CN114364539B - 具有用于供应电力和数据的贯穿式狭槽的打印头模块 - Google Patents

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Abstract

一种打印头模块包含单片基底,该单片基底具有安装在其上的多行打印芯片。每行打印芯片通过穿过基底的厚度限定的相应纵向狭槽而接收电力和数据,每个纵向狭槽平行于该多行打印芯片且相对于该多行打印芯片偏移而延伸。

Description

具有用于供应电力和数据的贯穿式狭槽的打印头模块
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印头。已经开发的喷墨打印头主要是为了提供适于高品质页宽打印的鲁棒性全色模块化打印头。
发明背景
本申请人已开发了一系列如在例如WO 2011/143700、WO 2011/143699和WO 2009/089567中所描述的喷墨打印机,其内容通过引用并入本文。/>打印机采用一个或多个静态的喷墨打印头,以及单次进给打印介质使之经过打印头的进给机构。因此,打印机提供了比传统扫描喷墨打印机高得多的打印速度。
适用于相对短的打印过程的数码印刷机代表了页宽打印技术的重大市场机遇。页宽喷墨打印单元可以用来代替胶印机中的传统模拟印版,而无需对昂贵的介质进给系统进行重大修改。本申请人已开发了适合希望将现有胶印机升级为高速数码喷墨印刷机的OEM的需要的打印系统。例如,US 10,099,494(通过引用并入本文)描述了一种模块化打印系统,该模块化打印系统包括具有一个或多个打印模块的单色打印杆。每个打印模块由于相应打印头中的5个喷嘴行而具有5x的冗余,从而提供了适合喷墨印刷机OEM要求的高品质、高速打印。如US 10,099,494所述,模块化打印系统可以通过沿着介质进给路径堆叠单色打印杆而被配置成用于全色打印。
虽然模块化喷墨打印系统有这些改进,但是仍然需要进一步改进这种系统。使用单色打印杆阵列的一个缺点是全色打印的整个打印区域相对长。即使采用创新措施来最小化打印杆间的间隔,四个打印杆(例如,CMYK打印杆)的打印区域沿着介质进给路径的长度仍可能是500mm。较长的打印区域不仅在对齐和精确的点对点放置方面,而且在集成到现有的胶印介质进给系统方面都带来了挑战。例如,在介质进给路径中可用于喷墨打印引擎的空间有限,并且重新配置介质进给系统以容纳这种打印引擎对于OEM来说成本很高。
一种最小化打印区域的大小的做法是从每个打印头打印四种颜色的油墨,并使打印头在打印区域上交错。例如,WO 2011/011824中描述了一种这样的打印机。然而,这种打印机的问题是每个颜色通道没有冗余,这不可避免地影响速度和/或打印品质。因此,这种类型的打印机通常不适用于数码油墨印刷机。
因此,希望提供一种适用于数码喷墨印刷机的模块化打印系统,该模块化打印系统具有沿着介质进给方向的极小长度的打印区域。特别希望提供具有足够的冗余以用于高品质、高速打印的这种打印系统。向多个紧密封装的打印芯片提供油墨、电力和数据的有效布置也是所希望的。
发明概述
在第一方面中,提供了一种打印头模块,所述打印头模块包括单片基底,所述单片基底具有安装在其上的多行打印芯片,其中每行打印芯片通过穿过所述基底的厚度限定的相应纵向狭槽而接收电力和数据,每个纵向狭槽平行于所述多行打印芯片且相对于所述多行打印芯片偏移而延伸。
根据第一方面的打印头模块有利地提供了用于将电力和数据供应到安装在油墨歧管上的多行打印芯片的有效方式,而不需要复杂的多层基底和布线布置。
优选地,所述单片基底具有限定在其中的纵向油墨供应通道,每个油墨供应通道平行于所述多行打印芯片而延伸。优选地,所述纵向油墨供应通道中的每一个与所述多行打印芯片中的相应一行对齐。
优选地,所述纵向狭槽与所述纵向油墨供应通道交替布置在所述单片基底中。
优选地,多个指状物从所述单片基底的相反两端延伸,每个指状物含有相应纵向油墨供应通道的一部分而不含有任何纵向狭槽的一部分。
优选地,所述单片基底包括选自由以下各项组成的组的材料:聚合物、金属合金和陶瓷。
优选地,每个基底具有相反的第一面和第二面,所述第一面具有安装在其上的一个或多个第一PCB,并且所述第二面具有安装在其上的一个或多个第二PCB。
优选地,所述第一PCB和所述第二PCB大体上相互垂直。
优选地,所述第一PCB和所述第二PCB经由延伸穿过限定在所述基底中的纵向狭槽的电连接器而连接。
优选地,所述打印头模块具有多个第一PCB,每行打印芯片电连接到相应第一PCB。
优选地,每个打印芯片经由线接合而电连接到其相应第一PCB。
优选地,每个第二PCB包括一个或多个外部连接器,所述外部连接器选自由以下各项组成的组:电力连接器和数据连接器。
优选地,每个油墨供应通道具有限定多个油墨出口的基部和包括细长柔性膜的顶部,并且其中每个打印芯片从所述油墨出口中的一个或多个接收油墨。
优选地,所述细长柔性膜覆盖有刚性盖。
在相关方面中,提供了一种模块化喷墨打印头,所述模块化喷墨打印头具有首尾相连布置的多个如本文所述的打印头模块。
在第二方面中,提供了一种打印头模块,所述打印头模块包括:
油墨歧管,所述油墨歧管限定多个油墨供应通道,所述油墨歧管具有第一和第二相反面;
多个打印芯片,所述打印芯片安装在所述第一面上,每个打印芯片经由限定在所述第一面中的一组油墨出口而从相应油墨供应通道接收油墨;
第一PCB,所述第一PCB安装在所述油墨歧管的第一面上,每个打印芯片电连接到相应第一PCB;
第二PCB,所述第二PCB安装在所述油墨歧管的第二面上,
其中所述相反的第一PCB和第二PCB经由延伸穿过限定在所述基底中的纵向狭槽的电连接器而连接。
优选地,所述打印头模块包括多个第一PCB。
优选地,所述打印头模块包括多行打印芯片,并且其中每个第一PCB连接到相应一行打印芯片。
优选地,所述第一PCB和所述第二PCB各自是刚性PCB。
在一个实施例中,所述第二PCB垂直于所述第一PCB。在另一个实施例中,所述第二PCB平行于所述第一PCB。
优选地,每对相邻油墨供应通道使所述纵向狭槽中的一个定位在它们之间。
优选地,每个油墨供应通道具有限定多个所述油墨出口的基部和包括细长柔性膜的顶部。
优选地,每个第二PCB包括一个或多个外部连接器,所述外部连接器选自由以下各项组成的组:电力连接器和数据连接器。
优选地,多个平行打印头段沿着所述基底的长度纵向延伸,每个打印头段包括首尾相连布置成行的多个所述打印芯片,一行中的每个打印芯片从所述油墨供应通道中的相应的油墨供应通道接收油墨,并且每个打印芯片包括被配置成用于冗余打印的多个喷嘴行。
优选地,多个指状物从所述打印头模块的相反两端纵向延伸;每个指状物包括所述打印头段中的相应的打印头段的一部分;并且相邻打印头模块的指状物相互交叉,以使得相邻打印头模块的打印头段重叠。
优选地,指状物数量是打印头段数量的两倍。
在第三方面中,提供了一种模块化喷墨打印头,所述模块化喷墨打印头包括:
多个打印头模块,所述打印头模块首尾相连布置成行;
细长支撑结构,所述细长支撑结构延伸达所述打印头的长度以用于固持所述打印头模块;
油墨载体,所述油墨载体在所述支撑结构旁延伸并与所述打印头模块侧向间隔开,所述油墨载体经由从其侧向延伸的多个油墨连接器而流体连接到所述打印头模块中的每一个;
一对细长母线,所述细长母线沿着所述油墨载体的顶部纵向延伸,每个母线经由从其横向延伸的一对相应连接条而电连接到所述打印头模块中的每一个,所述母线将电力供应到所述打印头模块中的每一个。
根据第三方面的打印头有利地集成电力和油墨从打印头的一侧到多个打印头模块的供应。
优选地,每个打印头模块具有从其向上延伸的至少一个PCB,所述PCB将电力供应到所述打印头模块的多个打印芯片。
优选地,相应连接条电连接到相应PCB。
优选地,每个打印头模块包含容纳所述PCB的PCB壳体,并且其中所述连接条在水平面中从所述母线朝向每个PCB壳体的顶部延伸。
优选地,所述油墨载体包括入口和出口油墨管线。
优选地,每个打印头模块在一端处具有油墨入口端口并且在相反端处具有油墨出口端口,所述油墨入口和出口端口分别连接到所述入口和出口油墨管线。
优选地,所述打印头模块在其每一端处包括多个指状物,并且其中相邻打印头模块的指状物相互交叉。
优选地,所述细长支撑结构包括U形通道,所述U形通道具有被配置成用于接收所述打印头模块的基部。
优选地,所述基部限定用于互补地接收所述打印头模块的至少一个开口。
优选地,所述U形通道具有从其侧壁侧向向外延伸的细长凸缘,所述细长凸缘支撑所述油墨载体。
优选地,每个打印头模块包括多行打印芯片,每行打印芯片被配置成用于打印不同彩色油墨。
优选地,每个打印头模块包括四行打印芯片,所述四行打印芯片用于分别打印青色、洋红色、黄色和黑色油墨。
当然,应了解,结合一个方面描述的优选实施例在相关的情况下可以同样适用于其他方面。
如本文使用的,术语“油墨”被认为意指可以从喷墨打印头打印的任何打印流体。油墨可以含有或可以不含有着色剂。相应地,术语“油墨”可以包含传统的基于染料和基于颜料的油墨、红外油墨、UV油墨、固定剂(例如,预涂层和整理剂)、功能流体(例如,太阳能油墨、感测油墨等)、3D打印流体、生物流体等等。在提及流体或打印流体的情况下,这并不旨在限制本文“油墨”的含义。
如本文使用的,术语“安装”包括直接安装和经由介入部分的间接安装两者。
附图说明
现在将参考附图仅通过举例方式来描述本发明的实施例,在附图中:
图1是根据第一实施例的模块化喷墨打印头的前视立体图;
图2是图1所示的打印头的后视立体图;
图3是根据第一实施例的单个打印头模块的前视立体图;
图4是图3所示的打印头模块的后视立体图;
图5是根据第一实施例的打印头的后视立体图,其中各种部件被移除以显露纵向油墨供应通道;
图6是根据第一实施例的打印头模块的剖视立体图;
图7是根据第一实施例的打印头模块的放大剖视立体图;
图8是单个打印芯片的立体图;
图9是从根据第一实施例的打印头模块的一端延伸的指状物的放大立体图;
图10是根据第一实施例的一对相互交叉的指状物的放大平面图;
图11是根据第一实施例的一对嵌套的打印头模块的后视立体图;
图12是根据第一实施例的打印头的剖视立体图,示出了连结歧管;
图13是根据第二实施例的模块化喷墨打印头的前视立体图;
图14是图13所示的打印头的侧视立体图;
图15是根据第二实施例的相邻打印头模块的平面图;
图16是根据第二实施例的打印头模块的立体图,该打印头模块具有背侧PCB;
图17是图16所示的打印头模块的立体图,其中背侧PCB被移除;以及
图18是图17所示的打印头模块的剖视立体图。
具体实施方式
第一实施例
参照图1和图2,示出了根据本发明的第一实施例的模块化喷墨打印头1(或“打印杆”)。打印头1包括多个打印头模块3,这些打印头模块首尾相连布置并安装到互补的支撑结构5。典型地,支撑结构5具有一个或多个开口,该一个或多个开口被配置成用于互补地接收打印头模块3。虽然在图1和图2的实施例中示出了三个打印头模块3,但是应理解,打印头1可以含有更多或更少数量的打印头模块(例如,1至20个打印头模块),以便构造任何所需长度的页宽打印杆。
图3至图7示出了根据第一实施例的单个打印头模块3。每个打印头模块3包括细长油墨歧管形式的基底7,该基底具有沿着其长度纵向延伸的四个平行油墨供应通道9。油墨供应通道9被限定在基底7的背侧面中,并且多个油墨出口11被限定在每个油墨供应通道的基部中。油墨出口11从相应油墨供应通道9向沿着基底7的相应前侧芯片安装表面12成行安装的多个打印芯片13供应油墨。四行打印芯片13与四行油墨供应通道9对齐,以典型地用于打印CMYK油墨。一个打印头模块3中的每行打印芯片13限定了打印头的打印头段15,每个打印头段含有首尾相连对接成行的六个打印芯片。被配置成用于在页宽布置中首位相连对接的打印芯片对于本领域技术人员将是熟知的。例如,本申请人的用于将打印芯片连结成行的滴状喷嘴三角形架构描述在US 7,290,852中,其内容通过引用并入本文。
当然,取决于特定应用,每个打印头模块3中的打印头段15的数量可以少于或多于四个。例如,打印头模块3可以具有多达十个打印头段,以用于打印额外专色(例如,橙色、紫色、绿色、卡其色等)、UV油墨、IR油墨和/或固定流体。同样,每个打印头段15可以含有少于或多于六个的打印芯片(例如,2至15个打印芯片)。
如图7中最佳地示出,每个打印芯片13从油墨供应通道9中的相应的油墨供应通道被进给油墨,并且被配置成用于单色打印。每个打印芯片13具有用于冗余单色打印的多个喷嘴行17(例如,2至10个喷嘴行)。换句话说,对于给定的油墨,多个喷嘴可用于打印每个像素位置,从而提供提高的速度和/或打印品质。图8单独示出了打印芯片13,该打印芯片具有提供4x冗余的四个喷嘴行17。具有五个喷嘴行、从而提供5x冗余的打印芯片同样适用于打印头模块3。
因此,打印头模块3在相对较窄的打印区域上提供了多重冗余全色打印的显著优势。典型地,打印头1的打印区域在介质进给方向上(即,横向于打印头段15和打印芯片13的纵向轴线)的尺寸小于200mm、小于100mm或小于80mm。
在打印头1中,打印头模块3经由从每个打印头模块的相反端纵向延伸的相互交叉的指状物19一起嵌套。在所示出的实施例中,一个打印头模块3的每一端处的四个指状物19对应于打印头模块中的四个打印头段15,以使得两端处的指状物总数是每个打印头模块中的打印头段数量的两倍。如图9中最佳地示出,每个指状物19含有打印头段15中的一个的一部分,以使得相邻打印头模块3的打印头段在打印头1中跨越相互交叉的指状物重叠。图10和图11示出了一对相邻打印头模块3的重叠区域。
虽然所有打印头模块都相同,但是在根据第一实施例的页宽打印头1中,每个交替打印头模块(即,图1和图2中的中央打印头模块)相对于介质供给方向定向在相反方向上。现在参考图9和图10,每个指状物19中所含有的打印芯片13朝向指状物的一个侧向边缘21定位。由于这种偏移布置和交替定向的打印头模块3,相同颜色通道中的重叠的打印芯片13之间的距离被最小化。通过最小化图10所示的重叠区域中的相应打印头段15的间隔,在重叠区域中实现了提高的对齐和打印品质。(在本上下文中,“对应打印头段”是在同一打印行中打印相同油墨的打印头段)。典型地,来自对应打印头段15的重叠打印芯片13之间的距离小于20mm、小于10mm或小于6mm。
为了将电力和数据供应到打印芯片13,根据第一实施例的打印头模块3具有相反的第一刚性PCB 23和第二刚性PCB 25,它们彼此平行地安装在基底7的相应前侧面24和背侧面26上。四个第一PCB 23对应于四个打印头段15,其中每个第一PCB定位在相应的一行打印芯片13旁。一个打印头段15中的每个打印芯片13具有经由线接合(未示出)而连接到其相应第一PCB 23的接合焊盘27。四个第一PCB 23经由电连接器而连接到安装在基底的背侧面26上的第二PCB 25,这些电连接器延伸穿过纵向狭槽30,这些纵向狭槽是穿过基底的厚度限定的。在根据第一实施例的打印头模块3中,电连接器采取从每个第一PCB 23延伸、与从第二PCB延伸的互补插座34接合的引脚连接器32的形式。容纳这些电连接的纵向狭槽30交替地定位在纵向油墨供应通道9旁,以使得每对相邻油墨供应通道使纵向狭槽中的一个定位在它们之间。如图5中最佳地示出,油墨供应通道9在打印头模块3的每一端处延伸到指状物19中,以用于向最末端的打印芯片13供应油墨;然而,容纳电连接的纵向狭槽30相比油墨供应通道9相对较短,并且不延伸到指状物19中。因此,定位在指状物19中的打印芯片13从经由延伸到指状物中的第一PCB 23布线的引脚连接器32接收数据和电力。
纵向狭槽30和油墨供应通道9的交替布置简化了油墨和电线穿过基底7的布线。因此,基底7可以形成为单片部件。例如,基底7可以由模制聚合物(例如,液晶聚合物)、陶瓷材料或压铸金属合金(例如,因瓦合金)形成。
如上所述,每个油墨供应通道9具有限定多个油墨出口11的基部10,每个打印芯片13从一组油墨出口接收油墨。如图6和图7中最佳地示出,细长柔性膜35密封每个油墨供应通道9的顶部,以用于抑制墨压力波动。柔性膜35的形式和功能的更详细的解释可以在US10,343,402中找到,其内容通过引用并入本文。
在根据第一实施例的打印头模块3中,第二PCB 25覆盖四个油墨供应通道9的四个细长柔性膜35,并且可以设有通气孔(未示出),以根据需要允许膜弯曲。简要参照图4,第二PCB的、与基底7相反的外面具有安装在其上的多个电气部件38,包含用于接收外部电力和数据的电力连接器39和数据连接器40,该电力和数据经由第一PCB 23而供应给打印芯片13。
每个油墨供应通道9具有对应的一对油墨端口41,该对油墨端口定位在基底7的相应指状物19中、在油墨供应通道的相反两端处。油墨端口41是背离垂直于基底7的平面的打印头模块3的背侧面延伸的喷口的形式。典型地,油墨通过油墨供应通道9再循环,以使得在打印头模块3的一端处的油墨端口41是入口端口,而相反端处的油墨端口是出口端口。每个打印头模块3的油墨供应通道9可以经由油墨端口41被单个供应油墨。替代性地,一组打印头模块3或打印头1中的所有打印头模块可以具有经由油墨端口41串联连接的对应油墨供应通道9。
如图12所示,相邻打印头模块3的油墨端口41跨越打印头横向对齐,并且对应打印头段15的邻近油墨端口互连。在所示出的实施例中,跨越打印头1的连结歧管43被方便地用于流体连接对应的对齐的油墨端口41。其他连接器(例如,一组单个U形管)可以类似地用于提供串联流体连接。
第二实施例
参照图13和图14,示出了根据本发明的第二实施例的模块化喷墨打印头100(或“打印杆”)。在相关时,第一和第二实施例中的相同特征用相同附图标记表示。
根据第二实施例的打印头100包括四个打印头模块103,这四个打印头模块首尾相连布置并且安装在互补的支撑结构上,该互补的支撑结构采取U形通道105的形式。U形通道具有基部106,该基部具有被配置成互补地接收打印头模块103的一个或多个开口,并且如上所述,打印头模块的数量可以变化,以便构造任何所需长度的页宽阵列。
与根据第一实施例的打印头1相比,根据第二实施例的打印头100从细长油墨载体101被供应油墨,该细长油墨载体采取在一行打印头模块103旁并且平行于打印头的纵向轴线延伸的梁构件的形式。油墨载体101由凸缘107支撑,该凸缘从U形通道105的侧壁109侧向向外延伸。油墨管110从油墨载体101朝向打印头模块103侧向延伸,以与油墨端口41连接,而油墨载体经由连接在油墨载体的一端处的油墨管112从油墨储存器(未示出)接收和回流油墨。因此,每个打印头模块103被单个供应四种颜色的油墨,并使它们回流到油墨载体101。油墨载体101含有用于四种颜色中的每一种的公共油墨入口和出口管线。
仍然参照图13,一对母线114(电力和接地)沿着油墨载体101的顶部纵向延伸,以用于将电力供应到多个打印头模块103。母线114在油墨载体101的、与油墨管112相同的一端连接到电力电缆115。由于电力电缆115和油墨管112从打印头组件的一个纵向端部延伸,组件在介质供给方向上的占地面积被有利地最小化。
成对的连接带116在水平面中从母线114横向延伸,以将电力提供到单个打印头模块103。连接带116经由定位在PCB壳体119的顶部上的电力触点118电连接到每个打印头模块103,该PCB壳体容纳用于将电力和数据供应到打印芯片13的多个PCB。打印头模块103经由雏菊链式数据连接器120连结,该雏菊链式数据连接器可以例如将定时信号和/或打印数据从控制器(未示出)提供到打印头模块中的每一个。替代性地,打印模块103可以从控制器单个地并行接收数据。
如图15所示,打印头100中的相邻打印头模块103具有相互交叉的指状物19,以在相邻模块的重叠打印芯片13之间提供紧密的间隔。然而,与根据第一实施例的打印头1相比,根据第二实施例的打印头100使所有打印头模块103相对于介质行进方向定向在相同方向上。由于所有打印头模块103在重叠区域中类似地定向并且打印芯片的间隔相等,与根据第一实施例的打印头1相比,根据第二实施例的打印头100的数据处理要求被简化。
现在参照图16,示出了根据第二实施例的单个打印头模块103,其中PCB壳体119被移除。打印头模块103在结构上类似于根据第一实施例的打印头模块3。因此,根据第二实施例的每个打印头模块103包括细长油墨歧管形式的基底7,该细长油墨歧管具有沿着其长度纵向延伸的四个平行油墨供应通道9,并散布有接收电连接器的纵向狭槽30,这些电连接器将基底的前侧和背侧上的PCB互连。(参见图6)。
为了将电力和数据供应到根据第二实施例的打印头模块103中的打印芯片13,五个单独的PCB安装在基底7的背侧面26上,并且相对于安装在前侧面24上的第一PCB 23的平面垂直延伸。图16所示的最后的PCB是数据PCB 122,该数据PCB经由相应数据端口124从控制器(未示出)接收数据。其他四个PCB是电力PCB 126,这些电力PCB经由PCB壳体119的顶部上的电力触点118而电连接到相应的一对连接带116。数据PCB 122经由例如带式连接器(未示出)而将打印数据分配到电力PCB 126,并且四个电力PCB经由延伸穿过纵向狭槽30的电连接器而连接到相应第一PCB 23,这些纵向狭槽是穿过基底7的厚度限定的(类似于根据第一实施例的图6和图7所示的打印头模块3)。
如图13所示,每个打印头模块103的四个电力PCB 126和数据PCB 122容纳在相应PCB壳体119中,该PCB壳体可以并有冷却风扇(未示出)以从打印头100吸取热量。电力PCB126的分离和垂直定向有助于从基底7散热。
图17和图18示出了打印头模块103,其中PCB被移除,以显露打印头模块的背侧面26上的四行模块触点130,这四行模块触点连接到四个电力PCB 126。在根据第二实施例的打印头模块103中,穿过基底7的电连接器采取引线框架132的形式,这些引线框架在基底的前侧面24处连接到四个第一PCB 23。基底7的背侧面覆盖有盖板134,该盖板密封在基底上并保护四个油墨供应通道9的四个细长柔性膜35。
根据前述内容,本领域技术人员将容易理解,打印头1和100非常适用于数码喷墨印刷机以及某些桌面应用,在这些应用中,需要高速、高品质的冗余打印。特别是,打印区域在介质进给方向上的最小长度、每个颜色平面内的冗余以及打印头模块在单一互补支撑结构内的良好对齐有利地使这种打印头能够用于各种应用中。
当然,应了解的是,仅通过举例的方式描述了本发明,并且在所附权利要求中限定的本发明的范围内可以进行细节的修改。

Claims (13)

1.一种打印头模块,所述打印头模块包括单片基底,所述单片基底具有安装在其上的多行打印芯片,其中每行打印芯片通过穿过所述单片基底的厚度限定的相应纵向狭槽而接收电力和数据,每个纵向狭槽平行于所述多行打印芯片且相对于所述多行打印芯片偏移而延伸,其中:
所述单片基底具有限定在其中的纵向油墨供应通道,每个油墨供应通道平行于所述多行打印芯片而延伸;并且
所述纵向狭槽交替地布置在所述纵向油墨供应通道旁,使得每对相邻的油墨供应通道使纵向狭槽中的一个定位在它们之间。
2.根据权利要求1所述的打印头模块,其中,多个指状物从所述单片基底的相反两端延伸,每个指状物含有相应纵向油墨供应通道的一部分而不含有任何纵向狭槽的一部分。
3.根据权利要求1所述的打印头模块,其中,所述单片基底包括选自由以下各项组成的组的材料:聚合物、金属合金和陶瓷。
4.根据权利要求1所述的打印头模块,其中,所述单片基底具有相反的第一面和第二面,所述第一面具有安装在其上的一个或多个第一PCB,并且所述第二面具有安装在其上的一个或多个第二PCB。
5.根据权利要求4所述的打印头模块,其中,所述第一PCB和所述第二PCB大体上相互垂直。
6.根据权利要求4所述的打印头模块,其中,所述第一PCB和所述第二PCB经由延伸穿过限定在所述单片基底中的纵向狭槽的电连接器而连接。
7.根据权利要求6所述的打印头模块,包括多个第一PCB,每行打印芯片电连接到相应第一PCB。
8.根据权利要求7所述的打印头模块,其中,每个打印芯片经由线接合而电连接到其相应第一PCB。
9.根据权利要求4所述的打印头模块,其中,每个第二PCB包括一个或多个外部连接器,所述外部连接器选自由以下各项组成的组:电力连接器和数据连接器。
10.根据权利要求4所述的打印头模块,其中,每个油墨供应通道具有限定多个油墨出口的基部和包括细长柔性膜的顶部,并且其中每个打印芯片从所述油墨出口中的一个或多个接收油墨。
11.根据权利要求10所述的打印头模块,其中,所述细长柔性膜覆盖有刚性盖。
12.根据权利要求1所述的打印头模块,其中,所述纵向油墨供应通道中的每一个与所述多行打印芯片中的相应一行对齐。
13.一种模块化喷墨打印头,所述模块化喷墨打印头包括首尾相连布置的多个根据权利要求1-12中任一项所述的打印头模块。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4003737B1 (en) * 2019-09-13 2023-07-19 Memjet Technology Limited Modular inkjet printhead for redundant pagewide printing

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101084121A (zh) * 2004-12-20 2007-12-05 西尔弗布鲁克研究有限公司 具有纵向墨供应槽的打印头芯片
CN103373070A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 精工电子打印科技有限公司 液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置
CN106794698A (zh) * 2014-08-28 2017-05-31 惠普发展公司,有限责任合伙企业 打印头组件
CN107825855A (zh) * 2016-09-15 2018-03-23 东芝泰格有限公司 喷墨头及喷墨头的制造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0771656A3 (en) * 1995-10-30 1997-11-05 Eastman Kodak Company Nozzle dispersion for reduced electrostatic interaction between simultaneously printed droplets
AUPP654598A0 (en) * 1998-10-16 1998-11-05 Silverbrook Research Pty Ltd Micromechanical device and method (ij46h)
US6188414B1 (en) * 1998-04-30 2001-02-13 Hewlett-Packard Company Inkjet printhead with preformed substrate
US7384131B2 (en) * 1998-10-16 2008-06-10 Silverbrook Research Pty Ltd Pagewidth printhead having small print zone
US6341845B1 (en) * 2000-08-25 2002-01-29 Hewlett-Packard Company Electrical connection for wide-array inkjet printhead assembly with hybrid carrier for printhead dies
US6450614B1 (en) * 1998-12-17 2002-09-17 Hewlett-Packard Company Printhead die alignment for wide-array inkjet printhead assembly
US7093926B2 (en) * 2003-07-16 2006-08-22 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printhead arrangement
JP2005138390A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Sony Corp 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの吐出調整方法
US7322677B2 (en) * 2004-01-21 2008-01-29 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead assembly with communications module
US7198354B2 (en) * 2004-01-21 2007-04-03 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead system with common electrical connector for power and data signals
US7290852B2 (en) 2004-05-27 2007-11-06 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead module having a dropped row
KR100667845B1 (ko) * 2005-12-21 2007-01-11 삼성전자주식회사 어레이 프린팅헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치
KR101317783B1 (ko) * 2007-05-08 2013-10-15 삼성전자주식회사 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드
WO2009089567A1 (en) 2008-01-16 2009-07-23 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead cartridge with two fluid couplings
US8356889B2 (en) 2009-07-31 2013-01-22 Zamtec Ltd Print engine with ink supply conduits extending from a long side of elongate printhead carriage
US20110279585A1 (en) 2010-05-17 2011-11-17 Silverbrook Research Pty Ltd Method of assembling simple printhead fluid distribution coupling
EP2571695B1 (en) 2010-05-17 2017-08-23 Memjet Technology Limited Maintenance system having modular sled
JP5481446B2 (ja) * 2011-08-31 2014-04-23 富士フイルム株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
KR20190007536A (ko) * 2012-04-17 2019-01-22 카티바, 인크. 잉크젯 인쇄 시스템용 인쇄 헤드 유닛 조립체
CN108705866B (zh) * 2014-05-30 2020-04-24 惠普发展公司,有限责任合伙企业 流动结构、打印头组件模块和打印杆
US10603911B2 (en) * 2015-10-12 2020-03-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Printhead
JP6859603B2 (ja) * 2016-04-12 2021-04-14 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置
TWI712509B (zh) 2016-05-02 2020-12-11 愛爾蘭商滿捷特科技公司 具有伸展和縮回經過維護模組之列印頭的印表機
TWI715755B (zh) * 2016-05-02 2021-01-11 愛爾蘭商滿捷特科技公司 用於高速列印之單色噴墨列印頭
TW201838829A (zh) * 2017-02-06 2018-11-01 愛爾蘭商滿捷特科技公司 用於全彩頁寬列印的噴墨列印頭
US10998531B2 (en) * 2017-12-12 2021-05-04 Universal Display Corporation Segmented OVJP print bar
CN208343705U (zh) * 2018-06-22 2019-01-08 广东希望高科数字技术有限公司 一种安装喷头的偏心调节装置
EP4003737B1 (en) * 2019-09-13 2023-07-19 Memjet Technology Limited Modular inkjet printhead for redundant pagewide printing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101084121A (zh) * 2004-12-20 2007-12-05 西尔弗布鲁克研究有限公司 具有纵向墨供应槽的打印头芯片
CN103373070A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 精工电子打印科技有限公司 液体喷射头的制造方法、液体喷射头及液体喷射装置
CN106794698A (zh) * 2014-08-28 2017-05-31 惠普发展公司,有限责任合伙企业 打印头组件
CN107825855A (zh) * 2016-09-15 2018-03-23 东芝泰格有限公司 喷墨头及喷墨头的制造方法

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