CN110325373B - 用于调节墨料压力的墨料罐 - Google Patents

用于调节墨料压力的墨料罐 Download PDF

Info

Publication number
CN110325373B
CN110325373B CN201880012601.0A CN201880012601A CN110325373B CN 110325373 B CN110325373 B CN 110325373B CN 201880012601 A CN201880012601 A CN 201880012601A CN 110325373 B CN110325373 B CN 110325373B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ink
delivery system
diffuser tube
chamber
ink chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880012601.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110325373A (zh
Inventor
帕特里克·麦考利夫
塞缪尔·马林森
乔迪·麦克贝恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Memjet Technology Ltd
Original Assignee
Memjet Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Memjet Technology Ltd filed Critical Memjet Technology Ltd
Publication of CN110325373A publication Critical patent/CN110325373A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110325373B publication Critical patent/CN110325373B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17556—Means for regulating the pressure in the cartridge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17513—Inner structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17566—Ink level or ink residue control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17596—Ink pumps, ink valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19—Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17513—Inner structure
    • B41J2002/17516—Inner structure comprising a collapsible ink holder, e.g. a flexible bag

Abstract

一种用于墨料输送系统的墨料罐，所述墨料罐包括：第一墨料室，所述第一墨料室具有墨料入口端口和墨料出口端口；第二墨料室，所述第二墨料室具有通向大气的气体端口；以及扩散管，所述扩散管使所述第一墨料室与所述第二墨料室互连。所述第一墨料室的体积比所述第二墨料室的体积小，并且所述扩散管被配置成使空气从所述第二室到所述第一室的扩散最少。

Description

用于调节墨料压力的墨料罐
技术领域
本发明涉及一种在喷墨打印机的墨料输送系统中使用的墨料罐。所述墨料罐主要被开发用于利用油墨压力的重力调节来为打印头提供脱气墨料。
背景技术
采用
Figure GDA0002684544900000011
技术的喷墨打印机可商购用于许多不同的打印格式，包括在家办公(“SOHO”)用打印机、标签打印机、及宽幅打印机。
Figure GDA0002684544900000012
打印机典型地包括一个或多个固定喷墨打印头，所述打印头是使用者可更换的。例如，SOHO打印机包括单个使用者可更换的多色打印头，高速标签打印机包括多个沿着介质进给方向对齐的使用者可更换的单色打印头，且宽幅打印机包括多个交错重叠安排的使用者可更换的打印头，以便横跨宽幅页宽。
为高速打印头提供墨料可能存在问题，因为需要高墨料流并且需要将所供应的墨料维持在预定压力范围内。通常，喷墨打印头需要墨料以负的墨料压力供应(即小于大气压力)，并且多种不同的墨料输送系统已经开发用于向打印头提供稳定的负的墨料压力。
在重力供给墨料输送系统中，压力调节罐定位在打印头的高度下方并且具有通向大气的气体端口。例如通过控制将墨料供应到罐中，使罐中的墨料的高度维持相对恒定。打印头与压力调节罐中的墨料的顶部之间的高度差控制着打印头中的背压。可以通过任何合适手段来实现压力调节罐中的墨料高度控制。例如，可以使用浮阀机构来控制墨料供应到罐中，如US 8066359所描述的，所述专利的内容通过援引并入本文。替代性地，传感器可以用于检测压力调节罐中的墨料的高度，并且阀和/或墨料泵布置可以用于经由合适的反馈和控制系统来控制墨料流入罐中。
在其他墨料输送系统中，通过将压力调节罐的气体端口连接到泵来提供负压力。泵可操作用来在罐的顶部空间中提供可变压力，例如用于常规打印的负的恒定顶部空间压力。以这种方式，墨料压力独立于罐的高度，由此使得打印机设计能够更具灵活性。
上述墨料输送系统具有的问题是，墨料必然暴露于空气。然而，一些打印头在被供应有脱气的墨料时表现最佳，这使得在较长的打印运行期间气泡影响打印头性能的风险最小。脱气的墨料暴露于空气是存在问题的，因为墨料(尤其湍流墨料)在与空气接触时容易再次混入气体，由此使得使用脱气的墨料的益处无效。因此，将墨料暴露于空气的墨料输送系统通常被认为不适合与脱气的墨料一起使用。
发明内容
期望的是提供一种甚至当那些墨料暴露于空气以便进行压力调节时仍适合与脱气的墨料一起使用的墨料输送系统和墨料罐。
1.一种用于墨料输送系统的墨料罐，所述墨料罐包括：
第一墨料室，所述第一墨料室具有墨料入口端口和墨料出口端口；
第二墨料室，所述第二墨料室具有通向大气的气体端口；以及
扩散管，所述扩散管使所述第一墨料室与所述第二墨料室互连，
其中，所述第一墨料室的体积比所述第二墨料室的体积小。
根据第一方面的墨料罐适于在重力供给墨料输送系统中用作中间罐。在使用时，第一墨料室可以经由入口端口而被供给脱气的墨料、并且经由出口端口向打印头供应脱气的墨料。然而，由于第二墨料室借助于扩散管而与第一墨料室相对扩散地隔绝，因此第一墨料室中的混入空气的墨料在打印机的常规操作期间不与脱气的墨料混合。虽然如此，第二墨料室与第一墨料室之间的流体连通仍使得能够对第一墨料室中的墨料压力进行重力控制。因此，在使用重力的脱气的墨料的供应中，墨料罐有利地调节墨料压力而不会使墨料再次混入空气。
在一些实施例中，扩散管从第一墨料室的顶板延伸到第二墨料室的基部。在其他实施例中，扩散管从第一墨料室延伸进入第一墨料室的内部空间。优选地，所述第一墨料室的体积比所述第二墨料室的体积小。
优选地，所述第一墨料室的顶板朝向所述扩散管渐缩。这种布置有利地激励气泡经由扩散管朝向第二墨料室向上漂浮。
优选地，所述第二墨料室的截面面积大于所述第一墨料室的截面面积。这种布置有利地抑制第二墨料室中的墨料的高度发生高度上的波动。
优选地，所述扩散管具有气泡容忍内部截面形状。
优选地，所述内部截面形状包括抵抗气泡堵塞的一个或多个液体流截面。例如，所述内部截面形状可以是从由以下各项组成的组中选择的：星形、三角形、‘T’形、十字型、三叶草形、以及具有凹口部的多边形。这些和其他气泡容忍管类型对于本领域技术人员是熟知的，并且在例如US 8118418中进行描述，其内容通过援引并入本文。
优选地，所述墨料具有在0.5至1.0μm2/ms的范围内的扩散率。例如，所述墨料可以具有在0.6至0.9μm2/ms的范围内的扩散率。墨料可以是基于染料或基于颜料的墨料。
优选地，所述扩散管具有不透气的侧壁。
优选地，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。例如，所述扩散管具有在3cm至6cm的范围内的长度。
优选地，所述扩散管具有至少3:1、至少4:1或至少5:1的纵横比。
优选地，所述扩散管被配置使得分散在被容纳在所述第二墨料室中的墨料中的空气沿所述扩散管的长度以大于5天的扩散时间尺度传播。优选地，扩散时间尺度大于10天、大于20天或大于50天。
在第二方面，提供一种用于喷墨打印机的墨料输送系统，所述墨料输送系统包括：
墨料供应储存器；
如在上文中限定的中间墨料罐；
喷墨打印头，所述喷墨打印头具有连接至所述第一墨料室的出口端口的打印头入口端口；以及
控制系统，所述控制系统与所述中间墨料罐配合、以用于控制被输送到所述打印头的墨料的墨料压力。
在一个实施例中，所述控制系统包括用于感测所述第二墨料室中的墨料的高度的一个或多个传感器、用于控制墨料流动穿过所述墨料供应管线的流动控制机构、以及控制器，所述控制器连接到所述传感器和所述流动控制机构。
在替代性实施例中，所述控制系统包括用于感测第二墨料室的顶部空间中的气体压力的一个或多个传感器、以及连接至气体端口的真空泵。
所述第一墨料室可以包括墨料返回端口并且所述打印头可以包括打印头出口端口，所述打印头出口端口经由墨料返回管线连接到所述墨料返回端口、以在所述打印头与所述第一墨料室之间提供封闭的流体回路。
优选地，所述封闭的流体回路包括泵和至少一个阀。
优选地，被容纳在所述第一墨料室中的墨料是可相对移动的并且被容纳在所述第二墨料室中的墨料是相对静止的。
如在本文中所使用的，术语“墨料”被认为是指可以从喷墨打印头打印的任何打印流体。墨料可以含有或可以不含有着色剂。因此，术语“墨料”可以包含传统的基于染料或基于颜料的墨料、红外墨料、固定剂(例如预涂层和整理剂)、3D打印流体等等。
如在本文中使用的，术语“打印机”指的是使打印介质留下痕迹的任何打印装置，例如常规桌面打印机、标签打印机、复印机、影印机、数字喷墨印刷机等。在一个实施例中，打印机是单张纸打印装置。
附图说明
现在将参照附图仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中：
图1示意性地示出了根据第二方面的墨料输送系统；
图2是根据第一方面的墨料罐的透视图；
图3是图2示出的墨料罐的正视截面；
图4是图2示出的墨料罐的正视透视截面；
图5是图2示出的墨料罐的俯视透视截面；
图6是根据第一方面的替代性墨料罐的透视图；
图7是图6示出的墨料罐的正视透视截面；并且
图8是图6示出的墨料罐的侧视透视截面。
具体实施方式
重力供给墨料输送系统
在下文中描述了重力供给墨料输送系统作为根据第一方面的墨料罐的一个示例性用途。然而，应理解的是，根据第一方面的墨料罐同样适用于中间墨料罐中的墨料暴露于空气的任何墨料输送系统。
参照图1，示意性地示出了打印机1，所述打印机具有用于向打印头4供应墨料的墨料输送系统。墨料输送系统是重力供给系统，其功能与US 2011/0279566以及US 2011/0279562中描述的功能类似，这两个专利的内容通过援引并入本文。
墨料输送系统包括中间墨料罐100，所述中间墨料罐具有墨料出口端口106，所述墨料出口端口经由第一墨料管线10连接到打印头4的打印头入口端口8。中间墨料罐100的墨料返回端口108经由第二墨料管线16连接到打印头4的打印头出口端口14。因此，中间墨料罐100、第一墨料管线10、打印头4以及第二墨料管线16限定封闭的流体回路。通常，第一墨料管线10和第二墨料管线16由柔性管的长度组成。
打印头4借助于第一联接件3和第二联接件5是使用者可更换的，所述第一联接件使打印头入口端口8与第一墨料管线10可释放地互连；所述第二联接件使打印头出口端口14与第二墨料管线16可释放地互连。打印头4通常是页宽打印头并且可以是例如US 2011/0279566或于2016年5月2日提交的名称为“Monochrome Inkjet Printhead Configuredfor High-Speed Printing(配置用于高速打印的单色喷墨打印头)”的美国申请号62/330,776中描述的打印头，所述两个申请的内容通过援引并入本文。
中间墨料罐100经由通气孔109形式的气体端口通向大气，所述通气孔定位在罐的顶板中。因此，在正常打印期间，墨料在重力下以负的液体静压力(“背压”)被供应到打印头4。换言之，将墨料从中间墨料罐100重力供给提供了压力调节系统，所述压力调节系统在预定的负的液体静压力下将墨料供应到打印头，所述中间墨料罐定位在打印头4下方。打印头4的喷嘴板19处经受的背压大小由喷嘴板超过中间墨料罐100中墨料20高度的高度h来确定。
墨料从散装墨料储存器被供应到中间墨料罐100的墨料入口端口110，所述散装墨料储存器包括容纳在墨盒24中的可溃缩的墨料袋23。墨盒24经由墨盒通风口25通向大气，使得可溃缩的墨料袋23可以在系统消耗墨料时溃缩。可溃缩的墨料袋23通常是包含脱气的墨料的不透气箔衬袋，所述脱气的墨料经由墨料供应管线28被供应到墨料入口端口110。墨盒24通常是使用者可更换的、并且经由适合的墨料供应联接件32连接到墨料供应管线28。
控制系统用于维持中间墨料罐100中的墨料的基本恒定高度、以及因此恒定高度h和相对应的背压。如图1所示，控制阀30定位在墨料供应管线28中、并且控制墨料从墨盒24进入中间墨料罐100中的流动。控制阀30在第一控制器107的控制下操作，所述第一控制器接收来自‘高’和‘低’传感器102和104(例如光学传感器)的反馈，所述传感器定位在中间墨料罐100的侧壁处。当墨料20的高度下降到‘低’传感器104以下时，第一控制器107向阀30发信号使其打开，并且当墨料的高度达到‘高’传感器102时，控制器向阀发信号使其关闭。以这种方式，可以使中间墨料罐100中的墨料20的高度维持相对恒定。在下文将进一步详细描述中间墨料罐100的构形。
封闭的流体回路(结合了中间墨料罐100、第一墨料管线10、打印头4以及第二墨料管线16)有利于灌注、灌注启动不足(de-priming)以及其他所需的流体操作。第二墨料管线16包括用于使墨料围绕流体回路循环的可反向的蠕动泵40。只是按照惯例，第一泵40的“前向”方向与将墨料从墨料出口端口106泵送至返回端口108(即如图1所示的顺时针方向)相对应，并且泵的“反向”方向与将墨料从返回端口108泵送至墨料出口端口106(即如图1所示的逆时针方向)相对应。
泵40与夹管阀布置42配合、以协调各种流体操作。夹管阀布置42包括第一夹管阀46和第二夹管阀48，并且可以采用例如在US 2011/0279566；US 2011/0279562；以及US9180676中描述的夹管阀布置的任一种的形式，这些专利的内容通过援引并入本文。
第一夹管阀46控制空气经过空气导管50的流动，所述空气导管从第一墨料管线10中分出。空气导管50在空气过滤器52处终止，所述空气过滤器通向大气并且用作用于所述封闭的流体回路的进气口。
借助于空气导管50，第一墨料管线10被划分成位于墨料出口端口106与空气导管50之间的第一区段10a、以及位于打印头入口端口8与空气导管50之间的第二区段10b。第二夹管阀48控制墨料经过第一墨料管线10的第一区段10a的流动。
泵40、第一夹管阀46以及第二夹管阀48都由第二控制器44来控制，所述第二控制器协调各种流体操作。根据前述内容，应理解的是，图1示出的墨料输送系统提供了通用范围的流体操作。表1针对打印机1中使用的一些示例流体操作描述了各种夹管阀和泵状态。当然，可以采用这些示例流体操作的各种组合。
表1.用于打印机1的示例流体操作
Figure GDA0002684544900000071
Figure GDA0002684544900000081
在正常打印(“打印”模式)期间，打印头4从中间墨料罐100、在重力下以负的背压抽吸墨料。在此模式下，蠕动泵40用作切断阀，同时第一夹管阀46关闭并且第二夹管阀48打开，以允许墨料从墨料出口端口106流动到打印头4的第一端口8。在打印期间，墨料在第一控制器107的控制下被供应到中间墨料罐100的墨料入口端口110，以维持用于打印头4的相对恒定的背压。
在打印头灌注或冲洗(“灌注”模式)期间，墨料在控制阀30关闭情况下、在前向方向上围绕封闭的流体回路循环(即如图1所示的顺时针方向)。在此模式下，蠕动泵40在前向泵送方向上被致动，同时第一夹管阀46关闭并且第二夹管阀48打开，以允许墨料经由打印头4从墨料出口端口106流动到墨料返回端口108。以此方式进行灌注可以用于使灌注启动不足的打印头灌注墨料。
在“待命”模式下，泵40被断开，同时第一夹管阀46关闭、第二夹管阀48打开。“待命”模式使打印头4维持负的流体静力学墨料压力，这使得当打印机空闲时喷嘴板19上的颜色混合最少。通常，打印头在这种模式下被盖住以使得墨料从喷嘴的蒸发最小(例如，参见US 2011/0279519，其内容通过援引并入本文)。
为了确保打印头4的每个喷嘴完全灌注墨料和/或疏通已经被阻塞的任何喷嘴，可以采用“脉冲”模式。在“脉冲”模式下，第一夹管阀46和第二夹管阀48关闭，而泵40在反向方向上被致动(即如图1所示的逆时针方向)以迫使墨料穿过打印头4的喷嘴板19中的喷嘴。控制阀30在脉冲灌注期间关闭，中间墨料罐100提供脉冲灌注所需的墨料的储存器。
为了更换失效的打印头4，需要在其可以从打印机移除之前，使打印头灌注启动不足。在“灌注启动不足”模式下，第一夹管阀46打开，第二夹管阀48关闭，并且第一泵40在前向方向上被致动、以经由空气导管50从大气中抽吸空气。一旦打印头4已经变得墨料灌注启动不足，打印机就设定成使打印头与墨料供应隔离的“无效”模式，由此允许墨料溢出最少地安全移除打印头。
根据前述内容，应理解的是，多个流体操作可以使用上文结合图1描述的墨料输送系统来执行。
中间墨料罐
现在参照图2至图4，示出了上文描述的重力供给墨料输送系统中所使用类型的中间墨料罐100。墨料罐100包括刚性塑料壳体101，所述壳体具有容纳内部腔室的总体上阶梯式的外部结构。壳体101的下部包括第一墨料室120，所述第一墨料室具有侧壁121，所述侧壁限定墨料入口端口110、墨料出口端口106以及墨料返回端口108。上部第二墨料室122包括第二墨料室顶板123，所述顶板具有通向大气的气体端口109。在使用时，第二墨料室122具有相对恒定的墨料顶部，所述墨料顶部控制着打印头4处的背压。例如，图1示出的传感器102和104可以装配到第二墨料室122的侧壁125上、并且可以与第一控制器107和控制阀30一起用于调节第二墨料室中的墨料的高度。第二墨料室122的体积和截面面积大于第一墨料室120的体积和截面面积，这有效抑制第二墨料室中的墨料的高度发生变化。
第二墨料室122经由扩散管124流体地连接到第一墨料室120，所述扩散管在这二者之间延伸。扩散管124由刚性不透气塑料形成并且被配置使得分散在被容纳在第二墨料室122中的墨料中的空气沿所述扩散管的长度、朝向第一墨料室120以至少5天的扩散时间尺度传播。沿一维通道扩散的溶质的扩散时间尺度由菲克(Fick)扩散定律给出：
τ＝L2/D
其中，L是管的长度并且D是墨料中的空气的扩散率。
空气根据例如粘度、温度以及墨料中的水的质量分数等因素在墨料中具有预定扩散率。本申请人的建模已经发现空气在各种墨料中的扩散率D可以通过以下公式描述：
Figure GDA0002684544900000101
其中：
Figure GDA0002684544900000102
T是墨料温度(单位为开尔文)，μ墨料是墨料粘度(mPa s)并且ωw是墨料中的水的质量分数。
因而，空气沿长度为L的不透气管扩散的特征时间尺度τ可以被写作如下：
Figure GDA0002684544900000103
进一步地，在给定时间段τ期间保护第一墨料室120所需的不透气管的长度设置为：
Figure GDA0002684544900000104
举例来说，表1估计了两种基于颜料的墨料在25℃下使用以上建模时的扩散率：
表1.基于蓝绿色和黑色颜料的墨料的扩散率的估计
Figure GDA0002684544900000105
Figure GDA0002684544900000111
表2针对扩散管124的各种长度估计了两种墨料的扩散率时间尺度τ。
表2.墨料1和墨料2的扩散时间尺度的估计
Figure GDA0002684544900000112
对于4cm的扩散管长度，估计出的扩散时间尺度是大约25天，这是中间墨料罐的设计约束与脱气的墨料的再气化时间段之间的可接受的折衷。在脱气的墨料在第一墨料室120中被混入空气的情况下，所述墨料可以在初始打印期间容易地从系统中被冲走并且用新脱气的墨料重新装满。通常，混入空气的墨料在长时间打印过程中是最成问题的，在所述过程中，随着时间的推移，脱气可能积聚在打印头中。
如图3和图4最佳示出的，第一墨料室顶板128朝向扩散管124渐缩并且与所述扩散管相遇。这种渐缩促使被捕获在第一墨料室120中的任何有浮力的气泡借助于漂浮而朝着扩散管124上升并进入第二墨料室122中。
参照图5，扩散管124具有星形内部截面130。星形内部截面130是气泡容忍的并且即使气泡阻塞星形的中央部分，仍允许液体流动穿过星形结构的周边点。优选扩散管124气泡容忍的，使得第一墨料室120总是经受来自第二墨料室122的顶部压力并且因此维持在墨料输送系统中的压力调节。其他类型的气泡容忍管是本领域的技术人员熟知的。
参照图6至图8，示出了根据第一方面的替代性墨料罐200。在相关的地方，相同附图标记用来描述墨料罐100和200的相同特征。因此，可以看到，替代性墨料罐200具有与上文结合图2至图5所描述的墨料罐100相似的功能特征。具体地讲，壳体101包含经由扩散管124互连的第二墨料室122和下部第一墨料室120，所述扩散管从第一墨料室顶板128延伸并且进入第二墨料室的本体中。第一墨料室具有墨料入口端口110、墨料出口端口106以及墨料返回端口108，而第二墨料室具有通向大气的气体端口109。第一墨料室顶板128以与墨料罐100相似的方式朝着扩散管124渐缩、以促使气泡漂浮进入第二墨料室122。如上文描述的，替代性墨料罐200的扩散管124用作第一墨料室120与第二墨料室122之间的扩散阻挡物，以便使混入空气的墨料最小程度进入第一墨料室。
然而，与墨料罐100相反，替代性墨料罐200具有附加排放管202，在墨料被要求用于特定的灌注操作时所述附加排放管允许墨料从第二墨料室122排出。因此，如果墨料的高度下降到扩散管124的顶部以下，则第二墨料室122仍可以用作墨料储存器。
排放管202从第二墨料室122的基部中的排放入口204朝向第一墨料室120的基部延伸、并且尺寸被确定用于以与扩散管124相似的方式使扩散最小。
当然，应了解的是，仅以举例方式描述了本发明，并且在所附权利要求中限定的本发明的范围内可以进行细节的修改。
本申请涉及但不限于以下内容。
1)一种用于喷墨打印机的墨料输送系统，所述墨料输送系统包括：
中间墨料罐，所述中间墨料罐包括：
第一墨料室，所述第一墨料室具有墨料入口端口和墨料出口端口；
第二墨料室，所述第二墨料室具有通向大气的气体端口，所述第一墨料室的体积比所述第二墨料室的体积小；以及
扩散管，所述扩散管使所述第一墨料室与所述第二墨料室互连；
连接至所述墨料入口端口的墨料储存器；
喷墨打印头，所述喷墨打印头具有连接至所述墨料出口端口的打印头入口端口；以及
控制系统，所述控制系统与所述中间墨料罐配合、以用于控制被输送到所述喷墨打印头的墨料的墨料压力，
其中，所述中间墨料罐定位在所述喷墨打印头下方。
2)如1)所述的墨料输送系统，其中，所述控制系统包括用于感测所述第二墨料室中的墨料的高度的一个或多个传感器、用于控制墨料流动穿过墨料供应管线的流动控制机构、以及控制器，所述控制器连接到所述传感器和所述流动控制机构。
3)如2)所述的墨料输送系统，其中，所述第一墨料室包括墨料返回端口并且所述喷墨打印头包括打印头出口端口，所述打印头出口端口经由墨料返回管线连接到所述墨料返回端口、以在所述喷墨打印头与所述第一墨料室之间提供封闭的流体回路。
4)如3)所述的墨料输送系统，其中，所述封闭的流体回路包括泵和至少一个阀。
5)如1)-4)中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述第一墨料室定位在所述第二墨料室下方。
6)如5)所述的墨料输送系统，其中，所述第一墨料室的顶板朝向所述扩散管渐缩。
7)如6)所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管在所述第二墨料室的基部与所述第一墨料室的顶板之间延伸。
8)如7)所述的墨料输送系统，包括多个扩散管，所述多个扩散管在所述第一墨料室与所述第二墨料室之间延伸。
9)如1)-8)中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述第二墨料室的截面面积大于所述第一墨料室的截面面积。
10)如1)-9)中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有气泡容忍内部截面形状，所述内部截面形状是从由以下各项组成的组中选择的：星形、三角形、‘T’形、十字型、三叶草形、以及具有凹口部的多边形。
11)如1)-10)中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有不透气的侧壁。
12)如1)-11)中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。
13)如1)-12)中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。

Claims (28)

1.一种用于喷墨打印机的墨料输送系统，所述墨料输送系统包括：
中间墨料罐，所述中间墨料罐包括：
第一墨料室，所述第一墨料室具有墨料入口端口和墨料出口端口；
第二墨料室，所述第二墨料室具有通向大气的气体端口，所述第一墨料室的体积比所述第二墨料室的体积小；以及
扩散管，所述扩散管使所述第一墨料室与所述第二墨料室互连；
墨料储存器，所述墨料储存器连接至所述墨料入口端口；
喷墨打印头，所述喷墨打印头具有连接至所述墨料出口端口的打印头入口端口；以及
控制系统，所述控制系统与所述中间墨料罐配合、以用于控制被输送到所述喷墨打印头的墨料的墨料压力，
其中，所述中间墨料罐定位在所述喷墨打印头下方。
2.如权利要求1所述的墨料输送系统，其中，所述控制系统包括用于感测所述第二墨料室中的墨料的高度的一个或多个传感器、用于控制墨料流动穿过墨料供应管线的流动控制机构、以及控制器，所述控制器连接到所述传感器和所述流动控制机构。
3.如权利要求2所述的墨料输送系统，其中，所述第一墨料室包括墨料返回端口并且所述喷墨打印头包括打印头出口端口，所述打印头出口端口经由墨料返回管线连接到所述墨料返回端口、以在所述喷墨打印头与所述第一墨料室之间提供封闭的流体回路。
4.如权利要求3所述的墨料输送系统，其中，所述封闭的流体回路包括泵和至少一个阀。
5.如权利要求1-4中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述第一墨料室定位在所述第二墨料室下方。
6.如权利要求5所述的墨料输送系统，其中，所述第一墨料室的顶板朝向所述扩散管渐缩。
7.如权利要求6所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管在所述第二墨料室的基部与所述第一墨料室的顶板之间延伸。
8.如权利要求7所述的墨料输送系统，包括多个扩散管，所述多个扩散管在所述第一墨料室与所述第二墨料室之间延伸。
9.如权利要求1-4和6-8中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述第二墨料室的截面面积大于所述第一墨料室的截面面积。
10.如权利要求5所述的墨料输送系统，其中，所述第二墨料室的截面面积大于所述第一墨料室的截面面积。
11.如权利要求1-4、6-8和10中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有气泡容忍内部截面形状，所述内部截面形状是从由以下各项组成的组中选择的：星形、三角形、‘T’形、十字型、三叶草形、以及具有凹口部的多边形。
12.如权利要求5所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有气泡容忍内部截面形状，所述内部截面形状是从由以下各项组成的组中选择的：星形、三角形、‘T’形、十字型、三叶草形、以及具有凹口部的多边形。
13.如权利要求9所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有气泡容忍内部截面形状，所述内部截面形状是从由以下各项组成的组中选择的：星形、三角形、‘T’形、十字型、三叶草形、以及具有凹口部的多边形。
14.如权利要求1-4、6-8、10和12-13中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有不透气的侧壁。
15.如权利要求5所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有不透气的侧壁。
16.如权利要求9所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有不透气的侧壁。
17.如权利要求11所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有不透气的侧壁。
18.如权利要求1-4、6-8、10、12-13和15-17中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。
19.如权利要求5所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。
20.如权利要求9所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。
21.如权利要求11所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。
22.如权利要求14所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有在1cm至10cm的范围内的长度。
23.如权利要求1-4、6-8、10、12-13、15-17和19-22中任一项所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。
24.如权利要求5所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。
25.如权利要求9所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。
26.如权利要求11所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。
27.如权利要求14所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。
28.如权利要求18所述的墨料输送系统，其中，所述扩散管具有至少3:1的纵横比。
CN201880012601.0A 2017-02-24 2018-02-09 用于调节墨料压力的墨料罐 Active CN110325373B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762463440P 2017-02-24 2017-02-24
US62/463,440 2017-02-24
PCT/EP2018/053367 WO2018153703A1 (en) 2017-02-24 2018-02-09 Ink tank for regulating ink pressure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110325373A CN110325373A (zh) 2019-10-11
CN110325373B true CN110325373B (zh) 2020-12-11

Family

ID=61198855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880012601.0A Active CN110325373B (zh) 2017-02-24 2018-02-09 用于调节墨料压力的墨料罐

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10427414B2 (zh)
EP (1) EP3585619B1 (zh)
JP (1) JP7079259B2 (zh)
CN (1) CN110325373B (zh)
AU (1) AU2018223066B2 (zh)
SG (1) SG11201906769SA (zh)
WO (1) WO2018153703A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7236280B2 (ja) * 2019-01-31 2023-03-09 理想科学工業株式会社 タンク
JP7164455B2 (ja) * 2019-01-31 2022-11-01 理想科学工業株式会社 容器
JP2023514799A (ja) 2020-02-13 2023-04-11 メムジェット テクノロジー リミテッド 乾燥プリントヘッドをプライミングするための方法及びシステム
WO2022268427A1 (en) 2021-06-23 2022-12-29 Memjet Technology Limited Thermal regulation in long inkjet printhead
GB2622589A (en) * 2022-09-20 2024-03-27 Linx Printing Tech Limited Ink tank

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6215939U (zh) * 1985-07-15 1987-01-30
JP3039358B2 (ja) * 1996-02-21 2000-05-08 富士ゼロックス株式会社 インク供給装置および記録装置
JPH11348300A (ja) * 1998-06-08 1999-12-21 Canon Inc プリント装置
JP4653301B2 (ja) * 2000-12-01 2011-03-16 キヤノンファインテック株式会社 記録装置
WO2003053701A1 (fr) * 2001-12-21 2003-07-03 Olympus Corporation Imprimante a jet d'encre
US7819515B2 (en) 2008-03-03 2010-10-26 Silverbrook Research Pty Ltd Printer comprising priming system with feedback control of priming pump
US8118418B2 (en) * 2008-03-12 2012-02-21 Silverbrook Research Pty Ltd Printer with gas bubble occlusion resistant conduits
US20110279557A1 (en) 2010-05-17 2011-11-17 Silverbrook Research Pty Ltd Fluid Distribution System for Pressure Control at Printhead
US20110279529A1 (en) 2010-05-17 2011-11-17 Silverbrook Research Pty Ltd Apparatus for assisting printing having wick
US8740360B2 (en) 2010-05-17 2014-06-03 Zamtec Ltd Fluid container having three fluid ports
JP2013111967A (ja) * 2011-12-01 2013-06-10 Seiko Epson Corp 液体タンクおよび液体噴射装置
GB201211573D0 (en) * 2012-06-29 2012-08-15 The Technology Partnership Plc Liquid management system
TW201420366A (zh) * 2012-07-10 2014-06-01 Zamtec Ltd 組構爲用於有效率氣泡移出之印表機
EP2922703B1 (en) 2013-01-15 2018-03-21 Memjet Technology Limited Compact pinch valve

Also Published As

Publication number Publication date
SG11201906769SA (en) 2019-09-27
AU2018223066A1 (en) 2019-07-25
EP3585619B1 (en) 2020-04-15
US20180244064A1 (en) 2018-08-30
CN110325373A (zh) 2019-10-11
AU2018223066B2 (en) 2020-05-21
EP3585619A1 (en) 2020-01-01
US10427414B2 (en) 2019-10-01
JP2020508239A (ja) 2020-03-19
JP7079259B2 (ja) 2022-06-01
WO2018153703A1 (en) 2018-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110325373B (zh) 用于调节墨料压力的墨料罐
EP3180194B1 (en) Printer fluid circulation system including an air isolation chamber and a printer fluid pressure control valve
US20150283820A1 (en) Method of removing air bubbles from circulating ink delivery system
US11198303B2 (en) Ink delivery system incorporating regulator tank
CN110891796B (zh) 被动脱气的墨料过滤器
AU2021236844B2 (en) Ink tank with integrated filter
EP4069517B1 (en) Method and system for priming dry printheads

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant