[發(fā)明專(zhuān)利]用于噴墨打印的油墨循環(huán)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580048042.1
• 申請(qǐng)日: 2005-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101115623A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·沃特斯;B·弗霍斯特;W·范德溫克爾;R·詹森斯;E·肯佩尼爾斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 愛(ài)克發(fā)印藝公司
• 主分類(lèi)號(hào): B41J2/175
• 分類(lèi)號(hào): B41J2/175
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司
• 代理人: 丁建春;趙辛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液滴沉積設(shè)備，尤其涉及噴墨打印設(shè)備。更明確 地來(lái)講，本發(fā)明涉及用于噴墨打印機(jī)的油墨輸送系統(tǒng)。

背景技術(shù)

打印機(jī)用于從計(jì)算機(jī)或類(lèi)似類(lèi)型的產(chǎn)生信息的設(shè)備將輸出打印 到記錄媒介上，如紙。通常可以獲取的打印機(jī)類(lèi)型包括擊打式打印 機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)。詞語(yǔ)”噴墨”包含多種物理程序和 硬件，但這些打印機(jī)基本上以精細(xì)油墨滴的形式將油墨從油墨源輸 送到記錄媒介。噴墨打印頭連續(xù)地或隨選產(chǎn)生墨滴。“連續(xù)地”意 指產(chǎn)生墨滴的連續(xù)流，如通過(guò)給油墨源增壓。“隨選”與“連續(xù)地” 的區(qū)別在于僅通過(guò)物理程序的操作將墨滴從打印頭噴出，以暫時(shí)克 服將油墨保持在打印頭中的表面張力。將油墨保持在噴嘴中并形成 彎月面。油墨停留在適當(dāng)?shù)奈恢茫瞧渌撤N力克服了液體所固 有的表面張力。最普遍的習(xí)慣是突然提高對(duì)油墨的壓力，從而將油 墨從噴嘴噴出。一種類(lèi)型的隨選的液滴噴墨打印頭利用電致伸縮物 理現(xiàn)象，這是一種回應(yīng)于所加電場(chǎng)的換能器尺寸的變化。電致伸縮 在壓電材料中最強(qiáng)，因此將這些打印頭稱(chēng)為壓電打印頭。在大的區(qū) 域中利用壓電材料的尺寸上的非常小的變化來(lái)產(chǎn)生體積變化，這種 體積變化足夠地大，以從小的腔室擠出墨滴。壓電打印頭包括多個(gè) 小的油墨腔室，這些油墨腔室排成陣列，每個(gè)油墨腔室有單獨(dú)的噴 嘴和可變形壁面積，以根據(jù)電致伸縮原理產(chǎn)生從噴嘴噴出墨滴所要 求的體積變化。

本發(fā)明涉及將油墨提供給油墨腔室的方式、油墨調(diào)節(jié)以及油墨 調(diào)節(jié)對(duì)噴墨打印頭的運(yùn)行的影響。

油墨腔室中的夾帶空氣

出現(xiàn)在壓電打印頭的油墨腔室中的氣泡往往導(dǎo)致打印頭的操作 性故障，這是公知的。若空氣出現(xiàn)在油墨腔室中，由油墨腔室壁的 部分的壓電變形所產(chǎn)生的設(shè)計(jì)壓力變化會(huì)由空氣所吸收，從而使油 墨壓力不受影響。噴嘴中油墨的表面張力保持彎月面，且不會(huì)從油 墨腔室噴出墨滴。在操作壓電打印頭中壓電換能器的頻率中，即在khz 到Mhz的范圍內(nèi)，不旦是氣泡而且溶解在油墨中的空氣也可導(dǎo)致前 面所描述的操作故障。在現(xiàn)有技術(shù)中，已公開(kāi)了通過(guò)在油墨腔室的 上游即在油墨進(jìn)入油墨腔室之前產(chǎn)生氣阱來(lái)避免油墨腔室中的氣泡 的概念。EP-A-0?714?779和US4,929,963提出了以空氣緩沖器或空 氣分離器形式的解決方案，空氣緩沖器或空氣分離器允許氣泡出現(xiàn) 并在將油墨提供給打印頭之前從中間油墨槽中的油墨排出。US 5,771,052公開(kāi)了一種除氣器管，這種除氣器管是噴墨打印頭的內(nèi)部 部分。這種除氣器管是一種透氣、不透油墨的管狀膜，并允許通過(guò) 真空源穿過(guò)這種膜將空氣從油墨中除去。

快速掃描應(yīng)用中在噴嘴的背壓控制

油墨供應(yīng)系統(tǒng)中的另一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是在噴嘴的壓力，在噴嘴的這 種壓力對(duì)于精細(xì)調(diào)節(jié)且運(yùn)行良好的打印頭來(lái)講非常重要。在略有噴 嘴負(fù)壓或背壓時(shí)噴墨打印頭運(yùn)行最佳。在實(shí)踐中，這往往通過(guò)在通 風(fēng)油墨供應(yīng)源槽中的自由油墨表面與噴嘴中的彎月面之間保持高度 上的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)。即將通風(fēng)油墨供應(yīng)源槽中的自由油墨表面在重量 上保持低于噴嘴中的彎月面的液面幾厘米。這種高度上的差異確定 了流體靜壓差異，以控制在噴嘴的背壓。在往復(fù)式打印頭構(gòu)造中， 將油墨供應(yīng)槽離軸定位，即不進(jìn)行掃描，因?yàn)槿舨皇侨绱说脑挘c 打印頭相比的降低的油墨供應(yīng)槽的位置往往會(huì)干擾打印媒介的輸送 路徑。柔性管用于將離軸油墨供應(yīng)槽與軸上打印頭連接，如US 4,929,963所述。在打印頭的加速與減速期間，在這些管中產(chǎn)生壓力 波，這些壓力波極大地?cái)_亂彎月面的壓力平衡并且在負(fù)壓降低的情 況下可導(dǎo)致噴嘴的滴漏，或者在負(fù)壓增加的情況下導(dǎo)致彎月面的破 裂并將空氣吸入油墨通道。現(xiàn)已提出多種方法來(lái)控制往復(fù)式打印頭 應(yīng)用中的背壓。EP-A-1?120?257和US6,485,137公開(kāi)了與打印頭一 起安裝在往復(fù)式托架上的以壓力緩沖器或壓力阻尼器形式的背壓調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)。對(duì)于高于1G的托架的加速或減速來(lái)講，這些設(shè)備的反應(yīng)時(shí) 間不夠。在EP-A-1?142?713中使用了一種通風(fēng)副槽。這種副槽用作 打印頭附近的局部?jī)?chǔ)墨罐并且從離軸定位的主油墨槽斷續(xù)填充。這 種方案通過(guò)在通風(fēng)副槽中的自由油墨表面與彎月面之間保持局部流 體靜壓差異來(lái)提供對(duì)噴嘴背壓的更好的控制。

打印頭(尤其是較長(zhǎng)時(shí)間的不常用噴嘴)中油墨性能隨著時(shí)間 的降質(zhì)