TW200838707A - Printhead with drive circuitry components adjacent the printhead IC - Google Patents

Description

200838707 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於印表機，特別是關於噴墨印表機。 【先前技術】 申請人已發展出廣範圍的印表機，其使用頁寬的列印 頭，而非傳統的往復運動列印頭設計。因爲列印頭不需來 回橫向穿越頁面以沉積影像的一條線，所以頁寬設計增加 列印速率。當頁寬列印頭以高速率運動經過時，其單純地 將墨水沉積在媒介上。此等列印頭使得能夠以每分鐘約60 頁的速率執行全彩色1 600dpi (每_吋中的墨點數）的列印 ，此種速率是習知噴墨印表機不可能獲得的。 列印頭典型地由印表機內的微處理器所控制，該微處 理器通常稱做列印引擎控制器。如果以可移除匣的形式設 置列印頭，則列印引擎控制器和列印頭必須藉由可拆卸的 電性介面連通一通常是相配合的接點墊。列印頭上的接點 應該靠近列印頭積體電路中的噴嘴，以使電性效率和作業 最佳化。但是有強制的理由必須保持鄰近列印頭的紙路徑 呈直的，而非呈弧形或彎曲的。此要求接點位在匣的不同 側（不是固持列印頭積體電路之側）。然後，該等接點經 由可撓列印頭電路板（或已知的可撓印刷電路板）連接至 列印頭1C。可撓印刷電路板包覆匣的角落，以將接點連接 至列印頭1C。 可撓印刷電路板內的傳導性路徑已知是軌跡。因爲可 -5- 200838707 撓印刷電路板必須繞著角落彎曲，所以軌跡會龜裂且破壞 連接。爲了克服此問題，軌跡在彎曲之前可先分叉，然後 在彎曲之後再會合。如果分叉區段的其中一個分支產生裂 痕，還有其他的分支維持連接。不幸的是，將軌跡一分爲 二然後再結合在一起，會產生電磁干擾問題，此問題會造 成電路中的雜訊。 因爲較寬的軌跡無法顯著阻止產生裂痕，所以使軌跡 變寬一點並非有效的解決方案。一旦軌跡中開始產生裂痕 ，裂痕會相對快速且容易地蔓延遍及整個寬度。小心地控 制彎曲半徑對減少軌跡裂痕較有效，此可使穿過可撓印刷 電路板中彎曲部的軌跡數目最小化。 頁寬列印頭額外地複雜，因爲大陣列的噴嘴必須在相 對短的時間內發射。一次發射許多的噴嘴，使系統承受大 的電流負荷。此會產生高位準的電感穿過電路，其會造成 電壓降，該電壓降不利於作業。爲了避免此問題，可撓印 刷電路板具有一系列電容，該等電容在噴嘴發射順序期間 ，將電流負荷舒解至其餘的電路。不幸的是，電容和結合 驅動電路的其他組件產生額外的軌跡，該等軌跡在可撓印 刷電路板的彎曲區段中有產生裂痕的風險。 【發明內容】 因此在第一方面，本發明提供一種噴墨印表機用列印 頭，該列印頭包含： 一列印頭積體電路，其具有用於噴射墨水之陣列的噴 -6 - 200838707 嘴； 一支撐構造，用於支撐該列印頭積體電路，該支撐構 造具有墨水導管，用於以墨水供給該陣列的噴嘴；和 一含有氣體的射流阻尼器，用於被墨水導管內之墨水 中的壓力脈衝所壓縮，以消散壓力脈衝。 以小容積的氣體可達成：使用氣體壓縮以阻尼壓力脈 衝。 選擇性地，射流阻尼器具有用於保持氣體的陣列穴部 ，使得每一穴部是分離的氣體袋。選擇性地，當支撐構造 的墨水導管被墨水塡注時，墨水彎液面局部界定每一穴部 〇 •選擇性地，每一穴部是盲凹部，其具有開口面對一或 更多墨水導管。選擇性地，每一盲凹部的開口只面對墨水 導管其中之一。選擇性地，建構每一盲凹部的開口以禁止 墨水藉由毛細作用塡滿凹部。 選擇性地，支撐構造具有入口和出口，該入口用於將 墨水導管連接至墨水供給源，該出口用於將墨水導管連接 至廢墨水出口。選擇性地，至每一個別穴部的開口具有上 游邊緣和下游邊緣；在墨水供給源初始塡注墨水導管期間 ，上游邊緣比下游邊緣先接觸墨水；且上游邊緣在導管和 穴部內部之間具有過渡面；建構過渡面以在初始塡注墨水 導管期間，禁止藉由毛細作用塡滿穴部和清除氣體。 選擇性地，列印頭是頁寬列印頭；且該支撐構造是長 形，其具有在一端的入口及在另一端的出口；且該等墨水 200838707 導管具有通道，其沿著該入口和該出口之間的該支撐構造 縱向延伸；且該等通道的每一者具有一系列的墨水饋給流 道，該等墨水饋給流道沿著該通道相隔開，以提供該通道 和該列印頭積體電路之間的流體連通。選擇性地，該等墨 水饋給流道沿著該通道的壁接合至該通道，該壁和包括有 至該等穴部之該等開口的壁相對。 選擇性地，該支撐構造是液晶聚合物。選擇性地，該 支撐構造是二件式液晶聚合物模組，且該等通道和該等饋 給流道形成在其中一零件內，而該等穴部形成在另一零件 內。 選擇性地，該支撐構造具有複數列印頭積體電路，該 等列印頭積體電路沿著一側面端對端地安裝。選擇性地， 該藉由插置其間的黏性膜將該等列印頭積體電路安裝至該 側面，該黏性膜具有孔，供該等墨水饋給流道和該等列印 頭積體電路之間的流體連通。 因此在第二方面，本發明提供一種噴墨印表機用的列 印頭，該列印頭包含： 一列印頭積體電路，其具有用於噴射墨水之陣列的噴 嘴；和 一支撐構造，用於將該列印頭積體電路安裝在該印表 機內；該支撐構造具有墨水導管，用於以墨水供給該陣列 的噴嘴；該墨水導管具有壩結構，以局部阻礙墨水流；其 中 當塡注列印頭時，壩結構優先地塡注墨水導管的上游 -8- 200838707 區段。 在具有不正確塡注傾向的下游區域使用壩，可迫使它 們更快速或優先塡注下游區段。雖然被壩延遲，但是只要 下游區段可信賴地塡注，則不會對優先塡注上游區段造成 不利。 選擇性地，壩結構具有頂部輪廓，建構該輪廓以提供 錨點（固定點anchor point )供前進之墨水流的彎液面所 用。選擇性地，上游區段在其最上表面具有穴部；在列印 頭被塡注之後，該等穴部用於保持數袋的空氣。選擇性地 ，穴部具有界定在上游區段之最上表面的開口，每一開口 的上游邊緣成弧形，且下游邊緣相對地銳利，所以從上游 方向流來的墨水，不會被毛細作用抽進穴部內。選擇性地 ，設置壩以暫時固定（anchor )前進墨水流的彎液面，並 使其轉向以避免接觸其中一穴部之開口的相對銳利邊緣。 選擇性地，列印頭是匣，其被建構用於供使用者移除更換 。選擇性地，當裝設時和稍後被印表機內的泵塡注時，匣 未被塡注。 因此在第三方面，本發明提供一種用於噴墨印表機用 的列印頭，該列印頭包含： 一長形陣列的噴嘴，其用於噴射墨水； 複數墨水導管，用於以墨水供給該陣列的噴嘴，該等 墨水導管鄰接該長形陣列而延伸；和 複數脈衝阻尼器，每一脈衝阻尼器含有一容積的氣體 ’供該等墨水導管內的壓力脈衝壓縮，且每一脈衝阻尼器 -9- 200838707 個別地和該等墨水導管成流體連通；其中， 該等脈衝阻尼器沿著該長形陣列的長度分布。 運動經過長形列印頭（例如頁寬列印頭）的壓力脈衝 ，可在墨水流動管線內的任何點被阻尼。但是當脈衝通過 列印頭積體電路內的噴嘴時，不管脈衝是否稍後在阻尼器 處消散，脈衝會使噴嘴被淹沒。藉由將多個脈衝阻尼器倂 入墨水供給導管且緊鄰噴嘴陣列，任何壓力峰値在其會造 成有害淹沒氾濫的地點都會被阻尼。 選擇性地，該複數脈衝阻尼器是一系列的穴部，其在 一側連通至該等墨水導管。選擇性地，該等穴部的每一者 只在該等墨水導管其中之一內具有開口，該等墨水導管的

I 每一者連接至對應的墨水供給源，且建構該等開口使得當 該等墨水導管被該對應的墨水供給源塡注肩，該等穴部不 被墨水塡注。 選擇性地，該等穴部'的每一者是盲凹部，使得該開口 界定的面積實質地等於該盲端的面積。選擇性地，該等開 口的每一者只面對該等墨水導管其中之一。選擇性地，建 構該等開口以禁止墨水藉由毛細作用塡滿該凹部。 選擇性地，至每一個別穴部的該等開口具有上游邊緣 和下游邊緣，在由該墨水供給源起始塡注該等墨水導管期 間，該上游邊緣比該下游邊緣先接觸該墨水，且該上游邊 緣在該導管和該穴部內部之間具有過渡面，建構該過渡面 以在起始塡注該墨水導管期間，禁止藉由毛細作用塡滿該 穴部及清除空氣。 -10- 200838707 選擇性地，該陣列的噴嘴是形成在至少一列印頭積體 電路內，該印頭積體電路安裝至支撐構造，該等墨水導管 形成在其內。選擇性地，該列印頭是頁寬列印頭；且該支 撐構造是長形，其具有在一端的入口及在另一端的出口； 且該等墨水導管具有通道，其沿著該入口和該出口之間的 該支撐構造縱向延伸；且該等通道的每一者具有一系列的 墨水饋給流道，該等墨水饋給流道沿著該通道相隔開，以 提供該通道和該列印頭積體電路之間的流體連通。選擇性 地，該等墨水饋給流道沿著該通道的壁接合至該通道，該 壁和包括有至該等穴部之該等開口的壁相對。 選擇性地，該支撐構造是液晶聚-合物。選擇性地，該 支撐構造是二件式液晶聚合物模組，且該等通道和該等饋 給流道形成在其中一零件內，而該等穴部形成在另一零件 內。 選擇性地，該支撐構造具有複數列印頭積體電路，該 等列印頭積體電路沿著一側面端對端地安裝。選擇性地， 藉由插置其間的黏性膜將該等列印頭積體電路安裝至該側 面，該黏性膜具有孔，供該等墨水饋給流道和該等列印頭 積體電路之間的流體連通。 因此在第四方面，本發明提供一種用於噴墨印表機用 的列印頭，該列印頭包含： 一列印頭積體電路，該列印頭積體電路呈長形，且具 有用於噴射墨水之陣列的噴嘴； 一支撐構造，用於支撐該列印頭積體電路，且具有墨 -11 - 200838707 水出口供以墨水供給該陣列噴嘴；其中 該等墨水出口沿著列印頭積體電路相隔開，使得在列 印頭積體電路端的墨水出口間隔減少。 藉由增加在末端區域附近之墨水出口的數目，可促進 墨水供給源補償末端噴嘴較慢的塡注。此可使全部的噴嘴 陣列更一致地塡注，以避免氾濫淹沒較早塡注的噴嘴和墨 水浪費（或者另一實施例，未塡注的末端噴嘴）。 選擇性地，支撐構造支撐複數的列印頭積體電路，該 等列印頭積體電路以端對端的關係建構；支撐構造具有複 數墨水饋給流道，用於供給墨水至墨水出口，使得其中二 個列印頭積體電路的末端之間接合處附近的至少一些墨水 饋給流道將墨水供給至其中二個墨水出口，該二墨水出口 在接合處的不同側上。選擇性地，支撐構造具有模組化的 墨水歧管和聚合物膜，墨水饋給流道形成在該模組化的墨 水歧管內，墨水出口形成在聚合物膜內，使得聚合物膜安 裝至模組化墨水歧管，且列印頭積體電路安裝至聚合物膜 的另一側。選擇性地，列印頭積體電路在晶圓基板的一側 上具有墨水入口通道，且陣列的噴嘴形成在晶圓基板的另 一側，使得每一墨水入口通道連接到至少其中一墨水出口 〇 選擇性地，支撐構造具有射流阻尼器，用於阻尼被供 給至列印頭積體電路之墨水內的壓力脈衝。選擇性地，射 流阻尼器具有用於保持容積氣體的陣列穴部，使得每一穴 部是分離的氣體袋。選擇性地，當支撐構造的墨水導管被 -12- 200838707 墨水塡注時，墨水彎液面局部界定每一穴部。 選擇性地，墨水歧管具有一系列的主通道，其平行列 印頭積體電路而延伸，且每一穴部是肓凹部，其具有開口 面對一或更多主通道。選擇性地，每一盲凹部的開口只面 對主通道其中之一。選擇性地，建構每一盲凹部的開口以 禁止墨水藉由毛細作用塡滿凹部。 選擇性地，支撐構造具有入口和出口，該入口用於將 墨水導管連接至墨水供給源，該出口用於將墨水導管連接 至廢墨水出口。選擇性地，至每一個別穴部的開口具有上 游邊緣和下游邊緣；在墨水供給源初始塡注主通道期間， 上游邊緣比下游邊緣先接觸墨水；且上游邊緣在導管和穴 部內部之間具有過渡面；建構過渡面以在初始塡注墨水導 管期間，禁止藉由毛細作用塡滿穴部和清除氣體。 選擇性地，列印頭是頁寬列印頭；且該支撐構造是長 形，其具有在一端的入口及在另一端的出口；且該等主通 道沿著該入口和該出口之間的該支撐構造縱向延伸；且該 等墨水饋給流道沿著主通道的壁接合至其中之一主通道， 該壁和包括有至該等穴部之該等開口的壁相對。 選擇性地，該支撐構造是液晶聚合物。選擇性地，該 支撐構造是二件式液晶聚合物模組，且該等通道和該等饋 給流道形成在其中一零件內，而該等穴部形成在另一零件 內。 因此在第五方面，本發明提供一種可拆離的流體耦合 器，用於在噴墨列印頭和墨水供給源之間建立密封的流體 -13- 200838707 連通。該可拆離的流體耦合器包含： 一固定閥構件，其界定閥座； 一密封套環，用於與該閥座密封嚙合； 一彈性套筒，具有一環形末端其相對於該固定閥構件 而固定，且另一環端嚙合密封套環，以將其偏壓進入與閥 座相密封嚙合；和 一導管開口，其可相對於該固定閥構件運動，用於嚙 參 合密封套環，以解除其和閥座的密封；其中 解除密封套環與閥座的密封，會壓縮彈性套筒，使得 套筒的中間區段相對於環形末端向外位移。 由於彈性套筒向外挫曲或彎折，所以耦合器的直徑比 習知耦合器的直徑小，該等習知耦合器使用環形彈性元件 ，該彈性元件偏壓閥使閥關閉且保持殘留張力。因爲較小 的外部直徑，所以用於全部不同墨水顏料的耦合器較袖珍 ，且設置時干涉較小。 選擇性地，彈性套筒的中間區段是環形彎折，當軸向 壓縮套筒時，該環形彎折向外擴張。選擇性地，當抽掉導 管開口時，彈性套筒對密封套環施加恢復力；所以當軸向 長度增加時，恢復力也增加；所以當其抵住閥座而密封時 ，最大的恢復力施加至密封套環。選擇性地，彈性套筒連 接至密封套環的內徑。選擇性地，彈性套筒的兩個環形末 端大致爲相同尺寸。 選擇性地，密封套環具有彈性材料，導管開口嚙合密 封套環，以致在該嚙合上形成流體緊密封。選擇性地’在 -14- 200838707 密封套環自閥座解除密封之前，導管開口和密封套環之間 先形成流體緊密封。 選擇性地，固定閥構件具有中空區段，當耦合器打開 時，該中空區段形成穿過耦合器之流體流動路徑的一部分 。選擇性地，固定閥構件和彈性套筒是在耦合器的下游側 ，而導管開口是在上游側。選擇性地，下游側是具有可更 換列印頭之匣的一部分，而上游側是印表機的一部分，匣 可設置在印表機內。 因此在第六方面，本發明提供一種用於噴墨印表機用 的過濾器，該過濾器包含： 一室，被過濾器膜分割成上游區段和下游區段； 一入口導管，用於建立墨水供給源和上游區段之間的 流體連通·； 一出口導管，用於建立下游區段和列印頭之間的流體 連通；其中，在使用期間， 至少部分的入口導管相對於過濾器膜上升。 藉由相對於過濾器膜升高入口導管，其當作泡泡陷阱 ，以留住泡泡，否則泡泡會阻礙過濾器。此允許減少過濾 器的尺寸，以供更袖珍的整體設計。 選擇性地，該室具有對應於過濾器膜尺寸的高度和寬 度，且其厚度實質地小於該高度和寬度尺寸。 以此方式建構的室保持整體體積最小化，且將過濾器 膜以大致直立平面設置。室內任何泡泡的浮力會促使泡泡 更靠近室的頂部，且可能返回進入入口導管。此不利泡泡 -15- 200838707 附著（pin)在過濾器膜的上游面。 選擇性地，在使用期間’出口導管連接至下游區段具 有最低高度的點，如果泡泡真的開始阻礙過濾器，泡泡會 最後阻礙室的最低區域。選擇性地’過濾器膜是矩形，且 入口連接至上游區段的一個角落，而出口導管連接至斜對 角的角落。 選擇性地，下游區段具有支撐結構供支承過濾器膜， φ 使得其與下游區段的相對壁保持間隔。選擇性地，該相對 壁也是局部界定類似室之上游區段的壁（該類似室容置類 似的過濾器膜），以並列地建構複數室。 選擇性地，將過濾器設置在噴墨印表機的組件內，以 週期性地更換。 ‘ 選擇性地，將過濾器設置在具有頁寬列印頭的匣內。 選擇性地，匣在過濾器的上游具有可拆離的墨水耦合器， 供連接至墨水供給源。 φ 因此在.第七方面，本發明提供一種墨水耦合器，用於 建立噴墨印表機和可替換匣之間的流體連通，該可替換匣 _ 用於裝設在該印表機內，該耦合器包含： 一匣閥，在該耦合器的匣側面上；和 一印表機導管，在該耦合器的印表機側面上；該匣閥 和該印表機導管具有相配合的結構，將其建構成當進行嚙 合時形成耦合密封；其中 該匣閥被偏壓關閉，且建構成當進行與該印表機導管 嚙合時打開；使得 -16- 200838707 當解除嚙合時，在該匣閥關閉後該耦合密封才解除， 且當匣閥與印表機導管分開時，形成墨水彎液面並自該等 相配合結構縮回；該匣閥具有外部表面，建構該等外部表 面，使得該彎液面從該印表機導管乾浄地分離，且只附著 (pin)至該等印表機導管表面。 藉由小心設計墨水彎液面之已知縮回接觸角相關的外 部表面’本發明使得殘留墨水脫離匣閥的外部。當耦合密 封解除且形成彎液面時，墨水的性質和各閥材料的親水性 會決定彎液面停止運動且最終附著的位置。因爲知道墨水 性質和解除嚙合的方向，所以閥材料和外部設計可使得該 彎液面只附著（pin)至該等印表機導管。 選擇性地，相較於該印表機導管上的該等外部表面至 少其中之一，該匣閥的該等外部表面至少其中之一具有較 低的親水性。選擇性地，藉由直立地向下運動，使該匣嚙 合該印表機，且藉由直立地向上運動解除嚙合。選擇性地 ，當嚙合時，在該匣閥和印表機閥打開之前，該耦合密封 先形成。選擇性地，該匣閥具有界定閥座的固定閥構件、 和用於密封嚙合於該閥座的密封套環，且彈性套筒具有相 對地固定至該固定閥構件的一環形端，且另一環形端嚙合 該密封套環，以將其偏壓進入密封嚙合於該閥座；和 該印表機導管具有導管開口；使得 該導管開口的軸向端和該密封套環，分別在該印表機 導管和該匣閥提供該等相配合的結構。 選擇性地，在打開該匣閥之前，該導管開口先抵著該 -17- 200838707 密封套環以密封該密封套環。選擇性地，該彈性套筒和該 密封套環是整合地成型。選擇性地，該彈性套筒和該密封 套環是矽氧樹脂。選擇性地，該固定閥構件是由聚（對苯 二甲酸乙醇）（poly ethylene ter ephthal ate )形成。選擇 性地，該導管開口是由聚（對苯二甲酸乙醇）形成。 選擇性地，該匣具有頁寬列印頭，且該印表機具有墨 水庫，用於經由該耦合器供給該列印頭。 因此在第八方面，本發明提供一種用於噴墨印表機用 的列印頭，該列印頭包含： 一列印頭積體電路，其具有用於噴射墨水之陣列的噴 嘴；和 一支撐構造，用於將該列印頭積體電路安裝在該印表 機內，該支撐構造具有導管，用於以墨水供給陣列的噴嘴 ，該等墨水導管具有壩結搆，以局部地阻礙墨水流動；其 中 當塡注列印頭時，壩結構優先塡注墨水導管的上游區 段。 在具有不正確塡注傾向的下游區域使用壩，可迫使它 們更快速或優先塡注下游區段。雖然被壩延遲，但是只要 下游區段可信賴地塡注，則不會對優先塡注上游區段造成 不利。 選擇性地，壩結構具有頂部輪廓，建構該輪廓以提供 錨點（固定點anchor point )供前進之墨水流的彎液面所 用。選擇性地，上游區段在其最上表面具有穴部；在列印 -18- 200838707 頭被塡注之後，該等穴部用於保持數袋的空氣。選擇性地 ，穴部具有界定在上游區段之最上表面的開口，每一開口 的上游邊緣成弧形，且下游邊緣相對地銳利，所以從上游 方向流來的墨水，不會被毛細作用抽進穴部內。選擇性地 - ，設置壩以暫時固定（anchor )前進墨水流的彎液面，並 . 使其轉向以避免接觸其中一穴部之開口的相對銳利邊緣。 選擇性地，列印頭是匣，其被建構用於供使用者移除更換 φ 。選擇性地，當裝設時和稍後被印表機內的泵塡注時，匣 未被塡注。 因此在第九方面，本發明提供一種用於噴墨印表機用 的列印頭，該列印頭包含： 一列印頭積體電路，其具有用於噴射墨水之陣列的噴 嘴；和 一支撐構造，用於將該列印頭積體電路安裝在該印表 機內，該支撐構造具有導管，用於以墨水供給陣列的噴嘴 φ ，該等墨水導管具有彎液面錨（meniscus anchor)，用於 附著（pin )墨水之前進彎液面的一部分，以將前進彎液 面轉向離開其將進行的路徑。 如果因爲彎液面附著在一點或更多點而致列印頭始終 ' 未能正確地塡注，則可引導前進的彎液面不接觸這些臨界 點（critical point)。在此問題區域的緊鄰上游處故意使 墨水導管內不連續，可暫時附著彎液面，且將其偏斜至導 管的一側並離開不想要的附著點。一旦流動已被起始進入 側分支或不想要附著點的下游，則錨不需再保持墨水彎液 -19- 200838707 面，且可繼續塡注δ 選擇性地，彎液面錨是突然凸出進入墨水導管。選擇 性地，彎液面錨是局部阻礙墨水流的壩結構，所以當塡注 列印頭時，壩結構優先塡注墨水導管的上游區段。 選擇性地，上游區段在其最上表面具有穴部；在列印 頭被塡注之後，該等穴部用於保持數袋的空氣。選擇性地 ，穴部具有界定在上游區段之最上表面的開口，每一開口 的上游邊緣成弧形，且下游邊緣相對地銳利，所以從上游 方向流來的墨水，不會被毛細作用抽進穴部內。選擇性地 ，設置壩以暫時固定（anchor )前進墨水流的彎液面，並 使其轉向以避免接觸其中一穴部之開口的相對銳利邊緣。 選擇性地，列印頭是匣，其被建構用於供使用者移除更換 。選擇性地，當裝設時和稍後被印表機內的泵塡注時，匣 未被塡注。 因此在第十方面，本發明提供一種用於噴墨印表機用 的列印頭，該噴墨印表機具有列印引擎控制器’用於接收 列印資料並將該列印資料傳送至該列印頭，該列印頭包含 一列印頭積體電路，其具有用於噴射墨水之陣列的噴 嘴； 一支撐構造，用於將該列印頭積體電路安裝在該印表 機內且鄰接紙路徑，該列印頭積體電路安裝在該支撐構造 的面上，其在使用時面對該紙路徑； 一可撓印刷電路板’具有用於操作該列印頭積體電路 -20- 200838707 上之該陣列噴嘴的驅動電路，該驅動電路具有藉由軌跡連 接在該可撓印刷電路板內的電路組件，該可撓印刷電路板 也具有用於接收來自該列印引擎控制器之列印資料的接點 ，該可撓印刷電路板在該等接點處安裝至該支撐構造的一 面上，該面未面對該紙路徑，使得該可撓印刷電路板延伸 經過在該列印頭積體電路和該等接點之間的彎曲區段；其 中， 該列印頭積體電路和該電路組件彼此鄰接，且藉由該 可撓印刷電路板的該彎曲區段與該等接點分離。 選擇性地，該支撐構造具有弧形表面，以支撐該可撓 印刷電路板的該彎曲區段。藉由將可撓印刷電路板固持在 設定的半徑，該等弧形表面減少軌跡產生裂痕的可能性， 而不是允許可撓印刷電路板跟隨不規則的弧形，以致使軌 跡上的局部點冒著高應力的風險。 選擇性地，該可撓印刷電路板在該等電路組件處固定 至該支撐構件。選擇性地，該等電路組件包括電容，其在 該列印頭積體電路上之噴嘴的發射順序期間放電。選擇性 地，該支撐構造是液晶聚合物模組。建構該液晶聚合物模 組，使得其熱膨脹係數約略等於列印頭積體電路中矽樹酯 基板的熱膨脹係數。 選擇性地，該液晶聚合物模組具有墨水導管，用於供 給墨水至該列印頭積體電路。選擇性地，該等墨水導管導 通至在該液晶聚合物模組之該面內的出口，該列印頭積體 電路安裝在該面上。 -21 - 200838707 選擇性地，該列印頭是頁寬列印頭。選擇性地，該支 撐構造具有匣支承區段和力傳輸構件；該匣支承區段位在 與該等接點相對，該力傳輸構件從該等接點延伸至匣支承 區段’使得當裝設在該印表機內時，來自該印表機之相配 合接點的壓力，經由該力傳輸構件直接傳輸至該匣支承區 段。選擇性地，該支承區段包括定位結構，用以和該印表 機上的相配合結構嚙合。選擇性地，該定位結構是具有圓 弧遠端的脊部，使得一旦該脊部已嚙合該印表機時，該匣 可旋轉進入位置。 【實施方式】 槪要 圖1顯示將本發明具體化的印表機2。印表機的主體 4支撐在後面的媒介饋給盤1 4，和在前面的樞轉面6。圖 1顯示樞轉面6關閉，使得顯示螢幕8在其直立的觀察方 向。控制鈕1 〇從螢幕8的側邊延伸，以方便操作者邊觀 看螢幕時邊輸入。爲了列印，從饋給盤1 4內的媒介疊12 抽出單一片體，並饋給通過列印頭（隱藏在印表機內）。 將已列印的片體1 6輸送穿過已列印媒介出口槽1 8。 圖2顯不樞轉即面6打開，以顯露印表機2的內部。 打開印表機的前面，暴露了設置在內部的列印頭匣9 6。列 印頭匣96被匣嚙合凸輪20固定定位。凸輪20將列印頭 匣96向下推，以確保墨水耦合器（稍後描述）完全嚙合 且列印頭積體電路（1C )(稍後描述）被正確地定位鄰接 -22- 200838707 紙饋給路徑。凸輪20被釋放槓桿24手動地致動。前面6 不能關閉，且因此印表機不能操作，直到釋放桿24被向 下推以完全嚙合凸輪。關閉樞轉面6以使印表機接點22 嚙合匣接點104。 圖3顯示印表機2的樞轉面6打開，且移除列印頭匣 9 6。因爲樞轉面6向前傾斜，所以使用者可向上拉匣釋放 槓桿24，以解除凸輪的嚙合。此允許抓著匣96上的把手 26向上拉。上游墨水耦合器1 12A和下游墨水耦合器1 12B 脫離印表機的導管1 42，此將於下文更詳細地描述。進行 相反的步驟可安裝未使用過的新匣。新匣以未塡注的狀態 運輸和販售，所以爲了使印表機預備供列印，主動射流系 統（下文描述）使用下游泵，以用墨水塡注匣和列印頭。 在圖4中，已移除印表機2的外殼已顯露其內部。大 的墨水罐具有四個分離的儲庫供全部四種不同墨水用。墨 水罐60本身是可更換的匣，其耦合至開關閥66 (圖6 ) 的印表機上游。也有貯槽92供泵62從匣96抽出墨水。 參考圖6詳細描述印表機射流系統。簡言之，墨水從罐60 流經上游墨水管線84而至開關閥66，且流至印表機導管 142上。如圖5所示，當設置有匣96時，泵62 (被馬達 196驅動）可將墨水抽進液晶聚合物（LCP )模組64 (見 圖6、圖17-20)，使得列印積體電路68 (再度參考圖6 、圖17-20 )被毛細作用塡注。泵62所多抽出的墨水被饋 給至貯槽92，該貯槽92容置在墨水罐60。 因爲所用接點的數目，所以匣接點1 04和印表機接點 -23- 200838707 22之間的全部連接器力相對地高。在所示的實施例中’全 部的接點力是45牛頓，此荷重足以使匣撓曲變形。暫時 參考圖30，其顯示底盤模組100的內部構造。圖3所示的 支承表面28示意地顯示在圖30中。以箭頭代表印表機接 點作用在匣接點1 04上的壓縮荷重，同樣地，以箭頭代表 在支承表面2 8的反作用力。爲維持匣9 6的構造整體性， 底盤模組1 00具有結構性構件，其在連接器力的平面延伸 。爲了保持反作用力作用在連接器力的平面內，底盤也具 有接觸肋32，其抵壓著支承表面28。此將結構性構造30 上的荷重保持完全地壓縮，以使匣的勁性最大化，並使任 何的撓性最小化。 列印引擎管線 列印引擎管線是印表機處理接收自外部來源並輸出至 列印頭供列印之列印資料的參考。2004年1 2月20日申請 之USSN 1 1/0 1 4769 ( RR C 0 〇 1 U S )案中詳細描述列印引 擎管線，茲將該內容倂入做參考。 射流系統 傳統的印表機依賴列印頭、匣、和墨水管線內的構造 和組件’以避免射流問題。一些共通的射流問題爲未塡注 的或乾掉的噴嘴、排氣的泡泡、和因交互污染而顏色混合 。避免這些問題之印表機組件的最佳化設計是，射流控制 的被動方法。通常，噴嘴致動器本身是用於改善這些缺點 -24- 200838707 的唯一主動組件，但是在企圖改善這些問題時，此常常不 足夠，且/或浪費許多墨水。因爲供給列印頭積體電路之 墨水導管的長度和複雜性，所以該問題在頁寬列印頭更嚴 重。 藉由發展出供印表機用的主動射流系統，申請人已解 決此問題。USSN 1 1/677049案詳細描述了數個此等系統 ，茲將其內容倂入做參考。圖6顯示主動流射系統之單一 泵實施例其中之一，其適合使用在本說明書所述之列印頭 〇 圖6所示的流射結構是只供一種顏色用的單一墨水管 線。彩色印表機具有供每一顏色墨水用的分離管線（和當 然分離的墨水罐60)。如圖6所示，此結構具有在LCP 模組64下游的單一泵62、和在LCP模組64上游的開關 閥66。LCP模組藉由黏性積體電路附接膜174 (見圖25) 支撐列印頭積體電路68。無論什麼時候關掉印表機的電源 ，開關閥66都會將墨水罐60內的墨水和列印頭積體電路 68相隔離。此防止在列印頭積體電路68的任何顏色混合 於非做動期間到達墨水罐 6〇。這些議題在交互參考的 USSN 1 1/677049案說明書中有更詳細的討論。 墨水罐60具有排出氣泡點壓力調節器72，其用以系隹 持噴嘴處墨水內相對的流體靜力負壓力。在共同申請（ co-pending)之USSN 11/640355案內，更廣泛地描述墨水 庫內的氣泡點壓力調節器，茲將該案倂入做參考。但是_ 了此描述，將調節器72顯示成氣泡出口 74，該氣泡出口 -25 - 200838707 74浸在罐60之墨水中且藉由密封的導管76通氣至大氣， 該導管76延伸至空氣入口 78。當列印頭積體電路68消耗 墨水時，罐60內的壓力下降，直到在氣泡出口 74的壓力 差將空氣吸入罐內。此空氣在墨水內形成氣泡，該氣泡上 升至罐的頭部空間。此壓力差是氣泡點壓力，且將取決於 氣泡出口 74的直徑（或最小的尺寸）和在該出口處墨水 彎液面的拉普拉斯壓力。該拉普拉斯壓力會阻止空氣進入 〇 氣泡點-調節器使用氣泡點壓力，以保持出口處的流體 靜力壓力大致橫定（當空氣的凸出彎液面形成氣泡且上升 至墨水罐內的頭部空間時，有些微的波動）。該氣泡點壓 力是於浸在墨水中之氣泡出口 74產生氣泡所需要的。如 果出口處的流體靜力壓力在氣泡點，則不管罐內墨水已被 消耗了多少，墨水罐內的流體靜力壓力分布圖（pressure profile )也已知。當墨水位準下降至該出口時，罐內墨水 表面處的壓力會朝氣泡點壓力減少。當然，一旦暴露了出 口 74，則頭部空間連通至大氣，且負壓力消失。在墨水位 準到達氣泡出口 74以前，應再塡充墨水罐、或更換（如 果該墨水罐是匣型式）。 墨水罐60可爲能再充塡的固定庫、可更換的匣、或 (如倂入做參考之RRC001US所揭露的）可再充塡的匣。 爲了防範微粒積垢，墨水罐60的出口 80具有粗的過濾器 82。在耦合至列印頭卡匣處.，系統也使用細的過濾器。因 爲過濾器具有有限的壽命，所以藉由簡單的更換墨水匣或 -26- 200838707 列印頭匣來更換過濾器’對使用者特別地方便。如果過濾 器是分離的可消耗物件’則有賴使用者的勤勉以定期更換 〇 當氣泡出口 74處在氣泡點壓力’且開關閥66打開時 ，則噴嘴處的流體靜力壓力也恆定且小於大氣壓力。但是 如果開關閥66已關閉一段時間’則排氣的氣泡可形成在 LCP模組64或列印頭1C中，其改變噴嘴處的壓力。同樣 地，因每日溫度變化而致氣泡的膨脹和收縮，可改變開關 閥6 6下游管線8 4內的壓力。類似的，在非做動期間’因 爲自溶液跑出的溶解氣體，所以墨水罐內的壓力會改變。 從L C P 6 4至泵6 2的下游墨水管線8 6可包括墨水感 應器88，該墨水感應器88連接至用於泵的電子控制器90 。感應器8 8感測下游墨水管線8 6內是否有墨水存在。在 另一實施例中，系統可設有感應器8 8，且可將泵62建構 成就每一不同作業運轉適當的期間。此可能因增加墨水浪 費而不利地影響作業成本。 泵62饋給進入貯槽92 (當以向前的方向泵送時）° 貯槽92物理性地定位在印表機內，以比列印頭IC 68位 在較低的位置。此允許下游墨水管線8 6內的墨水柱在待 命期間懸吊在LCP 64，藉此在列印頭LCP 64處產生流體 靜力負壓力。在噴嘴處的負壓力將墨水彎液面向內抽且禁 止顏料混合。當然，蠕動性泵62需停止在打開狀態’以 使LCP 64和貯槽92內之墨水出口之間呈流體連通。 在非做動期間，在不同顏料之墨水管線之間會有壓力 -27- 200838707 差。再者，在噴嘴板上的紙灰塵或其他微粒，會將墨水從 一噴嘴毛細吸引至另一噴嘴。藉由每一墨水管線間之些微 壓力差的驅動，在印表機非做動時，會發生顏料混合。開 關閥66將墨水罐60和列印頭1C 68相隔離，以防止顏料 混合的情形向上延伸至墨水罐60。一旦墨水罐內的墨水受 到不同顏料的污染，是不能恢復的，且必須更換。 蓋體94是列印頭維護站，其在待命期間將噴嘴密封 ，以避免列印頭1C 68脫水，且蓋體94遮蔽噴嘴板以防 止紙灰塵和其他微粒。也將蓋體94建構成用以擦拭噴嘴 板，以移除已乾燥的墨水和其他污染物。當墨水溶劑（通 常是水）蒸發時，會發生列印頭1C 68脫水，且增加墨水 的黏性。如果墨水黏性太高，則墨水噴射·致動器難以噴射 墨水液滴。萬一蓋體密封產生洩漏，則在關掉電源或待命 期間之後再做動時，已脫水的噴嘴是個問題。 上述的問題在印表機的作業壽命期間並非不常見，但 其可由圖6所不相對簡單的射流結構有效地改善。該射流 結構亦允許使用者初始地塡注印表機、在移除該射流結構 前先停止塡注印表機、或使用簡單的排解疑難協定將印表 機恢復至已知的列印預備狀態。在上述參考案 USSN 1 1/67 7 049中，詳細描述數個這些狀況的例子。 ’ 列印頭匣 列印頭匣96顯示在圖7至圖16A中。圖7顯示匣96 在其組合和完整的形態。匣的區塊被包覆在匣底座1 00和 -28- 200838707 底座蓋102之間。底座100的窗口暴露匣接點104，該等 匣接點1 04接收來自印表機中列印引擎控制器的資料。 圖8和9顯示匣96扣合在保護套98上。保護套98 防止對電性接點1 04和列印頭1C 68 (見圖1 0 )的損害接 觸。使用者能抓住匣96的頂部，並在裝設到印表機內之 前才移除保護套98。 圖1 〇顯示列印頭匣96的下側和背部（相對於紙饋給 方向）。列印頭接點1 04是在可撓印刷電路板1 0 8上的傳 導性墊，該可撓印刷電路板圍繞著弧形支撐表面（在下文 關於LCP模組的描述中討論），而至列印頭1C 68 —側的 一列導線接合1 1 0。列印頭1C 68另一側是紙遮罩1 06， 以預防和媒介基板直接接觸。 圖1 1顯示列印頭匣96的下側租前側。匣的前側具有 在二端的二墨水耦合器112A、112B，每一墨水耦合器具 有四個匣閥 U 4。當匣設置在印表機內時，墨水耦合器 112A、112B嚙合相配合的墨水供給介面（下文更詳細描 述）。墨水供給介面具有印表機導管1 42，其嚙合並打開 匣閥114。其中之一的墨水耦合器n2A是上游墨水耦合 器’而其他的是下游耦合器n2B。上游耦合器112A建立 列印頭1C 68和墨水供給源60 (見圖6 )之間的流體連通 ，而下游耦合器1 1 2 B則連接至貯槽9 2 (見圖6 )。 圖1 2顯示列印頭匣9 6的各種視圖。匣9 6的平面視 Η也顯不圖14、15、16所示之剖面視圖的位置。 圖是匣96的分解立體圖。LCP模組64附接至匣 -29- 200838707 底座100的下側。可撓印刷電路板108附接至LCP模組 64的下側，且圍繞一側以暴露列印頭接點1 04。入口歧管 及過濾器116和出口歧管118附接至底座100的頂部。入 口歧管及過濾器116藉由彈性連接器120連接至LCP入口 122，同樣地，LCP出口 124藉由另一組彈性連接器120 連接至出口歧管118。底座蓋102從頂部包覆底座100內 的入口和出口歧管，且可移除的保護套98扣合在底部， 以保護接點1 04和列印頭1C (見圖1 1 )。 入口及過濾器歧管 圖14是沿著圖12之線14-14的放大視圖，其顯示經 由上游耦合器112A的其中一個匣閥114至LCP模組64 的流體路徑。匣閥114具有彈性套筒126，其被偏壓進入 和固定閥構件1 28密封嚙合的狀態。印表機導管1 42 (見 圖1 6 )藉由壓縮彈性套筒1 2 6使其離開固定閥構件1 2 8而 打開匣閥1 1 4，且允許墨水向上流至頂部通道1 3 8，該頂 部通道1 3 8沿著入口及過濾器歧管1 1 6的頂部，導通至上 游過濾器室132。上游過濾器室132具有由過濾器薄膜 1 3 0所界定的一壁部。墨水通過過濾器薄膜1 3 0進入下游 過濾器室134，且流出至LCP入口 122。已過濾之墨水從 LCP入口 122沿著LCP主通道136饋給進入列印頭1C ( 未示）。 現在參考圖15描述入口及過濾器歧管116的特殊構 造特徵和優點。圖1 5的分解立體圖最適於例示入口及過 -30- 200838707 濾器歧管1 1 6的袖珍設計。有多方面的設計幫助達成該袖 珍形式。首先，匣閥靠在一起地配置，此係藉由脫離自行 密封墨水閥的傳統結構而達成。以前的設計也使用彈性構 件偏壓進入與固定構件密封嚙合，但是彈性構件不是實心 形狀（墨水繞其流動）就是隔膜形式（墨水流經隔膜）。 在匣耦合器中，匣閥很方便在安裝時就自動地打開， 此藉由耦合器而最容易且最便宜地提供。在該耦合器，一 個閥具有彈性構件，該彈性構件被剛性構件嚙合在另一個 閥上。如果彈性構件呈膈膜形式，則其經常在張力作用下 貼抵中央剛性構件。此提供有效率的密封，且要求相對低 的公差。但是此亦要求彈性元件具有廣的周圍安裝。彈性 體的寬度在所欲的耦合力、密封的整體性、和所用彈性體 的材料性質之間折衷。 如圖1 6所清楚顯示者，本發明的匣閥1 1 4使用彈性 套筒126，其在殘留壓力作用下，壓抵固定閥構件128而 密封。當匣設置在印表機內且印表機閥1 42的導管末端 148進一步壓縮套筒126時，閥114被打開。套環146解 除固定閥構件12 8的密封，以將LCP 64連接進入印表機 射流系統（見圖6)，經由上游和下游墨水耦合器n 2 a、 1 1 2 B。將套筒的側壁建構成向外凸出，因爲向內變形會造 成流動障礙。如圖16所示，套筒126具有環繞其中段的 一線相對脆弱部，以促進及引導挫曲步驟。此減少將匣嚙 合於印表機所需的力，且確保套筒向外挫曲。 將耦合器建構成解除匣和印表機的耦合時無滴液，當 -31 - 200838707 從印表機相上拉匣時，彈性套筒126推套環146以壓抵固 定閥構件128而將其密封。一旦套筒126已密封閥構件 128 (藉此密封耦合器的匣側），密封套環146和匣一起 上升，此解除套環146和導管末端148的密封。當密封被 破壞時，橫越套環和導管末端1 4 8之間的空隙形成墨水彎 液面。固定閥構件1 28之末端的形狀引導彎液面朝其底部 表面的中間前進，而非形成一點。在固定閥構件128之圓 形底部的中間，彎液面被迫和現在幾乎水平的底部表面分 離。爲了獲得可能的最低能量狀態，表面張力驅使彎液面 脫離固疋閥構件1 2 8。使彎液面表面積最小化的偏壓是強 的，所以該分離很完全，且幾乎沒有（如果有的話）墨水 殘留在匣閥1 1 4上。任何殘留的墨水，不足以在拋棄匣之 前形成會滴漏或沾污的液滴。 當新的匣設置在印表機內時，導管1 5 0內的空氣會被 挾帶進入墨水流1 52內，且被匣所吸納。有鑑於此，入口 歧管和過濾器組合體具有高氣泡容許量。往回參考圖1 5， 墨水流經固定閥構件1 2 8的頂部，，且流入頂部通道1 3 8 。做爲入口歧管116的最高點，頂部通道可捕捉（收集） 氣泡。但是氣泡仍然會流入過濾器入口 1 5 8。在此情況中 ，過濾器組合體本身可容許氣泡。 在過瀘器膜1 3 0上游側上的氣泡會影響流率，氣泡有 效率地減少過濾器膜1 3 0之髒側上的濕潤表面積。過濾器 膜具長矩形狀，所以即使相當可觀數目的氣泡被抽入過濾 器的髒側，還保留足夠大的濕潤表面積以所要求的流率過 -32- 200838707 濾墨水。此對本發明所提供之高速率作業很重要。 當上游過濾器室1 32內的氣泡不能橫越過過濾器膜 130時，因加熱除去氣體而致的氣泡，會在下游過濾器室 134內產生氣泡。過濾器出口 156位在下游過濾器室134 的底部，且和上游過濾器室1 3 2內的入口 1 5 8呈斜對角， 以使氣泡在任一室內對流率的影響最小化。 供每一顏料用的過濾器膜1 3 0直立且緊密地並列疊積 。分隔壁162局部地界定在一側上的上游過濾器室132， 且局部地界定在另一側上鄰接顏料的下游過濾器室1 34。 因爲過濾器是很薄（因袖珍設計），所以過濾器膜1 3 0能 被推抵住下游過濾室1 3 4的相對壁。此有效率地減少過濾 器膜1 3 0的表面，因此其不利於使流率最大化。爲了預防 此現象，下游過濾器室1 3 4的該相對壁具有一系列的間隔 肋160，以保持膜130和壁分離。 將過濾器入口和出口設置在斜對角落，也可在系統的 起始塡注期間，幫助清除系統的空氣。 爲了減少微粒污染列印頭的風險’在下一分隔壁1 6 2 熔接至第一分隔壁之前’過濾器膜13〇先熔接至第一分隔 壁的下游側。以此方式’在熔接製程期間折斷的任何過濾 器膜小片，都是在過濾器1 3 0的「髒」側上。 LCP模組/可撓印刷電路板/列印頭1C 圖17-33顯示LCP模組64、可撓印刷電路板1 08、和 列印頭1C 68組合體。圖17是附接有可撓印刷電路板108 -33- 200838707 和列印頭IC 68之LCP模組64的下側透視圖。LCP模組 64經由埋頭孔166、168固定至匣底座100。孔168是橢 圓形孔，以適應在熱膨脹係數方面的未匹配，而不必彎曲 LCP。列印頭1C 68端對端地配置在沿著LCP模組64縱 向的線上。可撓印刷電路板1 〇 8導線接合在列印頭IC 6 8 的一邊緣。將可撓印刷電路板的兩邊緣固定，以使可撓印 刷電路板緊緊地保持在弧形支撐表面1 7 0 (見圖19)。此確 保可撓印刷電路板不會以比特定最小的半徑更緊地彎曲， 藉此降低穿過可撓印刷電路板之傳導性軌跡折斷的風險。 圖1 8是圖1 7所示***區塊A的放大視圖。其顯示沿 著可撓印刷電路板1 〇 8之側邊的導線接合接點1 64線、和 列印頭IC68的線。 圖1 9是LCP模組/可撓印刷電路板/列印頭1C組合體 的立體分解圖，其顯示每一組件的下側。圖20是另一分 解立體圖，此次顯示各組件的上側。LCP模組64具有密 封至其下側的液晶聚合物（LCP )通道模組176。列印頭 1C 68藉由黏性1C附接膜174附接至通道模組176下側。 在LCP通道模組176上側的是LCP主通道184。這些連通 至LCP模組64中的墨水入口 122和墨水出口 124。在 LCP主通道184底部處的是墨水供給流道182 ’其連通至 列印頭1C 68。黏性1C附接膜174具有一系列雷射鑽出供 給孔1 86，所以每一列印頭1C 68的附接側和墨水供給流 道1 82呈流體連通。下文將參考圖3 1至3 3詳細描述黏性 1C附接膜。 ' -34- 200838707 LCP模組64具有凹部178，以容置可撓印刷電路板 108上之驅動電路中的電子組件180。爲了最佳的墊性效 率和作業，可撓印刷電路板1 08上匣接點1 04應靠近列印 頭IC 6 8。但是爲了保持鄰接列印頭的紙路徑是直的而不 是弧形或彎曲，匣接點1 0 4需要在匣9 6的側面上。在可 撓印刷電路板上的傳導性路徑稱爲軌跡。當可撓印刷電路 板必須繞著角落彎曲時，軌跡會產生裂痕且破壞連接。爲 了解決此問題，軌跡在該彎曲處之前需先分叉，然後在該 彎曲處之後再會合。如果分叉段的分支產生裂痕，則由其 他的分支保持連接。不幸的是，將軌跡一分爲二然後再結 合在一起，會增加電磁干擾問題，此問題在電路中產生雜 訊。 將軌跡變寬一點並非有效的解決之道，因爲較寬的軌 跡並未大幅提昇防止裂痕的能力。一旦軌跡內開始產生裂 痕，裂痕會相對地快且容易地傳播遍及整個寬度。小心控 制彎曲半徑可更有效使軌跡裂痕最小化，此可使橫越過可 撓印刷電路板之彎曲處的軌跡數目最小化。 頁寬列印頭出現額外的複雜性，因爲必須在相對短時 間內發射大陣列的噴嘴。一次發射許多噴嘴’使得系統承 受大的電流負荷。此可經由電路產生高位準的電感’其會 造成電壓驟降，而電壓驟降不利於作業。爲了避免此問題 ，可撓印刷電路板具有一系列電容，其在噴嘴發射順序期 間放電，以將電流負荷釋放在其餘的電路上。因爲需要保 持通過列印頭1C之紙路徑是直的，傳統的方式是將電容 -35- 200838707 附接至匣側面上之接點附近的可撓印刷電路板上。不幸的 是，電容產生額外的軌跡，該等軌跡增加可撓印刷電路板 之彎曲區段產生裂痕的風險。 藉由將電容180 (見圖20)安裝成緊密鄰接列印頭1C 68以減少軌跡破裂的機會，可解決上述問題。藉由將電容 和其他組件容置在LCP模組64的凹部內，可將紙路徑保 持線性。列印頭1C 68和紙遮罩172安裝至匣96之前面 (相對於饋給方向），其下游之可撓印刷電路板1 〇 8的相 對平坦表面使卡紙的風險降至最低。 將接點和可撓印刷電路板的其餘組件隔離，可使延伸 經過彎曲區段的軌跡數目最小化。此可增加可靠度，因爲 其減少發生裂痕的機會。將電路組件設置在列印頭1C旁 邊，意涵匣需要較寬的邊緣，且此不利於袖珍設計·。但是 此結構所提供的優點，比稍微寬之匣的任何缺點更重要。 首先，接點可較大，因爲沒有來自組件的軌跡行經各接點 之間和圍繞各接點。因爲具有較大的接點，所以連接較可 靠，且更能夠處理匣接點和印表機側之接點間的製造不準 確問題。此問題在本案特別重要，因爲依賴使用者準確地 將匣***以匹配接點。 第二，導線接合至列印頭1C側面之可撓印刷電路板 的邊緣，未受有殘留應力且不會試著自彎曲半徑剝離。可 撓印刷電路板被固定至電容和其他組件處的支撐構造，所 以在製造期間較容易形成至列印頭1C的導線連接，且當 其未被用於固定可撓印刷電路板時較不易產生裂痕。 -36- 200838707 第三，電容更靠近列印頭1C的噴嘴，所以放電電容 所產生的電磁干擾降至最小。 圖2 1是列印頭匣96之下側的放大圖，其顯示可撓印 刷電路板1 08和列印頭1C 68。可撓印刷電路板1 08的導 線接合接點1 64，平行於在黏性1C附接膜1 74之下側上的 列印頭1C 68的墊。圖22顯示除去圖21的列印頭1C 68 和可撓印刷電路板，以顯露供給孔1 86。該等孔配置成四 縱向列，每一列輸送一種特殊顏色的墨水，且每一列對齊 在每一列印頭1C背後的單一通道。— 圖23顯示除去黏性1C附接膜174之LCP通道模組 176的下側。此暴露墨水供給流道182，其連接至形成在 通道模組176另一側內的LCP主通道184 (見圖20 )。應 瞭解當黏性1C附接膜1 74黏附至定位時，其局部界定供 給流道1 82。也應瞭解附接膜必須準確地定位，因爲個別 的供給流道1 8 2必須和雷射鑽穿膜1 74的供給孔1 8 6對齊 〇 圖2 4顯示除去L C P通道膜組之L C P模組的下側，此 暴露陣列的盲穴部2 0 0。當以墨水塡注匣時，盲穴部2 〇 〇 含有空氣，以阻尼任何壓力脈衝。此於下文更詳細討論。 列印頭1C附接膜 暫時參考圖3 1至3 3，更詳細描述黏性IC附接膜。膜 1 74被雷射鑽穿且捲繞在捲筒i 98，以方便倂入列印頭厘 9 6內。爲了處理和儲存’膜1 7 4在任一側有二保護襯料； -37- 200838707 其中之一是現存襯料188，其在雷射穿孔之前就附接至膜 ;另一保護襯料是置換襯料’其在鑽孔作業之後才附加上 去。顯示在圖32之膜174的區段，移除一些現存襯料Γ88 以暴露供給孔1 8 6。在膜另一側上的置換襯料^ 9 2，是在 雷射鑽出供給孔1 8 6之後才附加上去。 圖33顯示膜174的層狀構造。中央腹板19〇提供層 狀構造所需的強度’在任一側是黏劑層1 94。黏劑層1 94 φ 被襯料覆蓋。雷射鑽削形成孔1 8 6，其從膜1 7 4的第一側 延伸，且終止於第二側之襯料1 8 8內的某地方。移除第一 側上之有小孔的襯料，並以置換襯料1 92取代。然後將膜 帶捲繞於捲筒198(見圖31)，以在附接之前先儲存和處 理。當組合列印頭匣時，從捲筒1 9 8拉出適當長度，移除 襯料並黏附至LCP模組64的下側，使得孔186對準正確 的墨水供給流道182 (見圖25 )。 φ 促進墨水供給至列印頭1C末端 圖25顯示列印頭1C，其重疊在穿透黏性1C附接膜 174的墨水供給孔186上，膜174重疊在LCP通道模組 176下側內的墨水供給通道182上。藉由附接膜174將鄰 ' 接的列印頭1C 68端對端地設置在LCP通道模組176的底 部上。在各鄰接列印頭1C 68的接合處，其中一個1C 68 具有成列噴嘴的「滴下三角形（droP trianSle)」206部 。該等噴嘴從其餘噴嘴陣列220中的對應列位移’此允許 一個列印頭1C的列印邊緣接續鄰接列印頭1C的列印。藉 -38-

200838707 由位移噴嘴的滴下三角形20 6，不管各噴嘴是否 1C上或在不同1C上之接合處的任一側，鄰接噴 間隔都保持不變。此需要鄰接列印頭IC 6 8的相 位，且使用基準記號2 0 4以達此目標。此製程可 間，但可避免在所列印的影像中產生人爲的結果 不幸的是，相對於其餘陣列220中之噴嘴1 噴嘴在列印頭1C 6 8的末端可能會缺乏墨水。 2 22可由二墨水供給孔的墨水供給。墨水供給孔 靠近的。但是如果從噴嘴至孔224的左側有障石| 的需求，則供給孔226也靠近噴嘴222，所以發 太可能會發生因缺乏墨水而未塡注的情形。 相對地，如果墨水供給孔2 1 6不是供設於年 之間連接處的「額外」墨水供給孔21 0之用，貝 1C 68末端的噴嘴214只和墨水供給孔216呈吞 「具有額外墨水供給孔2 1 0」亦即沒有噴嘴離1 太遙遠以致該等噴嘴會有缺乏墨水的風險。 墨水供給孔208、210兩者是由共同的墨7」 2 1 2所饋給。墨水供給流道2 1 2具有供給二孔白 爲供給孔208只具有噴嘴至其左側，且供給孔： 噴嘴至其右側。因此，經過供給流道2 1 2的全ί 等於只饋給一個孔的供給流道。

圖2 5也特寫墨水供給源（四通道）內通錢 數目和列印頭1C 68內五通道2 1 8的不一致。在 6 8背後之第三和第四通道，由相同的墨水供給？I 在相同的 嘴之間的 對精確定 能很耗時 〇 塊，一些 例如噴嘴 224是最 或特別大 些噴嘴不 鄰 1C 68 在列印頭 體連通。 水供給孔 供給流道 能力，因 1 〇只具有 i流率約略 (顏料） 列印頭1C • 1 8 6供給 -39- 200838707 。這些供給孔被稍微放大，以使兩通道2 1 8間有距離。 此原因在於列印頭1C 68是製造供使用於廣範圍的印 表機和列印頭結構。這些可具有五個顏料通道…青色、洋 紅色、黃色、黑色和紅外（infrared)顏料---但是其他的 印表機（例如本設計）可只爲四通道印表機，而其餘的仍 然可只爲三通道（青色CC、洋紅色MM、和黃色Y)。有 鑑於此，單一顏料通道可被饋給至列印頭1C通道其中的 兩個通道。列印引擎控制器（PEC )微處理器可容易地將 此適應於被送至列印頭1C的列印資料。再者，供給相同 的顏料至1C內的二噴嘴列，可提供用於死噴嘴（dead η ο z z 1 e )補償之多餘噴嘴的地位。 壓力脈衝 當流入列印頭的墨水突然停止時，產生尖銳峰値的墨 水壓力，此現象會發生在列印工作結束時或在一頁的末端 。由於保管人的高速率，所以頁寬列印頭在作業期間需要 高流率供給墨水。因此，在墨水管線內至噴嘴的墨水質量 相對地大，且以可觀的速率運動。 突然地結束列印工作、或單純地在列印頁的末端，都 要求此相對快速流動的相對高容積墨水立即停止。但是突 然擷取墨水動量會升高墨水管線內的衝擊波。LCP模組64 (見圖19)具有特殊勁度，且當管線內的墨水柱進行靜止 時，LCP模組64幾乎沒有提供撓性。由於墨水管線內無 任何順從性，所以衝擊波可超過拉普拉斯壓力（在噴嘴開 -40- 200838707 口之墨水的表面張力所提供的壓力，其用以將墨水保留在 噴嘴室內），且淹沒列印頭噴嘴的前表面。如果噴嘴被淹 沒，則墨水可不噴射，且人爲造成的結果顯現在列印中。 當噴嘴發射率和墨水管線的共振頻率匹配時，墨水內 會產生共振脈衝。再者，因爲界定墨水管線的勁性構造， 所以用於一種顏色之大部分噴嘴同時發射，會在墨水管線 內產生標準波或共振脈衝。此可導致噴嘴氾濫（或被淹沒 )，或相反地，如果拉普拉斯壓力超過，則因爲在峰値之 後的壓力降，噴嘴未塡注。 爲了解決此問題，LCP模組64倂入有脈衝阻尼器， 以從墨水管線移除壓力峰値。阻尼器可爲封閉的氣體容積 ，其可被氣體壓縮。在另一實施例中，阻尼器可爲墨水管 線的柔順性區段，其可彈性地撓區並吸收壓力脈衝。 爲了使設計複雜性降至最低並保留袖珍的形式，本發 明使用可壓縮的氣體容積，以阻尼壓力脈衝。以小容積的 氣體可獲得利用氣體壓縮而阻尼壓力脈衝。此保有袖珍設 計，同時避免墨水壓力內瞬間峰値所致的任何噴嘴淹沒。 如圖24和26所示，脈衝阻尼器並不是單一的氣體容 積供墨水內的脈衝壓縮，而是沿著LCP模組64的長度分 布的陣列穴部200。運動經過長形列印頭（例如頁寬列印 頭）的壓力脈衝，可在墨水流動管線內的任何點被阻尼。 但是當脈衝通過列印頭1C內的噴嘴時，不管脈衝是否稍 後在阻尼器處消散，脈衝會使噴嘴被淹沒。藉由將多個脈 衝阻尼器倂入墨水供給導管且緊鄰噴嘴陣列，任何壓力峰 -41 - 200838707 値在其會造成有害淹沒氾濫的地點都會被阻尼。 在圖26中可看到空氣阻尼穴部200配置成四列，每 一列穴部直接位在LCP通道模組176內之LCP主通道184 上方。主通道1 84內之墨水中的任何壓力脈衝，直接作用 在穴部200內的空氣上，並快速地逸散。 列印頭塡注 現在特別參考示於圖27之LCP通道模組176，來描 述塡注匣。藉由從射流系統（見圖6 )的泵施加至主通-道 出口 232的吸力，墨水會塡注LCP通道模組176。主通道 184被墨水注滿，然後墨水供給流道182和列印頭1C 68 藉由毛細作用自行塡注。 主通道184相對地長且細。再者，如果空氣穴部200 是用於阻尼墨水內的壓力脈衝，則空氣穴部200必須保持 未塡注。此對塡注過程可能會有問題，在塡注過程中可藉 由毛細作用而輕易地注滿穴部2 0 0、或者主通道可能因爲 被困住的空氣而無法完全塡注。爲確保LCP通道模組1 76 完全塡注，主通道184在出口 232之前的下游端具有壩 228。爲確保LCP模組64內的空氣穴部200不塡注，空氣 穴部200具有開口，且開口具有銳利的上游邊緣，以引導 墨水彎液面不向上行經穴部的壁。 參考圖28A、28B和29A至29C詳細描述匣的這些方 面。這些圖示意地例示塡注過程。圖28A、28B顯示如果 有壩在主通道內可能會發生的問題，而圖29 A至29C顯示 -42- 200838707 壩228的功能。 圖28A、28B是穿過LCP通道模組176的其中一主通 道1 8 4和通道之頂部內空氣穴部2 0 0管線的剖面示意圖。 墨水238被抽送經過入口 230，且沿著主通道184的底板 流動。應注意的是前進的彎液面和通道184底板具有陡峭 的接觸角，此使墨水流23 8的前端部略成球狀。當墨水到 達通道184末端時，墨水位準上升，且球狀前端在其餘墨 水流之前先接觸通道的頂部。如圖2 8 B所示，通道1 8 4未 能完全塡注，且空氣現在被困住。此空氣袋會保留且干擾 列印頭的作業。墨水阻尼特徵被改變，且空氣可爲墨水障 礙。 在圖2 9A至29C中，通道184在下游端具有壩22 8。 如圖29A所不，墨水流238聚集在壩228的後面，且朝通 道的頂部上升。壩228在頂部具有銳利邊緣240，做爲彎 液面固定點。前進的彎液面被釘（附著pin)在此錨240 ，所以當墨水位準在此頂部邊緣上方時，墨水不會馬上單 純地流過壩2 2 8。 如圖29B所示，突出的彎液面使墨水上升，直到墨水 注滿通道1 8 4至頂部。由於墨水將穴部密封成分離的空氣 袋，所以在壩228處的突出墨水彎液面脫離銳利頂部邊緣 240’並塡充通道184的末端及墨水出口 232(見圖29C) 。精確定位銳利頂部邊緣240，使得墨水彎液面凸出直到 墨水塡充至通道184的頂部，但是不允許墨水凸出太多以 政墨水接觸末端空氣穴部2 4 2的一部分。如果彎液面接觸 -43- 200838707 且固定至末端空氣穴部242的內部，則該末端空氣穴部 242可能被墨水塡注。據此，壩的高度和其在穴部下的位 置是嚴密地被控制。壩22 8的弧形下游表面，確保沒有進 一步的錨點（anchor point )可允許墨水彎液面跨越間隙 至穴部242。 LCP用於保持穴部位被塡注的另一機構是穴部開口的 上游和下游邊緣。如圖2 8 A、2 8 B和2 9 A至2 9 C所示，所 有的上游邊緣具有弧形過渡面234而下游邊緣23 6是銳利 的。沿著通道1 84頂部前進钓墨水彎液面，可釘在銳利的 上游邊緣，然後藉由毛細作用向上運動進入穴部。在上游 邊緣的的過渡表面（特別是弧形過渡表面234 )移除銳利 邊緣所提供的強錨點。 類似地，申請人的努力已發現，如果穴部200已被一 些墨水不利地塡充，則銳利的下游邊緣2 3 6可促進去除塡 注。如果印表機被撞擊、搖動或傾斜，或射流系統因任一 理由而必須逆流，則穴部200可能完全或局部塡注。當墨 水再以其正常的方向流動時，銳利的下游邊緣23 6幫助將 彎液面拉回至自然錨點（亦即銳利角落）。以此方式，運 動墨水彎液面經過LCP通道模組176的管理，是用於正確 地塡注匣的機制。 本文已藉由只做爲例子的方式描述本發明。此領域的 熟悉技藝者可認出未脫離寬廣發明槪念之精神和範圍的變 化和修飾。據此，附圖所描述和顯示的實施例，只能嚴謹 地認爲例示用，而絕非對本發明的限制。 -44- 200838707 【圖式簡單說明】 參考附圖且藉由只做爲例子的方式描述本發明的各實 施例。附圖爲： 圖1是將本發明具體化之印表機的側前方透視圖； 圖2顯示圖1之印表機，且前面在打開位置； 圖3顯示圖2之印表機，且除去列印頭匣； 圖4顯示圖3之印表機，且除去外殼體； 圖5顯示圖3之印表機，且除去外殼體，但安裝有列 印頭匣； 圖6是印表機射流系統的示意代表； 圖7是列印頭匣的前上方透視圖； 圖8是在其保護套內之列印頭匣的前上方透視圖； 圖9是除去其保護套之列印頭匣的前上方透視圖； 圖1 〇是列印頭匣的前下方透視圖； 圖1 1是列印頭匣的後下方透視圖； 圖1 2顯示列印頭匣各側的視圖； 圖1 3是列印頭匣的立體分解圖； 圖1 4是穿過列印頭匣之墨水入口親合器的橫向剖面 9 圖15是墨水入口和過濾器組合體的分解立體圖； 圖1 6是嚙合有印表機閥之匣閥的剖面視圖； 圖17是LCP模組和可撓PCB的透視圖； 圖1 8是圖1 7所示***區塊A的放大視圖； -45- 200838707 圖1 9是LCP模組/可撓印刷電路板/列印頭1C組合體 的下方立體分解圖； 圖20是LCP模組/可撓印刷電路板/列印頭1C組合體 的上方立體分解圖； 圖2 1是LCP模組/可撓印刷電路板/列印頭1C組合體 之下側的放大視圖； 圖22顯示除去圖2 1的列印頭1C和可撓印刷電路板 後的放大圖； 圖23顯示除去圖22之列印頭1C附接膜後的放大圖 9 圖24顯示除去圖23之LCP通道膜組後的放大圖； 圖25顯示列印頭1C具有重疊在墨水供給流道上之背 面通道和噴嘴； 圖26是LCP模組/可撓印刷電路板/列印頭1C組合體 之橫向放大透視圖； 圖27是1^0?通道模組的平面視圖； 圖28 A、28 B是LCP通道模組無壩時塡注的剖面示意 圖； 圖29A、29B、29C是LCP通道模組具有壩時塡注的 剖面示意圖； 圖3 0是L CP模組具有接觸力和反應力位置的橫向放 大透視圖； 圖3 1顯不IC附接膜的捲同， 圖32顯示各襯料之間的1C附接膜的剖面；和 -46- 200838707 圖33是顯示膜之層狀構造的局部剖面視圖。 【主要元件符號說明】 2 :印表機 4 :主體 6 :樞轉面 8 :顯示螢幕 1 〇 :控制鈕 12 :媒介疊 1 4 :饋給盤 1 6 :已列印片體 1 8 :出口槽 2 〇 :凸輪 22 :接點 24 :釋放槓桿 2 6 :把手 2 8 :支承表面 3 〇 :結構性構件 3 2 :接觸肋 6 0·墨水罐 62 :泵 64 :液晶聚合物（LCP )模組 66 :關閉閥 68 :列印頭積體電路（1C) -47- 200838707 72 :調節器 74 :氣泡出口 76 :密封的導管 7 8 ·•空氣入口 80 :出口 82 :過濾器 84 :上游墨水管線 0 8 6 :下游墨水管線 8 8 :感應器 9 0 :電子控制器 92 :貯槽 94 :蓋體 96 ：(列印頭）匣 98 :保護套 100 :匣底座（底盤模組） _ 102 :底座蓋 1 0 4 :匣接點 I 0 4 :匣接點 106 :紙遮罩 * 108 :可撓印刷電路板 II 〇 :導線接合 1 1 2 A ·上游墨水親合器 I 12B ：下游墨水耦合器 II 4 :匣閥 -48- 200838707 116:入口歧管及過濾器 118:出口歧管 120 :彈性連接器 122 :液晶聚合物（LCP )入口（墨水入口） 124 :液晶聚合物（LCP )岀口（墨水出口） 126 :彈性套筒 ， 128 :固定閥構件 130 ：過濾器膜 1 3 2 :上游過濾器室 134 :下游過濾器室 136 :液晶聚合物（LCP )通道 1 3 8 :頂部通道 142 :導管（印表機閥） 146 :套環 148 :導管末端 150 :導管 1 5 2 :墨水流 1 5 6 :過濾器出口 1 5 8 :過濾器入口 1 6 0 :間隔肋 162 :分隔壁 164 :導線接合接點 166 :埋頭孔 168 :埋頭孔 -49- 200838707 170:弧形支撐表面 1 72 :紙遮罩 174 :黏性積體電路（1C)附接膜 176 :液晶聚合物（LCP)通道模組 1 7 8 :凹部 180 :電子組件 182 :墨水供給流道 184 :液晶聚合物（LCP )主通道 186 :(雷射鑽出）供給孔 1 8 8 :現存襯料 190 :中央腹板 192 :置換襯料 1 94 :黏劑層 196 :馬達 1 98 :捲筒 200 :穴部 204 :基準記號 206 :滴下三角形 208 :(墨水）供給孔 2 1 0 :(墨水）供給孔 2 1 2 :(墨水）供給流道 2 1 4 :噴嘴 2 1 6 :(墨水）供給孔 2 1 8 :通道 -50- 200838707 220 :噴嘴陣列 222 :噴嘴 224 :(墨水）供給孔 226 :(墨水）供給孔 228 :壩 230 :入□ 232 :主通道出口 234 :弧形過渡面 236 :下游邊緣 2 3 8 :墨水（流） 240 :銳利邊緣

Claims (1)

1. 200838707 十、申請專利範圍 1 . 一種噴墨印表機用的列印頭，該噴墨印表機具有 列印引擎控制器，用於接收列印資料並將該列印資料傳送 至該列印頭，該列印頭包含： 一列印頭積體電路，其具有用於噴射墨水之陣列的噴 嘴； 一支撐構造，用於將該列印頭積體電路安裝在該印表 機內且鄰接紙路徑，該列印頭積體電路安裝在該支撐構造 的面上，其在使用時面對該紙路徑； 一可撓印刷電路板，具有用於操作該列印頭積體電路 上之該陣列噴嘴的驅動電路，該驅動電路具有藉由軌跡連· 接在該可撓印刷電路板內的電路組件，該可撓印刷電路板 也具有用於接收來自該列印引擎控制器之列印資料的接點 ，該可撓印刷電路板在該等接點處安裝至該支撐構造的一 面上，該面未面對該紙路徑，使得該可撓印刷電路板延伸 經過在該列印頭積體電路和該等接點之間的彎曲區段；其 中， 該列印頭積體電路和該電路組件彼此鄰接，且藉由該 可撓印刷電路板的該彎曲區段與該等接點分離。 2.如申請專利範圍第1項所述噴墨印表機用的列印 頭，其中該支撐構造具有弧形表面，以支撐該可撓印刷電 路板的該彎曲區段。 3 ·如申請專利範圍第2項所述噴墨印表機用的列印 頭’其中該可撓印刷電路板在該等電路組件處固定至該支 -52- 200838707 撐構件。 4.如申請專利範圍第1項所述噴墨印表機用的列印 頭，其中該等電路組件包括電容，其在該列印頭積體電路 上之噴嘴的發射順序期間放電。 5 ·如申請專利範圍第1項所述噴墨印表機用的列印 頭，其中該支撐構造是液晶聚合物模組。 6 ·如申請專利範圍第5項所述噴墨印表機用的列印 頭’其中該液晶聚合物模組具有墨水導管，用於供給墨水 至該列印頭積體電路。 7·如申請專利範圍第6項所述噴墨印表機用的列印 頭’其中該等墨水導管導通至在該液晶聚合物模組之該面 內的出口，該列印頭積體電路安裝在該面上。 8 .如申請專利範圍第1項所述噴墨印表機用的列印 頭，其中該列印頭是頁寬列印頭。 9 .如申請專利範圍第1項所述噴墨印表機用的列印 頭’其中該支撐構造具有匣支承區段和力傳輸構件；該匣 支承區段位在與該等接點相對，該力傳輸構件從該等接點 延伸至匣支承區段，使得當裝設在該印表機內時，來自該 印表機之相配合接點的壓力，經由該力傳輸構件直接傳輸 至該匣支承區段。 1 〇 .如申請專利範圍第9項所述噴墨印表機用的列印 頭，其中該支承區段包括定位結構，用以和該印表機上的 相配合結構嚙合。 11.如申請專利範圍第1 0項所述噴墨印表機用的列 - 53- 200838707 印頭，其中該定位結構是具有圚弧遠端的脊部，使得一旦 該脊部已嚙合該印表機時，該匣可旋耨進入位置。 -54-