CN107009753A - 油墨循环装置及油墨循环方法以及打印机及打印方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种能够容易地将加热器发出的热传递至油墨的油墨循环装置及油墨循环方法以及打印机及打印方法。实施方式的油墨循环装置具有压力室、压力振动板、阀体、加热器、连接部。压力室形成有油墨流过的至少两个流通孔；压电振动板构成所述压力室的壁部的一部分，通过驱动使所述压力室的内部容积增减；阀体使所述至少两个流通孔的至少一个开闭；加热器层叠在所述压电振动板上；连接部使所述压力室连接至喷墨头。

Description

油墨循环装置及油墨循环方法以及打印机及打印方法

技术领域

本发明的实施方式涉及油墨循环装置及打印机。

背景技术

已知对应于溶剂、油性、水性等各种油墨的用于循环型喷墨头的油墨循环装置。为从喷墨头喷射出适当液滴量的油墨，有时需要加热油墨，调整其粘度。

油墨循环装置的外表的形状由盒体构成。存在下述问题，即：如果通过安装在盒体的外面的加热器对油墨循环装置内的油墨进行加热，则由于盒体比较厚，加热器发出的热难以传递至油墨，油墨不能被加热至所需的温度。

发明内容

本发明要解决的课题，在于提供一种将加热器发出的热容易地传递至油墨的油墨循环装置及打印机。

本实施方式的油墨循环装置具有压力室、压电振动板、阀体、加热器及连接部。压力室形成有油墨流动的至少两个流通孔。压电振动板构成所述压力室的壁部的一部分，通过驱动使所述压力室的内部容积增减。阀体使所述至少两个流通孔中的至少一个开闭。加热器层叠在所述压电振动板上。连接部使所述压力室连接至喷墨头。

附图说明

图1是简要示出实施方式的打印机的正视图。

图2是实施方式的打印机的喷墨单元的立体图。

图3是实施方式的喷墨单元的框图。

图4是实施方式的喷墨单元的油墨循环装置的截面图。

图5是对实施方式的油墨循环装置的循环用执行器单元进行分解的立体图。

图6是示出实施例及比较例的油墨循环装置中，喷墨头内温度传感器所检测的温度对时间的变化的图。

符号说明

1、打印机 8、输送部

16、喷墨头 17、油墨循环装置

25a、25b、流通孔 25c、循环用压力室(压力室)

39A、39B、阀体 40、连接部

42A、压电振动板 44A、加热器

46A、加热器温度传感器(温度传感器) 48、油墨循环用泵

I、油墨 S、记录介质。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式的油墨循环装置及打印机进行说明。

如图1所示，本实施方式的打印机1在箱体2内设置有：输送台3、托架4、维护单元5。

输送台3被设置在箱体2内的输送用导轨6可滑动地保持。输送用导轨6在大致水平方向以直线形延伸。输送台3通过未图示出的马达在沿着输送用导轨6的方向上被移动操作。此外，对输送台3安装用于吸附并固定输送台3上的散张纸等片材状的记录介质S的负压发生装置。由这些输送台3、输送用导轨6、马达、以及负压发生装置7构成向后述的喷墨头16输送记录介质S的输送部8。

此外，记录介质S不仅限于纸张，也可以是树脂及金属的薄膜、木材的板等。

托架4可滑动地被设置在箱体2内的未图示出的扫描用导轨保持。扫描用导轨在与输送用导轨6垂直的大致水平方向上以直线状延伸。托架4通过被未图示出的马达驱动的输送带9，在沿着扫描用导轨的方向上被移动操作。

在托架4上安装有沿托架4的扫描方向排列的多个喷墨单元15。

如图1至图3所示，喷墨单元15具备：向记录介质S喷射油墨I的喷墨头16、在喷墨头16的上部侧连接至喷墨头16的本实施方式的油墨循环装置17、控制喷墨头16及油墨循环装置17的单元控制部(控制部)18。

托架4上安装喷墨单元15，其数量对应于对记录介质S喷射的油墨I的种类。从各个喷墨单元15喷射的油墨I，除了青色、品红色、黄色、黑色、白色等颜色不同的油墨以外，还可以使用透明光泽油墨、以及照射了红外线或紫外线后会生色的特殊油墨等。

在各个喷墨单元15的油墨循环装置17上连接有图中没有示出的墨盒。这些墨盒设置在箱体2内。各个喷墨单元15的油墨循环装置17与墨盒通过具有可挠性的连接管(图中没有示出)连接。

多个喷墨单元15汇集设置在托架4上，与托架4一起沿扫描用导轨移动。

在多个喷墨单元15与托架4一起返回不从喷墨头16进行油墨I的喷射的待机位置后，维护单元5覆盖各个喷墨头16的油墨I的喷射部，防止油墨I的蒸发。并且，维护单元5在多个喷墨单元15返回待机位置后，会适当地清扫喷墨头16与记录介质S的接触部。

马达、负压发生装置7、维护单元5、各个喷墨单元15连接至主控制部10，被主控制部10控制。

各个喷墨单元15的喷墨头16具备：对记录介质S喷射油墨I的图中没有示出的喷嘴部、面对各个喷嘴部设置的图中没有示出的执行器。执行器由例如使用压电陶瓷的压电振动板等构成。如果对执行器输入信号，执行器会提高油墨I的压力，油墨I从各个喷嘴部喷射出。记录介质S通过该被喷射出的油墨I被印刷。

如图2及图4所示，各个喷墨单元15的油墨循环装置17具备：盒体21、安装在盒体21上的循环用执行器单元36A及供给用执行器单元36B、阀体38A、38B、39A、39B、以及连接部40。

盒体21通过例如对铝进行模铸(压铸)而形成。在盒体21中形成有：内部空间即供给油墨室22、回收油墨室23、供给泵容纳室24、循环泵容纳室25、油墨室26、连通道27、补给道28、以及流入口29。

如图3及图4所示，供给油墨室22内安装有用于检测供给油墨室22内的油墨I的液面的公知的液面传感器31B。在回收油墨室23内安装有用于检测回收油墨室23内的油墨I的液面的公知的液面传感器31A。液面传感器31A、31B连接至单元控制部18，向单元控制部18发送油墨I的液面的检测结果。

虽然图中没有示出，但供给油墨室22的油墨I的液面的上部，和回收油墨室23的油墨I的液面的上部分别形成空气室。盒体21上安装有图2所示的压力传感器32及压力调整部33。压力传感器32与上述各空气室连通，检测两个油墨室22、23的压力。

压力调整部33基于压力传感器32的检测结果调整盒体21内部的压力，以适当保持喷墨头16的各个喷嘴部的面压。

如图4所示，供给油墨室22与连通道27连通。补给道28的一端部成为设置在盒体21的外面的补给口28a的管道，向盒体21的外部开口。该补给口28a通过连接管与上述的墨盒连接。

补给道28和供给泵容纳室24通过贯通了隔开补给道28与供给泵容纳室24的壁部的流通孔24a而连通。在该壁部安装有公知的逆止阀即阀体38A。阀体38A通过开闭流通孔24a，允许油墨I的通过流通孔24a从补给道28向供给泵容纳室24的流动，限制油墨I的从供给泵容纳室24向补给道28的流动。

供给泵容纳室24和油墨室26通过贯通了隔开供给泵容纳室24与油墨室26的壁部的流通孔24b而连通。在该壁部安装有阀体38B。阀体38B通过开闭流通孔24b，允许油墨I的通过流通孔24b从供给泵容纳室24向油墨室26的流动，限制油墨I的从油墨室26向供给泵容纳室24的流动。

油墨室26与连通道27通过过滤器30连通。回收油墨室23与流入口29连通。

流入口29与循环泵容纳室25通过贯通了隔开流入口29和循环泵容纳室25的壁部的流通孔25a而连通。在该壁部安装有阀体39A。阀体39A通过开闭流通孔25a，允许油墨I的通过流通孔25a从流入口29向循环泵容纳室25的流动，限制油墨I的从循环泵容纳室25向流入口29的流动。

循环泵容纳室25与油墨室26通过贯通了隔开循环泵容纳室25和油墨室26的壁部的流通孔25b而连通。在该壁部安装有阀体39B。阀体39B通过开闭流通孔25b，允许油墨I的通过流通孔25b的从循环泵容纳室25向油墨室26的流动，限制油墨I的从油墨室26向循环泵容纳室25的流动。

在本实施方式，循环用执行器单元36A和供给用执行器单元36B的构成，除了供给用执行器单元36B不具备后述的加热器44A及加热器温度传感器46A以外，其它均相同。因此，对循环用执行器单元36A的构成，是对数字添加英文大写字母“A”，而对供给用执行器单元36B中与循环用执行器单元36A对应的构成，是对与循环用执行器单元36A相同的数字添加英文大写字母“B”来表示。由此，可以省略重复的说明。例如，图3所示的压电振动板42A和压电振动板42B是相同的构成。

如图5所示，循环用执行器单元36A由接液片材41A、压电振动板42A、绝缘片材43A、加热器44A、绝缘片材45A、加热器温度传感器(温度传感器)46A按照该顺序层叠，同时形成互相粘接的层叠构造。

接液片材41A是与后述的循环用压力室25c内的油墨I接液的树脂制的片材。形成接液片材41A的材料，可使用难以发生起因于油墨I的溶剂的化学变化的PI(聚酰亚胺)等。

在该例中，接液片材41A、压电振动板42A、以及绝缘片材43A、45A被形成为圆板状。

压电振动板42A是由金属板42aA和压电陶瓷42bA构成的单晶片型的压电振动板。形成金属板42aA的材料例如是黄铜。形成压电陶瓷42bA的材料例如是PZT(锆钛酸铅)。压电陶瓷42bA中，在其上下表面施加有Ni/Au镀电极，通过极化处理而具有压电性。

在金属板42aA及压电陶瓷42bA上，振动板用导线42cA的端部分别通过焊接部42dA等连接。

振动板用导线42cA是用于对压电振动板42A施加在单元控制部18的后述的泵驱动电路57A所生成的交流电压的线缆。

加热器44A是在形成为蛇腹状的加热器主体44aA的两个端部分别连接加热器用导线44bA而构成。加热器主体44aA是由不锈钢及镍铬电热丝等电热丝形成的，电阻的值为数Ω(欧姆)至数千Ω的电阻器。在本例中，加热器主体44aA是形成为蛇腹形，但只要是能够使设置在一定面积内的加热器主体44aA的长度变长的形状，则加热器主体44aA的形状不受特别限定。加热器主体44aA除了蛇腹形以外，还可以形成为螺旋形。

加热器主体44aA被从单元控制部18施加电压后，会发热。所产生的热通过绝缘片材43A、压电振动板42A、以及接液片材41A，使循环用压力室25c内的油墨I升温。

优选加热器44A的加热器用导线44bA和压电振动板42A的振动板用导线42cA设置在压电振动板42A的圆周方向的不同的方向上。通过如此地构成，能够抑制加热器44A接触焊接部42dA。

在本实施方式，加热器44A设置在绝缘片材43A和绝缘片材45A之间。

绝缘片材43A、45A是为夹住加热器44A而遮盖的覆盖物。绝缘片材43A、45A由PI片材等形成。绝缘片材43A、45A上形成有用于躲避焊接部42dA的切口43aA、45aA。通过在切口43aA、45aA内设置焊接部42dA，能够抑制作为整体循环用执行器单元36A的厚度。

可以在加热器温度传感器46A中适当地使用热敏电阻。加热器温度传感器46A通过绝缘片材43A、45A及加热器44A层叠在压电振动板42A上。

加热器温度传感器46A连接至单元控制部18，向单元控制部18发送所检测的加热器44A的温度。

为使接液片材41A及压电振动板42A等互相粘接，可以使用环氧系及硅系的粘接剂，或使用粘接胶带。

如此构成的循环用执行器单元36A形成整体厚度为500至1000μm(微米)的薄板状。因此，能够少损失地将加热器44A所产生的热传递给油墨I。

该循环用执行器单元36A的厚度变得比盒体21的壁部的厚度薄得多。

如图4所示，循环用执行器单元36A被安装成能够在循环泵容纳室25内在循环用执行器单元36A的厚度方向的两侧移动。循环用压力室(压力室)25c由循环泵容纳室25中比循环用执行器单元36A更靠近流通孔25a、25b侧的空间、包围该空间的盒体21的壁部、以及循环用执行器单元36A构成。

也就是说，在循环用压力室25c上，如后述那样，形成有油墨I可流动的两个流通孔25a、25b。循环用执行器单元36A的压电振动板42A构成循环用压力室25c的壁部的一部分。具有循环用压力室25c及阀体39A、39B，构成了在油墨循环装置17及喷墨头16内使油墨I循环的油墨循环用泵48。

通过压电振动板42A的驱动，循环用执行器单元36A在厚度方向移动，循环用压力室25c的内部容积会增减。

同样地，供给用执行器单元36B被安装成能够在供给泵容纳室24内在供给用执行器单元36B的厚度方向的两侧移动。供给用压力室24c由供给泵容纳室24中比供给用执行器单元36B更靠近流通孔24a、24b侧的空间、包围该空间的盒体21的壁部、以及供给用执行器单元36B构成。

也就是说，在供给用压力室24c上，如后述那样，形成有油墨I可流动的两个流通孔24a、24b。供给用执行器单元36B的压电振动板42B构成供给用压力室24c的壁部的一部分。由供给用压力室24c及阀体38A、38B构成了从外部对油墨循环装置17供给油墨I的油墨供给用泵49。

通过压电振动板42B的驱动，供给用执行器单元36B在厚度方向移动，供给用压力室24c的内部容积会增减。

另外，假设在循环用压力室25c形成两个流通孔25a、25b，但在循环用压力室25c上形成的流通孔的数目不受特别限定，也可以是3个以上。对于供给用压力室24c也是同样。

喷墨单元15也可以不具备阀体38B、39B。因为即使如此构成，也能够使油墨I只向一个方向流动。

如图2所示，连接部40具有油墨供给管52及油墨返回管53。油墨供给管52的一个端部连通至盒体21的供给油墨室22，油墨供给管52的另一个端部连通至喷墨头16的各个喷嘴部。

另一方面，油墨返回管53的一个端部连通至喷墨头16的各个喷嘴部，油墨返回管53的另一个端部连通至盒体21的回收油墨室23。油墨返回管53通过流入口29及回收油墨室23，使循环用压力室25c连接至喷墨头16。

如图3所示，单元控制部18具有微型计算机56、泵驱动电路57A、57B、加热器驱动电路58、AD转换器59、60。单元控制部18通过例如螺钉等安装在油墨循环装置17的外面。

此外，对于上述的压力传感器32、以及控制单元控制部18的喷墨头16的执行器等的部分，在图3没有记载，并省略说明。单元控制部18是油墨循环装置17专用的控制部，也可以分别具备控制喷墨头16的控制部与单元控制部18。

微型计算机56具有图中没有示出的运算电路及存储器等。存储器中存储有微型计算机56的控制程序、压电振动板42A的居里温度。压电振动板42A的居里温度例如是200℃至300℃。

泵驱动电路57A、57B是生成规定的交流电压的电路。泵驱动电路57A连接至压电振动板42A，控制压电振动板42A。泵驱动电路57B连接至压电振动板42B，控制压电振动板42B。

加热器驱动电路58产生例如大小不同的各种电压波形，对加热器44A施加电压。加热器驱动电路58控制加热器44A。

AD转换器59将从加热器温度传感器46A发送的模拟波形所产生的电压信号转换成数字波形，并向微型计算机56发送。AD转换器60将从液面传感器31A、31B发送的模拟波形所产生的电压信号转换成数字波形，并向微型计算机56发送。

微型计算机56基于从AD转换器59发送的加热器44A的温度的检测结果，控制加热器驱动电路58，使得加热器温度传感器46A检测的温度为压电振动板42A的居里温度的一半值以下。

通过这样的控制，能够使得压电振动板42A不失去压电性。

另外，在本实施方式，控制为使得加热器温度传感器46A检测的温度为压电振动板42A的居里温度的一半值以下，但也可以控制为使得加热器温度传感器46A检测的温度不足压电振动板42A的居里温度。

接下来，对如上所述构成的打印机1的喷墨单元15的作用进行说明。

微型计算机56通过泵驱动电路57A稳定地驱动油墨循环用泵48的压电振动板42A，同时，定期读入由加热器温度传感器46A检测后由AD转换器59转换的温度的检测结果。然后，控制加热器驱动电路58，对加热器44A施加电压，以加热器温度传感器46A检测的加热器44A的温度成为压电振动板42A的居里温度的一半值以下的方式，对加热器44A施加电压。

在压电振动板42A的居里温度为200℃至300℃的情况下，进行控制，使得加热器温度传感器46A检测的加热器44A的温度为居里温度的一半值以下，即100℃至150℃。其中，例如，控制为使得加热器温度传感器46A检测的温度为45℃。

加热器44A层叠在压电振动板42A上，因此加热器44A所发出的热容易传递至循环用压力室25c内的油墨I。此外，通过使得加热器44A的温度达到压电振动板42A的居里温度的一半值以下，可以抑制压电振动板42A的压电性受破坏。

如图4所示，循环用压力室25c内的油墨I如箭头A1所示那样，被从流通孔25a吸引，从流通孔25b喷射出。

从流通孔25b喷射出的油墨I经由油墨室26通过了过滤器30之后，经由连通道27流入供给油墨室22中。油墨I中含有的垃圾和气泡会被过滤器30拦下。

如果供给油墨室22内的油墨I的压力变高，该油墨I即通过油墨供给管52流入喷墨头16。微型计算机56适当地控制喷墨头16的执行器，使油墨I从各个喷嘴部喷射，在记录介质S上印刷。

没有从各个喷嘴部喷射出而从喷墨头16经过油墨返回管53返回的油墨I流入回收油墨室23。回收油墨室23内的油墨I经由流入口29，从流通孔25a被吸引至循环用压力室25c中。

如此地，油墨I通过油墨循环用泵48，在油墨循环装置17及喷墨头16内循环，流动。微型计算机56在使压电振动板42A驱动，且油墨I在油墨循环装置17及喷墨头16中循环时，对加热器44A施加电压。因此，油墨I不会被局部加热，而是油墨I整体被加热，因而油墨I难以被破坏。此外，这里所谓的油墨的破坏，是指油墨发生变质、劣化、分离、凝集等。

另一方面，如果喷墨单元15内的油墨I减少，则通过例如液面传感器31A、31B检测油墨I减少的情况，并向单元控制部18发送检测结果。

微型计算机56通过泵驱动电路57B驱动油墨供给用泵49的压电振动板42B。供给用压力室24c内的油墨I如箭头A2所示那样，被从流通孔24a吸引，从流通孔24b喷射出。

通过使得油墨I从流通孔24a被吸引，油墨I经由连接管及补给道28从墨盒供给供给用压力室24c。

另一方面，从流通孔24b喷射的油墨I经由油墨室26通过了过滤器30之后，经由连通道27流入供给油墨室22中。然后，与箭头A1所示的油墨I汇合。

通过这种方式，利用油墨供给用泵49，从外部的墨盒向油墨循环装置17内供应油墨I。

喷墨单元15内的油墨I达到一定量以上后，通过液面传感器31A、31B检测到油墨I的量已达到一定量的情况，并向单元控制部18发送。

微型计算机56通过泵驱动电路57B使油墨供给用泵49的压电振动板42B的驱动停止。

其中，利用图6，在实施例及比较例的喷墨单元，示出对于横轴所表示的时间，纵轴所表示的喷墨头内的温度传感器所检测的温度的变化。相对于实施例的喷墨单元，比较例的喷墨单元不具备加热器温度传感器46A，且不是将加热器44A安装在油墨循环用泵48内，而是安装在盒体21的下部的外面。

虽然图中没有示出，但喷墨头16内具有使油墨I流进内部的薄的管道。在该管道的外面安装有温度传感器。每一个单位时给予实施例及比较例的喷墨单元的加热器相同的发热量，对喷墨头16的温度传感器所检测的温度进行了比较。

实施例的实验结果采用实线的曲线L1表示。比较例的实验结果采用虚线的曲线L2表示。可以发现：在比较例的喷墨单元，安装有加热器的盒体21的壁部的厚度比较厚，难以传递热，且散热损失大，因此，相对于时间推移，温度传感器所检测的温度难以上升。

与此相反，证实了由于安装有实施例的喷墨单元的循环用执行器单元36A的厚度比较薄，且在油墨I的非常近处加热，散热损失小，因此，相对于时间推移，温度传感器检测的温度容易上升。

如上所述，根据本实施方式的油墨循环装置17及打印机1，由于加热器44A层叠在压电振动板42A，因此，能够使加热器44A发出的热容易传递至循环用压力室25c内的油墨I。

由于在压电振动板42A驱动，油墨I在流动中时，加热器44A被施加电压，因此，能够使油墨I不被局部加热，从而油墨I难以受破坏。

通过对加热器44A施加电压，使得加热器温度传感器46A检测的温度为压电振动板42A的居里温度的一半值以下，能够抑制压电振动板42A的压电性受破坏。

由于具备加热器44A的油墨循环用泵48稳定地输送油墨I，因此，能够在不破坏喷墨单元15内的油墨I的情况下，利用加热器44A有效地加热。

另外，在本实施方式，也可以将加热器44A设置在接液片材41A和压电振动板42A之间。即、可以将加热器44A设置在离希望利用加热器44A加热的油墨I更近的地方。通过如此地构成，使得将加热器44A发出的热传递给油墨I变得容易。

油墨循环用泵48具备加热器44A，但除了油墨循环用泵48以外，油墨供给用泵49也可以具备加热器。

在加热器44A被使用绝缘材料涂层后，循环用执行器单元36A也可以具备绝缘片材43A、45A。

根据以上说明的至少一个实施方式，通过具有层叠在压电振动板42A上的加热器44A，能够容易地将加热器44A发出的热传递至油墨I。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (10)

1.一种油墨循环装置，其特征在于，具备：

压力室，其形成有油墨流过的至少两个流通孔；

压电振动板，其构成所述压力室的壁壁部的一部分，通过驱动使所述压力室的内部容积增减；

阀体，使所述至少两个流通孔的至少一个开闭；

加热器，层叠在所述压电振动板上；以及

连接部，把所述压力室连接至喷墨头。

2.根据权利要求1所述的油墨循环装置，其特征在于，

在所述压电振动板驱动，所述油墨流动着时，对所述加热器施加电压。

3.根据权利要求1或2所述的油墨循环装置，其特征在于，

具备检测所述加热器的温度的温度传感器，

以所述温度传感器检测的温度不足所述压电振动板的居里温度的方式对所述加热器施加电压。

4.根据权利要求1或2所述的油墨循环装置，其特征在于，

具有所述压力室及所述阀体，构成在所述油墨循环装置及喷墨头内使所述油墨循环的油墨循环用泵。

5.一种打印机，具备：

权利要求1至4中任一项所述的油墨循环装置；以及

将利用所述油墨印刷的记录介质输送至喷墨头的输送部。

6.一种油墨循环方法，其特征在于，具备：

驱动构成压力室的壁部的一部分的压电振动板，使所述压力室的内部容积增减；

通过阀体开闭形成于压力室的用于油墨流过的至少两个流通孔的至少一个；以及

通过层叠在所述压电振动板上的加热器加热；

其中，所述压力室通过连接部连接至喷墨头。

7.根据权利要求6所述的油墨循环方法，其特征在于，

在所述压电振动板驱动，所述油墨流动着时，对所述加热器施加电压。

8.根据权利要求6或7所述的油墨循环方法，其特征在于，

以检测所述加热器的温度的温度传感器检测的温度不足所述压电振动板的居里温度的方式对所述加热器施加电压。

9.根据权利要求6或7所述的油墨循环方法，其特征在于，

具有所述压力室及所述阀体，构成在油墨循环装置及喷墨头内使所述油墨循环的油墨循环用泵。

10.一种打印方法，具备：

通过输送部将利用所述油墨印刷的记录介质输送至喷墨头；以及

利用通过权利要求6至9中任一项所述的油墨循环方法循环的油墨对所述记录介质进行印刷。