CN112997140A - 利用多个箱的打印流体输送 - Google Patents

Abstract

提供了一种设备的示例。该设备包括设置在喷嘴上方的主箱。该主箱用于存储大量的打印流体。该设备包括与主箱和喷嘴流体连通的供给箱。该供给箱设置在喷嘴下方，以保持背压。该设备包括设置在供给箱上的通气端口。该设备包括将主箱连接到供给箱的交换端口。该交换端口允许打印流体响应于供给箱中的打印流体量相对于阈值量减少而从主箱流动到供给箱。

Description

利用多个箱的打印流体输送

背景技术

打印装置通常用于呈现信息。特别地，打印装置可用于生成可以容易地处理并且由用户查看或阅读的输出。因此，由电子形式从打印装置生成输出继续用于信息的呈现和处理。输出的生成可涉及将打印流体沉积到介质形式上。因此，打印流体将从存储箱被输送到介质。在例如3D打印之类的某些情况下，打印流体可用于生成输出，而不在介质上沉积打印流体。

附图说明

现在将仅通过示例的方式来参考附图，附图中：

图1是将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的示例性设备的示意图；

图2是处于不同状态的图1中所示的设备的示意图；

图3是具有再填充端口的将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的另一示例性设备的示意图；

图4是将打印流体输送到没有主箱的打印头组件的喷嘴的另一示例性设备的示意图；

图5是将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的另一示例性设备的示意图，该设备具有传感器以检测流体液位；

图6是将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的另一示例性设备的示意图，该设备具有窗口以观察流体液位；以及

图7是将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的方法的示例的流程图。

具体实施方式

如本文中所使用的，暗示绝对取向的术语（例如，“顶”、“底”、“竖直”、“水平”等）的任何使用是为了说明方便，并且指的是特定图中所示的取向。然而，这样的术语不应以限制性的意义来解释，因为可以想到的是，各种部件在实践中将以与所描述或示出的那些取向相同或不同的取向来使用。

一些打印装置使用打印流体来生成输出。在这样的打印装置中，流体输送系统通常用于将液体从打印装置的一部分、例如存储箱输送到生成输出的打印头组件。这些存储箱通常用于存储打印流体，使得打印头组件可能能够按照需要接收流体，以用于生成输出。由于打印流体被用于生成输出，因此打印流体将被存储在存储箱中，以提供打印装置的连续操作，例如从打印装置生成输出。

因此，对于可用于生成大量文档的打印装置，打印流体可被存储在存储箱中并供应到打印头组件。这允许打印装置在更长的时间段内连续操作。在操作期间，打印流体可以经由打印头组件上的喷嘴沉积到介质上。为了提供便利的通路，例如用于更换或重新填充存储箱中的打印流体，存储箱可被放置在靠近打印装置的顶部的升高位置。

由于存储箱处于打印头组件上方，因此重力将对存储箱内的打印流体施加力。这可能会导致在对介质施加打印流体之间从喷嘴滴落（drool）。因此，该滴落可能会导致非预期地将打印流体施加于介质。在其他情况下，从喷嘴滴落可能会导致打印装置内的混乱（mess），例如从打印装置中向外泄漏。可以通过移除滴落并处理掉泄漏的打印流体来处理滴落；但是，这将导致浪费一定量的打印流体。

为了减少从喷嘴滴落打印流体的可能性，可以将附加的箱添加到打印流体输送系统。特别地，该附加的箱将被设计成处于比打印头组件低的位置处，使得重力将牵引打印流体远离喷嘴。此外，由于该附加的箱位于打印头组件下方，因此在喷嘴处将产生背压，以减少滴落的可能性。打印流体从存储箱到该附加的箱的流动将受到控制，使得较大箱中的打印流体的重量不会对喷嘴处的打印流体施加压力。特别地，该流动控制将在不使用复杂的阀和其他部件的情况下执行，所述复杂的阀和其他部件可能会失效并且通常制造和实施成本很高。

参照图1，将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的设备总体上以10示出。设备10可以是打印装置的一部分，或者是在打印装置上操作以将打印流体输送到打印装置的单独的部件。在另一个示例中，设备10可以是单独的和可消耗的部分，其预装载有待与打印装置一起使用的打印流体。在该示例中，设备10可以在耗尽之后被处理掉。设备10可以包括附加的部件，例如各种附加的接口和/或连接器，以与打印装置上的现有连接匹配。在特定示例中，设备10将在保持来自重力的负背压的同时向打印装置的打印头组件提供打印流体。在本示例中，设备10包括主箱15、供给箱20、通气端口25和交换端口30。

主箱15用于存储大量的打印流体。在本示例中，主箱15包括壳体，该壳体具有壁以限定腔。该腔不受限制，并且可以是设计成在打印装置的操作期间存储打印流体的任何形状。例如，主箱15可具有独特的形状，以与打印装置的设计互补。主箱15可包括端口，以在填充过程期间从外部源、例如在一些示例中从瓶或者从较大的外部箱经由管道接收打印流体。在本示例中，主箱15具有大约70至大约170立方厘米的容量。然而，在其他示例中，取决于打印装置的设计和预期目的，主箱15可具有更大或更小的容量。在其他示例中，主箱15在形状上可以是基本上圆柱形或矩形的。

主箱15在打印装置中的位置没有特别的限制。在本示例中，主箱15被定位在打印装置上的相对高的位置处，如下面更详细地论述的。特别地，主箱15可位于打印头组件的喷嘴上方，主箱15用于将打印流体供应到该喷嘴。因此，主箱15将易于由打印装置的用户或管理员接近以便维修，例如当为空时重新填充主箱15。

要理解的是，在一些示例中，主箱15可以是单独的部件而不是设备10的一部分。例如，主箱15可以是可连接到交换端口30的可消耗部分，使得与一次性墨盒类似，主箱15当为空时将被更换。在主箱15是单独的可消耗部分的示例中，要理解的是，用户体验可得到简化，因为整个部分的更换比重新填充主箱15更简单。

供给箱20与主箱15以及打印装置的打印头组件的喷嘴流体连通。在本示例中，供给箱20包括通向打印头组件的出口端口22。此外，供给箱20将在喷嘴下方的相对较低的位置处设置在打印装置内。

在本示例中，供给箱20还包括设置在其上的通气端口25。该通气端口25使得供给箱20通向大气压。在本示例中，通气端口25可以是简单的开口。在其他示例中，通气端口25可包括过滤器，以防止污染物进入供给箱20。在另外的示例中，通气端口25还可以包括阀或其他机构，以防止打印流体例如当设备10倾斜时经由通气端口25逸出。

受益于本说明书的技术人员将认识到，通过将供给箱20定位在喷嘴下方，并且通过使供给箱20中的打印流体的表面通向大气压，在喷嘴处保持自然的背压。因此，该背压将通过对供给箱的出口端口和打印头组件的喷嘴之间的管线中的打印流体施加力，来减少喷嘴处的滴落。

交换端口30用于将主箱15连接到供给箱20，并且控制打印流体从主箱15到供给箱20的流动。特别地，交换端口30用于限制打印流体的流动，使得打印流体不会从主箱15流入到供给箱20中，除非供给箱20内的打印流体的液位降低到阈值量以下，例如大约5立方厘米以下。要理解的是，该阈值量不受限制，并且可以在供给箱20中保持更多或更少的打印流体。在本示例中，该阈值量表示供给箱20内的物理液位，例如在供给箱20的底部上方大约5毫米的竖直高度。因此，供给箱20将保持一定体积的空气（称为供给箱空气），该空气将经由通气端口25与大气压平衡。供给箱20中的空气的体积不受限制，并且可以与以阈值量保持的打印流体的量基本上相同，以提高稳固性。然而，要理解的是，在其他示例中，这些量不需要保持在这样的水平。受益于本说明书的技术人员将理解的是，在不控制打印流体从主箱15到供给箱20的流动的情况下，主箱15中的打印流体的重量将会将打印流体推出供给箱20的通气端口25。

交换端口30通过在操作期间使用主箱的密封特性来控制打印流体从主箱15到供给箱20中的流动。在本示例中，交换端口30用于在主箱15和供给箱20之间交换打印流体与空气。在一个示例中，交换端口30可以是从主箱15延伸到供给箱20中的刚性导管。如图1中所示，当供给箱20中的打印流体的液位到达交换端口30的底部时，形成密封，使得空气无法经由交换端口30进入主箱15。因此，由于主箱15被密封，所以在没有任何空气用于置换打印流体以离开主箱15的情况下，打印流体无法离开主箱15。换句话说，供给箱空气对供给箱20内的打印流体的表面的大气压将与主箱15中的流体的重量平衡。

当打印流体经由出口端口22离开供给箱20到达打印头组件时，供给箱20中的打印流体的液位可降低，并最终在交换端口30的底部与供给箱20中的打印流体的表面之间留下间隙。参照图2，当打印流体的表面下降到交换端口30的底部以下时，空气可进入交换端口30并向上进入到主箱15中，以置换一些流体。因此，当空气进入该主箱15时，由于空气置换了打印流体的体积，所以打印流体将流入到供给箱20中。随着打印流体进入供给箱20，打印流体的液位将上升，直到其到达交换端口30的底部，使得没有更多空气可以进入主箱15。因此，当打印流体的液位上升到该高度时，达到图1中所示的状态，并且液体从主箱15到供给箱20的流动再次停止，直到液位再次下降到交换端口30的底部以下。因此，技术人员将认识到，供给箱20中的打印流体所保持的阈值量基本上是供给箱20的底部与交换端口30的底部之间的竖直高度。

参照图3，将打印流体输送到打印头组件的喷嘴的设备的示例总体上以10a示出。除了跟随有后缀“a”之外，设备10a的相同部件相对它们在设备10中的对应部分具有相同的附图标记。设备10a可以是打印装置的一部分或打印装置的子部件，其用于将打印流体从箱输送到介质。设备10a包括主箱15a、供给箱20a、通气端口25a和交换端口30a。

主箱15a用于存储大量的打印流体。在本示例中，主箱15a包括具有壁以限定腔的壳体，并且可以类似于先前示例中所描述的主箱15。在本示例中，主箱15a包括再填充端口17a，以重新填充主箱15a。该再填充端口17a没有特别的限制，并且通常与打印流体供应装置接口，所述打印流体供应装置例如具有互补接口的打印流体瓶。例如，再填充端口17a可以是简单的机构，例如可通过其添加打印流体的孔。要理解的是，在主箱15a通向大气的示例中，交换端口30a将被密封，以避免打印流体填满供给箱20a并向上填满通气端口25a。

在本示例中，再填充端口17a提供气密密封，使得与打印流体供应装置交换空气。再填充端口17a可包括通气口（未示出）和流体通道（未示出）。在主箱15a的重新填充期间，来自打印流体供应装置的打印流体可流入到主箱15a中。当主箱15a填充有打印流体时，空气将被置换并通过该通气口离开到打印流体源中。在打印流体源为打印流体瓶的本示例中，来自主箱的空气替代瓶中的打印流体。因此，本示例中的填充过程在封闭的系统中进行。通过保持该封闭的系统，进入主箱15a的液体量将不超过主箱15a中可用的体积量。因此，这可用于减少填充过程期间液体的潜在浪费。

此外，在本示例中，通气端口25a从供给箱20a进一步向上延伸。要理解的是，通气端口25a的确切设计没有特别的限制。通气端口25a用于使供给箱20a通向大气压。通过使通气端口25a从供给箱20a进一步延伸，可以增加附加的端阻（tip-resistant）特征，以减小在打印装置倾倒的情况下打印流体泄漏的可能性。例如，可以引入各种阀和空气通路，以捕获打印流体以防逸出供给箱20a。

参照图4，将打印流体分配到介质上的设备的另一示例总体上以10b示出。除了跟随有后缀“b”之外，设备10b的相同部件相对它们在设备10中的对应部分具有相同的附图标记。设备10b可以是打印装置的一部分或打印装置的子部件，其用于将打印流体从箱输送到介质。设备10b包括供给箱20b、通气端口25b、交换端口30b、打印头组件35b和喷嘴40b。设备10b可以包括附加的部件，例如各种附加的接口和/或控制系统，以操作打印头组件35b和喷嘴40b。要理解的是，设备10b不包括主箱。

在本示例中，供给箱20b用于经由交换端口30b从打印流体源接收打印流体。例如，交换端口30b可以包括诸如螺纹之类的连接器，以接收可分离的打印流体瓶。要理解的是，该连接器没有特别的限制，并且设想了连接打印流体源的其他方式，例如涉及引导件、突出部和/或用于提供摩擦配合的互补凸起的机构。

此外，供给箱20b与打印头组件35b的喷嘴40b流体连通。在本示例中，供给箱20b包括通向打印头组件35b的流体管线22b，以维持流体连通。此外，供给箱20b将在喷嘴40b下方的相对较低的位置处设置在打印装置内。受益于本说明书的技术人员将认识到，通过将供给箱20b定位在喷嘴40b下方，并且通过经由通气端口25b使供给箱20b中的打印流体的表面通向大气压，在喷嘴40b处保持自然的背压，以减少从喷嘴的滴落。

交换端口30b通常设置在供给箱20b上，以接收诸如主箱之类的打印流体源。在本示例中，主箱可以是待随后附接并重复使用的单独的可消耗部分。交换端口30b用于调节打印流体的流动，使得打印流体不会从打印流体源流入到供给箱20b中，除非供给箱20b内的打印流体的液位降低到阈值量以下。在本示例中，该阈值量表示供给箱20b内的物理液位，例如在供给箱20b的底部上方的竖直高度。因此，供给箱20b保持一定体积的空气（称为供给箱空气），该空气将经由通气端口25b与大气压平衡。

在本示例中，打印头组件35b将从供给箱20b接收打印流体。要理解的是，打印头组件35b从供给箱20b接收打印流体的方式没有特别的限制。例如，打印头组件35b可以包括马达和/或真空，以经由流体管线22b抽吸打印流体。在其他示例中，打印头组件35b可以使用毛细管作用来抽吸打印流体。在另外的示例中，可以沿流体管线22b添加泵（未示出）。

在一些示例中，打印头组件35b还可以包括各种控制部件，例如控制器或微处理器。该控制器或微处理器可以接收与打印作业相对应的电信号。然后，打印头组件35b可以协调喷嘴40b，以将打印流体分配到介质上来生成文档。

参照图5，将打印流体分配到介质上的设备的另一示例总体上以10c示出。除了跟随有后缀“c”之外，设备10c的相同部件相对它们在设备10中的对应部分具有相同的附图标记。设备10c可以是打印装置的一部分或打印装置的子部件，其用于将打印流体从箱输送到介质。设备10c包括主箱15c、供给箱20c、通气端口25c和交换端口30c。

在本示例中，设备10c还可以包括设置在供给箱20c中的检测器100。检测器100通常用于测量供给箱中的打印流体的液位。例如，检测器100可以是延伸到供给箱20c中的固定位置的导电感测棒。要理解的是，该固定位置可以是预定液位，在该预定液位可以认为设备10c的打印流体低，并且启动警告系统以警告打印装置的使用者重新填充设备10c。该警告系统没有特别的限制，并且可以包括音频和视觉提示。另外，在相同的示例中，警告系统可以连接网络，在网络上消息可以远程发送给用户或管理员。

检测器测量供给箱20c中的打印流体的液位的方式不受限制。在本示例中，检测器100可以是导电的并且与供给箱20c的导电壁电隔离。在该示例中，可以跨检测器100和供给箱20c的壁施加电压。当导电的打印流体接触检测器100时，电压差可以被测量为基本上为零。然而，随着供给箱20c中的打印流体液位下降到检测器100的末端以下，电路将断开并且电压将增加，以提供供给箱20c中的打印流体低的指示。

要理解的是，检测器100的感测棒没有特别的限制，并且在一些示例中可以不成形为棒。在一些示例中，检测器100的感测棒可以用线、导电管或任何其他形状代替。此外，检测器100的感测棒没有特别的限制，并且可以由任何导电材料制成。在本示例中，检测器100的感测棒将与导电的打印流体接触相当长的时间量。因此，检测器100的感测棒可以由耐腐蚀材料制成。在一些示例中，检测器100的感测棒可具有保护性涂层，以保护导电部分，使得末端可通过该涂层暴露，以检测打印流体。由于许多保护性涂层通常不导电，因此可以使用涂层中的开口以允许导电元件保持与打印流体电接触。在一些示例中，该涂层也可以是导电的，使得可以涂覆整个感测棒。

在本示例中，设备10c还可以包括设置在主箱15c中的流体测量系统。该流体测量系统通常用于确定主箱15c中的打印流体的液位。在一个示例中，该流体测量系统可以包括延伸到主箱15c中的固定位置的多个感测棒105-1、105-2、105-3和105-4（通常，这些感测棒在本文中称为“感测棒105”，并且它们统称为“感测棒105”）。要理解的是，每个感测棒105都可以类似于检测器100的感测棒。因此，通过使感测棒105在不同的高度处隔开，可以获得打印流体液位的近似。此外，还要理解的是，尽管在本示例中公开了四个感测棒，但是可以使用更多的感测棒105来实现对打印液位的更精确的估计。可替代地，可以使用更多的感测棒105来降低制造成本。

参照图6，其示出了设置在主箱15c中的流体测量系统的另一示例。在该示例中，主箱15c包括窗口200，通过该窗口200可以观察到主箱15c中的打印流体液位。要理解的是，在一些示例中，供给箱20c可以不包括检测器100。在这样的示例中，主箱15c可用于测量打印流体液位，并提供低打印流体液位的指示，而供给箱20c作为储备箱操作，以在完全用尽之前向喷嘴提供附加的打印流体。

参照图7，其总体上以300示出了将打印流体输送到打印头组件的方法的流程图。为了帮助解释方法300，将假定可以用设备10来执行方法300。实际上，方法300可以是可配置设备10的一种方式。此外，对方法300的以下论述可导致对设备10及其各种部件的进一步理解。此外，还要强调的是，方法300可以不按照如所示的确切顺序执行，并且各个框可以并行执行，而不是按顺序执行，或者完全以不同的顺序执行。

框310涉及将打印流体从供给箱20输送到喷嘴。要理解的是，输送打印流体的方式没有特别的限制。例如，打印头组件可以包括马达和/或真空，以经由出口端口22抽吸打印流体。在其他示例中，可以沿从出口端口22延伸的流体管线添加泵（未示出）。然后，喷嘴将打印流体分配到介质上，以生成文档。随着在文档生成期间更多的打印流体被输送到喷嘴，要理解的是，供给箱20中的打印流体的液位将降低。

在框320中，供给箱20中的任何空气可以被不断地排放到外部大气。供给箱空气可以经由通气端口25直接与外部大气混合。因此，供给箱空气可以对打印流体的表面施加力，以将打印流体保持在主箱15中，该主箱15大致处于打印装置的最高点处。

框330涉及建立到主箱15的空气路径。在本示例中，随着供给箱20中的打印流体的液位降低，交换端口30可能会变为暴露。在暴露交换端口30的底部时，供给箱空气将具有到交换端口30和整个主箱15的通路。由于主箱15中的打印流体的重量，打印流体可能会下降，并且供给箱空气可经由交换端口30进入主箱15。

框340涉及封闭到主箱15的空气路径。在本示例中，供给箱20中的打印流体的液位从交换端口30被暴露的框330起增加。在将交换端口30的底部浸没后，供给箱空气将不再具有到交换端口30的通路，并且因此，由框330建立的空气路径将被密封。

应当认识到，上面提供的各种示例的特征和方面可被结合到也落入本公开的范围内的其他示例中。

Claims (15)

1.一种设备，包括：

设置在喷嘴上方的主箱，其中，所述主箱存储大量的打印流体；

与所述主箱和所述喷嘴流体连通的供给箱，所述供给箱设置在所述喷嘴下方，以保持背压；

设置在所述供给箱上的通气端口；以及

交换端口，其将所述主箱连接到所述供给箱，其中，所述交换端口允许打印流体响应于所述供给箱中的打印流体量相对于阈值量减少，而从所述主箱流动到所述供给箱。

2.根据权利要求1所述的设备，还包括设置在所述供给箱中的检测器，其中，所述检测器测量所述供给箱中的打印流体的液位。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述检测器是感测棒，所述感测棒延伸到所述供给箱中，以保持与处于预定液位以上的所述打印流体电接触。

4.根据权利要求1所述的设备，还包括设置在所述主箱中的流体测量系统。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述流体测量系统包括窗口，所述主箱中的打印流体的液位通过所述窗口来测量。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述流体测量系统包括第一感测棒，所述第一感测棒延伸到所述主箱中，以保持与处于第一预定液位以上的所述打印流体电接触。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述流体测量系统包括第二感测棒，所述第二感测棒延伸到所述主箱中，以保持与处于第二预定液位以上的所述打印流体电接触。

8.根据权利要求1所述的设备，还包括再填充端口，所述再填充端口设置在所述主箱上，以向所述主箱添加打印流体。

9.一种设备，包括：

打印头组件，其抽吸打印流体；

设置在所述打印头组件上的喷嘴，其中，所述喷嘴将所述打印流体分配到介质上；

与所述打印头组件流体连通的供给箱，所述供给箱向所述喷嘴提供打印流体，其中，所述供给箱被设置在所述喷嘴下方，以保持背压；

通气端口，其设置在所述供给箱上，以通向大气；以及

设置在所述供给箱上的交换端口，其中，所述交换端口接收主箱，并且调节从所述主箱到所述供给箱的打印流体流动。

10.根据权利要求9所述的设备，还包括设置在所述供给箱中的检测器，其中，所述检测器测量所述供给箱中的打印流体的液位。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述检测器是感测棒，所述感测棒延伸到所述供给箱中，以保持与处于预定液位以上的所述打印流体电接触。

12.根据权利要求9所述的设备，其中，所述通气端口包括端阻开口。

13.一种方法，包括：

将打印流体从供给箱输送到喷嘴，其中，所述喷嘴将所述打印流体分配到介质上，并且其中，随着所述打印流体从所述供给箱输送，所述打印流体的液位降低；

使供给箱空气与大气平衡，以保持具有通气口的所述供给箱中的所述打印流体上的表面压力；

当所述打印流体的所述液位降低到所述供给箱中的交换端口以下时，建立到主箱的空气路径；以及

当所述打印流体的所述液位增加到所述供给箱中的所述交换端口以上时，封闭所述主箱与所述供给箱之间的所述空气路径。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括检测所述供给箱中的所述打印流体的所述液位。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括检测所述主箱中的所述打印流体的液位。

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