專利名稱：通過纖維擠壓來制造固體墨棒的制作方法
技術領域：
本發明總的涉及相變噴墨打印機、該噴墨打印機中所用的固體墨棒，以及 用于制造該墨棒的方法。
技術背景固體墨或相變墨打印機通常容納固體形式的墨，或是片狀或是墨棒。固體 墨片或墨棒被放置在進料槽中，進料機構將固體墨傳送給加熱裝置。固體墨棒 要么由重力進給，要么由彈簧推動經皿料槽移向加熱裝置的加熱板。加熱板 將撞于其上的固體墨熔融成液體，該液體被傳遞給打印頭以便噴射到記錄介質上。用于彩色打印的相變墨通常包括相變墨載體組分，其與兼容色變墨的著色 劑相結合。在特定實施例中，彩色相變墨系列可以通過將墨載體組分與兼容的 減色法三原色著色劑相結合而制得。減色法三原色相變墨包括四種組成染料， 即青色、品紅色、黃色和黑色，盡管墨的顏色并不局限于這四種。這些減色法 三原色墨可通過使用一種染料或染料的混合而制得。例如，品紅色可fflil使用紅色翻蝶料的混合物獲得，而黑色可以ilil混合數種染料而獲得。當前使用的墨棒通常通過成形槽和流動填充工藝進行制造。在這種方法 中，組成染料和載體組分被加熱至液態，然后注入到其內部形狀與所需成品墨 棒的外形相一致的槽中。如果需要，該槽也可以具備縮進和突出，以便在墨棒 上形成鍵控和編碼特征。這種制造方法允許形成非線性的外形，盡管墨棒的尺 寸也可以變化超出所需容差范圍之外。對墨不均勻的冷卻會導致不良的高度控 制和應力裂紋。具體來說，熔融墨和載體的夕卜層將熱輻射給外部空氣，并較之 混合物的內部冷卻得更快。當頂面敞開且以不同于側面和底面的槽周圍區域的3!M來冷卻時，這種情況會變得更糟。此外，按照這種方法不能在頂面上形成 特征。頂面幾乎總是凝固成不可控制的、非平面的形狀，這樣墨棒與墨棒之間 以及橫切墨棒的區^高度上發生改變。不良的高度控制使得墨棒在處理和傳 輸期間、甚至在打印機或圖像裝置的操作期間不合需要地放置。盡管有這些局 限，流動填充工藝還是獲得應用，因為它非常fflil且節省成本。擠壓工藝是另 外一種非常快捷且經濟的大量生產方法。然而，擠壓法形成的是僅僅在縱向方 向上結合有特征的類型。垂直于送料方向的特征不能夠直接得以制造。 發明內容在一個實施例中， 一種制造用于相變噴墨成#^ 的墨棒的方纟跑括將 相變墨材料加熱至擠壓纟驢，相變墨材料在此 鵬下處于可延展的狀態。接著， 加熱后的墨材料被擠壓穿過擠壓口由此形成擠壓元件。然后，鍛制元件施壓于 所述擠壓元件，由此形成墨棒。另一方面包括一種用于制造墨棒的系統。該系統包括用于將相變墨材料加熱至擠壓纟昆度的加熱器。擠壓機將墨材料沿著擠壓方向擠壓M:擠壓口，由此形成擠壓元件。該系統還包括成形構件，其用于將成形元件壓在所述擠壓元件 上由此形成墨棒。當熱量借助于墨材料的升溫而導入到戰系統時，多個元件 可增加至標準溫度以上。熱控制器可以包括冷卻單元，用于選擇地影響冷卻與 否并對所有或部分擠壓系 行冷卻，由此建立或保持組件和減擠壓材料的所按照又一方面， 一種用于制造墨棒的系統包括用于將相變墨材料加熱至 擠壓溫度的加熱器，以及用于將墨材料沿著擠壓方向擠壓通過擠壓口由此形成 擠壓元件的擠壓機。該系統還包括用于容納所述元件的模具；用于對容納在模 具中的擠壓元件施壓、由此以所述擠壓元件來基本填充模具的成形構件；以及 用于將成形墨棒與所述模具分離的分離器。成形構件可以進行溫度控制，其通 常具有加熱和/或冷卻的能力，由此獲得最佳的成形和分離性能。
圖1是打印機頂蓋關閉時的相變打印機的透視圖。圖2是墨iIA蓋打開時的相變打印機的部分放大頂部透視圖，并顯示了固 體墨棒即將裝Ait料通道的位置。圖3是沿著圖2中3-3線所得到的固體墨輸送系統的進料通道的側面剖視圖。圖4是固體墨棒的一個實施例的透視圖。 圖5是用于制造固體墨棒的系統的示意圖。圖6是用于制造圖5中固體墨棒的系統的一個實施例的偵曬示意圖。
圖7是用于制造圖5中固體墨棒的系統的一個實施例的頂部示意圖。圖8是用于制造圖5中固體墨棒的系統的一個實施例的側面示意圖。 圖9是用于制造圖5中固體墨棒的系統的一個實施例的頂部示意圖。 圖10是用于制造圖5中固體墨棒的系統的另一實施例的示意圖。 圖11是制造固體墨棒的方法的流程圖。具體實施方式
為了全面理解上述實施例，可以參考附圖。在這些附圖中，相同的附圖標 記自始自終用來表示相同的元件。圖1顯示了固體墨或相變墨打印機10，其包括具有頂面12和側面14的機 殼。用戶界面顯示器譬如前面板顯示屏16，用來顯示打印機狀態及用戶指令相 關的信息。按鈕18或其他用于控制打印機操作的元件處于用戶界面窗口附近， 或是位于打印機的其他位置。噴墨打印機構(未顯示)包含在機殼內部。墨輸 送系統將墨傳送給打印機構。墨輸送系統位于打印機殼的頂面之上。機殼的頂 面包括有如圖2中所示進行開啟的鉸接墨SA蓋20，由此給用戶提供itA墨輸 送系統的M。在圖示的特定打印機中，墨進入蓋20與墨裝載聯接元件22相連，這樣當 打印機墨iSA蓋20被抬起時，墨裝載聯接元件22滑動并旋轉至墨裝載位置。 如圖2中所示，打開墨7jCiSA蓋會露出鍵板26，該鍵板具有鍵形開孔24A-D。 各，形開孔24A、 24B、 24C、 24D給固體墨輸送系統的若干^^輸iaif 28 A、 28B、 28C、 28D (見圖2、 3)的插入端分別提供iSAM道。*縱向輸 道28A-D將一種特定顏色的墨棒30傳送至相應的熔融板 32。 *輸《道具有從其插入端到其熔融端的縱向輸送方向。輸^ffl道的熔 融端舭鄰于熔融板。熔融板將固體墨棒燃七成液態。熔化的墨從輸^3M熔融 端與熔融板之間的間隙33滴下，并iaA到液體墨盒(未顯示)中。輸M3Iit28A-D具有從插入端到熔融端的縱向尺寸、以及基本垂直于該縱向尺寸的橫向尺寸。 圖示特定實施例中的各個輸送通道包括由驅動力或元件、譬如等拉力彈簧36所驅動的推塊34，由此沿著縱向輸鄉道的長度將各個墨棒推向位于各^Mr送通道熔融端的熔融板32。等拉力彈簧36的張力將推塊驅向輸itilit的熔融端。 墨裝載聯接元件22與扼板38相配合，該扼板與安裝在推i央34上的等拉力彈 簧36相連接。當墨iJA蓋被抬起以露出鍵板26時，與墨裝載聯接元件22的
連接使得推塊34拉向輸^13I的插入端。彩色打印機通常^(頓四種顏色的墨(黃色、青色、品紅色和黑色)。每種/3WD口"J^i牛、jv AtsAx化口/口:j倉i寸日u^ao1^厶5a一j^ wi j |7仏。班似ZO興b班7t^tt孔24A、 24B、 24C、 24D以幫助打印機用戶確保只有正確顏色的墨可插入到 各個輸送通道中。鍵板的每個鍵形開孔24、 24A、 24B、 24C、 24D具備獨特 的形狀。用于輸《道的彩色墨棒30具備與鍵形開孔的皿相一致的外形。 鍵形開孔和相應的墨棒外形除了接受適用于輸《道的正確顏色墨棒之外，拒 絕接受其他所有顏色的墨棒進入到輸iiilil中。輸^Mil中所使用的示范性固體墨棒30在圖4中得以顯示。圖示的墨棒 具有底面52、頂面54以及至少兩個側面56。為了簡化說明，沒有顯示該墨棒 體橫向側面上與貫穿鍵板26的鍵形開孔24A-D相一致的^狀外形。墨棒體的 表面并不必需是平面的，它們也不需要彼此平行或垂直。墨棒體的底部具有側 邊58，底面52在此與橫向側面52相交。墨棒體可以形成為基本矩形的塊狀， 其中橫向側面56彼此基本相平行。墨棒體的這種矩形塊狀還可以包括兩個端 面60，所述端面彼此基本相平行并與側面56基本相垂直。盡管如此，其他形 狀的側面和端面也是可行的，包括曲線。墨棒體可以具有不同于四個的多個側面。例如，墨棒體可以形成為具有三 個、五個或實際任意多個的側面。這些側面在長度上不必需相等，墨棒體也不 需要關于其重力的橫向或縱向中心對稱。對于其他的形狀，墨棒體可以具備曲 線表面。例如，墨棒體可以具備圓柱形，且其軸線平行于輸送路徑的縱向輸送 方向、平行于輸送路徑的橫向尺寸，或是與縱向輸送方向和橫向尺寸(縱向) 都垂直。墨棒體還可以形成為不同于正方體的形狀。譬如，墨棒體可以時具備 橢圓形的垂直截面形狀、具備多個直線側面的形狀，甚至時曲線和直線側面的 組合。固體墨棒30由包含相變墨載體組分和可兼容相變墨的著色劑的相變墨組 合物所制得。該組合物在室溫下通常應當為固態，且其熔點低于用來將熔融墨 施加至基材的打印裝置的操作、鵬。以上描述足以說明相變噴墨打印機的一般操作和這種打印機所使用的固體 墨棒。現在參看圖5，它顯示了可以操作形成固體墨棒的系統600的示范性示 意圖。系統600包括擠壓部604，相變墨在其中被擠壓成普通橫截面的墨成形
件；以及第二成形部608，擠壓后的墨成形件在其中于加熱、可延展或半固體 狀態下處理成它的最終皿。擠壓部604包括擠壓模具610、用于在預定溫度和壓力條件下將材料逸入 擠壓模具610中的擠壓機614，以及設計成用于接受熔融相變墨并將墨輸送給 擠壓機614的瑢融墨入口 618。在該示范性實施例中，擠壓機614包括單個螺 旋擠壓機。任何所需或有效的擠壓機都可以使用，包括雙螺旋擠壓機、同向旋 轉雙螺旋擠壓機(其中螺旋桿以相同方向轉動)、反向旋轉雙螺旋擠壓機(其 中螺旋桿以相反方向轉動)、活塞等等。擠壓機614具有設于頂部的熔融墨入 口618，用于接受熔融狀態(液態)的相變墨并將熔融的墨送入擠壓機614中。 熔融墨入口 618可以包括一個或多個漏斗 料器用于接收待擠壓的材料。熔化的相變墨被裝入熔融墨入口 618，然后導入到擠壓機614中。在擠壓 機614中，熔化的相變墨被選擇性i爐行74鄰，直到墨達到擠壓溫度。在墨被 輸送至擠壓模具之前，擠壓機中的加熱元件(未顯示)幫助將相變墨維持在擠 壓溫度。擠壓溫度與有助于將墨載彬著色齊跑分維持在適當可延展狀態的熱等 級相一致。當相變墨是可延展或半固態時，組合物形成了類似膏狀的墨稠度， 由此允許相對低壓地輸送經過擠壓模具并具備高成形性。特定的材料狀態及其 最佳的擠壓溫度很大程度上取決于墨的配方和物理特 正，這些可以是非牛頓性 的。為適當的稠度獲得并維持理想的溫度范圍，這受益于熱控制器的使用，也 即使用具有加熱器和/或冷卻器、以及用于調節溫度的溫度傳感和域溫度控制 單元從而允許系統按照需要進行加熱或冷卻的系統。如果材料直接通過包含混 合熔融材料的制造工藝來提供，可以不需要對擠壓過程特殊加熱。冷卻可以通 過空氣流動來完成。冷卻操作將選擇性地執行，這取決于材料的溫度是否接近 加壓模具和/或系統的其他功能區域。擠壓機中的螺旋桿620可以進行操作，用來將保持在擠壓溫度的相變墨以 預定壓力和速度輸送至擠壓模具610中，并使墨穿過擠壓模具610的擠壓管口 (未顯示)。螺旋桿620可以是螺旋形或其他任何適于使半固態相變墨混合并 流動ffl51擠壓機604的形狀。隨著墨輸i^圣過擠壓機并達到理想的擠壓溫度， 沿著擠壓機的長度可以具有一個，梯度。擠壓模具610具有一個或多個管口或開 L (未顯示)，半固態相變墨通過 其被被施力(進行擠壓)。擠壓模具610是一種具有流線型管口的成形裝置， 該管口可斷氐半固態相變墨的擠壓射流，并產生具有特殊截面形狀或幾何形狀 的擠壓元件。擠壓模具610可以由合金工具鋼、鋁或其他合適的材料加工制得。 模具可以被形成為實際上沒有限制的形狀和尺寸。擠壓管口對擠壓材料的厚度和寬度進行控制。材料擠壓通過擠壓模具610，由此形成具備普通截面形式例 如圓形、矩形或其他所需或合適皿的擠壓元件。在離開擠壓模具610之后， 仍然處于熱的半固態的擠壓元件ltt接送至第二成形部608。如圖6中所示，在一個實施例中，第二成形部608包括用于將擠壓元件成 形為所需的最終外形的成形站700，以及用于在擠壓方向D上傳送擠壓元件(未 顯示)的擠壓元件傳輸裝置704。在本示范性實施例中，擠壓元fH專輸裝置704 包括一個或多個傳送帶，其被設定用于沿著從擠壓機到成形站的擠壓路徑、以 與擠JBI度相對應的速度來移動擠壓元件。成形站700包括一個或多個成形模具組708，該模具組具有與固體相變墨 棒的最終所需外形相符的可變內截面形狀。參看圖7，各個成形模具組708包 括一對互相配合的鍛制(forging)或模制(swaging)元件710、 714。當將一 對鍛制元件710、 714壓在一起時，它們配合形成內部形狀與固體墨棒的最終 所需外形相符的空腔718。只要墨材料的特性適于隨后的成形作用，互相配合 的模具并不需要彼此實際接觸來影響形狀的成形。可以^擠壓件徑向布置三 個、四個或更多的成形模具，并定位使得它們緊密彼此配合形成所需的成形空 腔。鍛制還可以包括具備小尺寸或無內部微的多個板，用于尺寸定位、失辨、 矯方、彎曲、銳角化或其他的初步或最終成形。鍛制元件710、 714通過譬如 凸輪720之類機構的運動而按壓在一起。當擠壓元件由于凸輪724的旋轉而移 動經過成形站時，成形模具708緊隨著擠壓元件的流動。臂728可以與凸輪724 以及對應的成形元件相固定。凸輪724發生旋轉由此導致成形模具708沿著加 壓方向以擠JBI度移動，而凸輪720發生旋轉導致成形元件710、 714按壓在 一起由此將擠壓元件封閉在空腔718中，這樣仍然處于半固態的擠壓元件至少 部分地填充空腔718的內部模型并至少某種程度itt行成形。 一旦擠壓元件被 封閉在成形模具708中并成形為最終的墨棒形狀，旋轉凸輪720或其他替換機 構移動開啟鍛制元件710、 714，由此將鍛制模具重新移回到初始位置。應當注 意，成形輥和/謝莫具可以以一種操作方式形成墨的外形，或是連續地或在步進 成形站上部分影響墨的外形。可以通過，或其他替換性成形方式之一或其組
合，來處置單個、步進連續或多個成形站。應當理解，當描述對置的一對輥或 成形元件時，表示也可以使用多對的輥或成形元件。yu図/ t"i/j、，'取帀u乂bT卞/iu、 /i4 ^m^Ji漢wvru:r丌niimT;r:/jvTJTiija^j4p且 并處于相對兩側。作為替換，成對的成形元件740也可以相對彼此和擠壓路徑 垂直地進行定位。在本實施例中，成對的成形元件之一包括下成形元件。下成 形元件被設置在輸送裝置上，由此隨著擠壓元件從擠壓機擠出而容納該擠壓元 件。接著，上成形元件通過活塞或其他適當方式向下壓向下成形元件，由此將 加壓元件封閉在成形元件內，以致該擠壓元件按照成形元件所確定空腔的內部 形狀而改型。作為用活塞啟動成形模具的替換，也可以使用旋轉模具組或其他 運動機構。在本實施例中，旋轉模具組包括多個旋轉模具，當擠壓元件沿著加 壓方向移動時，它們發生旋轉以便沿著擠壓元件的夕卜表面滾動。成形站還可以包括切割構件730用于在預定位置修整擠壓元件。切割構件 730包括第一切割元件734。為了便于切割，第一切割元件可以被加熱至切割 溫度，其中切割溫度要高于高于擠壓元件的擠壓溫度。為了確保擠壓元件的切 割部分不再粘結在一起，還可以包括第二切割元件738，它的溫度被維持在低 于第一切割元件的切割溫度之下。溫度較低的第二切割元件738平行于第一切 割元件734運行，并沿著第一切割元件734與擠壓模具610之間的擠壓路徑而 設置，該擠壓模具距離較熱的切割元件734足夠遠，由此放置擠壓材料被較熱 切割元件734所切下的兩個半部重新粘結在一起。在本示范性實施例中，第一 和第二切割元件734、 738包括導線。作為替換，也可以使用飛刀切割器或其 他任何適當的裝置、方法或其組合在預定位置修整擠壓元件。通過在切割完成 之后增大引導部分的移動鵬，也可以艦切害榔分的分離。鍛制站還可以包括導向構件740，用于在擠壓元件經過成形站時保持它的 糊犬并控制其位置。導向構件740可以包括輥對，它們以ffl比鄰關系關于平行軸 可旋轉地安裝在擠壓路徑附近，且其中一個的圓周相對于另外一個的圓周嚙 合、輥壓和移動。車,以與擠JBI度相一致的速度在相反的旋轉方向上旋轉。 車t^t的圓周互相配合由此在其中間確定一個通道，當擠壓元件沿著擠壓路徑移 向成形站時，該通道用于保持擠壓元件的形狀并控制其位置。在本示范性實施 例中，第一$駒740可以設置在切割元件730前面的擠壓模具附近，而第二輥 對740可以設置在切割元件730之后的擠壓路^iJ:。 如果能夠將過量體積的墨方爐在指定鍛制模具中來填充所有特征，上述過 程將從中獲益，因此鍛制站包括有溢流控制裝置(未顯示)，其可將由此發生 的墨的溢流引導至模具的擠壓i央側，從而最小化或消除需要，或循環通過擠 壓機的材料。將最終成形的墨棒彼此分開可以是成形模具、分離切割站或其他 任何適當方法的功能。墨的配方以及墨棒的尺寸和構造發生改變，這樣具體的 擠壓纟鵬、擠壓力、擠壓速度、鍛制模具的數穀其溫度、輔助性旋轉模具的 數量功能及其溫度，以及其他一些操作和裝置參數也必需發生改變以便獲得最 佳的結果。在另外一個實施例中，第二成形部608包括輥軋成形和模制站800。 圖8，輥軋成形和模制站800包括擠壓元件輸送裝置804、輥軋成形部808以 及鍛制或模制部810。通過提出f,對擠壓材料的軋輥預成形部分進行定型修 改和/或將擠壓材料的成形部分與擠壓部分分開的"擠壓"模具，在此使用術 語模制以便與鍛制相區分。擠壓元件輸機置804類似于擠壓元件輸;l^g 704 并與其操作相同。在本實施例中，擠壓機擠出一段可延展的相變墨(未顯示)， 該墨具備由擠壓模具610所確定的普通截面形狀。擠壓元件輸送裝置804被設 定為，以與擠壓速度相一致的速度將墨的擠壓段傳送通過輥軋成形和模制站 800。參看圖8，輥軋成形部808包括輥導向件812，用于在墨的擠壓段上建立 基本縱向的形沃。成形模具820進一步形成橫穿墨擠壓段的縱向的部分形狀。 輥導向件812包括輥對814、 816、 818，它們以ffl比鄰關系關于平行軸可旋轉地 安裝，且其中一個的圓周相對于另外一個的圓周嚙合、輥壓和移動。艦814、 816、 818以與擠JBI度相一致的速度在相反的旋轉方向上旋轉。輥對的圓周互 相配合由此在其中間確定一個通道，當擠壓元件沿著擠壓路徑移向成形站時， 該通道用于保持擠壓元件的形狀并控制其位置。在本示范性實施例中，如圖8 和圖9中所示，814和818被設置為，其中一個處于擠壓路徑上而另外一 個處于擠壓路徑下以便對墨擠壓段的頂部和底部進行縱向成形。輥對816相對 于擠壓路徑橫向布置，以便對墨擠壓段的側面進行成形。應當注意，也可以使 用非成形輥或板，它們用于約束或保持擠壓材料指定區域的現有形狀，與上述 任何成形構件或替換性后擠壓成形過程相結合，由此確保墨成形延伸到期望成 形的材料區域而不會導致不精確的定位或不可控制的變形。 成形模具820包括成形構件824、 828。當將一對成形構件824、 828壓在 一起時，它們配合形成內部形狀與固體墨棒的最終所需外形相符的空腔830。 成形構件824、 828 M31凸輪834的運動而按壓在一起。凸輪834發生旋轉導 致成形構件824、 828朝向彼此移動以將擠壓元件部^4寸閉在空腔830中，由itbia—步形成橫穿墨擠壓段的縱向的部分形沃。在墨的擠壓段己經ffi31輥導向件812和成形模具820而縱向成形之后，縱 向成形的墨段被移動至模制部810。模制部810被設定用于在成形墨段上執行 模制處理，由此形成最終的形狀并將墨段切割成單個墨棒。再次參看圖8和圖 9，模制部810可以包括多個模制構件838。模制構件838可以關于擠壓路徑以 大約90度的間距徑向布置。各個模制構件可以滑動設置在徑向嚙合于墨段的 位置上，由此制造所需的鍛模。雖然圖示了兩個模制構件838，，裝置也可 以具有任何適當數量的模制構件838。各個模制構件838在其徑向內端攜帶有 相應的模制模具840。各個模制模具840被設定用于形成橫穿墨擠壓段的縱向 的預定形狀并完成形狀成形，以及用于將墨段分割成基本呈最終所需外形的單 個墨棒。應當注意，在軋輥成形后可以不需要二次模制或鍛制，這取決于最終 墨棒的所需外形。在一個實施例中，模制構件838可以以重復移動的方式進行驅動。當墨的 擠壓段進入至鵬制部810時，模制構件838由模制驅動器(未顯示)徑向驅動 至一個位置，在此位置使墨段壓制成形然后返回到初始位置。模制驅動器可以 包括任何已知或適當的往復移動式驅動機構，譬如電動、液壓、或氣壓控制的 制動器。相令,模制元件838可以輪流地驅動，這樣它們能夠在墨段的整個輪 廓上與其相嚙合而不必手動干預模具。如果模具之間具有足夠空間，模制構件838可以同時進行驅動。如上所述地，墨段在到達模制部810之前，縱向成形于軋輥成形部808。模制部810被設定用于M:將墨段模制和分割成單個墨棒，從而使墨的擠壓段形成為它的最終,。雖然在此描述的模制構件838被描述為具有線性或徑向 的運動，作為替換，模制裝置也可以提供具有旋轉運動、擺臂運動或任何對以 或適當的運動。i^擠壓和成形處理元件可以理想地制造出具有全尺寸控制和所需最終形 狀特征的墨棒，但是，通過獨立加工過程中的附加成形步驟來制造非最終形狀
將是合乎需要的。作為舉例，對于使用僅與其他模式具備細微特征變化、譬如 傳感特征的墨棒系列的同,品，可以直彌制造和發明通用的基本外形，該外 形基于所需產品的銷售要求而進一步地修改。可以采用多種外形修改方法來實 現最終的糊犬和域外觀改變，包括額外的鍛制謝難U、鉆孔、銑削、鋸切、用 熱成形工具熔融、用柱銷，融材料填充一個或多個空腔或嵌入物、i!31沖壓 或其他方法添加符號說明，增加條碼或其他光學可讀感應元件等等。在另外一個實施例中，第二成形部608包括纖維處理站900，其用于聚集 作為纖維或長絲908擠壓出的擠壓元件(參見圖10)。在本實施例中，擠壓模 具包括噴絲頭904，該噴絲頭擁有一個或多個所需直徑的管口或開口 (未顯示) 以便提供一個或多個墨絲908。如同在此使用地，擠壓出的墨纖維或長絲包括 具有至少一個截面尺寸橫穿擠壓方向的墨材料擠壓體，該截面足夠的薄以便對 纖維進行彎曲和機械處理而不會斷裂。在一個實施例中，擠壓的墨長絲908具 備小于大約6mm的截面。彈性通常隨著長絲的變小而改進并可以具備1或2mm 甚至更小的截面。噴絲頭904的管口可以是任何^I的所需截面尺寸和形狀。 在本示范性實施例中，管口的截面是圓形的，但也可以設想是正方形、三角形、 橢圓形或其他形狀的截面。在圖10中，噴絲頭的管口設置成單排。然而，噴 絲頭的管口型式可以是任何所需的結構，包括雙排、矩陣式或一個或多個同心 圓。在一個實施例中，纖維處理站被設定用于通過將擠壓長絲盤繞到巻繞元件 上來聚集擠壓的墨長絲。在本實施例中，單個墨長絲通過巻繞構件924，墨長 絲在此借助于橫動裝置930而纏繞至譬如纏繞巻筒或線圈的巻繞元件928之 上，由此形成封裝。長絲纏繞在巻繞元件928上，直到達到由預期包巻封裝的 尺寸所決定的適當直徑為止。巻繞構件924還可以包括位于巻繞元件914附近 的切割構件(未顯示)，其用于在達到適當直徑時切斷纖維。纖維處理站可以 包括用于於擠壓M31噴絲頭的長絲的巻繞構件。因此，在一個實施例中，多 個墨長絲能夠同時進行擠壓并發送至巻繞構件以便聚集。通過使用折疊而非巻 繞的方式，譬如圖8的重疊操作或曲折成形，對此的改變能夠更為緊密iikM裝 長絲。在另外一個實施例中，纖維處理站可以被設定為，在聚集之前將多個墨長 絲合并成多纖維或多長絲的墨束。在本實施例中，在擠壓通過噴絲頭904之后
并行進到長絲整理或捆束構件910之前，多個長絲908可以在噴絲頭904的下 游fflil聚合導向件906而聚集在一起。聚合導向件906可以是引線型的孔眼、 帶槽的輥，或是任何其他常規的聚合或收集裝置。 一旦長絲908被聚合，長絲 908可以纏繞在輪轂908以及一個或多個附加輪轂譬如輪轂920上，由此拉緊 并調節長絲908的張力。然后，長絲908行進至長絲捆束構件910。長絲捆束構件910被設定為通 過扭轉、盤旋、橫擺、編織或交織等，將長絲908捆束成具備多個纖維截面的 整體纖維束914。在另外一個實施例中，長絲捆束構件910可以被設定用于將 長絲908處理成粘結在一起的纖維束。在此實施例中，M將相鄰纖維的連續 部分熔融在一起、或是給相鄰纖維的部分施加控制數量的熔融墨，長絲908得 以粘結在一起。粘結的纖維束可以通艦整個長度的相鄰纖纟腿行粘結而得以 形成，并產生具有螺旋形周面的固體墨"段"。作為替換，也可以通過譬如機 械粘結、熱粘結和化學粘結之類的其他任何粘結方式而粘結在一起。接著，形成整體鄉占結的長絲束914可以i!Jl巻繞構件924，束914在此 借助于橫動裝置930而纏繞至譬如纏繞巻筒或線圈的巻繞元件928之上，由此 形成封裝。長絲束914纏繞在巻繞元件928上，直到達到由預期包巻封裝的尺 寸所決定的適當直徑為止。巻繞構件924還可以包括位于巻繞元件914附近的 切割構件(未顯示)，其用于在達到適當直徑時切斷纖維。在另外一個實施例 中，聚集裝置可以將擠壓的長絲切害拼堆疊成條狀小塊。由于纖維束中每個纖維的截面都較小，這類捆束方式所形成的固體墨構造 展現出有禾啲熔融特性。例如，纖維的較小截面給固體墨棒提供了增大的表面 積和體積，由此提供更為有效的熔融和流動率。 一旦所需尺寸和結構的纖維束 914已經形成，纖維束914可以如上所述:kK行纏繞或切割成任意的長度，并 按照需要進行矯直、彎曲或成形以便嵌入最終的封裝件。最終的長絲截面尺寸 或束的尺寸可以定位于各種水平的剛性和柔性，這取決于打印機的墨配置和輸 送系統的要求。圖11 ^M51擠壓和二次成形工藝來制造固體墨棒的方法的流程示意圖。 該方法包括將相變墨材料加熱至擠壓纟昆度(方框300)。如上所述地，墨組合物 被維持在能夠使擠壓束保持為可延展半固態的熱水平，并展現固態與液態之間 的特性。接著，墨沿著擠壓方向被擠壓ilil擠壓管口由此形成擠壓元件(方框
304)。 二次成形工藝對該擠壓元件進行操作(方框308)。在圖11所示方法的一個實施例中，二次成形工藝是鍛制過程(方框310)。 在此實施例中，在擠壓之后，擠壓元件被封閉在鍛制元件中(方框312)。擠壓 元件沿著擠壓方向具備可變的內部截面形狀。然后，擠壓元件被鍛制元件所施 壓，這樣可延展的墨材料基本填充鍛制元件的內部(方框314)。作為替換，二次成形工藝可以是軋輥成形和模制過程(方框316)。在此實 施例中，在擠壓之后，擠壓元件被軋輥成形，由此基本確立擠壓元件的縱向形 狀(方框318)。隨后，車L輥成形后的擠壓元件被模制，由此確立最終的微并 切割成單個墨棒(方框320)。對于具備辨fi成形外形的墨棒，僅僅軋輥成形足 以確立最終的形狀。在另外一個實施例中，二次成形工藝包括長絲處理過程(方框324)。在此 實施例中，擠壓元件包括截面一般不大于12mm、最好為6mm或更小的擠壓 纖維。在擠壓之后，擠壓出的長絲通過橫擺、盤旋、交織等方式整合或粘結成 長絲束(方框328)。 一旦長絲已經g或粘結形成長絲束，其通過纏繞而聚集 在巻繞構件上(方框330)。特定直徑的重要性要低于端部結構的彈性，該彈性 基于材料盼性能以及墨在l頓期間所暴露的環境條件。彈性的墨材料可以允許 25mm的直徑，而非彈性材料可能需要譬如6mm以下的直徑。用于確定合適 尺寸的標準由此更多地基于給定系統的真實斷5^頃向和墨的配方。以纖維形式 輸送的墨應當可以自由地進行矯直以便輸送，而不會在操作^u度和輸,度下 發生斷裂。墨的斷觀現出這樣一種傾向，其受至咜被伸展鄉喬直的鵬的影 響，因此更為緩慢地輸送至熔融體的較大直徑纖維較之輸魏度更決、熔融 速度相同的較小直徑纖維，更不易于發生斷裂。
權利要求
1.一種制造用于相變噴墨成像裝置的墨棒的方法，該方法包括將相變墨材料熱控制至擠壓溫度；使墨材料擠壓通過至少一個擠壓管口，由此形成至少一個擠壓墨長絲；以及聚集所述至少一個擠壓墨長絲。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，將相變墨材料熱控制至擠壓 溫度的步驟還包括將墨材料加熱至育,使該墨材料輸itfflA擠壓裝置的高溫；以及 按照需要選擇性地^i卩加熱后的墨材料以達到所述擠壓、鵬。
3. —種用于制造固體墨的系統，包括熱控制器，該熱控制器用于將相變墨材料達到擠壓溫度；擠壓機，該擠壓機用于將墨材料擠壓ffiil至少一個擠壓管口，由此形成至少一個擠壓墨長絲；以及用于聚集所述至少一個擠壓墨長絲的聚集裝置。
4. 一種用于相變噴墨成像裝置中的固體墨棒，包括由相變墨材料形成的第一長絲，所述墨材料具備至少一個小于大約6mm 的截面尺寸；由相變墨禾才料形成的至少一個其他長絲，所述墨禾才料具備至少一個小于大 約6mm的截面尺寸，所述第一長絲和所述至少一個其他長絲被捆束在一起， 由此形成多纖維的固體墨主體。
全文摘要
一種制造用于相變噴墨成像裝置的墨棒的方法，包括將相變墨材料加熱至擠壓溫度，相變墨材料在此溫度下呈延展狀態。接著，墨材料被擠壓通過擠壓管口，由此形成至少一個橫穿于擠壓方向的至少一個截面尺寸小于大約12mm的墨長絲。然后，所述至少一個墨長絲被聚集。
文檔編號B41J2/175GK101161461SQ2007101929
公開日2008年4月16日 申請日期2007年10月11日 優先權日2006年10月11日
發明者B·G·拉塞爾, B·R·瓊斯, E·F·伯雷斯 申請人:施樂公司