[發明專利]具有循環泵的流體噴射組件

有效

• 申請號: 201080069861.5
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN103153627A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: A.戈夫亞迪諾夫;J.奧亞克
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: B41J2/175
• 分類號: B41J2/175;B41J2/045;B41J2/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;王洪斌

背景技術

噴墨打印機中的流體噴射設備提供流體滴液（fluid?drops）的按需求滴液噴射。一般而言，噴墨打印機通過經過多個噴嘴向打印介質、諸如紙張上噴射墨滴來打印圖像。通常以一個或者多個陣列來布置噴嘴，使得墨滴從噴嘴的恰當順序噴射使字符或者其他圖像隨著打印頭（printhead）和打印介質相對于彼此移動而打印在打印介質上。在具體示例中，熱噴墨打印頭通過經過加熱元件傳遞電流以生成熱并且在發射腔（firing?chamber）內蒸發流體的小部分來從噴嘴噴射滴液。在另一示例中，壓電噴墨打印頭使用壓電材料致動器以生成迫使墨滴離開噴嘴的壓力脈沖。

雖然噴墨打印機以合理成本提供高打印質量，但是持續的改進依賴于克服在它們的發展中保持的各種挑戰。例如在存儲或者非使用時段期間，噴墨打印頭中的噴嘴可能在孔區域中發展出外皮（crust）和/或粘性墨栓塞。在噴嘴孔區域中的粘性栓塞或者固體膜狀外皮可能由于墨干燥和墨成分固結而形成。栓塞或者外皮防止滴液在噴嘴噴射元件被致動時發射（fire）。在噴墨打印機中繼續不利地影響打印質量和成本的其他挑戰包括打印頭中的氣泡管理和顏料墨載色劑分離（pigment-ink?vehicle?separation）（PIVS），這可能引使墨流堵塞、由于流淌所致的墨泄漏、使部分全打印盒表現為空以及引起總體打印質量降級。

附圖說明

現在參照以下附圖通過示例描述本實施例，在附圖中：

圖1圖示根據一個實施例的作為適合于合并流體噴射組件的噴墨打印系統而實現的流體噴射設備；

圖2示出根據一個實施例的切過滴液生成器和出口通道的流體噴射組件的橫截面圖；

圖3示出根據一個實施例的切過流體泵元件和入口通道的流體噴射組件的橫截面圖；

圖4示出根據一個實施例的具有單個再循環通道和泵元件的流體噴射組件內的微再循環架構的部分俯視圖；

圖5示出根據一個實施例的具有單個泵元件和具有再循環通道的多個噴射元件的流體噴射組件內的微再循環架構的部分俯視圖；

圖6示出框圖，該框圖圖示根據一個實施例的流體噴射組件的襯底上的附加集成電路；

圖7示出框圖，該框圖圖示根據一個實施例的流體噴射組件的襯底上的附加集成電路，該流體噴射組件具有支持每個單獨泵元件的專用驅動電路。

具體實施方式

問題和解決方案的概述

如上文指出的那樣，在噴墨打印系統的開發中仍然必須克服各種挑戰。例如在這樣的系統中使用的噴墨打印頭繼續有墨堵塞和/或阻塞的麻煩。墨堵塞和/或阻塞的原因包括在噴嘴孔區域中粘性栓塞和外皮的發展，這些栓塞和外皮例如在存儲或者未使用時段期間由于墨干燥和墨成分固結而形成。其他原因包括打印頭中的氣泡和顏料墨載色劑分離（PIVS）。

對這樣的問題的先前解決方案已經主要涉及到在使用打印頭之前和之后維護它們。例如，通常在未使用期間遮蓋（cap）打印頭以防止噴嘴被干燥的墨阻塞。遮蓋在打印頭周圍和在噴嘴中提供有利氛圍，該氛圍幫助防止墨變干燥，這減少噴嘴中的結外皮和墨栓塞形成的風險。在使用噴嘴之前也通過經過它們噴吐（spit）墨來灌注（prime）它們。噴吐是向維護站中的吐盂（spittoon）中噴射墨。噴吐幫助防止已經有一些時間未發射的噴嘴中的墨變干燥和結外皮。這些解決方案的缺點包括由于在打印機啟動時防止立即打印的必要維護時間所致的打印延遲以及由于在維護期間消耗的大量墨所致的總擁有成本增加。

應對問題、諸如粘性墨栓塞、結外皮、氣泡和PIVS的其他更新近方法涉及到通過片上（on-die）墨再循環對墨的微再循環。例如一種微再循環技術向噴嘴發射電阻器施加亞TOE（接通能量）脈沖以引起墨再循環而未發射（即未接通）噴嘴。這一技術具有包括向噴嘴層上攪拌（puddle）墨的風險的一些缺點。另一種微再循環技術包括片上墨再循環架構，這些架構實施輔助泵元件以通過墨再循環改進噴嘴可靠性。雖然這樣的微再循環架構朝著改進噴墨打印頭內的氣泡管理和PIVS問題邁出一大步，但是在噴嘴孔區域中通常仍然存在在使用再循環架構時完全不受腔中的墨混合所影響的某一死體積（dead?volume）。因此，噴嘴孔區域中的粘性墨栓塞和/或結外皮問題可能持續。