CN104369539B - 双室储存器打印头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种打印头，所述打印头具有分离浪费墨并且吹扫打印头中的体积的双室主储存器。打印头的双室结构允许改变通过打印头的内部歧管的墨的流动而不改变离开喷射管的浪费墨。打印头的主储存器包括再循环室和输入墨室。真空施加到再循环室中的通气孔并且压力也施加到输入墨室中的通气孔以导致喷射管中的气泡移动到再循环室中并且通过再循环室通气孔被去除。

Description

双室储存器打印头

技术领域

本发明涉及一种打印装置，尤其涉及一种打印头。

背景技术

具有流体储存器的所有打印头需要无气泡液体在打印过程期间离开储存器，否则它们将遭受性能问题。例如，在固体喷墨打印机中，墨在冷却时凝固并且在加热时熔化。在打印过程期间使用经加热的墨。当未正在使用打印机时，例如当在夜间关闭打印机时，墨凝固。在凝固期间，墨收缩并且将空气引入系统中。然后当打印机再次变为活动时再熔化具有空气的墨。存在于再熔化墨中的空气形成气泡，当打印机试图打印时所述气泡导致缺失射流。在另一例子中，水基墨打印系统也遭受气泡引入墨中。

具有流体储存器的所有打印头必须经历吹扫过程以从墨除去气泡。墨被吹扫到打印头的喷射管面板之外。吹扫过程浪费宝贵的墨。在再熔化墨之后在打印之前若不吹扫墨，则打印质量低并且会破坏打印作业。然而，吹扫墨浪费优质墨并且增加打印成本。在固体墨例子中吹扫过程的替代选择是保持墨熔化，这意味着保持打印机通电，这明显地减小打印过程的能量效率。本发明的实施例解决当前可用的打印系统的这些和其它限制。

发明内容

本发明的一方面涉及一种喷墨打印装置，包括喷射管；主墨储存器，所述主墨储存器与所述喷射管流体连通，所述主墨储存器具有：再循环室，所述再循环室具有再循环室通气孔；输入墨室，所述输入墨室具有输入墨室通气孔；以及单向阀，所述单向阀提供所述再循环室和所述输入墨室之间的流体连通；过滤吹扫管线，所述过滤吹扫管线连接到所述输入墨室；壁，所述壁分离所述喷射管和所述主墨储存器，所述壁包括：第一开口，所述第一开口位于所述喷射管和所述再循环室之间；以及第二开口，所述第二开口位于所述喷射管和所述输入墨室之间。

在一方面，所述喷墨打印装置可进一步包括联接到所述再循环室通气孔的过滤空气源。

在一方面，所述喷墨打印装置可进一步包括联接到所述输入墨室通气孔的压力源。

在一方面，所述喷墨打印装置中的所述单向阀是单向挡板阀。

在一方面，所述喷墨打印装置可进一步包括墨，其位于所述喷射管、所述再循环室和所述输入墨室中。当真空施加到所述再循环室通气孔时位于所述输入墨室中的墨的至少一部分移动到所述喷射管并且所述喷射管中的墨移动到所述再循环室，从所述喷射管移动到所述再循环室的墨包括气泡。当真空施加到所述再循环室通气孔并且压力施加到所述输入墨室时所述输入墨室中的墨移动到所述喷射管并且所述喷射管中的墨移动到所述再循环室，当真空施加到所述再循环室通气孔并且压力施加到所述输入墨室时所述单向阀构成闭合。

附图说明

图1是喷射管中具有气泡的公开打印头的例子。

图2显示图1的示例性打印头，其中气泡正移动到打印头的第一室。

图3是在已从打印头的第二室吹扫气泡之后的图1的示例性打印头。

具体实施方式

在整个公开中，一些术语频繁地使用并且定义如下。打印头是将墨施加到介质的打印装置的元件。喷射管是包括用于分配墨的喷射器的打印装置的部分，其可以包括硅芯片和关联的通道。主墨储存器是打印头内的墨的容器。再循环室是与喷射管流体连通的主墨储存器内的室。输入墨室是主墨储存器内的另一室。输入墨室通气孔是允许用空气或另一气体将压力或真空施加到输入墨室的输入墨室中的通气孔。再循环室通气孔是允许用空气或另一气体将压力或真空施加到再循环室的再循环室中的通气孔。输入墨室端口是用于墨进入和离开输入墨室的输入墨室中的开口，其也可以被称为给墨端口。

在本文中所述的任何公开打印装置中提到的墨可以是固体墨、水基墨或用于具有流体储存器的打印装置的任何其它墨，所述流体储存器需要无气泡液体离开储存器。气泡指的是在打印装置的墨中出现的任何空气、气体或流体阱。

公开的打印头是具有流体储存器的超低吹扫质量打印头，例如固体喷墨打印头和任何水基打印系统。在使用固体墨的示例性打印头中，当墨冷却到低于它的熔化温度时，例如当打印机断电时，固体墨在打印头中凝固。固体墨打印机常常断电以节约能量和用于维护。当固体喷墨打印头中的墨凝固时，墨收缩并且空气被引入系统中。当墨再熔化时，例如当打印机通电时，空气在再熔化墨中形成气泡，如果打印机试图打印则所述气泡导致缺失射流。

吹扫过程可以在打印之前发生以从再熔化墨去除气泡。在吹扫过程期间，显著量的浪费墨与气泡一起被去除。浪费墨导致更高的操作成本和/或节能的减小，原因是打印机保持通电以避免墨凝固和再熔化过程。将气泡引入墨中在刚刚所述的固体墨打印头和水基喷墨打印系统或具有需要无气泡液体离开储存器的流体储存器的任何其它打印头中以许多形式发生。

公开的打印头在打印头自身内循环墨以去除气泡而不将浪费墨吹扫到喷射管之外。墨可能附加地吹扫到喷射管之外，但是从公开打印头中的喷射管吹扫的墨的体积明显地小于常规吹扫过程，这减小操作成本并且增加节能。吹扫到喷射管之外的墨的体积从在打印头内再循环的墨的体积分离。仅仅少量体积的墨位于喷射管中，因此通过使用公开的双室打印头最小化由吹扫喷射管产生的浪费墨的量。吹扫打印头中的墨的常规方法包括将所有墨吹扫通过喷射管面板。

也公开了一种从打印头中的墨吹扫气泡的方法。可以由公开的双室打印头执行该方法。该方法包括将真空施加到主墨储存器的再循环室，所述主墨储存器包括再循环室和输入墨室。喷射管与主墨储存器流体连通并且在一些例子中也邻近主墨储存器定位。施加的真空导致位于喷射管中的墨中的气泡从喷射管移动到再循环室。气泡然后通过再循环室的再循环通气孔被去除。在一些其它例子中，压力也施加到输入墨室的输入墨室通气孔。

单向阀、例如单向挡板阀可以位于再循环室和输入墨室之间。当真空施加到再循环室时，单向阀闭合，这密封再循环室以防止墨从输入墨室移动到再循环室中。墨从输入墨室移动、通过喷射管并且进入再循环室。气泡与来自喷射管的墨一起被运载到再循环室中并且通过再循环室通气孔排出打印头。

在气泡的主要部分通过公开的再循环吹扫过程从打印头的再循环室去除之后附加剩余气泡可能仍然存在于喷射管中。剩余气泡可以以常规方式或在任何其它合适的过程中被吹扫通过喷射管的面板。

现在参见图1-3，公开的打印头100包括双室主墨储存器102，所述双室主墨储存器与喷射管104流体连通并且在该例子中也邻近喷射管定位且通过壁106与喷射管分开。主墨储存器102包括再循环室108和输入墨室110。再循环室108和输入墨室110可以相对于彼此具有任何合适的尺寸并且不必在尺寸上相等，尽管它们可以相等。再循环室108包括再循环室通气孔112，任何合适的压力、例如空气或另一气体的真空可以施加到所述再循环室通气孔。输入墨室110包括输入墨室通气孔114，任何合适的压力、例如空气或另一气体的正压力可以施加到所述输入墨室通气孔。

输入墨室110也包括输入墨室端口128，所述输入墨室端口是用于墨进入和离开输入墨室的输入墨室中的开口。输入墨室端口128也被称为给墨端口。

再循环室108和输入墨室110彼此流体连通使得墨可以在两个室之间流动。再循环室108和输入墨室110由单向阀116、例如单向挡板阀分开，所述单向阀允许墨从再循环室108流动到输入墨室110，但是不允许墨从输入墨室流回到再循环室108。

将喷射管104和主墨储存器102分开的壁106包括第一开口118和第二开口120。第一开口118位于喷射管104和再循环室108之间并且允许喷射管和再循环室之间的流体连通。第二开口120位于喷射管104和输入墨室110之间并且允许喷射管和输入墨室之间的流体连通。

当真空施加到再循环室通气孔112时，来自输入墨室110的墨122和来自喷射管104的气泡124移动到再循环室108中，如图2中所示。一旦喷射管104和再循环室108之间的压力差足够高以破坏在第一开口118处形成于墨上的弯月面126，第一开口118用作被动阀以允许墨和气泡从喷射管104传到再循环室108。当弯月面126横越第一开口118形成或再形成时被动阀闭合。当去除压力差时，例如当再循环室108向大气通气时，墨流回到喷射管104中直到空气到达再循环室108并且弯月面126再形成并且防止墨由于储箱中的下部墨高度产生的背压而排出到喷射管104的上部分之外。

主墨储存器102也可以包括在一些例子中作为输入墨室通气孔114的一部分的过滤吹扫管线。多个打印头的主墨储存器可以连接到共同的过滤吹扫管线。在具有多个打印头的示例中,过滤吹扫管线连接到每个打印头的输入墨室。在多个打印头例子中，所有的主墨储存器可以共用共同的空气增压室和管线，类似于常规打印头。每个储存器的输入墨室也可以共用共同的空气增压室和管线并且也可以连接到共同的二次吹扫系统。二次吹扫系统根据需要提供压力、通气和插塞，但是仅仅吹扫喷射管内的墨，因此在二次吹扫期间浪费的墨体积被最小化。

在常规的吹扫塔吹扫过程中，进入吹扫塔(或墨储存器)的墨流回到喷射管中，这有助于最小化作为废物离开打印头的墨。然而，当加压墨储存器以吹扫气泡时，一些墨由于墨储存器中的压力也离开喷射管。常规吹扫塔的流体路径被平衡并且导致预定量的墨移动到塔中，原因是达到由于墨储存器中的压力而离开喷射管的面板的相应的预定量的墨墨储存器中的压力而离开喷射管的面板。从常规吹扫塔吹扫气泡所需的墨量对应于离开喷射管的墨量。

如本文中所公开的，通过联接双室打印头和吹扫塔，真空可以施加到再循环室，这导致大量的墨流动通过再循环室并且导致气泡通过再循环室通气孔离开。当再循环室和大气之间的压力差足够低以保持第一开口(在喷射管和再循环室之间)处的墨的弯月面时，附加气泡未被引入系统中。当期望更大的墨流动时，将真空施加到再循环室通气孔和将压力施加到输入墨室通气孔的组合用于从双室打印头中的墨吹扫气泡。

此外，在吹扫过程期间流动进出打印头的空气可以由输入墨室通气孔114和再循环室通气孔112过滤和控制，这提供防止打印头中的墨的污染的另一层。

Claims (5)

1.一种喷墨打印装置，其包括：

喷射管；

主墨储存器，所述主墨储存器与所述喷射管流体连通，所述主墨储存器具有：

再循环室，所述再循环室具有再循环室通气孔；

输入墨室，所述输入墨室具有输入墨室通气孔；以及

单向阀，所述单向阀提供所述再循环室和所述输入墨室之间的流体连通；

过滤吹扫管线，所述过滤吹扫管线连接到所述输入墨室；

壁，所述壁分离所述喷射管和所述主墨储存器，所述壁包括：

第一开口，所述第一开口位于所述喷射管和所述再循环室之间；以及

第二开口，所述第二开口位于所述喷射管和所述输入墨室之间；

墨，其位于所述喷射管、所述再循环室和所述输入墨室中，

其中当真空施加到所述再循环室通气孔时位于所述输入墨室中的墨的至少一部分移动到所述喷射管并且所述喷射管中的墨移动到所述再循环室，从所述喷射管移动到所述再循环室的墨包括气泡，以及

其中当真空施加到所述再循环室通气孔并且压力施加到所述输入墨室时所述输入墨室中的墨移动到所述喷射管并且所述喷射管中的墨移动到所述再循环室，当真空施加到所述再循环室通气孔并且压力施加到所述输入墨室时所述单向阀构成闭合。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印装置，其还包括联接到所述再循环室通气孔的过滤空气源。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印装置，其还包括联接到所述输入墨室通气孔的压力源。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印装置，其中所述单向阀是单向挡板阀。

5.根据权利要求1所述的喷墨打印装置，其中通过施加到所述再循环室通气孔的真空从所述再循环室去除气泡。