[发明专利]用于通过导管运输流体的系统和方法

说明书

技术领域

本披露一般地涉及从供给源向容器泵送流体的机器，且更特别地涉及重复地使导管变形来移动流体的机器。

背景技术

流体运输系统在多个应用中已熟知和使用。例如，仅举两个已知的例子，墨可以从供给件运输到打印机内的一个或多个打印头，且药品可以从液体源输送到用于喷出到患者体内的口处。在这些已知的系统内移动流体的一个方法是蠕动泵。蠕动泵典型地包括转子对，输送导管通过转子对设置。转子在马达的驱动力下的旋转在输送方向挤压输送导管。当一定量的流体在输送方向被推动时，供给件持续填充输送导管，使得流体连续地通过输送导管被泵送到喷出口。

使用蠕动泵中的一个问题是对导管的重复挤压。当转子旋转时，它们典型地促使导管壁紧靠在一起然后允许导管壁回弹。当导管的一个短长度被压塌和膨胀的次数增加时，导管的寿命受到不利的影响。解决此导管寿命缩短风险的一个方法是使用比通常用于流体导管的材料更有弹性的材料用于导管，例如硅树脂弹性体。不幸的是，弹性更好的材料是昂贵的且在一些应用中成本竞争是激烈的。

在用于通过导管输送流体的系统中使用的其他方法包括提供其内带有球囊的存储器。球囊在入口阀和出口阀之间联接。球囊被循环地填充以气体以将流体泵送出存储器且然后在开始下一个循环前使球囊排放。另一个方法将压缩气体注入封闭存储器内以从存储器推动流体。在封闭存储器内的压力持续增加直至存储器内的流体供给基本上被排空。作为对被感测到的存储器内的低水平的响应，气体注入终止且存储器内的压力被排放，使得存储器可以再填充或替换。在再填充或替换后，压缩气体再次被引入到存储器内以将流体移动到导管内且通过导管。在这些多种方法中泵用于对存储器或内部存储器室加压，然而对于一些应用泵一般是昂贵或庞大的。

如上所述，固体墨或相变墨打印机也将液体墨从存储器运输到打印头。这些打印机常规地使用固体形式的墨，即通过通向通道的开口被插入到送给通道内的青色、黄色、品红色和黑色墨球或墨棒。开口的每个可以构建为接受仅一个特定构造的棒。以此方式构建送给通道开口有助于降低将具有特定特征的墨棒插入到错误的通道内的风险。1998年3月31日授予Rousseau等人的美国专利No 5,734,402“Solid Ink FeedSystem”和1999年1月19日授予Crawford等人的美国专利No5,861,903“Ink Feed System”描述了用于将固体墨棒输送到相变墨打印机中的典型的系统。

在将墨棒送给到它们相应的送给通道内后，墨棒通过重力或机械促动器被推动到打印机的加热器组件。加热器组件包括将电能转化为热的加热器和熔化板。熔化板典型地由铝或其他轻量材料形成为板的形状或带有打开的侧的漏斗。加热器靠近熔化板以加热熔化板到使得与其接触的墨棒熔化的问题。熔化板可以相对于固体墨通道倾斜，使得当撞击在熔化板上的固体墨改变相时，将其引导为滴入到用于此颜色的存储器内。存储在存储器内的墨持续被加热，同时等待随后的使用。

带颜色的液体墨的每个存储器可以通过至少一个歧管通路联接到打印头。当打印头需要墨以在接收介质或图像鼓上喷射时，将液体墨从存储器引出。当控制器选择地以驱动电压激活元件时，典型地为压电装置的打印头元件接收液体墨且将墨排出到成像表面上。特别地，液体墨从存储器流动通过歧管以待由打印头内的压点元件从微孔喷出。

当液体墨打印头的生产率增加时，对于输送足够量的液体墨到打印头的需求也增加。在更高的生产率中的一个问题是对于打印头流动路径内的阻力和压力的敏感性的增加。受限的墨流动可能限制或降低成像速度。在具有过滤系统以在存储器和打印头元件之间过滤液体墨的系统中，流动也可能随时间改变且变得不足以将足量的液体墨抽到打印头来提供希望的打印质量。

解决流动阻力问题的一个方式是增加过滤器面积。增加的过滤器面积降低了将墨的体积转移通过过滤器所要求的压力下降。然而，增加过滤器面积也增加了打印机的成本，因为过滤材料经常是昂贵的。此外，用于较大的过滤器的空间可能不能获得，因为相变打印机内的打印头附近的空间总是不容易获得。

克服随快速成像产生的流动阻力以及增加的体积需求的另一个方式是对液体墨加压以促使墨通过受限的流动路径。一个已知的对导管内的流体加压的方法是使用蠕动泵。如上所述，蠕动泵可能不利地影响导管的寿命。固体墨打印机消费者对于价格敏感，且蠕动泵的使用具有更昂贵的导管材料可能对打印机的价格产生负面影响。