CN111409364A - 喷墨打印机的压力调节装置及其调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力调节装置，其即使在喷墨打印机的使用期间也保持压力控制的精度，并且该压力调节装置包括连接到墨水容器的输出管；能够改变墨水容器中的压力的至少一个压力生成器；定位在压力生成器和输出管之间的调节阀；控制调节阀以控制输出压力的控制单元；压力传感器，其测量向输出管输出的压力信息，使得控制单元能够调节调节阀；以及温度传感器，其测量温度信息，使得控制单元能够针对在压力传感器处测量的压力信息执行温度校正。

Description

喷墨打印机的压力调节装置及其调节方法
技术领域
本发明涉及一种与喷墨打印机的墨水容器连接的压力调节装置，尤其涉及应用于工业领域中使用的喷墨打印机的压力调节装置。
背景技术
通常，根据形状信号将液体墨水以液滴形式喷射到介质的表面上的喷墨方法不仅用于书写文件或钞票的打印，还用于半导体或显示器领域中的溶液处理。
能够在衬底上形成复杂图案或仅在特定位置处精确地排出墨水的喷墨打印的应用范围正在扩大。用于文件书写的小型喷墨打印机具有将墨水存储在排出墨水液滴的喷墨头中的形式，但是由于用于文件书写的大型打印机或用于工业用途的喷墨打印机使用大量的墨水，因此，储存墨水的墨水容器和喷墨头具有彼此分离的结构。
同时，为了在喷墨打印过程期间排出精确量的墨水，必须保持弯液面状态，其中墨水在准备从喷墨头排出的状态中，处于通过毛细现象相对于喷嘴入口向内凹陷的弯曲状态。为了实现这一点，通常将墨水容器的位置定位成高于喷墨头，相反，通过连接到墨水容器的压力调节装置在墨水容器中生成负压，从而防止墨水从喷墨头向下流动，并且因此保持弯液面状态。此时，当喷墨打印机由于通过喷墨头排出墨水的同时使墨水持续循环而进行操作时，压力调节装置持续操作，以便恒定地控制墨水容器的内部压力。
然而，在喷墨打印机的操作过程期间，生成了由压力调节装置进行的压力控制稍微偏移的现象，并且尽管在通常情况下压力控制过程中的误差不是大问题，但是在生产最新的超精度产品的过程中，压力控制过程中的误差逐渐成为问题。
[现有技术文件]
[专利文献]
韩国专利第10-1694278号
发明内容
为了解决上述现有技术的问题而做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种即使在喷墨打印机的使用期间也保持压力控制的精度的压力调节装置。
为了实现上述目的，根据本发明，设置喷墨打印机的压力调节装置，该压力调节装置包括：连接到墨水容器的输出管；能够改变墨水容器中的压力的至少一个压力生成器；定位在压力生成器和输出管之间的调节阀；控制调节阀以控制输出压力的控制单元；压力传感器，其测量向输出管输出的压力信息，使得控制单元能够调节调节阀；以及温度传感器，其测量温度信息，使得控制单元能够对由压力传感器测量的压力信息执行温度校正。
由于本发明的压力调节装置能够基于由安装在装置中的传感器测量的值来控制输出，因此具有即使将压力调节装置模块化也能够容易地执行输出调节的优点。此时，安装在装置中的压力传感器的精度可能是个问题，但是能够通过温度传感器的校正来解决安装在装置中的传感器的精度问题。
温度传感器优选地测量压力传感器周围的温度。
压力生成器可以包括用于生成负压的负压生成器和用于生成正压的正压生成器，调节阀可以包括连接到负压生成器的一侧的第一调节阀和连接到正压生成器的一侧的第二调节阀，并且可以具有输出管分支为分别连接到第一调节阀和第二调节阀的配置。此时，优选的是，压力传感器在输出管不分支的点处测量压力。
根据本发明的另一方面，设置喷墨打印机的压力调节装置，该压力调节装置通过管连接到墨水容器以调节墨水容器的内部压力，所述压力调节装置包括：控制来自压力调节装置的压力输出的控制单元；测量压力调节装置中的压力以向控制单元提供压力信息的压力传感器；以及温度传感器，其测量压力调节装置中的温度信息，使得控制单元能够对由压力传感器测量的压力信息执行温度校正。
此时，能够在不损害本发明的特征的范围内应用除压力调节装置中所包括的配置以外的其它配置而不受限制，且因此，将省略其详细说明。
优选地，安装两个或更多个压力传感器，并且为多个压力传感器中的每个设置温度传感器。
根据本发明的另一方面，提供压力调节装置的控制方法，所述压力调节装置通过管连接到墨水容器以调节墨水容器的内部压力，该方法包括：基于压力调节装置中的压力来控制压力调节装置的输出压力，以及针对压力调节装置中的压力，根据压力调节装置中的温度来执行校正，以控制输出压力。
如上所述配置的本发明基于其中安装的压力传感器执行控制，并且还包括温度传感器，该温度传感器测量压力传感器周围的温度并根据温度执行校正，并且因此具有能够更精确地控制实际输出压力的效果。
此外，通过精确地控制压力调节装置的输出压力，能够获得效果：能够更精确地控制墨水容器的内部压力，并最终能够进一步提高喷墨打印机的精度。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的压力调节装置的配置的一部分的示意图。
图2是示出由根据本发明的实施例的压力调节装置的压力传感器测量的压力与外部测量的实际压力之间的比较的图表。
图3是将温度随时间变化增加到图2的图表中的图表。
图4是针对根据本发明的实施例的压力调节装置中的压力传感器的校正写出的温度补偿表。
图5是对通过反应出根据本发明的实施例的压力调节装置的温度补偿校正后的传感器的输出压力与外部实际测量的压力之间进行比较的图表。
具体实施方式
参考附图，将详细描述根据本发明的实施例。
然而，本发明的实施例能够被修改为各种其它形式，并且本发明的范围不限于以下描述的实施例。为了更清楚地说明，附图中的元件的形状、尺寸等可以被放大，并且附图中相同的元件由相同的附图标记表示。
另外，在整个说明书中，当一部件被称为“连接”到另一部件时，不仅包括“直接连接”的情况，而且还包括与其间的另一部分“电连接”的情况。另外，当部件被称为“包括”或“具有”组件时，应理解，除非另有明确说明，否则这并不排除其它组件，而是还可以包括或具有其它组件。
而且，术语“第一”、“第二”等用于区分一个组件与另一组件，并且权利的范围不应受到这些术语的限制。例如，第一组件可以称为第二组件，并且类似地，第二组件也可以称为第一组件。
图1是示出根据本发明的实施例的压力调节装置的配置的一部分的示意图。
根据本实施例的压力调节装置包括输出管100、第一调节阀200、第二调节阀300、负压生成器400、正压生成器500、控制单元600、压力传感器700和温度传感器800。
输出管100是通过管与墨水容器R连接的部分，并通过以下方法来调节墨水容器的压力：通过输出管100从墨水容器抽吸空气或将空气注入墨水容器内。
在本实施例中，输出管100分支为两个管，并且分支后的管分别连接到第一调节阀200和第二调节阀300。
第一调节阀200安装在从输出管100分支的一侧管连接到负压生成器400的位置的中间，并且因此该装置控制第一调节阀的操作，使得待从墨水容器抽吸的空气能够由负压生成器400生成的负压来调节。
第二调节阀300安装在从输出管100分支的另一侧管连接到正压生成器500的位置的中间，并且因此该装置控制第二调节阀的操作，使得待注入墨水容器的空气量能够由正压生成器500生成的正压来调节。
控制单元600控制第一调节阀200和第二调节阀300以调节通过输出管100连接的墨水容器的压力。具体地，控制单元600将墨水容器的内部压力设置为喷墨头能够保持弯液面状态的特定值，并且控制第一调节阀200和第二调节阀300，使得压力保持到预定的压力值。为了保持弯液面状态，由于必须将墨水容器的内部保持在负压状态，因此可以考虑仅需要负压生成器400。然而，由于存在在从喷墨头排出墨水的过程中施加正压的情况，以及为了管理墨水循环系统而必须施加正压的情况，因此在本实施例中，一起设置有负压生成器400和正压生成器500。
压力传感器700是测量输出管100中的压力的传感器。输出管100中的压力根据第一调节阀200和第二调节阀300的操作确定，并且是通过整个压力调节装置施加到墨水容器的压力。
在本实施例的压力调节装置中，控制单元600将由压力传感器700测量的压力确定为从压力调节装置输出的压力，并执行控制，并因此压力传感器700被定位为测量输出管100分支处的部分或输出管100分支前的部分的压力。然而，在基于由位于输出管100中的压力传感器700测量的值来执行控制的情况下，不能将墨水容器的内部压力控制为预定值，并且出现微小的误差。
图2是示出由根据本发明的实施例的压力调节装置的压力传感器测量的压力与外部测量的实际压力之间的比较的图表。
以长虚线所示的图表是示出由安装在输出管100中的压力传感器700测量的压力的图表，而以实线所示的图表是示出通过将管连接到出口管100与出口管间隔开预定距离位置处的外部压力传感器测量的压力的图表。
控制单元600设置为使得压力调节装置在预定输出压力下恒定地操作，且然后操作压力调节装置。在操作压力调节装置的同时，能够检查由压力传感器700测量的、以长虚线所示的压力从0改变到负值或正值，以对该压力进行控制以保持预定的输出压力值，并且因此在预定时间后将该压力测量为恒定值。这是因为基于测量输出管100中的压力的压力传感器700的值来调节控制单元600本身的操作。
另一方面，在由外部压力传感器测量的实线图表中，在外侧安装外部压力传感器处的位置的特性方面，能够检查到与长虚线图表相比通过视差生成压力差，并且最初，保持与长虚线图表相同的恒定压力值，且压力值逐渐改变，致使与长虚线图表不同。
因为实线图表是由处于间隔开预定距离的位置处的外部传感器测量的值，因此实线图表对应于施加到墨水容器的实际压力，且在下文中，长虚线图表的压力值称为“传感器输出压力”，且实线图表的压力值称为“实际输出压力”。结果，由于基于控制单元600控制的传感器输出压力与施加到墨水容器的实际输出压力不同，因此能够看出在墨水容器的压力控制过程期间出现误差。
本发明的发明人已经通过研究检查到图2的图表中生成的差异是温度引起的问题，并且图3是将温度随时间变化增加到图2的图表中的图表。如图所示，能够检查到，从虚线表示的测量的温度值超过时间轴上的第一点(由①表示)的特定温度的时刻起，传感器输出压力和实际输出压力之间出现误差，并且随着温度升高，传感器输出压力和实际输出压力之间的误差变大，如果温度从时间轴上的第二点(由②表示)起不再上升，则误差值保持恒定。
基于理想气体定律(一般气体公式)，气体的压力还受温度的影响，且在操作喷墨打印机的情况下，从由各种电子组件构成的控制单元600本身生成的热量以及从压力调节装置的各种组件(例如第一调节阀200、第二调节阀300、负压生成器400和正压生成器500)生成的热量使压力传感器700周围的温度升高。此外，压力传感器700周围的温度可能由于从压力调节装置外部的组件生成的热量而升高。结果，由压力传感器700测量的部分的温度持续升高，因此由压力传感器700测量的传感器输出压力与实际输出压力不同。
因此，本发明的发明人增加温度传感器800，并且将其配置为对由压力传感器700测量的传感器输出压力执行温度相关的校正。
由于温度传感器800用于校正由压力传感器700测量的压力，因此温度传感器安装在能够测量压力传感器700周围的温度的位置处。
图4是针对根据本发明的实施例的压力调节装置中的压力传感器的校正写出的温度补偿表。
由于根据压力传感器700的类型等来显示固有特性，因此难以将压力校正为恒定的值，且在本实施例中，针对传感器单独地写出温度补偿表，并将温度补偿表输入到控制单元600。
控制单元600基于“校正后的传感器输出压力”来控制压力调节装置，该“校正后的传感器输出压力”针对由压力传感器700测量的压力将图4的温度补偿表反映到由温度传感器800测量的温度值。
图5是对反映出根据本发明的实施例的压力调节装置的温度补偿校正后的传感器输出压力与外部测量的实际压力进行比较的图表。
以长虚线所示的图表是“校正后的传感器输出压力”，该“校正后的传感器输出压力”通过基于由温度传感器800测量的温度值、根据温度补偿表校正传感器输出压力来获得，并且以实线所示的图表是由间隔开预定距离的位置处的外部压力传感器测量的“实际输出压力”。由于控制单元600基于校正后的传感器输出压力来控制压力调节装置，因此能够检查出校正后的传感器输出压力与实际输出压力之间几乎不出现误差。
同时，图1示出其中为负压生成器和正压生成器中的每个设置一个调节阀的配置，但是，本发明不限于此，且可以设置另外的调节阀、负压生成器或正压生成器，以便更精确地控制。例如，可以通过如下来执行更精确的压力调节：在连接到负压生成器的管中安装多个调节阀并分别控制该多个调节阀，或者能够安装多个负压生成器并在负压生成器中的每个中安装调节阀。此时，为了控制每个调节阀，可以在压力调节装置中安装多个压力传感器，并且将其配置为使得对多个压力传感器中的每个执行温度校正。此外，由于可能会由于安装多个压力传感器的位置的差异而导致存在温度的差异，因此能够将多个温度传感器应用到多个压力传感器中的每个，使得能够测量该多个压力传感器中的每个周围的温度。此外，能够针对多个压力传感器中的每个单独写出温度补偿表，并将温度补偿表输入到控制单元。
如上所述，本发明的压力调节装置基于安装在其中的压力传感器来执行控制，并且还包括温度传感器，该温度传感器测量压力传感器周围的温度并根据温度执行校正，并且因此，存在能够更精确地控制实际输出压力的效果。
此外，通过精确地控制压力调节装置的输出压力，可以更精确地控制墨水容器的内部压力，并最终能够进一步提高喷墨打印机的精度。
尽管已经参照优选实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，上述实施例仅是本发明的技术思想的说明，并且，在不背离本发明的技术思想的情况下，能够在本发明的范围内进行上述实施例的各种改变。因此，本发明的保护范围不应该由在特定实施例中描述的内容来解释，而是由根据专利权利要求书中所要求的内容来解释，并且在专利权利要求书的等效范围内的所有技术思想也应解释为包括在本发明的权利的范围内。
附图标记说明
100：输出管
200：第一调节阀
300：第二调节阀
400：负压生成器
500：正压生成器
600：控制单元
700：压力传感器
800：温度传感器
R：墨水容器。

Claims (7)

1.一种喷墨打印机的压力调节装置，包括：
输出管，其连接到墨水容器；
至少一个压力生成器，其能够改变所述墨水容器中的压力；
调节阀，其定位在所述压力生成器和所述输出管之间；
控制单元，其控制所述调节阀以控制输出压力；
压力传感器，其测量向所述输出管输出的压力信息，使得所述控制单元能够调节所述调节阀；以及
温度传感器，其测量温度信息，使得所述控制单元能够针对在所述压力传感器处测量的压力信息执行温度校正。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印机的压力调节装置，
其中，所述温度传感器测量所述压力传感器周围的温度。
3.根据权利要求1所述的喷墨打印机的压力调节装置，
其中，所述压力生成器包括生成负压的负压生成器和生成正压的正压生成器，
其中，所述调节阀包括连接到负压生成器的一侧的第一调节阀和连接到正压生成器的一侧的第二调节阀，以及
其中，所述输出管分支为分别连接到所述第一调节阀和所述第二调节阀。
4.根据权利要求3所述的喷墨打印机的压力调节装置，
其中，所述压力传感器测量在输出管不分支的点处的压力。
5.一种压力调节装置，其通过管连接到墨水容器以调节所述墨水容器的内部压力，所述压力调节装置包括：
控制单元，其控制来自所述压力调节装置的压力输出；
压力传感器，其测量所述压力调节装置中的压力，以便向所述控制单元提供压力信息；以及
温度传感器，其测量所述压力调节装置中的温度信息，使得所述控制单元针对在所述压力传感器处测量的压力信息执行温度校正。
6.根据权利要求5所述的压力调节装置，
其中，安装有两个或更多个压力传感器，并且
其中，针对多个压力传感器中的两个压力传感器分别设置所述温度传感器。
7.一种压力调节装置的控制方法，所述压力调节装置通过管连接到墨水容器以调节所述墨水容器的内部压力，所述方法包括：
基于所述压力调节装置中的压力来控制所述压力调节装置的输出压力；以及
针对所述压力调节装置中的压力，根据所述压力调节装置中的温度来执行校正，以控制所述输出压力。
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