TWI796500B - 模組化維修站和噴墨列印系統之噴墨列印頭的維修方法 - Google Patents

模組化維修站和噴墨列印系統之噴墨列印頭的維修方法 Download PDF

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Abstract

本文揭露了一種用於維修噴墨列印系統之至少一個噴墨列印頭的模組化維修站，該維修站包括：框架、用於使該至少一個噴墨列印頭在列印位置和維修位置之間水平移動的構件、該至少一個噴墨列印頭之用於垂直移動的構件及廢墨槽，其中該框架其上安裝有至少一個封蓋元件和至少一個擦拭元件、該用於水平移動的構件經配置來實現擦拭處理、該用於垂直移動的構件經配置來實現與該至少一個噴墨列印頭相關之封蓋、疏通或清理處理，及該廢墨槽與該至少一個封蓋元件密封連通。本文亦揭露了一種維修噴墨列印系統之噴墨列印頭的方法。

Description

模組化維修站和噴墨列印系統之噴墨列印頭的維修方法
本發明涉及印刷技術領域，尤其係涉及一種用於維修噴墨列印系統的至少一個噴墨列印頭的模組化維修站，及一種維修噴墨列印系統的噴墨列印頭的方法。
現有技術中已知的列印機通常具有維修站，該等維修站形成為列印機設備的組成部分且在需要時不適合於容易更換。也無法針對特定維修操作對維修站進行定制。此外，即使可單獨購買維修站，該等維修站也並非為專有的而可能會洩露一些機密的技術資訊，這是不可接受的。
因此，一些現有技術解決方案嘗試改善維修站的可適應性和可替換性，使得能夠在不同的列印機應用中使用維修站。
US5455609揭露了一種改善的模組化維修站設計，其中垂直驅動列印頭維修滑板以實施維修任務的執行。為了節省時間和空間，列印頭和如擦拭器和封蓋的維修機構兩者都被移動，以便將列印頭和維修機構放置在適當的相對位置以執行任務。由於列印頭的維修係藉由列印頭和維修機構兩者的垂直移動來執行的，故有重複啟動噴嘴的風險，無論是去除堵塞還是消除流體迴路中可能的障礙物，都會導致噴射一些墨水，而在列印介質上產生不需要的點或污點。此外，該結構還相當複雜，因需要確保列印頭和維修機構兩者的驅動及其正確對準，且需要更多的時間進行組裝、更高的製造和設計成本，並因此導致更高的最終購買價格。
US6174041揭露了一種具有獨立的機動部件的模組化列印頭維修站，其中噴墨列印機維修托架在第一位置(該第一位置其中托架遠離待維修的列印頭墨盒)和第二位置(該第二位置其中維修托架鄰接列印頭托架以維修列印頭)之間移動，及該噴墨列印機維修托架包括兩個獨立的機動致動器，該等兩個獨立的機動致動器中之第一者沿水平x軸方向線性移動維修托架，而該等兩個獨立的機動致動器中之第二者沿垂直於x軸方向之垂直z軸平面弧形移動托架。由於只有維修托架可相對於列印頭移動，因此存在重複啟動噴嘴的風險，無論是去除堵塞還是消除流體迴路中可能存在的障礙物，都會導致一些墨水噴射，從而產生不需要的點或污點到列印介質上。此外，所揭露的結構製造起來相當複雜，因該所揭露的結構需要兩個獨立的機動致動器在線性水平方向和垂直弧形平面中移動維修支架，從而增加了所需部件的複雜性和相關的製造成本。
因此，本發明的目的是克服現有技術的缺點，並提供一種簡單、緊湊、高效、可定制且成本有效之用於維修噴墨列印系統的噴墨列印頭的模組化維修站，其能在維修操作期間避免不需要的點或污點到列印介質上、能夠有效地執行列印頭的擦拭、清理和封蓋，且能夠適合列印頭的任何長度。本發明的另一個目的是提供一種維修噴墨列印系統的噴墨列印頭的相應方法，其確保實現上述有益效果。
根據一個態樣，本發明涉及一種用於維修噴墨列印系統的至少一個噴墨列印頭的模組化維修站，該維修站包括： 框架，其上安裝有至少一個封蓋元件，該至少一個封蓋元件用於封蓋該至少一個噴墨列印頭和至少一個用於擦拭該至少一個噴墨列印頭的擦拭元件(較佳地，為擦拭刮刀)， 用於使該至少一個噴墨列印頭在列印位置和維修位置之間水平移動的構件，該用於水平移動的構件經配置成在該至少一個噴墨列印頭前後水平移動期間，藉由使該至少一個噴墨列印頭的表面與至少一個擦拭元件接觸而能進行擦拭處理， 用於使該至少一個噴墨列印頭垂直移動的構件，該用於垂直移動的構件經配置成能實施與該至少一個噴墨列印頭相關之封蓋、疏通或清理處理，及 廢墨槽，該廢墨槽與該至少一個封蓋元件氣密連通。
在本發明的一個態樣中，用於使至少一個噴墨列印頭水平移動的構件和用於使至少一個噴墨列印頭垂直移動的構件分別是可水平移動的機動滑板和可垂直移動的機動滑板。
可水平移動的機動滑板固定到框架上，且可垂直移動的機動滑板固定到可水平移動的機動滑板上。
在一個替代實施例中，可垂直移動的機動滑板固定到框架上，且可水平移動的機動滑板固定到可垂直移動的機動滑板上。在任何情況下，由於機動滑板，至少一個噴墨列印頭可垂直和水平地朝向維修站的不可移動框架移動，該不可移動框架上安裝有至少一個用於（在列印頭的垂直移動期間）封蓋至少一個噴墨列印頭的封蓋元件和至少一個用於（在列印頭前後水平移動期間）擦拭至少一個噴墨列印頭的擦拭元件。
根據本發明的另一態樣，至少一個封蓋元件包括圍繞該至少一個封蓋元件的外輪廓延伸的密封環。至少一個擦拭元件的高度大於至少一個加蓋元件的密封環的高度。
根據本發明的另一態樣，至少一個封蓋元件進一步包括具有傾斜底部的中空盆和將該至少一個封蓋元件與廢墨槽連接的管。
根據本發明的另一態樣，可藉由模製(較佳地，藉由雙射模製)將至少一個封蓋元件、密封環和管製成整體部件。
根據本發明的另一態樣，至少一個擦拭元件被接收到在至少一個噴墨列印頭的支撐件中實現的腔體中。
根據本發明的另一態樣，模組化維修站進一步包括可移除的密封系統，該可移除的密封系統直接安裝到模組化維修站的擦拭元件及/或封蓋元件上。
根據本發明的另一態樣，一種維修噴墨列印系統的噴墨列印頭的方法，包括以下步驟： 自列印位置朝向維修位置水平移動該噴墨列印頭， 在該列印頭的前後水平移動期間藉由將該噴墨列印頭的表面接觸至少一個擦拭元件而能進行擦拭處理， 藉由該噴墨列印頭的垂直移動而能進行關於該噴墨列印頭的封蓋、疏通或清理處理。
根據本發明的另一態樣，方法進一步包括以下步驟：將在封蓋、疏通或清理處理期間由噴嘴噴射的墨水輸送到與至少一個封蓋元件氣密連通的廢墨槽。
根據本發明的另一態樣，方法進一步包括以下步驟：在封蓋處理期間中沿垂直軸降低噴墨列印頭，及接合至少一個封蓋元件。
下文將參考附圖更全面地描述本發明，該等附圖其中相同的元件符號在不同圖式中表示相同的元件，且該等附圖其中示出了本發明的突出態樣和特徵。
熱噴墨列印頭通常包括噴嘴陣列，該噴嘴陣列被適當啟動以將墨滴噴射到介質上，該噴嘴陣列係以此種方式執行列印操作。列印頭和列印介質相對於彼此相對移動，且噴嘴陣列延伸部在與相對移動方向正交的方向上被稱為「列印行幅(swath)」。
當列印​​頭具有單個矽晶片時，行幅是陣列中第一個噴嘴和最後一個噴嘴之間的長度。為了增加行幅長度，有利的解決方案是將複數個矽晶片對準到單個基板上，形成多晶片模組（MCM）以獲得有效的、更大的印刷行幅。由經適當組裝到基板上的四個矽晶片組成的MCM的實例在圖1中示出。基板1容納矽晶片2，該等矽晶片2適當地在基板1上對準。連續晶片2橫向移位並經定位到基板1上，以便相鄰列印頭的極端噴嘴有一些重疊。此特徵確保噴嘴覆蓋整個行幅長度，而不會留下有害的間隙。重疊噴嘴3的互斥啟動由列印頭控制器管理，該列印頭控制器係電連接到MCM 5。基板1可成形成使得兩個凹陷區域6留在相對角上：此特徵允許複數個模組沿水平方向4對準定位，以增加甚至更多的行幅長度。
在一個實施例中，複數個經對準的MCM模組經定位到合適的支撐件上(如圖2所描述)。每個模組由具有開口的印刷線路板（PWB）覆蓋，以便在沒有任何阻礙的情況下使晶片的表面暴露。PWB 7設置有靠近開口8的邊緣放置的接合焊盤，其面對在矽晶片2上之相應的接合焊盤。PWB 7藉由雙面膠帶或藉由經適當分配的一些黏合膠附著到下方的MCM上。
在圖2中，下方的MCM基板的外部輪廓由虛線9表示。PWB和矽晶片之間的電連接可藉由眾所周知的打線封裝處理來完成；，其他方法亦是可能的。 PWB與外部控制器（未示出）進一步電連接。
圖2中虛線圓圈10所包圍的區域在圖3（圖3a之俯視圖和圖3b之橫截面圖兩者）中被放大。
參考圖3a，靠近PWB開口8的接合焊盤11通過導線13電連接到矽晶片2上的相應接合焊盤12，此步驟係藉由打線封裝處理來實施。
圖3b描繪了另一段密封膠14，其在晶片2和PWB 7之間的空腔中的打線封裝之後施加；密封膠包括墊11和12、及連接線13，以提供電氣和機械保護兩者。
在圖3b中，接合焊盤11放置在合適的凹陷區域15中以便將導線13和密封膠14保持在低高度水平，但在替代實施例中（圖3b中未示出），接合焊盤11可放置在PWB的頂部。
在另一個實施例中，如圖4所示，石墨基板1成形成使得在必須放置矽晶片的區域中產生突出的邊緣16，以便提升矽晶片的頂部表面，來助於表面清潔。
參考圖5，單個MCM組件或複數個相互對準的MCM組件17可被固定到合適的支撐件18上，以提供長行幅列印頭。為清楚起見，圖5a描繪了僅具有兩個MCM組件的部分。支撐件18亦容納用於向複數個列印頭供給墨水的流體連接及朝向外部控制器的電連接。經佈置到支撐件18上的複數個MCM組件17形成列印頭19，列印頭19在某種程度上可被認為是長行幅列印頭且被假定為單個列印裝置，其跨越列印介質的寬度。
在另一個實施例中，可複製圖5a中所示的佈置，添加橫向類似之經適當對準的MCM組件。這在圖5b中示出。當追求更高的列印速度時，此實施例特別有效。
圖6示出了列印設備的基本部分。將列印頭19朝向列印介質20水平放置，其中噴嘴朝下，列印介質20相對於列印頭的縱軸沿箭頭方向橫向移動，列印頭在列印期間仍相對於設備框架保持靜止。
然而，可沿垂直軸以受控方式精確地移動列印頭。事實上，列印頭牢固地固定到機動滑板上，該機動滑板允許沿Z軸的垂直移動，該Z軸垂直於縱向列印頭軸Y和介質滑動軸X兩者，該縱向列印頭軸Y和該介質滑動軸X兩者都沿水平方向延伸，如圖6a所描述。流體連接及電連接21允許列印頭的一定程度的移動，因該流體連接及電連接21由如管或電纜的柔性元件組成。液滴22沿著箭頭垂直地朝向介質20噴射。每個液滴在介質上產生點。借助於機動滑板（未示出）來垂直調節列印頭19的前表面和列印介質20之間的距離，允許了間隙高度35的最佳化，其目標是最佳列印品質，如圖6b的橫向視圖所示。
從噴嘴中消除經堵塞的墨水可有效地重複啟動噴嘴，從而藉由熱機械作用引起堵塞物的去除。若用軟刮刀擦拭噴嘴表面，則操作會更有效率。不可避免地存在於噴嘴附近的一些墨滴使得刮刀濕潤，因此當刮刀移過列印頭的前部時，薄的液膜散佈在噴嘴表面上：這使得更容易消除噴嘴的堵塞(這可能是由於毛細管效應)，恢復了裝置的功能。
其他情況下，可能需要清理噴嘴以消除由於(例如，在空的列印裝置第一次或在一些技術干預之後填充墨水時)可能的流體迴路阻塞所導致的一些意外問題。通常，印刷設備的墨水輸送系統被設計成在沒有任何問題的情況下讓墨水填充有規律地進行，但藉由重複啟動噴嘴來清理流體迴路的可能性是解決偶然發生的問題的額外資源。
重複啟動噴嘴、或去除流體迴路中的堵塞物、或消除流體迴路中可能存在的障礙物，可能會導致一些墨水的噴射，這會在列印介質上產生不需要的點或污點，而成為現有解決方案之顯著的缺點。
根據本發明，藉由使列印頭遠離介質、將列印頭移動到合適的維修站而能夠收集經噴射的墨水，解決了上述問題。此操作可藉由添加另一個機動滑板來實現，該另一個機動滑板使列印頭(例如，沿Y軸)水平移動遠離介質20朝向維修站，如圖7所示。
參見圖7，水平機動滑板23經固定到設備框架上並沿Y軸前後移動。水平機動滑板23在正Y方向上向前推進來將列印頭19移動到介質20上方的列印位置，同時沿負方向向後來將列印頭19運送到維修站24上方。
當列印​​頭19處於在列印介質20上方的列印位置時，垂直機動滑板25接著固定到水平機動滑板23上並沿Z軸上下移動。垂直機動滑板25允許精確調節列印頭的前表面和介質之間的距離，以獲得最佳的列印品質。
在替代實施例（未示出）中，垂直機動滑板25固定到設備框架，而水平機動滑板23接著固定到垂直機動滑板25上，而不脫離如上所述的操作模式。
如上所述，當噴嘴暫時不噴射墨水時，液體從噴嘴表面的蒸發會導致噴嘴堵塞。當列印​​頭長時間閒置時(例如，隔夜或列印操作必須長時間中斷時)，這種堵塞的風險尤其顯著。實際的解決方案是使用合適的封蓋元件以封閉的小體積來封閉每個多晶片模組的所有噴嘴的表面的封蓋元件，如圖8所示。
具體來說，如圖8a和圖8b所示，封蓋元件基本上由部件31組成，部件31設有中空盆26且容納密封環28，該密封環28圍繞描繪其形狀的整個外輪廓延伸，使得當封蓋元件壓靠在MCM組件的前表面上時所有噴嘴密閉地保持在小體積內。在圖8c中很好地看到外輪廓27，及外輪廓27圍繞存在於MCM中的晶片的所有噴嘴，該等所有噴嘴占據由虛線輪廓指示的區域。
當列印​​頭由複數個MCM組件組成時，每個MCM組件必須設置有合適的封蓋元件。從噴嘴表面蒸發的墨水使溶劑蒸汽壓在封閉容積內增加。由於氣密密封環28不會發生蒸汽洩漏，因此內部蒸汽壓達到接近飽和水平的值，從而在封閉環境內發生一種動態平衡，防止任何進一步之從噴嘴表面的淨蒸發。因此，列印頭可長時間保持閒置，而不會經歷任何明顯的噴嘴堵塞。
封蓋元件可容納在維修站中。在此實施例中，中空盆26可成形為具有傾斜的底部，以便在疏通或清理操作期間收集由噴嘴噴射的墨水、通過管29將墨水輸送到廢物收集槽(未示出)。管29的上端通過排水孔30與盆26的傾斜底部連通。使管29與槽連通的所有部件(如軟管、封蓋或其他部件)可被氣密地固定，使得在操作配置中，來自槽和管29的內部空間不與外部環境連通。
在將列印頭19移動到維修站24上方進行維修後，可使用機動滑板25使列印頭垂直地朝向封蓋元件移動或將列印頭提升到距封蓋元件一定距離(取決於實際需要)。若僅執行疏通或清理處理，則列印頭應保持靠近封蓋元件但不與其接觸，在列印頭與封蓋元件之間留有一定間隙，以防止經噴射的液滴在列印頭的前表面上反彈。
另一方面，若必須執行封蓋操作以防止噴嘴堵塞，則可使列印頭與封蓋元件接觸，以氣密地密封列印頭的噴嘴。可部分地填充墨水至廢物收集槽。在操作配置中，如上所述，該廢物收集槽僅與封蓋元件流體連通。因此，在封蓋階段中，當封蓋元件與列印頭前表面密封接觸時，由封蓋元件的中空盆、廢物收集槽和其間的連通管形成的內部容積保持與外部環境氣密地分離而沒有任何洩漏，這允許了在封閉空間內建立溶劑蒸汽壓，從而防止噴嘴任何進一步的堵塞。
可藉由模製獲得如圖8所示之包括中空盆26的封蓋元件32，而密封環28及管29可在稍後組裝。
在一個替代實施例中，可用更複雜的處理(例如雙射模製)製造兩個部件(或較佳地，所有部件)。具體來說，構成管29的部件可先被插入模具之合適的插入口中，且熱塑性材料可作為第一次注射注入至墩中以形成中空盆26位於其中的部件31。熱塑性材料圍繞管的插入末端、將其氣密地固定在整體中。隨後，在根據現有技術旋轉模具之後，在第二次注射中注入柔軟的、類似橡膠的材料，以實現封蓋元件的密封部分。
雙射模製處理最佳化硬質材料和軟質材料的結合，以在界面處產生強大的接合。此外，可在不需要進一步組裝不同的部件的情況(這情況可能導致界面處殘留孔的風險)下，作為整體地獲得包括管29和密封環28的封蓋元件32。
封蓋元件32必須安裝在合適的框架33中，以便有效地密封放置噴嘴的列印頭的前表面，如圖9中進一步所示。框架33亦容納擦拭刮刀34。
封蓋元件32可相對於框架在某種程度上移動(並非可完全移動)。框架結構存在一些限制，該等限制迫使封蓋元件保持在框架周邊內，但允許封蓋元件繞軸α和β略微傾斜，並沿垂直方向稍微移動，從而與列印頭的前表面精確匹配。框架33固定到基板36，基板36平行於介質平面且接著牢固地附接到設備框架。
參考圖10，在實施例中，如圖10a和圖10b所示(分解圖)建構框架33。封蓋元件32通過螺釘38固 定到板37上，螺釘38穿過空心盆26底部處的孔39。將螺釘38擰緊到襯套40(其牢固地插入板37中)中。在較低板側處，以圓柱形延長襯套。實際上，襯套接合彈簧41而穿過線圈。在較低側處，藉由經連接到框架33的基部的其他支柱42來將彈簧41接合。因此，緊固到板37的封蓋元件32結果係藉由螺旋彈簧41向上偏置。
框架33設置有兩個縱向側翼43，該等兩個縱向側翼43是其中已實現了垂直槽44的垂直板。此外，存在兩個其他橫向側翼45，該等兩個其他橫向側翼45垂直於其中有另外兩個垂直槽46的縱向側翼43。垂直槽44和46的作用類似於板37的移動的運行裝置。事實上，板37包括沿縱向的兩個突片47和沿橫向的兩個銷48。突片和銷可在不離開框架周邊的情況下，沿著槽滑動，允許板垂直移動及圍繞圖9中所示的縱軸α和橫軸β兩者旋轉。垂直槽44在頂部由止動板53封閉，止動板53藉由螺釘49固定到側翼43上。在止動板53中，指狀物50作為突片47的支座，阻止由螺旋彈簧所偏置之板的向上移動。為了完成整體結構，增加了兩個附加支撐件51，以支撐兩個擦拭刮刀34。支撐件51藉由螺釘52緊固到止動板53，且擦拭刮刀接著插入到支撐件51的適當部分中。
在圖11中示出了繼而由虛線輪廓所指示之兩個擦拭刮刀34相對於密封環28和相應MCM的四個晶片(兩個標有「I」的上晶片和兩個標有「II」的下晶片)的位置。將擦拭刮刀34安裝成超過密封環28的高度，如 圖9中清楚可見的。此特徵允許擦拭刮刀34在列印頭接合密封環28之前與列印頭的前表面接觸。
沿著縱向Y軸水平地前後移動列印頭來執行擦拭處理。由於列印頭19由複數個MCM組件組成(該複數個MCM組件模組化地佈置到支撐件18上以提供獨特的列印行幅4)，故擦拭元件和封蓋元件也可被設想為經並排佈置之獨立的封蓋和擦拭元件的模組化組件，如圖12所示(在圖12中為了清楚起見，僅存在兩個元件)。
再次參見圖11，右上擦拭刮刀用於其自身模組的晶片對「I」，而晶片對「II」由圖12中可見之鄰接MCM的左下擦拭刮刀維修。
返回圖12，若列印頭為執行表面清潔先向右移動接著返回到原始位置，同時帶有擦拭刮刀的封蓋元件仍保持在下方，則上晶片由安裝在其自身的封蓋框架上的擦拭刮刀擦拭，而下晶片依靠安裝在相鄰模組上的擦拭刮刀。若在清潔過程中列印頭向左移動，則會發生相反的情況。
在封蓋階段期間，列印頭藉由垂直的機動滑板沿垂直軸下降，以便與封蓋元件接合。參考圖9和圖10，封蓋元件就在接合前由螺旋彈簧41向上偏壓，但封蓋元件被板53的指狀物50擋住。在接合後，列印頭向下移動將板37的突片47從止動指狀物50分離、向下拉動封蓋元件，該封蓋元件接著由彈簧反向偏置。板分離允許圍繞軸α和β的一些移動，來實現密封環28與列印頭的前表面 的精確匹配。在預定行程之後停止列印頭的移動，以確保噴嘴的有效密封。
由於擦拭刮刀34超過密封環28的高度，故在接合期間擦拭刮刀34可在密封環之前與列印頭的前表面接觸。為了防止將妨礙正確接合或導致擦拭刮刀損壞的任何阻礙，擦拭刮刀容納在合適的袋54(在每個MCM組件17旁邊)中，該等合適的袋54實際上是在MCM組件支撐件18中實現的空腔，如圖13所示。袋的深度使得在封蓋配置中的擦拭刮刀可被容納而不彎曲。
圖14示出了整個模組化維修站24，其包括複數個框架33的佈置，封蓋元件32和擦拭刮刀34安裝在該複數個框架33上。在本發明的一個態樣中，該配置適於如圖5b所示之具有MCM組件的複製佈置的列印頭實施例。
圖15分別以俯視圖(圖15a)和橫向橫截面視圖(圖15b)而進一步示出了整個模組化維修站24。
如圖15b所示，在維修站24的下部分中有廢物收集槽56。廢物收集槽56構成一個長的、傾斜的收集器，其被固定在其中所有排水管的較低端29被合併之基板36下方。從管滴落的墨水進入傾斜的槽(該傾斜的槽具有傾斜的底板55)直到墨水到達出口連接器57，該出口連接器57接著通過管或其他一些導管而與廢墨槽(未示出)在下游氣密連通。
基板36包括合適的孔，管29在不與基板摩擦的情況下穿過該合適的孔進入槽56。將管29緊密地插入槽56中以防止在封蓋階段期間任何液體或蒸汽洩漏，這係通過插入基板36和槽56之間的中間層58實現。事實上，為封蓋元件32的一部分的管29可在封蓋操作中移動，這是由於與列印頭的前表面的接合及在列印頭的垂直移動期間所施加的相對壓力。將中間層58作為墊圈而允許可移動管和槽之間的氣密密封及槽56與其上方的基板36的氣密緊固。
中間層58在圖16中示出。中間層58中包括複數個孔59，其之直徑略小於管29的外徑，以防止在插入管之後的任何間隙。中間層58中的孔59的位置對應於維修站中的管29的位置，如圖16a所示。每個管29穿過中間層58的相應孔59而進入溝槽56。由於中間層由適當柔軟的材料製成，故中間層允許管在孔中來回滑動而保證氣密密封。中間層58的材料必須是化學相容的且耐油墨溶劑。合適的材料可為具有封閉單元的EPDM發泡材料，也可採用其他種類的材料。如圖16b所示，中間層58用螺釘60固定到基板36上，及經插入的中間層58也可確保兩個部件之間的氣密固定。
實際上，在列印頭的墨水填充期間，需要將噴嘴密閉一定時間的操作。實現此需求的一種方法是將檔板應用於複數個列印頭的表面來作為合適壓力，以便氣密地阻擋表面上的所有噴嘴，從而防止與外部環境的任何流體 連通或洩漏。用於密封噴嘴的板應精確地適合列印頭表面。擋板材料應該是略為柔軟的，以在不會損壞表面型態的情況下來適應表面形態。此外，還需要化學相容性和對油墨成分的耐受性。EPDM發泡材料是用於此應用的合適實例。然而，與上述經插入的中間層58相比，此材料應具有較小的單元尺寸，以便能夠由於稍高的可變形性而有效地密封噴嘴。
由於列印頭表面相當延伸，故有利的是單獨地解決每個MCM組件的密封(或更佳地，每個矽晶片的密封)。因此，需要在列印頭表面的不同部分中以獨立的餘量施加在板和噴嘴之間進行氣密接觸所需的壓力。
可根據本發明採用的密封系統的有效實施依賴於獨立框架的佈置，每個獨立框架容納由彈簧圈向上偏壓的板。根據類似於所描述的封蓋系統的概念(即使實際實施完全不同)，一旦與列印頭表面的接合和列印頭的向下移動已將板從其停止支座上脫離，該板就能夠在平衡位置附近稍微傾斜。
在圖17的分解圖中示出的密封系統61包括支撐基座62，該支撐基座62設置有用於安裝到維修站24上的基準銷63。複數個框架64根據列印頭中之MCM組件的佈局而經定位到支撐基座62上。具有兩個對稱的側向翹曲側翼66的上板65接著設有垂直槽67，該上板65可在框架64上方關於平衡位置傾斜。實際上，兩個垂直圓柱體68固定在板65下方、穿過框架64中的合適孔69並藉由 螺釘70固定在框架64下方，該螺釘70中有經插入的間隔墊圈71，該間隔墊圈71的直徑大於孔69的尺寸。
滾筒68穿過兩個螺旋彈簧72，該等滾筒68由該等兩個螺旋彈簧72接合和引導。螺旋彈簧直徑大於孔69的尺寸，且因此螺旋彈簧位於框架64的上側，而滾筒68可自由地穿過。因此，板65結果通過螺旋彈簧72向上偏置，直到間隔墊圈71撞擊到作為止擋件的框架64的下表面為止。向下施加到上板65的壓力可導致間隔墊圈71從框架64的下表面脫離，且可由螺旋彈簧72向下移動、反向偏置板65。
支撐基座62是底座，框架64通過螺釘74固定到該底座上，該螺釘74穿過孔75。支撐件上的孔76對應於框架64的孔69。孔69足夠大使得不會對滾筒68與經緊固的螺釘70及間隔墊圈71的移動造成任何阻礙。在支撐基座62中形成兩個附加的槽77，以允許板65的垂直側翼66自由地穿過其移動。最後，合適的凹槽78容納桿73，該桿73保持在側翼66的槽67內，用作引導構件。在通過螺釘74將框架64緊固到支撐基座62之後，引導桿73保持牢固地夾在其間。
另外的板79可通過螺釘80固定到上板65上。另外的板79在其表面上包括EPDM擋板81，該等EPDM擋板81對應於單個MCM組件中的矽晶片的數量。EPDM擋板81以相對於MCM組件中的矽晶片之精確對準的方式附接到板79。較佳地，密封板81的縱向尺寸 小於矽晶片的長度，以防止包圍導電線13的密封膠14的任何機械阻礙，如圖3和圖4所描述。密封板81的長度足以覆蓋矽晶片中所有噴嘴所佔據的表面，而不會與放置接合焊盤的晶片末端接觸。將密封板81組裝到板79上允許容易地更換物品。經組裝的密封系統61的俯視圖和整體視圖分別在圖18a和圖18b中描繪。
所描述的解決方案的優勢在於，不需要移除封蓋元件32來代替密封系統61，因密封系統61可使用銷63安裝在頂部，該等銷63經插入至封蓋系統之合適的孔中。根據要求，可容易地插入和移除密封系統61。僅需要在列印頭處於其最高位置時，在沒有任何干擾的情況下，使沿著軸線Z垂直移動列印頭的機動滑板具有足夠的長度來容納封蓋元件和密封系統兩者。
用密封系統61氣密地密封噴嘴的過程類似於封蓋過程。若列印頭的垂直行程足夠大，則密封系統61可直接安裝到維修站24的擦拭元件和封蓋元件上，而不需要將其移除。此外，降低列印頭，則列印頭的前表面與密封板81接合。向下移動導致間隔墊圈71從框架64的止動表面脫離。這使得板79的傾斜成為可能，該板79容納圍繞兩個軸的密封板81，而實施了與列印頭表面的最佳接觸，這提供了噴嘴的密封。
根據本發明之用於維修噴墨列印系統的噴墨列印頭的模組化維修站之所提出的解決方案結果是簡單且有效的。
與其他已知的維修站相比，本發明提供了一種簡單、緊湊、高效、可定制且成本有效的模組化維修站，其能夠有效地執行列印頭的擦拭、清理和封蓋。
在這方面，本發明能夠在維修操作期間避免不希望的點或污點到列印介質上，這歸功於雙機動滑板沿著正交方向移動：水平移動以允許列印頭的輸送遠離列印區域至維修站及擦拭移動，及垂直移動以調整與列印區域中的介質的距離、調整與維修站的距離以進行噴嘴清理、接合並向下推蓋以進行封蓋操作、留出必要的距離來適應附加的噴嘴密封件、接合並向下推動密封件以密封噴嘴。
由於用於封蓋元件之先進的雙射模製方法，本發明能夠實現列印頭表面的氣密密封。
本發明進一步提供了一種安全、簡單和集成的系統以用於清理和封蓋兩者，這是由於廢墨槽與封蓋元件密封連通，這防止了當列印頭被蓋住時液體或蒸汽的任何洩漏。
以上所揭露的標的應被認為是說明性的而非限制性的，且用於提供對由獨立請求項所限定之本發明的更好理解。
1‧‧‧基板 2‧‧‧矽晶片 3‧‧‧噴嘴 4‧‧‧水平方向 5‧‧‧MCM 6‧‧‧凹陷區域 7‧‧‧PWB 8‧‧‧開口 9‧‧‧虛線 10‧‧‧虛線圓圈 11‧‧‧接合焊盤 12‧‧‧接合焊盤 13‧‧‧導線 14‧‧‧密封膠 15‧‧‧凹陷區域 16‧‧‧邊緣 17‧‧‧MCM組件 18‧‧‧支撐件 19‧‧‧列印頭 20‧‧‧列印介質 21‧‧‧流體連接及電連接 22‧‧‧液滴 23‧‧‧水平機動滑板 24‧‧‧維修站 25‧‧‧垂直機動滑板 26‧‧‧中空盆 27‧‧‧外輪廓 28‧‧‧密封環 29‧‧‧管 30‧‧‧排水孔 31‧‧‧部件 32‧‧‧封蓋元件 33‧‧‧框架 34‧‧‧擦拭刮刀 35‧‧‧間隙高度 36‧‧‧基板 37‧‧‧板 38‧‧‧螺釘 39‧‧‧孔 40‧‧‧襯套 41‧‧‧彈簧 42‧‧‧支柱 43‧‧‧縱向側翼 44‧‧‧垂直槽 45‧‧‧橫向側翼 46‧‧‧垂直槽 47‧‧‧突片 48‧‧‧銷 49‧‧‧螺釘 50‧‧‧指狀物 51‧‧‧支撐件 52‧‧‧螺釘 53‧‧‧止動板 54‧‧‧袋 55‧‧‧底板 56‧‧‧廢物收集槽 57‧‧‧出口連接器 58‧‧‧中間層 59‧‧‧孔 60‧‧‧螺釘 61‧‧‧密封系統 62‧‧‧支撐基座 63‧‧‧基準銷 64‧‧‧框架 65‧‧‧上板 66‧‧‧側翼 67‧‧‧垂直槽 68‧‧‧圓柱體 69‧‧‧孔 70‧‧‧螺釘 71‧‧‧間隔墊圈 72‧‧‧螺旋彈簧 73‧‧‧桿 74‧‧‧螺釘 75‧‧‧孔 76‧‧‧孔 77‧‧‧槽 78‧‧‧凹槽 79‧‧‧板 80‧‧‧螺釘 81‧‧‧EPDM擋板
圖 1 是適當組裝到基板上的多晶片模組（MCM）的示意圖。
圖 2 示出了複數個經定位到合適支撐件上之對準的MCM模組。
圖 3a 至圖 3b 以俯視圖（圖3a）和剖視圖（圖3b）兩者提供了以圖2的虛線圓圈10所包圍的區域的更詳細的圖示。
圖 4 提供了以圖2的虛線圓圈10所包圍的區域的替代實施例(該區域在石墨基板中具有突出邊緣)的更詳細的圖示。
圖 5a 至圖 5b 提供了經佈置到支撐件上的複數個MCM組件的佈置（圖5a）和複數個MCM組件的複製佈置（圖5b）的示意圖。
圖 6a 至圖 6b 以透視圖（圖6a）和側視圖（圖6b）兩者示出了列印設備的基本部分。
圖 7 示出了具有經固定到設備框架上的水平機動滑板和經固定到水平滑板上的垂直機動滑板的印刷設備。
圖 8a 至圖 8c 以俯視圖（圖8a）、透視圖（圖8b）和示意圖（圖8c）示出了用於關閉每個多晶片模組的所有噴嘴表面的封蓋元件。
圖 9 示出了封蓋元件在合適框架中的佈置。
圖 10a 至圖 10b 以俯視圖（圖10a）和側視圖（圖10b）兩者示出了圖9的封蓋元件的更詳細的圖示。
圖 11 示出了封蓋元件和兩個擦拭刮刀相對於封蓋裝置的密封環的位置的俯視圖。
圖 12 示出了並排佈置的各個封蓋元件和擦拭刮刀的模組化組件的俯視圖。
圖 13 示出了具有用於容納擦拭刮刀的凹穴之支撐件上的MCM組件。
圖 14 示出了根據本發明之整個模組化維修站的透視圖。
圖 15a 至圖 15b 示出了根據本發明的整個模組化維修站的俯視圖（圖15a）和橫向剖視圖（圖15b）。
圖 16a 至圖 16 b示意性地示出了中間層和該中間層的佈置的橫向截面圖（圖16b），該中間層能夠防止在封蓋階段期間的任何液體或蒸汽洩漏（圖16a）。
圖 17 示意性地示出了根據本發明所使用的經改善的密封系統。
圖 18a 至圖 18b 示出了所組裝的密封系統的俯視圖（圖18a）和透視圖（圖18b）。
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24‧‧‧維修站
32‧‧‧封蓋元件
34‧‧‧擦拭刮刀

Claims (14)

  1. 一種用於維修一噴墨列印系統的至少一個噴墨列印頭(19)的模組化維修系統，該維修系統包括：至少一個框架(33)，其上安裝有至少一個封蓋元件(32)，該至少一個封蓋元件(32)用於封蓋該至少一個噴墨列印頭(19)和至少兩個用於擦拭該至少一個噴墨列印頭(19)的擦拭元件(34)，用於使該至少一個噴墨列印頭(19)在一列印位置和一維修位置之間水平移動的一構件(23)，用於使該至少一個噴墨列印頭(19)垂直移動的一構件(25)，該用於垂直移動的構件經配置成能實施與該至少一個噴墨列印頭(19)相關之封蓋、疏通或清理處理，及一廢墨槽，該廢墨槽與該至少一個封蓋元件(32)氣密連通，其特徵在於，該用於水平移動的構件(23)經配置成在該至少一個噴墨列印頭(19)前後水平移動期間，藉由使該至少一個噴墨列印頭(19)的一表面與至少兩個擦拭元件(34)接觸而能進行一擦拭處理，使得當該至少一個噴墨列印頭(19)的上晶片被經安裝在該框架(33)上的該等至少兩個擦拭元件中的一者擦拭時，該至少一個噴墨列印頭的下晶片被經安裝在該框架(33)上的該等至少兩個擦拭元件(34) 中的該另一者擦拭。
  2. 如請求項1所述的模組化維修系統，其中該等至少兩個擦拭元件(34)是擦拭刮刀。
  3. 如請求項1或請求項2所述的模組化維修系統，其中該用於使該至少一個噴墨列印頭水平移動的構件(23)和該用於使該至少一個噴墨列印頭垂直移動的構件(25)分別為一可水平移動的機動滑板及一可垂直移動的機動滑板。
  4. 如請求項3所述的模組化維修系統，其中該可垂直移動的機動滑板被固定在該可水平移動的機動滑板上。
  5. 如請求項3所述的模組化維修系統，其中該可水平移動的機動滑板被固定在該可垂直移動的機動滑板上。
  6. 如請求項1所述的模組化維修系統，其中該至少一個封蓋元件(32)包括一密封環(28)，該密封環(28)圍繞該至少一個封蓋元件(32)的一外輪廓延伸。
  7. 如請求項6所述的模組化維修系統，其中該等至少兩個擦拭元件(34)的一高度大於該至少一個封蓋元件(32)的該密封環(28)的一高度。
  8. 如請求項6所述的模組化維修系統，其中該 至少一個封蓋元件(32)進一步包括具有一傾斜底部的一中空盆(26)和將該至少一個封蓋元件(32)與該廢墨槽連接的一管(29)。
  9. 如請求項8所述的模組化維修系統，其中藉由模製(較佳地，藉由雙射模製)將該至少一個封蓋元件(32)、該密封環(28)和該管(29)製成一整體部件。
  10. 如請求項1所述的模組化維修系統，其中該等至少兩個擦拭元件(34)被接收到在該至少一個噴墨列印頭的一支撐件中所實施的腔體中。
  11. 如請求項1所述的模組化維修系統，進一步包括一可移除的密封系統，該可移除的密封系統被直接安裝到該模組化維修系統的該等擦拭元件(34)及/或封蓋元件(32)上。
  12. 一種維修一噴墨列印系統的一噴墨列印頭的方法，包括以下步驟：將一噴墨列印頭(19)從一列印位置水平移動到一維修位置，在該噴墨列印頭(19)的一前後水平移動期間藉由將該噴墨列印頭(19)的一表面接觸至少兩個擦拭元件(34)而能進行一擦拭處理，藉由該噴墨列印頭(19)的垂直移動而能進行關於 該噴墨列印頭(19)的封蓋、疏通或清理處理，其特徵在於，在該擦拭處理期間，當藉由被安裝在一框架(33)上之該等至少兩個擦拭元件(34)中的一者擦拭該噴墨列印頭(19)的上晶片時，藉由被安裝在該框架(33)上的該等至少兩個擦拭元件(34)中的另一者擦拭該噴墨列印頭(19)的下晶片。
  13. 如請求項12所述的方法，進一步包括以下步驟：在該封蓋、疏通或清理處理期間將由複數個噴嘴噴射的一墨水輸送到與至少一個封蓋元件(32)氣密連通的一廢墨槽。
  14. 如請求項12所述的方法，進一步包括以下步驟：在該封蓋處理期間沿著該垂直軸降低該噴墨列印頭(19)，及接合至少一個封蓋元件(32)。
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