專利名稱：噴墨打印的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)噴墨打印機(jī)及其打印頭，還涉及它們的操作方法。
背景技術(shù)：
在連續(xù)噴墨打印機(jī)的操作過程中，生成連續(xù)墨滴流并提供使墨滴在飛行中偏轉(zhuǎn)的裝置，以便不同墨滴行進(jìn)至不同的目的地。由于墨滴被連續(xù)生成，所以將僅需要這些墨滴中的一些用于打印。因此，需要用于打印的墨滴被設(shè)置成沿著使它們到達(dá)待印表面的方向行進(jìn)，而不需要用于
打印的墨滴被設(shè)置成行進(jìn)至一種通常已知為墨槽(gutter)的裝置，在那里，墨滴被收集。在幾乎所有的現(xiàn)代連續(xù)噴墨打印機(jī)中，墨槽處收集的油墨返回墨罐，油墨由該墨罐供應(yīng)給生成墨滴流的裝置(有時稱為墨槍)。這種噴墨打印機(jī)用于廣大范圍的各種打印和標(biāo)記目的，例如，在食品容器上打印出售和批次信息，以及在工業(yè)產(chǎn)品和包裝上打印識別數(shù)據(jù)和其它可變數(shù)據(jù)。
通常，油墨在濕時是導(dǎo)電的，提供電極裝置用以俘獲墨滴上的電荷并生成靜電場以偏轉(zhuǎn)帶電墨滴。墨槍、多個電極和墨槽按照適當(dāng)?shù)目臻g關(guān)系固定于打印頭內(nèi)。多個罐、泵、控制電路等收容在打印機(jī)主體內(nèi)，且打印頭通常經(jīng)由承載流體管線和電線的撓性管路與打印機(jī)主體連接，該撓性管路可能幾米長。
油墨包含承載于溶劑中的一種或多種著色物質(zhì)和多種其它成分，該溶劑例如丁酮(methylethylketone)或者在食品用油墨的情況下乙醇。溶劑是高揮發(fā)性的，以確保印后墨滴迅速地干燥。結(jié)果，溶劑在打印機(jī)的操作過程中易于從油墨中蒸發(fā)，以致墨罐中的油墨變得過濃。由此，一般的噴墨打印機(jī)將還具有同樣收容于主體內(nèi)的備用溶劑罐，以及用于直接或間接監(jiān)測油墨粘度的裝置。當(dāng)粘度超過預(yù)定水平時，小劑量的溶
8劑將從溶劑罐傳送至墨罐以稀釋油墨。
為了沿著離開墨槽的墨槽管線傳送該墨槽收集的油墨，通常從抽吸源對該墨槽管線施加抽吸，該抽吸源一般位于打印機(jī)主體內(nèi)。沿著墨槽管線行進(jìn)的流體將是油墨和空氣的混合物。由于對墨槽管線施加抽吸的結(jié)果以及由于從墨槍經(jīng)由空氣移動至墨槽的墨滴不可避免地帶走它們路徑內(nèi)的一些空氣，所以空氣不可避免地進(jìn)入墨槽。這種油墨和空氣的混合物被輸送至墨罐。
為維持墨罐和溶劑罐處于正確壓力下，它們兩者可通氣以允許空氣流入和流出兩罐。各罐可獨立地通氣，或者選擇性的，墨罐可相對于溶劑罐通氣且該溶劑罐相對于大氣通氣。由此，隨著從墨槽回收的油墨進(jìn)入墨罐的空氣能夠經(jīng)由通氣裝置逸出。
即便在墨罐和溶劑罐被加壓的打印機(jī)例如DE-A-3607237的裝置的情況下，也必須提供使經(jīng)由墨槽進(jìn)入的空氣排出的裝置。
還已知將來自墨槽的油墨和空氣的混合物輸送至沉降罐而不直接輸送至墨罐，以在油墨返回墨罐之前使該油墨與空氣分離。在油墨易于起泡或者相當(dāng)小的氣泡混入油墨中的情況下，這種方法有用。此情況下，經(jīng)由墨槽進(jìn)入的空氣可從沉降罐排出而不經(jīng)過墨罐。
在連續(xù)噴墨打印機(jī)的操作中，蒸發(fā)導(dǎo)致的溶劑損耗幾乎全部經(jīng)由進(jìn)入墨槽的空氣發(fā)生，因為墨槽管線內(nèi)該空氣與油墨的密切接觸意味著當(dāng)空氣排向大氣時該空氣傾向于滿載溶劑蒸氣。
US-A-4023182提出這樣一種罐，該罐通過較大直徑短管與墨槽連接且使空氣與油墨分離。空氣經(jīng)由另一大直徑管從該罐排至真空源，該真空源主要負(fù)責(zé)給墨槽施加抽吸。油墨單獨經(jīng)由較窄直徑管傳送至蒸發(fā)油墨返回罐。這種布置試圖使得在空氣和油墨于罐內(nèi)分離前該空氣與油墨的混合程度最小化，以減少從油墨蒸發(fā)的溶劑量。
WO02/100645提出這樣一種布置，該布置使墨槽管線內(nèi)的油墨-空氣泡沫或乳液的形成最小化，以避免此泡沫或乳液積聚在墨罐內(nèi)。其提供一種特別成型的墨槽，該墨槽使墨滴形成液膜且然后形成墨池，墨滴在受到?jīng)_擊時幾乎不飛濺。監(jiān)測墨槽處墨池的增大，并僅在油墨將要蒸發(fā)時對墨槽管線施加抽吸。這種布置減小了油墨與空氣的混合程度，還 減少了經(jīng)由墨槽管線抽吸的總空氣量。其提到了控制墨槽管線的抽吸切 換方式以使溶劑消耗最少化。
W099/62717提議僅給墨槽施加間斷或者脈沖抽吸而非穩(wěn)定、連續(xù) 抽吸。這樣規(guī)定是為了減少從油墨損失的溶劑量，因為從墨槽抽吸入油 墨系統(tǒng)的空氣量減少。其還提議對從墨槽經(jīng)過墨罐的油墨和空氣的混合 物或者選擇性的對從墨罐排出的空氣進(jìn)行冷卻或者其它處理，以降低排 放到環(huán)境中的溶劑墨滴和/或蒸氣的水平。
EP-A-0076914提議真空源應(yīng)僅給墨槽施加非常低水平的抽吸(例 如，約十厘米水柱)，以使空氣沿著墨槽管線的流動最小化，且從而減 小溶劑從油墨蒸發(fā)的速率。其還提議應(yīng)在給墨槍供應(yīng)油墨之前冷卻該油 墨，以減小打印頭處的蒸發(fā)速率。
冷卻從墨槽流來的油墨與空氣的混合物或者在空氣被排放向大氣 之前冷卻該空氣以冷凝出溶劑的提議還'〉開在JP-01-247167 、 EP-A-0805038 、 US國A-5532720 、 W093/17868 、 W093/17869 和 WO94/07699中。
冷凝所排出空氣中的溶劑蒸氣實際用在可從Domino UK Limited, Trafalgar Way, Bar Hill, Cambridge CB3 8TU獲得的A200、 A300和 A400噴墨打印機(jī)中，這些打印機(jī)選擇性地包括Peltier設(shè)備，該設(shè)備被 設(shè)置用以冷卻從墨罐流出的空氣以冷凝該空氣中的溶劑蒸氣。經(jīng)冷凝的 溶劑排至溶劑罐，空氣被排出。這減小了打印機(jī)消耗溶劑的速度。
減少溶劑消耗是有效的，部分由于溶劑消耗造成了連續(xù)噴墨打印機(jī) 運(yùn)行時相當(dāng)大的成本，還由于(如自以上給出的例子清楚的)溶劑傾向 于揮發(fā)性有機(jī)化合物且因此排出到大氣中的溶劑對環(huán)境不利。然而，在 設(shè)計通過冷凝來回收蒸發(fā)溶劑的任何裝置時，需要記住的是，除溶劑外， 過度冷卻含溶劑的空氣還將易于使水冷凝。對大多數(shù)連續(xù)噴墨打印機(jī)的 油墨組成物而言，把水引入油墨或溶劑都是相當(dāng)不希望的。
US-A-4283730和US-A-4356500提出這樣一種系統(tǒng)，其中，沿著墨 槽管線往下傳送的空氣返回到由打印頭罩包圍的空間內(nèi)，使該打印頭罩 內(nèi)的空氣變得基本充滿溶劑。這旨在防止當(dāng)油墨位于打印頭罩包圍的空間內(nèi)時該油墨從油墨噴射流蒸發(fā)以減少溶劑損耗，還防止打印頭處的墨 點千燥。其提議若油墨噴射流比打印頭軍內(nèi)的空氣冷，則可把溶劑再冷 凝入油墨噴射流。其還提議稍微地加熱電極以防止溶劑冷凝在該電極 上。然而，本發(fā)明人考慮到在許多噴墨打印機(jī)設(shè)計中，希望墨點盡可能 迅速地干燥而非防止其干燥，因為濕油墨的導(dǎo)電特性易于影響打印頭電
極的正常功能?？勺⒁獾降氖牵琔S4283730和US4356500涉及一種不平 常的打印頭設(shè)計，其中，墨滴與曲面擦掠(glazing)接觸，然后下落以 在離心力的作用下又離開該表面被打印。
US-A-4184167涉及一種連續(xù)噴墨打印機(jī)，其中，墨槽由用于生成偏 轉(zhuǎn)場的電極之一的端部處的刀緣提供。電極的表面為多孔不銹鋼，油墨 利用真空泵經(jīng)由該電極被抽吸。同樣經(jīng)由電極抽吸的空氣變得充滿溶 劑，且然后輸送至用于生成偏轉(zhuǎn)場的另一電極.充滿溶劑的空氣經(jīng)過此 電極的多孔不銹鋼面以提供一種防止飛散墨滴附著到電極表面上并在 該電極表面上干燥的障礙物，還防止與第一電極的表面接觸的墨滴在到 達(dá)形成墨槽的刀緣之前干燥，以使墨滴保持呈液態(tài)并利用真空源經(jīng)由電 極抽吸。
EP-A-0560332提議應(yīng)冷卻從墨槽進(jìn)入墨罐且然后從該墨罐排出的 空氣，以回收一些蒸發(fā)溶劑，然后空氣返回到墨槽外側(cè)的打印頭。由此， 被吸入墨槽的空氣是先前通過墨槽、墨罐和冷卻器且之后返回打印頭的 空氣。結(jié)果，相同空氣在打印機(jī)內(nèi)不斷地循環(huán)。由于空氣不流出打印機(jī)， 所以基本防止溶劑損失。
W093/17869還提議從墨罐排出的空氣可在被冷卻以回收蒸發(fā)溶劑 之后在油墨噴嘴附近的打印頭處排放，以使空氣中保持的殘留溶劑蒸氣 被墨滴流攜帶并被吸入墨槽，以便溶劑蒸氣盡可能少地逸出到環(huán)境中。
盡管這些使進(jìn)入墨槽的空氣返回打印頭的裝置在理論上對于減小 溶劑損耗是有效的，但實際上它們易于導(dǎo)致溶劑冷凝在打印頭的電極及 其它部件上，除非采取措施避免這種情況，例如像US4283730和 US4356500提i義的那樣加熱電極及其它部件或者《象EP0560332和 W093/17869提議的那樣除去空氣中的一些溶劑蒸氣，以4吏得返回打印 頭的空氣未完全飽合。
ii由于油墨在濕時通常是導(dǎo)電的且通過給油墨提供電荷和利用電場 操縱油墨來控制該油墨，所以溶劑冷凝在打印頭的部件上會通過扭曲電 場的形狀或者使電極短路來妨害電子偏轉(zhuǎn)操作，或者干擾其它電子操作 例如在噴射速度測量過程中或其它控制操作過程中電檢測帶電墨滴的 操作。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面中，噴墨打印機(jī)具有使與利用墨槽接收的油墨一 起沿著管線經(jīng)過的空氣的至少一些排出的裝置，還具有將至少一些空氣 送回以再次沿著所述管線經(jīng)過的裝置。
在本發(fā)明的另一方面中，與利用墨槽接收的油墨一起沿著管線經(jīng)過 的空氣被送回以在油墨進(jìn)入墨槽的入口下游的某點處加入墨流。
在本發(fā)明的一個方面中，與利用墨槽接收的油墨一起沿著管線經(jīng)過 的空氣被部分地送回以再次沿著管線經(jīng)過且部分地被排出，并提供一種 裝置，用于改變送回空氣與排出空氣的相對比例。在一些實施例中，上 述比例之一或兩者可改變?yōu)榱恪?br> 本發(fā)明的方面闡述在權(quán)利要求書中。
在本發(fā)明的一個方面中，運(yùn)送已沿著墨槽管線經(jīng)過的部分空氣的管 線在墨槽開口下游不遠(yuǎn)處通向墨槽或墨槽管線。按照這種方式，空氣再
循環(huán)回到墨槽管線。優(yōu)選的，接合點不超過墨槽開口下游10mm、更優(yōu) 選距開口不超過5mm、且最優(yōu)選在距開口 lmm至2mm的范圍內(nèi)(從 墨槽開口起沿著油墨流路至運(yùn)送空氣的通道或孔的在其與油墨流路的
接合處的最近緣來測量)。通過使此已沿著墨槽管線經(jīng)過的再循環(huán)空氣 直接與墨槽或墨槽管線連接，其不完全排出且因此不逸出到大氣。然而， 不能使已沿著墨槽管線經(jīng)過的空氣100%再循環(huán)，因為即^t開口處無任 何抽吸，空氣也將不可避免地隨墨滴一起夾帶著進(jìn)入墨槽開口。若試圖 使沿著墨槽管線經(jīng)過的空氣100%再循環(huán)回到墨槽管線，這將趨向于阻 止油墨流入墨槽管線，結(jié)果油墨開始滴出墨槽開口而不是可靠地進(jìn)入墨 槽管線。
因為運(yùn)送再循環(huán)空氣的管線通向墨槽或墨槽管線，而不通向打印頭處的空氣，所以再循環(huán)空氣不與打印頭的電極及其它部件接觸，因而不 易于使溶劑冷凝在它們上面，即便再循環(huán)空氣大量地充滿溶劑。
來自墨槽管線且可再循環(huán)回到墨槽管線的空氣的最大比例將依據(jù) 打印機(jī)的精密設(shè)計和工作條件而變化。然而，本申請人基于其自己的打 印頭設(shè)計進(jìn)行的試驗表明通常在使墨槽仍然能夠有效接收墨滴的情況
下可再循環(huán)的墨槽管線空氣的最大量在卯-95%的范圍內(nèi)，但此數(shù)字受 到墨槽開口與再循環(huán)空氣進(jìn)入墨槽流的引入點之間的距離的極大影響。
這通過使運(yùn)送再循環(huán)空氣的管線分支以形成兩個支路來測量。 一條 支路被連接為使其運(yùn)送的空氣再循環(huán)入墨槽。另一支路向大氣排氣。每 條支路都裝配有針形閥和流量計。通過調(diào)節(jié)針形閥改變沿著支路的相對 流量，并通過比較流量計的讀數(shù)來測量沿著支路的相對流量。再循環(huán)的 空氣比例增大，直至墨槽不再清除油墨噴射中進(jìn)入該墨槽的油墨。
在打印機(jī)的實際操作中，操作條件例如溫度、油墨粘度等會變化， 且打印頭與打印機(jī)主體之間的撓性管道連接意味著打印頭可相對于打
印機(jī)主體固定在各種高度，這也影響墨槽性能。由于這些原因，實際中 優(yōu)選再循環(huán)較理論最大可能量少的空氣，以容許由于操作條件的變化導(dǎo) 致的一些誤差。因此，通?？尚械氖鞘箒碜阅酃芫€的空氣的50%至 75%再循環(huán)。即便此再循環(huán)程度也導(dǎo)致被排向大氣和系統(tǒng)損耗的溶劑量 大幅減少。本領(lǐng)域技術(shù)人員也認(rèn)識到，如果需要，可對從墨槽管線排出 而非再循環(huán)的部分空氣進(jìn)行其它溶劑回收處理，例如，冷卻以冷凝溶劑 蒸氣，從而進(jìn)一步減少被排向大氣的溶劑量。
在本發(fā)明的另一方面中，可提供裝置來改變從墨槽管線返回打印頭 以再循環(huán)入墨槽管線的空氣比例，使增大量或者甚至全部空氣能夠從墨
槽管線排向大氣而不流回墨槽管線。此方面不限于使再循環(huán)空氣直接連 入墨槽或墨槽管線，而是也可應(yīng)用于其它使墨槽空氣再循環(huán)回打印頭的 系統(tǒng)例如US4283730、 US4356500、 EP0560332和W093/17869中所述 的那些系統(tǒng)。此方面能夠暫時增大溶劑相對于油墨的蒸發(fā)率。若油墨出 于某些原因變得過稀，則這是合乎需要的。這能夠發(fā)生有許多原因。例 如，在某些連續(xù)噴墨打印機(jī)設(shè)計中，墨槍至少在油墨噴射停止時利用溶 劑進(jìn)行沖洗。這確保墨槍在不進(jìn)行噴射時其內(nèi)不殘留油墨，萬一油墨在 墨槍內(nèi)干燥，則導(dǎo)致堵塞。然而，此沖洗處理通常導(dǎo)致少量純?nèi)軇┗蛳喈?dāng)稀的油墨被加入墨罐。若過于頻繁地執(zhí)行此處理而其間沒有正常噴射 操作的充足時間間隔，向墨罐內(nèi)重復(fù)地添加溶劑會使油墨過稀。此情況 下，可使溶劑從油墨中蒸發(fā)，直至油墨成分回到優(yōu)選界限內(nèi)。


參照以下附圖論述作為非限制性例子提供的本發(fā)明實施例。 圖l是依據(jù)本發(fā)明第一實施例的打印頭的俯視圖。
圖2是圖l打印頭的側(cè)視圖。
圖3示意性表示體現(xiàn)本發(fā)明的噴墨打印機(jī)。
圖4是圖l和2打印頭的墨槽塊的頂視圖。
圖5是圖4墨槽塊的側(cè)視圖。
圖6是圖4墨槽塊的后視圖(向著墨槍看)。
圖7是可供選擇的墨槽塊的頂視圖。
圖8表示采用管件的墨槽構(gòu)造。
圖9表示另一采用管件的墨槽構(gòu)造。
圖IO表示又一采用管件的墨槽構(gòu)造。
圖ll表示墨槽塊的又另一例的頂視圖。
圖12是體現(xiàn)本發(fā)明的噴墨打印機(jī)用流體系統(tǒng)的示意圖。
圖13是體現(xiàn)本發(fā)明的可供選擇的噴墨打印機(jī)用流體系統(tǒng)的示意圖。
圖14至20是表示圖12和13流體系統(tǒng)的空氣再循環(huán)管線中用于空 氣再循環(huán)支線和排氣支線的可供選擇的詳細(xì)布置的示意圖。
圖21是體現(xiàn)本發(fā)明的噴墨打印機(jī)用控制系統(tǒng)的示意圖。
圖22和23是分別與圖l和2對應(yīng)的打印頭第二實施例的俯視圖和 側(cè)視圖。圖24和25是分別與圖l和2對應(yīng)的打印頭第三實施例的俯視圖和 側(cè)視圖。
具體實施例方式
圖1是依據(jù)本發(fā)明第一實施例的連續(xù)噴墨打印機(jī)用打印頭的俯視圖。 圖2是圖l打印頭的局部切除側(cè)視圖。在打印機(jī)工作時，加壓油墨被持續(xù) 供應(yīng)給打印頭內(nèi)的墨槍。在墨槍(圖中a示)主部內(nèi)的空腔中，利用振 動壓電換能器給油墨施加連續(xù)的壓力振蕩，以控制油墨噴射流分裂成墨滴 的方式。此刻受到壓力振蕩的油墨經(jīng)由支承基片3沿著管件1行進(jìn)至墨槍 的噴嘴部5，打印頭的許多部件安裝在該支承基片3上。當(dāng)加壓油墨經(jīng)由 噴嘴部5內(nèi)的噴射形成孔離開時，形成油墨噴射流7。
最初，油墨噴射流7是連續(xù)不中斷的油墨流，但當(dāng)油墨噴射流7經(jīng)過 充電電極9內(nèi)的狹縫時，在噴嘴部5下游的短距離處由于壓電換能器產(chǎn)生 的壓力振蕩的影響，其分離成單個墨滴。油墨^Li殳置成導(dǎo)電的，且噴嘴部 5中的油墨被保持在恒定電壓(通常接地)。因此，施加給充電電極9的任 何電壓將使得位于該充電電極9的狹縫中的連續(xù)不中斷油墨噴射流的一部 分產(chǎn)生對應(yīng)的電荷。隨著連續(xù)墨流的端部斷開以形成新墨滴，斷開墨量中 的任何電荷在墨滴與連續(xù)流分離時被截留。這樣，充電電極9上的電壓控 制每個墨滴上截留的電荷量，且改變提供給此電極的信號將改變墨滴上截 留的電荷。
在離開充電電極9后，墨滴經(jīng)過兩個偏轉(zhuǎn)電極11,13之間。這兩電極 之間相當(dāng)大的電位差(通常幾千伏)生成使墨滴偏轉(zhuǎn)一定程度的強(qiáng)電場， 該偏轉(zhuǎn)程度^l據(jù)每個墨滴上截留的電荷量而不同。不帶電的墨滴將無偏轉(zhuǎn) 地經(jīng)過電場。按照這種方式，每個墨滴在其離開偏轉(zhuǎn)電極11，13之間電場 時的最終i^取決于通過充電電極9截留在該墨滴上的電荷，而此截留電 荷又取決于當(dāng)墨滴與油墨噴射流的連續(xù)部分相分離時施加給該充電電極9 的信號電壓。按照這種方式，可操縱單個墨滴至預(yù)定目的地以能夠打印。
由于噴射持續(xù)進(jìn)行，但僅需要一些墨滴用于打印，所以提供墨槽15 以獲取不需要的墨滴(在正常^作中其實際上是占優(yōu)勢的多數(shù)墨滴)。通 常，墨槽被定位成獲取未偏轉(zhuǎn)的墨滴，如圖1所示。這具有的優(yōu)點是若在 無任何信號施加給充電電極9或偏轉(zhuǎn)電極11，13時進(jìn)行噴射，則油墨噴射 流將行進(jìn)至墨槽而不會污染打印頭或附近的物品。墨槽15與墨槽管線17
15連接，該墨槽管線17被施加抽吸以^Ai^該墨槽15的油墨。通常，此 油墨返回打印機(jī)中的墨罐，并自該墨罐供應(yīng)給墨槍。
對于連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印頭的詳細(xì)構(gòu)造，已知許多可供選擇的方式。 在本情況中，偏轉(zhuǎn)電極ll被成形為實心金屬件，而偏轉(zhuǎn)電極13被成形為
印刷在陶瓷基片上的薄金屬層，該陶瓷基片又安^t支承件上。在陶瓷基 片的各端處，與形成偏轉(zhuǎn)電極的層相絕緣地印刷單獨導(dǎo)電層，這些額外區(qū) 域形成用于檢測帶電墨滴經(jīng)過它們的通路的檢測電極。這種布置按照已知 的方式用于檢測墨滴從一個檢測電極至另一檢測電極花費(fèi)的時間，且按照 這種方式，能夠確定油墨噴射流7的速度。在單個陶乾基片上組合檢測電 極和偏轉(zhuǎn)電極的這種構(gòu)造的其它細(xì)節(jié)被闡述在EP-A-1079974和 US6357860中。為了便于用于檢測電極的電子設(shè)計和操作，保持偏轉(zhuǎn)電極 13于接地電位，且通過給另一偏轉(zhuǎn)電極11施加高壓來形成偏轉(zhuǎn)電場。
已知多種用于構(gòu)成連續(xù)噴墨打印機(jī)的墨槽的布置。本實施例中，通過 在安裝于支^^基片3上的實心墨槽塊19內(nèi)鉆孔來形成墨槽15。這種布置 便于精確地制造墨槽15和在組裝打印頭的過程中準(zhǔn)確地定位該墨槽15。
打印頭罩21裝配在打印頭的^Mt部件上。在圖l和2中，表示了打印 頭軍21的截面以能夠看見其它部件。罩21的端面內(nèi)具有開口 23，使得足 夠偏轉(zhuǎn)以未到達(dá)墨槽15和墨槽塊19的墨滴能夠經(jīng)由該開口 23穿出，從而 被打印。
圖3是噴墨打印機(jī)整體的總圖。打印頭25被定位成面向所要打印的面 27。面27被設(shè)置成移過打印頭25,且可以是例如包裝紙盒、 一連串諸如 果醬瓶一類的物品、或者是連續(xù)長度的擠出管。打印頭25經(jīng)由撓性管路 31與打印機(jī)主體29連接。主體29容納用于油墨和溶劑的罐、用于流體系 統(tǒng)的泵和閥、以及電子控制裝置。其具有顯示器33和供操作員使用的^it 35。管路31承載流體管線例如供墨管線和墨槽管線17，以連接主體29中 的流體系統(tǒng)與打印頭25中的流體系統(tǒng)組件。管路31還承栽各種電線，所 述電線提供與打印頭25內(nèi)的電子部件例如充電電極9和偏轉(zhuǎn)電極11,13的 所需連接。
返回圖1和2，施加給墨槽管線17的抽吸除了吸走已進(jìn)入墨槽的墨滴 夕卜，還把空氣^墨槽15內(nèi)。即便沒有此抽吸作用，油墨噴射流7也會由 于其移動而帶走空氣，因而^墨槽15的墨滴也會引入所帶走的空氣。由 此，只要提供抽吸，空氣流或者空氣與油墨的混合物就沿著墨槽管線17
16流過。此混合物被輸送至打印機(jī)主體29內(nèi)的墨罐，在那里，油墨與空氣分 離并加入到罐內(nèi)的剩余油墨。作為一種可供選擇的方式，將空^油墨混合 物送至沉降器(settling vessel),空氣與油墨在該沉降器內(nèi)分離，以使返回墨 罐的油墨基本無氣泡。在任一情況下，i^墨槽15且沿著墨槽管線17的 空氣抽吸都意味著空氣持續(xù)i^打印機(jī)的流體系統(tǒng)，此空氣隨后必須被除 去。此空氣在其沿著墨槽管線17經(jīng)過時與油墨密切接觸。用于連續(xù)噴墨打 印機(jī)的油墨往往是許多物質(zhì)的復(fù)雜混合物，但其體積的大部分通常是高揮 發(fā)性溶劑。此溶劑是高揮發(fā)性的，以使所打印的墨滴迅速干燥。通常，溶 劑基于丁酮(methylethylketone)、丙酮、乙醇或它們的混合物。結(jié)果，當(dāng) 沿著墨槽管線17經(jīng)過的空氣與油墨分離時，其通常充滿蒸發(fā)溶劑。若此空 氣I^被排向大氣，則操作員不得不填補(bǔ)損失的溶劑以保持油墨處于正確 的組成，這是一種浪費(fèi)，且污染環(huán)境。
為減少被排放到環(huán)境中的蒸發(fā)溶劑量，沿著墨槽管線17經(jīng)過的空氣中 的一些在與油墨分離后返回打印頭25。其然后經(jīng)過在油墨接收口的正下游 直接與墨槽15內(nèi)部連接的管件37。因而，沿著墨槽管線17經(jīng)過的空氣中 的一些是先前已沿著該墨槽管線17經(jīng)過的再循環(huán)空氣，且已經(jīng)承栽有蒸發(fā) 溶劑。這減小了溶劑從墨槽管線17內(nèi)的油墨中蒸發(fā)出去的可能性。管件 37不向被打印頭罩21包圍的體積敞開。it^免了由再循環(huán)空氣承載的溶 劑在打印頭組件上冷凝或者污染打印頭周圍環(huán)境的可能性。
然而，已發(fā)現(xiàn)不可能使沿著墨槽管線17經(jīng)過的空氣100%再循環(huán)。因 為再循環(huán)空氣直接從管件37 l墨槽15，其不經(jīng)過該墨槽的油墨接收口 。 然而，如上所述，1墨槽15的墨滴不可避免地帶走一些空氣，該空氣也 被拉入墨槽。作為最小P艮度，相應(yīng)量的空氣必須^L持續(xù)排向大氣或者再循 環(huán)的空氣體積將始終增大。實際上，若來自墨槽管線17的所有空氣都經(jīng)由 管件37再循環(huán)至墨槽15，則墨槽15的油墨接收口處的空氣壓和空氣流型 會使得油墨不能可靠地i^該墨槽15并可能滴下。
由于連續(xù)噴墨打印機(jī)存在多種墨槽構(gòu)造和流體系統(tǒng)，所以一般有必要 通過不斷反復(fù)試驗來優(yōu)選任一特定的設(shè)計。然而，通常優(yōu)選的是，再循環(huán) 空氣加入從墨槽的油墨接收口沿著墨槽管線行進(jìn)的油墨路徑的點是距該 油墨接收口不超過10毫米的點、更優(yōu)i^巨該口不超過5毫米的點、且最優(yōu) 選;U巨該口不超過2毫米的點。
由于沿著管件37提供的再循環(huán)空氣提供一些沿著墨槽管線17抽吸的空氣，經(jīng)過油墨接收口且從該口沿著路徑至再循環(huán)空氣l點的空氣的內(nèi) 向流量相應(yīng)地減少。減少的氣流量相應(yīng)地不太可能輸送油墨。由于墨槽管
線17處于低于大氣壓力的壓力下，運(yùn)送再循環(huán)空氣的管件37處于高于大 氣壓的壓力下，而墨槽15的油墨接收口處于大氣壓下，所以交接點處的湍 流對于輸墨能力也有一些影響。
一般，油墨接收口與再循環(huán)空氣進(jìn)入的交接點之間的距離越長，需要 經(jīng)由該油墨接收口1以可靠地清除油墨的氣流量越大，結(jié)果沿著墨槽管 線17經(jīng)過且可再循環(huán)的油墨比例越小。
對于任何單個噴墨打印機(jī)設(shè)計，不斷摸索是嘗試再循環(huán)空氣在多個不 同位置加入已1墨槽的油墨的路徑以及嘗試多種不同的用于控制已沿 著墨槽管線經(jīng)過的空氣中的多少被再循環(huán)的布置，從而確定i^V墨槽的油 墨被可靠地清除而不在打印頭處的墨槽口滴下的情形。由于噴墨打印機(jī)的 操作條件會變化，且墨槽抽吸的效力受到許多因素例如油墨粘度和打印頭 與抽吸源之間的任何高度差的影響，還由于抽吸源提供的抽吸量也會變 化，可取的是納入操作條件的安全限度，而不是尋求以一種油墨僅被^U^ 墨槽15而不滴下的系統(tǒng)來IMt。
圖4是圖1和2所示實施例的墨槽塊19的放大頂視圖。圖5是墨槽塊 19的側(cè)視圖，圖6是從打印頭25—端看的示圖。墨槽15是這樣制得的， 從靠近塊的頂面且鄰近該塊一個側(cè)面的前表面向該塊內(nèi)鉆孔15a，然后從 墨槽塊19的底面向上鉆另一孔15b以與孔15a的遠(yuǎn)離其開口的遠(yuǎn)端會合， 從而形成穿過該塊的封閉墨路。位于墨槽塊19的前表面內(nèi)的孔15a的開口 是墨槽15的油墨接收口 。如自圖1可見，孔15a的鄰近墨槽塊19 一個側(cè) 面的定位使得墨滴越過墨槽塊19以進(jìn)行打印所需的油墨噴射流7的偏轉(zhuǎn)量 最小化。
墨槽塊19可在安裝到打印頭的支承基片3上之前,確地鉆孔，且其 能被設(shè)計成準(zhǔn)確地定位在該基片3上，例如因為與墨槽管線17的連線穿過 支承基片3內(nèi)的預(yù)鉆孔。這4I:供一種方4更的布置以確保在制造過程中正確 地安置墨槽15的油墨接收口。這種正確的安置有助于確保噴嘴5、充電電 極9和墨槽15相互準(zhǔn)確地對準(zhǔn)，以便在充電電極9和偏轉(zhuǎn)電極11，13上無 任何電壓時，油墨噴射流7將可靠地i^墨槽15并避免污染充電電極9。
墨槽管線17與孔15b i^墨槽塊19的開口連通。
18為使空氣能夠再循環(huán)入墨槽管線，從墨槽塊19的側(cè)面制造另一孔37a 以在油墨接收口的正后方通向孔15a。這在塊內(nèi)提供一種封閉的氣路。提 供再循環(huán)空氣的管件37與孔37a l墨槽塊19的孔連通。
在孔37a通入孔15a的點處，空氣中可能存在一些湍流，該湍流是由 于孔內(nèi)的氣壓差和來自孔37a的氣流相對于沿著孔15a的流向呈90° 1 孔15a而產(chǎn)生的。目前懷疑此湍流對沿著墨槽管線17經(jīng)過且可沿著管件 37再循環(huán)回到墨槽的空氣比例有影響?？梢孕薷脑O(shè)計，以使孔37a相對于 沿著孔15a的流向成稍小角度，希望能夠減小交接點處的湍流。然而，為 提供孔37a的這種角度且同時保持交接點靠近油墨接收口 ，還需務(wù)使墨槽 塊19的前表面成一定角度。圖7是變形墨槽塊的一例的頂視圖，其中，塊 19的前表面與孔37a成一角度，以便從孔37a流入孔15a的空氣不那么急 劇地轉(zhuǎn)變方向。
可采用廣泛范圍的多種墨槽設(shè)計。原則上，可簡單地提供一定長度的 管件例如不銹鋼，其一端與墨槽管線17連接、另一端與再循環(huán)空氣管線 37連接且其側(cè)面具有作為油墨接收口的孑L。這4C供一種從該孔至墨槽管線 17的封閉墨路，以及從再循環(huán)空氣管線37沿著孔所在管件至空氣^墨 路位置的封閉氣路。然而，實際中已發(fā)現(xiàn)在此設(shè)計中，經(jīng)由側(cè)面孔i^管 件的墨滴易于撞擊管件的遠(yuǎn)側(cè)且至少部分經(jīng)由該口回濺出。為減少此噴 濺，可圍繞該孔安裝短長度的管件以拔:供如圖8所示的構(gòu)造。然而，在油 墨接收口不再是主管內(nèi)的孔而是側(cè)管的敞開端的情況下，當(dāng)使側(cè)管較長以 盡可能減少噴濺時，這也增大了油墨接收口與管件交接點之間的距離。由 于側(cè)管的內(nèi)部是氣流量減小的區(qū)域，因為其不傳送任何再循環(huán)空氣，所以 延長側(cè)管以減少噴濺會同時降低墨槽管線17清除1側(cè)管內(nèi)油墨的抽吸 能力，且因而減少沿著墨槽管線17向下傳iOL可再循環(huán)至管件37的總空 氣比例。
一種可供選擇的布置表示在圖9中，其中，墨槽的油墨接收口被形成 為這樣一種孔，該孔位于連接墨槽管線17與空氣再循環(huán)管線37的弧形管 件的側(cè)面內(nèi)。因為油墨沿著近似切線方向1管件的弧形部，所以其不太 可能經(jīng)由其進(jìn)入的孔回濺出。
圖4和7表示了孔15a的方向平行于油墨噴射流7的方向。然而，油 墨噴射流7進(jìn)入的孔或管也可相對于油墨噴射流的方向成稍小角度。此情 況下，油墨噴射流以傾斜角度撞擊管或孔的內(nèi)壁，以形成隨后可聚合并沿著墨槽管線17P及走的液膜。it^緩了油墨噴射流，且減小了油墨濺出墨槽 口的可能性。圖10和11表示分別利用管件制造和利用墨槽塊19制造的這 種裝置。
盡管已表示了由管件制造和通過在墨槽塊19內(nèi)形成孔制造的墨槽布 置的實施例，但出于易于制造、易于安裝和耐用的原因，目前優(yōu)選釆用由 墨槽塊19形成的實施例。所示的墨槽構(gòu)造僅僅是示例，可采用廣泛范圍的 多種布置。
圖12是體現(xiàn)本發(fā)明的噴墨打印機(jī)用流體系統(tǒng)的概念示意圖。實際上， 可以許多不同的方式設(shè)計流體系統(tǒng)以執(zhí)行所需的操作，且實際上本申請人 目前更優(yōu)選采用基于圖13示意圖的流體系統(tǒng)。然而，參照圖12，更易于 理解流體系統(tǒng)的功能和操作。
在打印機(jī)的正常操作過程中，當(dāng)油墨噴射進(jìn)行時，墨泵39從墨罐41 吸取油墨并給該油墨加壓。利用壓力傳感器43測量加壓油墨的壓力。墨閥 45位于其打開位置，結(jié)果加壓油墨沿著供墨管線47經(jīng)由管路31至打印頭 25。加壓油墨被供應(yīng)給墨槍，以形成如上參照圖l和2所示的油墨噴射流
同時，墨槽管線17經(jīng)由抽吸閥49與抽吸泵51的入口連接，以給打印 頭25內(nèi)的墨槽15供應(yīng)來自抽吸泵51的吸力。
按照已知方式利用與以上參照圖1和2所示的偏轉(zhuǎn)電極13組合的傳感 器電 測油墨噴射流7的粘度。調(diào)節(jié)墨泵39的速度，以保持噴射速度在 預(yù)定范圍內(nèi)。實際上，方便的是響應(yīng)于壓力傳感器43的輸出來控制泵39 以保持油墨于目標(biāo)壓力或其附近，且可調(diào)節(jié)目標(biāo)壓力以保持噴射速度在預(yù) 定范圍內(nèi)。隨著溶劑從油墨蒸發(fā)，油墨變得越來越粘，且為了維持油墨噴 射流7的iUL，墨泵39的輸出壓力不得不增大。當(dāng)超過預(yù)定壓力P艮度時， 溶劑泵55工作，正浮閥(top-up valve) 57被暫時打開以允許少量溶劑通 過溶劑泵55從溶劑罐59傳送至墨罐41，從而sWfc稀釋油墨。
可操縱抽吸閥49以從墨槽管線17至凈化管線61切換來自抽吸泵51 的吸力。凈化管線61與打印頭25內(nèi)的墨槍內(nèi)部連通，允許給該墨槍施加 吸力。若墨嘴堵塞，這能用于試圖吸凈該墨嘴。另外，若在關(guān)閉墨閥45， 從而停止沿著供墨管線47的墨流的同時，操縱抽吸閥49以切換抽吸至凈 化管線61，則打印頭墨槍內(nèi)的墨壓相當(dāng)突然地降低，能夠干凈地停止油墨噴射流7以盡可能減小油墨對打印頭的污染。若墨槍內(nèi)的墨壓較逐漸地減 小，則會發(fā)生油墨對打印頭的污染。
若打印頭長期不用而不進(jìn)行噴射，則打印機(jī)可執(zhí)行清洗程序，其中， 在油墨噴射停止后，暫時維持凈化管線61上的抽吸以把所有油墨吸出墨槍 并將其送回墨罐41。然后，切換抽吸閥49以對墨槽管線17施加抽吸，操 縱溶劑泵55，打開沖洗閥63以允許M劑罐59沿著沖洗管線65泵送溶 劑至打印頭25。沖洗管線65輸送溶劑至墨槍，形成溶劑噴射流以代替油 墨噴射流7。溶劑噴射流1墨槽15，然后沿著墨槽管線17抽吸該溶劑。 這既清洗墨槍，又清洗墨槽。接著，關(guān)閉沖洗閥63，同時抽吸閥49再次 切換抽吸至凈化管線61，以沿著該凈化管線61抽吸墨槍中的溶劑，清洗 凈化管線。然后，關(guān)閉泵。這將墨槍內(nèi)部清空，還使墨槽和所有暴露于空 氣的管線干凈，盡可能減小由于噴射不進(jìn)行時墨槍或墨槽內(nèi)的油墨干燥導(dǎo) 致的堵塞的可能性。然而應(yīng)注意的是，此清洗過程中采用的溶劑通過抽吸 泵51輸送至墨罐41,從而稀釋油墨。
在打印機(jī)正常操作過程中，隨著油墨噴射的進(jìn)行，抽吸泵51從墨槽管 線17輸送空氣與油墨的混合物至墨罐41。結(jié)果，利用抽吸泵51輸送給墨 罐41的量大大地超過利用墨泵39從該墨罐41移離的量，且抽吸泵51相 應(yīng)地趨向于4吏墨罐41增壓。為釋放此壓力且允許空氣從墨槽管線17逸出， 墨罐41經(jīng)由排氣管線67向溶劑罐59排氣。溶劑罐59又經(jīng)由空氣再循環(huán) 管線69排氣。
如圖12所示，空氣再循環(huán)管線69出現(xiàn)支路，其中，支路69a允許來 自溶劑罐59的一些空氣排向大氣，而另一支路69b傳送再循環(huán)空氣至打 印頭內(nèi)的管件37。然而，如上所述，打印頭內(nèi)的空氣再循環(huán)管件37不能 運(yùn)送抽吸泵51輸送給墨罐41的所有空氣。因此，有必要提供某種使部分 空氣排向大氣的裝置，在空氣再循環(huán)管線69中提供支路69a是最方便的做 法。
隨著油墨和溶劑在打印機(jī)操作過程中被消耗，各罐41，59內(nèi)的油墨和 溶劑的液位將下降。這些罐可通過打開各自的蓋71,73來再注入。過去， 此罐蓋不總是完全氣密，從而為經(jīng)由墨槽1流體系統(tǒng)的空氣排向大氣提 供一種可供選擇的路徑。除了空氣再循環(huán)管線69中向大氣敞開的支路69a 以外，或者作為該支路69a的一種可供選擇方式，本發(fā)明實施例也可采用 此布置。然而，除非蓋71,73被設(shè)計為使它們?nèi)菰S的排氣量一致或者可控
21制，否則目前優(yōu)選使這些蓋氣密且經(jīng)由裝置例如支路管線69a來提供向大 氣的排氣，該支路管線69a使噴墨打印機(jī)的設(shè)計者更易于控制從墨罐41 再循環(huán)到打印頭25的空氣的比例。
應(yīng)注意的是，其它用于處理來自墨罐41的空氣的布置也是可行的。例 如，空氣再循環(huán)管線69可被連接為使空氣直接來自墨罐41而非溶劑罐59， 從而排氣管線67用于把空氣排放到溶劑罐59內(nèi)的空間，或者排氣管線67 被完全取消，溶劑罐59單獨向大氣排氣。由于若空氣再循環(huán)管線69直接 與墨罐41連接，則非常少的空氣流出溶劑罐59，所以若該溶劑罐59以不 受控制的方式向大氣排氣，則非常少的溶劑會損失。選擇性的，溶劑泵51 可輸送油墨和空氣至沉降罐或者分離罐，從該沉降罐或分離罐，油墨l 墨罐41而空氣直接1空氣再循環(huán)管線69。
空氣再循環(huán)管線69中向大氣敞開的支路69a可設(shè)在沿該空氣再循環(huán)管 線69長度的任何方便位置、或者打印機(jī)主體29處或者打印頭25處。主要 考慮事項將是用戶的便利性，且如果需要，支路69a可包括軟管或硬管或 者與該軟管或硬管連接，以引導(dǎo)空氣離開至不污染環(huán)境的排氣位置。
如上所述，連續(xù)噴墨打印機(jī)的流體系統(tǒng)通常被設(shè)置成提供參照圖12 所述的功能，然而其組件和相互連接可以不同。圖13是基于Linx 4900或 Linx 6800噴墨打印機(jī)的實際流體系統(tǒng)的流體系統(tǒng)示意圖，其被更改以體現(xiàn) 本發(fā)明且被簡化以易于理解。
圖13中，墨泵39從墨罐41獲取油墨。離開泵39后，油墨經(jīng)過10微 米過濾器75以免流體系統(tǒng)的殘余物中存在污染罐41內(nèi)油墨的任何顆粒。 利用壓力傳感器43監(jiān)測過濾器75下游的油墨壓力。然后，經(jīng)加壓的油墨 流過文丘里抽吸設(shè)備77，經(jīng)過該設(shè)備的墨流利用文丘里效應(yīng)產(chǎn)生吸力。從 抽吸設(shè)備77排出的油墨返回墨罐41 。
過濾器75與抽吸設(shè)備77之間，支路經(jīng)由緩沖器79供應(yīng)加壓油墨，該 緩沖器79減緩由于墨泵39和墨閥45的IMt導(dǎo)致的供墨管線47中油墨的 壓力振動。供墨管線47中的加壓油墨行進(jìn)至打印頭25并形成油墨噴射7。 監(jiān)測噴射速度，并相應(yīng)地控制墨泵39拔:供的油墨壓力，如參照圖12所述 的。
在噴射進(jìn)行的正常操作過程中，來自文丘里抽吸設(shè)備77的吸力經(jīng)由墨 槽閥81施加給墨槽管線17,以清除i^墨槽15的油墨。通過抽吸設(shè)備77
22的正常功能，沿著墨槽管線17抽吸的油墨和空氣i^經(jīng)過抽吸設(shè)備的油墨 流，從而ii7^墨罐41。
來自文丘里抽吸設(shè)備77的吸力還經(jīng)由正浮管線83施加給正浮閥57。 通常，正浮閥57關(guān)閉正浮管線83。當(dāng)希望給油墨添加溶劑時，例如當(dāng)維 持正確油墨噴射速度所需的油墨壓力超過閾值時，暫時切換正浮閥57。結(jié) 果，抽吸設(shè)備77從溶劑罐59抽吸溶劑經(jīng)過沖洗閥63，且然后經(jīng)由正浮閥 571正浮管線83。通過文丘里抽吸設(shè)備77的作用，溶劑隨后加入經(jīng)由 抽吸設(shè)備i"墨罐41的油墨。
為拔^供以上參照圖12所述的凈化功能，可切換墨槽閥81以經(jīng)由凈化 閥85把來自抽吸設(shè)備77的吸力施加給凈化管線61。
作為與墨槽閥81連接的替換方式，凈化閥85使凈化管線61與墨罐 41通氣。這允許另一操作模式，其中，油墨從墨罐41沿著供墨管線47泵 送、經(jīng)過打印頭25、沿著凈化管線61返回并流回入墨罐41，而不在該打 印頭25中形成任何油墨噴射。
從沖洗閥63起的沖洗管線65不延伸至圖13所示流體系統(tǒng)中的打印頭 25，取而代之的，沖洗管線65與供墨管線47在打印機(jī)主體29內(nèi)連接，且 組合供給線87延伸至打印頭25。為提供沖洗功能，操縱墨閥45以停止油 墨沿著供墨管線47的流動，使墨槽閥81和凈化閥85處于將來自抽吸設(shè)備 77的吸力施加給凈化管線61的位置，且操縱沖洗閥63以打開沖洗管線65。 來自抽吸設(shè)備77的吸力經(jīng)由凈化管線61施加給打印頭25中的墨槍內(nèi)部， 且其g給線87施加吸力。因為墨閥45關(guān)閉，此吸力不從供墨管線47 抽吸油墨。相反，其從溶劑罐59抽吸溶劑經(jīng)由正浮閥57且然后經(jīng)由沖洗 閥631沖洗管線65。然后，溶劑通過該吸力沿著供給管線87輸送、經(jīng) 過墨槍、沿著凈化管線61送回、經(jīng)過抽吸設(shè)備77并進(jìn)入墨罐41。接著， 通過操縱墨槽閥81來斷開抽吸，這恢復(fù)對墨槽管線17的抽吸。操縱沖洗 閥63以隔離沖洗管線65，并暫時打開墨閥45以將加壓油墨供應(yīng)g墨管 線47和組合供給線87。這把一些已在供給管線87中的溶劑驅(qū)出墨槍噴嘴 部5內(nèi)的噴孔，以形成用于清洗噴嘴和墨槽15的短暫溶劑噴射。
從墨罐41排出空氣且使該空氣中的一些沿著空氣再循環(huán)管線69再循 環(huán)至打印頭的布置如參照圖12所述的。
參照圖14-20論述使空氣再循環(huán)管線69分支的各種布置。圖14表示一種簡單的布置，其中，空氣再循環(huán)管線69具有排氣支路 69a和再循環(huán)支路69b，空氣中的一些經(jīng)由排氣支路69a排向大氣，且再 循環(huán)支路69b給打印頭內(nèi)的空氣再循環(huán)管件37供應(yīng)再循環(huán)空氣。各支路 具有各自的限流器89a，89b。通iti^擇限流器的各自內(nèi)徑，系統(tǒng)設(shè)計者能 夠?qū)υ傺h(huán)管線69中經(jīng)由支路69a排出的空氣的比例進(jìn)行一定程度的控 制。盡管限流器89a，89b在圖14中被表示為靠近再循環(huán)管線69的分支點， 但這不是必需的，它們可位于沿它們各自支路管線的任何便利位置。例如， 空氣再循環(huán)管線69可在打印機(jī)主體29內(nèi)分支，使排氣支路69a把包含溶 劑的空氣排放給打印機(jī)主體處的大氣或者經(jīng)由管件排放至所希望的位置， 而再循環(huán)支路69b內(nèi)的限流器89b可設(shè)在打印頭25處或其附近。
存在希望暫時促使溶劑從油墨蒸發(fā)的情況。例如，若在任何相當(dāng)長的 時間內(nèi)重復(fù)執(zhí)行以上參照圖12和13所述的沖洗操作而不進(jìn)行正常的油墨 噴射操作，則墨罐41中的油墨會由于溶劑而變得過稀。在這些情況下，有 效的是減少從墨槽管線17再循環(huán)回打印頭25的空氣量。圖15表示再循環(huán) 管線69的一種變形支路布置，其能夠減少上述空氣量。
圖15中，提供旁通支路69c以繞開用于向大氣排氣的排氣支路69a中 的限流器89a。旁通支路69c中的閥91可選擇性地開閉，以提供或者取消 旁通效果。當(dāng)旁通閥91打開時，空氣再循環(huán)管線69中的空氣可流向大氣 而不經(jīng)過限流器89a，因此排向大氣的流量增加而空氣再循環(huán)支路69b中 的再循環(huán)流量減少。
圖15中，旁通支路69c被表示為在空氣再循環(huán)管線69分為支路69a 和69b的位置的上游從該空氣再循環(huán)管線69分支。然而選擇性的，旁通 支路69c也可在限流器89a的上游從排氣支路69a中分出。類似的，旁通 支路69c在圖15中被表示為在限流器89a的下游與排氣支路69a連接，然 而旁通支路69c也可獨立地向大氣排氣而不再與排氣支路69a連接。
圖16表示圖15所示空氣再循環(huán)管線支路布置的一種替換方式。圖 16中，排氣支路69a內(nèi)的限流器89a用限流閥93替代。其能夠在顯著限 制排氣支路69a內(nèi)的流量以提供與限流器89a相類似效果的位置與其實質(zhì) 上較少地限制流量以允許空氣再循環(huán)管線69中的空氣被排向大氣的比例 增大的位置之間移動。若限流閥93不斷地在其極限位置之間變化，或者在 其最開位置與其最限流位置之間具有一個或多個中間位置，則可對空氣再 循環(huán)管線69中的空氣被排向大氣的比例進(jìn)行較精細(xì)程度的控制。這使得可以實行更復(fù)雜的控制方式，例如當(dāng)油墨M過稀時向大氣排放高比例的空 氣而當(dāng)油墨sWt過稀時向大氣排放中等量的空氣，從而得以在向大氣排放 含溶劑空氣的環(huán)境損害與除去油墨中過量溶劑的操作需求之間獲得平衡。
在圖15和16的布置中，選擇性地增大被排放向大氣的空氣比例的 功能通過給排氣支路69a設(shè)旁路或者減小排氣支路69a的限流效果來提供。 如圖17所示，作為一種替換方式，可通過截斷或者進(jìn)一步限制再循環(huán)支路 69b的流量來增大被排向大氣的空氣比例。圖17中，這通過在再循環(huán)支路 69b內(nèi)提供截流閥95來實現(xiàn)。若此閥關(guān)閉，則空氣再循環(huán)管線69中的所 有空氣將被排向大氣。選擇性的，此閥可以接近關(guān)閉以提高再循環(huán)支路69b 中的流量限制，從而使更多量的空氣被排向大氣而仍然存在一定的再循環(huán) 流量。圖17中，截流閥95^L^示在限流器89b的下游，然而其也可設(shè)在 該限流器89b的上游。
在圖17的變形(未表示)中，截流閥95和再循環(huán)支路限流器89b 可組合成限流閥，類似于參照圖16所述的限流閥93。此限流閥可在其完 全截斷限流支路69b或者提供高程度限制的位置與其提供較^^度限制或 者完全不提供限制的第二位置之間移動。
另一替換布置表示在圖18中，其中，圖17的截流閥95用切換閥或 者分流器97替代。這允許將i^V再循環(huán)支路69b的空氣流部分或者4^ 地改向引入另一排氣支路69d，以增大被排向大氣的空氣比例。若采用多 位可變或者連續(xù)可變的分流器，則除了最大和最小程度以外，還可獲得中 間程度的祐:排向大氣的空氣。圖18中，切換閥或者分流器97被表示在再 循環(huán)支路限流器89b的下游，然而其也可i殳在該限流器的上游。另外，圖 18表示了另一排氣支路69d直接向大氣排氣。然而選擇性的，其也可被設(shè) 置成在排氣支路限流器89a的下游與該排氣支路69a連接。
圖19中，分流器99設(shè)在空氣再循環(huán)管線69分成排氣支路69a和再 循環(huán)支路69b的接點處。可操縱分流器99以改變沿著空氣再循環(huán)管線69 經(jīng)過且經(jīng)由排氣支路69a排向大氣的空氣的比例。圖19中，限流器89a，89b M示在各支路69a,69b內(nèi)。然而，作為一種替換方式，這些限流器可取 消，并4吏分流器99完全負(fù)責(zé)控制再循環(huán)空氣和排出空氣的相對比例。
通it^傳送被排向大氣的空氣的管線內(nèi)提供溶劑回收設(shè)備例如冷卻 器，可減少被排出的溶劑量。圖20表示圖14所示支路布置的一種變形， 其中，冷卻器101設(shè)在排氣支路69a內(nèi)以冷凝沿著排氣支路69a經(jīng)過的空
25氣中的溶劑，從而減少被排向大氣的溶劑量。所回收的溶劑可沿著溶劑返
回管線103返回溶劑罐59。選擇性的，其可返回墨罐41，在此情況下，油 墨的溶劑損失率將減小。若油墨當(dāng)前過稀，則這是不利的，因而優(yōu)選返回 溶劑罐59。
冷卻器101可以任何便利的方式實現(xiàn)。例如，其可以是塞貝克效應(yīng) 冷卻器。選擇性的，其可以是利用致冷劑的壓縮和膨脹的冷卻器。作為另 一替換方式，已在別處冷卻的冷卻劑例如水可用于冷卻排氣支路69a中的 管道或者導(dǎo)管。
若空氣再循環(huán)管線69起始于溶劑罐59，如圖12和13所示，則考 慮到空氣沿著空氣再循環(huán)管線69的流動，溶劑罐59內(nèi)的空氣壓必須高于 冷卻器101內(nèi)的空氣壓。此壓力差易于導(dǎo)致空氣不希望地從溶劑罐59沿著 溶劑返回管線103流入冷卻器101。因此，希望采取措施來防止此現(xiàn)象。 例如，若冷卻器101被定位得高于溶劑罐59，則溶劑返回管線103可在溶 劑罐59的底部附近而非該罐的頂部附近通向溶劑罐59,以使溶劑返回管 線103的開口端在罐59內(nèi)的溶劑面以下。這意味著由溶劑罐59內(nèi)的較大 壓力導(dǎo)致的溶劑返回管線103內(nèi)的任何反向流會沿著該溶劑返回管線103 向上驅(qū)動溶劑而非空氣。若此發(fā)生，則沿著管線103提升的溶劑的重量用 于抵消該管線兩端之間的壓力差，終止反向流。當(dāng)來自冷卻器101的額外 冷凝溶劑沿著溶劑返回管線103緩慢滴下時，其額外的重量克服溶劑罐中 的壓力并迫4吏該溶劑返回管線103內(nèi)相應(yīng)量的溶劑進(jìn)^V罐59。按照這種方 式，提供溶劑返回管線103內(nèi)的正確流向。
若擔(dān)心從排氣支路69a回收的溶劑不適于再利用，例如因為其被冷 凝水污染，則溶劑返回管線103可排入單獨的溶劑回收罐而非打印機(jī)的溶 劑罐59，從而允許以適于環(huán)境的方式處理回收的溶劑。
圖20中，冷卻器101 #^示在限流器89a的上游，然而其也可i更在 該限流器的下游。另外，冷卻器101可設(shè)在參照圖15至19所述的任一替 換支路布置的排氣支路69a中以及圖18所示的另一排氣支路69d中。
盡管圖20表示了冷卻器用作溶劑回收設(shè)備，但也可采用任何適當(dāng)?shù)?替換布置。例如，可通過壓縮來冷凝空氣中的溶劑，或者通過利用適當(dāng)材 料吸收空氣中的溶劑來除去該溶劑。
還可將冷卻器或其它溶劑回收設(shè)備安裝在空氣再循環(huán)支路69b中或者空氣再循環(huán)管線69分支之前的空氣再循環(huán)管線69中，結(jié)^返回打印
頭25的空氣中回收一些溶劑。其后杲是與不這樣設(shè)置冷卻器的情;;^目比，
1墨槽流路的空氣會不太充滿溶劑，因而從沿著墨槽管線17經(jīng)過的油墨 中除去額外的溶劑，該墨槽流路從油墨接收口延伸至抽吸泵51或文丘里抽 吸設(shè)備77。
在打印機(jī)的正常操作中，這沒有任何好處，因為從最終反向循環(huán)到 墨槽流路中的空氣里回收的溶劑量基本與從墨槽流路里的油墨中損失的 溶劑量的增加相匹配。另外，考慮到在溶劑回收處理過程中可能污染溶劑 (例如，由于過度冷卻而導(dǎo)致的水污染)，這種布置趨向于不利。然而， 若回收的溶劑不直接返回墨罐41 ，則其可用于替換或者輔助任何布置例如 參照圖15至19所述的布置以通過向大氣排放額外的空氣來暫時增大溶劑 損耗。
在所有圖15至19中，閥或分流器91，93，95,97，99可由操作員手動控 制，或者選擇性的，若提供電動機(jī)或其它操縱機(jī)構(gòu)，閥或分流器 91,93,95,97,99可利用噴墨打印機(jī)控制系統(tǒng)響應(yīng)于由所測得的油墨噴射速 率和油墨壓力確定的(或者按照任何其它方式確定的，例如在裝有粘度計 的情況下利用該粘度計確定的)油墨粘度來自動地控制，或者>^據(jù)任何其 它適當(dāng)?shù)目刂瞥绦蚶绫O(jiān)測近來是否執(zhí)行沖洗操作的裝置來自動地控制， 或者打印機(jī)可被編程以 一旦打印機(jī)在關(guān)閉后被重新啟動，則在特定時間段 內(nèi)自動地增大被排向大氣的空氣的比例。還可依據(jù)施加給墨槽的抽吸水平 的變化來進(jìn)行控制。
圖21表示可按照這種方式控制閥或分流器的噴墨打印機(jī)控制系統(tǒng) 的布置。
控制系統(tǒng)105具有輸V輸出電路107,經(jīng)由該輸7^/輸出電路107， 給閥或分流器91,93,95,97或99發(fā)送控制信號、給打印頭25內(nèi)的電極和其 它組件發(fā)送信號M它們接收信號、接收來自壓力傳感器43的墨水壓力 值、控制墨泵39、以及與其它組件和設(shè)備例如顯示器33、鍵盤35和流體 系統(tǒng)的多個閥進(jìn)行通信。控制系統(tǒng)105還包括微處理器109、儲存用于控 制該微處理器109的程序的程序ROMlll、提供微處理器109用工作存儲 器的隨MM儲器113、和在打印M關(guān)閉時儲存打印機(jī)需JM^的可
隨MM儲^ 115，該可變數(shù)據(jù)是操作員經(jīng)由M 35或以任何其它便利
27方式賴、、的?？刂葡到y(tǒng)105的這些組件相互經(jīng)由母線117通信。
在打印機(jī)的操作過程中，微處理器109經(jīng)由輸V輸出電路107與打 印頭電^L其它組件通信，以在其它任務(wù)中執(zhí)行"飛行時間"測量^Mt， 在該操作中，給予墨滴相當(dāng)少的電荷且仍然4吏它們通過墨槽，當(dāng)帶電墨滴 經(jīng)過打印頭中兩分隔的傳感器電極時檢測該帶電墨滴。測量墨滴從一個傳 感器電極至另一傳感器電極花費(fèi)的時間，以獲得飛行時間，從而測量噴射 it^。此操作對于本領(lǐng)域那些技術(shù)人員而言是相當(dāng)>^的。
微處理器109在打印機(jī)的正常操作過程中持續(xù)監(jiān)測從壓力傳感器43 接收的壓力值，這些檢出的壓力值將與儲存在RAM113中的目標(biāo)壓力值比 較。發(fā)送給墨泵39的控制信號將依據(jù)從壓力傳感器43接收的油墨壓力值 與所儲存的目標(biāo)值之間的差異加快或減慢泵的速度。微處理器109不時地 比較由上述測量操作獲得的"飛行時間"值與儲存在RAM113或 NVRAM115中的目標(biāo)值。若測得的飛行時間與目標(biāo)飛行時間相差超過容 許P艮度，則調(diào)整用于控制墨泵39的目標(biāo)壓力值。按照這種方式，微處理器 109維持噴墨i^L于目標(biāo)值或其附近。
RAM113或NVRAM115中還儲存墨水壓力的容許范圍.若RAM113 內(nèi)設(shè)定的目標(biāo)壓力超過容許壓力范圍的最大值，則為了維持正確的飛行時 間，微處理器109控制流體系統(tǒng)組件例如閥，從而執(zhí)行把溶劑從溶劑罐59 轉(zhuǎn)移入油墨內(nèi)的操作以稀釋該油墨。若寫入RAMU3中的目標(biāo)壓力降到最 小容許值以下，這指示油墨包含過多的溶劑，則微處理器給閥或分流器 91,93，95，97或99發(fā)送信號以增大被排向大氣的空氣量，從而增大溶劑從油 墨中損失的比率。如上所述，取決于岡或分流器的可控制程度，微處理器 109依據(jù)目標(biāo)油墨壓力值降到容許范圍以下的程度來控制其位置。
如上所述，儲存在ROMlll中用于控制微處理器109的程序可被設(shè) 置成使該微處理器自動地控制閥或分流器，以 一旦在關(guān)閉后重新啟動油墨 噴射時暫時增大被排向大氣的空氣量。上述打印頭沖洗操作在微處理器 109的控制下進(jìn)行，且程序可^Li更置成4吏微處理器109將此操作已進(jìn)行的 事實儲存在NVRAM115中，隨后使用該信息和與噴射已進(jìn)行多久有關(guān)的 信息來評估油墨含有過量溶劑的可能性，并相應(yīng)地控制閥或分流器。依據(jù) 相關(guān)噴墨打印機(jī)的設(shè)計者的需要，相互替換地或者結(jié)合地使用這些不同的 規(guī)則和布置，微處理器109利用這些規(guī)則和布置來控制閥或分流器 91,93,95,97或99。
28已對本發(fā)明的一種實施例進(jìn)行了測試，以證明溶劑消耗確實減少。 因為溶劑消^fc各打印機(jī)之間變化，且還依據(jù)打印機(jī)的設(shè)置和使用方式以 及周圍環(huán)境條件而變化，所以不容易獲得所節(jié)省的溶劑量的精確數(shù)字。然 而，以下試驗^t執(zhí)行。
Linx 6800打印機(jī)裝配有經(jīng)改變的Linx Ultima打印頭以供沿著墨槽 管線傳送且經(jīng)過墨罐和溶劑罐的空氣再循環(huán)回打印頭。依據(jù)圖l和2以及 圖4至6的實施例，此再循環(huán)通過在墨槽塊內(nèi)鉆另一孔以截斷墨槽孔來實 現(xiàn)，且空氣再循環(huán)管線與此另一孔連接。打印機(jī)被設(shè)置為使用Linx 3103 油墨和3501溶劑工作，其是一種基于乙醇和丙酮的混合物的系統(tǒng)。供墨罐 和溶劑罐使用的蓋和相應(yīng)的注入管用巻邊塞(turned plug)替代以防止不 受控制地向大氣任意排氣。對于準(zhǔn)備工作的打印機(jī)，秤量打印機(jī)主體、導(dǎo) 管、打印頭和電纜的重量。然后，打印積^L設(shè)定為持續(xù)進(jìn)行噴射而不打印， 以致噴射總是指向墨槽。打印機(jī)、導(dǎo)管和打印頭在整個試驗過程中都位于 秤盤上，從而能夠監(jiān)測它們的組合重量。在試驗結(jié)束時，打印機(jī)已關(guān)閉后， 再次秤量打印機(jī)主體、導(dǎo)管、打印頭和電纜這一組合體的重量。
最初，證實此布置難以獲得有意義的溶劑消耗數(shù)字。試驗最初在溫 度不受控制的試驗室內(nèi)進(jìn)行，推斷問M因于這樣一個事實，即，溫度的 微小變化對溶劑中丙酮成分的蒸發(fā)率有較大的影響。因此，打印機(jī)轉(zhuǎn)為使 用Linx 1240油墨和Linx 1512溶劑(其是一種基于丁酮的系統(tǒng))，并在打 印機(jī)位于維持恒定25匸的受控環(huán)境室內(nèi)的情況下進(jìn)行試驗。在試驗M 下，打印Wfc故置于室內(nèi)且使其整晚不起動以獲得室溫，然后第二天進(jìn)行 試驗。
另外，將一些空氣排向大氣的支路管線最初裝配有非常小的限流器 (內(nèi)徑約0.25111111)，這導(dǎo)致油墨不能被充分地從墨槽吸除，以致油墨溢出 墨槽口 。隨后的試驗在把空氣排向大氣的排氣支路和輸送再循環(huán)空氣至墨 槽塊的再循環(huán)支路管線內(nèi)具有內(nèi)徑0.6mm的匹配限流器的情況下進(jìn)行。此 打印機(jī)中，墨槽管線具有1.6mm的內(nèi)徑，空氣再循環(huán)管線具有3.0mm的 內(nèi)徑，且墨槽塊內(nèi)通向墨槽的空氣再循環(huán)路徑具有l(wèi).Omm的內(nèi)徑。采用此 布置，利用最初運(yùn)行而未改變的打印機(jī)(空氣不進(jìn)行再循環(huán)且用于從墨槽 管線排出空氣的管線內(nèi)無限流器)進(jìn)行測試。這種布置在七個小時的測試 過程中表現(xiàn)出大約60克的溶劑消耗。
然后，在設(shè)置空氣再循環(huán)系統(tǒng)且如上所述的0.6mm限流器位于輸送再循環(huán)空氣至墨槽塊的管線和將空氣排向大氣的管線內(nèi)的情況下，測試溶
劑消耗。對此布置進(jìn)行兩次測試。第一次測試，七個小時內(nèi)消耗大約29 克溶劑；第二次測試，七個小時內(nèi)消耗大約27克溶劑。因此，這些試驗顯 示溶劑消耗減少為打印機(jī)不改變時的消耗量的約50%。
作為另一測試，打印枳^Li殳置為沿著墨槽管線傳送的空氣不再循環(huán) 回打印頭，而按照與空氣再循環(huán)進(jìn)行的試驗中相同的方式，把空氣排向大 氣的管線裝配有限流器。此情況下，七個小時的溶劑消耗大約56克。it^ 示采用限流器來減小空氣沿著墨槽管線流經(jīng)墨槽口的速度對溶劑消耗率 有一定的影響，但試驗中顯示的溶劑消耗的減小大多看來似乎歸因于空氣 返回回到墨槽塊。
應(yīng)理解的是，上述試驗與一種被設(shè)置為采用特定的油墨和溶劑布置 且在特定環(huán)境下工作的特定打印機(jī)內(nèi)的溶劑消耗有關(guān)，利用不同打印機(jī)且 在不同^Ht下進(jìn)行的試驗可能獲得不同的結(jié)果。例如，墨槽抽吸程度和溶 劑消耗量可能受到因素如(i)打印頭與打印機(jī)主體的相對高度和(ii)管道長 度及管道內(nèi)管孔長度的影響。然而，這些試驗看來似乎都證實通過把已充 滿溶劑的空氣直接送回到墨槽流路內(nèi)可減小溶劑消耗這個原理。
再循環(huán)空氣與排出空氣的相對比例可變化的圖15至19的布置還體 現(xiàn)了本發(fā)明不限于把再循環(huán)空氣直接送回墨槽流路的個別方面。這些布置 也用在如圖22至25所示把再循環(huán)至打印頭的空氣排入含有噴墨的空間內(nèi) 的實施例中。以上參照圖1至21的公開內(nèi)容也應(yīng)用于圖22至25的實施例， 除了再循環(huán)空氣^L輸送至與圖1和2的實施例不同的打印頭內(nèi)的位置以外， 在圖16和19的布置中，閥93或分流器99可祐i殳置成完全封閉排氣支路 69a,因為在圖22至25的實施例中，可使沿著墨槽管線17傳送的空氣100% 再循環(huán)。
圖22和23是分別對應(yīng)于圖1和2的打印頭笫二實施例的俯視圖和 側(cè)視圖，其中，已沿著墨槽管線17經(jīng)過且已沿著空氣再循環(huán)管線69返回 打印頭25的空氣不直接與墨槽塊19連通。此實施例中，從空氣再循環(huán)管 線69接收再循環(huán)空氣的管件37通向緊鄰另一打印頭組件上方的空間。這 具有被^墨槽15的空氣已經(jīng)承栽一些蒸發(fā)溶劑的效果。這減小了空氣在 其沿著墨槽管線17經(jīng)過時吸收油墨中溶劑的能力，從而減少了系統(tǒng)的溶劑 損耗和排出到環(huán)境的溶劑量。若來自墨槽管線17的空氣的100%都再循環(huán) 回管件37,則能夠使從打印機(jī)逸出的充滿溶劑的空氣量最少化，且因此溶
30劑的損失率最小化。
圖24和25是分別對應(yīng)于圖1和2的打印頭第三實施例的俯視圖和 側(cè)視圖。此實施例中，管件37被重新定位以經(jīng)過支承基片3且在墨槽15 的油墨接收口附近敞開。管件37被定位在墨槽塊19與檢測電極13之間以 盡可能靠近墨槽口，同時被定位在噴墨7沿其前進(jìn)的所有路徑的一旁，以 盡可能減小由于離開管件37的空氣運(yùn)動導(dǎo)致的噴射斷裂或偏斜。
此實施例與圖22和23的實施例相比具有若干優(yōu)點。
在圖22和23的實施例中，打印頭罩21內(nèi)部的空間將易于充滿含溶 劑的空氣。這增大了當(dāng)空氣ii^墨槽15時該空氣已承栽的溶劑負(fù)栽，還導(dǎo) 致溶劑易于在打印頭的其它部件上冷凝下來。記住油墨在濕時是導(dǎo)電的， 此冷凝會導(dǎo)致部件上的導(dǎo)電液體干擾各個電極的正確^Mt 。
最后，已知給連續(xù)噴墨打印;IMI:供"正空氣"(positive air)特征， 其中，少量外部空氣被泵入打印頭罩21包圍的空間內(nèi)。盡管打印頭軍21 相對于打印頭附近的空氣保護(hù)油墨噴射7，但若打印機(jī)在非常多塵或潮濕 的環(huán)境中工作，此"正空氣"特征用于確保少量空氣經(jīng)由罩21內(nèi)的狹縫 23流出，以防止任何外部空氣經(jīng)由其l。此情況下，若罩21內(nèi)的空間 充滿來自管件37的含溶劑空氣，則經(jīng)由狹縫23流出的空氣將充滿溶劑， 增大了溶劑對打印地點的污染，這在一些情況下是不希望的。
通過改進(jìn)管件37與墨槽15的油墨接收口的聯(lián)接，能夠獲得4吏含溶 劑空氣回到墨槽15內(nèi)的再循環(huán)，而不需要打印頭罩21內(nèi)的所有空氣都充 滿溶劑。
然而，在再循環(huán)空氣排入油墨噴射形成空間內(nèi)以通過經(jīng)由墨槽的油
墨接收口^bv而再ii^墨槽管線的任何實施例中，優(yōu)選采取一些額外的步
驟來減小溶劑在打印頭部件上冷凝的可能性，尤其避免其在電極上冷凝。 例如，可采取步驟確保電札良可能的其它部件處于比再循環(huán)空氣更高的溫 度下(例如，通過冷卻再循環(huán)空氣)，或者可采取步驟使再循環(huán)空氣中的 溶劑冷凝下來或以一些其它方式除去再循環(huán)空氣中的溶劑，以使l油墨 噴射形成空間的空氣不完全充滿溶劑。
上述實施例是以示例方式提供的，本發(fā)明不限于這些實施例。各種 變形和替換對本領(lǐng)域那些技術(shù)人員而言將是顯而易見的。例如，可提供直 接自墨罐41、溶劑罐59或抽吸源51，77下游的任何其它便利位置的單獨排
31氣管線，代替提供自空氣再循環(huán)管線69的排氣支路69a。此情況下，圖15 和16的旁路和閥的布置以及圖20的溶劑回收系統(tǒng)可用于排氣管線，圖17 和18的閥和分流器的布置可用于再循環(huán)管線。
在抽吸源不是加壓油墨管線內(nèi)的文氏管時特別適用的 一種替換方式 中，抽吸源給墨罐(其不單獨排氣)施加抽吸。吸力仍然被施加給墨槽， 但此情況下，吸力經(jīng)由墨罐內(nèi)的空氣空間施加。例如，在圖12的流體系統(tǒng) 中，抽吸泵51移至管線67內(nèi)或管線69分支前的管線69內(nèi)。若抽吸泵位 于再循環(huán)管線69內(nèi)，此管線直接與墨罐連接而不與溶劑罐連接，如上所述。
另外，以上實施例表示了打印頭經(jīng)由撓性管路與打印機(jī)主體連接的 噴墨打印機(jī)布置，因為這是實際中最普遍的布置，然而本發(fā)明不限于此。 墨槍、電極9,11,13、墨槽15和所有其它的打印頭組件可與罐及其它的流 體系統(tǒng)組件在同一外殼內(nèi)。此情況下，墨槽管線17、空氣再循環(huán)管線69 和所有其它通常沿著管路經(jīng)過的管線可以是完全收容于外殼內(nèi)的流體連 接管線。選擇性的，打印頭可直接固定在打印機(jī)主體上而無任何管路。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)噴墨打印機(jī)包括墨槍，用于形成油墨噴射；墨槽，具有用于接收油墨噴射中未用于打印的墨滴的油墨接收口；墨槽管線，被連接成從所述墨槽接收已經(jīng)由所述油墨接收口進(jìn)入的油墨；以及抽吸源，用于給所述墨槽管線施加抽吸；打印機(jī)，具有供流體從所述墨槽的所述油墨接收口經(jīng)過所述墨槽沿著所述墨槽管線流動的墨槽流路，所述打印機(jī)還包括(i)空氣再循環(huán)管線，用于經(jīng)由所述油墨接收口或者經(jīng)由至所述油墨接收口下游的所述墨槽流路的連接來傳送已沿著墨槽管線經(jīng)過的空氣中的至少一些以再進(jìn)入所述墨槽流路，以及(ii)排氣路，用于排出已沿著所述墨槽管線經(jīng)過的空氣中的至少一些以不再進(jìn)入所述墨槽流路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印機(jī)具有這樣一 種工作模式，其中，從所述墨槍噴墨，且已沿著所述墨槽管線經(jīng)過的空 氣中的至少一些沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送以再進(jìn)入所述墨槽流路， 所述打印機(jī)還具有這樣一種工作模式，其中，從所述墨槍噴墨，且已沿 著所述墨槽管線經(jīng)過的空氣中的至少一些經(jīng)由所述排氣路排出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印機(jī)具有這樣一 種工作模式，其中，從所述墨槍噴墨，已沿著所述墨槽管線經(jīng)過的部分空氣沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送以再進(jìn)入所述墨槽流路，且已沿著所 述墨槽管線經(jīng)過的部分空氣經(jīng)由所述排氣路排出。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印機(jī)具有第一工 作模式和第二工作模式，在所述笫一工作模式中，從所述墨槍噴墨，且 已沿著所述墨槽管線經(jīng)過的空氣中的至少部分沿著所述空氣再循環(huán)管 線傳送以再進(jìn)入所述墨槽流路；在所述第二工作模式中，從所述墨槍噴 墨，且已沿著所述墨槽管線經(jīng)過的空氣中的至少部分經(jīng)由所述排氣路排 出，所述第二模式下從所述墨槽管線沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送以再 進(jìn)入所述墨槽流路的所述空氣的比例為零或者小于所述第一模式下的 ,斤述比例。
5. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述空氣再循環(huán)管線被連接為傳送沿著其經(jīng)過的空氣以在所迷油墨接收 口下游的位置進(jìn)入所述墨槽流路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述位置 不超過所述油墨接收口下游10mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述位置 不超過所述油墨接收口下游5mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述位置 不超過所述油墨接收口下游2mm。
9. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，包括一個或多個 閥或分流器，所述閥或分流器用于改變已沿著所述墨槽管線經(jīng)過且經(jīng)由 所述排氣路排出或者沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送的空氣的相對比例。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，還包括控制系統(tǒng)，所述 控制系統(tǒng)被設(shè)置用以響應(yīng)于所述打印機(jī)的一個或多個檢出條件和/或所 述打印機(jī)的一個或多個過往操作，自動地控制所述一個或多個閥或分流 器或者至少它們之一的狀態(tài)。
11. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，還包括用于從將 經(jīng)由所述排氣路排出的空氣中回收蒸發(fā)的油墨溶劑的溶劑回收設(shè)備。
12. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，包括打印頭、打 印機(jī)主體和連接在所述打印頭與所述打印機(jī)主體之間的撓性管道，所述墨槍和所述墨槽位于所述打印頭內(nèi)， 所述抽吸源位于所述打印機(jī)主體內(nèi)，以及 所述墨槽管線和所述空氣再循環(huán)管線經(jīng)過所述管道。
13. 當(dāng)直接或間接引用權(quán)利要求10時根據(jù)權(quán)利要求12所述的連續(xù)噴 墨打印機(jī)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)位于所述打印機(jī)主體內(nèi)。
14. 一種用于根據(jù)權(quán)利要求13所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印機(jī)主體。
15. 當(dāng)直接或間接引用權(quán)利要求9時根據(jù)權(quán)利要求13或者根據(jù)權(quán)利要 求12所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述一個或多個閥或分流 器位于所述打印機(jī)主體內(nèi)。
16. —種用于根據(jù)權(quán)利要求15所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印機(jī)主體。
17. —種用于當(dāng)直接或間接引用權(quán)利要求5至8中任一項時根據(jù)權(quán)利 要求12，13和15之任一所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印頭，所述墨槽提供 封閉墨路和封閉氣路，所述封閉墨路從所述油墨接收口起以傳送被輸送 至所述墨槽管線的油墨，所述封閉氣路用于接收沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送的空氣，所述封閉氣路在所述油墨接收口下游的所述位置通入所 述封閉墨路。
18. —種連續(xù)噴墨打印機(jī)包括 墨槍，用于形成油墨噴射；以及墨槽，具有用于接收油墨噴射中未用于打印的墨滴的油墨接收口 ； 所述打印機(jī)具有供油墨從所述墨槽的所述油墨接收口流經(jīng)并離開 所述墨槽的墨槽流路，所述打印機(jī)還包括(i)空氣再循環(huán)管線，用于經(jīng)由所述油墨接收口 或者經(jīng)由至所述油墨接收口下游的所述墨槽流路的連接來傳送已沿著 所述墨槽流路的至少一部分與所述油墨一起經(jīng)過的任何空氣中的至少 一些，以再進(jìn)入所述墨槽流路；以及(ii)排氣路，用于排出已沿著所 述墨槽流路的至少一部分與所述油墨一起經(jīng)過的所述空氣中的至少一 些，以不再進(jìn)入所述墨槽流路。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述空氣 再循環(huán)管線被連接為傳送沿著其經(jīng)過的空氣以在所述油墨接收口下游 的位置進(jìn)入所述墨槽流路。
20. —種連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印機(jī)具有用于形成油墨噴射的墨槍， 和經(jīng)由其油墨接收口接收油墨噴射中未用于打印的墨滴的墨槽，所述打印機(jī)具有自所述油墨接收口起供所述油墨經(jīng)由所述油墨接 收口進(jìn)入所述墨槽的墨槽流路，其特征在于，具有空氣管線，所述空氣管線用于傳送已沿著所述墨 槽流路的至少部分與所述油墨一起經(jīng)過的空氣，以在所述油墨接收口下 游的位置再進(jìn)入所述墨槽流路。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征 在于，所述位置不超過所述油墨接收口下游10mm。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征 在于，所述位置不超過所述油墨接收口下游5mm。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19或權(quán)利要求20所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征 在于，所述位置不超過所述油墨接收口下游2mm。
24. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，包括一個或多個 流動控制設(shè)備，所述流動控制設(shè)備用于改變已沿著所述墨槽流路的至少 一部分經(jīng)過且經(jīng)由所述排氣路排出或者沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送 的空氣的相對比例。
25. —種連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印機(jī)具有用于形成油墨噴射的墨槍 和經(jīng)由其油墨接收口接收油墨噴射中未用于打印的墨滴的墨槽，所述打印機(jī)具有墨槽流路和空氣再循環(huán)管線，所述墨槽流路自所述 油墨接收口起供所述油墨經(jīng)由所述油墨接收口進(jìn)入所述墨槽，所述空氣 再循環(huán)管線用于傳送沿著所述墨槽流路的至少部分與所述油墨一起經(jīng) 過的空氣以再進(jìn)入所述墨槽流路，其特征在于，具有排氣路和一個或多個流動控制設(shè)備，所述排氣路 用于排出已沿著所述墨槽流路的至少部分與所述油墨一起經(jīng)過的空氣， 所述流動控制設(shè)備用于改變沿著所述空氣再循環(huán)管線經(jīng)過的空氣和經(jīng) 由所述排氣路排出的空氣的相對比例。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24或權(quán)利要求25所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，還包括 控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)被設(shè)置用以響應(yīng)于所述打印機(jī)的一個或多個檢 出條件和/或所述打印機(jī)的一個或多個過往操作，自動地控制所述一個 或多個流動控制設(shè)備或者至少它們之一的狀態(tài)。
27. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，還包括用于從將 經(jīng)由所述排氣路排出的空氣中回收蒸發(fā)的油墨溶劑的溶劑回收設(shè)備。
28. 根據(jù)權(quán)利要求18至27之任一所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印 機(jī)具有這樣一種工作模式，其中，從所述墨槍噴墨，且已沿著所述墨槽 流路的至少一部分經(jīng)過的空氣中的至少一些沿著所述空氣再循環(huán)管線 傳送以再進(jìn)入所述墨槽流路，所述打印機(jī)還具有這樣一種工作模式，其 中，從所述墨槍噴墨，且已沿著所述墨槽流路的至少一部分經(jīng)過的空氣 中的至少一些經(jīng)由所述排氣路排出。
29. 根據(jù)權(quán)利要求18至27之任一所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印 機(jī)具有這樣一種工作模式，其中，從所述墨槍噴墨，已沿著所述墨槽流 路的至少一部分經(jīng)過的部分空氣沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送以再進(jìn) 入所述墨槽流路，且已沿著所述墨槽流路的至少一部分經(jīng)過的部分空氣 經(jīng)由所述排氣路排出。
30. 根據(jù)權(quán)利要求18至27之任一所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，所述打印 機(jī)具有第一工作模式和第二工作模式，在所述第一工作模式中，從所述 墨槍噴墨，且已沿著所述墨槽流路的至少 一部分經(jīng)過的空氣中的至少部 分沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送以再進(jìn)入所述墨槽流路；在所述第二工 作模式中，從所述墨槍噴墨，且已沿著所述墨槽流路的至少一部分經(jīng)過 的空氣中的至少部分經(jīng)由所述排氣路排出，所述第二模式下從所述墨槽流路沿著所述空氣再循環(huán)管線傳送以再進(jìn)入所述墨槽流路的所述空氣 的比例為零或者小于所述第 一模式下的所述比例。
31. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，包括打印頭、打 印機(jī)主體和連接在所述打印頭與所述打印機(jī)主體之間的撓性管道，所述墨槍和所述墨槽位于所述打印頭內(nèi)， 所述墨槽流路和所述空氣再循環(huán)管線經(jīng)過所述管道，以及 所述打印機(jī)主體具有被連接用以經(jīng)由所述墨槽流路給所述墨槽施 加抽吸的抽吸源。
32. 當(dāng)直接或間接引用權(quán)利要求26時根據(jù)權(quán)利要求31所述的連續(xù)噴 墨打印機(jī)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)位于所述打印機(jī)主體內(nèi)。
33. —種用于根據(jù)權(quán)利要求32所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印機(jī)主體。
34. 當(dāng)直接或間接引用權(quán)利要求24或權(quán)利要求25時根據(jù)權(quán)利要求32 或者根據(jù)權(quán)利要求31所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)，其特征在于，所述一個 或多個流動控制i殳備位于所述打印機(jī)主體內(nèi)。
35. —種用于根據(jù)權(quán)利要求34所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印機(jī)主體。
36. —種用于當(dāng)直接或間接引用權(quán)利要求19至23中任一項時根據(jù)權(quán) 利要求31,32和34之任一所述的連續(xù)噴墨打印機(jī)的打印頭，所述墨槽提 供封閉墨路和封閉氣路，所述封閉墨路從所述油墨接收口起，且形成所 述墨槽流路的一部分，所述封閉氣路用于接收沿著所述空氣再循環(huán)管線 傳送的空氣，所述封閉氣路在所述油墨接收口下游的所述位置通入所述 封閉墨路。
37. —種連續(xù)噴墨打印機(jī)的搮作方法包括 形成油墨噴射；經(jīng)由墨槽的油墨接收口接收所述油墨噴射中未用于打印的墨滴于 所述墨槽內(nèi)；沿著墨槽流路傳送已經(jīng)由所述油墨接收口進(jìn)入所述墨槽的油墨； 使已沿著所述墨槽流路的至少一部分經(jīng)過的一些空氣再循環(huán)，以使其再進(jìn)入所述墨槽流路；以及將已沿著所述墨槽流路的至少一部分經(jīng)過的一些空氣排出，以使其不再進(jìn)入所述墨槽流路。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，還包括改變再循環(huán)空氣與排出空氣 的相對比例。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37或權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，再循環(huán)空氣在所述油墨接收口的下游再進(jìn)入所述墨槽流路。
40. —種用于連續(xù)噴墨打印機(jī)的墨槽，所述墨槽具有穿過其的第一封 閉流體流路和穿過其的第二封閉流體流路，所述第 一封閉流體流路從使 用中打印機(jī)的油墨噴射的油墨進(jìn)入位置延伸至與用于吸除所述第 一封 閉流體流路中的油墨的抽吸管線的連接位置；所述第二封閉流體流路從 與空氣供給源的連接位置延伸至與第一封閉流體流路的接合點，所述接 合點在所述墨槽內(nèi)且在所述油墨進(jìn)入位置和與所述抽吸管線的連接位 置之間。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的墨槽，其特征在于，所述接合點從所述油 墨進(jìn)入位置起沿著所述第一封閉流體流路不超過10mm。
42. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的墨槽，其特征在于，所述接合點從所述油 墨進(jìn)入位置起沿著所述第一封閉流體流路不超過5mm。
43. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的墨槽，其特征在于，所述接合點從所述油 墨進(jìn)入位置起沿著所述第一封閉流體流路不超過2mm。
全文摘要
連續(xù)噴墨打印機(jī)具有用于排出已沿著墨槽管線(17)吸入的空氣中至少一些的管線(69a)，以及用于使已沿著墨槽管線(17)吸入的空氣中至少一些再循環(huán)回打印頭(25)的管線(69b)。優(yōu)選的，排出空氣與再循環(huán)空氣的相對比例可變化，以在正常操作過程中減少溶劑損耗，但允許在油墨過稀時增大溶劑損耗。優(yōu)選的，再循環(huán)至打印頭的空氣直接連入從墨槽孔至墨槽抽吸源的流路，而不通向含有油墨噴射的空間。這減小了再循環(huán)空氣中的溶劑冷凝在打印頭電極上的可能性。
文檔編號B41J2/18GK101668639SQ200880010122
公開日2010年3月10日 申請日期2008年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者安托尼·希爾 申請人:領(lǐng)新印刷技術(shù)有限公司