与墨再循环曲面图像接收表面对齐的喷墨喷射器列的制作方法
专利名称：与墨再循环曲面图像接收表面对齐的喷墨喷射器列的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及喷墨印刷系统，尤其是用于该系统中的印刷头。
背景技术：
固体喷墨印刷系统是众所周知的。这些印刷系统包括墨加载器、熔化设备、至少一个印刷头、介质传输路径、转动图像接收构件、分离剂施加系统、固定辊以及介质接收器。各种形式的墨(如锭状、丸状、及粒状)被插入一个以上送料通道，其中每一个终止在熔化设备。熔化设备加热固体墨到固体墨熔化并变成液体墨的相变温度。液体墨被供应给印刷头。印刷头控制器生成对应图像数据的启动信号以运行印刷头，印刷头喷射熔化的墨到转动图像接收构件支撑的液体层上以在图像接收构件上形成墨图像。介质取自系统中介质供应源，并沿着介质传输路径传输到可选择地在固定辊(tansfix roller)和转动图像接收构件之间形成的压区。介质与图像接收构件上的墨图像同步到达压区。压区的压力有助于将墨图像从图像接收构件转印和固定到介质。然后介质继续沿着介质传输路径到达介质接收器，在介质接收器中收集承载图像的介质。在运行期间的不同时期，对印刷头加压以排放通过喷墨喷射器的墨，而不是将墨作为墨滴直接喷向图像接收构件的墨。捕获排放的墨用于再循环是有益的。然而具有曲面图像接收构件的成像设备对再捕获排放的墨的印刷头组件提出了挑战。例如，多色成像设备单独地收集和再循环每一颜色的墨，以维持重复使用的墨颜色的完整性。在印刷头之间插入墨再捕获结构可能增大处理方向上印刷头的长度，因而增大了印刷头相互之间的间隔。因为在处理方向上设置印刷头的区带变长了，所以定位印刷头使它们符合图像接收构件曲率变得更加困难。因此，相对于图像接收构件的曲率对齐(alignment)多个印刷头以及有效收集排放的墨是喷墨印刷机中重要的方面。
发明内容
在至少一实施方式中，一种改进的印刷装置使得印刷头能够与曲面图像接收构件表面对齐。印刷装置包括，具有第一列喷墨喷射器的第一多个喷墨器叠摞层，具有第二列喷墨喷射器的第二多个喷墨器叠摞层，具有第一列孔和第二列孔的孔层，第一列孔和第二列孔相互之间通过预定距离分隔，孔层与第一多个喷墨器叠摞层连结使得第一列喷墨喷射器能够通过第一列孔喷射墨，孔层与第二多个喷墨器叠摞层连结使得第二列喷墨喷射器能够通过第二列孔喷射墨，以及使得第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。在另一实施方式中，一种改进的印刷装置有助于多个喷墨喷射器列与转动图像接收构件的相对定位。印刷装置包括，具有第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器的喷墨器叠摞层，以及具有第一列孔和第二列孔的孔层，第一列孔和第二列孔相互之间通过预定距离分隔，孔层与第一多个喷墨器叠摞层连结使得第一列喷墨喷射器能够通过第一列孔喷射墨，孔层与第二多个喷墨器叠摞层连结使得第二列喷墨喷射器能够通过第二列孔喷射墨，以及使得第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。根据本发明一实施方式所述的印刷装置，其进一步包括在所述第一列孔和所述第二列孔之间的所述孔层中形成的第一狭缝，所述第一狭缝能使从所述第一列孔排放的墨通过所述孔层排出。根据本发明一实施方式所述的印刷装置，其进一步包括所述孔层中形成的第二狭缝，所述第二狭缝位于能使从所述第二列孔排放的墨通过所述孔层排出的位置。
图1是相变墨印刷机的示意图，其包括与曲面图像接收构件对齐的铰接的 (articulated)印刷头组件。图2是铰接的印刷头组件的横截面图。图3是图2的铰接的印刷头组件的正视图。图4是用于接收排放的墨的狭缝的正视图。图5A是位于两个喷墨喷射器列之间的接合部(joint)的局部放大图。图5B是与孔层连结的图5A的喷墨喷射器列图。图6是形成在喷墨喷射器叠摞层中的接合部的正视图。
具体实施例方式为全面理解本文所披露系统和方法的环境以及系统和方法的细节，可参照附图。 在附图中，相似附图数字在全文中用于指代相似的元件。正如本文中所使用的，术语“印刷机”是指被配置为喷射标识剂(marking agent)到图像接收构件上的任何设备，包括被配置为使用相变、水性、溶剂型、或UV固化油墨等等的复印机、传真机、多功能设备、以及直接和间接喷墨印刷机。正如本文中所使用的，“排放墨”(“purging ink”)是指来自喷墨喷射器的、不管是因为有意还是无意而没有落在图像接收构件上的任何发射的墨。排放的墨 (purged ink)是指在排放期间由喷射器发射的墨。正如本文中所使用的，术语“接合部”是指形成在平面组件的两个部件之间的任何特征，其被配置为弯曲、伸屈、变形或转动使得两个部件能够绕接合部彼此相对移动。当部件相对于形成在具有多个层的平面组件之间接合部移动时，接合部还可使得多个层中某些的部件彼此分隔开。正如本文中所用，术语“铰接的”是指由平面组件的两个或两个以上部件形成的形状，该些部件能沿着一个或一个以上接合部相对彼此弯曲。正如本文中所使用的，术语“处理”方向是指图像接收构件(如成像鼓或印刷介质)行进的方向，而术语“横向处理”方向是沿着图像接收构件表面垂直于处理方向的方向。图1描绘了包括铰接的印刷头组件200的印刷机10的实施方式。如图所示，印刷机10包括框架11，下述所有其操作子系统和部件都直接或间接地安装在框架11上。相变墨印刷机10包括成像构件12，成像构件12以成像鼓的形式示出，但是同样可以为支撑环带的形式。成像鼓12具有可沿方向16运动的图像接收表面14，图像接收表面14上形成相变墨图像。相对鼓12的表面14加载可沿方向17转动的固定辊19，以形成固定压区18，在固定压区18内形成在表面14上的墨图像被固定到加热介质片材49上，在行经压区之前可加热介质片材49。
相变墨印刷机10还包括相变墨传送子系统20，相变墨传送子系统20具有固体形式的一种颜色相变墨的至少一个源22。由于相变墨印刷机10为多色印刷机，所以墨传送系统20包括四个(4)源22、24、沈、28，表示相变墨的四种(4)不同颜色CMYK(青色、品红、黄色、黑色)。相变墨传送系统还包括用于熔化或相变固体形式的相变墨为液体形式的熔化装置(未图示)。相变墨传送系统适用于供应液体墨到印刷头系统30，印刷头系统30包括铰接的印刷头组件200。类似于组件200的印刷头组件包括至少两个墨接收器、墨歧管以及喷墨喷射器列。图2描绘了分别具有四个墨接收器216A-216D、墨歧管220A-220D和喷墨喷射器列 212A-212D的印刷头组件200更详细的示图。参照图1和图2，每一个墨歧管220A-220D分别从墨源22、24J6以及28接收熔化的墨并供应熔化的墨到印刷头列212A-212D中的仅仅一个。为了简化图1，未图示墨源到歧管220A-220D的流体连接。每一个墨接收器216A-216D 分别位于对应列的喷墨喷射器212A-212D的下方以接收排放操作期间从喷墨喷射器列中一个的外表流下的墨。墨接收器216A-216D中的每一个捕获来自紧接每一个接收器上方的对应列的喷墨喷射器212A-212D的单一颜色墨。正如以下详细解释的，狭缝位于靠近每一个喷墨喷射器的位置使得从喷射器列外表流下的墨能够进入接收器。铰接的印刷头组件 200使得喷墨喷射器列212A-212D中的每一个能与图像接收鼓12的曲面表面14有基本上一致的距离。因此，印刷头组件200中每一列喷墨喷射器沿着从成像鼓12中心延伸的半径对齐。相对图像接收鼓12的中心定位印刷头组件200使得重力能够促使从喷墨喷射器列 212A-212D流出的排放的墨能够流到墨接收器216A-216D中对应的墨接收器。正如进一步所示的，相变喷墨印刷机10包括基板供应和处理系统40。基板供应和处理系统40，例如，可能包括片材或基板供应源42、44、48，其中供应源48，例如为高容量的纸张供应源或供给器，用于储存和供应图像接收例如单页片材49形式的基板。基板供应和处理系统40还包括具有基板加热器或预加热组件52的基板处理和加工系统50。所示相变墨印刷机10还可包括原始文档供给器70，其具有文档托盘72、文档片材供给和取回设备 74以及文档曝光和扫描系统76。在图1的实施例中，借助于控制器或电子子系统(EES)80，执行印刷机10的各种子系统、部件以及功能的运行和操作。ESS或控制器80，可为具有中央处理单元(CPU)82、电子存储器84、以及显示器或用户界面(UI) 86的自主式专用微型计算机。此外，CPU 82读取、 捕获、准备和管理图像输入源(如扫描系统76或在线或工作站连接90)和铰接的印刷头组件200之间的图像数据流。正如图1中所示，ESS或控制器80是用于运行和控制所有其他印刷机子系统和功能(包括运行下述铰接的印刷头组件200)的主要多任务处理器。替代的印刷机实施方式可包括被配置为运行各种印刷子系统的一个或一个以上的电子控制设备， 所述各种印刷子系统包括一个以上印刷头组件。在运行中，从扫描系统76或通过在线或工作站连接90将待生产的图像的图像数据送到控制器80，用于处理并输出到铰接的印刷头组件200。此外，控制器80确定和/或接受相关的子系统和部件控制(例如，由操作者通过用户界面86输入)并相应地执行该些控制。因此，适当颜色的相变墨的固体形式被熔化并传送给印刷头组件200。控制器运行印刷头，以喷射墨到成像表面14上的分离剂层上，从而形成对应图像数据的墨图像。图像接收基板由供应源42、44、48中的任何一个供应，并通过基板系统50与形成在表面14上的墨
5图像实时对准地被导向至形成在图像接收构件14和固定辊19之间的压区。当墨图像和介质行经压区时，在固定压区18内墨图像从表面14上转印并固定融合到图像基板。图2和图3描绘了适用于成像设备(如印刷机10)的铰接的印刷头组件200。图 2示出了铰接的印刷头组件200的横截图。铰接的印刷头组件200包括多个喷墨器叠摞层 204、孔层208、喷墨喷射器列212A-212D、墨接收器216A-216D、墨歧管220A-220D以及柔性电路228。图3示出印刷头组件200的正视图，并额外示出狭缝320A-320D。在图2和图3 的实施方式中，喷墨喷射器列212A-212D具有如304和308的箭头所示横向处理方向上的宽度，基本上为图像接收构件的全宽度，但是替代的实施方式可具有宽度变化的喷墨喷射器或者多个间隔的狭缝。墨歧管220A-220D中的每一个容纳所接收的来自多个墨源(如图 1中所见的墨源22-28)中的一个中的批量的熔化的墨。每一个喷墨喷射器列212A-212D分别包括被配置为接收来自墨歧管220A-220D中的一个中的熔化的墨的多个喷墨喷射器。在印刷头组件200的示例性实施方式中，喷墨喷射器列212A-212D分别被配置为喷射青色、品红、黄色以及黑色的墨，但是替代的实施方式可使用不同的墨颜色，更多或更少的墨颜色， 以及以不同于印刷头组件200的顺序来设置墨颜色。多个喷墨叠摞层204包括由各种材料形成的层，其可包括但不限于包括转换器、 膜片、各种流体腔和导管的金属层、硅以及聚合物层。每一列喷墨喷射器212A-212D包括由多个喷墨叠摞层204所形成的多个喷墨喷射器。这些喷射器通常被以预定图案设置在每一个喷墨喷射器列212A-212D的整个外表，如图3所示。喷墨喷射器列中可使用各种类型的喷墨喷射器，可包括形成在喷墨器叠摞层204中的压电或声波喷射器(piezo or acoustic ejector)、热喷射器、静电喷射器等等。孔层208包括对应喷墨喷射器列212A-212D中每一个的喷墨喷射器的多个孔喷嘴列。喷嘴使得喷墨喷射器能够朝着图像接收表面喷射墨滴。 柔性电路2 包括可操作地连接到喷墨喷射器以及控制器(未图示)的多个电引线。在成像操作期间，控制器生成电启动信号，一个或一个以上喷墨喷射器响应于启动喷墨喷射器的启动信号朝着图像接收表面喷射墨滴。在排放操作中，对至少一个喷墨喷射器列212A-212D加压以促使墨穿过喷墨喷射器流出喷嘴，使得排放的墨从孔层208的外表流下。狭缝320A-320D位于靠近喷墨喷射器列212A-212D的位置使得从每一个喷射器列212A-212D流下的墨分别能够进入接收器 216A-216D中的一个。狭缝320A-320D形成为穿过所有喷墨器叠摞层204和孔层208。狭缝320A-320D占据的位置使得排放的墨能够进入对应的接收器216A-216D同时防止不同颜色的墨在排放操作中混合。图4描绘了被配置为从喷墨器列412接收排放的墨的单一狭缝 420。狭缝420的斜面壁4M沿着喷墨喷射器列412的宽度延伸。在这个实施例中，斜面壁 424的形状形成相对于喷射器列412的表面形成小于90°的角以提高穿过狭缝420的排放的墨流量。可使用各种方法来产生斜面壁424，包括通过渐进式切割和成型模具、或者将一部分孔层208折进狭缝420来形成斜面壁。狭缝的替代配置可包括具有垂直于喷射器列 412表面的壁或者曲面形状的壁的狭缝。形成狭缝的替代方法包括在每一个喷墨器叠摞层中各自地形成狭缝，或者在喷墨器叠摞层被连结在一起后切割出狭缝。在排放的墨从喷墨器列212A-212D流下时，重力以及排放的墨和孔层208之间的表面张力促使排放的墨穿过对应的狭缝320A-320D。在一些实施方式中，在排放操作期间， 负压源可施加穿过狭缝320A-320D的负压以将墨拉进接收器216A-216D。接收器216A-216D中的每一个进一步流体连通到墨源或容纳与各自接收器中收集的墨具有相同颜色的批量墨的墨歧管。接收器216A-216D中每一个的墨可被再循环到墨源或歧管用于成像操作。再循环处理可去除可能存在于排放的墨中气泡和污染物。用于形成多个喷墨器叠摞层204的材料可包括一些刚性和脆性的层，而孔层208 可由一个以上柔性材料层组成，如金属或聚合物。喷墨叠摞层204包括形成在喷射器列 212A-212D之间的接合部，如接合部224A-2MC。在制造过程中，在横向处理方向上跨越多个喷射器叠摞层204的每一个层的形成这些接合部224A-2MC。这些接合部被配置为具有足够的抗断强度使得喷墨器叠摞列204能够形成以及喷墨器叠摞列204能够连结到孔层 208而不断裂或弯曲。在完成连结处理后，响应于施加到接合部所分隔的孔层208的弯曲力，接合部224A-2MC的每一个充分弯曲从而能够形成印刷头组件200的铰接的形状。然而，孔层208不形成该接合部，所以孔层保持完整并按照铰接的形状弯曲。正如图3所示， 喷射器列212A-212D位于多个喷墨器叠摞层204和孔层208上相互之间间隔预定距离的位置。易卸的接合部224A-224C位于多个喷墨喷射器列212A-212D中邻近喷墨喷射器列之间，每一个接合部和周围喷墨喷射器列之间具有充分的间隔使得每一个接合部能够弯曲或断开而不损坏喷墨喷射器列212A-212D。喷墨叠摞层204形成期间，喷射器列212A-212D中喷墨喷射器在横向处理方向相互之间对齐，使得每一个喷射器列中对应的喷墨喷射器喷射墨滴，墨滴在横向处理方向上相互靠近地落在图像接收构件上。适当的横向处理对齐使得选定数量颜色的墨(如CMYK 墨)滴能够对齐以产生由墨滴的组合所形成的、具有各种颜色的图像。在接合部224A-2MC 弯曲之后，孔层208保持喷射器列212A-212D中喷墨喷射器的横向处理对齐，以使得印刷头组件200能够横向处理对齐。因此，在印刷头组件相对于图像接收构件以在图像接收构件和孔层之间产生一致的间隙距离的方式放置之后，孔层的完整性和喷墨器叠摞层相对图像接收构件的曲率弯曲的能力维持了不同喷墨喷射器列生成的墨滴的对齐。图5A示出印刷头组件500的局部分解图，其包括喷墨器叠摞层502A-502C以及孔层520。喷墨器叠摞层502A-502C连结到一起以形成印刷头列5 和528。列5 和5 通过接合部504分隔。图5B示出具有与喷墨器叠摞层502A-502C连结的孔板520的印刷头组件500。喷墨器叠摞层502A-502C形成无孔层520的示例性喷墨器叠摞层。喷墨器叠摞层502A-502C包括形成喷墨喷射器列5M和528的各种特征，如转换器、膜片、流体腔和导管。图5A所示三个层仅用于阐释具有多个层的喷墨器叠摞，各种喷墨器叠摞实施方式可具有不同数量的层。在图5B中，所示孔板520与喷墨器叠摞层502A连结以使得与孔层520 中孔喷嘴(如喷嘴536)对齐的喷墨喷射器出口(如出口 532)能够从喷射器列5M和5 喷射或排放墨滴。喷墨喷射器列5 和5 可接收和喷射不同颜色的墨。还可穿过喷墨器叠摞层502A-502C和孔层520形成各种其他特征，如用于接收排放的墨的狭缝。这些特征在图5A和图5B中省略以简化附图。穿过喷墨喷射器叠摞层502A-502C形成所示接合部504，接合部504位于喷墨喷射器列5M和5 之间。接合部504位于使接合部504与喷墨喷射器列5M和5 有充分间隔距离的位置，以使得喷墨器叠摞层502A-502C能够相对于接合部504弯曲而不损坏喷墨喷射器列5M和528。接合部504包括在包含喷墨器列528的每一个层502A-502C的部分和包含喷墨器列524的每一个层502A-502C的部分之间延伸的多个特征，本文中所示特征为合齿508。间隙(如在合齿508之间形成的间隙51 减小沿着接合部504的每一个喷墨器叠摞层502A-502C的张力强度。合齿508具有三角形，底部由包含印刷头列528的喷墨器叠摞层502A-502C的部分和包含印刷头列5M的接触喷墨器叠摞层502A-502C的顶角形成。结合特征的其他形式可包括从接合部一侧或两侧延伸的任何数量或形状可变形的或易卸的片状物(tab)或壁。 合齿508的选定配置为接合部504提供充分强度以在形成或连结喷墨器叠摞层 502A-502C到孔层520时保持完整。接合部504的强度还足够弱以使得接合部504能够响应于施加到孔层520的弯曲力而弯曲或断开，从而使得喷墨喷射器列5M和5 能够相对于接合部504移动。孔层520缺乏接合部以及接合部504中所示的合齿。孔层520被配置为弯曲并保持完整以形成铰接的印刷头组件，以及喷墨器叠摞层502A-502C保持与孔层 520连结。孔层520可以可选地包括促进沿着接合部504弯曲的特征，同时使得孔层520在弯曲之后保持完整。 如图5B所示，响应于在方向544上施加到孔层520的弯曲力，喷墨喷射器列5M关于接合部504向方向M4A移动，喷墨喷射器列5 关于接合部504向方向M4B移动。在一些实施方式中，接合部504的合齿508可断开以分隔开喷墨喷射器列5M和528，而在其他实施方式中，合齿保持完整并响应于弯曲力弯曲。孔层520向方向M4A和M4B弯曲，喷墨器叠摞层502A-502C保持与孔层520的连结以形成铰接的印刷头组件。选择施加到孔层 520的弯曲度以形成铰接的印刷头组件，所述铰接的印刷头组件使得喷墨喷射器列能够位于图1所示与曲面图像接收构件预定对齐的位置。接合部504减小了弯曲期间作用在喷墨喷射器列5 和5 上的机械应力，从而避免了对喷墨喷射器列5 和528的损坏。在形成铰接的印刷头组件之前或之后，可在喷墨器叠摞层502A-502C和孔层520上连接上额外的印刷头部件，包括墨歧管、墨接收器以及电路。 替代的接合部实施方式被配置为响应于弯曲力而弯曲，同时保持完整。图6描绘了示例性喷墨器叠摞层602，其被示出具有接合部604以及延伸穿过接合部604的多个可变形的对称支架608。在图6的实施方式中，对称支架608响应于弯曲力弯曲以及变形而不折断。对称支架608使得喷墨器叠摞层602在被弯曲到铰接的位置时能够保持完整。在一个或一个以上喷墨器叠摞层具有可变形的接合部的喷墨器叠摞实施方式中，喷墨器叠摞层中的一些在弯曲其他喷墨器叠摞层或印刷头部件之前可被弯曲到铰接的形状。例如，在喷墨器叠摞层包括可变形接合部的实施方式中，喷墨器叠摞在连结孔层和铰接的喷墨器叠摞之前可被弯曲到铰接的形状。
权利要求
1.一种印刷装置，其包括多个喷墨器叠摞层，其具有第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器；孔层，其具有相互之间通过预定距离分隔的第一列孔和第二列孔，所述孔层与所述第一多个喷墨器叠摞层连结使得所述第一列喷墨喷射器能够通过所述第一列孔喷射墨，并且所述孔层与第二多个喷墨器叠摞层连结使得所述第二列喷墨喷射器能够通过所述第二列孔喷射墨，以及使得所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。
2.根据权利要求1所述的印刷装置，其进一步包括接合部，其形成在所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器之间，所述接合部使得所述第一列喷墨喷射器能够响应于被弄弯曲的所述孔层而相对所述第二列喷墨喷射器移动从而使得所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。
3.根据权利要求2所述的印刷装置，所述接合部进一步包括所述多个喷墨器叠摞层中每一个喷墨器叠摞层中的多个合齿，每一个喷墨器叠摞层中的所述多个合齿形成在所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器之间的区域中。
4.根据权利要求3中所述的印刷装置，其中所述合齿为三角形。
5.根据权利要求2中所述的印刷装置，所述接合部进一步包括所述第一多个喷墨器叠摞层中每一个喷墨器叠摞层和所述第二多个喷墨器叠摞层中每一个喷墨器叠摞层之间的多个支架，所述多个支架中的每一个支架被配置为响应于被弄弯曲的所述孔层而变形。
6.根据权利要求2中所述的印刷装置，其进一步包括所述第一列孔和所述第二列孔之间的所述孔层中形成的第一狭缝，所述第一狭缝能使从所述第一列孔排放的墨通过所述孔层排出。
7.根据权利要求6中所述的印刷装置，其进一步包括所述孔层中形成的第二狭缝，所述第二狭缝位于能使从所述第二列孔排放的墨通过所述孔层排出的位置。
8.根据权利要求1中所述的印刷装置，其中所述第一列喷墨器叠摞层和所述第二列喷墨器叠摞层的预定对齐使得所述第一列喷墨器叠摞层和所述第二列喷墨器叠摞层能够与成像鼓的中心延伸的半径对齐。
9.根据权利要求7中所述的印刷装置，所述多个喷墨器叠摞层进一步包括接收器，其与所述孔层中所述第一狭缝流体连通以接收进入所述孔层中所述第一狭缝中的墨。
10.根据权利要求9中所述的印刷装置，所述多个喷墨器叠摞层进一步包括另一接收器，其与所述孔层中所述第二狭缝流体连通以接收进入所述孔层中所述第二狭缝中的墨。
全文摘要
印刷头组件包括具有对应的墨接收器的多个喷墨喷射器。每一个喷墨器列由与单一孔层连结的多个喷墨器叠摞层组成，喷墨器列位于与曲面图像接收表面预定对齐的位置。
文档编号B41J2/14GK102555481SQ20111037338
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月18日
发明者布伦特·罗德尼·琼斯, 特雷弗·J·斯奈德 申请人:施乐公司
技术领域：
本发明一般涉及喷墨印刷系统，尤其是用于该系统中的印刷头。
背景技术：
固体喷墨印刷系统是众所周知的。这些印刷系统包括墨加载器、熔化设备、至少一个印刷头、介质传输路径、转动图像接收构件、分离剂施加系统、固定辊以及介质接收器。各种形式的墨(如锭状、丸状、及粒状)被插入一个以上送料通道，其中每一个终止在熔化设备。熔化设备加热固体墨到固体墨熔化并变成液体墨的相变温度。液体墨被供应给印刷头。印刷头控制器生成对应图像数据的启动信号以运行印刷头，印刷头喷射熔化的墨到转动图像接收构件支撑的液体层上以在图像接收构件上形成墨图像。介质取自系统中介质供应源，并沿着介质传输路径传输到可选择地在固定辊(tansfix roller)和转动图像接收构件之间形成的压区。介质与图像接收构件上的墨图像同步到达压区。压区的压力有助于将墨图像从图像接收构件转印和固定到介质。然后介质继续沿着介质传输路径到达介质接收器，在介质接收器中收集承载图像的介质。在运行期间的不同时期，对印刷头加压以排放通过喷墨喷射器的墨，而不是将墨作为墨滴直接喷向图像接收构件的墨。捕获排放的墨用于再循环是有益的。然而具有曲面图像接收构件的成像设备对再捕获排放的墨的印刷头组件提出了挑战。例如，多色成像设备单独地收集和再循环每一颜色的墨，以维持重复使用的墨颜色的完整性。在印刷头之间插入墨再捕获结构可能增大处理方向上印刷头的长度，因而增大了印刷头相互之间的间隔。因为在处理方向上设置印刷头的区带变长了，所以定位印刷头使它们符合图像接收构件曲率变得更加困难。因此，相对于图像接收构件的曲率对齐(alignment)多个印刷头以及有效收集排放的墨是喷墨印刷机中重要的方面。
发明内容
在至少一实施方式中，一种改进的印刷装置使得印刷头能够与曲面图像接收构件表面对齐。印刷装置包括，具有第一列喷墨喷射器的第一多个喷墨器叠摞层，具有第二列喷墨喷射器的第二多个喷墨器叠摞层，具有第一列孔和第二列孔的孔层，第一列孔和第二列孔相互之间通过预定距离分隔，孔层与第一多个喷墨器叠摞层连结使得第一列喷墨喷射器能够通过第一列孔喷射墨，孔层与第二多个喷墨器叠摞层连结使得第二列喷墨喷射器能够通过第二列孔喷射墨，以及使得第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。在另一实施方式中，一种改进的印刷装置有助于多个喷墨喷射器列与转动图像接收构件的相对定位。印刷装置包括，具有第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器的喷墨器叠摞层，以及具有第一列孔和第二列孔的孔层，第一列孔和第二列孔相互之间通过预定距离分隔，孔层与第一多个喷墨器叠摞层连结使得第一列喷墨喷射器能够通过第一列孔喷射墨，孔层与第二多个喷墨器叠摞层连结使得第二列喷墨喷射器能够通过第二列孔喷射墨，以及使得第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。根据本发明一实施方式所述的印刷装置，其进一步包括在所述第一列孔和所述第二列孔之间的所述孔层中形成的第一狭缝，所述第一狭缝能使从所述第一列孔排放的墨通过所述孔层排出。根据本发明一实施方式所述的印刷装置，其进一步包括所述孔层中形成的第二狭缝，所述第二狭缝位于能使从所述第二列孔排放的墨通过所述孔层排出的位置。
图1是相变墨印刷机的示意图，其包括与曲面图像接收构件对齐的铰接的 (articulated)印刷头组件。图2是铰接的印刷头组件的横截面图。图3是图2的铰接的印刷头组件的正视图。图4是用于接收排放的墨的狭缝的正视图。图5A是位于两个喷墨喷射器列之间的接合部(joint)的局部放大图。图5B是与孔层连结的图5A的喷墨喷射器列图。图6是形成在喷墨喷射器叠摞层中的接合部的正视图。
具体实施例方式为全面理解本文所披露系统和方法的环境以及系统和方法的细节，可参照附图。 在附图中，相似附图数字在全文中用于指代相似的元件。正如本文中所使用的，术语“印刷机”是指被配置为喷射标识剂(marking agent)到图像接收构件上的任何设备，包括被配置为使用相变、水性、溶剂型、或UV固化油墨等等的复印机、传真机、多功能设备、以及直接和间接喷墨印刷机。正如本文中所使用的，“排放墨”(“purging ink”)是指来自喷墨喷射器的、不管是因为有意还是无意而没有落在图像接收构件上的任何发射的墨。排放的墨 (purged ink)是指在排放期间由喷射器发射的墨。正如本文中所使用的，术语“接合部”是指形成在平面组件的两个部件之间的任何特征，其被配置为弯曲、伸屈、变形或转动使得两个部件能够绕接合部彼此相对移动。当部件相对于形成在具有多个层的平面组件之间接合部移动时，接合部还可使得多个层中某些的部件彼此分隔开。正如本文中所用，术语“铰接的”是指由平面组件的两个或两个以上部件形成的形状，该些部件能沿着一个或一个以上接合部相对彼此弯曲。正如本文中所使用的，术语“处理”方向是指图像接收构件(如成像鼓或印刷介质)行进的方向，而术语“横向处理”方向是沿着图像接收构件表面垂直于处理方向的方向。图1描绘了包括铰接的印刷头组件200的印刷机10的实施方式。如图所示，印刷机10包括框架11，下述所有其操作子系统和部件都直接或间接地安装在框架11上。相变墨印刷机10包括成像构件12，成像构件12以成像鼓的形式示出，但是同样可以为支撑环带的形式。成像鼓12具有可沿方向16运动的图像接收表面14，图像接收表面14上形成相变墨图像。相对鼓12的表面14加载可沿方向17转动的固定辊19，以形成固定压区18，在固定压区18内形成在表面14上的墨图像被固定到加热介质片材49上，在行经压区之前可加热介质片材49。
相变墨印刷机10还包括相变墨传送子系统20，相变墨传送子系统20具有固体形式的一种颜色相变墨的至少一个源22。由于相变墨印刷机10为多色印刷机，所以墨传送系统20包括四个(4)源22、24、沈、28，表示相变墨的四种(4)不同颜色CMYK(青色、品红、黄色、黑色)。相变墨传送系统还包括用于熔化或相变固体形式的相变墨为液体形式的熔化装置(未图示)。相变墨传送系统适用于供应液体墨到印刷头系统30，印刷头系统30包括铰接的印刷头组件200。类似于组件200的印刷头组件包括至少两个墨接收器、墨歧管以及喷墨喷射器列。图2描绘了分别具有四个墨接收器216A-216D、墨歧管220A-220D和喷墨喷射器列 212A-212D的印刷头组件200更详细的示图。参照图1和图2，每一个墨歧管220A-220D分别从墨源22、24J6以及28接收熔化的墨并供应熔化的墨到印刷头列212A-212D中的仅仅一个。为了简化图1，未图示墨源到歧管220A-220D的流体连接。每一个墨接收器216A-216D 分别位于对应列的喷墨喷射器212A-212D的下方以接收排放操作期间从喷墨喷射器列中一个的外表流下的墨。墨接收器216A-216D中的每一个捕获来自紧接每一个接收器上方的对应列的喷墨喷射器212A-212D的单一颜色墨。正如以下详细解释的，狭缝位于靠近每一个喷墨喷射器的位置使得从喷射器列外表流下的墨能够进入接收器。铰接的印刷头组件 200使得喷墨喷射器列212A-212D中的每一个能与图像接收鼓12的曲面表面14有基本上一致的距离。因此，印刷头组件200中每一列喷墨喷射器沿着从成像鼓12中心延伸的半径对齐。相对图像接收鼓12的中心定位印刷头组件200使得重力能够促使从喷墨喷射器列 212A-212D流出的排放的墨能够流到墨接收器216A-216D中对应的墨接收器。正如进一步所示的，相变喷墨印刷机10包括基板供应和处理系统40。基板供应和处理系统40，例如，可能包括片材或基板供应源42、44、48，其中供应源48，例如为高容量的纸张供应源或供给器，用于储存和供应图像接收例如单页片材49形式的基板。基板供应和处理系统40还包括具有基板加热器或预加热组件52的基板处理和加工系统50。所示相变墨印刷机10还可包括原始文档供给器70，其具有文档托盘72、文档片材供给和取回设备 74以及文档曝光和扫描系统76。在图1的实施例中，借助于控制器或电子子系统(EES)80，执行印刷机10的各种子系统、部件以及功能的运行和操作。ESS或控制器80，可为具有中央处理单元(CPU)82、电子存储器84、以及显示器或用户界面(UI) 86的自主式专用微型计算机。此外，CPU 82读取、 捕获、准备和管理图像输入源(如扫描系统76或在线或工作站连接90)和铰接的印刷头组件200之间的图像数据流。正如图1中所示，ESS或控制器80是用于运行和控制所有其他印刷机子系统和功能(包括运行下述铰接的印刷头组件200)的主要多任务处理器。替代的印刷机实施方式可包括被配置为运行各种印刷子系统的一个或一个以上的电子控制设备， 所述各种印刷子系统包括一个以上印刷头组件。在运行中，从扫描系统76或通过在线或工作站连接90将待生产的图像的图像数据送到控制器80，用于处理并输出到铰接的印刷头组件200。此外，控制器80确定和/或接受相关的子系统和部件控制(例如，由操作者通过用户界面86输入)并相应地执行该些控制。因此，适当颜色的相变墨的固体形式被熔化并传送给印刷头组件200。控制器运行印刷头，以喷射墨到成像表面14上的分离剂层上，从而形成对应图像数据的墨图像。图像接收基板由供应源42、44、48中的任何一个供应，并通过基板系统50与形成在表面14上的墨
5图像实时对准地被导向至形成在图像接收构件14和固定辊19之间的压区。当墨图像和介质行经压区时，在固定压区18内墨图像从表面14上转印并固定融合到图像基板。图2和图3描绘了适用于成像设备(如印刷机10)的铰接的印刷头组件200。图 2示出了铰接的印刷头组件200的横截图。铰接的印刷头组件200包括多个喷墨器叠摞层 204、孔层208、喷墨喷射器列212A-212D、墨接收器216A-216D、墨歧管220A-220D以及柔性电路228。图3示出印刷头组件200的正视图，并额外示出狭缝320A-320D。在图2和图3 的实施方式中，喷墨喷射器列212A-212D具有如304和308的箭头所示横向处理方向上的宽度，基本上为图像接收构件的全宽度，但是替代的实施方式可具有宽度变化的喷墨喷射器或者多个间隔的狭缝。墨歧管220A-220D中的每一个容纳所接收的来自多个墨源(如图 1中所见的墨源22-28)中的一个中的批量的熔化的墨。每一个喷墨喷射器列212A-212D分别包括被配置为接收来自墨歧管220A-220D中的一个中的熔化的墨的多个喷墨喷射器。在印刷头组件200的示例性实施方式中，喷墨喷射器列212A-212D分别被配置为喷射青色、品红、黄色以及黑色的墨，但是替代的实施方式可使用不同的墨颜色，更多或更少的墨颜色， 以及以不同于印刷头组件200的顺序来设置墨颜色。多个喷墨叠摞层204包括由各种材料形成的层，其可包括但不限于包括转换器、 膜片、各种流体腔和导管的金属层、硅以及聚合物层。每一列喷墨喷射器212A-212D包括由多个喷墨叠摞层204所形成的多个喷墨喷射器。这些喷射器通常被以预定图案设置在每一个喷墨喷射器列212A-212D的整个外表，如图3所示。喷墨喷射器列中可使用各种类型的喷墨喷射器，可包括形成在喷墨器叠摞层204中的压电或声波喷射器(piezo or acoustic ejector)、热喷射器、静电喷射器等等。孔层208包括对应喷墨喷射器列212A-212D中每一个的喷墨喷射器的多个孔喷嘴列。喷嘴使得喷墨喷射器能够朝着图像接收表面喷射墨滴。 柔性电路2 包括可操作地连接到喷墨喷射器以及控制器(未图示)的多个电引线。在成像操作期间，控制器生成电启动信号，一个或一个以上喷墨喷射器响应于启动喷墨喷射器的启动信号朝着图像接收表面喷射墨滴。在排放操作中，对至少一个喷墨喷射器列212A-212D加压以促使墨穿过喷墨喷射器流出喷嘴，使得排放的墨从孔层208的外表流下。狭缝320A-320D位于靠近喷墨喷射器列212A-212D的位置使得从每一个喷射器列212A-212D流下的墨分别能够进入接收器 216A-216D中的一个。狭缝320A-320D形成为穿过所有喷墨器叠摞层204和孔层208。狭缝320A-320D占据的位置使得排放的墨能够进入对应的接收器216A-216D同时防止不同颜色的墨在排放操作中混合。图4描绘了被配置为从喷墨器列412接收排放的墨的单一狭缝 420。狭缝420的斜面壁4M沿着喷墨喷射器列412的宽度延伸。在这个实施例中，斜面壁 424的形状形成相对于喷射器列412的表面形成小于90°的角以提高穿过狭缝420的排放的墨流量。可使用各种方法来产生斜面壁424，包括通过渐进式切割和成型模具、或者将一部分孔层208折进狭缝420来形成斜面壁。狭缝的替代配置可包括具有垂直于喷射器列 412表面的壁或者曲面形状的壁的狭缝。形成狭缝的替代方法包括在每一个喷墨器叠摞层中各自地形成狭缝，或者在喷墨器叠摞层被连结在一起后切割出狭缝。在排放的墨从喷墨器列212A-212D流下时，重力以及排放的墨和孔层208之间的表面张力促使排放的墨穿过对应的狭缝320A-320D。在一些实施方式中，在排放操作期间， 负压源可施加穿过狭缝320A-320D的负压以将墨拉进接收器216A-216D。接收器216A-216D中的每一个进一步流体连通到墨源或容纳与各自接收器中收集的墨具有相同颜色的批量墨的墨歧管。接收器216A-216D中每一个的墨可被再循环到墨源或歧管用于成像操作。再循环处理可去除可能存在于排放的墨中气泡和污染物。用于形成多个喷墨器叠摞层204的材料可包括一些刚性和脆性的层，而孔层208 可由一个以上柔性材料层组成，如金属或聚合物。喷墨叠摞层204包括形成在喷射器列 212A-212D之间的接合部，如接合部224A-2MC。在制造过程中，在横向处理方向上跨越多个喷射器叠摞层204的每一个层的形成这些接合部224A-2MC。这些接合部被配置为具有足够的抗断强度使得喷墨器叠摞列204能够形成以及喷墨器叠摞列204能够连结到孔层 208而不断裂或弯曲。在完成连结处理后，响应于施加到接合部所分隔的孔层208的弯曲力，接合部224A-2MC的每一个充分弯曲从而能够形成印刷头组件200的铰接的形状。然而，孔层208不形成该接合部，所以孔层保持完整并按照铰接的形状弯曲。正如图3所示， 喷射器列212A-212D位于多个喷墨器叠摞层204和孔层208上相互之间间隔预定距离的位置。易卸的接合部224A-224C位于多个喷墨喷射器列212A-212D中邻近喷墨喷射器列之间，每一个接合部和周围喷墨喷射器列之间具有充分的间隔使得每一个接合部能够弯曲或断开而不损坏喷墨喷射器列212A-212D。喷墨叠摞层204形成期间，喷射器列212A-212D中喷墨喷射器在横向处理方向相互之间对齐，使得每一个喷射器列中对应的喷墨喷射器喷射墨滴，墨滴在横向处理方向上相互靠近地落在图像接收构件上。适当的横向处理对齐使得选定数量颜色的墨(如CMYK 墨)滴能够对齐以产生由墨滴的组合所形成的、具有各种颜色的图像。在接合部224A-2MC 弯曲之后，孔层208保持喷射器列212A-212D中喷墨喷射器的横向处理对齐，以使得印刷头组件200能够横向处理对齐。因此，在印刷头组件相对于图像接收构件以在图像接收构件和孔层之间产生一致的间隙距离的方式放置之后，孔层的完整性和喷墨器叠摞层相对图像接收构件的曲率弯曲的能力维持了不同喷墨喷射器列生成的墨滴的对齐。图5A示出印刷头组件500的局部分解图，其包括喷墨器叠摞层502A-502C以及孔层520。喷墨器叠摞层502A-502C连结到一起以形成印刷头列5 和528。列5 和5 通过接合部504分隔。图5B示出具有与喷墨器叠摞层502A-502C连结的孔板520的印刷头组件500。喷墨器叠摞层502A-502C形成无孔层520的示例性喷墨器叠摞层。喷墨器叠摞层502A-502C包括形成喷墨喷射器列5M和528的各种特征，如转换器、膜片、流体腔和导管。图5A所示三个层仅用于阐释具有多个层的喷墨器叠摞，各种喷墨器叠摞实施方式可具有不同数量的层。在图5B中，所示孔板520与喷墨器叠摞层502A连结以使得与孔层520 中孔喷嘴(如喷嘴536)对齐的喷墨喷射器出口(如出口 532)能够从喷射器列5M和5 喷射或排放墨滴。喷墨喷射器列5 和5 可接收和喷射不同颜色的墨。还可穿过喷墨器叠摞层502A-502C和孔层520形成各种其他特征，如用于接收排放的墨的狭缝。这些特征在图5A和图5B中省略以简化附图。穿过喷墨喷射器叠摞层502A-502C形成所示接合部504，接合部504位于喷墨喷射器列5M和5 之间。接合部504位于使接合部504与喷墨喷射器列5M和5 有充分间隔距离的位置，以使得喷墨器叠摞层502A-502C能够相对于接合部504弯曲而不损坏喷墨喷射器列5M和528。接合部504包括在包含喷墨器列528的每一个层502A-502C的部分和包含喷墨器列524的每一个层502A-502C的部分之间延伸的多个特征，本文中所示特征为合齿508。间隙(如在合齿508之间形成的间隙51 减小沿着接合部504的每一个喷墨器叠摞层502A-502C的张力强度。合齿508具有三角形，底部由包含印刷头列528的喷墨器叠摞层502A-502C的部分和包含印刷头列5M的接触喷墨器叠摞层502A-502C的顶角形成。结合特征的其他形式可包括从接合部一侧或两侧延伸的任何数量或形状可变形的或易卸的片状物(tab)或壁。 合齿508的选定配置为接合部504提供充分强度以在形成或连结喷墨器叠摞层 502A-502C到孔层520时保持完整。接合部504的强度还足够弱以使得接合部504能够响应于施加到孔层520的弯曲力而弯曲或断开，从而使得喷墨喷射器列5M和5 能够相对于接合部504移动。孔层520缺乏接合部以及接合部504中所示的合齿。孔层520被配置为弯曲并保持完整以形成铰接的印刷头组件，以及喷墨器叠摞层502A-502C保持与孔层 520连结。孔层520可以可选地包括促进沿着接合部504弯曲的特征，同时使得孔层520在弯曲之后保持完整。 如图5B所示，响应于在方向544上施加到孔层520的弯曲力，喷墨喷射器列5M关于接合部504向方向M4A移动，喷墨喷射器列5 关于接合部504向方向M4B移动。在一些实施方式中，接合部504的合齿508可断开以分隔开喷墨喷射器列5M和528，而在其他实施方式中，合齿保持完整并响应于弯曲力弯曲。孔层520向方向M4A和M4B弯曲，喷墨器叠摞层502A-502C保持与孔层520的连结以形成铰接的印刷头组件。选择施加到孔层 520的弯曲度以形成铰接的印刷头组件，所述铰接的印刷头组件使得喷墨喷射器列能够位于图1所示与曲面图像接收构件预定对齐的位置。接合部504减小了弯曲期间作用在喷墨喷射器列5 和5 上的机械应力，从而避免了对喷墨喷射器列5 和528的损坏。在形成铰接的印刷头组件之前或之后，可在喷墨器叠摞层502A-502C和孔层520上连接上额外的印刷头部件，包括墨歧管、墨接收器以及电路。 替代的接合部实施方式被配置为响应于弯曲力而弯曲，同时保持完整。图6描绘了示例性喷墨器叠摞层602，其被示出具有接合部604以及延伸穿过接合部604的多个可变形的对称支架608。在图6的实施方式中，对称支架608响应于弯曲力弯曲以及变形而不折断。对称支架608使得喷墨器叠摞层602在被弯曲到铰接的位置时能够保持完整。在一个或一个以上喷墨器叠摞层具有可变形的接合部的喷墨器叠摞实施方式中，喷墨器叠摞层中的一些在弯曲其他喷墨器叠摞层或印刷头部件之前可被弯曲到铰接的形状。例如，在喷墨器叠摞层包括可变形接合部的实施方式中，喷墨器叠摞在连结孔层和铰接的喷墨器叠摞之前可被弯曲到铰接的形状。
权利要求
1.一种印刷装置，其包括多个喷墨器叠摞层，其具有第一列喷墨喷射器和第二列喷墨喷射器；孔层，其具有相互之间通过预定距离分隔的第一列孔和第二列孔，所述孔层与所述第一多个喷墨器叠摞层连结使得所述第一列喷墨喷射器能够通过所述第一列孔喷射墨，并且所述孔层与第二多个喷墨器叠摞层连结使得所述第二列喷墨喷射器能够通过所述第二列孔喷射墨，以及使得所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。
2.根据权利要求1所述的印刷装置，其进一步包括接合部，其形成在所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器之间，所述接合部使得所述第一列喷墨喷射器能够响应于被弄弯曲的所述孔层而相对所述第二列喷墨喷射器移动从而使得所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器能够位于与曲面表面预定对齐的位置。
3.根据权利要求2所述的印刷装置，所述接合部进一步包括所述多个喷墨器叠摞层中每一个喷墨器叠摞层中的多个合齿，每一个喷墨器叠摞层中的所述多个合齿形成在所述第一列喷墨喷射器和所述第二列喷墨喷射器之间的区域中。
4.根据权利要求3中所述的印刷装置，其中所述合齿为三角形。
5.根据权利要求2中所述的印刷装置，所述接合部进一步包括所述第一多个喷墨器叠摞层中每一个喷墨器叠摞层和所述第二多个喷墨器叠摞层中每一个喷墨器叠摞层之间的多个支架，所述多个支架中的每一个支架被配置为响应于被弄弯曲的所述孔层而变形。
6.根据权利要求2中所述的印刷装置，其进一步包括所述第一列孔和所述第二列孔之间的所述孔层中形成的第一狭缝，所述第一狭缝能使从所述第一列孔排放的墨通过所述孔层排出。
7.根据权利要求6中所述的印刷装置，其进一步包括所述孔层中形成的第二狭缝，所述第二狭缝位于能使从所述第二列孔排放的墨通过所述孔层排出的位置。
8.根据权利要求1中所述的印刷装置，其中所述第一列喷墨器叠摞层和所述第二列喷墨器叠摞层的预定对齐使得所述第一列喷墨器叠摞层和所述第二列喷墨器叠摞层能够与成像鼓的中心延伸的半径对齐。
9.根据权利要求7中所述的印刷装置，所述多个喷墨器叠摞层进一步包括接收器，其与所述孔层中所述第一狭缝流体连通以接收进入所述孔层中所述第一狭缝中的墨。
10.根据权利要求9中所述的印刷装置，所述多个喷墨器叠摞层进一步包括另一接收器，其与所述孔层中所述第二狭缝流体连通以接收进入所述孔层中所述第二狭缝中的墨。
全文摘要
印刷头组件包括具有对应的墨接收器的多个喷墨喷射器。每一个喷墨器列由与单一孔层连结的多个喷墨器叠摞层组成，喷墨器列位于与曲面图像接收表面预定对齐的位置。
文档编号B41J2/14GK102555481SQ20111037338
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月10日 优先权日2010年11月18日
发明者布伦特·罗德尼·琼斯, 特雷弗·J·斯奈德 申请人:施乐公司
最新回复(0)