CN109153264A

CN109153264A - 油墨泵送

Info

Publication number: CN109153264A
Application number: CN201680085227.8A
Authority: CN
Inventors: S·Y·万
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2019-01-04
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: US20190143672A1; CN109153264B; US10532557B2; WO2018017135A1

Abstract

本主题描述了一种用于泵送油墨的系统。在一示例实施方式中，该系统包括具有下部腔室和上部腔室的活塞组件。下部腔室具有接收油墨的入口端口。上部腔室具有从下部腔室接收油墨的通道和分配油墨的出口端口。上部腔室被波纹管包围。致动构件与活塞组件接合。致动构件被构造成使活塞组件线性移动。活塞组件被构造成通过线性运动压缩和释放波纹管，以将油墨从下部腔室泵送到上部腔室，并从上部腔室泵送到出口端口。

Description

油墨泵送

背景技术

成像装置，例如打印机，用于经由成像装置的打印头上的喷嘴喷射油墨来在打印介质上进行打印。用于打印的油墨可以从储墨器供应。成像装置包括用于将油墨从储墨器泵送到打印头的泵系统。

附图说明

以下参考附图详细描述，其中:

图1示出了根据本主题的示例实施方式用于在成像装置中泵送油墨的系统；

图2示出了根据本主题的示例实施方式用于在成像装置中泵送油墨的系统的截面图；

图3示出了根据本主题示例实施方式的图2中的系统的透视图；和

图4示出了根据本主题示例实施方式的用于在成像装置中泵送油墨的系统阵列。

具体实施方式

成像装置经由成像装置的打印头上的喷嘴喷射油墨在介质上进行打印。成像装置的示例包括喷墨打印机、大幅面打印机、办公室/桌上打印机、多功能打印机(IVIFP)、3D打印机等。打印头接收来自储墨器的油墨供应，储墨器可以是可更换墨盒、固定油墨罐等等。来自储墨器的油墨被成像装置的泵系统泵送，以向打印头供应油墨。泵系统可以是蠕动泵、抽吸泵、隔膜泵等等。

当成像装置在不使用一段时间后通电时，成像装置可能无法正常工作。这可能是因为空气被截留在成像装置的泵系统内。为了从泵系统内去除截留的空气，在成像装置的第一次操作期间，泵系统需要灌注油墨。通常在成像装置中安装额外的灌注泵，用于灌注泵系统。在一些成像装置中，外部抽吸泵也可用于给泵系统灌注。安装在成像装置内的灌注泵可能会使成像装置体积庞大。此外，使用外部抽吸泵可能需要使用额外的附件/单元进行灌注，这可能增加用于灌注泵系统的布置的复杂性。此外，给泵系统灌注可能是耗时的。

此外，在一些成像装置中，油墨可以通过管道从储墨器泵送到打印头。利用这种安排，在某些成像装置中，例如大幅面或超大幅面打印机中，在储墨器和打印头之间保持高达15psi的压差，因为很大的整体尺寸，储墨器和打印头之间的管可能很长。因此，在这种成像装置中，来自储墨器的油墨通过管行进很长的距离以到达打印头。这可能会导致打印头处的压力下降，或者可能会减少对打印头的油墨供应，从而导致打印质量差。为了用大幅面或超大幅面打印机获得高质量的打印输出，泵系统可能必须在储墨器和打印头之间产生大于15psi的压差，以使足够量的油墨流至打印头。当泵系统被操作获得大于15psi的压差时，泵系统可能过载并因此失效。

本主题描述了用于在成像装置中泵送油墨的系统以及具有这种系统的成像装置。本主题的系统，也称为油墨泵送系统，实现了自启动，从而不在成像装置中使用额外的启动泵，使成像装置更加紧凑，并且还可以降低启动成像装置的泵送系统的复杂性。此外，本主题的系统可以在储墨器和打印头之间产生高的压差，从而实现到打印头的更高的油墨流速。本主题的系统和成像装置可以在更高的负载下工作而没有故障，并且可以具有更高的效率。

根据本主题的示例实施方式，该系统包括可线性移动的活塞组件，以将油墨从储墨器泵送到成像装置的打印头。活塞组件垂直定位在成像装置内，并具有两个腔室或隔室。活塞组件的下部腔室通过与储墨器(例如成像装置的墨盒)连接的入口端口接收油墨。活塞组件的上部腔室通过通道从下部腔室接收油墨。连接到上部腔室的出口端口可以将油墨分配/转移到打印头。该系统还包括连接到活塞组件的致动构件。致动构件使活塞组件在往复运动中上下线性移动。该系统还包括包围活塞组件的上部腔室的波纹管。波纹管被活塞组件的线性运动压缩和释放。波纹管的压缩和释放使得油墨能够从下部腔室泵送到上部腔室，并从上部腔室泵送到出口端口。

本主题的系统在通电某一段时间后，能够产生泵送空气和油墨的混合物的压力。因此，可能被截留在系统内的空气被泵出，直到系统中的油墨饱和，并且上部腔室和下部腔室都被油墨填充。以这种方式，本主题的系统可以执行自启动。因此，本主题的系统可以消除在成像装置中使用单独的灌注泵或者使用外部抽吸泵或灌注单元。因此，利用本主题的系统进行成像装置的组装和制造可能更简单且更有性价比。

此外，本主题的系统可以在储墨器和打印头之间产生高压差。在一些成像装置中，例如大幅面或超大幅面打印机，这样高的压差可以确保打印头有足够的油墨供应，从而产生高质量的打印输出，而不会使油墨泵送系统过载。

以下参考附图进行详细描述。在可能的情况下，在附图和以下描述中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。虽然在描述中描述了几个示例，但是修改、改造和其他实施方式也是可能的。因此，以下详细描述并不限制公开的实施例。相反，所公开的示例的适当范围可以由所附权利要求限定。

图1示出了根据本主题的示例实施方式的用于在成像装置中泵送油墨的系统100。系统100包括活塞组件102。活塞组件102具有两个腔室。活塞组件102的下部腔室104连接到入口端口106。入口端口106可以是油墨进入系统100的端口。入口端口106可以与成像装置的储墨器(未示出)接口。通过安装在成像装置中的系统100，来自储墨器的油墨可以通过入口端口106进入下部腔室104。类似地，活塞组件102的上部腔室108连接到出口端口110。出口端口110可以是油墨流出系统100的端口。出口端口110可以与成像装置的打印头(未示出)接口。油墨可以通过出口端口110从上部腔室108分配到打印头。如图1所示，上部腔室108还具有通道112。上部腔室108通过通道112流体连接到下部腔室104，使得由系统100泵送的油墨可以通过通道112从下部腔室104流到上部腔室108。

系统100包括与活塞组件102接合以使活塞组件102线性移动的致动构件114。活塞组件102的上部腔室108被波纹管116包围，使得波纹管116包含了上部腔室108的存储容积。上部腔室108的存储容积可以指可储存在上部腔室108内部的流体的最大容积，操作致动构件114在第一冲程中向下线性移动活塞组件102，以释放波纹管116，将油墨从下部腔室104泵送到上部腔室108。在第二冲程中，操作致动构件114向上线性移动活塞组件102，压缩波纹管116，以将油墨从上部腔室108泵送到出口端口110。因此，通过活塞组件102在第一和第二冲程中的往复线性运动，包围上部腔室108的波纹管116被交替地压缩和释放。由于波纹管116的压缩和释放，油墨通过通道112从下部腔室104泵送到上部腔室108，并从上部腔室108泵送到出口端口110。油墨从出口端口110流到成像装置的打印头。

图2示出了根据本主题的示例实施方式的用于在成像装置中泵送油墨的系统200的截面图。系统200包括活塞组件202。当系统200安装在成像装置中时，活塞组件202被垂直定位。

活塞组件202具有入口端口204。入口端口204的一端连接到活塞组件202的下部腔室206，入口端口204的另一端可以连接到成像装置的储墨器(未示出)。入口端口204可接收来自储墨器的油墨并将油墨传输到下部腔室206。

活塞组件202具有上部腔室208和出口端口210。出口端口210的一端连接到上部腔室208，出口端口210的另一端可以连接到成像装置的打印头(未示出)。当系统200被操作时，油墨从活塞组件202的下部腔室206泵送到上部腔室208，并从上部腔室208泵送到成像装置的打印头。

活塞组件202的上部腔室208是具有开放顶部的圆柱形隔室。系统200包括波纹管212，波纹管212从顶部包围上部腔室208，使得上部腔室108的存储容积被波纹管212包围。上部腔室108的存储容积是指可以存储在上部腔室108内部的流体的最大容积。在示例性实施方式中，波纹管212可以由柔性材料形成，例如橡胶或塑料。波纹管212具有开口端212-1和封闭端212-2。波纹管212的开口端212-1位于上部腔室208内部，从而封闭上部腔室208。波纹管212包围上部腔室208，使得随着活塞组件202的线性运动，波纹管212的开口端212-1与活塞组件202一起线性运动。如图所示，环形垫圈216-1和216-2被引入波纹管212和上部腔室208的接触面之间，以在波纹管212和上部腔室208之间提供紧密配合，并防止在活塞组件202运动期间产生滑动。波纹管212的封闭端212-2是固定的。波纹管212的封闭端212-2可以被固定到封闭波纹管212和活塞组件202的圆柱形壳体218的顶表面。

此外，柔性阀元件220定位在上部腔室208内。柔性阀元件220放置在上部腔室208的底端214(在下文中称为底面)处的表面上。柔性阀元件220可以被阀保持器222保持在底面上。阀保持器222穿过柔性阀元件220中心的孔并携带杆柱(未示出)。阀保持器222的杆柱可以卡扣配合到上部腔室208的底面中心的开口中，以将柔性阀元件220保持在底面上。

在活塞组件202的线性运动期间，柔性阀元件220可在打开位置和关闭位置之间移动。在示例实施方式中，活塞组件202的线性运动发生在两个冲程中。在第一冲程期间，活塞组件202如箭头D所示向下移动，柔性阀元件220可以弯曲以打开上部腔室208的底表面中的通道224-1和224-2，因此，在第一冲程期间，柔性阀元件220保持在打开位置，如图2中的虚线244所示，便于油墨经由通道224-1和224-2从下部腔室208流到上部腔室208。在第二冲程期间，活塞组件202如箭头U所示向上移动，并且柔性阀元件220在关闭位置放置在上部腔室208的底面上，以关闭通道224-1和224-2。虽然在图2中示出了两个通道224-1和224-2，但是系统200可以具有一个或多个通道。

可以注意到，本主题的系统使用单个阀，例如柔性阀元件220。因此，与具有多个阀的泵的系统相比，本主题的系统可以是成本合算的，并且不容易发生故障。

此外，弹簧元件226位于波纹管212中。弹簧元件226的一端连接到波纹管212的封闭端212-2，弹簧元件226的另一端连接到上部腔室208的底端214。如图2所示，弹簧元件226的另一端固定到阀保持器222。当操作时，弹簧元件224缓冲波纹管212的压缩和释放。

此外，如图2所示，套筒228从上部腔室208的底端214突出。套筒228包围活塞组件202的下部腔室206。环形垫圈230-1和230-2被引入套筒228和下部腔室206的接触面之间，以提供套筒228和下部腔室206之间的紧密配合，防止在活塞组件202线性运动期间的滑动。因此，当活塞组件202上下线性移动时，下部腔室206和上部腔室208一起随着上下线性运动。

活塞组件202可包括位于上部腔室和下部腔室之间的过滤器。在示例性实施方式中，过滤器可以是位于下部腔室206和上部腔室208之间的圆盘过滤器232，以过滤从下部腔室206泵送到上部腔室208的油墨。圆盘过滤器232可以放置在下部腔室206的顶部。圆盘过滤器232可以通过过滤掉泵送油墨中可能保持悬浮的碎屑和油墨固体来防止打印头喷嘴堵塞。

在一个实施例中，下部腔室208具有弯曲底端234，如图2所示。下部腔室208的弯曲底端234连接到系统200的致动构件236。致动构件236被接合以在重复的上下运动中线性移动活塞组件202。致动构件238包括安装在曲轴240上的凸轮元件238。在一个示例性实施方式中，下部腔室206在弯曲底端234处具有狭槽(未示出)。凸轮元件238可定位在下部腔室206的槽中以与下部腔室206连接。在一个示例实施方式中，曲轴240可以是可伸缩曲轴。该可伸缩曲轴可以连接到与系统200相同的另一个油墨泵送系统的可伸缩曲轴，以形成系统阵列，如稍后在图4中所详尽阐述的。在一个示例实施方式中，系统200包括马达242，该马达242被操作以驱动可伸缩曲轴。

在一个示例实施方式中，成像装置，例如台式打印机、大幅面打印机、WFP和3D打印机，包括系统200。入口端口204可以连接到储墨器，出口端口210可以连接到成像装置的打印头。来自储墨器的油墨流过入口端口204进入下部腔室206。在系统200的操作期间，曲轴240由马达242驱动旋转。曲轴240的旋转导致安装在曲轴240上的凸轮元件238旋转。

随着凸轮元件238的旋转，活塞组件202在圆柱形壳体218内线性移动，以交替地进行第一冲程和第二冲程。在第一冲程中，凸轮元件238从图2中虚线圆所示的顶部位置移动到底部位置，活塞组件202向下移动，如箭头D所示。在第二冲程中，凸轮元件238如虚线圆所示从底部位置移动到顶部位置，活塞组件202向上移动，如箭头U所示。

以下详尽阐述了系统200在第一冲程和第二冲程期间的操作。考虑凸轮元件238处于顶部位置(由虚线圆表示)并且将要向下移动以开始第一冲程的情况。在该位置，柔性阀元件220放置在上部腔室208的底面上，波纹管212和弹簧元件226被压缩。马达242使曲轴240沿箭头A所示的方向旋转。凸轮元件238随曲轴240一起旋转，并逐渐从虚线圆所示的顶部位置向底部位置移动。凸轮元件238的这种移动使得活塞组件202向下移动，如图2中箭头D所示。活塞组件202的向下运动逐渐释放波纹管212和弹簧元件228，在上部腔室208内产生部分真空。部分真空导致上部腔室208中的流体压力下降。柔性阀元件220的中心区域与上部腔室208一起向下移动。由于上部腔室208中的压降，柔性阀元件220的圆周边缘保持上升以达到打开位置，如虚线244所示。随着柔性阀元件220弯曲以达到打开位置，通道224-1和224-2打开，来自下部腔室208的油墨通过通道224-1和224-2被吸入上部腔室208。随着越来越多的油墨在上部腔室208内部流动，上部腔室208中的油墨水平面逐渐上升，直到上部腔室208和下部腔室208中的流体压力相平衡。随着两个腔室中的流体压力变得平衡，柔性阀元件220移动并达到关闭位置以关闭通道224-1和224-2。在第一冲程结束时，柔性阀元件220处于关闭位置，波纹管212和弹簧元件228被释放，凸轮元件238处于底部位置。

活塞组件202的第一冲程和第二冲程重复运动。在第二冲程期间，曲轴240与凸轮元件238一起沿方向A进一步旋转，并且凸轮元件238从底部位置向虚线圆所示的顶部位置移动。凸轮元件238的这种运动向上移动活塞组件202，如箭头U所示，从而压缩波纹管212和弹簧元件226。波纹管212和弹簧元件226的压缩增加了上部腔室208内的流体(油墨)压力，从而将柔性阀元件220保持在关闭位置以封闭通道224-1和224-2。随着通道224-1和224-2保持关闭，由于上部腔室208内的流体压力增加，油墨从上部腔室208被推出到出口端口210。油墨从出口端口210分配到成像装置的打印头。因此，如上所述，往复的第一和第二冲程使得油墨能够从下部腔室206流到上部腔室208，并且从上部腔室208流到出口端口210。

图3示出了根据本主题的示例实施方式的图2中系统200的透视图。图4示出了根据本主题的示例实施方式的用于在成像装置中泵送油墨的系统400的阵列。系统400的阵列可以通过耦合多个系统200-1、200-2、200-3和200-4来形成，每个系统都与系统200相同。尽管图4示出了阵列400中的四个系统，然而，阵列400可以由两个系统或两个以上的系统形成。在一个示例实施方式中，系统200的曲轴240可以是可伸缩曲轴，其可以连接到与系统200相同的另一系统的可伸缩曲轴上，以形成系统400的阵列。根据示例实施方式，致动构件可安装在系统200-1至200-4中的每一个的相应可伸缩曲轴上。致动构件可包括安装在可伸缩曲轴上的凸轮元件，类似于图2的凸轮元件238。阵列400的可伸缩曲轴以及系统200-1至200-4可通过单个马达402进行操作。阵列400中的系统200-1至200-4中的每一个可以将诸如C(青色)、M(品红色)、Y(黄色)和K(黑色)的不同颜色的油墨从储墨器泵送到成像装置的打印头。

尽管用于成像装置的油墨泵送系统的实施方式是以特定方法和/或结构特征的语言描述的，但是应当理解，本主题不限于所描述的特定方法或特征。相反，这些方法和特定特征被公开和解释为成像装置的油墨泵送系统的示例实施方式。

Claims

1.一种系统，包括:

活塞组件，包括:

下部腔室，具有接收油墨的入口端口；和

上部腔室，具有从所述下部腔室接收油墨的通道，并具有分配油墨的出口端口；

波纹管，包围所述上部腔室；和

致动构件，与所述活塞组件接合，所述致动构件被构造成使所述活塞组件线性移动，并且所述活塞组件被构造成通过该线性移动压缩和释放所述波纹管，以将油墨从所述下部腔室泵送到所述上部腔室，并从所述上部腔室泵送到所述出口端口。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述活塞组件包括位于所述上部腔室和所述下部腔室之间的圆盘过滤器，以过滤油墨。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动构件包括安装在由马达驱动的曲轴上的凸轮元件。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述致动构件被配置成:

在第一冲程中向下线性移动所述活塞组件，以释放所述波纹管，从而将油墨从所述下部腔室泵送到所述上部腔室；和

在第二冲程中向上线性移动所述活塞组件，以压缩所述波纹管，从而将油墨从所述上部腔室泵送到所述出口端口。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述活塞组件进一步包括位于所述上部腔室内的柔性阀元件，所述柔性阀元件被配置成在所述第一冲程期间打开所述通道，并且在所述第二冲程期间关闭所述通道。

6.根据权利要求1所述的系统，进一步包括包围所述波纹管和所述活塞组件的圆柱形壳体，所述波纹管具有固定到所述圆柱形壳体的顶面的封闭端。

7.根据权利要求6所述的系统，进一步包括位于所述波纹管中的弹簧元件，所述弹簧元件具有连接到所述波纹管的所述封闭端的一端和连接到所述上部腔室的底端的另一端，所述弹簧元件被配置成缓冲所述波纹管的压缩。

8.一种系统，包括:

活塞组件，包括:

入口端口，用于接收油墨；

出口端口，用于分配油墨；

下部腔室，连接到所述入口端口；和

上部腔室，连接到所述出口端口并具有从所述下部腔室接收油墨的通道；

波纹管，包围所述上部腔室并具有封闭顶端；

致动构件，与所述活塞组件接合，所述致动构件被构造成以往复运动移动所述活塞组件，并且所述活塞组件构造成通过所述往复运动压缩和释放所述波纹管，以将油墨从所述下部腔室泵送到所述上部腔室以及从所述上部腔室泵送到所述出口端口；和

弹簧元件，位于所述波纹管内部，具有连接到所述波纹管的所述封闭顶端的一端和连接到所述上部腔室的底端的另一端，所述弹簧元件被配置成缓冲所述波纹管的压缩。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述活塞组件进一步包括位于所述上部腔室和所述下部腔室之间的圆盘过滤器，以过滤油墨。

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述致动构件包括安装在由马达驱动的曲轴上的凸轮元件。

11.根据权利要求8所述的系统，其中所述致动构件被配置成:

在第二冲程中向上线性地移动所述活塞组件，以压缩所述波纹管，从而将油墨从所述上部腔室泵送到所述出口端口。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述活塞组件进一步包括位于所述上部腔室内的柔性阀元件，所述柔性阀元件被配置成在所述第一冲程期间打开所述通道，并且在所述第二冲程期间关闭所述通道。

13.一种成像装置，包括:

用于泵送所述成像装置中的油墨的系统，所述系统包括:

活塞组件，包括:

下部腔室，具有接收油墨的入口端口；和

上部腔室，具有从所述下部腔室接收油墨的通道并具有分配油墨的出口端口；

波纹管，包围所述上部腔室；

致动构件，与所述活塞组件接合，所述致动构件被构造成使所述活塞组件线性移动，并且所述活塞组件被构造成通过所述线性移动来压缩和释放所述波纹管，以将油墨从所述下部腔室泵送到所述上部腔室以及从所述上部腔室泵送到所述出口端口；和

由马达驱动的能伸缩曲轴，所述致动构件安装在所述能伸缩曲轴上。

14.根据权利要求13所述的成像装置，其中所述活塞组件进一步包括位于所述上部腔室和所述下部腔室之间的圆盘过滤器，以过滤油墨。

15.根据权利要求13所述的成像装置，其中所述致动构件包括安装在所述能伸缩曲轴上的凸轮元件。