用于顏料墨水的墨水回路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及連續(xù)噴墨打印機(jī)（continuousinkjetprinter,CIJ)領(lǐng)域。
[0002] 本發(fā)明還設(shè)及CIJ打印機(jī)的架構(gòu)（墨水回路的布局），尤其是為了保證墨水的均勻 性。
[0003] 本發(fā)明還設(shè)及一種將回路的功能領(lǐng)域（化nctionaldomain)擴(kuò)展到包含濃厚顏料 的墨水上的裝置。
【背景技術(shù)】
[0004] 連續(xù)噴墨打印機(jī)（CIJ)在各種產(chǎn)品的編碼和工業(yè)標(biāo)記領(lǐng)域是眾所周知的，例如針 對(duì)條形碼、食物產(chǎn)品的保質(zhì)期、或者產(chǎn)品線上的纜線或管道的編號(hào)或距離標(biāo)記進(jìn)行快速標(biāo) 記。該類型的打印機(jī)還被用在某些裝飾領(lǐng)域中，在運(yùn)些裝飾領(lǐng)域中對(duì)圖形打印的各種技術(shù) 可能性進(jìn)行開(kāi)發(fā)。
[0005] 運(yùn)些打印機(jī)具有多個(gè)圖1中所示類型的子組件。
[0006] 首先，通常相對(duì)于打印機(jī)3的主體偏移的打印頭1通過(guò)柔性廝帶線（flexible umbilicalline) 2連接到主體上，柔性廝帶線2包括打印頭工作所必需的液壓連接和電氣 連接，柔性廝帶線2被賦予柔性W利于整合到產(chǎn)品線上。
[0007] 打印機(jī)3的主體（也被稱為機(jī)柜）通常包括S個(gè)子組件：
[000引墨水回路，位于機(jī)柜的底部（區(qū)域4'），墨水回路首先朗！定的壓強(qiáng)將質(zhì)量合適的 墨水提供給打印頭，然后使得能夠?qū)?lái)自并未用于打印的噴流的墨水進(jìn)行處置；
[0009] 控制器，位于機(jī)柜的頂部（區(qū)域5'），能夠管理動(dòng)作序列并執(zhí)行用于激活墨水回路 和打印頭的不同功能的處理；
[0010] 界面6,為操作人員提供了使用打印機(jī)并就打印機(jī)的工作進(jìn)行通知的裝置。
[0011] 換言之，機(jī)柜包括2個(gè)子組件：位于頂部的電子元件和電源W及操作人員界面，W 及位于底部的墨水回路，墨水回路W正壓強(qiáng)（positivepressure)將標(biāo)稱質(zhì)量的墨水提供 給打印頭并且W負(fù)壓強(qiáng)回收并未被打印頭使用的墨水。
[0012] 圖2示意性示出了CIJ打印機(jī)的打印頭1。打印頭1包括液滴生成器60,墨水回 路4向液滴生成器60提供加壓導(dǎo)電墨水（pressurisedelectricallyconductingink)。
[0013] 該生成器能夠通過(guò)被稱為噴嘴的小尺寸開(kāi)口來(lái)射出至少一個(gè)連續(xù)噴流。在噴嘴出 口的上游側(cè)的周期激勵(lì)系統(tǒng)（未示出）的作用下，該噴流被轉(zhuǎn)換為液滴（運(yùn)些液滴大小相 同）的規(guī)律序列。當(dāng)液滴7并未被用于打印時(shí)被導(dǎo)向?qū)Я鞑郏╣utte;r)62,導(dǎo)流槽62對(duì)液 滴7進(jìn)行收集，從而通過(guò)使液滴回到墨水回路4來(lái)再循環(huán)未使用的墨水。沿噴流放置的設(shè) 備61 (加電和偏轉(zhuǎn)電極）按照順序?qū)σ旱渭与姴⑶沂挂旱卧陔妶?chǎng)Ed方向上偏轉(zhuǎn)。運(yùn)些液 滴隨后從其開(kāi)始自液滴生成器的自然噴射軌跡偏離。用于打印的液滴9并未被導(dǎo)向?qū)Я鞑?而被沉積在所要打印的支承件8上。
[0014] 此說(shuō)明能夠被應(yīng)用于被稱為二進(jìn)制打印機(jī)化inaryprinter)或者連續(xù)多偏轉(zhuǎn)噴 流打印機(jī)（continuousmulti-deflectedjetprinter)的連續(xù)噴墨打印機(jī)（CIJ)。二進(jìn)制 CU打印機(jī)配有打印頭，該打印頭中的液滴生成器具有眾多的噴流，噴流中的每個(gè)液滴僅能 夠指向兩個(gè)軌跡，即打印軌跡或回收軌跡。在連續(xù)多偏轉(zhuǎn)噴流打印機(jī)中，單個(gè)噴流（或多個(gè) 間隔的噴流）中的每個(gè)液滴可W偏轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)于加電命令的不同軌跡上，連續(xù)兩個(gè)液滴的加 電命令是不同的，因此沿著偏轉(zhuǎn)方向?qū)Υ蛴〉膮^(qū)域進(jìn)行掃描，待打印的區(qū)域的另一掃描 方向由打印頭和待打印的支承件8之間的相對(duì)位移來(lái)覆蓋。通常來(lái)說(shuō)，元件的布置使得運(yùn) 兩個(gè)方向近似垂直。
[0015] 連續(xù)噴墨打印機(jī)的墨水回路首先W調(diào)節(jié)壓強(qiáng)（regulatedpressure)向打印頭1 的液滴生成器提供墨水W及可能的溶劑，并且建立負(fù)壓強(qiáng)W將并未用于打印的流體從打印 頭中回收。
[0016] 墨水回路還對(duì)耗材（從耗材盒分配的墨水和溶劑）進(jìn)行管理，并且控制和保持墨 水質(zhì)量（粘度/濃度）。
[0017]最后，其他的功能與用戶體驗(yàn)W及某些維護(hù)工作的自動(dòng)處置相關(guān)，從而不管在怎 樣的使用條件下都保證相同的工作。運(yùn)些功能包括使用溶劑來(lái)沖洗打印頭（液滴生成器、 噴嘴、導(dǎo)流槽），對(duì)諸如更換有使用年限的組件（過(guò)濾器、累）之類的預(yù)防性維護(hù)進(jìn)行輔助。
[0018] 運(yùn)些不同的功能具有非常不同的目的和技術(shù)要求。運(yùn)些功能由打印機(jī)控制器5來(lái) 激活和排序，當(dāng)存在大量的復(fù)雜功能時(shí)，運(yùn)將變得更加復(fù)雜。
[0019]包含W亞微（sub-micronic)大小的粒子形式的諸如氧化鐵（金紅石Ti化或銳鐵 礦）之類的顏料的墨水由于其白度和其不透明性而尤其有吸引力。該墨水被用于黑色或深 色支承件的標(biāo)記和標(biāo)識(shí)。當(dāng)墨水靜置時(shí)，濃顏料粒子自然地趨于沉淀。該不可避免的沉淀 的結(jié)果是管道的阻塞或者標(biāo)記的不透明性的喪失。因而，墨水回路必須能夠W各種方式攬 動(dòng)墨水W使得墨水能夠保持其均勻性，或者在相當(dāng)長(zhǎng)的靜置時(shí)間之后恢復(fù)攬動(dòng)。
[0020] 另一個(gè)與墨水質(zhì)量有關(guān)的難題在于，在由打印頭的導(dǎo)流槽回收的未打印的墨水所 回到的墨水蓄池中存在泡沫。該泡沫的產(chǎn)生是因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)導(dǎo)流槽回收的墨水中不可避免地 攝入了空氣。尤其是，水性墨水（water-basedink)的泡沫比溶劑基墨水（solvent-based ink)更多。該空氣通過(guò)通風(fēng)口來(lái)排出。重要的是，墨水回路能夠足夠快速地清除墨水中的 泡沫，從而避免墨水從通風(fēng)口溢出。還會(huì)出現(xiàn)將與墨水混合的空氣再循環(huán)到打印頭的問(wèn)題。
[0021] 在噴墨打印機(jī)的特定領(lǐng)域中，滿足與墨水中存在濃顏料有關(guān)的需求的溶液已經(jīng)被 公開(kāi)。
[0022] 在專利W09104862中給出了用于對(duì)運(yùn)些針對(duì)包含濃顏料的墨水的特定困難進(jìn)行 管理的設(shè)備的一個(gè)示例。該設(shè)備使用磁性攬拌器來(lái)保持2個(gè)蓄池中的墨水均勻。位于蓄池 底部的磁性棒由磁體的回轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)移動(dòng)，該磁體由蓄池下方的電機(jī)移動(dòng)。運(yùn)些攬拌器必須 保持持續(xù)工作，甚至是在打印機(jī)停止時(shí)也要保持工作。該組件還包括第=蓄池，第=蓄池包 含并不總是均勻的加壓墨水并且必須在打印機(jī)停止之前被排空。運(yùn)些系統(tǒng)同樣是昂貴的、 復(fù)雜的，并且包括遭受磨損的機(jī)械元件。磁性棒由于或多或少地與粗糖顏料接觸而不時(shí)地 遭受磨損。最后，磁場(chǎng)會(huì)干擾包括例如全部的RFID型識(shí)別系統(tǒng)之類的系統(tǒng)在內(nèi)的其他設(shè) 備。
[0023] 專利US6 312 113描述了一種可拆卸蓄池，該蓄池具有平整底部，墨水通過(guò)穿過(guò) 蓄池內(nèi)部并通過(guò)位于底部的不同位置處的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口到達(dá)底部附近的管道被攝入底 部，通過(guò)另一管道被豎直累送和排放到蓄池內(nèi)部。在運(yùn)樣的系統(tǒng)中，平整底部要求在多個(gè)位 置處從底部攝入墨水，從而避免在多個(gè)位置處的沉淀。大量的采樣點(diǎn)需要高累送速率，W使 得在攝入時(shí)的流體的速度足夠高W防止沉淀，甚至在累停止之后恢復(fù)均勻性。墨水的再循 環(huán)W及墨水豎直到達(dá)液體上方或液體中對(duì)于墨水在流體的整個(gè)表面上和整個(gè)深度上的均 勻性無(wú)益。
[0024]專利US8 371 684公開(kāi)了一種噴墨打印機(jī)的墨水回路，該噴墨打印機(jī)的蓄池具 有圓柱型部分W及圓錐形部分，圓錐形部分W直徑約為25mm的平整底部為末端。墨水在底 部附近被抽出并且在液體內(nèi)部通過(guò)蓄池內(nèi)部的管道在更高水位處被排放。因?yàn)樾畛氐撞康?水平表面不能被忽略，所W顏料會(huì)沉淀在該表面上。通過(guò)能夠在2個(gè)管道之間交替的累送 來(lái)使墨水均勻?；厮凸艿赖亩瞬颗c底部表面相距25至50mm不利于墨水在液體的整個(gè)深度 上的完美均勻化。
[00巧]通常來(lái)說(shuō)，已知的能夠投射濃顏料墨水的噴墨打印機(jī)的墨水回路依舊昂貴，運(yùn)是 因?yàn)橐惭b大量的液壓組件。
[0026]因而，想要W低成本W(wǎng)及數(shù)量減少的組件來(lái)實(shí)現(xiàn)CIJ型打印機(jī)中的墨水回路的某 些或全部功能并同時(shí)確保最低的可靠性（或者無(wú)論如何確保用戶期望的可靠性），尤其是 與顏料墨水在整個(gè)消耗中的均勻性有關(guān)的可靠性，運(yùn)方面是存在問(wèn)題的。因而，對(duì)最簡(jiǎn)單可 行的組件，尤其是對(duì)具有諸如控制和保持墨水質(zhì)量之類的功能的組件進(jìn)行探尋。該墨水質(zhì) 量可W采用墨水的粘度和/或濃度來(lái)定義。
[0027]-個(gè)特定的問(wèn)題是減少或限制墨水的不透明性隨墨水消耗的變化。標(biāo)記的不透明 性與顏料濃度緊密相關(guān)（但不僅限于此）。如果某些顏料沉積到蓄池的底部，那么液體墨水 中的顏料濃度將下降，不透明性也會(huì)降低。
[0028]另一個(gè)問(wèn)題是減少或者最小化在機(jī)器可能長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉后重新開(kāi)始打印之前墨水 均勻化所需的時(shí)間。
[0029]根據(jù)另一方面，墨水回路包括大量的液壓水電組件、傳感器等。現(xiàn)代打印機(jī)具有更 加復(fù)雜和精細(xì)的功能。液壓組件（累、螺線管閥、自關(guān)式連通、過(guò)濾器、各種傳感器）的存在 或者設(shè)計(jì)是用來(lái)滿足用戶的一定水平的質(zhì)量、可靠性、性能和服務(wù)。而且，維護(hù)功能會(huì)損耗