CN1676339A - 一种用于打印引擎的供墨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于打印引擎的打印头的供墨组件。所述打印头包括一排微电子机械系统(MEMS)喷墨装置和一个供墨通道，喷墨装置安装在一个晶片的第一表面上，供墨通道从晶片的背面延伸至各喷墨设备而贯穿晶片。喷墨装置成组设置。相应地，供墨装置包括一个安装在晶片背面的料块，所述块中设有多个管，各管开设至所述块的第一表面而与晶片的背面相邻接。进墨孔与每个管相连通，这些进墨孔开设至所述块的第二表面。

Description

一种用于打印引擎的供墨装置

本申请是申请人2000年6月30日申请的题为“一种用于打印引擎的供墨组件”的中国专利申请00819701.6的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种打印引擎。本发明特别应用于具有即时打印功能的数码相机上，更确切地说，本发明涉及一种与用于向打印引擎的打印头供墨的供墨装置。

背景技术

人们不难理解，页宽打印机上打印引擎部分使用的是专用的打印头，其外形尺寸以毫米为单位表示，尾数以小数来表示。打印头的宽度通常为600微米。在一列喷墨喷嘴中，相邻两个喷嘴间的间距是百微米数量级的。打印头的基层是由硅晶片做的，而向基片供墨的供应机构是用塑料做成的结构件。为了模制塑料使得各种墨水可送到基片上每个供墨通道中，要求极高的精度，因而制作成本也非常高。

“页宽”是指打印介质经过打印头时，打印头在打印介质上一次打印一行，而不在打印介质上横向滑动或光栅化。

发明内容

本发明提供了一种所述打印头包括一个与一晶片的第一表面相相邻的喷嘴护板、一排安装在所述晶片的第一表面上的微电子机械系统喷墨装置和多个供墨通道，所述供墨通道贯穿所述晶片而从所述晶片的背面延伸至相应的喷墨装置，所述喷墨装置成多组设置，所述供墨装置包括：

一个安装在所述晶片背面上的料块，所述块中设有多个管，每个管对应其中一组喷墨装置且每个管开口至所述块的第一表面，而该第一表面与所述晶片背面相对接；及

多个开设进所述块的一第二表面的进墨孔，所述进墨孔设置为使每个管与至少一个进墨孔相连通，其中墨水由每个喷墨装置喷射通过所述喷嘴护板。

一个安装在晶片背面的料块，所述块上设有多个管，所述管开设到所述块的第一表面而与晶片背面相邻接；及

至少一个与每个管相连通的进墨孔，所述进墨孔开设至所述块的第二表面。

优选的是，所述块的第二表面与第一表面相对设置。

所述块可以是一个硅晶片。所述块粘在安装有微电子机械系统(MEMS)设备的晶片上。

所述管和进墨孔可以是蚀刻在硅晶片上的。

所述块可包括一个分隔装置，用以将每个进墨孔与其相邻的孔分隔开。分隔装置可以是横置于所述块上位于相邻进墨孔之间的一个垫片，所述垫片由密封材料制成。

附图说明

下面结合例子和附图对本发明进行说明：

图1是根据本发明绘制的打印引擎的三维视图，包括其组件：

图2是打印引擎的三维分解图；

图3是使用可拆卸打印盒的打印引擎的三维视图，图中将打印引擎移去了；

图4是打印引擎的三维后视图，其中的打印盒以虚线表示；

图5是打印引擎的三维剖面图；

图6是打印引擎上打印头分组件的三维分解图；

图7是打印头分组件的局部剖视图；

图8是打印头分组件的截面端视图，图中的盖顶机构位于盖顶位置：

图9显示的是打印头分组件，图中的盖顶机构位于开盖位置：

图10是本发明的打印引擎打印头的供墨装置的局部三维示意图；

图11是沿图10中XI-XI线的供墨装置的截面端视示意图；

图12是沿图10中XII-XII线的供墨装置的截面端视示意图；

图13是沿图10中XIII-XIII线的供墨装置的截面端视示意图；

图14是沿图10中XIV-XIV线的供墨装置的截面端视示意图；

具体实施方式

在图中，附图标记500通常是指符合本发明的打印引擎。打印引擎500带有一个打印引擎组件502，其中装有一个可拆卸的打印盒504。

在我们公告的名称为“打印盒”(备案号CA02)及“墨水盒”(备案号CA04)的同类专利申请中详细描述了该打印盒504，上述两个专利是同时申请的，其国际专利申请号分别为PCT/AU00/00741和PCT/AU00/00742，这里专门结合其内容以做参考。

打印引擎组件502包括一个第一分组件506和一个第二分组件508。

分组件506上有一个底盘510。底盘510包括一个第一模塑件512，其上模制有供墨管514。打印盒504中的墨水经由供墨管514送入打印头分组件508的打印头516(图5、6、7)。打印头516可以用四种颜色的墨水打印也可以用三种颜色的墨水再加上第四种只有在红外光谱下可见的墨水(以下称为红外墨水)来进行打印。相应地，就需要在模塑件512上预制出4个供墨管514及一个供气管518。空气由供气管518吹向打印头516，以防止外界的颗粒在打印头516的喷嘴护板上堆积。

底盘510上还包括一个盖状模塑件520。盖状模塑件520上装有一个泵522。泵522是一个抽气泵，通过进气孔细管524和进气孔526，经由打印盒504中的空气过滤器汲取空气。空气由出气孔528排出，提供给底盘510上的供气管518。

底盘510上还装有一个第一驱动电机，该电机是一个步进电机530。步进电机530通过第一轮系532来驱动泵522。该步进电机530还通过第二轮系538与打印盒504上的滚轮组件536中的主动滚轮534(图5)相连。轮系538与装在主动滚轮534一端上的可啮合部件540(图2)啮合。因而使步进电机530可以控制向分组件508的打印头516中输送打印介质542的进给，从而实现当打印介质542在打印头516下通过时，在上面打印图像。要注意：当在打印介质542上进行打印时，步进电机530只负责驱动打印介质542，而泵522只负责向打印头516吹气。

底盘510上的模塑件512上安装有多个供墨导管，即与供墨管514相连通的细管544。供墨细管544贯穿于打印盒504上的弹性凸缘组件546当中，用于从打印盒504的墨水腔或存储格548(图5)中抽取墨水以提供给打印头516。

底盘510上的盖状模塑件520上通过夹子552支撑有一个第二电机550，即直流电机。该电机550用来驱动切割装置—刀轮组件554，在完成图像在打印介质542上的打印后，将其与剩余的打印介质切开。电机550的输出轴上带有一个斜齿轮556。斜齿轮556与刀轮组件554的蜗轮560上带有的斜齿轮558啮合。蜗轮560通过轴承562装在打印头分组件508的底盘底板564上，可以转动。

刀轮组件554带有一个刀轮566，该刀轮566安装在安装架570上的弹性柔性臂568上。蜗轮560从安装架570旁经过的过程为：当蜗轮560转动时，安装架570和刀轮566从底盘底板564处横向经过。安装架570与底板564的盖572贴在一起，以阻止安装架570相对于蜗轮560转动。而且，刀轮566紧贴着打印头分组件508的上壳或盖部件574，以有效切割打印介质542。盖部件574是金属的。因而当刀轮566从盖部件574处经过时，形成一个类似于剪刀的动作，将已打上图像的打印介质542同其余部分切开。

分组件506包括一个喷射机构576。喷射机构576装在底盘510上并且上面有一个带有夹子580的凸缘578，将喷射机构576夹在并贴附在底盘510上。凸缘578处装有一个由弹性材料制成的插件582。插件582上设有多开口584。开口584将细管544上的进孔封闭，以阻止外面的颗粒进入到细管544中，并由此进入管514和打印头516中。此外，插件582表面形成的面或平台586将进气细管524堵住，起到与上述相同的封闭作用。

底盘510和凸缘578之间装有一个螺旋弹簧588，这在图3中可以清楚地看到，当打印盒504从打印引擎500上拆下时，该螺旋弹簧588将凸缘578推到一个与底盘510隔开的位置。图4中所示的喷射机构576处于收起的位置。

上面已经提到：打印头分组件508带有一个底板564。装在底板564上的盖顶机构590是可以移动的，可以移向或移离打印头516。盖顶机构590上带有一个细长的肋状凸缘592，肋状凸缘592设置在载架593上。载架593由位移机构594支撑，当打印头516不工作时，该位移机构594移动肋状凸缘592与打印头516对接。反过来，当打印头516工作时，该位移机构594产生动作，使肋状凸缘592回缩，从而与打印头516分开。

打印头分组件508上带有一个打印头支撑模塑件596，打印头516安装在上面。该模塑件596与模塑件596上的插件599形成了一个通道598，当在打印介质542上打印图像时，打印介质542由此处通过。模塑件596上有一个凹槽700，当盖顶机构590处于其盖顶位置时，盖顶机构590由槽700处伸出来。

进墨装置702由插件599支撑于盖部件574的下面。进墨装置702上带有一个脊面形部件704，并且在部件704上装有一个铸件706。脊形部件704和铸件706之间形成了一个墨水进给纵槽708，该纵槽与底盘510上的供墨管514相连通，墨水经由通道710(图7)送往打印头516。

打印头516旁边的脊形部分704上有一个供气管711(图8)。

电信号经由磁带自动连接膜片712传送到打印头516，磁带自动连接膜片712挂置于插件599和进墨装置702之间。

模塑件596上带有一个有角度的翼状部件714。一个柔性印刷电路板(PCB)716安装并固定在翼状部件714上。插件599上的肋状凸缘718推动柔性印刷电路板716与磁带自动连接膜片712接触，使两者导通。柔性印刷电路板716上装有排线720。排线720用来向打印头516和打印引擎500的其它带电部件供电。此外，柔性印刷电路板716上带有一个像机打印引擎控制芯片721和一个质量控制芯片(未画出)，质量控制芯片可以识别打印盒504与打印引擎500的兼容性和适用性。为此，印刷电路板716上带有一个触头723，与打印盒504中的触头725相接合。

从图7中可以清楚地看到：打印头本身带有一个喷嘴护板722，安装在硅晶片724上。墨水经由供墨构件726提供给打印头516的喷嘴阵(未画出)。需要供墨时，供墨构件726与进墨装置702的墨水通道710上的出口接通，将墨水送往打印头516的喷嘴阵。

从图10到图14中可以清楚的看到打印头的布局。供墨构件726是一块硅晶片，装在硅晶片724上。供墨构件726中带有多个贯穿其中的管728。

上面已经谈到：打印头516是一个多色打印头，其上的喷嘴757排列成一组一组的形式。每组负责打印一种颜色的墨水或打印红外墨水。喷嘴757是一种微电子机械系统(MEMS)设备，安装在硅晶片724的一个表面730上，而构件726安装在硅晶片724上与表面730相对的表面732上。从图10中可以看到：提供给每组喷嘴757中的墨水是来自于供墨通道734。

因而，构件726上的每个管728与其相应的通道734组相通，每个管728上有多个进墨孔736、738、740和742。例如，进墨孔736向晶片724上的第一组供墨通道734提供黑色墨水。而在有三种颜色的墨水和一种红外墨水的情况下：进墨孔736向第一组通道提供红外墨水；品红色墨水经过第二组喷嘴的进墨通道734由进墨口738进入其中；黄色墨水经过第三组喷嘴的进墨通道734由进墨口740进口其中；最后一组进墨口742是用来向第四组喷嘴提供青色墨水的。

进墨孔736、738、740和742之间由一个横着展开的密封材料垫片744将其与相邻的孔隔开。可以看出进墨装置702与构件726的顶部746紧挨着，这样就将进墨孔736和742彼此隔开了。

同样，也可以看到磁带自动连接膜片712是用胶粒748粘在晶片724的面730上的，由胶粒748形成的液态紧封将晶片724的边封住。

墨水经由喷嘴护板722上的一个通道750，然后从每个微电子机械系统(MEMS)设备757中喷射出去。为了使喷嘴护板上的面752以及护板722到晶片724之间的区域754保持清洁、没有外来的颗粒，采用向喷嘴护板722上的面752吹气的方法，空气由通道710中送出、经由进气孔756后进到区域754。

构件726是一个硅晶片，在这个晶片上利用蚀刻技术预制出管728及进墨孔736和742。

如介绍中所述，通道734和晶片724之间的间隔是百微米数量级的。而每个进墨孔736到进墨孔742之间的长度L大约为0.5毫米。相邻进口之间的间距也是0.5毫米数量级的。如果将打印头516的宽度作为X，而将打印头的长度作为Y，则该供墨构件726有效地起到一个转换器的作用，将较小的X转换为较大的Y。因而，用模塑件制作一个上面带有输送管道的进墨装置702，就很容易了，这要比制作一个将墨水直接送入打印头516上的晶片724中的进墨装置要简易得多。

本领域的技术人员知道：在不背离本发明的精髓和保护范围的前题下，可以对给出的实施方式进行各种变动和/或修改。因而无论从哪一方面来讲，都应将当前给出的实施仅视为说明性的和非限定性的。

Claims (6)

1、一种用于打印引擎的打印头的供墨装置，所述打印头包括一个与一晶片的第一表面相邻的喷嘴护板、一排安装在所述晶片的第一表面上的微电子机械系统喷墨装置和多个供墨通道，所述供墨通道贯穿所述晶片而从所述晶片的背面延伸至相应的喷墨装置，所述喷墨装置成多组设置，所述供墨装置包括：

一个安装在所述晶片背面上的料块，所述块中设有多个管，每个管对应其中一组喷墨装置且每个管开口至所述块的第一表面，而该第一表面与所述晶片背面相对接；及

多个开设进所述块的一第二表面的进墨孔，所述进墨孔设置为使每个管与至少一个进墨孔相连通，其中

墨水由每个喷墨装置喷射通过所述喷嘴护板。

2、如权利要求1所述的供墨装置，其特征是，所述块的第二表面与第一表面相对设置。

3、如权利要求1所述的供墨装置，其特征是，所述块是一个硅晶片。

4、如权利要求3所述的供墨装置，其特征是，所述块粘接在所述装有微电子机械系统设备的晶片上。

5、如权利要求3所述的供墨装置，其特征是，所述管和进墨孔是蚀刻到硅晶片上的。

6、如权利要求1的所述的供墨装置，其特征是，包括一个将每个进墨孔与其相邻的进墨孔隔开的分隔装置。

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