带有循环系统的数码打印机的制作方法

本发明涉及数码打印机墨水中的固体颗粒的防治领域，特别涉及一种带有循环系统的数码打印机。

背景技术：

数码印刷是将电脑文件直接印刷在纸张上，有别于传统印刷繁琐的工艺过程的一种全新印刷方式。它的特点：一张起印，无需制版，立等可取，即时纠错，可变印刷，按需印刷。数码印刷是在打印技术基础上发展起来的一种综合技术，以电子文本为载体，通过网络传递给数码印刷设备，实现直接印刷。印刷生产流程中无版和信息可变是最大特征，涵盖印刷、电子、计算机、网络、通信等多种技术领域。

目前市面上常用的数码数打印机大多采用的是喷墨打印的原理，其打印头是由成百上千直径极其微小的墨水喷孔组成，这些喷孔的数量，直接决定了喷墨打印机的打印精度，一般喷口直径越小喷口之间的间距也越小，对应的喷孔数量越多，目前喷口之间间距一般为0.07mm，喷嘴直径也能达到20um。

这么小的喷口，一旦染液中存在杂质或析出并团聚成的固体颗粒就有可能产生堵塞或影响打印效果，通常表现为常出现断线、颜色缺失、字迹模糊甚而无法正常打印等故障。

在使用过程中墨头正常打印归位后，管路以及墨头内都会残留染液，而染液，在长期放置不流动或流动速度很慢的染液就可能析出并团聚成的固体颗粒，尤其是有将不同墨水之间相互混用的设备，产生化学反应形成固体颗粒的可能性更大；这些固体颗粒会随着打印的时候染液的流动进一步堵塞在打印头上；因此需要一个机构减少染液中的固体颗粒的产生或将固体颗粒以及其他杂质及时清理掉。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带有循环系统的数码打印机，其解决了长期放置不流动或流动速度很慢的染液可能析出并团聚成的固体颗粒的问题，达到了减少固体颗粒产生并及时清理管路中固体颗粒或其他杂质的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种带有循环系统的数码打印机，包括数码打印机的用于移动打印的打印机组，所述打印机组内设置有用于临时储存和喷出染料的墨头、用于储存染料的储存器、连通储存器和墨头用于输送染料的输液管，所述输液管上设置有阻止固体颗粒流向墨栈的第一过滤器，所述数码打印机上设置有用于给储存器灌输染料且易于更换的墨源，所述墨源和墨头之间以第一循环管连通，所述墨源和储存器之间以第二循环管连通，所述第一循环管上设置有阻止固体颗粒流向墨栈的第二过滤器和将染液引导向墨源流动的第一蠕动泵。

采用上述结构，以第一循环管和第二循环管连接使得染料在由储存器流向墨头的基础上增加了从墨头到储存器的过程，使得染液可以有较快的流动环境，减少因为流速慢或者滞流而析出并团聚成的固体颗粒；在使用的时候一般储存器处于整体结构的最高点或者采用其他加压的方式提供染液流动的动力，染液从储存器进入输液管后先通过第一过滤器过滤，以消除初始染液中存在的杂质，而后染液进入到墨头之内以供打印所需，同时在第一蠕动泵的作用下，染液被吸入墨源，而后墨源通过第二循环管被重新输送至存器，墨源由于没有高度差等之类的位置要求，安装位置可以很随意，且相对于需要一定密封性的储存器来说更容易随时更换，并且在染液进入墨源之后，墨源具有一定的存储空间，也就是说较高流速的染液在进入至墨源之后由于流动直径大了很多，染液流至墨源内流速会以较大的比例减小，也就是说在经过墨源之后，染液的固体颗粒会逐渐沉积在底部，从而达到进一步的净化效果，使得从墨头出来之后再循环进入到储存器的染液具有较少的杂质。

进一步优选为：所述储存器的顶部设置有向储存器内充气增压的加压接口，所述加压接口与气泵连接。

采用上述结构，向储存器内充入气体，由于连通的气体气压处处相等，而气泵本身是可以调节气压大小，通过对气泵的控制可以保持储存器内的染液液面之上的空间气压恒定，也就是染液始终具有恒定的推动压力，使得整体循环机构具有很好的连续性，从而使得加了循环机构之后墨头内的染液仍然能保持恰当的、恒定的、持续性的液压，保证了打印质量；并且，打印机需要有很长的一端时间不再工作的时候，可以通过气压将管路内的染液完全推出，以保证内部的清洁，减少了堵塞的情况。

进一步优选为：所述数码打印机上设置有负压机构，所述第一过滤器和墨头之间连通设置有气液过滤器，所述负压机构与气液过滤器的气相通道相连。

采用上述结构，存储机构内、染液从墨源输入储存器的过程、以及气泵保持气压的过程，都会向染液内混入一定量的气体，在染液经过第一过滤器的时候必然会产生一定的气泡，如背景技术里所说，墨头的喷口的直径很小，所以这些气泡反应到打印面上时往往会出现色弱、三原色混合不到应有的色泽等现象，通过负压机构在气液过滤器的气相通道的抽吸可以将气泡以及混合在液体内的气体，这样充分的保证了染液的纯度，提高了打印质量。

进一步优选为：所述储存器内设置有液位计。

采用上述结构，液体的高度差越大，其位置所在的压力越大，在打印机组上储存器的和墨头的相对位置不会发生变化，也就是说储存器内的染液液面的高度将直接影响墨头喷口处的染液压力，对打印效果会存在一定影响，因此，通过液位计的反馈控制储存器内的液面高度，也就是墨源向储存器输入的流量，可以很好的将染液压力控制在所需要的值。

进一步优选为：所述第一蠕动泵和墨头之间设置有用于消除第一蠕动泵间隙压力的缓冲瓶，所述缓冲瓶的位置低于墨头位置且与墨头连接的管道接口位于缓冲瓶的顶部。

采用上述结构，第一蠕动泵是目前较常用的液相输送泵，具有很好的液相相适性，其输送结构部接触液体，只是通过间隙性的挤压管道以达到输送液体的效果，但这种泵的缺陷在于其输送是间隙性的，也就是说在其输送的时候，第一蠕动泵前后管道内的液体的液压都会发生一定的变化，这对于墨头这种需要恒定的持续性压力的机构来说，直接相连显然是不适合的；缓冲瓶的顶部与墨头以管道连通，缓冲瓶内一般是存在一定的气体，而由于管道内始终存在液体，起到液封效果，气体会始终存在缓冲瓶内，当下部或底部的第一蠕动泵抽取缓冲瓶内的染液的时候，缓冲瓶内气体空间变大，气压减小，顶部的来自于墨头的液体处于高压区，染液被抽出落入缓冲瓶中，由于气体的可压缩性，以及缓冲瓶的内径相对于第一循环管道内径大很多，管道和缓冲瓶会有较大的流速比，第一蠕动泵的间隙压变就缓冲成为了连续抽取，从而保证了墨头的压力恒定要求。

进一步优选为：根据权利要求1所述的带有循环系统的数码打印机，其特征是：所述墨头包括用于分区储放不同染料的墨栈，所述墨栈内设置有与输液管连接的注液管、与第一循环管连接的汇聚管，所述汇聚管与注液管连通设置有用于阻止固体颗粒流向墨栈的过滤罩。

采用上述结构，当前的数码打印机一般是彩色的，其对应的墨头也会对应不同的颜色设置不同隔离储放区，也就是墨栈，染液从输液管输入注液管之后，染液从过滤罩通过，固体颗粒会被留在过滤罩内，而由于染液是持续流动的过滤罩内的固体颗粒会被逐渐冲刷进入汇聚管，而后进入第一循环管循环，这种方式可以有效的在给墨栈输送染液的同时防止管路中的固体颗粒进入到墨栈中。

进一步优选为：所述汇聚管与过滤罩连接的开口内径小于注液管的内径。

采用上述结构，过滤罩会呈现为锥状结构，在染液从注液管流向汇聚管的时候，由于内径的变化，以及过滤罩的透液效果，部分染液会从过滤罩流入墨栈，而管路内的固体颗粒则因为过滤罩的阻挡而被留在过滤罩内，，并且由于开口的变化在汇聚管开口处的流速会变快从而使得固体颗粒更容易从过滤罩上转移至汇聚管中，减少堵塞的情况发生。

进一步优选为：所述墨栈内设置有分流管，所述分流管上设置有多个连通墨栈内腔的开口，所述分流管的端部与汇聚管连通。

采用上述结构，汇聚管是主管道流域，分离管是次管道流域，在正常使用的情况时，染液从过滤罩流入墨栈，而后从分流管重新流入汇聚管，并且在流入汇聚管的时候，由于分流管上的开口的作用，墨栈内产生的固体颗粒也会随着染液一同进入汇聚管而后进入循环，从而减少了墨栈内的固体颗粒的含量。

进一步优选为：所述第二过滤器上设置有进液口和出液口，所述进液口位于出液口的下方，所述第二过滤器的内腔的上部设置有固液过滤片，所述内腔的下部内壁上设置有用于收集和储存固体颗粒的储存槽，所述储存槽的开口朝向出液口。

采用上述结构，不管是压电效应的墨头还是热气泡形式的墨头，在墨头内染液都会受到一定程度的刺激，相对来说墨头处也会更容易产生微量的析出并团聚成的固体颗粒，若只采用常规过滤器过滤，过滤器的过滤网将会较快的被堵塞，其更换周期将会变的较短，而若不采用第二过滤器，这些析出并团聚成的固体颗粒通过循环不断进入墨源将会造成墨源处的固体颗粒量快速增多，墨源的沉淀净化效果将会较快减弱；因此需要将第二过滤器设置为带有自动清除和收集固体颗粒的过滤器。

包含有固体颗粒的染液从过滤器下方的进液口进入，由于内腔的上部设置有固液过滤片，固体颗粒会在过滤片上被拦截；由中间不断的有混合液流过，中间的液体流速要大于两侧，固液过滤片上的固体颗粒会逐渐被分散至边缘，并不断的回到中部和甩落至内腔边缘上的存储槽，从而累积在储存槽中，并且由于存储槽的开口朝向出液口，后入的液体对储存槽的搅动效果较小，固体颗粒会不断的沉积收集在存储槽内，减缓了固液过滤片上的固体颗粒的附着压力，延长了固液过滤片的使用周期。

进一步优选为：所述内腔的上部固定有与内腔的内壁密封连接的分隔板，所述分隔板中心镂空并与固液过滤片固定连接，所述分隔板上设置有在固液过滤片透过效率降低时逐渐打开的过载保护机构。

采用上述结构，内腔相对进液口和出液口的内径较大，而固液过滤片其本身的厚度较小，一般需要一个承托部件，以保证其不会因为水压过大而导致破裂或脱离出口，并且由于内腔不断有混合液进入，在过滤片不断吸附积累固体颗粒的时候，过滤片的透过效率也在逐渐减小，而进水流量由于水泵或蠕动泵等的推动会不断的进入，过滤片的承受的压力会逐渐增加，这不仅对过滤片对设备内的其他部件也是负担，在过滤片堵塞程度逐渐加深直至完全堵塞的时候，过滤片可能因为压力过大而导致破损，不利于过滤片的重复利用，尤其是这种极小固体颗粒的过滤片，其本身的成本也较高，在分隔板上设置过载保护机构可以在堵塞程度较严重的时候将混合液从过载保护机构引导出去，进入下一环过滤，以此可以及时保护过滤机构。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、利用第一循环管和第二循环管以及数码打印机本身的管路形成管路的循环流动状态，缓解了管路在不流动或缓慢流动状态下管路内的染液会逐渐析出并团聚成的固体颗粒；

2、多环过滤处理去除管路内的固体颗粒，保证墨头内的固体颗粒含量极少，有效缓解了喷头的堵塞状况；

3、以气压调压推动的方式以及缓冲瓶对第一蠕动泵的间隙输送的压变补偿，使得墨头的染液的压力保持在恰当的、恒定的、持续性值，有效的提高了打印的质量。

附图说明

图1是实施例一的数码打印机的循环系统的布局示意图；

图2是实施例一的数码打印机的整体结构示意图；

图3是实施例一的图1和图2的a模块的结构示意图；

图4是实施例一的墨栈的内部结构示意图，示出了墨栈内的管道布局；

图5是实施例一的图1和图2的b模块的结构示意图；

图6是实施例一的图1和图2的c模块的结构示意图；

图7是实施例二的自洁过滤器的内部结构图；

图8是实施例二的图7在处的局部放大图。

图中，1、储存器；2、输液管；3、墨头；7、第二过滤器；8、墨源；11、液位计；21、第一过滤器；22、气液过滤器；31、墨栈；32、注液管；33、过滤罩；34、汇聚管；35、分流管；41、加压接口；42、负压机构；51、第一循环管；52、第二循环管；61、缓冲瓶；62、第一蠕动泵；63、第二蠕动泵；701、进液口；702、出液口；71、进液通道；72、储存槽；73、网罩；74、挡板；75、分隔板；76、固液过滤片；77、出液通道；771、调压孔；78、过载保护机构；781、塞孔；782、阀塞；783、抬升竖杆；784、横杆；785、支持竖杆；786、预压弹簧；780、支架。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

实施例1：带有循环系统的数码打印机，如图1所示，主要包括打印预处理的管路模块a、打印后处理管路模块b和循环储存模块c；在模块a中染液从储存器1中流出而后依次经过第一过滤器21、气液过滤器22流入墨头3，墨头3是打印机打印组件，流入墨头3的染液一部分被打印消耗，一部分回流至第一循环管51，之后依次经过第一循环管51上设置的缓冲瓶61、第一蠕动泵62、第二过滤器7，而后进入墨源8，墨源8中的染液经第二蠕动泵63抽出落回至储存器1中，第一过滤器21和第二过滤器7均为固液过滤器。

参照图2，模块a和模块c设置在用于移动打印的打印机组上，模块b设置在数码打印机静止的机体上。

参照图3，储存器1设置在打印机组的顶部，输液管2连接在储存器1下方，储存器1的顶部设置有与气泵连接的加压接口41，通过气泵向储存器1内充气增压保持储存器1内的染液液面之上的空间气压恒定，使得染液始终具有连续、恒定的推动压力；

参照图3，储存器1内设置有液位计11，可以随时监测并反馈储存器1内的染液量，影响储存器1内的染液储存量的因素有两个，一是染液消耗量，二是受滤网、喷头以及管路的堵塞情况影响的流速，液位计11可以反馈调节至合适的气压值。

参照图1和图3，气液过滤器22的气相通道与外设的负压机构42通过抽气管连通；一般负压机构42为抽气泵，通过抽气泵的抽吸将气泡以及混合在液体内的气体抽出，保证染液的纯度，避免气泡影响打印效果。

参照图4，墨头3内储放染料的空间称之为墨栈31，染液通过输液管2输送到墨头3之后流入设置在墨栈31内的注液管32，注液管32的端部连接有过滤罩33，过滤罩33的另一端与汇聚管34连接，过滤罩33能阻止固体颗粒流向墨栈31，汇聚管34与过滤罩33连接的开口内径小于注液管32的内径，这也使得过滤罩33呈现为锥状结构，染液从注液管32流向汇聚管34的时候，由于内径的变化，以及过滤罩33的透液效果，部分染液会从过滤罩33流入墨栈31，而管路内的固体颗粒则因为过滤罩33的阻挡而被留在过滤罩33内，并且由于开口的变化在汇聚管34开口处的流速会变快从而将固体颗粒冲刷至汇聚管34；

汇聚管34的下部与分流管35连通，分流管35环绕设置在墨栈31内，分流管35上设置有多个朝向墨栈31底部的开口，并且一般汇聚管34的内径小于等于注液管32的内径，汇聚管34与过滤罩33的连接口的截面面积加上分流管35的截面面积与汇聚管34道的截面面积相等，这种情况下，染液的流向就变成染液从过滤罩33流入墨栈31，而后从分流管35重新流入汇聚管34；并且在流入汇聚管34的时候，由于分流管35上的开口的作用，墨栈31内产生的固体颗粒也会随着染液一同进入汇聚管34而后进入循环。

参照图1和图5，染液从墨头3出来后，经由第一循环管51流入缓冲瓶61，缓冲瓶61的位置低于墨头3位置且与墨头3连接的管道接口位于缓冲瓶61的顶部，缓冲瓶61底部的出液管道与第一蠕动泵62连接；

蠕动泵是目前较常用的液相输送泵，具有很好的液相相适性，但其输液方式与凸轮传动相似，具有一定的间隙性，也就是说在其输送的时候，第一蠕动泵62前后管道内的液体的液压都会发生一定的变化，这对于墨头3这种需要恒定的持续性压力的机构来说，直接相连显然是不适合的；设置缓冲瓶61可以对这种间隙压变进行补偿，缓冲瓶61内一般留有气体，由于气体的可压缩性，以及缓冲瓶61的内径相对于第一循环管51管道内径大很多形成较大的流速差比，第一蠕动泵62的间隙压变在传递到缓冲瓶的时候会得到缓冲消除。

参照图1和图6，第一蠕动泵62抽出的液体经由第二过滤器7过滤流入墨源8，墨源8内径相对管路较大，染液流至墨源8内流速会以较大的比例减小，也就是说在经过墨源8之后，染液的固体颗粒会逐渐沉积在底部，从而达到进一步的净化效果，使得从墨头3出来之后再循环进入到储存器1的染液具有较少的杂质。

墨源8和储存器1之间一般会设置第二蠕动泵63，在保持输入的同时可以和保持与储存器1内气压相持的液压。

参照图1-6；一般数码打印机具有多个储存器1，每个储存器1都是一个独立单元，每个独立单元都单独具有上述所说的连接管路及管路上的相关结构；一般两个或多个独立单元的管路会连接到同一个墨头3，此时，墨头3内根据连接的单元会具有对应数量的墨栈31。

实施例2：与实施例一的不同之处在于，第二过滤器7设置为带有自动清除和收集固体颗粒的过滤器，因为不管是压电效应的墨头3还是热气泡形式的墨头3，在墨头3内染液都会受到一定程度的刺激，相对来说墨头3处也会更容易产生微量的析出并团聚成的固体颗粒，若只采用常规过滤器过滤，过滤器的过滤网将会较快的被堵塞，其更换周期将会变的较短，而若不采用第二过滤器7，这些析出并团聚成的固体颗粒通过循环不断进入墨源8将会造成墨源8处的固体颗粒量快速增多，墨源8的沉淀净化效果将会较快减弱。

参照图7，这种过滤器包括带有内腔的壳体，壳体的上下端设置有进液口701和出液口702，进液口701位于出液口702的下方，内腔的下部设置有用于收集和储存固体颗粒的储存槽72，储存槽72的开口朝向出液口702，储存槽72的内壁环绕形成进液通道71，进液通道71与进液口701连通；出液口702设置有同样环绕隔开内腔的出液通道77，出液通道77的端部设置有分隔板75，分隔板75的边缘与内腔的内壁固定密封，在分隔板75板的中心设置有镂空的孔，并在孔上设置有支持网，固液过滤片76固定在支持网上，一般固液过滤片76的直径与出液通道77的内径相同，进液通道71的上端部设置有遍布小孔的半球状的网罩73；

网罩73相当于将进液通道71的开口分散成为各个朝向的缩口，而缩口中混合液的流速会增加，这样当混合液从缩口进入内腔的时候，会形成多向的轻微的水射流的形态，从而在内腔上部相互冲击和叠加产生紊流效果，使得附着在固液过滤片76上的固体颗粒更容易被带离，最后落入储存槽72中。

加了网罩73后由于紊流效果，储存槽72内的混合液也更容易受到辐散带动，若直接受其影响，储存槽72内沉积的固体颗粒也可能部分被带起进入到紊流的混合液中，为了减少这种影响，在储存槽72上设置了挡板74，并挡板74上设置了密布的小孔；这种小孔缩口的形式除了产生速度变化形成轻微水射流之外，也会在速度变化过程中损耗能量，而从内腔的其余部分进入至储存槽72的方向属于逆水流方向，会和主流向水流的混合产生抵消的效果，使得其在冲向储存槽的流束本身蕴含的动能较小，在经挡板74小孔削弱后，对储存槽72的混合液的搅动效果将会很微弱。

另外，由于内腔不断有混合液进入，在固液过滤片76不断吸附积累固体颗粒的时候，固液过滤片76的透过效率也在逐渐减小，而进水流量由于水泵或蠕动泵等的推动会不断的进入，固液过滤片76的承受的压力会逐渐增加，这不仅对固液过滤片76对设备内的其他部件也是负担，在固液过滤片76堵塞程度逐渐加深直至完全堵塞的时候，固液过滤片76可能因为压力过大而导致破损，不利于固液过滤片76的重复利用，尤其是这种极小固体颗粒的固液过滤片76，其本身的成本也较高，因此需要在分隔板75上设置过载保护机构78。

过载保护机构78包括分隔板75上的塞孔781、与塞孔781配合的阀塞782，阀塞782自上而下封闭塞孔781，分隔板75上设置有支持架，支持架上固定有与阀塞782连接的预压弹簧786，另外，在出液通道77内壁上设置调压孔771将分隔板75的上部空间连通；

分隔板75将内腔分为上下两部分，在固液过滤片76保持较好的通过效率的时候，并且由于分隔板75本身厚度引起的深度变化不大，阀塞782上下表面受到的压强相差不大，而阀塞782由于是自上而下封闭，其本身也会呈现为上大下小的锥状也结构，也就是阀塞782的上表面会比下表面少稍大，在阀塞782塞紧的时候阀塞782主要受上下表面的水压的作用，这种情况下适当调整阀塞782的上下表面的比例就可以使得水对阀塞782始终保持向下压紧的作用，这就使得阀塞782在管路输送的时候能够始终保持压紧的状态；而在固液过滤片76的通过效率下降的时候，下内腔的压力增大，上内腔的压力保持不变，当固液过滤片76的通过效率下降至超过临界值的时候，阀塞782会被挤开，而在挤开后，锥面可以等效为平面，也就是说上下表面的有效面积变为相等，阀塞782收到的向上的压力会瞬间大于向下的压力很多，阀塞782快速脱离，使得混合水可以从塞孔781流出；而由于在刚开始使用的时候，混合液是先从下方进液口701进入，而后透过固液过滤片76，此过程阀塞782的上部是没有水压的，也就是说需要一个预压力使其保持稳定状态，直至上下面的压力受力抵消，预压弹簧786可以提供其预压力。

为了满足不同类型的固液过滤片76或使用次数不同的固液过滤片76的临界值要求，将支架780设置为可调节结构，将支架780设置为横杆784、支持竖杆785和抬升竖杆783三部分，横杆784与支持竖杆785滑移连接，横杆784和抬升杆螺纹连接，抬升竖杆783以轴心为转轴与分隔板75旋转连接，预压弹簧786固定在横杆784的下部。

通过旋转抬升竖杆783可以对横杆784的高度进行调节，进而调节预压弹簧786的预压力。