CN102059856A

CN102059856A - 记录设备

Info

Publication number: CN102059856A
Application number: CN2010105099443A
Authority: CN
Inventors: 铃木义章; 鹿目祐治; 铃木诚治; 田中裕之; 中野武秋; 杉本雅宏; 广泽进
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2030-10-15
Also published as: JP5538832B2; CN102059856B; US8523345B2; US20110115863A1; JP2011104863A

Abstract

一种记录设备，包括：加湿单元，其产生被加湿气体；干燥单元，其使由记录单元施加在片材上的墨变干；第一管道，其将干燥单元排出的气体供应给加湿单元和记录单元中的至少一个；和第二管道，其将由加湿单元产生的被加湿气体供应给记录单元。

Description

记录设备

技术领域

本发明涉及喷墨记录设备。

背景技术

行式喷墨记录设备包括行式记录头，其中，喷嘴列形成在整个记录区域上。在喷嘴列中，未频繁使用的喷嘴内所含墨中的挥发性组分蒸发，墨的粘性相应增大。当墨的粘性增大时，存在喷嘴中发生喷墨故障的风险。

为了避免这种情况，已经提出了一种系统，其中，被加湿气体(空气)供应给记录头喷嘴周围的区域以防止墨中挥发性组分的蒸发。例如，日本专利公开No.2006-44021讨论了包括加湿单元的记录设备，所述加湿单元给记录头和片材之间的间隙提供被加湿气体。

使用大量能量产生被加湿气体。如果提供给喷嘴周围区域的被加湿气体直接排放到设备外面，会产生大量的能量损失。因此，根据日本专利公开No.2006-44021中图9所示实施例，设置有循环系统，其中，已经经过喷嘴的被加湿气体通过管道再次引导到加湿单元并且再次使用。

然而，这是只涉及加湿单元的局部循环系统。因此，可以进一步提高记录设备的整个系统的能效。

发明内容

根据本发明的一个方面的设备包括：记录单元，其通过利用记录头将墨施加给片材而执行记录操作；加湿单元，其产生被加湿气体；干燥单元，其使施加给所述片材的墨变干；第一管道，其将从干燥单元排出的气体供应给加湿单元和记录单元中的至少一个；和第二管道，其将所产生的被加湿气体供应给记录单元。

在参考附图阅读对示例性实施例的下列描述的情况下，本发明的其它特征将变得显而易见。

附图说明

图1是显示了根据本发明的第一实施例的记录设备的整体结构的透视图。

图2是显示了记录设备的内部结构的剖视图。

图3是显示了干燥单元的内部结构的剖视图。

图4A、4B和4C是显示了排气管道的操作的示意图。

图5是显示了记录单元、干燥单元和加湿单元彼此连接的方式的示意图。

图6是显示了加湿单元的内部结构的剖视图。

图7A、7B和7C是显示了根据相应实施例的气体循环系统的原理的方框图。

具体实施方式

图1是显示了根据本发明的第一实施例的记录设备1的整体结构的透视图。记录设备1包括片材进给单元23、记录单元4、切割单元22、干燥单元5、墨储器单元26、控制单元7和片材排放单元8，它们沿着片材在记录操作中输送的输送方向从上游侧向下游侧布置。另外，包括混合室14和缓冲单元20的加湿单元17邻近记录单元4和干燥单元5布置。三个管道10、29和40连接到加湿单元17上。

图2是显示了图1所示记录设备1的内部结构的剖视图。卷绕片材3可旋转地保持在片材进给单元23中。在本实例中，作为记录介质的片材3是连续的片材。然而，可代替地，片材3可以是裁切片材。片材进给单元23包括进给机构，其拉出片材3并且将片材3沿片材输送方向(下文称作Y方向或第一方向)向下游输送。

记录单元4包括与不同颜色的墨相对应的多个记录头2。在本实例中，设置有四个记录头，对应于C、M、Y和K四种颜色。然而，颜色数量不限于此。每种颜色的墨从墨储器单元26通过墨管供应给相应的记录头2。每个记录头2是行式记录头，其中，喷墨喷嘴列形成为覆盖可以使用记录头2的片材3的最大宽度。喷嘴列沿与第一方向交叉(在本实例中垂直于第一方向)的方向(下文称作X方向或第二方向)延伸。喷嘴列可以具有喷嘴基片单元沿宽度方向在整个区域上按规则图案-例如交错图案布置的结构，或者具有单列喷嘴基片沿宽度方向形成在整个区域上的结构。喷墨方法可以是例如使用加热元件、压电元件、静电元件或MEMS元件的方法。

片材输送路径延伸穿过记录单元4并且面向记录头2，用于沿片材输送路径输送片材的输送机构设置在记录单元4中。输送机构包括沿片材输送路径布置的多个输送辊和在相邻输送辊之间区域内支撑片材3的台板。记录头2和输送机构容纳在壳体21的基本封闭空间内。

切割单元22是将已经在记录单元4中进行记录操作的连续片材裁切成预定尺寸的单元。干燥单元是用于使裁切片材上的墨在短时间内干燥的单元，并且包括加热器24和沿输送路径布置的多个输送辊35。片材排放单元8储存从干燥单元5排出的裁切片材，并且多个片材堆叠在片材排放单元8中。控制单元7是控制记录设备1的整个系统中的各种操作的控制器，并且包括CPU、存储器和多个输入/输出接口。

现在将对干燥单元5的详细结构进行描述。图3是显示了干燥单元5的内部结构的剖视图。干燥单元5包括温热气体装置9，其喷射用于使喷射在片材3上的墨干燥的温热气体A。温热气体装置9包括加热气体的加热器24和产生气流的风扇25。加热气体(温热气体)从喷嘴朝向片材3的已经施加了墨的表面喷出。当片材3正通过输送辊35输送时，通过已经朝向片材3喷出的温热气体加速了片材3上的墨变干。湿度传感器32设置在干燥单元5中，作为用于获得有关干燥单元5中的湿度的湿度信息的单元。湿度传感器32能够直接检测湿度或者通过检测温度来间接地获得湿度信息。

在连续记录使用大量墨(具有高记录负荷(recording duty))的图像-例如照片图像的情况下，从记录头2每单位时间喷出的墨量增加。因此，当施加于片材上的墨在干燥单元5中变干时，干燥单元5中的湿度由于大量湿气蒸发的原因而增大。例如，当干燥单元5在设定温热气体温度(在本实施例中为80℃)的情况下处于湿度大于20％的高湿度状态时，即使在温热气体朝向片材喷射时墨中的挥发性组分也不能容易地蒸发。因此，在干燥单元5的状态变成高湿度状态之前要减小干燥单元5中的气体湿度。

作为排气管道的管道10连接至干燥单元5，干燥单元5中的高湿度气体通过排气管道10排出。如图3和4A-4C所示，排气管道10包括两个管道，第一管道18和第四管道19，根据阀15的操作状态选择其中之一用于排气用途，如下所述。在普通状态下，阀15的位置设定为使气体通过第四管道19排出。

第一管道18连接至混合室14，下面将对其进行描述。过滤器30布置在第一管道18中的中间位置。第四管道19连接至干燥单元5，使得通过第四管道排出的气体可以重新引入干燥单元5。过滤器31布置在第四管道19中的中间位置。另外，小孔27设置在第四管道19中的中间位置。当废气流过第四管道19时，一部分废气通过孔27由外部气体(记录设备1的内部空间中的气体)代替，该外部气体不如第四管道19中的气体湿。换句话说，高湿度废气在一部分高湿度废气消散到记录设备1的内部空间中之后返回干燥单元5。因此，可以略微减小干燥单元5中的湿度。

图4A显示了第一管道18和第四管道19均未被阀15阻断的状态。图4B显示了阀15阻断第四管道19以选择第一管道18的状态。图4C显示了阀15阻断第一管道18以选择第四管道19的状态。阀15是用于控制从干燥单元5排出的气体流的机构。阀15控制从干燥单元5给记录单元4供应气体的操作。阀15可以通过包括电机和齿轮的切换机构33围绕支撑轴旋转。阀15的旋转由控制单元7控制。选择图4B和4C所示的状态之一。阀15的状态由检测切换机构33的旋转相位的传感器34(光电断路器等)确定。因此，包括在排气管道10中的第一管道18和第四管道19彼此相邻地布置，根据单阀15的旋转选择第一和第四管道18和19之一作为要排出气体的路径。因此，可以通过简单结构快速执行切换操作。

图5是显示了记录单元4、干燥单元5和加湿单元17利用管道彼此连接的方式的示意图。加湿单元17产生被加湿气体(被加湿空气)并且将被加湿气体供应给记录头2中的喷嘴列周围的区域。喷嘴的端部通过流经喷嘴的被加湿气体加湿，因此可以减少喷嘴中墨的蒸发和干燥。因此，即使没有使用喷嘴的时间很长，也可以防止由于喷嘴中墨的粘滞而导致的喷射故障。

加湿单元17包括混合室14和缓冲单元20，所述混合室产生被加湿气体，所述缓冲单元聚集产生的被加湿气体同时将其温度和湿度保持在预定的温度和湿度。缓冲单元20和记录单元4通过第二管道29彼此连接。第二管道29的一端与缓冲单元20相连，另一端与开口36相连，所述开口是形成在记录单元4的壳体21的侧面上的入口。从加湿单元17供应的被加湿气体流过第二管道29并且通过开口36引入壳体21。形成在壳体21中的开口36如此定位，使得被加湿气体流入片材和记录头2中位于片材输送方向的最上游位置的一个记录头之间的间隙(参见图2)。因此，引入壳体21的被加湿气体可以沿着片材输送方向从上游位置向下游位置顺畅地流过片材表面和记录头2之间的间隙。作为出口的开口39也设置在记录单元4中，第三管道40的一端与开口39相连。第三管道的另一端与混合室14相连。开口39形成在壳体21中，并且定位在记录头2中位于片材输送方向最下游位置的一个记录头的下游(参见图2)。因此，已经从上游位置向下游位置流过片材表面和记录头2之间间隙的被加湿气体可以从壳体21顺畅地排出。通过第二管道29引入记录单元4的被加湿气体通过第三管道40排出并且作为用于再次使用(再循环)的回流气体再次引入混合室14中。换句话说，从记录单元4排出的气体通过第三管道40重新引入加湿单元17中。

图6是显示了加湿单元17的内部结构的剖视图。加湿单元17包括混合室14和缓冲单元20。混合室14通过蒸发方法产生被加湿气体。混合室14包括其上结合有液体吸收构件42的圆盘41。圆盘41可以通过驱动机构围绕轴43旋转。可替换地，圆盘41本身可以由具有高液体吸收性的材料制成。圆盘41的一部分与储存在水箱45下部中的水47接触。圆盘41旋转以使液体吸收构件42的整个主体吸水。风扇46使从干燥单元5通过第一管道18供应的气体在混合室14中产生气流。要再次使用的气体也通过第三管道40引入混合室14中，并且混合到混合室14中的气流中。由风扇46产生的气流通过加热器51加热，并且经过正在旋转的圆盘41的液体吸收构件，同时撞击液体吸收构件42。这时，由液体吸收构件42携带的一部分湿气混合到气体中。因此，产生被加湿气体。混合室14的加湿性能可以根据圆盘41的转速、风扇46的转速以及由加热器51产生的热量进行调节。加湿性能根据湿度传感器(未显示)的检测结果通过控制单元7进行反馈控制，从而可以产生具有适当湿度的被加湿气体。加湿单元17的结构不限于本实施例。例如，可以使用诸如蒸发方法、水雾化方法和蒸汽方法的各种已知方法。蒸发方法包括除了本实施例所用旋转方法之外的湿气渗透膜方法、液滴渗透方法以及毛细管方法。水雾化方法包括超声波法、离心法、高压喷雾法以及双流体雾化法。蒸汽方法包括蒸汽管道法、电热法和电极法。

缓冲单元20是储存混合室14中产生的被加湿气体同时将其温度和湿度保持在预定温度和湿度的腔室。在混合室14中产生的被加湿气体通过供给管道52和风扇53引入缓冲单元20中。供应给缓冲单元20的被加湿气体通过加热器54加热并且在其温度和湿度保持恒定的情况下储存。储存在缓冲单元20中的被加湿气体通过风扇55经由第二管道29排出。

图7A是显示了根据本实施例的记录设备1中的气体循环系统原理的方框图。干燥单元5和加湿单元17中的混合室14通过第一管道18彼此相连。第四管道19的出口和入口均连接到干燥单元5上。通过上述阀15选择第一管道18和第四管道19之一作为排放目标。混合室14中产生的被加湿气体引入缓冲单元20中。缓冲单元20和记录单元4通过第二管道29彼此连接。记录单元4和混合室14通过第三管道40彼此相连。

在普通状态下，通过阀15选择第四管道19。通过湿度传感器32获得干燥单元5的湿度信息。如果通过湿度信息确定湿度大于预定值，阀15切换到第一管道18。干燥单元5中产生的高湿度气体作为气流AF1通过第一管道18引入混合室14中并且与混合室14中的气体混合，从而有助于在加湿单元17中产生被加湿气体。来自缓冲单元20的气流AF2通过第二管道29引入记录单元4中。记录单元4中产生的被加湿气体作为气流RF通过第三管道40引入混合室14并且与混合室14中的气体混合，从而有助于在加湿单元17中产生被加湿气体。因此，从干燥单元5排出的湿气和从记录单元4排出的湿气可以为加湿目的再次使用。因此，提供了具有极高能量利用率的系统结构，其能够以低能耗在短时间内产生希望的被加湿气体。特别地，在根据本实施例的记录单元4中，因为设置了具有长喷嘴列的多个记录头2，所以使用了大量被加湿气体。因此，与不使用上述系统结构的情况相比，可以大大减少能耗。另外，因为不会发生大量被加湿气体排放到记录设备1的安装环境的情况，所以可以防止安装环境中的湿度增大。

安装湿度传感器32的位置不限于干燥单元5，湿度传感器32可以替代地安装在第一管道18或第四管道19中。可替换地，湿度传感器32可以安装在混合室14、缓冲单元20、第二管道29或记录单元4中。更具体地，用于获得湿度信息的单元设置在干燥单元、加湿单元、记录单元及其管道中的至少一个内，阀15根据所获得的湿度信息进行控制。可替换地，可以根据记录单元4中的记录负荷控制阀15的打开或关闭操作。

图7B是显示了根据本发明的第二实施例的记录设备中的气体循环系统原理的方框图。与第一实施例类似的部件由相同的附图标记表示，其说明省略。

在本结构中，干燥单元5和记录单元4通过第一管道37彼此相连。因此，干燥单元5中产生的高湿度气体不引入加湿单元17中，而是作为气流AF1通过第一管道37直接引入记录单元4中。具有与图4所示阀类似结构的阀15选择第一管道37和第四管道19之一。加湿单元17中产生的被加湿气体作为气流AF2通过第二管道29引入记录单元4中。因此，干燥单元5排出的气体和加湿单元17中产生的被加湿气体均引入记录单元4中。因此，与只使用由加湿单元17产生的被加湿气体的情况相比，可以减少能耗。记录单元4和混合室14通过第三管道40彼此相连，使得气体可以作为气流RF重新供应给混合室14。因此，被加湿气体被再次使用。因此，通过上述结构可以获得与第一实施例类似的效果。

图7C是显示了根据本发明的第三实施例的记录设备中的气体循环系统原理的方框图。与第一实施例类似的部件由相同的附图标记表示，其说明省略。

干燥单元5排出的气体通过第一管道18和第一管道37沿着两条路径引导。第一管道18连接至混合室14，第一管道37连接至记录单元4。因此，干燥单元5中产生的高湿度气体引入加湿单元17(气流AF2)和记录单元4(气流AF1)中。具有与图4所示阀类似结构的阀15选择第一管道37和第四管道19之一。加湿单元17中产生的被加湿气体作为气流AF3通过第二管道29引入记录单元4中。记录单元4和混合室14通过第三管道40彼此相连，使得气体可以作为气流RF重新供应给混合室14。因此，被加湿气体被再次使用。

图7C的结构对应于图7A和7B所示结构的组合。干燥单元5排出的气体可以在加湿单元17中产生的被加湿气体供应之前通过第一管道37引入记录单元4中。在这种情况下，记录头2和壳体21的温度可以预先提高。在执行这种预加热步骤的情况下，可以防止结露，如果紧接着设备启动之后同时记录头2和壳体21还是凉的的情况下供应来自加湿单元17的被加湿气体，则会发生结露。如果发生结露，存在记录头2发生喷射故障或者水滴落在片材上的风险。然而，这种风险可以降低。另外，由于有效地使用记录设备中产生的热量，因此在冷环境下可以缩短启动时间。

在图7A到7C所示每个结构中，干燥单元5排出的气体通过第一管道供应给加湿单元17和记录单元4中的至少一个。另外，加湿单元17中产生的被加湿气体通过第二管道2供应给记录单元4。因此，干燥单元5排出的具有较高湿度的气体可以供应给加湿单元17和记录单元4中的至少一个并且用于帮助被加湿气体的产生。因此，可以大大提高包括记录单元4、加湿单元17和干燥单元5在内的喷墨记录设备的整个系统的能效。另外，记录单元4排出的气体通过第三管道40供应给加湿单元17并且被再次使用。因此，总能效显著提高。

尽管已经参考示例性实施例对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不局限于所公开的示例性实施例。下列权利要求的范围与最广义的解释一致，从而涵盖所有这类改进、等效结构和功能。

Claims

1.一种记录设备，包括：

记录单元，其通过利用记录头将墨施加给片材而执行记录操作；

加湿单元，其产生被加湿气体；

干燥单元，其使施加给所述片材的墨变干；

第一管道，其将从干燥单元排出的气体供应给加湿单元和记录单元中的至少一个；和

第二管道，其将所产生的被加湿气体供应给记录单元。

2.如权利要求1所述的记录设备，

其中，所述加湿单元包括通过蒸发方法、水雾化方法或蒸汽方法产生被加湿气体的腔室，并且所述第一管道连接到所述腔室上。

3.如权利要求2所述的记录设备，

其中，所述加湿单元还包括缓冲单元，所述腔室中产生的被加湿气体被引入所述缓冲单元中，以及

其中，所述干燥单元通过第一管道与所述腔室连接，所述缓冲单元通过第二管道与所述记录单元连接。

4.如权利要求1所述的记录设备，还包括：

第三管道，其将所述记录单元与所述加湿单元连接，

其中，从所述记录单元排出的气体通过第三管道被引入所述加湿单元中。

5.如权利要求1所述的记录设备，还包括：

第四管道，从所述干燥单元排出的气体通过所述第四管道被再次引入所述干燥单元中，在所述第四管道的一位置处具有孔，

其中，从所述干燥单元排出的气体供应给第一管道和第四管道中的一个。

6.如权利要求1所述的记录设备，还包括：

阀，其控制从所述干燥单元排出的气体流，所述阀控制将所述气体从所述干燥单元供应给所述加湿单元和所述记录单元中的至少一个的操作。

7.如权利要求6所述的记录设备，还包括：

用于获得与干燥单元、加湿单元、记录单元、第一管道和第二管道中的至少一个中的湿度有关的信息的单元；

其中，根据所获得的湿度信息控制所述阀。

8.如权利要求6所述的记录设备，

其中，根据所述记录单元的记录负荷控制所述阀。

9.如权利要求1所述的记录设备，

其中，所述记录单元包括容纳多个记录头的壳体，和

其中，所述第二管道连接至设置于壳体中的入口，所述入口定位成使得被加湿气体流入片材和记录头中位于沿输送片材的片材输送方向的最上游位置的一个记录头之间的空间内。

10.如权利要求9所述的记录设备，还包括：

第三管道，其将记录单元与加湿单元连接，第三管道的一端连接至设置于壳体中的出口，所述出口定位在记录头中位于沿所述片材输送方向的最下游位置的一个记录头的下游。