CN110001203A - 隔膜泵、液体循环组件及液体喷出装置 - Google Patents

隔膜泵、液体循环组件及液体喷出装置 Download PDF

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Abstract

一种隔膜泵、液体循环组件及液体喷出装置，能够减少脉动。隔膜泵具备：主液室；主致动器，使所述主液室的容积能够变化；副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；副致动器，使所述副液室的容积能够变化；第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制。

Description

隔膜泵、液体循环组件及液体喷出装置
技术领域
本发明涉及一种隔膜泵、液体循环组件及液体喷出装置。
背景技术
以往以来，作为液体喷出装置，已知有能够防止墨的变质以及着色材料的沉淀从而能够使墨的喷出稳定性提高的具有墨循环式喷墨头的喷墨记录装置。喷墨记录装置具备如下墨供应循环组件：通过向喷墨头供应墨罐的墨，并且使供应到喷墨头的墨在喷嘴附近不滞留就向墨罐返回，从而使墨在循环回路中循环。
为了向喷墨头供应墨罐的墨，墨供应循环组件例如使用将由压电体、橡胶、热塑性树脂或特氟隆(注册商标)等形成的隔膜的往复运动与树脂材料的单向阀组合而移送流体的隔膜泵。
隔膜泵为通过隔膜的往复运动移送液体的构成，因此交替进行液体的抽吸与喷出并使液体间歇流动，所以产生脉动。担心该脉动扰乱用于形成喷墨头的喷嘴的弯月面的负压，成为产生从喷嘴喷出的墨滴紊乱的重要因素。
发明内容
发明将要解决的课题
本发明要解决的目的在于提供一种能够减少脉动的隔膜泵、液体循环组件及液体喷出装置。
用于解决课题的手段
本发明提供一种隔膜泵，其特征在于，具备：主液室；主致动器，使所述主液室的容积能够变化；副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；副致动器，使所述副液室的容积能够变化；第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制。
本发明提供一种液体循环组件，其特征在于，具备：墨罐；喷墨头，一次侧和二次侧连接于所述墨罐；以及隔膜泵，所述隔膜泵具备：主液室；主致动器，使所述主液室的容积能够变化；副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；副致动器，使所述副液室的容积能够变化；第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制，所述隔膜泵设于所述墨罐的二次侧与所述喷墨头的一次侧之间和所述墨罐的一次侧与所述喷墨头的二次侧之间的至少一方。
本发明提供一种液体喷出装置，其特征在于，具备：墨罐；喷墨头，一次侧和二次侧连接于所述墨罐；隔膜泵，所述隔膜泵具备：主液室；主致动器，使所述主液室的容积能够变化；副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；副致动器，使所述副液室的容积能够变化；第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制，所述隔膜泵设于所述墨罐的二次侧与所述喷墨头的一次侧之间和所述墨罐的一次侧与所述喷墨头的二次侧之间的至少一方；以及驱动装置，驱动所述喷墨头。
附图说明
图1是表示一实施方式的隔膜泵的构成的俯视图。
图2是表示该隔膜泵的构成的仰视图。
图3是表示该隔膜泵的构成的剖面图。
图4是表示该隔膜泵的构成且是一使用例子的剖面图。
图5是表示液体流入该隔膜泵的主液室的流量与时间的关系的说明图。
图6是表示液体从该隔膜泵的主液室流出的流量与时间的关系的说明图。
图7是表示液体流入该隔膜泵的第一副液室的流量与时间的关系的说明图。
图8是表示液体从该隔膜泵的第二副液室流出的流量与时间的关系的说明图。
图9是表示该隔膜泵的脉动减少动作时的平均流量的说明图。
图10是表示该实施方式的喷墨记录装置的液体循环组件的构成的说明图。
图11是表示该喷墨记录装置的液体喷头的构成的剖面图。
图12是表示该喷墨记录装置的构成的侧视图。
图13是表示该喷墨记录装置的构成的框图。
图14是表示其他实施方式的隔膜泵的构成的剖面图。
图15是表示其他实施方式的隔膜泵的构成的剖面图。
附图标记说明
1…喷墨记录装置，10…液体循环组件，11…头支承机构，11a…滑架，12…介质支承机构，13…主控制部，14…接口部，20…液体喷头，20a…供应口，20b…回收口，21…喷嘴板，21a…喷嘴孔，22…基板，23…歧管，24…致动器，24a…压电元件，24b…振动板，25…压力室，28…墨流路，30…循环装置，31…第一罐，31a…第一液位传感器，32…第二罐，32a…第一压力传感器，32b…第二液位传感器，33…第三罐，33a…第二压力传感器，33b…第三液位传感器，34…第一泵，34a…第一入口传感器，34b…第一出口传感器，35…第二泵，35a…第二入口传感器，35b…第二出口传感器，36…循环路径，36a…供应流路，36b…回收流路，38…过滤器，41…补给部，51…墨盒，52…补给路径，53…补给泵，80…组件控制部，80a…控制基板，81…处理器，82…存储器，83…AD转换部，84…驱动电路，91…处理器，92…存储器，94…驱动电路，95…AD转换部，100…隔膜泵，100A…隔膜泵，100B…隔膜泵，101…主泵，102…副泵，103…控制部，105…第一副泵，106…第二副泵，107…壳体，107a…第一壳体，107b…第二壳体，111…主液室，111a…开口，112…主致动器，112a…金属板，112b…压电陶瓷，112c…电极，112d…布线，113…第一连通孔，114…第一单向阀，114a…第一阀室，114b…第一阀芯，115…第二连通孔，116…第二单向阀，116a…第二阀室，116b…第二阀芯，121…第一副液室(抽吸室)，121a…开口，122…第一副致动器，122a…金属板，122b…压电陶瓷，122c…电极，122d…布线，123…抽入部，131…第二副液室(送液室)，131a…开口，132…第二副致动器，132a…金属板，132b…压电陶瓷，132c…电极，132d…布线，133…喷出部。
具体实施方式
以下，使用图1至图13，对一实施方式的隔膜泵100以及使用了隔膜泵100的喷墨记录装置1进行说明。
(隔膜泵100)
隔膜泵100具备主泵101、设于主泵101的一次侧和二次侧中至少一方的副泵102以及控制主泵101和副泵102的控制部103。
隔膜泵100是输送墨、医药品、分析用试剂等各种液体的通用压电泵。在本实施方式中，对隔膜泵100作为液体输送墨这一构成进行说明。另外，说明隔膜泵100搭载于作为液体喷出装置的喷墨记录装置1这一构成。
在本实施方式中，对隔膜泵100在主泵101的一次侧以及二次侧具备副泵102这一构成进行说明。以下，将主泵101的一次侧的副泵102作为第一副泵105、将主泵101的二次侧的副泵102作为第二副泵106来进行说明。
如图1至图4所示，主泵101具备主液室111、主致动器112、第一连通孔113、第一单向阀114、第二连通孔115以及第二单向阀116。
主液室111例如在内部具有轴向比径向小的圆柱状的空间，并且在轴向端部具有供主设置致动器112的开口111a。主液室111在与开口111a相对的轴向端面配置分别与主液室111的一次侧以及二次侧连续的第一连通孔113以及第二连通孔115。
主致动器112封堵主液室111的开口111a，构成主液室111的内部空间。主致动器112与主液室111一起向使主液室111的内部空间的容积减少以及增加的方向往复移动。
主致动器112例如是圆盘状的压电体。作为具体例，主致动器112具备金属板112a、固定于金属板112a上的压电陶瓷112b以及设于压电陶瓷112b上的电极112c。主致动器112例如在主致动器112的工作电压为AC1mV～AC200V、频率为1mHz～200Hz的范围内工作。
金属板112a例如是用不锈钢材料形成为直径30mm以及厚度0.2mm的圆板。为了防止与墨直接接触，金属板112a的主液室111侧的面在表面具有树脂材料的涂膜层。金属板112a经由布线112d连接于控制部103。
另外，金属板112a并不限定于不锈钢材料，例如也可以是使用镍、黄铜、金、银、铜等材料的构成。
压电陶瓷112b是用PZT(锆钛酸铅)形成为直径25mm以及厚度0.4mm的圆板。压电陶瓷112b通过粘接剂等固定于金属板112a的外表面即与主液室111侧的面相对的面。压电陶瓷112b在厚度方向上极化，若在厚度方向上施加电场，则在面方向上伸缩并使主液室111扩张或者收缩。即，通过在厚度方向上施加交流电压而压电陶瓷112b在面方向上伸缩，利用压电陶瓷112b的变形使金属板112a变形，进而使主液室111的容积增减。
电极112c由涂覆在压电陶瓷112b上的银膏构成。电极112c经由布线112d连接于控制部103。
第一连通孔113使主液室111与第一副泵105流体性连接。
第一单向阀114设于第一连通孔113的中途部。第一单向阀114防止墨从主液室111向作为一次侧的第一副泵105逆流。作为具体例，第一单向阀114具备设于第一连通孔113的第一阀室114a和收容于第一阀室114a内的第一阀芯114b。第一阀室114a将第一阀芯114b以能够在一个方向上往复移动的方式收容。
第一阀室114a具有在第一阀芯114b朝向第一连通孔113的一次侧移动时与第一阀芯114b抵接从而将第一连通孔113封堵的座面。另外，第一阀室114a具有在第一阀芯114b朝向第一连通孔113的二次侧移动时与第一阀芯114b抵接并且构成供墨流动的流路的支承面。例如，支承面具有一部分与第一连通孔113连通的凹部，并且具有从第一阀室114a与该凹部连通的孔部。第一阀芯114b在与第一阀室114a的座面抵接时将第一连通孔113封堵。
第一阀芯114b由对输送的液体具有耐液性的材料构成。在本实施方式中，第一阀芯114b例如由聚酰亚胺材料形成。这是因为，聚酰亚胺材料对由喷墨记录装置1喷出的水性墨、油性墨、挥发性溶剂墨、UV墨等各种墨材料具有耐液性。另外，第一阀芯114b也能够取代聚酰亚胺而使用耐墨性较强的树脂、金属，例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、超高分子量PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)、PFA(四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物)，FEP(四氟乙烯·六氟丙烯共聚物)、ETFE(四氟乙烯·乙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、铝、不锈钢、镍等各种材料。
第一阀芯114b例如形成为几μm～1mm左右的厚度。例如，第一阀芯114b由杨氏模量为4×109Pa的聚酰亚胺材料形成，外形形成为厚度0.03mm、宽度9mm的正方形。第一阀芯114b利用液体的流动沿该流动的方向在第一阀室114a中平移。
第二连通孔115将主液室111与第二副泵106流体性连接。
第二单向阀116设于第二连通孔115的中途部。第二单向阀116防止墨从第二副泵106向作为一次侧的主液室111逆流。作为具体例，第二单向阀116具备设于第二连通孔115的第二阀室116a和收容于第二阀室116a内的第二阀芯116b。第二阀室116a将第二阀芯116b以能够在一个方向上往复移动的方式收容。
第二阀室116a具有在第二阀芯116b朝向第二连通孔115的一次侧移动时与第二阀芯116b抵接从而将第二连通孔115封堵的座面。另外，第二阀室116a具有在第二阀芯116b朝向第二连通孔115的二次侧移动时与第二阀芯116b抵接并且构成供墨流动的流路的支承面。例如，支承面具有一部分与第二连通孔115连通的凹部，并且具有从第二阀室116a与该凹部连通的孔部。第二阀芯116b在与第二阀室116a的座面抵接时将第二连通孔115封堵。
第二阀芯116b由对输送的液体具有耐液性的材料构成。在本实施方式中，第二阀芯116b由与第一阀芯114b相同的材料以及形状形成。另外，第一阀芯114b以及第二阀芯116b并不限定于形成为相同的材料以及形状，能够从上述的树脂和金属中选择而适当利用。
第一副泵105具备第一副液室121、第一副致动器122以及设于第一副液室121的抽入部123。
第一副液室121设于主液室111的一次侧。第一副液室121例如在内部具有轴向比径向小的圆柱状的空间，并且在轴向的端部具有供设置第一副致动器122的开口121a。第一副液室121在与开口121a相对的轴向端面配置第一连通孔113，并且在外周面的一部分配置抽入部123。
第一副致动器122例如是圆盘状的压电体。第一副致动器122将第一副液室121的开口121a封堵，与第一副液室121一起构成第一副液室121的内部空间。第一副致动器122向使第一副液室121的内部空间的容积减少和增加的方向往复移动。
第一副致动器122例如具有与主致动器112相同的构成。另外，第一副致动器122的外径形成为与主致动器112相同或者小一些。
作为具体例，第一副致动器122例如是圆盘状的压电体。第一副致动器122具备金属板122a、固定于金属板122a上的压电陶瓷122b以及设于压电陶瓷122b上的电极122c。
金属板122a例如是用不锈钢材料形成为直径30mm以及厚度0.2mm的圆板。为了防止与墨直接接触，金属板122a的第一副液室121侧的面在表面具有树脂材料的涂膜层。金属板122a经由布线122d连接于控制部103。
另外，金属板122a并不限定于不锈钢材料，例如也可以是使用镍、黄铜、金、银、铜等材料的构成。
压电陶瓷122b是用PZT(锆钛酸铅)形成为直径25mm以及厚度0.4mm的圆板。压电陶瓷122b通过粘接剂等固定于金属板122a的外表面、即与第一副液室121侧的面相对的面。压电陶瓷122b在厚度方向上极化，若在厚度方向上施加电场，则在面方向上伸缩并使第一副液室121扩张或者收缩。即，通过在厚度方向上施加交流电压，压电陶瓷122b在面方向上伸缩，利用压电陶瓷122b的变形使金属板122a变形，进而使第一副液室121的容积增减。
电极122c由涂覆在压电陶瓷122b上的银膏构成。电极122c经由布线122d连接于控制部103。
第二副泵106具备第二副液室131、第二副致动器132以及设于第二副液室131的喷出部133。
第二副液室131设于主液室111的二次侧。第二副液室131例如在内部具有轴向比径向小的圆柱状的空间，并且在轴向端部具有供设置第二副致动器132的开口131a。第二副液室131在与开口131a相对的轴向端面配置第二连通孔115，并且在外周面的一部分配置喷出部133。
第二副致动器132例如是圆盘状的压电体。第二副致动器132将第二副液室131的开口131a封堵，与第二副液室131一起构成第二副液室131的内部空间。第二副致动器132向使第二副液室131的内部空间的容积减少和增加的方向往复移动。
第二副致动器132例如具有与第一副致动器122相同的构成。作为具体例，第二副致动器132例如是圆盘状的压电体。第二副致动器132具备金属板132a、固定于金属板132a上的压电陶瓷132b以及设于压电陶瓷132b上的电极132c。
金属板132a例如是用不锈钢材料形成为直径30mm以及厚度0.2mm的圆板。为了防止与墨直接接触，金属板132a的第二副液室131侧的面在表面具有树脂材料的涂膜层。金属板132a经由布线132d连接于控制部103。
另外，金属板132a并不限定于不锈钢材料，例如也可以是使用镍、黄铜、金、银、铜等材料的构成。
压电陶瓷132b是用PZT(锆钛酸铅)形成为直径25mm以及厚度0.4mm的圆板。压电陶瓷132b通过粘接剂等固定于金属板132a的外表面、即与第二副液室131侧的面相对的面。压电陶瓷132b在厚度方向上极化，若在厚度方向上施加电场，则在面方向上伸缩并使第二副液室131扩张或者收缩。即，通过在厚度方向上施加交流电压，压电陶瓷132b在面方向上伸缩，利用压电陶瓷132b的变形使金属板132a变形，进而使第二副液室131的容积增减。
电极132c由涂覆在压电陶瓷132b上的银膏构成。电极132c经由布线132d连接于控制部103。
另外，压电陶瓷112b、122b、132b并不限定于PZT，也可以是使用例如PTO(PbTiO3：钛酸铅)、PMNT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O3－PbTiO3)、PZNT(Pb(Zn1/3Nb2/3)O3－PbTiO3)、ZnO、AlN等构成。
控制部103例如连接于隔膜泵100所搭载的装置的驱动电路。控制部103控制隔膜泵100的驱动电路、其他驱动电路。控制部103将交流电压向作为压电体的主致动器112、第一副致动器122以及第二副致动器132供应。
控制部103以预定的间隔向主致动器112供应交流电压，从而使主致动器112工作，连续地使主液室111的容积增减。这样，利用控制部103控制主致动器112，从而使得墨从一次侧抽入主液室111内，然后向二次侧喷出。
另外，控制部103以预定的间隔向第一副致动器122以及第二副致动器132供应交流电压，从而使第一副致动器122以及第二副致动器132工作，连续地使第一副液室121以及第二副液室131的容积增减。另外，控制部103以相对于主致动器112的墨的抽入和喷出相反的相位或者从相反相位稍微错开相位的方式使第一副致动器122以及第二副致动器132驱动。
例如，控制部103以频率100Hz、电压100V的交流电压使主致动器112工作。另外，例如，控制部103以频率100Hz、电压100V或者80V的交流电压使第一副致动器122以及第二副致动器132工作。
例如，控制部103以频率100Hz且电压100V的交流电压使主致动器112工作。
这样构成的隔膜泵100例如通过将主致动器112、第一阀芯114b、第二阀芯116b、第一副致动器122以及第二副致动器132安装于壳体107而构成。
即，壳体107构成主液室111、第一连通孔113、第一阀室114a、第二连通孔115、第二阀室116a、第一副液室121、抽入部123、第二副液室131以及第二副液室131。壳体107例如由在将第一阀室114a以及第二阀室116a一分为二的位置被分割的两个壳体107a、107b构成，以能够将第一阀芯114b以及第二阀芯116b配置于第一阀室114a以及第二阀室116a。即，壳体107具备第一壳体107a以及第二壳体107b，通过将第一壳体107a以及第二壳体107b组合而构成。第一壳体107a以及第二壳体107b例如由PPS(聚苯硫醚)树脂形成。
第一壳体107a构成主液室111、第一连通孔113的将主液室111和第一阀室114a连通的部分、第一阀室114a的二次侧且形成凹部的部分、第二连通孔115的将主液室111和第二阀室116a连通的部分、以及第二阀室116a的一次侧且与凹部对置形成的部分。
第二壳体107b构成第一阀室114a的一次侧且与凹部对置形成的部分、第一连通孔113的将第一副液室121和第一阀室114连通的部分、第一副液室121、抽入部123、第二阀室116a的二次侧且形成凹部的部分、第二连通孔115的将第二副液室131和第二阀室116a连通的部分、第二副液室131、以及喷出部133。
接下来，使用图5至图9对这样构成的隔膜泵100的一工作例子进行说明。图5是将液体流入隔膜泵100的主液室111的流量与时间的关系和主致动器112在各时间下驱动的一个例子一起示出的说明图。图6是将液体从隔膜泵100的主液室111流出的流量与时间的关系和主致动器112在各时间下驱动的一个例子一起示出的说明图。图7是表示液体流入隔膜泵100的第一副液室121的流量与时间的关系的说明图。图8是表示液体从隔膜泵100的第二副液室131流出的流量与时间的关系的说明图。图9是表示隔膜泵100的脉动减少动作时的平均流量的说明图。另外，在以下的说明中，将各致动器112、122、132未驱动而处于待机位置时的各液室111、121、131的容积作为稳定容积来进行说明。
控制部103以预定的间隔对主致动器112、第一副致动器122以及第二副致动器132施加交流电压，驱动各致动器112、122、132。
首先，如图5所示，控制部103在T0～T1，以使主液室111的容积增加的方式驱动主致动器112。由此，主液室111内的容积增加，主液室111内的压力降低，因此在第一单向阀114的一次侧与二次侧的压力差下第一单向阀114打开，墨向主液室111内流入。另外，在第二单向阀116的一次侧与二次侧的压力差下第二单向阀116关闭，限制墨从主液室111向二次侧流出。
此时，控制部103将第一副致动器122向第一副液室121的容积从稳定容积减少的方向驱动，将存在于第一副液室121的墨送向主液室111。另外，控制部103同时将第二副致动器132向第二副液室131的容积从稳定容积减少的方向驱动。
接着，控制部103以如T1～T2那样增加的主液室111的容积成为稳定容积而且如T3那样主液室111的容积从稳定容积减少的方式驱动主致动器112。由此，主液室111内的容积减少，主液室111内的压力增加，因此在第一单向阀114的一次侧与二次侧的压力差下第一单向阀114关闭，限制墨向主液室111内流入。另外，在第二单向阀116的一次侧与二次侧的压力差下第二单向阀116打开，墨从主液室111向二次侧流出。
此时，控制部103将第一副致动器122向第一副液室121的容积从稳定容积增加的方向驱动，将存在于第一副液室121的墨送向主液室111。另外，控制部103同时将第二副致动器132向第二副液室131的容积从稳定容积增加的方向驱动。
接着，控制部103以如T3T4那样减少的主液室111的容积成为稳定容积而且如T5所示那样主液室111的容积从稳定容积增加的方式驱动主致动器112。
此时，控制部103将第一副致动器122向第一副液室121的容积从稳定容积减少的方向驱动，将存在于第一副液室121的墨送向主液室111。另外，控制部103同时将第二副致动器132向第二副液室131的容积从稳定容积减少的方向驱动。
这样，控制部103以各液室111、121、131的容积增减的方式使各致动器112、122、132往复驱动，并且以各副致动器122、132相对于主致动器112相反的相位驱动的方式使各副致动器122、132往复驱动。这里，相对于主致动器112成为相反相位的各副致动器122、132的驱动是指，在将主致动器112向主液室111的容积增加的方向驱动时将副致动器122、132向副液室121、131的容积减少的方向驱动，在将主致动器112向主液室111的容积减少的方向驱动时将副致动器122、132向副液室121、131的容积增加的方向驱动。
如图5所示，这样构成的隔膜泵100利用第一副液室(抽吸室)121所具备的第一副致动器122向压缩第一副液室121的容积(容积减少)的方向动作，将相当于图5所示的A1的流量暂时存入第一副液室121。由此，隔膜泵100以墨不会一下子流入主液室111的方式进行调节，以将相当于图5所示的A1的流量挪用到A2的方式动作。结果，从抽入部123流入主泵101的墨的流量稳定，因此能够减少流入主液室111时的脉动。
关于该脉动减少的效果，以下具体说明。
当主泵101从抽入部123抽入墨时，隔膜泵100的主致动器112伸长，主液室111的容积扩张(容积增加)。若主液室111的容积扩张，则主液室111的内压降低，液体流入第一副液室(抽吸室)121。在流动液体的作用下，第一阀芯114b以及第二阀芯116b向主液室111侧移动。第一阀芯114b在第一阀室114a的支承面停留，墨从第一阀室114a经过第一连通孔113流入主液室111。此时，第二阀芯116b封堵第二连通孔115，因此墨不会向第二副液室(送液室)131流动。
另外，如图4所示，当主泵101从喷出部133排出墨时，隔膜泵100的主致动器112收缩，使主液室111的容积减少。若主液室111的容积减少，则主液室111的内压上升，墨从第二连通孔115流入第二副液室131。在墨的流动、压力差下，第一阀芯114b以及第二阀芯116b向各副液室121、131移动，第一阀芯114b封堵第一连通孔113，第二阀芯116b在支承面停留，墨经过第二阀室116a流入第二副液室131。
这样，通过在主致动器112的驱动下从抽入部123流入的墨经过主液室111从喷出部133排出这一系列动作，向一个方向输送墨。
在该墨输送中，如第一副泵105、第二副泵106不驱动或者未设置第一副泵105、第二副泵106的情况那样，仅仅是主致动器112单纯的往复动作的话，从抽入部123流入的墨与从喷出部133排出的墨分别产生图5以及图6所示那种的脉动。
即，如图3所示，当主泵101从抽入部123抽入墨时，若主致动器112伸长，主液室111的容积扩张，则主液室111的内压降低，导致墨一下子流入第一副液室121。然而，通过使第一副液室121所具备的第一副致动器122向使第一副液室121的容积减少的方向动作，将相当于A1的流量暂时存入第一副液室121，以使墨不会一下子流入主液室111的方式进行调节，从而以相当于图5所示的A1的流量挪用到A2的方式使墨流动，因此从抽入部123流入的墨的流量稳定。换句话说，使第一副液室121所具备的第一副致动器122以成为图7所示那种流量变化的方式进行动作。在进行该动作时，第二副致动器132向使第二副液室131的容积减少的方向进行动作，由此预先存入在第二副液室131的相当于B1的墨如图6中示出的B2那样流动，使得墨向喷出部133的流动不停止，从而使从喷出部133排出的墨流量稳定。
另外，如图4所示，当主泵101从喷出部133喷出墨时，隔膜泵100的主致动器112收缩，主液室111的容积减少。若主液室111的容积减少，则主液室111的内压增加，墨一下子流入第二副液室131，因此设于第二副液室131的第二副致动器132使第二副液室131的容积扩张(使容积增加)。由此，隔膜泵100在第二副液室131中存入相当于B1的流量，使墨不会一下子向喷出部133流出，墨如图6中示出的B2那样流动，从而使从喷出部133排出的墨流量稳定。
另外，此时，使第一副液室121所具备的第一副致动器122向第一副液室121的容积扩张(容积增加)的方向动作，以将相当于A1的流量挪用到图5所示的A2的方式使墨流动，以避免来自抽入部123的流动停止，从而使从抽入部123抽入的墨流量稳定。
如上述那样，隔膜泵100利用第一副泵105以及第二副泵106进行调节，以使从抽入部123抽入的墨流量、以及从喷出部133排出的墨流量稳定。结果，如图9所示，隔膜泵100的平均流量恒定，在隔膜泵100流动的墨脉动减少。
另外，这样，针对主致动器112的驱动带来的容积变化量、第一副液室121所具备的第一副致动器122的驱动带来的容积变化量以及第二副液室131所具备的第二副致动器132的驱动带来的容积变化量，预先调节各致动器112、122、132，以使墨流量稳定。
例如，以下示出第一副液室(抽吸室)121所具备的第一副致动器122以及第二副液室(送液室)131所具备的第二副致动器132的动作需要调节时的一调节例子。
例如，在隔膜泵100的入口(抽入部123)侧的压力比基准压力高时，控制部103判断为流入流量较少，即墨未灌满隔膜泵100的各液室111、121、131中。由此，控制部103调节为提前使第一副液室121的第一副致动器122扩张定时的方向错开相位。另外，在隔膜泵100的入口侧的压力比基准压力低时，控制部103判断为流入流量较多，即墨过多进入隔膜泵100的各液室111、121、131内。由此，控制部103调节为向将第一副液室121的第一副致动器122收缩的定时提前的方向错开相位。
另外，同样，在隔膜泵100的出口(喷出部133)侧的压力比基准压力高时，控制部103判断为送液流量多，即从主泵101过多排出墨。由此，控制部103调节为向将第二副液室131的第二副致动器132扩张定时提前方向错开相位。另外，同样，在隔膜泵100的出口侧的压力比基准压力低时，控制部103判断为送液流量少，即未从主泵101排出墨。由此，控制部103调节为向将第二副液室131的第二副致动器132收缩定时提前的方向错开相位。
如上述那样，根据本实施方式的隔膜泵100，能够减少脉动。
(喷墨记录装置1)
接下来，使用图10至图14，对具备这种隔膜泵100的喷墨记录装置1进行说明。图10是表示液体循环组件10的构成的说明图。图11是表示液体喷头的构成的说明图。图12是表示喷墨记录装置1的构成的侧视图。图13是表示组件控制部80的框图。另外，在各图中，为了说明，适当放大、缩小或者省略示出构成。
如图10至图13所示，液体喷出装置的一个例子即喷墨记录装置1具备多个液体循环组件10、头支承机构11、介质支承机构12、主控制部13以及接口部14。
多个液体循环组件10在一方向上排列配置，并支承于头支承机构11。液体循环组件10例如使用与喷墨记录装置1所使用的墨I的种类相同的数量。
液体循环组件10一体地具备液体喷头20和循环装置30。另外，液体循环组件10具备组件控制部80。液体循环组件10从液体喷头20喷出作为液体例如墨I，从而在对置配置的记录介质S形成希望的图像。
多个液体循环组件10分别喷出多个颜色，例如蓝色墨、品红色墨、黄色墨、黑色墨、白色墨，但不限定使用的墨I的颜色或特性。例如，能够替换白色墨而喷出透明光泽墨、在照射红外线或者紫外线时显色的特殊墨等。多个液体循环组件10虽然分别使用的墨I不同，但为相同构成。
图11所示的液体喷头20是喷墨头，具备喷嘴板21、基板22以及接合于基板22的歧管23。
喷嘴板21构成为矩形状。喷嘴板21具有多个喷嘴孔21a。
基板22构成为矩形状，与喷嘴板21对置接合。基板22在与喷嘴板21之间形成具有多个压力室25的预定的墨流路28。基板22具备将相邻的压力室25间划分的隔壁部。在面向各压力室25的部位设有致动器24。
致动器24例如由层叠压电元件24a与振动板24b的单压电晶片式的压电振动板构成。压电元件24a例如由PZT(锆钛酸铅)等压电陶瓷材料等构成。振动板24b例如由SiN(氮化硅)等形成。压电元件24a上下具备电极。
歧管23构成为矩形状，接合于基板22的上部。歧管23具有与循环装置30连通的供应口20a以及回收口20b，并且构成为形成预定的墨流路28的形状。
这样的液体喷头20在组装了喷嘴板21、基板22以及歧管23的状态下在内部形成被隔壁分隔的多个压力室25，并且构成连通于各压力室25的墨流路28。
如图10所示，循环装置30例如利用金属制的连结部件一体地连结于液体喷头20的上部。循环装置30具备第一罐31、第二罐32、第三罐33、第一泵34、第二泵35、循环路径36、过滤器38以及补给部41。
第一罐31设于第二罐32的一次侧且是第三罐33的二次侧处。第一罐31构成为能够存储墨I。第一罐31具有检测第一罐31内的液面高度的第一液位传感器31a。
第二罐32配置于第一罐31与液体喷头20之间，构成为能够存储液体。在第二罐32设有作为第一压力检测部的第一压力传感器32a。另外，
第二罐32具有检测第二罐32内的液面高度的第二液位传感器32b。
第三罐33配置于液体喷头20的下游侧，构成为能够存储液体。在第三罐33设有作为第二压力检测部的第二压力传感器33a。另外，第三罐33具有检测第三罐33内的液面高度的第三液位传感器33b。
第一泵34以及第二泵35是上述隔膜泵100。
第一泵34具备设于入口侧即抽入部123侧的第一入口传感器34a以及设于出口侧即喷出部133侧的第一出口传感器34b。
第二泵35具备设于入口侧的第二入口传感器35a以及设于出口侧的第二出口传感器35b。
第一压力传感器32a、第二压力传感器33a、第一泵34的第一入口传感器34a和第一出口传感器34b、第二入口传感器35a以及第二出口传感器35b例如利用半导体压电电阻压力传感器将压力输出为电信号。半导体压电电阻压力传感器具备接收来自外部的压力的隔膜、以及形成于该隔膜表面的半导体应变仪。半导体压电电阻压力传感器将伴随来自外部的压力带来的隔膜变形在应变仪产生的压电电阻效果所引起的电阻变化，转换为电信号来检测压力。
第一压力传感器32a检测第二罐32内的气体室的压力，将检测数据向组件控制部80发送。第二压力传感器33a检测第三罐33内的气体室的压力，将检测数据向组件控制部80发送。
循环路径36具备供应流路36a和回收流路36b。循环路径36从第一罐31通过供应流路36a到达液体喷头20的供应口20a，并从液体喷头20的回收口20b通过回收流路36b到达第一罐31。
供应流路36a是从第一罐31到达液体喷头20的供应口20a的流路。在供应流路36a依次设有作为循环泵的第一泵34、过滤器38以及第二罐32。
回收流路36b是从液体喷头20的回收口20b到达第一罐31的流路。在回收流路36b设有第三罐33和作为循环泵的第二泵35。
第一入口传感器34a以及第一出口传感器34b检测设于供应流路36a的第一泵34的入口侧与出口侧的流体压力，将检测数据向组件控制部80发送。
第二入口传感器35a以及第二出口传感器35b检测设于回收流路36b的第二泵35的入口侧与出口侧的流体压力，将检测数据向组件控制部80发送。
供应流路36a以及回收流路36b具备由金属或者树脂材料构成的管和将管的外表面覆盖的管套例如PTFE管套。
第一泵34设于循环路径36的供应流路36a。第一泵34配置于第一罐31与液体喷头20之间且是第二罐32的上游侧处。第一泵34将循环路径36的液体朝向配置于下游的液体喷头20输送。
第二泵35设于循环路径36的回收流路36b。第二泵35配置于液体喷头20与第一罐31之间且是第三罐33的下游侧处。第二泵35将循环路径36内的液体朝向配置于下游的第一罐31输送。
过滤器38具备过滤器壳和配置于过滤器壳中的过滤器。过滤器壳构成为具有流入口与流出口的箱状。过滤器例如可列举平均孔径约几μm的聚丙烯过滤器、尼龙过滤器、PVDF过滤器、PTFE过滤器、聚碳酸酯过滤器、镍电铸过滤器、不锈钢过滤器等。
补给部41具备在循环路径36的外部设置的补给罐即墨盒51、补给路径52以及补给泵53。墨盒51构成为能够储存向第一罐31供应的墨，内部的气体室向大气开放。补给路径52是将第一罐31与墨盒51连接的流路。
补给泵53设于补给路径52，将墨盒51内的墨向第一罐31进行送液。补给泵53设于补给路径52。补给泵53将墨盒51内储存的墨I朝向第一罐31输送。补给泵53例如使用隔膜泵100。另外，补给泵53由通常的压电泵、马达式隔膜泵等构成。
如图13所示，组件控制部80在搭载于液体循环组件10的控制基板80a上具备控制各部工作的处理器81和驱动各要素的驱动电路84。
组件控制部80连接于具备电源、显示装置以及输入装置等的接口部14。另外，组件控制部80连接于主控制部13，构成为能够与主控制部13通信。
控制基板80a例如构成为矩形状，配置于液体喷头20上的循环装置30的侧面。
处理器81具备储存程序或各种数据等的存储器82和将模拟数据(电压值)转换为数字数据(位数据)的AD转换部83。另外，处理器81相当于组件控制部80的中枢部分。为了根据操作系统、应用程序实现液体循环组件10的各种功能，处理器81控制液体循环组件10的各部。
处理器81连接于液体循环组件10的各种泵的驱动部、各种传感器，控制液体循环组件10。
通过由处理器81执行基于预先存储于存储器82或从主控制部13指令的控制程序的控制处理，组件控制部80作为循环单元、补给单元、压力调节单元、管路调节单元发挥功能。另外，处理器81作为隔膜泵100的控制部103发挥功能。
例如，处理器81具有作为通过控制第一泵34以及第二泵35的工作而使墨循环的循环单元的功能。
另外，处理器81具有作为如下补给单元的功能：基于第一液位传感器31a、压力传感器32a、33a检测出的信息，控制补给泵53的主致动器112的动作，从而从墨盒51向循环路径36补给墨。
处理器81通过AD转换部83获取第一压力传感器32a、第二压力传感器33a、液位传感器31a检测出的信息。
存储器82例如是非易失性存储器，作为墨I的循环动作、墨的补给动作、压力调节、液位管理等的控制所需的信息，存储有各种控制程序、动作条件。
而且，处理器81具有作为如下压力调节单元的功能：基于第一液位传感器31a、压力传感器32a、33a检测出的信息，控制第一泵34以及第二泵35的送液能力，从而调节喷嘴孔21a的墨压力。第一泵34以及第二泵35的送液能力分别通过控制第一泵34的主致动器112(34-112)以及第二泵35的主致动器112(35-112)的驱动来实现。
而且，处理器81具有如下功能：基于第一泵34的第一入口传感器34a以及第一泵的第一出口传感器34b检测出的信息，控制第一泵34的第一副致动器122(34-122)以及第一泵34的第二副致动器132(34-132)，从而减少第一泵34的脉动。
而且，处理器81具有如下功能：基于第二入口传感器35a以及第二出口传感器35b检测出的信息，控制第二泵35的第一副致动器122(35-122)以及第二泵35的第二副致动器132(35-132)，从而减少第二泵35的脉动。
头支承机构11将多个液体循环组件10以各液体喷头20与介质支承机构12对置的方式进行支承。另外，头支承机构11具备使所支承的多个液体循环组件10向与介质支承机构12对置的位置相对移动的滑架11a。
介质支承机构12是将涂覆从液体喷头20射出的墨的纸张类等记录介质S支承进而使其移动的移动装置。
主控制部13与组件控制部80可通信地连接。主控制部13具备设于控制基板的处理器91和使头支承机构11以及介质支承机构12驱动的驱动电路94。另外，主控制部13具备连接于组件控制部80的AD转换部83的AD转换部95。
处理器91具备储存程序、各种数据等的存储器92和将模拟数据(电压值)转换为数字数据(位数据)的AD转换部95。
处理器91相当于主控制部13的中枢部分。处理器91控制喷墨记录装置1的各部，以便根据操作系统、应用程序程序实现喷墨记录装置1的各种功能。例如，主控制部13的处理器91将设于头支承机构11的滑架11a向记录介质S的方向输送并向箭头A方向往复移动。
接口部14将主控制部13以及组件控制部80电连接于电源、显示装置、键盘等。
接下来，对本实施方式的液体循环组件10中液体喷出方法以及液体循环组件10的控制方法进行说明。
若通过例如接口部14的输入检测出开始循环的指示，则组件控制部80的处理器81开始印刷动作。另外，作为印刷动作，一边主控制部13使液体循环组件10向与记录介质S的输送方向正交的方向往复移动，一边利用组件控制部80对液体喷头20进行墨喷出动作，从而在记录介质S形成图像。
主控制部13的处理器91根据操作系统、应用程序程序而控制喷墨记录装置1的各部，以便实现喷墨记录装置1的各种功能。例如，主控制部13的处理器91将设于头支承机构11的滑架11a向记录介质S的方向输送，向箭头A方向往复移动。
组件控制部80的处理器81将与图像数据相应的图像信号向液体喷头20的驱动电路84发送，选择性驱动液体喷头20的致动器24，从喷嘴孔21a向记录介质S喷出墨滴。
然后，处理器81驱动第一泵34以及第二泵35，开始墨循环动作。若开始墨循环动作，则墨I以从第一罐31到达第二罐32、液体喷头20并经由第三罐33再次流入第一罐31的方式循环。通过该循环动作，墨I中所含的杂质被设于循环路径36的过滤器38去除。
另外，此时，处理器81为了抑制主泵101的驱动导致产生的墨脉动而进行以下调节。另外，第一泵34以及第二泵35按照预先存储在存储器82中的调节方法，利用处理器81进行相同的调节。
第一入口传感器34a以及第一出口传感器34b检测设于供应流路36a的第一泵34的入口侧与出口侧的流体压力，将检测数据向组件控制部80发送。
第二入口传感器35a以及第二出口传感器35b检测设于回收流路36b的第二泵35的入口侧与出口侧的流体压力，将检测数据向组件控制部80发送。在第一泵34的入口压力(第一入口传感器34a的压力值)比基准压力高时，处理器81判断为向第一泵34的各液室111、121、131流入的墨流量少，调节为相位向提前第一副液室121的第一副致动器122扩张的定时的方向错开。
另外，在第一泵34的入口侧的压力(第一入口传感器34a的压力值)比基准压力低时，处理器81判断为向第一泵34的各液室111、121、131流入的墨流量多，调节为相位向提前第一副液室121的第一副致动器122的收缩定时的方向错开。
另外，同样，在第一泵34的出口压力(第一出口传感器34b的压力值)比基准压力高时，处理器81判断为从主泵101送液的墨流量多，调节为向提前第二副液室131的第二副致动器132扩张定时的方向错开。另外，在第一泵34的出口压力(第一出口传感器34b的压力值)比基准压力低时，处理器81判断为从主泵101送液的墨流量少，调节为相位向将第二副液室131的第二副致动器132收缩定时提前的方向错开。另外，关于第二泵35，处理器81也进行相同的调节。
处理器81检测从第一压力传感器32a以及第二压力传感器33a发送的上游侧以及下游侧的压力数据。此外，处理器81基于从第一液位传感器31a发送的数据，检测第一罐31的液位。
处理器81进行液位调节处理。具体而言，处理器81基于第一液位传感器31a的检测结果驱动补给泵53，从而进行来自墨盒51的墨补给，将液面位置调节在适当范围内。例如在打印时，从喷嘴孔21a喷出墨I，第一罐31的墨量瞬间减少，液面下降的话，进行墨补给。若墨量再次增加，第一液位传感器31a的输出翻转，则处理器81使补给泵53停止。
处理器81根据压力数据检测喷嘴的墨压力。具体而言，基于从压力传感器32a、33a发送的上游侧以及下游侧的第二罐32、第三罐33的压力数据，并使用预定的运算式，计算出喷嘴孔21a的墨压力。
例如，对第二罐32的气体室的压力值Ph与第三罐33的气体室的压力值Pl的平均值加上第二罐32以及第三罐33内的液面高度与喷嘴面高度的水位差产生的压力ρgh，从而能够获得喷嘴的墨压力Pn。其中，ρ：墨的密度，g：重力加速度，h：第二罐32以及第三罐33内的液面与喷嘴面的高度方向距离。
另外，处理器81作为压力调节处理，基于根据压力数据计算的喷嘴的墨压力Pn，计算驱动电压。然后，处理器81以使喷嘴的墨压力Pn成为适当值的方式驱动第一泵34以及第二泵35，从而维持从液体喷头20的喷嘴孔21a不泄漏墨I且从喷嘴孔不抽吸气泡程度的负压，维持弯月面Me。
这样，控制液体循环组件10，从喷嘴喷出墨。
根据这样构成的喷墨记录装置1，通过将隔膜泵100用于第一泵34以及第二泵35，能够减少液体循环组件10内的脉动。因此，能够防止因脉动产生从液体喷头20的喷嘴孔21a喷出未要求的墨I或者从喷嘴孔21a多余地抽吸墨I或抽吸气泡的情况。即，喷墨记录装置1能够对喷嘴孔21a维持适当的弯月面Me，因此提高印刷精度。
如上述那样，根据本实施方式的喷墨记录装置1，能够减少液体循环组件10内的脉动。
另外，本发明并限定于上述实施方式原样，能够在实施阶段以不脱离其主旨的范围将构成要素变形来具体化。
另外，在上述例子中，说明了隔膜泵100以及喷墨记录装置1喷出墨I的构成例子，但并不限定于此。例如，隔膜泵100也可以是用于喷出墨I以外的液体喷出装置的构成，例如能够用于喷出包含形成印刷布线基板的布线图案用的导电性粒子的液体的装置等。另外，隔膜泵100也能够用于例如3D打印机、工业用制造机械、医疗用途，能够实现小型轻量化及低成本化。
另外，上述液体喷头20除了上述例子之外，例如可以是通过静电使振动板变形而喷出墨滴的构造、或利用加热器等的热能而从喷嘴喷出墨滴的构造等。
另外，作为补给泵53，也可以取代压电泵而利用例如管泵、隔膜泵、活塞泵等。
而且，在上述例子中，说明了在隔膜泵100将第一副泵105以及第二副泵106用作主泵101的一次侧以及二次侧的副泵102的构成，但并不限定于此。例如，也可以如图14以及图15所示，采用隔膜泵100仅在主泵101的一次侧和二次侧的一方设置副泵102的构成。
即，如图14所示，也可以采用在主泵101的二次侧设置第二副泵106、在主泵101的一次侧仅设置抽入部123的构成的隔膜泵100A。通过设为这样的构成，能够减少从喷出部133喷出的墨的脉动。
另外，如图15所示，也可以采用在主泵101的一次侧设置第一副泵105并在主泵101的二次侧仅设置喷出部133的隔膜泵100B。通过设为这样的构成，能够减少从抽入部123流入的墨的脉动。
因此，例如在将隔膜泵100A、100B适用于液体循环组件10时，在设于第二罐32的一次侧的第一泵34使用隔膜泵100A，从而能够减少向液体喷头20供应的墨的脉动。因此，能够防止墨从喷嘴孔21a泄漏。
另外，通过在设于第三罐33的二次侧的第二泵35使用隔膜泵100B，能够减少从液体喷头20向隔膜泵100移动的墨的脉动。因此，能够防止从喷嘴孔21a多余地抽吸墨或抽吸气体。
而且，在上述例子中，说明了设置主泵101、第一副泵105以及第二副泵106的构成，但也可以是在该构成的基础上使第一副液室121以及第二副液室122的容积变化量相对于主液室111的容积变化量为1/2的构成。另外，也可以使第一副致动器122以及第二副致动器132的驱动周期相对于主致动器112的驱动周期为整数倍或者整数分之一。即，隔膜泵100也可以适当设定主泵101以及副泵102的形状、配置以及控制。
虽然说明了本发明的实施方式，但实施方式是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。本新实施方式能够以其他各种方式实施，能够在不脱离发明宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。本实施方式及其变形包含在发明的范围和宗旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同范围内。

Claims (10)

1.一种隔膜泵，其特征在于，具备：
主液室；
主致动器，使所述主液室的容积能够变化；
副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；
副致动器，使所述副液室的容积能够变化；
第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；
第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及
控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制。
2.根据权利要求1所述的隔膜泵，其特征在于，
所述副液室和所述副致动器分别设于所述主致动器的一次侧以及二次侧。
3.根据权利要求1或2所述的隔膜泵，其特征在于，
所述主致动器以及所述副致动器是压电体。
4.根据权利要求1或2所述的隔膜泵，其特征在于，
在所述主致动器进行增加所述主液室的容积的动作时，所述控制部使所述副致动器进行减少所述副液室的容积的动作，在所述主致动器进行减少所述主液室的容积的动作时，所述控制部使所述副致动器进行增加所述副液室的容积的动作。
5.根据权利要求3所述的隔膜泵，其特征在于，
在所述主致动器进行增加所述主液室的容积的动作时，所述控制部使所述副致动器进行减少所述副液室的容积的动作，在所述主致动器进行减少所述主液室的容积的动作时，所述控制部使所述副致动器进行增加所述副液室的容积的动作。
6.一种液体循环组件，其特征在于，具备：
墨罐；
喷墨头，一次侧和二次侧连接于所述墨罐；以及
隔膜泵，所述隔膜泵具备：主液室；主致动器，使所述主液室的容积能够变化；副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；副致动器，使所述副液室的容积能够变化；第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制，所述隔膜泵设于所述墨罐的二次侧与所述喷墨头的一次侧之间和所述墨罐的一次侧与所述喷墨头的二次侧之间的至少一方。
7.根据权利要求6所述的液体循环组件，其特征在于，
所述副液室和所述副致动器分别设于所述主致动器的一次侧以及二次侧。
8.根据权利要求6或7所述的液体循环组件，其特征在于，
所述主致动器以及所述副致动器是压电体。
9.一种液体喷出装置，其特征在于，具备：
墨罐；
喷墨头，一次侧和二次侧连接于所述墨罐；
隔膜泵，所述隔膜泵具备：主液室；主致动器，使所述主液室的容积能够变化；副液室，连通于所述主液室的一次侧或者二次侧；副致动器，使所述副液室的容积能够变化；第一单向阀，设于所述主液室的一次侧；第二单向阀，设于所述主液室的二次侧；以及控制部，对所述主致动器和所述副致动器进行控制，所述隔膜泵设于所述墨罐的二次侧与所述喷墨头的一次侧之间和所述墨罐的一次侧与所述喷墨头的二次侧之间的至少一方；以及
驱动装置，驱动所述喷墨头。
10.根据权利要求9所述的液体喷出装置，其特征在于，
所述副液室和所述副致动器分别设于所述主致动器的一次侧以及二次侧。
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