用於調節油墨迴路泵的方法和設備的製作方法
2023-05-17 17:19:41
用於調節油墨迴路泵的方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於連續式噴墨印表機中的油墨迴路的流體的泵送迴路，包括：隔膜泵（20）；入口迴路（200），所述入口迴路包括入口導管，所述入口導管進入用於待泵送的流體的所述泵；用於由所述泵所泵送的流體的出口導管（201）；用於在所述泵的出口處調節流體的壓力和流速的裝置，這些裝置包括回流線路（250），所述回流線路移除所泵送的流體的一部分並且使其返回待泵送的流體的入口導管，至少一個奇異約束件（25）被布置在流體在所述回流線路中的路徑上。
【專利說明】用於調節油墨迴路慄的方法和設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及連續式噴墨印表機(CU)領域。
[0002]本發明還涉及CIJ印表機的架構(油墨迴路的安排)，特別是為了使CIJ印表機的成本最小化。
[0003]本發明進一步涉及用於擴大隔膜泵的工作範圍的裝置，該工作範圍與溫度相關或者是溫度的函數。
【背景技術】
[0004]連續式噴墨印表機(CIJ)是對多種產品進行工業編碼和標記的領域中公知的，例如，直接在產品線上並且以高生產率在食品上標註條形碼或有效期。這種類型的印表機也見於某些設計領域，其中用到了連續式噴墨列印技術的圖形列印能力。
[0005]這些印表機包含一些標準的裝配件,如圖1所示。
[0006]首先，列印頭I (通常與印表機的主體3偏離)通過柔性的臍帶纜(umbilicalcable)2連接至印表機的主體，臍帶纜2將列印頭的工作所需的液壓連接和電連接聚集，並且為液壓連接和電連接提供柔性，這有助於生產線上的集成。
[0007]印表機的主體3 (也稱為控制臺或機箱)通常包含三個裝配件:
[0008]-機箱的底部(區域4')中的油墨迴路4，其首先允許以穩定的壓力和充分的質量將油墨供應至列印頭，其次允許負責對沒有用於列印的噴射出的油墨進行處理；
[0009]-位於機箱的上部(區域5')中的控制器5，能夠管理行動順序並且能夠引導操作，以允許對油墨迴路和列印頭的不同功能進行致動；
[0010]-界面6，其向操作員提供手段，以將印表機設定為進行工作並且以被告知印表機的運轉情況。
[0011]換句話說，主體3包括兩個裝配件:位於頂部的電子器件、電力供應和操作員界面；以及位於底部的油墨迴路，油墨迴路向列印頭供應具有標稱質量且處於壓力下的油墨，並且提供負壓，用於未被列印頭所使用的油墨的回收。
[0012]圖2示意性地示出了 CIJ印表機的列印頭I。其包括液滴產生器60，液滴產生器60供應有處於油墨迴路4的壓力下的導電油墨。
[0013]所述產生器能夠經過小尺寸的孔(稱為噴嘴)發射至少一個連續的噴射流。所述噴射流在位於噴嘴出口上遊的周期性刺激系統(未示出)的作用下被轉變為具有相同大小的一連串規則的液滴。如果液滴7並不用於列印，則它們被導向槽62(它們在槽62處被收集)，用於經過油墨迴路4進行未使用的油墨的循環。沿噴射流放置的設備61 (充電和偏轉電極)在受到控制時允許液滴充電並偏轉到電場Ed中。當從液滴產生器被發射後，它們接著從它們的自然路徑偏轉。用於列印的液滴9不被驅動到所述槽中，而是沉積在將被列印的襯底8上。
[0014]此描述可以用於所謂的二進位連續式噴墨印表機或多重偏轉連續式噴墨印表機。二進位CIJ印表機配備有列印頭，該列印頭的液滴產生器具有多個噴射流，一個噴射流的每個液滴僅朝向兩條軌跡定向:列印或回收。在多重偏轉連續式噴墨印表機中，單個噴射流(或幾個分開的噴射流)的每個液滴可以在多個軌跡上偏轉，所述多個軌跡對應於各個液滴彼此不同的充電控制，由此實現了在偏轉的方向上對於待列印區域的掃描，待列印區域的其他掃描方向通過列印頭和待列印的襯底8的相對運動來覆蓋。總體而言，各部件被安排為，使得這兩個方向基本垂直。
[0015]連續式噴墨印表機中的油墨迴路首先允許將處於受調節的壓力下的油墨(以及可選地，溶劑)供應至列印頭I的液滴產生器，並且其次允許產生負壓，以收集沒有用於列印的、從列印頭返回的流體。
[0016]其還允許對消耗品的管理(對來自儲存器的油墨和溶劑的分配)以及對油墨質量(黏性/濃度)的控制和保持。
[0017]最後，其他的功能與用戶舒適度和對一些維護工作的自動負責處理相關，以保證同樣的功能性而不考慮使用條件。這些功能包括由列印頭(液滴產生器、噴嘴、槽)的溶劑衝洗輔助的預防性維護，例如，具有有限壽命的部件(過濾器、泵)的更換。
[0018]這些不同的功能具有非常不同的最終目的和技術要求。它們由印表機的控制器5致動和定序，這越加複雜，這些功能的數量和精密程度越高。
[0019]一些當前的印表機設計為模塊化的，以便通過快速更換且無需針對一些模塊的特殊工具，對機器進行非常方便的維護。這些模塊可以形成在一定程度上複雜的功能性裝配件，其中的一個或多個元件是具有有限壽命的部件(例如，磨損部件)或者性能隨著使用而惡化的部件(例如，過濾器的汙垢)。一般而言，該解決方案需要額外的成本，以嚴格獲得模塊所滿足的功能，因為獨立的結構必須提供給模塊、電連接器、液壓連接件(可選地是自動關閉的，以避免在模塊的更換過程中流體的流動)，以及各種其他的部件(它們在不存在模塊化設計的情況下不是必須的)。
[0020]文件W02012066356的圖1給出了模塊化設備的示例。其中示出的液壓迴路使用可交換的模塊(圖1中的附圖標記50、60)。該迴路非常複雜，使用了大量部件；特別地，其使用大量的自動關閉的連接器(73)，以在斷開時將模塊(50和60)與油墨迴路的主體隔離，由此避免了流體的流動。
[0021]換句話說，複雜的、塊體可交換的模塊的存在產生了主要的技術複雜性以及由此帶來的不相容的附加成本。
[0022]當前，方便的維護導致機器成本的增加。彼此互連的流體保持部件的相對定位造成與流體的重力流動相關的限制。
[0023]更一般地，為了向用戶提供更好的使用舒適度、技術上更加先進的性能水平(允許處理更加難以滿足的應用)，當今的印表機在部件的精密度和數量方面具有越來越高的複雜性。
[0024]另一示例在申請W02009049135中給出。
[0025]根據已知機器的另一方面，受迫的流體循環和對流動的控制(線路的關閉/打開、路由)是實現起來成本很高的功能，特別是出於操作的可靠性方面的原因。它們通常利用泵和閥或電磁閥或片閥，從而特別確保將油墨，以及可選地將溶劑壓向列印頭，確保建立負壓以從列印頭收集和清除油墨或溶劑，或者將油墨或溶劑在油墨迴路中從一點輸送至另一點。
[0026]根據已知機器的又一方面，它們中的絕大多數使用齒輪泵技術，以對油墨加壓並在一些情況下建立負壓以用於回收。從技術的角度看，這些高性能和高容量的泵是非常適宜的。特別是它們能夠處理難對付的油墨並且具有長壽命。然而，它們是非常昂貴的。
[0027]—般而言，由於所需大量液壓部件，已知機器的油墨迴路仍然是昂貴的部分。
[0028]因此，問題在於以較低的成本和數量減少的部件產生CIJ類型的印表機中的油墨迴路的全部或部分功能，同時確保可靠性。因此旨在使用儘可能少的部件，尤其是對於一些功能，例如消費品管理和/或油墨的控制和保持和/或列印頭的溶劑衝洗。
[0029]特別地，一個問題是要減少液壓部件的數量並且簡化這些部件的相互連接。儘管如此，也要確保用戶的滿意，這意味著減少部件數量的努力不能影響性能或可靠性。
[0030]與當前已知的機器的複雜性相關的另一問題是需要有高水平的操作員。例如，維護程序可能是非常複雜的。
[0031]因此，需要一種適合於幾乎未經培訓的操作員操作的印表機。
[0032]另一方面是油墨迴路包括大量的液壓、水電部件、傳感器等。現代印表機具有越來越多的更加精密、精緻的功能。存在液壓部件(泵、電磁閥、自動關閉的連接件、過濾器、各種傳感器)並且液壓部件的尺寸滿足關於質量、性能和用戶服務的水平。而且，維護功能是消耗部件的，因為它們通常是自動的。
[0033]因此，還需要一種油墨迴路架構，其使得部件的數量最小化，同時保證良好的性能和可靠性，易於維護，以允許快速維修，使洩漏的危險最小化並且能夠由未經特別培訓的操作員使用。
[0034]問題還在於找到一種用於調節印表機的油墨迴路中的流體(溶劑、油墨)的架構。所述架構還應當儘可能減少部件的數量，並且允許使用不那麼昂貴的部件，同時確保良好的性能水平和可靠性。
【發明內容】
[0035]本發明首先涉及一種用於連續式噴墨印表機中的油墨迴路的流體的泵送迴路，包括:
[0036]-隔膜泵，
[0037]-入口迴路或入口裝置，其包括入口導管，所述入口導管進入用於待泵送的流體的泵，
[0038]-出口導管，用於由所述泵所泵送的流體，
[0039]-用於在泵的出口處調節流體的壓力和流速的裝置，這些裝置包括回流線路，所述回流線路移除所泵送的流體的一部分並且使其返回待泵送的流體的入口導管，至少一個奇異約束件被布置在流體在所述回流線路中的路徑上。
[0040]如此的布置使得旁路用作用於調節離開泵的流體的壓力和流速的裝置。
[0041]根據一個實施例，所述回流線路使所泵送的流體的一部分返回所述入口導管。
[0042]優選地，所述旁路線路使所述被泵送的流體的一部分在流體的循環方向上直接返回在所述泵的上遊的一點處的所述入口導管(無需任何中間的儲存器或盒)。換句話說，流體經由所述約束件直接返回流體盒和所述泵本身之間的一點。
[0043]流體可以是溶劑、所述入口導管能夠包含盒，以包含所述溶劑。
[0044]所述迴路可以包含用於減小由隔膜泵的運轉所引起的壓力起伏的裝置。
[0045]所述用於減弱由隔膜泵的運轉所引起的壓力起伏的裝置可以包括布置在所述泵的下遊和所述旁路線路的上遊之間的腔，以包含一定容積的所述溶劑。
[0046]由所述泵所泵送的流體的出口導管可以通向所述腔的所謂下部，連接至所述回流線路的導管通向位於所述下部的上方的部分所述腔可以包括朝向用於流體的出口導管的出口。
[0047]所述迴路可以包括閥，所述閥的位置允許流體被送至所述回流線路。
[0048]根據另一實施例，迴路包括黏滯漏孔或通過摩擦損失而產生壓降的裝置，與所述回流線路中的所述單個約束件串聯。
[0049]所述迴路可以包括用於包含所述流體的儲存器、從所述儲存器引入流體的所述泵的入口導管，所述回流線路使所泵送的流體返回至所述儲存器。
[0050]所述迴路可以進一步包括用於測量儲存器的填充液位的裝置。
[0051]所述泵送迴路適合於流體是溶劑和油墨的混合物。
[0052]所述泵送迴路可以進一步包括用於對隔膜泵所泵送的流體進行過濾的裝置。
[0053]其可以進一步包括用於減小或減弱由所述泵的運轉而引起的壓力起伏的裝置。
[0054]例如，所述用於減小或減弱壓力起伏的裝置可以包括由液壓壓降連接件液壓連接的至少兩個風箱。
[0055]所述迴路可以包括用於測量所述泵的下遊的所述流體的壓力的裝置。優選地，該裝置進一步允許測量所述流體的溫度。
[0056]在優選實施例中，所述泵送迴路進一步包括閥，所述閥的位置允許流體被送至所述回流線路。
[0057]本發明進一步涉及用於連續式噴墨印表機的油墨迴路,包括:
[0058]-如上所述的溶劑泵送迴路，
[0059]-和/或如上所述的油墨泵送迴路。
[0060]連續式嗔墨印表機的該油墨迴路可以進一步包括用於將油墨和空氣的混合物從印表機的列印頭進行泵送的裝置，例如所述裝置包括隔膜泵。
[0061]在優選實施例中，用於泵送油墨的泵以及用於將油墨和空氣的混合物從列印頭進行泵送的裝置形成能夠從所述油墨迴路的其餘部分上拆卸的組件。
[0062]油墨迴路可以包括用於將油墨從油墨盒進行泵送的裝置，例如隔膜泵。
[0063]優選地，用於將油墨從油墨盒進行泵送的裝置還允許溶劑注入一儲存器，該儲存器旨在包含油墨和溶劑的混合物。
[0064]所述油墨迴路可以進一步包括閥，該閥的一個位置允許油墨從所述油墨盒到所述用於將油墨從油墨盒進行泵送的裝置的循環。
[0065]本發明還涉及一種連續式噴墨印表機，包括:
[0066]-如上所述的油墨迴路，
[0067]-經由柔性臍帶纜連接至所述油墨迴路的列印頭，所述臍帶纜首先包含液壓連接裝置，以將列印油墨從所述油墨迴路送至所述列印頭並且將待回收的油墨從所述列印頭髮送至所述油墨迴路，所述臍帶纜其次包含電連接裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0068]圖1示出了已知的印表機結構。
[0069]圖2示出了用於CIJ類型印表機的列印頭的已知結構。
[0070]圖3給出了隔膜泵的工作曲線。
[0071]圖4A和圖4B是流體迴路的示意圖，流體迴路具有單個約束件，可選地與形成黏滯漏孔的約束件串聯(圖4B)。
[0072]圖5給出了包括隔膜泵和奇異約束件的迴路的工作曲線。
[0073]圖6給出了包括隔膜泵、奇異約束件和形成黏滯漏孔的約束件的迴路的工作曲線。
[0074]圖7A和圖7B是應用圖4A和圖4B的流體迴路不意圖的不例。
[0075]圖8給出了用於CIJ類型印表機的液壓方案的實施例的示例。
[0076]圖9是可拆卸部件或模塊的一個實施例。
[0077]圖1OA至圖1OD示出了流體迴路的一個實施例中的可拆卸部件或模塊的拆解步驟。
[0078]圖11給出了流體迴路實施例的後視圖。
[0079]圖12A至圖12E示出了可拆卸部件或模塊的拆解步驟。
【具體實施方式】
[0080]根據實施例的一個示例，本發明使用隔膜泵及其調節迴路。
[0081]隔膜泵包括腔，通過由馬達致動的活塞的往復運動引起該腔的容積的交替變化。在適當位置工作的兩個片狀閥被分別布置在所述腔與一流體入口路徑之間以及所述腔與一流體出口路徑之間。入口片狀閥在腔的容積增加時打開(相應地，出口片狀閥關閉)並且在腔的容積減小時關閉(相應地，出口片狀閥打開)。由泵提供的流速/壓力(或流速/真空度)對(pair)所表徵的工作點將取決於流體的黏性、入口和/或出口線路中的壓降、供給馬達的功率(扭矩/速度)以及泵部件的特性。
[0082]泵的性能由一系列曲線表徵，針對於供給馬達的不同功率，這些曲線給出了所獲得的壓力或真空度作為流速的函數，圖3示出了這些曲線的一個示例。
[0083]該圖給出了一系列曲線，關於所使用的隔膜泵(作為示例)，限定了壓力行為作為流速的函數的特性。對於給定的命令電壓，特性是減函數，其始於對於零流速的最大壓力，並且到達對於最大流速(稱為自由流速)的零壓力。每條曲線由給定的工作電壓(因此由給定的旋轉速度)所限定，如下面的表1所示:
[0084]表1
[0085]
【權利要求】
1.一種用於連續式噴墨印表機中的油墨迴路的流體的泵送迴路，其特徵是，包括:隔膜泵(20、30);入口迴路(200、50、301、310)，所述入口迴路包括入口導管，所述入口導管進入用於待泵送的流體的所述泵；用於由所述泵所泵送的流體的出口導管(201);用於在所述泵的出口處調節流體的壓力和流速的裝置，這些裝置包括回流線路(250、371)，所述回流線路移除所泵送的流體的一部分並且使其返回待泵送的流體的入口導管，至少一個奇異約束件(25、35)被布置在流體在所述回流線路中的路徑上。
2.根據權利要求1所述的泵送迴路，其特徵是，所述回流線路使所泵送的流體的一部分返回所述入口導管。
3.根據權利要求2所述的泵送迴路，其特徵是，所述流體是溶劑，所述入口迴路能夠包含盒(22)，以包含所述溶劑。
4.根據權利要求2或3所述的泵送迴路，其特徵是，包含用於減小由所述隔膜泵(20、30)的運轉所引起的壓力起伏的裝置(23、28)。
5.根據權利要求4所述的泵送迴路，其特徵是，所述用於減小由所述隔膜泵(20、30)的運轉所引起的壓力起伏的裝置(23、28)包括布置在所述泵的下遊和所述旁路線路的上遊之間的腔(23)，以包含一定容積的所述溶劑。
6.根據權利要求5所述的泵送迴路，其特徵是，由所述泵所泵送的流體的出口導管(201)通向所述腔(23)的所謂下部，連接至所述回流線路(250)的導管(232)通向位於所述下部的上方的部分。
7.根據權利要求5或6所述的泵送迴路，其特徵是，所述腔包括朝向用於所述流體的出口導管(231)的出口。
8.根據權利要求2至7中任意一項所述的泵送迴路，其特徵是，進一步包括閥(21)，該閥的位置允許流體被送至所述回流線路(250 )。
9.根據權利要求1所述的泵送迴路，其特徵是，包括黏滯漏孔(36)或通過摩擦損失而產生壓降的裝置，所述黏滯漏孔或通過摩擦損失而產生壓降的裝置與所述回流線路(250、371)中的所述單個約束件串聯。
10.根據權利要求9所述的泵送迴路，其特徵是，所述迴路包括用於包含所述流體的儲存器(50)、從所述儲存器(50)引入流體的所述泵的入口導管，所述回流線路使所泵送的流體返回至所述儲存器(50)。
11.根據權利要求10所述的泵送迴路，其特徵是，進一步包括用於測量所述儲存器(50)的填充液位的裝置(51)。
12.根據權利要求9至11中任意一項所述的泵送迴路，其特徵是，所述流體是溶劑和油墨的混合物。
13.根據權利要求9至12中任意一項所述的泵送迴路，其特徵是，進一步包括用於對所述隔膜泵所泵送的流體進行過濾的裝置(33 )。
14.根據權利要求9至13中任意一項所述的泵送迴路，其特徵是，進一步包括用於減小由所述泵的運轉所引起的壓力起伏的裝置(80)。
15.根據權利要求14所述的泵送迴路，其特徵是，所述用於減弱壓力起伏的裝置(80)包括由液壓壓降連接件(803)液壓連接的至少兩個風箱(801、802)。
16.根據權利要求9至15中任意一項所述的泵送迴路，其特徵是，進一步包括用於測量所述泵的下遊的所述流體的壓力的裝置(34)。
17.根據權利要求16所述的泵送迴路，其特徵是，所述裝置(34)進一步允許對所述流體的溫度進行測量。
18.根據權利要求9至17中任意一項所述的泵送迴路，其特徵是，進一步包括閥(37)，該閥的位置允許流體被送至所述回流線路(371)。
19.一種用於連續式噴墨印表機的油墨迴路，包括: -根據權利要求2至8中任意一項所述的溶劑泵送迴路， -和/或根據權利要求9至18中任意一項所述的油墨泵送迴路。
20.根據權利要求19所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，進一步包括用於將油墨和空氣的混合物從印表機的列印頭進行泵送的裝置(40)。
21.根據權利要求20所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，所述用於將油墨和空氣的混合物從印表機的列印頭進行泵送的裝置(40)包括隔膜泵。
22.根據權利要求20或21所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，用於泵送油墨的泵以及用於將油墨和空氣的混合物從列印頭進行泵送的裝置(40)形成能夠從所述油墨迴路的其餘部分上拆卸的組件(70 )。
23.根據權利要求 19至22中任意一項所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，進一步包括用於從油墨盒(12)泵送油墨的裝置(10)。
24.根據權利要求23所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，用於從油墨盒(12)泵送油墨的裝置(10)包括隔膜泵。
25.根據權利要求23或24所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，用於將油墨從油墨盒(12)進行泵送的裝置(10)還允許溶劑注入一儲存器(50)，該儲存器旨在包含油墨和溶劑的混合物。
26.根據權利要求23至25中任意一項所述的連續式噴墨印表機的油墨迴路，其特徵是，進一步包括閥(11)，該閥的一個位置允許油墨從所述油墨盒(12)到所述用於將油墨從油墨盒(12)進行泵送的裝置(10)的循環。
27.—種連續式噴墨印表機，包括: -根據權利要求19至26中任意一項所述的油墨迴路， -經由柔性臍帶纜(2)連接至所述油墨迴路的列印頭(I )，所述臍帶纜首先包含液壓連接裝置，以將列印油墨從所述油墨迴路送至所述列印頭(I)並且將待回收的油墨從所述列印頭(I)發送至所述油墨迴路，所述臍帶纜其次包含電連接裝置。
【文檔編號】B41J2/18GK104070825SQ201310751671
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】F·普爾捷 申請人:馬肯依瑪士公司