CN115243904A - 具有集成冷却的热喷墨打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够以保持一致的打印质量及最佳墨盒寿命的方式连续工作的热喷墨打印机。尤其，本发明涉及一种热喷墨打印机的打印头组件，其包括针对墨盒内部的墨水的冷却系统、防止热损失于大气中并防止来自大气的空气冷凝的气密室。

Description

具有集成冷却的热喷墨打印机
技术领域
本发明涉及一种能够以保持一致的打印质量及最佳墨盒寿命的方式连续工作的热喷墨打印机。尤其，本发明涉及一种热喷墨打印机的打印头组件，其包括针对墨盒内部的墨水的冷却系统、防止热损失于大气中并防止来自大气的空气冷凝的气密室。
背景技术
热喷墨打印机使用热能或电性信号来加热墨滴并将其施加于介质。这些点极小，并被非常精确地定位，从而创造出照片质量的图像。它可打印于各种各样的表面上，包括普通纸及特种纸、塑料、金属及纸箱。该热喷墨打印机在20-25摄氏度的环境温度范围内工作，具有全效率。
当环境温度高达40摄氏度或更高时，不建议使用热喷墨打印机，因为溶剂墨盒在如此高的环境温度下会停止工作。在更高的温度下，溶剂的蒸发变得更快，因此，喷嘴中的墨水开始快速干燥，导致热喷墨设备的打印质量/性能劣化。由于上述缺点，CIJ打印机技术已变得普遍。
连续喷墨系统(Continuous Ink Jet；CIJ)通过从打印头喷嘴中排出带电墨滴并使其穿过电场来工作。通过来自压电晶体的脉冲，喷墨在室内被分成液滴。打印所需的液滴在它们脱离喷墨时被电极充电，且打印机将其余液滴再循环。CIJ是一种用途广泛的喷墨技术，广泛适用于许多行业，且能够标记大多数基材。与当今用于编码/标记产品的许多复杂技术相比，连续喷墨打印较简单。虽然CIJ打印机具有多种优点，但也存在一些缺点，例如，与热喷墨打印技术相比，初始投资较高、操作复杂度较高。而且，在CIJ打印机中，需要大量维护。此外，CIJ技术中所使用的设备成本高、尺寸相对过大，且空间要求高。鉴于这些缺点，并非所有人都能负担得起CIJ技术。因此，许多研究意图开发一种负担得起的且即使在高的环境温度下也允许高质量打印的技术。
US20070222807A1公开一种利用温度控制打印质量的打印头以及操作方法。在打印开始之前，传感器感测打印头温度。控制器将它与代表所需墨滴特性的阈值温度比较。若该打印头温度低于该阈值，则启动加热元件并调节该加热元件，直至达到该阈值温度。此发明的主要缺点是打印机在30摄氏度之前工作有效。
US7918540B2公开一种微机电喷墨打印头，其包括若干组墨水喷嘴。各组具有温度传感器，其由包含该打印头的处理器监控。为将打印墨水保持于恒定的粘度，该处理器比较来自该传感器的温度信号与预定阈值。该温度信号标示该打印头低于预定温度，则该处理器向该打印头施加加热脉冲。该加热脉冲具有的能量足以引起该打印头墨水的加热，但不足以引起实际的墨水喷射。通过此方式，尽管操作温度波动，但喷墨液滴大小以及因此打印质量得以保持。此发明的主要缺点是此打印机的自冷却仅允许该打印机在40摄氏度的最大范围内冷却。若环境温度进一步升高，墨水的喷嘴开始迅速干燥，且打印质量无法保持一致，因此产品可靠性成疑。
因此，需要开发一种在高环境温度下有效工作的打印技术。
发明目的
本发明的主要目的在于提供一种热喷墨打印机(TIJ)的打印头组件，其具有用以提供差温的集成的基于液体冷却剂的散热器系统以及用以防止热损失于大气中的气密室。
本发明的另一目的在于提供一种热喷墨打印机(TIJ)的打印头组件，其具有基于液体冷却剂的散热器系统，以减慢墨盒中的液体蒸发并工作于高温。
本发明的又一目的在于提供一种热喷墨打印机(TIJ)的打印头组件，其具有气密的墨盒室，以防止热损失于大气中并减少来自大气的空气冷凝。
本发明的另一目的在于提供一种热喷墨打印机(TIJ)，其利用集成冷却系统针对基于流体的热喷墨墨盒运作。
发明内容
本发明涉及一种热喷墨打印机，其利用基于液体冷却剂的散热器系统以及气密的墨盒室来防止溶剂在高温下蒸发。
在一主要实施例中，本发明提供一种具有集成冷却的热喷墨打印机，其具有打印头组件，该打印头组件包括泵、多个电子安装板、打印头、墨盒室以及冷却系统。该冷却系统包括冷却块、至少一温度传感器、多根冷却剂管、帕尔贴、散热器风扇以及绝缘块。具有该多根冷却剂管的该散热器风扇外部连接至该打印头。该墨盒室安装于该打印头上，且该室与具有冷却剂管的该散热器风扇被插入并密封于该打印头。该密封通过多个密封元件完成，例如但不限于橡胶，其提供气密室，因此防止空气冷凝。该冷却系统保持墨盒内部的流体温度，并工作于大于40度的温度。具有该多根冷却剂管的该散热器风扇充当散热器，以将热释放于大气中。墨盒室中的流体温度由该冷却单元的温度控制器控制。该温度控制器通过比较自该温度传感器接收的该流体的检测温度与预定义温度来调节帕尔贴的切换。
在另一实施例中，本发明在热喷墨打印机的打印头组件中设置温度控制器。该温度控制器用以比较传感器的检测温度与预定义温度，并调节帕尔贴的切换。当该温度控制器检测到流体温度落在该预定义温度的±2度的范围内时，关闭该帕尔贴。当该温度控制器检测到流体温度未落在该预定义温度的±2度的范围内时，开启该帕尔贴，以减慢流体的蒸发速率，且该打印机工作于大于40度的温度。
在又一实施例中，本发明在热喷墨打印机的打印头组件中设置打印头。该打印头包括侧盖以及另一侧盖，该侧盖设有供多根冷却剂管附着的构件，该另一侧盖设有供在智能卡座中插入智能卡的构件。
在另一实施例中，本发明在热喷墨打印机的打印头组件中设置墨盒室，该墨盒室由具有多个杠杆的墨盒组成。
在又一实施例中，本发明在热喷墨打印机的打印头组件中设置多个电子安装板，该电子安装板安装于电子安装底板上。
本发明涉及一种能够以保持一致的打印质量及最佳墨盒寿命的方式连续工作的热喷墨打印机。尤其，本发明涉及一种热喷墨打印机的打印头组件，其包括针对墨盒内部的墨水的冷却系统、防止热损失于大气中并防止来自大气的空气冷凝的气密室。
附图说明
通过参照下面的附图可理解本发明的装置。
图1显示依据本发明的实施例的热喷墨打印机的打印头组件的立体视图。
图2显示依据本发明的实施例的热喷墨打印机的打印头组件的打印头的立体视图。
图3(a)及3(b)显示依据本发明的实施例的热喷墨打印机的打印头组件的分解视图。
图4显示依据本发明的实施例的热喷墨打印机的打印头组件的温度控制流程图。
具体实施方式
通过参考下面的附图，可更好地理解本发明的许多态样。附图中的部件并不一定按比例绘制。相反，重点在于清楚地示例说明本发明的部件。而且，类似的附图标记表示附图中数个视图的相应部件。在解释本发明的至少一实施例之前，应当理解，本发明的实施例在其应用方面不限于下面的说明中所阐述的或附图中所示的构造的细节以及部件的布置。本发明的实施例能够以各种方式实施并执行。此外，本文中所使用的措辞及术语是出于说明目的，而不应当被视为限制。
本发明提供一种热喷墨打印机，其通过减慢通过喷嘴的液体的蒸发速率而在高温下有效工作。该打印机以保持一致的打印质量及最佳墨盒及喷嘴寿命的方式连续工作。该热喷墨打印机具有打印头组件，其包括提供差温的基于液体冷却剂的散热器系统以及防止热损失于大气中的气密室。
在一主要实施例中，本发明提供一种具有集成冷却的热喷墨打印机，其具有打印头组件，该打印头组件包括打印头、墨盒室以及冷却系统。该冷却系统包括冷却块、至少一温度传感器、多根冷却剂管、帕尔贴(peltier)、散热器风扇(radiator fan)以及绝缘块。具有该多根冷却剂管的该散热器风扇外部连接至该打印头。该墨盒室安装于该打印头上，且该室与冷却系统的具有冷却剂管的该散热器风扇被插入并密封于该打印头。该密封通过多个密封元件完成，例如但不限于橡胶，其提供气密室，因此防止空气冷凝。该冷却系统保持墨盒内部的流体温度，并工作于大于40度的温度。具有该多根冷却剂管的该散热器风扇充当散热器，以将热释放于大气中。墨盒室中的流体温度由该冷却单元的温度控制器控制。该温度控制器通过比较自该温度传感器接收的该流体的检测温度与预定义温度来调节帕尔贴的切换。
现在请参照图1，本发明显示热喷墨打印机的打印头组件的立体视图。打印头组件1包括打印头3、可安装的墨盒室2以及冷却系统。该冷却系统包括具有多根冷却剂管9的散热器风扇16，其外部连接至该打印头3。墨盒室2以及具有冷却剂管9的散热器风扇16被插入并密封于打印头3中，从而提供该气密室。智能卡19被插入打印头3的智能卡座中。
现在请参照图2，本发明显示打印头3的立体视图。打印头3具有侧盖3a以及另一侧盖3b，侧盖3a设有供冷却剂管附着的构件9a，另一侧盖3b设有供在该智能卡座中插入智能卡的构件19a。
现在请参照图3(a)及3(b)，本发明显示热喷墨打印机的打印头组件1的分解视图。打印头组件1包括打印头3(未显示)、墨盒室2以及冷却系统。打印头组件1包括多个部件，例如但不限于冷却系统、墨盒室2、安装于电子安装底板6上的多个电子安装板5、泵13。打印头3装设有具有智能卡19的智能卡座，以执行打印功能。该冷却系统包括冷却块7、由温度控制器12控制的至少一温度传感器8、帕尔贴10、该帕尔贴10的绝缘块11、以及具有多根冷却剂管9的散热器风扇16。墨盒室2由具有多个杠杆14的墨盒组成。墨盒室2通过隔离橡胶15被密封于打印头3，从而使其成为气密室。散热器风扇16通过多根冷却剂管9被外部附着至打印头3。墨盒室2由盖17遮盖并安装于冷却块7上，且该冷却系统由盖18a、18b遮盖。该室2与该冷却系统被组装在一起并由打印头3容置，从而形成完整的打印头组件1。
具有冷却剂管9的散热器风扇16充当散热器，以将热释放于大气中。打印头3的侧盖3a、3b由例如但不限于不锈钢的材料制成。该冷却系统减慢通过该墨盒的流体的蒸发速率，并提供差温。冷却速率由温度传感器8调节，而温度传感器8由温度控制器12控制并监测。当流体的温度相对于预定义温度变化时，温度控制器12通过开启及关闭帕尔贴10来控制温度。该气密室防止空气冷凝及热损失于大气中。冷却块7冷却该墨盒内的流体，且流体不会干燥，且该打印机工作于大于40度的温度。
现在请参照图4，本发明显示热喷墨打印机的温度控制流程图。该流体的温度由温度控制器12控制，并由温度传感器8感测。该温度控制器比较传感器8的检测温度与该预定义温度，并调节帕尔贴10的切换。当该检测的流体温度与该预定义温度相同时，温度控制器12关闭帕尔贴10。当该检测的流体温度在该预定义温度的±2度的范围内时，温度控制器12关闭帕尔贴10。当该检测的流体温度不在该预定义温度的±2度的范围内时，该温度控制器12开启帕尔贴10。此机制减慢流体的蒸发速率，且该打印机工作于大于40度的温度。
因此，本发明提供一种具有打印头组件的热喷墨打印机。该打印头组件具有打印头与集成冷却系统，该集成冷却系统冷却墨盒室内部的流体并减慢流体的蒸发速率。该打印机通过在大于40度的高环境温度下无障碍地运作来提供有效的打印质量。该打印机通过其气密室最大限度地减少潮湿环境中水滴的冷凝，并防止热损失于大气中。
虽然本文中着重于本发明的特定特征，但应了解，可作各种修改，并可在优选实施例中作许多变更，而不背离本发明原理。本领域的技术人员将从这里的公开明白在本发明或优选实施例的本质中的这些及其他修改，由此将清楚地了解，上述说明内容仅被解释为本发明的示例而非限制。

Claims (10)

1.一种具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，该打印头组件包括：
打印头(3)；
墨盒室(2)，安装于该打印头(3)上；以及
冷却系统；
其中，
该冷却系统包括冷却块(7)、至少一温度传感器(8)、多根冷却剂管(9)、帕尔贴(10)、散热器风扇(16)以及绝缘块(11)；
该墨盒室(2)及该散热器风扇(16)连接该多根冷却剂管(9)被插入并密封于该打印头(3)，以提供气密室，从而防止空气冷凝以及热损失于大气中；
该冷却块(7)保持该墨盒室(2)内部的流体的温度，以防止该流体干燥；
具有该冷却剂管(9)的该散热器风扇(16)充当散热器，以将热释放于该大气中；
该温度控制器(12)通过比较自该温度传感器(8)接收的该流体的检测温度与预定义温度来调节该帕尔贴(10)的切换，以保持该流体的蒸发速率并提供差温；以及
该冷却系统通过该气密室最大限度地减少潮湿环境中水滴的冷凝并防止热损失于该大气中。
2.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该墨盒室(2)及该散热器风扇(16)通过包括但不限于橡胶、盒式密封、氟硅酮(fluoro-silicone)的多个密封元件被密封于该打印头(3)。
3.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该冷却系统工作于大于40度的温度。
4.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该打印头(3)装设有智能卡座，在其中插入用以执行打印功能的智能卡(19)。
5.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该打印头(3)具有侧盖(3a)以及另一侧盖(3b)，该侧盖(3a)设有供该冷却剂管(9)附着的构件(9a)，该另一侧盖(3b)设有供在该智能卡座中插入该智能卡(19)的构件(19a)。
6.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该墨盒室(2)由盖(17)遮盖并安装于该冷却块(7)上，且该冷却系统由盖(18a)、(18b)遮盖。
7.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该打印头组件(1)包括多个部件，其包括但不限于安装于电子安装底板(6)上的多个电子安装板(5)、以及泵(13)。
8.如权利要求1和5所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该打印头(3)的该侧盖(3a)、(3b)由例如但不限于不锈钢的材料制成。
9.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该墨盒室(2)包括具有多个杠杆(14)的墨盒。
10.如权利要求1所述的具有打印头组件(1)的具有集成冷却的热喷墨打印机，其中，该检测的流体温度等于该预定义温度，则该温度控制器(12)关闭该帕尔贴(10)，且在该检测的流体温度不等于该预定义温度的情况下，该温度控制器(12)开启该帕尔贴(10)。
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