用在固体油墨喷墨打印机中的熔化板和加墨机以及构造熔化板的方法

专利名称：用在固体油墨喷墨打印机中的熔化板和加墨机以及构造熔化板的方法
技术领域：
本公开文本中所描述的设备和方法主要涉及液体油墨打印机。更 具体地，所述设备和方法涉及将固体油墨熔化以产生供打印机使用的 液体油墨的打印才几。
背景技术：
某些打印系统利用被熔化以提供液体油墨的固体油墨。固体油墨 被装载到打印机中，并且递送给熔化设备，该熔化设备将固体油墨加 热到熔化温度。熔化的油墨被收集并且被递送到打印头，该打印头将 熔化的油墨直接地或间接地喷射到介质上以形成图像。通常，熔化设 备包括一个熔化表面，该熔化表面被加热器加热，以熔化紧靠着熔化 表面的固体油墨。熔化表面通常被垂直定向，以能够使熔化的油墨从
熔化表面和固体油墨之间的接触面中排出。滴板(drip plate)接纳 熔化的油墨，并且将其导引至一个滴点(drip point)，从该滴点处 液体油墨滴入储墨池(reservoir)或其它收集容器，以便送到打印头。 这样的打印机在颁给Jones等人的美国专利申请US2007/0268348A1 (下文称为"348申请，，)中得以描述，其公开内容以援引方式全部 明确地纳入本文。
垂直地定向熔化表面，限制了滴板的布置。在目前已知的熔化设 备中，熔化表面和滴板结构，自身均可以是平面的或可以不是平面的， 可以用非平面方式关于彼此定向。因为被熔化表面所熔化的油墨在重 力作用下从熔化表面流向滴板，所以导引和限制从熔化板到滴点的油 墨流是很重要的。熔化设备的其它问题源自固体油墨，其以固体块或 棒条的形式提供，当以固体油墨填充空的加墨机时，固体油墨直接碰 撞熔化表面。在重力给墨加墨机中，固体墨块可以朝向熔化表面自由 降落。在装有弹簧的系统中，释放弹簧偏置，随后将新加入的墨块推 向熔化表面，也使得熔化表面受到某种程度的撞击。因此，熔化表面需要有回弹力，并且熔化表面和滴板之间的接触面需要适应熔化表面/ 固体墨块的相互作用。

发明内容
一种用在固体油墨打印机中的熔化板，和一个滴板一体成形，以
提供从熔化板到滴点的受控的熔化油墨流。所述熔化板包括具有周 界的第一部分；具有周界的第二部分，所述第二部分沿着一条过渡边 界(transition boundary )与第一部分成第一角；第一边沿(rim ), 其围绕着第一部分的周界延伸但不沿着过渡边界延伸，所述第一边沿 与第一部分成第二角；以及第二边沿，其围绕着第二部分的周界延伸 但不沿着过渡边界和滴点延伸。优选地，所述第二边沿与所述第二部 分成第三角。优选地，所述第一部分和所述第二部分被形成为一个单 一构件。优选地，所述第一边沿和所述第二边沿是毗边的。优选地， 所述第一边沿的第二角是锐角，所述第二边沿的第三角大于所述第二 角。优选地，所述熔化板进一步包括电加热器电路，其被应用于所 述熔化板的第一部分的至少一个表面上。优选地，所述第二部分形成 一滴板，所述滴板被配置为接纳越过过渡边界的熔化油墨，并且将所 述熔化油墨导向滴点。优选地，所述第一部分和所述第二部分中的至 少一个，在相应的边沿之内的区域的至少一部分中是非平面的。
一种构造方法，提供具有毗边的边沿的一体的熔化板和滴板，所 述毗边的边沿能够改进对流到滴点的液体油墨的控制。所述方法包括 将一金属板弯曲，以在所述金属板的第一部分和所述金属板的第二部 分之间形成一个弯曲，并且将所述金属板的周界的一部分弯曲，以形 成围绕所述第一部分的第一边沿和围绕所述第二部分的第二边沿，所 述第一边沿与所述第二边沿是毗边的。优选地，其中形成所述第一边 沿，使得所述第一边沿和所述第一部分成一锐角；并且形成所述第二 边沿，使得所述第二边沿和所述第二部分成一角，该角大于所述第一 边沿的所述锐角。优选地，所述方法还包括在将金属板弯曲以形成 所述第一部分和所述第二部分之前，将电加热器电路应用于所述金属 板的表面上。优选地，其中所述弯曲以形成第一部分和第二部分，是 通过用至少一个金属模具压制所述金属板进行的。一种用于固体油墨打印机的改良的加墨机，包括与一个滴板一体 形成的熔化板，以提供从熔化板到滴点的受控的熔化油墨流。改良的
加墨机包括一用于导引固体油墨的斜道(chute)、 一用于从斜道中接收 固体油墨的熔化板，所述熔化板包括具有周界的第一部分；具有周 界的第二部分，所述第二部分沿着一条过渡边界与第一部分成第一角； 第一边沿，该第一边沿围绕所述第一部分的周界延伸但不沿着过渡边 界延伸，所述第一边沿具有多个与所述第一部分成角的段，所述第一 边沿的至少一段所成的角不同于所述第一边沿的至少另一段所成的 角；以及第二边沿，该第二边沿围绕所述第二部分的周界延伸但不沿 着过渡边界和滴点延伸，所述第二边沿具有多个段，其每段与所述第 二部分成角，所述第二边沿的至少一段所成的角不同于所述第二边沿 的至少另一段所成的角。


从下面参考附图的详细说明中， 一体成形的熔化板和滴板的特征 对于本领域技术人员将变得显而易见。
图1是利用了本公开内容的熔化板的加墨机的侧视图。
图2是用于打印机的示例性的熔化板的立体图。
图3是图2沿3-3线在箭头方向的横截面图。
图4是图2沿4-4线在箭头方向的横截面图。
图5是图2沿5-5线在箭头方向的横截面图。
图6是在制造本公开内容的板的过程中使用的压力机的平面图。
图7是根据本公开内容制造熔化板的过程的流程图。
具体实施例方式
如本文所用，"打印机"这个词指的是，包括了为任何目的执行 打印输出功能的任何设备，诸如数字复印机、印书机(bookmaking machine)、传真机、多功能机等等。虽然本说明书侧重于从斜道接纳 墨块并且将油墨导入储墨池的熔化板，但是该熔化板可与将任何固体 形式的油墨熔化并且递送到打印头的打印机一同使用。
图1是用于将固体墨块12加入打印机的加墨才几10的一部分的平面图。墨块12被弹簧偏置推动器(未示出)经过斜道16推到熔化板 18,该熔化板熔化墨块并且将熔化的油墨递送到储墨池24。熔化板包 括上部分28和下部分32，所述上部分作为熔化表面起作用，所述下 部分作为滴板起作用。熔化板的所述部分中的一个或两个可以是非平 面的。加热器20被固定到熔化板18的一侧，与墨块12所接触的熔化 表面相反。熔化油墨在一个通常称为滴点的区域流出所述熔化板，油 墨在此处可以滴，也可以流。该区域可表现为一点，或者其可具有辐 射状或圆头外观。此外，滴点可以包括在熔化板下部的一个或多个区 域。重力可作用于这些区域中的熔化的油墨，以使得熔化的油墨滴到 或流到接纳开口、储墨池或其他滴墨目标。
图2中更详细地示出了熔化板18。熔化板18包括具有周界30的 第一部分28，和具有周界34的第二部分32。第二部分32沿过渡边界 36与第一部分28成角。第一边沿38围绕第一部分28的周界30延伸， 但不沿着过渡边界36延伸。第一边沿38与第一部分28成角。第二边 沿40围绕第二部分32的周界34延伸，但不沿着过渡边界36延伸， 也不在滴点42处延伸。第二边沿40与第二部分32成一角，该角可不 同于第一边沿38与第一部分28所成的角，且在一个实施方案中，该
角可以是大于第一边沿从第一部分延伸的角。例如，第二边沿从熔化 板的第二部分的上表面延伸的角可为九十度，而第一边沿可以以四十
五度从第一部分的上表面延伸。边沿38和40帮助阻止熔化的油墨流 出板18上的除了滴点42以外的其他位置。滴点42是由第二边沿40 中的末端54提供的，该末端在板18中限定了一个开口 56，通过该开 口，板18的上表面44上的熔化的油墨流出板18，向打印头24递送。 第一部分28和第二部分32限定了用于接纳墨块12的上表面44,和 在某种程度上与上表面44相对的下表面46。板18可包括用于将该板 对齐和/或固定到加墨4几10的其他部分的特征。
现在参照图3,其进一步详细示出了第二部分32沿着过渡边界36 与第一部分28成角的情况。第二部分32的上表面44与第一部分28 的上表面44沿着过渡边界36成过渡角X。过渡角l可以是任意角， 只要该角适于将熔化油墨流从熔化板改变方向流到位于滴点附近的储 墨池或其他收集结构中。为了简便起见、改进板18的强度或熔化的油墨流的考虑，过渡边界36可具有大的弓形横截面形状。例如，如图3 中所示，在过渡边界36处的板18的上表面44是由从原点58延伸的 半径R定义的。如所示出的，第一部分28和第二部分32可以相互毗 边地延伸。可替代性地，第一部分28和第二部分均可由分离的组件制 成，且通过例如焊接、软焊、胶粘、或者其他将组件紧固到一起的方 法，将组件固定到一起。如所示出的，所述边沿可与平面部分成一体， 或是由分离的组件制成并且通过适当的方法固定到一起。
板18具有厚度TP，该厚度从板18的上表面44延伸到板18的下 表面46。为简单起见，如所示，对于第一部分28和第二部分32，包 括过渡边界36，厚度TP是不变的或相同的。然而，可替代性地，该 板可具有变化的厚度。例如，弯曲该板以形成平面部分并形成边沿， 可能导致在该弯曲中或在边沿中使得该弯曲部分更厚或更薄。在另一 个实施方案中，其中熔化板被配置有多个结合组件，所述组件诸如第 一和第二部分和/或所述边沿中的一个或多个，可以具有不同厚度。
现在参见图4，第一边沿38从第一部分28的周界30所成的角被 示为第一角a。第一角a形成于第一部分28的下表面46和第一边沿 38的外表面48之间。第一角a可以是锐角。例如，第一角a可以是 四十五(45)度。第一边沿38从周界30延伸到第一边沿38的边缘60。 如简单示出的，边缘60可以距周界30为均一的距离，或可以在距离 上变化，从而为其他组件提供空隙或是为了其他原因。如所示的，第 一边沿38可以从第一部分28 w比边地延伸。在第一边沿38和第一部分 28之间可形成圆角、锐边或斜面。
如图4所示，板18还可包括电加热器电路形式的加热器20。电 加热器电路20可以用任何适当的方式提供，且可如所示出的，被印刷 到板18的下表面46上。所述电路可通过任何适当的工艺——包括诸 如丝网印刷之类的印刷方法——被应用到该熔^f匕板，或替^f义地可^皮喷 溅到该表面上。替代地，加热器电路20可以包括密封在薄的电绝缘材 料中的箔加热器，所述薄的电绝缘材料诸如，例如，Kapton薄膜，所 述箔加热器可被粘接到上表面44和/或下表面46。替代地，硅加热器 可固定到板18。加热器的另一个可用的实例是可模压的PTC材料，其 也可形成熔化板的一个或多个部分，也包括所有部分。加热器电路可被置于面对熔化板正在熔化的油墨的一侧，和/或在相反的一侧。
现在参见图5,第二边沿40从第二部分32的周界34所成的角被 示为第二角p。第二角p形成于第二部分32的下表面46和第二边沿 40的外表面62之间。第二角p可不同于第一角。例如，第二角p可 以两倍于第一角a。第二角p可以是钝角，或锐角，等于或包括直角。 第二角p可以是，例如，九十(90)度。第二边沿40从周界34延伸到 第二边沿40的边缘64。为简便起见，边缘64可以距离周界32为均 一的距离，或可以在距离上变化，从而为其他组件提供空隙或是为了 其他原因。为简便起见，第一边沿38和第二边沿40可以具有厚度TR， 该厚度TR与平面部分28和32的厚度TP基本相同。如所示，第二边 沿40可以从第二部分32 w比边地延伸。在第二边沿40和第二部分32 之间可形成圆角、锐边或斜面。此外，第二边沿40可以如所示班比边地 从第一边沿38延伸。替代地，第一边沿38和第二边沿40可以是紧挨 的、接触的、或者通过适当方法结合到一起的分离组件。
熔化板从板的一侧到另一侧在形状上不必须是对称的。例如，在 从滴点延伸到第一部分顶部的垂线的两侧，第一和第二部分可具有不 同的表面配置和尺寸。从熔化板的一侧到另 一侧的不同配置也包括了 边沿。另外，所述部分中的一个或两个可以是非平面的。例如，在所 述第一部分中可形成一个凹槽以便于熔化油墨流动。也可采用其他拓 朴结构，以增加表面面积以便更迅速地融化。在另一个实例中，所述 第二部分可以是完全地或部分地弯曲，用于流控制或为了适应加墨机
和滴墨目标之间的偏移。这样的表面也可被实现为具有多个成角部分 或分段的第二部分。
板18可以是由任何合适的、耐久的材料制成，诸如金属、陶资、 聚合体或合成材料。如果加热器被固定到板18的下表面，则该板18 可由具有足够导热性的材料_一诸如金属——制成，以传导热量用于 有效地融化墨块。所述板可以由非铁金属——诸如，例如铝、黄铜或 铜——制成。这些金属是合适的，因为它们允许滴板具有更大的柔性 的物理特性。另外，这些金属导热较好，当加热装置和墨块位于滴板 的不同侧时，这一点是有帮助的。例如，板18可以由铝制成。为了简 单，且如所示，板18是一体的。该板可同样地由多个组件制造，并且通过焊接、软焊、胶粘或者通过其他将组件紧固到一起的方法结合到
一起。板18可以由任何适当的制造技术制造。例如，如果该板是由聚 合物制成的，则该板可以通过注模或真空塑模，或者通过某些其他适 当的技术制成。如果板是用金属——例如铝——制成的，则该板可以 通过铸造、锻造、从金属块中机械切割、成形、或通过其他适当的技 术制造。例如，可以通过弯曲金属板制成该板。所述板可以在成形刀 具或在压力机中被弯曲。
本公开内容的一个或多个板18可以用在例如仅利用黑色墨块的 单色打印机中。替代地，多个相似的板可被用在多色打印机中，每种 不同颜色的墨块用一个板。例如，打印机可以是全色打印机并且使用 四个分离的槽或斜道，相应于每个斜道有一个熔化板和打印头。四个 斜道可以供给黑色、黄色、品红色和青色的墨块。每个给墨槽的板 可以是同样的，或者可以被不同地配置。例如，在两个槽的端部的板， 可被配置为具有偏离板的中心的滴点的对称的结构。
现在参见图6，示出了用于制造板18的模压型成形刀具68。压力 机68包括上模具70和下模具72，所述上模具70具有与包括平面部 分和边沿的板的整个上侧互补的形状，所述下模具72具有与包括平面 部分和边沿的板的整个下侧互补的形状。将金属板置于模具70和72 之间。模具70和72被向前推进到一起，从而将该金属板形成为包括 边沿38和40的板18。然后分开模具70和72，以允许移除所形成的 板18。随后，可在扁平的金属板被放置于压力机68中之前，将加热 器20施加到该金属板上；或者是稍后施加加热器。当从压力机68移 除时，板18可具有包括边沿38和40的成品形状。
替代地，板可由多步骤过程形成，其中该板可以在一个或多个初 始步骤中由初始成形模具(未示出)形成，然后在一个或多个随后的 步骤中由精加工模具(未示出)加工完成。例如，首先，将粗加工模 具安装在压力机中，且所述平板被置于压力机中的所述模具之间。粗 加工模具可具有两个平面部分和一个弯曲部分。粗加工模具被朝向彼 此送进，使得平板形成过渡边界36，并且使得第一或上平面部分28 相对于第二或下平面部分32成角，以产生部分处理的板。其次，将精 加工模具安装在压力机68或另一个成形台中，然后将部分处理的板置于压力机中的所述模具之间。精加工模具具有与包括平面部分和边沿
的板18的成品形状互补的形状。精加工模具被朝向彼此送进，以在部 分处理的板上形成第一边沿38和第二边沿40，从而制造板18的成品 形状。
现在参见图7，示出了构造供固体油墨打卬机中使用的熔化板的 方法74。该方法74包括，弯曲一个金属构件，以在该金属构件的第 一部分和该金属构件的第二部分之间形成一个大半径的弯曲(方框 76)。然后，弯曲所述被弯曲的金属构件的周界的一部分，以形成围 绕第一部分的第一边沿和围绕第二部分的第二边沿(方框78)。在该 实例中，形成第二边沿以使其与第二部分成一角，该角近似两倍于第 一边沿与第一部分所成的角。
形成该弯曲，可以使第二部分和第一部分成任意合适的角。弯曲 角、半径和板表面配置的选择，是由其中安装有该熔化板的产品的制 造参数所影响的。例如，墨块被加墨机递送到熔化板的角度、熔化材 料的流动特性或粘性、板材料上的熔化油墨的表面张力、组件相对于 重力的方向、以及所述板将熔化油墨递送到滴墨目标所需的尺寸，均 可影响所述表面配置中的一个或多个，并且影响形成熔化板的各部分 的空间关系。在一个实施方案中，加墨机可以整体地或部分地偏移滴 墨目标，且需要非对称形状的熔化板，和/或熔化板的部分相对于给墨 路径在不同的轴上成角。
将可理解，上文公开的许多不同特征和功能或其替代物，可以理 想地组合成其他不同的系统或应用。可由本领域技术人员随后作出的、 当前无法预见的或未曾预料到的各种不同的替代、修改、变化或改进， 均意为包含在下列权利要求中。
权利要求
1.一种用在使用固体油墨的相变喷墨打印机中的熔化板，包括具有周界的第一部分；具有周界的第二部分，所述第二部分沿着一条过渡边界与所述第一部分成第一角；第一边沿，其围绕所述第一部分的周界延伸但不沿着所述过渡边界延伸，所述第一边沿与所述第一部分成第二角；以及第二边沿，其围绕所述第二部分的周界延伸但不沿着所述过渡边界和滴点延伸，所述第二边沿与所述第二部分成第三角。
2. 根据权利要求1所述的熔化板，其中所述第三角不同于所述第 二角。
3. —种构造用在固体油墨打印机中的熔化板的方法，包括 将一金属板弯曲，以在所述金属板的第一部分和所述金属板的第二部分之间形成一个弯曲；然后将所述金属板的周界的一部分弯曲，以形成围绕所述第一部分的 第一边沿和围绕所述第二部分的第二边沿，所述第一边沿与所述第二 边沿是毗边的。
4. 根据权利要求3所述的方法，还包括将所述第一部分和所述第二部分中的至少一个形成为具有从一侧 到另一侧的不对称的表面。
5. —种用于将固体油墨加入相变油墨喷墨打印机中的加墨才几，所 述加墨才几包括用于导引固体油墨的斜道；用于从所述斜道接纳所述固体油墨的熔化板，所述熔化板包括 具有周界的第一部分；具有周界的第二部分，所述第二部分沿着一条过渡边界与所述第 一部分成第一角；第一边沿，其围绕所述第一部分的周界延伸但不沿着所述过渡边 界延伸，所述第一边沿具有多个段，其每段与所述第一部分成角，所 述第 一边沿的至少 一段所成的角不同于所述第 一边沿的至少另 一段所 成的角，以及第二边沿，其围绕所述第二部分的周界延伸但不沿着所述过渡边 界和滴点延伸，所述第二边沿具有多个段，其每段与所述第二部分成 角，所述第二边沿的至少一段所成的角不同于所述第二边沿的至少另 一段所成的角。
6. 根据权利要求5所述的加墨机，其中所述第一部分和所述第二 部分是由一个单一板构件毗边地形成的。
7. 根据权利要求5所述的加墨机，其中所述第一边沿和所述第二 边沿是田比边的。
8. 根据权利要求5所述的加墨机，其中所述第一部分的至少一段 具有不同于所述第二部分的至少一段的长度。
9. 根据权利要求5所述的加墨机，还包括应用于所述第一部分 的表面上的电加热器电路。
10. 根据权利要求5所述的加墨机，其中所述第一部分和所述第二 部分中的至少 一个是从一侧到另 一侧不对称弯曲的。
全文摘要
用在固体油墨打印机中的熔化板，被形成为具有一滴板，以提供从熔化板到滴点的受控的熔化油墨流。所述熔化板包括具有周界的第一部分；具有周界的第二部分，所述第二部分沿着一条过渡边界与第一部分成第一角；第一边沿，其围绕第一部分的周界延伸但不沿着过渡边界延伸，所述第一边沿与所述第一部分成第二角；以及第二边沿，其围绕第二部分的周界延伸但不沿着过渡边界和滴点延伸，所述第二边沿与所述第二部分成第三角，所述第三角不同于所述第二角。还公开了一种构造该熔化板的方法以及一种用于将固体油墨加入相变油墨喷墨打印机中的加墨机。
文档编号B41J2/175GK101638007SQ2009101606
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月29日 优先权日2008年7月30日
发明者E·I·埃斯普林, J·H·戈特沙, M·A·费尔柴尔德 申请人:施乐公司