CN1899824A - 阵列喷墨头和包括该喷墨头的喷墨成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列喷墨头和包括该阵列喷墨头的喷墨成像设备。该阵列喷墨头包括喷嘴单元，该喷嘴单元的长度与打印介质的宽度相一致；多个打印头，所述打印头安装到所述喷嘴单元内形成的相应安装沟槽内；以及多个吸热单元，所述吸热单元分别形成在所述安装沟槽内，以直接接触相应的打印头，并吸收打印头产生的热量。

Description

阵列喷墨头和包括该喷墨头的喷墨成像设备

技术领域

本发明涉及一种喷墨成像设备，并尤其涉及一种包括吸收从打印头发出的热量的吸热单元的喷墨成像设备。

背景技术

通常，喷墨成像设备通过从喷墨打印头喷射墨水而在打印介质上形成图像，该喷墨打印头设置在距打印介质预定距离处。穿梭型喷墨打印头在沿着打印介质的宽度方向移动的同时将墨水喷射到打印介质上，其中所述打印介质的宽度方向垂直于打印介质的供给方向。这种穿梭型喷墨打印头已经广泛用于成像设备，但是，最近，已经越来越多地使用行型打印头来执行高速打印，其中所述行型打印头具有长度等于打印介质的宽度的喷嘴单元。

图1是示出传统穿梭型喷墨成像设备的分解透视图，而图2是示出图1的传统穿梭型喷墨成像设备的透视图。

参照图1和2，安装沟槽7形成在沿着打印介质的宽度方向移动的字车6的底面上，板件2安装在安装沟槽7中。在板件2中形成墨水路径(未示出)和打印头安装沟槽3，其中，墨水通过该墨水路径流动，而打印头1安装在所述打印头安装沟槽3内。

印刷电路板5安装到板件2的顶面上，以封闭打印头1。

虽然未示出，打印头1包括加热单元，该加热单元产生热量以产生用于喷射墨水的气泡，并因此在每次产生气泡时热从加热单元发出。如果由加热单元产生的热量不能耗散而持续累计在打印头1中，会产生沸腾的气泡，并明显恶化打印质量。

在解决上述问题的各种努力中，板件2由导热率高于塑料的陶瓷形成，使得打印头1产生的热量通过陶瓷板件2自然耗散到外侧。

但是，为了将打印头1安装到打印头安装沟槽3中，打印头安装沟槽3覆盖有作为粘结剂的密封剂，且打印头1安装到密封剂4上。

作为高聚合物粘结剂且导热率为金属导热率的1％的密封剂4在传热和散热方面与陶瓷相比并不有效。于是，打印头1产生的热量不能被有效耗散，因此，打印质量恶化。

发明内容

本发明提供了一种喷墨成像设备，该喷墨成像设备能够通过吸收打印头产生的热量来防止热量累积在打印头中，由此保持打印头恒定的温度。

本发明的另一方面将部分在随后的描述中陈述，部分将从这些描述中显而易见，或可以通过本发明的实践习得。

本发明的前述和/或其他方面是通过提供一种阵列喷墨头来实现的，该阵列喷墨头包括喷嘴单元、多个打印头和多个吸热单元，其中所述喷嘴单元的长度与打印介质的宽度相对应，所述打印头安装在喷嘴单元内形成的相应的安装沟槽内，而所述吸热单元分别形成安装沟槽中，以直接接触相应的打印头，来吸收打印头产生的热量。

本发明的前述和/或其他方面还可以通过提供这样一种喷墨头来实现，该喷墨头包括喷嘴单元和吸热单元，其中所述喷嘴单元在其第一表面上设置有至少一个安装部分，而所述吸热单元设置在喷嘴单元的与所述第一表面相对的第二表面上，并具有吸热部分，该吸热部分延伸通过喷嘴单元到达其安装部分。

本发明的前述和/或其他方面也可以通过提供这样一种阵列喷墨头来实现，该阵列喷墨头包括喷嘴单元、打印头、粘结剂层、和导热单元，所述喷嘴单元具有安装部分，所述打印头安装到所述安装部分上，所述粘结剂层设置在喷嘴单元和打印头之间的安装部分上以将打印头粘结到喷嘴单元上，而所述导热单元延伸通过所述喷嘴单元和打印头之间粘结剂层。

本发明的前述和/或其他方面还可以通过提供这样一种可用于喷墨成像设备的喷嘴单元来实现，该喷嘴单元包括基底、打印头、吸热单元，其中所述基底具有多个通过其延伸的开口，所述打印头设置在所述基底的开口内并由粘结剂粘结，所述导热单元设置在所述基底上，以在基底内的开口周围未设置粘结剂的位置处接触打印头，并在产生热量时，将热量从打印头传走。

本发明的前述和/或其他方面还可以通过提供这样一种具有多个打印头的阵列型喷墨头来实现，该阵列型喷墨头包括基底和吸热单元，其中所述吸热单元具有底部和多个吸热部分，所述底部设置在基底一个表面上，具有方向框架形状，且在其中设置开口，并沿着一个平面延伸，所述吸热部分从所述底部沿着垂直于所述评面的方向延伸，以接触其中一个打印头，并将所述其中一个打印头的热量传导到所述底部。

本发明的前述和/或其他方面还可以通过提供这样一种阵列喷墨头来实现，该阵列喷墨头包括喷嘴单元和打印头，所述打印头设置在喷嘴单元的第一侧上，以与喷嘴单元形成交界面。所述交界面包括粘结剂部分、传热部分和开口部分，其中所述粘结剂部分将打印头粘结到所述喷嘴单元上，所述传热部分具有导热单元，以将打印头产生的热量传导到喷嘴单元的与所述第一侧相对的第二侧上，而墨水通过所述开口部分从所述喷嘴单元的第二侧提供到在所述喷嘴单元的第一侧上的打印头。

本发明的前述和/或其他方面可以通过提供一种可用于喷嘴单元的吸热单元来实现，所述喷嘴单元具有多个打印头和多个通孔，所述打印头设置在所述喷嘴单元的第一表面上，而所述通孔布置在所述喷嘴单元的第二表面上，以延伸到打印头，所述吸热单元包括由导热材料形成的框架阵列、和至少一个吸热部分，所述吸热部分从每个框架以垂直的方式伸出，使得每个吸热部分通过从第二表面到第一表面的其中一个通孔耦合到其中一个打印头上。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面将从下面参照附图给出的各实施例的详细描述中变得清楚并更易于理解，图中：

图1是示出传统穿梭型喷墨打印头的分解透视图；

图2是示出图1的穿梭型喷墨打印头的透视图；

图3是示出根据本发明一个实施例的包括阵列喷墨头的喷墨成像设备的示意图；

图4是示出根据本发明一个实施例的图3的阵列喷墨头的喷嘴单元的分解透视图；

图5是示出图4的喷嘴单元的一部分的局部放大图；

图6是示出沿着图5的线V-V截取的喷嘴单元的一部分的横截面图；

图7是示出图4的喷嘴单元的底面的底视图；

图8是示出图7的喷嘴单元的底面的一部分的局部放大图；

图9是示出根据本发明一个实施例的图4的喷嘴单元的吸热单元的透视图；以及

图10是示出根据本发明另一个实施例的图4的喷嘴单元的吸热单元的透视图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的各实施例，其示例将在附图中说明，图中相同的附图标记表示相同的元件。下面各实施例仅为了参照附图解释本发明的目的而描述。

图3是示出根据本发明一个实施例的喷墨成像设备100的示意图，该喷墨成像设备100包括阵列喷墨头。参照图3，该喷墨成像设备100包括：容纳打印介质P的打印介质供给盒110、从打印介质供给盒110拾取打印介质P的拾取辊120、传送被拾取的打印介质P的传送辊125、通过将墨水喷射到打印介质P上而在打印介质P上形成图像的阵列喷墨头150、干燥其上已经形成图像的打印介质P的干燥装置170、以及将打印过的打印介质P从成像设备100排出的排出器。

拾取辊120一张一张地拾取打印介质供给盒110中堆叠的打印介质P。

传送辊125传送由拾取辊120拾取的打印介质P，使得打印介质P穿过阵列喷墨头150的下面，传送辊125以预定压力彼此接触，且打印介质P可以在传送辊125之间被传送。对准辊130对齐打印介质P，使得图像形成在打印介质P的理想位置上。

压板135安装在对准辊130和干燥装置170之间。在打印介质P在喷墨头150之下穿过时，压板135支撑打印介质P的后表面。阵列喷墨头150位于压板135之上，以通过将墨水喷射到打印介质P上而在打印介质P上形成图像。

阵列喷墨头150是行型喷墨打印头，它能够高速打印。行型喷墨打印头150沿着打印介质的宽度方向牢固设置，该打印介质的宽度方向垂直于打印介质P的传送方向。阵列喷墨头150包括喷嘴单元151，该喷嘴单元的长度与打印介质P的宽度相一致。喷嘴单元151设置在打印介质P顶面之上的预定距离处，喷嘴单元151和打印介质P之间的空间称为头间隙。

通过覆盖喷嘴单元151，阵列喷墨头150执行盖帽操作，以防止阵列打印头150内含有的墨水干燥；通过擦拭喷嘴单元151上残留的墨水执行擦拭操作；通过将残留的墨水排放到维护区域136内执行喷吐操作，以防止喷嘴单元151被墨水堵塞。

干燥形成在打印介质P上的图像的干燥单元170可能不具有足够的时间来干燥阵列喷墨头150喷出的墨水，该阵列喷墨头150在预定的时间段内高速将墨水喷射到打印介质P的大面积上。当带有未充分干燥的墨水的一张打印介质P依次排出到排纸托盘190上时，上面的墨水还未干燥的打印介质会堆叠到先前排出的打印介质P上，于是，先前排出的打印介质上的未充分干燥的墨水污染了堆叠在该先前排出的打印介质上的打印介质的背面，由此造成污染效果。这会导致图像质量恶化。

排出器180排出其上已经形成图像的打印介质P到排纸托盘190上，并包括两个辊，这两个辊在转动的同时排出打印介质P。

图4到图8是示出喷嘴单元151的视图。参照图4到图8，其上安装多个打印头153的多个安装沟槽152沿着喷嘴单元151的长度方向(即，打印介质P的宽度方向)形成在喷嘴单元151上。喷嘴单元151可以形成在基底内。安装沟槽152可以是安装部分。

多个安装沟槽152中的每一个包括其中形成的多个墨水通道154和通孔157。黄色(Y)、洋红(M)、青色(C)和黑色(B)墨水分别通过墨水通道154提供到打印头153上。多个墨水通道154连接到喷嘴单元151后侧上形成的墨水供给开口155上，而打印头153通过穿过喷嘴单元151延伸的墨水通道154被供给墨水。

吸热单元160的多个(例如4个)吸热部分162通过在喷嘴单元151的基底内的通孔157从每个安装沟槽152的顶侧突出预定高度，以吸收打印头153产生的热量。如图6所示，为了将打印头安装到安装沟槽152上，安装沟槽152的顶面涂敷有粘结剂156，粘结剂156不涂敷到墨水通道154上。吸热部分162可以设置成不与墨水通道154干涉。喷嘴单元151可以由基底形成，该基底具有通孔，吸热部分162通过该通孔从喷嘴单元151的具有墨水供给开口155的第一侧(即后侧)向喷嘴单元151的具有安装沟槽152和打印头153的第二侧(即前侧)延伸。于是，吸热部分162从吸热单元160的底部161(见图7到9)通过喷嘴单元151内的通孔157延伸到打印头153，其中所述吸热单元设置在喷嘴单元151的后侧上。

在这种情况下，粘结剂156涂敷到与吸热部分162相同的高度，使得吸热部分162未涂敷有粘结剂156。

于是，当打印头153安装到安装沟槽中时，吸热部分162直接接触打印头153，而粘结剂156接触打印头153中没有吸热部分162的剩余部分。

当墨水从打印头153中喷出时，打印头153根据打印图案喷射不同量的墨水，由此产生不同量的热量。于是，当一些打印头153喷射墨水时，仅喷射墨水的打印头153的温度升高，而其他打印头153的温度保持相对低。从而，多个打印头153通常不能将温度保持在恒定的水平上，并且每个打印头的喷墨结果彼此不同。结果，会影响到打印质量。当热量持续累积在打印头153中时，会产生沸腾的气泡，并会造成在打印区域的小部分上打印质量严重恶化。

如下面将描述的，吸热单元160在整个喷嘴单元151中提供基本均匀的温度，由此，遍及整个喷嘴单元151，均等地分布一个或多个打印头153中的温度升高，并将热量从喷嘴单元151传走。

图9是说明喷嘴单元151的吸热单元160的透视图。参照图9，吸收打印头153产生的热量的吸热单元160包括底部161(即矩形底部161)、从底部161突出预定高度以直接接触打印头153的吸热部分、以及将吸热部分162连接到底部161上的连接部分163。

图10是说明根据本发明另一实施例的图4的喷嘴单元151的吸热单元260的透视图。虽然图9的吸热单元160包括连接部分163，以将吸热部分162连接到底部161上(即由于吸热部分162定位在底部161的内侧)，但图10的吸热单元260包括尺寸减小的底部261以及形成在底部261上以直接从底部261突出的吸热部分262。于是，在图10的吸热单元260中不需要图9所示的连接部分。

参照图4到9，吸热单元160的一对底部161从喷嘴单元151的底面露出，而底部161的剩余部分嵌入到喷嘴单元151(见图6、7和8)，每个吸热部分162的端部通过喷嘴单元151突出到安装沟槽152，而每个吸热部分162的剩余部分嵌入到喷嘴单元151中。吸热单元160可以通过嵌入注模(insertion injection molding)形成在喷嘴单元151上。

吸热单元160安装在喷嘴单元151的后侧，以延伸到每个安装沟槽152中，底部161连接到相邻的底部161上，所述相邻的底部形成在与相邻安装沟槽152对应的喷嘴单元151的后部上。从而，吸热单元160的底部可以彼此连接而形成一个单体。换句话说，喷嘴单元151可以包括一个或多个吸热单元160，该吸热单元160具有多个单独形成的底部161或多个形成为一个单体的底部161。这种单体类型的结构使得吸热单元160能够遍及整个喷嘴单元151均等地分布一个或多个打印头153内的温度升高。

吸热单元160由可以有效吸热并导热的金属，如铝或铜形成。换句话说，吸热单元160和260由比打印头153、喷嘴单元151(即喷嘴单元151的基底)、和粘结剂156传导性更强的材料制成，使得热量通过吸热单元160和260的传导性更强的材料选择性传导。结果，打印头153产生的热量由吸热部分162和262和/或连接部分163通过一层粘结剂156和喷嘴单元151的基底传导到底部161和261。

吸热单元160连接到外部冷却单元(未示出)，使得打印头153产生并由吸热部分162吸收的热量可以被排出到成像设备100的外侧。于是，可以防止打印头153中的热量累积。

由于热量被吸热单元160或260直接从打印头153吸收，并可以均等地分布到喷嘴单元151，打印头153的温度差减小，并且可以维持衡定温度。以这种方式，本发明实施例的成像设备可以提供良好的打印质量。吸热单元160和260还可以为导热单元。

另外，由于吸热单元160或260通过嵌入注模形成在喷嘴单元151的内侧，喷嘴单元151的弯曲强度可以加强，由此确保产品尺寸的标准化。

虽然已经图示和描述了本发明的几个实施例，但是本领域技术人员将理解到在不背离本发明的精髓和范围的前提下，可以在这些实施例中做出各种修改，本发明的范围由所附的权利要求书及其等价物限定。

Claims (28)

1.一种阵列喷墨头，包括：

喷嘴单元，该喷嘴单元的长度与打印介质的宽度相一致；

多个打印头，所述打印头安装到所述喷嘴单元内形成的相应安装沟槽内；以及

多个吸热单元，所述吸热单元分别形成在所述安装沟槽内，以直接接触相应的打印头，并吸收打印头产生的热量。

2.如权利要求1所述的阵列喷墨头，其中，每个吸热单元包括：

底部；以及

至少一个吸热部分，该吸热部分连接到所述底部上，并通过喷嘴单元从相应安装沟槽底顶面突出预定高度，以直接接触安装沟槽内设置的相应打印头。

3.如权利要求2所述的阵列喷墨头，还包括：

至少一个连接部分，该连接部分分别将所述至少一个吸热部分连接到所述底部上。

4.如权利要求2所述的阵列喷墨头，其中，所述各吸热单元的底部连接到相邻的底部上，使得吸热单元形成一个单体。

5.如权利要求2所述的阵列喷墨头，其中，所述吸热单元由铝或铜制成。

6.如权利要求2所述的阵列喷墨头，其中，所述吸热单元通过嵌入注模形成在喷嘴单元上。

7.一种喷墨头，包括：

喷嘴单元，该喷嘴单元具有至少一个在其第一表面上设置的安装部分；以及

吸热单元，该吸热单元设置到喷嘴单元的与所述第一表面相对的第二表面上，并具有吸热部分，该吸热部分通过喷嘴单元延伸到其安装部分上。

8.如权利要求7所述的喷墨头，还包括：

至少一个打印头，该打印头设置在喷嘴单元的安装部分上，使得吸热部分直接接触所述至少一个打印头，以便将由打印头产生的热量传导到喷嘴单元的第二表面。

9.如权利要求8所述的喷墨头，还包括：

粘结剂层，该粘结剂层形成在所述至少一个打印头和所述喷嘴单元的第一表面之间，

其中，所述吸热部分从喷嘴单元的第一表面突出与粘结剂层的厚度相一致的高度。

10.如权利要求8所述的喷墨头，其中：

喷嘴单元包括至少一个供给孔，该供给孔延伸过喷嘴单元，以将墨水提供到所述至少一个打印头；以及

吸热单元包括底部，该底部具有四方形框架形状，围绕所述至少一个供给孔，使得吸热部分从所述底部通过所述喷嘴单元延伸，以接触所述至少一个打印头。

11.如权利要求7所述的喷墨头，其中，所述喷嘴单元包括多个墨水通道，所述墨水通道延伸穿过所述喷嘴单元的所述安装部分。

12.一种阵列喷墨头，包括：

具有安装部分的喷嘴单元；

安装到所述安装部分上的打印头；

设置在喷嘴单元和打印头之间的安装部分上以将打印头粘结到所述喷嘴单元上的粘结剂层；以及

延伸通过所述喷嘴单元和所述打印头之间的粘结剂层的导热单元。

13.一种可用于喷墨成像设备的喷嘴单元，该喷嘴单元包括：

基底，该基底具有多个通过其延伸的开口；

打印头，该打印头设置在所述基底的开口上，并由粘结剂粘结；以及

吸热单元，该吸热单元设置在所述基底上，以围绕基底中的开口在未设置粘结剂的位置处接触打印头，并在产生热量时将热量从打印头传走。

14.如权利要求13所述的喷嘴单元，其中：

所述打印头包括多个打印头；以及

所述吸热单元包括与所述多个打印头相对应的多个吸热单元，该吸热单元彼此一体形成，使得在所述多个打印头中的一个或多个的温度升高时，温度升高均等地分布到所述吸热单元中。

15.如权利要求13所述的喷嘴单元，其中，所述基底具有设置在其第一侧上的安装沟槽，所述打印头安装在该安装沟槽内，并具有至少一个通孔，该通孔延伸通过所述基底，使得吸热单元设置在所述基底的第二侧上，并通过所述通孔延伸而接触打印头。

16.如权利要求13所述的喷嘴单元，其中：

所述基底包括相对于所述基底的表面彼此相对的第一侧和第二侧，打印头安装在所述第一侧上；以及

所述吸热单元包括设置在所述基底的第二侧上的底部，并具有至少一个吸热部分，该吸热部分从所述底部通过所述基底延伸，以接触所述打印头。

17.一种具有多个打印头的阵列型喷墨头，该阵列型喷墨头包括：

基底；以及

吸热单元，该吸热单元包括：

底部，该底部设置在所述基底的表面上，并具有四方形框架形成，且在其中设置有开口，并沿着一平面延伸；以及

多个吸热部分，该吸热部分从所述底部沿着与所述平面垂直的方向延伸，以接触其中一个打印头，并将热量从所述其中一个打印头传导到所述底部。

18.如权利要求17所述的阵列型喷墨头，其中，所述多个吸热部分直接从所述底部伸出。

19.如权利要求17所述的阵列型喷墨头，其中，所述吸热单元还包括：

多个连接部分，该连接部分从底部沿着所述平面延伸到所述开口中，使得相应的吸热部分在垂直方向从所述连接部分延伸。

20.一种阵列喷墨头，包括：

喷嘴单元；以及

打印头，该打印头设置在喷嘴单元的第一侧上，以与其形成交界面，该交界面包括：

粘结剂部分，该粘结剂部分将所述打印头粘结到所述喷嘴单元上；

导热部分，该导热部分具有导热单元，以将打印头产生的热量传导到喷嘴单元的与第一侧相对的第二侧上；以及

开口部分，墨水通过该开口部分从所述喷嘴单元的第二侧供给到所述喷嘴单元第一侧上的打印头。

21.一种吸热单元，该吸热单元可与喷嘴单元一起使用，所述喷嘴单元具有多个打印头和多个通孔，其中，所述打印头设置在所述喷嘴单元的第一表面上，而所述多个通孔布置在所述喷嘴单元的第二表面上，以延伸到所述打印头，该吸热单元包括：

框架阵列，该框架阵列由导热材料制成；以及

至少一个吸热部分，该吸热部分以垂直方式从每个框架突出，使得每个吸热部分通过其中一个从第二表面到第一表面的通孔耦合到其中一个打印头上。

22.如权利要求21所述的吸热单元，其中，所述框架阵列均匀地分布由任一个打印头产生的热量。

23.一种喷墨成像设备，包括：

传送打印介质的传送辊；

阵列喷墨头，该阵列喷墨头包括：

喷嘴单元，该喷嘴单元的长度与打印介质的宽度相一致；

多个打印头，该打印头安装在所述喷嘴单元中形成的相应安装沟槽内；以及

多个吸热单元，该吸热单元分别形成在所述安装沟槽内，以直接接触相应的打印头并吸收打印头产生的热量；以及

定影装置，以将图象定影到打印介质上。

24.如权利要求23所述的喷墨成像设备，其中，每个吸热单元包括：

底部；以及

至少一个吸热部分，该吸热部分连接到所述底部上，并从相应安装沟槽的顶面突出预定高度，以直接接触相应的打印头。

25.如权利要求24所述的喷墨成像设备，还包括：

至少一个连接部分，该连接部分分别将所述至少一个吸热部分连接到所述底部上。

26.如权利要求24所述的喷墨成像设备，其中，所述每个吸热单元的底部连接到相邻底部上，使得吸热单元形成一个单体。

27.如权利要求24所述的喷墨成像设备，其中，所述吸热单元由铝或铜制成。

28.如权利要求24所述的喷墨成像设备，其中，所述吸热单元通过嵌入注模形成在所述喷嘴单元上。

Images