TWI715755B - 用於高速列印之單色噴墨列印頭 - Google Patents

用於高速列印之單色噴墨列印頭 Download PDF

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Abstract

一種噴墨列印頭，其包含長形流體歧管，該長形流體歧管具有基座，該基座包含桁架結構。該桁架結構具有延伸於相對的桁弦之間的腹板，其中在該腹板與該桁弦之間的複數個開口界定流體出口。一或多個列印頭晶片被附接至該桁架結構之該腹板且每一列印頭晶片接收來自於該複數個流體出口之列印流體。

Description

用於高速列印之單色噴墨列印頭
本發明係關於一種噴墨列印頭。已開發主要用以實現具有管理高墨水流速、流體靜力壓力波動及氣泡通氣之單色高速列印。
申請人已開發了許多如在例如WO2011/143700、WO2011/143699及WO2009/089567中所描述之Memjet®噴墨列印機，其內容以引用方式併入本文中。Memjet®列印機採用固定的列印頭與饋給機構組合，該饋給機構在單程中將列印媒體饋給通過該列印頭。因此，Memjet®列印機比習知掃描噴墨列印機提供更高的列印速度。
多色Memjet®列印頭匣通常係基於在US7347534中所描述之液晶聚合物(LCP)歧管，其內容以引用方式併入本文中。複數個對接的Memjet晶片經由帶孔的晶粒附接薄膜而被接合至LCP歧管的表面。該LCP歧管與晶粒附接薄膜配合，以經由一系列的曲折的墨水路徑將墨水從 五個主要墨水通道中之各者引導至每個Memjet®晶片之各別顏色平面。
如在US8025383中所描述的，其內容以引用方式併入本文中，該LCP歧管額外地包括定位於該五個主要墨水通道上方的一系列空氣箱，以用於抑制流體靜力壓力波動。
包括上述之LCP歧管的Memjet®列印頭匣提供了一個用於構建廣泛的單程噴墨列印機(包含辦公室、標籤、寬格式及工業列印機)之通用平台。工業列印機通常具有與媒體饋給方向對準的複數個列印頭，如在US8845080中所描述的，其內容以引用方式併入本文中。
雖然Memjet®列印頭匣係為了多色列印而設計，但某些類型的列印機只需要單色列印。例如，在US8845080中所描述的工業列印機係採用五個單色的列印頭匣，以便最大限度地提高列印速度。簡而言之，該LCP歧管可以一種顏色的墨水來進行起動注給，以從標稱的五色Memjet®列印頭晶片來提供單色的列印。然而，在非常高的列印速度下，該LCP歧管具有某些實際上的限制。當該列印頭以高速運行時，從該LCP歧管到該列印頭晶片的多個錯縱複雜的墨水通路可能會導致意外的解起動注給。沒有足夠的墨水本體靠近列印頭晶片，則該晶片可能在墨水需求量高的期間變得缺乏墨水，且導致晶片解起動注給。其次，該錯縱複雜的墨水通路容易吸入空氣氣泡；若空氣氣泡變得陷留在系統中，則該列印頭晶片將變得缺 乏墨水且解起動注給。第三，該空氣箱在該流體靜力系統中提供相對地較堅硬的順應性；若特定的噴嘴組需要更高的墨水流量，則空氣箱的阻力可能太大而不允許該流體靜力系統動態地回應於增加的需求。
因此，期望提供一種被組構成用以高速單色列印的列印頭總成，其可解決上述LCP歧管的至少某些缺點。
在第一態樣中，提供一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，具有包括桁架結構之基座，該桁架結構具有延伸於相對的桁弦之間的腹板，其中，在該腹板與該桁弦之間的複數個開口界定流體出口；及一或多個列印頭晶片，其附接至該桁架結構之該腹板，每一列印頭晶片接收來自於該複數個流體出口之列印流體。
依照該第六態樣之噴墨列印頭提供用於列印頭晶片之附接之高度地穩定之結構，同時亦提供開放式的流體架構，其允許高墨水流速及氣泡通氣通路。
更佳地，該複數個腹板係藉由沿著界定於該桁弦之間的間隙所延伸之波狀結構毗鄰地界定。
更佳地，該流體出口係大體上呈三角形或鐘形。
更佳地，複數個對接列印頭晶片沿著該桁架結構被配置成一列。
更佳地，該桁架結構包含在晶片結合區域處的結合腹 板，其中，列印頭晶片之每一對接對具有由該結合腹板之一者共同支撐之各自對接端部分。
更佳地，該列印頭晶片經由黏著薄膜而被附接至該基座。
更佳地，該列印頭晶片具有小於該相對的桁弦之間之該距離的寬度，且其中，該黏著薄膜密封該邊緣列印頭晶片與該桁弦之間的間隙。
更佳地，該流體歧管係由模製聚合物材料所構成。
更佳地，每一流體出口係從各自列印頭晶片之一側朝向該列印頭晶片之相對側橫向擴開。
更佳地，每一流體出口之較寬端延伸超過各自列印頭晶片之縱向邊緣。
更佳地，每一流體出口係朝向各自氣泡通氣腔穴擴開。
更佳地，各氣泡通氣腔穴被定位成超過各自列印頭晶片之縱向邊緣。
更佳地，每一氣泡通氣腔穴具有由從各自流體出口成階狀之層架所界定之底板。
更佳地，該底板係朝向該各自流體出口向下彎曲。
在第二態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其包括至少一個縱向地延伸之通道，該流體歧管具有界定複數個流體出口之基座，該流體出口沿著該通道之底板被縱向地定位；複數個列印頭晶片，其附接至該流體歧管之該基座， 每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之列印流體；及長形撓性薄膜，其沿著該通道之頂板縱向地延伸，該撓性薄膜被定位成與該複數個流體出口相對。
依照該第二態樣之該列印頭有利地抑制在該墨水中的流體靜力壓力壓力尖峰，同時最大化往該列印頭晶片之墨水流速。
更佳地，該墨水歧管包括上部分及下部分，該上及下部分協作以界定該通道。
更佳地，該上部分包括該撓性薄膜。
更佳地，該下部分包括該複數個墨水供應出口。
更佳地，該墨水歧管之該頂板界定長形開口，該撓性薄膜密封該長形開口。
在第三態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其具有複數個流體出口，該流體出口沿著該流體歧管之基座被縱向地定位，每一相鄰對的流體出口被支撐腹板分開；複數個對接列印頭晶片，其被配置成一列且附接至該流體歧管之該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之列印流體，其中，每一對接對的列印頭晶片具有由該支撐腹板中之一者所共同地支撐之各別的對接端部分。
依照該第三態樣之該列印頭有利地提供用於對接列印頭晶片之安裝配置，其最小化被界定於該列印頭晶片之該 背側中的墨水供應通道之閉塞。
更佳地，每一墨水供應狹縫係沿著該墨水歧管之縱向軸線而相對地比每一支撐腹板更長。
更佳地，每個支撐腹板所閉塞之被界定於每個列印頭晶片之背側中之墨水供應通道之面積係小於10%、小於8%或小於5%。
更佳地，支撐該對接端部分之該支撐腹板中之各者係具有與該列印頭晶片之該端部對應之輪廓。
更佳地，支撐該對接端部分之該支撐腹板中之各者係在其之兩側處之流體出口之間對角地延伸。
更佳地，每個列印頭晶片在相對的端部分之間係具有中間部分，該中間部分由該支撐腹板之一或多者來支撐。
更佳地，支撐每一列印頭晶片之該中間部分的若干之支撐腹板係五個或更少。
更佳地，每一流體出口具有每個列印頭晶片的至少一半寬度之寬度。
更佳地，將列印流體供應至一個列印頭晶片之流體出口之組合面積係該列印頭晶片之總面積的至少一半。
更佳地，該列印頭晶片經由黏著薄膜被附接至該墨水歧管之該基座，該黏著薄膜具有與該流體出口對準之開口。
在第四態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其具有界定複數個流體出口之基座；及 複數個列印頭晶片，其附接至該流體歧管之該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之墨水，其中，每一流體出口跨過該墨水歧管而橫向延伸且延伸每個列印頭晶片的至少一半的寬度。
更佳地，將墨水供應至一個列印頭晶片之流體出口之組合面積係該列印頭晶片之總面積的至少一半。
依照該第四態樣之該列印頭有利地使每個列印頭晶片可用的墨水體積最大化，提供高擴散率且降低噴墨噴嘴變得被墨水阻塞的傾向。
在第五態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其包括至少一個縱向地延伸之通道，該流體歧管具有界定複數個墨水出口之基座，該流體出口沿著該通道之底板被縱向地隔開；複數個列印頭晶片，其接合至該流體歧管之該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之墨水；及被定位橫跨該通道之複數個橫向肋部，每個橫向肋部從該通道之該底板向上地延伸，其中，該橫向肋部中之一或多者具有允許流體沿著在該橫向肋部之間之該通道之底板流動之凹部。
依照該第五態樣之該列印頭有利地使任何被陷留之氣泡能夠從該流體歧管被沖出，同時最大化該流體歧管之該結構剛性。
更佳地，該流體歧管包括上部分及下部分，該上及下部分協作以界定該通道。
更佳地，該下部分包括該橫向肋部及該複數個流體出口。
更佳地，該上部分進一步包括橫跨該通道延伸之橫向肋部。
在第六態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其具有沿著該流體歧管之基座被縱向地定位之複數個流體出口；一或多個列印頭晶片，其附接至該流體歧管之該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之列印流體，其中，每一流體出口朝著各別之列印頭晶片之縱向邊緣橫向擴開。
依照該第六態樣之該列印頭有利地促進空氣氣泡橫向地移動而遠離該列印頭晶片之佔據面積。
更佳地，該流體出口交替地朝著該列印頭晶片之相對的縱向邊緣橫向擴開。
更佳地，複數個對接列印頭晶片沿著該流體歧管之該基座被配置成一列。
更佳地，每一流體出口具有面向各別之列印頭晶片之大致上三角形或鐘形的開口。
更佳地，每一流體出口係從各自列印頭晶片之一側朝向該列印頭晶片之相對側橫向擴開。
更佳地，該列印頭晶片經由黏著薄膜被附接至該流體歧管，該薄膜具有與該流體出口對準之開口。
更佳地，每一流體出口之較寬端延伸超過各自列印頭晶片之縱向邊緣。
更佳地，每一流體出口係朝向各自氣泡通氣腔穴擴開。
更佳地，每一氣泡通氣腔穴被定位成超過各自列印頭晶片之縱向邊緣。
更佳地，每一氣泡通氣腔穴具有由從各自流體出口成階狀之層架所界定之底板。
更佳地，該底板係朝向該各自流體出口向下彎曲。
在第七態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其具有包括複數個流體傳遞隔室之基座，每一隔室具有流體出口及氣泡通氣腔穴；及一或多個列印頭晶片，其附接至該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之列印流體，其中，每一流體出口與各別的列印頭晶片對準，而每一氣泡通氣腔穴與該各別的列印頭晶片偏移。
依照該第七態樣之該噴墨列印頭有利地促進氣泡通氣，使得排出的氣泡不會停滯在流體出口中而阻擋了墨水流向列印頭晶片之通路。
更佳地，每一流體出口被組構成用於將氣泡朝向該氣泡通氣腔穴移動。
更佳地，每一流體出口係朝向該氣泡通氣腔穴擴開。
更佳地，每一流體傳遞隔室包括層架，該層架界定用於該氣泡通氣腔穴之底板。
更佳地，該層架具有朝向該流體出口彎曲之邊緣。
更佳地，該列印頭晶片之一或多個流體供應通道係與每一流體出口對準。
更佳地，該流體出口交替地朝著該列印頭晶片之相對的縱向邊緣擴開。
在第八態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其包括：入口凸部、出口凸部、延伸於該入口及出口凸部之間的縱向通道、定位於該流體歧管之頂板腔穴中之該縱向通道上方之複數個空氣腔穴，及界定於該縱向通道之底板中之複數個流體出口；及複數個列印頭晶片，其附接至該流體歧管之該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之列印流體；及其中：該空氣腔穴，其由從該流體歧管之頂板朝向該縱向通道延伸之肋部所界定；及每一肋部具有突出超過該入口及出口凸部之下表面之唇緣。
依照該第八態樣之該噴墨列印頭有利地提供自調節空氣腔穴，由此使用在該流體歧管之入口及出口凸部之間的墨水流來剪除從該空氣腔穴突出的任何空氣氣泡。
更佳地，該流體歧管包括上部分及下部分，該上及下部分協作以界定該通道。
更佳地，該上部分包括該入口凸部、該出口凸部及該 空氣腔穴。
更佳地，該下部分包括該基座。
更佳地，該上及下部分各具有協作以界定該通道之側壁之壁。
在第九態樣中，提供有一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，其包括至少一個縱向地延伸之通道，該流體歧管具有界定複數個流體出口之基座，該流體出口沿著該通道之底板被隔開；複數個列印頭晶片，其接合至該流體歧管之該基座，每一列印頭晶片接收來自於一或多個流體出口之墨水；及被定位橫跨該通道之複數個橫向肋部，每一橫向肋部從該通道之該底板向上地延伸。
更佳地，被定位朝向該通道之縱向端之一或多個橫向肋部具有比定位於該通道之中間部分處之橫向肋部較低的高度。
更佳地，該橫向肋部之高度朝向該通道之該縱向端逐漸變細。
更佳地，該橫向肋部之多者中之一者具有仰拱輪廓。
更佳地，被定位朝向該通道之該縱向端之該橫向肋部具有仰拱輪廓。
更佳地，該通道之一個縱向端係入口端而該通道之相對縱向端係出口端。
更佳地，墨水流動方向在該入口及出口端處垂直地改變。
更佳地，該流體歧管包括上部分及下部分，該上及下部分協作以界定該通道。
更佳地，該下部分包括該橫向肋部及該複數個流體出口。
更佳地，該上部分包括與該通道之各別入口及出口端接合之入口及出口凸部。
更佳地，該上部分進一步包括延伸橫跨該通道之頂板之橫向肋部。
更佳地，該下部分之該橫向肋部與進一步的該上部分之該橫向肋部係彼此偏移。
如在本文中所使用的，該術語「墨水」被認為是指可以從噴墨列印頭來列印的任何列印流體。該墨水可以或可以不含有著色劑。因此，該術語「墨水」可包含習知的基於染料或基於顏料的墨水、紅外線墨水、固定劑(例如預塗層及整理劑)、3D列印液等等。
如在本文中所使用的，該術語「安裝」包含經由中介部分的直接安裝與間接安裝兩者。
1‧‧‧噴墨列印頭
3‧‧‧長形本體
5‧‧‧中央抓持部分
7‧‧‧第一耦接件
9‧‧‧第二流體耦接件
10‧‧‧墨水歧管總成
12‧‧‧上墨水歧管
14‧‧‧下墨水歧管
16‧‧‧列印頭晶片
18‧‧‧晶粒附接薄膜
20‧‧‧撓曲PCB
22‧‧‧電接點
25‧‧‧主要墨水通道
26‧‧‧空氣腔穴
27‧‧‧入口
27A‧‧‧入口凸部
29‧‧‧出口
29A‧‧‧出口凸部
30‧‧‧側壁
32‧‧‧第一肋部
33‧‧‧唇緣
34‧‧‧周邊唇緣
36‧‧‧撓性薄膜
37‧‧‧周邊側壁
38‧‧‧柔軟周邊密封件
39‧‧‧彎曲端壁
40‧‧‧第二肋部
40A‧‧‧第二肋部
40B‧‧‧第二肋部
40C‧‧‧第二肋部
41‧‧‧基座
42‧‧‧底板
44‧‧‧墨水供應狹縫
46‧‧‧對角結合腹板
48‧‧‧橫向腹板
50‧‧‧狹縫開口
52‧‧‧下凹部
60‧‧‧桁架結構
61‧‧‧橫向擴開墨水出口
62‧‧‧第一桁弦
64‧‧‧第二桁弦
66‧‧‧桁架腹板
68‧‧‧墨水傳遞隔室
70‧‧‧氣泡通氣腔穴
71‧‧‧擴開端
72‧‧‧層架
74‧‧‧橫向邊緣
75‧‧‧梯形開口
現在將僅以實例方式藉由參照附圖來描述本發明之實施例，其中：圖1係依照本發明之噴墨列印頭總成之前視立體圖；圖2係該列印頭總成之仰視立體圖；圖3係該列印頭總成之分解立體圖； 圖4係該列印頭總成之本體部分之仰視立體圖；圖5係墨水歧管總成之俯視立體圖；圖6係上墨水歧管之俯視立體圖；圖7係該上墨水歧管之仰視立體圖；圖8係該上及下墨水歧管之透視圖；圖9係該上墨水歧管之放大圖；圖10係該下墨水歧管之放大圖；圖11係位在該下墨水歧管中之墨水供應狹縫之放大圖；圖12係附接有列印頭晶片之該下墨水歧管之放大圖；圖13係展示列印頭晶片與晶粒附接薄膜之附接；圖14係附接有列印頭晶片之該下墨水歧管之切開立體圖；圖15係展示一對對接列印頭晶片；圖16係用於該下墨水歧管之替代肋部結構之透視圖；圖17係具有桁架結構之替代下墨水歧管之仰視立體圖；圖18係該桁架結構之一部分之放大圖；圖19係該桁架結構之俯視立體圖；圖20係附接有列印頭晶片之該桁架結構之俯視立體圖；圖21係個別墨水傳遞隔室之放大圖； 圖22係該桁架結構之仰視立體圖，該桁架結構具有透明的晶粒附接薄膜且移除了一個列印頭晶片；圖23係在圖21中所展示之該晶粒附接薄膜，其中移除了一個列印頭晶片；及圖24係該替代下墨水歧管之一末端之放大圖。
參照圖1，其中展示可供使用者插入於列印機(未圖示)中之可更換之列印頭匣形式的噴墨列印頭1。列印頭1包括長形本體3，其具有中央抓持部分5，以用於促進使用者移除及插入。第一耦接件7朝向長形本體3之一縱向端來定位，而第二流體耦接件9朝向長形本體之相對的縱向端來定位。第一及第二流體耦接件7及9被組構成用於與例如向列印頭1且從列印頭1供應墨水之墨水傳遞模組之互補流體耦接件(未圖示)耦接。該流體耦接件通常以垂直於列印頭1之噴嘴板的方向向上地延伸，以便於最小化列印頭的總體佔據面積，且允許多個列印頭沿著媒體饋給路徑緊密配置。
本體3提供用於經由壓扣配合之接合而將墨水歧管總成10附接至本體之硬度及支撐。墨水歧管總成10包括上墨水歧管12及下墨水歧管14，其與本體3之流體耦接件7及9流體連通。上及下墨水歧管12及14通常包括剛性、硬性材料，諸如液晶聚合物(LCP)，儘管其他剛性材料(例如玻璃、陶瓷等等)係當然在本發明的範圍之 內。
轉至圖2，列印頭積體電路(「晶片」)16之陣列端對端對接成一列且經由晶粒附接薄膜18附接至下墨水歧管14之下側。晶粒附接薄膜18可包括具有用於傳遞墨水的合適的雷射鑽頭開口之雙面黏著薄膜，如在例如US7736458及US7845755中所描述的，其內容以引用方式併入本文中。列印頭晶片16從纏繞在墨水歧管10上的撓曲PCB 20接收電力及資料信號，該撓曲PCB依序經由一系列的沿著列印頭1所延伸之縱向地延伸之電接點22從列印機控制器(未圖示)來接收電力及資料信號。每個列印頭晶片16經由線接合而從撓曲PCB 20接收資料及電力，該線接合藉由沿著每個列印頭晶片之一個縱向邊緣區域延伸之囊封材料來保護。合適的線接合配置對於熟習本領域之技術者係相當習知的，且在例如US8025204中進行了描述，其內容以引用方式併入本文中。
圖3係以分解立體圖展示列印頭1之主要組件，其中為了清楚起見，移除撓曲PCB 20。上及下墨水歧管12及14彼此密封地接合以界定墨水歧管總成10，而上墨水歧管經由互補的壓扣鎖定特徵而被固定至本體3。現在將參照其餘附圖來描述上及下墨水歧管12及14的細節，及其替代實施例。
上墨水歧管12及下墨水歧管14被接合在一起且配合以界定沿著墨水歧管總成10縱向地延伸之主要墨水通道25。墨水經由被界定於上墨水歧管12之一端處之入口27 而從第一流體耦接件7被接收於主要墨水通道25中；且墨水經由被界定於主要墨水通道25之相對的縱向端處之上墨水歧管12中之出口29而離開第二流體耦接件9。
如在圖7及圖8中最佳地展示的，上墨水歧管12包括一對相對的縱向側壁30，其在各別之入口27與出口29之入口凸部27A與出口凸部29A之間延伸。入口凸部27A與出口凸部29A界定了與側壁30之下表面共平面之下表面。一系列的第一肋部32在上墨水歧管12之頂板腔穴內且在縱向側壁30之間橫向延伸。第一肋部32通常從上墨水歧管12之該頂板朝向主要墨水通道25向下延伸。因此，定位在上墨水歧管12之該頂板腔穴中的第一肋部32界定了在使用中充滿空氣之若干個別腔穴26。
參照圖5及圖6，上墨水歧管12之頂板界定周邊唇緣34，該周邊唇緣34具有與其接合之長形撓性薄膜36(例如聚合物薄膜)，以便覆蓋且密封空氣腔穴26。柔軟周邊密封件38被定位於周邊唇緣34周圍，以確保藉由撓性薄膜36有效地密封空氣腔穴26。可以將硬質蓋(未圖示)定位於撓性薄膜36之上，以便防止其被損壞且使通過該薄膜的蒸發最小化。
與空氣腔穴26組合之撓性薄膜36係以類似於在US8025383中所描述之空氣箱的方式來作用以抑制流體靜力壓力波動，其內容以引用方式併入本文中。例如，當列印突然停止時，撓性薄膜36能夠吸收在墨水線中的壓力尖峰，且因此使任何列印頭的表面氾濫最小化。然而，撓 性薄膜36提供比單獨的空氣箱更大程度的順應性；因此，列印頭1提供高效之緩衝，特別是針對高速列印而言。再者，撓性薄膜36適合於快速地且動態地回應於高速列印之高流速要求，因為當需要時，該薄膜可以簡單地朝向列印頭晶片16撓曲。當然，在某些實施例中，薄膜36可不存在，且空氣腔穴26可藉由與在US8025383中所描述之配置相似的頂板結構來抑制壓力波動。在其他實施例中，該空氣腔穴可不存在，且薄膜36僅負責抑制在列印頭1中的壓力波動。
如在圖8中所最佳地展示的，下墨水歧管14具有被組構成用以與上墨水歧管12之下表面互補接合之上表面。詳言之，細長的周邊側壁37被定位成與上墨水歧管12的縱向側壁30相接合以界定主要墨水通道25。周邊側壁37在每個縱向端處具有彎曲端壁39，其分別地對著上墨水歧管12之入口及出口凸部27A及29A來密封。複數個第二肋部40在周邊側壁37之相對的縱向截面之間橫向延伸。第二肋部40為下墨水歧管14提供結構剛性，同時最大化主要墨水通道25之體積。第一肋部32與第二肋部40具有間隔開彼此的表面，以便於允許墨水流動通過主要通道25。第一肋部32及第二肋部40彼此偏移以避免在通過主要墨水通道25之墨水流動路徑中的任何緊縮點。
該上墨水歧管之入口凸部27A、出口凸部29A及縱向側壁30具有共平面之下表面，當空氣腔穴26充滿空氣 時，其界定主要墨水通道25之上部範圍。如在圖9中所最佳地展示的，第一肋部32之各者具有突出超過入口凸部27A、出口凸部29A及縱向側壁30之共平面之下表面之唇緣33。此種配置最佳化了空氣腔穴26之自行調節。因此，若空氣腔穴26之任一者被空氣過度填充，則通過主要墨水通道25之墨水流將剪除延伸至該主要墨水通道中的空氣氣泡，接著可將其從出口29趕出。如此一來，在空氣腔穴26中的空氣量可自行調節-該空氣腔穴經由從下歧管14上升的空氣氣泡(例如經由噴嘴「鼓起」)來補充空氣，且具有突出唇緣33之肋部32之設計促進任何多餘的空氣變得挾帶於朝向出口29之墨水流中。
現請參考圖10至圖16，在第一實施例中，下墨水歧管14之基座41包括主要墨水通道25之底板42，其中底板42界定了複數個墨水供應狹縫44。墨水供應狹縫44從主要墨水通道25接收墨水且經由晶粒附接薄膜18將該墨水供應至列印頭晶片16之背面中。墨水供應狹縫44沿著底板42之長度被縱向地隔開，且藉由支撐腹板採取對角結合腹板46及橫向腹板48的形式而彼此分離。列印頭晶片16經由黏著劑晶粒附接薄膜18而附接至下墨水歧管14之基座41。晶粒附接薄膜18具有與墨水供應狹縫44成鏡像的複數個狹縫開口50；以及複數個薄膜腹板52，其與下墨水歧管14之對角結合腹板46及橫向腹板48成鏡像。
主要墨水通道25與墨水供應狹縫44之配置被設計成 使每個列印頭晶片16可用的墨水體積最大化，同時提供足夠的支撐以將列印頭晶片附接至基座41。每個列印頭晶片16之端部分係由對角結合腹板46所支撐，且最小數量的橫向腹板48被定位於該對角結合腹板之間，以用於支撐每個列印頭晶片之中間部分。每個對接對的列印頭晶片16具有支撐在共同的對角結合腹板46上的各別縱向端部分。
墨水供應狹縫44具有列印頭晶片16之寬度的至少一半的寬度。再者，向一個列印頭晶片16供應墨水之墨水供應狹縫44之組合面積係列印頭晶片之總面積的至少一半。此種配置使得流向列印頭晶片16之墨水最大化，以及提供允許空氣氣泡從列印頭晶片排出至墨水歧管總成10中的開放式架構。
陷留的空氣氣泡在噴墨列印頭的設計中係常在的問題。圖16係展示下墨水歧管14的變化形式，其中每個第二肋部40具有與墨水供應狹縫44相對的下凹部52。凹部52被定位成提供從列印頭晶片16排出的通道，以及允許墨水流動通過在第二肋部40上方與下方之主要墨水通道25。如此一來，陷留的空氣氣泡可以更容易地從主要墨水通道25被沖走。
參照圖17至圖22，在下墨水歧管14之第二實施例中，基座41具有支撐列印頭晶片16之桁架結構60。桁架結構60具有第一桁弦62及相對的第二桁弦64，其中複數個桁架腹板66在兩個桁弦之間延伸以界定橫向擴開 的墨水出口61。桁架腹板66藉由一般波狀結構而被連續地界定，其沿著每個列印頭晶片之長度而在第一與第二桁弦62與64之間延伸。當然，其他桁架配置(例如規則的對角腹板)係在本發明之範圍內。
桁架結構60提供用於安裝列印頭晶片16之優良的機械支撐。桁架腹板66允許列印頭晶片16在最小化晶片破裂的情況下被安裝至下墨水歧管14之基座41。再者，橫向擴開墨水出口61被最佳化以用於氣泡通氣以及墨水流動至列印頭晶片中。
如在圖18中所最佳地展示的，墨水出口61由在桁架腹板66與桁弦62及64之間的開口所界定，且通常為三角形或鐘形。因此，當該列印頭晶片被安裝至桁架結構60時，墨水出口61朝向列印頭晶片16之相對的縱向邊緣交替地擴開。此種擴開配置促進空氣氣泡朝向(且超過)列印頭晶片之縱向邊緣移動且最終在列印頭晶片之佔據面積之外。因此，該第二實施例的設計解決了在第一實施例的常規狹縫設計(參見圖10及11)中的潛在問題。利用矩形的墨水供應狹縫44，由於漂浮的空氣氣泡不能克服墨水流動進入列印頭晶片16之向下的力量而可能變得被陷留在狹縫內。然而，若促使空氣氣泡朝向且超出列印頭晶片16之邊緣來橫向移動，則由於橫向擴開的墨水出口61，流動至列印頭晶片中之進入的墨水不能被浮力不足的空氣氣泡阻擋而從墨水出口逸出。相反地，缺乏足夠浮力的空氣氣泡被移動至偏移列印頭晶片之橫向氣泡通 氣腔穴70中，直到那些空氣氣泡達到足夠的浮力以通過墨水歧管總成10而向上逸出之此刻為止。墨水出口61之橫向擴開促進空氣氣泡以所需的方式移動遠離列印頭晶片16。
現請參考圖19至圖21，依照第二實施例，複數個墨水傳遞隔室68被界定於下墨水歧管14之基座41中。每個墨水傳遞隔室68包括與列印頭晶片16對準的各別的橫向擴開墨水出口61及從列印頭晶片偏移之各別的氣泡通氣腔穴70。氣泡通氣腔穴70與墨水出口61之擴開(較寬)端71相接合，且被組構成用於從其中接收空氣氣泡。墨水傳遞隔室68包括層架72，該層架72界定用於氣泡通氣腔穴70之底板。層架72具有朝向列印頭晶片16向下彎曲且朝向擴開墨水出口61之橫向邊緣74。因此，在墨水出口61中之任何空氣氣泡(等)被促使從墨水出口橫向且向上地移動至氣泡通氣腔穴70中。
如在圖23中所展示的，第二實施例之晶粒附接薄膜18具有一排交替倒置的梯形開口75，通過該梯形開口75，墨水從下墨水歧管14之墨水出口61而被列印頭晶片16接收。參照圖22，晶粒附接薄膜18被展示為位於下墨水歧管14之基座上的透明重疊，以顯示被界定於晶粒附接薄膜中的墨水出口61、列印頭晶片16及梯形開口75之間的位置關係。每個梯形開口75與各別的墨水出口61對準，其中每個墨水出口之擴開端71延伸超過梯形開口之較寬端。在列印頭晶片16經由晶粒附接薄膜18而被安 裝在下墨水歧管14之基座上的情況下，墨水出口61之擴開端71亦突出超過該列印頭晶片之縱向邊緣。因此，晶粒附接薄膜18與桁架結構60協作以提供列印頭晶片16與下墨水歧管14之基座之密封附接，同時使從列印頭晶片上升的任何空氣氣泡能夠移動至列印頭晶片之佔據面積之外。
參照圖24，在下墨水歧管14之第二實施例中，在縱向側壁37之間橫向延伸的第二肋部40具有朝向主要墨水通道25之該端部的不同的輪廓。詳言之，第二肋部40之高度係朝向彎曲端壁39之各者減小。如在圖24中所展示的，最靠近端壁39及上墨水歧管12之出口凸部29A的第二肋部40A具有仰拱輪廓及最低高度。第二靠近端壁39之第二肋部40B係具有仰拱輪廓且相對地高於第二肋部40A。且第三靠近端壁39之第二肋部40C，其亦相對地高於第二肋部40B。其餘的第二肋部40具有一致之高度，其仍然小於縱向側壁37的高度。
藉由將第二肋部40的高度朝向主要墨水通道25之各個端部來減小，墨水的流動阻力隨著墨水從入口27改變方向至主要墨水通道中而減小，且同樣地，墨水的流動阻力隨著墨水從主要墨水通道改變方向至出口29中而減小。此有助於在遍及列印頭1的整個長度上保持相對地恆定的流動阻力，且最小化可能由於在墨水改變方向之端部區域處所相對地增加的流動阻力而另外地導致的任何列印瑕疵。
當然，應理解，本發明僅藉由實例的方式來進行描述，且在所附之申請權利範圍中所界定之本發明的範圍內可以對細節來進行修改。
16‧‧‧列印頭晶片
40‧‧‧第二肋部
46‧‧‧對角結合腹板
61‧‧‧墨水出口
66‧‧‧桁架腹板
68‧‧‧墨水傳遞隔室
70‧‧‧氣泡通氣腔穴

Claims (14)

  1. 一種噴墨列印頭，包括：長形流體歧管，具有包括桁架結構之基座，該桁架結構具有延伸於相對的桁弦之間的腹板，其中，在該腹板與該桁弦之間的複數個開口界定流體出口；及一或多個列印頭晶片，其附接至該桁架結構之該腹板，每一列印頭晶片接收來自於複數個該流體出口之列印流體，其特徵在於該桁架結構之全部流體出口朝向各自列印頭晶片之一側橫向擴開。
  2. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，複數個該腹板係藉由沿著界定於該桁弦之間的間隙延伸之波狀結構毗鄰地界定。
  3. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，該流體出口係大體上呈三角形或鐘形。
  4. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，複數個對接列印頭晶片沿著該桁架結構被配置成一列。
  5. 如申請專利的範圍第4項之噴墨列印頭，其中，該桁架結構包含在晶片結合區域處的結合腹板，其中，列印頭 晶片之每一對接對具有由該結合腹板之一者共同支撐之各自對接端部分。
  6. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，該列印頭晶片經由黏著薄膜而被附接至該基座。
  7. 如申請專利的範圍第6項之噴墨列印頭，其中，該列印頭晶片具有小於該相對的桁弦之間之距離的寬度，且其中，該黏著薄膜密封該邊緣列印頭晶片與該桁弦之間的間隙。
  8. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，該流體歧管係由模製聚合物材料所構成。
  9. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，每一流體出口之較寬端延伸超過各自列印頭晶片之縱向邊緣。
  10. 如申請專利的範圍第9項之噴墨列印頭，其中，每一流體出口係朝向各自氣泡通氣腔穴擴開。
  11. 如申請專利的範圍第10項之噴墨列印頭，其中，各氣泡通氣腔穴被定位成超過各自列印頭晶片之縱向邊緣。
  12. 如申請專利的範圍第11項之噴墨列印頭，其中，每 一氣泡通氣腔穴具有由從各自流體出口成階狀之層架所界定之底板。
  13. 如申請專利的範圍第12項之噴墨列印頭，其中，該底板係朝向該各自流體出口向下彎曲。
  14. 如申請專利的範圍第1項之噴墨列印頭，其中，該流體出口朝著該列印頭晶片之相對的縱向側交替地擴開。
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