CN112706526A - 一种降低打印机溶剂消耗的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低打印机溶剂消耗的方法及系统,涉及打印机领域,该方法包括以下步骤:获取打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度和粘度。当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速。当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速。其中,回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。本发明成本较低、并能减少打印机中溶剂消耗。
Description
技术领域
本发明涉及打印机领域,具体涉及一种降低打印机溶剂消耗的方法及系统。
背景技术
连续喷墨打印机通常包含一个主体结构,这个主体结构包括两个隔室,一个隔室中设有供墨系统,另一个设有电子设备,以及通过含有多个管道和电线的导管连接到主体结构的打印头。
供墨系统在压力作用下将墨水泵送至打印头,然后进入包含喷嘴的喷腔,通过喷嘴使墨水形成连续的喷墨。一般在打印过程中,大量的喷墨会被回收管收集,然后由一个回收泵将其回收到供墨系统,以便可以重复使用墨水。
然而,由于回收管是开口式的,而且采用泵送技术将墨水和空气的混合物引入回收管时,空气不可避免地会强制进入墨水中。当空气离开供墨系统时,不可避免地会一起带走溶剂蒸气,溶剂的流失会导致墨水变稠。
现有技术中通常使用三种方式来减少排放到大气中的溶剂量:使用冷却方法来降低墨库的温度或减少从墨库排出的空气;将排出的空气再循环回打印头;或控制从打印头回收墨水的抽吸。
对于第一种方式,有的方案中将一个帕尔贴装置放置在墨库的通风出口中。帕尔贴装置在空气从储墨罐中排出时对其进行冷却,使排出空气中携带的部分溶剂蒸汽得到冷凝。但是这种方法有两个缺点:第一,帕尔贴装置昂贵且效率低下,增加了运行成本;第二,冷却空气也会使空气中夹带的任何水蒸气从打印头回收时冷凝。大多数连续喷墨墨水都是溶剂型的,不耐水,因此回收的水可能会引起打印机的不可靠操作。
为了解决上述问题,另一些方案通过引入第一冷表面以除去水蒸气来防止墨水被水污染,并再引入温度低于第一冷表面的第二冷表面以从排出的空气中去除溶剂蒸汽。这种方案的缺点是需要两个珀尔贴,进一步增加了成本,并且随着与水蒸气混合的溶剂被弃置,也减少了从空气中回收的溶剂量。
对于第二种方式,目前采用的是一种将排出的空气再循环回打印头的系统,使得从打印头回收的管道中的空气浓度迅速饱和,来防止溶剂的进一步损失。然而在实践中,这种方法需要设计一种只吸入返回打印头的空气的回收管。如果外部空气进入回收管,则有可能使混合罐压力过大。
一些改进的方案中允许部分回收的空气被排放,以防止混合罐压力过高,但是会带来另一个问题,即溶剂饱和空气被排放到大气中,破坏了空气再循环的目的。
对于第三种方式,现有技术中主要是通过使用阀门来改变、中断或脉动混合罐和回收泵之间的流体流动,来降低溶剂消耗,然而采用阀门会使得系统成本增加。
本发明的一个目的是提供一种或多种减少连续喷墨打印机中溶剂消耗的方法,该方法将至少在某种程度上解决上述系统的缺点;或者至少提供一种新颖和创造性的替代方法。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷,本发明第一方面提供一种降低打印机溶剂消耗的方法,其成本较低、并能减少打印机中溶剂消耗。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
一种降低打印机溶剂消耗的方法,该方法包括以下步骤:
S1.获取打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度和粘度;
S2.当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,返回步骤S1;
S3.当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,返回步骤S1;
其中,回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。
一些实施例中,所述获取打印头喷头内的墨水以及粘度计中的墨水的粘度,包括:
生成墨水粘度随温度变化的目标粘度曲线;
利用粘度计进行测量,以获取混合罐中的墨水的粘度;
根据目标粘度曲线和混合罐中的墨水的粘度,确定打印头喷头内的墨水的粘度。
一些实施例中,所述根据目标粘度曲线和混合罐中的墨水的粘度,确定打印头喷头内的墨水的粘度,包括:
根据目标粘度曲线、打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,获取打印头喷头内的墨水的粘度目标值ηTH,以及混合罐中的墨水的粘度目标值ηTV;
一些实施例中,所述利用粘度计进行测量,以获取混合罐中的墨水的粘度,包括:
通过混合罐向粘度计内输送墨水,直到粘度计内的墨水到达预设高度时停止输送,并开启计时;
驱使粘度计向混合罐内排放墨水,直到粘度计内的墨水排空时,停止计时,计算排空粘度计内的墨水所需的时间;
基于排空粘度计内的墨水所需的时间,确定混合罐中的墨水的粘度。
一些实施例中,测量打印头喷腔的温度,作为打印头喷头内的墨水的温度。
本发明第二方面提供一种降低打印机溶剂消耗的系统,其成本较低、并能减少打印机中溶剂消耗。
为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
一种降低打印机溶剂消耗的系统,包括:
打印头,其包括打印头喷腔和打印头喷头;
混合罐,其上设有回收管,所述回收管与所述打印头喷腔相连,且所述回收管上还设有回收泵;
粘度计,其与所述混合罐相连,用于测量所述混合罐中的墨水的粘度;
控制器,其用于获取所述打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,并获取所述打印头喷头内的墨水的粘度;
且所述控制器被配置为:当所述打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以所述粘度计中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定所述回收泵的转速;
当所述打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以所述打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定所述回收泵的转速;
其中,所述回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从所述回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。
一些实施例中,所述控制器用于:
根据生成的墨水粘度随温度变化的目标粘度曲线以及所述混合罐中的墨水的粘度,确定所述打印头喷头内的墨水的粘度。
一些实施例中,所述控制器还用于:
根据目标粘度曲线、打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,获取所述打印头喷头内的墨水的粘度目标值ηTH,以及混合罐中的墨水的粘度目标值ηTV;
一些实施例中,所述粘度计包括计时器、粘度计满电极、粘度计空电极和接地电极;
所述粘度计满电极被配置为:当所述粘度计内的墨水到达预设高度时,所述粘度计满电极与接地电极短路,以开启所述计时器,所述粘度计空电极用于在所述粘度计内的墨水排空时关闭所述计时器。
一些实施例中,所述控制器通过测量所述打印头喷腔的温度,以作为所述打印头喷头内的墨水的温度。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
本发明中的降低打印机溶剂消耗的方法,其通过判断打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,来确定最高粘度所在的位置,即当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准。并结合预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,由于回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。从而可以有效地减少溶剂的消耗量。本发明中基于粘度控制回收泵转速的方式,来减少溶剂的消耗量。既不需要帕尔贴装置,也不需要设置阀门,其实现成本较低。
附图说明
图1为本发明实施例中降低打印机溶剂消耗的方法的流程图;
图2为图1中步骤S1的流程图;
图3为图2中步骤S12的流程图;
图4为本发明实施例中目标粘度曲线的示意图;
图5为本发明实施例中降低打印机溶剂消耗的系统的管路图。
图中:1-打印头,11-打印头喷腔,2-混合罐,21-回收管,22-回收泵,3-粘度计。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示,本发明实施例提供一种降低打印机溶剂消耗的方法,该方法包括以下步骤:
S1.获取打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度和粘度。
S2.当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,返回步骤S1。
S3.当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,返回步骤S1。
其中,回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。
在本实施例中,打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度可以通过一个控制器去采集,通常来说打印头喷头内的墨水的温度可以通过测量打印头喷腔的温度来确定,因为打印头喷腔是一个大的金属物件,而打印头喷头内的墨水的体积很小仅几微升,故可以认为打印头喷头内的墨水的温度和打印头喷腔的温度相同。
此外,可以理解的是,墨水的粘度会随着温度的变化而变化,一般来说温度越高,粘度越低,温度越低,粘度越高。而为了实现将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,必须根据最高粘度来设置回收泵的转速。所以,当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,此时最高粘度在混合罐中,故回收泵的转速以混合罐中的墨水的粘度为基准。而当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准。
值得说明的是,步骤S1至S3是一个反复循环的过程,即回收泵的转速会随着打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度和粘度变化而做出对应调整。从而保证在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。
作为一个优选地实施方式,参见图2所示,步骤S1中获取打印头喷头内的墨水以及粘度计中的墨水的粘度,包括以下步骤:
S11.生成墨水粘度随温度变化的目标粘度曲线。
在本实施例中,以墨水的粘度-温度曲线作为粘度控制的目标设定,以便当喷腔加热时,供应给打印头喷腔的墨水能够可靠地形成液滴。在实际应用中,只需使用粘度计和电热恒温水槽进行测试,通过相关测量值即可确定目标粘度曲线,目标粘度曲线可参考图3所示。
对于目标粘度曲线中的粘度,通过改变回收泵的转速,以使得在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出,即确定了粘度与回收泵转速的对应关系。
S12.利用粘度计进行测量,以获取混合罐中的墨水的粘度。
具体而言,参见图3所示,步骤S12具体包括:
S121.通过混合罐向粘度计内输送墨水,直到粘度计内的墨水到达预设高度时停止输送,并开启计时。
S122.然后驱使粘度计向混合罐内排放墨水,直到粘度计内的墨水排空时,停止计时,计算排空粘度计内的墨水所需的时间。
S123.最后基于排空粘度计内的墨水所需的时间,即可确定混合罐中的墨水的粘度。
可以理解的是,排空粘度计内的墨水所需的时间与墨水的粘度有关,当墨水的粘度越大,所需的时间就越长,当墨水的粘度越小,则所需的时间就越短,比如可以设置一个标准粘度以及对应的标准时间,而在知道具体测量的时间后,即可得到此时对应的粘度。
S13.根据目标粘度曲线和混合罐中的墨水的粘度,确定打印头喷头内的墨水的粘度。
具体而言,首先根据目标粘度曲线、打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,获取打印头喷头内的墨水的粘度目标值ηTH,以及混合罐中的墨水的粘度目标值ηTV。
下面结合图4来对步骤S13做出进一步解释:
图4中横坐标表示温度,纵坐标表示粘度。值得说明的是,由于打印头喷头内的墨水的粘度不能直接测量,在本实施例中是基于打印头喷头内的墨水的温度和目标粘度曲线来确定的。
若测量的混合罐中的墨水的粘度ηm与目标粘度曲线一致,比如,若混合罐中的墨水的温度为20℃,此时粘度计测量的混合罐中的墨水的粘度ηm恰好是4.2mPas,与目标值相匹配,若同时测量的打印头喷头内的墨水的温度是5℃,则可以直接通过目标粘度曲线确定此时打印头喷头内的墨水的粘度为6mPas。
还是以上面的例子为例,即混合罐中的墨水的温度为20℃,打印头喷头内的墨水的温度是5℃。若测量的混合罐中的墨水的粘度ηm与目标粘度曲线不一致,此时粘度计测量的混合罐中的墨水的粘度ηm为4.7mPas,并非是目标值4.2mPas,即产生了粘度误差,粘度误差可能为正也可能是为负,以粘度误差为正为例,参见图4中的曲线1和曲线2,曲线1是目标粘度曲线,曲线2是实际测量的粘度曲线。此时不能直接通过目标粘度曲线直接得出打印头喷头内的墨水的粘度,而是要进行换算。
具体而言,首先可以根据曲线1得到20℃下混合罐中的墨水的粘度目标值ηTV=4.2mPas,以及5℃下打印头喷头内的墨水的粘度目标值ηTH=6mPas,此时结合粘度计测量的混合罐中的墨水的粘度ηm为4.7mPas,即可通过公式计算出η为6.7mPas。此外,通过该公式也可以看出,若ηm=ηTV,则η=ηTH,即对应的是粘度计测量的混合罐中的墨水的粘度ηm与目标值相匹配的情况。
故此,本实施例即可确定打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的粘度,然后根据打印头喷头内的墨水的温度和混合罐中的墨水的温度的高低关系,来选择作为基准的粘度,进而可以确定回收泵的转速。由于回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。此时会有效地减少溶剂的消耗量。作为优选的,可以将回收泵的转速设置为刚好足够将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。此时溶剂的消耗量将会达到最小化。
综上所述,本发明中的降低打印机溶剂消耗的方法,其通过判断打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,来确定最高粘度所在的位置,即当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准。并结合预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,由于回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。从而可以有效地减少溶剂的消耗量。本发明中基于粘度控制回收泵转速的方式,来减少溶剂的消耗量。既不需要帕尔贴装置,也不需要设置阀门,其实现成本较低。
与此同时,参见图5所示,本发明还提供一种降低打印机溶剂消耗的系统,包括打印头1、混合罐2、粘度计3和控制器图中未示出。
打印头1包括打印头喷腔11和打印头喷头。混合罐2上设有回收管21,所述回收管21与所述打印头喷腔11相连,且所述回收管21上还设有回收泵22。粘度计3与所述混合罐2相连,用于测量所述混合罐2中的墨水的粘度。
控制器用于获取所述打印头喷头内的墨水以及混合罐3中的墨水的温度,并获取所述打印头喷头内的墨水的粘度。
且所述控制器被配置为:当所述打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐2中的墨水的温度时,以所述粘度计3中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定所述回收泵22的转速。
当所述打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐2中的墨水的温度时,以所述打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定所述回收泵22的转速。
其中,所述回收泵22的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从所述回收管21中抽出并排放至混合罐2中,并不会使墨水从回收管21溢出。
优选地,所述控制器用于:根据生成的墨水粘度随温度变化的目标粘度曲线以及所述混合罐2中的墨水的粘度,确定所述打印头喷头内的墨水的粘度。
进一步地,所述控制器还用于:根据目标粘度曲线、打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,获取所述打印头喷头内的墨水的粘度目标值ηTH,以及混合罐2中的墨水的粘度目标值ηTV;
优选地,所述粘度计3包括计时器、粘度计满电极、粘度计空电极和接地电极。
所述粘度计满电极被配置为:当所述粘度计3内的墨水到达预设高度时,所述粘度计满电极与接地电极短路,以开启所述计时器,所述粘度计空电极用于在所述粘度计3内的墨水排空时关闭所述计时器。
进一步地,所述控制器通过测量所述打印头喷腔11的温度,以作为所述打印头喷头内的墨水的温度。
综上所述,本发明中的降低打印机溶剂消耗的系统,其通过判断打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度,来确定最高粘度所在的位置,即当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准。并结合预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,由于回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。从而可以有效地减少溶剂的消耗量。本发明中基于粘度控制回收泵转速的方式,来减少溶剂的消耗量。既不需要帕尔贴装置,也不需要设置阀门,其实现成本较低。
本发明不局限于上述实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种降低打印机溶剂消耗的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1.获取打印头喷头内的墨水以及混合罐中的墨水的温度和粘度;
S2.当打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐中的墨水的温度时,以混合罐中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,返回步骤S1;
S3.当打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐中的墨水的温度时,以打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定回收泵的转速,返回步骤S1;
其中,回收泵的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从回收管中抽出并排放至混合罐中,并不会使墨水从回收管溢出。
2.如权利要求1所述的降低打印机溶剂消耗的方法,其特征在于,所述获取打印头喷头内的墨水以及粘度计中的墨水的粘度,包括:
生成墨水粘度随温度变化的目标粘度曲线;
利用粘度计进行测量,以获取混合罐中的墨水的粘度;
根据目标粘度曲线和混合罐中的墨水的粘度,确定打印头喷头内的墨水的粘度。
4.如权利要求2所述的降低打印机溶剂消耗的方法,其特征在于,所述利用粘度计进行测量,以获取混合罐中的墨水的粘度,包括:
通过混合罐向粘度计内输送墨水,直到粘度计内的墨水到达预设高度时停止输送,并开启计时;
驱使粘度计向混合罐内排放墨水,直到粘度计内的墨水排空时,停止计时,计算排空粘度计内的墨水所需的时间;
基于排空粘度计内的墨水所需的时间,确定混合罐中的墨水的粘度。
5.如权利要求1所述的降低打印机溶剂消耗的方法,其特征在于,测量打印头喷腔的温度,作为打印头喷头内的墨水的温度。
6.一种降低打印机溶剂消耗的系统,其特征在于,包括:
打印头(1),其包括打印头喷腔(11)和打印头喷头;
混合罐(2),其上设有回收管(21),所述回收管(21)与所述打印头喷腔(11)相连,且所述回收管(21)上还设有回收泵(22);
粘度计(3),其与所述混合罐(2)相连,用于测量所述混合罐(2)中的墨水的粘度;
控制器,其用于获取所述打印头喷头内的墨水以及混合罐(3)中的墨水的温度,并获取所述打印头喷头内的墨水的粘度;
且所述控制器被配置为:当所述打印头喷头内的墨水的温度高于混合罐(2)中的墨水的温度时,以所述粘度计(3)中的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定所述回收泵(22)的转速;
当所述打印头喷头内的墨水的温度低于混合罐(2)中的墨水的温度时,以所述打印头喷头内的墨水的粘度为基准,并基于预设的粘度与回收泵转速的对应关系,确定所述回收泵(22)的转速;
其中,所述回收泵(22)的转速被配置为:在对应粘度下,可将墨水从所述回收管(21)中抽出并排放至混合罐(2)中,并不会使墨水从回收管(21)溢出。
7.如权利要求6所述的降低打印机溶剂消耗的系统,其特征在于,所述控制器用于:
根据生成的墨水粘度随温度变化的目标粘度曲线以及所述混合罐(2)中的墨水的粘度,确定所述打印头喷头内的墨水的粘度。
9.如权利要求6所述的降低打印机溶剂消耗的系统,其特征在于,所述粘度计(3)包括计时器、粘度计满电极、粘度计空电极和接地电极;
所述粘度计满电极被配置为:当所述粘度计(3)内的墨水到达预设高度时,所述粘度计满电极与接地电极短路,以开启所述计时器,所述粘度计空电极用于在所述粘度计(3)内的墨水排空时关闭所述计时器。
10.如权利要求6所述的降低打印机溶剂消耗的系统,其特征在于:所述控制器通过测量所述打印头喷腔(11)的温度,以作为所述打印头喷头内的墨水的温度。
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2020
- 2020-12-25 CN CN202011573147.1A patent/CN112706526B/zh active Active
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