阅读说明：本技术 用于喷墨打印机的雾提取系统 (Mist extraction system for ink jet printer ) 是由 丹·巴特娜 罗梅尔·巴拉拉 于 2018-05-09 设计创作，主要内容包括：披露了一种打印机,所述打印机包括：压纸卷筒,所述压纸卷筒具有延伸跨过其宽度的墨收集槽；芯吸条,所述芯吸条被接纳在所述墨收集槽中,其中上游间隙和下游间隙相对于介质进给方向被限定在所述芯吸条的两侧；打印头,所述打印头被定位在所述芯吸条上方；以及与所述墨收集槽处于流体连通的真空腔室。所述芯吸条具有从所述上游间隙朝向所述下游间隙向上倾斜的芯吸表面。(A printer is disclosed, which includes: a platen having an ink collection slot extending across its width; a wicking strip received in the ink collection gutter, wherein an upstream gap and a downstream gap are defined on either side of the wicking strip relative to a media feed direction; a printhead positioned above the wicking strip; and a vacuum chamber in fluid communication with the ink collection gutter. The wicking strip has a wicking surface that slopes upward from the upstream gap toward the downstream gap.)

用于喷墨打印机的雾提取系统

技术领域

本发明涉及一种用于喷墨打印头的雾提取和微粒收集系统。所述系统被主要开发用于通过减少雾伪影来提高打印质量，同时最小化由雾提取和微粒收集系统所占据的空间。

背景技术

本申请人已开发了一系列如在例如WO 2011/143700、WO 2011/143699以及WO2009/089567中所描述的喷墨打印机，这些专利的内容通过援引并入本文。打印机采用与单次进给打印介质经过打印头的进给机构相结合的固定的打印头。因此，打印机提供了比传统扫描喷墨打印机高得多的打印速度。

墨雾(或墨悬浮微粒)是喷墨打印机中的长期问题，尤其是其中微小墨滴连续地喷射到通过的介质上的高速页宽喷墨打印机。墨雾会导致打印质量退化，并且可能在较长的打印作业期间随着时间集聚。

雾提取系统通常采用在介质压纸卷筒上方和/或下方抽吸以从打印头的附近去除雾。例如，US 2011/0025775描述了一种其中经由被定位在介质压纸卷筒上方和下方的真空收集端口来收集墨悬浮微粒的系统。

具有在介质压纸卷筒上方的真空收集端口的雾提取系统通常在减少墨雾方面更有效。此类系统在打印期间从打印头的附近连续地提取墨雾。然而，压纸卷筒上方的雾提取系统具有在打印机中占据相对较大量空间的缺点。在具有多个页宽打印头的打印机中，期望的是最小化介质进给方向上的相邻打印头之间的间距，压纸卷筒上方雾提取系统可能影响这个关键的间距。

另一方面，压纸卷筒下方雾提取系统不会对打印头间距造成影响，但此类系统相对低效。由于抽吸是通过介质压纸卷筒中的(多个)孔口施加的，所以雾提取的机会仅出现在打印到介质片材上之间，并且在相对较短的页间时间段期间，特别是在高速打印期间，难以促使墨雾进入压纸卷筒孔口中。另外，抽吸压力的增加通常是不可行的，因为压纸卷筒表面处的抽吸压力必须足够低，以使得在打印期间能够在压纸卷筒表面上平稳进给打印介质。

将期望的是提供一种高效的雾提取系统，所述雾提取系统在打印机中占据相对较小的空间。进一步期望的是提供一种雾提取系统，所述雾提取系统不会对具有多个打印头的打印系统中的打印头之间的间距产生影响。

发明内容

在第一方面，提供一种打印机，所述打印机包括：

压纸卷筒，所述压纸卷筒具有至少部分地延伸跨过其宽度的墨收集槽；

芯吸条，所述芯吸条被接纳在所述墨收集槽中，其中上游间隙和下游间隙相对于介质进给方向被限定在所述芯吸条的两侧；

打印头，所述打印头至少部分地被定位在所述芯吸条上方；以及与所述墨收集槽处于流体连通的真空腔室，其中所述芯吸条具有从所述上游间隙朝向所述下游间隙向上倾斜的芯吸表面。

根据第一方面的打印机有利地降低了打印头的附近的雾水平，特别是在与没有芯吸条的其他相同打印机相比较时。

优选地，所述芯吸条凹进所述墨收集槽内。

优选地，所述上游间隙比所述下游间隙更宽。

优选地，所述墨收集槽具有朝向所述真空腔室延伸的侧壁。

优选地，至少一个侧壁的下部端部具有用于使沿着所述压纸卷筒的下表面的墨迁移减到最少的防护件。

优选地，下游侧壁从所述压纸卷筒表面朝向所述芯吸条斜切。

优选地，所述下游侧壁以在5度与20度之间的角度斜切。

优选地，所述侧壁中的至少一个朝向所述真空腔室向外张开。

优选地，所述芯吸表面相对于与所述压纸卷筒平行的平面以在1度与10度之间的角度向上倾斜。

优选地，所述芯吸表面被定位在所述压纸卷筒的压纸卷筒表面下方。

优选地，所述芯吸表面的上游纵向边缘区域是弯曲的。

优选地，所述芯吸表面的下游纵向边缘是有棱角的。

优选地，所述压纸卷筒包括用于支撑打印介质的多个肋，并且其中压纸卷筒表面包括所述肋的上表面。

优选地，所述压纸卷筒限定了用于将打印介质吸到所述压纸卷筒表面上的多个真空孔口。

在替代性实施例中，所述芯吸条不在所述压纸卷筒的中间部分。所述压纸卷筒的没有所述芯吸条的中间部分优选地在介质进给方向上与上游介质捡出器对齐。

在一些实施例中，所述打印机包括第一打印头和第二打印头，其中所述压纸卷筒具有部分地沿其宽度延伸的第一墨收集槽和第二墨收集槽，并且每个墨收集槽具有被接纳在其中的相应芯吸条。在这个实施例中，所述第一打印头和第二打印头被定位在相应的芯吸条上。

本发明的优点是，经由压纸卷筒槽的雾提取不会影响打印头之间的间距。因此，这个间距可以被最小化，而不必容纳压纸卷筒上方雾提取系统。

所述第一打印头和所述第二打印头可以相对于所述介质进给方向以重叠的布置来定位。

典型地，所述压纸卷筒在所述第一打印头与所述第二打印头之间延伸，并且限定共同的压纸卷筒表面，所述共同的压纸卷筒表面用于支撑进给经过所述第一打印头和所述第二打印头的打印介质。

优选地，所述压纸卷筒在所述第一打印头与所述第二打印头之间延伸并且限定共同的表面，所述共同的表面用于支撑在所述第一打印区和所述第二打印区中的打印介质。

优选地，所述压纸卷筒是真空压纸卷筒。

优选地，打印头是喷墨打印头并且可以基于页宽打印技术包括多个打印头芯片。

在第二方面中，提供了一种打印机，所述打印机包括：

打印头；

压纸卷筒，所述压纸卷筒被定位在所述打印头下方，用于支撑沿着介质进给方向传送通过打印区的打印介质，所述压纸卷筒相对于所述介质进给方向在所述打印区上游限定至少一个微粒收集槽；以及

与所述微粒收集槽处于流体连通的真空腔室，其中：

所述压纸卷筒的上表面包括在所述介质进给方向上沿着所述压纸卷筒延伸的多个升高的肋、以及横向于所述肋延伸跨过所述压纸卷筒的坝壁；

所述坝壁被定位在所述微粒收集槽的下游侧；并且

所述肋从所述微粒收集槽的上游侧朝向所述坝壁延伸。

根据第二方面的打印机有利地保护打印机的打印区域免受微粒(比如纸尘)的有害影响。

优选地，所述压纸卷筒具有与所述坝壁平行延伸的墨收集槽，所述墨收集槽被定位在所述坝壁下游的打印区中。

优选地，所述坝壁将所述墨收集槽与所述微粒收集槽分开。

优选地，芯吸条被接纳在所述墨收集槽内。

优选地，所述肋的上表面和坝壁的上表面是共面的。

优选地，所述微粒收集槽被分成多个分立的微粒收集阱。

优选地，每个肋桥接跨过所述微粒收集槽并且与所述坝壁相交。

优选地，每个肋终止于所述微粒收集槽的上游侧。

优选地，每个肋具有朝向所述微粒收集槽向下弯曲的端部部分。

优选地，多个鳍片与所述肋平行地从所述坝壁延伸，每个鳍片桥接跨过所述微粒收集槽。

优选地，所述鳍片偏离所述肋。

优选地，每个肋被布置在一对鳍片之间的中间。

优选地，所述坝壁的一部分和一对相邻鳍片限定了微粒收集阱。

优选地，每个肋具有由相应的微粒收集阱包围的端部部分。

优选地，所述鳍片延伸超过所述微粒收集槽的上游侧。

优选地，每个鳍片具有斜切的上游端部部分。

优选地，所述肋、坝壁和鳍片的上表面是共面的。

如在本文中使用的，术语“打印机”指的是使打印介质留下痕迹的任何打印装置，例如常规桌面打印机、标签打印机、复印机、影印机等。在一个实施例中，打印机是单张纸打印装置。

如在本文中使用的，术语“墨”指的是任何可打印的流体，包括常规的基于染料和基于颜料的墨水、红外墨水、紫外线可固化墨水、3D打印流体、生物流体、无色墨水载体等。

附图说明

现在将参照附图仅通过举例方式来描述本发明的实施例，在附图中：

图1是具有压纸卷筒和两个打印头的打印机的示意性侧视图；

图2是图1中所示的打印机的示意性平面图；

图3是根据第一实施例的压纸卷筒的底部透视图；

图4是图3中所示的压纸卷筒的底部透视图；

图5是墨收集槽和芯吸条的顶部透视图；

图6是墨收集槽和芯吸条的截面透视图；

图7是打印引擎的截面侧透视图；

图8是根据第二实施例的压纸卷筒的俯视图；

图9是图8中所示的压纸卷筒的透视图；

图10是具有可旋转芯吸条的压纸卷筒的一部分的透视图；

图11A和图11B示出了处于打印位置和清洁位置的可旋转芯吸条；

图12是具有微粒收集阱的压纸卷筒的一部分的透视图；

图13是图12中所示的微粒收集阱的放大视图；

图14是具有替代性微粒收集阱的压纸卷筒的一部分的透视图；

图15示出了芯吸条周围的气流的计算机模型；

图16示出了芯吸条周围的雾流的计算机模型；并且

图17是示出了来自不同雾水平测量的结果的图表。

具体实施方式

第一实施例

参考图1，示出了包括第一固定打印头和第二固定打印头3的打印机1，一个固定打印头相对于介质进给方向F被定位在另一个固定打印头的下游。固定的真空压纸卷筒7被定位在打印头下方，用于支撑进给穿过打印头的相应打印区4的打印介质9(例如纸)的片材。压纸卷筒7具有上压纸卷筒表面8，上压纸卷筒表面被配置成使得介质片材9以水平轨迹进给经过打印头3，同时压纸卷筒提供抽吸力以用于将打印介质吸在压纸卷筒表面上。因此，当介质行进穿过相应打印头3的间隔开的打印区4时，打印介质稳定地平整支撑在压纸卷筒7上。

压纸卷筒7可以朝向打印头3提升、和背离所述打印头提升，以使得能够加盖和/或维护干预(在需要时)、或清除卡纸。US 8,523,316中描述了用于提升和平移压纸卷筒来实现维护和/或加盖干预的适当的布置，其内容通过援引并入本文。附加地或替代性地，每个打印头3可朝向和背离压纸卷筒7提升。US 9,061,531中描述了用于提升和平移打印头来实现维护和/或加盖干预的适当的布置，其内容通过援引并入本文。

如图2中所示出的，打印头3在介质进给方向F上部分地重叠，每个打印头打印大约图像的一半(未示出)。适合的算法可以用于使用本领域中已知的技术(参见例如US 6,394,573，其内容通过援引并入本文)来掩饰两个打印头之间的任何拼接伪影。因此，例如一对重叠的A4尺寸的打印头可以用于在A3片材上进行打印。

输入滚轮组件15由一对或多对输入滚轮(上输入滚轮16A和下输入滚轮16B)组成，这些输入滚轮被定位在压纸卷筒7的上游。输入滚轮组件15接纳介质片材9的前边缘并且被配置用于将片材沿介质进给方向F朝向上游打印头的打印区4进给。输出滚轮组件21由一对或多对输出滚轮(上输出滚轮22A和下输出滚轮22B)组成，这些输出滚轮相对于介质进给方向F被定位在压纸卷筒7的下游。输出滚轮组件21被配置成用于接纳来自压纸卷筒7的介质片材9，并且将片材运送到打印机1的出纸盘(未示出)中。中间滚轮组件25至少部分地嵌入压纸卷筒7内并且由多对中间滚轮(上中间滚轮24A和下中间滚轮24B)组成，所述中间滚轮被定位在两个打印头3之间。中间滚轮组件25被配置用于接纳来自第一输入滚轮组件15的介质片材9并且朝向输出滚轮组件21进给片材。

输入滚轮组件15、中间滚轮组件25、以及输出滚轮组件21一起形成打印机1的介质进给机构的一部分。介质进给机构典型地包括如本领域中已知的其他部件(比如介质捡出器26(图2))。进一步地，每个滚轮组件可以包括延伸跨过介质宽度的单个滚轮或在介质宽度上间隔开的多个滚轮。

现在参考图3至图6，根据第一实施例的压纸卷筒7是大致平面的，并且限定了一对重叠的墨收集槽30，每个槽部分地延伸跨过压纸卷筒的宽度。压纸卷筒表面8包括多个肋27，所述多个肋各自具有用于与介质片材9低摩擦接触的上肋表面28。被定位在肋27之间的多个真空孔口29提供了将介质片材9吸到上肋表面28上的真空力，所述上肋表面一起限定了压纸卷筒表面8。如图3和图4中最佳所示的，多个滚轮开口31被定位为跨过压纸卷筒7的中间部分(在墨收集槽30之间)，以用于接纳嵌入在压纸卷筒内的下中间滚轮24B。

每个墨收集槽30包含芯吸条32，所述芯吸条在打印期间与被定位在芯吸条上方的相应打印头3对齐。芯吸条32通过与芯吸条的主体接合的支撑臂33固定在相应的墨收集槽30内。支撑臂33经由安装支架34固定安装在压纸卷筒7的下侧。

每个芯吸条32通常由吸收性材料条组成，所述吸收性材料条吸收墨滴并且芯吸(wick)墨滴远离打印头3。因此，芯吸条32通过在打印作业期间接纳喷出的墨滴而用作打印头3的墨盂。例如，通常需要周期性地激发打印头3的每个喷嘴，以便维持最佳的喷嘴健康，并且这可以通过页间喷墨到墨盂中来实现。此外，芯吸条32和墨收集槽30被配置成在打印期间促使最大限度地收集打印头的附近的悬浮微粒(“墨雾”)，这将在下文更详细地解释。

如图6中最佳所示的，上游间隙35限定在芯吸条32和墨收集槽30的上游侧壁36之间；类似地，下游间隙38限定在芯吸条32和墨收集槽30的下游侧壁40之间。芯吸条32的几个特征被设计成在使用期间促使气流(和雾流)优先进入上游间隙35中。首先，芯吸条32的上芯表面42从下游间隙38朝向上游间隙35逐渐向下倾斜。典型地，斜率在1度至10度的范围内；在所示的实施例中，斜率约为4度，尽管本领域技术人员将容易理解，斜率可以变化以优化性能。其次，芯吸条32在墨收集槽30中被定位成使得上游间隙35比下游间隙38相对更宽。第三，芯吸条32的上游最上部纵向边缘区域44具有弯曲轮廓，与具有有棱角轮廓的下游最上部纵向边缘46形成对比。此外，墨收集槽侧壁36和40朝向压纸卷筒7下方的第一真空腔室50张开，促使气流从压纸卷筒表面8朝向第一真空腔室，并且使上游间隙35和下游间隙38中的墨堵塞减到最少。每个侧壁36和40的下端52突出到第一真空腔室50中，并起到防护件的作用，以在使用期间使芯吸到压纸卷筒7的下表面上的墨最少。

芯吸条32的整个上芯吸表面42被定位在压纸卷筒表面8下方，使得避免了打印介质下侧的不期望的结垢。此外，从压纸卷筒表面8朝向下游侧壁40的浅斜面54被构造成使打印介质的前边缘偏转到压纸卷筒表面8，并且使进入墨收集槽30的打印介质所引起的潜在卡纸减到最少。典型地，斜面的角度在5度与20度之间。

图7是打印机1的截面侧透视图，示出了与每个芯吸条32相关联的第一真空腔室50。每个第一真空腔室50包含连接到真空源(未示出)的开有孔口的杆52，所述真空源为每个墨收集槽30提供适当控制的真空压力。

第二真空腔室51与第一真空腔室50流体隔离，并且为真空孔口29提供真空压力，所述真空孔口将打印介质吸到压纸卷筒表面上。典型地，通过墨收集槽30进行最佳墨雾收集所需的真空压力小于在真空孔口29处所需的真空压力，以用于最佳介质稳定性。因此，第一真空腔室50和第二真空腔室51通常连接到分离的真空源。

第二实施例

图8和图9示出了根据第二实施例的压纸卷筒70。在根据第二实施例的压纸卷筒70中，每个芯吸条32被分成两个区段32A和32B，压纸卷筒的中间部分72没有芯吸条(和墨收集槽30)。因此，打印头3各自具有在压纸卷筒70的中间部分72中不覆盖芯吸条的相对应的部分。压纸卷筒70的中间部分72在介质进给方向F上与介质捡出器26对齐，所述介质捡出器被定位在压纸卷筒的上游的介质进给路径的相对应的中间部分中。介质捡出器26通常在上游产生纸尘，纸尘主要积聚在压纸卷筒的中间部分72中。在根据第一实施例的压纸卷筒7中，纸尘可以堆积在上游间隙35和下游间隙38中，并且积聚在芯吸条32的上芯吸表面42上。当与墨混合时，这种积聚的纸尘可能引起不希望的墨涂抹在介质片材9下侧上。然而，在根据第二实施例的替代性压纸卷筒70中，中间部分72没有芯吸条32，这意味着集中在这个区域中的纸尘不会积聚在芯吸条上或堆积在上游间隙35和下游间隙38中。因此，与根据第一实施例的压纸卷筒7相比，根据第二实施例的压纸卷筒70有利地使墨涂抹在介质片材9下侧上最少。

第三实施例

根据第二实施例的压纸卷筒70的潜在缺点是，墨收集槽30不能在没有墨收集槽的中间部分72中实现墨盂功能。在这种情况下，可以使用页间喷墨来维持最佳喷嘴健康，但不依赖于任何页间喷墨。

替代性地或附加地，纸尘与芯吸条32上的墨混合的问题可以通过图10和图11中所示的第三实施例来着手解决。图10示出了根据第三实施例的压纸卷筒75的一部分，其中芯吸条32安装在可旋转的轴76上。参考图11A和图11B，刮擦件77被定位在真空腔室50中，以用于在芯吸条32旋转经过刮擦件时刮擦所述芯吸条的上芯吸表面42。图11A示出了处于其如上所述的用于最佳墨雾收集的起始(打印)位置的芯吸条32，而图11B示出了处于清洁位置的芯吸条，其中芯吸条处于转动中途，并且刮擦件77刮擦上芯吸表面42。因此，可以使用芯吸条32的周期性旋转来从上芯吸表面42清洁纸尘或其他微粒，从而使得与墨和纸尘混合相关联的问题减到最小。

第四实施例

根据第三实施例的压纸卷筒75的潜在缺点增加了设计的机械复杂性，并且要求芯吸条32周期性旋转。在图12至图14中所示的根据第四实施例的压纸卷筒80中，沿着压纸卷筒朝向打印区4扫掠的微粒被打印区的上游的微粒收集槽82捕获。压纸卷筒80的几个特征促使在打印介质的气流中所夹带的微粒(例如纸尘)到达打印区4之前去除这些微粒。因此，微粒收集槽82被设计成通过最小化微粒和墨雾的混合来保护打印区4，从而减少打印介质上的墨条纹。

图12示出了压纸卷筒80的一部分，所述部分具有在被定位在打印区4中的墨收集槽30(其可以包含芯吸条32)的上游的微粒收集槽82。坝壁84垂直于介质进给方向延伸跨过压纸卷筒80，并将墨收集槽30与微粒收集槽82分开。

肋27沿着与介质进给方向平行的压纸卷筒80朝向坝壁84纵向延伸。为了经由微粒收集槽82最大限度地去除微粒，微粒收集槽被分成多个分立的微粒收集阱83。如图12和图13所示，多个鳍片86从坝壁84在上游方向上延伸，以便桥接跨过微粒收集槽82。肋27、坝壁84和鳍片86的上表面全部是共面的，以用于支撑沿着压纸卷筒80传送的打印介质。

每个微粒收集阱83由坝壁84的一部分和一对相邻鳍片86限定。鳍片86被定位在多对肋27之间的中间位置，使得鳍片和肋沿着微粒收集槽82的上游侧相互穿插。这种布置使微粒的捕获最大化，这些微粒倾向于沿着肋27纵向行进。因此，沿着每个肋27的相反侧的边行进的微粒进入微粒阱83，或者撞击坝壁84和/或被直接被抽吸到微粒收集槽82中。鳍片86的斜切上游端部部分87与肋27的向下弯曲的下游端部部分88一起进一步促使微粒进入微粒收集阱83。

微粒收集阱83通常与第二真空腔室51处于流体连通，所述第二真空腔室控制真空孔口29的真空压力。

图14示出了微粒收集阱83的替代性构型，其中没有鳍片86，并且肋27桥接跨过微粒收集槽82以与坝壁84相交。

计算机模似

图15和图16示出了芯吸条32周围的气流和雾流的本申请人的计算机建模，如本文结合图3和图4所描述的。从图10中可以看出，芯吸条32优先引导气流背离打印区4进入上游间隙35。类似地，并参考图11，在打印区4的区域中产生的墨雾优先地被引导到上游间隙35中。

雾水平测量

在图7中所示的类型的第一测试打印机(“机器1”)中测试了图3和图4中所示的芯吸条32的功效。测试打印机(“机器1”)装配有Dusttrak^TM悬浮微粒监测器，所述监测器被定位用于测量每个打印头3(“打印头1”和“打印头2”)的附近的墨雾。使用机器1在单独的打印试验中将两个测试图像打印到A3片材上。在打印试验期间，每秒钟测量打印头1和/或打印头2的附近的雾水平。通过比较的方式，使用没有芯吸条32的其他相同的测试打印机(“机器2”)来打印相同的测试图像。也记录了在不进行打印的情况下的参考墨雾水平测量值。在下文的表1中示出了这些雾水平测量的结果，并且图17总结了表1中的雾水平测量。

表1雾水平测量

从这些结果可以清楚地看出，具有芯吸条32(“机器1”)的测试打印机始终优于没有芯吸条的相同的测试打印机(“机器2”)。具体地讲，在机器1上的打印试验A、C、E和G显示出比在机器2上的打印试验B、D、F和H低得多的雾水平。鉴于以下事实，这些结果尤其令人惊讶，即雾提取的机会仅在介质片材之间、在墨收集槽没有被打印介质覆盖时存在。尽管如此，机器1在减少打印头3的附近的墨雾方面非常有效。值得注意的是，在打印试验E和G中的墨雾水平与打印头2的参考雾水平相当。因此得出结论，根据本发明的打印机和芯吸条布置已经在雾提取方面具有显著和令人惊讶的优点。

尽管已经参考两个重叠的固定打印头描述了本发明，但是当然将理解的是，本发明可以适用于沿着介质进给路径布置的任何数量的打印头(例如，一个或多个)。在多个打印头的情况下，打印头可以重叠、不重叠或对齐。

当然，应了解的是，仅以举例方式描述了本发明，并且在所附权利要求中限定的本发明的范围内可以进行细节的修改。