CN102029801A - 喷墨打印机和用于喷墨打印机的过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种喷墨打印机和用于喷墨打印机的过滤器，该过滤器可被高效和快速地替换并且能够减小操作者的手和周围环境被污染的可能性。过滤器包括配管连接端口，其设置在油墨或溶剂所流过的通路中并且与过滤器的元件的一次侧和二次侧连通。通路块体设置有收容孔。过滤器罩收容在收容孔中并且保持过滤器元件。过滤器罩不通过配管连接到通路块体。过滤器罩可从通路块体上卸下，并且紧固单元将过滤器罩紧固到通路块体上。

Description

喷墨打印机和用于喷墨打印机的过滤器

技术领域

本公开涉及一种具有过滤器的喷墨打印机，所述过滤器具有用于去除油墨和溶剂循环通路中的颗粒的特征结构。

背景技术

喷墨打印机通过从具有40μm至100μm的直径的喷嘴喷出油墨从而将油墨转化为墨滴，来产生打印输出。如果这样的小直径喷嘴被颗粒堵住，则阻碍了油墨适当地从喷嘴喷出并且喷墨打印机不能继续打印。为了避免喷嘴被堵住，在喷墨打印机中将多个过滤器设置在借以循环油墨和溶剂的通路上。

典型的过滤器包括位于用于向喷嘴供应油墨的通路上的主油墨过滤器，位于溶剂供应通路上的溶剂过滤器，以及位于收集从喷嘴喷出但未被使用的墨滴的回收通路上的回收过滤器。

过滤器会随着时间逐渐被堵住并阻碍液体流动，因此需要定期替换。

考虑到可安装性和可替换性，已经研发出各种类型的过滤器。其实例包括：与液体流入的一次侧和液体流出的二次侧进行配管连接的外壳中的过滤器；一次侧和二次侧中的一个与外壳进行配管连接并且另一侧直接连接到设置有多个组件的、内部具有通路的歧管的过滤器；以及一次侧和二次侧都直接连接到歧管的过滤器。

通过替换包括过滤器的壳体或者仅从拆散的壳体中替换过滤器，来进行过滤器替换。

发明内容

由于本说明书中的喷墨打印机是对在生产线上连续大量制造的产品产生打印输出的打印装置，所以需要装置停止运行的过滤器替换会引起生产线的停工时间。替换过滤器所需的时间越多，生产效率受损害的程度就越大。

另外，对于需要在严格控制的卫生条件下制造的产品(诸如食品、饮料、化学药剂和化妆品)的生产线上所经常使用的喷墨打印机，由于替换过滤器而可能会引起的问题有：喷墨打印机内部、外围设施、地面和操作者的手的油墨污染，以及油墨气味扩散到周围环境。

更具体地，在许多情况下，当从包括过滤器的壳体拉出配管时，油墨从配管的端部或壳体的配管连接端口溢出，油墨从被拆散以去除嵌入其中的过滤器的壳体溢出，或者油墨附着到从拆散的壳体中去除过滤器的操作者的手上。

本主题已经被做出以提供包括可以在短时间内有效地替换的过滤器的喷墨打印机。

另外，本主题已经被做出以提供包括可以减小油墨污染操作者的手或周围环境的可能性的过滤器的喷墨打印机。

为了解决上述问题，在喷墨打印机的实例中提供一种过滤器。示例性装置通过以下处理在打印对象上产生打印输出：从喷嘴喷出加压油墨；通过以恒定频率振动喷嘴来以恒定频率将油墨转化为墨滴；通过基于待打印的输出信息，与墨滴转化频率同步地向带电电极施加带电电压，来向转化的墨滴中的与待打印的点相对应的墨滴施加电荷；在通过向偏转电极施加直流电压而产生的电场中，偏转施加有电荷的墨滴；通过排墨道(gutter)收集与未被打印的点相对应并且没有带电的墨滴；以及沿着与带电墨滴的偏转方向近似正交的方向相对地移动打印对象。喷墨打印机包括配管连接端口，其设置在油墨或溶剂所流过的通路上并且与过滤器的一次侧和二次侧连通。通路块体(channel block)设置有收容孔。过滤器罩收容在收容孔中并且保持过滤器元件。过滤器罩不通过配管连接到通路块体，并且可从通路块体上卸下。紧固单元将过滤器罩紧固到通路块体上。

因此，本教导可以提供使得能够更快速且更高效地进行过滤器替换的喷墨打印机。

此外，根据本教导，可以提供使过滤器替换能够以更小的可能性对操作者的手和周围环境造成油墨污染的喷墨打印机。

另外的优点和新颖特征将部分地在下面的说明书中阐述，并且在研究了下面的说明和附图后，本领域技术人员将明白另外的优点和新颖特征的一部分，或者另外的优点和新颖特征的一部分可以通过对各实例进行生产或操作而得到了解。本教导的优点可以通过实践或使用在下面讨论的详细实例中阐述的方法、手段和组合而被实现或获得。

附图说明

附图仅是通过举例的方式而不是通过限制的方式描绘了根据本教导的一个或更多实现方案。在附图中，同样的附图标记指代相同或相似的元件。

图1是喷墨打印机的主体和打印头的透视图；

图2是示出喷墨打印机的使用状态的透视图；

图3是根据一实例的喷墨打印机的通路图；

图4是示出喷墨打印机的基本操作的透视图；

图5是喷墨打印机的功能框图；

图6是示出根据该实例的喷墨打印机的过滤器结构的正视图；

图7是示出根据该实例的喷墨打印机的过滤器结构的分解透视图；

图8是示出根据该实例的喷墨打印机的过滤器结构的另一分解透视图；

图9是根据该实例的喷墨打印机的通路块体的横截面视图；并且

图10是示出根据该实例的喷墨打印机的过滤器结构的横截面视图。

具体实施方式

尽管我们已经在下面示出并描述了根据我们的主题的实例，但应该理解的是，所公开的实例能够变形和改型而不脱离主题的范围。因此，我们并非旨在受本文中示出和描述的细节限制，而是旨在覆盖落在所附权利要求的范围内的所有这样的变形和改型。

参照示出的实例，将在下面描述一个实例；然而，本主题不限于示出的实例。

图1是根据一实例的喷墨打印机100的全貌图。喷墨打印机100包括设置有外部安装的操作显示器3的主体1和打印头2。主体1利用电缆4连接到打印头2。

图2示出当实际使用喷墨打印机100时的实例。喷墨打印机100安装在制造例如食物产品和饮料的工厂中的生产线上。主体1位于用户可以操作该装置的范围内，同时打印头2设置在与诸如带式搬送机5的生产线上搬送的打印对象6邻近的位置。

在生产线或带式搬送机5处，编码器7向喷墨打印机100输出与搬送速度相应的信号；并且打印传感器8检测打印对象6并将指示打印字符的信号输出给喷墨打印机100。使用编码器7和打印传感器8以便以恒定宽度打印字符而不管搬送速度如何，并且两者都连接到主体1中的控制器200(如图5中所示)。

响应于来自编码器7和打印传感器8的信号，控制器200控制从喷嘴9喷出的墨滴10的带电量和带电时机，使得带电并偏转的墨滴10在打印对象6经过打印头2附近时附着到打印对象6上。以这种方式，喷墨打印机执行打印操作。

图3示出喷墨打印机100的整个通路结构。主体1包括主油墨容器20，其包含通过通路循环的油墨。主油墨容器20设置有感测主油墨容器20中的液体是否达到基准液面的液面传感器21，所述基准液面反映容器20中存在适当量的液体。由电磁阀22开闭的通路101从主油墨容器20延伸。油墨通常由供给泵23通过通路101吸取。然而，仅当需要测量油墨粘度时，油墨由供给泵23通过设置有粘度计24的旁路通路102吸取以便使被测量的油墨得到补充。粘度计24可以是用于测量油墨粘度的下落式粘度计。

粘度计24经由通路102连接到电磁阀25。电磁阀25开闭通路102。电磁阀25的二次侧经由通路101连接到吸取和压送油墨的泵23。泵23经由通路103连接到油墨室27，在该油墨室27中，加压油墨通过隔膜(diaphragm)26向溶剂施加压力。由供给泵23施加了压力的油墨通过隔膜26对溶剂室63中的溶剂加压，从而将溶剂供应到打印头2。油墨室27经由通路104连接到去除油墨中的颗粒的油墨过滤器28。

油墨过滤器28经由通路105连接到将泵23推出的油墨的压力调节成适合于打印的压力的减压阀29。减压阀29经由在电缆4中贯穿的油墨供应通路106连接到打印头2中的三端口电磁阀30的一次侧。三端口电磁阀30的二次侧经由通路107连接到具有排出油墨的排出口的喷嘴9。三端口电磁阀30在一次侧具有两个端口并在二次侧具有一个端口，并且被设计成选择性地在一次侧端口之间来回切换以与二次侧端口连通。油墨供应通路106连接到常闭的端口，同时溶剂供应通路122连接到常开的端口。

三端口电磁阀30的二次侧的通路107在喷嘴9之前分叉从而与吸取通路112连接。吸取通路112通过电缆4内部和用于测量油墨压力的压力计40，并连接到电磁阀41。电磁阀41的二次侧连接到回收泵50，该回收泵50在喷嘴9的排出口堵住时通过吸取通路112填充油墨并执行吸取操作。

沿着油墨从喷嘴9排出的方向，设置有带电电极11，其向从喷嘴9喷出的墨滴10施加与待打印的字符信息相应的量的电荷。在由带电电极11带电的墨滴10飞行的方向上，设置有偏转电极12，其产生使带电墨滴10偏转的电场。

在油墨飞行的方向上，在偏转电极12的前面，设置有排墨道14，其捕获未被用于打印并且直线飞行而没有带电和偏转的墨滴10。

排墨道14经由贯穿电缆4的回收通路108连接到设置在主体1中并用于去除油墨中包含的颗粒的回收过滤器51。回收过滤器51经由通路109连接到开闭回收通路的电磁阀15，并且进一步经由通路110连接到吸取由排墨道14捕获的墨滴10的回收泵50。回收泵50通过通路111将吸取的油墨输送到主油墨容器20。

另外，主体1包括溶剂容器60，其包含用于在停止时清洁喷嘴9和调节油墨粘度的溶剂。溶剂容器60经由通路120连接到去除溶剂通路中的颗粒的溶剂过滤器61，并进一步经由防止溶剂逆流的止回阀62连接到吸入并压送溶剂的溶剂室63。溶剂室63经由通路121连接到电磁阀64。电磁阀64的二次侧经由贯穿电缆4的溶剂供应通路122连接到三端口电磁阀30的一次侧端口。借以从溶剂容器60吸取溶剂的通路120经由通路123连接到电磁阀65。电磁阀65经由通路124连接到回收泵50。

主体1还包括辅助油墨容器80，其包含补充用的油墨。辅助油墨容器80经由通路130连接到电磁阀81。电磁阀81用于开闭通路130。电磁阀81经由通路131连接到供给泵23。

现在将做出关于喷墨打印机100的工作原理的描述。图4中示出的喷墨打印机100与图1中所示的喷墨打印机100相同，但图4仅示出描述工作原理所必要的组件。

如图4所示，主油墨容器20中的油墨由泵23吸取并加压，并且以油墨柱的形式从喷嘴9喷出。喷嘴9包括电致伸缩元件18，其以预定频率振动油墨以将从喷嘴9喷出的油墨柱17转化为墨滴。以此方式产生的墨滴10的数量取决于施加到电致伸缩元件18的激励电压的频率，成为与频率数相同的数。通过向带电电极11施加与字符信息相应的量的电压来使墨滴10带电。在由带电电极11带电的墨滴10在偏转电极12之间的电场中飞行时，墨滴10由与带电量成比例的力偏转。然后，墨滴10飞行并着陆在打印对象6上。带电量确定墨滴10的偏转方向，并且因此墨滴10着陆的位置根据带电量而变化。通过生产线沿着正交于偏转方向的方向移动打印对象6，允许墨滴沿着正交于偏转方向的方向着陆，从而利用多个着陆的墨滴形成字符。

未被用于打印的墨滴10在偏转电极12之间直线飞行并由排墨道14捕获。然后，墨滴10经过回收通路108并被收集在主油墨容器20中。

图5是喷墨打印机100的功能框图。喷墨打印机100包括设置有例如主处理单元(MPU)的控制器200。控制器200经由总线线路201控制包括操作显示器3、喷嘴9、带电电极11、偏转电极12、编码器7、打印传感器8、粘度计24、电磁阀15、22、25、41、64、65、81、泵23、50、三端口电磁阀30、液面传感器21、压力计40和存储单元202在内的各组件。

存储单元202存储用于控制喷墨打印机100的程序，并且因此控制器200基于该程序控制喷墨打印机100中所包括的各组件。

下面是关于根据一实例的本教导的效果的描述。

图6示出通路块体90，该通路块体90具有一体地连接到其顶面的回收过滤器51和溶剂过滤器61，以及一体地连接到其正面的减压阀29。回收过滤器51和溶剂过滤器61在结构上是相同的，在下文中将仅对回收过滤器51做出描述。

如图7所示，从通路块体90的顶面向上突出的是限定用于收容过滤器罩150的收容孔91的壁。该壁在外侧还具有螺纹92，用于与紧固螺母160啮合。

具有比收容孔91的内周略小的外周的过滤器罩150设置在收容孔91中。过滤器罩150利用紧固螺母160固定以便被推压在通路块体90上，但可以通过卸下紧固螺母160而从通路块体90沿向上方向拆卸下来。过滤器罩150一体地设置有把手151，其允许用户的手处理过滤器罩150而不接触过滤器罩150的油墨接触区域。

如图8所示，过滤器罩150具有收容保持部件170、过滤器180和O型圈190的开口152。

保持部件170包括：位于中央的通孔171和突起部172，环形槽173和从槽173的底面穿透到保持部件170的背面侧的四个通孔174。限定槽173的外侧的面175和内侧的面176彼此齐平并与过滤器180邻接。保持部件170的外径被设计成使得保持部件170和过滤器罩150的开口152之间的间隙变得较小以易于装配；然而，保持部件170被适当地压配合在开口152中。

过滤器180是扁平金属网过滤器并且达到75μm的过滤精度。过滤器180的外周配合在过滤器罩150中使得过滤器180和开口152之间的间隙变得较小。在中央设置有保持部件170的突起部172所穿过的通孔181。

O型圈190不仅增强通路块体90和过滤器罩150之间的密封性能，而且还对将保持部件和过滤器保持在过滤器罩150中起作用。O型圈190的外周尺寸被设计成比过滤器罩150的开口152的圆周大数个百分点。当O型圈190被收容时，该尺寸允许O型圈190通过使O型圈190向外伸展的自身的弹性力来保持被收容的组件。

如图9所示，在通路块体90的收容孔91内部设有：与O型圈190邻接的倾斜密封面93；平坦部94；从平坦部94升起的凸部95；第一通路孔97，其形成在凸部95的中央，收容保持部件170的突起部172，并且连接到一次侧的外部连接配管接头96；以及第二通路孔99，其形成在平坦部94中并且连接到二次侧的外部连接配管接头98。

参照图9和10，其示出示例性的液体流。液体从一次侧的外部连接配管接头96进入通路块体90，向上流过第一通路孔97，经过保持部件的通孔171，经过过滤器罩150和保持部件170之间的圆筒形通路195，落入四个通孔174和槽173从而到达过滤器180的顶面(一次侧)，并经过过滤器180而使颗粒得到去除。已经到达过滤器180的液体总是朝向二次侧经过过滤器180，因为过滤器180在外侧与O型圈190紧密接触，并且在内侧既与保持部件170的内侧的面176邻接又与通路块体90的突部95的顶面邻接。在经过过滤器180之后，液体经由第二通路孔99到达二次侧的外部连接配管接头98。

接下来，将参照图7和8做出对过滤器替换工序的描述。用手松开和去除紧固到通路块体90上的紧固螺母160。然后，利用把手151用手拉起从紧固状态释放的过滤器罩150，从而将滤器罩150从通路块体90的收容孔91去除。此时，如图8所示，过滤器罩150与过滤器180、保持部件170和O型圈190一起从通路块体90的收容孔91去除。

即使在去除了紧固螺母160、过滤器罩150和过滤器180的状态下，液体也不会从通路块体90的收容孔91溢出，这是由于收容孔91顶部的朝上的开口。

随后，将新过滤器罩150设置在通路块体90的收容孔91中。将保持过滤器180、保持部件170和O型圈190的新过滤器罩150一起加装在通路块体90中。

最后，通过用手拧紧去除的紧固螺母160，来将新过滤器罩150紧固在通路块体90中。在通路块体90和过滤器罩150之间压缩的O型圈190确保了密封性能。

尽管在该实例中过滤器具有一次侧和二次侧，但是液体可以设置成沿任何方向流动，外部连接配管接头中的任何一个可以是一次侧或二次侧。

如所示出和描述的那样，具有过滤器元件和O型圈的每个过滤器罩通过紧固螺母和相应收容孔上的螺纹而被可拆卸地安装到通路块体上的相应收容孔上。然而，过滤器罩不直接连接到喷墨打印机的油墨或溶剂通路的配管中的任何一个。结果，每个过滤器罩被配置成加装到相应收容孔上和从相应收容孔卸下，而无需将过滤器罩加装到喷墨打印机的相应油墨或溶剂通路的配管上或从喷墨打印机的相应油墨或溶剂通路的配管上卸下。因此，不必要分离或连接任何配管来去除和替换过滤器。

根据上述结构，可以减少替换过滤器所需的生产线停工时间，从而提高生产效率。

另外，本教导的实例消除了在过滤器替换操作期间分离配管和拆散过滤器壳体的必要性，从而显著地减少喷墨打印机内部、外围设施、地面和操作者的手的油墨污染。

此外，替换时间以及油墨对周围的污染的减少可以减少油墨气味向周围环境扩散。

尽管前面已经描述了被认为是最佳实施方式和/或其他实例的内容，但应该理解的是，可以在本文中做出各种改型并且本文中公开的主题可以以各种形式和实例实现，并且这些教导可以应用于许多应用场合，本文中仅描述了一些。后面的权利要求旨在主张落入本教导的实际范围内的任何及所有应用、改型和变形。

Claims (9)

1.一种喷墨打印机，其通过以下处理在打印对象上产生打印输出：从喷嘴喷出加压油墨；通过以恒定频率振动所述喷嘴来以恒定频率将油墨转化为墨滴；通过基于待打印的输出信息，与墨滴转化频率同步地向带电电极施加带电电压，来向转化的墨滴中的与待打印的点相对应的墨滴施加电荷；在通过向偏转电极施加直流电压而产生的电场中，偏转施加有电荷的墨滴；通过排墨道收集与未被打印的点相对应并且没有带电的墨滴；以及沿着与带电墨滴的偏转方向近似正交的方向相对地移动打印对象，所述喷墨打印机具有过滤器构件，该过滤器构件包括：

配管连接端口，其设置在油墨或溶剂所流过的所述打印机的通路上并且与所述过滤器构件的一次侧和二次侧连通；

通路块体，其设置有收容孔；

过滤器罩，其收容在所述收容孔中且保持过滤器元件，并且能够从所述通路块体上卸下，所述过滤器罩不直接连接到所述打印机的所述通路的任何配管；以及

紧固单元，其将所述过滤器罩紧固到所述通路块体上。

2.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中所述过滤器元件被成形为盘状，并且在中央具有通孔，该通孔充当不用于过滤的通路。

3.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中所述过滤器元件收容在所述过滤器罩中并且用弹性体保持以便不从所述过滤器罩脱落，所述弹性体密封所述过滤器元件使其与外部隔离。

4.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中一体地设置在所述通路块体中并且收容所述过滤器罩的所述收容孔具有朝上的开口。

5.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中所述过滤器罩包括突起，该突起被用作把手以将所述过滤器罩加装到所述通路块体上或从所述通路块体上卸下。

6.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中所述过滤器设置在吸取并收集由所述排墨道捕获的油墨的通路上。

7.如权利要求1所述的喷墨打印机，其中所述过滤器设置在包含溶剂的溶剂容器与所述喷嘴之间的溶剂供应通路上。

8.一种用于喷墨打印机的过滤器构件，包括：

具有一个或多个端口的通路块体，所述一个或多个端口能够连接到所述打印机的溶剂或油墨通路的配管以便向所述通路块体提供溶剂或油墨流以及从所述通路块体提供溶剂或油墨流；

所述通路块体还具有连接到所述一个或多个端口的收容孔；

保持过滤器元件并且配置成收容在所述收容孔中的过滤器罩，该过滤器罩配置成能够加装到所述收容孔上以及从所述收容孔上卸下，而不用将所述过滤器罩直接加装到所述喷墨打印机的任何配管上并且不用将所述过滤器罩从所述喷墨打印机的任何配管上卸下；以及

紧固单元，用于可拆卸地将所述过滤器罩紧固到所述通路块体上。

9.一种用于在喷墨打印机中过滤油墨和溶剂的过滤器构件，包括：

通路块体，其包括：

第一对端口，其能够连接到所述喷墨打印机的油墨通路的配管以便向所述通路块体提供油墨流以及从所述通路块体提供油墨流；

连接到所述第一对端口的第一收容孔；

第二对端口，其能够连接到所述喷墨打印机的溶剂通路的配管以便向所述通路块体提供溶剂流以及从所述通路块体提供溶剂流；和

连接到所述第二对端口的第二收容孔；

配置成收容在所述第一收容孔中的第一过滤器罩，该第一过滤器罩保持用于过滤油墨的第一过滤器元件，并且所述第一过滤器罩配置成能够加装到所述收容孔上以及从所述收容孔上卸下，而不用将所述过滤器罩加装到所述喷墨打印机的所述油墨通路的配管上并且不用将所述过滤器罩从所述喷墨打印机的所述油墨通路的配管上卸下；

用于在所述第一过滤器罩收容在所述第一收容孔中时，将所述第一过滤器罩可拆卸地紧固到所述通路块体上的紧固单元；

配置成收容在所述第二收容孔中的第二过滤器罩，该第二过滤器罩保持用于过滤溶剂的第二过滤器元件，并且所述第二过滤器罩配置成能够加装到所述收容孔上以及从所述收容孔上卸下，而不用将所述过滤器罩加装到所述喷墨打印机的所述溶剂通路的配管上并且不用将所述过滤器罩从所述喷墨打印机的所述溶剂通路的配管上卸下；以及

用于在所述第二过滤器罩收容在所述第二收容孔中时，将所述第二过滤器罩可拆卸地紧固到所述通路块体上的紧固单元。

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