多部件流体流动结构的制作方法

多部件流体流动结构的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]一些喷墨打印头组件包括用粘结剂连结在一起的多个部件。在部件内形成的通路提供用于墨水从墨水贮槽流动到打印头的路径。
【附图说明】
[0002]图1和图2示出了实施新颖的多部件流体流动结构的一种示例的打印头组件。
[0003]图3和图4是示出用于打印头组件(例如，如图1和图2中所示的的打印头组件)的新颖的多部件流体流动结构的一种示例的分解透视图。
[0004]图5和图6是沿图4中的线5-6、5_6截取的流动结构的透视图和正视截面图。为了简明，从图6中省去了粘结剂。
[0005]图7-10是图3-6的流动结构中的粘结剂接头的放大图。
[0006]贯穿附图，相同附图标记指代相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0007]围绕多部件打印头组件中的墨水流动通路的粘结剂接头中的空气缺陷可能会不良地影响打印头组件的品质和性能。这种类型的接头中的空气缺陷作为在粘结剂和部件表面之间的界面处的浅穴、在粘结剂内的部分气泡或者空隙存在。沿墨水流动路径的粘结剂接头内的空气缺陷在缺陷产生在相邻墨水通路之间的路径的情况下可能会导致持久的颜色混合，并且在缺陷形成从墨水通路到大气的空气路径情况下可能会导致失败的打印机启动和早期打印头堵塞。空气缺陷也会通过减少粘结剂和部件之间的表面面积而减少接头强度，并且通过为墨水流入和侵袭粘结剂产生更多且更短的路径而缩短接头寿命。
[0008]已经针对喷墨打印头组件研发了新颖的多部件墨水流动结构以便减少在部件之间的粘结剂接头内的空气缺陷。在新颖的流动结构的一种示例中，至每个流动管道的开口从开口的较小内部部分沿曲线过渡至形成结合表面的至少一部分的该开口的较大外部部分。在每个部件上的弯曲的结合表面关于接头是对称的并且基本没有可能阻止或困住粘结剂流中的空气的间断部。如下文更具体描述的，新颖的流动结构中断或消除导致粘结剂接头内的空气缺陷的主要机制，并且因此减少了空气缺陷的存在和他们对于打印头组件的品质和性能的不良影响。
[0009]虽然将参考具有可拆卸墨水容器的喷墨打印头组件来描述新颖的流动结构的示例，但是示例不限于这样的打印头组件或喷墨打印机或甚至喷墨打印。新颖的流动结构的示例也可被实现在其他类型的打印头组件、具有集成打印头的墨水筒和其他类型的流体流动装置中。因此，附图所示和下文描述的示例描述但不限制在随附于本说明书的权利要求中所限定的本发明。
[0010]如本文中所用，“打印头”意味着从一个或更多个开口分配液体(例如作为液滴或液流)的喷墨打印机或其他喷墨类型分配器的一部分。
[0011]图1和2示出了实施新颖的多部件流体流动结构12的一种示例的打印头组件10。如图1所示，打印头组件10保持可拆卸墨水容器14、16、18、20，其均包含不同颜色的墨水，例如，蓝绿色(C)、洋红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)墨水。打印头组件10可以携带更少或更多的墨水容器或者供应除上述颜色之外的颜色的容器。现在参考图1和图2 二者，打印头组件12包括用于保持墨水容器14-20的保持器22、墨水流动结构12和打印头24和26。墨水流动结构12的组件的部分在图1中以隐线标出，并且图2中仅示出了结构12的歧管28部件。下文将参考图3-10具体描述墨水流动结构12。
[0012]在图1和图2中所示的打印头组件10的示例中，打印头24分配蓝绿色、洋红色和黄色墨水(如三列喷射孔口 24C、24M、24Y所示的)并且打印头26分配黑色墨水(如单列喷射孔口 26K所示的)。其他合适的打印头构造也是可能的。例如，单个打印头可以被用于分配所有的四种墨水或者针对单色打印机仅分配一种墨水(黑色)，并且每个打印头可以包括更多或更少列的孔口。
[0013]现在还参考图3和图4中所示的墨水流动结构12的分解图，结构12被构造成四个部件的组件:歧管28、打印头安装基底30和墨水供给箱32和34。墨水从容器14-20通过保持器22内的入口 36、38、40、42流动到将墨水携带到管道52、54、56、58的歧管28内的通道44、46、48、50中。墨水流动通过歧管28内的管道52-58流到基底30内的管道60、62、64,66中并进入供给箱32、34内的管道68、70、72、74中。每个箱32、34通过一系列扩展槽76、78、80、82将墨水供给到打印头24、26。墨水流动结构12的其他合适的构造也是可能的。例如，供给箱32、34可以被组合成单个部件，供给箱和基底30被集成为单个部件，或者在单色打印机中可以使用单个供给箱34。
[0014]图5和图6是沿图4中的线5-6、5_6截取的流动结构12的截面图。为了清晰，图6中省略了粘结剂。图7-10是图5和图6所示的流动结构12的示例中的粘结剂接头的放大图。图7示出没有粘结剂的被组装部件。参考图5-10，歧管28在接头84处围绕每个管道52-58被连结到基底30。基底30在接头86处围绕每个管道60-66被连结到每个供给箱32、34。在图5-10中仅示出一个歧管/基底接头84 (在歧管管道58处)和基底/供给箱接头86 (在供给箱管道66处)。预期接头84和86将分别在管道52-58和68-74中的每个处具有相同构造。因此，在流动结构12的这种示例中，图5-10中所示的接头结构对于所有管道52-58和68-74是相同的。
[0015]如图7和图8中最佳所示，至每个流动管道58、66、74的开口 88从较小内部部分92沿曲线90过渡至形成结合表面96的内部部分的较大外部部分94。在所示示例中，每条曲线90均关于接头84、86对称于相反曲线90，以致在组装期间粘结剂均等地浸湿每个结合表面96，并且每条曲线90基本没有边缘、空隙或可能阻挡粘结剂流动或者困住粘结剂流中的空气的其他间断部。同样，在所示示例中，在每个开口 88的外周处的结合表面96是曲线的(椭圆或者圆角)并且过渡曲线90围绕开口 88外周是恒定的。虽然可以使用不同的形状，但是接头的几何构型应该导致粘结剂珠在组装期间被压缩在部件之间时粘结剂珠的所有区域流动相同的量。粘结剂流前沿在角隅处会聚，从而增加了困住空气的风险。因此，虽然在某些流动应用中可能适于利用直线的结合表面96和/或非恒定的曲线90，但是希望的是，结合表面96将通常是具有恒定过渡曲线90的曲线。
[0016]参考图9和图10，围绕每个管道开口 88的弯曲结合表面96有助于沿着结合表面产生毛细作用力，从而驱使粘结剂离开开口 88 (且因此离开管道58、66、74)，如图9中箭头98所示。这些毛细作用力的存在允许更靠近开口 88分配粘结剂，因此最小化了产生耐用的结合所需的横向粘结剂流动，并且因此降低了在接头中困住空气的风险而不会增加阻塞管道58、66、74的风险。弯曲结合表面96还减小容易被浸湿的直的平行结合表面的面积，并且有助于导致形成相对厚的粘结剂100环102，这个环102用作之后胶凝粘结剂的贮槽。
[0017]在粘结剂接头内产生空气缺陷的一种机制是当接头被组装时夹带并困住粘结剂流中的空气。测试表明当粘结剂被驱使经过接头表面内的间断部时或者当空气被困在两个或更多个会聚的粘结剂流前沿之间时能够夹带空气。这两种情况的风险随着粘结剂的横向流动的增加而增加。弯曲的结合表面96基本没有角隅、边缘、空隙或可能阻挡粘结剂的向外流动并沿表面96困住空气的其他间断部。同样地，在所示示例中，结合表面96的曲率和弧长度围绕开口 88均是恒定的并且关于接头在每个部件上均是对称的。这种围绕开口 88的恒定性和关于接头的对称性有助于在组装部件时粘结剂珠的所有区域横向流动相等距离，以便避免使得流前沿会聚并困住空气。
[0018]导致在粘结剂接头内的空气缺陷的第二机制是当粘结剂固化时部件远离彼此 的运动。当结合表面运动离开彼此时，粘结剂将阻止脱湿结合表面，并且将实际随这些表面运动，从而导致通常隆起的凸面轮廓104朝向凹面轮廓106收缩，如图10所示。最终，随着部件继续运动，空隙将在应变的粘结剂内开口，从而允许空气进入接头。由弯曲的结合表面96引入的向外流允许粘结剂被设置成更靠近管道58、66、74，从而在组装时需要更少的粘结剂流并且使得粘结剂处于较小应力水平。因此，每个接头将容许更多运动而不会允许空气进入成块粘结剂。同样地，相反的弯曲结合表面提供了之后的胶凝粘结剂的比较大的贮槽102，所述胶凝粘结剂优先地能够流回接头内以便释放由于部件运动导致的应力并且从而进一步限制困住空气的发生。
[0019]导致在粘结剂接头内的空气缺陷的第三机制是在组装期间过压缩接头，这可能会发生于被调整成适应部件和设备尺寸的一系列变化的自动化组装过程中。过压缩导致粘结剂沿着接头的内部和外部边缘流动并浸湿附加表面区域。当接头松弛时，粘结剂阻止脱湿这些区域，这类似于在上文描述的在粘结剂固化期间部件运动时。在接头84、86内部处的相反的弯曲结合表面96在接头填充容量和粘结剂的向内位移之间提供非线性关系。已经发现，不是针对在直的平行结合表面内看到的粘结剂填充容量的每个单位增加而言向内位移恒定增加，而是粘结剂的向内位移实际上随着接头内的粘结剂容量的增加而减少。相反的弯曲结合表面的独特的形状在接头填充容量和粘结剂的向内位移之间产生非线性关系。在过压缩期间，在粘结剂被驱使成沿两个边缘流动且浸透额外表面区域之前较大容量的粘结剂能够隆起(图10中的凸面轮廓104)到接头的内部部分内。在松弛期间，已经移动到隆起内的粘结剂能够流回接头(图10中的凹面轮廓106)内。由于在过压缩期间浸湿较少的额外表面区域，粘结剂将比具有直表面的接头具有更小的应力水平，从而进一步降低在接头边缘处困住空气的风险。
[0020]最终，粘结剂的向内位移实际上随着接头中的粘结剂容量的增加而减少。这意味着之后的胶凝粘结剂的贮槽102能够被有效地用于释放部件运动所导致的应力(如上所述)而不会阻塞墨水流动管道58、66、74。
[0021]虽然过渡曲线90的形状和大小可以根据具体流动结构而变化，但是可以预期的是，至少0.5毫米的半径90将适用于喷墨打印头组件(如图1和图2所示的喷墨打印头组件)中的流动结构。同样地，可以预期的是，尽可能大的半径或其他曲线90将理想地用于大部分流动结构，以便增加粘结剂贮槽102的适应组装部件的累积公差的能力。因此，曲线90的大小仅应该由模制考虑和固化粘结剂的能力限制。粘结剂可能流动所处的接头表面应该基本没有凸起边缘、空隙或者在粘结剂流动期间可能中断粘结剂流前沿或困住空气的其他间断部。例如，测试表明，小至0.08毫米的模制插入溢流环能够将空气困在接头内。
[0022]如本说明书的开始部分陈述的，附图中示出且上文描述的示例用于描述但不限制本发明。其他的示例也是可能的。因此，上文的描述不应该被看作限制在所附权利要求中限定的本发明范围。
【主权项】
1.用于将流体从第一部件运送到第二部件的组件，包括: 第一结构，其具有用于接收来自所述第一部件的流体的第一管道、来自所述第一管道的第一开口以及围绕所述第一开口的第一结合表面，所述第一开口从所述第一开口的较小内部部分沿第一曲线过渡至形成所述第一结合表面的至少一部分的所述第一开口的较大外部部分； 第二结构，其限定用于接收来自所述第一管道的流体且朝向所述第二部件运送流体的第二管道、至所述第二管道的第二开口以及围绕所述第二开口的第二结合表面，所述第二开口对齐于所述第一开口并且从所述第二开口的较小内部部分沿第二曲线过渡至形成所述第二结合表面的至少一部分的所述第二开口的较大外部部分；以及 粘结剂，其在所述第一和第二结合表面处将所述第一和第二结构结合在一起。2.根据权利要求1所述的组件，其中所述第二曲线关于在所述第一结构和所述第二结构之间的所述接头对称于所述第一曲线。3.根据权利要求2所述的组件，其中所述第一和第二弯曲结合表面均没有间断部，当所述结构被组装以便结合以及粘结剂被挤压在所述结构之间时所述间断部阻碍粘结剂流动。4.根据权利要求2所述的组件，其中: 所述第一曲线围绕所述第一开口的曲线外周是恒定的；并且 所述第二曲线围绕所述第二开口的曲线外周是恒定的。5.根据权利要求4所述的组件，其中，每条曲线包括至少0.5毫米的半径。6.要被组装成流体流动结构的部件，包括: 第一部件，其具有在其内的第一开口和围绕所述第一开口的第一粘结剂结合表面； 第二部件，其具有在其内的第二开口和围绕所述第二开口的第二结合表面；以及 所述第一和第二结合表面均被构造成，当所述部件被组装用于结合且粘结剂被挤压在所述部件之间时沿所述结合表面产生毛细作用力从而驱使粘结剂离开所述开口。7.根据权利要求6所述的部件，其中每个结合表面还被构造成当所述部件被组装用于结合且粘结剂被挤压在所述部件之间时产生用于之后胶凝粘结剂的贮槽。8.根据权利要求6所述的部件，其中被构造成沿所述结合表面产生毛细作用力从而驱使粘结剂离开所述开口的每个结合表面包括:当所述部件被组装用于结合时与另一结合表面对齐且对称的弯曲结合表面。9.根据权利要求7所述的部件，其中被构造成当所述部件被组装用于结合且粘结剂被挤压在所述部件之间时产生用于之后胶凝粘结剂的贮槽的每个结合表面包括:当所述部件被组装用于结合时与另一结合表面对齐且对称的弯曲结合表面。10.根据权利要求8所述的部件，其中: 所述第一曲线围绕所述第一开口的曲线外周是恒定的；并且 所述第二曲线围绕所述第二开口的曲线外周是恒定的。11.根据权利要求10所述的部件，其中，每条曲线包括至少0.5毫米的半径。12.—种打印头组件，包括: 分配液体的打印头； 接收液体的入口； 多部件结构，其允许液体从所述入口流到所述打印头，所述结构包括: 第一部件，其具有第一管道和围绕来自所述第一管道的出口的弯曲第一结合表面； 第二部件，其具有第二管道、至所述第二管道的且对齐于来自所述第一管道的所述出口以致液体可以从所述第一管道流到所述第二管道的入口、以及围绕至所述第二管道的所述入口且与所述第一结合表面相反且对称的弯曲第二结合表面；以及 第一粘结剂，其沿着所述第一和第二结合表面将所述第一和第二部件结合在一起。13.根据权利要求12所述的打印头组件，其中: 所述第二管道也包括来自所述第二导管的出口和围绕来自所述第二管道入口的所述出口的第三弯曲结合表面；以及所述多部件结构也包括: 第三部件，其具有第三管道、至所述第三管道的且对齐于来自所述第二管道的所述出口以致液体可以从所述第二管道流到所述第三管道的入口、以及围绕至所述第三管道的所述入口且与所述第三结合表面相反且对称的弯曲第四结合表面；以及 第二粘结剂，其沿着所述第三和第四结合表面将所述第二和第三部件结合在一起。
【专利摘要】在一种示例中，要被组装成流体流动结构的部件包括：第一部件，其具有在其内的第一开口和围绕所述第一开口的第一粘结剂结合表面；第二部件，其具有在其内的第二开口和围绕所述第二开口的第二结合表面；以及所述第一和第二结合表面均被构造成，当所述部件被组装用于结合且粘结剂被挤压在所述部件之间时沿所述结合表面产生毛细作用力从而驱使粘结剂离开所述开口。
【IPC分类】B41J2/14, B41J2/045, B41J2/145
【公开号】CN104884259
【申请号】CN201280078090
【发明人】M.C.当宁, C.E.伊里尼伊米, R.S.维科韦雷
【申请人】惠普发展公司，有限责任合伙企业
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2012年12月3日
【公告号】DE112012007195T5, US20150314600, WO2014088533A1