專利名稱：噴墨打印頭的墨水輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴墨打印頭的墨水輸送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在很多噴墨打印頭中，重要的是在噴出墨水的噴口上保持負(fù)壓，以避免在打印頭不操作時(shí)緩慢滲出墨水。另外，還不時(shí)地需要使墨水在壓力下噴過打印頭，以便排空打印頭。在很多情況下還需要定期地用遠(yuǎn)處的墨水源重新充滿使墨水輸送到打印頭的墨水池，以便在墨水池中保持要求的墨水高度，而且還需要提供一種可以以廉價(jià)的方式快速而容易地連接于打印頭的遠(yuǎn)距離墨水源。
某些先有技術(shù)配置例如Robinson的專利No.4187511、Matsumoto的專利No.4536777、Eremity等的專利No.4602662和Mizusawa等的專利No.4677448中所述的配置提供了一種遠(yuǎn)距離的墨水源，利用真空裝置從這種墨水源將墨水抽到噴墨頭用的墨池中，但這些配置相當(dāng)復(fù)雜而且成本高。在其它先有技術(shù)配置中例如在Okamura等的專利No.5485187所述的配置中，使墨水輸送到打印頭的墨池中的墨水高度保持在打印頭中噴口下面要求的距離處，以便在噴墨頭的噴口上產(chǎn)生要求的負(fù)壓，并可以施加排空所需的正壓，但在遠(yuǎn)距離的墨水源中的墨水高度必須與墨池中墨水的高度相同。然而先有技術(shù)沒有公開簡單而廉價(jià)的用于噴墨打印頭的雙墨池墨水輸送系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，墨池中的墨水可以保持在要求高度，而同時(shí)可以方便地從配置在任何高度的遠(yuǎn)距離的墨水源補(bǔ)充墨池，并且還可以保證以方便的方式排空打印頭，同時(shí)先有技術(shù)還沒有提供用于連接和取下遠(yuǎn)距離墨水源的簡單而方便的裝置。
發(fā)明概要因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于噴墨打印頭的雙墨池墨水輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以克服先有技術(shù)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種雙墨池真空墨水輸送系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，向打印頭輸送墨水的墨池中的墨水通常保持在要求高度，同時(shí)在必要時(shí)可以保證排空打印頭和保證以方便和廉價(jià)的方式補(bǔ)充墨池。
提供這樣一種墨水輸送系統(tǒng)便可以達(dá)到本發(fā)明的這些和其它目的，該系統(tǒng)包括可連接于遠(yuǎn)距離墨水源的墨池和連接于墨池的空氣泵，利用該空氣泵抽真空可以將墨水從遠(yuǎn)距離墨源經(jīng)一個(gè)閥抽到墨池中。墨池包括墨水傳感器，該傳感器用于檢測墨池中位于要求高度的墨水的存在，該墨水輸送系統(tǒng)還包括一種排空液池，在該液池中，墨水的高度通常與墨池中墨水的高度相同，而且在另一個(gè)閥連接于排空液池和關(guān)閉墨池時(shí)可以向該液體施加壓力，從而排空打印頭。最好用一個(gè)空氣泵對墨池抽真空，以便從遠(yuǎn)距離的墨源補(bǔ)充墨水，而需要排空時(shí)，用另一個(gè)空氣泵的排空液池中的墨水施加壓力?？刂埔撼刂g連通的閥最好是電磁閥。為方便地替換遠(yuǎn)距離墨源，可以應(yīng)用摩擦配合的路厄氏連接。
附圖的簡要說明結(jié)合附圖閱讀以下說明可以明顯看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，附圖是

圖1是示意圖，示出本發(fā)明的用于噴墨打印頭的墨水輸送系統(tǒng)的典型實(shí)施例；圖2是代表性的分解視圖，示出遠(yuǎn)距離墨源的典型實(shí)施例。
實(shí)施本發(fā)明的最好模式在圖1所示本發(fā)明的典型實(shí)施例中，噴墨頭10具有帶噴口14的噴口板12，墨水響應(yīng)施加在圖中示意示出的相應(yīng)墨水壓力室16中的墨水上的壓力脈沖選擇性噴出墨水。配置在壓力室16和噴口14之間的過濾器18被設(shè)計(jì)成捕獲大到足以堵塞噴口14的固體粒子，但允許較小的固體粒子通過噴口，例如在Moynihan于1994年4月22日提出的待審理的申請系列NO.08/231102中所述的過濾器，該申請的內(nèi)容作為參考包含在本文中。各個(gè)壓力室16從內(nèi)打印頭支管20接收墨水，該支管20又通過過濾器22得到墨水，該過濾器連接于墨水接收管24。
為了向噴墨打印頭10輸送墨水，遠(yuǎn)距離的墨水源單元28具有通氣管30和墨水過濾器32，該單元通過路厄氏連接器33連接于通常關(guān)閉的電磁閥34，該電磁閥通向墨水源管36。如果需要，可以用單向閥取代電磁閥34，該單向閥適合于防止墨水從管36流到墨水源單元28。
在墨水源單元28中裝置一個(gè)內(nèi)部過濾器32，以便在任何可能使打印頭失靈的雜質(zhì)混合墨水中時(shí)保護(hù)打印頭，該過濾器還過濾出在制造和裝配期間混入的任何固體粒子。這樣便不需要清潔墨源容器和在潔凈環(huán)境中灌注墨水源單元。
路厄氏連接器33在錐形的密封配合陽性件和陰性件之間形成緊密的摩擦配合，因此提供了一種方便的廉價(jià)的結(jié)構(gòu)，利用這種結(jié)構(gòu)可以容易地將墨水源28連接于系統(tǒng)或從系統(tǒng)上卸下來。
本發(fā)明的遠(yuǎn)距離墨水源單元28的代表性實(shí)施例例示于圖2。在該實(shí)施例中，墨水源單元由塑料杯80和塑料蓋82構(gòu)成，后者沿杯的邊緣用超聲焊焊接在該杯上。蓋82上具有開孔86，在單元已經(jīng)灌注墨水以后，加料口的塞子88以同樣方式焊接在該開口上。
另外，管子92從連接器外殼94伸到杯的底部，該外殼94形成在蓋上，并且在該外殼94上還形成通氣孔90。過濾器32插入連接器外殼中，然后采用例如超聲焊，將塑料路厄氏陰性連接器96密封地固定于連接器外殼，由此完成墨水源單元28的組裝。為將其接入噴墨系統(tǒng)，將通向打印頭的墨水輸送管36端部的陽性路厄氏連接器98以圖1所示的方式摩擦配合于陰性連接器96。陽性路厄氏連接器98最好用不銹剛制作。
墨水輸送管36連接于真空液池38，也通過正常為打開的電磁閥40連接于排空液池42和打印頭墨池管24。在真空液池38中裝有墨水高度傳感器44，以便控制該液池中墨水的高度。為了補(bǔ)充真空液池38中的墨水，當(dāng)檢測器44檢測到液池中低的墨水高度時(shí)便通過導(dǎo)線45輸出一個(gè)檢測信號，控制器50以下列方式響應(yīng)此檢測信號通過導(dǎo)線70輸出信號打開電磁閥34；通過導(dǎo)線51輸出信號驅(qū)動(dòng)空氣泵52，該泵從液池中抽出空氣；并通過導(dǎo)線48輸出信號關(guān)閉電磁閥40。這樣便在真空液池中產(chǎn)生真空，通過這種真空便將墨水從遠(yuǎn)距離的墨源單元28經(jīng)打開的電磁閥34抽到真空液池中。
當(dāng)經(jīng)過足以重新充滿但不溢出真空液池的預(yù)定的充注時(shí)間以后，空氣泵52關(guān)閉，電磁閥34和40回到其正常狀態(tài)。在液池中的剩余真空將大氣的空氣經(jīng)過濾器54和節(jié)流通道56回抽到液池中，使液池中的墨水保持在大氣壓下。節(jié)流通道56的管口例如約為0.01英寸直徑，或者可以為一段直徑減小的導(dǎo)管，該節(jié)流通道傍通空氣泵52，并提供一種空氣流量，該流量低到可以在操作期間防止空氣泵52短路，但又高到在使用打字頭期間使液池38中的墨水保持在大氣壓下。
空氣泵52例如可以是簡單而廉價(jià)的用于向魚缸輸送空氣的隔膜泵，該泵產(chǎn)生負(fù)的氣壓，當(dāng)墨水源位于液池38下面達(dá)12英寸或以上時(shí)，該負(fù)壓可以從墨水源單元28經(jīng)過濾器32抽出墨水。
如果在一次或兩次抽吸操作之后墨水還沒有達(dá)到傳感器44的高度，這說明遠(yuǎn)距離墨水源單元28已抽空，則控制器50顯示信號72，提醒操作者替換遠(yuǎn)距離墨水源單元。
為了使噴口14中的墨水的壓力控制在負(fù)壓水平，防止它從噴口中慢慢滲出來，使真空液池中的墨水傳感器44位于高度58，該高度低于噴口的高度60，這兩個(gè)高度之間的距離62可以例如約為1～4英寸，從而在噴口14中產(chǎn)生約1～4英寸水位差的相應(yīng)負(fù)壓。
排空液池42連接于空氣泵64，該泵類似于空氣泵52，但適于在反方向運(yùn)轉(zhuǎn)，以便于在操作期間將壓力施加于排空液池中的空氣上。節(jié)流通道66其孔的直徑約為0.01英寸或?yàn)橹睆綔p小的一段導(dǎo)管，該通道傍通空氣泵，并通向過濾器68，排空液池通過該過濾器連通于大氣，由此可以防止混入抽入液池的空氣中的雜質(zhì)。如像節(jié)流通道56的情況一樣，通道66小到足以防止空氣泵64短路，但大到足以在系統(tǒng)操作期間使排空液池42中的墨水保持在大氣壓力下。因此，只要電磁閥40保持打開而且空氣泵52和64中沒有一個(gè)操作，則在液池之間的墨水流動(dòng)停止后，排空液池42中墨水的高度將與真空液池38中高度相同。
如果需要排空打印頭10中的墨水，以清洗噴口14和打印頭中有關(guān)的墨水通道，則利用控制器50經(jīng)導(dǎo)線48輸出的信號關(guān)閉正常為打開的電磁閥40，并利用通過導(dǎo)線72輸出的信號起動(dòng)空氣泵64，從而將壓力加于液池42中的墨水上，使打印頭中墨水的壓力增加，使墨水受壓壓出噴口板上的噴口和打印頭中相鄰的通道，從而清除這些通道中的空氣泡或雜質(zhì)。
因?yàn)榭諝獗?2和64是簡單廉價(jià)的隔膜泵，所以本發(fā)明的墨水輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，不需要活塞以液密方式相對于缸體運(yùn)動(dòng)的活塞泵，例如已在常規(guī)墨水輸送系統(tǒng)中用來將墨水從遠(yuǎn)距離墨水源輸送到墨水池的活塞泵。如上所述，由這種空氣泵產(chǎn)生的負(fù)壓可以高到足以將墨水從顯著低于墨池高度的墨水源中通過任何必需的過濾器抽上來，因?yàn)檫h(yuǎn)距離的墨水源可以放在裝置中的任何位置。另外，利用路厄氏連接法可以快速廉價(jià)地完成墨水源單元28的連接和卸下。
雖然已參考具體實(shí)施例說明本發(fā)明，但對技術(shù)人員可以容易看出很多的變型和改變。所有這些改變和變型相應(yīng)地包含在本發(fā)明的預(yù)定范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種用于噴墨打印頭的墨水輸送裝置，包括連接于噴墨打印頭的墨池，以便向打印頭輸送墨水；墨源容器，通過輸送閥連接于墨池，該閥被配置成可防止墨水從墨池流回墨水源容器；空氣泵，連接于墨水池，從而在其中產(chǎn)生真空，而從將墨水源中的墨水抽到墨池中。
2．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，包括空氣節(jié)流通道，傍通空氣泵，通向大氣，使得在空氣泵不操作時(shí)保持墨池中的墨水在大氣壓下。
3．如權(quán)利要求2所述的墨水輸送裝置，包括過濾器，該節(jié)流通道經(jīng)該過濾器與大氣連通。
4．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，其特征在于，輸送閥是電磁閥。
5．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，其特征在于，輸送閥是單向閥。
6．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，包括在墨水源容器中的過濾器，當(dāng)將墨水源容器中的墨水抽到墨池中時(shí)，該過濾器用于防止墨水中的固體雜質(zhì)流到墨池中。
7．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，包括連接于墨池的墨水輸送管，通向噴墨打印頭；排空液池，連接于墨水輸送管；在墨水輸送管道上的通常為打開的閥，位于排空液池和墨池之間，該閥被配置成在排空期間和在墨池中產(chǎn)生真空時(shí)關(guān)閉。
8．如權(quán)利要求7所述的墨水輸送裝置，包括另一個(gè)空氣泵，配置成向排空液池輸送壓力空氣，以升高輸送管中以及連接于該管的噴墨打印頭中的墨水的壓力，從而使打印頭中的墨水通過噴墨噴口噴出。
9．如權(quán)利要求8所述的墨水輸送裝置，包括連接于排空液池的節(jié)流通道，通向大氣并傍通該另一空氣泵。
10．如權(quán)利要求9所述的墨水輸送裝置，包括位于排空液池和大氣之間的過濾器，排空液池通過該過濾器與大氣連通。
11．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，包括在墨池中的墨水高度傳感器；控制器，根據(jù)墨水高度傳感器輸出的信號控制空氣泵的操作。
12．如權(quán)利要求10所述的墨水輸送裝置，其特征在于，控制器控制空氣泵的操作，使得在墨水高度傳感器向控制器送出信號后便使墨水抽入到墨池中，抽入一段預(yù)定的時(shí)間。
13．如權(quán)利要求12所述的墨水輸送裝置，其特征在于，由墨水高度傳感器檢測到的墨水在墨池中的高度位于比噴墨打印頭中噴口的高度低的位置，因此可以在噴墨打印頭的噴口上形成要求的負(fù)液壓頭。
14．如權(quán)利要求1所述的墨水輸送裝置，包括連接于墨水源容器的墨水進(jìn)入管，通向輸送閥；在墨水進(jìn)入管上的路厄氏(luer)連接器，該連接器便于連接和除去墨水源容器。
15．一種用于噴墨打印頭的墨水輸送裝置，包括墨水容器；在墨水容器上的通氣口；在墨水容器上的墨水出口，通過該出口抽出墨水；路厄氏連接裝置，用于將墨水容器上的出口連接于噴墨打印頭的墨水進(jìn)入管。
16．如權(quán)利要求15所述的墨水輸送裝置，包括在墨水容器上的墨水出口中的過濾器。
17．如權(quán)利要求15所述的墨水輸送裝置，其特征在于，墨水容器包括塑料杯；塑料蓋；塑料杯和塑料蓋沿塑料杯的邊緣被焊接在一起。
18．如權(quán)利要求15所述的墨水輸送裝置，其特征在于，墨水容器上的墨水出口包括陰性路厄氏連接器，而墨水進(jìn)入管包含陽性路厄氏連接器。
19．如權(quán)利要求18所述的墨水輸送裝置，其特征在于，墨水容器上的墨水出口和陰性路厄氏連接器用塑料制作，并結(jié)合在一起。
20．如權(quán)利要求18所述的墨水輸送裝置，其特征在于，陽性路厄氏連接器用不銹鋼制作。
全文摘要
用于具有噴口(14)的噴墨打印頭(10)的墨水輸送系統(tǒng)包括空氣泵(52)和通過閥(34)與路厄氏連接器(33)連接于墨水源容器(28)的墨池(38)。墨池具有要求的墨水高度傳感器(44)、低的墨水狀態(tài)傳感器和控制器(50),該控制器響應(yīng)低的墨水狀態(tài)傳感器而控制泵,由此在墨池中產(chǎn)生真空,抽出容器的墨水。節(jié)流通道(56)使墨池經(jīng)過濾器(54)連通大氣。排空液池連接于輸送管(24),該輸送管從墨池通到打印頭。另一空氣泵(64)向排空液池施加空氣壓力。位于排空液池和墨池之間管子上的電磁閥(40)在重新灌注墨水和排空期間是關(guān)閉的。
文檔編號B41J2/175GK1214012SQ97193035
公開日1999年4月14日 申請日期1997年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月14日
發(fā)明者杰夫里·B·布魯克斯, 戴維·G·喬治斯 申請人:馬克姆公司