双调节器印刷模块的制作方法

专利名称：双调节器印刷模块的制作方法
双调节器印刷模块
背景技术：
喷墨式印刷设备一般以合理的成本提供高质量图象印刷解决方案。墨喷式印刷设备通过经由多个喷嘴向诸如一张纸的印刷介质上喷射墨滴来印刷图像。喷嘴通常是以一个或多个阵列布置的，使得墨从喷嘴的适当序列的喷射促使字符或其他图像随着打印头和和印刷介质相互之间移动而被印刷在印刷介质上，在特定示例中，热喷墨(TIJ)打印头通过使电流通过加热元件以产生热量并使启动室内的一小部分流体汽化来从喷嘴喷射液滴。在另一示例中，压电喷墨(PIJ)打印头使用压电材料致动器来产生迫使墨滴从喷嘴出来的压力脉冲。改善来自喷墨式印刷设备的图像印刷质量通常涉及解决能够降低图像印刷质量的多个技术挑战中的一个或多个。例如，颜料沉淀、空气蓄积、温度变化和打印头模块内的颗粒蓄积可能对降低的印刷质量和最终的打印头模块故障有所贡献。解决这些挑战的一个方法是使墨在墨输送系统和打印模块内再循环。然而，为此目的而设计的宏观再循环系统的成本和尺寸通常仅适合于高端工业印刷系统。另外，尝试以较低复杂性来解决成本问题的产品架构通常变得与不良的性能和可靠性相关联。


现在将以示例的方式参考附图来描述本实施例，在所述附图中:
图1示出了根据实施例的适合于结合宏观再循环系统和双调节器打印头模块的喷墨式印刷系统；
图2示出了根据实施例的宏观再循环系统和双调节器打印头模块的方框 图3示出了根据实施例的图示出图2的宏观再循环系统中的再循环路径的打印头冲模和冲模载体的透视 图4示出了根据实施例的具有具有单个打印头冲模和两组双压力调节器的打印头模块的宏观再循环系统的方框 图5示出了根据实施例的图示出图4的宏观再循环系统中的用于两个墨色彩的再循环路径的打印头冲模和冲模载体的透视 图6示出了根据实施例的具有具有多个打印头冲模和多组双压力调节器的打印头模块的宏观再循环系统的方框 图7示出了根据实施例的用于具有双调节器打印头模块的宏观再循环系统的输出压力调节器的替换设计；以及
图8示出了根据实施例的喷墨式印刷系统中的再循环流体的示例性方法的流程图。遍及各图，相同的参考标号指示类似但不一定相同的元件。
具体实施例方式问题和解决方案的概述
如上所述，在墨喷式印刷设备中存在与图像印刷质量相关联的许多挑战。印刷质量例如在喷墨式打印头中存在墨阻塞和/或堵塞时遭受跨打印头冲模的温度变化等。用于这些困难的原因包括颜料沉淀、打印头中的空气和微粒的蓄积以及跨打印头冲模的温度的不适当控制。能够阻挡墨流动并堵塞喷嘴的颜料沉淀在打印头模块的储存或不使用时段期间(打印头模块包括一个或多个打印头)在颜料颗粒沉淀或从墨媒介物(例如溶剂)坠落出来时发生。在喷墨式印刷中一般地优选基于颜料的墨，因为其往往比基于染料的墨更加高效、耐用且持久，并且商业和工业应用中的墨开发朝着更高颜料或结合剂加载和更大粒度的方向继续。打印头中的空气蓄积引起也可能阻挡墨的流动的气泡。当墨被暴露于空气时，诸如在墨储存器中的储存期间，附加的空气溶解到墨中。从打印头的启动室喷射墨滴的后续动作将多余空气从墨释放，该多余空气作为可能阻挡墨流动的气泡蓄积。打印头中的颗粒蓄积也可能妨碍墨的流动。制造期间的污染和在操作期间来自注塑成型塑料部分的颗粒的脱落能够导致颗粒蓄积。虽然打印头模块和墨输送系统通常包括过滤器，但打印头中的颗粒蓄积能够达到最终阻塞打印头喷嘴的水平，引起印刷质量问题和印刷模块故障。跨打印头冲模的表面、尤其是沿着喷嘴柱的热差影响从喷嘴喷射的墨滴的特性，诸如液滴重量、速度和形状。例如，较高的冲模温度导致较高的液滴重量和液滴速度，而较低的冲模温度导致较低的墨滴重量和速度。墨滴特性的变化负面地影响印刷质量。因此，控制打印头模块中的温度是实现较高印刷质量中的重要因素，尤其是随着喷嘴封装密度和启动重复率持续增力口。墨通过打印头模块(“打印头模块”、“印刷模块”、“打印机模块”等遍及本文被可互换地使用)的宏观再循环解决了这些问题，并且是竞争性喷墨式系统中的重要组成部分，但是其必须被结合到支持对打印机墨输送系统具有最小系统要求的低成本产品的方法中。以墨的宏观再循环为特征的一般喷墨式印刷系统使得能够通过尖端的模块外控制系统(即，并不是打印头模块本身机载的控制系统)来实现此功能，该尖端模块外控制系统结合了机电功能以及泵、调节器以及蓄能器。包括各种特征，诸如墨外检测、换热器、过滤系统以及用于受控反馈的压力传感器。在给定PU打印头的高成本的情况下，用于这些功能的高系统开销一般被认为是适当的，该PIJ打印头常常被永久性地安装并很少替换。然而，这些系统的成本和尺寸仅仅适合于高端工业系统，并且尝试以较低复杂性类解决成本问题的产品架构通常变得与不良的性能和可靠性相关联。此外，不具有机载压力控制系统的打印头模块在安装期间困扰于灵敏度，并且必须利用广泛的初始注墨操作(primingoperation)以实现稳健水平的图像和印刷质量。本公开的实施例一般地通过使用在热或压电喷墨式(S卩，TIJ或PIJ)打印头模块上机载地结合的双压力调节器来克服在先宏观再循环系统的缺点。双调节器控制可替换打印头模块中的压力，这放松对打印机墨输送系统的性能和部件规范，并导致质量、可靠性、尺寸和成本方面的显著益处。双调节器打印头模块的实施例使得能够实现具有成本效益的宏观再循环系统，其解决了对喷墨式印刷系统中的印刷质量问题有所贡献的各种因素，诸如打印头内的颜料沉淀、空气和颗粒蓄积以及不适当的热控制。例如，宏观再循环向模块中提供已过滤墨的连续更新，这更新沉淀墨、降低打印头附近的空气和微粒水平、将墨加热(例如，对于TIJ打印头而言)或使墨冷却(例如，对于PIJ打印头而言)，并且一般改善印刷系统可靠性。这些益处部分地通过打印头模块中的输入调节器和输出调节器而实现，该输入调节器精细地控制流入打印头的墨的入口压力，并且该输出调节器精细地控制从打印头流出的墨的出口压力。打印头的输入端和输出端之间的由双调节器保持的负压力差引发通过打印头的规则墨流。墨从输入调节器的出口流过冲模载体歧管中的墨通道至打印头基板的背面、通过打印头基板与冲模载体之间的间隙、并且然后通过歧管中的墨通道返回至输出调节器的进口。在打印头基板后面延伸的流动路径可以用来通过选择打印头基板与物理打印头冲模载体之间的适当间隙而调整墨流速。另外，打印头中的流体通道本身提供跨打印头冲模基板的顶侧的微观再循环路径。在一个示例性实施例中，印刷模块包括打印头冲模、用以调节到冲模的输入流体压力的输入调节器以及用以调节来自冲模的输出流体压力的输出调节器。在另一实施例中，一种方法包括在输入调节器处接收到印刷模块的流体。在输入调节器与输出调节器之间的印刷模块内产生流体压力差。该压力差导致流体从输入调节器流过打印头冲模并至输出调节器。然后从输出调节器吸取流体。在另一实施例中，印刷系统包括具有打印头冲模的印刷模块以及用以控制到和来自冲模的墨压力的输入调节器和输出调节器。该系统还包括用以向印刷模块输送墨的墨源和压力输送机构。印刷系统中的真空泵从印刷模块吸取墨，使其返回至墨源。说明性实施例
图1示出了根据本公开的实施例的适合于结合如在本文中公开的宏观再循环系统和双调节器打印头模块的喷墨式印刷系统100。喷墨式印刷系统100包括打印头模块102、墨源104、泵105、安装组件106、介·质传送组件108、打印机控制器110、真空泵111以及至少一个电源112，其向喷墨式印刷系统100的各种电部件提供功率。打印头模块102—般包括一个或多个过滤器和调节室104，其包含用以对墨进行过滤的一个或多个过滤器和用以调节墨压力的压力调节设备。·打印头模块102还包括至少一个流体喷射组件114(8卩，热或压电打印头114)，其具有打印头冲模和用于通过多个孔口或墨喷嘴116朝着印刷介质118喷射墨滴从而向印刷介质118上进行印刷的关联机械和电部件。打印头模块102 —般还包括载体，其承载打印头114、提供打印头114与打印机控制器110之间的电通信，并通过载体歧管通道而提供打印头114与墨源104之间的流体连通(fluid communication)。喷嘴116通常被布置在一个或多个柱中，使得来自喷嘴的墨的适当序列喷射促使字符、符号和/或其他图形或图像随着喷墨式打印头组件102和印刷介质118相互之间移动而被印刷在印刷介质118上。典型的热喷墨式(TIJ)打印头包括排列有喷嘴116的喷嘴层和在位于喷嘴后面的集成电路芯片/管芯上形成的启动电阻器。每个打印头114被操作连接到打印机控制器110和墨源14。在操作中，打印机控制器110选择性地激励启动电阻器以产生热量并使启动室内的一小部分流体汽化，形成通过喷嘴向印刷介质118上喷射墨滴的气泡。在压电(PU)打印头中，使用压电元件来从喷嘴喷射墨。在操作中，打印机控制
器110选择性地激励接近于喷嘴定位的压电元件，促使其非常快速地变形并通过喷嘴喷射
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O墨源104、泵105以及真空泵111 一般在印刷系统100内形成墨输送系统(IDS)。IDS (墨源104、泵015、真空泵111)和打印头模块102 —起在印刷系统100内形成较大的宏观再循环系统，其连续地使墨向和从打印头模块102循环，以向模块内的打印头114提供新鲜的已过滤墨。墨从墨源104通过打印头模块102中的室103流到打印头114，并且经由真空泵111再次返回。在印刷期间，提供给打印头模块102的墨的一部分被消耗(即，喷射)，并且较小量的墨因此被再循环而返回至墨源104。在某些实施例中，可以使用单个泵来供应墨和使墨在IDS中再循环。因此，在这种实施例中，可以不包括真空泵111。安装组件106相对于介质传送组件108对打印头模块102进行定位，并且介质传送组件108相对于喷墨式打印头模块102对印刷介质1118进行定位。因此在打印头模块102与印刷介质118之间的区域中邻近于喷嘴116限定印刷区122。印刷系统100可以包括是固定的且跨越印刷介质118的宽度的一系列打印头模块102或者跨越印刷介质118的宽度来回扫描的一个或多个模块。在扫描式打印头组件中，安装组件106包括用于使打印头模块102相对于介质传送组件108移动以扫描印刷介质118的可移动托架。在固定或非扫描式打印头组件中，安装组件106相对于介质传送组件108将打印头模块102固定在规定位置处。因此，介质传送组件108相对于打印头模块102对印刷介质118进行定位。打印机控制器110通常包括处理器、固件以及用于与喷墨式打印头模块102、安装组件106以及介质传送组件108通信并对其进行控制的其他打印机电子装置。电子控制器110从诸如计算机的主机系统接收主机数据124，并且包括用于临时地存储数据124的存储器。通常，数据124被沿着电子、红外、光学或其他信息传输路径而发送到喷墨式印刷系统100。数据124表示例如要印刷的文档和/或文件。同样地，数据124形成用于喷墨式印刷系统100的印刷作业，并包括一个或多个印刷作业命令和/或命令参数。使用数据124，打印机控制器110控制喷墨式打印头模块102和打印头114来从喷嘴116喷射墨滴。因此，打印机控制器110定义在印刷介质118上形成字符、符号和/或其他图形或图像的喷射墨滴的图案。喷射墨滴的图案是由来自数据124的印刷作业命令和/或命令参数确定的。图2示出了根据本公开的实施例的该系统内的宏观再循环系统200和双调节器打印头模块102的方框图。图3示出了根据本公开的实施例的图示出图2的宏观再循环系统200中的再循环路径的打印头冲模和冲模载体的透视图。一般地参考图2和图3，宏观再循环系统200包括印刷系统IDS 201 (B卩，墨源104、泵105以及真空泵111)和打印头模块102。打印头模块102是双压力调节器模块，其具有如图2中所示的输入压力调节器202和输出压力调节器204。每个调节器202和204是压力控制墨容纳系统。还示出了被用粘合剂210粘附于冲模载体208的一部分的娃打印头冲模基板206。冲模载体208包括歧管通道212，通过该歧管通道212，墨在调节器202和204之间向和从冲模206流动。一般地，如图2和3中的黑色方向箭头所指示的，墨从打印机IDS 201通过流体互连214流入模块102的输入调节器202。从调节器202，墨流过歧管通道212且然后通过冲模208流入冲模狭槽213(并在印刷期间从喷嘴118出来；喷嘴未示出)，并且通过间隙215在冲模206后面流动，间隙215充当冲模背面旁路。如在下面更详细地讨论的，间隙215在冲模载体208与冲模206的背面之间形成，在那里，不存在用以将所选冲模肋材(即，冲模肋材207)结合到冲模载体208的粘合剂210。墨然后从冲模206流出并通过歧管通道212返回至输出调节器204，在那之后其从打印头模块102流出并通过流体互连214返回至打印机IDS 201。出于举例说明和容易描述的目的，图2和3中所示的实施例是双调节器打印头模块102的基本实施方式，因为其适用于单个墨色彩和通向和从单个打印头冲模206出来的单个流体通道。因此，虽然图2和3中所示的打印头模块102包括四个流体狭槽213和附加的墨通道(例如，附加歧管通道212和间隙215)，但这些并未相对于图2和3具体地描述。然而，下面在本文中相对于图4一6描述了具有在复杂性和多用性方面变化以使用一个或多个打印头冲模206来管理多个墨色彩的双调节器打印头模块102的宏观再循环系统200的附加示例性实施例。仍参考图2和3，打印头冲模206中的墨背压是将被保持在大气水平以下的窄范围内以便在使喷墨式印刷所需的打印头压力条件最优化的同时避免使喷嘴注墨不足(depriming)(导致墨流出或墨泄漏)的基本参数。在不操作时段期间，由喷嘴中的墨的表面张力来静态地保持此压力。此功能可以由标准机械调节器提供，诸如输入调节器202，其通常通过使用成形金属弹簧来向被附接于向大气开放的室的周界的柔性膜的面积施加力、从而在集成印刷模块中建立用于墨容纳的负内部压力而进行操作。枢轴点上的杠杆将金属弹簧组件连接到阀，使得弹簧的偏转能够通过使阀与阀座配合而使阀打开或闭合。在操作期间，墨被从打印头排出，这将墨从调节器的压力控制墨容纳系统排空。当调节器中的压力达到通过用于弹簧力的设计选择(即，弹簧常数)和柔性膜面积建立的背压设定点，则阀打开并允许从通过模块102的流体互连214被连接到输入调节器202的进口的打印机IDS 201中的泵105输送墨(具有正六磅/平方英寸的典型压力)。一旦输送了足够体积的墨，则弹簧扩张并使阀闭合。调节器从全开到全闭(即，就位)位置进行操作。在全开与全闭位置之间的位置通过调节阀本身来调整压降，促使阀充当流量控制元件。在图2的宏观再循环系统200中，到输入调节器202的阀的进口实现通过流体互连214与打印机IDS 201的流体连接，并且，调节器202的出口通过歧管208通道212被连接到打印头冲模基板206。到输出调节器204的进口被经由歧管208中的返回通道212从打印头冲模206连接。输入调节器202阀是常闭的，而输出调节器204被具体地配置成使得其阀是常开的(即，用于阀杆的枢轴点移动至阀座的另一侧；并且，参见下面关于图7的附加调节阀讨论)。这允许输出调节器204控制歧管208通道212的返回部分中的压力。输出调节器204的出口经由真空泵111被连接到打印机ISD 201 (具有负十磅/平方英寸的典型压力)。到输出调节器204的出口中的止回阀216保证不能发生回流，因为调节阀处于常开状态。用于输出调节器204的弹簧力K被选择成使得背压设定点略高于用于输入调节器202的背压设定点(即，负值更大)。这产生从输入调节器202的出口至输出调节器204的进口的压力驱动流动。如图2中所示，用于输入调节器202设定点的典型值是负六英寸英寸水柱，并且用于输出调节器204的典型设定点是负九英寸水柱。虽然描述和图包括两个泵(泵105和真空泵111)，如上所述，但假设打印机IDS 201能够用一个或两个泵在再循环模式下运行。因此，在某些实施例中，可以使用单个泵来供应墨且使墨在IDS 201中再循环。在操作期间，双调节器202和204进行作用以将在打印头冲模基板208后面的背压大致上控制在由两个设定点(即，-6英寸水柱和-9英寸水柱)表示的范围，因为在进口和出口侧存在通过歧管通道212的类似压降。从非操作状态开始，输入调节器202被关闭，输出调节器204打开，并且止回阀216被闭合。因此，不存在墨流，并且冲模206后面的压力处于输入调节器202的设定点(即，-6英寸水柱)。当打印机IDS 201泵105被啮合时，在歧管208中压力下降，并且流动从输入调节器202发起。输出调节器204阀被吸引至更接近于阀座，并且压力在线性区域中被调节至设定点(即，-9英寸水柱)。同样地，在输入调节器202上，压力被调节至其设定点(B卩，-6英寸水柱)。因此，在两个调节器之间的歧管208中产生与压力差设定点成比例的流速，并且可以基于歧管通道212的几何机构以及墨粘度以分析的方式(例如，使用哈根-泊肃叶等式)来估计。水基墨的情况下的用于流速的典型值可以在从每分钟十毫升以下至一千毫升以上范围内。可以使用流道的设计来使流速相对于系统要求最优化，所述设计包括流量限制器的使用。当印刷在已经建立再循环流之后开始时，打印头114 (冲模206)从喷嘴116产生位移驱动墨流(即，随着墨被从墨喷嘴116喷射)，这将打印头墨狭槽213中的压力减小至歧管压力以下。将此印刷流添加至现有进口/出口再循环流所表示的控制体积促使输入调节器202阀更多地打开且输出调节器204阀更多地闭合，这减小了再循环墨流。可以将系统设计成适应一定范围的印刷流速和再循环流速需要。此范围可以跨越其中再循环在高度印刷时段期间完全停止的情况至其中再循环流仅略微减小的另一极端。印刷和再循环的墨流速之间的权衡与非印刷再循环流速设计点成比例。如果非印刷再循环流速被设计成基本上在最大印刷流速以下，则再循环流将被减小至关断点。如果非印刷再循环流速被设定为基本上在印刷流速以上，则流量将减小，但是仍处于相对高的水平。除调节器202和204的设计和控制之外，与再循环流速有关的另一因素是与打印头本身的流体相互作用，诸如流过间隙215 (B卩，冲模背面旁路)的墨的相互作用。如图1和2中所示，沿着给定流动路径，墨沿着将冲模206的墨狭槽213分离的冲模肋材217的背面从一个墨狭槽213流到另一个。间隙215尺寸在空间上被控制为用于粘合接头设计(即，其中粘合剂210将冲模载体208接合至冲模206)和用于再循环墨的流量控制(即，其中在冲模载体208与冲模206之间不存在粘合剂210)两者的最佳规格。一般地，宏观再循环在墨被再循环至更接近于打印头时提供更大的益处。通常，用硅来制造打印头冲模基板206，并且其包括被硅肋材分离的许多机械加工墨狭槽213。热可固化粘合剂210通常被用来将肋材附接于冲模载体208，其通常由聚合物或陶瓷材料制成。多种粘合剂分配过程、材料和接头设计是可以的，并且在本领域中是众所周知的。对于有效的宏观再循环而言，用用于墨流动的间隙215来替换狭槽之间的粘合接头。因此，墨沿着将两个墨狭槽213分离的冲模肋材217的背面流过空间上受控的间隙215。用以产生返回路径的其他上游布置是可能的，但是使用打印头后面的间隙是最有效的，因为其最接近于用于颜料的设定点(假设喷嘴沿着与重力加速度基本上对准的方向喷射墨)，并且其允许墨借助于强制对流而直接从打印头冲模206去除热量。如果由于冲模易碎性的原因而需要，则还可以在不显著影响墨流的情况下沿着肋材217 (诸如在中点处)建立更小的非邻接的粘合接头。如上所述，具有双调节器打印头模块102的宏观再循环系统200的实施例在复杂性和多用性方面改变以使用一个或多个打印头冲模206来管理多个墨色彩。图4示出了根据本公开的实施例的具有具有单个打印头冲模206和两组双压力调节器以控制两个墨色彩的打印头模块102的宏观再循环系统200的方框图。图5示出了根据本公开的实施例的图示出图4的宏观再循环系统200中的用于两个墨色彩的再循环路径的打印头冲模206和冲模载体208的透视图。参考图4和5，具有单个冲模206的双色宏观再循环系统200以与上文关于图2和3中所示的单色系统所述的相同的一般方式进行操作。也就是说，每个墨色彩遵循由一组双压力调节器(即，输入调节器202和输出调节器204)控制的单个流体路径。因此,如图4和5中的黑色方向箭头所指示的，打印机IDS 201中的墨源104通过流体互连214向打印头模块102提供两个墨色彩。每个墨色彩流过单独的输入调节器202和歧管通道212至冲模206，并且然后至不同的成对冲模狭槽213A和213B中且在印刷期间从喷嘴116 (未示出)出来。两个墨色彩流过在冲模206后面的各间隙215，并且然后从冲模206出来且通过单独的返回歧管通道212返回以将输出调节器204分离，在其之后，它们从打印头模块102流出并通过流体互连214返回至打印机IDS 201。图6示出了根据本公开的实施例的具有多个打印头冲模206 (具体地示出两个冲模206)和多组双压力调节器(具体地示出了两个双调节器组)以控制两个墨色彩的宏观再循环系统200的方框图。在观看图4一6中所示的实施例时，几个点是值得注意的。要注意的一个点是打印头模块102包括用于其控制的每个墨色彩的单独的一组双压力调节器(即，输入调节器202和输出调节器204)。因此，控制两个墨色彩的模块102将具有两组双调节器，控制三个墨色彩的模块102将具有三组双调节器等。此外，虽然单组双调节器仅控制单个墨色彩，但单组双调节器可以通过到和来自一个打印头冲模206的单个流体路径或通过并行地到和来自多个打印头冲模206的多个流体路径来控制单个墨色彩的流动。例如，参考图6，每个墨色彩遵循由一组双压力调节器(S卩，输入调节器202和输出调节器204)控制的多个流体路径。因此，如图6中的黑色方向箭头所指示的，打印机IDS 201中的墨源104通过流体互连214向打印头模块102提供两个墨色彩。每个墨色彩流过单独的输入调节器202。然而，根据输入调节器202，每个墨色彩然后通过不同歧管208 (例如，208A、208B)中的通道212流到多个冲模206 (例如，206A、206B)中的每一个。虽然在图6中仅示出了两个冲模206，但打印头模块102的不同实施例可以包括附加冲模206，诸如六个、八个、十个或更多冲模206。因此，在不同实施例中，输入调节器202可以管理单个墨色彩通过许多流体路径到许多打印头冲模206的流动。每个墨色彩然后流入多个冲模206内的不同对的冲模狭槽，并在印刷期间通过喷嘴116 (未示出)出来。两个墨色彩通过在多个冲模206后面的各间隙215流动并随后通过单独的返回歧管通道212返回以将输出调节器204分离，在其之后，它们从打印头模块102流出并通过流体互连214返回至打印机IDS 201。除刚刚描述的多个冲模206和流体路径之外，图6中的实施例还图示出通过打印头本身的微型循环。图6中不出的是室层600和喷嘴层602。如关于喷墨式打印头一般已知的，室层600具有墨室，其刚好在墨通过形成于喷嘴层602中的喷嘴从室喷射之前存储少量的墨。除通过间隙215的宏观再循环之外，在某些实施例中，还实现了打印头内的墨的微型再循环。对于微观再循环而言，在室(邻近于喷嘴)与流体狭槽之间的室层600中形成微通道604。一般地，宏观再循环系统中的硅冲模206后面的间隙215的使用通过在进口和出口狭槽处提供高阻抗压力源来增强通过打印头的微观再循环。通过宏观再循环实现的典型流速可以比微观空气的管理或开盖模式的控制(诸如堵塞(由于溶剂蒸发)或颜料墨媒介物分离(PIVS)典型所需的高得多。另外，来自喷嘴的墨流出(drooling)能够将再循环速率限制于非常低的水平。因此，使用在打印头冲模206后面的间隙215来使用于微观再循环的流量控制最优化进一步增强流量，并在针对诸如颜料沉淀和热控制的其他系统需要的最优化方面允许用于宏观再循环设计的更大自由度。图7示出了根据本公开的实施例的用于具有双调节器打印头模块102的宏观再循环系统200的输出压力调节器204的替换设计。可以将输入调节器202分类为常闭的“正常作用推动器”。可以将先前相对于图2— 6所讨论的输出调节器204描述为“反向作用推动器”，因为阀杆上的枢轴点已被移动至阀的另一侧，使得其是常开的，但弹簧仍在阀杆上进行推动。“反向作用推动器”设计要求到打印机泵的出口上的止回阀。可以将“反向作用推动器”的替换称为“反向作用提升器”，其提升阀杆而不是在阀杆上进行推动。这种情况下的接触点移动至阀座的另一侧，使得阀被提升打开而不是推动闭合。在这种情况下，不要求用于杆的枢轴点改变，并且不要求止回阀。然而，实现此类设计的困难增加，因为其与标准输入调节器202相比改变了调节器部件之间的相互作用。在某些调节器实施例中，可以通过在调节器室外面的作为控制参数的气体压力的引入来实现增强压力控制方案。在以上描述中，已假设在调节器室外面的压力是环境大气压力。然而，可以对外部调节器腔加压以提供称为初始注墨的净化功能。可以使用室压力来控制输入和输出调节器202和204两者的阀位置。例如，在输出调节器204的出口侧上的打印机泵105被关断的情况下，可以将输入调节器202室加压以打开阀，这通过迫使墨通过喷嘴而允许初始注墨功能。在另一示例中，在打印机泵105被关断的情况下，可以调整用于输入和输出调节器两者的室上的压力，使得墨被沿着交替方向从一个调节器泵送到另一个，以提供可以有益于颜料沉淀的歧管208中的混合程度。在第三示例中，可以通过将调节器室加压或排空以使阀完全打开来绕过一个或两个调节器。针对输入调节器202，施加高正压，并且针对输出调节器204，施加高负(近真空)压。这些压力施加使机载印刷模块102调节功能脱离并要求打印机IDS 201执行压力调节的精确功能，这一般更加困难，但是在某些情况下可能是有利的。图8示出了根据本公开的实施例的在喷墨式印刷系统中再循环流体的示例性方法800的流程图。方法800与上文相对于图1一7中的图示所讨论的宏观再循环系统200和双调节器打印头模块102的实施例相关联。方法800在方框802处以在输入压力调节器处接收到印刷模块的流体开始。流体(例如，墨)在正压下被泵从打印机墨输送系统中的墨源泵送到印刷模块中的输入调节器。方法800在方框804处以在输入调节器与输出调节器之间的输入模块内产生流体压力差继续。输入调节器具有高于输出调节器(例如，约负九英寸水柱)流体压力差中的负背压设定点的负背压设定点(例如，约负六英寸水柱)。压力差是输入和输出调节器的两个负背压设定点之间的差。方法800在方框806处以使用压力差使流体从输入调节器流动通过打印头冲模且到达输出调节器继续。压力差产生压力驱动流，其使流体从输入调节器的出口流到输出调节器的进口。流体从输入调节器到输出调节器的流动可以遵循包括在打印头冲模后面的旁路间隙和形成于打印头冲模顶部上的层中的微通道的流体流径。在方法800的方框808处，在负压下从输出调节器吸取流体且其返回至打印机IDS中的流体源。在方法800的方框810处，流体被从形成于打印头冲模的顶部上的喷嘴层中的喷嘴喷射出。流体的喷射在打印头冲模中产生负压，其在方框812处通过在输入调节器中使阀更多地打开并在输出调节器中使阀更多地闭合被补偿。
权利要求
1.一种印刷模块,包括: 打印头冲模； 输入调节器，调节到冲模的输入流体压力；以及 输出调节器，调节来自冲模的输出流体压力。
2.如权利要求1所述的印刷模块，还包括: 冲模载体，冲模在其背面被粘附于冲模载体；以及 旁路间隙，在冲模的背面处，用以使流体经由冲模载体中的输入和输出歧管通道在冲模后面循环。
3.如权利要求1所述的印刷模块，还包括: 第一和第二流体狭槽，在冲模中形成； 室层，在冲模的顶侧上；以及 微通道，在室层中形成以使得能够实现第一和第二狭槽中的流体流动。
4.如权利要求1所述的印刷模块，其中，所述输入调节器包括被配置成在外壳中的压力下降至设定点压力以下时打开的压力受控外壳中的常闭阀。
5.如权利要求1所述的印刷模块，其中，所述输出调节器包括被配置成在外壳中的压力下降至设定点压力以下 时闭合的压力受控外壳中的常开阀。
6.如权利要求5所述的印刷模块，其中，所述输出调节器包括用以防止到输出调节器中的流体回流的止回阀。
7.如权利要求1所述的印刷模块，还包括输入和输出流体压力之间的压力差，该压力差用以产生从输入调节器的出口到输出调节器的进口的压力驱动流体流动。
8.如权利要求1所述的印刷模块，其中，所述输入流体压力是第一负压且输出流体压力是比第一负压负值更大的第二负压。
9.一种方法，包括: 在输入调节器处接收到印刷模块的流体； 在输入调节器与输出调节器之间的印刷模块内产生流体压力差； 使用该压力差使流体从输入调节器流过打印头冲模且至输出调节器；以及 从输出调节器吸取流体。
10.如权利要求9所述的方法，其中，接收流体包括以正压从流体源泵送流体。
11.如权利要求10所述的方法，其中，吸取流体包括以负压从输出调节器吸取流体并使吸取的流体返回至流体源。
12.如权利要求9所述的方法，还包括: 从在打印头冲模的顶部上形成的喷嘴喷射流体；以及 通过在输入调节器中使阀更多地打开并在输出调节器中使阀更多地闭合来补偿结果产生的打印头冲模中的流体压力的减小。
13.如权利要求9所述的方法，其中，使流体流动包括使流体流过选自由在打印头冲模后面的旁路间隙和在打印头冲模顶部上的层中形成的微通道组成的组的流体流径。
14.一种印刷系统,包括: 印刷模块，其具有打印头冲模及输入调节器和输出调节器以控制到和来自冲模的墨压力；墨源；以及压力输送机构，用以向印刷模块输送墨。
15.如权利要求 14所述的印刷系统，还包括用以从印刷模块吸取墨的真空泵。
全文摘要
一种印刷模块包括打印头冲模、用以调节到冲模的输入流体压力的输入调节器以及用以调节来自冲模的输出流体压力的输出调节器。一种方法包括在到印刷模块的输入调节器处接收流体、在输入调节器与输出调节器之间的印刷模块内产生流体压力差、使用压力差使流体从输入调节器流过打印头冲模并至输出调节器并从输出调节器吸取流体。
文档编号B41J2/185GK103153625SQ201080069724
公开日2013年6月12日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者B.J.基夫, J.E.谢菲林, J.W.林, M.A.德夫里斯 申请人:惠普发展公司，有限责任合伙企业