墨水再循環(huán)系統(tǒng)、整體式罐結(jié)構(gòu)和用于印刷系統(tǒng)的印刷桿結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)及相關(guān)結(jié)構(gòu)被配置為提供用于例如但不限于噴墨式陶瓷印刷系統(tǒng)之類的印刷系統(tǒng)的墨水的恒定移動(dòng)。所述墨水再循環(huán)系統(tǒng)可以包括存儲(chǔ)墨水的供給罐，第一中間罐，第二中間罐，輸入分配集管和再循環(huán)集管。其中所述第一中間罐的壓力和所述第二中間罐的壓力之間的壓力差可以控制印刷頭噴嘴板中的彎液面。與現(xiàn)有的瓷磚印刷系統(tǒng)相比，墨水的控制的再循環(huán)減少了顆粒的沉積和累積的可能性。另外，該改進(jìn)的再循環(huán)系統(tǒng)及相關(guān)結(jié)構(gòu)可較佳地消除與墨水供給關(guān)聯(lián)的管道中的氣體，這減少生產(chǎn)停止的次數(shù)，從而使印刷系統(tǒng)可連續(xù)操作，由此提高生產(chǎn)率。
【專利說(shuō)明】墨水再循環(huán)系統(tǒng)、整體式罐結(jié)構(gòu)和用于印刷系統(tǒng)的印刷桿結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及印刷系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地，本實(shí)用新型涉及墨水再循環(huán)系統(tǒng)及關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在大多數(shù)噴墨印刷機(jī)中，具有從主罐或貯存器通向并供應(yīng)對(duì)應(yīng)的印刷頭的單向墨水通路。從2008年起，引進(jìn)的一些印刷頭被配置為在噴射室內(nèi)部提供通過(guò)印刷頭的可移動(dòng)的墨水通路。
[0003]在一些大規(guī)模印刷系統(tǒng)中，最近提供了墨水再循環(huán)的基本實(shí)施例，例如降低墨水管路中的殘留物的累積。但是，現(xiàn)有的再循環(huán)配置易于在系統(tǒng)中的一或多個(gè)點(diǎn)沉淀和累積殘留物。
[0004]發(fā)現(xiàn)了用于陶瓷的噴墨印刷機(jī)某些優(yōu)點(diǎn)，例如移除所產(chǎn)生的氣體，和/或移除碎片或聚集的墨水顆粒。這種印刷機(jī)可提供一種墨水系統(tǒng)，該墨水系統(tǒng)使墨水循環(huán)從主要罐循環(huán)到頭，并將循環(huán)返回到主要罐。
[0005]提供墨水再循環(huán)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)將有利于減少墨水的不利影響，否則其可沉淀或阻塞墨水系統(tǒng)的一或多個(gè)部分，例如入口通道、印刷頭和/或再循環(huán)管路。
[0006]提供墨水再循環(huán)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)還將有利于在印刷系統(tǒng)的工作周期范圍內(nèi)始終固有地提供更佳的墨水流動(dòng)。這種系統(tǒng)的發(fā)展將是重要的技術(shù)突破。
[0007]提供這種墨水再循環(huán)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)進(jìn)一步有利于降低現(xiàn)有系統(tǒng)的復(fù)雜度。這種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的發(fā)展將包括進(jìn)一步的技術(shù)突破。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)及相關(guān)結(jié)構(gòu)被配置為提供用于例如但不限于噴墨式陶瓷印刷系統(tǒng)之類的印刷系統(tǒng)的墨水的恒定移動(dòng)。與現(xiàn)有的瓷磚印刷系統(tǒng)相比，墨水的受控制的再循環(huán)減少了顆粒的沉積和累積的可能性。另外，該改進(jìn)的再循環(huán)系統(tǒng)及相關(guān)結(jié)構(gòu)可較佳地消除與墨水供給關(guān)聯(lián)的管道中的氣體，這減少生產(chǎn)停止的次數(shù)，從而使印刷系統(tǒng)可連續(xù)操作，由此提高生產(chǎn)率。
[0009]示例性的一種墨水再循環(huán)系統(tǒng)，所述墨水再循環(huán)系統(tǒng)與包括一或多個(gè)印刷桿的印刷系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。其中所述多個(gè)印刷桿中的每個(gè)印刷桿包括與該印刷桿關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)印刷頭。其中所述印刷頭中的每個(gè)包括在墨水入口端口和墨水出口端口之間延伸的印刷頭墨水管道。其中所述印刷頭墨水管道中的每個(gè)延伸穿過(guò)一或多個(gè)噴嘴板。所述印刷頭墨水管道中的墨水通過(guò)所述一或多個(gè)噴嘴板朝向工件可控地噴射。其中所述墨水再循環(huán)系統(tǒng)包括:用于儲(chǔ)存墨水的供給罐，第一中間罐，第二中間罐，在所述供給罐和所述第一中間罐之間的墨水傳輸管道，輸入分配集管，再循環(huán)集管，在所述第二中間罐和所述第一中間罐之間的再循環(huán)回路；和在所述第一中間罐和所述供給罐之間的溢流回路。其中所述輸入分配集管包括在所述第一中間罐和與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)入口端口之間的管道。其中所述再循環(huán)分配集管包括在與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)墨水出口端口和所述第二中間罐之間的管道。
[0010]示例性的一種整體式罐結(jié)構(gòu)，該整體式罐結(jié)構(gòu)與包括一或多個(gè)印刷桿的墨水再循環(huán)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。其中所述多個(gè)印刷桿中的每個(gè)印刷桿均包括與該印刷桿關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)印刷頭。其中所述印刷頭中的每個(gè)包括在墨水入口端口和墨水出口端口之間延伸的印刷頭墨水管道。其中所述印刷頭墨水管道中的每個(gè)均延伸穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴板。所述印刷頭墨水管道中的墨水通過(guò)所述一或多個(gè)噴嘴板朝向工件可控地噴射。其中所述整體式罐結(jié)構(gòu)包括:具有下部區(qū)域和上部區(qū)域的主體，其中所述主體包括定義在所述主體中的第一中間罐和定所述主體中的第二整體式罐，其中所述第一中間罐和所述第二中間罐從所述上部區(qū)域朝向所述下部區(qū)域延伸；和可安裝地附接到所述主體的所述上部的頂蓋。其中在所述第一中間罐的所述下部區(qū)域中定義用于來(lái)自供給罐的墨水進(jìn)入的入口端口。其中從所述第一中間罐的所述下部區(qū)域中定義用于朝向所述印刷頭中的每個(gè)傳送墨水的分配端口。其中在所述第二中間罐的所述下部區(qū)域中定義用于接收來(lái)自所述印刷頭中的每個(gè)的墨水的再循環(huán)端口。其中在所述第二中間罐中定義用于向再循環(huán)回路傳送墨水的再循環(huán)出口端口。并且其中在所述第一中間罐的所述上部中定義用于向所述供給罐傳送墨水的溢流出口端口。
[0011]示例性的一種用于印刷系統(tǒng)的印刷桿結(jié)構(gòu)，包括:印刷桿框架結(jié)構(gòu)；和安裝到所述印刷桿框架結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)印刷頭。其中所述印刷頭中的每個(gè)均包括在墨水入口端口和墨水出口端口之間延伸的印刷頭墨水管道。其中所述印刷頭墨水管道中的每個(gè)延伸穿過(guò)一或多個(gè)噴嘴板。所述印刷頭墨水管道中的墨水通過(guò)所述一或多個(gè)噴嘴板可控地朝向工件噴射。所述用于印刷系統(tǒng)的印刷桿結(jié)構(gòu)還包括:用于儲(chǔ)存墨水的供給罐，附接到所述印刷桿框架結(jié)構(gòu)的第一中間罐，附接到所述印刷桿框架結(jié)構(gòu)的第二中間罐，在所述供給罐和所述第一中間罐之間的墨水傳輸管道，輸入分配集管，再循環(huán)集管，在所述第二中間罐和所述第一中間罐之間的再循環(huán)回路，和在所述第一中間罐和所述供給罐之間的溢流回路。其中所述輸入分配集管包括在所述第一中間罐和與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)入口端口之間的管道。其中所述再循環(huán)分配集管包括在與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)墨水出口端口和所述第二中間罐之間的管道。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為與印刷系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的不例性改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的不意圖；
[0013]圖2為與示例性改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的整體式中間分配罐和分配歧管結(jié)構(gòu)的上部透視圖；
[0014]圖3為整體式墨水分配罐的詳細(xì)視圖；
[0015]圖4為與示例性改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的整體式墨水分配罐和分配歧管集管結(jié)構(gòu)的詳細(xì)的局部剖視圖；
[0016]圖5為安裝到印刷桿頭模塊的整體式墨水分配罐和分配歧管集管結(jié)構(gòu)的下部透視圖；
[0017]圖6為與改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的印刷頭的示意圖；
[0018]圖7為與用于印刷頭的一個(gè)或多個(gè)噴嘴板關(guān)聯(lián)的墨水彎液面(menisci)和施加到改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)中的墨水上的壓力差的詳細(xì)的局部示意圖；和
[0019]圖8為用于墨水再循環(huán)系統(tǒng)的示例性實(shí)施例的部分過(guò)程和儀器的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1為與印刷系統(tǒng)40關(guān)聯(lián)的不例性改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的不意圖。改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10被配置為提供貫穿印刷桿200 (圖5)的完整的再循環(huán)墨水通路。改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10可較佳地被配置為提供以下任何一種控制:對(duì)用于一或多個(gè)噴嘴板242 (圖7)的彎液面244 (圖7)的控制，在整個(gè)工作周期范圍內(nèi)對(duì)貫穿印刷桿200的墨水流速的控制，和/或?qū)νㄟ^(guò)對(duì)應(yīng)的印刷頭34的墨水15的溫度的控制，或者其任意組合。
[0021]如圖1所示，主罐12被配置為儲(chǔ)存一定體積的可固化墨水15，并且典型地為可再次填充的。此外，主罐12典型地包括液位傳感器和溫度傳感器，例如用于本地或遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。主罐12也較佳地可包括用于攪動(dòng)、攪拌、濾出或過(guò)濾的機(jī)構(gòu)。主要墨水傳輸回路14從主罐12延伸到第一(即供應(yīng))中間罐18，其中第一中間罐18可較佳地位于整體式(即組合的)分配罐16中。
[0022]主供應(yīng)管路22從第一中間罐18的底部延伸到諸如位于整體式分配歧管24中的分配集管26。一或多個(gè)印刷頭供應(yīng)管路28(例如28a-28p)從分配集管26延伸到并均被連接30到與印刷系統(tǒng)40關(guān)聯(lián)的印刷頭34的對(duì)應(yīng)的墨水入口端口 32，例如用于可控地將墨水15傳輸(即噴射)到工件36上，其中工件36可包括但不限于一個(gè)或多個(gè)瓷磚或其它承印物36。
[0023]盡管單個(gè)印刷頭34在圖1中為例示目的被示出，但是應(yīng)理解的是印刷系統(tǒng)40典型地包括多個(gè)印刷頭34，例如34a-34p，以便跨越印刷系統(tǒng)40所限定寬度214 (圖5)可控傳輸對(duì)應(yīng)顏色的墨水15，并將墨水15可控地噴射到一或多個(gè)工件36上。例如，示例性印刷桿200 (圖5)可包括多個(gè)印刷頭34a-34p，例如但不限于10、11或13個(gè)印刷頭34，以便傳輸一或多種墨水15，印刷系統(tǒng)40可典型地包括多個(gè)印刷桿200，例如200a-200h，以便傳輸一或多種顏色的墨水15或其它流體，例如但不限于底涂層、保護(hù)涂層、釉料、三維層、交替涂層，或其任意組合。
[0024]印刷頭34中的每個(gè)還包括對(duì)應(yīng)的輸出管路38，例如柔性或剛性管，其延伸40到對(duì)應(yīng)的收集器入口 42，例如42a，收集器入口 42被連接到收集(即再循環(huán))集管44。再循環(huán)管路46從再循環(huán)集管44延伸到第二中間罐48，其中第二中間罐48也可較佳地位于整體式(即組合的)分配罐16中。
[0025]盡管如圖1中所示，在一些系統(tǒng)實(shí)施例中，分配集管26和收集集管44可包括彼此分離的組件，但是單個(gè)組合歧管24可包括諸如對(duì)應(yīng)于印刷桿200的分配集管26和收集集管44 二者，印刷桿200容納用于將單一顏色的墨水傳輸?shù)嚼绱纱u36的一或多個(gè)承印物36的多個(gè)印刷頭34，例如34a-34p。例如，如圖1所示，分配集管26和收集集管44整合在單個(gè)歧管24中，基于以下任一項(xiàng):可用的空間或公差，分配集管26和收集集管44之間的期望熱交換，可制造性，維護(hù)，或其任意組合。因此，圖1中所示的示例性組合歧管24既提供將墨水15分散傳輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)印刷頭34，又提供從所述一個(gè)或多個(gè)印刷頭34中的每個(gè)分散回收過(guò)量的墨水15。
[0026]應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管圖1中所示的改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10包括單個(gè)再循環(huán)系統(tǒng)10和與單個(gè)印刷桿200關(guān)聯(lián)的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)，但是印刷系統(tǒng)40可典型地包括多個(gè)印刷桿200，例如但不限于從四個(gè)到八個(gè)印刷桿200，其中印刷桿200中的每個(gè)優(yōu)選可包括與其對(duì)應(yīng)的改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10。
[0027]圖1中所示的示例性改進(jìn)的再循環(huán)系統(tǒng)10包括與主要墨水傳輸回路14連接的主要再循環(huán)回路50，其中第二中間罐48中的墨水15通過(guò)第一中間罐18再循環(huán)回主要墨水傳輸回路14，而不直接返回到主罐12。
[0028]亦如圖1所示，溢流回路62從第一中間罐18延伸到主罐12，其中除了噴射、再循環(huán)或儲(chǔ)存在第一中間罐18以外的過(guò)量的墨水15被配置為流回主罐12，其中墨水15可再次通過(guò)主要墨水傳輸回路14從主罐12可控地流到第一中間罐18。
[0029]圖1所示的主要墨水傳輸回路14包括墨水供應(yīng)泵48，并較佳地可包括過(guò)濾器46。在一些實(shí)施例中，傳輸回路14優(yōu)選可包括溫度測(cè)量、溫度控制和/或質(zhì)量流量測(cè)量中的任一種。
[0030]類似地，再循環(huán)回路50典型地包括例如真空泵的再循環(huán)泵52、例如壓力或真空傳感器288的傳感器288 (圖8)，并可進(jìn)一步包括再循環(huán)回路過(guò)濾器54。在一些實(shí)施例中，再循環(huán)回路50可較佳地包括溫度測(cè)量、溫度控制和/或質(zhì)量流量測(cè)量中的任一種。
[0031]應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管分配集管26和再循環(huán)集管44在圖1中示意性地示出，但是分配集管26和再循環(huán)集管44的尺寸和形狀優(yōu)選可基于一或多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)配置，以諸如確保對(duì)于多個(gè)印刷頭34中的每個(gè)而言壓力和墨水流都是一致的。如將另外理解的，改進(jìn)的再循環(huán)系統(tǒng)10中的其它組件的設(shè)計(jì)和配置也影響分配集管26和再循環(huán)集管44的設(shè)計(jì)要求，從而對(duì)于多個(gè)印刷頭34中的每個(gè)而言，壓力和墨水流固有地更加一致，即使集管26和/或44具有更小的直徑。
[0032]圖2為與示例性改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10關(guān)聯(lián)的整體式分配罐16和分配歧管結(jié)構(gòu)24的透視圖100。圖3是與用于示例性墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的整體式分配罐16關(guān)聯(lián)的第一中間罐18和第二中間罐48的詳細(xì)視圖140。在整體式分配罐16的當(dāng)前示例性實(shí)施例中，第一中間罐18具有約為650ml的容積，并優(yōu)選可通向空氣，而第二中間罐48具有約為350ml的容積。
[0033]如圖2所示，入口端口 106提供一管道，墨水通過(guò)該管道從傳輸回路14進(jìn)入108第一中間罐18。入口端口 106可較佳地位于第一中間罐18的下部區(qū)域1361中，因此朝向第一中間罐18的上部136u向上填充。
[0034]如圖3所示，第一中間罐18的下表面146優(yōu)選地為傾斜的，例如具有陡坡輪廓以諸如防止沉積，和/或促進(jìn)朝向與主供應(yīng)管路22連接的分配端口 184(圖4)的流動(dòng)，并減小第一中間罐18中的墨水的沉淀。主要中間罐18的外形優(yōu)選也可為輻射型的或者另外為圓形的148,以促進(jìn)流動(dòng)和/或防止墨水15的沉淀。
[0035]亦如圖2和圖3所示，入口接頭106通常位于第一中間罐18的下端的下部區(qū)域136u中，其中流入的墨水15配置為從底部向上填充第一中間罐18。供應(yīng)端口 22位于第一中間罐18底部，其中位于第一中間罐18中的墨水15被配置為向下流入輸入集管26中，以提供用于傳輸?shù)接∷㈩^34的墨水15。
[0036]亦如圖3所示，第二中間罐48優(yōu)選可位于整體式分配罐16中，以接收傳輸?shù)接∷㈩^34但未被印刷頭34使用的墨水15。再循環(huán)的墨水15通過(guò)位于第二中間罐48底部的再循環(huán)入口端口 188(圖4)流入第二中間罐48中。第二中間罐48還包括再循環(huán)出口端口和接頭110，再循環(huán)的墨水15被泵送51通過(guò)再循環(huán)出口端口和接頭110 (圖1)，并且較佳地例如通過(guò)再循環(huán)回路50過(guò)濾54，以便再次引入到主要墨水傳輸回路14，其中再循環(huán)的墨水15再次引入到第一中間罐18中。第二中間罐48的下表面優(yōu)選可為傾斜的，例如包括陡坡輪廓，以防止沉積和/或促進(jìn)流動(dòng)。
[0037]圖4為與示例性改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10關(guān)聯(lián)的整體式墨水分配罐16和分配歧管頭結(jié)構(gòu)24的詳細(xì)的局部剖視圖180。如圖2、3和4所示，第一溫度傳感器120優(yōu)選可諸如通過(guò)罐頂104(圖2)被附接和定位，以諸如在接近分配端口 184的位置檢測(cè)墨水15的溫度。類似地，再循環(huán)溫度傳感器122優(yōu)選可諸如通過(guò)罐頂104 (圖2)被附接和定位，以例如在接近再循環(huán)入口端口 188的位置檢測(cè)返回到再循環(huán)罐20的墨水15的溫度。來(lái)自第一溫度傳感器120或再循環(huán)溫度傳感器122中任一個(gè)的信號(hào)優(yōu)選可例如與本地或系統(tǒng)控制結(jié)合用于監(jiān)測(cè)和或控制一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，也可提供決定或確定墨水液位的降低的第二指標(biāo)，例如上升超過(guò)閾值的溫度或表示墨水損失的閾值比。
[0038]圖5為安裝到用于印刷桿200的印刷桿框架組件201的整體式墨水分配罐16和分配歧管結(jié)構(gòu)24的下部透視圖。圖5所示的示例性印刷桿框架201包括印刷頭框架202、豎向端部元件204、206和橫向框架元件208。印刷頭框架202典型地包括通過(guò)其限定的多個(gè)印刷頭聯(lián)接孔(access hole) 210,多個(gè)印刷頭34 (例如34a_34p)中的每個(gè)通過(guò)印刷頭聯(lián)接孔210被可安裝地附接。如圖5所示，改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)易于組裝和/或從印刷桿框架201移除。
[0039]印刷頭聯(lián)接孔210的數(shù)量和樣式212典型地對(duì)應(yīng)于期望的印刷頭配置，例如基于一或多個(gè)印刷頭制造商的特定布局212，因此提供印刷頭34的基體(matrix)以在期望的寬度214上可控地傳輸墨水。例如，圖5中所示的特定布局212包括十三個(gè)印刷頭聯(lián)接孔210。在其它實(shí)施例中，可提供其它的數(shù)量或布局，例如但不限于十個(gè)或十一個(gè)印刷頭聯(lián)接孔 210。
[0040]圖6為配置用于改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10中的墨水再循環(huán)的示例性再循環(huán)印刷頭34的詳細(xì)示意圖220。如圖6所示，墨水管道232限定在印刷頭入口端口 32和印刷頭出口端口 38之間。管道232行進(jìn)穿過(guò)多個(gè)可控噴口 222，例如222a_222k，其中，噴口中的每個(gè)具有與其關(guān)聯(lián)的噴嘴板224，墨水15可通過(guò)噴嘴板224朝向工件36可控地噴射。圖6所示的示例性印刷頭34包括例如安裝230到印刷頭34的本地控制器228。本地控制器228進(jìn)一步包括能連接到本地印刷桿電子器件234和系統(tǒng)控制236的接口 232。圖6所示的示例性印刷頭34被可安裝地附接印刷桿頭板202到并延伸通過(guò)印刷桿頭板202。
[0041]如圖6所示，第一中間罐18和第二中間罐48分別在壓力250和252下操作，其中輸入壓力和再循環(huán)壓力252之間的壓力差254允許系統(tǒng)10控制與印刷頭34關(guān)聯(lián)的噴嘴板242中的每個(gè)的彎液面244。另外，第一中間罐18和第二中間罐48中的不同的壓力250和252被配置為提供墨水15通過(guò)系統(tǒng)10的期望的流速。
[0042]盡管改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10優(yōu)選可配置為用于多種循環(huán)印刷頭34，一些改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的當(dāng)前實(shí)施例可配置用于以下任一種:
[0043].型號(hào)為1001的印刷頭34，通過(guò)英國(guó)劍橋的Xaar PLC可獲得；
[0044].型號(hào)為TEC CFl的印刷頭34，通過(guò)日本東京的東芝可獲得；[0045].型號(hào)為SG-1204的印刷頭34，通過(guò)Dimatix-富士可獲得；和/或
[0046].序列號(hào)為KM1024的印刷頭34，通過(guò)日本東京的柯尼卡-美能達(dá)可獲得。
[0047]改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的一些當(dāng)前的實(shí)施例被配置為:通過(guò)分配歧管24的從O到2.500ml每分鐘的墨水流速范圍，通過(guò)每個(gè)印刷頭34的從O到250ml每分鐘的墨水流速，和印刷頭34上的從35°C到50°C的溫度范圍。
[0048]另外，盡管改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10可較佳地配置用于傳輸通過(guò)再循環(huán)印刷頭34的多種墨水滴尺寸，但是一些改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的當(dāng)前的實(shí)施例可配置用于范圍從約24到200皮升(picoliter)特定的滴尺寸。例如，許多循環(huán)印刷頭34目前提供80皮升的滴尺寸。對(duì)于配置為將墨水15噴射到瓷磚36上的印刷系統(tǒng)40而言，通常最小滴尺寸被指定為獲得在噴射的瓷磚36焙燒后的效果。
[0049]圖7為與用于印刷頭34的一或多個(gè)噴嘴板224關(guān)聯(lián)的墨水彎液面244和分配歧管24上的壓力差254的詳細(xì)的局部示意圖240。改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10被配置為，對(duì)一個(gè)或多個(gè)印刷頭34中的要求噴射的任意和所有滴而言，在任何操作條件下，例如從O到100%的噴射，即使在射擊室(shooting chamber)內(nèi)，例如在壓電材料的壁中，也提供墨水15通過(guò)每個(gè)印刷頭34的恒定移動(dòng)。墨水15的受控制的恒定移動(dòng)優(yōu)選被配置為保持彎液面224。例如，在當(dāng)前的系統(tǒng)實(shí)施例10中，噴嘴中的彎液面的范圍被指定為保持在從Ombar到-35mbar。盡管示例性彎液面244在圖7中示出為凹形的，應(yīng)當(dāng)理解的是彎液面244可包括多種形狀，諸如但不限于以下任一種:平坦的、凹形的、凸形的、其它更復(fù)雜的形狀，或其任意組合。
[0050]盡管墨水再循環(huán)系統(tǒng)10優(yōu)選可被配置為用于多種印刷系統(tǒng)40，但是當(dāng)前的示例性實(shí)施例與較佳地配置為用于集約型工業(yè)用途的陶瓷噴墨數(shù)字印刷機(jī)關(guān)聯(lián)。
[0051]在瓷磚噴墨印刷中，當(dāng)產(chǎn)生待印刷到陶瓷件上的墨水滴226(圖6)時(shí)，引入了與墨水滴類似體積的空氣。在傳統(tǒng)的陶瓷噴墨印刷系統(tǒng)中，該空氣需要通過(guò)與墨水供給相同的管道去除。這種空氣在墨水系統(tǒng)中的產(chǎn)生經(jīng)常需要操作者停止生產(chǎn)。
[0052]相比之下，改進(jìn)的再循環(huán)系統(tǒng)10優(yōu)選可被配置為通過(guò)與供給墨水15的管道不同的管道消除所產(chǎn)生的這種空氣，從而改進(jìn)的印刷系統(tǒng)40可在兩次生產(chǎn)停止之間操作更長(zhǎng)的周期。
[0053]盡管改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)12中的主罐12可與傳統(tǒng)的墨水傳輸系統(tǒng)相同，但是墨水15例如豎向傳送到例如組合的分配罐16中的第一中間罐18，第一中間罐18優(yōu)選可豎向位于歧管24和印刷頭34上方。在第一壓力250 (圖7)下，第一中間罐18中的墨水15由輸入收集器26向下傳送通過(guò)歧管24，其中墨水15被輸送30到印刷頭34。
[0054]與將墨水15朝向供給罐的頂部引入的現(xiàn)有供應(yīng)罐系統(tǒng)相比，第一中間罐18提供堅(jiān)固的、可靠的且不責(zé)的機(jī)構(gòu)以為系統(tǒng)10提供墨水15。第一中間罐18包括在下部區(qū)域1361中進(jìn)入罐18的入口端口 106，這固有地避免由顆粒引起的沉淀和/或堵塞。
[0055]另外，第一中間罐18中的供應(yīng)116到溢流回路62中的出口端口 114 (圖2，圖3)位于第一中間罐18的上部區(qū)域136u，其中第一中間罐的液位被配置為在運(yùn)行的任何時(shí)刻始終保持恒定。改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10被配置為通過(guò)確保對(duì)于任何水平的墨水消耗而言具有一些量的溢流116來(lái)保持第一中間罐18中的墨水15的液位。因此，在系統(tǒng)操作期間，當(dāng)很少或沒(méi)有墨水噴射226時(shí)，溢流116的量增加。相反地，在系統(tǒng)操作期間，當(dāng)墨水消耗226為最大值或接近最大值時(shí)，例如對(duì)于印刷桿200中大多數(shù)或全部印刷頭34而言為100%噴射或接近100%噴射時(shí)，溢流116(圖2)的量下降到最小溢流閾值。對(duì)于以100%或接近100%噴射的印刷桿200而言，系統(tǒng)10仍然被配置為具有一些溢流，即使溢流116的量遠(yuǎn)小于用于墨水傳輸?shù)钠渌嚷省?br> [0056]在一些實(shí)施例中，改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)可被配置為提供這樣的溢流水平:其等于用于需要來(lái)自印刷桿200的全部流量的示例性印刷工作的工作周期的100%，加上額定工作流量的另一百分比，例如諸如但不限于100加上10%。這種配置導(dǎo)致堅(jiān)固的系統(tǒng)10，其不需要與溢流116的保持關(guān)聯(lián)的液位儀器或流量控制。
[0057]圖8為用于改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的示例性實(shí)施例的部分過(guò)程和儀器的圖280，其中系統(tǒng)10典型地包括主墨水供給罐12(圖1)、第一中間罐18、第二中間罐48、輸入收集器26、再循環(huán)收集器44、供應(yīng)泵48、再循環(huán)泵52、溢流(即回流)泵63和真空控制系統(tǒng)282。改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10提供技術(shù)可靠的墨水再循環(huán)，而且有成本效益。
[0058]輸入收集器26通過(guò)第一中間罐18供應(yīng)墨水15，其中輸入收集器26分配并將墨水15供應(yīng)直到相同顏色的不同頭34。例如，在一個(gè)當(dāng)前實(shí)施例中，輸入收集器26分配并將墨水15供應(yīng)直到用于具有700mm單程印刷寬度214 (圖5)的印刷系統(tǒng)40的十三個(gè)頭34。未被噴射226 (圖6)的殘留墨水15通過(guò)其出口 38離開(kāi)印刷頭34，流過(guò)將墨水15返回到第二中間罐48的再循環(huán)收集器46。
[0059]圖8中所示的真空控制系統(tǒng)282被配置為控制或者以其它的方式保持印刷頭34處的彎液面244。真空控制系統(tǒng)282的示例性實(shí)施例較佳地可包括用于在第一中間罐18中產(chǎn)生負(fù)壓的機(jī)構(gòu),例如文氏管284，和用于在第二中間罐48中產(chǎn)生真空的機(jī)構(gòu)286，例如真空優(yōu)選可由再循環(huán)泵52產(chǎn)生，其中，再循環(huán)泵52也產(chǎn)生再循環(huán)流速。盡管圖8中所示的示例性真空控制系統(tǒng)282可較佳地與印刷桿控制器234整合在一起，但是應(yīng)當(dāng)理解的是真空控制器282可單獨(dú)放置，或可與印刷桿200或系統(tǒng)控制器236的其它部件整合在一起，可包括以下任一種:電子元件、傳感器、機(jī)械部件、氣動(dòng)部件，或者其任意組合。
[0060]再循環(huán)泵52優(yōu)選可基于來(lái)自再循環(huán)回路傳感器288的例如真空或壓力信號(hào)的輸出諸如通過(guò)真空控制器282而被操作，從而保持所建立的彎液面244。否則，如果存在過(guò)多真空，則所建立的彎液面244可能受到不利的影響。
[0061]例如通過(guò)本地印刷桿控制器234配置的真空控制器282典型地接收來(lái)自再循環(huán)回路傳感器288的信號(hào)，并基于再循環(huán)回路50中的真空水平，真空控制器282利用與其關(guān)聯(lián)的再循環(huán)泵52和/或文氏管288來(lái)調(diào)整真空壓力252 (圖7)的水平，以保持足夠的真空度252和壓力差254。
[0062]在改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的一些當(dāng)前實(shí)施例中，第一中間罐18被配置為吸收用于墨水15的液位變化，其中系統(tǒng)10被配置為確保在第一中間罐18中始終具有相同量的墨水15，其中泵64被連接到第一中間罐18，其中泵64被配置為將來(lái)自第一中間罐18的少量墨水15傳送到主罐12。
[0063]在系統(tǒng)操作期間，來(lái)自第一中間罐18的墨水15行進(jìn)通過(guò)輸入收集器26，并被分配到每個(gè)對(duì)應(yīng)的印刷頭34，在這里墨水15行進(jìn)232 (圖6)穿過(guò)要求噴射226 (圖6)滴的每個(gè)噴嘴板242。未噴射的墨水15通過(guò)印刷頭出口 38離開(kāi)，行進(jìn)40通過(guò)再循環(huán)集管44，到達(dá)第二中間罐48，其中第二中間罐48中的墨水15返回52到第一中間罐18，并且其中第一中間罐18中的返回的墨水15的一部分作為溢流回到62主罐12。
[0064]因此，改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10將實(shí)時(shí)供給的墨水15傳輸?shù)接∷㈩^34。墨水15流入印刷頭34，在這里其可以基于諸如通過(guò)印刷桿控制器234接收的信號(hào)238通過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴板224噴射。任何過(guò)量的墨水15再循環(huán)返回中間罐18、48，從而改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)提供墨水的恒定流動(dòng)，同時(shí)避免墨水15沉淀，并防止沉積。
[0065]用于改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的泵48、52、64的尺寸優(yōu)選基于期望的流速和操作壓力而被設(shè)定。另外，用于改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的過(guò)濾器46、54的尺寸較佳地基于期望的流速、操作壓力和工作間隔中的任何一種而被設(shè)定。
[0066]在改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)中，墨水15穿過(guò)每個(gè)焙燒通道，例如穿過(guò)每個(gè)噴嘴板224，其中如果控制器電子器件234給出焙燒的信號(hào)238，則噴嘴板224焙燒，由此一個(gè)或多個(gè)墨水滴(圖6)被噴射226,從而消耗所傳輸?shù)哪?5的一部分。未噴射226的剩余墨水15從頭34移出，并返回到弟二中間iip 48。
[0067]在一些當(dāng)前的系統(tǒng)實(shí)施例10中，第一中間罐16通向空氣，并被配置為保持墨水15的液位，其中該液位由第一中間罐16的上部區(qū)域中的溢流端口 114的位置限定，其中墨水通過(guò)系統(tǒng)10的流動(dòng)被配置為傳輸在所有操作模式下均保持液位的墨水量。使至少一些溢流的墨水保持返回主供給罐的系統(tǒng)實(shí)施例10的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于改進(jìn)的系統(tǒng)10不需要液位傳感器來(lái)保持第一中間 罐18中的足夠的液位。
[0068]如果沒(méi)有溢流，系統(tǒng)10典型地將再循環(huán)并最終耗盡墨水15，從而不能保持一致的墨水液位，進(jìn)而不能保持一致的輸入頭壓力250。
[0069]改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10因此提供對(duì)印刷頭34建立的彎液面242的準(zhǔn)確管理，由于墨水通路232中的壓力保持在恒定水平，因此減少了彎液面242的幾何形狀的任何變化。
[0070]改進(jìn)的墨水再循環(huán)系統(tǒng)10的替代實(shí)施例可進(jìn)一步包括與第一中間罐18關(guān)聯(lián)的液位傳感器，其中在需要時(shí)可以將墨水可控地泵送到第一中間罐18中，或者必要時(shí)將過(guò)量的墨水返回到主罐12。但是，如上所述，一些較佳的系統(tǒng)實(shí)施例10配置為無(wú)需這樣復(fù)雜地操作。
[0071]盡管在此結(jié)合陶瓷噴墨印刷系統(tǒng)描述了墨水再循環(huán)系統(tǒng)和使用方法，結(jié)構(gòu)和技術(shù)可如實(shí)施為用于多種期望的應(yīng)用和環(huán)境，或其任意組合。
[0072]例如，替代墨水再循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)選可配置用于多種印刷環(huán)境，例如用于在除了陶瓷以外的承印物上印刷。另外，改進(jìn)的再循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)選可配置用于其它流體傳輸環(huán)境，例如但不限于墨水、油漆、溶劑、粘合劑、水、冷卻劑或潤(rùn)滑劑中的任何一種。
[0073]因此，盡管已參照特定的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述了本實(shí)用新型，但是本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在不背離所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍的情況下可做出多種更改或提聞。
【權(quán)利要求】
1.一種墨水再循環(huán)系統(tǒng)，所述墨水再循環(huán)系統(tǒng)與包括一或多個(gè)印刷桿的印刷系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，其中所述多個(gè)印刷桿中的每個(gè)印刷桿包括與該印刷桿關(guān)聯(lián)的一或多個(gè)印刷頭，其中所述印刷頭中的每個(gè)包括在墨水入口端口和墨水出口端口之間延伸的印刷頭墨水管道，其中所述印刷頭墨水管道中的每個(gè)延伸穿過(guò)一或多個(gè)噴嘴板，所述印刷頭墨水管道中的墨水通過(guò)所述一或多個(gè)噴嘴板朝向工件可控地噴射，其中所述墨水再循環(huán)系統(tǒng)包括: 用于儲(chǔ)存墨水的供給罐； 其特征在于: 其中所述墨水再循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 第一中間罐； 第二中間罐； 在所述供給罐和所述第一中間罐之間的墨水傳輸管道； 輸入分配集管，其中所述輸入分配集管包括在所述第一中間罐和與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)入口端口之間的管道； 再循環(huán)集管，其中所述再循環(huán)分配集管包括在與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)墨水出口端口和所述第二中間罐之間的管道； 在所述第二中間罐 和所述第一中間罐之間的再循環(huán)回路；和 在所述第一中間罐和所述供給罐之間的溢流回路。
2.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，所述第二中間罐內(nèi)的墨水返回所述第一中間罐，所述第一中間罐中的墨水的一部分作為溢流返回所述主罐。
3.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一中間罐包括下部和在所述下部上方的上部，其中所述墨水傳輸回路提供通向所述下部的管道，以用來(lái)自所述供給罐的墨水填充所述第一中間罐。
4.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 從所述第一中間罐的所述上部延伸的墨水溢流端口，其特征在于:所述溢流回路被配置為將墨水從所述第一中間罐的所述溢流端口傳送到所述供給罐。
5.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一中間罐的壓力與所述第二中間罐的壓力之間的壓力差控制所述噴嘴板中的每個(gè)的彎液面。
6.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述再循環(huán)回路進(jìn)一步包括文氏管和連接到所述文氏管的壓力源，其中所述文氏管調(diào)整所述再循環(huán)回路中的真空壓力水平。
7.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一中間罐和所述第二中間罐中的任一個(gè)為傾斜的或波狀外形中的任一種，以減少墨水的任何沉淀或沉積。
8.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:進(jìn)一步包括與所述墨水傳輸管道或所述再循環(huán)回路中的任一個(gè)關(guān)聯(lián)的過(guò)濾器。
9.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一中間罐和所述第二中間罐被組合在一整體式結(jié)構(gòu)中。
10.如權(quán)利要求1所述的墨水再循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入分配集管和所述再循環(huán)集管被組合在一整體式歧管結(jié)構(gòu)中。
11.一種整體式罐結(jié)構(gòu)，該整體式罐結(jié)構(gòu)與包括一或多個(gè)印刷桿的墨水再循環(huán)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，其中所述多個(gè)印刷桿中的每個(gè)印刷桿均包括與該印刷桿關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)印刷頭，其中所述印刷頭中的每個(gè)包括在墨水入口端口和墨水出口端口之間延伸的印刷頭墨水管道，其中所述印刷頭墨水管道中的每個(gè)均延伸穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)噴嘴板，所述印刷頭墨水管道中的墨水通過(guò)所述一或多個(gè)噴嘴板朝向工件可控地噴射，其中所述整體式罐結(jié)構(gòu)包括: 具有下部區(qū)域和上部區(qū)域的主體，其中所述主體包括定義在所述主體中的第一中間罐和定所述主體中的第二整體式罐，其中所述第一中間罐和所述第二中間罐從所述上部區(qū)域朝向所述下部區(qū)域延伸；和 可安裝地附接到所述主體的所述上部的頂蓋； 其中在所述第一中間罐的所述下部區(qū)域中定義用于來(lái)自供給罐的墨水進(jìn)入的入口端Π ； 其中從所述第一中間罐的所述下部區(qū)域中定義用于朝向所述印刷頭中的每個(gè)傳送墨水的分配端口； 其中在所述第二中間罐的所述下部區(qū)域中定義用于接收來(lái)自所述印刷頭中的每個(gè)的墨水的再循環(huán)端口； 其中在所述第二中間罐中定義用于向再循環(huán)回路傳送墨水的再循環(huán)出口端口 ；并且 其中在所述第一中間罐的所述上部中定義用于向所述供給罐傳送墨水的溢流出口端 □。
12.如權(quán)利要求11所述的整體式罐結(jié)構(gòu)，其特征在于:進(jìn)一步包括在所述第一中間罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的文氏管。
13.如權(quán)利要求11所述的整體式罐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一中間罐和所述第二中間罐中的任一個(gè)為傾斜的或波狀外形中的任一種，以減少墨水的任何沉淀或沉積。
14.如權(quán)利要求11所述的整體式罐結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述整體式罐結(jié)構(gòu)被配置為安裝在所述印刷頭上方，從而所述第一中間罐中的墨水的液位提供相對(duì)于所述印刷頭的頭壓力。
15.一種用于印刷系統(tǒng)的印刷桿結(jié)構(gòu)，包括: 印刷桿框架結(jié)構(gòu)；和 用于儲(chǔ)存墨水的供給罐； 其特征在于: 所述用于印刷系統(tǒng)的印刷桿結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括安裝到所述印刷桿框架結(jié)構(gòu)的一或多個(gè)印刷頭，其中所述印刷頭中的每個(gè)均包括在墨水入口端口和墨水出口端口之間延伸的印刷頭墨水管道，其中所述印刷頭墨水管道中的每個(gè)延伸穿過(guò)一或多個(gè)噴嘴板，所述印刷頭墨水管道中的墨水通過(guò)所述一或多個(gè)噴嘴板可控地朝向工件噴射； 附接到所述印刷桿框架結(jié)構(gòu)的第一中間罐； 附接到所述印刷桿框架結(jié)構(gòu)的第二中間罐； 在所述供給罐和所述第一中間罐之間的墨水傳輸管道； 輸入分配集管，其中所述輸入分配集管包括在所述第一中間罐和與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)入口端口之間的管道； 再循環(huán)集管，其中所述再循環(huán)分配集管包括在與所述印刷頭中的每個(gè)關(guān)聯(lián)的每個(gè)墨水出口端口和所述第二中間罐之間的管道； 在所述第二中間罐和所述第一中間罐之間的再循環(huán)回路；和 在所述第一中間罐和所述供給罐之間的溢流回路。
16.如權(quán)利要求15所述的印刷桿結(jié)構(gòu)，其特征在于:在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，所述第二中間罐內(nèi)的墨水返回所述第一中間罐，所述第一中間罐中的墨水的一部分作為溢流返回所述主罐。
17.如權(quán)利要求15所述的印刷桿結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一中間罐包括下部和在所述下部上方的上部，其中所述墨水傳輸回路提供通向所述下部的管道，以用來(lái)自所述供給罐的墨水填充所述第一中間罐。
18.如權(quán)利要求15所述的印刷桿結(jié)構(gòu)，其特征在于:進(jìn)一步包括: 從所述第一中間罐的所述上部延伸的墨水溢流端口，其中所述溢流回路被配置為將墨水從所述第一中間罐的所述溢流端口傳送到所述供給罐。
19.如權(quán)利要求15所述的印刷桿結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一中間罐的壓力與所述第二中間罐的壓力之間的壓力差控制所述噴嘴板中的每個(gè)的彎液面。
20.如權(quán)利要求15所述的印刷桿結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述再循環(huán)回路進(jìn)一步包括文氏管和連接到所述文氏管的壓力源，其中所述文氏管調(diào)整所述再循環(huán)回路中的真空壓力水平。
21.如權(quán)利要求15所述的印刷桿結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一中間罐和所述第二中間罐中的任一個(gè)為傾斜的或波狀外形中的任一種，以減少墨水的任何沉淀或沉積。
【文檔編號(hào)】B41J2/18GK203792900SQ201320584186
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】佩德羅·貝尼托, 若澤·曼努埃爾·普拉亞羅伊格, 羅克·尼泊, 阿爾弗雷多·杰爾博斯, 里卡多·門多薩, 馬里奧·庫(kù)恩 申請(qǐng)人:圖像電子公司