CN101309801A - 压力阻尼油墨过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例涉及一种喷墨打印机使用的压力阻尼油墨过滤器。该压力阻尼油墨过滤器包括至少一个流量控制单元和一个过滤器。流量控制单元，与由过滤介质的浓度和过滤器壳体的油墨容量所提供的压力阻尼相联合，可实质性地降低或者消除由高频电泵所产生的压力波动。流量控制单元可以是固定的或者可变的输入和输出限流器。输入限流器以及/或者输出限流器可位于过滤器壳体的内部或者外部。进一步地，输入输出限流器可以被模造成为过滤器壳体或者过滤器本身的一部分。

Description

压力阻尼油墨过滤器

【技术领域】

本发明的实施例涉及打印，尤其涉及一种用在持续喷墨打印机内的压力阻尼油墨过滤器。

【背景技术】

持续喷墨打印机在工业编码和工业商标领域被人们所熟知，并广泛地使用于在生产线上给经过它的各种类型的基板上打印信息，如有效日期。喷墨打印允许油墨被沉积或者打印在基板上的预设位置，从而在打印设备和基板之间不需要物理接触的情况下，产生期望的图片、外形、形状、或者文字。

常用的喷墨打印机可包括油墨源、电气液压泵、喷嘴、充电通道、以及偏转电极。油墨可通过电气液压泵被加压，电气液压泵从油墨源汲取油墨并推动油墨通过喷嘴。然后油墨滴以细丝的形式从喷嘴处流出，该细丝接着分解为滴流。通过喷嘴的油墨流同样可以通过振荡式压电元件被分解成均匀油墨滴的规则流。油墨滴流接着通过例如由一个或者多个带电电极产生的充电区域，在该区域中，油墨的单个液滴被充电到选定的电压。然后带电液滴通过横向电场或者在一对偏转电极之间的空间内产生的偏转场，使每个充电油墨滴被按照与它们各自负荷程度相一致的量偏转，从而使得墨滴投射在基板上的目标位置而帮助形成期望图象。如果油墨滴被放电，其通过偏转电极时没有偏转。放电的或者微弱充电的墨滴可以收集在一个收集器内，并返回到油墨源中用于再次使用。

喷墨打印机的打印质量由几个要素所指示，其中包括油墨压力。油墨压力的波动可引起通过喷嘴的已经被放电的墨滴在通过充电场时位置上产生变动。充电场内的位置变动可导致油墨滴受到不合适的充电，也就是不足的或者过量的充电。不正常的带电墨滴可被偏转电极误导，从而引起油墨沉积在基板的不期望的位置，其可导致不好的成像，或沉积在打印头元件的不期望的位置上，其可最终导致设备故障，如高压、无信号、或相位故障。

常规喷墨打印机的一个普遍问题就是用于加压墨流的电气液压泵可产生高频脉冲，也就是压力波动。为了减小这些压力波动，一些喷墨打印机使用了安装在大型容器内的或者过滤器壳体上的大体积过滤介质和缓冲器。这些系统较大的尺寸需要系统使用高容量的油墨。过滤介质和油墨容积的增加可以减低了来自泵的压力波动的影响。然而，过滤介质和需求的油墨容积的相对较大的尺寸减低了这些系统的效能，并且增加了运行和构建的费用。进一步地，这些系统内的较大的油墨容积增加了更多部分的油墨在其无用期届满前还没有被使用的机会，从而导致更多容量的无用油墨被浪费。

其它用于降低或消除油墨打印机内的油墨压力波动的压力阻尼装置包括膜片和限流器的组合。这种压力阻尼装置可包括移动部件，如弹簧和阀。然而，这种压力阻尼装置的移动部件可能由于与其元件和油墨或者其它液体的接触导致损害以及/或者失效。进一步地，在一段时间后，这些移动部件可能退化，从而导致压力阻尼装置有效地维持期望的预设运行油墨压力的能力的下降。这些压力阻尼装置同样经常具有相对较大的尺寸和较高的费用。

因此，存在一种对用于喷墨打印上抑制油墨压力波动的系统的需要。综合而言，存在一种对在喷墨打印机的油墨流内，抑制压力波动的有效的并节省成本的系统的需要。

【发明内容】

本发明的实施例涉及一种压力阻尼油墨过滤器，用于与喷墨打印机一起使用。来自油墨系统(如油墨盒)的油墨被汲取进入到电泵的输入部分。在油墨流出电泵并送到压力阻尼油墨过滤器上之前，油墨被加压。压力阻尼油墨过滤器可包括定位在过滤器壳体内的过滤介质和至少一个流量控制单元。过滤介质可移除来自油墨的不需要的碎屑以及/或杂质。流量控制单元，与由过滤介质的浓度和过滤器壳体的油墨容量所提供的压力阻尼相联合，可实质性地降低或者消除由高频电泵所产生的压力波动。流量控制单元，例如固定的或者可变的输入和输出限流器，可位于过滤器壳体的内部以及/或者外部。进一步地，流量控制单元可模造成过滤器壳体的一部分以及/或者过滤器介质本身的一部分。

随着油墨离开压力阻尼油墨过滤器，压力传感器可监控被送到喷嘴的油墨压力。因为打印机可被校准到在特定预设的油墨压力水平下运行，压力传感器通过发信号给泵，来维持或者恢复油墨的当前压力标准从而改变其速度。给喷嘴提供预设压力标准内的油墨可增加通过充电区域的选出的墨滴流被完全充电的机会，从而，引导墨滴落在基板上的目标位置。

【附图说明】

图1是基于本发明一个实施例的持续喷墨打印机的示意图，该持续喷墨打印机具有一压力阻尼油墨过滤器，包括位于过滤器壳体外的固定输入限流器和位于过滤器壳体内的固定输出限流器。

图2是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器，包括位于过滤器壳体外的固定输入限流器和固定输出限流器。

图3是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器，包括位于过滤器壳体内的固定输入限流器和固定输出限流器。

图4是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器，包括位于过滤器壳体内的固定输入限流器和位于过滤器壳体外的固定输出限流器。

图5是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器一部分的分解图，该压力阻尼油墨过滤器具有位于过滤器壳体内的输出限流器。

图6是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器一部分的部分横截面图，其压力阻尼油墨过滤器具有位于过滤器壳体内的输出限流器。

图7是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器的横截面图，该压力阻尼油墨过滤器具有模造的位于过滤器壳体内的输入和输出限流器。

图8是基于本发明一个实施例的模造的输入限流器的横截面图。

图9是基于本发明一个实施例的模造的输出限流器的横截面图。

结合附图，上述概要以及接下来本发明优选实施例的具体描述将更好地被理解。为了图示优选实施例的目的，附图所描述的实施例只是优选。然而应当理解，本发明不应当限定于附图中所显示的组合和手段。

【具体实施方式】

图1图示了基于本发明一个实施例的具有一压力阻尼油墨过滤器16的持续喷墨打印机10。如图所示，油墨系统12(如油墨盒)的油墨被汲取到泵14的输入部分，如电动齿轮泵。一旦进入泵14内，油墨在离开泵14的输出前被加压。

在离开泵14的输出后，油墨可送到压力阻尼油墨过滤器16a。压力阻尼油墨过滤器16a可包括至少一个流量控制单元如一输入限流器18a或者一输出限流器20a以及一过滤器壳体21a。过滤器壳体21a可包含用于移除来自油墨的不需要的碎屑以及/或杂质的过滤介质。

流量控制单元如可变或者固定限流器，可限定或调节流入到过滤器壳体21a或者从过滤器壳体21a流出的油墨流速流速。通过控制油墨的流速流速，流量控制单元，与由过滤介质的配置(包括过滤介质的浓度)和过滤器壳体21a的油墨容量所确定的任何压力阻尼相联合，可实质性地帮助降低或者消除由高频电泵14所产生的压力波动。根据本发明的一个实施例，流量控制单元可包括但不限于一固定输入限流器18a和一固定输出限流器20a，如图1所示。流量控制单元的尺寸、配置、以及/或者类型取决于各种要素，包括但不限定于，油墨或液体的粘度、应用、流量控制单元是位于过滤器壳体的内部还是外部，以及油墨流径的位置，下文将具体讨论。

图1所示的压力阻尼油墨过滤器16a包括位于过滤器壳体21a外的固定输入限流器18a和位于过滤器壳体21a内的固定输出限流器20a。在该实施例中，输入限流器18a可为小直径管或导管，通过使用如包括粘贴剂、扣钩、螺纹连接头、超声波焊接或干涉配合以及其它方式，可连接到过滤器壳体21a的底部。例如，在一个实施例中，输入限流器18a可以是大约24英寸长的管道，其内直径为大约为1/32英寸。然而，如前面提到，输入限流器和输出限流器18a、20a的选择的尺寸、外形、以及/或者配置取决于各种因素，包括但不限定于，油墨或者液体的粘度。

输入和输出限流器18a、20a的其它布置如图2-4所示。图2是具有位于过滤器壳体21b外的固定输入、输出限流器18b、20b的压力阻尼油墨过滤器16b。图3是具有位于过滤器壳体21c内的固定输入、输出限流器18c、20c的压力阻尼油墨过滤器16b。图4是具有位于过滤器壳体21c内的固定输入限流器18c和位于过滤器壳体21c外的固定输出限流器20c的压力阻尼油墨过滤器16b。

图5是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器16一部分的分解图，该压力阻尼油墨过滤器具有位于过滤器壳体21内的输出限流器20。在该实施例中，输入限流器18(未图示)可位于过滤器壳体21的内部或者外部。输出限流器20可用与输入限流器18类似的或者相同的管子或导管构建或形成。为了放置的目的，包括外壳21内部的尺寸限制以及/或者与输出限流器20的入口27位置相关的油墨流径的位置，位于过滤器壳体21内的输出限流器20可具有盘绕式的构造，如图5所示。

例如，在一实施例中，扣钩25可协助固定输出限流器20的位置以及/或者盘绕式构造。扣钩25同样可包括孔31，设置用于接收，以及固定输出限流器20的出口29段的至少一部分。可选地，输出限流器20可替换地用各种方式固定，包括但不限定于，通过托架、叉子、粘合剂、连接物以及干涉配合的使用以及本领域的技术人员所熟知的其它方式。进一步地，用于定位或者固定在过滤器壳体21的内部或者外部的流量控制单元的扣钩25或者连接器的类型，取决于流量控制单元的尺寸、大小和形状。

图6是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器16一部分的部分横截面图，其压力阻尼油墨过滤器16具有位于过滤器壳体21内的输出限流器20。如图所示，扣钩25包括被确定尺寸和成形的孔33，用于收容和支撑输出限流器20的一部分。如图所示，当孔33被设置用于维持输出限流器20的位置以及/或者配置时，其具有足够大的半圆形用以收容输出限流器20一部分的插入。扣钩25同样可用于支撑在过滤器壳体21的上部内的输出限流器20。

图7是基于本发明一个实施例的压力阻尼油墨过滤器50的横截面图，其压力阻尼油墨过滤器50具有模造的位于过滤器壳体56内的输入限流器52和输出限流器54。如图7所示，输入、输出限流器52、54都位于过滤器壳体62的内部，如上所述，在可选择的实施例中，输入、输出限流器52、54也可同时位于或者同时不在过滤器壳体62的内部。

如图7所示的过滤器壳体56包括内部部分75，用于接收过滤介质62的定位和插入。过滤器壳体56可同样被确定尺寸以保持预设数量的油墨，例如但不限定于，80ml的油墨。过滤器壳体56可包括较低部分58和较高部分60。通过过滤器壳体56的较低部分58内的入口72，油墨可以被抽入到过滤器壳体56内。一旦被抽入过滤器壳体56内，油墨可进一步进到输入限流器52中。

图8是基于本发明一个实施例的模造的输入限流器52的横截面图。输入限流器52可被模造在较低衬垫68内。另外，如图8所示，将较低衬垫68的波状外侧部分78的设置在相对于第一邻接表面的位置，例如过滤器基部66或过滤器壳体56的较低部分58的内壁，也可以形成输入限流器52。波状外侧部分78可借由较低衬垫68内的肋、脊或者凹槽的使用而形成。相对于第一邻接表面(如过滤器基部66)的波状外侧表面78的结合处可允许输入限流器52的形成，输入限流器52可提供一窄管，通过该窄管油墨从过滤器壳体56的入口72流入到过滤介质62上。例如，在图8所示的实施例中，较低衬垫68的波状外侧部分78可有螺旋槽式构造。当较低衬垫68被定位于相对第一邻接表面的位置时，螺旋槽式配置可在较低衬垫68的底部提供第一开口，其允许油墨从过滤器壳体56的入口72进入到输入限流器52。油墨然后可在较低衬垫68的至少一部分的周围沿着向上绕曲的方向上流动，直至其到较低衬垫68顶部的第二开口，通过该第二开口油墨可流出输入限流器52。在该实施例中，波状外侧部分78可被设置为：当接近于邻接表面时，在成形的输入限流器52内的油墨流径具有大约1/32英寸的直径或开口。

如图7所示，一旦油墨通过输入限流器52，便可送入到过滤介质62上。过滤介质62可由适于将碎屑或杂质从油墨中移除的材料构成，其同样可以帮助输入和输出限流器52、54衰减油墨的压力波动。过滤介质62的合适材料包括但不限定于聚丙烯。过滤介质62的较低部分可包括过滤器基部66，而过滤介质62的较高部分可包括圆盘64。一旦油墨流过过滤介质62，油墨可直接送到输出限流器54上。

图9是基于本发明一个实施例的模造的输出限流器54的横截面图。输出限流器54可被模造在较高衬垫70内。输出限流器54也可以通过沿着相对于第二邻接表面例如较高部分60的内壁的较高衬垫70的波形外侧80来设置肋、脊或凹槽而形成。通过邻接于相对第二邻接表面的开槽的波形外侧80，可形成一输出限流器54从而提供窄管，通过该窄管油墨可从过滤介质62流向过滤器壳体56的出口74或者压力传感器22的通道76。例如，类似于较低衬垫68的带槽外侧部分78，在图9所示的实施例中，较高衬垫70的波形外侧80可具有螺旋槽式构造。当较高衬垫70设置于相对邻接表面的位置时，螺旋槽式配置可提供较高衬垫70上的近端开口，其允许油墨流入出口限流器54。油墨然后可在较高衬垫70的周围沿着向上绕曲的方向上流动，直至其到较高衬垫70顶部的远端开口，通过其油墨然后可流出输出限流器54。在该实施例中，波形外侧80的槽可被设置为：当接近于第二邻接表面时，在成形的输出限流器54内的油墨流径具有大约1/32英寸的直径或开口。然而，如上所述，输入和输出限流器52、54选择的尺寸、外形和配置可取决于各种因素，包括但不限定于，油墨或者液体的粘度。

请参考图1，随着油墨流出压力阻尼油墨过滤器16，压力传感器22可监控送到喷嘴26的油墨压力。由于喷墨打印机10可校准到在特定预设油墨压力水平下运行，压力传感器22通过向泵14发出信号改变泵14的速度，从而改变流出泵14的油墨的流速，来维持或者恢复油墨压力的预设水平。例如，压力传感器22可监控油墨的压力水平以获知真正的压力水平是否在预设水平的0.25psi内，并可将油墨流速的任何需要的改变传送到泵14。将预设压力水平下的油墨送至喷嘴26提高了通过充电通道选择的墨滴流被完全充电的能力和机会，从而，油墨投射在基板36上的期望位置上。

在通过压力传感器22后及到达喷嘴26前，油墨流可到达阀24，如电磁阀。在喷墨打印机10被激活的情况下，阀24初始时为关闭位置从而油墨不能通到以及通过喷嘴26，直至油墨流压力到达预设水平。通过在油墨流压力到达预设水平前将阀24维持为关闭位置，阀24可阻止喷嘴26喷出不足动力的低压油墨到达基板36，从而可阻止低压油墨被沉积在充电通道25以及/或者第一、第二偏转电极30、32上。一旦油墨流到达预设压力，例如对于一些类型的油墨为20psi时，阀24可开启。油墨流然后可通过喷嘴26，油墨可在足够的动力下被投射以到达收集器34。在这个期间内，充电场28以及/或者第一、第二偏转电极30、32可不被激活，以不干扰投射油墨到收集器34的路径。收集器34可将收集到的油墨的至少一部分再循环到油墨系统12中，在那里油墨可以被再次使用。一旦泵14和喷嘴26的油墨流压力在运行范围内，油墨可在足够的动力下被投射出喷嘴26，并穿过激活的充电场28和第一、第二偏转电极30、32，从而油墨可被沉积在基板36上的期望位置上。例如，对于有些类型的油墨，一旦油墨压力水平在30-40psi之间，油墨可从喷嘴26中投射出。

油墨可从喷嘴26处以常规尺寸和体积的滴流40的形式喷出。滴流40然后可通过充电通道28，在那里每个墨滴可获得不同的电荷。每个墨滴获得电荷的程度可决定其在基板36上的最终位置。

带电墨滴40然后可进入到高压偏转电极30和低压偏转电极32之间。由于带电墨滴40进入到高压和低压偏转电极30、32之间，在充电通道28内作用于墨滴40的电荷量决定了带电墨滴40偏转到基板36上的程度。偏转墨滴42可在一轨迹下被投射，该轨迹允许偏转墨滴42在期望的位置上撞击基板。没有充电或者微量充电的墨滴可不被偏转地穿到收集器34中，并接着被回收到油墨系统12中用于再次使用。

本发明依据优选实施例而进行了描述，容易理解，在不背离本发明的保护范围下，本领域的技术人员可以作出各种改变以及替代相同物。另外，在本发明的保护范围下可以作出很多修改来适应特定要求或者材料。因此，本发明不应当局限于特定实施例所揭示的技术内容，而应当包括本发明权利要求保护范围内的所有实施例。

Claims (19)

1.一种系统，用于阻尼喷墨打印机内的油墨流的压力波动，包括：

过滤介质(62)；

过滤器壳体(56)，其具有一入口(72)、一出口(74)、至少一个内壁(66，60)以及一内部部分(75)，所述过滤介质(62)设置在所述内部部分(75)内；以及

至少一个流量控制单元(52，54)，连接于所述过滤器壳体(56)，所述至少一个流量控制单元(52，54)被设置用于约束所述油墨流的流动，而且所述至少一个流量控制单元(52，54)也被设置用于帮助降低油墨流的压力波动。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个流量控制单元包括一固定输入限流器和一固定输出限流器，所述固定输入限流器和所述固定输出限流器都位于所述过滤器壳体的所述内部部分。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个流量控制单元包括一固定输入限流器和一固定输出限流器，所述固定输入限流器位于所述过滤器壳体之外，所述固定输入限流器连接于所述入口，所述固定输出限流器位于所述过滤器壳体的所述内部部分。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个流量控制单元包括一固定输入限流器和一固定输出限流器，所述固定输入限流器和所述固定输出限流器都位于所述过滤器壳体之外，所述固定输入限流器连接于所述入口，所述固定输出限流器连接于所述过滤器壳体的所述出口。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个流量控制单元包括一固定输入限流器和一固定输出限流器，所述固定输入限流器位于所述过滤器壳体的所述内部部分之内，所述固定输出限流器位于所述过滤器壳体之外，所述固定输出限流器连接于所述过滤器壳体的所述出口。

6.一种系统，用于衰减喷墨打印机内的油墨流的压力波动，包括：

过滤介质(62)；

过滤器壳体(56)，其具有一入口(72)、一出口(74)、至少一个内壁(66，60)以及一内部部分(75)，所述过滤介质(62)设置在所述内部部分(75)内；以及

具有波状外侧部分(78)的一较低衬垫(68)，邻接于所述内部部分(75)内第一邻接壁(66)的所述波状外侧部分(78)的至少一部分于其间形成一输入限流器(52)，当油墨流从所述过滤器壳体(56)的所述入口(72)流入到所述过滤介质(62)时，所述输入限流器(52)被设置用于约束油墨流的流动。

7.如权利要求6所述的系统，其进一步包括具有波形外侧的一较高衬垫，邻接于所述内部部分内第二邻接壁的所述波形外侧的至少一部分于其间形成一输出限流器，当油墨流从所述过滤介质流入到所述过滤器壳体的所述出口时，所述输出限流器被设置用于约束油墨流的流动。

8.如权利要求6所述的系统，其进一步包括设置于所述过滤器壳体之外的输出限流器，所述输出限流器连接于所述过滤器壳体的所述出口。

9.如权利要求6所述的系统，其中所述波形外侧部分包括一个螺旋式槽，所述波形外侧部分与所述第一邻接壁的邻接沿着所述螺旋式槽形成所述输入限流器，所述螺旋式槽具有第一开口和第二开口，所述第一开口的设置允许所述油墨流进入到所述输入限流器，所述第二开口的设置允许所述油墨流流出所述输入限流器。

10.如权利要求6所述的系统，其中所述第一邻接壁包括一过滤器基板。

11.如权利要求6所述的系统，其中所述第一邻接壁包括所述过滤器壳体的所述至少一内壁的至少一部分。

12.如权利要求6所述的系统，其中所述过滤器壳体包括较高部分和较低部分。

13.一种系统，用于阻尼喷墨打印机内的油墨流的压力波动，包括：

过滤介质(62)；

过滤器壳体(56)，其具有一入口(72)、一出口(74)、至少一个内壁(66，60)以及一内部部分(75)，所述过滤介质(62)设置在所述内部部分(75)内；以及

具有波形外侧(80)的一较高衬垫(70)，邻接于所述内部部分(75)内第二邻接壁(60)的所述波形外侧(80)的至少一部分于其间形成一输出限流器(54)，当油墨流从所述过滤介质(62)流入到所述过滤器壳体(56)的所述出口(74)时，所述输出限流器(54)被设置用于约束油墨流的流动。

14.如权利要求13所述的系统，其进一步包括具有波状外侧部分的一较低衬垫，邻接于所述内部部分内第一邻接壁的所述波状外侧部分的至少一部分于其间形成一输入限流器，当油墨流从所述过滤器壳体的所述入口流入到所述过滤介质时，所述输入限流器被设置用于约束油墨流的流动。

15.如权利要求13所述的系统，共进一步包括设置于所述过滤器壳体之外的输入限流器，所述输入限流器连接于所述过滤器壳体的所述入口。

16.如权利要求13所述的系统，其中所述波形外侧包括螺旋式槽，所述波形外侧与所述第二邻接壁的邻接沿着所述螺旋式槽形成所述输出限流器，所述螺旋式槽具有近端开口和远端开口，所述近端开口的设置允许所述油墨流进入到所述输出限流器，所述第二开口的设置允许所述油墨流流出所述输出限流器。

17.如权利要求13所述的系统，其中所述第二邻接壁包括所述过滤器壳体的一内壁的至少一部分。

18.如权利要求13所述的系统，其中所述过滤器壳体包括较高部分和较低部分。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述第二邻接壁包括所述过滤器壳体的所述较高部分的至少一部分。

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