CN1214012A - 喷墨打印头的墨水输送系统 - Google Patents

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Abstract

用于具有喷口(14)的喷墨打印头(10)的墨水输送系统包括空气泵(52)和通过阀(34)与路厄氏连接器(33)连接于墨水源容器(28)的墨池(38)。墨池具有要求的墨水高度传感器(44)、低的墨水状态传感器和控制器(50),该控制器响应低的墨水状态传感器而控制泵,由此在墨池中产生真空,抽出容器的墨水。节流通道(56)使墨池经过滤器(54)连通大气。排空液池连接于输送管(24),该输送管从墨池通到打印头。另一空气泵(64)向排空液池施加空气压力。位于排空液池和墨池之间管子上的电磁阀(40)在重新灌注墨水和排空期间是关闭的。

Description

喷墨打印头的墨水输送系统
技术领域
本发明涉及喷墨打印头的墨水输送系统。
背景技术
在很多喷墨打印头中，重要的是在喷出墨水的喷口上保持负压，以避免在打印头不操作时缓慢渗出墨水。另外，还不时地需要使墨水在压力下喷过打印头，以便排空打印头。在很多情况下还需要定期地用远处的墨水源重新充满使墨水输送到打印头的墨水池，以便在墨水池中保持要求的墨水高度，而且还需要提供一种可以以廉价的方式快速而容易地连接于打印头的远距离墨水源。
某些先有技术配置例如Robinson的专利No.4187511、Matsumoto的专利No.4536777、Eremity等的专利No.4602662和Mizusawa等的专利No.4677448中所述的配置提供了一种远距离的墨水源，利用真空装置从这种墨水源将墨水抽到喷墨头用的墨池中，但这些配置相当复杂而且成本高。在其它先有技术配置中例如在Okamura等的专利No.5485187所述的配置中，使墨水输送到打印头的墨池中的墨水高度保持在打印头中喷口下面要求的距离处，以便在喷墨头的喷口上产生要求的负压，并可以施加排空所需的正压，但在远距离的墨水源中的墨水高度必须与墨池中墨水的高度相同。然而先有技术没有公开简单而廉价的用于喷墨打印头的双墨池墨水输送系统，在该系统中，墨池中的墨水可以保持在要求高度，而同时可以方便地从配置在任何高度的远距离的墨水源补充墨池，并且还可以保证以方便的方式排空打印头，同时先有技术还没有提供用于连接和取下远距离墨水源的简单而方便的装置。
发明概要
因此，本发明的目的是提供一种用于喷墨打印头的双墨池墨水输送系统，该系统可以克服先有技术的缺点。
本发明的另一目的是提供一种双墨池真空墨水输送系统，在该系统中，向打印头输送墨水的墨池中的墨水通常保持在要求高度，同时在必要时可以保证排空打印头和保证以方便和廉价的方式补充墨池。
提供这样一种墨水输送系统便可以达到本发明的这些和其它目的，该系统包括可连接于远距离墨水源的墨池和连接于墨池的空气泵，利用该空气泵抽真空可以将墨水从远距离墨源经一个阀抽到墨池中。墨池包括墨水传感器，该传感器用于检测墨池中位于要求高度的墨水的存在，该墨水输送系统还包括一种排空液池，在该液池中，墨水的高度通常与墨池中墨水的高度相同，而且在另一个阀连接于排空液池和关闭墨池时可以向该液体施加压力，从而排空打印头。最好用一个空气泵对墨池抽真空，以便从远距离的墨源补充墨水，而需要排空时，用另一个空气泵的排空液池中的墨水施加压力。控制液池之间连通的阀最好是电磁阀。为方便地替换远距离墨源，可以应用摩擦配合的路厄氏连接。
附图的简要说明
结合附图阅读以下说明可以明显看出本发明的其它目的和优点，附图是：
图1是示意图，示出本发明的用于喷墨打印头的墨水输送系统的典型实施例；
图2是代表性的分解视图，示出远距离墨源的典型实施例。
实施本发明的最好模式
在图1所示本发明的典型实施例中，喷墨头10具有带喷口14的喷口板12，墨水响应施加在图中示意示出的相应墨水压力室16中的墨水上的压力脉冲选择性喷出墨水。配置在压力室16和喷口14之间的过滤器18被设计成捕获大到足以堵塞喷口14的固体粒子，但允许较小的固体粒子通过喷口，例如在Moynihan于1994年4月22日提出的待审理的申请系列NO.08/231102中所述的过滤器，该申请的内容作为参考包含在本文中。各个压力室16从内打印头支管20接收墨水，该支管20又通过过滤器22得到墨水，该过滤器连接于墨水接收管24。
为了向喷墨打印头10输送墨水，远距离的墨水源单元28具有通气管30和墨水过滤器32，该单元通过路厄氏连接器33连接于通常关闭的电磁阀34，该电磁阀通向墨水源管36。如果需要，可以用单向阀取代电磁阀34，该单向阀适合于防止墨水从管36流到墨水源单元28。
在墨水源单元28中装置一个内部过滤器32，以便在任何可能使打印头失灵的杂质混合墨水中时保护打印头，该过滤器还过滤出在制造和装配期间混入的任何固体粒子。这样便不需要清洁墨源容器和在洁净环境中灌注墨水源单元。
路厄氏连接器33在锥形的密封配合阳性件和阴性件之间形成紧密的摩擦配合，因此提供了一种方便的廉价的结构，利用这种结构可以容易地将墨水源28连接于系统或从系统上卸下来。
本发明的远距离墨水源单元28的代表性实施例例示于图2。在该实施例中，墨水源单元由塑料杯80和塑料盖82构成，后者沿杯的边缘用超声焊焊接在该杯上。盖82上具有开孔86，在单元已经灌注墨水以后，加料口的塞子88以同样方式焊接在该开口上。
另外，管子92从连接器外壳94伸到杯的底部，该外壳94形成在盖上，并且在该外壳94上还形成通气孔90。过滤器32插入连接器外壳中，然后采用例如超声焊，将塑料路厄氏阴性连接器96密封地固定于连接器外壳，由此完成墨水源单元28的组装。为将其接入喷墨系统，将通向打印头的墨水输送管36端部的阳性路厄氏连接器98以图1所示的方式摩擦配合于阴性连接器96。阳性路厄氏连接器98最好用不锈刚制作。
墨水输送管36连接于真空液池38，也通过正常为打开的电磁阀40连接于排空液池42和打印头墨池管24。在真空液池38中装有墨水高度传感器44，以便控制该液池中墨水的高度。为了补充真空液池38中的墨水，当检测器44检测到液池中低的墨水高度时便通过导线45输出一个检测信号，控制器50以下列方式响应此检测信号：通过导线70输出信号打开电磁阀34；通过导线51输出信号驱动空气泵52，该泵从液池中抽出空气；并通过导线48输出信号关闭电磁阀40。这样便在真空液池中产生真空，通过这种真空便将墨水从远距离的墨源单元28经打开的电磁阀34抽到真空液池中。
当经过足以重新充满但不溢出真空液池的预定的充注时间以后，空气泵52关闭，电磁阀34和40回到其正常状态。在液池中的剩余真空将大气的空气经过滤器54和节流通道56回抽到液池中，使液池中的墨水保持在大气压下。节流通道56的管口例如约为0.01英寸直径，或者可以为一段直径减小的导管，该节流通道傍通空气泵52，并提供一种空气流量，该流量低到可以在操作期间防止空气泵52短路，但又高到在使用打字头期间使液池38中的墨水保持在大气压下。
空气泵52例如可以是简单而廉价的用于向鱼缸输送空气的隔膜泵，该泵产生负的气压，当墨水源位于液池38下面达12英寸或以上时，该负压可以从墨水源单元28经过滤器32抽出墨水。
如果在一次或两次抽吸操作之后墨水还没有达到传感器44的高度，这说明远距离墨水源单元28已抽空，则控制器50显示信号72，提醒操作者替换远距离墨水源单元。
为了使喷口14中的墨水的压力控制在负压水平，防止它从喷口中慢慢渗出来，使真空液池中的墨水传感器44位于高度58，该高度低于喷口的高度60，这两个高度之间的距离62可以例如约为1～4英寸，从而在喷口14中产生约1～4英寸水位差的相应负压。
排空液池42连接于空气泵64，该泵类似于空气泵52，但适于在反方向运转，以便于在操作期间将压力施加于排空液池中的空气上。节流通道66其孔的直径约为0.01英寸或为直径减小的一段导管，该通道傍通空气泵，并通向过滤器68，排空液池通过该过滤器连通于大气，由此可以防止混入抽入液池的空气中的杂质。如像节流通道56的情况一样，通道66小到足以防止空气泵64短路，但大到足以在系统操作期间使排空液池42中的墨水保持在大气压力下。因此，只要电磁阀40保持打开而且空气泵52和64中没有一个操作，则在液池之间的墨水流动停止后，排空液池42中墨水的高度将与真空液池38中高度相同。
如果需要排空打印头10中的墨水，以清洗喷口14和打印头中有关的墨水通道，则利用控制器50经导线48输出的信号关闭正常为打开的电磁阀40，并利用通过导线72输出的信号起动空气泵64，从而将压力加于液池42中的墨水上，使打印头中墨水的压力增加，使墨水受压压出喷口板上的喷口和打印头中相邻的通道，从而清除这些通道中的空气泡或杂质。
因为空气泵52和64是简单廉价的隔膜泵，所以本发明的墨水输送系统结构简单，不需要活塞以液密方式相对于缸体运动的活塞泵，例如已在常规墨水输送系统中用来将墨水从远距离墨水源输送到墨水池的活塞泵。如上所述，由这种空气泵产生的负压可以高到足以将墨水从显著低于墨池高度的墨水源中通过任何必需的过滤器抽上来，因为远距离的墨水源可以放在装置中的任何位置。另外，利用路厄氏连接法可以快速廉价地完成墨水源单元28的连接和卸下。
虽然已参考具体实施例说明本发明，但对技术人员可以容易看出很多的变型和改变。所有这些改变和变型相应地包含在本发明的预定范围内。

Claims (20)

1．一种用于喷墨打印头的墨水输送装置，包括：
连接于喷墨打印头的墨池，以便向打印头输送墨水；
墨源容器，通过输送阀连接于墨池，该阀被配置成可防止墨水从墨池流回墨水源容器；
空气泵，连接于墨水池，从而在其中产生真空，而从将墨水源中的墨水抽到墨池中。
2．如权利要求1所述的墨水输送装置，包括：
空气节流通道，傍通空气泵，通向大气，使得在空气泵不操作时保持墨池中的墨水在大气压下。
3．如权利要求2所述的墨水输送装置，包括：
过滤器，该节流通道经该过滤器与大气连通。
4．如权利要求1所述的墨水输送装置，其特征在于，输送阀是电磁阀。
5．如权利要求1所述的墨水输送装置，其特征在于，输送阀是单向阀。
6．如权利要求1所述的墨水输送装置，包括：
在墨水源容器中的过滤器，当将墨水源容器中的墨水抽到墨池中时，该过滤器用于防止墨水中的固体杂质流到墨池中。
7．如权利要求1所述的墨水输送装置，包括：
连接于墨池的墨水输送管，通向喷墨打印头；
排空液池，连接于墨水输送管；
在墨水输送管道上的通常为打开的阀，位于排空液池和墨池之间，该阀被配置成在排空期间和在墨池中产生真空时关闭。
8．如权利要求7所述的墨水输送装置，包括：
另一个空气泵，配置成向排空液池输送压力空气，以升高输送管中以及连接于该管的喷墨打印头中的墨水的压力，从而使打印头中的墨水通过喷墨喷口喷出。
9．如权利要求8所述的墨水输送装置，包括：
连接于排空液池的节流通道，通向大气并傍通该另一空气泵。
10．如权利要求9所述的墨水输送装置，包括：
位于排空液池和大气之间的过滤器，排空液池通过该过滤器与大气连通。
11．如权利要求1所述的墨水输送装置，包括：
在墨池中的墨水高度传感器；控制器，根据墨水高度传感器输出的信号控制空气泵的操作。
12．如权利要求10所述的墨水输送装置，其特征在于，控制器控制空气泵的操作，使得在墨水高度传感器向控制器送出信号后便使墨水抽入到墨池中，抽入一段预定的时间。
13．如权利要求12所述的墨水输送装置，其特征在于，由墨水高度传感器检测到的墨水在墨池中的高度位于比喷墨打印头中喷口的高度低的位置，因此可以在喷墨打印头的喷口上形成要求的负液压头。
14．如权利要求1所述的墨水输送装置，包括：
连接于墨水源容器的墨水进入管，通向输送阀；
在墨水进入管上的路厄氏(luer)连接器，该连接器便于连接和除去墨水源容器。
15．一种用于喷墨打印头的墨水输送装置，包括：
墨水容器；
在墨水容器上的通气口；
在墨水容器上的墨水出口，通过该出口抽出墨水；
路厄氏连接装置，用于将墨水容器上的出口连接于喷墨打印头的墨水进入管。
16．如权利要求15所述的墨水输送装置，包括：
在墨水容器上的墨水出口中的过滤器。
17．如权利要求15所述的墨水输送装置，其特征在于，墨水容器包括：
塑料杯；
塑料盖；
塑料杯和塑料盖沿塑料杯的边缘被焊接在一起。
18．如权利要求15所述的墨水输送装置，其特征在于，墨水容器上的墨水出口包括阴性路厄氏连接器，而墨水进入管包含阳性路厄氏连接器。
19．如权利要求18所述的墨水输送装置，其特征在于，墨水容器上的墨水出口和阴性路厄氏连接器用塑料制作，并结合在一起。
20．如权利要求18所述的墨水输送装置，其特征在于，阳性路厄氏连接器用不锈钢制作。
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