專(zhuān)利名稱(chēng)：六色噴墨模塊化打印頭的組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模塊化打印頭。尤其涉及這種模塊化打印頭組件及組裝打印頭的方法。
因此，申請(qǐng)人已經(jīng)建議采用由首尾相接的多個(gè)小型可更換的打印頭模塊所制作的頁(yè)寬打印頭。優(yōu)點(diǎn)是能夠拆除并更換頁(yè)寬打印頭內(nèi)任何存在缺陷故障的模塊而不需要廢棄整個(gè)打印頭。
還需要能夠適應(yīng)頁(yè)寬打印頭組件內(nèi)的各個(gè)模塊的熱膨脹以保證相鄰模塊能夠按照要求保持相互的對(duì)正關(guān)系。
該方法可以包括在每個(gè)打印頭模塊制作完成之后，對(duì)打印頭模塊進(jìn)行測(cè)試以確定其制作偏差。該方法還可以包括用制作偏差對(duì)每個(gè)測(cè)試的打印頭進(jìn)行標(biāo)記。
該方法可以包括將所有測(cè)試的具有相同制作偏差的打印頭模塊一起存放在一存儲(chǔ)區(qū)域。然后，選擇打印頭模塊的步驟可以包括從存儲(chǔ)區(qū)域的指定位置除去被選定的打印頭模塊。
該方法可以包括采取統(tǒng)計(jì)分析的方法保證對(duì)大量模塊的使用。事實(shí)上，申請(qǐng)人相信通過(guò)采取統(tǒng)計(jì)分析方法，如果不是全部，那么大約所有模塊都將被使用。采用的統(tǒng)計(jì)分析工具是中心限制定理。


圖10顯示了圖5打印頭的仰視圖；圖11顯示了圖5打印頭的端視圖；圖12顯示了圖7當(dāng)中沿XII-XII線(xiàn)圖5打印頭的端面剖視圖；圖13顯示了圖10當(dāng)中沿XIII-XIII線(xiàn)圖5打印頭的端面剖視圖；圖14顯示了打印頭部件的三維底視圖；圖15顯示了部件的底視圖，從原理上解釋了對(duì)打印頭芯片部件的供墨；同時(shí)圖16顯示了本發(fā)明包括打印頭的打印頭組件的三維示意圖。
打印頭10包括槽形元件12形狀的安裝元件。該槽形元件12有一對(duì)通過(guò)橋接部位或底部18相互連接的相對(duì)側(cè)壁14，16以形成槽20。
模塊或者瓦片22形狀的多個(gè)打印頭部件采取首尾相接的形式在槽形元件12的槽20內(nèi)配置。
如圖所示，每個(gè)瓦片22都帶有階梯形末端區(qū)域24，因此當(dāng)相鄰?fù)咂?2首尾對(duì)接時(shí)，相鄰?fù)咂?2的打印頭芯片26重疊。還需要說(shuō)明的是打印頭芯片26相對(duì)其配套瓦片22的縱向伸長(zhǎng)一定角度，以促進(jìn)與瓦片22相鄰芯片26的重疊。重疊的角度使相鄰芯片26的重疊區(qū)域位于打印頭芯片26墨水噴嘴之間的一般間距內(nèi)。另外，由于與瓦片22相鄰的打印頭芯片26的重疊，通過(guò)打印頭10所打印的打印介質(zhì)(未顯示)不會(huì)出現(xiàn)中斷現(xiàn)象。
根據(jù)具體要求，大多數(shù)槽形元件12都可以首尾連接布置以延長(zhǎng)打印頭10的長(zhǎng)度。為此，在槽形元件12的一端布置了夾片28和容置構(gòu)件30(圖4)，以便與相鄰槽形元件12的對(duì)應(yīng)構(gòu)件(未顯示)進(jìn)行匹配和接合。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員要求打印頭芯片的噴嘴的尺寸的測(cè)量單位為微米。例如，每個(gè)噴嘴的噴嘴開(kāi)口大約為11或者12微米。為了保證照片級(jí)質(zhì)量的打印效果，打印頭10的瓦片22在運(yùn)行條件下相對(duì)于每個(gè)其它打印頭保持高精度的對(duì)正是非常重要的。在這樣的運(yùn)行條件下，溫度上升導(dǎo)致瓦片22膨脹。在保持相鄰?fù)咂?2對(duì)正的同時(shí)還必須考慮瓦片的膨脹影響。
為此，槽形元件12和每個(gè)瓦片22都帶有輔助定位構(gòu)件，用來(lái)確定瓦片22在槽形元件12的槽20內(nèi)的位置。槽形元件12的定位構(gòu)件包括一對(duì)在槽形元件12的壁14內(nèi)表面上縱向間隔接合或布置的定位構(gòu)件32。尤其是每個(gè)瓦片22都配套帶有兩個(gè)這樣的定位構(gòu)件32。另外，槽形元件12的定位構(gòu)件包括一個(gè)布置在槽形元件12的壁16內(nèi)表面上的快速脫扣裝置或夾片34形狀的固定裝置。每個(gè)瓦片22都配套帶有單個(gè)快速脫扣裝置34。圖12對(duì)一個(gè)安裝構(gòu)件32進(jìn)行了更詳細(xì)的顯示。
如圖6當(dāng)中所更為清晰顯示的，每個(gè)瓦片22帶有第一模制件36和與第一模制件36配對(duì)的第二模制件38。模制件36帶有縱向延伸的槽39用來(lái)容置打印頭芯片26。另外，在槽39的一側(cè)，多數(shù)凸起肋40被采用來(lái)保持打印介質(zhì)，按照所要求的間隔通過(guò)打印頭芯片26。在槽39的另一側(cè)配置的大部分是傳導(dǎo)性的肋42。傳導(dǎo)性的肋42在模制工藝處理當(dāng)中通過(guò)熱沖壓模制成模制件36。這些肋42通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接到芯片26的電氣觸點(diǎn)上用來(lái)控制芯片26的運(yùn)行。換句話(huà)說(shuō)，肋42形成了一種用于連接控制電路的連接器44連接到芯片26的噴嘴上，這在下文將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
瓦片22的定位構(gòu)件包括一對(duì)縱向間隔的協(xié)同元件，用來(lái)容置沿瓦片22第二模制件38的一個(gè)側(cè)壁50布置的凹槽46和48。這些凹槽46和48在圖6當(dāng)中進(jìn)行更清晰的顯示。
每個(gè)凹槽46和48都容置一個(gè)配套定位構(gòu)件32。
瓦片22的模制件36也確定了輔助元件或者凹槽46和48對(duì)面模制件36長(zhǎng)度一側(cè)接近中間位置的凹槽50。當(dāng)模制件36安裝到模制件38上時(shí)，就確定了階梯形的槽部件52(圖7)，用來(lái)容置槽形元件12的快速脫扣裝置34。
槽形元件12的定位構(gòu)件32實(shí)際上是從壁14內(nèi)伸出的半球形狀物體。
瓦片22的凹槽46實(shí)際上為圓錐形，具體如圖12所示。凹槽48是拉長(zhǎng)的并且其縱坐標(biāo)軸沿著槽形元件12縱坐標(biāo)軸平行的方向延伸。另外，如果沿垂直于其縱坐標(biāo)軸觀察其橫截面，構(gòu)件48實(shí)際上是三角形部件，這樣，其配套定位部件32是滑動(dòng)容置其中的。
當(dāng)瓦片22被插入到其槽形元件12的槽20內(nèi)的對(duì)正位置時(shí)，槽形元件12的定位構(gòu)件32在它們的容置部件46和48當(dāng)中被容置?？焖倜摽垩b置34在瓦片22的凹槽50內(nèi)被容置，這樣快速脫扣裝置34的內(nèi)側(cè)端與凹槽50的壁54(圖7)相對(duì)接。
還需要指明的是瓦片22的寬度低于槽形元件12的壁14和16之間的間隔。因此，當(dāng)瓦片22被插入到其槽形元件12內(nèi)的對(duì)正位置時(shí)，快速脫扣裝置34被移出以便放置安裝瓦片22。然后快速脫扣裝置34被釋放并在凹槽50內(nèi)被容置。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，快速脫扣裝置34靠在凹槽50的壁54上并且將瓦片22推向壁14，這樣一來(lái)構(gòu)件32在凹槽46和48內(nèi)被容置。在槽內(nèi)被容置的構(gòu)件32確定瓦片22縱向的位置。但是，為了滿(mǎn)足運(yùn)行當(dāng)中瓦片22膨脹而出現(xiàn)的長(zhǎng)度增加的要求，其它物體32能夠滑入凹槽48所確定的溝槽內(nèi)。而且，由于事實(shí)上快速脫扣裝置34比凹槽50短，因此瓦片22相對(duì)于槽形元件12一側(cè)的移動(dòng)在縱向上是可以容置的。
還需要指出的是快速脫扣裝置34安裝帶彈性靈活的支架56上。該支架56允許快速脫扣裝置沿著橫向槽形元件12的縱向移動(dòng)。因此，瓦片22相對(duì)于槽形元件12的側(cè)向伸長(zhǎng)是比較容易實(shí)現(xiàn)的。最終，由于凸起46和48有一角度的外壁，瓦片22相對(duì)于槽形元件12底部18的豎向一定程度的延伸是可以容置的。
因此，由于這些安裝構(gòu)件32，34，46，48和50的出現(xiàn)，瓦片22的對(duì)正可以考慮與這些構(gòu)件采取相同大小的膨脹率。
如圖14所示，模制件36帶有的大多數(shù)開(kāi)口58按照縱向間隔確定。供氣孔道60沿著開(kāi)口58所分布的相鄰行位置確定。開(kāi)口58用來(lái)供應(yīng)墨水和相關(guān)液體材料例如瓦片22的打印頭芯片26的定色劑或清漆。孔道60用來(lái)向芯片26供應(yīng)空氣?？紤]這些要求，芯片26帶有噴嘴保護(hù)罩61(圖12)用來(lái)覆蓋芯片26的噴嘴層63。噴嘴層63按照同類(lèi)申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/AU00/00744的具體要求安裝在硅進(jìn)口襯背65上。所發(fā)表的待審批專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)貏e提供用于相關(guān)參考。
開(kāi)口58與模制件36相匹配的模制件38的表面64內(nèi)的縱向間隔所確定的對(duì)應(yīng)開(kāi)口62相通。另外，開(kāi)口66位于向空氣通道60提供空氣的表面64上。
如圖14所示，在下表面68帶有多個(gè)槽70確定了開(kāi)口62的開(kāi)口位置。另外，兩個(gè)其它的凹槽72在開(kāi)口66的開(kāi)口位置被確定。
凹槽70的尺寸能夠使墊環(huán)74放置在槽形元件12底面18上。這些墊環(huán)74由兩個(gè)同心環(huán)確定以使得瓦片22能夠相對(duì)于槽形元件12的槽20移動(dòng)，同時(shí)保證緊密封能力。凹槽66能夠容置類(lèi)似的墊環(huán)76。這些墊環(huán)76也采取兩個(gè)同心環(huán)的形式確定。
圍繞通道78(圖10)開(kāi)口的墊環(huán)74，76伸出槽形元件12的底面18。
墊環(huán)74，76采用彈性體防水材料并且在對(duì)槽形元件12進(jìn)行模制的過(guò)程當(dāng)中模制而成。槽形元件12采用兩壓射模件工藝進(jìn)行模制。
為了確定模制件38相對(duì)于模制件36的位置，在模制件36的另一端帶有定位銷(xiāo)80(圖14)。該定位銷(xiāo)80可以插入到模制件38內(nèi)的插槽82(圖6)內(nèi)。
另外，模制件36的上表面，也就是說(shuō)帶有芯片26的表面帶有一對(duì)相對(duì)的凹槽82，作為機(jī)械的接入點(diǎn)用來(lái)接入及布置瓦片22。
墨水和空氣向瓦片22的芯片26所進(jìn)行的供應(yīng)示意說(shuō)明在圖15進(jìn)行了更詳細(xì)的顯示。
因此，通過(guò)第一系列的通道78.1向芯片26提供青色的墨水。通過(guò)通道78.2提供紅紫色墨水，通過(guò)通道78.3提供黃色墨水，并且通過(guò)通道78.4提供黑色墨水。而通過(guò)通道78.5提供常見(jiàn)光譜不能看到的而在紅外光譜能夠看到的一種墨水，同時(shí)通過(guò)系列通道78.6提供著色劑。因此，所述芯片26是一種六色芯片26。
為了滿(mǎn)足瓦片22和槽形元件12加工公差的變化要求，可以采取采樣技術(shù)。
一旦加工完成，每個(gè)瓦片22都必須測(cè)定以評(píng)估其公差。相對(duì)于零公差對(duì)特定瓦片22的補(bǔ)償必須進(jìn)行記錄同時(shí)將瓦片22放置在具有相同偏差量的接收箱內(nèi)。最大公差范圍大約為+10微米或者-10微米，以提供20微米的公差帶用于對(duì)瓦片22的評(píng)估。
瓦片22的存放是通過(guò)中心極限定理確定的，該定理規(guī)定了從非常規(guī)分布的總體當(dāng)中進(jìn)行常規(guī)分配的方法，因?yàn)椴蓸拥囊?guī)模范圍越大，那么對(duì)任何分布的總體進(jìn)行的采樣越接近全參數(shù)。
換句話(huà)說(shuō)，中心極限定理相對(duì)于一般統(tǒng)計(jì)分析采用的是自變量的方法。在利用該方法進(jìn)行分析時(shí)，對(duì)于總數(shù)的單個(gè)項(xiàng)目的平均分布已經(jīng)被建立了起來(lái)。這種平均分布帶有其自身的平均數(shù)和自變量以及標(biāo)準(zhǔn)偏差。
中心極限定理說(shuō)明不考慮原來(lái)分布的形態(tài)，通過(guò)從原始分布所進(jìn)行的平均采樣而產(chǎn)生新的分布將隨著采樣規(guī)模的增加而出現(xiàn)實(shí)質(zhì)上的正態(tài)杯形分布。
總而言之，總數(shù)平均兩方面的變量對(duì)于每個(gè)采樣都應(yīng)當(dāng)?shù)韧?。因此，采樣平均?shù)集中在總平均數(shù)的周?chē)?。采樣平均?shù)靠近零將變得更常見(jiàn)，因?yàn)楣钤黾硬豢紤]導(dǎo)致對(duì)稱(chēng)單模的正態(tài)分布，以及零點(diǎn)周?chē)恼龖B(tài)分布。
因此，一旦加工完成，每個(gè)瓦片22都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行目側(cè)以便確定芯片26和模制件36，38之間的變化。當(dāng)瓦片組件已經(jīng)被測(cè)量完成時(shí)，應(yīng)當(dāng)添加反映公差變化的激光標(biāo)記或條形碼，例如，+3微米。然后該瓦片22應(yīng)當(dāng)被放置到+3微米瓦片的接收箱內(nèi)。
每個(gè)槽12及定位構(gòu)件32，34的位置都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行目側(cè)檢驗(yàn)。這些部件可能由于瓦片的位置或間距的原因而不對(duì)中。例如，這些定位構(gòu)件32，34可以在第一個(gè)瓦片位置間距不對(duì)正達(dá)到-1微米，那么在第二個(gè)瓦片的間距將達(dá)到+3微米，在第三個(gè)瓦片間距位置達(dá)到-2微米等。
瓦片22將根據(jù)定位構(gòu)件32，34的偏移進(jìn)行自動(dòng)放置。另外，每個(gè)瓦片22也需要相對(duì)于其相鄰的瓦片22進(jìn)行選定。
通過(guò)這種布置，瓦片22和槽形元件12的加工公差的變化是可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的，以便通過(guò)對(duì)瓦片22在它們槽形元件12內(nèi)的安裝地點(diǎn)或間距進(jìn)行適當(dāng)選取而進(jìn)行零補(bǔ)償。
當(dāng)需要更換其中的瓦片22時(shí)可以進(jìn)行類(lèi)似的操作。
現(xiàn)在參照?qǐng)D16，打印頭組件同時(shí)圖示進(jìn)行了說(shuō)明并且一般賦予參考數(shù)值編號(hào)90。組件90包括打印頭機(jī)體部件92確定打印頭10被容置的槽94。
機(jī)體92包括核心元件96。核心元件96帶有多個(gè)槽確定了元件或者面板98在確定的并行間距條件下的布置。外殼部件100與核心元件96相匹配以隔離形成墨水通道102相鄰板之間的通道槽。該外殼部件100在其操作性?xún)?nèi)表面上帶有多個(gè)凸起肋形元件104以相互并行的固定間距進(jìn)行布置。每個(gè)肋形元件104，除了最上部的一個(gè)之外(也就是說(shuō)最靠近槽94的)確定了核心元件96面板98的自由端內(nèi)的開(kāi)槽106被容置以確定通道102的位置。
多個(gè)墨水供應(yīng)導(dǎo)槽沿著核心元件96的工作外表面以并行的確定間距進(jìn)行布置。這些導(dǎo)槽由外蓋部件110隔離以確定墨水供應(yīng)通道108。這些墨水供應(yīng)通道108在與打印頭10的槽形元件12的通道78相通的槽94內(nèi)開(kāi)口用來(lái)從相應(yīng)的孔道102向瓦片22的打印頭芯片26供應(yīng)墨水。
在槽94的下部還確定了供氣管道112用于與瓦片22的供氣通道60相通，以便用來(lái)對(duì)每個(gè)打印頭芯片26的噴嘴層63進(jìn)行吹掃。
對(duì)瓦片22的傳導(dǎo)性肋42可以采取類(lèi)似的方法，殼體92的外殼部件110在其外表面116上支持傳導(dǎo)性肋114。傳導(dǎo)性肋114也可以在對(duì)外殼部件110進(jìn)行模制的過(guò)程當(dāng)中通過(guò)熱沖壓進(jìn)行制作。這些傳導(dǎo)性的肋114與打印頭組件90底部120的外表面118上的接觸盤(pán)進(jìn)行電氣連接。
當(dāng)打印頭10被插入到槽94中時(shí)，每個(gè)瓦片22的連接器44的傳導(dǎo)性肋42通過(guò)放置在每個(gè)瓦片22的連接器44之間的傳導(dǎo)性條帶122與相應(yīng)殼體92的傳導(dǎo)肋114上的觸點(diǎn)進(jìn)行電氣連接。該條帶122是一種彈性體帶，具有橫向布置的傳導(dǎo)性通路(未顯示)用來(lái)放置每個(gè)與外殼部件110的傳導(dǎo)性肋114之一存在電氣連接的肋42。
因此，所提供的打印頭10是模塊化的，能夠通過(guò)自動(dòng)機(jī)械技術(shù)進(jìn)行快速組裝，同時(shí)考慮提高加工公差可以產(chǎn)生高質(zhì)量的打印效果。另外，打印頭組件90也能夠快速地進(jìn)行加工，并且成本低廉。
應(yīng)該指出的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對(duì)具體實(shí)施例進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。因此，所述實(shí)施例在各方面應(yīng)該理解為是對(duì)本發(fā)明的解釋?zhuān)⒎窍拗啤?br> 權(quán)利要求
1.一種組裝打印頭的方法，所述打印頭包括一個(gè)容置裝置和多個(gè)首尾相接的配置于容置裝置內(nèi)的打印頭模塊，該方法包括下述步驟當(dāng)完成容置裝置的制作時(shí)，測(cè)試將用來(lái)容置模塊的每個(gè)容置裝置的間距以確定加工偏差；選擇具有制作偏差的打印頭模塊，對(duì)已經(jīng)選定的容置裝置的間距偏差進(jìn)行補(bǔ)償；將選定的打印頭插入到容置裝置的相關(guān)間距中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括在每個(gè)打印頭模塊制作完成之后，對(duì)打印頭模塊進(jìn)行測(cè)試以確定其制作偏差。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法還包括用制作偏差對(duì)每個(gè)測(cè)試的打印頭進(jìn)行標(biāo)記。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法包括將所有測(cè)試的具有相同制作偏差的打印頭模塊一起存放在一存儲(chǔ)區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，該選擇打印頭模塊的步驟包括從存儲(chǔ)區(qū)域的指定位置除去被選定的打印頭模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法包括采取統(tǒng)計(jì)分析的方法保證對(duì)大量模塊的使用。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，采用的統(tǒng)計(jì)分析工具是中心限制定理。
全文摘要
組裝打印頭(10)的一種方法，所述打印頭包括一個(gè)容置元件(12)和多個(gè)在容置元件(12)中首尾相接配置的打印頭模塊(22)，該方法包括在完成對(duì)容置元件(12)的制作后，對(duì)用來(lái)容置模塊(22)的容置元件的間距(20)進(jìn)行測(cè)試，以便從間距(20)的描述中確定制作偏差。選擇和描述有制作偏差的打印頭模塊(22)，以對(duì)選定的容置元件(12)的間距(20)的偏差進(jìn)行補(bǔ)償，然后將打印頭模塊(22)插入到容置元件(12)的相關(guān)間距(20)中。
文檔編號(hào)B41J2/16GK1471474SQ01817743
公開(kāi)日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者托比·艾倫·金, 羅杰·默文·勞埃德·佛德, 蓋瑞·羅蒙德·杰克遜, 卡·西爾弗布魯克, 爾弗布魯克, 托比 艾倫 金, 羅蒙德 杰克遜, 默文 勞埃德 佛德 申請(qǐng)人:西爾弗布魯克研究有限公司