CN101712236A - 成像设备及其油墨存储与供给组件 - Google Patents

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Abstract

油墨存储与供给组件包括至少一个油墨贮存器，所述至少一个油墨贮存器被配置为保存大量液体油墨并将所述油墨输送至成像设备中的至少一个打印头。一外壳至少部分包覆所述至少一个油墨贮存器，并且所述外壳包括顶部、底部、以及在外壳的顶部和底部之间垂直延伸的多个侧壁。所述多个侧壁与所述至少一个贮存器间隔开，以在每个侧壁和所述至少一个贮存器之间限定第一气隙。所述侧壁中的至少一个包括相互间隔开的内壁和外壁以在二者之间限定第二气隙。

Description

成像设备及其油墨存储与供给组件
技术领域
本公开文本总体涉及相变油墨打印机，更具体而言，涉及用于保持供给液体形式的相变油墨以传送至相变油墨打印机的一个或多个打印头的油墨贮存器(ink reservoir)。
背景技术
固体油墨或者相变油墨打印机通常接收固体形式——或者颗粒或者墨棒——的油墨。固体油墨颗粒或者墨棒通常被插入通过打印机的加墨器的插入开口，并且墨棒通过进给机构(feed mechanism)和/或重力沿着进给通道(feed channel)被推动或者滑动至加热器组件中的加热器板。所述加热器板将紧密接触所述板的固体油墨熔化为液体，所述液体油墨被传送至熔体贮存器。
所述熔体贮存器被配置为将大量熔化油墨保持为液体或熔化形式，并且根据需要将所熔化的油墨输送至一个或多个打印头。热能被施加至熔体贮存器，以将存储在其中的相变油墨保持在一基本恒定的温度，所述温度高于该熔化相变油墨的凝固点或者固化点。在将相变油墨打印机的熔体贮存器保持在熔化油墨温度过程中面临的一个问题是热损失。熔体贮存器中的热损失需要向贮存器输入更多热能，以将油墨保持在熔化油墨温度，这随之增加了打印机的能耗。
发明内容
为了防止或者限制相变油墨成像设备的熔体贮存器中的热损失，开发出了一种油墨存储与供给组件(ink storage and supplyassembly)，其包括被布置在成像设备中的至少一个油墨贮存器。所述至少一个油墨贮存器具有被配置为接收液体油墨的开口，以及被配置为保存通过开口所接收的大量油墨的腔室。所述至少一个油墨贮存器被配置为将腔室中的液体油墨输送至成像设备的至少一个打印头。一外壳至少部分包覆所述至少一个油墨贮存器。所述外壳包括被布置在所述至少一个油墨贮存器之上的顶部、被布置在所述至少一个油墨贮存器之下的底部、以及在外壳的顶部和底部之间垂直延伸的多个侧壁。所述多个侧壁由云母面板制成，并且与所述至少一个贮存器间隔开，以在每个侧壁和所述至少一个贮存器之间限定第一气隙。至少一个所述侧壁包括相互间隔开的内壁和外壁，以在它们之间限定第二气隙。所述外壳的顶部和底部包括定位凹槽(locating grooves)，用于接收多个侧壁的边缘并且用于布置所述侧壁从而提供第一气隙和第二气隙。
在另一实施方案中，油墨存储与供给组件包括被布置在成像设备中的至少一个油墨贮存器。所述至少一个油墨贮存器具有被配置为接收液体油墨的开口，以及被配置为保存通过开口所接收的大量油墨的腔室。所述至少一个油墨贮存器被配置为将腔室中的液体油墨输送至所述成像设备的至少一个打印头。一外壳至少部分包覆所述至少一个油墨贮存器。所述外壳包括被布置在所述至少一个油墨贮存器之上的顶部、被布置在所述至少一个油墨贮存器之下的底部、以及在外壳的顶部和底部之间垂直延伸的多个侧壁。所述多个侧壁与所述至少一个贮存器间隔开，以在每个所述侧壁和所述至少一个贮存器之间限定第一气隙。
在又一实施方案中，提供了一种成像设备，其包括用于将油墨喷射到油墨接收器的至少一个打印头。所述成像设备包括至少一个油墨贮存器，所述至少一个油墨贮存器被配置为保存液体油墨并且将所述油墨传送至所述至少一个打印头。所述至少一个油墨贮存器包括至少部分包覆所述至少一个油墨贮存器的一外壳。所述外壳包括被布置在所述至少一个油墨贮存器之上的顶部、被布置在所述至少一个油墨贮存器之下的底部、以及在外壳的顶部和底部之间垂直延伸的多个侧壁。所述侧壁中的至少一个与所述至少一个贮存器间隔开，以限定二者之间的一个气隙。
附图说明
图1是相变油墨图像制造器的框图；
图2是四个油墨源和一个熔化器组件的俯视图，所述熔化器组件具有四个图1的相变油墨图像制造器的熔化器板；
图3是四个熔化器板以及油墨熔化与控制组件的正视图；
图4是油墨熔化与控制组件的双贮存器的截面侧视图；
图5是油墨熔化与控制组件的前视立体图，示出了隔热外壳；
图6是油墨熔化与控制组件的后视立体图，示出了隔热外壳；
图7是油墨熔化与控制组件的截面端视图，示出了面板之间的面板间隙以及面板与贮存器之间的气隙；以及
图8是图7中所示的油墨熔化与控制组件的截面端视图的一部分的放大图。
具体实施方式
为了全面理解在此所公开的系统以及所述系统和方法的细节，参照了附图。在附图中，类似的参考数字始终用于表示类似的元件。正如在本说明书中使用的，术语“打印机”、“成像设备”、“图像制造器”等包含了为各种目的进行打印输出功能的任何装置，诸如数字复印机、印书机、传真机、多功能机等。
现在参照图1，示出了一种图像制造器，诸如根据本发明的高速相变油墨图像制造器或者打印机10。如所示出的，机器10包括框架11，其全部的操作子系统和构件直接或间接地安装至该框架，正如将在下面描述的。首先，高速相变油墨图像制造器或打印机10包括成像构件12，该成像构件以鼓的形式示出，但是其也可等价地是被支撑的环形带的形式。成像构件12具有沿方向16可移动的成像表面14，并且相变油墨图像形成在该成像表面上。
高速相变油墨图像制造器或打印机10也包括相变油墨系统20，该系统具有至少一个固体形式的单颜色相变油墨的源22。由于相变油墨图像制造器或打印机10是一种多色图像制造器，所以油墨系统20例如包括四个(4)源22、24、26和28，它们代表四种(4)不同颜色CYMK(青色、黄色、品红、黑色)的相变油墨。相变油墨系统20也包括相变油墨熔化与控制组件100(图2)，用于将相变油墨的固体形式熔化或者相变为液体形式。此后，相变油墨熔化和控制组件100接下来将熔化的液体形式的油墨控制并供往包含至少一个打印头组件32的打印头系统30。由于相变油墨图像制造器或打印机10是一种高速或高产量的多色图像制造器，所以打印头系统例如包括四个(4)分立的打印头组件32、34、36和38，如图所示。
正如进一步示出的，相变油墨图像制造器或打印机10包括基材供给和处理系统40。例如，基材供给和处理系统40可包括基材供给源42、44、46和48，其中例如，供给源48是一种用于存储和供给例如以单页打印纸(cut sheet)形式的图像接收基材的大容量纸张供给或进给器。无论如何，基材供给和处理系统40包括基材处理和加工系统50，所述基材处理和加工系统包含基材预加热器52、基材和图像加热器54以及定影设备(fusing device)60。如图所示，相变油墨图像制造器或打印机10也可包括原始文件进给器70，该原始文件进给器包含文件保持托盘(document holding tray)72、文件纸张进给和取回设备74、以及文件曝光和扫描系统76。
借助于控制器或电子子系统(ESS)80，运行并控制所述机器或打印机10的各种子系统、构件、以及功能。例如，ESS或控制器80是一种包含中央处理器单元(CPU)82、电子存储器84和显示器或用户界面(UI)86的集成的、专用微型计算机。例如，ESS或控制器80包括传感器输入和控制装置88，以及像素设定和控制装置89。另外，CPU 82读取、采集、准备并管理在图像输入源——诸如，扫描系统76、或者在线或工作站连接90——与打印头组件32、34、36和38之间的图像数据流。因此，ESS或控制器80是用于运行并控制所有其他机器子系统和功能——包括机器的打印操作——的主要的多任务处理器。
在运行过程中，从扫描系统76或者经由在线或工作站连接90，将关于待制造图像的图像数据发送至控制器80，以供处理并输出到打印头组件32、34、36和38。另外，例如，从经由用户界面86的操作者输入，控制器确定和/或接受相关的子系统和构件控制，并相应地执行这些控制。从而，将合适颜色的固体形式的相变油墨熔化并传送至打印头组件。另外，相对于成像表面14进行像素设定控制，从而每个这种图像数据就形成预期的图像，然后通过源42、44、46和48中的任一个供给接收基材，并且这些接收基材通过装置50处理以时控配准于表面14上的图像形成。最后，图像被转印到转印辊隙92中，从表面14上转印到接收基材，用于接下来在定影设备60进行定影。
现在参照图2和图3，在此示出了成像设备的油墨传送系统100和油墨存储与供给组件400。根据本实施例的油墨传送系统100包括四个油墨源22、24、26和28，每个油墨源保存有固体形式的不同相变油墨，诸如，例如不同颜色的油墨。然而，油墨传送系统100可包括任意合适数目的油墨源，每个油墨源能够保存不同的固体形式的相变油墨。所述不同的固体油墨在本说明书中根据其颜色被称为CYMK，包括青色122、黄色124、品红126和黑色128。每个油墨源可包括一外壳(未示出)用于与其他油墨分立地存储每种固体油墨。所述固体油墨通常是块状形式，尽管固体相变油墨也可是其他形式，其中，包括但不限于颗粒和小粒。
油墨传送系统100包括熔化器组件，所述熔化器组件以102总体示出。所述熔化器组件102包括熔化器，诸如，熔化器板，其连接至油墨源以将固体相变油墨熔化为液相。在本说明书所提供的实施例中，所述熔化器组件102包含四个熔化器板112、114、116和118，每个板分别相应于并连接至一个分立的油墨源22、24、26和28。正如在图3中所示，每个熔化器板112、114、116和118包括油墨接触部分130和滴墨点部分132，所述滴墨点部分在所述油墨接触部分下方延伸并且在最低端终止于滴墨点134。所述滴墨点部分132可以是一个终止于滴墨点的渐缩部分。
熔化器板112、114、116、118可以由导热材料制成，除了别的以外，诸如可以是金属，所述金属以公知的方式被加热。在一实施方案中，固体相变油墨被加热至大约100℃～140℃，以将相变油墨熔化为液体形式从而供给到液体油墨存储与供给组件400。随着每种颜色油墨的熔化，所述油墨附着到其相应的熔化器板112、114、116和118，并且重力将液体油墨向下移动至滴墨点134，所述滴墨点被布置得低于接触部分。所述液体相变油墨接下来以144所示的滴从滴墨点134中滴下。来自熔化器的熔化油墨可被重力或者其他装置导向至油墨存储与供给组件400。所述油墨存储与供给组件400包括贮存器404，所述贮存器被配置为保存来自相应的油墨源/熔化器的大量熔化油墨，并且根据需要将所熔化的油墨传送至一个或多个打印头(未示出)。所述油墨存储与供给组件400的每个贮存器404包含开口402，所述开口被布置在相应熔化板之下、被配置为接收熔化油墨；以及在所述开口之下的腔室406，所述腔室被配置为保存从相应熔化板接收的大量熔化油墨。
在一实施方案中，所述油墨存储与供给系统400可纳入双贮存器系统。图4示出了油墨存储与供给组件400的双贮存器的示例性实施方案的简化截面侧视图。在该实施方案中，油墨存储与控制组件400的每个贮存器404包括用于油墨传送系统的每个油墨源和相应油墨熔化器的主贮存器408和副贮存器410。在图4中仅示出了一个双贮存器，但是应理解的是，油墨存储与控制组件400的每个贮存器404可被配置为图4中所示的双贮存器。在图4的实施方案中，每个主贮存器408包含一低压贮存器(LPR)，所述低压贮存器被配置为从油墨传送系统的相应油墨熔化板(例如，熔化板112)接收熔化油墨。每个LPR 408包括在LPR 408的底部处或者其附近的开口414，通过该开口所述油墨可流至相应的副贮存器410。重力或者液体油墨高度，可作为驱动力，以使熔化油墨通过该开口流出相应的LPR408，流入相应的副贮存器410。为了防止油墨从副贮存器410倒流至相应的主贮存器(LPR)408，LPR中的开口414可设有单向止回阀418，以允许油墨靠重力从LPR 408流入副贮存器410。
副贮存器410包括高压贮存器(HPR)。每个HPR 410包括至少一个排出口(discharge outlet)420，通过该排出口所述熔化油墨可流至油墨路径选择组件(ink routing assembly)(未示出)，以将油墨导向至打印头组件的一个或多个打印头(未示出)。每个HPR可包括多个排出口420，以将油墨供给至多个打印头。例如，在对于每种颜色的油墨包含四个打印头的系统中，每个HPR可包括四个排出口，每个排出口被配置为将油墨供给至不同的打印头。当将打印头填充以油墨时，例如，使用空气泵424通过定量阀428或者其他合适的增压设备，向相应的HPR中的油墨施加压力，以使油墨通过HPR的一个或多个排出口420排出。HPR的排出口可包括止回阀430或者其他合适的防倒流设备，所述设备被配置为，当HPR增压时打开以允许熔化油墨从副贮存器流至打印头，同时防止油墨通过开口420倒流回HPR 410中。另外，开口414中的阀418被配置为，当副贮存器被增压时防止油墨从副贮存器倒流至主贮存器。
所述主贮存器和副贮存器被配置为将存储在其中的相变油墨保持在基本恒定的熔化油墨温度，所述温度高于相变油墨的凝固点、或固化点，从而将油墨保持为液体或熔化形式以传送至打印头组件的一个或多个打印头。相应地，熔体贮存器系统400的主贮存器408和副贮存器410由诸如铝的导热材料制成，尽管也可使用任何合适的材料，诸如镁。可以任何合适的方式实现在主贮存器和副贮存器中形成热能以将相变油墨保持在熔化油墨温度。例如，油墨存储和供给组件400可包括一个或多个加热元件(未示出)，诸如硅加热器，所述加热元件被布置为相邻于主贮存器408和/或副贮存器410，所述加热元件被配置为将主贮存器和副贮存器加热至合适的温度以将相变油墨保持在熔化油墨温度。
在成像设备的油墨处理中面临一个问题是，将油墨的温度保持在预期温度。例如，在上述的相变油墨成像设备中，希望的是将贮存器中的相变油墨保持在熔化油墨温度以传送至打印头。在将相变油墨保持在熔化油墨温度中遇到的一个困难是热损失。主贮存器和副贮存器中的热损失需要向贮存器输入更多热量，以将油墨保持在熔化油墨温度，这将增加打印机的能耗，接着，这在今天的“绿色”环境中也是令人讨厌的，并且也妨碍了满足能量之星(energy star)以及其他监管的经营目标。油墨的温度控制可能也是使用其他类型油墨的成像设备中的问题。在使用油墨——诸如水性油墨——的成像设备中，可能希望将油墨保持在大约18℃～25℃的室温。然而，成像设备所处的环境可能会提供附加的加热源和/或冷却源，它们可能会影响成像设备中的油墨温度。另外，成像设备的内部构件可能会产生热量，这也会影响成像设备中的油墨温度。
为了将油墨存储与供给组件中的热损失和/或热增益最小化，油墨存储与供给组件包括隔热外壳组件，所述隔热外壳组件被配置为包围油墨存储与供给组件的主贮存器和副贮存器，以使热损失和/或热增益最小化。图5和图6示出了油墨存储与控制组件400的一个实施方案的前视和后视立体图，示出一示例性的隔热外壳组件。具体地，所述隔热外壳包括顶部450、底部454、以及多个侧壁或面板458、460、464或468，它们围绕并包覆所述油墨存储与供给组件400的主贮存器和副贮存器(图5和图6中未示出)。正如在图5和图6中所看到的，外壳的顶部450可包括油墨收集器(ink collector)470，所述油墨收集器被配置为将从熔化板中接收的熔化油墨收集并导向至相应的低压贮存器408。油墨收集器470可由诸如塑料的隔热材料制成，并且所述油墨收集器包括布置在每个低压贮存器之上的开口474，所述开口被配置为当熔化油墨从相应的油墨熔化器中滴落时将其收集，并且使油墨似通过漏斗般流过过滤器478并且进入相应的低压油墨贮存器。外壳的底部454被布置在油墨存储与供给组件400的贮存器之下。所述外壳的侧壁458、460、464和468被定向为基本垂直地围绕在外壳的顶部和底部之间延伸的油墨存储与供给组件的侧面。在图5和图6的实施方案中，侧壁包括一对端侧壁458、460以及一对纵向侧壁464、468。
在一实施方案中，所述贮存器外壳的顶部、底部和侧面板包括玻璃填充的塑料(glass-filled plastic)。塑料模制部件相对容易塑形为预期形状，并且可包括用于附接的特征。但是，该方法的不利之处在于，塑料部件作为隔热体或者作为低成本解决方案不是最佳的。作为对于将塑料用于油墨存储与供给组件的隔热外壳的一种替代，油墨存储与供给组件的隔热外壳可包括云母面板，以降低成本并降低热损失。具体地，在一实施方案中，隔热外壳的至少侧面板458、460、464和468可由云母片制成，所述云母片也被公知为白云母。在外壳中使用的云母面板的厚度可以是任何合适的厚度。在一实施方案中，云母面板具有大约0.030″的厚度。
外壳的顶部450和底部454可由合适的耐热材料——诸如塑料——制成，这能够使得形成定位和附接特征，诸如导向凹槽或狭槽，以相对于熔体贮存器并且相对于彼此布置所述云母侧面板。图7示出了油墨存储与供给组件400的简化截面侧视图，示出了顶部450、底部454以及纵向侧壁464、468。正如在图7中所示，外壳的顶部450和底部454可包括被配置为分别接收所述侧壁464、468的顶部边缘和底部边缘的导向凹槽或狭槽480。尽管在图7中未示出，外壳的顶部和底部包括被配置为分别接收所述端侧壁458、460的顶部边缘和底部边缘的导向凹槽或狭槽。尽管不是每个实施方案中都必须的，可使用诸如胶带的合适密封材料，或者热固化粘合剂(thermally curedadhesive)，将面板固定并密封至外壳的顶部和底部、以及相邻或搭接的面板。通过将定位和附接特征限制到外壳的顶部和底部，云母侧面板可由简单的压制云母片制成。例如，用于云母面板的原材料变成预期厚度的片状，并且例如，可通过使用单个冲裁模(blanking die)压制出轮廓而制成所述面板。
为了进一步将油墨存储与供给组件400中的热损失或热增益最小化，油墨存储与供给组件400的外壳被配置为使用截留的空气来增强外壳的热绝缘性。正如本领域公知的，空气的隔热性远远超过固体的隔热性。油墨存储与供给组件400的外壳被配置为通过将侧壁458、460、464、468中的一个或多个或者全部与油墨存储与供给组件400的加热贮存器404相隔开以提供加热贮存器和外壳壁之间的气隙484，来使用截留的空气作为隔热。所述外壳和/或贮存器404的顶部和底部也可设有布置和/或定位特征，诸如支脚(standoff)(未示出)以允许关于贮存器404准确布置所述外壳的顶部、底部和侧壁，使得气隙可被提供在加热贮存器与外壳的顶部之间、加热贮存器和外壳的底部之间、以及侧壁和贮存器之间。设在外壳壁和贮存器404之间的气隙可具有任意合适的宽度。在一实施方案中，外壳的侧壁和贮存器之间的气隙484可以是大约0.080″，尽管也可设置任意合适的气隙宽度。
正如在图7中所示，选择所述外壳的侧壁中的一个或多个可设有两层或者更多层云母面板。包括多个云母层的多层外壳壁或面板也可被配置为使用内部残存的空气以减少特定外壳壁的导热性。在图7的实施方案中，外壳的每个侧壁464、468设有两个云母面板488、490，所述两个云母面板关于彼此被布置以提供二者之间的气隙494。具体地，如图8中所示，侧壁464、468(在图8中仅示出侧面464)可设有相互间隔开的内部面板488和外部面板490以提供气隙494。在外壳的双层侧壁的云母面板488、490之间的限定气隙494的距离，可以是任意合适的距离。在一实施方案中，在双层侧壁的云母面板之间的气隙的宽度可以是大约0.080″，尽管所述气隙也可具有任意合适的宽度。
油墨存储和供给组件的外壳已被描述为包含一个或多个具有两个云母面板的侧壁，所述两个云母面板使用截留空气以增强外壳减少热损失的能力，不止两个云母面板可被提供在一个或多个侧壁中，同时在每个云母面板之间具有气隙。另外，尽管未描述，云母面板也可被纳入外壳的顶部和底部中。例如，外壳的底部可设有云母面板，所述云母面板被配置为夹在油墨存储与供给组件底部和外壳的塑料底部之间。另外，除塑料之外，外壳的顶部和底部还可由其他材料制成，和/或可包括合适的填料，所述填料被配置为进一步增加外壳防止或限制热损失的能力。
应理解的是，各种上述公开的和其他的特征以及功能、或其替代，都可被适当地结合进许多其他不同系统或应用中。对它们的各种当前未预见或者预料不到的替代、修改、变化或改进都可随后由本领域中普通技术人员做出，这些各种替代、修改、变化或改进也都意在由所附权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种油墨存储与供给组件，包括：
至少一个油墨贮存器，所述至少一个油墨贮存器被布置在成像设备中，所述至少一个油墨贮存器具有被配置为接收液体油墨的开口，以及被配置为保存通过开口所接收的大量油墨的腔室，所述至少一个油墨贮存器被配置为将腔室中的液体油墨输送至成像设备的至少一个打印头，
一外壳，所述外壳至少部分包覆所述至少一个油墨贮存器，所述外壳包括被布置在所述至少一个油墨贮存器之上的顶部、被布置在所述至少一个油墨贮存器之下的底部，以及在外壳的顶部和底部之间垂直延伸的多个侧壁，所述多个侧壁由云母面板制成，并且与所述至少一个贮存器间隔开，从而在每个侧壁和所述至少一个贮存器之间限定第一气隙，至少一个所述侧壁包括相互间隔开的内壁和外壁以在它们之间限定第二气隙，所述外壳的顶部和底部包括定位凹槽，用于接收多个侧壁的边缘并且用于布置所述侧壁以提供第一气隙和第二气隙。
2.根据权利要求1所述的组件，所述外壳的顶部和底部由包括塑料的材料制成。
3.根据权利要求2所述的组件，所述多个侧壁的云母面板每个都具有大约0.030″的厚度。
4.根据权利要求3所述的组件，所述第一气隙具有大约0.080″的宽度。
5.根据权利要求4所述的组件，所述第二气隙具有大约0.080″的宽度。
6.根据权利要求5所述的组件，所述至少一个油墨贮存器被配置为接收熔化的相变油墨，并且将熔化的相变油墨输送至成像设备中的相变油墨打印头。
7.根据权利要求6所述的组件，所述至少一个油墨贮存器包括加热器，所述加热器用于在所述至少一个油墨贮存器中产生热量，以将相变油墨保持在熔化油墨温度。
8.根据权利要求7所述的组件，所述至少一个油墨贮存器包含四个油墨贮存器，所述四个油墨贮存器中的每个都包含被配置为接收不同的熔化相变油墨的开口，以及用于保存大量相应的熔化相变油墨的腔室。
9.一种成像设备，包括：
至少一个打印头，其被配置为将油墨喷射到油墨接收器上；
至少一个油墨贮存器，其被配置为保存液体油墨并将所述液体油墨输送至所述至少一个打印头，所述至少一个油墨贮存器包括一至少部分包覆该至少一个油墨贮存器的外壳，所述外壳包括被布置在所述至少一个油墨贮存器之上的顶部、被布置在所述至少一个油墨贮存器之下的底部、以及在外壳的顶部和底部之间垂直延伸的多个侧壁，所述多个侧壁中的至少一个与所述至少一个贮存器间隔开从而在二者之间限定一气隙。
10.根据权利要求9所述的成像设备，至少一个所述侧壁包括相互间隔开的内壁和外壁以在二者之间限定第二气隙。
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