CN101287606B - 脉冲阻尼射流结构 - Google Patents

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Abstract

一种喷墨打印机，其具有：打印头集成电路(IC)(28)、用于存储墨水的墨水供应储存器(6)、限定从所述墨水供应储存器到打印头集成电路的流动路径的墨水供应管线(3)。脉冲阻尼器(16)沿所述流动路径设置以降低墨水中压力脉冲的幅值。

Description

脉冲阻尼射流结构
技术领域
本发明涉及打印领域，更具体而言涉及喷墨打印领域。
相关申请交叉引用
与本发明相关的各种方法、系统以及设备已经在由本发明的申请人或受让人提交的下列美国专利/专利申请中公开：
09/517539  6566858    6331946    6246970    6442525    09/517384  09/505951
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多个申请已经通过案卷编号列出。当得知申请号后这些案卷编号将会被替换。在此通过引用将这些申请和专利的公开信息纳入本申请。
背景技术
喷墨式打印是一种流行且通用的打印图象的方式。受让人已经开发了通过MEMS打印头IC喷射墨水的打印机。这些打印头IC(集成电路)使用通常用于半导体制造的平板蚀刻和沉淀法形成。
在MEMS打印头IC中的微型喷嘴结构允许高的喷嘴密度(每单位IC表面面积的喷嘴)、高的打印分辨率、低电耗、自冷操作以及由此而获得的高打印速度。这样的打印头在本申请的受让人的US6,746,105和USSN11/097,308中作了详细的描述。在此通过引用将这些文献的公开信息纳入本申请中。
小喷嘴结构和高喷嘴密度会带来喷嘴阻塞、反注墨(depriming)、墨水供应等问题。理想地，将打印机部件设计为它们固有地避免或阻止会对打印质量有不利影响的情况发生。然而，实际上没有打印机完全不受反注墨、阻塞、溢出、漏气等问题的影响。因此特别给出期望打印机工作的情况以及用户在操作或运输打印机时不正常的情况的范围。制造商不能预测每一个打印机在它的使用寿命期间将会受到用户怎样的对待，因此设计打印机部件去适应每一个可能发生的事件是不可能的，更不用说不切实际的成本前景。
发明内容
因此，本发明提供一种喷墨打印机，所述喷墨打印机包括：
打印头集成电路(IC)，所述打印头集成电路具有用于将墨水喷射到打印介质上的喷嘴阵列；
用于存储墨水的墨水供应储存器；
墨水供应管线，所述墨水供应管线限定从墨水供应储存器到打印头IC的流动路径；以及
沿所述流动路径设置的脉冲阻尼器；其中，在使用期间，
所述脉冲阻尼器降低墨水中压力脉冲的幅值。
本发明基于实现以下打印机为基础，所述打印机设计为最小化通常发生问题的风险，而且具有内置的措施以当万一出现问题时采取恢复行动，这样的打印机在现实世界中更加实用。这样理性地采纳会发生在一些打印机上的问题，便于用户纠正普通打印问题的打印机将最终更吸引用户。
将脉冲阻尼器添加到射流结构接受可能发生在墨水中的急剧压力脉冲，但是对这些压力脉冲进行阻尼，压力幅值小于能够溢出MEMS打印头或使MEMS打印头反注墨。此外，大部分的脉冲阻尼机构也可以作为用于处理颜色混合或反注墨的清洗机构。
优选地，脉冲阻尼器具有可移动的界面，在使用时，一侧接触流动路径中的墨水，另一侧接触可压缩的流体。在进一步优选的形式中，脉冲阻尼器邻近在流动路径中邻近打印头集成电路。在特别优选的形式中，脉冲阻尼器是部分填充墨水和部分填充空气的腔室，所述腔室与流动路径流体连通。
在一些实施方式中，脉冲阻尼器是墨水管线的弹性部分。任选地，打印机还包括墨水配送单元以及位于所述流动路径中的阀，所述墨水配送单元用于支撑所述打印头集成电路并将墨水配送到打印头集成电路，所述阀用于选择性地允许或阻挡墨水流向墨水配送单元，其中，脉冲阻尼器位于阀的上游。
任选地，脉冲阻尼器是蠕动泵机构的一部分。在这些实施方式中，蠕动泵机构具有一段可弹性变形的墨水管道和夹紧装置，所述夹紧装置能够夹紧关闭可弹性变形的墨水管道并且能够移动到可弹性变形的墨水管道的下游范围，从而可弹性变形的墨水管道是脉冲阻尼器，并且位于墨水管道下游范围的夹紧装置是选择性地关闭朝着墨水配送单元的墨水流动的阀。
优选地，墨水配送单元由杨氏模量大于高密度聚乙烯(HDPE)的材料制成。
优选地，墨水配送单元是模制的液晶聚合物(LCP)。
优选地，墨水供应储存器是具有进气阀、墨水排出阀和阀致动器的墨盒，该阀致动器响应于墨水排出阀的开启而打开进气阀。在这些实施方式中，打印机可以还包括压力调节器，该压力调节器在流动管线中位于墨盒的下游，其中在使用期间，根据上游和下游墨水之间阈值压力差，压力调节器被偏置关闭和打开。
优选地，蠕动泵机构是用于迫使墨水通过打印头集成电路和使墨水从喷嘴阵列中出来的清洗致动器。
打印机可以还包括打印头维护头部，该打印头维护头部用于响应于清洗致动器而收集通过喷嘴阵列的清洗墨水。它还可以具有墨水集液槽，其中维护头部具有将所收集的清洗墨水转移到墨水集液槽的墨水转移装置。
任选地，打印头维护头部具有接合打印头集成电路的周边密封件，将喷嘴阵列与环境密封开。
此打印机还可以具有用于从流向打印头集成电路的墨水中除去颗粒和气泡的过滤器。优选地，过滤器紧邻墨水配送单元地位于墨水配送单元的上游并且阀紧邻过滤器地位于过滤器的上游。
打印机还可以具有协调打印头维护头部和蠕动泵机构操作的控制器。
优选地，打印头集成电路是页宽打印头集成电路。
附图说明
现在结合附图仅通过示例方式来描述本发明的优选实施方式，在附图中：
图1是根据本发明的用于打印机的射流系统的示意性总图；
图2是墨盒的示意性剖视图；
图3A是压力调节器的剖视图；
图3B是压力调节器的分解立体图；
图4是在有阻尼的射流系统和无阻尼的射流系统中的压力脉冲的示意性图表；
图5A是第一种清洗致动器的示意图；以及
图5B是第二种清洗致动器的示意图。
具体实施方式
使用由受让人开发的类型的页宽喷墨打印头的喷墨打印机的射流系统应当满足几个条件。特别是，大多数的打印应用需要：对打印头处的墨水压力进行一些调节、提供墨水的长期存储、打印头IC的维护和墨水供应的容积控制。
重要的是，需要注意在整篇申请文件中所提及的“墨水”应该理解为一种功能性流体，此功能性流体包括所有类型的可打印流体，而不论其是否带颜色和是否用于在介质基材上形成可视的图象或标记。打印头也可喷射红外墨水、粘合剂或其组分、药剂、挥发性芳香剂或任何其它功能性流体。
射流系统概述
图1是喷墨打印机中的射流系统1的示意性总图。该射流系统1分成四个部分：墨水匣2、墨水管线和调节装置3、打印头4和维护系统5。下面将对每一部分做详细论述。
墨水匣
墨水匣6存储用于打印头的墨水供应。所述匣通常为可拆卸地联接到墨水调节部分3的墨盒的形式。理想地，上游联接件10和下游联接件12形成无泄漏、无气泡和无灰尘的连接。实际上，这是很难实现的，有可能需要在墨水调节部分3中对一些污染物进行处理。
带有刚性壁的墨盒
将墨水存储在带有柔性壁的容器或袋中是有令人信服的理由的。暴露在空气中的墨水很少(不是零，因为空气可以透过聚合物墨水袋)，并且袋能够被进行机械偏压而膨胀从而在打印头中形成“负”压力(或小于大气压)。在受让人的USSN 11/293,820中描述了一种柔性墨水袋类型的墨盒和加有负压的打印头的优点，在此通过引用而将该专利所公开的内容纳入本申请。
遗憾的是，柔性袋类型的墨盒也有缺陷。当柔性袋需要更换时，残留在袋中的墨水量可能是相当大的。这些墨水被浪费掉，并且意味着墨盒比它“需要”的大。这是因为当墨盒袋变空时，负压会降低到反注墨阈值以下。反注墨阈值是使墨水从喷射腔室中反抽回来并返回到墨盒内的压力。
用在本系统中的墨盒是“低能(dumb)”墨水匣-它除了储存墨水外没有其它作用。在墨水调节部分3中产生墨水负压。图2示出墨盒2的示意性代表图。墨水匣6为带有刚性壁的容器，用于存储墨水42。当墨盒2安装在打印头上时，下游联接件12(图1)按压在墨水出口球50上，从而使墨水出口球50从墨水出口56移开。墨水出口球50又克服出口弹簧54的作用力而向上推动致动器轴52。致动器轴使进气口球44克服复位弹簧58的偏置力而从内部进气口48移开。当墨水42由打印头使用时，空气被抽吸经过外部进口46、绕着进气口球44并经过内部进气口48。
进气阀8需要足够大，以允许足够的空气流入从而防止墨水流过射流系统1有任何阻力。然而，进气阀8还应当足够小，以避免在安装墨盒时打印机需要倒置的情况下产生墨水泄漏。当墨水流动被如下所述的截流阀22停止时，可以通过使进气口小于墨水的毛细长度来大大地防止墨水泄漏。对于水基墨水，所述毛细长度通常大约是2毫米。
将墨盒2配置为简单的储存匣，而不是将其设计复杂化为带有压力调节功能，减少了生产成本并使此设计容易改变从而适应容量的变化。
上游联接件/下游联接件
可以理解的是，拆下墨盒2会自动地关闭入口阀和出口阀两者以防止泄漏。为了举例说明，图中示出上游联接件10和下游联接件12的简单示意图。然而，两个联接件设置为使得被携带在流向打印头的墨水中的任何污染物或气泡最小化。适合的联接件设计在上文引用的USSN 11/293,820中示出。
压力调节器
压力调节器14确保打印头IC 28处的压力小于大气压。打印头喷嘴处的负压是防止墨水渗漏所必需的。在休止时，墨水被横跨喷嘴形成的墨水弯月面的表面张力保持在腔室中。如果弯月面向外膨胀，它将会将它自己“钉”到喷嘴边缘上，从而将墨水保持在腔室中。然而，如果它接触在喷嘴边缘上的纸灰尘或其它污染物，弯月面会从边缘拔出并且墨水会通过喷嘴泄漏出打印头。
为了解决这个问题，许多墨盒设计为使在腔室中的墨水的流体静压力小于大气压力。这使得在喷嘴处的弯月面是凹形的或向内吸的。这阻止弯月面接触在喷嘴边缘上的纸灰尘并消除腔室中驱使墨水泄漏的微小正压力。
腔室中的负压受两个因素限制。它不能大到足以使腔室反注墨(即，将墨水吸出腔室)并且它一定小于由喷射液滴喷射致动器产生的喷射压力。然而，如果负压太弱，假如打印头被晃动或被摇动时，喷嘴可能泄漏墨水。当在使用期间会发生此情况时，则在船运或处理装有墨水的打印头期间更可能发生此情况。
本系统使用压力调节器14代替了如上所述的墨盒2的复杂设计来产生负压。图3示出以上引用的USSN 11/293,820中所描述的打印机中所使用的压力调节器14和下游联接件12。图3B是为了清楚目的的分解立体图。压力调节器14具有隔膜64，隔膜64具有中央进口72，中央进口72被弹簧66偏置而关闭。墨盒中的墨水的静压力作用到隔膜的上侧或上游侧。作用于隔膜的上游侧的墨水头会随着墨盒中的墨水被打印头消耗而变化。为了保持墨水头的变化相对固定，墨水匣6应当具有相对宽阔和平坦的形状要素。
调节器出口70处的静态墨水压力和调节器弹簧66的组合压力作用在隔膜64的下表面或下游表面上。只要下游压力和弹簧偏置力超过上游压力，调节器进口72就保持为被密封在隔离件62的中央毂74上。
在操作期间，打印头IC 28起泵的作用。迫使墨水通过喷嘴阵列的喷射致动器降低作用在隔膜64的下游侧上的墨水的流体静压力。一旦下游压力和弹簧偏压小于上游压力，进口72就从中央毂74上移开并且墨水流向调节器出口70。流过进口72的流入物立即开始使隔膜64两侧的流体压力相等，并迫使弹簧66的力再次变大到足以使进口72重新密封在中央毂74上。当打印头IC 28继续工作时，随着隔膜两侧的压力差大约在平衡弹簧66的力所需的阈值压力差附近微量振荡，压力调节器的进口72依次地打开和关闭。由于隔膜快速地依次打开和关闭，一直都是发生微量位移，所以环状隔膜支撑件68仅仅需要非常浅。阀的快速打开和关闭使压力调节器14在下游墨水流动路径中保持相对恒定的负流体静压力。
对于受让人的大多数打印头IC而言，反注墨压力阈值在100mm水压到200mm水压的范围内。因此，压力调节器应该设置为压力差不超过喷嘴的反注墨阈值(考虑从调节器到喷嘴的墨水头，并且考虑到在调节器14之上的墨水头变化)。
针阀也可以用于进行压力调节，但是它们一般不设置为用于由受让人开发的高速页宽打印头所需要的墨水流速。在使用期间，隔膜进口72可以容易地适应必要的流速和阀的快速打开和关闭。
使用用于压力调节器14的隔膜阀也能包括过滤器60。当隔膜64必须比墨水流动路径的其它部分宽时，过滤器较精细，但不过度地限制墨水流动，因为它有宽的直径。
脉冲阻尼器
脉冲阻尼器16通过墨水管线消除由冲击波或共振脉冲引起的墨水压力中的波峰。当流向打印头的墨水突然被停止时，例如在打印作业或页面的结束时，冲击波发生。受让人的高速、页宽打印头IC在工作期间需要高流速的供给墨水。因此，墨水管线中的从墨盒到喷嘴的墨水的质量较大，从而以可感知的速度运动。当墨水管线是刚性结构时，突然阻止这个流动会产生冲击波。LCP模制件26(见图1)特别硬，当管中的墨水柱被停止时LCP模制件几乎不发生弯曲。冲击波在墨水管线中没有受到任何的顺应作用，因而该冲击波会超过拉普拉斯压力(所述压力由喷嘴开口处的墨水的表面张力提供，以将墨水保持在喷嘴腔室中)并溢出打印头IC 28的前表面。如果喷嘴溢出，则墨水可能不喷射并且在打印中出现伪迹。
当喷嘴喷射速率(firing rate)与墨水管线的共振频率相匹配时，在墨水中发生共振脉冲。而且，因为限定墨水管线的硬结构，所以用于一种颜色的大部分喷嘴同时喷射会在墨水管线里产生驻波或共振脉冲。如果超过拉普拉斯压力超过，则会导致喷嘴溢出，或因为波峰后的突然压降而可逆地使喷嘴反注墨。
为了解决这个问题，本射流系统包括用于消除来自墨水管线的压力峰值的脉冲阻尼器16。如图4中所示，压力峰值76具有有限的持续时间。阻尼脉冲78具有较低的峰值压力，但持续时间比较长。然而，在两个系统(由区域A和B表示)中消耗的能量相等。
阻尼器16可以是能够被墨水挤压的封闭容积。可替换地，阻尼器可以是墨水管线的顺从部分，所述顺从部分能够弹性弯曲并且吸收压力脉冲。在其它形式中，阻尼器16可以是有孔的板或内部折流板，所述板或内部折流板产生湍流流动并使用湍流粘滞性消耗能量。
理想地，脉冲阻尼器16实际上设置在LCP模制件26附近，从而它能慢慢地阻碍墨水管线中大多数的墨水柱。对于A4页宽的打印头，阻尼器应该在LCP模制件26的内部大约50毫米处。
经过对墨水管线设置阻尼从而消除喷嘴处关于公称负压的大波动，在打印头处公称负压可以比无阻尼系统低。较低的负压是有益的，因为如果打印头在安装或装卸期间被碰撞或震动，墨水从喷嘴泄漏的可能性更小。
截流阀
截流阀22防止反注墨和颜色串扰。截流阀22也用于打印头清洗操作期间。此阀可以采用许多不同的形式，只要阀使打印头与墨水管线其它部分流体性地隔离即可。下面论述此阀关于反注墨、颜色串扰和清洗方面的作用。
正如以上所论述的，页宽打印头必须足够坚固，以在操作和安装期间不会发生泄漏或被损坏。不论它的方向性如何以及即使有适度的震动，它也应当保持注墨。如果墨水管线通向下游联接件12，则较容易发生页宽打印头反注墨。微小的机械振动以及即使保持它们竖直也能提供充足的静水压头从而克服拉普拉斯阈值压力并引起反注墨。
截流阀22立即逆流隔离打印头IC 28和LCP模制件26中的墨水。这充分降低了作用在喷嘴处墨水的质量和动量。这样预防当打印头在安装之前被操作时因为摇动和震动而发生泄漏。
当一种颜色的墨水经由喷嘴从其它喷嘴流入墨水管线时发生颜色串扰。当打印头短时间(小于一小时)空闲时此种情况就会发生。如果因为珠状墨水或其它的流体而使得打印头IC 28的喷嘴表面是湿的，则在不同颜色的喷嘴之间有流体路径。如果墨水管线导致不同的颜色喷嘴之间具有压力差，则从高压管线来的墨水将会流向低压管线直到压力相等。如果串扰持续几个小时，则色彩混合将不能恢复。
具有高喷嘴密度的打印头IC(比如受让人的打印头IC)非常易于发生色彩混合，除非采取适当的手段。喷嘴表面上单个的尘粒可以固定来自不同颜色喷嘴的墨水小珠并有效地变成两者之间的流体桥梁。相似地，在所有的墨水管线中完全地等压也是几乎不可能的。
用于各墨水管线的截流阀有效地阻止色彩混合。每个管线中从截流阀到喷嘴的墨水量很少，并且在压力相等之前有非常少量的色彩混合发生。
墨水清洗
本系统使用墨水清洗作为维修循环的一部分。清洗墨水从喷嘴上清除掉干墨，并且清除任何颜色污染的墨水和其它杂质颗粒。墨水清洗也是一种有效的处理逸出气体的方法。逸出气体指的是从溶液中出来的溶解气体(通常是氮气)在墨水管线中形成气泡。当打印机停止工作一天左右时，在墨水中产生逸出气体。在LCP模制件中的气泡移动到打印头IC是特别地有害的，并且阻止喷嘴启动。然而，清洗较少量的墨水能够去掉气泡。清洗涉及用墨水淹没打印头IC并且随后清洗掉喷射墨水。对于受让人的A4页宽打印头，大约0.017毫米的清洗量是足够的(每一种颜色)。清洗墨水可以被保存在与墨水管线相连的独立清洗容积18中。清洗致动器20迫使墨水进入管线中以淹没打印头IC。为了这样做，墨水管线必须在清洗致动器20的上游关闭。第二截流阀(未示出)是达到这个目的的简便方法。
图5A和5B示出两个用于清洗机构的方案。在图5A中，清洗机构使用两个截流阀82和84。为了启动清洗，控制器关闭第一截流阀82然后打开第二截流阀84。螺线管或凸轮(未示出)驱动清洗致动器20，清洗致动器20包括隔膜活塞86、活塞复位弹簧80和隔膜88。活塞86的内部末端具有阀杆90，该阀杆90密封清洗储存器18的出口92。按压活塞86的同时使阀杆90从出口92移开，并且通过用隔膜88挤压清洗储存器而喷射定量的清洗墨水。
当按压活塞86时，控制器关闭第一截流阀82并打开第二截流阀84。当复位弹簧80移回活塞时，隔膜88扩张清洗储存器18从而使该储存器再充填新的墨水。
清洗之后，当在打印时两个阀82和84打开，或者当运输打印机时两个阀82和84关闭。
蠕动清洗
示出在图5B中的蠕动清洗机构具有以下优点，即它不需要任何截流阀，这减少了墨水管线中部件的数量，而减少墨水管线中部件的数量又对于控制器来说更简单。
为了启动清洗，推动隔膜活塞86以关闭压力调节器14。然后蠕动活塞94按压弹性清洗储存器18从而喷射清洗墨水。因为压力调节器阻挡任何的反向流动，所以清洗墨水被引导进入LCP模制件并通过打印头IC。然后压力调节器重新打开并且蠕动活塞B慢慢地移回以再充填弹性清洗储存器。此后，系统再次准备打印。如上所述，只有当隔膜64(参见图3B)两端存在很大的压力差时，压力调节器才打开。为了运输打印机，启动隔膜活塞86以关闭压力调节器。
然而这个可替换方案省去了截流阀，采用其它的部件(特别地，截流阀22被压力调节器14取代)，当在被运输时在它里面的墨水管线具有显著的顺应性。如前所述，如果射流系统十分坚固并且截流阀22的下游静止，并且截流阀紧邻着LCP模制件而处于LCP模制件的上游，则打印头IC发生任何泄漏的倾向最小。
这些所关心的问题通过提供截流阀22和使用蠕动泵的清洗机构而得以解决。可弹性变形的墨水管线的一部分被辊子或凸轮压缩。弹性墨水管线被辊子夹紧关闭，然后辊子向下游移动少量的距离以迫使少量的墨水进入打印头。弹性墨水管线的、辊子沿其移动的部分是清洗储存器18，并且辊子是清洗致动器20。如果辊子随后留在弹性墨水管线的下游末端处，则辊子也是有效的截流阀22。理想地，辊子移动到弹性墨水管线部分的最尽头，因为在截流阀下游的墨水管线中任何的顺应性或刚性的缺少会增加反注墨的风险。
过滤器
打印头IC 28上游的所有部件都是潜在的污染源。据此，过滤器24应该安装在尽可能靠近打印头IC的上游。将打印头IC安装到过滤器是理想的，但是是不切实际的。因此，实际上，过滤器最实用的地点位于LCP模制件26的上游表面。
过滤器的尺寸是介于能排除打印头IC 28的结构中捕获的足够大的粒子与不增加过度的流动阻力之间的折中尺寸。对受让人的打印头的测试表明3微米(孔径大小)的过滤器不对流体流动产生不利影响，并且去除了可能卡在打印头IC 28中的绝大多数粒子。
过滤器24也作用为有效的气泡捕捉器。如上所述，当墨盒发生变化或因为逸出气体时，气泡会被引入墨水管线。3微米的过滤器可以作为有效的气泡捕捉器。
LCP模制件
模制件26由液晶聚合物(LCP)制成，具有许多优点。它可以被模制，从而它的热膨胀系数(CTE)与硅的热膨胀系数(CTE)相似。可以理解的是，打印头IC 28和底层的模制件的热膨胀系数有任何显著的差异就能引起整个结构发生弯曲。然而，由于LCP在模制方向的CTE比在非模制方向的CTE小得多(～5ppm/℃比～20ppm/℃)，必须小心操作以保证LCP模制件的模制方向是单一方向的并且与打印头集成电路(IC)28的纵向尺度对正。LCP也有较高的劲度模量，该劲度模量通常是“普通塑料”——比如聚碳酸酯、苯乙烯、尼龙、PET和聚丙烯——的劲度模量的5倍。
使生产后从LCP模制件上脱落的颗粒最小化也很重要。在此方面，必须考虑墨水与LCP的兼容性以及模制工艺。
打印头IC
打印头IC 74通过聚合物密封薄膜(未示出)安装到LCP模制件26的下侧。此薄膜可以是热塑性薄膜，比如PET薄膜或聚砜薄膜，或者它可以是热固性薄膜形式，比如由ALTechnologies and Rogers公司制造的那些薄膜。聚合物密封薄膜是一种在中央薄膜的两面都有粘合剂层的层压薄膜，并且层压在LCP模制件的底面上。穿过粘合剂薄膜而激光钻出多个孔以与居中设置的墨水输送点一致，从而在打印头IC 28和LCP模制件中的沟槽之间形成流体连通。
聚合物密封薄膜的厚度对于它提供的墨水密封的有效性是至关重要的。聚合物密封薄膜密封在打印头IC的非喷射侧上的蚀刻沟槽。它还密封LCP模制件上的管道。然而，当薄膜密封横跨打印头IC中沟槽的开口端而进行密封时，它还可能会膨胀或下沉进入LCP模制件中的开口之内。薄膜的下沉部分横跨打印头IC中的几个蚀刻沟槽延伸，从而可能产生允许墨水颜色交叉污染的间隙。
在打印头IC 28的墨水喷射侧，表面是平坦的。由于是平坦表面，所以维护方法可以包括擦拭法和吸拭法。虽然这些方法是有效的维护方法，但它们要求打印头IC具有坚固的平坦表面。然而，盖住丝焊的封皮位于平坦喷嘴表面上并产生隆起，沿所述隆起会收集灰尘和干墨。为了解决这个问题，打印头IC可以在丝焊旁边具有过剩的宽部分，从而在喷嘴周围的任何吸拭或擦拭不会被妨碍。这是折中解决问题的方法，因为较大打印头IC会降低由每个硅晶片生产的芯片的生产量，从而增加生产成本。
打印头维护
打印头维护预防和纠正多种能引起干燥、污垢、溢出和反注墨的不打印的打印头状态。本射流系统中的维护设备包括周边密封件、截流阀、清洗机构、擦拭机构和/或吸拭机构、以及保湿点。
当打印机长时期停止工作时，周边密封件阻止打印机变干。当不使用时，它还为喷嘴表面遮挡灰尘。还应当注意的是，周边密封件不需要使用墨水工作，因此对于墨水的利用率是没有损害的。然而，它并不是无限期地保持打印头含水，特别在热的天气下更是如此。虽然密封件能够帮助防止污染，但是一旦发生污染，它不能纠正污染。相似地，它不能纠正变干的打印头或反注墨的打印头。
如上部分所论述的“截流阀”，截流阀能够抑制通过喷嘴到在不同的静水压力的墨水管线的颜色混合。它们也给打印头因为在安装或操作期间发生的碰撞或摇动而引起的反注墨提供额外的阻力。然而，因为任何墨水变干都会显著地减少墨水的体积并引起墨水收缩到打印头IC内，所以它们还会促进反注墨。据此，截流阀最好与周边密封件(压盖机)和再注墨机构(re-priming mechanism)一起使用。
清洗是一种用于使打印头再注墨的方法(或换句话说，从反注墨恢复打印头)。它也能被用来去除颗粒污染物并恢复干燥的打印头。遗憾的是，用墨水清洗必定浪废墨水，废墨水需要被传送到集液槽。此外，墨水清洗会导致墨水颜色串扰。据此，应当有节制地使用墨水清洗。蠕动泵最适合于提供清洗墨水流，因为蠕动泵准确地泵送较精确的量给打印头IC。因而，每次清洗仅使用必要的墨水，从而将损耗量保持在最低限度。
经过清洗的墨水保持在打印头IC的喷嘴表面，直到用独立机构将它清除。因为清洗操作清除颗粒污染物，所以清除机构必须处理颗粒覆盖层以及墨水。很多种机构具有这个能力，然而，已发现旋转带机构效果显著。然而，它较复杂并且使用会消耗的薄膜(用作所述带)。
已经开发了双滚子机构，该机构可以以高速传送大量墨水。此清洗墨水去除机构在共同未决申请(我们的卷号为FNE010US)中做了详细地描述，在此通过引用将其内容纳入本申请。此机构具有以下好处，即，为了消除清洗墨水，此机构实际上不接触打印头IC的喷嘴表面，因此不存在由辊子引起的喷嘴损害或喷嘴污染的风险。它还去除颗粒覆盖层，该颗粒覆盖层可以用刮片除掉以防止堵塞。
保湿点也包含在维护体系内，以在打印期间或当打印机加电而当前不操作时保持打印头IC喷嘴含水。考虑到喷嘴去盖次数和外界条件，普通工人会容易地理解保湿点的使用和执行。为了简明，在此不做详细的论述，附加信息可以参考USSN11/097,308。
在维护体系中独立部件的协同操作需要控制器。控制器需要以下列模式操作关联的机械传动装置以及打印头IC：
·长期储存-用于储存有跨度的数天或数年，随后对打印机加电；控制器需要关闭周边密封件，关闭截流阀，然后在任何瞬间颜色混合物喷射之前启动唤醒循环，所述唤醒循环打开截流阀和执行一次或多次清洗。
·短期储存-用于储存有跨度的数分钟到数小时(例如，在打印工作之间)；控制器需要关闭周边密封件，关闭截流阀，然后在任何瞬间颜色混合物喷射之前启动唤醒循环，所述唤醒循环打开截流阀和执行一次或多次清洗。
·打印期间-控制器按需要启动保湿墨滴。
·用户请求-响应于用户的请求启动或由反注墨或颗粒污物启动，控制器关闭截流阀并开始清洁循环，所述清洁循环具有一次或多次清洗，所述清洗之后进行瞬间颜色混合物喷射。
墨水传送
废墨水是由清洗和混合颜色墨水的喷射产生的。废墨水必须被有效地传送到集液槽，因为墨水在打印机内部不能是非受控的。因此，墨水转移机构必须具有能力去收集和转移在“最坏情况”工作条件期间产生的墨水量，所述“最坏情况”工作条件是根据废墨水生成而言的。收集阶段是从打印头IC的喷嘴板去除墨水，而传送阶段将收集的墨水传送到集液槽。
由清洗或颜色混合墨水的喷射产生的废墨水应该用不污染喷嘴的方法迅速地从打印头IC去除掉。对于复杂的情况，邻近打印头几乎没有可利用的地方。附近通常挤满介质进给机构和压盖结构等等。因此收集墨水的此机构通常不能容纳超过墨盒寿命的时间所产生的废墨水量。
在FNE010US的双辊子设计中的多孔辊子或软辊子能够高速地去除墨水，同时实际上并不接触打印头IC。软辊子压靠平行的硬辊子，硬辊子由吸收性物体部分地包围。从打印头IC除去的墨水粘附软辊子表面，直到遇到介于辊子之间的辊隙。在辊隙处，墨水转移到硬辊子(抛光的不锈钢)，被引入硬辊子的表面之上并被引入集液槽中的吸收材料内。
集液槽
集液槽是可控地存储废墨水所必需的。然而，因为集液槽具有有限的容量，所以必须决定集液槽是可更换的还是集液槽的尺寸设计为其容量超过打印机的预期使用寿命。
在打印机的使用寿命期间，较小的可替换集液槽可能只需被更换几次，因为蒸发减少了墨水量。然而，对于SOHO打印机来说，外界的工作条件可以有很大的变化。可以是吸收材料从空气中吸收额外的湿气。
集液槽可以简单地是容器。然而，为了在各个方位更好地保持墨水，优选泡沫填充结构。纤维素吸墨纸或吸水聚合物同样也容易从转移辊子吸走墨水。
在此仅通过示例方式描述了从墨盒到集液槽的射流系统。本领域的技术人员可以对以上论述的具体实施方式进行各种修改和变化。

Claims (19)

1.一种喷墨打印机，包括：
打印头集成电路，所述打印头集成电路具有用于将墨水喷射到打印介质上的喷嘴阵列；
用于存储墨水的墨水供应储存器；
墨水供应管线，所述墨水供应管线限定从所述墨水供应储存器到所述打印头集成电路的流动路径；以及
沿所述流动路径设置的脉冲阻尼器；其中在使用期间，所述脉冲阻尼器降低墨水中压力脉冲的幅值，
其中，所述墨水供应储存器是具有进气阀、墨水排出阀以及阀致动器的墨盒，所述阀致动器响应于所述墨水排出阀的开启而打开所述进气阀。
2.根据权利要求1的喷墨打印机，其中，所述脉冲阻尼器具有可移动的界面，在使用时，一侧接触所述流动路径中的墨水，另一侧接触可压缩的流体。
3.根据权利要求1的喷墨打印机，其中，所述脉冲阻尼器在所述流动路径中邻近打印头集成电路。
4.根据权利要求1的喷墨打印机，其中，所述脉冲阻尼器是部分填充墨水和部分填充空气的腔室，所述腔室与所述流动路径流体连通。
5.根据权利要求1的喷墨打印机，其中，所述脉冲阻尼器是所述墨水供应管线的弹性部分。
6.根据权利要求1的喷墨打印机，还包括墨水配送单元以及位于所述流动路径中的阀，所述墨水配送单元用于支撑所述打印头集成电路并将墨水配送到所述打印头集成电路，所述阀用于选择性地允许或阻止墨水流向所述墨水配送单元，其中，所述脉冲阻尼器位于所述阀的上游。
7.根据权利要求1的喷墨打印机，其中，所述脉冲阻尼器是蠕动泵机构的一部分。
8.根据权利要求7的喷墨打印机，其中，所述蠕动泵机构具有一段可弹性变形的墨水管道和夹紧装置，所述夹紧装置能够夹紧关闭所述可弹性变形的墨水管道并且能够移动到所述可弹性变形的墨水管道的下游范围，从而所述可弹性变形的墨水管道是所述脉冲阻尼器，并且位于所述可弹性变形的墨水管道下游范围的所述夹紧装置是选择性地关闭朝着所述墨水配送单元的墨水流动的阀。
9.根据权利要求6的喷墨打印机，其中，所述墨水配送单元由杨氏模量大于高密度聚乙烯的材料制成。
10.根据权利要求9的喷墨打印机，其中，所述墨水配送单元是模制的液晶聚合物。
11.根据权利要求1的喷墨打印机，还包括压力调节器，所述压力调节器在所述墨水供应管线中位于所述墨盒的下游，其中，在使用期间，根据上游墨水和下游墨水之间的阈值压力差，所述压力调节器被偏置关闭和打开。
12.根据权利要求7的喷墨打印机，其中，所述蠕动泵机构是用于迫使墨水通过所述打印头集成电路和使墨水从所述喷嘴阵列中出来的清洗致动器。
13.根据权利要求12的喷墨打印机，还包括打印头维护头部，所述打印头维护头部用于响应于所述清洗致动器而收集通过喷嘴阵列的清洗墨水。
14.根据权利要求13的喷墨打印机，还包括墨水集液槽，其中，所述维护头部具有将所收集的清洗墨水转移到所述墨水集液槽的墨水转移装置。
15.根据权利要求13的喷墨打印机，其中，所述打印头维护头部具有接合所述打印头集成电路的周边密封件，以将所述喷嘴阵列与外界环境密封开。
16.根据权利要求6的喷墨打印机，还包括用于从流向所述打印头集成电路的墨水中除去颗粒和气泡的过滤器。
17.根据权利要求16的喷墨打印机，其中，所述过滤器紧邻所述墨水配送单元地位于所述墨水配送单元的上游并且所述阀紧邻所述过滤器地位于所述过滤器的上游。
18.根据权利要求13的喷墨打印机，还包括协调所述打印头维护头部和所述蠕动泵机构操作的控制器。
19.根据权利要求1的喷墨打印机，其中，所述打印头集成电路是页宽打印头集成电路。
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