、美国专利6793328(Jeanmaire)、美国专利6827429(Jeanmaire等人)和美国专利6851796(Jeanmaire等人)中描述，其中的每一篇通过引用并入本文中。
典型地，一个液滴形成换能器28与喷嘴阵列的每个喷嘴50相关联。然而，在一些配置中，液滴形成换能器28能与喷嘴阵列中的喷嘴50的组或喷嘴50中的所有相关联。
参考图2，打印系统具有与其相关联的打印头30，其可操作以从喷嘴50阵列产生液体流52阵列。液滴形成装置与每个液体流52相关联。液滴形成装置包括液滴形成换能器28和液滴形成波形源55，所述液滴形成波形源55将液滴形成波形60供应到液滴形成换能器28。液滴形成波形源55是机构控制电路26的一部分。在其中喷嘴板由硅制造的一些实施例中，液滴形成波形源55至少部分地形成在喷嘴板49上。液滴形成波形源55向液滴形成换能器28供应液滴形成波形60，所述液滴形成波形60通常包括具有基本频率fO和TO＝1/fO的基本周期的脉冲序列，这在液体射流中产生具有波长λ的调制。调制在幅度方面增长以使液体流52的部分断裂成液滴54。通过液滴形成装置的动作，产生液滴54的序列。根据液滴形成波形60，液滴54以具有TO＝1/fO的基本周期的基本频率fO形成。在图2中，液体流52在断裂位置59处断裂成具有规率周期的液滴，所述断裂位置59是称为断裂长度的与喷嘴50的距离BL。一对连续液滴54之间的距离基本上等于液体流52上的扰动的波长λ。由液体流52形成的液滴54的流遵循初始轨迹57。
特定打印头的微滴的断裂时间能通过改变对围绕相应电阻性喷嘴孔口的相应电阻性元件的激励脉冲的幅度、占空比或数目中的至少一个来更改。以此方式，脉冲占空比或幅度的小变化允许以可预测方式在微滴生成周期的±十分之一范围内调制微滴断裂时间。
图2中还示出的是包括充电电极62和充电电极波形源63的充电装置61。与液体射流相关联的充电电极62相邻于液体流52的断裂点59来定位。如果向充电电极62施加电压，则在充电电极与电接地的液体射流之间产生电场，并且这两者之间的电容性耦合在导电性液体流52的端上产生净电荷。(液体流52借助于与接地液滴发生器的液体室的接触而接地。）如果液体射流的端部分断裂以在液体流52的端上存在净电荷的同时形成液滴，则液体流52的该端部分的电荷被困在新形成的液滴54上。
充电电极62上的电压由充电电极波形源63控制，这提供在充电电极波形64周期80(在图4中示出)处操作的充电电极波形64。充电电极波形源63在充电电极62与液体流52之间提供变化的电势。充电电极波形源63生成充电电极波形64，其包括第一电压状态和第二电压状态；第一电压状态不同于第二电压状态。在图4的部分B中示出了充电电极波形的示例。选择两个电压使得在第一电压状态期间断裂的液滴54获取第一充电状态，并且在第二电压状态期间断裂的液滴54获取第二充电状态。供应到充电电极62的充电电极波形64独立于或不响应于待打印的图像数据。充电装置61使用常规同步装置27与液滴形成装置同步，常规同步装置27是控制电路26的一部分(参见图1)，使得在由充电电极波形源63产生的充电电极波形64与液滴形成波形源55的时钟之间维持固定相位关系。结果，由液滴形成波形92、94产生的来自液体流52的液滴54的断裂的相位(参见图4)被锁相到充电电极波形64。如图4中所指示的那样，在充电电极波形64与液滴形成波形92、94之间能存在相移108。
现在参考图3，打印头30包括液滴形成换能器28，所述液滴形成换能器28创建断裂成油墨液滴54的液体流52。液滴54作为打印液滴66或非打印液滴68的选择将取决于微滴相对于施加到作为偏转机构70的一部分的充电电极62的充电电极电压脉冲的断裂的相位，如下文将描述的那样。充电电极62由充电电极波形源63可变地偏置。充电电极波形源63以充电脉冲序列的形式提供充电电极波形64，也称为充电电极波形64。充电电极波形64是周期性的，具有充电电极波形64周期80(图4)。
在图4的部分B中示出了充电电极波形64的实施例。充电电极波形64包括第一电压状态82和第二电压状态84。在第一电压状态82期间断裂的液滴被充电到第一充电状态，并且在第二电压状态84期间断裂的液滴被充电到第二充电状态。第二电压状态84通常处于高电平，被充分地偏置，以在液滴54断裂时对液滴54充电。第一电压状态82通常相对于打印头30处于低电平，使得当与第二充电状态相比时，第一充电状态相对不带电。第一电压状态82与第二电压状态84之间的电势差的值的示例性范围为50至300伏，并且更优选地为90至150伏。
返回到图3的讨论，当相对高电平的电压或电势被施加到充电电极62并且液滴54在充电电极62前面从液体流52断裂时，液滴54获取电荷并且被偏转机构70朝着油墨捕捉器72偏转为非品脱（non-pint）液滴68。撞击捕捉器的面74的非打印液滴68在油墨捕捉器72的面上形成油墨膜76。油墨膜76流下捕捉器面74并进入液体通道78(也称为油墨通道)，所述油墨膜76通过所述液体通道78流到油墨回收单元44。液体通道78通常形成在捕捉器72的主体与下板79之间。
在充电电极62的电势被提供以适当的电压的同时，当液滴54从液体流52断裂时发生偏转。液滴54然后将获取保持在微滴表面上的感应电荷。单独的液滴54上的电荷具有与充电电极62的极性相反的极性和取决于在液滴54从液体射流分离的时刻充电电极52与液滴54之间的耦合电容和电压的大小的大小。该耦合电容部分取决于当液滴54断裂时充电电极62与液滴54之间的间距。其还能取决于断裂点59相对于充电电极62的中心的垂直位置。在电荷液滴54已经从液体流52断开之后，它们继续通过由充电板产生的电场。这些电场在带电液滴上提供将它们朝着充电电极62偏转的力。充电电极62(即使其在第一电压状态与第二电压状态之间循环)因此充当偏转电极以帮助使带电液滴远离初始轨迹57且朝着捕捉器72偏转。在通过充电电极62之后，液滴54将非常接近于捕捉器面74行进，捕捉器面74通常由导体或电介质构造。非打印液滴68的表面上的电荷将感应出表面电荷密度电荷(对于由导体构造的捕捉器面74)或极化密度电荷(对于由电介质构造的捕捉器面74)。捕捉器面74上的感应电荷对带电非打印液滴68产生吸引力。非打印液滴68上的吸引力与将由位于油墨捕捉器72内的在与油墨捕捉器72及非打印液滴68之间的距离相等的与表面的距离处的虚拟电荷(极性相反且大小相等)产生的吸引力相同。虚拟电荷被称为图像电荷。由捕捉器面74施加在带电非打印液滴68上的吸引力使得带电非打印液滴68远离其初始轨迹57偏转并以与微滴电荷的平方成比例且与微滴质量成反比例的速率沿着非打印轨迹86朝着捕捉器面74加速。在该实施例中，由于感应电荷分布，油墨捕捉器72包括偏转机构70的一部分。在其它实施例中，偏转机构70能包括一个或多个附加电极以生成电场，带电微滴通过所述电场以便使带电微滴偏转。例如，能使用捕捉器的上部接地部分前面的可选单个偏置偏转电极71。在一些实施例中，充电电极62能包括（由虚线电极62’表示的）射流阵列的第二侧上的第二部分，其被供应以与充电电极62的第一部分相同的充电电极波形64。
在备选方案中，当施加到液滴形成换能器28的液滴形成波形60使得液滴54在充电电极62的电势处于第一电压状态82（图4）（即，处于相对低的电势或处于零电势）时从液体流52断裂，液滴54不获取电荷。这样的不带电液滴在其飞行期间不受偏转带电液滴的电场影响。因此，当重新编码介质以速度Vm移动经过打印头30时，不带电液滴变为打印液滴66，其沿着轨迹57在大体上未偏转的路径中行进并且撞击打印介质32以在打印介质32上形成打印点88。充电电极62、偏转电极71和油墨捕捉器72用作打印头30的液滴选择系统69。
图4图示了如何通过控制供应到液滴形成换能器28的液滴形成波形来打印所选择的液滴。图4的部分A示出了形成为包括三个液滴形成波形92和四个液滴形成波形94的序列的液滴形成波形60。液滴形成波形94(表示为94-1、94-2、94-3和94-4)各自具有周期96并且包括脉冲98，并且液滴形成波形92(表示为92-1、92-2和92-3)中的每个具有较长的周期100并且包括较长的脉冲102。在该示例中，液滴形成波形94的周期96是基本周期TO，并且液滴形成波形92的周期100是基本周期的两倍2TO。液滴形成波形94各自使得单独的液滴从液体流断裂。液滴形成波形92由于其较长的周期而各自使得从液体流形成较大液滴。由液滴形成波形92形成的较大液滴54各自具有近似等于由液滴形成波形94形成的液滴54的体积的两倍的体积。
如前面所描述的那样，在液滴54上感应的电荷取决于充电电极在液滴断裂时刻的电压状态。图4的B区段示出了充电电极波形64和时间，由菱形表示的液滴54在所述时间从液体流52断裂。波形92-1、92-2、92-3使得大液滴104-1、104-2、104-3在充电电极波形64处于第二电压状态84时从液体流52断裂。由于在第二电压状态84中施加到充电电极62的高电压，大液滴104-1、104-2、104-3被充电到使得其偏转为非打印液滴68以便其撞击图3中的油墨捕捉器72的捕捉器面74的电平。这些大液滴可以形成为单个液滴(由用于104-1的双菱形表示)，形成为在几乎相同的时刻从液体流52断裂的随后融合以形成大液滴的两个液滴(由用于104-2的两个紧密间隔的菱形表示)，或者形成为从液体流断裂的大液滴，其断开且然后融合回到大液滴(由用于104-3的双菱形表示)。波形94-1、94-2、94-3、94-4使得小液滴106-1、106-2、106-2、106-3、106-4形成。小液滴106-1和106-3在第一电压状态82期间断裂，并因此将相对不带电；它们不被偏转到油墨捕捉器72中，而是作为打印液滴66经过油墨捕捉器72并撞击打印介质32(参见图3)。小液滴106-2和104-4在第二电压状态84期间断裂并且被偏转以作为非打印液滴68撞击油墨捕捉器74。充电电极波形64不由待打印的像素数据控制，而液滴形成波形60由打印数据确定。这种类型的液滴偏转是已知的并且已经在例如美国专利8585189(Marcus等人)；美国专利8651632(Marcus)；美国专利8651633(Marcus等人)；美国专利8696094(Marcus等人)和美国专利8888256(Marcus等人)中描述，所述美国专利中的每篇通过引用并入本文中。
图5是示例性喷墨打印头组件112的图。打印头组件112包括以交错阵列配置跨打印介质32的宽度尺寸布置的多个喷射模块200。打印介质32的宽度尺寸是在跨轨迹方向118上的尺寸，其垂直于轨迹内方向116(即，打印介质32的运动方向)。这样的打印头组件112有时被称为“线头（lineheads）”。
喷射模块200中的每个包括布置在喷嘴阵列202中的多个喷墨喷嘴，并且适配成在对应的打印区132中打印图像数据的刈幅。通常，喷射模块200以空间重叠布置进行布置，其中打印区312在重叠区134中重叠。重叠区134中的每个具有对应的中心线136。在重叠区134中，来自一个以上喷嘴阵列202的喷嘴能用于打印图像数据。
拼接是指为了创建单个页面宽度的线头的外观的目的而对从喷射模块200产生的打印图像的对准的过程。在图2中所示出的示例性布置中，三个打印头200在重叠区134处拼接在一起以形成页面宽度打印头组件112。页面宽度图像数据被处理并分段成单独的部分，所述部分以适当的时间延迟发送到每个喷射模块200，以导致喷射模块200的交错位置。由喷射模块200中的每个打印的图像数据部分有时被称为“刈幅”。拼接系统和算法用于确定每个喷嘴阵列202中的哪些喷嘴应当用于在重叠区134中打印。优选地，拼接算法在不容易被眼睛检测到的打印区132之间创建边界。在共同转让的美国专利7871145(Enge)中描述了一种这样的拼接算法，其通过引用并入本文中。
交错布置中的喷嘴阵列202中的两行由喷嘴阵列间距138分离。已经发现的是，即使在应用拼接校正算法之后，较大的喷嘴阵列间距138也导致拼接变化的大幅度。因此，期望尽可能减小喷嘴阵列间距138。在有用于安装喷嘴阵列202的现有技术布置的情况下，诸如在前述共同转让的美国专利8226215中所描述的那样，存在对于喷嘴阵列间距138有多小的限制。当需要适应越来越大的打印宽度时，这些方法也变得昂贵和麻烦。这些限制通过本文中所描述的模块化喷墨打印头组件来解决。
图6示出了包括根据本发明的多个打印头模块260的示例性模块化打印头组件190。每个打印头模块260包括喷射模块200和安装组件240。打印头模块260安装到中央轨道组件220上，所述中央轨道组件220包括附接到面向打印介质32的梁222的侧上的杆224。打印介质32在轨道内方向116上移动经过打印头组件190。轨道组件240在跨轨迹方向118上跨打印介质32的宽度延伸。
在所图示的配置中，打印头组件190包括三个打印头模块260，其中一个被安装在轨道组件220的下游侧226上，并且两个被安装在轨道组件220的上游侧228上。这种模块化打印头组件190设计的有利特征是较宽的打印介质32能通过简单地延伸轨道组件220的长度和添加附加的打印头模块260来支撑。通过在轨道组件220的下游侧226与上游侧228之间替换打印头模块260，相关联的喷嘴阵列202能与适当的重叠区134(参见图5)拼接在一起。
图7示出了用于图6的轨道组件220的示例性实施例的附加细节。轨道组件220包括杆224，所述杆224附接到梁222的底侧(即，面向打印介质32的侧(图6))。安装托架附接到梁222，以用于将安装组件240夹紧到轨道组件220。
在所图示的配置中，杆224具有圆柱形形状，并且梁222的底侧具有与杆224的外表面的形状匹配的凹形轮廓。在其它配置中，梁和杆224能具有不同的形状。例如，梁222的底侧能具有位于杆224的外表面上的v形凹槽。在另一示例中，杆224能具有围绕圆周的一部分的圆柱形形状，但是能在一侧上具有平坦表面以促进将杆224附接到具有平坦底侧的梁222。杆224能使用任何适当的手段附接到梁222。例如，螺栓能通过杆224中的孔插入到梁222的底侧中的对应螺纹孔中。
梁222包括槽口223的系列，其适配成接收喷射模块200和安装组件240(图6)上的凸块，如稍后将讨论的那样。在示例性实施例中，在对应于凸块的位置的位置处为打印头模块260(图6)中的每个提供两个槽口223，其优选地接近于喷射模块200和安装组件240的第一端和第二端来提供。(在本公开的上下文内，“接近”于端意味着端和槽口之间的距离不大于两端之间的距离的20％。）在所图示的配置中，槽口223一直延伸穿过梁222。在其它配置中，槽口223可以仅延伸穿过其中的部分。如稍后将讨论的那样，梁还包括旋转对准特征225，其适配成与安装组件240或喷射模块200上的对应基准接合。
图8示出了用于图6的喷射模块200的示例性实施例的附加细节。喷嘴阵列220(在图8中不可见)在跨轨迹方向118上跨喷射模块200的宽度延伸。流体连接216和电连接217连接到打印机系统20(图1)的其它部件。
喷射模块200包括在跨轨迹方向118上间隔开的第一对准凸块204和第二对准凸块205，其配置成插入到梁222中的槽口223中并且与轨道组件220(图7)的杆224接合。为了限定喷射模块200相对于轨道组件220的所期望位置，需要使用六个对准特征约束六个自由度。第一对准凸块204提供第一对准基准210和第二对准基准211。第二对准凸块205提供第三对准基准212和第四对准基准213。第一对准凸块204和第二对准凸块205与杆224之间的接合限定四个自由度(x、z、θx、θz)。
喷射模块200还包括旋转对准特征，其提供第五对准基准214(在图8中不可见)，其适配成与和梁222相关联的对应旋转对准特征接合以限定第五自由度(θy)。与梁222相关联的旋转对准特征可以在梁222自身上，或者能在安装组件240上，其处于相对于梁222的预定位置。在所图示的配置中，第五对准基准214在喷射模块200的底表面上，并且接触安装组件240的部件(参见图12B)。
喷射模块200还包括跨轨迹对准特征，其提供第六对准基准215，所述第六对准基准215适配成与轨道组件220上的对应跨轨迹对准特征接合以限定第六自由度(y)。在所图示的配置中，第六对准基准215提供在第二对准凸块205的侧面上，并且轨道组件220上的对应跨轨迹对准特征由梁222中的对应槽口223的侧面提供。虽然第六对准基准215示出在第二对准凸块205的内部面上，但是本领域技术人员将认识到的是，其能可替换地在外部面上。在其它配置中，第六对准基准215能是第一对准凸块204的侧面，或者能由喷射模块200上的一些其它特征提供。
喷射模块200的第一对准凸块204和第二对准凸块205能采取任何适当的形式。图9A-9E图示了能使用的多个示例性配置。每个配置包括“v形”槽口206，其形成到对准凸块204中。槽口206具有两个面207、208，其中的每个在对准凸块204接触杆224的位置处提供对应的对准基准210、211。在所图示的示例中，面207、208彼此成90°取向，但这不是要求。能在用于喷射模块200的制造过程期间提供固定装置以相对于喷嘴阵列202的位置精确地加工面207、208的位置，使得喷嘴阵列202能相对于轨道组件220精确地对准。
在图9A中，槽口206具有锐角转角并且包括水平面210和垂直面211。图9B的对准凸块204是类似的，除了外转角包括圆角201并且内转角包括立铣槽203。图9C的对准凸块204包括凸起209，其提供与杆224的接触点(对准基准210和对准基准211)。例如，凸起209能是提供单个接触点的滚珠轴承。在图9D和图9E中，槽口206旋转，使得面207、208是倾斜的。在图9D中，面207、208相对于水平面成±45°取向。在图9E中，面207以小角度向后倾斜(例如，约10°)。这具有如下优点：喷射模块200的向下重量将具有朝着轨道组件220拉动喷射模块200的效果。
图10示出了图6的安装组件240的示例性实施例的附加细节。安装组件240包括从框架242凸出的第三对准凸块244和第四对准凸块245。对准凸块244、245在跨轨迹方向118上间隔开并且被配置成插入梁222中的槽口223中并且与轨道组件220(图7)的杆224接合。安装组件240的对准凸块244、245能采取任何适当的形式，其提供与杆224的两个接触点，诸如图9A-图9E中所示出的那些。
为了限定安装组件240相对于轨道组件220的期望位置，需要使用六个对准特征约束六个自由度。第三对准凸块244提供第七对准基准250和第八对准基准251。第四对准凸块245提供第九对准基准252和第十对准基准253。因此，对准凸块244、245与杆224之间的接合限定四个自由度(x、z、θx和θz)。
安装组件240还包括提供第十一对准基准254的旋转对准特征，所述第十一对准基准254适配成与梁222上的对应旋转对准特征225(图7)接合以限定第五自由度(θy)。在所图示的配置中，第十一对准基准254是从框架242的上横梁轻微凸出的环。
安装组件240还包括提供第十二对准基准255的跨轨迹对准特征，所述第十二对准基准255适配成与轨道组件220上的对应的跨轨迹对准特征接合以限定第六自由度(y)。在所图示的配置中，第十二对准基准255提供在第四对准凸块244的侧面上，并且轨道组件220上的对应的跨轨迹对准特征由梁222中的对应槽口223的侧面提供。虽然第十二对准基准255被示出在第四对准凸块205的外部面上，但是本领域技术人员将认识到的是，其能可替换地在内部面上。在其它配置中，第十二对准基准255能是第三对准凸块245的侧面，或者能由安装组件240上的一些其它特征提供。
安装组件夹紧机构310用于向安装组件240施加将其夹紧到轨道组件220的夹紧力。夹紧力使得安装组件240的第七对准基准250、第八对准基准251、第九对准基准252和第十对准基准253与杆224接合，并且使得安装组件240的第十一对准基准254与梁222上的对应对准特征225(图7)接合。在所图示的配置中，安装组件夹紧机构310由三个螺栓312提供。螺栓312中的一个被示出在安装组件240的接近于第三对准凸块244的一侧上。该螺栓312拧入安装托架229(参见图7)上的螺纹孔316中，所述安装托架229附接到梁222。同样地，另一螺栓312(在图10中不可见)将在安装组件240的接近于第四对准凸块245的另一侧上。第三螺栓312(在图10中未示出)将被插入穿过在框架242的顶部轨道中示出的螺栓孔314并且到在对应于旋转对准特征225(参见图7)的位置处的梁222上的螺纹孔318中。对于本领域技术人员显而易见的是，根据本发明能使用多种其它类型的安装组件夹紧机构310，包括各种弹簧夹布置。
在所图示的示例性实施例中，油墨捕捉器72附接到安装组件240的框架242。充电电极62然后附接到油墨捕捉器72。快门机构352也附接到安装组件240的框架242。当喷射模块200不被用于打印图像数据时，快门机构用于阻挡油墨在喷嘴50与打印介质32(参见图3)之间的路径。电机372是快门机构352的部件。稍后将更详细地讨论快门机构352。
喷射模块夹紧机构300被提供用于每个喷射模块200。在所图示的示例性实施例中，喷射模块夹紧机构300是安装组件240的部件。喷射模块夹紧机构300向相关联的喷射模块200施加力，其使得相关联的喷射模块200的第一对准基准210、第二对准基准211、第三对准基准212和第四对准基准213与杆224接合并且使得第五对准基准214与和梁222相关联的对应旋转对准特征接合。在所图示的配置中，第五对准基准214在喷射模块200的底表面上，并且接触安装组件240的对应旋转对准特征。如在图12B中可以见到的那样，该示例中的旋转对准特征在作为安装组件240的部件的油墨捕捉器72的顶表面上，并且因此将具有与梁222的限定位置关系。
在所图示的示例性实施例中，喷射模块夹紧机构300是弹簧负载的铰接夹机构，其能由将喷射模块200安装到打印头组件190(图6)中的人类操作者操作。弹簧负载的铰接夹机构包括使用杠杆机构连接到两个弹簧柱塞304的把手302。当操作者提起把手302时，两个弹簧柱塞302被推动至抵接喷射模块200的对应表面，由此将喷射模块推动至抵接轨道组件220。在图12D中能更清楚地看到弹簧负载的铰接夹机构的附加细节。
还为每个喷射模块200提供跨轨迹力机构320。在所图示的示例性实施例中，跨轨迹力机构300是附接到安装组件240的框架242的板簧机构。当喷射模块插入到安装组件240中时，板簧在喷射模块200上(相对于图10向右)施加跨轨迹力，这使得第六对准基准215(参见图8)与梁222上的对应的跨轨迹对准特征接合。在这种情况下，第二对准凸块205的内表面被推动至抵接梁222中的对应槽口223的侧面。跨轨迹力机构320还用于将跨轨迹力施加在安装组件240上(相对于图10向左)，这使得第十二对准基准255被推动至抵接梁222中的对应槽口223的侧面，由此与梁222上的对应跨轨迹对准特征接合。在其它配置中，跨轨迹力机构320能利用其它类型的弹簧机构，或者能利用本领域中已知的适配成提供跨轨迹力(例如，螺钉机构、液压机构或铰接夹机构)的任何其它类型的力机构。
图11示出了图6的打印头组件190的顶视图，其包括安装在轨道组件220的下游侧226上的一个打印头模块260和安装在轨道组件220的上游侧228上的两个打印头模块260。在该视图中能更清楚地看到各种部件的一些方面。剖切线示出为对应于图12A-图12D的视图。
图12A对应于图11中的剖切线A，其穿过最左边的打印头模块260的中心。图12B是图12A中的区380的放大视图，示出了附加细节。在这些视图中能观察到打印头组件190的多个特征。槽350提供在每个打印头模块260的对应于喷嘴阵列202的轨道内位置的下表面中。喷嘴阵列间距138由两个槽350之间的轨迹内距离限定。如之前所讨论的那样，期望最小化喷嘴阵列间距138以减少拼接误差。打印头组件190的示例性实施例的优点在于，槽350能定位成相当靠近轨道组件220。这部分地是由于油墨捕捉器72定位在用于轨道组件220的上游侧228上的喷射模块200的喷嘴阵列202的上游，并且油墨捕捉器72定位在用于轨道组件220的下游侧上的喷射模块200的喷嘴202阵列的下游的事实。因为油墨捕捉器72从喷嘴阵列202延伸出显著的距离，所以现有技术的系统(其中油墨捕捉器72全部定位在喷嘴阵列202的同一侧上)要求喷嘴阵列间距138显著更大。
还能看到安装组件240的框架242上的第十一对准基准254。安装组件夹紧机构310(图10)将对准基准254推动到轨道组件220的梁222上的对应旋转对准特征256中。
图12B示出了图12A中的区380的放大图，并且更清楚地图示了在喷嘴阵列202附近的打印头组件190的部分。未偏转的打印液滴66穿过形成在空气引导件368与油墨捕捉器72的下板79之间的槽350。能够重新定位的快门叶片356能选择性地重新定位以阻挡槽350，如稍后将更详细地讨论的那样。油墨捕捉器72的液体通道78抽走非打印液滴68(图4)以用于回收。在所图示的配置中，喷射模块200的第五对准基准214由从喷射模块的下表面延伸的凸起提供。第五对准基准214接触提供旋转对准特征256的油墨捕捉器72的上表面。油墨捕捉器72是安装组件240的部件，所述安装组件240在预定位置中安装到轨道组件220上，其中相对于梁222限定旋转对准，如之前已经讨论的那样。旋转对准特征256因此间接地与梁222相关联，即使其不直接在梁222上。在其它实施例中，第五对准基准214能定位在喷射模块200上的不同位置中。例如，第五对准基准214可是喷射模块的面向梁222的面上的凸起。旋转对准特征225然后可是梁222上或安装组件240的框架242(图10)上的点。
图12C对应于图11中的剖切线B，其穿过图11中的最左边的打印头模块260(即，图12C的右手侧上的上游打印头模块260)中的安装组件240的对准凸块244。能看到的是，对准凸块244部分通过梁222中的槽口223插入，并且第七对准基准250和第八对准基准251与杆224接触。
图12D对应于图11中的剖切线C，其穿过图11中最左边的打印头模块260(即，图12C的右手侧上的上游打印头模块260)中的喷射模块200的对准凸块204。剖切线C也穿过上游打印头模块260的弹簧柱塞304。用于上游打印头模块260的喷射模块夹紧机构300的把手302已经被向上推动到接合位置中，使得弹簧柱塞304沿着喷射模块200的一侧向成角度表面上施加力。这将喷射模块200的对准凸块204紧紧推动至抵接轨道组件220的梁222。能看到的是，对准凸块204部分通过梁222中的槽口223插入，并且第一对准基准250和第二对准基准251与杆224接触。第二弹簧柱塞304(在图12D中不可见)类似地沿着喷射模块200的另一侧向成角度表面上施加力，由此使第二对准凸块205与杆224接合。由喷射模块夹紧机构300提供的力的向下分量也向下推动在喷射模块200上，使得第五对准基准214与安装组件240上的对应旋转对准特征256接合(如关于图12B所讨论的那样)。用于图12D左侧上的下游打印头模块260的喷射模块夹紧机构300的把手302已经被向下推动到释放位置，使得弹簧柱塞304已经被拉至离开喷射模块200。这使得喷射模块200能从打印头组件190被提取(例如，用于维护)。
图13A示出了从下游侧226观看的图6的打印头组件190的侧视图。一个打印头模块260在轨道组件220的下游侧226上可见，而其它两个打印头模块260在上游侧228(图6)上的轨道组件220后面。
图13B示出了图13A中的区382的放大图，并且更清楚地图示了在梁220中的槽口223中的一个的附近的打印头组件190的部分。在轨道组件220后面的左打印头模块260中的安装组件240的对准凸块245(参见图10)和喷射模块200的对准凸块205(参见图8)在槽口223内可见。用作跨轨迹力机构320(参见图10)的板簧在对准凸块205、245之间可见。跨轨迹力机构320向安装组件240和喷射模块200二者施加跨轨迹力。
在所图示的示例性实施例中，跨轨迹力机构320向左推动安装组件240，使得对准凸块245的外部面上的对准基准255接触槽口223的左面，其用作与梁222相关联的对应的跨轨迹对准特征。如之前所讨论的那样，在其它实施例中，安装组件240上的其它特征能用作对准基准245。
类似地，在所图示的示例性实施例中，跨轨迹力机构320向右推动喷射模块200，使得第二对准凸块205的内部面上的对准基准215接触槽口223的右面，其用作与梁222相关联的对应的跨轨迹对准特征。
在其它实施例中，喷射模块200上的其它特征能用作对准基准215。例如，对准基准215能在第一对准凸块204的外部面上。当跨轨迹力机构320向右推动喷射模块200，对准凸块204、205之间的间距和对准凸块244、245之间的间距能被布置成使得第一对准凸块204的外部面与安装组件240上的第三对准凸块244(参见图10)的内部面接触。在这种情况下，对准凸块244的内部面用作与梁222相关联的对应的跨轨迹对准特征。由于安装组件240在预定位置中被安装到轨道组件220上，其中跨轨迹对准相对于梁222如之前已经讨论的那样被限定，因此对准凸块244上的跨轨迹对准特征间接地与梁222相关联，即使其不是直接在梁222上。
图14是示出根据示例性实施例的快门机构352的部件的分解视图。快门机构352包括快门框架354和能够重新定位的快门355。在示例性配置中，快门框架354适配成安装到安装组件240(参见图10)，并且能够重新定位的快门355使用轴366安装到快门框架354，所述轴366使得能够重新定位的快门355能围绕枢转轴线362枢转。在其它配置中，快门机构352能安装到打印头模块260的其它部件(例如，喷射模块200)。优选地，快门机构352能够从打印头模块260拆卸，使得其能被移除以用于维护(例如，清洁)或更换。
能够重新定位的快门355包括快门叶片356，其在跨轨迹方向118上从第一端延伸到第二端。凸块358附连到快门叶片356的第一端和第二端。在所图示的示例性实施例中，两个凸块358都包括杠杆臂360，所述杠杆臂360适配成被向下推动以使能够重新定位的快门355围绕枢转轴线362旋转。当能够重新定位的快门355枢转到第一枢转位置时，快门叶片356阻挡油墨的液滴通过槽350(参见图12B)并将油墨转向到油墨捕捉器72中。当能够重新定位的快门355枢转到第二枢转位置时，快门叶片356远离槽350移动，使得油墨的液滴能穿过槽350。在优选配置中，快门叶片356包括弹性尖端357，其适配成在能够重新定位的快门355处于第一枢转位置(参见图16B)时抵接油墨捕捉器72的下板79密封。
在所图示的示例性配置中，凸块358包括与枢转轴线362同轴的圆形孔364。轴366适配成安装到快门框架354中的孔365中并且延伸到凸块358中的孔364中，使得轴366和孔364、365全部与枢转轴线362同轴。在一些配置中，轴366能附接到快门框架354，使得能够重新定位的快门355围绕轴366枢转。在其它配置中，轴366能附连到能够重新定位的快门355，使得轴366与能够重新定位的快门355一起枢转。在所图示的配置中，孔364一直延伸穿过凸块358且孔365一直延伸穿过快门框架354上的凸块。在其它配置中，孔364、365中的一些或全部可以仅部分延伸穿过它们相应的凸块。
在所图示的示例性配置中，空气导引件368安装到快门框架354。当快门机构352附接到安装组件240(参见图10)时，定位空气引导件368以将空气流从空气供应源(未示出)向下引导穿过槽350(参见图12B)。这有助于防止油墨的液滴在其从喷嘴阵列202到槽350的飞行期间减速。在优选配置中，空气引导件368限定槽350的一个侧壁，而油墨捕捉器72限定另一个侧壁(参见图12B)。在所图示的配置中，空气引导件368包括在两端上的凸块369，其限定用于槽350的端壁。
弹簧369定位在快门框架354与快门叶片356之间。弹簧提供回复力，其与杠杆臂360上的向下的力相反，以在杠杆臂360上的向下的力被移除的情况下使能够重新定位的快门355枢转回到第一枢转位置中。
图15示出处于已组装位置中的图14的快门机构352的部件。在此情况下，能够重新定位的快门355示出为在其中快门叶片356被定位以阻挡槽350(图12B)的第一枢转位置中。
如之前所讨论的那样，快门机构352适配成通过将力施加到能够重新定位的快门355的杠杆臂360上来操作。这能通过如图16A-图16B中所图示的致动器370来实现。在所图示的示例性配置中，致动器370包括电机372，其使安装到电机372的轴372上的杠杆373旋转。杠杆371能在图16A中所示出的第一位置与图16B中所示出的第二位置之间旋转。杠杆371附接到推杆374。推杆374适配成围绕枢转点376使枢转杠杆375枢转。枢转杠杆375适配成将向下的力施加到能够重新定位的快门355的杠杆臂360上。
当致动器370处于图16A中所示出的第一位置时，枢转杠杆373远离能够重新定位的快门355的杠杆臂360移动。快门机构352的弹簧360使能够重新定位的快门355枢转到阻挡槽350的第一枢转位置中。
当致动器370处于图16B中所示出的第二位置时，枢转杠杆373被向下推动到能够重新定位的快门355的杠杆臂360上。这使能够重新定位的快门355枢转到打开槽350的第二枢转位置中。
在优选配置中，当向致动器370(例如，向电机371)施加电力时，能够重新定位的快门355从闭合的第一枢转位置枢转到打开的枢转位置，并且当电源关闭时，能够重新定位的快门355返回到闭合的第一枢转位置。这具有如下优点：如果打印机系统20(图1)经历电源故障，则能够重新定位的快门355将闭合，从而提供防止油墨流过槽350到打印介质32上的故障保险特征。
如相对于图14所讨论的那样，在一些实施例中，能够重新定位的快门355包括在快门叶片356的两端上的杠杆臂360。在这种情况下，致动器370可被配置成同时向两个杠杆臂360施加向下的力。在示例性配置中，电机371定位在如图10中所示出的快门叶片的两端中间的跨轨迹位置处。杆377从杠杆373延伸到沿着安装组件240的两个边缘定位的推杆374(图16A)。推杆374各自连接到相应的枢转杠杆375，其激活快门叶片356的相应杠杆臂360。在可替换配置(未示出)中，使用两个分离的致动器370来致动两个杠杆臂360。在其它配置中，单个致动器370能用于致动快门叶片356的一端上的单个杠杆臂360。然而，这要求快门叶片356具有足够的刚度，使得其在致动期间将不会显著扭曲。
图17A-图17B图示了关于能够重新定位的快门355的操作的附加细节。在图17A中，能够重新定位的快门355枢转到其中快门叶片356阻挡槽350的第一枢转位置中。在该位置中，快门叶片356的弹性尖端357抵接油墨捕捉器72的下板79密封。这将任何打印液滴66重定向到油墨捕捉器的液体通道78中。
在图17B中，由致动器370(参见图16A)将力F施加到凸块358的杠杆臂360上。这使得能够重新定位的快门355围绕枢转轴线362枢转，从而使能够重新定位的快门355枢转到第二枢转位置，其中快门叶片356从槽350被拉回，从而允许打印液滴66到达打印介质32。
枢转轴线362优选地定位在喷嘴阵列202与槽350之间。这使得快门叶片356能够通过能够重新定位的快门355的相对小的角旋转而有效地从槽350拉回。其还使快门机构352能够是紧凑的，由此使得喷嘴阵列202与轨道组件220之间的距离能够减小，以便最小化喷嘴阵列间距138(参见图12A)。
零件清单
20 打印机系统
22 图像源
24 图像处理单元
26 控制电路
27 同步装置
28 液滴形成换能器
30 打印头
32 打印介质
34 打印介质输送系统
35 速度测量装置
36 介质输送控制器
38 微控制器
40 油墨储存器
44 油墨回收单元
46 油墨压力调节器
47 油墨通道
48 喷射模块
49 喷嘴板
50 喷嘴
51 加热器
52 液体流
54 液滴
55 液滴形成波形源
57 轨迹
59 断裂位置
60 液滴形成波形
61 充电装置
62 充电电极
62' 充电电极
63 充电电极波形源
64 充电电极波形
66 打印液滴
68 非打印液滴
69 液滴选择系统
70 偏转机构
71 偏转电极
72 油墨捕捉器
74 捕捉器面
76 油墨膜
78 液体通道
79 下板
80 充电电极波形64周期
82 第一电压状态
84 第二电压状态
86 非打印轨迹
88 打印点
92 液滴形成波形
94 液滴形成波形
96 周期
98 脉冲
100 周期
102 脉冲
104 大液滴
106 小液滴
108 相移
112 打印头组件
116轨迹内方向
118 跨轨迹方向
132 打印区
134 重叠区
136 中心线
138 喷嘴阵列间距
190 打印头组件
200 喷射模块
201 圆角
202 喷嘴阵列
203 立铣槽
204 对准凸块
205 对准凸块
206 槽口
207 面
208 面
209 凸起
210 对准基准
211 对准基准
212 对准基准
213 对准基准
214 对准基准
215 对准基准
216 流体连接
217 电连接
220 轨道组件
222 梁
223 槽口
224 杆
225 旋转对准特征
226 下游侧
228上游侧
229 安装托架
240 安装组件
242 框架
244 对准凸块
245 对准凸块
250 对准基准
251 对准基准
252 对准基准
253 对准基准
254 对准基准
255 对准基准
256 旋转对准特征
260 打印头模块
300 喷射模块夹紧机构
302 把手
304 弹簧柱塞
310 安装组件夹紧机构
312 螺栓
314 螺栓孔
316 螺纹孔
318 螺纹孔
320 跨轨迹力机构
350 槽
352 快门机构
354 快门框架
355 能够重新定位的快门
356 快门叶片
357 弹性尖端
358 凸块
360 杠杆臂
362 枢转轴线
364 孔
365 孔
366 轴
369 弹簧
368 空气引导件
369凸块
370 致动器
371 电机
372 轴
373 杠杆
374 推杆
375 枢转杠杆
376 枢转点
377 杆
380 区
382 区。

Claims (18)

1.一种模块化喷墨打印头组件，包括用于在沿着介质路径从上游到下游行进的打印介质上打印的多个喷射模块，所述模块化喷墨打印头组件包括：
轨道组件，在跨轨迹方向上跨越所述打印介质，所述轨道组件具有上游侧和下游侧，所述轨道组件包括：
梁；以及
杆，附接到所述梁的面向所述打印介质的所述梁的一侧；
多个打印头模块，每个打印头模块包括对应的喷射模块，其中每个喷射模块包括：
在跨轨迹方向上延伸的喷嘴阵列；
第一对准凸块，具有第一对准基准和第二对准基准；
第二对准凸块，具有第三对准基准和第四对准基准，所述第二对准凸块在所述跨轨迹方向上与所述第一对准凸块间隔开；
旋转对准特征，包括第五对准基准；以及
跨轨迹对准特征，包括第六对准基准；
喷射模块夹紧机构，用于每个喷射模块，以向相关联的喷射模块施加力，其使得所述相关联的喷射模块的所述第一对准基准、所述第二对准基准、所述第三对准基准和所述第四对准基准与所述杆接合，以及使得所述相关联的喷射模块的所述第五对准基准与和所述梁相关联的对应旋转对准特征接合；以及
喷射模块跨轨迹力机构，用于每个喷射模块，以向所述相关联的喷射模块施加跨轨迹力，其使得所述相关联的喷射模块的所述第六对准基准与和所述梁相关联的对应跨轨迹对准特征接合；
其中每个喷射模块适配成与所述轨道组件在不同的跨轨迹位置处接合，其中所述喷射模块中的至少一个与所述轨道组件在所述轨道组件的所述上游侧上接合，而所述喷射模块中的至少一个与所述轨道组件在所述轨道组件的所述下游侧上接合；以及
其中每个喷射模块的所述第一对准凸块和所述第二对准凸块的部分适配成配合在所述梁中的对应槽口内。
2.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述第一对准凸块和所述第二对准凸块包括具有两个面的槽口，所述第一对准基准和所述第二对准基准对应于接触所述杆的所述第一对准凸块中的所述槽口的所述面上的位置，以及所述第三对准基准和所述第四对准基准对应于接触所述杆的所述第二对准凸块中的所述槽口的所述面上的位置。
3.根据权利要求2所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述槽口是v型的。
4.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述第六对准基准是所述第一对准凸块或者所述第二对准凸块上的特征。
5.根据权利要求4所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述第六对准基准是所述第一对准凸块或者所述第二对准凸块的侧面，以及其中所述跨轨迹对准特征是所述梁中的所述对应槽口的侧面。
6.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述打印头模块还包括安装到所述轨道组件的安装组件，以及其中所述喷射模块夹紧机构是所述安装组件的部件。
7.根据权利要求6所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述安装组件包括：
第三对准凸块，具有第七对准基准和第八对准基准；
第四对准凸块，具有第九对准基准和第十对准基准，所述第四对准凸块在所述跨轨迹方向上与所述第三对准凸块间隔开；以及
旋转对准特征，包括第十一对准基准；
以及还包括安装组件夹紧机构，用于向所述安装组件施加力，其使得所述安装组件的所述第七对准基准、第八对准基准、第九对准基准、第十对准基准和第十一对准基准与所述轨道组件上的对应对准特征接合。
8.根据权利要求6所述的模块化喷墨打印头组件，其中与和所述相关联的喷射模块的所述第五对准基准接合的所述梁相关联的所述旋转对准特征是具有相对于所述梁的预定位置的所述安装组件的特征。
9.根据权利要求6所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述打印头模块包括用于捕捉从所述喷嘴阵列喷出的油墨的非打印液滴的油墨捕捉器，所述油墨捕捉器被安装到所述安装组件。
10.根据权利要求9所述的模块化喷墨打印头组件，其中从所述喷嘴阵列喷出的油墨的液滴在它们冲击到所述打印介质上之前经过槽，以及其中所述打印头模块包括能够重新定位的快门叶片，其能够定位成阻挡油墨的液滴经过所述槽以及使所述油墨转向到所述油墨捕捉器中，所述能够重新定位的快门叶片被安装到所述安装组件。
11.根据权利要求9所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述油墨捕捉器定位在用于在所述轨道组件的所述上游侧上与所述轨道组件接合的喷射模块的所述喷嘴阵列的上游，以及所述油墨捕捉器定位在用于在所述轨道组件的所述下游侧上与所述轨道组件接合的喷射模块的所述喷嘴阵列的下游。
12.根据权利要求6所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述打印头模块包括用于向从所述喷嘴阵列喷出的油墨的液滴施加电荷的充电模块，所述充电模块被安装到所述安装组件。
13.根据权利要求6所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述安装组件包括包括第十二对准基准的安装组件跨轨迹对准特征，且还包括用于向所述安装组件施加跨轨迹力的安装组件跨轨迹力机构，其使得所述第十二对准基准与和所述梁相关联的对应跨轨迹对准特征接合。
14.根据权利要求13所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述喷射模块跨轨迹力机构还用作所述安装组件跨轨迹力机构。
15.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述杆具有围绕其圆周的至少一部分的圆柱形状。
16.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述喷射模块夹紧机构包括能够由人类操作者操作的弹簧负载的铰接夹，以向所述相关联的喷射模块施加力。
17.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述喷射模块跨轨迹力机构是向所述相关联的喷射模块施加跨轨迹力的弹簧机构。
18.根据权利要求1所述的模块化喷墨打印头组件，其中所述第一对准凸块接近于所述喷射模块的第一端来定位，且所述第二对准凸块接近于所述喷射模块的相对的第二端来定位。
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