本公開涉及噴墨打印，更具體地涉及噴墨打印頭中的再循環(huán)路徑。

背景技術(shù)：

典型的噴墨打印頭包括向多個單噴射元件的進口部分供給油墨的供給歧管結(jié)構(gòu)。與進口部分一起，多個單噴射元件中的每一個一般地具有單個出口部分，單個出口部分包括在油墨噴射期間通過其噴射液滴的一個或多個孔。在該流體結(jié)構(gòu)內(nèi)，供給歧管和單噴射元件內(nèi)的油墨在噴射事件期間經(jīng)歷大量流體流。然而，在當(dāng)不出現(xiàn)噴射事件時的時間段期間，流體結(jié)構(gòu)內(nèi)的油墨不經(jīng)歷大量流動并且可能變得基本靜止。靜止時間允許懸浮在油墨內(nèi)的顆粒進行沉淀。沉淀可能不利地影響流體結(jié)構(gòu)的性能，以及改變系統(tǒng)內(nèi)的油墨的所需的特性。

本發(fā)明的實施例解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些以及其他缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一個實施例是具有多個單噴射元件的噴墨打印頭，每個單噴射元件包括構(gòu)造成在噴射事件期間噴射油墨的孔，以及用于接收油墨的通道；構(gòu)造成向通道供給油墨的第一歧管；以及構(gòu)造成在噴射事件和不噴射事件期間接收油墨的多個再循環(huán)路徑，每個再循環(huán)路徑包括：連接至用于接收油墨的通道的再循環(huán)通道，再循環(huán)通道通過半刻蝕形成單噴射元件和再循環(huán)路徑中的每一個的一部分的鋼板之一形成，以及構(gòu)造成接收來自再循環(huán)通道的油墨的第二歧管，其中，油墨在不噴射事件期間從第一歧管穿過多個單噴射元件和再循環(huán)路徑中的每一個流動至第二歧管。

一種控制打印頭中的壓力的方法，包括在不噴射事件期間向連接至通道的第一歧管結(jié)構(gòu)施加第一負壓，向第一歧管結(jié)構(gòu)下游的第二歧管結(jié)構(gòu)施加小于第一負壓的第二負壓以形成壓差，第二歧管結(jié)構(gòu)連接至在不噴射事件期間接收來自通道的油墨的再循環(huán)通道，以及在噴射事件期間保持第一歧管結(jié)構(gòu)與第二歧管結(jié)構(gòu)之間的壓差。

附圖說明

圖1示出單個噴射元件的流體分配子組件的示例。

圖2示出多個單噴射元件。

圖3示出具有再循環(huán)通道的單噴射元件的第一視圖。

圖4示出具有再循環(huán)通道的單噴射元件的第二視圖。

圖5示出連接至進口歧管和出口歧管的多個單噴射元件的放大視圖。

具體實施方式

一些流體分配組件包括局部流體供給源和流體分配子組件。局部流體供給源可以存在于儲器組件內(nèi)的一個或多個儲器腔室中。流體分配子組件可被視為具有若干部件。首先，驅(qū)動器部件可以包括使得流體排出子組件的轉(zhuǎn)換器(比如壓電轉(zhuǎn)換器)、轉(zhuǎn)換器基于其操作的隔膜以及形成壓力腔室的一個或多個本體板。第二，入口部件包括從歧管朝向壓力腔室引導(dǎo)流體的通道。接著，出口部件將流體從壓力腔室引導(dǎo)至孔。最后，孔自身將流體分配出打印頭。

打印頭用作流體分配組件的示例，其中噴射疊片用作流體分配子組件，噴射疊片一般由粘合中一起的一組板組成。在打印頭/噴射疊片示例中，驅(qū)動器、入口、出口和孔四個部件變得更加特別。入口將油墨從歧管朝向壓力腔室引導(dǎo)，出口將油墨從壓力腔室引導(dǎo)至孔板。驅(qū)動器操作壓力腔室中的油墨以使流體通過孔板排出噴射疊片。在噴射疊片示例中，孔使流體分配出噴射疊片并且最終分配出打印頭。

如在此使用的術(shù)語打印機應(yīng)用于任何類型的按需滴定噴射器系統(tǒng)，在按需滴定噴射器系統(tǒng)中流體的液滴響應(yīng)于某種轉(zhuǎn)換器的致動而被迫使通過一個孔。這包括比如為熱噴墨打印機的打印機、用于比如為有機電子電路制造、生物檢驗、三維結(jié)構(gòu)建筑系統(tǒng)等等的應(yīng)用的打印頭。術(shù)語‘打印頭’不旨在僅應(yīng)用于打印機，不應(yīng)該暗示這種限制。噴射疊片存在于打印機的打印頭內(nèi)，其中術(shù)語打印機包括上述例子。

圖1示出打印頭中的噴射疊片的例子。噴射疊片100在該例子中由粘合中一起的一組板構(gòu)成并將被用于以下論述中。應(yīng)注意到這僅是示例，并不對本文中要求保護的發(fā)明的應(yīng)用或?qū)嵤┓绞绞┘酉拗?。如將進一步說明的，術(shù)語‘打印機’和‘打印頭’可以包括位于為了任何目的而分配流體的系統(tǒng)內(nèi)的任何系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)。類似地，雖然在此將論述噴射疊片以幫助理解，但是任何流體分配子組件可以是相關(guān)的。流體分配子組件或流體分配本體可以包括如在此所述的一組板、模制體、機械加工體等等，模制體具有適當(dāng)?shù)耐ǖ?、換能器和孔。由于實施例的方面包括位于噴射疊片內(nèi)部的除僅板外的另外的結(jié)構(gòu)，因此該組板可被稱為流體分配子組件內(nèi)的流體分配體。

如上所述，噴射疊片100由多個板1000-1024構(gòu)成。優(yōu)選地，多個板1000-1024中的每一個是不銹鋼板。板1000具有附連成在噴射事件期間便于油墨噴出的壓電元件(未示出)。板1000-1024中的每一個被化學(xué)刻蝕，使得當(dāng)多個板1000-1024堆疊時其形成上游歧管102、空氣間隙104、下游歧管106、顆粒過濾器108、通道110、孔112和再循環(huán)通道114。

為了形成噴射疊片的各個部件，從一側(cè)或兩側(cè)化學(xué)刻蝕多個板1000-1024。如上所述，當(dāng)板1000-1024堆疊在一起時，板1000-1024的化學(xué)刻蝕部分形成噴射疊片的各個部件?？?12是刻蝕貫穿板1024的孔眼。為了形成通道110，刻蝕板1000-1024。為了形成再循環(huán)通道114，板1022僅從一側(cè)進行刻蝕以形成通向下游歧管106的半刻蝕通道。優(yōu)選地，再循環(huán)通道114為1.65mm至4.445mm長、0.076mm至0.152mm寬以及0.0381mm至0.1016mm深。然而，再循環(huán)通道114不局限于該長度、寬度和深度，并且可以為對于每個噴射元件所需的任何尺寸。

噴射疊片從儲器(未示出)通過具有顆粒過濾器108的上游歧管102接收油墨。來自顆粒過濾器108的輸出流入通道110內(nèi)。通道110向孔112和再循環(huán)通道114引導(dǎo)液體。顆粒過濾器108防止大顆粒流入通道110內(nèi)以及噴射通過孔112或被發(fā)送至下游歧管106。當(dāng)致動器或轉(zhuǎn)換器(未示出)觸發(fā)時，其使得隔膜板偏轉(zhuǎn)，并且使得油墨流過孔112。排出孔112的油墨液滴形成打印圖像的一部分。油墨路徑的包括顆粒過濾器108、上游歧管102、通道110和孔112的一部分指的是“單噴射元件”。再循環(huán)路徑包括通道114和下游歧管106。再循環(huán)通道114連接至通道110。

當(dāng)致動器或轉(zhuǎn)換器不被觸發(fā)時，通道110中的油墨在不通過孔112噴射的情況下流動至再循環(huán)通道114和下游歧管106，如以下更詳細地論述的。這允許油墨在不噴射的情況下繼續(xù)流動并且防止油墨變得靜止。

圖2示出具有包括流體分配子組件的流體分配組件的系統(tǒng)的一個實施例的示圖。打印機的結(jié)構(gòu)僅在于幫助理解實施本發(fā)明的上下文。此外，本文中所論述的例子可以指代油墨而非流體以及噴射元件而非流體分配子組件。再次，非旨在限制，也不應(yīng)該暗示。

圖2示出連接至進口歧管204的多個單噴射元件200和分別連接至上游歧管102和下游歧管106的出口歧管202的實施例。盡管示出八個單噴射元件200，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是可以采用任何數(shù)量的單噴射元件200。

上游歧管102和下游歧管106各自也分別連接至單噴射元件200中的每一個。即，噴射疊片100包括單上游歧管102和單下游歧管106，其中的每一個連接至噴射元件200中的每一個。單噴射元件200中的每一個由圖1中所示的不銹鋼板1000-1024形成。如能夠在圖2中看到的，每個單噴射元件包括用于在噴射或打印事件期間噴射油墨的孔112。

每個單噴射元件200還包括本體腔室206。本體腔室206具有位于背部的壓電元件(未示出)，壓電元件便于在噴射事件期間油墨的噴射，如上所論述和說明的。即，本體腔室206經(jīng)由板1000形成并且連接至壓電元件(未示出)。

圖3和圖4示出圖2的單噴射元件200之一的更詳細視圖。如上所述，單噴射元件200包括顆粒過濾器108、孔112、通道110和上游歧管102，如圖2所示。

圖5更詳細地示出分別連接至上游歧管102和下游歧管106的進口歧管204和出口歧管202。

在噴射事件期間，油墨從進口歧管202供給至上游歧管102。經(jīng)由附裝到本體腔室206的壓電元件(未示出)的操作，油墨從上游歧管102行進穿過顆粒過濾器108到達通道110和孔112。為了使油墨流過孔112，必須提供足夠的壓力以打破孔112內(nèi)的油墨的彎液面。

然而，在不噴射事件期間，為了保持油墨運動以及避免流體靜止，油墨從上游歧管102行進穿過顆粒過濾器108到達通道110和再循環(huán)路徑，再循環(huán)路徑包括再循環(huán)通道114和下游歧管106。孔112中的油墨的彎液面保持完好以便不噴射油墨。

因此，需要存在用于在穿過單噴射元件200之后保持油墨但避免彎液面破裂的小于幾個英寸水柱的壓力。例如，上游歧管102可以具有1英寸水柱的負壓，而下游歧管106具有6至7英寸水柱的負壓。該通過向上游歧管102施加負壓以及在下游歧管106處施加更低的負壓來實現(xiàn)。該壓力可以比如為真空裝置、負壓頭等等的任何裝置施加。在噴射事件期間，保持上游歧管102與下游歧管106之間的負壓的這種差別，使得油墨即使在噴射事件期間也恒定流過再循環(huán)路徑。這引起在噴射時連續(xù)的平均流量。

在不噴射事件期間，油墨流過通道110并且流動至孔112和再循環(huán)通道114。然而，如上所述，由于壓力在無噴射事件期間不足以打破孔112中的油墨的彎液面，因此壓力將油墨驅(qū)動至下游歧管106以被再循環(huán)。這使得即使當(dāng)油墨在噴射事件期間不被噴射時油墨仍然流經(jīng)歧管102和106以及單噴射元件200。即，即使當(dāng)沒有噴射事件時，油墨也恒定地貫穿單噴射元件200運動。這消除了油墨沉淀并且使得顆粒懸浮在油墨內(nèi)。這通過在上游歧管102與下游歧管106之間具有適當(dāng)?shù)膲翰顏韺崿F(xiàn)。

使油墨運動到通道110的半刻蝕部分內(nèi)而非通孔112內(nèi)所需的壓力范圍是表面張力和流體的粘度的函數(shù)。壓差應(yīng)該足夠高以保持上游歧管102與下游歧管106之間的流動，而足夠低以防止孔112的彎液面的破裂。