專利名稱：微滴沉積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及打印機(jī)，尤其是微滴沉積噴墨打印機(jī)(droplet depositionink jet printers)。
背景技術(shù)：
噴墨打印機(jī)已不再僅被視為辦公打印機(jī)，其多樣性表明它們目前已被用于數(shù)字出版及其它工業(yè)領(lǐng)域。噴嘴數(shù)量超過500的打印頭現(xiàn)已比較常見，在不久的將來，包括2000個(gè)以上噴嘴的“頁(yè)寬”打印頭有望實(shí)現(xiàn)商用。
這些打印頭一般為“末端噴射器”，即通道或噴射腔具有墨水入口以及噴射墨水的噴嘴。墨水經(jīng)墨水入口流入噴射腔，而墨水離開噴射腔的唯一方式就是通過噴嘴噴射出去。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)除墨水入口和噴嘴外，在噴射通道上增加一個(gè)墨水出口具有某些優(yōu)點(diǎn)。即使在打印時(shí)，使墨水流經(jīng)該通道也有助于減少粒子或氣泡阻塞噴嘴的可能。
由于這些工業(yè)打印機(jī)的尺寸，當(dāng)全黑打印時(shí)，大量墨水從噴頭噴射出，即所有噴射腔均以最大流量打印。為了有助于圬物沖出打印頭，并保持打印頭溫度恒定，在現(xiàn)有技術(shù)的打印頭中，建議墨水通過打印頭的流速約是最大打印流速的十倍。
由于噴嘴壓力高于大氣壓可能會(huì)導(dǎo)致噴射流體滲漏，而噴嘴壓力比大氣壓低得太多會(huì)導(dǎo)致空氣被吸入噴射腔，所以噴嘴的壓力優(yōu)選地保持在恰好低于大氣壓。所有這些效果均不穩(wěn)定，因此效果都不理想。
為了循環(huán)墨水，打印頭設(shè)置有一個(gè)入口集合管以及一個(gè)出口集合管。在入口與出口集合管之間，打印頭中存在明顯的壓差，為確保噴嘴處具有合適的壓力，需要規(guī)定入口和出口集合管中的壓力。入口集合管壓力為正，而出口集合管壓力為負(fù)，且略高于入口集合管的壓力。
這些壓力可以通過使用一個(gè)上部和一個(gè)下部貯液器的重力供料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)墨水從上部貯液器供給打印機(jī)，設(shè)置一個(gè)泵將集中到下部貯液器中的未噴射墨水返回到上部貯液器。從而，實(shí)現(xiàn)所需的壓力。
雖然這種配置的效果穩(wěn)定，但會(huì)增加機(jī)器的尺寸，所以需要適用于更小型墨水供應(yīng)系統(tǒng)的方法。本發(fā)明的一個(gè)目的就在于解決這個(gè)及其它問題。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明一方面在于微滴沉積設(shè)備，包括至少一個(gè)打印頭，每個(gè)打印頭具有至少一個(gè)用于從該打印頭噴射流體或液體的噴嘴；液體或流體供應(yīng)裝置，用于在壓力下向所述至少一個(gè)打印頭供應(yīng)液體；以及壓力控制裝置，它位于與所述或每個(gè)打印頭并聯(lián)的所述液體供應(yīng)裝置中，用于調(diào)節(jié)所述液體供應(yīng)裝置中的液體或流體壓力，以控制所述或每個(gè)噴嘴處的液體壓力。
優(yōu)選的是，加壓裝置位于與所述或每個(gè)打印頭以及所述壓力控制裝置并聯(lián)的所述液體供應(yīng)裝置中。
優(yōu)選的是，一個(gè)接頭設(shè)置在所述加壓裝置下游的液體供應(yīng)裝置中，其中所述接頭將所述液體供應(yīng)裝置至少分為兩條支路；而在所述接頭的下游，所述壓力控制裝置位于一條支路，而所述或每個(gè)打印頭位于另一支路。
優(yōu)選的是，另一個(gè)接頭設(shè)置在所述壓力控制裝置下游的液體供應(yīng)裝置中，其中所述另一接頭將來自所述壓力控制裝置的支路中的液體與來自所述或每個(gè)打印頭的支路中的液體匯流入一條組合導(dǎo)管中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)接頭設(shè)置在泵的下游，液體沿一條支路被導(dǎo)入打印頭，而沿另一支路被導(dǎo)到壓力參考點(diǎn)，所述支路在另一個(gè)點(diǎn)合并形成流入泵的單一導(dǎo)管。參考點(diǎn)A連接到可調(diào)節(jié)參考點(diǎn)A處壓力、進(jìn)而調(diào)節(jié)噴嘴處壓力的裝置。在所述優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置為一個(gè)與大氣相通的小型貯液器，而為了改變噴嘴的壓力，它可以升高或降低。在另一實(shí)施例中，壓力調(diào)節(jié)裝置為一個(gè)加壓容器或壓縮空氣箱。
參考打印頭中的阻力，精心選擇壓力參考支路中的阻力，就可以通過操作與打印頭并聯(lián)的遠(yuǎn)點(diǎn)處的壓力，控制噴嘴處的壓力。
優(yōu)選地，參考點(diǎn)A上游的流阻實(shí)質(zhì)上與至少一個(gè)噴嘴上游的流阻相同，而參考點(diǎn)A下游的流阻實(shí)質(zhì)上與至少一個(gè)噴嘴下游的流阻相同。參考點(diǎn)A任一側(cè)的上游與下游導(dǎo)管的流阻實(shí)質(zhì)上是相同的。
參考點(diǎn)A任一側(cè)導(dǎo)管的流阻可使用限流器確定。限流器可以為簡(jiǎn)單硬件，如具有特定流阻的管道，或更復(fù)雜的硬件，如閥或相類似物。如果使用管道，優(yōu)選的是，使用長(zhǎng)度較長(zhǎng)的中等內(nèi)徑的管道，而不是長(zhǎng)度較短的內(nèi)徑狹小的管道；這樣污物的腐蝕以及堆積就不大可能破壞系統(tǒng)的對(duì)稱性。
優(yōu)選的是，通過回路的壓力控制支路的墨水流速或流量，大于通過回路的打印支路的流速貨流量，更多的墨水流經(jīng)壓力控制支路，這意味著回路中的污物顆粒流經(jīng)打印頭的可能性變小。
然而由于泵和過濾器不能都設(shè)置在“對(duì)稱平面”上，所以系統(tǒng)對(duì)稱并非嚴(yán)格對(duì)稱。然而，在合理范圍內(nèi)，泵降級(jí)或退化和過濾器加載都不會(huì)成為顯著影響因素。即使通過過濾器存在實(shí)質(zhì)的壓降或泵磨損也僅僅降低通過主限流器的流速貨流量，從而降低穿過它們的壓降。這就會(huì)依次減小通過打印頭的流速貨流量，這種減小并不會(huì)很嚴(yán)重。
造成不對(duì)稱性的另一因素是打印頭要噴出墨水，所以當(dāng)特定液流進(jìn)入打印頭時(shí)，留在打印頭下游的管道中的液體會(huì)變少。典型地，10倍于最大打印流量的液流進(jìn)入打印頭，相應(yīng)地，9到10倍最大打印流量的液流要離開打印頭。打印頭噴射出0到1倍最大打印流量的噴射液流量。
補(bǔ)充打印頭噴出墨量的墨水，優(yōu)選地加到在噴嘴和壓力參考點(diǎn)A下游的兩條供應(yīng)支路匯流點(diǎn)處的供應(yīng)回路。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，打印頭裝配到掃描滑架上。主供貯液器以及壓力調(diào)節(jié)貯液器均裝配到打印機(jī)的一個(gè)靜態(tài)部件上，所有其它設(shè)備裝配到滑架上。通過在A點(diǎn)緩沖壓力波動(dòng)，來控制滑架運(yùn)動(dòng)端部的加速運(yùn)動(dòng)。作為選擇，壓力調(diào)節(jié)貯液器也可以裝置到掃描滑架上，其位置低于打印頭中噴嘴位置。這有助于減小供應(yīng)回路中加速度對(duì)壓力的影響。
在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明包括一種通過墨水腔提供墨水流的方法，該墨水腔包括一個(gè)墨水入口，此處墨水壓力為正；一個(gè)墨水噴射孔；以及一個(gè)墨水出口，此處墨水壓力為負(fù)。所述方法的特征在于墨水腔外的墨水流流經(jīng)由第一限流器、一個(gè)參考?jí)毫ρb置和第二限流器組成的串聯(lián)連接，分別確定了遠(yuǎn)離參考?jí)毫ρb置的第一和第二限流器末端的正和負(fù)墨水壓力，并將所述正和負(fù)墨水壓力分別施加到墨水腔的入口和出口。
優(yōu)選的是，參考?jí)毫ρb置通過將墨水表面暴露于所確定的空氣壓力(優(yōu)選地可控并可以是大氣壓力)下操作。
優(yōu)選的是，第一和第二限流器與限制墨水腔中墨水入口和墨水噴射孔之間以及墨水噴射孔與墨水出口之間的墨水流相等或平衡，以便墨水噴射孔處的墨水壓力由參考?jí)毫ρb置確定。
而在本發(fā)明的另一方面中，本發(fā)明包括一種向打印頭供應(yīng)墨水的方法，其中噴嘴處的壓力由遠(yuǎn)點(diǎn)控制，所述遠(yuǎn)點(diǎn)的位置與所述打印頭并聯(lián)。
在本發(fā)明的又一方面中，本發(fā)明包括一種向具有噴嘴的墨水腔供應(yīng)墨水的方法，其中在墨水腔和壓力控制通路中流體并聯(lián)和設(shè)置并聯(lián)流；并聯(lián)流體是平衡的，以便噴嘴處的壓力由施加在壓力控制通路中參考點(diǎn)處的壓力控制。
優(yōu)選的是，壓力控制通路包括由一個(gè)第一限流器、一個(gè)確定所述參考點(diǎn)的參考?jí)毫ρb置以及一個(gè)第二限流器組成的串聯(lián)連接。
優(yōu)選的是，參考?jí)毫ρb置通過將墨水表面暴露于確定的且優(yōu)選可控的空氣壓力(可以是大氣壓力)下進(jìn)行操作。
優(yōu)選的是，通過所述壓力控制通路的墨水流流速或流量大于通過墨水腔的墨水流流速或流量。


本發(fā)明只通過實(shí)例參考以下附圖進(jìn)行描述，其中附圖有圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的重力供料的墨水供應(yīng)回路；圖2描繪了通過噴墨打印頭的墨水流；圖3為圖2打印頭的放大視圖；圖4描繪了根據(jù)本發(fā)明的單行打印頭墨水供應(yīng)回路；
圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的雙行打印頭墨水供應(yīng)回路；圖6描繪了頁(yè)寬排列的墨水供應(yīng)回路；以及圖7描繪了打印頭的另一回路。
具體實(shí)施例方式
圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的重力供料的墨水供應(yīng)系統(tǒng)。打印頭1能夠從位于打印頭下側(cè)的噴嘴噴射液體2。墨水腔具有或排出噴嘴，并且以兩個(gè)平行的陣列排列，墨水從中央集合管3供給墨水腔，而未噴射的墨水利用兩個(gè)出口集合管4從打印頭排除。
墨水從上部貯液器5連續(xù)供應(yīng)到打印頭，貯液器中的液面由液面?zhèn)鞲衅?控制。墨水流流速或流量為最大液滴或微滴噴射流速或流量的十倍左右。由于噴射腔的尺寸較小且穿過它們的壓降很高，為了在噴嘴處實(shí)現(xiàn)輕微的負(fù)壓，要求高壓液流進(jìn)入打印頭。這種壓力通過設(shè)置壓差Hu實(shí)現(xiàn)，Hu為貯液器中液體高度與噴嘴之間的差。典型地，入口集合管處的壓力必須為+2800Pa左右。
墨水腔中噴嘴位于入口集合管3與出口集合管4之間的中路。因此，打印機(jī)中噴嘴任意一側(cè)壓降實(shí)質(zhì)上是相同的。流經(jīng)墨水腔的墨水要轉(zhuǎn)到下部貯液器，該貯液器中的液面由液面?zhèn)鞲衅?控制。噴嘴與下部貯液器中液體表面之間的高度差HL確定了噴嘴的壓力，它必須具體約為-3200Pa的實(shí)質(zhì)負(fù)壓。這就實(shí)現(xiàn)了噴嘴處壓力剛好低于大氣壓。
利用泵9，墨水經(jīng)過濾器10返回到上部貯液器。在這種配置中，打印頭和壓力參考點(diǎn)連續(xù)或串聯(lián)設(shè)置。
典型地，Hu為約280mm而HL為約320mm。WO00/38928(合并到本說明)更詳細(xì)地描述了這種墨水供應(yīng)，因此，這里不再贅述。
圖2為要求的噴墨打印頭上連續(xù)流滴的透視圖。一塊壓電材料24具有由切割過程形成的通道32。壓電塊在其厚度方向中被極化，而電極(未示出)設(shè)置在限定通道的每個(gè)通路壁的任意一側(cè)。通過激活或致動(dòng)通路壁相對(duì)側(cè)電極之間的電場(chǎng)，通路壁向剪切方向偏斜，從而對(duì)通道中包含的墨水施加壓力。這就使微滴從形成在蓋板34中的噴嘴30噴射出來。這種噴射微滴的機(jī)構(gòu)在現(xiàn)有技術(shù)中已很常見，也描述得很多了，例如參見EP-A-0 277 703或EP-A-0 278 590以及合并到這里的內(nèi)容。
這種結(jié)構(gòu)以及其它結(jié)構(gòu)——單行和雙行致動(dòng)器，在現(xiàn)有技術(shù)中已很常見。其中參見WO 00/24584和WO 00/29217(這兩個(gè)申請(qǐng)均被合并在這里)。
在這種單行致動(dòng)器中，墨水經(jīng)形成在基片26中的孔20被供應(yīng)給致動(dòng)器，并經(jīng)也位于該基片中、但位于通道的相對(duì)端的孔20被移走。一個(gè)支撐部件28與頂蓋或蓋34和基片26一起確定了一個(gè)集合管。
本發(fā)明將參考圖3到6進(jìn)行描述。
圖3為圖2打印頭的放大視圖。噴嘴30位于沿通道32的中間位置。每個(gè)通道的尺寸都較??；寬度一般約為75微米級(jí)，深度為300微米，而長(zhǎng)度約為1mm。由于打印頭能夠以約6.2kHz的頻率最多打印50pl的墨水滴，所以通過噴嘴最大的流量約為3.1×10-10m3/s，因而10倍于該流量，沿通道的流速為0.14m/s。
由于一些墨水從噴嘴噴射出，所以沿第一半通道的液體壓降要大于沿第二半通道的液體壓降。理論上，這些可以表示為圖4中的兩個(gè)限流器或節(jié)流器56和58。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的墨水供應(yīng)如圖4所示。一個(gè)單行、通流型打印頭與壓力參考點(diǎn)A并聯(lián)設(shè)置。參考點(diǎn)A與噴嘴30相互間具有某一固定空間關(guān)系，泵52的設(shè)置以便能夠?qū)⒛瑫r(shí)供應(yīng)到參考點(diǎn)A和噴嘴。
從打印頭流出的未噴射墨水與從參考點(diǎn)A流出的墨水匯合，并用于流入泵。置換噴嘴噴出墨水的墨水，從主供或整體供給貯液器54，被供應(yīng)到參考點(diǎn)A或噴嘴的下游(或參考點(diǎn)A和噴嘴兩者的下游)的墨水中。
打印頭內(nèi)的通道和集合管示意性地描述為限流器56和58。由于噴嘴位于通道的中央，每個(gè)限流器56，58實(shí)質(zhì)上具有相同的阻力。
限流器60，62分別位于點(diǎn)A的任意一側(cè)。這些限流器相互平衡，這樣當(dāng)墨水環(huán)繞回路流動(dòng)時(shí)，在限流器60的相對(duì)側(cè)建立約+2800Pa的正壓，而在限流器62的相對(duì)側(cè)建立約-3200Pa的負(fù)壓。
回路也是平衡的，這樣進(jìn)入打印頭(即限流器58的上游)的壓力近似為+2800Pa；而離開打印頭的壓力(即限流器56的下游)近似為-3200Pa。由于限流器實(shí)現(xiàn)的壓降，這就在噴嘴30建立了實(shí)質(zhì)上與壓力參考點(diǎn)A相同的壓力。
限流器可以簡(jiǎn)單的是某種長(zhǎng)度的管道，或者為較窄孔徑的一小段管或者為較大孔徑的一長(zhǎng)段管。在這一實(shí)例中，孔徑為中等內(nèi)部直徑，這樣腐蝕或污物阻塞將不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的對(duì)稱性產(chǎn)生顯著的影響。作為選擇，使用閥將提供更大的操作自由度。
通過控制與大氣連通的小型控制貯液器64內(nèi)液體的高度，就可以控制參考點(diǎn)A處的壓力。通過將貯液器提升到更高位置，參考點(diǎn)A處的壓力就將上升，隨后供應(yīng)回路內(nèi)的所有壓力也會(huì)提高相應(yīng)的量。利用這種簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，就能夠提升噴嘴處的壓力。
類似地，通過降低控制貯液器的高度，參考點(diǎn)A處的壓力將下降，隨后供應(yīng)回路內(nèi)的所有壓力也會(huì)下降相應(yīng)的量。利用這種簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，就能夠降低噴嘴處的壓力。
通過改變小型貯液器內(nèi)的壓力，就可以為了維護(hù)目的而實(shí)現(xiàn)噴嘴處的清潔或吸取。
對(duì)于供應(yīng)回路內(nèi)的液流問題，泵的大小必須保證實(shí)現(xiàn)通過打印頭的最大噴射速度或流量至少10倍的速度或流量；而通過壓力參考點(diǎn)A的液流速度或流量?jī)?yōu)選地超過這一數(shù)值。優(yōu)選的是，通過壓力參考點(diǎn)的液流為最大噴射速度或流量的約20倍。
因此，泵必須能夠以最大噴射速度或流量30倍抽取液體，即9.3×10-9m3/s。補(bǔ)充墨水以0到3.1×10-10m3/s之間的流量供應(yīng)到系統(tǒng)。雖然這一般不會(huì)以平滑流供應(yīng)液體，但由于它匯合到高大約30倍流量的液流中，所以壓力波動(dòng)可以忽略不計(jì)。實(shí)際上，已發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)容許由泵產(chǎn)生的任何液流波動(dòng)。其原因在于由于泵作為回路的組成部分，泵出口處液流的波動(dòng)與泵入口處的液流的相應(yīng)波動(dòng)是匹配的。
由于通過壓力參考點(diǎn)A的流速或流量為經(jīng)過打印頭的液流流速或流量的兩倍，所以，系統(tǒng)中未被過濾器66過濾掉的任何污物粒子流過壓力參考回路的概率是通過打印頭的液流的兩倍。所以，在第二次流經(jīng)打印頭前，粒子必然第二次經(jīng)過過濾器66。這樣，就進(jìn)一步減小了任意一個(gè)粒子導(dǎo)致阻塞的機(jī)會(huì)。
雖然希望通過壓力參考點(diǎn)A的液流具有更高的流速或流量，但這并不是最重要的。重要的是液流通過打印頭的流速貨流量，由于該流體積優(yōu)選的是最大打印體積的十倍，所以至少9倍于最大打印量的液體未從打印頭出口噴出。因此，即使沒有大量的液流通過壓力參考點(diǎn)，同樣也可以減小阻塞可能性。
圖5為雙行打印頭的示意圖。墨水從單一中央集合管并聯(lián)供應(yīng)到兩行打印頭，未從兩行噴射腔噴出的墨水合流到一個(gè)出口集合管。
圖4和圖5中虛線B-B表示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的掃描應(yīng)用中設(shè)備的布置。虛線B-B右側(cè)的回路放置于掃描滑架上，而虛線B-B左側(cè)設(shè)置著貯液器。
滑架加速造成的壓力波動(dòng)可以使用小型貯液器64緩沖。由于小型貯液器和壓力參考點(diǎn)A之間的管道可以比運(yùn)送環(huán)繞回路的墨水流的管道小，所以通過小型貯液器高度的較小變動(dòng)，或者當(dāng)小型貯液器不與大氣連通而主動(dòng)控制壓力時(shí)，對(duì)液面上空氣空間的壓力相對(duì)較小的變化，就可以控制壓力的波動(dòng)。
在掃描設(shè)置的另一實(shí)施例中，小型貯液器可以裝配在滑架上。當(dāng)定位到打印頭下時(shí)，就不需要靜態(tài)壓力參考貯液器了。然而，如果不方便將小型貯液器放置在打印頭下方，它也可以設(shè)置在其上方，而可以使用從小型貯液器通到靜態(tài)壓力控制設(shè)備的空氣管，以在點(diǎn)A處建立合適的壓力。設(shè)置空氣管有益于在加速條件下不會(huì)增加壓差。
圖6描繪了頁(yè)寬排列或陣列的墨水供應(yīng)回路。一個(gè)主泵100使墨水環(huán)繞包含壓力控制貯液器102和打印頭104的回路循環(huán)。
該泵的下游是一個(gè)流量控制閥106以及用于去除污物顆粒的過濾器108。流量控制閥將流量穩(wěn)定地保持在每分鐘1到7升之間。管腔直徑約為10mm。
在過濾器下游，回路分為并聯(lián)的兩條單獨(dú)回路。第一條回路的標(biāo)記為110，112，114，它由窄孔徑管道形成，并包括與大氣連通的、到壓力控制貯液器102的連接。這些窄孔徑管道的直徑約為2mm，其長(zhǎng)度的設(shè)定以便壓力控制貯液器中的壓力反應(yīng)到打印頭的噴嘴處。壓力控制貯液器102包括約100ml的墨水。
第二條回路110，116，114包括打印頭104。設(shè)置旁路閥118(通常關(guān)閉的)以及流量表120為了簡(jiǎn)化操作。通過打印頭的液流典型地在每分鐘1到7升之間。管道孔徑約為10mm。
兩條回路在點(diǎn)114匯合，循環(huán)的墨水回到泵100。在該點(diǎn)加入來自補(bǔ)充回路的墨水。補(bǔ)充回路具有提供流量低于每分鐘1升的泵122。墨水經(jīng)過濾后，供應(yīng)到壓力控制貯液器102。供給主泵100的補(bǔ)充墨水在這一點(diǎn)處被分離出。
壓力控制貯液器中的墨水液面由一個(gè)堰控制，過剩的墨水流出出口而進(jìn)入下部的用于供應(yīng)補(bǔ)充泵122的主供或整體墨水貯液器124。
如圖7所示，通過向作為單一單元的主過濾器108、壓力控制貯液器102以及窄腔管道130、132供應(yīng)墨水可實(shí)現(xiàn)更精巧的墨水供應(yīng)。
在當(dāng)前實(shí)施例中，壓力控制貯液器102設(shè)置在該單一單元中，它位于過濾器上面的某一位置，而該單元本身的尺寸約為10cm×10cm×20cm。為了便于參考，包括壓力控制貯液器的單一單元的部分被稱作頭部部分，而包括過濾器的部分稱作過濾器部分。頭部部分高3cm，一個(gè)堰134用于確定與大氣相通的頭部分部分中液面高度。一個(gè)小泄放孔136允許空氣通過過濾器部分，而進(jìn)到頭部部分。
利用泵122，補(bǔ)充打印頭104打印液體的加滿液體，從貯液器供應(yīng)。加滿液體直接被供應(yīng)到頭部部分，而任何過剩的液體會(huì)溢出堰134，而經(jīng)過濾器部分中的無(wú)細(xì)孔(non-porous)管138返回到貯液器。加滿液體在進(jìn)入頭部部分前可以進(jìn)行過濾。通過該部分的墨水流流量相對(duì)較低，一般遠(yuǎn)低于1升/分鐘。
對(duì)于主墨水循環(huán)回路，泵(優(yōu)選為磁力泵)向冷卻器供應(yīng)液流，以便在它到達(dá)過濾器部分前冷卻墨水。該管道的出口位于過濾器孔中。過濾器108優(yōu)選地是外徑為5cm、高度為13cm、細(xì)孔大小為5μm的管狀過濾器。墨水流經(jīng)過濾器，超向過濾器外殼底部的出口用于將墨水送至打印頭。由于過濾器必須可通過任何空氣，所以這種結(jié)構(gòu)優(yōu)選地使系統(tǒng)能允許空氣(而不像滲透部分136)，然后在通過打印頭前向下通過該過濾器中的墨水。
窄孔徑管130和132允許墨水經(jīng)頭部部分從打印頭入口流到打印頭出口，并作為橋路的兩條支路。頭部箱部分中的液面為壓力參考，它用于設(shè)置噴嘴處的壓力。
墨水流以合理的速度通過窄腔管，而壓力控制貯液器102的大小應(yīng)該使空氣不會(huì)向下被吸到返回腔132。
這些管道的阻力與到打印頭的入口和出口管匹配，流到打印頭的流體流為約1升/分鐘。向和自打印頭供應(yīng)墨水的管道的尺寸大小，必須允許墨水具有足夠的速度以防止空氣的聚集；也要足夠大以防止過分的壓力下降。實(shí)踐證明孔徑為10mm而內(nèi)部直徑為7mm的管將很適合。當(dāng)使用直徑為12mm而內(nèi)部直徑為10mm的管時(shí)，發(fā)現(xiàn)墨水流速較低而使一些空氣聚集，然而這種空氣也可以通過溫和泄放而輕易移除到墨水流中。
在本說明書(其條款包括權(quán)利要求書)中披露的與/或附圖示出的每個(gè)特征，可單獨(dú)加入本發(fā)明，或與其它披露的與/或圖示的特性結(jié)合加入本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種微滴沉積設(shè)備，包括至少一個(gè)打印頭，每個(gè)打印頭具有至少一個(gè)用于從該打印頭噴射流體的噴嘴；流體供應(yīng)裝置，用于在壓力下向所述至少一個(gè)打印頭供應(yīng)流體；以及壓力控制裝置，位于與所述或每個(gè)打印頭并聯(lián)的所述流體供應(yīng)裝置中，用于調(diào)節(jié)所述流體供應(yīng)裝置中的流體壓力，以控制所述或每個(gè)噴嘴的流體壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中增壓裝置設(shè)置在與所述或每個(gè)打印頭和所述壓力控制裝置并聯(lián)的所述流體供應(yīng)裝置中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中接頭設(shè)置在所述加壓裝置下游所述流體供應(yīng)裝置中，其中所述接頭將所述流體供應(yīng)裝置分為至少兩個(gè)支路，而在所述接頭的下游，所述壓力控制裝置位于一條支路并且所述或每個(gè)打印頭位于另一支路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中另外一個(gè)接頭設(shè)置在所述壓力控制裝置下游所述流體供應(yīng)裝置中，而其中所述另外一個(gè)接頭將來自所述壓力控制裝置一條支路中的流體與來自所述或每個(gè)打印頭的支路中的流體合并到結(jié)合的管道中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中所述合并回路向所述加壓裝置供應(yīng)流體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到權(quán)利要求5中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述加壓裝置為一個(gè)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到權(quán)利要求6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述接頭與所述壓力控制裝置之間的支路的阻力，與所述接頭與所述或每個(gè)打印頭中的所述噴嘴之間的阻力實(shí)質(zhì)上是相同的。
8.根據(jù)權(quán)利要求3到權(quán)利要求7中的任一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其中所述壓力控制裝置與所述另一個(gè)接頭之間的支路的阻力，與所述或每個(gè)打印頭中所述噴嘴與所述另一個(gè)接頭之間的阻力，實(shí)質(zhì)上是相同的。
9.根據(jù)前述任意權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其中所述壓力控制裝置為容納表面與大氣壓力連通的流體的貯液器或儲(chǔ)蓄器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中設(shè)置能夠提升和降低所述貯液器或儲(chǔ)蓄器的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述表面比所述噴嘴高度更低。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或權(quán)利要求10中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述表面比所述噴嘴高度更高。
13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求中所述的設(shè)備，其中所述噴嘴位于噴射腔中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中入口集合管向所述噴射腔供應(yīng)流體，而墨水由出口集合管從所述噴射腔中被排出，所述入口和所述出口集合管為不同的集合管。
15.一種提供墨水流的方法，所述墨水流經(jīng)過墨水腔，所述墨水腔具有設(shè)置正墨水壓力的墨水入口、墨水噴射孔和設(shè)置負(fù)墨水壓力的墨水出口，其特征在于墨水腔外的墨水流經(jīng)過由第一限流器、參考?jí)毫ρb置和第二限流器組成的串聯(lián)，以確定遠(yuǎn)離參考?jí)毫ρb置的第一和第二限流器末端的各自的正和負(fù)的墨水壓力，并將所述正和負(fù)墨水壓力分別施加到墨水腔的入口和出口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中參考?jí)毫ρb置通過將墨水表面暴露于限定的空氣壓力下操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中限定的空氣壓力是可控的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中限定的空氣壓力為大氣壓力。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述墨水表面高度是可控的。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中第一和第二限流器與對(duì)于墨水入口與墨水噴射孔之間腔中的墨水流的限制，和對(duì)墨水噴射孔與墨水出口之間的腔中的墨水流的限制相等，以便墨水噴射孔處的墨水壓力由參考?jí)毫ρb置限定。
21.根據(jù)權(quán)利要求15到20中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中通過所述串聯(lián)的墨水流比通過墨水腔的墨水流的流速或流量大。
22.根據(jù)權(quán)利要求15到21中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中正和負(fù)墨水壓力分別施加于并聯(lián)的多個(gè)墨水腔的共用墨水入口和共用墨水出口。
23.向打印頭供應(yīng)墨水的方法，其中噴嘴處的壓力由遠(yuǎn)點(diǎn)控制，所述遠(yuǎn)點(diǎn)與所述打印頭并聯(lián)。
24.一種向具有噴嘴的墨水腔供應(yīng)墨水的方法，其中并聯(lián)流建立在墨水腔和壓力控制通路中；并聯(lián)流是平衡的，以便噴嘴處的壓力由壓力控制通路中的參考點(diǎn)處施加的壓力確定。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中壓力控制通路包括由第一限流器、限定所述參考點(diǎn)的參考?jí)毫ρb置以及第二限流器組成的串聯(lián)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中參考?jí)毫ρb置通過將墨水表面暴露于限定的空氣壓力下操作。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中限定的空氣壓力是可控的。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中確定的空氣壓力為大氣壓力。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述墨水表面高度是可控的。
30.根據(jù)權(quán)利要求15到29中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中通過所述壓力控制通路的墨水流的流速或流量大于通過墨水腔的墨水流。
全文摘要
一種用于微滴沉積設(shè)備的墨水供應(yīng)系統(tǒng)，其中噴嘴處的壓力由遠(yuǎn)點(diǎn)控制，所述遠(yuǎn)點(diǎn)與所述打印頭并聯(lián)。該墨水供應(yīng)系統(tǒng)通過選擇流體回路的打印頭支路和壓力控制支路的限流來實(shí)現(xiàn)上述目的。
文檔編號(hào)B41J2/17GK1553860SQ02817736
公開日2004年12月8日 申請(qǐng)日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月11日
發(fā)明者羅伯特·哈維, 斯蒂芬·坦普爾, 霍華德·約翰·曼寧, 彼得·斯塔尼爾, 克里斯多佛·大衛(wèi)·菲利普斯, 坦普爾, 約翰 曼寧, 多佛 大衛(wèi) 菲利普斯, 斯塔尼爾, 羅伯特 哈維 申請(qǐng)人:薩爾技術(shù)有限公司