專利名稱：用于固體墨儲(chǔ)存器的感應(yīng)加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以下描述的裝置和方法涉及加熱相變墨的裝置，并且尤其涉及在墨儲(chǔ)存器中使用浸入式加熱器熔化凝固的墨。
背景技術(shù)：
噴墨印刷機(jī)從噴墨器噴射液體墨滴以在圖像接收面形成圖像，圖像接收面諸如中間轉(zhuǎn)移面或介質(zhì)基片(諸如紙)。全色噴墨印刷機(jī)使用多個(gè)墨儲(chǔ)存器儲(chǔ)存許多不同顏色的墨用于印刷。普遍公知的全色印刷機(jī)具有四個(gè)墨儲(chǔ)存器。每個(gè)儲(chǔ)存器儲(chǔ)存不同顏色的墨， 即青色、品紅色、黃色和黑色墨，用于產(chǎn)生全色圖像。相變噴墨印刷機(jī)利用在室溫保持固相的墨。在墨被裝入印刷機(jī)之后，固相墨被運(yùn)送到熔化固相墨以產(chǎn)生液相墨的熔化裝置?？梢詫⒁合嗄珒?chǔ)存在印刷頭內(nèi)部或外部的儲(chǔ)存器中。液相墨被按需提供到印刷頭的噴墨器。如果將電源從印刷機(jī)移除以保存能量或維護(hù)印刷機(jī)，熔融墨就開始冷卻并可能最終變回到固相形式。在此情況下，在印刷頭能噴墨之前需要再次熔化固相墨。因此，熔化墨花費(fèi)的時(shí)間影響了固相墨印刷機(jī)印刷運(yùn)行的可用性。因此，改進(jìn)印刷機(jī)中加熱并儲(chǔ)存熔融墨的裝置是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
在一實(shí)施方式中，印刷機(jī)包括被配置為接收固相墨的墨裝入器和設(shè)置為從所述墨裝入器接收固相墨的熔化裝置。所述熔化裝置被配置為加熱所述固相墨到熔化所述固相墨并產(chǎn)生液相墨的溫度。容器流體連接于所述熔化裝置以從所述熔化裝置接收熔融墨。所述容器包括由隔熱材料組成的外殼。所述外殼具有在所述外殼內(nèi)部具有高度、寬度和深度的容積空間。感應(yīng)加熱元件被放置在所述外殼的所述容積空間內(nèi)以在所述容積空間內(nèi)熔化墨。所述加熱元件具有大于由所述容積空間高度和寬度定義的面積的表面積。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式，所述容器中所述感應(yīng)加熱元件的至少一部分被放置為緊鄰所述外殼的出口。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述容器中所述感應(yīng)加熱元件的一部分延伸到所述外殼的所述出口。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述容器的所述外殼進(jìn)一步包括多個(gè)
噴墨器，其流體連接于所述容積空間以接收來自所述容積空間的熔融墨用于印刷裝置的噴
m
蠻O根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述容器的所述外殼的所述隔熱材料為熱固性塑料。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述感應(yīng)加熱元件的參量容積大于完全充滿所述外殼的所述容積空間的液體容積的50%。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述容器中的所述感應(yīng)加熱元件進(jìn)一步包括多個(gè)感應(yīng)細(xì)長(zhǎng)桿。
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根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述容器中的所述感應(yīng)加熱元件進(jìn)一步包括感應(yīng)材料網(wǎng)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，其中所述容器中的所述感應(yīng)加熱元件進(jìn)一步包括感應(yīng)材料塊，其具有多個(gè)穿過所述感應(yīng)材料塊的通道。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式的印刷機(jī)，進(jìn)一步包括溫度傳感器，其被放置在所述容積空間內(nèi)使所述溫度傳感器感測(cè)儲(chǔ)存于所述外殼內(nèi)的所述容積空間中的墨的溫度；電線圈，其被放置在所述印刷機(jī)中緊鄰所述容器；電功率源；開關(guān)，其可操作地連接于所述電功率源和所述電線圈；和控制器，其可操作地連接于所述溫度傳感器和所述開關(guān)，以使所述控制器接收對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)存于所述外殼內(nèi)的所述容積空間中的所述墨的溫度的由所述溫度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)并且產(chǎn)生運(yùn)行所述開關(guān)的電信號(hào)，所述控制器被配置為將從所述溫度傳感器接收的電信號(hào)與預(yù)定閾值比較并且當(dāng)小于所述預(yù)定閾值時(shí)響應(yīng)所述控制器識(shí)別從所述溫度傳感器接收的所述信號(hào)而產(chǎn)生運(yùn)行所述開關(guān)的電信號(hào)，運(yùn)行所述開關(guān)的所述電信號(hào)使所述開關(guān)有選擇地連接所述電功率源到所述線圈，以使所述電線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)來在所述感應(yīng)加熱元件中產(chǎn)生感應(yīng)電流并且在所述容器的所述容積空間中產(chǎn)生熱。


圖1是間接相變噴墨印刷系統(tǒng)的示意圖。圖2是墨儲(chǔ)存器的側(cè)立面示意圖，墨儲(chǔ)存器包括放置在所述儲(chǔ)存器中的具有加熱元件的感應(yīng)加熱系統(tǒng)。圖3是圖2所示為清楚起見不帶有加熱系統(tǒng)的墨儲(chǔ)存器的后立面示意圖。圖4是圖2所示儲(chǔ)存器的部分放大圖，示出了儲(chǔ)存器的出口和加熱系統(tǒng)加熱元件的一部分。圖5是與圖2加熱系統(tǒng)聯(lián)用的加熱元件實(shí)施方式的透視圖，該加熱元件包括帶有多個(gè)通道的材料塊。圖6是另一與圖2加熱系統(tǒng)聯(lián)用的加熱元件實(shí)施方式的透視圖，該加熱元件包括被配置為延伸跨越儲(chǔ)存器的寬度的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿。圖7是另一與圖2加熱系統(tǒng)聯(lián)用的加熱元件實(shí)施方式的透視圖，該加熱元件包括被配置為延伸跨越儲(chǔ)存器的深度的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿。圖8是另一與圖2加熱系統(tǒng)聯(lián)用的加熱元件實(shí)施方式的透視圖，該加熱元件包括多個(gè)網(wǎng)狀或網(wǎng)格狀片材。圖9是包括感應(yīng)加熱系統(tǒng)的墨儲(chǔ)存器的示意圖，感應(yīng)加熱系統(tǒng)帶有放置在儲(chǔ)存器中的加熱元件和呈現(xiàn)為恒溫器的控制器。
具體實(shí)施例方式以下的說明和附圖提供了對(duì)這里所公開系統(tǒng)和方法的環(huán)境以及該系統(tǒng)和方法的細(xì)節(jié)的總體理解。在圖中，相似的參考數(shù)字自始至終被用于指代相似的元件。這里所用的詞語(yǔ)“印刷機(jī)”涵蓋任何用墨在介質(zhì)上產(chǎn)生圖像的裝置。詞語(yǔ)“印刷機(jī)”包括但不限于數(shù)字復(fù)印機(jī)、制書機(jī)、傳真機(jī)、多功能機(jī)或類似物。雖然說明書集中于在固相墨儲(chǔ)存器中控制固相墨熔化的系統(tǒng)，但所述在儲(chǔ)存器中熔化墨的裝置可以與使用具有固相的相變流體的任何裝置聯(lián)用。此外，固相墨可以被稱為或引用為墨、墨錠或錠。術(shù)語(yǔ)“參量容積”(“parametric volume")指的是由繞成型物體的外殼定義的容積，諸如可以包括縫隙和腔體的加熱元件。 因此，物體的參量容積包括物體內(nèi)的開放空間也包括形成物體的材料的容積。在本文件中使用的參量容積指的是裝配加熱器的緊密配合的多邊箱體的內(nèi)部容積。圖1是被配置為使用熔化了的相變墨間接印刷或平版印刷的相變墨印刷機(jī)實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。圖1印刷機(jī)10包括墨輸送(handling)系統(tǒng)12、印刷系統(tǒng)沈、介質(zhì)供應(yīng)和輸送系統(tǒng)48和控制系統(tǒng)68。墨輸送系統(tǒng)12接收并傳送固相墨到熔化裝置以產(chǎn)生液相墨。 印刷系統(tǒng)沈在系統(tǒng)68的控制下接收熔融墨并將液相墨噴射到圖像接收面上。介質(zhì)供應(yīng)和輸送系統(tǒng)48從印刷機(jī)10中一個(gè)或更多個(gè)供給源抽取介質(zhì)，同步化介質(zhì)到固定(transfix) 壓區(qū)的傳送以將墨圖像從圖像接收面轉(zhuǎn)印到介質(zhì)，并且接著傳送已印刷介質(zhì)到輸出區(qū)。更具體地說，墨輸送系統(tǒng)12也被稱為墨裝入器，被配置為接收固相形式的相變墨，諸如通常被稱為墨錠的墨塊14。墨裝入器12包括插入墨錠14的供應(yīng)通道18。雖然單個(gè)供應(yīng)通道18可見于圖1中，但墨裝入器12包括為使用于印刷機(jī)10中墨的每種顏色或色調(diào)而分開的供應(yīng)通道。供應(yīng)通道18指引墨錠14朝向在通道18—個(gè)末端的熔化組件20，在此墨錠被加熱到相變墨熔化溫度以熔化固相墨形成液相墨?？梢砸罁?jù)相變墨的構(gòu)成而使用任何合適的熔化溫度。在一個(gè)實(shí)施方式中，相變墨熔化溫度約為80°C到130°C。來自熔化組件20的熔融墨通過重力或其他方式導(dǎo)入容器以儲(chǔ)存。該容器包括具有外殼，在該外殼內(nèi)部具有儲(chǔ)存墨容積空間。該容器有時(shí)被稱為熔融墨儲(chǔ)存器、墨儲(chǔ)存器或熔化儲(chǔ)存器?？梢詾橛糜谟∷C(jī)10中的每種顏色、色調(diào)或成分的墨提供單獨(dú)的儲(chǔ)存器M。 可替換地，單個(gè)的儲(chǔ)存器外殼可以被劃分為包含不同顏色的墨。如圖1所描述的，墨儲(chǔ)存器 24供應(yīng)熔融墨到印刷頭觀中的通道，該通道通向形成于印刷頭前面27的噴墨器。墨儲(chǔ)存器M與印刷頭觀相結(jié)合或緊密聯(lián)系。在替換的實(shí)施方式中，儲(chǔ)存器M與印刷頭觀可以是分開的或獨(dú)立的單元。每個(gè)熔化儲(chǔ)存器M可以包括加熱元件，如以下更具體的描述，至少在印刷機(jī)10適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行階段，該加熱元件可操作地將包含在對(duì)應(yīng)儲(chǔ)存器中的墨加熱到適合熔化墨和/或維持墨為液相或熔化形態(tài)的溫度。在圖1的實(shí)施方式中，墨儲(chǔ)存器M被放置以直接從熔化組件20接收熔融墨。在替換的實(shí)施方式中，容器M可以從其他熔融墨的源接收熔融墨，諸如從熔化組件20接收熔融墨的中間儲(chǔ)存器(未示出)。印刷系統(tǒng)沈包括至少一個(gè)印刷頭28，印刷頭28具有設(shè)置為噴射熔融墨滴的噴墨器。在圖1中示出了一個(gè)印刷頭，但可以使用任何適合數(shù)量的印刷頭觀。印刷頭以對(duì)應(yīng)于由控制系統(tǒng)68產(chǎn)生的啟動(dòng)(firing)信號(hào)運(yùn)行以朝向墨接收表面噴射墨滴。如圖1所描述， 印刷機(jī)10被配置為使用間接印刷工藝，其中墨滴被噴射到中間表面30上并接著被轉(zhuǎn)印到印刷介質(zhì)。在可替換的實(shí)施方式中，印刷機(jī)10可以被配置為直接噴射墨滴到記錄介質(zhì)上。中間表面30包括通過脫離劑施加組件38施加到旋轉(zhuǎn)部件34的脫離劑層或脫離劑膜，脫離劑施加組件38也被稱為滾筒維護(hù)單元(DMU)。旋轉(zhuǎn)部件34雖然在圖1中示為滾筒，但在替換的實(shí)施方式中旋轉(zhuǎn)部件34可以包括移動(dòng)的或旋轉(zhuǎn)的帶、條、輥或其他相似種類的結(jié)構(gòu)。固定輥40對(duì)著旋轉(zhuǎn)部件34上的中間表面30加載以形成讓印刷介質(zhì)52的片材通過的壓區(qū)44。將所述片材以與由印刷頭觀的噴墨器在中間表面30上形成的墨圖像同步配準(zhǔn)的方式供應(yīng)通過壓區(qū)44。壓區(qū)44產(chǎn)生壓力(在某些情況下還有熱)來幫助將表面30 的墨滴傳送到印刷介質(zhì)52，同時(shí)基本上防止了墨粘附到旋轉(zhuǎn)部件34。
印刷機(jī)10的介質(zhì)供應(yīng)和輸送系統(tǒng)48被配置為沿著印刷機(jī)10中定義的指引介質(zhì)通過壓區(qū)44的介質(zhì)路徑50傳送印刷介質(zhì)，在壓區(qū)44墨被從中間表面30傳送到印刷介質(zhì) 52。介質(zhì)供應(yīng)和輸送系統(tǒng)48包括至少一個(gè)介質(zhì)源58，諸如為裝置10儲(chǔ)存并供應(yīng)不同種類和尺寸印刷介質(zhì)的供應(yīng)托盤58。介質(zhì)供應(yīng)和輸送系統(tǒng)包括諸如輥60之類的合適機(jī)構(gòu)以便沿著介質(zhì)路徑50傳送介質(zhì)，該合適的機(jī)構(gòu)可以是驅(qū)動(dòng)輥或?qū)л?，也可以是擋?baffle)、 導(dǎo)向板和類似物。介質(zhì)路徑50可以包括一個(gè)或更多個(gè)用于控制并調(diào)整印刷介質(zhì)溫度的介質(zhì)調(diào)節(jié)裝置，以便介質(zhì)以合適的溫度到達(dá)壓區(qū)44從而接收來自中間表面30的墨。例如，在圖1的實(shí)施方式中，為在印刷介質(zhì)到達(dá)壓區(qū)44前提供給印刷介質(zhì)初始的預(yù)定溫度，沿著介質(zhì)路徑50 提供預(yù)熱組件64。預(yù)熱組件64可以依賴輻射的、傳導(dǎo)的或?qū)α鞯臒峄蛘哌@些熱形式的任何組合以使介質(zhì)達(dá)到目標(biāo)預(yù)熱溫度，在一個(gè)實(shí)用的實(shí)施方式中該目標(biāo)預(yù)熱溫度的范圍是約 30°C到約70°C。在替換的實(shí)施方式中，為控制介質(zhì)(和墨)的溫度，在墨被沉積在介質(zhì)上之前、之中或之后，可以沿著所述介質(zhì)路徑使用其他熱調(diào)節(jié)裝置?？刂葡到y(tǒng)68幫助運(yùn)行并控制印刷機(jī)10的各種子系統(tǒng)、部件和功能。控制系統(tǒng)68 被可操作地連接于一個(gè)或更多個(gè)圖像源72，諸如掃描儀系統(tǒng)或工作站連接，以接收并處理來自圖像源的圖像數(shù)據(jù)并產(chǎn)生傳送到印刷機(jī)部件和子系統(tǒng)的控制信號(hào)。某些控制信號(hào)以所述圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，諸如所述啟動(dòng)信號(hào)，并且這些啟動(dòng)信號(hào)如上面所述的那樣運(yùn)行印刷頭。 為準(zhǔn)備中間表面30、傳送介質(zhì)到固定壓區(qū)并通過成像裝置10運(yùn)送墨圖像到介質(zhì)輸出，其他控制信號(hào)導(dǎo)致印刷機(jī)的部件和子系統(tǒng)執(zhí)行各種程序和運(yùn)行。控制系統(tǒng)68包括控制器70、電子儲(chǔ)存或存儲(chǔ)器74和用戶界面(UI) 78?？刂破?0 包括諸如中央處理單元(CPU)裝置、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)裝置或微控制器之類的處理裝置。在其他任務(wù)中，處理裝置處理由圖像源72提供的圖像。組成控制器70的所述一個(gè)或更多個(gè)處理裝置被配置為與存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器74的程序指令聯(lián)用?？刂破?0執(zhí)行這些指令以運(yùn)行印刷機(jī)的部件和子系統(tǒng)?？梢允褂萌魏魏线m種類的存儲(chǔ)器或電子存儲(chǔ)器。例如，存儲(chǔ)器74可以是非易失性存儲(chǔ)器，諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)，或者是可編程非易失性存儲(chǔ)器，諸如EEPROM或閃速存儲(chǔ)器。用戶界面(UI) 78包括位于成像裝置10上能使操作者與控制系統(tǒng)68互動(dòng)的合適的輸入/輸出裝置。例如，UI 78包括鍵盤和顯示器(未示出)?？刂破?0可操作地耦合于用戶界面78以接收表明選擇的信號(hào)和由裝置的用戶或操作者輸入用戶界面78的其他信息?？刂破?0可操作地耦合于用戶界面78以給用戶或操作者顯示包括可選項(xiàng)、機(jī)器狀態(tài)、 耗材狀態(tài)及類似項(xiàng)的信息。為了從遠(yuǎn)程位置接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)和用戶互動(dòng)數(shù)據(jù)，控制器70也可以耦合于通信線路84，諸如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。控制器70產(chǎn)生輸出到印刷機(jī)10的各種系統(tǒng)和組件的控制信號(hào)，諸如墨輸送系統(tǒng) 12、印刷系統(tǒng)沈、介質(zhì)輸送系統(tǒng)48、脫離劑施加組件38、介質(zhì)路徑50和可操作地連接于控制器70的印刷機(jī)10的其他裝置和機(jī)構(gòu)?？刂破?0產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器74的程序指令和數(shù)據(jù)的控制信號(hào)。該控制信號(hào)，例如，控制系統(tǒng)部件的運(yùn)行速度、功率水平、計(jì)時(shí)、驅(qū)動(dòng)和其他參數(shù)以使印刷機(jī)10以各種狀態(tài)、模式或運(yùn)行等級(jí)(在該文件中將其共同表示為運(yùn)行模式運(yùn)行)。這些運(yùn)行模式包括，例如，啟動(dòng)或熱身模式、各種印刷模式、運(yùn)行準(zhǔn)備模式、維護(hù)模式和諸如待機(jī)或睡眠之類的省電模式。
當(dāng)印刷機(jī)以印刷模式或運(yùn)行準(zhǔn)備模式運(yùn)行時(shí)，所述儲(chǔ)存器中的墨通過與所述儲(chǔ)存器關(guān)聯(lián)的加熱器維持為液相狀態(tài)。所述加熱器被配置為輸出能維持墨溫度在墨的熔化溫度以上的預(yù)定范圍內(nèi)的熱。在某些運(yùn)行模式和裝置狀態(tài)中，諸如當(dāng)印刷機(jī)關(guān)機(jī)、在待機(jī)模式下或者在省電模式下，通過減少加熱器的熱輸出或者同時(shí)使加熱系統(tǒng)停止運(yùn)行，讓墨的溫度降到熔化溫度以下。結(jié)果讓墨不同程度地凝結(jié)或凝固在儲(chǔ)存器中。當(dāng)印刷機(jī)10返回到印刷模式或運(yùn)行準(zhǔn)備模式時(shí)，儲(chǔ)存器加熱器被激活以產(chǎn)生能熔化儲(chǔ)存器中固化墨并使墨的溫度達(dá)到合適印刷的溫度水平的熱。相變墨印刷裝置從關(guān)機(jī)狀態(tài)、待機(jī)模式或省電模式到印刷模式或準(zhǔn)備模式的轉(zhuǎn)變中面臨的一個(gè)問題是足夠熔化儲(chǔ)存器中的墨以開始印刷所需要的時(shí)間量。通常儲(chǔ)存器加熱器使用位于儲(chǔ)存器墨外部的加熱元件。這些加熱器轉(zhuǎn)移熱能進(jìn)入儲(chǔ)存器外殼直到所述外殼達(dá)到讓暴露于或熱接觸于所述儲(chǔ)存器外殼的墨開始熔化的溫度。熱能接著在內(nèi)部移動(dòng)通過外殼內(nèi)部容積中的墨。因此，使給定容積的墨變?yōu)槿咳廴跔顟B(tài)所需的時(shí)間至少部分取決于可暴露于熱能的墨的表面積大小和熱能必須被傳導(dǎo)以全部滲透墨團(tuán)的距離。然而，可暴露或接觸于墨外部的熱源的表面積受限于儲(chǔ)存器的幾何性質(zhì)。為減少使墨達(dá)到全部熔融的狀態(tài)以便印刷所需的時(shí)間，可以將墨以高于其他情況下所需的溫度加熱。然而，更高的熱輸出增加了印刷機(jī)的能量消耗。作為現(xiàn)有已知儲(chǔ)存器加熱器的替代，相變墨印刷機(jī)的儲(chǔ)存器可以裝備感應(yīng)加熱系統(tǒng)。如以下所討論的，感應(yīng)加熱系統(tǒng)包括被配置為浸入儲(chǔ)存器的墨中并通過儲(chǔ)存器的外部源感應(yīng)加熱的加熱元件。因此，熱能產(chǎn)生于儲(chǔ)存器中墨的容積腔(volume)內(nèi)以避免需要加熱外殼。此外，為了增加可以與墨熱接觸的加熱器表面積，感應(yīng)加熱元件具有能使表面積與容積比非常高的構(gòu)造或形狀。結(jié)果，在這種情況下熔化儲(chǔ)存器中實(shí)質(zhì)部分容積墨或升高該容積墨的溫度要比使用加熱器加熱墨儲(chǔ)存器的全部或部分的情況下發(fā)生得快得多。此外， 為了在出口或出口周圍熔化墨，加熱元件可以被設(shè)置在緊鄰儲(chǔ)存器的出口，這樣在儲(chǔ)存器容積腔的墨進(jìn)入全部熔融狀態(tài)之前容易地使用初始熔化的容積腔墨?，F(xiàn)在參考圖2，示出了根據(jù)本公開具有感應(yīng)墨加熱系統(tǒng)104的熔化儲(chǔ)存器組件100 的更多細(xì)節(jié)。如圖所示，儲(chǔ)存器包括界定了內(nèi)部容器的外殼108，這里內(nèi)部容器指的是儲(chǔ)存器容積腔110，用來接收并持有大量熔融墨。外殼108由能允許磁場(chǎng)通道通過外殼而不實(shí)質(zhì)干涉外殼的非導(dǎo)電材料形成，并且適合固相或熔融相的各種相變墨。各種塑料，包括熱固性塑料和彈性材料，可以用于外殼108。此外，外殼108可以包含一層或更多層隔熱材料和導(dǎo)熱材料。外殼108的材料被配置為在儲(chǔ)存器容積腔110內(nèi)提供至少適度的熱滯留。外殼108包括至少一個(gè)進(jìn)口 112和至少一個(gè)出口或?qū)Ч?14。將熔融墨從熔融墨源通過進(jìn)口 112引入容積腔110，諸如從熔化組件20、導(dǎo)管或從其他儲(chǔ)存器。進(jìn)口 112位于頂表面或壁116或其附近的外殼108的上面部分里。在圖2的實(shí)施方式中，進(jìn)口 112可以實(shí)施為儲(chǔ)存器容積腔110上方頂部116上的全開口或部分開口。熔融墨從容積腔110通過出口或?qū)Ч?14被運(yùn)送。儲(chǔ)存器110可以與印刷頭觀結(jié)合為一體或者與印刷頭觀緊密聯(lián)系，或者可以是與印刷頭分開的單元或獨(dú)立的單元。在圖2的實(shí)施方式中，儲(chǔ)存器100包括被配置為供應(yīng)熔融墨到印刷頭觀中多個(gè)噴墨器27的印刷頭儲(chǔ)存器。替代地，出口 114可以將儲(chǔ)存器容積腔110連接到其他導(dǎo)管、管或其他流動(dòng)路徑結(jié)構(gòu)(未示出)來運(yùn)送熔融墨到遠(yuǎn)程印刷頭或其他儲(chǔ)存器。
參考圖2與圖3，外殼108的儲(chǔ)存器容積腔110具有界定容納墨的容積空間的尺寸。界定儲(chǔ)存器容積空間的尺寸依賴于所利用的形狀。例如，在圖2和圖3的實(shí)施方式中， 儲(chǔ)存器容積腔110具有由高度H、寬度W、深度D定義的大體為立方體或長(zhǎng)方體的形狀。在替代的實(shí)施方式中，儲(chǔ)存器容積腔110可以具有其他合適的形狀，諸如圓柱形、規(guī)則的和不規(guī)則的形狀以及這些形狀的結(jié)合之類示例。有關(guān)儲(chǔ)存器容積腔使用的術(shù)語(yǔ)高度、寬度和深度可以廣泛地解釋為涵蓋使用于界定關(guān)于這些形狀的容積的尺寸屬性。進(jìn)一步界定儲(chǔ)存器容積腔110的上部液相墨容積水平限制(如虛線134所示)和下部液相墨容積水平限制(如虛線138所示)。如這里所用的，上部限制134和下部限制138分別代表了期望的在裝置 10正常運(yùn)行期間維持于儲(chǔ)存器容積腔110內(nèi)的墨的最大和最小容積。如圖2所示，可以將墨水平傳感器118至少部分地放置在儲(chǔ)存器容積腔110中來檢測(cè)儲(chǔ)存器容積腔110中墨的高度或水平何時(shí)到達(dá)上部容積限制134和下部容積限制138中的一個(gè)或兩個(gè)。墨水平傳感器118可以使用任何適合的種類。墨水平傳感器118耦合于控制器120并被配置為輸出表明檢測(cè)到的墨水平的信號(hào)到控制器120。控制器120被配置為通過基于至少部分在儲(chǔ)存器容積腔110的墨水平上的入口 112控制熔融墨向儲(chǔ)存器容積腔110的供應(yīng)。如圖2所示，上部容積限制134可以設(shè)置在儲(chǔ)存器110上表面116的下方以便用于印刷機(jī)10成角度的布置和/或傾斜提供容限(tolerance)。將下部容積限制138設(shè)置在儲(chǔ)存器容積腔110底部117的上方并在出口 114的上方。如果儲(chǔ)存器容積腔110中墨高度到達(dá)或降到下部容積限制138的下方，控制器120可以暫停運(yùn)行或采取其他行動(dòng)以確保儲(chǔ)存器容積腔110中液體水平超過液體水平的下部限制。控制器120包括諸如以上描述的那些處理裝置?？刂破?20可以整合到印刷機(jī)10的控制器系統(tǒng)68中，或者可以包含用于儲(chǔ)存器組件100的單獨(dú)的專用控制系統(tǒng)。感應(yīng)加熱系統(tǒng)104包括感應(yīng)功率源124、感應(yīng)線圈1 和感應(yīng)加熱元件130。感應(yīng)線圈1 被放置在外殼108的外部。儲(chǔ)存器外殼可以是能兼容加熱元件感應(yīng)加熱的任何材料。外殼108使用塑料材料使得能將保持和/或定位裝置109合并在外殼外部上以幫助感應(yīng)線圈相對(duì)于儲(chǔ)存器容積腔110和加熱元件130設(shè)置，也可以通過使用合并的定位裝置將加熱元件130放置或粘附于外殼的內(nèi)部。電引線138將感應(yīng)線圈1 耦合于功率源124。 運(yùn)行中，功率源1 產(chǎn)生通過線圈128的交流電。該交流電導(dǎo)致線圈1 產(chǎn)生交變磁場(chǎng)影響(impinge)儲(chǔ)存器腔110中的感應(yīng)加熱元件130。本領(lǐng)域眾所周知，交變磁場(chǎng)通過渦電流損失和/或磁滯在感應(yīng)加熱元件130中引起熱。為了激活功率源124以產(chǎn)生適合于控制加熱元件130中產(chǎn)生的熱量的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定功率等級(jí)(level)和/或頻率的交流電， 將控制器120耦合于感應(yīng)功率源124。通過控制功率源124的功率等級(jí)和頻率以及其他參數(shù)，諸如線圈1 的尺寸和相對(duì)于加熱元件130的定位，在加熱元件130中可以迅速地產(chǎn)生目標(biāo)等級(jí)的熱。加熱元件130由至少部分導(dǎo)熱材料形成，該導(dǎo)熱材料能響應(yīng)線圈128的磁場(chǎng)在儲(chǔ)存器中產(chǎn)生并維持適合熔化墨的熱等級(jí)。在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱元件由至少部分金屬材料形成，諸如不銹鋼，但可以使用任何合適的導(dǎo)熱材料。加熱元件可以具有促進(jìn)加熱元件 130響應(yīng)交變磁場(chǎng)磁滯加熱的鐵磁性。加熱元件被設(shè)置在儲(chǔ)存器容積腔110中靠近于儲(chǔ)存器容積腔110的底部117并向頂部116延伸。在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱元件130的參量容積大于上至上部容積限制134的儲(chǔ)存器容積腔Iio的總?cè)莘e的50%。如圖2所示，至少部分加熱元件130被設(shè)置在儲(chǔ)存器容積腔110的下部容積限制138以下，以使在大多數(shù)運(yùn)行模式和裝置狀態(tài)下至少有部分加熱元件浸入墨。如圖4最佳地看到，加熱元件130可以占據(jù)儲(chǔ)存器容積腔110中靠近出口 114的位置以加快熔化出口 114附近的墨。依據(jù)加熱元件130的結(jié)構(gòu)，加熱元件130可以一直延伸到出口 114的入口并且在某些情況下部分進(jìn)入出口 114。相對(duì)于加熱元件130參量容積，加熱元件130具有非常高表面積的結(jié)構(gòu)或形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，加熱元件130具有提供可暴露于墨102的表面積大于由儲(chǔ)存器容積腔110 的高度H和寬度W定義的表面積的形狀。許多不同的形狀和結(jié)構(gòu)可以用于加熱元件130。 例如，加熱元件130可以包括網(wǎng)狀物、捆束物、網(wǎng)眼物、網(wǎng)屏物、辮狀物、編織物，或者成簇的導(dǎo)熱纖維、線或細(xì)絲。這樣的細(xì)導(dǎo)熱材料組提供了容易實(shí)現(xiàn)的、非常高的表面積與容積比， 同時(shí)在纖維和/或細(xì)絲之間提供足夠的空間以讓墨流過出口 114。圖2-4的加熱元件130 表示為纖維狀或細(xì)絲狀的束或簇，與鋼絲棉相似。圖5-8示出了可以使用的加熱元件130的一些其他可能的結(jié)構(gòu)。例如，圖5所示的加熱元件530包括導(dǎo)熱材料塊534，其具有多個(gè)延伸穿過所述材料塊的通道538。通道538 均勻分布在塊534中，所以在塊534的長(zhǎng)度和寬度上大體均勻地產(chǎn)生熱。圖6所示的加熱元件630包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿634。桿634被配置為縱向地延伸跨越儲(chǔ)存器容積腔110的寬度 W。與圖5的通道538相似，桿被均勻隔開以致熱沿著加熱元件630的長(zhǎng)度和寬度大體均勻地產(chǎn)生。在加熱元件630的一端或兩端可以使用端帽638 (如圖6中虛位所示)或者類似類型的結(jié)構(gòu)來將桿634在結(jié)構(gòu)上連接。圖7示出了包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)桿734的加熱元件730。端帽738 (如圖7中虛位所示)可以用于熱連接桿734。加熱元件730與加熱元件630大體上相同，除了加熱元件730的細(xì)長(zhǎng)桿734被配置為沿著儲(chǔ)存器容積腔110的深度D延伸。圖 8示出了包括多個(gè)按層并彼此均勻隔開設(shè)置的導(dǎo)熱材料的網(wǎng)狀物、網(wǎng)屏物、網(wǎng)眼物或網(wǎng)格狀片材834的加熱元件830。桿838延伸于連貫網(wǎng)8；34之間以在結(jié)構(gòu)上將網(wǎng)8；34連接。加熱系統(tǒng)104的控制器120可操作地控制功率源IM的功率等級(jí)和/或頻率以使墨被加熱到適合印刷機(jī)運(yùn)行模式的溫度。例如，當(dāng)以印刷模式或就緒模式運(yùn)行印刷機(jī)10且激活熔化組件20熔化固相相變墨到熔化溫度時(shí)，熔融墨就通過進(jìn)口 112流入儲(chǔ)存器容積腔 110?？刂破?20以配置為維持接收在儲(chǔ)存器容積腔110中的墨為液相狀態(tài)的等級(jí)激活功率源。熔融墨可以通過出口 114流入印刷頭觀的噴墨器。當(dāng)印刷模式或就緒模式轉(zhuǎn)為待機(jī)模式或功率節(jié)省模式時(shí)，控制器120可以根據(jù)模式使功率源IM不運(yùn)行或者減小功率源 IM的功率等級(jí)和/或頻率。結(jié)果，墨溫度可以降低到墨的凝固點(diǎn)或以下并且墨可以凝固在儲(chǔ)存器容積腔110內(nèi)。當(dāng)裝置從待機(jī)模式或功率節(jié)省模式轉(zhuǎn)為印刷模式或就緒模式時(shí)，控制器120激活功率源124以感應(yīng)加熱加熱元件130。因?yàn)闊岙a(chǎn)生于加熱元件130中，所以緊鄰加熱元件 130區(qū)域的固相墨102首先開始融化。緊鄰出口 114位置的加熱元件130的位置使墨熔化緊鄰出口 114發(fā)生并且在加熱元件130開始加熱之后使熔融墨快速地流過出口 114。因此， 即使儲(chǔ)存器容積腔110中墨102的其他部分還沒有達(dá)到完全熔融狀態(tài)時(shí)，熔融墨也可以通過出口 114流入印刷頭觀?，F(xiàn)在參考圖9，在一個(gè)實(shí)施方式中，控制器102可以被配置帶有溫度傳感器140以調(diào)節(jié)儲(chǔ)存器容積腔110中墨的溫度。在該實(shí)施方式中，控制器102從溫度傳感器140接收溫度信息并有選擇地打開和關(guān)閉開關(guān)144來控制電流從功率源IM通過電引線138到達(dá)感應(yīng)線圈128的流動(dòng)。開關(guān)144可以是機(jī)電的或固態(tài)開關(guān)。在該實(shí)施方式中，控制器120響應(yīng)溫度傳感器140檢測(cè)到的儲(chǔ)存器溫度有選擇地打開和關(guān)閉開關(guān)144。當(dāng)溫度傳感器140 產(chǎn)生的信號(hào)表明墨溫度低于預(yù)定溫度下限時(shí)，控制器120關(guān)閉開關(guān)144使電流從功率源124 流到線圈1 導(dǎo)致線圈1 產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。加熱元件130的溫度響應(yīng)交變磁場(chǎng)而升高，將墨儲(chǔ)存器110中的墨加熱。當(dāng)墨102的溫度到達(dá)高于溫度下限的溫度上限時(shí)，控制器120 打開開關(guān)144以去掉線圈124的電流從而減小加熱元件130的熱。替代地，更精確的控制方法可以使用溫度變化率或相對(duì)于溫度下限或上限設(shè)置點(diǎn)的預(yù)定溫度接近偏移量對(duì)傳送到加熱元件的電流和/或開啟/停止循環(huán)頻率的變化初始化。這種“開關(guān)”的一種形式是 PID控制器。可以使用的相變墨的某些實(shí)施方式的溫度下限和上限分別是110°C和125°C。在另一運(yùn)行模式，墨102以固相占據(jù)了儲(chǔ)存器容積腔110。根據(jù)各種本領(lǐng)域公知的能量節(jié)省程序和技術(shù)，控制器120可以打開開關(guān)144讓墨102冷卻和凝固。當(dāng)印刷裝置與電源斷開的時(shí)間段足以使墨冷卻到凝固點(diǎn)時(shí)，墨102也可以凝固。當(dāng)熔化凝固的墨時(shí)，控制器120關(guān)閉開關(guān)144使來自功率源124的電流通過引線138流到線圈128，導(dǎo)致線圈128 產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該交變磁場(chǎng)在加熱元件130中感應(yīng)產(chǎn)生熱。加熱元件130跨越儲(chǔ)存器容積腔110的寬度W均勻地施加熱。由于加熱元件130靠近印刷頭觀的噴墨器27，所以靠近噴墨器27的墨102比儲(chǔ)存器容積腔110中遠(yuǎn)離噴墨器27部分的墨熔化得更快。因此，噴墨器27以均勻方式跨越印刷頭寬度接收熔融墨并且即使墨102的部分保持固相也可以通過多個(gè)噴墨器噴射熔融墨。以上描述的實(shí)施方式僅是示例性的而非限于替代的實(shí)施方式。描述了感應(yīng)加熱元件的各種實(shí)施方式。在所有的情況下，各種非加熱組件能與不同的實(shí)施方式配合。例如，夕卜殼材料、通風(fēng)、溫度反饋控制、儲(chǔ)存器容積和流體水平容積限制可以與任何感應(yīng)加熱元件聯(lián)用?？梢砸匀魏蜗鄬?duì)儲(chǔ)存器的方式定位感應(yīng)加熱元件。合并了成角度褶皺、彎曲、孔洞、空隙和類似物的結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了加熱元件的表面積并使重力促進(jìn)液化的墨到儲(chǔ)存器出口。雖然圖 1描述了間接相變成像裝置，但是上面描述的加熱元件和儲(chǔ)存器同樣適合使用在包括直接標(biāo)識(shí)裝置的相變墨成像裝置的其他實(shí)施方式中。此外，描述的裝置也適合與使用一個(gè)或多個(gè)墨儲(chǔ)存器的成像裝置聯(lián)用，并且適合使用一種或更多種墨的顏色的成像裝置。
權(quán)利要求
1.印刷機(jī)，其包括墨裝入器，其被配置為接收固相墨；熔化裝置，其被設(shè)置以接收來自所述墨裝入器的固相墨并被配置為將所述固相墨加熱到熔化所述固相墨并產(chǎn)生液體的溫度；和容器，其流體連接于所述熔化裝置以接收來自所述熔化裝置的熔融墨，所述容器包括外殼，其由隔熱材料組成，所述外殼具有所述外殼內(nèi)部的容積空間，所述容積空間具有高度、寬度和深度；以及感應(yīng)加熱元件，其被放置在所述外殼的所述容積空間內(nèi)以在所述容積空間內(nèi)熔化墨， 所述加熱元件被配置為具有大于由所述容積空間的所述高度和寬度定義的面積的表面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述容器中所述感應(yīng)加熱元件的至少一部分被放置為緊鄰所述外殼的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的印刷機(jī)，其中所述容器中所述感應(yīng)加熱元件的一部分延伸到所述外殼的所述出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述容器的所述外殼進(jìn)一步包括多個(gè)噴墨器，其流體連接于所述容積空間以接收來自所述容積空間的熔融墨用于印刷裝置的噴墨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述容器的所述外殼的所述隔熱材料為熱固性塑料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述感應(yīng)加熱元件的參量容積大于完全充滿所述外殼的所述容積空間的液體容積的50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述容器中的所述感應(yīng)加熱元件進(jìn)一步包括 多個(gè)感應(yīng)細(xì)長(zhǎng)桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述容器中的所述感應(yīng)加熱元件進(jìn)一步包括 感應(yīng)材料網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，其中所述容器中的所述感應(yīng)加熱元件進(jìn)一步包括 感應(yīng)材料塊，其具有多個(gè)穿過所述感應(yīng)材料塊的通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷機(jī)，進(jìn)一步包括溫度傳感器，其被放置在所述容積空間內(nèi)使所述溫度傳感器感測(cè)儲(chǔ)存于所述外殼內(nèi)的所述容積空間中的墨的溫度；電線圈，其被放置在所述印刷機(jī)中緊鄰所述容器； 電功率源；開關(guān)，其可操作地連接于所述電功率源和所述電線圈；和控制器，其可操作地連接于所述溫度傳感器和所述開關(guān)，以使所述控制器接收對(duì)應(yīng)于儲(chǔ)存于所述外殼內(nèi)的所述容積空間中的所述墨的溫度的由所述溫度傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)并且產(chǎn)生運(yùn)行所述開關(guān)的電信號(hào)，所述控制器被配置為將從所述溫度傳感器接收的電信號(hào)與預(yù)定閾值比較并且當(dāng)小于所述預(yù)定閾值時(shí)響應(yīng)所述控制器識(shí)別從所述溫度傳感器接收的所述信號(hào)而產(chǎn)生運(yùn)行所述開關(guān)的電信號(hào)，運(yùn)行所述開關(guān)的所述電信號(hào)使所述開關(guān)有選擇地連接所述電功率源到所述線圈，以使所述電線圈產(chǎn)生電磁場(chǎng)來在所述感應(yīng)加熱元件中產(chǎn)生感應(yīng)電流并且在所述容器的所述容積空間中產(chǎn)生熱。
全文摘要
用于儲(chǔ)存相變墨的容器，其包括主要由隔熱材料組成的外殼和放置于該外殼內(nèi)的感應(yīng)加熱元件。感應(yīng)加熱元件以增加加熱元件表面積和使儲(chǔ)存器出口附近的凝固墨快速熔化從而使印刷能運(yùn)行的方式形成。
文檔編號(hào)B41J2/175GK102555500SQ201110405100
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者布倫特·羅德尼·瓊斯, 愛德華·F·伯雷斯 申請(qǐng)人:施樂公司