专利名称：通过纤维挤压来制造固体墨棒的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及相变喷墨打印机、该喷墨打印机中所用的固体墨棒，以及 用于制造该墨棒的方法。
技术背景固体墨或相变墨打印机通常容纳固体形式的墨，或是片状或是墨棒。固体 墨片或墨棒被放置在进料槽中，进料机构将固体墨传送给加热装置。固体墨棒 要么由重力进给，要么由弹簧推动经皿料槽移向加热装置的加热板。加热板 将撞于其上的固体墨熔融成液体，该液体被传递给打印头以便喷射到记录介质上。用于彩色打印的相变墨通常包括相变墨载体组分，其与兼容色变墨的着色 剂相结合。在特定实施例中，彩色相变墨系列可以通过将墨载体组分与兼容的 减色法三原色着色剂相结合而制得。减色法三原色相变墨包括四种组成染料， 即青色、品红色、黄色和黑色，尽管墨的颜色并不局限于这四种。这些减色法 三原色墨可通过使用一种染料或染料的混合而制得。例如，品红色可fflil使用红色翻蝶料的混合物获得，而黑色可以ilil混合数种染料而获得。当前使用的墨棒通常通过成形槽和流动填充工艺进行制造。在这种方法 中，组成染料和载体组分被加热至液态，然后注入到其内部形状与所需成品墨 棒的外形相一致的槽中。如果需要，该槽也可以具备縮进和突出，以便在墨棒 上形成键控和编码特征。这种制造方法允许形成非线性的外形，尽管墨棒的尺 寸也可以变化超出所需容差范围之外。对墨不均匀的冷却会导致不良的高度控 制和应力裂纹。具体来说，熔融墨和载体的夕卜层将热辐射给外部空气，并较之 混合物的内部冷却得更快。当顶面敞开且以不同于侧面和底面的槽周围区域的3!M来冷却时，这种情况会变得更糟。此外，按照这种方法不能在顶面上形成 特征。顶面几乎总是凝固成不可控制的、非平面的形状，这样墨棒与墨棒之间 以及横切墨棒的区^高度上发生改变。不良的高度控制使得墨棒在处理和传 输期间、甚至在打印机或图像装置的操作期间不合需要地放置。尽管有这些局 限，流动填充工艺还是获得应用，因为它非常fflil且节省成本。挤压工艺是另 外一种非常快捷且经济的大量生产方法。然而，挤压法形成的是仅仅在纵向方 向上结合有特征的类型。垂直于送料方向的特征不能够直接得以制造。 发明内容在一个实施例中， 一种制造用于相变喷墨成#^ 的墨棒的方纟跑括将 相变墨材料加热至挤压纟驢，相变墨材料在此 鹏下处于可延展的状态。接着， 加热后的墨材料被挤压穿过挤压口由此形成挤压元件。然后，锻制元件施压于 所述挤压元件，由此形成墨棒。另一方面包括一种用于制造墨棒的系统。该系统包括用于将相变墨材料加热至挤压纟昆度的加热器。挤压机将墨材料沿着挤压方向挤压M:挤压口，由此形成挤压元件。该系统还包括成形构件，其用于将成形元件压在所述挤压元件 上由此形成墨棒。当热量借助于墨材料的升温而导入到战系统时，多个元件 可增加至标准温度以上。热控制器可以包括冷却单元，用于选择地影响冷却与 否并对所有或部分挤压系 行冷却，由此建立或保持组件和减挤压材料的所按照又一方面， 一种用于制造墨棒的系统包括用于将相变墨材料加热至 挤压温度的加热器，以及用于将墨材料沿着挤压方向挤压通过挤压口由此形成 挤压元件的挤压机。该系统还包括用于容纳所述元件的模具；用于对容纳在模 具中的挤压元件施压、由此以所述挤压元件来基本填充模具的成形构件；以及 用于将成形墨棒与所述模具分离的分离器。成形构件可以进行温度控制，其通 常具有加热和/或冷却的能力，由此获得最佳的成形和分离性能。
图1是打印机顶盖关闭时的相变打印机的透视图。图2是墨iIA盖打开时的相变打印机的部分放大顶部透视图，并显示了固 体墨棒即将装Ait料通道的位置。图3是沿着图2中3-3线所得到的固体墨输送系统的进料通道的侧面剖视图。图4是固体墨棒的一个实施例的透视图。 图5是用于制造固体墨棒的系统的示意图。图6是用于制造图5中固体墨棒的系统的一个实施例的侦晒示意图。
图7是用于制造图5中固体墨棒的系统的一个实施例的顶部示意图。图8是用于制造图5中固体墨棒的系统的一个实施例的侧面示意图。 图9是用于制造图5中固体墨棒的系统的一个实施例的顶部示意图。 图10是用于制造图5中固体墨棒的系统的另一实施例的示意图。 图11是制造固体墨棒的方法的流程图。具体实施方式
为了全面理解上述实施例，可以参考附图。在这些附图中，相同的附图标 记自始自终用来表示相同的元件。图1显示了固体墨或相变墨打印机10，其包括具有顶面12和侧面14的机 壳。用户界面显示器譬如前面板显示屏16，用来显示打印机状态及用户指令相 关的信息。按钮18或其他用于控制打印机操作的元件处于用户界面窗口附近， 或是位于打印机的其他位置。喷墨打印机构(未显示)包含在机壳内部。墨输 送系统将墨传送给打印机构。墨输送系统位于打印机壳的顶面之上。机壳的顶 面包括有如图2中所示进行开启的铰接墨SA盖20，由此给用户提供itA墨输 送系统的M。在图示的特定打印机中，墨进入盖20与墨装载联接元件22相连，这样当 打印机墨iSA盖20被抬起时，墨装载联接元件22滑动并旋转至墨装载位置。 如图2中所示，打开墨7jCiSA盖会露出键板26，该键板具有键形开孔24A-D。 各，形开孔24A、 24B、 24C、 24D给固体墨输送系统的若干^^输iaif 28 A、 28B、 28C、 28D (见图2、 3)的插入端分别提供iSAM道。*纵向输 道28A-D将一种特定颜色的墨棒30传送至相应的熔融板 32。 *输《道具有从其插入端到其熔融端的纵向输送方向。输^ffl道的熔 融端舭邻于熔融板。熔融板将固体墨棒燃七成液态。熔化的墨从输^3M熔融 端与熔融板之间的间隙33滴下，并iaA到液体墨盒(未显示)中。输M3Iit28A-D具有从插入端到熔融端的纵向尺寸、以及基本垂直于该纵向尺寸的横向尺寸。 图示特定实施例中的各个输送通道包括由驱动力或元件、譬如等拉力弹簧36所驱动的推块34，由此沿着纵向输鄉道的长度将各个墨棒推向位于各^Mr送通道熔融端的熔融板32。等拉力弹簧36的张力将推块驱向输itilit的熔融端。 墨装载联接元件22与扼板38相配合，该扼板与安装在推i央34上的等拉力弹 簧36相连接。当墨iJA盖被抬起以露出键板26时，与墨装载联接元件22的
连接使得推块34拉向输^13I的插入端。彩色打印机通常^(顿四种颜色的墨(黄色、青色、品红色和黑色)。每种/3WD口"J^i牛、jv AtsAx化口/口:j仓i寸日u^ao1^厶5a一j^ wi j |7仏。班似ZO兴b班7t^tt孔24A、 24B、 24C、 24D以帮助打印机用户确保只有正确颜色的墨可插入到 各个输送通道中。键板的每个键形开孔24、 24A、 24B、 24C、 24D具备独特 的形状。用于输《道的彩色墨棒30具备与键形开孔的皿相一致的外形。 键形开孔和相应的墨棒外形除了接受适用于输《道的正确颜色墨棒之外，拒 绝接受其他所有颜色的墨棒进入到输iiilil中。输^Mil中所使用的示范性固体墨棒30在图4中得以显示。图示的墨棒 具有底面52、顶面54以及至少两个侧面56。为了简化说明，没有显示该墨棒 体横向侧面上与贯穿键板26的键形开孔24A-D相一致的^状外形。墨棒体的 表面并不必需是平面的，它们也不需要彼此平行或垂直。墨棒体的底部具有侧 边58，底面52在此与横向侧面52相交。墨棒体可以形成为基本矩形的块状， 其中横向侧面56彼此基本相平行。墨棒体的这种矩形块状还可以包括两个端 面60，所述端面彼此基本相平行并与侧面56基本相垂直。尽管如此，其他形 状的侧面和端面也是可行的，包括曲线。墨棒体可以具有不同于四个的多个侧面。例如，墨棒体可以形成为具有三 个、五个或实际任意多个的侧面。这些侧面在长度上不必需相等，墨棒体也不 需要关于其重力的横向或纵向中心对称。对于其他的形状，墨棒体可以具备曲 线表面。例如，墨棒体可以具备圆柱形，且其轴线平行于输送路径的纵向输送 方向、平行于输送路径的横向尺寸，或是与纵向输送方向和横向尺寸(纵向) 都垂直。墨棒体还可以形成为不同于正方体的形状。譬如，墨棒体可以时具备 椭圆形的垂直截面形状、具备多个直线侧面的形状，甚至时曲线和直线侧面的 组合。固体墨棒30由包含相变墨载体组分和可兼容相变墨的着色剂的相变墨组 合物所制得。该组合物在室温下通常应当为固态，且其熔点低于用来将熔融墨 施加至基材的打印装置的操作、鹏。以上描述足以说明相变喷墨打印机的一般操作和这种打印机所使用的固体 墨棒。现在参看图5，它显示了可以操作形成固体墨棒的系统600的示范性示 意图。系统600包括挤压部604，相变墨在其中被挤压成普通横截面的墨成形
件；以及第二成形部608，挤压后的墨成形件在其中于加热、可延展或半固体 状态下处理成它的最终皿。挤压部604包括挤压模具610、用于在预定温度和压力条件下将材料逸入 挤压模具610中的挤压机614，以及设计成用于接受熔融相变墨并将墨输送给 挤压机614的瑢融墨入口 618。在该示范性实施例中，挤压机614包括单个螺 旋挤压机。任何所需或有效的挤压机都可以使用，包括双螺旋挤压机、同向旋 转双螺旋挤压机(其中螺旋杆以相同方向转动)、反向旋转双螺旋挤压机(其 中螺旋杆以相反方向转动)、活塞等等。挤压机614具有设于顶部的熔融墨入 口618，用于接受熔融状态(液态)的相变墨并将熔融的墨送入挤压机614中。 熔融墨入口 618可以包括一个或多个漏斗 料器用于接收待挤压的材料。熔化的相变墨被装入熔融墨入口 618，然后导入到挤压机614中。在挤压 机614中，熔化的相变墨被选择性i爐行74邻，直到墨达到挤压温度。在墨被 输送至挤压模具之前，挤压机中的加热元件(未显示)帮助将相变墨维持在挤 压温度。挤压温度与有助于将墨载彬着色齐跑分维持在适当可延展状态的热等 级相一致。当相变墨是可延展或半固态时，组合物形成了类似膏状的墨稠度， 由此允许相对低压地输送经过挤压模具并具备高成形性。特定的材料状态及其 最佳的挤压温度很大程度上取决于墨的配方和物理特 正，这些可以是非牛顿性 的。为适当的稠度获得并维持理想的温度范围，这受益于热控制器的使用，也 即使用具有加热器和/或冷却器、以及用于调节温度的温度传感和域温度控制 单元从而允许系统按照需要进行加热或冷却的系统。如果材料直接通过包含混 合熔融材料的制造工艺来提供，可以不需要对挤压过程特殊加热。冷却可以通 过空气流动来完成。冷却操作将选择性地执行，这取决于材料的温度是否接近 加压模具和/或系统的其他功能区域。挤压机中的螺旋杆620可以进行操作，用来将保持在挤压温度的相变墨以 预定压力和速度输送至挤压模具610中，并使墨穿过挤压模具610的挤压管口 (未显示)。螺旋杆620可以是螺旋形或其他任何适于使半固态相变墨混合并 流动ffl51挤压机604的形状。随着墨输i^圣过挤压机并达到理想的挤压温度， 沿着挤压机的长度可以具有一个，梯度。挤压模具610具有一个或多个管口或开 L (未显示)，半固态相变墨通过 其被被施力(进行挤压)。挤压模具610是一种具有流线型管口的成形装置， 该管口可斷氐半固态相变墨的挤压射流，并产生具有特殊截面形状或几何形状 的挤压元件。挤压模具610可以由合金工具钢、铝或其他合适的材料加工制得。 模具可以被形成为实际上没有限制的形状和尺寸。挤压管口对挤压材料的厚度和宽度进行控制。材料挤压通过挤压模具610，由此形成具备普通截面形式例 如圆形、矩形或其他所需或合适皿的挤压元件。在离开挤压模具610之后， 仍然处于热的半固态的挤压元件ltt接送至第二成形部608。如图6中所示，在一个实施例中，第二成形部608包括用于将挤压元件成 形为所需的最终外形的成形站700，以及用于在挤压方向D上传送挤压元件(未 显示)的挤压元件传输装置704。在本示范性实施例中，挤压元fH专输装置704 包括一个或多个传送带，其被设定用于沿着从挤压机到成形站的挤压路径、以 与挤JBI度相对应的速度来移动挤压元件。成形站700包括一个或多个成形模具组708，该模具组具有与固体相变墨 棒的最终所需外形相符的可变内截面形状。参看图7，各个成形模具组708包 括一对互相配合的锻制(forging)或模制(swaging)元件710、 714。当将一 对锻制元件710、 714压在一起时，它们配合形成内部形状与固体墨棒的最终 所需外形相符的空腔718。只要墨材料的特性适于随后的成形作用，互相配合 的模具并不需要彼此实际接触来影响形状的成形。可以^挤压件径向布置三 个、四个或更多的成形模具，并定位使得它们紧密彼此配合形成所需的成形空 腔。锻制还可以包括具备小尺寸或无内部微的多个板，用于尺寸定位、失辨、 矫方、弯曲、锐角化或其他的初步或最终成形。锻制元件710、 714通过譬如 凸轮720之类机构的运动而按压在一起。当挤压元件由于凸轮724的旋转而移 动经过成形站时，成形模具708紧随着挤压元件的流动。臂728可以与凸轮724 以及对应的成形元件相固定。凸轮724发生旋转由此导致成形模具708沿着加 压方向以挤JBI度移动，而凸轮720发生旋转导致成形元件710、 714按压在 一起由此将挤压元件封闭在空腔718中，这样仍然处于半固态的挤压元件至少 部分地填充空腔718的内部模型并至少某种程度itt行成形。 一旦挤压元件被 封闭在成形模具708中并成形为最终的墨棒形状，旋转凸轮720或其他替换机 构移动开启锻制元件710、 714，由此将锻制模具重新移回到初始位置。应当注 意，成形辊和/謝莫具可以以一种操作方式形成墨的外形，或是连续地或在步进 成形站上部分影响墨的外形。可以通过，或其他替换性成形方式之一或其组
合，来处置单个、步进连续或多个成形站。应当理解，当描述对置的一对辊或 成形元件时，表示也可以使用多对的辊或成形元件。yu図/ t"i/j、，'取帀u乂bT卞/iu、 /i4 ^m^Ji汉wvru:r丌niimT;r:/jvTJTiija^j4p且 并处于相对两侧。作为替换，成对的成形元件740也可以相对彼此和挤压路径 垂直地进行定位。在本实施例中，成对的成形元件之一包括下成形元件。下成 形元件被设置在输送装置上，由此随着挤压元件从挤压机挤出而容纳该挤压元 件。接着，上成形元件通过活塞或其他适当方式向下压向下成形元件，由此将 加压元件封闭在成形元件内，以致该挤压元件按照成形元件所确定空腔的内部 形状而改型。作为用活塞启动成形模具的替换，也可以使用旋转模具组或其他 运动机构。在本实施例中，旋转模具组包括多个旋转模具，当挤压元件沿着加 压方向移动时，它们发生旋转以便沿着挤压元件的夕卜表面滚动。成形站还可以包括切割构件730用于在预定位置修整挤压元件。切割构件 730包括第一切割元件734。为了便于切割，第一切割元件可以被加热至切割 温度，其中切割温度要高于高于挤压元件的挤压温度。为了确保挤压元件的切 割部分不再粘结在一起，还可以包括第二切割元件738，它的温度被维持在低 于第一切割元件的切割温度之下。温度较低的第二切割元件738平行于第一切 割元件734运行，并沿着第一切割元件734与挤压模具610之间的挤压路径而 设置，该挤压模具距离较热的切割元件734足够远，由此放置挤压材料被较热 切割元件734所切下的两个半部重新粘结在一起。在本示范性实施例中，第一 和第二切割元件734、 738包括导线。作为替换，也可以使用飞刀切割器或其 他任何适当的装置、方法或其组合在预定位置修整挤压元件。通过在切割完成 之后增大引导部分的移动鹏，也可以舰切害榔分的分离。锻制站还可以包括导向构件740，用于在挤压元件经过成形站时保持它的 糊犬并控制其位置。导向构件740可以包括辊对，它们以ffl比邻关系关于平行轴 可旋转地安装在挤压路径附近，且其中一个的圆周相对于另外一个的圆周啮 合、辊压和移动。车,以与挤JBI度相一致的速度在相反的旋转方向上旋转。 车t^t的圆周互相配合由此在其中间确定一个通道，当挤压元件沿着挤压路径移 向成形站时，该通道用于保持挤压元件的形状并控制其位置。在本示范性实施 例中，第一$駒740可以设置在切割元件730前面的挤压模具附近，而第二辊 对740可以设置在切割元件730之后的挤压路^iJ:。 如果能够将过量体积的墨方爐在指定锻制模具中来填充所有特征，上述过 程将从中获益，因此锻制站包括有溢流控制装置(未显示)，其可将由此发生 的墨的溢流引导至模具的挤压i央侧，从而最小化或消除需要，或循环通过挤 压机的材料。将最终成形的墨棒彼此分开可以是成形模具、分离切割站或其他 任何适当方法的功能。墨的配方以及墨棒的尺寸和构造发生改变，这样具体的 挤压纟鹏、挤压力、挤压速度、锻制模具的数穀其温度、辅助性旋转模具的 数量功能及其温度，以及其他一些操作和装置参数也必需发生改变以便获得最 佳的结果。在另外一个实施例中，第二成形部608包括辊轧成形和模制站800。 图8，辊轧成形和模制站800包括挤压元件输送装置804、辊轧成形部808以 及锻制或模制部810。通过提出f,对挤压材料的轧辊预成形部分进行定型修 改和/或将挤压材料的成形部分与挤压部分分开的"挤压"模具，在此使用术 语模制以便与锻制相区分。挤压元件输機置804类似于挤压元件输;l^g 704 并与其操作相同。在本实施例中，挤压机挤出一段可延展的相变墨(未显示)， 该墨具备由挤压模具610所确定的普通截面形状。挤压元件输送装置804被设 定为，以与挤压速度相一致的速度将墨的挤压段传送通过辊轧成形和模制站 800。参看图8，辊轧成形部808包括辊导向件812，用于在墨的挤压段上建立 基本纵向的形沃。成形模具820进一步形成横穿墨挤压段的纵向的部分形状。 辊导向件812包括辊对814、 816、 818，它们以ffl比邻关系关于平行轴可旋转地 安装，且其中一个的圆周相对于另外一个的圆周啮合、辊压和移动。舰814、 816、 818以与挤JBI度相一致的速度在相反的旋转方向上旋转。辊对的圆周互 相配合由此在其中间确定一个通道，当挤压元件沿着挤压路径移向成形站时， 该通道用于保持挤压元件的形状并控制其位置。在本示范性实施例中，如图8 和图9中所示，814和818被设置为，其中一个处于挤压路径上而另外一 个处于挤压路径下以便对墨挤压段的顶部和底部进行纵向成形。辊对816相对 于挤压路径横向布置，以便对墨挤压段的侧面进行成形。应当注意，也可以使 用非成形辊或板，它们用于约束或保持挤压材料指定区域的现有形状，与上述 任何成形构件或替换性后挤压成形过程相结合，由此确保墨成形延伸到期望成 形的材料区域而不会导致不精确的定位或不可控制的变形。 成形模具820包括成形构件824、 828。当将一对成形构件824、 828压在 一起时，它们配合形成内部形状与固体墨棒的最终所需外形相符的空腔830。 成形构件824、 828 M31凸轮834的运动而按压在一起。凸轮834发生旋转导 致成形构件824、 828朝向彼此移动以将挤压元件部^4寸闭在空腔830中，由itbia—步形成横穿墨挤压段的纵向的部分形沃。在墨的挤压段己经ffi31辊导向件812和成形模具820而纵向成形之后，纵 向成形的墨段被移动至模制部810。模制部810被设定用于在成形墨段上执行 模制处理，由此形成最终的形状并将墨段切割成单个墨棒。再次参看图8和图 9，模制部810可以包括多个模制构件838。模制构件838可以关于挤压路径以 大约90度的间距径向布置。各个模制构件可以滑动设置在径向啮合于墨段的 位置上，由此制造所需的锻模。虽然图示了两个模制构件838，，装置也可 以具有任何适当数量的模制构件838。各个模制构件838在其径向内端携带有 相应的模制模具840。各个模制模具840被设定用于形成横穿墨挤压段的纵向 的预定形状并完成形状成形，以及用于将墨段分割成基本呈最终所需外形的单 个墨棒。应当注意，在轧辊成形后可以不需要二次模制或锻制，这取决于最终 墨棒的所需外形。在一个实施例中，模制构件838可以以重复移动的方式进行驱动。当墨的 挤压段进入至鹏制部810时，模制构件838由模制驱动器(未显示)径向驱动 至一个位置，在此位置使墨段压制成形然后返回到初始位置。模制驱动器可以 包括任何已知或适当的往复移动式驱动机构，譬如电动、液压、或气压控制的 制动器。相令,模制元件838可以轮流地驱动，这样它们能够在墨段的整个轮 廓上与其相啮合而不必手动干预模具。如果模具之间具有足够空间，模制构件838可以同时进行驱动。如上所述地，墨段在到达模制部810之前，纵向成形于轧辊成形部808。模制部810被设定用于M:将墨段模制和分割成单个墨棒，从而使墨的挤压段形成为它的最终,。虽然在此描述的模制构件838被描述为具有线性或径向 的运动，作为替换，模制装置也可以提供具有旋转运动、摆臂运动或任何對以 或适当的运动。i^挤压和成形处理元件可以理想地制造出具有全尺寸控制和所需最终形 状特征的墨棒，但是，通过独立加工过程中的附加成形步骤来制造非最终形状
将是合乎需要的。作为举例，对于使用仅与其他模式具备细微特征变化、譬如 传感特征的墨棒系列的同,品，可以直彌制造和发明通用的基本外形，该外 形基于所需产品的销售要求而进一步地修改。可以采用多种外形修改方法来实 现最终的糊犬和域外观改变，包括额外的锻制謝難U、钻孔、铣削、锯切、用 热成形工具熔融、用柱销，融材料填充一个或多个空腔或嵌入物、i!31冲压 或其他方法添加符号说明，增加条码或其他光学可读感应元件等等。在另外一个实施例中，第二成形部608包括纤维处理站900，其用于聚集 作为纤维或长丝908挤压出的挤压元件(参见图10)。在本实施例中，挤压模 具包括喷丝头904，该喷丝头拥有一个或多个所需直径的管口或开口 (未显示) 以便提供一个或多个墨丝908。如同在此使用地，挤压出的墨纤维或长丝包括 具有至少一个截面尺寸横穿挤压方向的墨材料挤压体，该截面足够的薄以便对 纤维进行弯曲和机械处理而不会断裂。在一个实施例中，挤压的墨长丝908具 备小于大约6mm的截面。弹性通常随着长丝的变小而改进并可以具备1或2mm 甚至更小的截面。喷丝头904的管口可以是任何^I的所需截面尺寸和形状。 在本示范性实施例中，管口的截面是圆形的，但也可以设想是正方形、三角形、 椭圆形或其他形状的截面。在图10中，喷丝头的管口设置成单排。然而，喷 丝头的管口型式可以是任何所需的结构，包括双排、矩阵式或一个或多个同心 圆。在一个实施例中，纤维处理站被设定用于通过将挤压长丝盘绕到巻绕元件 上来聚集挤压的墨长丝。在本实施例中，单个墨长丝通过巻绕构件924，墨长 丝在此借助于横动装置930而缠绕至譬如缠绕巻筒或线圈的巻绕元件928之 上，由此形成封装。长丝缠绕在巻绕元件928上，直到达到由预期包巻封装的 尺寸所决定的适当直径为止。巻绕构件924还可以包括位于巻绕元件914附近 的切割构件(未显示)，其用于在达到适当直径时切断纤维。纤维处理站可以 包括用于於挤压M31喷丝头的长丝的巻绕构件。因此，在一个实施例中，多 个墨长丝能够同时进行挤压并发送至巻绕构件以便聚集。通过使用折叠而非巻 绕的方式，譬如图8的重叠操作或曲折成形，对此的改变能够更为紧密iikM装 长丝。在另外一个实施例中，纤维处理站可以被设定为，在聚集之前将多个墨长 丝合并成多纤维或多长丝的墨束。在本实施例中，在挤压通过喷丝头904之后
并行进到长丝整理或捆束构件910之前，多个长丝908可以在喷丝头904的下 游fflil聚合导向件906而聚集在一起。聚合导向件906可以是引线型的孔眼、 带槽的辊，或是任何其他常规的聚合或收集装置。 一旦长丝908被聚合，长丝 908可以缠绕在轮毂908以及一个或多个附加轮毂譬如轮毂920上，由此拉紧 并调节长丝908的张力。然后，长丝908行进至长丝捆束构件910。长丝捆束构件910被设定为通 过扭转、盘旋、横摆、编织或交织等，将长丝908捆束成具备多个纤维截面的 整体纤维束914。在另外一个实施例中，长丝捆束构件910可以被设定用于将 长丝908处理成粘结在一起的纤维束。在此实施例中，M将相邻纤维的连续 部分熔融在一起、或是给相邻纤维的部分施加控制数量的熔融墨，长丝908得 以粘结在一起。粘结的纤维束可以通舰整个长度的相邻纤纟腿行粘结而得以 形成，并产生具有螺旋形周面的固体墨"段"。作为替换，也可以通过譬如机 械粘结、热粘结和化学粘结之类的其他任何粘结方式而粘结在一起。接着，形成整体鄉占结的长丝束914可以i!Jl巻绕构件924，束914在此 借助于横动装置930而缠绕至譬如缠绕巻筒或线圈的巻绕元件928之上，由此 形成封装。长丝束914缠绕在巻绕元件928上，直到达到由预期包巻封装的尺 寸所决定的适当直径为止。巻绕构件924还可以包括位于巻绕元件914附近的 切割构件(未显示)，其用于在达到适当直径时切断纤维。在另外一个实施例 中，聚集装置可以将挤压的长丝切害拼堆叠成条状小块。由于纤维束中每个纤维的截面都较小，这类捆束方式所形成的固体墨构造 展现出有禾啲熔融特性。例如，纤维的较小截面给固体墨棒提供了增大的表面 积和体积，由此提供更为有效的熔融和流动率。 一旦所需尺寸和结构的纤维束 914已经形成，纤维束914可以如上所述:kK行缠绕或切割成任意的长度，并 按照需要进行矫直、弯曲或成形以便嵌入最终的封装件。最终的长丝截面尺寸 或束的尺寸可以定位于各种水平的刚性和柔性，这取决于打印机的墨配置和输 送系统的要求。图11 ^M51挤压和二次成形工艺来制造固体墨棒的方法的流程示意图。 该方法包括将相变墨材料加热至挤压纟昆度(方框300)。如上所述地，墨组合物 被维持在能够使挤压束保持为可延展半固态的热水平，并展现固态与液态之间 的特性。接着，墨沿着挤压方向被挤压ilil挤压管口由此形成挤压元件(方框
304)。 二次成形工艺对该挤压元件进行操作(方框308)。在图11所示方法的一个实施例中，二次成形工艺是锻制过程(方框310)。 在此实施例中，在挤压之后，挤压元件被封闭在锻制元件中(方框312)。挤压 元件沿着挤压方向具备可变的内部截面形状。然后，挤压元件被锻制元件所施 压，这样可延展的墨材料基本填充锻制元件的内部(方框314)。作为替换，二次成形工艺可以是轧辊成形和模制过程(方框316)。在此实 施例中，在挤压之后，挤压元件被轧辊成形，由此基本确立挤压元件的纵向形 状(方框318)。随后，车L辊成形后的挤压元件被模制，由此确立最终的微并 切割成单个墨棒(方框320)。对于具备辨fi成形外形的墨棒，仅仅轧辊成形足 以确立最终的形状。在另外一个实施例中，二次成形工艺包括长丝处理过程(方框324)。在此 实施例中，挤压元件包括截面一般不大于12mm、最好为6mm或更小的挤压 纤维。在挤压之后，挤压出的长丝通过横摆、盘旋、交织等方式整合或粘结成 长丝束(方框328)。 一旦长丝已经g或粘结形成长丝束，其通过缠绕而聚集 在巻绕构件上(方框330)。特定直径的重要性要低于端部结构的弹性，该弹性 基于材料盼性能以及墨在l顿期间所暴露的环境条件。弹性的墨材料可以允许 25mm的直径，而非弹性材料可能需要譬如6mm以下的直径。用于确定合适 尺寸的标准由此更多地基于给定系统的真实断5^顷向和墨的配方。以纤维形式 输送的墨应当可以自由地进行矫直以便输送，而不会在操作^u度和输,度下 发生断裂。墨的断觀现出这样一种倾向，其受至咜被伸展鄉乔直的鹏的影 响，因此更为缓慢地输送至熔融體的较大直径纤维较之输魏度更决、熔融 速度相同的较小直径纤维，更不易于发生断裂。
权利要求
1.一种制造用于相变喷墨成像装置的墨棒的方法，该方法包括将相变墨材料热控制至挤压温度；使墨材料挤压通过至少一个挤压管口，由此形成至少一个挤压墨长丝；以及聚集所述至少一个挤压墨长丝。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，将相变墨材料热控制至挤压 温度的步骤还包括将墨材料加热至育,使该墨材料输itfflA挤压装置的高温；以及 按照需要选择性地^i卩加热后的墨材料以达到所述挤压、鹏。
3. —种用于制造固体墨的系统，包括热控制器，该热控制器用于将相变墨材料达到挤压温度；挤压机，该挤压机用于将墨材料挤压ffiil至少一个挤压管口，由此形成至少一个挤压墨长丝；以及用于聚集所述至少一个挤压墨长丝的聚集装置。
4. 一种用于相变喷墨成像装置中的固体墨棒，包括由相变墨材料形成的第一长丝，所述墨材料具备至少一个小于大约6mm 的截面尺寸；由相变墨禾才料形成的至少一个其他长丝，所述墨禾才料具备至少一个小于大 约6mm的截面尺寸，所述第一长丝和所述至少一个其他长丝被捆束在一起， 由此形成多纤维的固体墨主体。
全文摘要
一种制造用于相变喷墨成像装置的墨棒的方法，包括将相变墨材料加热至挤压温度，相变墨材料在此温度下呈延展状态。接着，墨材料被挤压通过挤压管口，由此形成至少一个横穿于挤压方向的至少一个截面尺寸小于大约12mm的墨长丝。然后，所述至少一个墨长丝被聚集。
文档编号B41J2/175GK101161461SQ2007101929
公开日2008年4月16日 申请日期2007年10月11日 优先权日2006年10月11日
发明者B·G·拉塞尔, B·R·琼斯, E·F·伯雷斯 申请人:施乐公司