CN100519193C - 减小喷墨打印头中碎片积累的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印头包括限定内部隔室的壳体。壳体包括提供适用于在基材通过阵列前部时在基材上喷射油墨液滴的喷嘴阵列的前表面和打印表面。前表面限定围绕喷嘴阵列至少一部分的前空气通道，使得空气在壳体外部和内部隔室之间流动。壳体限定至少一个另外的空气通道，该空气通道构造成空气可靠地流过前通道，从而减小碎片围绕孔口阵列积累。打印头还可包括在前空气通道一部分上延伸的保护结构，以便保护孔口阵列不由于在打印操作中以高速通过打印头的例如邮件的材料而损坏。

Description

减小喷墨打印头中碎片积累的方法和设备

背景技术

按需喷射式喷墨打印机通常例如用来打印沿着输送线输送的包装、盒体和邮件。每个打印头通常具有带有油墨以液滴形式从中排出的孔口或油墨出口开口阵列的喷嘴组件。液滴以预定图案朝着将被印制的纸板和物体(或其它表面)的侧面喷射，使得油墨冲击纸板表面时，将预定标记印制在该表面上。可以例如使用这种喷墨打印设备在纸板或包装上打印多种信息(标记)，例如商标、批号、序列号、生产日期、发货日期信息、条形码、图像或其它相关信息。打印头的喷嘴组件与油墨供应装置连通。可编程的控制器调节阀或其它公知装置的操作，以便形成并喷射液滴，从而造成油墨按照预定图案从喷嘴孔口喷出，由此在该表面通过打印头前部时在将被印制的表面上印制所需信息或标记。

打印头通常包括容纳喷嘴组件和用于控制喷嘴组件操作的电子装置的壳体。通常，喷嘴组件包括定位在打印头的前部和打印面上的孔口阵列，其中所述打印面与将被印制的表面隔开一个短距离(称为孔口到基材的距离或偏距)。

这些打印头通常在具有灰尘、碎片或其它污染物的情况下操作，不利地影响了打印头的性能。例如，在邮政应用中，相对高的生产线速度以及频繁的方向改变以及邮件弯曲产生大量纸张灰尘、分散纤维以及普通碎片。这些碎片沉积在打印设备的包括孔口阵列的所有表面上。当碎片在该阵列上积累到一定程度时，孔口被堵塞或方向偏差，造成打印性能降低。这种问题由于抛射距离减小以适应增加的产量而加重。特别是，随着每单位时间所标记的物件数量增加，抛射距离通常需要减小。例如，在邮政应用中，通常会遇到生产线速度为787ft/min以及每秒15次打印的产量。为了通过典型的喷墨打印头来满足这些参数，需要将抛射距离减小到0.02英寸或更小。在邮件和打印头之间的这种相对小的距离可在打印头中、特别是在打印面和孔口阵列上增加碎片积累。因此，需要一种在喷墨打印机的孔口阵列上和周围减小碎片积累的打印头。

发明内容

喷墨打印头包括承载孔口阵列的前表面的壳体。壳体包括围绕孔口阵列至少一部分的第一空气通道。至少一个另外的空气通道设置在壳体内。例如，壳体可包括相对的侧壁，其中每个壁包括至少一个开口，使得空气流入和流出所述壳体。空气通道构造成有助于空气流过孔口阵列以便减小碎片在孔口阵列周围积累。打印头还可包括用于收集经由所述前开口流入所述壳体的油墨的装置。该装置可包括靠近前开口定位在壳体内的吸收材料。

保护结构可布置在第一空气通道的一部分上，以便防止孔口阵列损坏。该孔口可布置成线性阵列，并且保护结构可包括在大致平行于所述孔口阵列的方向上延伸通过所述开口的线性构件。保护结构可与壳体的前表面形成整体。作为选择，保护结构可与壳体分开形成并通过紧固件连接其上。保护结构可定位在孔口阵列的上游和/或该阵列的下游。

附图说明

图1是按照本发明实施例的某些方面采用喷墨打印头的喷墨打印设备的透视图；

图2是按照本发明实施例的某些方面的喷墨打印头的透视图；

图3A和4是表示安装在打印设备中的图2打印头的透视图；

图3B表示可选择实施例的某些方面；

图5是按照本发明实施例的喷墨打印头的某些方面的前立视图；

图6表示按照本发明实施例的某些方面的可拆卸的保护结构；

图7表示按照本发明实施例的某些方面的面板的可选择实施例；

在结合附图进行阅读时，以上概括以及本发明的某些实施例的详细描述将得到更好的理解。为了说明本发明的目的，在附图中表示某些实施例。但是应该理解到本发明不局限于附图表示的配置和手段。

具体实施方式

现在参考附图，图1是沿着输送机17定位的喷墨打印站10的透视图，输送机17承载一系列以15表示的物品、物体或其它包装通过打印站。每个物品或包装具有将要打印所选标记的表面。打印站10包括以隔开物品15的表面一定垂直高度和水平距离安装的打印头11，使得将被打印在该表面上的标记在该表面上具有清晰和锐利的分辨率。将理解到，打印站包括用于相对于物品15调节打印头11位置的安装或支承结构。

油墨供应系统19设置在打印站10处，以便经由油墨供应管线21将油墨供应到打印头。本领域公知那样的控制器23设置用来控制油墨到打印头11的流动，并且用来控制打印头内的喷嘴组件的操作，以便从喷嘴组件的孔口13压迫油墨，从而形成预定图案的液滴，由此在物品15的表面7上印制所需标记。在美国专利NO.5101224中披露一种这样的供应系统和打印头，该专利结合于此作为参考。224专利的打印头采用具有经由单个阀连接到在压力下保持的油墨源上的多个喷嘴的喷嘴组件。可编程的控制器调节阀的操作，以便造成油墨流过阀到喷嘴，并且按照一个和多个预定的图案从喷嘴喷射。作为选择，喷嘴组件可以是压力打印头喷嘴，如同美国专利NO.5227813、5235352、5426455、5433809、5436648和5703631披露那样，这些专利结合于此作为参考。

现在参考图2-4，更加详细地描述按照本发明某些方面的打印头30。打印头30包括限定内部隔室(未示出)的壳体32。至少一个喷嘴组件34以及用于控制喷嘴组件的电子装置(未示出)安装在内部隔室内。在所示实施例中，打印头包括布置成背对背构造的两个喷嘴组件34(或打印引擎)。虽然打印头30表示成具有两个喷嘴组件，将理解到打印头可具有一个或多个喷嘴组件，而不偏离本发明的范围。喷嘴组件34如上所述连接到油墨供应装置(未示出)和外部电子控制器(未示出)上。

如图5更加详细表示那样，每个喷嘴组件包括提供孔口阵列38的前表面36。喷嘴组件34的孔口阵列大致相互平行延伸，并且大致垂直于物品通过打印头前部的方向。通常以箭头40表示的所述方向这里指的是处理方向。壳体包括具有前开口44的前面和板42。喷嘴组件34安装在壳体内，使其前面对准前开口44，从而从孔口阵列38喷射的墨滴冲击在通过开口44前部的物品上。

在现有技术的打印头结构中，壳体具通常构造成防止油墨、灰尘和其它污染物进入壳体的内部隔室。密封壳体的一个原因在于保护壳体内所包括的电子装置远离污染物。在这种结构中，打印面的前开口的尺寸通常最小化，以便减小打印面和喷嘴组件之间的间隙。另外，打印面和喷嘴组件之间的间隙通常通过例如弹性垫片密封。

相比之下，在按照本发明的某些方面的打印头中，前开口44用作空气通道46以便可靠地产生流过孔口阵列38的空气流。前空气通道46围绕孔口38的至少一部分，使得空气通过壳体32的外部和内部之间。前空气通道46最好通过增大前开口来形成，使其横向延伸超过喷嘴组件38的侧边缘50。如图5所示，这在喷嘴组件34的上游侧上形成第一间隙或开口52，并在喷嘴组件34的下游侧上形成第二间隙54。间隙52、54的宽度D1、D2将取决于特定的打印应用，并且需要根据例如生产线速度和抛射距离的多种因素来改变。

壳体32最好在壳体的外部和内部之间包括至少一个另外的空气通道48和开口。在图2-4所示的实施例中，壳体包括位于其侧壁内的空气通道48。空气通道46、48有助于空气可靠地流过孔口阵列38，以便减小孔口阵列38周围的碎片积累。打印头30可另外或作为选择的装备有例如风扇或真空装置(未示出)的装置，以有助于空气流过前空气通道。将理解到，真空装置可代替所述的另外的空气通道使用。在这种结构中，真空装置可直接连接到前空气通道46上，以便经由前空气通道46抽吸过量空气和污染物，并离开孔口阵列38。作为选择，真空装置可以连接以便经由通道48将空气抽出壳体，由此造成空气经由前开口44流入壳体。这种配置的一个实例表示在图3B中，其中真空组件罩49覆盖侧通道48。罩49经由软管53互连到主真空单元51上。真空单元经由开口48将空气抽出壳体32，继而造成空气经由前空气通道44流入壳体。

打印头30还可包括收集经由所述前空气通道44流入所述壳体的油墨的装置。该装置包括靠近前通道44定位在壳体内的吸收材料(未示出)。作为选择，该装置可包括用于收集经由前通道进入壳体的油墨和其它污染物的真空装置。

保护结构58可在前通道46的一部分上布置，以便保护孔口阵列38，使其不由于通过阵列前部的材料而损坏。在图2所示的实施例中，保护结构58包括在通道46的各部分上延伸但不与来自于孔口阵列38的墨滴流动干涉的水平构件60和垂直构件62的网格。在图2的实施例中，保护结构包括定位在孔口阵列38上游的上游部分64和定位在孔口阵列38的下游的下游部分66。作为选择，这种结构可只定位一侧上，例如阵列38的上游侧上。在所示实施例中，保护结构的每个部分包括一个垂直构件62和一个水平构件60。但是将理解到保护结构可采取多种其它形式，而不偏离本发明的范围。例如，保护结构58可例如通过紧固件可拆卸地连接到打印板42上，如图6所示。保护结构在例如邮件处理机的应用中特别有用，其中0.02英寸和更小的相对短的距离是常见的，并且其中邮件可包括在邮件通过打印头30时延伸到前开口内的例如纸夹、钉书钉的元件。

将理解到，壳体的形状和某些其它结构将取决于其中打印头被使用的应用。图2-4所示的实施例构造成用于邮件消印机。这种邮件消印机的实例在美国专利NO.5988057中得到描述，该专利结合于此作为参考。壳体32包括使得抛射距离可以通过松开紧固件72并且相对于支架70运动打印头来进行调节的安装支架72。壳体32还包括在靠近打印板42的底部边缘的位置处向外延伸的整体形成的水平壁74。水平壁74与消印机中的相应壁或板对准，以便形成单个邮件沿其运行的连续表面。

图7表示按照本发明实施例的某些方面的面板42’的可选择实施例。面板42’构造成连接到图2所示的壳体32上。为此，板42’的底部提供螺纹开口100。紧固件(未示出)穿过水平壁72内的开口并旋入开口中，以便将面板42’固定在壳体32上。除了只包括位于开口44’的上游侧上的保护结构58’之外，面板42’类似于图2的面板42。开口44’的下游侧包括上壁102和下壁104。壁的上游端渐缩，以提供平滑边缘，由此在打印过程中通过开口44’前部时减小与例如邮件的包装的摩擦。壁在邮件通过开口前部时为邮件提供支承，以便减小邮件向内弯曲(例如弓形)到开口44’内的趋势。面板还包括定位在开口44’下游的下切部106。下切部106构造成防止邮件在打印之后通过面板时油墨涂抹在邮件上。更特别是，下切部在面板和邮件通过打印头30进行打印的部分之间提供下游非接触的周期。

虽然参考某些实施例描述了本发明，本领域普通技术人员将理解到可以进行多种变化和等同替代而不偏离本发明的范围。另外，可以按照本发明的教导进行多种调整以适应特定情况和材料而不偏离其范围。因此，所打算的是本发明不局限于所披露的特定实施例，相反本发明包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (18)

1.一种喷墨打印头，包括：

具有承载喷嘴孔口阵列(38)的前表面(36)的壳体(32)，壳体(32)包括围绕孔口阵列(38)的前开口(44)以及至少一个另外的开口(48)，前开口(44)和至少一个另外的开口(48)构造成有助于空气流过孔口阵列(38)，以便减小碎片在孔口阵列(38)周围积累，所述空气流过孔口阵列(38)出现在壳体(32)的外部和内部之间，所述内部位于所述喷嘴孔口(38)的所述阵列之后。

2.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，壳体包括相对侧壁，每个侧壁包括至少一个开口，使得空气流入和流出所述壳体。

3.如权利要求1所述的打印头，其特征在于，还包括布置在前开口一部分上的保护结构，以便防止孔口阵列损坏。

4.如权利要求3所述的打印头，其特征在于，孔口阵列包括孔口的线性阵列，并且其中保护结构包括在该前开口上在大致平行于所述孔口阵列的方向上延伸的线性构件。

5.如权利要求4所述的打印头，其特征在于，保护结构定位在所述孔口阵列的上游。

6.如权利要求3所述的打印头，其特征在于，保护结构包括水平和垂直构件的网格。

7.一种用于打印站(10)的喷墨打印头，打印站具有用于在处理方向上输送物品(15)通过打印站(10)的装置，该打印头包括：

壳体(32)，壳体具有前表面(36)，该前表面设置在线性的孔口阵列(38)上，其定位在大致与处理方向横切的方向上，前表面(36)包括围绕孔口阵列(38)的前开口(44)，前开口(44)构造成有助于空气流过孔口阵列(38)，以便减小碎片在孔口阵列(38)周围积累，

保护结构(58)，在前开口(44)的至少一部分上延伸，以便防止物品(15)在通过前开口(44)的前部时损坏前开口(44)。

8.如权利要求7所述的打印头，其特征在于，保护结构包括在该前开口上在大致平行于孔口阵列的方向上延伸的构件。

9.如权利要求8所述的打印头，其特征在于，该构件定位在所述孔口阵列上游。

10.如权利要求7所述的打印头，其特征在于，保护结构与壳体的前表面形成整体。

11.如权利要求7所述的打印头，其特征在于，保护结构与壳体的前表面分开形成。

12.一种喷墨打印头，包括：

限定内部隔室的壳体(32)，壳体(32)具有前表面(36)，前表面设置孔口阵列(38)，孔口适用于在基材(15)通过阵列(38)前部时在基材(15)上喷射油墨液滴，前表面(36)限定围绕孔口阵列(38)的至少一部分的第一空气通道(44)，使得空气在壳体(32)的外部和内部隔室之间流动，内部隔室位于所述孔口阵列(38)之后，壳体(32)限定至少一个另外的空气通道(48)，该空气通道使得空气在壳体(32)的外部和内部隔室之间流动，由此空气流过第一空气通道(44)和至少一个另外的空气通道(48)减小碎片在孔口阵列(38)周围积累。

13.如权利要求12所述的打印头，其特征在于，壳体包括相对的侧壁，每个所述侧壁包括至少一个空气通道。

14.如权利要求12所述的打印头，其特征在于，还包括在第一空气通道的至少一部分上延伸的保护结构，以便保护孔口阵列在打印过程中不由于通过孔口阵列前部的材料损坏。

15.如权利要求14所述的打印头，其特征在于，孔口阵列是大致线性的，并且保护结构包括在大致平行于孔口阵列的方向上在第一空气通道上延伸的构件。

16.如权利要求14所述的打印头，其特征在于，保护结构定位在所述孔口阵列的上游。

17.如权利要求14所述的打印头，其特征在于，保护结构与壳体前表面形成整体。

18.如权利要求14所述的打印头，其特征在于，保护结构与壳体的前表面分开形成。

Images