CN102029796B - 喷墨记录装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供喷墨记录装置。该喷墨记录装置具有：墨循环单元，其在内部形成有流通墨的流路的歧管板上搭载有泵、电磁阀、配管连接口；和溶剂循环单元，其在内部形成有流通溶剂的流路的歧管板上搭载有电磁阀和配管连接口，上述墨循环单元和上述溶剂循环单元通过膜状的弹性体密接固定，构成一体的循环单元。

Description

喷墨记录装置

技术领域

本发明涉及将构成喷墨记录装置的墨、溶剂循环线路的流路和流体控制部件一体配置在歧管板上的循环单元的结构。

背景技术

喷墨记录装置安装在印字对象物的生产线上，设置空间常受到限制，要求装置的小型化。

在喷墨记录装置的内部，大量使用用于控制墨和溶剂等液体的流动的泵、电磁阀等流体控制部件。以往，各流体控制设备间通过配管连接。之后，在内部形成有连结各流体控制设备间的流路的歧管板上搭载流体控制部件来构成循环单元的技术得以普及。

已知有仅将多个电磁阀搭载在歧管板上的循环单元、和除了电磁阀之外还搭载有泵、减压阀、过滤器、容器等的循环单元(例如，参照专利文献1)。

此后，通过设置将墨压力变换为溶剂压力的压力腔室来削减溶剂用的泵，装置的小型化得到进一步发展(例如，参照专利文献2)。

通过在内部形成有连结各流体控制设备间的流路的歧管板上搭载流体控制部件来构成循环单元，能减小配管设置空间实现装置的小型化，但是为了装置的进一步小型化，需要削减在循环单元中搭载的流体控制部件。

对此，虽然能够通过设置将墨压力变换为溶剂的压力的压力腔室来削减溶剂用的泵，但因为需要确保追加的压力腔室的设置空间，所以不会节省空间。将压力腔室设置在循环单元外并通过配管连接，需要压力腔室和配管的设置空间，无法节省空间。

此外，即使在循环单元上无配管地直接设置压力腔室，因为压力腔室具有墨室的1次侧、2次侧以及溶剂室1次侧、2次侧4个出入口，追加了4处与歧管板的连接部的密封部，所以与以往相比不仅增加了漏液的可能性，还会因为追加了用于固定的部件而导致结构变得复杂。另外，因为在歧管板上追加压力腔室，所以需要压力腔室自身的设置空间，无法有效地节省空间。

专利文献1：日本特开2001-146020号公报

专利文献2：日本特开2008-238182号公报

发明内容

本发明的目的在于，通过使用压力腔室来削减溶剂用泵，减少设置空间地配置压力腔室，从而提供与以往相比大幅度小型化的循环单元和喷墨记录装置。

为了达成上述目的，喷墨记录装置例如包括：保持墨的墨容器；对上述墨容器内的墨进行加压而使墨从喷嘴吐出的加压机构；捕捉未用于印字的墨颗粒的沟；将由上述沟捕捉的墨回收到上述墨容器的回收机构；保持用于上述喷嘴的清洗和墨的稀释的溶剂的溶剂容器；和向上述墨容器和上述喷嘴供给溶剂的机构，该喷墨记录装置具有：墨循环单元，其在内部形成有流通墨的流路的歧管板上搭载有泵、电磁阀、配管连接口；和溶剂循环单元，其在内部形成有流通溶剂的流路的歧管板上搭载有电磁阀和配管连接口，上述墨循环单元和上述溶剂循环单元通过膜状的弹性体密接固定，构成一体的循环单元。

通过本发明的结构，可以无需在循环单元上增加设置空间地追加压力腔室，削减以往用于设置溶剂用泵的空间，由此提供更加小型化的喷墨记录装置。

附图说明

图1是喷墨记录装置的主体和印字头的立体图。

图2是表示喷墨记录装置的使用状态的立体图。

图3是表示本发明的一个实施例的喷墨记录装置的线路结构图。

图4是表示喷墨记录装置的基本动作的立体图。

图5是表示本发明的一个实施例的喷墨记录装置的过滤器结构的正面图。

图6是表示本发明的一个实施例的喷墨记录装置的循环单元结构的立体图。

图7是表示本发明的一个实施例的喷墨记录装置的循环单元结构的截面图。

图8是表示本发明的一个实施例的构成喷墨记录装置的循环单元的歧管板立体图。

图9是表示本发明的一个实施例的构成喷墨记录装置的循环单元的歧管板分解立体图。

图10是表示本发明的一个实施例的喷墨记录装置的压力腔室隔膜(diaphragm)部的分解图。

附图标记说明

1……主体，2……印字头，3……操作显示部，4……导管，5……传送带，6……印字对象物，7……编码器，8……印字传感器，9……喷嘴，10……墨颗粒，11……带电电极，12……偏转电极，14……沟，15……电磁阀，17……墨柱，18……电致伸缩元件，20……主墨容器，21……液面传感器，22……电磁阀，23……泵(墨供给用)，24……粘度测定器，25……电磁阀，26……隔膜，27……墨室，28……过滤器(供给用)，29……减压阀，30……3口电磁阀，40……压力计，41……电磁阀，50……泵(墨回收用)，51……过滤器(回收用)，60……溶剂容器，61……溶剂过滤器，62……止回阀，63……溶剂室，64……电磁阀，65……电磁阀，70……电磁阀，80……墨容器(补充用)，81……电磁阀，100……喷墨记录装置，101～112……线路，120～124……线路，130～133……线路，200……控制部，201……总线，202……记录部，300……循环单元，301……墨循环单元，302……溶剂循环单元，303……第一歧管板，304……第二歧管板，310……电动机，311……凸轮，320……压力腔室，330……配管接头，340……凸缘部，350……贯通孔(隔膜)，351……突起部(中央圆盘(center disc))，352……中央圆盘，353……孔(弹簧座)，354……弹簧座，360……压边筋(bead)部(隔膜)，362……槽部，365……压缩弹簧，367……阶梯部，400……O型环

具体实施方式

[实施例1]

以下，使用图示的例子说明本实施例。不过，本发明不限于图示的例子。

图1是表示本发明的本实施例的喷墨记录装置100的整体图。喷墨记录装置100具备在外部具有操作显示部3的主体1和印字头2，主体1和印字头2由导管4连接。

图2表示喷墨记录装置100的实际使用状态的一例。喷墨记录装置100，例如安装在生产食品或饮料等工厂内的生产线上，主体1设置在使用者能够操作的位置上，印字头2设置在能够接近在传送带5等生产线上搬送的印字对象物6的位置上。

为了在传送带5等生产线上与搬送速度无关地以相同宽度进行印字，设置有将与搬送速度相应的信号输出到喷墨记录装置100的编码器7、检测印字对象物6并对喷墨记录装置100输出指示印字的信号的印字传感器8，分别与主体1内的未图示的控制部200连接。

根据来自编码器7和印字传感器8的信号，控制部200控制从喷嘴9吐出的墨颗粒10的带电量和带电时刻，在印字对象物6通过印字头2附近时，使已带电、被偏转的墨颗粒10向印字对象物6附着，进行印字。

图3是表示喷墨记录装置100的整体线路结构的图。主体1具备用于保持循环的墨的主墨容器20，主墨容器20具备用于检测主墨容器20内的液体是否达到基准液面水平的液面传感器21，该基准液面水平意味着适于在内部保持的量。在主墨容器20连接有线路101，通过电磁阀22进行开闭。通常供给泵23通过线路101吸引墨，但还设置了配置有用于计测墨的粘度的落体式粘度计即粘度测定器24的旁通线路102，仅在实施墨粘度测定时由供给泵23从上述线路102吸引墨，使作为测定对象的墨更新。

粘度测定器24通过线路102与进行线路开闭的电磁阀25连接，电磁阀25的2次侧与通过线路101进行墨的吸引、压送的泵23连接。泵23通过线路103与墨室27连接，该墨室27用于通过隔膜26利用墨压力对溶剂进行加压。被供给泵23加压的墨的压力通过隔膜26对溶剂室62内的溶剂加压，由此能够向印字头2供给溶剂。墨室27通过线路104与用于除去混入墨中的异物的墨过滤器28连接。

墨过滤器28通过线路105与为了印字而将从泵23压送来的墨调整为合适的压力的减压阀29连接，减压阀29经由通过导管4内的墨供给线路106，与印字头2内具备的3口电磁阀30的1次侧连接。3口电磁阀30的2次侧通过线路107与具备吐出墨的吐出口的喷嘴9连接。3口电磁阀30在1次侧具有2个阀口，在2次侧具有1个阀口，具有选择性地切换与2次侧阀口连通的1次侧阀口的结构，墨供给线路106连接到常闭的阀口，溶剂供给线路121连接到常开的阀口。

3口电磁阀30的2次侧线路107与在喷嘴9前分支的吸引流路112连接。吸引流路112通过导管4内，经由测定墨压力的压力计40与电磁阀41连接。电磁阀41的2次侧与回收泵50连接，使用吸引线路112在墨的填充时和喷嘴9的吐出口堵住时进行吸引动作。

在喷嘴9的墨吐出方向，配置有使从喷嘴9吐出的墨颗粒10带有与印字的文字信息相应的电荷量的带电电极11。在因带电电极11而带电的墨颗粒10的飞行方向，配置有产生使带电的墨颗粒10偏转的电场的偏转电极12。

在偏转电极12的墨飞行方向侧，配置有捕捉未用于印字、不带电不偏转地直线地飞行的墨颗粒10的沟14。

沟14经由通过导管4内的回收线路108与配置在主体1内的用于除去墨中混入的异物的回收过滤器51连接，回收过滤器51通过线路109与对回收线路进行开闭的电磁阀15连接，通过线路110与吸引由沟14捕捉的墨颗粒10的回收泵50连接。回收泵50通过线路111将所吸引的墨送到主墨容器20。

此外，主体1具备溶剂容器60，该溶剂容器60保持用于在停止时进行喷嘴9的清洗和调整墨的粘度的溶剂，溶剂容器60通过配置有除去溶剂线路的异物的溶剂过滤器61的线路120，经由防止溶剂逆流的止回阀62与进行溶剂的吸引、压送的溶剂室63连接。溶剂室63通过线路121与电磁阀64连接，电磁阀64的2次侧经由通过导管4内的溶剂供给线路122与3口电磁阀的1次侧阀口连接。另外，从溶剂容器60吸引溶剂的线路120，通过线路123与电磁阀65连接，电磁阀65通过线路124与回收泵50连接。

此外，主体1具备用于保持补充用的墨的辅助墨容器80，辅助墨容器80通过线路130与进行线路的开闭的电磁阀81连接。电磁阀81通过线路131与供给泵23连接。

此处，说明喷墨记录装置100的动作原理。另外，图4所示的喷墨记录装置100与图1所示的喷墨记录装置100是相同的，仅列举说明动作原理所必要的部分进行说明。

如图4所示，墨容器20内的墨被泵23吸引、加压而成为墨柱17从喷嘴9吐出。喷嘴9具有电致伸缩元件18，对墨以规定的频率施加振动使从喷嘴9吐出的墨柱17颗粒化。由此生成的墨颗粒10的数量由对电致伸缩元件18施加的激励电压的频率决定，与频率数相同。通过用带电电极11施加与印字信息对应大小的电压，墨颗粒10被赋予电荷。

因带电电极11而带电的墨颗粒10，在偏转电极12间的电场中飞行时，受到与带电量成比例的力而发生偏转，朝向印字对象物6飞行并击中。此时，按照带电量的不同，墨颗粒10在偏转方向的击中位置发生变化，进而生产线使印字对象物6在与偏转方向正交的方向上移动，由此，在与偏转方向正交的方向也可以使颗粒击中，由多个击中的颗粒构成文字。

未用于印字的墨颗粒10在偏转电极12间直线地飞行，由沟14捕捉后经由回收线路108回收到主墨容器20。

接着，图5表示喷墨记录装置100的功能框图。在喷墨记录装置100，例如包含具有MPU的控制部200，控制部200通过总线201控制操作显示部3、喷嘴9、带电电极11、偏转电极12、编码器7、印字传感器8、粘度测定器24、电磁阀22、25、41、63、64、81、泵23、50、3口电磁阀30、液面传感器21、压力计40和记录部202等各部分。

在记录部202，存储有用于控制喷墨记录装置100的程序，控制部200基于该程序控制构成喷墨记录装置100的各部位。

以下，使用图3、图6～图10说明本实施例的发明的作用。图6和图7表示喷墨记录装置的循环单元300的整体结构。循环单元300由控制墨的墨循环单元301和控制溶剂的溶剂循环单元302构成，墨循环单元301和溶剂循环单元302被密接固定，构成一体的循环单元300。墨循环单元301在内部形成有流通墨的流路的第一歧管板303的一个面上，配置向喷嘴9供给墨的供给泵23、和从沟14回收墨的回收泵50，设置具有驱动供给泵23和回收泵50的电动机310、和凸轮311的驱动系统。在第一歧管板303的与泵设置面相对的面设置压力腔室320的墨室27。

此外，在第一歧管板303的与泵设置面和压力腔室320设置面正交并且直立的面上设置电磁阀15、22、25、41、70、81和粘度测定器24，在设置了各配管接头330的第一歧管板303上表面设置压力传感器40。

如图3所示，从墨主容器20通过配管而被吸引来的墨，被吸引到与配置在墨循环单元301上表面的配管接头330连接的墨循环单元301内部。进入墨循环单元301的墨，经由在第一歧管板303内形成的线路101上配置的电磁阀22通过线路131，被吸引到供给泵25。另一方面，在从线路101分支的线路102上配置测定墨粘度的粘度测定器24，粘度测定器24的2次侧与线路131汇合，被连结到供给泵25的1次侧。

供给泵25的2次侧与压力腔室320的墨室27的1次侧通过横穿第一歧管板303内的线路132连接。压力腔室320的墨室27的2次侧经由线路104通过配置在墨循环单元301上表面的配管接头330与配管连接，被送往墨过滤器28。

如图3所示，从沟14回收的墨通过配管，通过如图6、图7所示的配置在墨循环单元301上表面的配管接头330，被吸引到墨循环单元301内部。进入墨循环单元301的墨通过第一歧管板303内的线路109，与进行回收线路的开闭的电磁阀15的1次侧连接。从电磁阀15的2次侧经由横穿第一歧管板303内的线路110，被吸引到回收泵50。从回收泵50吐出的墨通过线路111和配置在墨循环单元301上表面的配管接头330与配管连接，送往墨主容器20。

如图3所示，线路132分支到线路133，该线路133上具有用于释放供给线路的压力的电磁阀70。电磁阀70的2次侧与线路110连结，当打开电磁阀70时，使供给线路整体的压力向线路110逃逸。

另一方面，如图7所示，在溶剂循环单元302中，在内部形成有流通溶剂的流路的第二歧管板304的一个面上，设置有压力腔室320的溶剂室63。此外，在第二歧管板304的与压力腔室320设置面正交并且直立的面上，设置进行将清洗喷嘴9的溶剂向喷嘴9侧送出的控制的电磁阀64、和为了稀释墨主容器20内的墨而控制对墨主容器20的溶剂补给的电磁阀65。

如图3所示，溶剂从溶剂容器60通过配管，通过如图7所示的配置在溶剂循环单元302上表面的配管接头330，被吸引到溶剂循环单元302内部。进入溶剂循环单元302的墨通过第二歧管板304内的线路120，经由用于防止溶剂逆流的止回阀62与压力腔室320的溶剂室63的1次侧连接。压力腔室320的溶剂室63的2次侧通过线路121与电磁阀64的1次侧连接，电磁阀64的2次侧通过线路122，通过配置在循环单元300上表面的配管接头330与配管连接，被送住印字头2方面。

从线路120分支的线路123与电磁阀65的1次侧连接，当电磁阀65的2次侧与墨循环单元301一体地固定的情况下，与墨循环单元301内的线路110连接。在打开电磁阀65时，溶剂经由线路110被回收泵50吸引，补给到墨主容器20。墨循环单元301的线路110端与溶剂循环单元302的电磁阀65的2次侧流路通过O型环400连结。

压力腔室320的墨室27和溶剂室63在第一歧管板303和第二歧管板304一体地设置凸缘部340，在凸缘部340的外周整周设置4处用于通过螺栓341将第一歧管板303与第二歧管板304固定的固定部342。

如图8所示，在第一歧管板303的凸缘340内部，设置有具有1次侧线路132和2次侧线路104的墨室27，在第二歧管板304的凸缘340内部，设置有具有如图3所示的溶剂室63的1次侧线路120和2次侧线路121的溶剂室63。

如图7、图10所示，使形成在墨循环单元301中的墨室27和形成在溶剂循环单元302中的溶剂室63相对，以通过橡胶制的隔膜26密接的状态固定。隔膜26在中央具有贯通孔350，具有贯穿贯通孔350的突起部351的中央圆盘(center disc)352和具有与上述突起部351嵌合的孔353的弹簧座354，夹着隔膜26由螺栓355固定。

根据该结构，弹簧座354和中央圆盘352部成为刚体，在墨室27和溶剂室63的空间中移动。另一方面，中央圆盘352和弹簧座354的外周侧为橡胶制的隔膜26，该部分是柔软的膜，由中央圆盘352和弹簧座354固定的刚体部能够产生位移。

如图10所示，在隔膜26外周设置有用于防止从墨室27和溶剂室63向循环单元300外部漏液的压边筋(bead)部360。此外，如图9所示在第一歧管板303和第二歧管板304的整周上设置有用于配置上述隔膜26的压边筋部360的槽部362。该部分是以强化耐压、防止隔膜26被吸入内侧为目的的结构。

如图7、图9所示，在溶剂室63侧配置压缩弹簧365，使由上述中央圆盘352和弹簧座354固定的刚体部向墨室27侧位移。压缩弹簧365的一端位于设置在第二歧管板304的止回阀62设置部附近的阶梯部367，另一端与弹簧座354相接。

此处，当令P1＝墨室压力×隔膜受压面积，P2＝墨室压力×隔膜受压面积+压缩弹簧负重时，在P1＞P2的情况下隔膜26向减小溶剂室63侧的体积的方向位移，压力腔室320能够将溶剂向2次侧推送。另一方面，在P1＜P2的情况下隔膜26向增加溶剂室63侧的体积的方向位移，能够将溶剂容器60的溶剂吸引到溶剂室63。

通过采用上述结构，压力腔室320的墨室27和溶剂室63与形成循环单元300的内部流路的第一歧管板303和第二歧管板304一体地形成。因此，不需要墨室27和溶剂室63的外壳部件，以及上述外壳部件与歧管板之间的密封部件。另外，在歧管板上不需要压力腔室320的设置空间，结果能够在不使用废除削减溶剂泵而得的空间的情况下配置压力腔室320，能够利用循环单元300的小型化实现喷墨记录装置的进一步小型化。

Claims (4)

1.一种喷墨记录装置，包括：

保持墨的墨容器；

对所述墨容器内的墨进行加压而使墨从喷嘴喷出的加压机构；

捕捉未用于印字的墨颗粒的沟；

将由所述沟捕捉的墨回收到所述墨容器的回收机构；

保持用于所述喷嘴的清洗和墨的稀释的溶剂的溶剂容器；和

向所述墨容器和所述喷嘴供给溶剂的压力腔室，

该喷墨记录装置的特征在于，其具有：

墨循环单元，在内部形成有流通墨的流路且一体形成有所述压力腔室的墨室的歧管板上，搭载有泵、电磁阀、配管连接口；和

溶剂循环单元，在内部形成有流通溶剂的流路且一体形成有所述压力腔室的溶剂室的歧管板上，搭载有电磁阀和配管连接口，

所述墨循环单元和所述溶剂循环单元在使所述墨室与所述溶剂室相对且通过膜状的弹性体密接的状态下固定，构成一体的循环单元。

2.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于：

所述压力腔室按下述方式向所述墨容器和所述喷嘴供给溶剂：利用墨压力对膜状的弹性体进行加压，所述膜状的弹性体对溶剂进行加压。

3.如权利要求1所述的喷墨记录装置，其特征在于：

在所述墨循环单元的歧管板的与所述溶剂循环单元密接面相对的面上一体地构成有泵。

4.如权利要求3所述的喷墨记录装置，其特征在于：

所述泵是对喷嘴供给墨的泵和将未用于印字的墨颗粒捕捉而回收到所述墨容器的泵。

Images