專利名稱：保留固態(tài)油墨和通過熔融油墨的油墨熔化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這個公開大體上涉及相變噴墨成像設(shè)備，具體涉及這種成像設(shè)備中的油墨熔化組件。
背景技術(shù)：
固體油墨或相變油墨打印機(jī)傳統(tǒng)上使用固體形式的油墨(青色、黃色、品紅或黑 色油墨的油墨丸或者是油墨棒)，其插入輸送通道，經(jīng)過開口進(jìn)入該通道。每個開口構(gòu)造為 僅接收一種特定構(gòu)造的棒。在油墨棒輸送進(jìn)它們對應(yīng)的輸送通道之后，它們受到重力或者 機(jī)械驅(qū)動器的作用而到達(dá)打印機(jī)的固體油墨熔化組件。已知的油墨熔化組件包括基本上平的、加熱的熔化板，其方位設(shè)為至少有點垂直。 使用平的熔化板的一個問題是油墨棒所接觸到的熔化板的表面積有限，其轉(zhuǎn)而限制油墨熔 化和提供到印刷頭的速率。更快的印刷速度需要在給定的時間范圍內(nèi)熔化更多的油墨。相 變油墨會被過熱損壞，所以只是增加熔化板產(chǎn)生的溫度來增加熔化流率是不切實際的。另外，盡管板的垂直方位使得熔融的油墨能夠從該板向下流到滴點以控制油墨的 流量，但是板的垂直方位使得輸送路徑需要稍微水平以便使固體油墨棒與這些板接觸。相 變油墨成像設(shè)備中的輸送路徑可以垂直或者或包括垂直的輸送部分，其允許重力作為驅(qū)動 力來驅(qū)使或者移動油墨沿該輸送路徑移動并接觸熔化板。然而，平的、水平方位的熔化板不 能勝任以可控的方式引導(dǎo)熔融油墨流。
發(fā)明內(nèi)容
相變油墨處理系統(tǒng)包括至少一個固體油墨輸送通道，其具有插入端和熔化端，該 通道配置為將固體油墨棒從插入端移至熔化端。該系統(tǒng)對于每個固體油墨輸送通道包括一 個固體油墨熔化組件。每個固體油墨熔化組件包括具有開口頂部的油墨熔化周邊約束、多 個帶有設(shè)在該周邊約束底部的熔融油墨出口的熔融油墨流動路徑和用于將該周邊約束加 熱到相變油墨熔化溫度的加熱器。加熱的貯存器設(shè)在該周邊約束的下方以接收來自該出口 的油墨。
本公開內(nèi)容的前述方面和其他特征在下面描述中結(jié)合附圖解釋，其中圖1是相變油墨圖像生成機(jī)的框圖；圖2是與圖1的圖像生成機(jī)一起使用的固體油墨棒的一個實施例的立體圖；圖3是用于成像設(shè)備的相變油墨處理系統(tǒng)的示意圖；圖4是一組具有鑰匙外形的油墨棒和形成互補(bǔ)的鑰匙的插入開口的俯視圖；圖5是與圖1的該成像設(shè)備一起使用的相變油墨熔化組件的示意圖，包括周邊約 束和貯存器；圖6是該油墨熔化周邊約束的俯視圖，示出圖5的熔化組件的油墨熔化周邊約束的上部的剖面形狀；圖7A示出與垂直方位的輸送通道部分相關(guān)的圖5的油墨熔化組件的示意圖；圖7B示出與水平方位的輸送通道部分相關(guān)的圖5的油墨熔化組件的示意圖。圖8A是油墨熔化周邊約束的示意圖，示出布置在該約束中的固體油墨阻隔的可 選實施例。圖8B是油墨熔化周邊約束的示意圖，示出布置在該約束中的固體油墨阻隔的另 一可選實施例。圖9是用于圖1的成像設(shè)備的熔化組件的可選實施例的示意圖。
具體實施例方式為了大體上理解本發(fā)明的實施方式，參照附圖。在附圖中，相似的參考標(biāo)號始終用 來標(biāo)出相似的元件。如這里所用的，術(shù)語“打印機(jī)”或“成像設(shè)備”通常指用來將圖像施加到印刷介質(zhì)的 裝置并可包括任何設(shè)備，如數(shù)字復(fù)印機(jī)、圖書制作機(jī)、傳真機(jī)、多功能機(jī)等，其為任何目的執(zhí) 行打印輸出功能。“印刷介質(zhì)”可以是紙、塑料的實體頁或其他適用于圖像的實體印刷介質(zhì) 襯底，不管是預(yù)先切好的或卷材輸送的。該成像設(shè)備可包括許多其它部件，如修整機(jī)、送紙 裝置等，并且可以實現(xiàn)為復(fù)印機(jī)、打印機(jī)或多功能機(jī)?！按蛴∪蝿?wù)”或“文檔” 一般是一組相 關(guān)的頁面，通常從一組原始打印任務(wù)頁面或電子文檔頁圖像拷貝來的一組或多組修訂好的 拷貝，來自具體的用戶，或以其他方式相關(guān)。圖像通常包括電子形式的信息，其待由標(biāo)記引 擎渲染在印刷介質(zhì)上，并可包括文本、圖表、圖像等。對于油墨傳遞系統(tǒng)，像油墨處理系統(tǒng)、 油墨加載器和加載器是同義的并可交換使用?，F(xiàn)在參照圖1，描述成像設(shè)備的一個實施例，如當(dāng)前公開的高速相變油墨成像設(shè)備 10。如所說明的，該設(shè)備10包括框架11，如下面所描述的，該設(shè)備的所有運行子系統(tǒng)和部件 直接或間接安裝在該框架上。開始時，該高速相變油墨成像設(shè)備10包括成像構(gòu)件12，其示 為鼓的形式，但同樣可以是支撐起來的環(huán)形帶形式。該成像構(gòu)件12具有成像表面14，其可 在方向16移動，并且相變油墨圖像形成在該表面上?？稍诜较?7轉(zhuǎn)動的加熱的定像輥子 19裝載為抵靠該鼓12的表面14以形成定像輥隙18，在該輥隙內(nèi)，形成在該表面14上的油 墨圖像定像在加熱的復(fù)印紙49上。該設(shè)備10包括相變油墨裝載器20，其構(gòu)造為接受固體形態(tài)的相變油墨，這里稱作 固體油墨或固體油墨棒。該油墨裝載器20還包括相變油墨熔化組件(圖4)，用以將固體形 態(tài)的相變油墨熔化或者相變?yōu)橐后w形態(tài)。相變油墨在室溫下通常是固體。該油墨熔化組件 構(gòu)造為將相變油墨加熱到所選擇的熔化溫度，以將該固體油墨相變或熔化為液體或熔融形 態(tài)。當(dāng)前，一般的相變油墨通常加熱到大約100°C至140°C，以熔化該固體油墨用以傳送到 該印刷頭。之后，該相變油墨處理系統(tǒng)構(gòu)造為將該熔融的相變油墨通到包括一個或多個印 刷頭的印刷頭系統(tǒng)，如圖1所描述的印刷頭32和34?？刹捎萌魏芜m當(dāng)數(shù)目的印刷頭或印刷 頭組件。如進(jìn)一步示出的，該相變油墨圖像生成機(jī)或打印機(jī)10包括襯底供應(yīng)和處理系統(tǒng)40。該襯底供應(yīng)和處理系統(tǒng)40，例如可包括頁面或襯底供應(yīng)源42、44、46、48，其中供應(yīng)源48 是例如大容量紙張供應(yīng)源或輸送器，用以存儲和提供例如單頁49形式的圖像接收襯底。該襯底供應(yīng)和處理系統(tǒng)40還包括襯底或紙張加熱器或預(yù)-加熱器組件52。如圖所示的該相變油墨圖像生成機(jī)或打印機(jī)10還可包括原始文檔輸送器70，其包括文檔托盤72、文檔頁輸 送和回收裝置74以及文檔曝光和掃描系統(tǒng)76。如所說明的，該設(shè)備10是彩色成像設(shè)備，包括相變油墨處理系統(tǒng)20，構(gòu)造為與多 種不同顏色的固體油墨一起使用，通常為青色、品紅、黃和黑(CMYK)。一個用于該相變油墨 處理系統(tǒng)的示例性固體油墨棒100在圖2中說明。該示例性油墨棒100具有底面104和頂 面108。所描述的特定底面104和頂面108基本上相互平行，但是它們也可以具有別的外形 和相對關(guān)系。參照圖3，該油墨裝載器20包括多個通道或斜槽，如通道130，用以將固體油墨棒 100推進(jìn)至熔化組件128。盡管在圖3中描述單個通道130，但是對于四種顏色油墨(CMYK) 每個都采用獨立的通道。該油墨裝載器包括插入開口 134，其提供進(jìn)入該輸送通道58的入 口。該輸送通道接收在插入方向L通過該開口 134插入的油墨棒。在圖3的實施例中，該 插入方向L基本上垂直，即，平行于重力的方向。該輸送通道構(gòu)造為將油墨棒在輸送方向F 從裝載位置傳輸?shù)饺刍恢谩Ｔ趫D3的實施例中，該插入和輸送方向L、F是不同的。例如， 油墨棒可在該垂直插入方向L插入，然后在水平方位的輸送方向F移動，至少初始是這樣。 在可選實施例中，該輸送通道和開口可定向為該插入和輸送方向L、F基本上平行。為了幫助油墨棒正確插入該輸送通道，油墨棒可提供為鑰匙外形。鑰匙外形可包 括形成進(jìn)該油墨棒的表面特征(如突起部和/或缺口)，其位于油墨棒上不同的位置中用以 與該打印機(jī)的插入開口中互補(bǔ)成形和設(shè)置的鑰匙元件相互作用。例如，圖2的油墨棒包括 插入鑰匙外形138。該插入鑰匙外形138構(gòu)造為與該油墨裝載器的鑰匙形插入開口 134 (圖 4)相互作用以允許或阻止該油墨棒通過該插入開口 134插入。在圖2所示的油墨棒的實施 例中，該鑰匙外形138是形成在該油墨棒體的側(cè)面110中的垂直凹縫或凹口，基本上平行于 該油墨裝載器的插入方向L?；パa(bǔ)成形的鑰匙元件(140，圖4)包含在該鑰匙形開口 134的 周界上。然而，鑰匙外形和對應(yīng)的鑰匙元件可具有任何合適的形狀，包括圓的、帶角的、臺階 的等。在參考的圖釋中，為了容易觀察，該插入開口鑰匙外形140和該油墨棒的互補(bǔ)鑰匙外 形138幾乎完全相同，但是實現(xiàn)鍵合功能不需要形狀匹配。打印機(jī)的每種顏色可在該油墨棒的外部周界中具有一個或多個鑰匙元件構(gòu)成的 唯一布置以為特定顏色的油墨棒形成唯一的剖面形狀。該鑰匙板中鑰匙形開口和該油墨棒 的鑰匙外形的組合保證每個輸送通道只有正確顏色的油墨棒插入。一組油墨棒由每種顏色 一個油墨棒組成，每種顏色的油墨棒具有唯一的鑰匙結(jié)構(gòu)布置。圖4示出插入鑰匙外形138 如何用來區(qū)分不同顏色的油墨棒的示例。在圖4中有一組多色油墨棒100A-100D，這些棒中 每個油墨棒具有不同的顏色，例如青色、品紅、黃和黑?？梢钥闯觯摻M中每個油墨棒包括顏 色鑰匙外形或元件138A-D。該鑰匙外形138A-D彼此具有基本上相同的大小和外形，但是位 于該油墨棒100A-100D的插入周界的位置不同。在這個實施例，該顏色鑰匙外形138A-D沿 該組中每個油墨棒上的相同的橫向側(cè)面110A-D設(shè)置，但是該顏色鑰匙外形還可沿每個油 墨棒基本上任何表面設(shè)置。在這個實施例，該組油墨棒通過將該鑰匙外形138A-D設(shè)在沿油 墨棒的橫向側(cè)面110A-D的不同位置而彼此區(qū)分。出于別的原因，其他形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)可 用來區(qū)分油墨棒，如打印機(jī)型號、使用的地理區(qū)域或油墨配方。該輸送通道具有足夠的縱向長度，從而多個油墨棒可連續(xù)設(shè)在該輸送通道。用于每種顏色油墨的輸送通道130保留并引導(dǎo)油墨棒100，從而這些棒沿所需的輸送路徑前進(jìn)。 該輸送通道130可形成任何合適的路徑，用以將油墨棒從該插入開口 134傳送至該熔化組 件128。例如，輸送通道可以是直線的和/或非直線的，并可水平和/或垂直定向。在圖3 的實施例中，該輸送通道130開始為水平方位，并向下朝向該熔化組件128彎曲，從而油墨 棒以垂直方位輸送進(jìn)該熔化組件。該輸送通道在該熔化端的向下垂直方位允許重力提供主 要的(或額外的)朝向該熔化組件128傳輸油墨棒的力。該輸送路徑的弧形部分可以較短 或者可以是該路徑長度的大部分。該斜槽的全部長度可以都是弧形，并且可由不同或者可 變的半徑組成。該輸送路徑的直線部分可以類似的較短或者是該路徑長度的大部分。如圖3中所述，輸送通道130可包括驅(qū)動構(gòu)件144，用于在各自的輸送通道130中 沿該輸送路徑移動一個或多個油墨棒100。可為每個輸送通道提供單獨的驅(qū)動構(gòu)件144。該 驅(qū)動構(gòu)件64可具有任何合適的尺寸和形狀。該驅(qū)動構(gòu)件64用來在整個該輸送路徑或者其 一部分上傳輸該油墨，并可對該油墨提供支撐和引導(dǎo)，并可以是整個輸送路徑或其一部分 上的主要油墨導(dǎo)引。在圖3的實施例中，該驅(qū)動構(gòu)件144包括沿該輸送通道130的大部分 路徑延伸的帶。如圖3所示，該帶144可具有平的或圓的截面，并可通過一對間隔開的滑輪 保持張緊，其可以是驅(qū)動滑輪148和惰滑輪150，也可有多個惰滑輪。該驅(qū)動滑輪148可通 過任何合適的設(shè)備轉(zhuǎn)動，例如，通過馬達(dá)組件(未示)。該馬達(dá)可以沿該輸送路徑向前和向 后雙向移動油墨棒100。
該熔化組件128構(gòu)造為接收來自該輸送通道的固體油墨，以熔化該固體油墨并將 該熔融油墨通到該印刷頭系統(tǒng)110的一個或多個印刷頭。已知的油墨熔化組件通常包括基 本上平的、加熱的熔化板，其定向為至少有點垂直。使用平的熔化板的一個問題是油墨棒接 觸到的該熔化板的表面積有限，其轉(zhuǎn)而限制油墨熔化和提供到該印刷頭的速度。更快的印 刷速度要求在給定的時間段內(nèi)熔化更多的油墨。相變油墨會被過熱損壞，因此只是增加該 熔化板所產(chǎn)生的溫度來增加熔化流率是不實際的。另外，盡管板的垂直方位使得熔融的油 墨能夠從該板向下流到滴點以控制油墨的流量，但是板的垂直方位使得輸送路徑需要稍微 水平以便使固體油墨棒與這些板接觸。相變油墨成像設(shè)備中的輸送路徑可以垂直或者包括 垂直的輸送部分，其允許重力作為驅(qū)動力來驅(qū)使或者移動油墨沿該輸送路徑移動并接觸熔 化板。然而，平的、水平方位的熔化板不能勝任以可控的方式引導(dǎo)熔融油墨流。因而，作為使用用于熔化固體油墨的平的、垂直方位的板的替代方案，當(dāng)前公開內(nèi) 容提供熔化組件，其包括油墨熔化器，該熔化器包括一個或多個表面，而將固體油墨暴露于 比平板大得多的大的總加熱表面積，從而輸送進(jìn)該熔化器的油墨可以高速率熔化。該熔化 器或周邊約束在熔化過程期間約束該固體油墨，但是因為要產(chǎn)生移動不會完全封閉該油 墨，而是提供孔、槽或間隙(如下所解釋的)，允許熔融的油墨的通路開始于該熔化器頂部 或附近并在該周邊約束的整個或大部分長度上延伸。該周邊約束可以是圓形、近似圓形或 卵形，或可以是多面的，如正方形或矩形。通常的形狀從較大的開口頂部到逐漸變細(xì)到達(dá) 較小的區(qū)域，中止于油墨出口特征。該周邊約束構(gòu)造的所有變化建立指向該出口的多個熔 融油墨流動路徑。該多個流動路徑包括內(nèi)表面和至少一個經(jīng)過開口或孔眼通過側(cè)面和/或 角的外表面，以及在有孔的熔化阻隔的內(nèi)部邊緣中間的滴或流點。油墨材料吸引力使得沿 該外部的流能夠到達(dá)該周邊約束的表面和/或邊緣，其構(gòu)造為互補(bǔ)的角度以確保流出該出 口。利用相對垂直方向60°或者更大的角度已經(jīng)可以實現(xiàn)成功的沿外表面的流控制。
多個流動路徑的好處是熔融的油墨更容易移動遠(yuǎn)離固態(tài)油墨與其撞擊到的熔化 表面之間的分界面，由此降低熔融的膜呈現(xiàn)的隔離效應(yīng)。該固體油墨和該熔化表面之間的 膜中的熔融的油墨材料溫度是從處于或低于該受熱表面溫度到接近油墨熔點的梯度。熔融 油墨越快移動到該熔化分界面外的流動路徑，這個膜就越薄。更薄的膜允許這個區(qū)域中的 熔融的油墨名義溫度更接近熔化表面的溫度，由此增加熔化速率?，F(xiàn)在參照圖5，說明周邊約束的一個實施例。如圖5中所述，該熔化組件128包括導(dǎo)熱油墨熔化周邊約束154，其由一個或多個垂直方位的側(cè)邊形成，這些側(cè)壁至少部分封閉 內(nèi)部熔化區(qū)域，該內(nèi)部熔化區(qū)域構(gòu)造為將容納在其中的固體油墨棒100暴露于比通常使用 平的加熱板時大得多的表面積。該周邊約束154具有開口頂部158，其大小設(shè)為容納通 過其向下輸送的固體油墨棒；以及至少一個熔融油墨出口 160，其設(shè)在該周邊約束154的底 部，通過該出口將熔融油墨引導(dǎo)至熔融油墨貯存器164。設(shè)在該周邊約束中、該開口頂部和 該熔融油墨出口之間的是固體油墨阻隔168。該固體油墨阻隔168水平延伸跨過該周邊約 束154的內(nèi)部區(qū)域以接觸并阻擋該固體油墨(S卩，非熔融油墨)的通道，并且用來增加該周 邊約束154中、該固體油墨輸送進(jìn)該周邊約束之后所暴露于的熔化表面積。另外，該固體油 墨阻隔168包括多個開口 170，如孔眼、間隙、狹槽、間隔等，其允許熔融油墨流出該固體油 墨阻隔168到達(dá)該熔融油墨出口 160。在圖5的實施例中，該油墨棒在輸送方向F經(jīng)過該開口頂部158輸送進(jìn)該周邊約 束，該方向與重力方向互補(bǔ)。至少一個約束表面174可相對該周邊約束的該開口頂部158 設(shè)置以防止該油墨棒在該輸送方向F之外的方向移動(也可能與方向F相反的方向)。約 束表面174與該油墨熔化周邊約束絕熱，從而該約束表面可接觸并引導(dǎo)該油墨棒移動而不 熔化該油墨棒。該約束表面174可與相關(guān)輸送通道的熔化端整合并形成該熔化端。然而， 約束表面可獨立于相關(guān)的輸送通道。達(dá)到最佳的熔化性能可以不需要約束表面，如果該周 邊約束的幾何形狀和大小足夠容納該油墨棒，如通過增大或通過在插入油墨棒的上端上方 延伸或是其他方式，如角度可以容忍在熔化過程中有缺陷的傾斜或移動的角度。因此，不與 該周邊約束耦接的約束表面在某些情況下是有好處的，但是在別的情況下不是必須的。用于使該油墨棒接觸的屈服力可由該油墨棒的重量單獨提供。可通過使用機(jī)械壓 縮設(shè)備提供額外的力，或者只是使用垂直方位的輸送通道部分來將油墨棒引導(dǎo)至該周邊約 束(如圖7A中所述)。如圖7A中所述，該輸送通道130的垂直方位允許隨后插入的油墨棒 100堆在前面的油墨棒100'的頂部上并將該油墨棒100'壓在該固體油墨阻隔168上。這 種情況下，隨著堆疊高度減少，力也減少。圖7B示出油墨熔化周邊約束154的一個實施例， 其構(gòu)造為容納從水平方位的輸入段130輸入的油墨棒。如圖7B中所述，該輸送通道130裝 備有活塞或類似壓縮的設(shè)備或裝置178，其構(gòu)造為壓在該油墨棒100'的尾端上。在這個實 施例，可縮回的阻隔180設(shè)在該輸送通道130中以防止沿水平通道輸入的油墨棒100在活 塞伸長時被推進(jìn)該周邊約束的開口頂部上方的間隙184中?？刂破?88可構(gòu)造為根據(jù)從傳 感器系統(tǒng)190接收到的輸入來驅(qū)動該可縮回的阻隔180和該活塞178，該系統(tǒng)構(gòu)造為監(jiān)測該 周邊約束上方的間隙184中何時有足夠的空間可用來推進(jìn)另一油墨棒。該周邊約束上部區(qū)域的側(cè)壁194，即該周邊約束在該固體油墨阻隔上方形成該開 口頂部158的部分，可基本上垂直定向，或者(如在圖5的示例中描述的從該周邊約束的中 心)向外傾斜或外擴(kuò)，以便于油墨棒100插進(jìn)該周邊約束154。該上部區(qū)域的側(cè)壁194從該固體油墨阻隔168向上延伸以形成固體油墨熔化區(qū)域，該區(qū)域至少局部約束輸入其中的固 體油墨棒并防止熔融油墨在到達(dá)該熔融油墨出口之前逸出該周邊約束。該上部區(qū)域194在 垂直于該油墨棒進(jìn)入該周邊約束的該輸送方向F的平面中的截面形狀接近所要使用的該 油墨棒的名義截面形狀。例如，如圖6中所述，該周邊約束的該上部區(qū)域具有正方形截面形 狀，其對應(yīng)圖2的該油墨棒100的前端118的形狀。該周邊約束的上部區(qū)域大小設(shè)為該油 墨棒和該周邊約束之間的初始接觸與該固體油墨阻隔一起。然而，該上部區(qū)域的壁至少稍 微向內(nèi)集中傾斜，從而該油墨棒前端的邊與該上部區(qū)域的壁接觸并隨著該油墨棒前進(jìn)與該 阻隔接觸而熔化。該周邊約束的下部區(qū)域側(cè)壁198，即周邊約束在該固體油墨阻隔下方的部分，集中 以形成具有至少一個熔融油墨出口 160的熔融油墨積聚區(qū)域，通過該出口將熔融油墨引導(dǎo) 至該貯存器164。指向該出口的一個或多個向內(nèi)集中的表面可以是對稱的，如所示，或者不 對稱的。在圖5中描述單個出口 160用以將油墨通到單個貯存器164。在可選的實施例中， 出口可構(gòu)造為將油墨通到多個貯存器中。類似的，可提供多個出口結(jié)構(gòu)，其每個將熔融油墨 通到一個或多個貯存器。在圖6的實施例中，該周邊約束壁198至少在該熔化器的底部附 近向內(nèi)集中以形成該出口 160，從而將油墨流引導(dǎo)至該出口。如所提到的，該固體油墨阻隔168用來在熔化過程期間接觸和支撐油墨棒，同時 增加該周邊約束154中該固體油墨所暴露于的熔化表面積。多個熔融油墨流動路徑可通過 提供穿過并圍繞該固體油墨阻隔的孔眼、狹槽、間隙、間隔等來提供，其允許熔融油墨流出 該阻隔朝向該出口，而固體油墨保留在該阻隔上方以促進(jìn)熔化過程。固體油墨阻隔168可 設(shè)在該開口頂部和該出口之間任何合適的位置。多個阻隔可用于單個周邊約束中。例如， 額外的阻隔可設(shè)在該上部阻隔168下方，如靠近該出口，這樣一個或多個阻隔可用來確保 完全熔化油墨，從而任何油墨顆粒都不會以固態(tài)出去。如圖5和6中所述，該固體油墨阻隔168可包括一個或多個延伸部172，如板、肋 條、連接板、鰭等，其部分或完全進(jìn)入該周邊約束的內(nèi)部空間。沒有顯示所有聲明的構(gòu)造。成 肋狀的阻隔在該周邊約束中布置為許多構(gòu)造。例如，阻隔可通過沿該周邊約束的空間布置 多個肋條而形成。在圖5和6的實施例中，肋條172在多個方向延伸跨過該周邊約束的內(nèi) 部區(qū)域以形成交叉網(wǎng)格。肋條可從該周邊約束的任何內(nèi)表面以任何角度延伸出，其作用可 以是提高熔化速率和/或影響對正熔化的油墨棒的方向控制以最小化堵塞或有利于正確 輸送。在圖5中可以最佳地看出，阻隔肋條172可在該油墨首先接觸的頂部較窄或者較細(xì) 而在相反的地方或底端較寬，從而促進(jìn)進(jìn)入該成肋條狀的區(qū)域的油墨容積在行進(jìn)超出該成 肋條狀的區(qū)域之前基本上或者完全熔化。作為使用一個或多個肋條狀延伸部來形成該固體油墨阻隔168的一種替代方式，該固體油墨阻隔可包括金屬板，改形為包括熔融油墨穿過開口 170。使用金屬板可簡化該阻 隔的構(gòu)造，因為開口(如狹槽、間隙、間隔等)可使用傳統(tǒng)的金屬片材制造技術(shù)設(shè)在該板中。 板阻隔開口或孔眼可以是任何形式，包括孔(如沖孔)、狹槽(如切縫)或門構(gòu)造，或多個狹 槽或非圓孔的陣列，如網(wǎng)格。使用孔眼允許熔融油墨流動路徑穿過該阻隔形成且可以合并 而不必從該阻隔去除材料，如通過沖壓或鉆孔，這樣會降低可用來接觸并熔化固體油墨的 阻隔的表面積。板阻隔的非孔眼區(qū)域可以是平的或者相對于該油墨棒輸入向量為零度，或 者可以至少部分相對該油墨棒輸入向量F傾斜零度到九十度。阻隔構(gòu)造還可由非金屬材料形成，如通過模塑塑料化合物，但是為了簡潔，描述金屬片示例。圖8A和8B每個示出有孔的板形式的固體油墨阻隔一個實施例的剖視圖，其中在不去除材料的情況下形成孔眼。圖8A中，該阻隔包括板168，其提供有多個切口并傾斜類型 的孔眼170。如這里所使用的，切口和傾斜類型孔眼指的是該板中形成的縱向切口或裂口形 式的孔眼。沿切口 170至少一側(cè)的板材料向下朝向該出口 160彎曲或傾斜以提供熔融油墨 穿過開口 170。所得到的切口和傾斜類型孔眼的結(jié)構(gòu)類似例如百葉窗。圖8B示出固體油墨 板阻隔168的另一示例性實施例。在圖8B的實施例中，該板阻隔包括切縫狹槽形式的孔眼 170。如這里所使用的，“切縫狹槽”指的是形成在金屬板中的一組平行的裂口，其中該平行 裂口之間的板材料176被沖穿該板，從而該狹槽材料被剪切的邊在圍繞該平行裂口的板材 料下方。該平行裂口之間的板材料176因此形成例如基本上U形突出部，其在該板的平面 范圍下方延伸。阻隔、該約束的壁內(nèi)或阻隔和該周邊約束壁之間的熔融油墨流動路徑開口(如孔 目艮、狹槽、間隙、間隔等)可以較窄，例如1mm，所以熔融的油墨可流出熔化接觸區(qū)域但是固 體油墨保留以促進(jìn)熔化過程。窄的開口寬度還確保該熔融的油墨粘附于邊緣而不是當(dāng)其向 下流動時滴落。最有效的實際的狹槽或間隙寬度可變化，并且部分基于幾何結(jié)構(gòu)、角度、該 熔融的油墨的流動性以及與對加熱器的功率控制相關(guān)的流動開始和中止。上面描述的熔融油墨流動路徑開口在該周邊約束內(nèi)部。在另一實施例中，該周邊 約束可設(shè)有熔融油墨流動路徑開口，其便于將該熔融的油墨的一部分從該周邊約束的內(nèi)部 流到外部。內(nèi)部至外部流動路徑開口可包括孔眼，沖壓孔或鉆孔、裂口等?？稍谥苓吋s束中 提供任何數(shù)目和位置的內(nèi)部至外部熔融油墨流動路徑開口。該油墨的表面張力和該周邊約 束的外表面的表面能量允許該熔融油墨“粘附于”該周邊約束的外表面并從該周邊約束外 表面向下流向該出口點。除了提供為通過并圍繞固體油墨阻隔的流動路徑之外或者作為其 替代方案，內(nèi)部至外部流動路徑可提供在周邊約束中。因此，具有內(nèi)部至外部流動路徑的周 邊約束不必設(shè)有內(nèi)部阻隔以獲取周邊約束中多個流動路徑所帶來的益處。圖9示出周邊約束實施例的示意性圖釋，周邊約束具有通過并圍繞內(nèi)部固體油墨 阻隔168的內(nèi)部流動路徑，以及外部熔融油墨流動路徑(經(jīng)過該內(nèi)部至外部流動路徑開口 182)提供在該周邊約束154中。在圖8的實施例中，該內(nèi)部至外部流動路徑開口是通過該 周邊約束的壁的孔眼的形式。該周邊約束的出口點160構(gòu)造為將熔融油墨從該內(nèi)部和外部 流動路徑兩者引導(dǎo)至熔融油墨容器164。該容器164可以是單獨或獨立的熔融油墨貯存器， 其將該熔融油墨根據(jù)需要提供至一個或多個印刷頭?；蛘撸撊萜骺烧线M(jìn)印刷頭或與印 刷頭密切關(guān)聯(lián)。該油墨熔化周邊約束和該固體油墨阻隔由相同或不同的材料形成，優(yōu)選地導(dǎo)熱， 并可以是金屬、陶瓷、高溫塑料或能夠經(jīng)受相變油墨熔化溫度以及該油墨棒的低輸送力和 沖擊的任何合適的材料。多板熔化周邊約束總成可通過鄰接兩個或多個向半約束油墨出口 位置逐漸變細(xì)的成形板而形成。這些板可通過焊接、緊固片或任何合適的方法或裝置來裝 配。在該熔化器周邊約束形成為單個部件的實施例中，該周邊約束可以多種方式來建立，例 如通過深拉、模塑全形或通過將薄板的末端合在一起。該熔化組件154包括加熱系統(tǒng)200，用以將該熔化器周邊約束154以及有孔的油 墨阻隔168 (如果有)加熱至能夠熔化固體相變油墨的程度。加熱該周邊約束和任何集成的肋條或阻隔(包括成肋條狀的阻隔構(gòu)造)以及一個或多個貯存器或貯存器可通過一個或 多個加熱器完成。加熱技術(shù)、工藝性、集成化或各單元的關(guān)系和效費比將確定加熱器形式以 及適合于給定構(gòu)造和性能目標(biāo)的獨立加熱元件的數(shù)目?？梢圆捎玫募訜峒夹g(shù)包括例如粘附 厚膜電阻軌跡、硅酮、聚酰胺膜或類似的粘合的加熱器，將加熱器元件模塑進(jìn)該周邊約束和 /或肋條和/或阻隔，由導(dǎo)熱加熱器材料(如陶瓷PTC)形成該熔化組件或利用導(dǎo)熱加熱器 材料濺射該表面。在將加熱器膜或軌跡施加于導(dǎo)電材料上之前使用隔離電阻涂層，以及可 類似地用作外涂層以提供電絕緣，為了部件絕緣和安全可能需要這樣。還可采用正溫度系 數(shù)(PTC)材料和外部施加的軌跡或涂層。所設(shè)定的將該油墨熔化組件加熱到的溫度可取決于所使用的固體油墨配方。在一 個實施例中，該加熱器200構(gòu)造為產(chǎn)生足夠的熱量以將該熔化器組件中的油墨保持在大約 100攝氏度到大約140攝氏度的范圍。該加熱器200還可構(gòu)造為生成適于所熔化的材料的 別的溫度范圍內(nèi)的熱量。具有獨立熱性能或電路的單獨的加熱器可用于該周邊約束、任何 阻隔或肋條構(gòu)造和/或貯存器，從而每個可加熱到不同的程度。如圖5中所述，該熔化周邊約束154的出口 160和該貯存器164彼此相對設(shè)置，從 而離開該出口 160的熔融油墨容納在熔融油墨容器164中。如所提到的，該容器可以是將 該熔融油墨根據(jù)需要提供到一個或多個印刷頭的熔融油墨貯存器。該周邊約束熔化組件總的加熱質(zhì)量影響當(dāng)加熱器啟動時達(dá)到熔化溫度所需要的 時間以及當(dāng)加熱器關(guān)閉時實現(xiàn)熔融油墨流停止或中止所需要的時間。因而，在變化環(huán)境下 預(yù)熱時間和達(dá)到穩(wěn)定態(tài)的時間會受到大質(zhì)量組件的不利影響。 類似地，熔融油墨流中止理 想地就在該熔化加熱器關(guān)閉時發(fā)生。由于該加熱組件的質(zhì)量和在關(guān)閉時已經(jīng)輸入該固體油 墨的熱量，某些持續(xù)的熔化還在發(fā)生。與熔化循環(huán)相關(guān)的熔化質(zhì)量的控制因此影響貯存器 尺寸，其需要足夠大以容納關(guān)閉后熔化容積?？焖倭髦兄构δ苓€可利用當(dāng)前公開的該周邊約束油墨熔化組件來解決，通過選擇 性使用厚度幾何特征來促進(jìn)出口位置附近的熔化表面的冷卻。因而，在一個實施例中，鄰近 該熔化器的出口的周邊約束壁198可比該熔化器上部的該周邊約束壁更薄和/或包含更 大的孔眼區(qū)域。當(dāng)熔融的油墨薄膜固化，其封閉或阻止仍然由在具有更大質(zhì)量的特殊構(gòu)造 (如具有肋條或阻隔網(wǎng)格)上方的熔化區(qū)域產(chǎn)生的流。當(dāng)需要額外的熔融油墨時重新加熱 的附加好處是低質(zhì)量區(qū)域更容易、更快速加熱最初補(bǔ)充的油墨。作為選擇性使用約束壁厚 度以提供熔融油墨流中止功能的替代方案，流停止功能利用該周邊約束來解決，通過在槽 上提供可操作閥門或止停器(未示)以快速停止該油墨流，如果應(yīng)用需要快速流開始和/ 或中止。該止停器可循環(huán)以根據(jù)需要打開和關(guān)閉?？梢哉J(rèn)識到，上面各種公開的和其他特征以及功能或其替代方案可根據(jù)需要組合 為許多其他不同的系統(tǒng)或應(yīng)用。各種當(dāng)前不能預(yù)見或者不能預(yù)料的替代方式、修改、改變或 其改進(jìn)因此可由本領(lǐng)域技術(shù)人員來做出，其也要包含在權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種相變油墨處理系統(tǒng)包括至少一個固體油墨輸送通道，具有插入端和熔化端，該固體油墨輸送通道構(gòu)造為將固體油墨棒從該插入端移至該熔化端；對于每個固體油墨輸送通道有一個固體油墨熔化組件，每個固體油墨熔化組件包括具有開口頂部的周邊約束、設(shè)在該周邊約束底部的熔融油墨出口和從該周邊約束的開口頂部附近延伸至該周邊約束的出口的多個熔融油墨流動路徑，該多個流動路徑包括內(nèi)表面和至少一個經(jīng)過該開口頂部和出口之間的開口以及有孔的阻隔內(nèi)部至該開口頂部和出口之間的周邊約束而建立的外部路徑，該固體油墨熔化組件包括加熱器，用以將周邊約束加熱至相變油墨熔化溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，每個固體油墨熔化組件進(jìn)一步包括貯存器，構(gòu)造為經(jīng)由該周邊約束熔融油墨出口接收熔融油墨，該貯存器包括加熱器，用 以將貯存器加熱至該相變油墨熔化溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該至少一個輸送通道進(jìn)一步包括四個輸送通道，每個輸送通道與不同顏色的油墨相關(guān)聯(lián)，并具有插入開口，其形狀至少 部分與所容納的油墨棒的形狀互補(bǔ)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，該開口頂部和該出口之間的熔化阻隔的孔眼為門或網(wǎng)格 狹槽形式，其相對油墨輸送向量傾斜零到九十度。
全文摘要
用于相變油墨成像設(shè)備的相變油墨熔化組件包括具有開口頂部的油墨熔化周邊約束和設(shè)在該周邊約束底部的熔融油墨出口。該開口頂部大小為容納通過其向下輸送的油墨棒的前端。該周邊約束包括在底部具有出口的內(nèi)部通路和在該開口頂部和該熔融油墨出口之間的多個熔融油墨流動路徑。該組件包括加熱器，用以將周邊約束加熱至相變油墨熔化溫度。
文檔編號B41J2/175GK101830112SQ20101011930
公開日2010年9月15日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者布倫特·羅德尼·瓊斯 申請人:施樂公司