雙室儲存器打印頭的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種打印頭，所述打印頭具有分離浪費(fèi)墨并且吹掃打印頭中的體積的雙室主儲存器。打印頭的雙室結(jié)構(gòu)允許改變通過打印頭的內(nèi)部歧管的墨的流動(dòng)而不改變離開噴射管的浪費(fèi)墨。打印頭的主儲存器包括再循環(huán)室和輸入墨室。真空施加到再循環(huán)室中的通氣孔并且壓力也施加到輸入墨室中的通氣孔以導(dǎo)致噴射管中的氣泡移動(dòng)到再循環(huán)室中并且通過再循環(huán)室通氣孔被去除。
【專利說明】雙室儲存器打印頭

【背景技術(shù)】
[0001]具有流體儲存器的所有打印頭需要無氣泡液體在打印過程期間離開儲存器，否則它們將遭受性能問題。例如，在固體噴墨打印機(jī)中，墨在冷卻時(shí)凝固并且在加熱時(shí)熔化。在打印過程期間使用經(jīng)加熱的墨。當(dāng)未正在使用打印機(jī)時(shí)，例如當(dāng)在夜間關(guān)閉打印機(jī)時(shí)，墨凝固。在凝固期間，墨收縮并且將空氣引入系統(tǒng)中。然后當(dāng)打印機(jī)再次變?yōu)榛顒?dòng)時(shí)再熔化具有空氣的墨。存在于再熔化墨中的空氣形成氣泡，當(dāng)打印機(jī)試圖打印時(shí)所述氣泡導(dǎo)致缺失射流。在另一例子中，水基墨打印系統(tǒng)也遭受氣泡引入墨中。
[0002]具有流體儲存器的所有打印頭必須經(jīng)歷吹掃過程以從墨除去氣泡。墨被吹掃到打印頭的噴射管面板之外。吹掃過程浪費(fèi)寶貴的墨。在再熔化墨之后在打印之前若不吹掃墨，則打印質(zhì)量低并且會破壞打印作業(yè)。然而，吹掃墨浪費(fèi)優(yōu)質(zhì)墨并且增加打印成本。在固體墨例子中吹掃過程的替代選擇是保持墨熔化，這意味著保持打印機(jī)通電，這明顯地減小打印過程的能量效率。本發(fā)明的實(shí)施例解決當(dāng)前可用的打印系統(tǒng)的這些和其它限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1是噴射管中具有氣泡的公開打印頭的例子。
[0004]圖2顯示圖1的示例性打印頭，其中氣泡正移動(dòng)到打印頭的第一室。
[0005]圖3是在已從打印頭的第二室吹掃氣泡之后的圖1的示例性打印頭。

【具體實(shí)施方式】
[0006]在整個(gè)公開中，一些術(shù)語頻繁地使用并且定義如下。打印頭是將墨施加到介質(zhì)的打印裝置的元件。噴射管是包括用于分配墨的噴射器的打印裝置的部分，其可以包括硅芯片和關(guān)聯(lián)的通道。主墨儲存器是打印頭內(nèi)的墨的容器。再循環(huán)室是與噴射管流體連通的主墨儲存器內(nèi)的室。輸入墨室是主墨儲存器內(nèi)的另一室。輸入墨室通氣孔是允許用空氣或另一氣體將壓力或真空施加到輸入墨室的輸入墨室中的通氣孔。再循環(huán)室通氣孔是允許用空氣或另一氣體將壓力或真空施加到再循環(huán)室的再循環(huán)室中的通氣孔。輸入墨室端口是用于墨進(jìn)入和離開輸入墨室的輸入墨室中的開口，其也可以被稱為給墨端口。
[0007]在本文中所述的任何公開打印裝置中提到的墨可以是固體墨、水基墨或用于具有流體儲存器的打印裝置的任何其它墨，所述流體儲存器需要無氣泡液體離開儲存器。氣泡指的是在打印裝置的墨中出現(xiàn)的任何空氣、氣體或流體阱。
[0008]公開的打印頭是具有流體儲存器的超低吹掃質(zhì)量打印頭，例如固體噴墨打印頭和任何水基打印系統(tǒng)。在使用固體墨的示例性打印頭中，當(dāng)墨冷卻到低于它的熔化溫度時(shí)，例如當(dāng)打印機(jī)斷電時(shí)，固體墨在打印頭中凝固。固體墨打印機(jī)常常斷電以節(jié)約能量和用于維護(hù)。當(dāng)固體噴墨打印頭中的墨凝固時(shí)，墨收縮并且空氣被引入系統(tǒng)中。當(dāng)墨再熔化時(shí)，例如當(dāng)打印機(jī)通電時(shí)，空氣在再熔化墨中形成氣泡，如果打印機(jī)試圖打印則所述氣泡導(dǎo)致缺失射流。
[0009]吹掃過程可以在打印之前發(fā)生以從再熔化墨去除氣泡。在吹掃過程期間，顯著量的浪費(fèi)墨與氣泡一起被去除。浪費(fèi)墨導(dǎo)致更高的操作成本和/或節(jié)能的減小，原因是打印機(jī)保持通電以避免墨凝固和再熔化過程。將氣泡引入墨中在剛剛所述的固體墨打印頭和水基噴墨打印系統(tǒng)或具有需要無氣泡液體離開儲存器的流體儲存器的任何其它打印頭中以許多形式發(fā)生。
[0010]公開的打印頭在打印頭自身內(nèi)循環(huán)墨以去除氣泡而不將浪費(fèi)墨吹掃到噴射管之夕卜。墨可能附加地吹掃到噴射管之外，但是從公開打印頭中的噴射管吹掃的墨的體積明顯地小于常規(guī)吹掃過程，這減小操作成本并且增加節(jié)能。吹掃到噴射管之外的墨的體積從在打印頭內(nèi)再循環(huán)的墨的體積分離。僅僅少量體積的墨位于噴射管中，因此通過使用公開的雙室打印頭最小化由吹掃噴射管產(chǎn)生的浪費(fèi)墨的量。吹掃打印頭中的墨的常規(guī)方法包括將所有墨吹掃通過噴射管面板。
[0011]也公開了一種從打印頭中的墨吹掃氣泡的方法?？梢杂晒_的雙室打印頭執(zhí)行該方法。該方法包括將真空施加到主墨儲存器的再循環(huán)室，所述主墨儲存器包括再循環(huán)室和輸入墨室。噴射管與主墨儲存器流體連通并且在一些例子中也鄰近主墨儲存器定位。施加的真空導(dǎo)致位于噴射管中的墨中的氣泡從噴射管移動(dòng)到再循環(huán)室。氣泡然后通過再循環(huán)室的再循環(huán)通氣孔被去除。在一些其它例子中，壓力也施加到輸入墨室的輸入墨室通氣孔。
[0012]單向閥、例如單向擋板閥可以位于再循環(huán)室和輸入墨室之間。當(dāng)真空施加到再循環(huán)室時(shí)，單向閥閉合，這密封再循環(huán)室以防止墨從輸入墨室移動(dòng)到再循環(huán)室中。墨從輸入墨室移動(dòng)、通過噴射管并且進(jìn)入再循環(huán)室。氣泡與來自噴射管的墨一起被運(yùn)載到再循環(huán)室中并且通過再循環(huán)室通氣孔排出打印頭。
[0013]在氣泡的主要部分通過公開的再循環(huán)吹掃過程從打印頭的再循環(huán)室去除之后附加剩余氣泡可能仍然存在于噴射管中。剩余氣泡可以以常規(guī)方式或在任何其它合適的過程中被吹掃通過噴射管的面板。
[0014]現(xiàn)在參見圖1-3，公開的打印頭100包括雙室主墨儲存器102，所述雙室主墨儲存器與噴射管104流體連通并且在該例子中也鄰近噴射管定位且通過壁106與噴射管分開。主墨儲存器102包括再循環(huán)室108和輸入墨室110。再循環(huán)室108和輸入墨室110可以相對于彼此具有任何合適的尺寸并且不必在尺寸上相等，盡管它們可以相等。再循環(huán)室108包括再循環(huán)室通氣孔112，任何合適的壓力、例如空氣或另一氣體的真空可以施加到所述再循環(huán)室通氣孔。輸入墨室110包括輸入墨室通氣孔114，任何合適的壓力、例如空氣或另一氣體的正壓力可以施加到所述輸入墨室通氣孔。
[0015]輸入墨室110也包括輸入墨室端口 128,所述輸入墨室端口是用于墨進(jìn)入和離開輸入墨室的輸入墨室中的開口。輸入墨室端口 128也被稱為給墨端口。
[0016]再循環(huán)室108和輸入墨室110彼此流體連通使得墨可以在兩個(gè)室之間流動(dòng)。再循環(huán)室108和輸入墨室110由單向閥116、例如單向擋板閥分開，所述單向閥允許墨從再循環(huán)室108流動(dòng)到輸入墨室110，但是不允許墨從輸入墨室流回到再循環(huán)室108。
[0017]將噴射管104和主墨儲存器102分開的壁106包括第一開口 118和第二開口 120。第一開口 118位于噴射管104和再循環(huán)室108之間并且允許噴射管和再循環(huán)室之間的流體連通。第二開口 120位于噴射管104和輸入墨室110之間并且允許噴射管和輸入墨室之間的流體連通。
[0018]當(dāng)真空施加到再循環(huán)室通氣孔112時(shí)，來自輸入墨室110的墨122和來自噴射管104的氣泡124移動(dòng)到再循環(huán)室108中，如圖2中所示。一旦噴射管104和再循環(huán)室108之間的壓力差足夠高以破壞在第一開口 118處形成于墨上的彎月面126，第一開口 118用作被動(dòng)閥以允許墨和氣泡從噴射管104傳到再循環(huán)室108。當(dāng)彎月面126橫越第一開口 118形成或再形成時(shí)被動(dòng)閥閉合。當(dāng)去除壓力差時(shí)，例如當(dāng)再循環(huán)室108向大氣通氣時(shí)，墨流回到噴射管104中直到空氣到達(dá)再循環(huán)室108并且彎月面126再形成并且防止墨由于儲箱中的下部墨高度產(chǎn)生的背壓而排出到噴射管104的上部分之外。
[0019]主墨儲存器102也可以包括在一些例子中作為輸入墨室通氣孔114的一部分的過濾吹掃管線。多個(gè)打印頭的主墨儲存器可以連接到共同的過濾吹掃管線。在具有多個(gè)打印頭的示例中，過濾吹掃管線連接到每個(gè)打印頭的輸入墨室。在多個(gè)打印頭例子中，所有的主墨儲存器可以共用共同的空氣增壓室和管線，類似于常規(guī)打印頭。每個(gè)儲存器的輸入墨室也可以共用共同的空氣增壓室和管線并且也可以連接到共同的二次吹掃系統(tǒng)。二次吹掃系統(tǒng)根據(jù)需要提供壓力、通氣和插塞，但是僅僅吹掃噴射管內(nèi)的墨，因此在二次吹掃期間浪費(fèi)的墨體積被最小化。
[0020]在常規(guī)的吹掃塔吹掃過程中，進(jìn)入吹掃塔(或墨儲存器)的墨流回到噴射管中，這有助于最小化作為廢物離開打印頭的墨。然而，當(dāng)加壓墨儲存器以吹掃氣泡時(shí)，一些墨由于墨儲存器中的壓力也離開噴射管。常規(guī)吹掃塔的流體路徑被平衡并且導(dǎo)致預(yù)定量的墨移動(dòng)到塔中，原因是達(dá)到由于墨儲存器中的壓力而離開噴射管的面板的相應(yīng)的預(yù)定量的墨墨儲存器中的壓力而離開噴射管的面板。從常規(guī)吹掃塔吹掃氣泡所需的墨量對應(yīng)于離開噴射管的墨量。
[0021]如本文中所公開的，通過聯(lián)接雙室打印頭和吹掃塔，真空可以施加到再循環(huán)室，這導(dǎo)致大量的墨流動(dòng)通過再循環(huán)室并且導(dǎo)致氣泡通過再循環(huán)室通氣孔離開。當(dāng)再循環(huán)室和大氣之間的壓力差足夠低以保持第一開口(在噴射管和再循環(huán)室之間)處的墨的彎月面時(shí)，附加氣泡未被引入系統(tǒng)中。當(dāng)期望更大的墨流動(dòng)時(shí)，將真空施加到再循環(huán)室通氣孔和將壓力施加到輸入墨室通氣孔的組合用于從雙室打印頭中的墨吹掃氣泡。
[0022]此外，在吹掃過程期間流動(dòng)進(jìn)出打印頭的空氣可以由輸入墨室通氣孔114和再循環(huán)室通氣孔112過濾和控制，這提供防止打印頭中的墨的污染的另一層。
【權(quán)利要求】
1.一種噴墨打印裝置，其包括: 噴射管； 主墨儲存器，所述主墨儲存器與所述噴射管流體連通，所述主墨儲存器具有: 再循環(huán)室，所述再循環(huán)室具有再循環(huán)室通氣孔； 輸入墨室，所述輸入墨室具有輸入墨室通氣孔； 單向閥，所述單向閥提供所述再循環(huán)室和所述輸入墨室之間的流體連通；以及 過濾吹掃管線，所述過濾吹掃管線連接到所述輸入墨室； 壁，所述壁分離所述噴射管和所述主墨儲存器，所述壁包括: 第一開口，所述第一開口位于所述噴射管和所述再循環(huán)室之間；以及 第二開口，所述第二開口位于所述噴射管和所述輸入墨室之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印裝置，其還包括聯(lián)接到所述再循環(huán)室通氣孔的過濾空氣源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印裝置，其還包括聯(lián)接到所述輸入墨室通氣孔的壓力源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印裝置，其中所述單向閥是單向擋板閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴墨打印裝置，其還包括位于所述噴射管、所述再循環(huán)室和所述輸入墨室中的墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴墨打印裝置，其中當(dāng)真空施加到所述再循環(huán)室通氣孔時(shí)位于所述輸入墨室中的墨的至少一部分移動(dòng)到所述噴射管并且所述噴射管中的墨移動(dòng)到所述再循環(huán)室。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的噴墨打印裝置，其中當(dāng)真空施加到所述再循環(huán)室通氣孔并且壓力施加到所述輸入墨室時(shí)所述輸入墨室中的墨移動(dòng)到所述噴射管并且所述噴射管中的墨移動(dòng)到所述再循環(huán)室。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的噴墨打印裝置，其中從所述噴射管移動(dòng)到所述再循環(huán)室的墨包括氣泡。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨打印裝置，其中通過施加到所述再循環(huán)室通氣孔的真空從所述再循環(huán)室去除氣泡。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴墨打印裝置，其中當(dāng)真空施加到所述再循環(huán)室通氣孔并且壓力施加到所述輸入墨室時(shí)所述單向閥閉合。
【文檔編號】B41J2/01GK104369539SQ201410364982
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】J·D·米恩斯, J·R·布里克, J·D·齊默爾曼, D·D·達(dá)林, J·A·布羅德里克, J·T·弗林 申請人:施樂公司