用于固体墨储墨器的浸没式高表面积加热器的制作方法
专利名称：用于固体墨储墨器的浸没式高表面积加热器的制作方法
技术领域：
下面描述的装置和方法涉及用于加热相变墨的设备，尤其是涉及在储墨器中使用浸没式加热器以熔化凝固的墨。
背景技术：
喷墨印刷机从喷墨喷射器喷射液体墨滴以在图像接收表面(如，中间转印面)或介质基体(如，纸)上形成图像。全彩色喷墨印刷机使用多个储墨器以存储一些不同颜色的墨用于印刷。一种公知的全彩色印刷机具有四个储墨器。每个储墨器存储不同颜色的墨， 即，青色、品红、黄色和黑色墨，用于全彩色图像的生成。相变喷墨印刷机采用室温下仍然为固体相的墨，通常具有蜡状硬度。当墨加载到印刷机之后，固体墨被传输到熔化设备，熔化设备熔化固体以生产液体墨。储存液体墨的储墨器可在印刷头内部或外部。根据需要向印刷头的喷墨喷射器提供液体墨。如果为了节能或者印刷机维护，去掉印刷机的电力，熔化的墨开始降温，并最终可能返回到固体形态。在这种情况下，通过印刷头喷墨之前需要再次熔化固体墨。因此，用于熔化墨的时间影响固体墨印刷机的印刷操作的可用性。因此，改进印刷机中加热和存储熔化的墨的设备是有利的。
发明内容
研制了一种用于在固体喷墨印刷机中存储墨的容积容器。容器包括外壳，其由热绝缘材料组成，外壳具有在外壳内部的容积空间，容积空间具有高度、宽度和深度；以及加热元件，其位于外壳的容积空间内以在容积空间的整个宽度范围内均勻熔化墨。加热元件被配置为具有大于容积空间的高度和宽度所限定的面积的表面积。根据本发明的一实施方式，所述加热元件进一步包括电迹线，其在波纹加热元件上形成蛇形图案；金属基体，其靠近所述波纹加热元件放置；和热固性粘合剂，其粘合所述金属基体到所述加热元件以隔离开所述加热元件与所述外壳内的所述容积空间中的墨的物理接触。
图1是间接喷墨印刷系统的示意图。图2是包括加热元件的储墨器的示意图。图3是描绘了印刷头储墨器内部加热元件的印刷头储墨器的正视图。图4是图3中印刷头储墨器沿线302的侧面的剖视图。图5A是可被放置在固体墨储墨器中的正温度系数(PTC)加热元件的顶视图。图5B是图5A中加热元件沿线532的剖视图。图6A是可放置在固体墨储墨器中的穿孔加热元件的顶视图。图6B是可放置在固体墨储墨器中的另一穿孔元件的顶视图。图7是可放置在固体墨储墨器中的折叠带状加热元件的内部接线图。
具体实施例方式下面的说明和附图提供本文所披露的系统和方法的环境的一般理解，以及系统和方法的细节。在附图中，全文中相同的附图数字用于指示相同的元件。本文所使用的词“印刷机”包含为任何目的执行印刷输出功能的任何装置，如数码复印机、制书机(bookmaking machine)、传真机、多功能机等。虽然说明书侧重于控制固体墨储墨器中固体墨的熔化的系统，用于熔化储墨器中的墨的装置可与任何使用具有固相的相变流体的设备一起使用。此外，本文中固体墨可称为墨、墨锭或锭。术语“参数容积”是指围绕目标(如加热元件)的形状的壳层所限定的容积，其可包括空隙和空腔。因此，目标的参数容积包括目标内的开放空间以及形成目标的材料的体积。本文中使用的参数容积是指加热器嵌入其中的、紧密匹配的多面箱的内部容积。同样，属于“参数厚度”是指目标(如加热元件)的厚度，其可包括开口或空隙。例如，波纹目标具有从一个波纹的顶部延伸至另一波纹底部的参数厚度。图1是被配置为使用熔化的相变墨间接印刷或胶版印刷的相变墨成像设备的实施方式的侧面示意图。图1中设备10包括墨处理系统12、印刷系统沈、介质供应和处理系统48以及控制系统68。墨处理系统12接收和传送固体墨到熔化设备以生成液体墨。印刷系统沈在系统68的控制下，接收熔化的墨，喷射液体墨到图像接收表面。介质供应和处理系统48从设备10中一个或多个供应源提取介质，同步传送介质到钉住压区以从图像接收表面转印墨图像到介质，以及接着传送所印刷的介质到输出区域。更详细地，油墨处理系统12 (也被称为墨加载器)，被配置来接收固体形态的相变墨，如墨块14 (通常被称为墨锭)。墨加载器12包括送料通道18，墨锭14插入送料通道18。 虽然图1中可见的为单一送料通道18，但是墨加载器12包括用于设备10中的墨锭14的每个颜色或每个颜色色调的单独送料通道。送料通道18引导墨锭14朝着位于通道18 —末端的熔化组件20，在熔化组件20处锭被加热到相变墨熔化温度以熔化固体墨从而形成液体墨。根据相变墨组分，可使用任何合适的熔化温度。在一实施方式中，相变墨熔化温度接近100°C至140°C。接收熔化的墨的储墨器M被配置来保持一定量的熔化形态的熔化的墨以传送到设备10的印刷系统沈。在供选实施方式中，单一储墨器M可供应墨到多个印刷头，如印刷头观。尽管为了简单起见示出了一中间储墨器对，但是成像设备10可包括多个储墨器，一个用于保持用于设备中的每个颜色(例如青色，品红，黄色和黑色(CMYK))的墨的熔化的墨。正如下面的进一步细节中所示，加热元件位于储墨器M内。印刷系统沈包括至少一个印刷头观，所述至少一个印刷头28包括具有排列以喷射熔化的墨滴到中间表面30上的喷墨器的印刷头储墨器27。印刷头储墨器27经由导管 25接受来自储墨器M的熔化的墨。印刷头储墨器27包含加热元件，如下面的进一步细节中所示。尽管可使用任何合适的数量的印刷头观，但是图1中示出一印刷头。印刷头按照控制系统68所生成的发射信号运行，喷射墨到中间表面30上。中间表面30包括分离剂施加系统38施加到旋转构件34上的分离剂层或膜，所述分离剂施加系统38又被称为鼓维护单元(DMU)。在图1中旋转构件34显示为鼓，尽管在供选实施方式中，旋转构件34可包括移动或旋转带、带状物、辊子或其他类似结构类型。轧辊 40相对中间表面30加载在旋转构件34上以形成压区44，记录介质52的页面通过压区44 被送入，实时对准印刷头28的喷射器沉积在中间表面30上的墨滴。压区44生成压力(以及在某些情况加热)，结合形成中间表面30的分离剂，促进墨滴从表面30转印到记录介质 52，同时基本上防止墨附着在旋转构件34上。设备10的介质供应和处理系统48被配置来沿着设备10中所限定的介质路径50 传输记录介质，所述介质路径50引导介质通过压区44，在压区44处墨从中间表面30转印到记录介质52。介质供应和处理系统48包括至少一介质源58 (如供应托盘58)，为设备10 储存和供应不同类型和尺寸的记录介质。介质供应和处理系统包括可为从动辊或闲置辊以及挡板、偏转器等的合适的机械装置(如辊子60)，以沿着介质路径50传输介质。介质路径50可包括用于控制和调整记录介质温度的一个或多个介质调节设备， 使得介质到达压区44时具有合适的温度以接收来自中间表面30的墨。例如，在图1的实施方式中，沿着介质路径50提供预热组件64使得记录介质在到达压区44之前达到最初预定温度。预热组件64可依靠辐射、传导、对流热或以上热形式的组合使得介质达到目标预热温度，在一实践实施方式中，目标预热温度在大约30°C至大约70°C的范围内。在供选实施方式中，在墨沉积到介质上之前、期间、之后，可沿着介质路径使用其他热调节设备来控制介质(以及墨)温度。控制系统68协助成像设备10的各种子系统、零件以及功能的运行和控制。控制系统68可操作地连接到一个或多个图像源72 (如扫描系统或工作站节点)以接收和管理源的图像数据以及生成传送到印刷机的零件和子系统的控制信号。控制信号中的一些基于图像数据，如发射信号，这些发射信号运行上述印刷头。其他控制信号引起印刷机的零件和子系统执行各种程序和操作以制备中间表面30，传送介质到钉住压区，以及转印墨图像到成像设备10所输出的介质上。控制系统68包括控制器70、电子存储器74以及用户界面(UI) 78。控制器70包括处理器件，如中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)器件或微控制器。除了其他任务，处理器件处理图像源72所提供的图像。包括控制器70的一个或多个处理器件被配置为具有储存在电子存储器74中的程序指令。控制器70执行这些指令以运行印刷机的零件和子系统。可使用任何合适类型的电子存储器。例如电子存储器 74可为非易失性存储器(如只读存储器(ROM))或可编程的非易失性存储器(如EEPROM或闪存)。用户界面(UI) 78包括位于成像设备10上的合适的输入/输出设备，其使得操作者能够与控制系统68互动。例如，UI 78可包括键盘和显示器(未图示)。控制器70可操作地连接到用户界面78以接收指示设备的用户或操作者输入到用户界面78的选项和其他信息的信号。控制器70可操作地连接到用户界面78以显示信息给用户或操作者，所述信息包括可选择的选项、机器状态，耗材状态等。控制器70还可连接到通信线路84(如计算机网络)以从远程位置接收图像数据和用户互动数据。控制器70生成控制信号，其被输出到设备10的各种系统和零件，如墨处理系统 12、印刷系统沈、介质处理系统48，分离剂施加组件38、介质路径50以及可操作地连接到控制器70的成像设备10的其他设备和机械结构。控制器70按照储存在电子存储器74中的程序指令和数据存储生成控制信号。控制信号，例如，控制系统零件的运行速度、功率水平、 计时、启动以及其他参数，从而引起成像设备10在各种运行状态、模式或水平中运行(其在本文中笼统地表示为运行模式)。这些运行模式包括，例如启动或热机模式、关机模式、各种印刷模式、维护模式以及节能模式。图2描绘了包括绝缘外壳204、具有墨210的储墨器容积208、加热元件212以及出口 2M的储墨器200。导管248连接储墨器容积208的出口 2M到印刷头250。电引线 206连接加热元件212到电源M4。控制器236可操作地连接到电源M4。储墨器200容纳从熔化组件2 所接受单一颜色的液体墨，彩色成像设备中可使用多个储墨器。外壳204为主要由热绝缘材料组成的容积容器，所述热绝缘材料与各种相变墨的固相和液相同时兼容。各种塑料(包括热塑性塑料)和弹性材料适用于外壳204。此外，外壳204可包括一层或多层的热绝缘材料和导热材料。外壳204的材料被配置来在储墨器容积208内提供至少适度保温。储墨器容积208具有内部高度252、宽度256 (透过页延伸) 以及深度260。储墨器内的墨容积的上部液面可充分低于储墨器的上限。这种配置使得即便产品以一角度倾斜时也能够保留墨。储墨器的顶部可为开口的、部分敞开的或全部敞开的。示例性加热元件212包括基本上在储墨器容积208的整个宽度256延伸的多个加热构件，如叶片状加热构件220。加热元件212的形状提供于暴露墨210的表面积，所述表面积大于储墨器容积208的高度252和宽度256所限定的表面积。加热元件212占据储墨器容积208中靠近导管248的位置以加速熔化靠近导管的墨，加热元件从储墨器容积208 的底部朝着储墨器容积208的顶部延伸。加热元件212的参数容积大于储墨器容积208达到上部液面沈8的总容积的50%。上部液面限制了储墨器200中墨的容积，使得运行期间储墨器容积的一部分保持未填充。加热元件212从下限液面下面延伸，如短划线264所示。 本文所用术语“下限液面”是指运行期间保持在流体储墨器中流体(如墨)的最低水平。当储墨器中液面到达下限液面时，印刷机可暂停运行或采取其他动作以确保储墨器容积208 中液面超过下限液面。在一实施方式中，加热元件212由正导热系数(PTC)材料形成，可为可变形状的 PTC热敏调节器。响应于上升的材料温度，PTC材料对电流流量的电阻增加。PTC材料(其可为陶瓷类物质)，可形成为加热器并当适当或需要时，被涂覆以与被加热的墨或其他材料化学兼容。电引线206从加热元件212延伸至外壳204的顶部。在图2的实施方式中，如果储墨器被配置为具有可去除或可替换顶部或盖(未图示)，加热元件212可从储墨器200 去除。电引线206还可在高于储墨器容积208中墨210的水平延伸穿过外壳204的侧壁的上部。引线206可延伸穿过垫圈或螺纹盖以便于加热元件212的去除和替换。图5A和图5B描绘了单独的加热元件212。加热元件212包括多个呈角度的叶片状构件220以及端板508A和508B。加热元件212具有类似于储墨器容积208宽度的宽度 520。加热元件212中叶片220之间的空隙216使得墨能够流入和流经加热元件212从而促进墨与加热元件212表面接触。如图5B所示，空隙216在每一个叶片状构件220之间延伸。端板508A和508B保持叶片构件在合适位置，以及提供与电引线(如引线206)的接触。 当启动时，加热元件212在整个宽度520范围内均勻加热。因此，包含加热元件212的储墨器中的墨沿着加热元件的宽度均勻地熔化。如图6A和图6B所示，供选加热元件设计可采用PTC材料的穿孔块。穿孔延伸穿过块使得墨能够以类似于墨穿过叶片构件220中空隙216的方式通过块。本文所用的术语 “穿孔”向下延伸穿过孔或缝隙到具有凝固材料可采用的中断表面的任何形状，例如，可塑性形式。在图6A中，多个通孔604穿过块600。在图6B中，块650具有形成多个穿过块的通道654的蛇形形状。穿孔块600和650都具有使得液体墨能够流经块的配置。当块加热时，围绕块中穿孔的或在块中穿孔内的凝固的墨快速熔化。再次参照图2，在运行中，熔化组件2 加热固体相变墨到达熔化温度，使得熔化的墨222能够流入容纳墨210的储墨器容积208内。控制器236启动电源244使得电流能够流到加热元件212。在印刷机的各种运行模式期间，加热器212建立(establish)并接着保持墨为液体状态。墨可流经出口 2M和导管248到印刷头250。在另一运行模式中，墨210以固相占据了储墨器容积208。控制器236可按照本领域公知的各种节能程序和技术停用电源244使得墨210冷却并凝固。控制器236通常为电子控制系统，可通过上述控制器70实现。当印刷设备断电一段时间(足以使得墨冷却到凝固点或凝固点以下)后，墨210也会凝固。当电源启动加热元件212时，位于靠近加热元件 212的区域的固体墨210首先开始熔化。熔化的墨流经空隙(如加热元件212的独立元件之间的空隙216)，从出口 2M进入导管M8。加热元件212的位置处于靠近出口 224的位置，使得当加热器212开始加热后熔化的墨能够快速流经导管M8。尽管墨沿着储墨器容积208的宽度256均勻地熔化，但是位于靠近与导管248相对的外壳204的壁的墨距离加热元件较远，可能比接近加热元件212的墨熔化得慢。因此，即便储墨器容积中墨210的其他部分仍保持固体或温度低于上升的运行温度，熔化的墨还是可流经248到印刷头250。在上述两种运行模式中，加热元件212的一部分(如图2中所示部分214)可延伸到储墨器容积208中墨210液面之上。墨210从浸没在墨210中的加热元件部分吸取热， 环绕暴露部分214的空气比墨210吸热率低。用于形成加热元件212的PTC材料防止暴露部分214到达可损坏储墨器200中墨、加热元件212或其他元件的温度。当暴露部分214 的温度上升时，暴露部分中对电流的电阻同样上升，以响应于上升的温度。上升的电阻降低了电流流量，温度和电流在一温度平衡，所述温度使得加热元件212浸没在墨210中或暴露于空气中能够运行。加热元件212的浸没部分也可到达维持墨210处于熔相而不加热墨到高于运行温度范围的温度的平衡温度。由PTC材料形成的加热器不需要使用温度传感器的闭环系统；然而，在较低温度出现的一些印刷状态，如待机或其他低能量状态，监测尚未完全凝固墨的温度能够节约能源。图3和图4描绘了具有外壳304、内部储墨器容积308、电引线306、加热元件312、 墨进口 346以及温度传感器3M的印刷头储墨器300。加热元件312为非PTC电阻加热器， 其可为本领域公知的任何适当的构造，例如，封装加热膜或迹线的硅树脂或聚酰胺薄膜层合物。开关340可操作地连接到电源344到电引线306。控制器336可操作地连接到温度传感器3M和开关340。图4描绘了图3中沿线302的印刷头储墨器300。图4另外描绘了储墨器402、阀门408、螺线管412、多个喷墨喷射器416以及导管448。印刷头储墨器300 储存储墨器402所供应的单一颜色的墨310。外壳304主要由热绝缘材料组成，所述热绝缘材料与各种相变墨的固相和液相同时兼容。外壳304为具有内部容积的容积容器，在这里被视为储墨器容积308，其具有高度 352、宽度356以及深度360。储墨器容积308容纳从储墨器402经过导管448和入口 346 接收的墨。与储墨器运行温度兼容的各种塑料(包括热固性塑料、热塑性塑料)和弹性材料适用于外壳304，其中任何这些材料提供至少适度的热绝缘，如提供至少超过传统使用的
7铝外壳的热绝缘20倍的热绝缘的材料。此外，外壳304可包括一个或多个热绝缘材料的内部空隙或层。如图4所示，阀门408延伸穿过外壳304的顶部，响应于螺线管412选择性打开，螺线管412响应于控制器336所生成的信号运行。阀门打开使得储墨器容积308和现有印刷系统中已知的外部大气之间的气压能够均衡。阀门408可选地包括绝缘塞以在阀门 408关闭时穿过阀门的热散逸最小化。或者可提供开放口或气路来通气。如图3所示，加热元件312位于靠近外壳304，以及靠近喷墨喷射器416。加热元件312包括多个波纹弯曲316和320。沿着外壳304的宽度356，加热元件312的折叠形状增加了参数厚度，降低了加热器312的总长度。与未折叠的配置相比，选定的折叠使加热器 312的长度降低了最少四分之一。尽管可使用各种其他折叠结构，但是加热元件312具有波纹配置。如图3所示，波纹弯曲的方向相对于储墨器为水平的，但是也容易为垂直的或呈一定斜角。附图不用于以任何方式限定所用加热带状物的形状和方向。加热元件312基本上在储墨器容积308的整个宽度356范围内延伸，使得加热元件312能够在储墨器容积308 的整个宽度356范围内以均勻的方式加热。如图3和图4所示，加热元件312的参数容积大于储墨器容积308中所容纳的最大流体容积(位于上限液面)的50%。电引线306使得电流能够从电源344流入加热元件312。引线306延伸穿过外壳304的顶部。通过经外壳 304的顶部拉出引线306和加热元件312，可去除加热元件312。图7更详细地描绘了加热元件312。加热元件为带状加热器，包括电气绝缘层716、 热固性粘合剂层712A和712B、金属覆盖物708A和708B以及电阻加热迹线720。带状加热器312包括被配置来传导从引线306所接收的电的至少一加热迹线。图7示出加热迹线 720的剖视图。第二迹线(未图示)在层716的下部表面上方延伸。加热迹线720具有蛇形图案，响应于施加到加热迹线720的电流生成热。在本文中所用术语“蛇形”是指包括可用于形成加热元件的线性或曲线路径、转弯和方向变化的任何系列或组合的形状或图案。 热固性粘合剂层712A和712B分别粘合具有加热迹线的电绝缘层716到金属覆盖物708A 和708B。金属覆盖物708A和708B充当热导体使得加热迹线720生成的热能够更迅速、更均勻地加热墨，从而熔化。尽管可使用其他材料，用于金属外层的两种合适材料为不锈钢和铝。尽管图7描绘了带状加热器312两侧的金属外层，但是供选加热元件可使用单一金属层或基体。粘合材料和金属覆盖物提供隔离的功能来消除与加热器迹线的化学作用。金属覆盖物还使得加热元件未浸入储墨器容积内流体的部分过热的可能性最小化。组成带状加热元件312和层类型的任何适当的配置和材料，可不同于上述而不影响所述用途的适用性。再次参照图3和图4，温度传感器3M可为适用于储墨器的热敏调节器或其它温度感应设备。尽管各种实施方式可在储墨器200中不同位置使用一个或多个温度传感器，但是温度传感器3 从外壳304顶部延伸至墨310。控制器336可为电子控制装置，如图1的控制器70，或可表现为恒温器。控制器 336接收到来自温度传感器3M的温度信息，选择性地打开和关闭开关340以控制来自电源 344通过电引线306流到加热元件312的电流。开关340可能是机电或固态开关。 在一运行模式中，保持墨310在熔化状态，控制器336响应于温度传感器3 所检测到的储墨器温度选择性地打开和关闭开关340。当温度传感器340所生成的信号指示墨温度低于预定低温阈值时，控制器336关闭开关340，使得来自电源344的电流流经加热元件312。加热元件312的温度响应于电流而增加，加热储墨器容积308中的墨。当墨310的温度达到高温阈值(高温阈值高于低温阈值)时，控制器336打开开关340去除加热元件 312中的电流。另外，更精确的控制方法可使用温度变化率或者接近距离低温或高温设定点的偏移量的预定温度来启动传送给加热器的电流和/或打开/关闭循环频率的变化。这种类型“开关”的一种形式为PID控制器。可使用的相变墨的一些实施方式的低温阈值和高温阈值分别为110°C和125°C。在另一运行模式中，墨310以固相占据了储墨器容积308。按照本领域公知的各种节能程序和技术，控制器336可打开开关340，使得墨310冷却和凝固。当印刷设备断电一段时间(足以使得墨冷却到凝固点)后，墨310也会凝固。当熔化凝固的墨时，控制器336 关闭开关340，使得来自电源344的电流能够流经引线306和加热元件312。加热元件312 在储墨器容积308的整个宽度356范围内均勻地加热。由于加热元件312靠近喷墨喷射器 416，靠近喷墨器416的墨310比储墨器容积308中距离喷墨喷射器416较远的部分的墨熔化得更快。因此，即便墨310的一部分仍为固体，但是喷射器416在印刷头的整个宽度范围内以均勻方式接受熔化的墨，并且熔化的墨可用于经过多个喷射器喷出。上述实施方式仅仅是说明性的，而不限制供选实施方式。例如，图2、图5、图6A以及图6B的PTC发热元件以及图3、图4、图7的折叠带状加热元件可用于大型储墨器，用于供应墨到一个或多个印刷头，或可用于印刷头储墨器。上下文中采用带状加热器或PTC加热器对各种实施方式进行描述。在所有情况下，印刷头、储墨器以及各种非加热器零件与任一加热技术兼容。例如，外壳材料、通气、温度反馈控制、储墨器容积以及液面容积极限可与任一加热器类型结合使用。加热元件可以任何方式相对储墨器定位。包括成角度折叠、弯曲、孔、空隙以及类似物的结构使得重力促使液化的墨到达储墨器出口。尽管图1描绘了间接相变成像设备，但是上述的加热元件和储墨器同样适用于相变墨成像设备的其他实施方式，包括直接打标设备(direct marking devices)。此外，所述特征适用于使用一个或多个储墨器的成像设备，并适用于使用单色或多色墨的成像设备。
权利要求
1.一种用于在固体喷墨印刷机中存储墨的容积容器，其包括外壳，其由热绝缘材料组成，所述外壳具有在所述外壳内部的容积空间，所述容积空间具有高度、宽度和深度；以及加热元件，其位于所述外壳的所述容积空间内以在所述容积空间的整个所述宽度范围内均勻熔化墨，所述加热元件被配置为具有大于所述容积空间的高度和宽度所限定的面积的表面面积。
2.根据权利要求1所述的容积容器，所述外壳进一步包括印刷装置，其流体连接到所述容积空间以接收来自所述容积空间的用于从所述印刷装置喷射的熔化的墨。
3.根据权利要求2所述的容积容器，其中放置所述加热元件使得所述加热元件的至少一部分能够靠近与所述印刷装置流体连通的出口，从而比所述容积空间的其余部分中的固体墨更快地熔化靠近所述出口的固体墨，使得在所述容积空间中所有固体墨获得工作温度之前能够通过所述印刷装置印刷。
4.根据权利要求1所述的容积容器，进一步包括电引线，其可操作地连接到所述加热元件以连接来自外部电源的电力使得所述加热元件能够启动，所述电引线在所述外壳的上部退出所述外壳以便于所述加热元件的替换。
5.根据权利要求1所述的容积容器，所述加热元件进一步包括电迹线，其在波纹加热元件上形成蛇形图案；金属基体，其靠近所述波纹加热元件放置；和热固性粘合剂，其粘合所述金属基体到所述加热元件以隔离开所述加热元件与所述外壳内的所述容积空间中的墨的物理接触。
6.根据权利要求4所述的容积容器，进一步包括温度传感器，其位于所述容积空间内使得所述温度传感器能够感测存储在所述外壳内的所述容积空间中的墨的温度；控制器，其可操作地连接到所述温度传感器使得所述控制器能够接收所述温度传感器所生成的信号，所述信号对应储在所述外壳内的所述容积空间中的墨的温度，所述控制器被配置来比较从所述温度传感器接收到的所述信号和预定阈值；以及开关，其可操作地连接到所述控制器和所述电源，所述开关被配置来响应于所述控制器确认从所述温度传感器接收到的所述信号少于所述预定阈值而连接所述电源到所述电引线以开启所述加热元件，以及响应于所述控制器确认从所述温度传感器接收到的所述信号等于或大于所述预定阈值而断开所述电源和所述电引线以停用所述波纹加热元件。
7.根据权利要求1所述的容积容器，其中所述加热元件包括具有正温度系数的材料。
8.根据权利要求7所述的容积容器，其中所述加热元件为正温度系数材料的穿孔块。
9.根据权利要求7所述的容积容器，其中所述加热元件为具有由正温度系数材料组成的多个旋转节的连续形式。
10.根据权利要求7所述的容积容器，其中所述正温度系数材料从所述容积空间中的上部液面位置延伸至所述容积空间的底部。
全文摘要
一种用于存储相变墨的容积容器，其包括主要由热绝缘材料组成的外壳以及位于外壳内的加热元件。加热元件位于容器中以快速熔化固体墨从而使得印刷操作能够运行。
文档编号B41J2/175GK102555494SQ20111034219
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月24日 优先权日2010年11月5日
发明者大卫·P·普拉特, 布伦特·罗德尼·琼斯, 爱德华·F·伯雷斯, 约瑟夫·A·布拉得里克 申请人:施乐公司
技术领域：
下面描述的装置和方法涉及用于加热相变墨的设备，尤其是涉及在储墨器中使用浸没式加热器以熔化凝固的墨。
背景技术：
喷墨印刷机从喷墨喷射器喷射液体墨滴以在图像接收表面(如，中间转印面)或介质基体(如，纸)上形成图像。全彩色喷墨印刷机使用多个储墨器以存储一些不同颜色的墨用于印刷。一种公知的全彩色印刷机具有四个储墨器。每个储墨器存储不同颜色的墨， 即，青色、品红、黄色和黑色墨，用于全彩色图像的生成。相变喷墨印刷机采用室温下仍然为固体相的墨，通常具有蜡状硬度。当墨加载到印刷机之后，固体墨被传输到熔化设备，熔化设备熔化固体以生产液体墨。储存液体墨的储墨器可在印刷头内部或外部。根据需要向印刷头的喷墨喷射器提供液体墨。如果为了节能或者印刷机维护，去掉印刷机的电力，熔化的墨开始降温，并最终可能返回到固体形态。在这种情况下，通过印刷头喷墨之前需要再次熔化固体墨。因此，用于熔化墨的时间影响固体墨印刷机的印刷操作的可用性。因此，改进印刷机中加热和存储熔化的墨的设备是有利的。
发明内容
研制了一种用于在固体喷墨印刷机中存储墨的容积容器。容器包括外壳，其由热绝缘材料组成，外壳具有在外壳内部的容积空间，容积空间具有高度、宽度和深度；以及加热元件，其位于外壳的容积空间内以在容积空间的整个宽度范围内均勻熔化墨。加热元件被配置为具有大于容积空间的高度和宽度所限定的面积的表面积。根据本发明的一实施方式，所述加热元件进一步包括电迹线，其在波纹加热元件上形成蛇形图案；金属基体，其靠近所述波纹加热元件放置；和热固性粘合剂，其粘合所述金属基体到所述加热元件以隔离开所述加热元件与所述外壳内的所述容积空间中的墨的物理接触。
图1是间接喷墨印刷系统的示意图。图2是包括加热元件的储墨器的示意图。图3是描绘了印刷头储墨器内部加热元件的印刷头储墨器的正视图。图4是图3中印刷头储墨器沿线302的侧面的剖视图。图5A是可被放置在固体墨储墨器中的正温度系数(PTC)加热元件的顶视图。图5B是图5A中加热元件沿线532的剖视图。图6A是可放置在固体墨储墨器中的穿孔加热元件的顶视图。图6B是可放置在固体墨储墨器中的另一穿孔元件的顶视图。图7是可放置在固体墨储墨器中的折叠带状加热元件的内部接线图。
具体实施例方式下面的说明和附图提供本文所披露的系统和方法的环境的一般理解，以及系统和方法的细节。在附图中，全文中相同的附图数字用于指示相同的元件。本文所使用的词“印刷机”包含为任何目的执行印刷输出功能的任何装置，如数码复印机、制书机(bookmaking machine)、传真机、多功能机等。虽然说明书侧重于控制固体墨储墨器中固体墨的熔化的系统，用于熔化储墨器中的墨的装置可与任何使用具有固相的相变流体的设备一起使用。此外，本文中固体墨可称为墨、墨锭或锭。术语“参数容积”是指围绕目标(如加热元件)的形状的壳层所限定的容积，其可包括空隙和空腔。因此，目标的参数容积包括目标内的开放空间以及形成目标的材料的体积。本文中使用的参数容积是指加热器嵌入其中的、紧密匹配的多面箱的内部容积。同样，属于“参数厚度”是指目标(如加热元件)的厚度，其可包括开口或空隙。例如，波纹目标具有从一个波纹的顶部延伸至另一波纹底部的参数厚度。图1是被配置为使用熔化的相变墨间接印刷或胶版印刷的相变墨成像设备的实施方式的侧面示意图。图1中设备10包括墨处理系统12、印刷系统沈、介质供应和处理系统48以及控制系统68。墨处理系统12接收和传送固体墨到熔化设备以生成液体墨。印刷系统沈在系统68的控制下，接收熔化的墨，喷射液体墨到图像接收表面。介质供应和处理系统48从设备10中一个或多个供应源提取介质，同步传送介质到钉住压区以从图像接收表面转印墨图像到介质，以及接着传送所印刷的介质到输出区域。更详细地，油墨处理系统12 (也被称为墨加载器)，被配置来接收固体形态的相变墨，如墨块14 (通常被称为墨锭)。墨加载器12包括送料通道18，墨锭14插入送料通道18。 虽然图1中可见的为单一送料通道18，但是墨加载器12包括用于设备10中的墨锭14的每个颜色或每个颜色色调的单独送料通道。送料通道18引导墨锭14朝着位于通道18 —末端的熔化组件20，在熔化组件20处锭被加热到相变墨熔化温度以熔化固体墨从而形成液体墨。根据相变墨组分，可使用任何合适的熔化温度。在一实施方式中，相变墨熔化温度接近100°C至140°C。接收熔化的墨的储墨器M被配置来保持一定量的熔化形态的熔化的墨以传送到设备10的印刷系统沈。在供选实施方式中，单一储墨器M可供应墨到多个印刷头，如印刷头观。尽管为了简单起见示出了一中间储墨器对，但是成像设备10可包括多个储墨器，一个用于保持用于设备中的每个颜色(例如青色，品红，黄色和黑色(CMYK))的墨的熔化的墨。正如下面的进一步细节中所示，加热元件位于储墨器M内。印刷系统沈包括至少一个印刷头观，所述至少一个印刷头28包括具有排列以喷射熔化的墨滴到中间表面30上的喷墨器的印刷头储墨器27。印刷头储墨器27经由导管 25接受来自储墨器M的熔化的墨。印刷头储墨器27包含加热元件，如下面的进一步细节中所示。尽管可使用任何合适的数量的印刷头观，但是图1中示出一印刷头。印刷头按照控制系统68所生成的发射信号运行，喷射墨到中间表面30上。中间表面30包括分离剂施加系统38施加到旋转构件34上的分离剂层或膜，所述分离剂施加系统38又被称为鼓维护单元(DMU)。在图1中旋转构件34显示为鼓，尽管在供选实施方式中，旋转构件34可包括移动或旋转带、带状物、辊子或其他类似结构类型。轧辊 40相对中间表面30加载在旋转构件34上以形成压区44，记录介质52的页面通过压区44 被送入，实时对准印刷头28的喷射器沉积在中间表面30上的墨滴。压区44生成压力(以及在某些情况加热)，结合形成中间表面30的分离剂，促进墨滴从表面30转印到记录介质 52，同时基本上防止墨附着在旋转构件34上。设备10的介质供应和处理系统48被配置来沿着设备10中所限定的介质路径50 传输记录介质，所述介质路径50引导介质通过压区44，在压区44处墨从中间表面30转印到记录介质52。介质供应和处理系统48包括至少一介质源58 (如供应托盘58)，为设备10 储存和供应不同类型和尺寸的记录介质。介质供应和处理系统包括可为从动辊或闲置辊以及挡板、偏转器等的合适的机械装置(如辊子60)，以沿着介质路径50传输介质。介质路径50可包括用于控制和调整记录介质温度的一个或多个介质调节设备， 使得介质到达压区44时具有合适的温度以接收来自中间表面30的墨。例如，在图1的实施方式中，沿着介质路径50提供预热组件64使得记录介质在到达压区44之前达到最初预定温度。预热组件64可依靠辐射、传导、对流热或以上热形式的组合使得介质达到目标预热温度，在一实践实施方式中，目标预热温度在大约30°C至大约70°C的范围内。在供选实施方式中，在墨沉积到介质上之前、期间、之后，可沿着介质路径使用其他热调节设备来控制介质(以及墨)温度。控制系统68协助成像设备10的各种子系统、零件以及功能的运行和控制。控制系统68可操作地连接到一个或多个图像源72 (如扫描系统或工作站节点)以接收和管理源的图像数据以及生成传送到印刷机的零件和子系统的控制信号。控制信号中的一些基于图像数据，如发射信号，这些发射信号运行上述印刷头。其他控制信号引起印刷机的零件和子系统执行各种程序和操作以制备中间表面30，传送介质到钉住压区，以及转印墨图像到成像设备10所输出的介质上。控制系统68包括控制器70、电子存储器74以及用户界面(UI) 78。控制器70包括处理器件，如中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)器件或微控制器。除了其他任务，处理器件处理图像源72所提供的图像。包括控制器70的一个或多个处理器件被配置为具有储存在电子存储器74中的程序指令。控制器70执行这些指令以运行印刷机的零件和子系统。可使用任何合适类型的电子存储器。例如电子存储器 74可为非易失性存储器(如只读存储器(ROM))或可编程的非易失性存储器(如EEPROM或闪存)。用户界面(UI) 78包括位于成像设备10上的合适的输入/输出设备，其使得操作者能够与控制系统68互动。例如，UI 78可包括键盘和显示器(未图示)。控制器70可操作地连接到用户界面78以接收指示设备的用户或操作者输入到用户界面78的选项和其他信息的信号。控制器70可操作地连接到用户界面78以显示信息给用户或操作者，所述信息包括可选择的选项、机器状态，耗材状态等。控制器70还可连接到通信线路84(如计算机网络)以从远程位置接收图像数据和用户互动数据。控制器70生成控制信号，其被输出到设备10的各种系统和零件，如墨处理系统 12、印刷系统沈、介质处理系统48，分离剂施加组件38、介质路径50以及可操作地连接到控制器70的成像设备10的其他设备和机械结构。控制器70按照储存在电子存储器74中的程序指令和数据存储生成控制信号。控制信号，例如，控制系统零件的运行速度、功率水平、 计时、启动以及其他参数，从而引起成像设备10在各种运行状态、模式或水平中运行(其在本文中笼统地表示为运行模式)。这些运行模式包括，例如启动或热机模式、关机模式、各种印刷模式、维护模式以及节能模式。图2描绘了包括绝缘外壳204、具有墨210的储墨器容积208、加热元件212以及出口 2M的储墨器200。导管248连接储墨器容积208的出口 2M到印刷头250。电引线 206连接加热元件212到电源M4。控制器236可操作地连接到电源M4。储墨器200容纳从熔化组件2 所接受单一颜色的液体墨，彩色成像设备中可使用多个储墨器。外壳204为主要由热绝缘材料组成的容积容器，所述热绝缘材料与各种相变墨的固相和液相同时兼容。各种塑料(包括热塑性塑料)和弹性材料适用于外壳204。此外，外壳204可包括一层或多层的热绝缘材料和导热材料。外壳204的材料被配置来在储墨器容积208内提供至少适度保温。储墨器容积208具有内部高度252、宽度256 (透过页延伸) 以及深度260。储墨器内的墨容积的上部液面可充分低于储墨器的上限。这种配置使得即便产品以一角度倾斜时也能够保留墨。储墨器的顶部可为开口的、部分敞开的或全部敞开的。示例性加热元件212包括基本上在储墨器容积208的整个宽度256延伸的多个加热构件，如叶片状加热构件220。加热元件212的形状提供于暴露墨210的表面积，所述表面积大于储墨器容积208的高度252和宽度256所限定的表面积。加热元件212占据储墨器容积208中靠近导管248的位置以加速熔化靠近导管的墨，加热元件从储墨器容积208 的底部朝着储墨器容积208的顶部延伸。加热元件212的参数容积大于储墨器容积208达到上部液面沈8的总容积的50%。上部液面限制了储墨器200中墨的容积，使得运行期间储墨器容积的一部分保持未填充。加热元件212从下限液面下面延伸，如短划线264所示。 本文所用术语“下限液面”是指运行期间保持在流体储墨器中流体(如墨)的最低水平。当储墨器中液面到达下限液面时，印刷机可暂停运行或采取其他动作以确保储墨器容积208 中液面超过下限液面。在一实施方式中，加热元件212由正导热系数(PTC)材料形成，可为可变形状的 PTC热敏调节器。响应于上升的材料温度，PTC材料对电流流量的电阻增加。PTC材料(其可为陶瓷类物质)，可形成为加热器并当适当或需要时，被涂覆以与被加热的墨或其他材料化学兼容。电引线206从加热元件212延伸至外壳204的顶部。在图2的实施方式中，如果储墨器被配置为具有可去除或可替换顶部或盖(未图示)，加热元件212可从储墨器200 去除。电引线206还可在高于储墨器容积208中墨210的水平延伸穿过外壳204的侧壁的上部。引线206可延伸穿过垫圈或螺纹盖以便于加热元件212的去除和替换。图5A和图5B描绘了单独的加热元件212。加热元件212包括多个呈角度的叶片状构件220以及端板508A和508B。加热元件212具有类似于储墨器容积208宽度的宽度 520。加热元件212中叶片220之间的空隙216使得墨能够流入和流经加热元件212从而促进墨与加热元件212表面接触。如图5B所示，空隙216在每一个叶片状构件220之间延伸。端板508A和508B保持叶片构件在合适位置，以及提供与电引线(如引线206)的接触。 当启动时，加热元件212在整个宽度520范围内均勻加热。因此，包含加热元件212的储墨器中的墨沿着加热元件的宽度均勻地熔化。如图6A和图6B所示，供选加热元件设计可采用PTC材料的穿孔块。穿孔延伸穿过块使得墨能够以类似于墨穿过叶片构件220中空隙216的方式通过块。本文所用的术语 “穿孔”向下延伸穿过孔或缝隙到具有凝固材料可采用的中断表面的任何形状，例如，可塑性形式。在图6A中，多个通孔604穿过块600。在图6B中，块650具有形成多个穿过块的通道654的蛇形形状。穿孔块600和650都具有使得液体墨能够流经块的配置。当块加热时，围绕块中穿孔的或在块中穿孔内的凝固的墨快速熔化。再次参照图2，在运行中，熔化组件2 加热固体相变墨到达熔化温度，使得熔化的墨222能够流入容纳墨210的储墨器容积208内。控制器236启动电源244使得电流能够流到加热元件212。在印刷机的各种运行模式期间，加热器212建立(establish)并接着保持墨为液体状态。墨可流经出口 2M和导管248到印刷头250。在另一运行模式中，墨210以固相占据了储墨器容积208。控制器236可按照本领域公知的各种节能程序和技术停用电源244使得墨210冷却并凝固。控制器236通常为电子控制系统，可通过上述控制器70实现。当印刷设备断电一段时间(足以使得墨冷却到凝固点或凝固点以下)后，墨210也会凝固。当电源启动加热元件212时，位于靠近加热元件 212的区域的固体墨210首先开始熔化。熔化的墨流经空隙(如加热元件212的独立元件之间的空隙216)，从出口 2M进入导管M8。加热元件212的位置处于靠近出口 224的位置，使得当加热器212开始加热后熔化的墨能够快速流经导管M8。尽管墨沿着储墨器容积208的宽度256均勻地熔化，但是位于靠近与导管248相对的外壳204的壁的墨距离加热元件较远，可能比接近加热元件212的墨熔化得慢。因此，即便储墨器容积中墨210的其他部分仍保持固体或温度低于上升的运行温度，熔化的墨还是可流经248到印刷头250。在上述两种运行模式中，加热元件212的一部分(如图2中所示部分214)可延伸到储墨器容积208中墨210液面之上。墨210从浸没在墨210中的加热元件部分吸取热， 环绕暴露部分214的空气比墨210吸热率低。用于形成加热元件212的PTC材料防止暴露部分214到达可损坏储墨器200中墨、加热元件212或其他元件的温度。当暴露部分214 的温度上升时，暴露部分中对电流的电阻同样上升，以响应于上升的温度。上升的电阻降低了电流流量，温度和电流在一温度平衡，所述温度使得加热元件212浸没在墨210中或暴露于空气中能够运行。加热元件212的浸没部分也可到达维持墨210处于熔相而不加热墨到高于运行温度范围的温度的平衡温度。由PTC材料形成的加热器不需要使用温度传感器的闭环系统；然而，在较低温度出现的一些印刷状态，如待机或其他低能量状态，监测尚未完全凝固墨的温度能够节约能源。图3和图4描绘了具有外壳304、内部储墨器容积308、电引线306、加热元件312、 墨进口 346以及温度传感器3M的印刷头储墨器300。加热元件312为非PTC电阻加热器， 其可为本领域公知的任何适当的构造，例如，封装加热膜或迹线的硅树脂或聚酰胺薄膜层合物。开关340可操作地连接到电源344到电引线306。控制器336可操作地连接到温度传感器3M和开关340。图4描绘了图3中沿线302的印刷头储墨器300。图4另外描绘了储墨器402、阀门408、螺线管412、多个喷墨喷射器416以及导管448。印刷头储墨器300 储存储墨器402所供应的单一颜色的墨310。外壳304主要由热绝缘材料组成，所述热绝缘材料与各种相变墨的固相和液相同时兼容。外壳304为具有内部容积的容积容器，在这里被视为储墨器容积308，其具有高度 352、宽度356以及深度360。储墨器容积308容纳从储墨器402经过导管448和入口 346 接收的墨。与储墨器运行温度兼容的各种塑料(包括热固性塑料、热塑性塑料)和弹性材料适用于外壳304，其中任何这些材料提供至少适度的热绝缘，如提供至少超过传统使用的
7铝外壳的热绝缘20倍的热绝缘的材料。此外，外壳304可包括一个或多个热绝缘材料的内部空隙或层。如图4所示，阀门408延伸穿过外壳304的顶部，响应于螺线管412选择性打开，螺线管412响应于控制器336所生成的信号运行。阀门打开使得储墨器容积308和现有印刷系统中已知的外部大气之间的气压能够均衡。阀门408可选地包括绝缘塞以在阀门 408关闭时穿过阀门的热散逸最小化。或者可提供开放口或气路来通气。如图3所示，加热元件312位于靠近外壳304，以及靠近喷墨喷射器416。加热元件312包括多个波纹弯曲316和320。沿着外壳304的宽度356，加热元件312的折叠形状增加了参数厚度，降低了加热器312的总长度。与未折叠的配置相比，选定的折叠使加热器 312的长度降低了最少四分之一。尽管可使用各种其他折叠结构，但是加热元件312具有波纹配置。如图3所示，波纹弯曲的方向相对于储墨器为水平的，但是也容易为垂直的或呈一定斜角。附图不用于以任何方式限定所用加热带状物的形状和方向。加热元件312基本上在储墨器容积308的整个宽度356范围内延伸，使得加热元件312能够在储墨器容积308 的整个宽度356范围内以均勻的方式加热。如图3和图4所示，加热元件312的参数容积大于储墨器容积308中所容纳的最大流体容积(位于上限液面)的50%。电引线306使得电流能够从电源344流入加热元件312。引线306延伸穿过外壳304的顶部。通过经外壳 304的顶部拉出引线306和加热元件312，可去除加热元件312。图7更详细地描绘了加热元件312。加热元件为带状加热器，包括电气绝缘层716、 热固性粘合剂层712A和712B、金属覆盖物708A和708B以及电阻加热迹线720。带状加热器312包括被配置来传导从引线306所接收的电的至少一加热迹线。图7示出加热迹线 720的剖视图。第二迹线(未图示)在层716的下部表面上方延伸。加热迹线720具有蛇形图案，响应于施加到加热迹线720的电流生成热。在本文中所用术语“蛇形”是指包括可用于形成加热元件的线性或曲线路径、转弯和方向变化的任何系列或组合的形状或图案。 热固性粘合剂层712A和712B分别粘合具有加热迹线的电绝缘层716到金属覆盖物708A 和708B。金属覆盖物708A和708B充当热导体使得加热迹线720生成的热能够更迅速、更均勻地加热墨，从而熔化。尽管可使用其他材料，用于金属外层的两种合适材料为不锈钢和铝。尽管图7描绘了带状加热器312两侧的金属外层，但是供选加热元件可使用单一金属层或基体。粘合材料和金属覆盖物提供隔离的功能来消除与加热器迹线的化学作用。金属覆盖物还使得加热元件未浸入储墨器容积内流体的部分过热的可能性最小化。组成带状加热元件312和层类型的任何适当的配置和材料，可不同于上述而不影响所述用途的适用性。再次参照图3和图4，温度传感器3M可为适用于储墨器的热敏调节器或其它温度感应设备。尽管各种实施方式可在储墨器200中不同位置使用一个或多个温度传感器，但是温度传感器3 从外壳304顶部延伸至墨310。控制器336可为电子控制装置，如图1的控制器70，或可表现为恒温器。控制器 336接收到来自温度传感器3M的温度信息，选择性地打开和关闭开关340以控制来自电源 344通过电引线306流到加热元件312的电流。开关340可能是机电或固态开关。 在一运行模式中，保持墨310在熔化状态，控制器336响应于温度传感器3 所检测到的储墨器温度选择性地打开和关闭开关340。当温度传感器340所生成的信号指示墨温度低于预定低温阈值时，控制器336关闭开关340，使得来自电源344的电流流经加热元件312。加热元件312的温度响应于电流而增加，加热储墨器容积308中的墨。当墨310的温度达到高温阈值(高温阈值高于低温阈值)时，控制器336打开开关340去除加热元件 312中的电流。另外，更精确的控制方法可使用温度变化率或者接近距离低温或高温设定点的偏移量的预定温度来启动传送给加热器的电流和/或打开/关闭循环频率的变化。这种类型“开关”的一种形式为PID控制器。可使用的相变墨的一些实施方式的低温阈值和高温阈值分别为110°C和125°C。在另一运行模式中，墨310以固相占据了储墨器容积308。按照本领域公知的各种节能程序和技术，控制器336可打开开关340，使得墨310冷却和凝固。当印刷设备断电一段时间(足以使得墨冷却到凝固点)后，墨310也会凝固。当熔化凝固的墨时，控制器336 关闭开关340，使得来自电源344的电流能够流经引线306和加热元件312。加热元件312 在储墨器容积308的整个宽度356范围内均勻地加热。由于加热元件312靠近喷墨喷射器 416，靠近喷墨器416的墨310比储墨器容积308中距离喷墨喷射器416较远的部分的墨熔化得更快。因此，即便墨310的一部分仍为固体，但是喷射器416在印刷头的整个宽度范围内以均勻方式接受熔化的墨，并且熔化的墨可用于经过多个喷射器喷出。上述实施方式仅仅是说明性的，而不限制供选实施方式。例如，图2、图5、图6A以及图6B的PTC发热元件以及图3、图4、图7的折叠带状加热元件可用于大型储墨器，用于供应墨到一个或多个印刷头，或可用于印刷头储墨器。上下文中采用带状加热器或PTC加热器对各种实施方式进行描述。在所有情况下，印刷头、储墨器以及各种非加热器零件与任一加热技术兼容。例如，外壳材料、通气、温度反馈控制、储墨器容积以及液面容积极限可与任一加热器类型结合使用。加热元件可以任何方式相对储墨器定位。包括成角度折叠、弯曲、孔、空隙以及类似物的结构使得重力促使液化的墨到达储墨器出口。尽管图1描绘了间接相变成像设备，但是上述的加热元件和储墨器同样适用于相变墨成像设备的其他实施方式，包括直接打标设备(direct marking devices)。此外，所述特征适用于使用一个或多个储墨器的成像设备，并适用于使用单色或多色墨的成像设备。
权利要求
1.一种用于在固体喷墨印刷机中存储墨的容积容器，其包括外壳，其由热绝缘材料组成，所述外壳具有在所述外壳内部的容积空间，所述容积空间具有高度、宽度和深度；以及加热元件，其位于所述外壳的所述容积空间内以在所述容积空间的整个所述宽度范围内均勻熔化墨，所述加热元件被配置为具有大于所述容积空间的高度和宽度所限定的面积的表面面积。
2.根据权利要求1所述的容积容器，所述外壳进一步包括印刷装置，其流体连接到所述容积空间以接收来自所述容积空间的用于从所述印刷装置喷射的熔化的墨。
3.根据权利要求2所述的容积容器，其中放置所述加热元件使得所述加热元件的至少一部分能够靠近与所述印刷装置流体连通的出口，从而比所述容积空间的其余部分中的固体墨更快地熔化靠近所述出口的固体墨，使得在所述容积空间中所有固体墨获得工作温度之前能够通过所述印刷装置印刷。
4.根据权利要求1所述的容积容器，进一步包括电引线，其可操作地连接到所述加热元件以连接来自外部电源的电力使得所述加热元件能够启动，所述电引线在所述外壳的上部退出所述外壳以便于所述加热元件的替换。
5.根据权利要求1所述的容积容器，所述加热元件进一步包括电迹线，其在波纹加热元件上形成蛇形图案；金属基体，其靠近所述波纹加热元件放置；和热固性粘合剂，其粘合所述金属基体到所述加热元件以隔离开所述加热元件与所述外壳内的所述容积空间中的墨的物理接触。
6.根据权利要求4所述的容积容器，进一步包括温度传感器，其位于所述容积空间内使得所述温度传感器能够感测存储在所述外壳内的所述容积空间中的墨的温度；控制器，其可操作地连接到所述温度传感器使得所述控制器能够接收所述温度传感器所生成的信号，所述信号对应储在所述外壳内的所述容积空间中的墨的温度，所述控制器被配置来比较从所述温度传感器接收到的所述信号和预定阈值；以及开关，其可操作地连接到所述控制器和所述电源，所述开关被配置来响应于所述控制器确认从所述温度传感器接收到的所述信号少于所述预定阈值而连接所述电源到所述电引线以开启所述加热元件，以及响应于所述控制器确认从所述温度传感器接收到的所述信号等于或大于所述预定阈值而断开所述电源和所述电引线以停用所述波纹加热元件。
7.根据权利要求1所述的容积容器，其中所述加热元件包括具有正温度系数的材料。
8.根据权利要求7所述的容积容器，其中所述加热元件为正温度系数材料的穿孔块。
9.根据权利要求7所述的容积容器，其中所述加热元件为具有由正温度系数材料组成的多个旋转节的连续形式。
10.根据权利要求7所述的容积容器，其中所述正温度系数材料从所述容积空间中的上部液面位置延伸至所述容积空间的底部。
全文摘要
一种用于存储相变墨的容积容器，其包括主要由热绝缘材料组成的外壳以及位于外壳内的加热元件。加热元件位于容器中以快速熔化固体墨从而使得印刷操作能够运行。
文档编号B41J2/175GK102555494SQ20111034219
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月24日 优先权日2010年11月5日
发明者大卫·P·普拉特, 布伦特·罗德尼·琼斯, 爱德华·F·伯雷斯, 约瑟夫·A·布拉得里克 申请人:施乐公司
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