CN100413688C - 墨水喷射打印头的流体输送系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的流体输送系统包括一个或者多个相互耦合的盒组件，每个盒组件包括多个互连的盒，每个盒包括用来容纳喷射流体的贮液室和墨水喷射打印头，该墨水喷射打印头可操纵地连接到贮液室上，每个盒组件通过第一互连组件和第二互连组件相互连接起来，第一互连组件把多个互连盒保持在负压，第二互连组件在多个盒的每个贮液室内保持至少基本上相等的喷射流体水平。借助补充喷射流体到所选择的盒中并且使用第二互连组件来把喷射流体分配到互连盒的这些贮液室之中，对该多个互连盒补充喷射流体。一个传感器被连接到所述被选择的贮液室上，以监视盒组件中喷射流体水平。

Description

墨水喷射打印头的流体输送系统
技术领域
本发明涉及一种改进型墨水喷射打印头的流体输送系统，该系统包括用来容纳喷射流体的一组贮液室，这些贮液室可操纵地连接到相应的一组墨水喷射打印头上。
背景技术
墨水喷射打印机的自动墨水供给和补充系统也是公知的。自动墨水供给和补充系统可以被分成被动补充系统或者主动系统，其中被动补充系统依赖于重力或者压差来使墨水流过该系统，而主动系统使用了泵或者机械辅助机构来使墨水通过该系统。
主动墨水补充系统与连续的墨水供给系统一起使用，例如这些描述在美国专利Nos.4,399,466、4,462,037和4,680,696中，或者与按需请求式墨水供给系统一起使用，例如这些描述在美国专利Nos.4,074,284和4,432,005中，在这里全部引入这些专利中的每一个的主题以作参考。这些主动墨水补充系统依赖于大气压力或者正压力的液压条件来把墨水供给到打印喷嘴中。
被动墨水补充系统使用重力来供给墨水。在美国专利No.4,959,667(在这里全部引入该专利的主题以作参考)中描述的一个例子中，借助三通阀来控制该系统从而把墨水从墨水贮液室中供给到作为一个可更换装置一部分的墨水供给贮液室中，该可更换装置由打印架来支承。这个系统的缺点是，当打印头在大型介质上进行打印时，如果它横向通过打印介质时较大墨水贮液室的重量和容积需要由打印架来支撑，那么打印头的性能大大地减小了。
为了克服把较大墨水贮液室支撑在打印架上的缺点，因此许多现有技术的墨水输送系统具有服务台，只有当打印架处于打印轴的一端或者另一端上以致墨水喷射盒进入服务台时，该服务台补充墨水喷射盒。一旦进入服务台，墨水喷射盒中的墨水贮液室快速得到补充并且允许打印盒返回到它的打印工作。墨水喷射盒的服务台型墨水补充系统的各种各样的例子公开在美国专利Nos.3,967,286、4,831,389、4,967,207、4,968,998、4,999,652和5,136,305中，在这里全部引入这些专利中的每一个的主题以作参考。
服务台型墨水补充系统具有两个基本问题。首先，由于需要时间来执行进入服务台和补充工作，减小了墨水喷射打印机的打印速度。第二，为了使进入服务台和补充工作的时间最小化，因此在通常超过墨水喷射盒的标称液压性能的压力下快速地将墨水输送到墨水喷射盒中。其结果是，在补充工作期间，打印头可能泄漏或者滴落，从而导致较差的打印质量。
Erickson的美国专利No.6,164,766描述了一种墨水喷射打印机的墨水输送系统，该输送系统包括墨水喷射盒，该墨水喷射盒可拆下地安装在打印架上并且构造为自容纳装置，该装置包括打印头和墨水供给容器，该容器在给定负压液压的情况下储存第一数量的液态墨水，在这里全部引入该专利的主题以作参考。打印架外部的墨水贮液室储存第二数量的墨水以补充墨水供给容器中的第一数量的墨水。外部墨水贮液室连接到墨水喷射盒中的墨水供给容器中，从而在打印架横向通过打印介质时，在墨水喷射打印机的工作期间把墨水从第二数量的墨水供给到第一数量的墨水中。
尽管Erickson的改进型墨水输送系统不再需要服务台组件，但是这个系统的缺点是，它需要每个打印机墨盒分开地连接到外部的一个或者多个墨水贮液室上并且从该贮液室中进行补充。此外，分别地监视每个单个盒中的墨水水位。
容易看到的是，仍然需要一种改进型墨水输送系统来解决现有技术中的这些问题。
本发明包括一种改进型流体输送系统，该系统包括多个互相耦合的盒组件。每个盒组件包括多个互连的盒，每个互连的盒包括用来容纳喷射流体的贮液室，其中该贮液室可操纵地连接到墨水喷射打印头上。每个盒组件借助第一互连组件和第二互连组件来互连。第一互连组件使多个互连盒保持为负压。第二互连组件在多个流体盒的每个贮液室内保持至少基本相等的喷射流体水平。在本发明的改进型流体输送系统中，借助把喷射流体补充到所选择的盒中，在多个互连盒中补充喷射流体。可以使用第二互连组件在互连盒的贮液室之间分配喷射流体。传感器被连接到所选择的贮液室中以监视盒组件中的喷射流体水平。
发明内容
本发明的改进型流体输送系统包括一个或者多个相互耦合的盒组件，其中每个相互耦合的盒组件装有不同的喷射流体，其中每个相互耦合的盒组件包括：
a.第一多个互连的盒，每个所述互连的盒包括用来容纳喷射流体的贮液室，其中每个贮液室可操纵地连接到墨水喷射打印头上；
b.用来把第一多个互连盒相互连接起来的第一互连组件，其中第一互连组件包括第一多个导管，这些导管把所述第一多个互连盒的至少两个贮液室连接在一起；及
c.第二互连组件，当喷射流体容纳在贮液室中时，使这些贮液室中的每一个中保持至少基本上相等的喷射流体水平。
流体输送系统还包括检测组件，该检测组件可操纵地连接到从多个互连盒中所选择出来的一个互连盒的贮液室中，该检测组件监视所选择的盒的贮液室内的喷射流体水平。所选择的盒的贮液室还包括孔，该孔用来允许把喷射流体从远端源中补充到贮液室中。第二互连组件允许在多个互连盒的这些贮液室之间分配喷射流体，从而在多个互连盒中的每个贮液室内保持至少基本相等的喷射流体水平。
附图说明
图1是本发明的流体输送系统的立体图；
图2是本发明的流体输送系统的不同立体图；并且示出了本发明的盒组件，其中贮液室拆去了侧部，从而示出了互连盒的贮液室的内部特征；
图3示出了本发明流体输送系统中的多个互连盒的一个盒元件；
图4示出了本发明的一个盒元件，其中贮液室拆去了一个侧部，从而示出了盒元件的贮液室的内部特征；
图5示出了本发明的一个实施例中的流体输送系统，其中流体输送系统安装在墨水喷射打印机的盒组件上。
具体实施方式
本发明包括一种改进型流体输送系统，该系统包括一个或者多个互相耦合的墨水盒组件。
图1和2示出了本发明的典型盒组件1。盒组件1包括多个互连的盒2、3、4和5。所述互连的盒2、3、4和5中的每一个包括贮液室6，该贮液室用来容纳喷射流体，每个贮液室6可操纵地连接到墨水喷射打印头7上。尽管提及的是喷射流体，但是本领域普通技术人员知道喷射流体可以是墨水，但是本发明不局限于墨水。
使用第一互连组件8来使多个互连的盒2、3、4和5互连起来，并且使这些多个互连的盒2、3、4和5保持为负压。当把喷射流体容纳于贮液室中时，第二互连组件9被用来在每个贮液室6内保持至少基本上相等水平的喷射流体。
第一互连组件8包括多个导管10、11和12，这些导管可操纵地把该多个互连的盒2、3、4和5中的至少两个贮液室6连接在一起。在流体输送系统中保持负压，从而可以防止从墨水喷射打印头7的打印头孔(未示出)中泄漏或者滴落喷射流体。可以使用孔25来给系统提供负压。
图1和2示出了四个互连的盒2、3、4和5，这些盒借助三个导管10、11和12可操纵地相互连接起来。如容易知道的那样，所需要的导管的数目依赖于这个系统中所使用的、互连的盒的数目。尽管示出了具有四个互连的盒的流体输送系统，但是本发明不局限于四个互连的盒。发明人确定，每个盒组件1可以具有多达八个或者更多个互连的盒。
盒组件1还包括检测组件13，该检测组件可操纵地连接到从该多个互连的盒3中所选择出来的一个盒的贮液室6上，从而测量到所选择的盒3的贮液室6内的喷射流体水平。检测组件13的非限制性例子包括热电偶、浮子、超声波传感器等等。其它检测组件对于本领域普通技术人员来讲也是公知的。
如图2和4所示一样，该多个盒2、3、4和5中的一个的贮液室6还包括室16，该室16通到大气中并且与贮液室6中的喷射流体隔开。
所选择的盒3的贮液室6还具有允许喷射流体从远端源(未示出)补充到贮液室6中的孔17。孔17延伸到所选择的盒的贮液室6中，因此把喷射流体加入到位于贮液室6的喷射流体水平下方的贮液室6中。第二互连组件9能够把喷射流体分配到该多个互连的盒2、3、4和5的贮液室6之中，从而在该多个互连的盒2、3、4和5内保持至少基本上相等的喷射流体水平。
在优选实施例中，第二互连组件9包括多个导管18、19和20，这些导管可操纵地把该多个互连的盒2、3、4和5中的至少两个贮液室6连接在一起。
该多个盒2、3、4和5的贮液室6包括把贮液室6连接到它的相关墨水喷射打印头7的组件21。每个贮液室6和它的相关墨水喷射打印头7借助组件21内的通道22可操纵地连接起来，从而允许喷射流体到达位于贮液室6和它的相关打印头7之间的接口中。
这里所描述的本发明还考虑了一种流体输送系统，该系统包括多个互相耦合的盒组件1，其中每个互连的盒组件装有相同或者不同的流体。在一个实施例中，不同的流体是不同颜色的墨水。每个互相耦合的盒组件包括多个互连的盒，如上面所描述的那样。
如图5所示，在本发明的一个实施例中，本发明的盒组件1安装在互换的盒23中，该盒23本身又依次安装在墨水喷射打印机24上。在本发明的另一个实施例中，盒组件是静止的，并且介质在盒组件的下方进行运动。其它变形对于本领域普通技术人员来讲也是公知的。
本发明的主要优点是，如果该多个盒组件中的任何一个发生故障或者出于任何原因而需要维修或者拆下，那么这种设计的模块化特性使得能够快速地拆下和更换该多个互连的盒中的盒。
这种结构还使得喷射液柱的自由表面直接位于打印入口上，这可以在所有时间保持喷射流体较好地流到墨水喷射打印头中。
本发明的改进型流体输送系统供给喷射流体的速度也可以快于使用喷射流体的最大速度，这可以在所有时间内保持把喷射流体充足地供给到墨水喷射打印头7中。与现有技术相比，这有利于提高本发明的盒的打印能力。
本发明的流体输送系统可以用在任何墨水喷射打印机上，包括大型打印机(即可以打印高达大约73英寸宽介质的打印机)。流体输送系统可以被用来供给打印在包括纸、膜、织物和乙烯树脂在内的各种各样介质上的、任何类型的喷射流体。
本发明的关键特征在于，当本发明的流体输送系统用在能够在打印机长度上进行前后运动的架上时，具有最小的晃动，因为现有技术具有一些单独的打印机架或者多个笨重的、位于架上的贮液室。此外，借助在整个系统中保持不变的负压，本发明的新型流体输送系统使贮液室系统内的压力峰值最小化。

Claims (17)

1. 一种流体输送系统的盒组件，该盒组件包括：
a.第一多个互连的盒，每个所述互连的盒包括用来容纳喷射流体的贮液室，其中每个贮液室可操纵地连接到墨水喷射打印头上；
b.用来把第一多个互连盒相互连接起来的第一互连组件，其中第一互连组件包括第一多个导管，这些导管把所述第一多个互连盒的至少两个贮液室连接在一起；及
c.第二互连组件，当喷射流体容纳在贮液室中时，使这些贮液室中的每一个中保持至少基本上相等的喷射流体水平。
2. 如权利要求1所述的盒组件，其特征在于，第一互连组件使所述第一多个互连盒保持为负压。
3. 如权利要求1所述的盒组件，其特征在于，第一多个互连盒包括至少四个盒。
4. 如权利要求3所述的盒组件，其特征在于，第一多个互连盒包括至少八个盒。
5. 如权利要求1所述的盒组件，其特征在于，它包括检测组件，该检测组件可操纵地连接到从第一多个互连盒中所选择出的一个盒的贮液室中，从而监视所选择的盒的贮液室中的喷射流体水平。
6. 如权利要求5所述的盒组件，其特征在于，所选择的盒的贮液室包括孔，该孔允许把喷射流体从远端源中补充到贮液室中，其中第二互连组件允许在第一多个互连盒的贮液室之间分配喷射流体，从而在第一多个互连盒内保持至少基本上相等的喷射流体水平。
7. 如权利要求6所述的盒组件，其特征在于，所述第二互连组件包括第二多个导管，这些导管可操纵地把第一多个互连盒的贮液室中的至少两个连接在一起。
8. 如权利要求1所述的盒组件，其特征在于，所述第一多个盒的这些贮液室包括一个组件，该组件把贮液室连接到一个相关墨水喷射打印头上。
9. 如权利要求8所述的盒组件，其特征在于，每个贮液室和它的相关墨水喷射打印头借助该组件中的通道可操纵地连接起来，从而允许喷射流体到达位于贮液室和所述相关打印头之间的接口。
10. 如权利要求6所述的盒组件，其特征在于，用来补充喷射流体的孔延伸到所选择的盒的贮液室中，其中喷射流体被导入到低于贮液室内的喷射流体水平的贮液室中。
11. 一种流体输送系统，它包括多个相互耦合的盒组件，其中每个相互耦合的盒组件装有不同的喷射流体，每个相互耦合的墨水盒组件包括：
a.多个互连盒，每个所述互连盒包括用来容纳喷射流体的贮液室，其中每个贮液室可操纵地连接到墨水喷射打印头上；
b.第一互连组件，它把第一多个互连盒相互连接起来，其中第一互连组件包括第一多个导管，这些导管把所述第一多个互连盒的至少两个贮液室连接在一起；及
c.第二互连组件，当喷射流体容纳于贮液室中时，它在多个互连盒的每个贮液室内保持至少基本上相等的喷射流体水平。
12. 如权利要求11所述的流体输送系统，它包括检测组件，该检测组件可操纵地连接到从第一多个互连盒中所选择出的一个盒的贮液室中，从而监视所选择的盒的贮液室内的喷射流体水平。
13. 如权利要求12所述的流体输送系统，其特征在于，所选择出的盒的贮液室包括孔，该孔允许把喷射流体从远端源中补充到贮液室中，其中第二互连组件允许在第一多个互连盒的贮液室之间分配喷射流体，从而在多个互连盒内保持至少基本上相等的喷射流体水平。
14. 如权利要求12所述的流体输送系统，其特征在于，检测组件测量所选择出的盒的贮液室内的喷射流体水平。
15. 如权利要求11所述的流体输送系统，其特征在于，每个盒组件包括至少四个互连盒。
16. 如权利要求15所述的流体输送系统，其特征在于，每个盒组件包括至少八个互连盒。
17. 如权利要求11所述的流体输送系统，其特征在于，第一互连组件使所述第一多个互连盒保持为负压。
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