專利名稱：雙冷凝器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及噴墨打印，尤其涉及噴墨打印機(例如連續(xù)噴墨打印機)中使用的冷凝器。
背景技術：
在噴墨打印系統(tǒng)中，打印由單獨的墨滴組成的，所述墨滴在噴嘴產(chǎn)生并被噴向承 印物。存在兩種主要的系統(tǒng)按需噴墨系統(tǒng)，其中在需要時產(chǎn)生用于打印的墨滴；和連續(xù)噴 墨打印系統(tǒng)，其中墨滴連續(xù)產(chǎn)生并且只有選定的墨滴被噴向承印物，其他的墨滴再循環(huán)到 供墨源。連續(xù)噴墨打印機向打印頭組件供應加壓墨水，所述打印頭組件具有墨滴生成器， 在所述墨滴生成器中從噴嘴噴射的連續(xù)墨流通過壓電振蕩單元分解為單獨的常規(guī)墨滴。在 穿過一對偏轉板上提供的橫向電場之前，噴射墨滴被引導通過帶電電極，在所述帶電電極 中墨滴被選擇性的分別賦予預定電荷。在撞擊承印物之前，各個帶電墨滴通過電場以依賴 于電荷量的值偏轉，而未帶電墨滴繼續(xù)前進而不會被偏轉并被收集在槽中，所述未帶電墨 滴從所述槽中再循環(huán)到供墨源以再利用。通常還存在相位測量系統(tǒng)作為偏轉板的一部分， 并用于確保墨滴偏轉的同步。帶電墨滴繞過槽，并在由墨滴上的電荷和承印物相對于打印 頭組件的位置所確定的位置處撞擊承印物。通常，承印物在一個方向上相對于打印頭組件 移動，墨滴被偏轉到垂直于該方向的方向上，盡管偏轉板被定位成向所述垂直方向傾斜以 補償承印物的速度(否則，承印物相對于打印頭組件在到達的墨滴之間的移動將意味著一 串墨滴將不完全垂直于承印物移動的方向而延伸)。在連續(xù)噴墨打印中，根據(jù)矩陣打印字符，所述矩陣包括潛在的墨滴位置的規(guī)則陣 列。各個矩陣包括多個欄(多個行程)，各個欄由一條包括由加到墨滴上的電荷所確定的多 個潛在的墨滴位置(例如，七個)的線所限定。因此，各個可用的墨滴根據(jù)其在一次噴射動 作中的預期位置而帶電。如果將不使用特定的墨滴，則該墨滴將不帶電，并被捕獲于槽中以 再循環(huán)。在矩陣中對于所有的噴射動作重復這個循環(huán)，然后對下一個字符矩陣重新開始循 環(huán)。打印頭組件中的加熱器確保墨水的黏性維持在一個使得打印頭組件中的墨滴生 成器有效工作的值，所述墨水的黏性隨墨水的溫度而改變。如果由于墨水溫度太低而墨水 太黏，或者由于墨水溫度太熱而墨水太稀，則墨流將不會分解成合適的墨滴。墨水在壓力下從供墨系統(tǒng)傳送到打印頭組件，所述供墨系統(tǒng)通常容納在機殼的密 封隔室中，所述機殼包括用于控制電路的單獨的隔室和用戶界面面板。所述供墨系統(tǒng)包括 主泵，所述主泵從墨水腔或墨水罐中經(jīng)由過濾器抽取墨水并且在壓力下傳送墨水到打印頭 組件。由于墨水被消耗，必要時再從可替換的墨水盒填滿墨水腔，所述可替換的墨水盒通過 供應導管可釋放的連接到墨水腔。從墨水腔經(jīng)由傳輸軟管向打印頭組件供應墨水。使打印 頭組件中的加熱器和墨滴生成器運行的電功率由供電系統(tǒng)電纜供應，所述電纜通常形成供 應導管的一部分。被槽所捕獲的未使用的墨滴通過泵經(jīng)由返回導管再循環(huán)回墨水腔，所述返回導管通常定位為供應導管的一部分。墨水在各個導管中的流動通常由電磁閥和/或其 他類似組件來控制。因為墨水在系統(tǒng)中循環(huán)，所以存在由于溶劑蒸發(fā)而墨水增稠的趨勢。這對于再循 環(huán)的墨水尤其是個問題，所述再循環(huán)的墨水已經(jīng)在其噴嘴和槽之間的通路中暴露于空氣 中。為了對此進行補償，根據(jù)需要從可替換的溶劑盒向墨水添加“補償”溶劑，從而當墨水 處于適當?shù)牟僮鳒囟葧r，將墨水黏性維持在所需要的范圍內。該溶劑也可以用于在清洗循 環(huán)中沖洗打印頭組件的部件，例如噴嘴和槽。應當理解，除了從墨水中蒸發(fā)的溶劑蒸氣外，打印頭區(qū)域內的環(huán)境空氣及其槽中 通常還將包含水蒸氣，除非采取特殊的預防措施以在打印頭附近提供干燥空氣。當從槽吸 取空氣和墨水到打印機的冷凝器時，空氣中存在的水蒸氣可以在溶劑冷凝器中冷凝，并因 此與再循環(huán)溶劑一起返回到墨水腔中。溶劑通常是不含水的，所以存在水是不合要求的。水 對墨水的污染能造成特性(例如墨水的黏性)的變化，導致墨滴形成方面的問題。因此非 常需要將水對墨水的任何污染減到最小。同時，打印頭和打印頭槽周圍空氣中任何細粉塵 或顆粒可能與墨水一起從槽中被吸入以用于再循環(huán)，導致由來自槽中的墨水和溶劑的再循 環(huán)引起的對供墨源進一步潛在的污染。現(xiàn)有技術中所使用的方法是提供干燥的過濾氣流，例如打印頭處的干燥壓縮空 氣，所述壓縮空氣從位于噴墨打印機運行的工作區(qū)中的壓縮空氣管路中提供。但是，最好在 沒有可用的所述干燥壓縮空氣管路的地方和任何情況下運行噴墨打印機，供應所述干燥壓 縮空氣經(jīng)常需要使用昂貴的設備。

發(fā)明內容
因此，需要用于連續(xù)噴墨打印機的用于減少墨水在再循環(huán)槽空氣中被不需要的物 質污染的改進方法。本發(fā)明的實施例的其中一個目的是提供一種用于噴墨打印機中的冷凝器，所述冷 凝器消除或減輕了上面所概括的問題中的一個或多個。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于噴墨打印機的冷凝器，其包括第一冷凝器， 其適用于在第一可冷卻表面上通過冷凝第一溶劑而從第一流體中分離所述第一溶劑的蒸 氣；和第二冷凝器，其適用于在第二可冷卻表面上通過冷凝第二溶劑而從第二流體中分離 所述第二溶劑的蒸氣。冷凝器還可以包括冷卻裝置，其適用于冷卻第一可冷卻表面和第二可冷卻表面。 所用的冷卻裝置可以是任何適合的冷卻裝置，例如連接著(例如用于家庭和工業(yè)制冷的) 常見的絕熱膨脹制冷泵的冷凍管。但是，為了結構緊湊，珀爾貼制冷器是制冷裝置的優(yōu)選組 件。冷凝器還可以包括第一輸入口，其設置成接收所述第一流體；第一輸出口和第 二輸出口，其分別設置成輸出所述第一溶劑和從中冷凝了所述第一溶劑的第一流體；第二 輸入口，其設置成接收所述第二流體；和第三輸出口與第四輸出口，其分別設置成輸出所述 第二溶劑盒從中冷凝了所述第二溶劑的第二流體。第二輸入口和第三輸出口可以是重合 的，從而有助于冷凝器的結構緊湊。冷凝器可以包括殼體，在所述殼體中容納可冷卻構件，所述可冷卻構件提供所述第一可冷卻表面和第二可冷卻表面。殼體可以由多個單獨的部件形成，以促進殼體內的冷 卻構件和腔體的緊密配合。例如，殼體可以包括基本圓柱形殼壁，并且可以包括殼體蓋，所 述殼體蓋設置成與所述基本圓柱形殼壁配合。冷凝器可以限定第一冷凝區(qū)和第二冷凝區(qū)，所述第一冷凝區(qū)設置成從所述第一流 體中冷凝所述第一溶劑，所述第二冷凝區(qū)設置成從所述第二流體中冷凝所述第二溶劑。密 封構件可以位于所述第一冷凝區(qū)和第二冷凝區(qū)之間。密封構件可以采取任何適合的形式， 可以包括液密密封墊，例如0型密封圈?？衫鋮s構件和殼體可以具有適于安裝例如密封墊 或密封件的適合的溝槽。相似的適合的密封裝置也可以用在冷卻構件和殼體之間的其他界 面處以提供液密密封。為了提高冷凝器系統(tǒng)效率，通過增加冷卻表面與流體流動的接觸的表面面積，第 一收集表面和/或第二收集表面是適當帶肋的。通過用肋，這意味著表面具有翅片或突出 部以增加其表面面積。肋可以設置成幫助從冷凝器中收集第一液體溶劑和/或第二液體溶劑。例如，當 允許流體很容易的流過冷凝器時，可以使用螺旋設置的肋以促進排出液體溶劑到冷凝器的 排出口。第一流體可以包括空氣和有機溶劑的蒸氣，第一溶劑是所述的有機溶劑。第二流 體可以是大氣，第二溶劑可以是水。冷凝器可以是噴墨打印機(例如連續(xù)噴墨打印機)的組件。打印機可以包括打印 頭；和供墨系統(tǒng)，其設置成向打印頭提供墨水。供墨系統(tǒng)可以包括墨水罐，所述墨水罐限定 了設置成一部分由液體墨水腔所占據(jù)的腔室。冷凝器可以設置成從所述腔室的沒有被所述 液體墨水腔所占據(jù)的一部分中接收所述第一流體。打印機還可以包括導管，所述導管設置 成向所述墨水罐提供所述第一溶劑，使得所述第一溶劑可以與墨水再次混合，以在打印機 運行期間盡量減小更換溶劑的需求。從中將水冷凝的第二流體可以被引導至所述打印頭， 例如，從中將水冷凝的第二流體可以被抽送到所述打印頭上方以清潔所述打印頭。盡管可以使用單獨的增壓氣體供應源(例如高壓氣瓶或壓縮空氣管路)供應所述 第二流體，但是優(yōu)選第二流體是大氣，所述大氣可以相應的從噴墨打印機周圍的大氣中抽 取或者可以通過輸送管從遠離打印機的區(qū)域抽取。相應的進氣口可以設置在打印機主體的 外殼中。通常由抽氣系統(tǒng)(例如正排量氣泵)通過進氣口將空氣抽入以提供第一氣流。這 樣的泵通常位于流體環(huán)路中，所述流體環(huán)路向打印頭供應第一氣流，在所述打印頭中該第 一氣流用作吹掃氣體。在流體環(huán)路中，泵優(yōu)選位于冷凝器組件和打印頭之間，使得當?shù)谝粴?流到達泵時，該第一氣流被冷凝器組件的水冷凝器所干燥，使泵里的污染物水減到最少。第 一氣流的流體環(huán)路優(yōu)選具有濾塵器以在氣流被用于吹掃打印頭之前從該氣流中去除顆粒 物質。


現(xiàn)在將參考附圖通過示例來描述本發(fā)明的實施例，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括冷凝器的連續(xù)噴墨打印機的示意圖；并且圖2是圖1的連續(xù)噴墨打印機中使用的冷凝器示意剖視圖；并且圖3是圖2的冷凝器的可冷卻構件的示意剖視圖。
具體實施例方式圖1是連續(xù)噴墨打印機的示意圖。連續(xù)噴墨打印機包括墨水罐1，所述墨水罐容納 來自墨盒2的墨水和來自溶劑盒3的“配方”溶劑。墨水和溶劑在墨水罐1中混合以產(chǎn)生 打印油墨，所述打印油墨通過泵4a的作用從墨水罐1移動到打印頭4。打印頭4設置成相 應的將打印油墨噴射在當前的承印物上從而促使發(fā)生打印。眾所周知在連續(xù)噴墨打印機中，打印頭4具有槽(未示出)，在打印操作中未使用 的打印油墨被引導至所述槽。通過泵5，打印油墨從槽返回到墨水罐1。墨水罐1包括打印油墨腔6和位于打印油墨腔6上面的溶劑飽和空氣箱體7。溶 劑飽和空氣從墨水罐1取出送到冷凝器8，所述冷凝器具有設置為接收溶劑飽和空氣的輸 入口 9。冷凝器8設置成使溶劑從溶劑飽和空氣中冷凝并通過輸出口 10提供冷凝的溶劑返 回墨水罐1。從通過輸入口 9接收的溶劑飽和空氣中所分離的空氣通過輸出口 11輸出到大 氣中。冷凝器8還包括輸入口 12，所述輸入口 12設置成接收大氣，所述大氣最好經(jīng)過濾 而去除任何大氣塵埃和其他污染物。所述大氣從打印機運行的環(huán)境中獲得。通過泵13的 作用從冷凝器8的輸入口 12吸入大氣。冷凝器8通過輸出口 14提供從通過輸入口 12接 收的空氣中冷凝的水。通過輸出口 15提供已經(jīng)從中將水冷凝的空氣，通過泵13的作用從 所述輸出口 15吸出所述空氣。通過輸出口 15輸出的已經(jīng)從中將水冷凝的空氣被引導至打 印頭4，其中所述空氣被引導至打印頭4的表面上，從而從打印頭去除塵埃和碎屑，從而起 到確保打印頭的運行沒有受到任何所述塵埃和碎屑的不利影響的作用。假設在打印頭4的周圍存在的水蒸氣可以導致通過泵5的作用從打印頭4返回到 墨水罐1中的打印油墨包含水蒸氣和/或水，則極其有利的是，被引導至打印頭4的表面上 的空氣已經(jīng)通過冷凝器8而去除了水蒸氣。所述水蒸氣和/或水將與墨水罐1中的墨水混 合，從而產(chǎn)生可能影響打印頭4的運行的次優(yōu)打印油墨。根據(jù)前面的描述，最好將冷凝器8設置成使兩種所接收的流體冷凝第一種流體 包括通過輸入口 9接收的溶劑飽和空氣，第二種流體包括大氣?，F(xiàn)在參考圖2和圖3進一 步詳細描述冷凝器8。圖2示出了冷凝器8具有腔體16，所述腔體由一起形成殼體的圓柱形殼壁17和殼 體蓋18所限定?？衫鋮s構件19容納在腔體16中。在圖3中可最合適的看出，可冷卻構件 19包括具有兩個環(huán)形突出部21的第一部分20和具有螺旋表面23的第二部分22。第一環(huán)形密封構件24設置在可移動構件19和殼壁17之間的可冷卻構件19的底 部，而第二密封構件25設置在可移動構件19的第一和第二部分之間以及可移動構件19和 殼壁17之間。如參考圖1所描述的，通過輸入口 9接收溶劑飽和空氣。所接收的溶劑飽和空氣 通過噴嘴26被導入第一冷凝區(qū)27，所述第一冷凝區(qū)被限定在可冷卻構件19的第一部分20 和殼壁17之間。從溶劑飽和空氣中所冷凝的溶劑通過輸出口 10輸出，而空氣通過輸出口 11輸出。由于可冷凝構件19的第一部分20的冷凝作用而將溶劑從溶劑飽和空氣中冷凝。同樣如參考圖1所描述的，通過輸入口 12接收大氣。大氣被導入第二冷凝區(qū)28， 所述第二冷凝區(qū)被限定在可冷卻構件19的第二部分22的螺旋表面23和殼壁27之間，其中可冷卻構件19的冷凝效果起作用而產(chǎn)生通過輸出口 14 (所述輸出口 14與輸入口 12重 合)輸出的水和通過輸出口 15輸出的干燥空氣。可以看出，第二環(huán)形密封構件25在第一冷凝區(qū)27和第二冷凝區(qū)28之間提供了液 密密封，從而確保通過輸入口 9、12接收的流體和及其成分冷凝后不能混雜?？梢岳斫?，可冷凝構件19必須以某種方式被冷卻。可以通過熱電珀爾貼制冷片或 者通過相應的配管冷凍液來提供所述冷卻?？梢岳斫猓幻撾x本發(fā)明所附的權利要求書中所限定的范圍，可以對上述實施例 進行多種修改。例如，兩個冷凝區(qū)27、28可以設置成并排的而不是垂直排列的。所描述和說明的實施例將被認為對特性是說明性的而不是限制性的，應當理解， 只示出和描述了優(yōu)選實施例，在如權利要求書中所限定的發(fā)明范圍內的所有變更和修改都 希望得到保護。應當理解，雖然說明書中使用的例如“更好的”、“優(yōu)選地”、“優(yōu)選的”或“更 優(yōu)選的”等詞說明所述特征可能是優(yōu)良的，然而這不一定是必要的并且沒有所述特征的實 施例也可以被認為在所附權利要求書所限定的本發(fā)明的范圍內。對于權利要求書，希望當 例如“一個”、“至少一個”或“至少一部分”等詞用于特征前面時，沒有打算要將權利要求限 制為只有一個所述特征，除非在權利要求中具體作出相反陳述。當使用詞語“至少一部分” 和/或“一部分”時，該項可以包括一部分和/或整體，除非具體作出相反陳述。
權利要求
一種用于噴墨打印機的冷凝器組件，其包括第一冷凝器，其適用于在第一可冷卻表面上通過冷凝第一溶劑而從第一流體中分離所述第一溶劑的蒸氣；和第二冷凝器，其適用于在第二可冷卻表面上通過冷凝第二溶劑而從第二流體中分離所述第二溶劑的蒸氣。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷凝器，還包括冷卻裝置，其適用于冷卻所述第一可冷卻表面和所述第二可冷卻表面。
3.根據(jù)權利要求2所述的冷凝器，其中所述冷卻裝置包括珀爾貼制冷器。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的冷凝器，還包括 第一輸入口，其設置成接收所述第一流體；第一輸出口和第二輸出口，其分別設置成輸出所述第一溶劑和從中冷凝了所述第一溶 劑的所述第一流體；第二輸出口，其設置成接收所述第二流體；和第三輸出口和第四輸出口，其分別設置成輸出所述第二溶劑和從中冷凝了所述第二溶 劑的所述第二流體。
5.根據(jù)權利要求4所述的冷凝器，其中所述第二輸入口和所述第三輸出口是重合的。
6.根據(jù)前述任一權利要求所述的冷凝器，包括殼體，可冷卻構件容納在所述殼體中，所述可冷卻構件提供所述第一可冷卻表面和所 述第二可冷卻表面。
7.根據(jù)權利要求6所述的冷凝器，其中所述殼體包括基本圓柱形殼壁。
8.根據(jù)權利要求7所述的冷凝器，其中所述殼體包括殼體蓋，所述殼體蓋設置成與所 述基本圓柱形殼壁配合。
9.根據(jù)權利要求6、7或8所述的冷凝器，其中所述冷凝器限定了第一冷凝區(qū)和第二冷 凝區(qū)，所述第一冷凝區(qū)設置成從所述第一流體中冷凝所述第一溶劑，所述第二冷凝區(qū)設置 成從所述第二流體中冷凝所述第二溶劑。
10.根據(jù)權利要求9所述的冷凝器，還包括密封構件，其位于所述第一冷凝區(qū)和所述第 二冷凝區(qū)之間。
11.根據(jù)權利要求10所述的冷凝器，其中所述密封構件包括液密密封墊。
12.根據(jù)前述任一權利要求所述的冷凝器，其中所述第一可冷卻表面和/或所述第二 可冷卻表面是帶肋的。
13.根據(jù)前述任一權利要求所述的冷凝器，其中所述第一流體包括空氣和有機溶劑的 蒸氣，所述第一溶劑是所述有機溶劑。
14.根據(jù)前述任一權利要求所述的冷凝器，其中所述第二流體是大氣，所述第二溶劑是水。
15.一種噴墨打印機，包括根據(jù)前述任一權利要求所述的冷凝器。
16.根據(jù)權利要求15所述的噴墨打印機，其中所述噴墨打印機是連續(xù)噴墨打印機。
17.根據(jù)權利要求16所述的噴墨打印機，還包括 打印頭和供墨系統(tǒng)，其設置成向所述打印頭提供墨水，并且包括墨水罐，所述墨水罐限定了設置2成一部分被液體墨水腔所占用的腔室；其中所述冷凝器被設置成從所述腔室的未被所述液體墨水腔所占用的部分接收所述第一流體。
18.根據(jù)權利要求17所述的噴墨打印機，還包括 導管，其設置成向所述墨水罐提供所述第一溶劑。
19.根據(jù)引用權利要求14的權利要求16、17或18所述的噴墨打印機，其中提供了泵， 其用于向所述打印頭抽送從中已經(jīng)將水冷凝的所述第二流體。
20.根據(jù)權利要求19所述的噴墨打印機，其中所述打印頭具有管路，其用于在水冷凝 之后接收所述第二流體的液流，從而通過所述流體來清潔所述打印頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及噴墨打印。更具體的，本發(fā)明涉及用于噴墨打印機的冷凝器組件。冷凝器組件包括第一冷凝器和第二冷凝器，所述第一冷凝器適用于在第一可冷卻表面上通過冷凝第一溶劑而從第一流體中分離所述第一溶劑的蒸氣，所述第二冷凝器適用于在第二可冷卻表面上通過冷凝第二溶劑而從第二流體中分離所述第二溶劑的蒸氣。
文檔編號B41J2/17GK101883684SQ200880118615
公開日2010年11月10日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權日2007年11月29日
發(fā)明者邁克爾·杰弗里·斯坦福 申請人:錄象射流技術公司