一种热喷墨打印头１００和通过使墨流过给送过渡腔１３０来对流冷却打印头的方法２００。该热喷墨打印头１００包括横梁１１０和与该横梁相邻的给送通道１２０。该打印头还包括位于给送通道１２０的输入和储墨器１４０之间的给送过渡腔１３０。墨流过位于储墨器１４０和给送通道１２０之间的给送过渡腔１３０以进行对流冷却。用于冷却的方法２００包括提供２１０给送过渡腔，以及使墨从储墨器经由给送过渡腔流动２２０至给送通道。流动的墨建立了给送过渡腔的侧壁１３２、１３４和墨之间的温度梯度。该温度梯度有利于对打印头的对流冷却。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热喷墨装置。特别地，本专利技术涉及用于热喷墨装置的喷墨打印头。
技术介绍
喷墨打印机和相关喷墨装置已被证明是可靠、有效且通常符合成本效益的部件， 其用于将墨和其它相关的液体材料的精确控制的量准确地递送到诸如但不限于玻璃、纸张、布料、幻灯片和相关聚合物膜的各种衬底上。例如，在纸张上进行消费者市场数字打印的现代喷墨打印机提供超过2400点每英寸(DPI)的打印分辨率，提供大于20-30张每分钟的打印速度，并且在‘按需滴墨(drop-on-demand)’方法中递送通常以微微升度量的各个墨滴。由这些现代喷墨打印机所提供的相对低的成本、高打印质量和通常鲜艳的颜色输出已使得这些打印机在消费者市场上成为最常用的数字打印机。当前，除了消费者市场，还对将喷墨打印用于高速商业和工业应用中存在相当大的兴趣。通常，用于按需滴墨喷墨打印机和相关喷墨打印系统的喷墨打印头可以采用用于排出墨滴的至少两种技术的其中之一。这些技术的第一种技术采用压电效应或基于压电的排出器元件来从打印头排出墨滴。这些技术中通常被称为热喷墨打印的第二种技术采用由排出器元件产生的局部热量来使墨的一部分蒸发。由于蒸发所产生的气泡膨胀，从而将墨的剩余部分作为墨滴从喷墨打印头排出。热喷墨打印机的操作方面的受限因素在于去除在从喷墨打印头排出墨期间所产生的过多热量。特别地，喷墨打印头的过热可能显著地限制最大排出或发射频率，并且对热喷墨打印所采用的墨的类型和通常组成施加约束。因此，已经存在并且继续存在对用于控制并从热喷墨打印头最终去除该热量的部件的相当大的兴趣。这种用于喷墨打印头的热量去除或冷却的部件将满足长期需求。附图说明通过参考以下结合附图进行的详细说明，本专利技术实施例的各种特征可以被更容易地理解，在附图中，相同的附图标记表示相似的结构元件，并且其中图1示出根据本专利技术实施例的热喷墨打印头的截面图。图2示出根据本专利技术实施例的热喷墨打印头的透视图。图3示出根据本专利技术实施例的用于冷却热喷墨系统中的打印头的方法的流程图。具体实施方式本专利技术实施例使用对流冷却来便于从喷墨装置、打印机或系统中的热喷墨打印头去除热量。该对流冷却有效地从打印头的主体提取热量，并将该热量传送至正被打印头从打印头排出的墨。与传统的打印头结构相比，本专利技术实施例提供打印头主体和墨之间的改善的热耦合。此外，根据本专利技术的各种实施例，由于墨的流动而在墨内和横跨墨与主体的界面引起相对较强的热梯度，其中，墨的流动进一步有利于主体和墨之间的热流。本专利技术实施例所利用的对流冷却例如可以允许实现较高的发射频率和较低的整体墨温度。在传统的热喷墨打印头结构中，排出元件将墨作为墨滴从打印头的喷嘴排出。排出元件(例如，电阻加热器)通常位于喷嘴下面的气泡膨胀腔内。该排出器元件在气泡膨胀腔内形成气泡。气泡膨胀从而排出墨。将排出用的墨从储墨器经由给送通道提供至气泡膨胀腔。在传统结构中，储墨器与给送通道直接连通。用于冷却热喷墨打印头的主要方式是将热量从打印头的主体传送至正被排出的墨。热传送或热流主要发生于给送通道和气泡膨胀腔内。特别地，在墨从储墨器被抽吸通过给送通道时，热流越过给送通道的侧壁并进入墨中。在墨通过喷嘴被排出时，额外的热流进入气泡膨胀腔内的墨中。将相对较小的热量从打印头主体被传送至储墨器内的墨。这样，在打印头的工作期间，给送通道和气泡膨胀腔内的墨相对较热(通常处于打印头的稳定状态温度附近)，而储墨器内的墨相对较冷。根据本专利技术的各种实施例，在打印头的储墨器以及一个或多个给送通道之间提供给送过渡腔。因此，从储墨器流出的墨在进入给送通道之前必须流过给送过渡腔。给送过渡腔的宽度小于储墨器的宽度。例如，给送过渡腔的宽度可能为储墨器的宽度的几分之一。给送过渡腔的较小的宽度增大了墨和打印头主体之间的接触。特别地，给送过渡腔的侧壁面积与给送过渡腔内的墨的容积的比大于储墨器内的侧壁面积与墨容积的比。与通常存在于储墨器中的比相比，增大的比使得墨和侧壁之间的直接接触增大。相对于储墨器所提供的容量，对于给送过渡腔而言，增大了由此产生的用于将热量从打印头主体传递到墨的容量(即，热流容量)。与传统的打印头结构相比，根据本专利技术实施例的给送过渡腔所提供的增大的热流容量导致对打印头的改善的对流冷却。另外，根据本专利技术的各种实施例，与传统的缺少给送过渡腔的打印头相比，墨内以及墨和给送过渡腔侧壁之间的热梯度增大。特别地，相对于储墨器内的墨流速而言，墨过渡腔内的墨的流速增大。墨流速的相对增大主要是由于墨过渡腔的容积与储墨器的容积相比相对较小。增大的流速使墨更快地移动经过给送过渡腔的侧壁上的任意特定点。结果，与给送过渡腔的侧壁上的特定点邻接的墨相对较冷。较冷的墨提供了更大或更显著的热梯度。 增大的热梯度改善了热量从打印头主体移动至流经给送过渡腔的墨中的能力。因此，增大的流速和伴随而来的增大的热梯度进一步有利于对流冷却。在一些实施例中，提供多个给送通道。所述多个给送通道连接在给送过渡腔和气泡膨胀腔之间。与传统的给送通道相比，所述多个的给送通道相对较长，并且具有较小的横截面积(即，相对较窄)。相对较长和较窄的多个给送通道提供了增加到由给送过渡腔所提供的接触的墨和打印头之间的接触。多个给送通道所提供的增加的接触进一步增强了热流容量和由此产生的改善的对流冷却。另外，多个给送通道进一步抑制或缩小了局部流通路径或流量。多个给送通道内的缩窄的局部流通路径进一步增大了相对于给送过渡腔内的流速的墨流速。由于具有给送过渡腔，多个给送通道内的增大的墨流速提供了更大或更显著的热梯度。更大的热梯度改善了热量从打印头主体移动到流过给送通道的墨中的能力。由根据本专利技术实施例的多个给送通道提供的增大的流速和伴随而来的更大的热梯度进一步有利于对流冷却。本专利技术实施例采用了横梁构造。在这样的实施例中，打印头进一步包括支撑气泡膨胀腔内的排出器元件的横梁。根据一些实施例，该横梁是从气泡膨胀腔的后侧跨越到前侧从而有效地形成气泡膨胀腔的底部的结构。横梁的各侧由气泡膨胀腔或给送通道的侧壁来勾划轮廓。例如，一对给送通道可以勾划出横梁的第一侧和第二侧的轮廓。在一些实施例中，横梁可以包括打印头的主体的材料(例如，硅)。在其它实施例中，横梁可以包括诸如但不限于铜(Cu)或钨(W)的金属。在另外的实施例中，横梁可以包括诸如但不限于二氧化硅(SiO2)的氧化物。在一些实施例中，横梁进一步将气泡膨胀腔从给送过渡腔分开。特别地，在一些实施例中，给送过渡腔的顶部与横梁的底部相接触。这样，横梁的厚度可以基本构成给送过渡腔和气泡膨胀腔之间的距离。如本文所使用的，冠词‘一个’在本专利文件中意图具有其通常的含义，即‘一个或多个’。例如，‘一层’通常是指一个或多个层，这样，‘层’在本文中是指‘(一个或多个)层’。 此外，在本文中对‘顶部’、‘底部’、‘上端’、‘下端’、‘上’、‘下’、‘左侧’或‘右侧，的引用并不意图作为对本文的限制。此外，本文中的示例仅意图是例示性，并且是为了讨论的目的而并不是以限制方式被提供。图1示出根据本专利技术实施例的热喷墨打印头100的截面图。图2示出根据本专利技术实施例的热喷墨打印头100的剖开透视图。在工作期间，打印头100将墨作为墨滴(未示出) 从喷嘴102排出。例如，通过使位于喷嘴102的下方(本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种热喷墨打印头１００，包括：横梁１１０，其支撑位于喷嘴１０２下方的气泡膨胀腔１０４内的排出器元件１０６；与横梁１１０相邻的多个给送通道１２０；位于所述横梁１１０下方的给送过渡腔１３０，所述给送过渡腔１３０与所述多个给送通道１２０的输入端连接，所述给送过渡腔１３０具有跨越所述多个给送通道１２０的宽度，并且具有大于所述宽度的长度；以及储墨器１４０，其中所述给送过渡腔１３０连接在所述给送通道１２０和所述储墨器１４０之间，其中，所述给送过渡腔１３０在所述储墨器１４０和所述给送通道１２０之间提供墨流动通路。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：A·IT·潘，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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