通过在线挤压成形制造锻制墨棒的制作方法

专利名称：通过在线挤压成形制造锻制墨棒的制作方法
技术领域：
本申请通常涉及相变喷墨打印机，用于这种喷墨打印机的固体墨棒和制造 这种墨棒的方法。
背景技术：
固体墨或相变墨打印机通常接收固态墨，如同弹丸或墨棒中的一种的固态 墨。所述固体墨弹丸或墨樹立于进料槽中，并且供给机构将所述固体墨供给到 加热设备。固体墨棒由重力自动供给或由弹簧通31ia料槽推向加热设备的加热 板。加热板将碰撞到板上的固体墨熔化成液体，所述液体被输送到打印头以便 被喷射到记录介质上。
用于彩色打印的相变墨通常包括相变墨载体成分，该成分与相变墨的适合 色料化合。在一个具体实施方案中，可ffi31墨载体成分与适合的减色法三基色 色料化合形成一系列的色相变化墨。减原色相变墨可以包括四种成分染料，即 青色、品红、黄色和黑色，不过所述墨并不局限于此四种颜色。所述减原色墨
可由单个染料或染料混合物形成。例如可以通过4顿红色染料溶剂的混合物
获得品红或M31混合几种染料获得合成黑色。
目前使用的墨棒通常是采用成形槽和流动供应工艺制造。在这种方法中， 染料成分和载体合成物被加热成液态然后注入内部形状相当于所要求的成品墨 棒形状的槽中。所述槽还可形成有缺口和突出部，所述缺口和突出部是用于在 墨棒上形成键和编码特征。该制造方法允许形成非线性的形状，尽管墨棒的尺 寸可以在需要的容差范围内变化。由于墨的不均匀7令却，高度控制有可能差并 且可能出现应力裂缝。特别地，熔化墨和载体的外层向外界空气散发热量并且 比所述混合物的内部更快速地被冷却。由于如下事实情况会更加不利，即顶面 是顶部开口并且顶面的冷却率与槽在侧面和底面周围区域的冷却率不同。另 外，采用这种方法特征不能形鹏顶面。顶面几乎总是固化成不受控制的非平 面形状，从而粘到棒上及与棒交叉的区域高度不同。高度控制鶴使得在搬运 和输,程中，以及甚至在打印机或成像，操作的过程中，墨棒被不需要的
移位。挤出工艺是决速并经济地产生大量物质形态的另一种方法。然而，挤出 成形仅产生在轴向方向上体现特征的造型。无法直接制造出垂直于供给方向的 特征。
在一个实施方案中，用于相变喷墨成像装置的墨棒的制造方法包括将相变 墨材料加热到挤出温度，在该挤出温度相变墨材料处于可延展状态。然后，将
加热了的墨材料经由挤出孔挤出以形成挤出元件。然后将锻制(forging)元件 压靠在挤出元件上以形成墨棒。
另一方面包括制造墨棒的系统。所述系统包括一个加热器，该加热器用于 将相变墨材料加热到挤出温度。挤压机沿挤出方向从挤出孔挤出墨材料以便形 成挤出元件。所述系统还包括用于将形成元件压靠向挤压元件以便形成墨棒的 形成部件。当通过墨材料的高温而将热量引入系统时，各种元件的^JS均升高 至鹏过理想M^。所述热控制器可包括y转口體，以便有选择地执行7賴口或不 y賴卩操作，从而7賴卩全部或部分挤出系统，以形成或保持组件和/或挤出材料的 所需亂
在另一个方面，用于制造墨棒的系统包括用于将相变墨材料加热到挤出温 度的加热器和用于沿挤出方向经由挤出孔挤出所述墨材料以形成挤出元件的挤 压机。所述系统还包括接收挤出元件的模具；用于将压靠在挤出元件的至少一 部分上的形成元件接收到模具中，以便用挤出元件大致填满所述模具并形成墨 棒；禾口用于从模具上分离成形墨棒的分离器。形成组件的温度，其通过可以包 括能够被加热和/或^4卩，以便获得最佳的形成和分离性能。


图1是相变打印机顶盖关闭时的透视图。
图2是墨通道盖打开时的相变打印机的顶部的局部放大透视图，表示固态 墨棒处于被装载至鹏给鹏的位置。
图3是图2的3-3线的固体墨供给系统的送料道的咅舰图。 图4是固体墨棒的一个实旨案的透视图。 图5是用于形成固体墨棒的系统的示意图。
图6是用于形成图5的固体墨棒的所述系统的实施方案的侧面示意图。 图7是用于形成图5的固体墨棒的所述系统的实施方案的顶部示意图。 图8是用于形成图5的固体墨棒的所述系统的实施方案的侧面示意图。
图9是用于形成图5的固体墨棒的所述系统的实施方案的顶部示意图。
图10是用于形成图5的固体墨棒的所述系统的另一个实施方案的示意图。
图11是用于形成固体墨棒的方法的流程图。
具体实施例方式
为了全面了解本实施方案，对附图进行参考。在附图中，相同的附图标记 自始至终表示相似元件。
图1示出一个固体墨、或相变墨打印机10，其包括具有顶面12和侧面14 的外壳。用户界面显示器，例如前面板显示屏16、显示关于打印机状态的信息 和用户指令。按钮18或其它的用于打印机控制操作的控制元件与用户界面窗 口相邻布置，或位于打印机的其它位置上。喷墨打印机构(未示出)容纳在外 壳的内侧。墨供给系统向打印机构供给墨。所述墨供给系统被容纳在打印机外 壳的顶面下方。外壳的顶面包括铰链的墨Mit盖20，其如图2所示被打开，以 便用户接触墨供给系统。
在所示出的特定打印机中，墨通道盖20连接至嚜装料联接元件22上，以 便当打印机的墨通道盖20被抬起时，墨装料联接22滑动并旋转到墨装料位置。 如图2所示，打开墨通道盖就露出具有键孔24A-D的键孔板26。 #4^孔24A、 24B、 24C、 24D对固体墨供给系统(图2和图3所示)的若干单独送料通道28A、 28B、 28C、 28D中的一个的插入端提供进出通道。
各轴向送料通道28A-D将一种特定颜色的墨供应至树应的熔化板32。各 送料道具有从送料道的插入端到送料通道的熔化端的轴向进给方向。送料通道 的熔化端与熔化板相邻。熔化板将固体墨棒烙化成液态。熔化的墨滴A^料通 道熔化端和熔化板之间的裂隙33中，并流入液态墨的容器(未示出)。在特定 实施方案阐明的各个送料道均包括顶推块34，所述顶推块34由驱动力或元件， 例如恒压弹簧36，推动以便沿着轴向进乡織道的长度向着熔化板32推动单个 墨棒，所述熔化板也即#^料通道的劍七端。
彩色打印机典型地使用四种颜色的墨(黄色、青色、品红和黑色)。通过 对应的单独一个送料通道28A-D供给各种颜色的墨棒30。键孔板26具有键孔 24A、 24B、 24C、 24D，以便帮助打印机用户保证只有专属彩色的墨棒被插入 到各送料通道中。键孔板的各键孔24A、 24B、 24C、 24D均具有独一无二的 形状。用于送料通道的颜色墨棒30具有与所述键孔相对应的形状。键孔与用
于送料道的专属颜色的墨棒的皿相对应，而与各个墨送料道的其它彩色墨棒 的皿不匹配。
图4描述了用于送料通道的示例固体墨棒30。所述墨棒具有底部、表面52、 顶面54和至少两个侧面56。没有描述墨棒侧面上的键 ^R，其对应于贯穿键 孔板26的键孔24A-D,以便简化视图。墨棒主体的表面不必是平面的，也不 要求他们彼此平行或垂直。墨棒主体的底部是在底面52与侧面56相交处具有 侧棱58的底面。墨棒主体可形成为大致矩形方块的形状，其中侧面56大致彼 此平行。所述形成墨棒主体的矩形方块还包括两个大致彼此平行的端面60，并 且所述两个端面大致垂直于侧面56。然而，侧面和端面也可具有其它形状，包 括曲面。
墨棒主体可具有除四个以外的多个侧面。例如墨棒主体可被形成三个、 五个、或实际上许多侧面。这些侧面不必具有相同的长度，墨棒的主体也不 必关于侧面或垂M心对称。在其它形状中，墨棒主体可具有曲面表面。例如 墨棒主体可以是圆柱形状，具有平行于送料通道轴向进给方向、平fi^料通道 的侧面维度、或既垂直于轴向进给方向又垂直于侧面维度(竖向的)的圆柱轴。
墨棒主体还可被形成为除立方体以外的其它形状。例如墨棒可以是具有椭圆
形的水平截面形状、具有多次直线的线性侧面、或甚至是曲线和直线相接合的
侧面。由相变墨成分形成的固体墨棒30包括相变墨载体成分和与相变墨可兼
容的色料。所述成分在室温下通常是固态的，并具有比打印装置的工作温度(也 即用于将熔化墨施力倒基材上的、鹏)低的熔点。 上文的描述对于阐明相变喷墨打印机的全面操作和用于这种打印机的固体
墨棒的目的而言应当足够了。现在参考图5，示出了形成固体墨棒的系统600 的典型示意图。系统600包括挤出部分604和二次成形部分608，在挤出部分 604中，相变墨被挤压成常见截面的墨成形件；在二次成形部分608中，挤出 墨成形件，在墨处于热的、可延展的或半固态盼瞎况下，被加工成成品轮廓。
挤出部分604包括挤压模610、挤压机614和熔化墨入口 618，所述挤压 机用于在预定热量和压力的条件下将材料供应到挤压模610，所述熔化墨入口 用于接收熔融相变化的墨荆各所述墨供给到挤压机614。在所述典型实施方案 中，挤压机614包括单个螺杆挤压机。任何符合要求的或有效的挤压机均可被 使用，包括双螺杆挤压机、同向旋转双螺杆挤出机(其中两上螺杆在相同方向 上旋转)、反向快速转动螺旋挤压机(其中螺杆在相反方向上旋转)、活塞等等。
挤压机614具有安装在顶面上的熔化墨入口 618，其用于接收熔化^I^态(液态 的)的相变墨荆每所述熾七墨供给到挤压机614。所述i^f七墨入口 618可以包 括一个或多个用于接收被挤出材料的进料斗或进料器。
所述熔融相变化墨被熔化墨入口 618接收，然后被引入挤压机614。在挤 压机614中，熔融相变化墨被有选择地7賴口直至U所述墨达到挤出 鹏。在相变 墨被供应给挤压模之前，挤压机中的发热元件(多个发热元件)(未示出)有 助于将相变墨维持在挤出温度。挤出温度相当于这样的热量等级，也即有助于 将墨的载做颜料成分维持在适当的可延展状态的热量等级。当相变墨是可延展 的或半固体时，对于合成物，类似于墨的一些浆料的浓度被形成以允许相对低 的压力供给到所述挤压模和高的可成形性。具体的材料状态、以及最佳的挤出 7显度均在很大程度上取决于墨的成分和物理性能，其不遵循牛顿学说。为了得 到适当浓度，获得并维持理想温度范围，这受益于所使用的热控制器，也即， 系统具有加热器和域冷却器、控制温度的温度传感器和域温控制元件，允许
所述系统被按要求加热或冷却。如果包括烙料混合物的材料mi:接地从制造工
序供给，那么无需为挤压工艺特别加热。冷却可通过空气流动完成。当材料靠 近挤压模和/或系统的其它功能单元时，可根据材料的温度有选择地执行冷却操 作。
在挤压机中的螺杆620被操作以便在预定的压力、速度和使墨通过挤压模 610的挤出孔(未示出)的力的作用下，将维持在挤出温度的相变墨供应到挤 压模610。螺杆620可以是螺旋状的或其它任何形状，所述螺杆被操作以便将 半固体相变墨混合并流动经过挤压机604。当通过挤压机供给墨并使墨到达理 想温度以便挤出时，沿着挤压机的长度方向和墨的内部方向存在i^Jt梯度。
挤压模610具有一个或多个口或孔(未示出)，经由所述口或孔向半固体 相变墨施加力(挤出)。挤压模610是具有流线型口的成型装置，所述流线型 口可缩小半固体相变墨的挤压机的流量，并生成具有特定截面形状或几何结构 的挤出元件。挤压模610可以由合金工具钢或铝或其它任何适合的材料制成。 模具可被制成几乎无限制的多种形状和尺寸。挤出孔控制挤压材料的厚度和宽 度。挤压模610挤出材料以便形成具有普通剖面形r的挤出元件，所述形状可 以是圆形、矩形、或其它任何所需的或适合的形状。在离开挤压模610后，仍
保持热的半固态的挤出元件被直接引导到二次成形部分608。
如图6所示，在一个实 案中，所述二次成形部分608包括用于将挤出 元件成形为所需成品形状的成形站700和用于沿挤出方向D输送挤出元件(未 示出)的挤出元件输送部分704。在典型实施方案中，挤出元件输送部分704 包括一个或多个传送带，该传送带被构造成沿着从挤压机到成形站的挤出路径 以相当于挤出速度的速度移动挤出元件。
成形站700包括一个或多个成形模具装置708，所述成形模具装置708具 有与固相变化墨棒所需的成品皿相对应的可变的内截面形状。参考图7，各 成形模具装置708包括一对配合锻制或模制元件710、 714。当一对锻制元件 710、 714彼此推压时，其配合形成空腔718，所述空腔718具有与所要求的固 体墨棒的成品形状相对应的内部形状。无需配合模具彼此实际接触以实现形状 成形，只要为了随后的成形作用，墨的材料性质能适当地约束所述材料即可。 可将三个、四个或更多成形模具围绕挤出口方妇刊犬地放置，如此布置它们的方 向以致它们的配合足以形成所期望的空腔。锻制还可以包括具有最小的或无内 部形状的板，其用于上浆(sizing)、平化(flattening)、正方加工(squaring)、 曲面化(curving)、锐化拐角或其它的预定的或定型成形。锻制元件710、 714 3!31机构的运动彼此靠近，所述机构可以是凸轮720。当挤出元件M31凸轮724 的旋转而移动通过成形站时，成形模具708随着挤出元件的流动而运动。悬臂 728可被固定到凸轮724和各成形元件上。当凸轮720旋转而弓l起成形元件710 和714彼此靠近以便在空腔718中包围挤出元件时，凸轮724旋转而导致成形 模具708沿挤出方向以挤出速度移动，从而挤出元件，此时的挤出元fH乃保持 半固态状态，至少部分地填充了空腔718的内部皿并且至少在一定程度上获 得其开刻犬。 一旦所述挤出元件被包围在成形模具708中并形成最终的墨棒皿， 旋转凸轮720或备选机构移动以便打jm制元件710、 714，从而使锻制模具往
复运动回起动位置。注意，成型辊和/或模具可以在一次操作中形i^;f述墨成形
件，或可以连续地或以连续成形站的形式部分地影响墨成形件。单个的或逐级 连续的或多个站成形可以由所述的或备择的成型方法中的任何一个或组合来完 成。可以理解，当描述了相反的一对辊或成形元件时，可以推知也可采用多 对辊。
如图7所示，锻制元件710、 714被相对于彼此和挤出路^7K平布置，并
位于挤出路径的相对的两侧。作为替代， 一对成形元件740可被相对于彼此和 挤出路径垂直定位。在这个实施方案中，该对成形元件中的一个包括下部成形 元件。所述下部成形元件位于输送部分上以便当挤出元件从挤压机挤出时接 收所述挤出元件。然后，皿活塞或其它适合的方法把上部成形元件向着所述 下部成形元件往下压，从而将挤出元件包围在成形元件的内部，以便由成形元 件限定的空腔的内部形状修改挤出元件的形状。作为活塞启动成形模具的备择 方案，可采用旋转模具设备或其它动作机构。在该实施方案中，当挤出元件沿 挤出方向运动时，旋转的模具设备包括旋转的辊模具从而沿挤出元件的外表面滚动。
成形站可以进一步包括分割部件730，所述分割部件用于在预定位置剪切 挤出元件。分割部件730包括第一切割元件734。为了便于分割，可以将第一 切割元件加热到切割温度，其中所述切割温度可以是比挤出元件的挤出温度高 的温度。为了确保挤出元件的分割部分在背部彼此不粘着，可包括第二切割元 件738，所述第二切害阮件维持在比第一切害阮件的切割温度低的温度。较冷 的第二切割元件738平行于第一切割元件734运动并沿着挤出路径在第一切割 元件734与挤压模610之间设置，所述挤压模610与热切割元件734远离足够 的空隙，以避免由热切割元件734分割成两半的挤压材料在背部彼此粘合在一 起。在典型实施方案中，第一切割元件734和第二切割元件738均包括电线。 可替代地，可采用飞轮刃分割器或其它任何适合的装置或方法或组合在预定位 置剪切所述挤出元件。在分割工序完成后，也可通过增加前端部的移动速度而 便于切口部分的分离。
锻制站还可包括导引构件740，该导引构件用于当挤出元件经过成形站时 维持所述挤出元件的形状并控制其位置。导弓l构件740可以包括相邻于挤出路 径旋转安装的辊对，所述$,以吡邻关系围绕在平行轴旁，同时，啮合的滚轮 对中的一个的外表面，相对于所述辊对中的另一个的外表面向上滚动并移动。 所述辊对以相当于挤出速度的速度沿相反的旋转方向旋转。所述辊对的外表面 相互配合以便在其中限定出开口，所述开口起到当挤出元件沿挤出路径移向成 形站时，保持所述挤出元件的形状并控制所述挤出元件的位置。在典型实施方 案中，第一,740可位于分割部件730之前、邻近于挤压模的位置上，并且 第二车就740可位于挤出路径上的分割部件730之后。
虽然所有的成形部分的元件均可被分别沿挤出路径安装和支撑，做为选 择，所有的元件可安装或包括在一个结构中。所述结构可具有在成形阶段跟随 挤出速度的往复循环运动，然后回复到起点以开始下一个循环。
由于所述工艺得益于过量墨被放置在给定的锻制模具中以便填充出所有特 征，所以锻制站包括溢出控制(未示出)，其可包括将墨的溢出物弓l导到模具 的挤出物质侧，以便减少或消除需要被挤压机再熔化或再循环的材料。最终 成形墨棒的互相分离可以M所述成形模具的功能或分离裁断工位或其它任何 适合的方法实现。由于墨成分和墨棒尺寸以及结构不一，因此必须变化具体的 挤出纟鹏、挤压力、挤压鹏、锻制模具的数目及其^M、辅助辊模具的数量 和功能以及^^显度、其 作和设备参数，从而获得最佳的结果。
在另一个实施方案中，二次成形部分608包括滚压成型和压花站800。参 考附图，滚压成型和压花站800包括挤出元件输送部分804、滚压成型部分808 和锻制或压花部分810。这里使用的术语压花通常是为了与煅造进行区别，通 过提出"挤压"模具，压花能够对挤压材料的预滚压成形的部分修改形状和减从 挤出部分切断挤出材料的成形部分。所述挤出元件输送部分804与挤出元件 输送部分704相似而且操作相同。在该实施方案中，挤压机挤出可延展相变墨 (未示出)的横条，所述墨具有由挤压模610限定的普通截面微。挤出元件 输送部分804被构造成以相当于挤出速度的速度ffiii滚压成型和压花站800输 送墨的挤出横条。
参考图8，滚压成型部分808包括辊导向装置件812，所述辊导向装置812 用于大致表示墨的挤出横条的轴向形状。成形模具820进一步形成横切于墨挤 出横条的轴向方向的部分形汰。辊导向装置812包括以ffl比邻方式邻近于平行轴 旋转安装的辊对814、 816、 818，所述辊导向装置具有配合的辊对中的一个的 外表面，相对于相配合的辊对中的另一个的外表面向上辊动并移动。辊对814、 816、 818以相当于挤出速度的速度以相反的旋转方向旋转。所述车,的夕卜表面 相互配合以便在其中限定出开口，当挤出元件沿挤出路径移向锻制站时，所述 开口既保持又控制改变所述挤出元件的微，并控制所述挤出元件的位置。在 典型结构中，如图8和9所示，$祝814和818被如此布置以便辊对中的一个 辊位于挤出路径上方而另一个辊位于所述挤出路径下方，以便轴向地成形墨的 挤出横条的顶部和底部。$树816横向于挤出路径布置，以便成形墨的挤出横
条的横向侧面形状。注意，约束或保持挤压材料的给定区域的现存形状的非 成型辊或板可被用于与任意所述的或备择的柱状挤压成型工艺的成形元件连 接，以便保证成形墨延伸至附算成形的材料区域，而不引起不精确的布局或不 受控制的娜。
成形模具820包括成形元件824、 828。当一对成形元件824、 828彼此推 压时，其相互配合形成与所要求的固体墨棒的成品形状相对应的内部形状。成 形元件824、 828遞过凸轮834的运动而彼此靠近。凸轮834旋转以使各个成 形元件824、 828彼此移动，部分包围在空腔830中的挤出元件，从而进一步 地形成横切于墨挤出横条的轴向方向上的部分形状。
一旦墨的挤出横条的轴向形状由辊导向装置812和成形模具820形成，轴 向成形的横条就被移到压花部分810。所述压花部分810被构造成在墨的成形 横条上执行压花加工，以便形成成品形状并将墨横条分害U成與虫的棒。再次参 考图8和9，压花部分810可以包括多个压花部件838。所述压花部件838可 被布置成围绕挤出路径以大约成90度的间隔径向地排列。压花部件838中的 每一个均可滑动安装到径向地配合墨横条的位置上以便生产出所需的压花。虽 然示出的是两个压花部件838，但装置可以具有任意适合数量的压花部件838。 压花部件838中的每一个均在其径向内端部携带各自的压花模具840。每个压 花模具840均被构造成传递预定形状并且最终形成才黄切于所述墨挤出横条的轴 向形状的形状，以及将所述墨横条分割成具有实质上最终所需形状的與虫棒。 注意根据最终墨成形件的预定形状，在滚压成型后不一定需要二次压花或锻 制。
在一个实施方案中，可以往复运动的方式驱动压花部件838。当墨的挤出 横条iSA压花部分810时，压花部件838由压花驱动器(未示出)径向地驱动 到在所述横条上形成压痕的位置，然后回到原始位置。压花驱动可以包括任意 已知或合适的以往复方式驱动机械元件的装置，例如电学的、液压的或气动控 制的致动器。相邻的压花部件838可被交，动，以便在模具不会互相干扰的 情况下，他们可用各自的轮廓自始至终配合所述墨横条。如果模具之间具有足 够的空间，那么压花部件838也可被同时促动。
如上所述，在墨横条达到压花部分810之前，由辊成形部分808在轴向方 向上成形。压花部分810被构造成通过压花和将所述横条变成单独墨棒的切 割加工，而将墨的挤出横条最终成形。虽然已经将压花部件838描述为可直线
或径向运动，但是做为选择，压花装置可被设置为具有旋转或摇摆运动或任何 對以的或适当的运动。
挤出和成形处理部件可以理想地生产出具有最终形状所需的所有尺寸控制 和特征的墨棒，然而，也可以要求在分离剪切工序的辅助成形步骤生产出非最 终形状。举例来说，为了不同的型号， 一族产品所使用的墨棒系列的特征仅有
稍许不同，例如传感特征，这一类产品可被制造并编目(inventory)为公共的 基本形状，也就是说基于对所需产品的销售需求进一步地修改这类产品。多种 模型修改方法可以被用于完成成品形状和/或改变其外观，所述方法包括辅助的 锻制舰花、打孔、铣轧、锯、采用热成型工具的烙化、填充一个或多个空腔 或嵌入上浆或熔料、通过压印或其它方法增加名称(nomenclature^增加条形 码或其它光学读取传感元件等等。
在另一个实施方案中，二次成形部分608包括纤维工艺站900，其用于存 贮挤出成纤维或细丝908的挤出元件(见图10)。在该实施方案中，挤出模具 包括喷丝头904，该喷丝头具有一个或多个所需直径的口或 L (未示出)，以便 生产出一种或多种墨细丝908。如同在此使用的，挤出墨纤维或细丝包括挤出 具有至少一个横切挤出方向的横截面尺寸的墨材料，也就是说所述横截面尺寸 足够薄以利于挠性并且可以不间断机械化输送所述纤维。在一个实施方案中， 挤出的细丝墨908具有小于大约6 mm的横截面尺寸。较细的细丝状通常可改 善产品的柔性，并且可以具有l或2mm以至更小的横截面积。所述喷丝头904 的孔可以具有任何适当的所需截面尺寸与形状。在典型实施方案中，孔的横截 面是圆形的，但也可以是正方形、三角形、椭圆或其它的形状。在图10中， 喷丝头中的孔被排列成单排。然而，喷丝头中的孔图案可以具有任意所需的结 构，所述结构包括多排、矩阵模式或一个或多个同心圆。
在一个实施方案中，纤维工艺站被构造成通过绕盘绕元件盘绕挤出墨细丝 来堆积挤出墨细丝。在该实施方案中，单独的墨细丝通过盘绕部件924，在该 处所述墨细丝旋绕激尧元件928，例如缠绕线轴或筒管，借助于横穿件930形 成包装。所述细丝被巻到^^尧元件928上，并根据所需的巻带包装尺寸巻到适 当的直径为止。^^部件924还可包括分割部件(未示出)，其相邻于，元 件914布置，用来当达到适当的直径时分割所述纤维。纤维工艺站可包括用
于由喷丝头挤出的於细丝的麟部件。从而，在一个实施方案中，可同时挤 出多个墨细丝并将其分别盘绕至盼离的盘绕部件上以便存储。为了更密集地包 装所述细丝，可采用折叠的方法来取代^^方法，例如重叠图8或Z字形成型。 在另一个实施方案中，纤维工艺站可被构造成在存储墨细丝之前将多个墨
细丝合并成多纤维或多丝墨线。在该实施方案中，随着墨从喷丝头904的挤 出，在多个细丝908输送到细丝处理或捆绑部件910之前，细丝可被集束导丝 器906从喷丝头904的下游收集。集束导丝器906可以是盘管型金属圈、窄 口辊、或任意常规汇合或收集单元。 一旦细丝908被汇合，所述细丝908可巻 绕在轮轴918和一个或多个辅助轮轴上，例如轮轴920，以便向上拉起细丝908 并调整细丝908的张力。
然后，将细丝908输送到细丝捆绑部件910。所述细丝捆绑部件910被构 造劍每细丝908捆成一体化的纤维束914，该纤维束具有被纱线捻接、螺旋、 纺织、编织、或交织的多个纤维截面。在另一个实驗案中，纤维捆绑部件910 可被构造劍每细丝908加工成粘合的纤维束。在该实施方案中，细丝908被粘 合在一起，所述粘合是通过熔化彼此相邻的纤维的接连部分或填加控制数量的 熔化墨到相邻纤维的部分来实现的。粘合纤维束可通过粘合相邻纤维的整个长 度而生成，生成具有螺杆状外表面的固体墨"圆材"。可选地，可以使用任意粘 合方法，例如机械结合、热粘合和化学粘合工艺来粘合细丝908。
然后统一的或粘合的丝束914 ffiil盘绕部件924，在该处所述丝束914绕 诸如线轴或筒管的盘绕元件928盘绕，所述丝束914借助于横穿件930形成包 装。丝束914被巻到盘绕元件928上，直到根据所需的巻带包装巻到适当的直 径为止。S^夷部件924还可包括分割部件(未示出)，其相邻于，元件914 布置，用来当达到适当的直径时分割所述纤维。在另一个实M^案中，收集器 将挤出的细丝(多根细丝)分割并堆叠成像棒一样的块。
由于纤维束中的各个纤维的横截面小，所以将固体墨结构形成梱有益于熔 化特性。例如，由于纤维的横截面积小，因此在体积一定的情况下，增加了固 体墨棒的表面积，从而对烙化和熔流速率均更加有效。 一旦形成所需尺寸和结 构的纤维束914，所述纤维束914可如上所mt也^^或按需要被切割成任何长 度和魏、弯曲或成型，菊菌入到最终的包装中。根据打印弓摩墨台架和输送 系统的必要条件，可以将最终的细丝横截面尺寸或束尺寸分为坚5更和挠性的多
个等级。
图11是采用挤出和二次成形工艺成型固体墨棒的示例工艺流程图。所述 方法包括将相变墨材料加热到挤出温度(方框300)。如上所述，墨成分被维 持使挤出线保持可煅半固态的热量等级上，所述半固态展示出固态和液体之间
的特性。然后，将墨沿挤出方向从挤出孔挤出以形成挤出元件(方框304)。 在所述挤出元件上执行二次成形工艺(方框308)。
在图11阐明的方法的一个实施方案中，二次加工工艺是锻制工艺(方框 310)。在该实施方案中，在墨被挤出后，所述挤出元件被装入锻制元件(方 框312)。所述挤出元件具有沿挤出方向可变的截面内部形状。然后，将挤出元 件压靠向锻制元件以便所述可延展墨材料基本上充满所述锻制元件的内部形状 (方框314)。
可选地，二次成形工艺可以是滚压成型和压花工艺(方框316)。在该实 施方案中，在墨被挤出后，所述挤出元件被滚压成大致形成挤出元件的轴向形 状(方框318)。随后，滚压成形的挤出元件被压花以形成最后形状并被切割 成单个墨棒(方框320)。为了使棒只有轴向形成的形伏，滚压就足以形成成品 开沐。
在另一个实施方案中，二次成形工艺包括细丝加工工艺(方框324)。在 该实施方案中，挤出元件包括具有横截面通常不大于12mm以及最好6mm或 更小尺寸的横截面的挤出纤维。在被挤出后，通过编织、螺旋、交织等工艺 将挤出的细丝整合織占合成丝束(方框328)。 一旦细丝被^織占合成束状， 所述束被缠绕到线圈元件上以便保存(方框330)。基于材料性质和使用时墨 所暴露的环境条件，墨棒的特定直径不如其端部结构的挠性重要。例如，挠 性墨材料可允许25mm的直径而刚性材料可能需要不到6mm的直径。因此， 可接受尺寸的标准更依赖于给定系统的现实断裂趋向和墨成分。以纤维状输入 的墨应当可以不用变直，以便被在操作^M和进会^I率下没有裂缝的进给。墨 的 ^表现出受展开或超率的影响，因此被更慢地弓l入熔化體的大直径纤 维与被更決地引入的小直径墨棒相比，在相同的融化速率下，断劍顷向更少。
权利要求
1.一种制造用于相变喷墨成像装置的墨棒的方法，所述方法包括将相变墨材料的温度调节到挤出温度；在所述温度下沿挤出方向从挤出孔挤出墨材料，以便形成挤出元件；将成形元件压向挤出元件以便至少部分地形成墨棒结构。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，还包括在模具中接收所述挤出元件，所述模具具有至少对应于墨棒的部分开，的 内部幵别犬；以及将成形模具元件压向所述模具中的所述挤出元件，以便墨材料至少部分地 具有模具的内部形伏。
3. —种制造墨棒的系统，所述系统包括-用于将相变墨材料加热到挤出、鹏的热控制器；用于沿挤出方向从挤出孑L挤出墨材料以便形成挤出元件的挤压机；以及 用于将成形元件压向挤压元件以便形成墨棒的成形部件。
4. 一种制造墨棒的系统，所述系统包括 用于将相变墨材料加热到挤出温度的热控制器； 用于沿挤出方向从挤出孔挤出墨材料以便形成挤出元件的挤压机； 用于引导所述挤出元件的支撑部件；用于压向接收在模具中的挤出元件的至少一部分上以将挤出元件形成墨棒 皿的成形模具；以及用于从模具上分离成形墨棒的分离器。
全文摘要
本发明涉及通过在线挤压成形制造锻制墨棒。本发明还涉及相变喷墨打印机、用于这种喷墨打印机的固体墨棒和制造这种墨棒的方法。制造用于相变喷墨成像装置的墨棒的方法包括将相变墨材料的温度调节到挤出温度；在所述温度下沿挤出方向从挤出孔挤出墨材料，以便形成挤出元件；将成形元件压向挤出元件以便至少部分地形成墨棒结构。制造墨棒的系统包括用于将相变墨材料加热到挤出温度的热控制器；用于沿挤出方向从挤出孔挤出墨材料以便形成挤出元件的挤压机；以及用于将成形元件压向挤压元件以便形成墨棒的成形部件。
文档编号B41J2/175GK101172423SQ2007101929
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月11日 优先权日2006年10月11日
发明者B·R·琼斯, D·L·马索普斯特, E·F·伯雷斯, F·T·马特恩, G·J·于塞姆 申请人:施乐公司