CN103347698B - 对喷墨打印机的改进或与其相关的改进 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于减少连续喷墨打印机中的墨起泡的方法和设备。本发明提供了用于减少连续喷墨打印机中的回流墨中的泡沫形成的方法和设备。优选地通过将回流墨导入子腔室中，所述回流墨被减速并且降压，所述子腔室使流动的方向反转并且提供升高的边缘，墨溢出该升高的边缘。该除气设施优选地并入墨服务模块中。

Description

对喷墨打印机的改进或与其相关的改进

技术领域

本发明涉及喷墨打印机，并且尤其涉及用于减少连续喷墨（CIJ）打印机中的起泡或减少起泡的影响的方法和/或部件。

背景技术

连续喷墨打印涉及自墨喷射形成带电墨滴以及随后带电墨滴通过电场偏转以在打印介质上产生图像。

在单喷射CIJ打印机的典型实施方式中，通过对导电性墨施加压力来迫使该导电性墨通过喷嘴。得到的墨喷射的速度必须是受控的。这通常通过控制墨的成分以及控制压力来实现。通常通过响应于来自压力传感器的反馈改变产生流的泵的速度来实现压力控制，但是还可以使用速度测量装置的反馈来实现压力控制。

随后，通过调整喷射以对喷射流碎裂的自然过程提供有效并且受控的驱动，可以形成一系列受控的墨滴，各个墨滴具有相同的墨滴体积并且相邻的墨滴之间具有恒定的间隔。喷射流碎裂通常通过以下方式实现：在固定的频率和振幅下以正弦曲线的方式小心调整墨压力；或者相对于喷嘴调整墨速度。本领域中公知引入压力调整、速度调整和两者组合使得获得均匀的墨滴串的一系列选择和技术。

通过电容性耦合在各个墨滴上产生电荷。通过在墨滴脱离喷射时对充电电极施加电压，在墨滴上产生所需量的电荷。在充电之后，这些墨滴前行通过恒定的电场，该电场通过在两个表面之间施加高电势差而形成，该电场的场力线垂直于喷射的轨道。带电的墨滴偏转一定量，该量近似与墨滴上的电荷成比例。

未带电的墨滴或未打印的墨滴由打印头中包括的沟槽收集，并返回到打印机中的储墨池中以进行墨流回和再利用。

连续喷墨打印机的可靠操作中的一个重要的因素是确保该沟槽能够收集所有的未打印的墨滴并且确保所收集的墨被输送回储墨池。

通常，连续喷墨打印机具有相对较小的打印头，该打印头通过数米长的导管附接到打印机的墨供应系统、储墨池和控制电子器件。通过借助位于导管中的回流管抽吸墨和空气来实现除去该沟槽中所收集的墨。使用真空泵来实现这一点。

大量的泵送技术可用来自该沟槽去除墨。喷射泵非常适合于清理气体和空气的混合物，并且产生均匀的且可预测的真空，该真空有效地将空气和墨抽取通过沟槽。喷射泵操作依赖于喷嘴和喉部之间的泵腔中的湍流以便有效地运行。该泵操作具有有效地混合空气和墨的效果，这是产生湍流以提供所述真空的附带结果。因此，尽管喷射泵能够有效地从打印头去除墨，然而不良的后果是大量的空气滞留于墨中。当墨返回到储墨池时，由于墨在大气压下储存而不是在回流管中经受的较高压下储存，因此带有空气的墨将尝试释放空气。

自储墨池中的带有空气的墨释放空气通常导致形成泡沫，这可导致墨从储墨池容器溢出。与带有空气的墨相关的另一问题是，当该墨通过打印头再循环时，可以从该墨释放空气。在墨系统内的这样的气泡释放可导致不期望的压力波动，压力波动危害后续的墨滴产生。

本领域存在很多尝试降低回流墨形成泡沫的趋势的示例。稳定泡沫形成的程度取决于许多因素，例如，墨的表面张力、在储墨池中存在的溶剂蒸气的分压和空气从该墨释放的速率。一些制造商添加消泡剂（诸如表面活性剂）至墨中以减少泡沫的形成，但是由于这可以影响墨的附着性质和表面润湿性质而不是优选的。美国专利6,234,621中描述了用以减少墨中泡沫形成的物理装置的一个示例。该专利描述了将回流墨送回到储墨池的顶部并且送到位于该储墨池内的向下成螺旋形的斜坡上。由于墨向下流过该斜坡，其速度下降，该墨遍布该斜坡的表面分散开并且夹带的空气在该墨被添加到储墨池中的墨的上表面之前从该墨中排出。该装置实施起来昂贵并且该斜坡在储墨池中占据很大的空间。

JP9029998中描述了一种用于减少墨中夹带的空气的替选装置，在该装置中，具有夹带的空气的回流墨被导向到子腔室的上表面上。接着，自该子腔室的底部抽吸待回流到打印头的墨。尽管该装置将减少被供给到打印头的墨内所夹带的空气的量，但不能够减小回流墨的速度，从而形成泡沫且带有大量空气。

本发明的目的是提供一种连续喷墨打印机，和/或一种或多种用于该连续喷墨打印机的方法和部件，其至少在某些程度上克服上述问题，或者至少提供一种新的且有用的选择。

发明内容

因此，在一方面中，本发明提供了一种减少连续喷墨打印机中的回流墨中的泡沫形成的方法，所述打印机具有回流墨接收腔室、置入所述腔室中的回流墨输送件以及从所述腔室引出的墨提升件，所述方法的特征在于，所述方法包括通过将所述回流墨输送件定位于位于所述腔室内的子腔室中来减慢回流墨的流速，其中墨被送入所述子腔室的在所述子腔室中的墨表面下方的下部区域并且所述子腔室中的所述墨表面被引起上升并且溢流入所述腔室。

优选地，所述方法包括减慢所述回流墨的压力改变的速度。

优选地，所述方法包括反转所述回流墨的流动方向。

优选地，所述子腔室的剖面基本上是圆柱形的，所述方法包括将所述回流墨以基本上平行于所述子腔室的轴线的方向向下导入所述子腔室中。

优选地，所述方法包括将从所述子腔室溢出的墨导向到带孔的表面上。

优选地，所述方法包括能够使所述子腔室内的墨在溢流入所述接收腔室之前，所述墨的体积径向扩展。

优选地，所述方法在定位在打印头和墨循环系统之间且能够自打印头和墨循环系统拆卸的模块中实现。

本发明的第二方面提供了一种连续喷墨打印机，该连续喷墨打印机具有回流墨接收腔室、置入所述腔室中的回流墨输送件以及从所述接收腔室引出的墨提升件，所述打印机的特征在于，所述回流墨输送件被定位在位于所述接收腔室内的子腔室的下部区域中，使得，在使用中，从所述墨输送件排放的墨在所述子腔室中的墨表面下面进入所述子腔室，并且所述子腔室中的上升的墨表面可以溢流入所述接收腔室中。

优选地，所述回流墨输送件被构造成减小所述回流墨的压力改变的速度。

优选地，所述回流墨件被构造和布置成使所述回流墨的流动方向反转。

优选地，所述子腔室的剖面是圆柱状的，并且所述回流管基本上平行于所述子腔室的轴线设置。

优选地，所述回流墨输送件还包括带孔的表面，所述带孔的表面被定位成与从所述子腔室溢出的墨接触。

优选地，所述子腔室靠近其上端部径向扩展。

优选地，所述回流墨输送件被包括在定位于打印头和墨循环系统之间且能够自打印头和墨循环系统拆卸的模块中。

本发明的第三方面提供了一种用于连续喷墨打印机的服务模块，所述连续喷墨打印机具有墨循环系统和打印头，所述服务模块包括墨接收腔室、能够与来自所述打印头的墨回流管线接合的回流墨输送件和能够与将墨供给到所述墨循环系统的泵接合的墨提升件，所述服务模块的特征在于，所述回流墨输送件被定位在位于所述墨接收腔室内的子腔室内，其中，在使用中，墨在所述子腔室中的墨表面的下方进入所述子腔室，并且所述子腔室中的上升的墨表面可以溢流入所述墨接收腔室中。

这样，本发明可以进行的很多变型对于本领域的技术人员来说是明显的。以下描述旨在仅作为执行本发明的一种手段的说明并且不应该将没有描述变型或等同物视为限制。可能的话，具体元件的说明应该被视为包括其现有的或者未来的任何等同物。

附图说明

现将结合附图描述本发明的多个方面，其中：

图1示出现有技术的墨回流系统的示意性剖视图；

图2示出根据本发明的墨回流系统的第一实施方式的示意性剖视图；

图3示出根据本发明的墨回流系统的第二实施方式的示意性剖视图；

图4示出根据本发明的墨回流系统的第三实施方式的示意性剖视图；以及

图5示出用于连续喷墨打印机的结合图2中示出的墨回流系统的可行实施方式的服务模块的剖视图。

具体实施方式

本文描述的发明已被设计成提供一种用于减少从连续喷墨打印机的打印头沟槽回流到储墨池的墨中的泡沫形成的方法和/或部件。另一目的是确保在回流墨中形成的这样的泡沫置于储墨池中的墨主体的顶部。因此，可以从储墨池的底部抽吸基本上不含空气的墨。

来自沟槽的带有空气的墨被从打印头通过墨回流管线、从置入回流墨接收腔室中的回流墨输送件而导向进入回流墨接收腔或者储墨池中。墨提升件从该腔室引出以使墨再循环回到打印机的墨循环系统。表征特征是从打印头回流的墨在进入接收腔室之前被减慢，并且其压力减小。更具体地，压力改变的速率受到控制并且变慢。这可以使带有空气的墨更有效地释放夹带的空气，并且由此降低墨形成泡沫的趋势，该泡沫可以从腔室中提升并且返回到打印机的墨供给电路。此外，通过将墨以基本上高于提升件的入口的高度、尤其是高于储墨池中的墨表面的高度排放入储墨池中，形成的任何泡沫置于墨的上表面上并且没有被抽吸至墨循环系统中。

首先参考图1，所示出的典型的现有技术的腔室10用于从连续喷墨打印机的打印头沟槽（未示出）接收墨。与打印头沟槽连通的墨回流管线11竖向向下延伸进入腔室10中，而提升管线12向上凸出于腔室10之外以使所述墨回流到打印机的墨循环系统。回流管线11和提升管线12两者都具有靠近腔室10的底部13的开口。可以看出，带有空气的墨从回流管线11的底部流出并且并入腔室10中含有的墨14的主体中。如果主系统压力为约3巴，则回流到腔室10的墨具有高的湍流度并且该带有空气的墨容易地与该腔室内的墨14混合，这促进泡沫的形成。此外，湍流遍布于腔室10分散，这导致墨中夹带的空气被吸入提升管线12。

现参考图2，本发明通过以下方法寻求解决图1中示出的装置中固有的问题：使墨缓慢通过回流管线11，以及以受控的方式减小其压力。在图2中示出的实施方式中，这通过引导回流管线11进入子腔室15的下部区域来实现。该子腔室15优选地为在其上端部16处开口的圆柱体。该圆柱体15优选地与腔室10共用公共的底部13。应该理解，随着带有空气的墨从回流管线11进入子腔室15，墨的流向反转并且该墨在子腔室15中涌出。由于这样，回流的墨的速度减小，其压力减小。此外，子腔室15中的墨的上表面提供了促进释放墨中的空气的释放面。当回流的墨达到子腔室15的开口的上端部16时，其可以从该子腔室的边缘溢出并且进入主腔室组10。从子腔室15流过的该较重的墨在重力下流到腔室10的底部并且盖住提升管12的开口的下端部。因此通过提升管吸入的墨将基本上不含空气。仍存在的任何泡沫较轻，在墨的顶部形成层17并且因此远离提升管12。

现参考图3，示出替选的实施方式，其中，从子腔室15溢流的墨被导向到纱布式的或者带孔的表面20上，表面20自子腔室15的外表面延伸。该带孔的表面20还使从子腔室15溢出的墨放慢并且提供了一表面区域，在该表面区域中，墨中残留的任何空气可以从墨中分离出，从而减少了泡沫的形成。尽管该带孔的表面20被示出为附接至子腔室15的外表面的环形件的形式，但其可以被构造成覆盖腔室10的更大的区域。

图4示出本发明的另一替选实施方式。在该实施方式中，通过增大圆柱状子腔室15的上端部的直径（如21示出），在子腔室15和主腔室10之间的墨的转移得到进一步减速。该实施方式通过以更渐进的方式减小墨的流速同时增大墨与储墨池中含有的蒸汽接触的表面积，使得积极地更有利于从墨分离出空气，来降低墨形成泡沫的趋势。

应该理解，分别在图3和图4中示出的两个实施方式的特征可以组合。

上文描述的本发明优选地并入图5中以剖视图示出的可更换的墨模块25中。该模块是服务件并且因此可自打印机的打印头和墨循环系统拆卸。

在示出的形式中，模块25包括密封地固定至模制的主体26的模制的盖27。回流管线11和提升管与盖27一体模制，而子腔室15与主体26一体模制。该盖还安装有过滤器28，该过滤器接收来自提升管12的墨并且在该墨返回入墨循环系统之前对该墨过滤。连接件（未示出）被设置在盖27的后侧以能够将该模块接入打印机的墨循环系统，所述连接件中的至少一些连接件分别与回流管线11和提升管12流体接合。

通过将除气设备并入模块25，可以获得本发明的优势，而无需改动打印机的主操作部件。

因此，应当理解，至少在本文所述的实施方式的情况下，本发明提供了一种在连续喷墨打印机中从再循环的墨去除空气的有效部件。

Claims (15)

1.一种减少连续喷墨打印机中的从沟槽回流的墨中的泡沫形成的方法，所述打印机具有回流墨接收腔室、与所述沟槽连接且置入所述腔室中的回流墨输送件以及从所述腔室引出的墨提升件，所述方法的特征在于，所述方法包括通过将所述回流墨输送件定位于所述腔室内的子腔室中而减慢回流墨的流速，其中，墨被送入所述子腔室的在所述子腔室中的墨表面下方的下部区域中，并且所述子腔室中的所述墨表面被引起上升且溢流入所述回流墨接收腔室中。

2.根据权利要求1所述的方法，包括减慢所述回流墨的压力改变的速度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，包括使所述回流墨的流动方向反转。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子腔室具有圆柱形横截面，所述方法包括将所述回流墨以基本上平行于所述子腔室的轴线的方向向下导入所述子腔室中。

5.根据权利要求1所述的方法，包括将从所述子腔室溢流出的墨导向至带孔的表面上。

6.根据权利要求1所述的方法，包括使所述子腔室内的墨在溢流入所述接收腔室中之前，所述墨的体积径向扩展。

7.根据权利要求1所述的方法，所述方法在定位于打印头和墨循环系统之间并且能够自打印头和墨循环系统拆卸的模块中实现。

8.一种连续喷墨打印机，具有沟槽、回流墨接收腔室、与所述沟槽连接且置入所述腔室中的回流墨输送件以及从所述接收腔室引出的墨提升件，所述打印机的特征在于，所述回流墨输送件被定位在位于所述接收腔室内的子腔室的下部区域中，使得在使用中，从所述墨输送件排放的墨在所述子腔室中的墨表面下面进入所述子腔室，并且所述子腔室中的上升的墨表面能够溢流入所述接收腔室中。

9.根据权利要求8所述的连续喷墨打印机，其中，所述回流墨输送件被构造成减小所述回流墨的压力改变的速度。

10.根据权利要求8或9所述的连续喷墨打印机，其中，所述子腔室被构造和布置成使所述回流墨的流动方向反转。

11.根据权利要求8所述的连续喷墨打印机，其中，所述子腔室具有圆柱形横截面，并且回流管基本上平行于所述子腔室的轴线设置。

12.根据权利要求8所述的连续喷墨打印机，其中，所述回流墨输送件还包括带孔的表面，所述带孔的表面被定位成与从所述子腔室溢出的墨接触。

13.根据权利要求8所述的连续喷墨打印机，其中，所述子腔室靠近所述子腔室的上端部径向扩展。

14.根据权利要求8所述的连续喷墨打印机，其中，所述回流墨接收腔室和所述子腔室被包括在定位于打印头和墨循环系统之间并且能够自打印头和墨循环系统拆卸的模块中。

15.一种用于连续喷墨打印机的服务模块，所述连续喷墨打印机具有墨循环系统和包括沟槽的打印头，所述服务模块包括墨接收腔室、能够与来自所述沟槽的墨回流管线接合的回流墨输送件和能够与将墨供给到所述墨循环系统的泵接合的墨提升件，所述服务模块的特征在于，所述回流墨输送件被定位在位于所述墨接收腔室内的子腔室内，其中，在使用中，墨在所述子腔室中的墨表面下面进入所述子腔室，并且所述子腔室中的上升的墨表面能够溢流入所述墨接收腔室中。