專利名稱：具有非接觸式打印頭維護(hù)站的噴墨打印設(shè)備的制作方法
具有非接觸式打印頭維護(hù)站的噴墨打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域本申請(qǐng)涉及噴墨打印領(lǐng)域。
技術(shù)背景噴墨打印是一種響應(yīng)于電子數(shù)字信號(hào)而產(chǎn)生沉積在例如紙或透明薄膜 的基底上的墨滴的非碰撞式方法。噴墨打印系統(tǒng)一般有兩種類型連續(xù)流(continuous stream)和按需噴墨 (drop-on-demand)。在連續(xù)流噴墨系統(tǒng)中，墨在壓力下通過至少一個(gè)孔或噴 嘴以連續(xù)流的形式噴出。多個(gè)孔或噴嘴也可以用于增加成像速度和吞吐量。 墨從孔噴出并發(fā)生擾動(dòng)，使得墨在距離孔一 固定距離處破碎成微滴。在破碎 點(diǎn)，帶電荷的墨滴通過所施加的電場(chǎng)，該電場(chǎng)受到控制并根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào) 進(jìn)行開關(guān)。帶電荷的墨滴通過可控的電場(chǎng)，該可控電場(chǎng)調(diào)節(jié)每個(gè)微滴的軌跡， 以便將其引導(dǎo)到用于墨去除和再循環(huán)的溝槽或記錄介質(zhì)上的特定位置以產(chǎn) 生圖像。該圖像產(chǎn)生受到電子信號(hào)的控制。在按需噴墨系統(tǒng)中，通過由例如根據(jù)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)控制的壓電裝置、聲 學(xué)裝置或熱力裝置產(chǎn)生的壓力，微滴從孔直接噴射到記錄介質(zhì)。墨滴不通過 成像裝置的噴嘴產(chǎn)生并噴出，除非需要將其置于記錄介質(zhì)上。采用揮發(fā)性墨的打印頭所具有的 一個(gè)問題是墨在墨噴嘴中的千燥。通常 采用給打印頭加蓋的方式來防止墨在噴嘴中變干。發(fā)明內(nèi)容一方面，本發(fā)明涉及一種噴墨打印系統(tǒng)，包括噴墨打印頭，包括一個(gè) 或多個(gè)噴嘴，墨滴可通過所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴噴射；和基底，適于由溶劑潤(rùn) 濕并在噴嘴附近產(chǎn)生溶劑蒸汽。另一方面，本發(fā)明涉及一種流體輸送系統(tǒng)，包括流體輸送頭，該流體 輸送頭包括構(gòu)造成布置流體的一個(gè)或多個(gè)噴嘴；和基底，適于由溶劑潤(rùn)濕并 在噴嘴周圍產(chǎn)生溶劑蒸汽。
又一方面，本發(fā)明涉及用于噴墨打印的方法。該方法包括提供包括適 于噴射墨滴的 一個(gè)或多個(gè)噴嘴的噴墨打印頭；用溶劑潤(rùn)濕基底以產(chǎn)生溶劑蒸 汽；和使噴墨打印頭和基底之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得噴嘴鄰近于基底并處于 溶劑蒸汽附近。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可包括下面的一個(gè)或多個(gè)方面。噴墨打印系統(tǒng)包括噴墨 打印頭，包括一個(gè)或多個(gè)噴嘴，墨滴可通過所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴噴射；和鄰 近噴嘴的基底，其中，基底適于由溶劑潤(rùn)濕并在噴嘴周圍產(chǎn)生溶劑蒸汽。噴 墨打印系統(tǒng)還可包括具有一個(gè)或多個(gè)噴嘴的噴嘴板和提供墨流體到噴嘴的 流體管道?；妆砻婵苫旧掀叫杏趪娮彀??；妆砻婧蛧娮彀蹇筛糸_不大 于10毫米的距離。基底表面和噴嘴板可隔開不大于5毫米的距離?；妆?面和噴嘴板可隔開不大于2毫米的距離。噴墨打印系統(tǒng)還可包括可以引起打 印頭和基底之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)?；妆砻婧蛧娮炜杀恢辽俨糠值貒?(partially enclosed)。噴嘴可以被覆蓋(cap)于所圍空間(enclosure)中?；妆砻?和噴嘴可以凈皮覆蓋于同一所圍空間中?；妆砻婵杀患訜?。溶劑蒸汽可凝結(jié) 在噴嘴中或噴嘴周圍的表面上。凝結(jié)后的溶劑被回收或再循環(huán)?；卓砂?可以吸收溶劑的多孔材料。噴墨打印系統(tǒng)還可以包括能夠提供溶劑到基底的 溶劑容器。溶劑可包括墨的成份。溶劑包括一種或多種蒸發(fā)抑制劑。噴墨打 印頭和基底可相對(duì)于彼此保持固定。噴墨打印系統(tǒng)還可包括在噴墨打印頭和 基底之間傳送以接收來自噴嘴的墨滴的接收器。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)可包括下面的一個(gè)或多個(gè)方面。用于噴墨打印的方法包 括提供包括一個(gè)或多個(gè)噴嘴的噴墨打印頭；用溶劑潤(rùn)濕基底以產(chǎn)生溶劑蒸 汽；和將基底鄰近噴嘴設(shè)置，使得溶劑蒸汽圍繞噴嘴。該方法還可包括向噴 嘴提供墨流體。該方法還可包括向基底提供溶劑。該方法還可包括噴嘴板， 該噴嘴板包括一個(gè)或多個(gè)噴嘴?；妆砻婵苫旧掀叫杏趪娮彀宓拿妗；?表面和噴嘴板可隔開不大于10毫米的距離?；妆砻婧蛧娮彀蹇筛糸_不大 于5毫米的距離?；妆砻婧蛧娮彀蹇筛糸_不大于2毫米的距離。該方法還 可包括引起打印頭和基底之間的相對(duì)移動(dòng)?；妆砻婧蛧娮炜杀恢辽俨糠值?圍住。該方法還可包括將噴嘴覆蓋于所圍空間中?；妆砻婧蛧娮炜杀桓采w 于同一所圍空間中。該方法還可包括加熱基底的至少一部分。該方法還可包 括在噴嘴內(nèi)或噴嘴周圍的表面上凝結(jié)溶劑蒸汽。該方法還可包括回收或再循 環(huán)已凝結(jié)的溶劑?；卓砂梢晕杖軇┑亩嗫撞牧?。該方法還可包括為
基底提供溶劑，并控制提供到基底的溶劑的流速。溶劑可包括墨的成份。溶 劑可包括一種或多種蒸發(fā)抑制劑。該方法還可包括清潔打印頭中的噴嘴。該 方法還可包括傳送一接收器以接收來自噴墨打印頭的墨滴。可將接收器傳送 通過噴墨打印頭和基底之間的間隙。實(shí)施例可包括下面一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。所7>開的噴墨系統(tǒng)4是供了防止墨在 噴嘴板中的墨噴嘴中變干的有效配置。噴嘴在溶劑蒸汽中保持濕潤(rùn)，而不需 要噴嘴或噴嘴板與實(shí)體接觸。墨彎月面和墨含量可在噴嘴中保持完好無損。 打印頭相比于由加蓋系統(tǒng)維護(hù)的打印頭可更快速地從空閑狀態(tài)轉(zhuǎn)換到打印 模式。所公開的系統(tǒng)和方法不需要將蓋密封到噴嘴板的復(fù)雜設(shè)計(jì)。所公開的 系統(tǒng)和方法對(duì)于在非打印(空閑)時(shí)間期間維護(hù)噴墨打印頭是有益的。一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)在附圖中和下面的說明中闡述。本發(fā)明的其它 特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將從說明書和附圖以及從權(quán)利要求書中變得明顯。


圖1示出了具有非接觸式打印頭維護(hù)站的噴墨打印系統(tǒng)。 圖2示出了圖1中的打印頭維護(hù)站的細(xì)節(jié)。具體實(shí)施方式

圖1示出噴墨打印系統(tǒng)10，其包括噴墨打印頭20、向噴墨打印頭20提 供圖像數(shù)據(jù)和其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的控制器單元30、以及通過流體管道將墨供應(yīng)到 噴墨打印頭20的貯墨器40。噴墨打印頭20可以由頭傳送機(jī)構(gòu)50傳送，以沿著第一方向在墨接收器 60的上方進(jìn)行掃描。墨接收器60設(shè)置在臺(tái)板70上。墨接收器60可以在接 收器傳送機(jī)構(gòu)80的作用下在第二方向上移動(dòng)。頭傳送機(jī)構(gòu)50和接收器傳送 機(jī)構(gòu)80由控制器30控制。采用揮發(fā)性墨例如常用的溶劑和含水墨的噴墨打印頭必須小心處理，以 防止墨在墨噴嘴中變干。通常給噴墨打印頭加蓋(cap)，以防止打印頭長(zhǎng)時(shí)間 空閑時(shí)墨在噴嘴中變干。在蓋下方的小封閉空間內(nèi)，溶劑蒸汽濃度可能升高 并接近飽和狀態(tài)。然而，關(guān)于加蓋有幾個(gè)缺點(diǎn)。 一個(gè)缺陷是機(jī)械設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)可 能極具挑戰(zhàn)性，這是因?yàn)楸仨毷箛娮彀迮c密封元件保持體接觸(physi cal contact)以防止蒸汽泄漏。這可能對(duì)于大面積濕噴嘴板來講特別有難度。另一 個(gè)缺陷是加蓋的噴嘴板一般不能立即開始打印。它通常需要被擦拭以清除密 封區(qū)域周圍的殘余墨。在圖1所示的噴墨打印系統(tǒng)10中，頭傳送機(jī)構(gòu)50可以將噴墨打印頭20 傳送到打印頭維護(hù)站100。打印頭維護(hù)站100包括可由溶劑容器120提供的 溶劑潤(rùn)濕的基底110。被潤(rùn)濕的基底能夠在維護(hù)站100中在噴墨打印頭20 的墨噴嘴周圍的環(huán)境中產(chǎn)生溶劑蒸汽。基底110可在機(jī)構(gòu)130的作用下沿著 方向140移動(dòng)，使得基底IIO的表面可以鄰近墨噴嘴。基底110無需與噴墨 打印頭20的噴嘴板接觸。圖2示出了打印頭維護(hù)站100和噴墨打印頭20的相對(duì)位置的詳細(xì)圖解。 噴墨打印頭20包括噴嘴板230和位于該噴嘴板中的多個(gè)墨噴嘴240、 241。 每個(gè)墨噴嘴240、 241分別與其中一個(gè)墨管道260、 261流體連接。墨流體在 負(fù)壓下從墨管道260、 261供應(yīng)到墨噴嘴240、 241。墨彎月面250、 251形成 在墨噴嘴240、 241中。墨噴射致動(dòng)器(未示出)可以在墨管道260、 261中的 墨流體中產(chǎn)生壓力，以使墨滴從墨噴嘴240、 241中噴射出。噴墨打印頭20通過頭傳送機(jī)構(gòu)50在基底110的上方移動(dòng)?；?10可 以通過機(jī)構(gòu)130在方向140上移動(dòng)，使得基底110的表面到達(dá)噴嘴板230附 近。但是，基底110的表面不與噴嘴板230接觸?；?10與噴嘴板230隔 開一間隙210,該間隙210由機(jī)構(gòu)130控制?；?10的寬度足夠大以覆蓋 噴嘴板230中的墨噴嘴240、 241的面積。間隙210小于噴嘴板230的寬度 或基底110的寬度，優(yōu)選地比噴嘴板230的寬度或基底110的寬度小很多。 例如，間隙230可以不大于IO毫米。在另一例子中，間隙230可以不大于5 毫米或2毫米。在另一實(shí)施例中，噴墨打印頭和基底(即，溶劑毛細(xì)芯solventwick)均保 持固定。接收器傳送通過噴墨打印頭和基底之間的間隙以進(jìn)行打印。打印有 時(shí)可包括一次成像(singlepass)。所公開的系統(tǒng)提供了打印頭維護(hù)，而不用在 打印模式和空閑模式之間移動(dòng)打印頭?？梢燥@著提高操作工作周期，并由此 顯著提高系統(tǒng)吞吐量?；?10的表面用溶劑潤(rùn)濕，這可防止噴嘴240、 241中的墨干燥。溶 劑可從基底110的表面蒸發(fā)以在噴嘴240、 241的周圍產(chǎn)生溶劑蒸汽?；?110可包括在吸收溶劑以產(chǎn)生面對(duì)噴嘴板230的濕潤(rùn)表面方面有效的不同材 料或結(jié)構(gòu)。例如，基底IIO可以是由可有效吸收溶劑的多孔燒結(jié)材料制成的
毛細(xì)芯板(wick plate)。在另 一例子中，基底110可以涂覆有織物，例如可從 Berkshire公司購(gòu)得的"Pro-Wipe 880"聚丙蹄抹布。溶劑從溶劑容器120供應(yīng)到基底110，該溶劑容器120進(jìn)一步從外部源 接收溶劑。溶劑從基底110的表面蒸發(fā)并在間隙210中產(chǎn)生溶劑蒸汽220。 由于間隙210小于基底110和噴嘴板230的橫向尺寸，因此溶劑蒸汽220可 以保持在間隙210中一段時(shí)間以產(chǎn)生接近飽和的相對(duì)蒸汽濃度。間隙210中 溶劑蒸汽220的相對(duì)高濃度可以顯著減少或停止墨彎月面250、 251處的蒸 發(fā)，從而抑制或防止墨在墨噴嘴240、 241中變干?；?10的表面積優(yōu)選覆蓋噴嘴板230中的所有噴嘴。間隙210小于基底110 的橫向尺寸以使溶劑蒸汽220保持在間隙中更長(zhǎng)一段時(shí)間。此外，基底IIO 的表面和噴嘴板230的面可以圍繞間隙220部分地或全部地圍住，以使溶劑 蒸汽220保持在所圍空間(enclosure)內(nèi)。該所圍空間可將噴嘴板230和基底 110 —起覆蓋，使得溶劑蒸汽220至少部分地保持在該所圍空間內(nèi)。可以控制溶劑蒸汽220通過間隙210的流速。例如，可以將蒸發(fā)抑制劑 例如乙二醇添加到水溶劑中，以改變?nèi)軇幕?10蒸發(fā)的速度。也可以控 制溶劑供應(yīng)到溶劑容器120的速度。也可以通過為基底110選擇毛細(xì)作用力 不同的材料、并控制溶劑供應(yīng)到溶劑容器120的速度以及溶劑從溶劑容器 120轉(zhuǎn)移到基底110的速度，來對(duì)溶劑到基底110的流速進(jìn)行控制。在另一實(shí)施例中，基底可加熱到高溫。噴嘴板230保持在比基底IIO低 的溫度。蒸發(fā)到間隙210的溶劑蒸汽220可凝結(jié)在噴嘴板230上，噴嘴板230 包括墨噴嘴240、 241的出口邊或內(nèi)壁。墨噴嘴240、 241中的表面和墨噴嘴 240、 241周圍的表面保持濕潤(rùn)。凝結(jié)后的溶劑可隨后經(jīng)回收或再循環(huán)回到溶 劑容器120中。所描述的系統(tǒng)和方法也可以與其它清潔技術(shù)結(jié)合。在用溶劑蒸汽進(jìn)行非 接觸式維護(hù)期間之前或之后，可以擦拭打印頭噴嘴板?？梢郧逑茨珖娮?。在 另一實(shí)施例中，可將噴墨打印頭浸在容器中的溶劑里以潤(rùn)濕噴嘴板，從而防 止在噴嘴中干燥。為了防止由于施加在彎月面處的負(fù)壓導(dǎo)致溶劑流入打印 頭，關(guān)閉至墨噴嘴的墨供應(yīng)管線。打印操作前"浸漬"之后，可以清洗打印 頭。在又一實(shí)施例中，使噴嘴板與已由合適溶劑潤(rùn)濕的清潔擦拭物或清潔布 輕輕接觸。可控制該系統(tǒng)使得吸收在清潔擦拭物或清潔布中的溶劑不會(huì)通過
毛細(xì)作用傳送到噴嘴中。通過用一些墨潤(rùn)濕清潔擦拭物或清潔布，可以進(jìn)一 步減少蒸發(fā)損失。上面描述的系統(tǒng)和方法提供了用于防止墨在墨噴嘴中變干的簡(jiǎn)單、有效 且高效的手H上述的系統(tǒng)和方法不需要像加蓋系統(tǒng)中那樣的用于密封噴嘴 板的復(fù)雜設(shè)計(jì)。打印可以在空閑時(shí)間之后快速啟動(dòng)，而不需要移動(dòng)加蓋機(jī)構(gòu) 或清潔噴嘴板。在某些實(shí)施例中，打印頭和溶劑毛細(xì)芯基底彼此保持固定。 通過節(jié)省將打印頭傳送到維護(hù)站的時(shí)間可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)工作周期。與上述的噴墨打印系統(tǒng)兼容的墨類型包括水基墨、溶劑基墨和熱溶墨。 墨中的著色劑可包括染料或色素。此外，所公開的噴墨打印系統(tǒng)也可以與傳 送其它流體相兼容，例如聚合物溶液、凝膠溶液、含有顆?；虻头肿恿糠肿?的溶液，這些可以包括著色劑或者也可以不包括任何著色劑。溶劑可以包括 墨流體的成份。例如，溶劑可以是溶解墨流體中的染料或懸浮色素的主溶劑， 從而來自基底的溶劑蒸汽不會(huì)改變墨流體中的成份。
權(quán)利要求
1.一種噴墨打印系統(tǒng)，包括噴墨打印頭，包括一個(gè)或多個(gè)噴嘴，墨滴可通過所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴噴射；和基底，適于由溶劑潤(rùn)濕并在噴嘴附近產(chǎn)生溶劑蒸汽。
2. 如權(quán)利要求l的噴墨打印系統(tǒng)，還包括可引起打印頭和基底之間的相 對(duì)運(yùn)動(dòng)以使基底鄰近于噴嘴的機(jī)構(gòu)。
3. 如權(quán)利要求2的噴墨打印系統(tǒng)，還包括在所述機(jī)構(gòu)使基底鄰近噴嘴時(shí) 至少部分地圍住噴嘴和基底的表面的所圍空間。
4. 如權(quán)利要求1的噴墨打印系統(tǒng)，還包括 包括所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴的噴嘴板；和 將墨流體供應(yīng)到噴嘴的流體管道。
5. 如權(quán)利要求4的噴墨打印系統(tǒng)，其中，基底的表面基本上平行于噴嘴板。
6. 如權(quán)利要求4的噴墨打印系統(tǒng)，其中，所述機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使基底表面和 噴嘴板定位成隔開不大于IO毫米的距離。
7. 如權(quán)利要求4的噴墨打印系統(tǒng)，其中，所述機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使基底表面和 噴嘴板定位成隔開不大于5毫米的距離。
8. 如權(quán)利要求4的噴墨打印系統(tǒng)，其中，所述機(jī)構(gòu)構(gòu)造成使基底表面和 噴嘴板定位成隔開不大于2毫米的距離。
9. 如權(quán)利要求1的噴墨打印系統(tǒng)，還包括用于加熱基底表面的加熱器。
10. 如權(quán)利要求1的噴墨打印系統(tǒng)，其中，基底包括能夠吸收溶劑的多 孔材料。
11. 如權(quán)利要求1的噴墨打印系統(tǒng)，還包括將溶劑供應(yīng)到基底的溶劑容器。
12. 如權(quán)利要求1的噴墨打印系統(tǒng)，其中，溶劑包括蒸發(fā)抑制劑或墨的 成份。
13. —種流體輸送系統(tǒng)，包括流體輸送頭，該流體輸送頭包括構(gòu)造成布置流體的一個(gè)或多個(gè)噴嘴；和 基底，適于由溶劑潤(rùn)濕并在噴嘴周圍產(chǎn)生溶劑蒸汽。
14. 如權(quán)利要求13的流體輸送系統(tǒng)，其中，流體輸送頭包括噴墨打印頭。
15. 如權(quán)利要求13的流體輸送系統(tǒng)，還包括可引起流體輸送頭和基底之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以使基底鄰近于噴嘴的機(jī)構(gòu)。
16. —種用于噴墨打印的方法，包括提供包括適于噴射墨滴的 一個(gè)或多個(gè)噴嘴的噴墨打印頭； 用溶劑潤(rùn)濕基底以產(chǎn)生溶劑蒸汽；和使噴墨打印頭和基底之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得噴嘴鄰近于基底并處于溶 劑蒸汽附近。
17. 如權(quán)利要求16的方法，還包括 向噴嘴供應(yīng)墨流體；和 向基底供應(yīng)溶劑。
18. 如權(quán)利要求16的方法，還包括將包括所述一個(gè)或多個(gè)噴嘴的噴嘴板 定位成基本上平行于噴嘴板的面。
19. 如權(quán)利要求18的方法，其中，定位包括將基底表面和噴嘴板定位成 隔開不大于IO毫米的距離。
20. 如權(quán)利要求16的方法，還包括將墨接收器傳送通過噴嘴板和基底之間的間隙，使得墨接收器可以接收 從墨噴嘴噴射的墨滴。
21. 如權(quán)利要求16的方法，還包括至少部分地圍住基底表面和噴嘴。
22. 如權(quán)利要求16的方法，還包括至少部分地在同 一所圍空間中覆蓋基底表面和噴嘴。
23. 如權(quán)利要求16的方法，還包括 加熱基底的至少一部分。
24. 如權(quán)利要求16的方法，還包括使溶劑蒸汽凝結(jié)在噴嘴內(nèi)或噴嘴周圍的表面上。
25. 如權(quán)利要求24的方法，還包括 回收或再循環(huán)已凝結(jié)的溶劑。
26. 如權(quán)利要求16的方法，還包括 向基底供應(yīng)溶劑；和控制提供到基底的溶劑的流速。
全文摘要
噴墨打印系統(tǒng)包括噴墨打印頭，包括一個(gè)或多個(gè)用于噴射墨滴的噴嘴?；奏徑趪娮??；走m于由溶劑潤(rùn)濕并在噴嘴附近產(chǎn)生溶劑蒸汽。
文檔編號(hào)B41J2/01GK101119849SQ200680004825
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者愛德華·R·莫伊尼漢 申請(qǐng)人:富士膠卷迪馬蒂克斯股份有限公司