用于高分辨率打印引擎的可拆卸驱动电子单元.pdf

本发明提供一种用于按需喷墨式打印的打印引擎，其具有可拆卸的喷墨结构和可拆卸的驱动电子单元。喷墨结构可以包括致动机构、喷嘴以及柔性电路。驱动电子单元可以包括输入端口、至少一个驱动器芯片和输出端口。输入端口可以接收来自外部信息源的电子数据，并且将所接收的电子数据转换成用于激励致动机构的电信号。驱动电子单元的输出端口和柔性电路可以通过使用电连接装置可拆卸地连接。此连接可以用于由驱动电子单元产生的电信号传输到致动机构。这些信号可以控制激励致动机构的时刻，由此控制从喷墨结构到相邻基材的墨滴的形成和喷射。

1.  一种打印引擎，包括：
驱动电子单元，所述驱动电子单元包括至少一个驱动器芯片，并包括输入端口和输出端口，所述输入端口被可操作地连接来接收来自外部信息源的电信号；
喷墨结构，所述喷墨结构包括主体、供墨入口、致动机构、喷嘴和柔性电路，所述柔性电路具有第一端和第二端；以及
电连接装置，所述电连接装置被构造用于所述驱动电子单元的所述输出端口与所述柔性电路的所述第二端的可拆卸连接。

2.  如权利要求1所述的打印引擎，其中，所述致动机构是压电机构。

3.  如权利要求2所述的打印引擎，其中，所述至少一个驱动器芯片被附装到印刷电路板上。

4.  如权利要求1所述的打印引擎，其中，所述电连接装置包括连接器、夹条、至少一个紧固件和安装板。

5.  如权利要求4所述的打印引擎，其中，所述柔性电路的所述第一端被永久性地附接到所述喷墨结构。

6.  如权利要求4所述的打印引擎，其中，所述驱动电子单元由至少一个附加的紧固件至少部分地附装到所述安装板上。

7.  如权利要求1所述的打印引擎，其中，所述电连接装置包括压配型连接器，所述压配型连接器用于所述驱动电子单元的所述输出端口与所述柔性电路的所述第二端之间的可拆卸连接。

8.  一种打印引擎，包括：
驱动电子单元，所述驱动电子单元包括至少一个驱动器芯片，所述至少一个驱动器芯片被构造来接收来自外部信息源的电子数据，所述至少一个驱动器芯片被构造来产生多个电信号；
喷墨结构，所述喷墨结构包括主体、供墨入口、致动机构、喷嘴和柔性电路，所述柔性电路具有第一端和第二端；以及
电连接装置，所述电连接装置包括连接器、夹条和至少一个紧固器，所述电连接装置被构造用于所述驱动电子单元与所述柔性电路的所述第二端的可拆卸连接。

9.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述致动机构是压电机构。

10.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述驱动电子单元还包括输入端口和输出端口，所述输入端口被可操作地连接来接收来自外部信息源的电信号，所述输出端口可操作地连接到所述柔性电路的所述第二端。

11.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述至少一个驱动器芯片被附装到印刷电路板上。

12.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述电连接装置还包括安装板。

13.  如权利要求12所述的打印引擎，其中，所述驱动电子单元由至少一个附加的紧固件至少部分地附装到所述安装板上。

14.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述柔性电路的所述第一端被永久性地附接到所述喷墨结构。

15.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述电连接装置包括压配型连接器，所述压配型连接器用于所述柔性电路与所述喷墨结构之间的可拆卸连接。

16.  如权利要求8所述的打印引擎，其中，所述电连接装置包括引脚插座型连接器，所述引脚插座型连接器用于所述柔性电路与所述喷墨结构之间的可拆卸连接。

17.  一种打印引擎，包括：
驱动电子单元，所述驱动电子单元包括输入端口、至少一个驱动器芯片、输出端口和印刷电路板，所述至少一个驱动器芯片被构造来接收来自外部信息源的电子数据，所述至少一个驱动器芯片被构造来响应于由所述至少一个驱动器芯片接收的所述电子数据产生多个信号；
喷墨结构，所述喷墨结构包括主体、供墨入口、压电致动机构、喷嘴和柔性电路，所述柔性电路具有第一端和第二端；以及
电连接装置，所述电连接装置包括连接器、夹条、至少一个紧固器和安装板，所述电连接装置被构造用于所述驱动电子单元与所述柔性电路的所述第二端的可拆卸连接，所述驱动电子单元的所述输出端口与所述柔性电路之间的可拆卸连接被构造用于将由所述驱动电子单元所产生的所述多个信号传导到所述压电致动机构，所述多个信号被产生来控制所述压电致动机构的激励。

18.  如权利要求17所述的打印引擎，其中，所述柔性电路的所述第一端被永久性地附接到所述喷墨结构。

19.  如权利要求17所述的打印引擎，其中，所述电连接装置包括压配型连接器，所述压配型连接器用于所述柔性电路与所述喷墨结构之间的可拆卸连接。

20.  如权利要求17所述的打印引擎，其中，所述驱动电子单元由至少一个附加的紧固件至少部分地附装到所述安装板上。

用于高分辨率打印引擎的可拆卸驱动电子单元
技术领域
本发明的实施方式一般地涉及按需喷墨式打印机。具体地，本发明的实施方式涉及允许按需喷墨式打印机的打印引擎中的驱动电子单元和喷墨结构两者的分离的系统。
背景技术
按需喷墨式打印仅仅在需要墨滴用于打印时才选择性地允许墨滴喷射到基材上。更具体地，利用按需喷墨式打印，一滴或多滴墨滴在特定时刻被从打印引擎喷射，使得喷出的墨滴着落在基材上的期望位置处。对释放各个墨滴的时间确定可能需要考虑多种不同的因素，诸如打印引擎和基材之间的距离、喷出墨滴的速度、基材和/或打印引擎相对彼此的行进速度以及打印引擎相对于基材的位置等等。通过各个墨滴的受控的和定时的释放定位墨滴在基材上的位置，使得按需喷墨式打印机不需要其它类型的打印系统经常使用的部件，包括用于使得墨滴带电的充电管道、偏转电极和再循环系统。
按需喷墨式打印机的打印引擎通常包括用于喷射墨液的集成结构(喷墨结构)和电气装置(驱动电子单元)。喷墨结构可以包括墨水被供应到其的喷嘴或孔的阵列。每一个喷嘴与墨水压力腔连通，每一个墨水压力腔被可操作连接到或者包含致动机构。如本领域已知的，按需喷墨式打印机中的致动机构可以使用压电、热、静电或声波方法。
致动机构被构造成由来自驱动电子单元的信号选择性地激励。当被激励时，致动机构影响墨水压力腔中的压力。更具体地，驱动电子单元对致动机构的激励使得致动机构提高墨水压力腔中的压力，这导致被喷出喷嘴并喷到基材上的墨滴的形成。例如，如果致动机构系统是压电机构，则压电振动器或压电换能器的机械运动可以在墨水压力腔中产生压力波，从而产生墨滴，并使得墨滴被从喷墨结构的喷嘴强迫释放出并喷到基材上。此过程可以被不断地重复，直至多个墨滴被置于基材上的期望位置处，从而产生期望的图像或字符。
将喷墨结构和电子驱动单元两者集成在一个装置中可能意味着打印引擎的尺寸相对较小。此外，将这两个功能集成在一起允许一个一元化的装置，由此消除了对于互连电缆的需要。此外，驱动电子单元和喷墨结构之间的任何调节可以被构建在一个用户可更换单元中。
然而，将喷墨结构和驱动电子单元组合在一个装置中可能对于终端用户和制造商来说是昂贵的。具体地，喷墨结构和驱动电子单元通常是打印引擎中两个主要的成本项。通过将这两个昂贵的功能件的组合在一个部件中，每一个功能件不能被单独地按需要更换。更具体地，如果一个功能件需要被更换，例如喷墨结构，则另一个功能件也将不得不被更换，而不管另一功能(在本例中，驱动电子单元)的功能是否正常。因此，与将喷墨和驱动电子功能集成在一个装置中的打印引擎相关的对于终端用户的更换成本或对于制造商的废料成本可能是昂贵的。
发明内容
本发明的某些实施方式提供了用于按需喷墨式打印的打印引擎，其具有可拆卸的喷墨结构和可拆卸的驱动电子单元。更具体地，本发明的实施方式提供了其中可以将喷墨结构与驱动电子单元分离、将驱动电子单元与喷墨结构分离的系统。
喷墨结构可以包括主体、供墨入口、致动机构、喷嘴以及柔性电路。致动机构可以采用压电、热、静电或声波方法。柔性电路可以具有第一端和第二端。在一个实施方式中，柔性电路的第一端可以被永久性地附接到喷墨结构。或者，在另一实施方式中，柔性电路的第一端可以可操作地从喷墨结构拆卸。
驱动电子单元可以包括输入端口、至少一个驱动器芯片和输出端口。根据本发明的一个实施方式，驱动电子单元还可以包括印刷电路板。驱动器芯片可以被可操作地构造来接收来自外部信息源(例如计算机)的电子数据，所述电子数据承载了与将被打印在基材上的期望图像相关的信息。驱动器芯片被构造来响应于从外部信息源接收的电子数据产生多个信号。
由驱动器芯片产生的多个信息被用于控制喷墨结构的激励，具体地，控制致动机构的激励。
驱动电子单元和喷墨结构的柔性电路可以通过使用电连接装置来以可拆卸方式彼此连接。更具体地，当需要时以及如果需要的话，电连接装置可以允许断开驱动电子单元和喷墨机构之间的电连接。任何这样的断开也可以导致驱动电子单元和喷墨结构之间的机械连接的松脱
在一个实施方式中，电连接装置可以被构造来可操作地连接驱动电子单元的输出端口与柔性电路的第二端。驱动电子单元的输出端口与柔性电路的第二端之间的可拆卸连接可以允许由至少一个驱动器芯片产生的多个信号被传输到喷墨结构的致动机构。如前所述的，这些信号可以控制激励致动机构的时刻，由此控制从喷墨结构到相邻基材的墨滴的形成和喷射。
电连接装置可以使用各种不同类型的电连接器，包括压配型连接器或常规的引脚插座型连接器等等。例如，根据一个实施方式，电连接装置可以使用压配型连接器，其可以包括连接器、夹条、至少一个紧固器和安装板。还可以使用附加的紧固器来将驱动电子单元进一步机械固定到安装板上。
附图说明
图1示出了集成了驱动电子单元和喷墨结构两者的标准打印引擎的顶视图。
图2示出了包含具有压电换能器的致动机构的按需喷墨式喷墨结构的图示的剖视图。
图3示出了根据本发明的一个实施方式的打印引擎的分解图。
图4示出了根据本发明的一个实施方式的打印引擎的顶视透视图。
当结合附图阅读时，前述简要说明以及下面对于本发明的某些实施方式的详细描述将被更好地理解。为了说明本发明，在附图中示出了某些实施方式。但是，应该理解，本发明不限于附图中示出的布置和机构。
具体实施方式
图1示出了将驱动电子单元52和喷墨结构54两者集成在一个装置中的标准打印引擎50的顶视图。如图所示，标准打印引擎50可以包括具有第一端58和第二端60的输入电路56。输入电路56的第一端58可以包括连接器，例如常规的引脚插座型连接器62，其可以可操作地连接到外部信息源，诸如计算机或驱动器。第二端60可以永久性地附接到驱动电子单元52上。驱动电子单元52可以被构造来通过输入电路56从外部信息源接收信息，并且通过使用驱动器芯片66，将该信息转换成电信号或电脉冲，所述电信号或电脉冲被用于控制墨滴的形成和墨滴从喷墨结构54的喷出。
图1所示的标准打印引擎50的驱动电子单元52永久性地附接到喷墨结构54上。例如，标准打印引擎50的驱动电子单元52可以被永久性地粘接到喷墨结构54上。
图2示出了包含具有压电换能器78的致动机构80的按需喷墨式喷墨结构54的图示的剖视图。如上所讨论的，按需喷墨式系统的致动机构80可以采用若干不同的方法。因此，图2意在说明利用压电方法的一种形式的按需喷墨式打印的基本原理。
如图2所示，包含压电方法的喷墨结构54可以沿供墨管线72以及在墨水压力腔74中包含墨水70。墨水压力腔74的至少一部分可以包括或者被可操作地连接到隔膜76上。隔膜76可以被附装到压电换能器78上。压电换能器78可以由驱动器芯片66所产生的电信号或电脉冲激励。更具体地，这些信号或电脉冲可以导致压电换能器78和所附装的隔膜76两者的机械运动，这可以在墨水压力腔74中产生压力波。墨水压力腔74中的压力波的产生可以导致墨滴的产生，并且导致墨滴从墨水压力腔74通过喷墨结构54的主体82中的孔或喷嘴84被强迫地释放出。压电换能器78的选择性激励可以导致仅仅形成和喷出那些在相邻的基材上形成期望的图像所必需的墨滴。
图3示出了根据本发明的一个实施方式的打印引擎100的分解图。如图所示，打印引擎100可以包括喷墨结构102、驱动电子单元104以及电连接装置106。喷墨结构102可以包括主体108和供墨入口110。主体108可以包括至少一个喷嘴84和致动机构80。墨水70可以被容纳在喷墨结构102的主体108中，并且分配到歧管中。该歧管可以向主体108中的墨水压力腔74供应墨水70。
墨水压力腔74可以包括或被可操作地连接到致动机构80。如前所述的，按需喷墨式打印机中的致动机构80可以使用压电、热、静电或声波方法。例如，致动机构80可以包括压电振动器、压电换能器78、加热器、喷射电极或声波束发生器等等。此外，墨水压力腔74可以与至少一个喷嘴84连通，墨滴可以通过所述喷嘴84从喷墨结构102朝向基材喷出。在一个实施方式中，喷嘴84可以是主体108中的孔。
柔性电路112可以包括第一端114和第二端116。柔性电路112的第一端114可以被构造成可操作地连接到致动机构80。在本发明的一个实施方式中，柔性电路112的第一端114可以被永久性地连接到喷墨结构102。
驱动电子单元104可以包括输入端口132、至少一个驱动器芯片118以及输出端口134。驱动器芯片118可以被布置在玻璃纤维电路板120上。玻璃纤维电路板120的使用可以允许驱动电子单元104的尺寸和/或构造被设计来适合不同打印机的特定应用封装。
驱动电子单元104的输入端口132可以被可操作地连接到外部信息源，诸如计算机。在一个实施方式中，输入端口132可以是用于引脚插座型电连接的端子。外部信息源可以提供关于将被打印在基材上的期望图像和/或文本的电子数据，包括关于尺寸、形状和/或色彩等等的数据。该电子数据可以通过输入端口132接收，并且被传输到驱动器芯片118。驱动器芯片118可以使用该数据来产生电信号或电脉冲，所述电信号或电脉冲激励喷墨结构102的致动机构。这些电信号或电脉冲可以被传输到驱动电子单元104的输出端口134。
驱动电子单元104的输出端口134可以由电连接装置106被可操作地连接到柔性电路112的第二端116。电连接装置106可以使用各种不同类型的电连接器，包括压配型连接器或常规的引脚插座型连接器等等。驱动电子单元104的输出端口134和柔性电路112的第二端116可以被构造成与特定类型的电连接一起合作工作。此外，选定的电连接装置106也可以将驱动电子单元104与喷墨结构102机械地系紧。在这样的实施方式中，电连接装置106的断开可以使得喷墨结构102和驱动电子单元104之间的机械连接分离，由此有助于将喷墨结构102或驱动电子单元104从打印引擎100彼此独立地拆下。
根据一个实施方式，电连接装置106可以是压配型连接器，其包括连接器122、夹条124、紧固件126和安装板128。连接器122可以包括多个触头136。在这样的实施方式中，当在压配合下时，触头136可以充当被压在柔性电路112的迹线和驱动电子单元104的输出端口134之间的互连弹簧。因此，驱动电子单元104的输出端口134和柔性电路112的第二端116的尺寸、形状和走线可以被构造成与压配型连接器122的构造一起合作工作。
因此，根据一个实施方式，夹条124、柔性电路112、驱动电子单元104以及安装板128可以被构造成接纳至少一个紧固件126的至少一部分，或者允许至少一个紧固件126的至少一部分穿过。合适类型的紧固件126包括翼形螺钉等等。在这样的实施方式中，安装板128可以包括至少一个孔，所述孔具有与紧固件126的螺纹配合的内螺纹。因此，在紧固件126的至少一部分已被插入夹条124、连接器122、柔性电路112和驱动电子单元104中的通孔中之后，紧固件126可以与安装板128中的孔的配合螺纹啮合，通过将紧固件126和安装板128的配合螺纹啮合，可以将其集合到一起，从而压缩连接器122、柔性电路112和驱动电子单元104的至少一部分，同时还导致它们之间的机械连接。
还可以使用附加的紧固件130来将打印引擎100的部件可操作地连接或进一步固定到安装板128上。这些机械连接可以进一步有助于打印引擎100的耐久性，包括打印引擎100在制造、运输和维修期间被搬运或操作时打印引擎100的耐久性。
如前所述，致动机构80的激励可以导致来自墨水压力腔的、从主体108通过喷嘴84被喷出的墨滴的形成。例如，如果致动机构80利用压电换能器78，则来自驱动电子单元的电脉冲可以由压电换能器78转换成墨水压力腔74中的机械运动。这样的机械运动可以导致来自墨水压力腔的、从喷嘴84喷出到相邻基材上的期望位置处的至少一滴墨滴的形成。
图4示出了根据本发明的一个实施方式的打印引擎100的顶视透视图。如图所示，打印引擎100包括驱动电子单元104和喷墨结构102。驱动电子单元104可以包括可操作地连接到电路板120的驱动器芯片118。喷墨结构102可以包括主体108、供墨入口110以及柔性电路112。如前所述，在一个实施方式中，柔性电路112的第一端114可以永久性地附接到喷墨结构102的至少一部分上。柔性电路112的第二端116可以通过使用电连接装置106被可拆卸地连接到电路板120的至少一部分上，其中，根据本发明的实施方式，所述电连接装置106可以包括夹条124和紧固件126。电路板120还可以通过使用附加紧固件130被附装到安装板128(没有示出)上。
尽管已经参考某些实施方式对本发明进行了说明，但是本领域技术人员应当理解，可以进行各种改变并且可以进行等同替换，而不偏离本发明的范围。此外，可以进行多种修改，以使得特定情形或材料适用于本发明的教导，这没有偏离本发明的范围。因此，本发明不限于所公开的具体实施方式，相反，本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。