CN1170685C - 墨水源过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于打印机墨水的过滤器部件，其包括：一对受支承的叠置过滤器元件；一过滤器壳体；安装在过滤器壳体内的输送装置，该输送装置用于通过过滤器元件输送墨水，从而使墨水流或者从一入口流入过滤器元件之间的容腔并通过所述过滤器元件从所述容腔流出，或者使墨水流通过所述过滤器元件流入过滤器元件之间的容腔内并从所述容腔流向一出口。本发明还提供一种过滤打印机墨水的方法，该方法包括：使墨水流过至少一对受支承的叠置过滤器元件，从而使墨水流或者从一入口流入过滤器元件之间的容腔并通过过滤器元件从所述容腔流出，或者使墨水流通过所述过滤器元件流入过滤器元件之间的容腔内并从所述容腔流向一出口；将过滤后的墨水输送至打印机。

Description

墨水源过滤器
                        技术领域
本发明涉及一种过滤器；具体而言，本发明涉及一种被输送至打印机之打印头内的墨水之过滤器。
                        背景技术
目前，用于喷墨打印机上的终端过滤器或“末端窄槽”包括一个由不锈钢制成的盘式过滤器，该过滤器固定于通常由PTFE制成的软管内，墨水通过该软管和被固定的过滤器输送至打印头。该终滤器的主要功能在于防止打印机的执行机构在离开其受控制的制造环境后被进入的灰尘所污染。我们已经知道：通过过滤器意外进入且尺寸大于20μm的颗粒将使打印头出现故障。因此，这种严格的过滤就需要将体积较大的过滤器安装于打印头外罩的外部。
                        发明内容
本发明旨在提供一种可缓解上述问题的改进过滤器。
因此，根据本发明的一个方面提供一种用于打印机墨水的过滤器部件，其包括：
一对受支承的叠置过滤器元件；
一过滤器壳体；
安装在过滤器壳体内的输送装置，该输送装置用于通过过滤器元件输送墨水，从而使墨水流或者从一入口流入过滤器元件之间的容腔并通过所述过滤器元件从所述容腔流出，或者使墨水流通过所述过滤器元件流入过滤器元件之间的容腔内并从所述容腔流向一出口。
本发明的过滤器部件具有体积小、过滤面积大的优点。
最好设置一对叠置的过滤器元件；而且所述过滤器元件至少在其周边上受到支撑。
在一个实施例中，输送装置包括至少一个安装于过滤器壳体内的总管，其用于输送从墨水源经过滤器元件的墨水。
这对过滤器元件或每对过滤器元件都最好分别被各个由塑料制成的过滤器支架所支撑。过滤器支架和总管可以是一个一体的结构。
上述或每个过滤器支架都最好通过注塑法尤其是活性注塑法制成。
通过上述方式，就可以省去软管，因为我们发现软管具有以下缺点：颗粒容易在软管的弯曲部分(打褶处)上移动。此外，我们发现：经注塑而成的部件具有很低的分离特性(low sheddingproperties)，而且还具有很高的表面光洁度，因此不大可能积存灰尘。
所述过滤器元件可包括精细织造而成的线材，线材的网眼能够有效防止至少直径为20μm的颗粒通过。所述的线材最好由在使用时能够抵抗被过滤的流体所腐蚀的金属制成。例如，上述金属可以是不锈钢，最好含钛或金的不锈钢。已经发现：荷兰的斜纹织物非常合适，尤其是320×2000规格的荷兰斜纹织物(在一个织造方向上320线/英寸(约126线/cm)，在另一织造方向上2000线/英寸(约787线/cm))。过滤器元件可通过适当方式粘接于过滤器支架上。已经发现这种经织造而成的金属线介质，尤其是不锈钢，具有较低的分离性；此外，一粘接凸边(bead)密封住经织造而成的金属线材结构的切割边缘，从而进一步降低了分离的可能性并确保过滤器元件的定位。
过滤器元件可包括塑料薄膜，例如PTFE(聚四氟乙烯)薄膜。
为进一步减小分离的可能性，每对过滤器元件都可包括相对的过滤器表面。用一个一体的带状环绕的过滤器元件替代独立的过滤器元件还能够省去粘接密封。
本发明的过滤器部件可以非常紧凑的结构形式被制造而成(具体而言，其宽度小于打印机供墨喷嘴的宽度)，而且在使用时能够在过滤器壳体上适当地形成一个压降，该压降小于该过滤器元件上的压降的10％。过滤器元件最好设置有一接触面积，该接触面积用于有效地确保在使用时形成小于16mm墨水的压降。总之，本发明的过滤器部件能够使过滤器壳体上的压降小于过滤器元件上的压降，同时仅需要一个很小的墨水体积。过滤器壳体最好沿下游方向构成锥形，以利于空气从过滤器壳体排出。
具体而言，本发明提供一种大体为矩形截面的喷墨打印头部件，其中：
该部件的高度较小，并且能够有效地保证在使用时过滤器部件上的压降小于16mm墨水；
其宽度小于通过过滤器供墨的墨水喷嘴的阵列宽度；
过滤器壳体的长度基本等于喷嘴阵列与激励电路的电气接头之间的距离，其中激励电路用于使打印头工作。
以这种方式降低过滤器部件的高度能够使其容易地安装于打印头外罩的下方和/或允许打印头外罩具有一流线型的小断面。这种结构不仅具有良好的外观，而且还可以允许打印头以最小的间隔与相互平行的喷嘴组叠置在一起。
本发明的过滤器部件还可包括用于使过滤器与墨水源、打印机沿一直线整体成形的接口装置(interfacial means)。根据本发明的另一方面提供一种打印机，最好是包括一个根据本发明的过滤器部件的喷墨打印机。在本发明的一个最佳实施例中，过滤器部件定位于打印头外罩的下方。
本发明的另一方面提供一种过滤打印机墨水的方法，该方法包括：
使墨水流过至少一对受支承的叠置过滤器元件，从而使墨水流或者从一入口流入过滤器元件之间的容腔并通过过滤器元件从所述容腔流出，或者使墨水流通过所述过滤器元件流入过滤器元件之间的容腔内并从所述容腔流向一出口；
将过滤后的墨水输送至打印机。
                        附图说明
现参照附图，通过实施例对本发明作出说明，其中附图：
图1为本发明制过滤器部件的第一实施例的部件分解图；
图2a、2b和2c分别为图1所示之过滤器部件沿剖面线A-A的剖视图、顶视图和侧视图；
图3为图1所示之过滤器部件沿一直线在分界面上连接的剖视图；
图4为四个过滤器部件组成的过滤器部件阵列的投影图，其中每个过滤器部件都沿直线与一个打印头上的墨水喷嘴相连接；
图5为本发明之过滤器部件的第二实施例之部件分解图；
图6a、6b和6c分别为图5所示之过滤器部件沿剖面线A-A的剖视图、顶视图和侧视图；
图7图5所示之过滤器部件沿直线在分界面上连接的剖视图。
                      具体实施方式
参照图1，根据本发明的过滤器部件之第一实施例大体包括：一过滤器支架1；一顶部过滤器元件11和一底部过滤器元件12；一过滤器壳体2；接头3；O形环4。
参照图2，过滤器支架1包括一个由注塑法制成且大体为矩形方案的塑料框架13，框架13在第一端即上游端设置有一带外螺纹的导管14并在朝向下游端的方向上其截面逐渐变小。该导管可形成一个用于与一上游印刷墨水源(未示出)相连接的液密接头，并通过接口15与一个被框架13所限定并大体为梯形的容腔16相联通。框架13的宽度和厚度从上游端到下游端逐渐减小，而封闭在过滤器元件之间的容腔却伴随着增大，以使其截面面积在使用过程中与墨水流连续匹配，从而在不超过上述压降的前提下，减小了过滤器部件的高度。框架13的上表面和下表面都设置有一约束过滤器元件11、12的纵向凸缘17、17′，以使其弯曲性最小。元件11和12通过粘接凸边粘接到框架13上；该凸边还封闭住过滤器的切割边缘。下游端可包括相似的上、下喉部18。过滤器壳体2与过滤器支架1形成一基本为流体密封的配合，而且还具有一外螺纹口19，当外螺纹口19被拧紧时，与接头3形成一流体密封配合。
使用时，接头3通过一O形环4(该O形环4能够缓冲通过过滤器部件传递给打印头的机械力并允许由热循环和热膨胀系数的不同而产生的位移)以流体密封的形式与过滤器壳体2相连接，而螺纹导管14被刚性连接到上游的印刷墨水源(未示出)上。由被激励的打印头(未示出)所施加的张力通过导管14将印刷墨水吸入容腔16内。接着，墨水通过过滤元件11、12从容腔16内流出，接下来，被过滤的墨水通过喉部18、接口19和接头3输送给执行机构(未示出)。
为方便起见，也可将过滤器元件11、12制造成一个一体的带状环绕的(wrap-around)结构。
可设置多个过滤器元件与一单个打印头一起使用。例如，图4示出了四个‘分别与打印头上的各个墨水喷嘴相连接成一排的’过滤器部件为一组的投影图。
这种打印头一般包括多个印刷电路板，印刷电路板上携带有打印头电路的导线连接器。本发明的发明人发现：墨水和覆盖导线连接器的密封材料之间的接触将会使密封材料膨胀并对焊接在印刷电路板上的金属线施加一个应力，而这种应力又会导致电气故障和永久性损坏。为防止密封材料受到墨水的化学侵蚀，可在装配过程中通过打印头外罩(未示出)上的孔将泡沫或聚对二甲苯涂料注入到打印头内而将所述密封材料盖住。
现参看印刷电路板，可通过利用组合的金和铝键合将芯片焊接到电路板上。为避免出现与热电效应有关的问题，首先，将芯片的输入端在高温下通过金键合连接到电路板上的各个接点上，接着在室温下将芯片的输出端通过铝键合连接到印刷电路板上的各个接点上。本发明人发现：如果在铝键合之后进行金键合，那么当形成金键时将产生放电现象，这样将使芯片产生故障。
打印头可包括一个加热装置，以减少在墨滴喷射过程中墨水的黏性。也可以使用其它合适的加热装置。例如，一加热装置可被直接连接到打印头的基部(base)，该基部最好由铝制成。或者，由于已经发现：较模块化和较紧凑的打印头装置能够在打印头和打印头支架之间实现良好的热传递，因此可对支架进行加热，从而在墨滴喷射之前使墨水的温度得以必要的增加。
参照图5，图中示出了过滤器部件的第二实施例，该过滤器部件大体包括一总管101；一顶部过滤器元件111和一底部过滤器元件112；一过滤器壳体102；一接头103和一O形环104。因此，除了过滤器支架1被总管101所替代之外，第二实施例与上述的第一实施例相同。
现参照图6，总管101包括一由注塑法制成并大体为矩形方案的塑料部件113，该部件113在其第一上游端设置有一带外螺纹的导管114并在朝向下游端的方向上其截面逐渐变小。该导管可与上游的打印墨水源(未示出)形成一液体密封连接并与沿中心定位于该塑料部件内的通道115联通。该通道又与类似的上部和下部的矩形阵列接口116联通，而接口116又分别通向类似的上、下表面117。上述通道和接口的截面都从上游端到下游端逐渐减小，同时过滤器元件和过滤器壳体之间的封闭空间伴随着增大，以使其截面面积在使用时与墨水流连续匹配，从而在不超出上述压降的前提下，使过滤器部件的高度最小。上、下表面除周边肋119外还设置有三个支承过滤器元件111、112的纵向平行肋118，以使弯曲性最小。元件111、112通过粘接凸边与周边肋119相粘接；该凸边还封闭住过滤器的切割边缘。如果过滤器元件可通过周边肋119在其周边上受到支承，那么可以省去肋118。下游端包括相同的上喉部和下喉部120。过滤器壳体102与总管101形成一基本上为流体密封的配合，壳体102上设置有一带外螺纹的接口121，当拧紧时，该接口121与接头103形成流体密封配合。
使用时，接头102通过一O形环104(该环能够缓冲通过过滤器部件传递的机械力而且还允许由热循环和热膨胀系数的不同而产生的位移)以流体密封的形式连接到过滤器壳体102上，同时带螺纹的导管104被刚性连接到上游的打印墨水源(未示出)上。由被激励的打印头(未示出)所施加的张力通过导管114将打印墨水吸入到总管101内，接着流入通道115和口116内。接下来，墨水流过过滤器元件111、112，然后，通过喉部120，口121和执行机构(未示出)的连接装置103输送已被过滤的墨水。
本说明书(包括权利要求书)及附图中所公开的每个特征都可独立于其它所公开和/或图示的特征而接合到本发明中。

Claims (18)

1.一种用于打印机墨水的过滤器部件，其包括：
一对受支承的叠置过滤器元件；
一过滤器壳体；
安装在过滤器壳体内的输送装置，该输送装置用于通过过滤器元件输送墨水，从而使墨水流或者从一入口流入过滤器元件之间的容腔并通过所述过滤器元件从所述容腔流出，或者使墨水流通过所述过滤器元件流入过滤器元件之间的容腔内并从所述容腔流向一出口。
2.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：所述过滤器元件至少在其周边受到支承。
3.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：所述输送装置包括至少一个安装于所述过滤器壳体内的总管，用于通过过滤器元件输送来自墨水源的墨水。
4.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：所述对过滤器元件被由塑性材料制成的各个过滤器支架所支承。
5.根据权利要求3所述的过滤器部件，其特征在于：过滤器支架和总管被制造成一个一体的结构。
6.根据权利要求4所述的过滤器部件，其特征在于：所述过滤器支架由注塑法制成。
7.根据权利要求6所述的过滤器部件，其特征在于：所述塑性材料为热固性材料，所述过滤器支架通过活性注塑法(RIM)制成。
8.根据权利要求7所述的过滤器部件，其特征在于：所述过滤器元件被粘接到过滤器支架上。
9.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：每对过滤器元件都包括过滤器的两个相对的表面。
10.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：每个过滤器元件都包括精细织造的线材，以有效地防止直径至少为20μm的颗粒通过。
11.根据权利要求10所述的过滤器部件，其特征在于：所述线材包括不锈钢、钛或金。
12.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：使用时，过滤器壳体上的压降小于每个过滤器元件上的压降的10％。
13.根据权利要求12所述的过滤器部件，其特征在于：在使用时，过滤器部件上的压降小于16mm的墨水。
14.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：过滤器壳体沿下游方向呈锥形。
15.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于，包括：用于使过滤器与一墨水源及一打印机沿一直线成一体的接口装置。
16.根据权利要求1所述的过滤器部件，其特征在于：
过滤器部件具有矩形剖面；
所述部件的高度是一个小尺寸；
其宽度小于通过过滤器部件供墨的墨水喷嘴阵列的宽度；
过滤器壳体的长度等于喷嘴阵列与激励电路的电气接头之间的距离，所述激励电路用于使打印头工作；
在使用时，过滤器部件上的压降小于16mm的墨水。
17.一种过滤打印机墨水的方法，该方法包括：
使墨水流过至少一对受支承的叠置过滤器元件，从而使墨水流或者从一入口流入过滤器元件之间的容腔并通过过滤器元件从所述容腔流出，或者使墨水流通过所述过滤器元件流入过滤器元件之间的容腔内并从所述容腔流向一出口；
将过滤后的墨水输送至打印机。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：墨水被供给至少一个总管并通过所述总管，接着通过过滤器元件被输送。
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