專利名稱：打印機(jī)結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及打印機(jī)器，具體但非排他地涉及使用多個打印頭的打印
機(jī)器，這些打印頭例如為可控制式(drop-on-demand)的、具有用于液滴 噴射的噴嘴陣列的噴墨類型的打印頭。
背景技術(shù)：
經(jīng)常會希望在進(jìn)行可控制式打印時，使多個打印機(jī)部件(通常是打 印頭)對齊，從而提供連續(xù)的打印行。這種對齊必須非常精確地進(jìn)行以 使得被打印基片上的可視誤差最小。例如，WO 01/60627公開了一種使 用錐形螺桿裝置對齊打印頭的方法。然而，現(xiàn)有技術(shù)的對齊方法耗時而 且/或者需要極高公差制造的零件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供一種改進(jìn)的用于打印機(jī)部件的安裝結(jié)構(gòu)和方法。 因此根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于將打印機(jī)部件安裝到大 致剛硬的基底部件上的安裝結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括連接到所述打印機(jī)部件 或所述基底部件的其中一個上的箔片元件，所述箔片包括一個或多個安 裝孔， 一個或多個安裝銷連接到所述打印機(jī)部件或所述基底部件的另一 個上，所述銷適于與所述孔接合，其中所述安裝銷與所述安裝孔的接合 導(dǎo)致所述箔片產(chǎn)生局部變形，所述變形在所述銷上提供定位力，從而促 使所述打印機(jī)部件在與所述箔片基本平行的平面內(nèi)與所述基底部件對 齊。
所述箔片的厚度優(yōu)選在O,lmm到0.5mm之間，更優(yōu)選為0.25mm厚。 所述箔片可以由任何提供期望變形性質(zhì)的材料制成，但優(yōu)選是金屬，優(yōu) 選為鈹銅合金或青銅。本發(fā)明的第二方面提供一種用于將第一打印機(jī)部件安裝到支撐件上 的方法，所述方法包括將具有一個或多個安裝孔的箔片連接到所述打 印機(jī)部件或所述支撐件的其中一個上，在所述打印機(jī)部件或所述支撐件 的另一個上設(shè)置適于與所述安裝孔接合的一個或多個安裝銷，將所述安 裝銷插入所述安裝孔，從而使所述箔片產(chǎn)生局部變形，使得所述局部變 形將所述部件定位在與所述插入方向垂直的平面內(nèi)，從而將所述打印機(jī) 部件剛性地固定到所述支撐件上。
第二打印機(jī)部件可以以基本相同的方式安裝到所述支撐件上，從而 將所述第一部件和第二部件以固定的空間關(guān)系固定。在優(yōu)選的實(shí)施方式 中，可從所述支撐件卸下打印機(jī)部件，而將相同、或更有用的是將替換 部件安裝在該位置，所述替換部件相對于原始部件以高精度對齊，該精
度優(yōu)選是+/-511111，更優(yōu)選是+/-211111，再更優(yōu)選是+Alum的精度。在所
述部件是安裝在打印桿上的打印頭的實(shí)施方式中，打印頭能夠以足夠的 精度被更換以使得能夠不用進(jìn)一步調(diào)整而進(jìn)行打印。該方法允許打印頭 被快速且容易地更換，無需復(fù)雜的對齊步驟。
本發(fā)明的第三方面提供一種用于制造支撐件的方法，該支撐件用于
支撐一個或多個打印機(jī)部件，所述方法包括如下步驟將一個或多個箔 片元件設(shè)在所述支撐件上，各箔片元件包括用于與至少一個打印機(jī)部件
接合的一個或多個安裝孔；將安裝銷插入在各所述箔片上的至少一個安 裝孔中，所述安裝銷適于與所述孔接合；將所述一個或多個箔片定位， 從而將所述銷以期望的空間構(gòu)形對齊；和將所述箔片固定在所述支撐件 上。


以下僅借助相對于附圖的實(shí)施例描述本發(fā)明，在附圖中:
圖1顯示了安裝到打印桿上的打印頭；
圖2是圖1的分解視圖3是圖2的結(jié)構(gòu)的另選實(shí)施方式；
圖4是安裝銷的細(xì)節(jié)視圖5表示了箔片的偏轉(zhuǎn)； 圖6表示了箔片的孔和構(gòu)形； 圖7是圖1的結(jié)構(gòu)的另選視圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖l，打印頭10連接到安裝板20，安裝板20又形成了打印機(jī) (未示出)的一部分。板20可以具有多個打印頭安裝部，如附圖標(biāo)記30 所示，這些安裝部被精確隔開以確保由各打印頭打印的行都正確對齊。
期望的是能夠?qū)⒋蛴☆^10從安裝部30卸下并更換另一個打印頭， 而不必進(jìn)行將更換打印頭與在該安裝板中的其它打印頭重新對齊的單獨(dú) 過程。
圖2顯示了為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一個實(shí)施方式的分解立體圖。打印頭 10設(shè)有至少兩個銷組件40，銷組件40與形成在箔片60中的相應(yīng)孔50' 接合。在箔片中還形成有用于與第二打印頭的銷組件接合的類似的孔 50"，這兩對孔相對于彼此精確定位。這些精確定位特征例如使用諸如光 刻蝕刻的光學(xué)方法在箔片中制造比在安裝板中制造更容易也更便宜。銷 組件40例如通過螺栓被帶入孔50中的適當(dāng)位置，所述螺栓經(jīng)過銷的中 心并與形成在安裝板(有利地是，附圖標(biāo)記80表示的插入件)中的螺紋 接合。
當(dāng)考慮到銷或箔片中的孔的公差時，箔片的彈性偏轉(zhuǎn)、以及造成的 定位力提供了比可能期望的精度更高精度的對齊。該效果可在圖3所示 的結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)。
在圖3所示的另選實(shí)施方式中，安裝板設(shè)有兩個或更多個分開的箔 片60a和60b，而不是單個整體箔片。各箔片包括用于單個打印頭的安裝 孔。為了確保打印頭相對于彼此的精確定位，銷接合在安裝孔中，而后 在箔片固定到安裝板之前銷被精確對齊成期望的構(gòu)形。用于該對齊步驟 的銷可以是打印頭的一部分，在這種情況下噴嘴或甚至是打印頭的打印 行可被用于確定對齊，或者銷可以是對齊工具的一部分。而后箔片通過 諸如粘合的適當(dāng)方法剛性固定到安裝板。
應(yīng)理解的是，可以利用兩個或更多的分離箔片來實(shí)施上述實(shí)施方式 的組合，各箔片適于安裝超過一個的打印頭。
圖4示出了銷組件的細(xì)節(jié)。錐形套管90與箔片中的孔50接合，從 而將銷精確定位在與銷軸線IOO垂直的平面中，以下將更加詳細(xì)地說明。 如圖5中虛線所示，箔片60由于錐體90變形，所產(chǎn)生的大致與箔片的 平面平行作用的力將銷定心于孔50中。這些定位力能夠足以壓碎可能原 本會導(dǎo)致不對齊的污物或灰塵。從圖5可以看出，打印桿20不與套管90 接觸，且充分凹進(jìn)以允許箔片自由變形。
精確定位在套管頂部下方距離A處的凸臺95確保箔片不會變形超過 其彈性極限。套管90的錐度T一般為5度，導(dǎo)致箔片的一般偏轉(zhuǎn)為0.2 到0.3mm。打印桿的厚度一般為10mm。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在如上所述的柔性箔片中的銷的接合可產(chǎn)生精度為正負(fù) 2 y m的對齊，且在某些情況下達(dá)到正負(fù)1 P m或更小的精度。換句話說， 利用這種接合安裝到基底的部件能夠以小于2 n m，或在某些情況下1 ix m 的位置誤差被拆卸并重復(fù)地再安裝。
只要干涉配合足以導(dǎo)致箔片局部變形而這又導(dǎo)致產(chǎn)生垂至于運(yùn)動方 向的定位力，那么即使箔片和銷本身以較低公差制造也可以獲得上述精 度。
例如，如果箔片中的孔的直徑為5.80mm+/-0.10mm，為確保干涉， 則銷的直徑應(yīng)至少為5.90mm。因此銷的直徑可以規(guī)定為5.95+/-0.05mm。 用于這種部件的合適的制造方法可以是蝕刻，因?yàn)樗容^容易給被蝕刻 零件提供+/-0.050111111的公差。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述示例性尺寸和公差可以提供 精度大約為+Z-5ym或+/-0.005111111的對齊。因此可以看出，本發(fā)明提供 了一種聯(lián)接結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)提供了打印機(jī)部件和基底部件之間的對齊，且 精度比該結(jié)構(gòu)的單獨(dú)部件的形成精度高大約10倍。
考慮到安裝孔的形狀和構(gòu)形，從圖6可以看出，盡管大致圓形孔602 優(yōu)選用于提供兩維(或自由度)的橫向?qū)R，但其它形狀也是可以的， 例如三葉形結(jié)構(gòu)604。
還如圖6所示，用于提供單個自由度對齊的第二孔優(yōu)選呈細(xì)長槽606
的形式。該形狀與圓或三葉形結(jié)合使用可以使得部件在箔片平面中的旋 轉(zhuǎn)受到約束而不會對已經(jīng)由圓孔限定的橫向定位過約束，如附圖標(biāo)記610 所示。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點(diǎn)在于銷和箔片接合結(jié)構(gòu)不會在插入方向，即大
致垂直于箔片的方向上對部件進(jìn)行約束。這使得通過凸臺95與箔片的抵 靠來約束其它自由度，而不會由于銷而產(chǎn)生過約束。
因此，定位在例如打印頭噴嘴陣列110的兩端(如圖7所示)處的 兩個這樣的銷40將打印頭例如相對于其它打印頭安裝部30精確定位在
垂直于銷軸線ioo和打印頭噴嘴軸線的平面內(nèi)。
另外，只要箔片不變形超過其塑性極限，這種定位就是可重復(fù)的， 從而打印頭可被卸下且替換件以非常高的精度安裝在相同位置，如上所 述。如果所有的打印頭都這樣制造，即相同的噴嘴例如利用本發(fā)明的對 齊機(jī)構(gòu)相對于對齊銷定位，則由替換打印頭打印的行也會相對于由其它 打印頭打印的行精確定位，從而保持圖像質(zhì)量。
應(yīng)理解，本發(fā)明不只是如上所述可應(yīng)用于將打印頭安裝在打印桿20
中，而是還可以用在將多個打印桿安裝在打印機(jī)中及類似應(yīng)用中。
權(quán)利要求
1、一種用于將打印機(jī)部件安裝到大致剛硬的基底部件上的安裝結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括連接到所述打印機(jī)部件或所述基底部件的其中一個上的箔片元件，所述箔片包括一個或多個安裝孔，連接到所述打印機(jī)部件或所述基底部件的另一個上的一個或多個安裝銷，所述銷適于與所述孔接合，其中所述安裝銷與所述安裝孔的接合導(dǎo)致所述箔片產(chǎn)生局部變形，所述變形在所述銷上提供定位力，從而促使所述打印機(jī)部件在與所述箔片基本平行的平面內(nèi)與所述基底部件對齊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述箔片的厚度在O.lmm到 0.5讓之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的結(jié)構(gòu)，其中所述箔片是金屬。
4、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其中所述箔片中的所述 安裝孔通過光學(xué)處理形成。
5、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)包括至少兩個 銷和兩個孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的結(jié)構(gòu)，其中第一銷與所述支撐件結(jié)合提供 兩個自由度的對齊。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)，其中所述第二銷與所述支撐件結(jié)合 提供第三自由度的對齊。
8、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其中所述銷是錐形的。
9、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其中所述打印機(jī)部件和 所述基底部件之間的對齊精度比所述安裝孔的形成精度高至少十倍。
10、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其中所述打印機(jī)部件 和所述基底部件之間的對齊精度是比所述安裝銷的形成精度高十倍的級 別。
11、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)提供所述打印機(jī)部件和所述基底部件之間正負(fù)2 u m精度的對齊。
12、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其中所述打印機(jī)部件 是打印頭。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的結(jié)構(gòu)，其中單個安裝結(jié)構(gòu)適于以固定的空間關(guān)系安裝兩個或更多個打印頭。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的結(jié)構(gòu)，其中所述安裝結(jié)構(gòu)以大于 或等于所述打印頭的噴嘴間隔的精度使所述打印頭對齊。
15、 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的結(jié)構(gòu)，其中所述局部變形是 彈性變形。
16、 一種用于將第一打印機(jī)部件安裝到支撐件上的方法，所述方法 包括將具有一個或多個安裝孔的箔片連接到所述打印機(jī)部件或所述支撐 件的其中一個上，在所述打印機(jī)部件或所述支撐件的另一個上設(shè)置適于與所述安裝孔接合的一個或多個安裝銷，將所述安裝銷插入所述安裝孔，從而使所述箔片局部變形， 使得所述局部變形將所述部件定位在與所述插入方向垂直的平面內(nèi)，以及將所述打印機(jī)部件剛性地固定到所述支撐件上。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述箔片中的所述安裝孔通過蝕刻形成。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的方法，其中所述方法以垂直于所 述插入方向正負(fù)2 y m的精度定位所述打印機(jī)部件。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16-18中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括將第 二打印機(jī)部件安裝到所述支撐件上，從而將所述第一打印機(jī)部件和第二 打印機(jī)部件以固定的空間關(guān)系固定。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)所述的方法，該方法還包括從所 述支撐件卸下所述打印機(jī)部件，并重復(fù)所述方法以插入并固定替換的打 印頭部件。
21、 一種用于制造支撐件的方法，該支撐件用于支撐一個或多個打 印機(jī)部件，所述方法包括如下步驟-提供一個或多個箔片元件，各箔片元件包括用于與至少一個打印機(jī) 部件接合的一個或多個安裝孔，將安裝銷插入在各所述箔片上的至少一個安裝孔中，所述安裝銷適 于與所述孔接合，將所述一個或多個箔片相對于所述支撐件定位，從而將所述銷以期 望的空間構(gòu)形對齊，和將所述一個或多個箔片固定在所述支撐件上。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述安裝銷與所述安裝孔的接合導(dǎo)致所述箔片發(fā)生局部變形。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的方法，其中以低于所述銷的所需對齊精度的精度制造所述箔片。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任一項(xiàng)所述的方法，其中以比制造所述箔片的精度高至少十倍的精度對齊所述銷。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種打印機(jī)結(jié)構(gòu)及其制造方法。一種使用箔片(60)將打印機(jī)部件安裝到支撐件(30)上的安裝結(jié)構(gòu)，該箔片包括多個安裝孔(50)，銷(40)插入到安裝孔中以提供對齊。銷(40)在孔(50)中的接合導(dǎo)致箔片(60)發(fā)生局部變形，所產(chǎn)生的力用于使銷(40)以比制造箔片(60)的精度高的精度對齊。
文檔編號B41J2/155GK101115622SQ200680004191
公開日2008年1月30日 申請日期2006年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月7日
發(fā)明者保羅·德魯里, 史蒂夫·坦普爾, 理查德·馬斯登 申請人:Xaar科技有限公司