CN113386468B - 喷墨头的墨水循环供给系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于向设置有排出墨水的多个喷嘴的喷墨头供给墨水的供给系统，本发明包括弯月面储存部、循环储存部以及返还储存部，在弯月面储存部、循环储存部以及返还储存部之间设置了设置有第一压力阀的第一压力连接管、设置有第二压力阀的第二压力连接管、第一墨水连接管、设置有第二压力阀的第二压力连接管。若以使循环储存部的内部压力小于弯月面储存部的内部压力的方式进行控制，则可在不使用单独的泵的情况下使储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动。本发明具有如下效果，即，可通过在不使用泵的情况下使墨水在喷墨头与墨水储存部之间进行循环，来在维持墨水的流动性、分散性及均质性的同时不产生因泵发生故障等而引起的问题。
Description
技术领域
本发明涉及使墨水在喷墨打印机的头部实现循环的墨水循环供给系统，更详细地，涉及能够以并不对工业领域中使用的喷墨打印机使用单独的泵的方式使墨水循环的墨水循环供给系统。
背景技术
通常，根据形状信号来以液滴状态向介质表面喷射液态的墨水的喷墨方式不仅用于印刷文件或宣传页，还用于半导体或显示器领域的溶液工序。
可在基板形成形状复杂的图案或仅在特定位置准确喷射墨水的喷墨打印的适用范围正在扩大。虽然用于制作文件的小型喷墨打印机形成将墨水储存在用于排出墨水液滴的喷墨头的形态，但在大型的文件制作用打印机或工业用喷墨打印机中，由于使用大量的墨水，因而采用了用于储存墨水的储存部和喷墨头分离的结构。
图13为用于说明普通工业用喷墨打印机的结构的示意图。
普通工业用喷墨打印机包括喷墨头10、头部供给用储存部20、压力控制部30、缓冲储存部40以及墨水储存罐50。
喷墨头10包括用于喷射墨水的喷嘴，通过选择性地向所需位置喷射墨水来执行印刷。头部供给用储存部20为为了向喷墨头10供给墨水而储存墨水的空间，通过与头部供给用储存部20相连接的供给流路11来持续接收墨水。虽然可仅沿着从头部供给用储存部20朝向喷墨头10的一方向供给墨水，但为了准确调节喷射量而设置用于使得残留于喷墨头10的墨水重新回到头部供给用储存部20的回收流路12，这在工业用喷墨打印机中非常普遍。压力控制部30为为了准确排出墨水而对喷墨头10及头部供给用储存部20的压力进行调节的结构，使得压力调节管31与头部供给用储存部20相连接。由于工业用的喷墨打印机的墨水使用量非常大，因而需持续向头部供给用储存部20供给墨水，但通常并不直接向头部供给用储存部20添加墨水，而是经过缓冲储存部40来追加添加在位于外部的墨水储存罐50所储存的墨水。在此情况下，追加添加的墨水从墨水储存罐50朝向缓冲储存部40沿着一方向移动。
为了在喷墨打印过程中排出排出量准确的墨水，在喷墨头中处于待排出状态的墨水应借助毛细现象维持以喷嘴入口为基准向内侧凹入的曲面状态，即弯月面(meniscus)状态。为此，通过使头部供给用储存部的位置位于比喷墨头更高的位置，反而，通过使头部供给用储存部的内部维持真空状态来在头部供给用储存部内产生负压，由此防止墨水从喷墨头流出并维持弯月面状态。但是，若使头部供给用储存部维持真空状态，构成墨水的溶剂将加速蒸发，导致墨水的性质产生变化，其中最成问题的是墨水的粘度随着时间的流逝逐渐变大。若墨水的粘度变大，则很难在喷墨头有效喷射墨水。
此外，随着喷墨打印机的适用范围变得多种多样，近来，尝试使用分散有粒子的墨水的情况增多，例如为了形成电极图案而使用分散有金属粒子的墨水，尝试使用分散有平板显示器材料或有机发光二极管(OLED)物质的墨水的情况也正在增多。但是，在墨水储存于头部供给用储存部的状态下，由于金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质因自身重量而沉淀等的墨水的分散性变差的问题，将无法采用喷墨打印。
为了解决这种问题，开发了以能够维持弯月面状态的方式利用压电泵来使墨水在喷墨打印机内部进行循环的技术。(韩国授权专利10-1989375)
但是，在使包含金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质的墨水经过泵的过程中，有可能发生泵产生错误或泵的寿命变短等的问题。
发明内容
要解决的问题
本发明用于解决如上所述的现有技术中的问题，本发明的目的在于提供如下的墨水循环系统，即，为了维持墨水的粘度或维持分散于墨水内的粒子的分散性和均质性，在使墨水在喷墨头与头部供给用储存部之间进行循环的过程中不使用泵。
解决问题的技术方案
用于实现上述目的的本发明的喷墨打印机的墨水循环供给系统为用于向设置有排出墨水的多个喷嘴的喷墨头供给墨水的供给系统，其特征在于，包括：弯月面储存部，通过供给流路来与上述喷墨头相连接，可向喷墨头输送墨水；循环储存部，通过回收流路来与上述喷墨头相连接，使在喷墨头回收的墨水返回；返还储存部，通过连接于上部的第一压力连接管来与上述循环储存部相连接，通过第二压力连接管来与上述弯月面储存部相连接，通过连接于下部的第一墨水连接管来与上述循环储存部相连接，通过第二墨水连接管来与上述弯月面储存部相连接；第一压力控制部，通过第一压力控制管来与上述弯月面储存部相连接，用于控制内部压力；以及第二压力控制部，通过第二压力控制管来与上述循环储存部相连接，用于控制内部压力，在上述第一压力连接管设置第一压力阀，在第二压力连接管设置第二压力阀，在第二墨水连接管设置墨水阀。
由于工业用喷墨打印机连续执行印刷工序，因而一并设置有用于向喷墨头供给墨水的头部供给用储存部以及用于向头部供给用储存部供给墨水的外部的墨水储存罐，将从头部供给用储存部向喷墨头供给墨水的情况表达成内部供给或局部墨水供给等，将从墨水储存罐直接向头部供给用储存部供给墨水的情况或从墨水储存罐经过缓冲储存部向头部供给用储存部供给墨水的情况表达成外部供给或大量墨水供给等。本发明为在从头部供给用储存部向喷墨头供给墨水的内部供给过程中使墨水循环的技术。
为了从喷墨头排出墨水而供给墨水无关地，本发明通过使墨水在喷墨头与墨水储存部之间循环，来使墨水以不停留的方式进行移动并维持墨水的分散性和均质性。在此情况下，本发明并不为了使墨水在喷墨头与墨水储存部之间循环而使用泵，并不通过泵的脉动来维持墨水储存部和/或喷墨头的弯月面状态，且也不会产生因墨水中包含的金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质而导致泵发生故障的问题。
具体地，本发明的特征在于，分离了用于储存墨水的空间，可借助朝向喷墨头供给墨水的部分与经过喷墨头进行回收的墨水所流入的部分之间的压力差，来在不适用泵的情况下使墨水进行循环。在此情况下，朝向喷墨头供给墨水的部分需维持规定程度的负压，以便维持弯月面状态，可通过在弯月面储存部与循环储存部之间设置返还储存部来维持喷墨头的弯月面状态。
优选地，可通过在上述供给流路和上述回收流路中的至少一个设置用于对墨水的流量进行测量的流量传感器，来控制进行循环的墨水的流量。
本发明还可包括在外部储存墨水的墨水储存罐，可通过与上述墨水储存罐相连接的第一注入管来向弯月面储存部、循环储存部以及返还储存部中的一个追加注入墨水。
本发明还可包括在外部储存墨水的墨水储存罐和在中间临时储存墨水的缓冲储存部，可通过与上述缓冲储存部相连接的第二注入管来向弯月面储存部、循环储存部以及返还储存部中的一个追加注入墨水，可通过连接在上述缓冲储存部与上述墨水储存罐之间的2个输送管来使墨水在缓冲储存部与墨水储存罐之间进行循环。
本发明另一实施方式的喷墨头的墨水循环供给方法为在具有如上所述的结构的墨水循环供给系统中在不使用泵的情况下使墨水在喷墨头进行循环的方法，其特征在于，通过以使上述循环储存部的内部压力小于上述弯月面储存部的内部压力的方式进行控制，来使储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动。
具体地，通过以使上述循环储存部的内部压力小于上述弯月面储存部的内部压力的方式进行控制，并维持第一压力阀、第二压力阀及墨水阀全部关闭的状态，由此使储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动。
在此情况下，优选地，可通过调节上述循环储存部的内部压力来改变弯月面储存部的内部压力与循环储存部的内部压力之间的差，从而控制储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动的流量。能够以在设置于上述供给流路或上述回收流路的流量传感器测定的流量为基准来调节上述循环储存部的内部压力。
若储存于弯月面储存部的墨水以规定的量经过喷墨头来向循环储存部移动，则通过打开第一压力阀来使返还储存部的内部压力和循环储存部的内部压力达到一致，借助储存于返还储存部的墨水的液压与储存于循环储存部的墨水的液压之间的差来使储存于循环储存部的墨水向返还储存部移动。
若储存于循环储存部的墨水以规定的量向返还储存部移动，则通过关闭第一压力阀且打开第二压力阀来使返还储存部的内部压力和弯月面储存部的内部压力达到一致，通过打开墨水阀来借助储存于返还储存部的墨水的液压与储存于弯月面储存部的墨水的液压之间的差，由此使储存于返还储存部的墨水向弯月面储存部移动。
发明的效果
以如上所述的方式构成的本发明具有如下的效果，即，可通过在不使用泵的情况下使墨水在喷墨头与墨水储存部之间进行循环，来在维持墨水的流动性、分散性及均质性的同时不产生因泵发生故障等而引起的问题。
此外，本发明具有如下的效果，即，可通过提高墨水的流动性、分散性及均质性，来使喷墨头接收维持流动性、分散性及均质性的墨水。
进而，本发明具有如下的效果，即，由于可将通过使用分散有金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质等的墨水进行的喷墨打印工序用在产品生产过程中，因而可使产品的制造过程变得准确、简便。
附图说明
图1为用于对本发明实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
图2至图4为用于对本发明实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的工作进行说明的图。
图5为示出使图1中的喷墨头的墨水循环供给系统的储存部的底部高度形成相同高度的实施例的图。
图6为示出在图1中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
图7为用于对本发明再一实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
图8为示出在图7中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
图9为用于对本发明另一实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
图10为示出在图9中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
图11为用于对本发明还有一实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
图12为示出在图11中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
图13为用于说明普通工业用喷墨打印机的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。
与所公开的技术相关的说明仅属于用于进行结构性及功能性说明的实施例，不能解释成所公开的技术的发明要求保护范围限定于在本说明书中说明的实施例。即，由于可对实施例进行多种变形并可形成多种实施方式，因而应理解为，所公开的技术的发明要求保护范围包括可实现技术思想的多个等同技术方案。
另一方面，应如下理解在本申请中叙述的术语的含义。
“第一”、“第二”等的术语用于对一个结构要素和其他结构要素进行区分，这些术语并不限定发明要求保护范围。例如，第一结构要素可被命名为第二结构要素，相似地，第二结构要素也可被命名为第一结构要素。
图1为用于对本发明实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
如图所示，本实施例的墨水循环供给系统包括喷墨头100、3个储存部210、220、230以及2个压力控制部310、320。
喷墨头100为设置有用于排出墨水的多个喷嘴的部分，在包括本实施例的墨水循环供给系统的喷墨打印机形成工业用，结构上分离成喷墨头100和用于对向喷墨头100供给的墨水进行储存的头部供给用储存部。可在不影响本发明的特征的范围内都能够采用以往使用的喷墨头的技术结构，还可进行多种变形来使用。
头部供给用储存部为为了向喷墨头100供给墨水而在喷墨打印机的内部保管墨水的部分，以往通常使头部供给用储存部形成单一的空间，但在本发明中，分离成赋予单独空间的3个储存部210、220、230。以下，当对各个储存部的特殊结构和功能进行说明时，使用各个储存部的名称来进行说明，当捆绑3个储存部来执行与现有的头部供给用储存部相同的功能时，将命名为头部供给用储存部。
第一储存部为弯月面储存部210。
弯月面储存部210与向喷墨头100供给墨水的供给流路110相连接，在上方通过第一压力控制管312来与第一压力控制部310相连接。由于弯月面储存部210通过供给流路110来与喷墨头100相连接，因而需通过调节弯月面储存部210的内部压力来使喷墨头100维持弯月面状态。
第二储存部为循环储存部220。
循环储存部220与回收流路120相连接，上述回收流路120用于使残留在喷墨头100的墨水返回到头部供给用储存部，在上方通过第二压力控制管322来与第二压力控制部320相连接。虽然循环储存部220与维持弯月面状态无关，但通过与弯月面储存部210之间形成压力差，来使弯月面储存部210的墨水经过喷墨头100向循环储存部220移动，从而使墨水进行循环。
第三储存部为返还储存部230。
为使借助弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差来经过喷墨头100向循环储存部220移动的弯月面储存部210的墨水汇集并使得所汇集的墨水重新向弯月面储存部210移动，因此设置返还储存部230。
返还储存部230通过上部的第一压力连接管330来与循环储存部220相连接，通过上部的第二压力连接管340来与弯月面储存部210相连接。此外，返还储存部230通过下部的第一墨水连接管240来与循环储存部220相连接，通过下部的第二墨水连接管252来与弯月面储存部210相连接。
在第一压力连接管330设置第一压力阀332，在第二压力连接管340设置第二压力阀342，在第二墨水连接管252设置墨水阀250。
通过适当开闭第一压力阀332、第二压力阀342及墨水阀250，来调节成使弯月面储存部210的墨水经过喷墨头100向循环储存部220移动或使循环储存部220的墨水经过返还储存部230向弯月面储存部210移动。将在之后内容中详细说明具体工作。
如上所述，由于在本发明中使从弯月面储存部210供给的墨水经过喷墨头100来被回收到循环储存部220，因而使3个储存部相结合来执行现有的头部供给用储存部的功能，3个储存部210、220、230分别属于与以往的缓冲储存部或外部的墨水储存罐不同的结构。
虽然图1中示出了从外部的墨水储存罐400通过第一注入管410向循环储存部220注入墨水的结构，但如上所述，循环储存部220通过回收流路120来回收残留在喷墨头100的墨水，这与常规的向头部供给用储存部注入墨水的中间部分设置缓冲储存部的结构不同。而且，与墨水储存罐400相连接的第一注入管410还可根据需要来与弯月面储存部210或返还储存部230相连接。
现有的压力控制部为通过调节头部供给用储存部的压力来以可使喷墨头100内部的墨水维持弯月面状态的方式进行控制的结构，通常设置一个压力控制部。由于本发明的结构可在以维持弯月面状态的方式进行压力调节的同时借助分离的储存部之间的压力差来使墨水进行循环，因而设置有2个压力控制部310、320。
第一压力控制部310通过第一压力控制管312来与弯月面储存部210相连接，与现有的压力控制部相同，可通过控制弯月面储存部210的压力来使喷墨头100维持弯月面状态。由于这种第一压力控制部310采用与作为头部供给用储存部之一的弯月面储存部210单独相连接的普通结构，因而能够以不产生变形的方式直接适用以往为了在喷墨打印机中维持弯月面而适用的多个压力控制装置。
第二压力控制部320通过第二压力控制管322来与循环储存部220相连接，执行形成与弯月面储存部210之间的压力差的功能。
为使从弯月面储存部210供给的墨水经过喷墨头100向循环储存部220移动，需使循环储存部220的内部压力小于弯月面储存部210的内部压力。除了以小于弯月面储存部210的内部压力的方式进行调节之外，对储存部的内部压力进行控制将相同，因而可适用以往在喷墨打印机中所使用的压力控制装置。
另一方面，优选地，在以为了维持弯月面状态而使弯月面储存部210维持规定的内部压力的方式使第一压力控制部310进行工作的同时，可为了调节墨水的流量而调节循环储存部220的内部压力，这将会在之后的内容中进行详细说明。因此，第二压力控制部320应以可能动性地调节循环储存部220的内部压力的方式构成。
在本实施例中，通过在回收流路120设置流量传感器130来对从弯月面储存部210供给的墨水经过喷墨头100向循环储存部220移动的流量，以所测定的墨水的流量作为基准，第二压力控制部320将以可达到目标流量的方式调节循环储存部220的内部压力。具体地，在从弯月面储存部210供给的墨水经过喷墨头100向循环储存部220移动的流量小于目标流量的情况下，可通过降低循环储存部220的内部压力来使弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差变大，在从弯月面储存部210供给的墨水经过喷墨头100向循环储存部220移动的流量大于目标流量的情况下，可通过提高循环储存部220的内部压力来使弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差变小。
以下，对图1所示的实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的具体工作进行说明。
图2至图4为用于对本发明实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的工作进行说明的图。
图2示出从弯月面储存部210供给的墨水开始经过喷墨头100向循环储存部220移动的状态的模样。
首先，图2示出墨水开始循环的状态的模样，能够以第一压力阀332、第二压力阀342及墨水阀250全部关闭的状态为基准来如下进行说明。
弯月面储存部210将维持用于使喷墨头100维持弯月面状态所需的负压状态，可通过第一压力控制部310来将弯月面储存部210的负压几乎固定在恒定水平。而且，将通过第二压力控制部320来使循环储存部220的内部压力调节成比弯月面储存部210低的压力。
在此情况下，由于第一压力阀332和第二压力阀342将全部处于关闭状态，因而将维持弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差，即使在向弯月面储存部210和循环储存部220填充的墨水的水位相同的情况下，借助弯月面储存部210与循环储存部220之间的内部压力差来使弯月面储存部210的墨水向循环储存部220移动。
而且，由于墨水阀250处于关闭状态，因而弯月面储存部210的墨水将通过供给流路110流动，经过喷墨头100并通过回收流路120向循环储存部220移动。
由于弯月面储存部210的负压几乎固定在恒定水平，因而可通过调节循环储存部220的内部压力来调节弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差。而且，若调节弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差，则可调节通过供给流路110及回收流路120移动的墨水的流量。若弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差变大，则将增加墨水的流量，若弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差变小，则将减少墨水的流量。
这种墨水的流量控制可通过如下方法来执行，即，以由在墨水所经过的路径上所设置的流量传感器130测定的流量为基准来实现达到目标流量，在本实施例中，通过在回收流路120设置流量传感器130来测定墨水的流量。在经过回收流路120的墨水的流量小于目标流量的情况下，以使循环储存部220的内部压力变得更低的方式控制第二压力控制部320，来调节成弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差变大，在经过回收流路120的墨水的流量大于目标流量的情况下，以使循环储存部220的内部压力变得更高的方式控制第二压力控制部320，来调节成弯月面储存部210与循环储存部220之间的压力差变小。
若维持图2所示的状态，则弯月面储存部210的墨水将通过供给流路110流动，经过喷墨头100并通过回收流路120向循环储存部220移动，因此弯月面储存部210的墨水水位将下降，循环储存部220的墨水水位逐渐升高，返还储存部230的墨水水位维持原有状态，由此形成图3所示的状态。
若形成图3所示的状态，则将逐渐打开第一压力阀332，第二压力阀342和墨水阀250将仍处于关闭状态。
随着第一压力阀332逐渐被打开，则循环储存部220的内部压力和返还储存部230的内部压力将逐渐相同，将因墨水的水位差而产生液压差。各个储存部的液压为结合内部压力和基于墨水水位的压力的值，在图2中，由于第一压力阀332处于关闭状态，因而在返还储存部230的内部压力与循环储存部220的内部压力之间存在压力差，因此即使通过未设置单独的阀的第一墨水连接管240来使返还储存部230与循环储存部220相连接，循环储存部220的墨水也未向返还储存部230移动。相反，在图3所示的状态下，随着逐渐打开第一压力阀332来使循环储存部220的内部压力与返还储存部230的内部压力变得相同，则随着内部压力变得相同来产生因循环储存部220和返还储存部230的水位差而引起的液压差，因而循环储存部220的墨水将通过第一墨水连接管240向返还储存部230移动。
在此情况下，由于第二压力阀342仍处于关闭状态，因而循环储存部220的内部压力和返还储存部230的内部压力不会对弯月面储存部210的内部压力产生影响，由于墨水阀250处于关闭状态，因而即使返还储存部230的墨水水位变高，返还储存部230的墨水也无法向弯月面储存部210移动。
墨水从循环储存部220通过第一墨水连接管240向返还储存部230移动将根据因墨水的水位差而产生的液压差来执行，如图4所示，将进行到循环储存部220和返还储存部230的墨水水位相同为止。
若形成图4所示的状态，则先关闭第一压力阀332，并打开第二压力阀342和墨水阀250。
随着逐渐打开第二压力阀342，弯月面储存部210的内部压力和返还储存部230的内部压力将逐渐变得相同，将产生因墨水的水位差而引起的液压差。
由于以为了维持喷墨头100的弯月面状态而使弯月面储存部210处于一定的负压状态的方式使第一压力控制部310进行工作，因而返还储存部230的内部压力将逐渐达到弯月面储存部210的内部压力。在此情况下，由于第一压力阀332处于关闭状态，因而循环储存部220的内部压力将不会对返还储存部230及弯月面储存部210的内部压力产生影响。
若弯月面储存部210的内部压力和返还储存部230的内部压力逐渐变得相同，则将产生因弯月面储存部210和返还储存部230的墨水水位差而引起的液压差，若打开墨水阀250，则返还储存部230的墨水将通过第二墨水连接管252向弯月面储存部210移动。在此情况下，若返还储存部230的墨水向弯月面储存部210移动得过快，则将因水位急剧变化而产生脉动并造成弯月面状态晃动，因而应适当地调节打开墨水阀250的比例。
如上所述，在本实施例中，在循环储存部220与弯月面储存部210之间设置返还储存部230，在从上部连接各个储存部的第一压力连接管330和第二压力连接管340设置了第一压力阀332和第二压力阀342。而且，并不同时打开第一压力阀332和第二压力阀342，并以全部关闭或打开其中一个的方式进行调节，由此达到弯月面储存部210与循环储存部220的内部压力不会互相产生影响，可为使弯月面储存部210维持弯月面状态而维持规定的负压状态。最终，在以规定水平维持弯月面储存部210的负压状态的同时，可使墨水借助弯月面储存部210与循环储存部220之间的内部压力差进行循环，从而可构成不使用泵也可使墨水在喷墨头100的头部供给用储存部之间进行循环的喷墨头的墨水循环系统。
在图4所示的状态下，借助储存于弯月面储存部210和返还储存部230的墨水的水位差来使返还储存部230的墨水向弯月面储存部210移动，最终将达到图2所示的墨水的高度。如图2所示，若储存于弯月面储存部210和返还储存部230的墨水的水位变得相同，则在关闭第二压力阀342之后逐渐打开第一压力阀332。为了对第一压力阀332和第二压力阀342的开闭过程进行说明而以划分步骤的方式进行了说明，但各个步骤将连续进行。尤其，为使墨水持续进行循环，需持续维持弯月面储存部210与循环储存部220之间的液压差，优选地，除了打开第二压力阀342的情况之外，第一压力阀332应始终维持打开状态。
此外，如图所示，在循环储存部220的底部高度比弯月面储存部210及返还储存部230的底部高度高的情况下，在储存部之间所产生的因墨水水位差而引起的液压的效果将更明显。因此，如图5所示，可使弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230的底部高度达到相同，但为了提高循环效率，优选地，使循环储存部230的底部高度相对更高。
若采用本发明的喷墨头的墨水循环系统，则可通过提高墨水的流动性、分散性及均质性来使喷墨头接收维持流动性、分散性及均质性的墨水，由于不使用泵，因而具有不会产生因泵的故障等而引起的问题的效果。
图6为示出在图1中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
与图1中的从外部的墨水储存罐400通过第一注入管410向循环储存部220注入墨水的结构相比，在图6中的实施例中，在外部的墨水储存罐400与循环储存部220之间追加设置缓冲储存部500，通过第二注入管510来向循环储存部220注入缓冲储存部500的墨水。此外，在缓冲储存部500与墨水储存罐400之间，通过2个输送管420、430来在对墨水进行外部供给的过程中使墨水进行循环。在此情况下，第二注入管510还可与弯月面储存部210或返还储存部230相连接。
缓冲储存部500为向头部供给用储存部中的循环储存部220供给墨水之前临时储存墨水的结构要素，在储存大量墨水的墨水储存罐400与头部供给用储存部之间传递墨水。通常，将缓冲储存部500设置于喷墨打印机的内部，但可根据印刷机的结构来设置于喷墨打印机的外部。
以往，也将缓冲储存部500用于维持喷墨头100的弯月面状态，在本实施例中，可将缓冲储存部500用于维持通过第二压力控制部320进行调节的循环储存部220的内部压力。此外，缓冲储存部500可在执行维持循环储存部220的内部压力的功能的同时还执行维持墨水的流动性、分散性及均质性的功能。
缓冲储存部500与循环储存部220通过使墨水进行移动的第二注入管510相连接，通过在第二注入管510设置阀等的方法来选择性地使缓冲储存部500的墨水供给到循环储存部220。
墨水储存罐400储存相对大量的墨水，用于向缓冲储存部500供给墨水。通常，由于工业用喷墨打印机的墨水使用量大，因而使喷墨头100和头部供给用储存部相分离，不仅如此，能够以可向头部供给用储存部持续供给墨水的方式在喷墨打印机的外部设置单独的墨水储存罐400。
在本实施例中，形成从外部的墨水储存罐400经过缓冲储存部500向头部供给用储存部供给墨水的结构，缓冲储存部500和墨水储存罐400通过使墨水进行移动的2个输送管420、430相连接，与可通过1个输送管相连接来仅向一方向进行移动的现有技术不同，具有可使墨水在缓冲储存部500与墨水储存罐400之间持续循环的特征。
具体地，第一输送管420可从墨水储存罐400向缓冲储存部500输送墨水，第二输送管430可从缓冲储存部500向墨水储存罐400输送墨水。
在本实施例的喷墨打印机中，为使喷墨头100进行工作，则需持续供给墨水，为使弯月面储存部210维持弯月面状态并维持循环储存部220的内部压力，将间歇性地或以缓慢的速度执行向头部供给用储存部供给墨水的步骤，因而缓冲储存部500和墨水储存罐400将处于墨水长时间停留般的状态。在此情况下，在使用属于容易分离内容物的种类的墨水或使用分散有金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质的墨水的情况下，有可能在停留的墨水中产生分离而导致墨水的均质性受到破坏，将发生因向喷墨头100供给被分离的墨水而导致无法顺畅地执行印刷的问题。
在本实施例中，并不从墨水储存罐400向缓冲储存部500沿着一方向供给墨水，通过第二输送管430从缓冲储存部500向墨水储存罐400输送墨水来使墨水进行循环，由于墨水持续移动，因而可维持墨水的分散性和均质性。具体地，即使在不向缓冲储存部500追加供给墨水的状态下，在通过第一输送管420向缓冲储存部500供给墨水的同时，通过第二输送管430重新从墨水储存罐400进行回收，可通过这种方式使墨水进行循环。在需向缓冲储存部500追加供给墨水的情况下，通过停止通过第二输送管430输送墨水，或以使通过第一输送管420形成的墨水的移动量大于通过第二输送管430形成的墨水的移动量的方式进行调节的方法维持墨水的循环，并可向缓冲储存部500追加墨水。
作为从外部的墨水储存罐400向缓冲储存部500供给墨水的方法，对墨水储存罐400加压的方法和利用泵的方法都可适用，优选地，为了控制是否使墨水循环及循环量，在第一输送管420和第二输送管520分别设置阀。
在此情况下，可在缓冲储存部500的内部设置用于对储存于内部的墨水进行搅拌的搅拌装置。搅拌装置可采用代表性的旋转搅拌装置，尤其，可采用通过磁力进行旋转的磁搅拌装置。通常，很难仅通过搅拌装置维持墨水的分散性和均质性，但在本实施例中，由于墨水在缓冲储存部500与墨水储存罐400之间持续进行外部循环，因而可通过追加设置搅拌装置来更加提高墨水的分散性和均质性。
另一方面，在从墨水储存罐400向缓冲储存部500追加供给墨水的过程中，为了维持墨水储存罐400的内部压力，可使供给清洁干燥空气(CDA，clean dry air)或氮气(N2)的气体供给部与墨水储存罐400相连接，可使得用于维持缓冲储存部500的内部压力的气管部与缓冲储存部500相连接。气体供给部和气管部能够以没有限制的方式采用现有技术，因而将省略具体说明。
在如上所述的喷墨打印机中，在使墨水在喷墨头100与头部供给用储存部之间进行内部循环的同时，还使墨水在墨水储存罐400与缓冲储存部500之间进行外部循环，因而可使墨水以维持分散性和均质性的状态储存于墨水储存罐400和缓冲储存部500，可向头部供给用储存部供给维持分散性和均质性的墨水。而且，最终可向喷墨头100供给维持分散性和均质性的墨水。
若采用这种本发明的喷墨打印机的墨水循环供给系统，则可通过使用近来广受关注的分散有金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质的墨水来通过喷墨打印工序制造产品。最终，根据可快速执行精密工序的喷墨打印工序的特性，具有可大为提高制造电极、平板显示器或有机发光二极管的工序的效率的效果。
图7为用于对本发明再一实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
本发明的喷墨头的墨水循环供给系统的特征在于，执行现有的头部供给用储存部的功能的3个储存部210、220、230互相分离。
在此情况下，只要是弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230结构上使内部空间互相分离来能够调节各自的内部压力，则其外部结构不受特殊限制。
图1中示出了弯月面储存部210和返还储存部230在相同的外壳内以空间得到分离的形态设置，循环储存部220设置于单独的外壳。
图7中示出的实施例表示弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230在相同的外壳内以空间得到分离的形态配置的情况。在此情况下，第一压力连接管330在上部连接循环储存部220和返还储存部230，第二压力连接管340在上部连接返还储存部230和弯月面储存部210，在第一压力连接管330设置第一压力阀332，在第二压力连接管340设置第二压力阀342，这种结构与图1中的实施例相同。此外，第一墨水连接管240在下部连接循环储存部220和返还储存部230，第二墨水连接管252在下部连接返还储存部230和弯月面储存部210，仅在第二墨水连接管252设置墨水阀250，这种结构也与图1中的实施例相同。
在此情况下，如图7所示，在使弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230在相同的外壳内以空间得到分离的形态配置的情况下，如所示的第一压力连接管330、第二压力连接管340、第一墨水连接管240、第二墨水连接管252，可设置单独的配管，但还可形成外壳内部的通道形态。
另一方面，当循环储存部220和返还储存部230的内部压力变得相同时以及当弯月面储存部210和返还储存部230的内部压力变得相同时，考虑到因储存于内部的墨水的水位而产生液压差，使弯月面储存部210的底部高度和返还储存部230的底部高度达到相同，使循环储存部220的底部高度相对较高，这种设计也同样适用。
除此之外的结构和借助在3个储存部之间产生的内部压力差而使墨水进行循环的方法也与之前的图1中的实施例相同，因而将省略追加的说明。
若采用这种喷墨头的墨水循环系统，则可通过提高墨水的流动性、分散性及均质性来使喷墨头接收维持流动性、分散性及均质性的墨水，由于不使用泵，因而具有不会产生因泵的故障等而引起的问题的效果。
图8为示出在图7中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
与图7中所示的从外部的墨水储存罐400通过第一注入管410向循环储存部220注入墨水的结构相比，在图8中的实施例中，在外部的墨水储存罐400与循环储存部220之间追加设置缓冲储存部500，通过第二注入管510向循环储存部220注入缓冲储存部500的墨水。此外，在缓冲储存部500与墨水储存罐400之间，通过2个输送管420、430来在对墨水进行外部供给的过程中使墨水进行循环。
除此之外的结构及使墨水在缓冲储存部与墨水储存罐之间进行外部循环的结构与之前的图6中的实施例相同，因而将省略追加的说明。
若采用这种本发明的喷墨打印机的墨水循环供给系统，则可通过使用近来广受关注的分散有金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质的墨水来通过喷墨打印工序制造产品。最终，根据可快速执行精密工序的喷墨打印工序的特性，具有可大为提高制造电极、平板显示器或有机发光二极管的工序的效率的效果。
图9为用于对本发明另一实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
本发明的喷墨头的墨水循环供给系统的特征在于，执行现有头部供给用储存部功能的3个储存部210、220、230互相分离。
在此情况下，只要是弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230结构上使内部空间互相分离来能够调节各自的内部压力，则其外部结构不受特殊限制。
图1中示出了弯月面储存部210和返还储存部230在相同的外壳内以空间得到分离的形态设置，循环储存部220设置于单独的外壳。
图9中示出的实施例表示弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230以具有互不相同的外壳的方式分离的形态配置的情况。在此情况下，第一压力连接管330在上部连接循环储存部220和返还储存部230，第二压力连接管340在上部连接返还储存部230和弯月面储存部210，在第一压力连接管330设置第一压力阀332，在第二压力连接管340设置第二压力阀342，这种结构与图1中的实施例相同。此外，第一墨水连接管240在下部连接循环储存部220和返还储存部230，第二墨水连接管252在下部连接返还储存部230和弯月面储存部210，仅在第二墨水连接管252设置墨水阀250，这种结构也与图1中的实施例相同。
在此情况下，当循环储存部220和返还储存部230的内部压力变得相同时以及当弯月面储存部210和返还储存部230的内部压力变得相同时，考虑到因储存于内部的墨水的水位而产生液压差，使弯月面储存部210的底部高度和返还储存部230的底部高度达到相同，使循环储存部220的底部高度相对较高，这种设计也同样适用。
除此之外的结构和借助在3个储存部之间产生的内部压力差而使墨水进行循环的方法也与之前的图1中的实施例相同，因而将省略追加的说明。
若采用这种喷墨头的墨水循环系统，则可通过提高墨水的流动性、分散性及均质性来使喷墨头接收维持流动性、分散性及均质性的墨水，由于不使用泵，因而具有不会产生因泵的故障等而引起的问题的效果。
图10为示出在图9中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
与图9中所示的从外部的墨水储存罐400通过第一注入管410向循环储存部220注入墨水的结构相比，在图10中的实施例中，在外部的墨水储存罐400与循环储存部220之间追加设置缓冲储存部500，通过第二注入管510向循环储存部220注入缓冲储存部500的墨水。此外，在缓冲储存部500与墨水储存罐400之间，通过2个输送管420、430来在对墨水进行外部供给的过程中使墨水进行循环。
除此之外的结构及使墨水在缓冲储存部与墨水储存罐之间进行外部循环的结构与之前的图6中的实施例相同，因而将省略追加的说明。
若采用这种本发明的喷墨打印机的墨水循环供给系统，则可通过使用近来广受关注的分散有金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质的墨水来通过喷墨打印工序制造产品。最终，根据可快速执行精密工序的喷墨打印工序的特性，具有可大为提高制造电极、平板显示器或有机发光二极管的工序的效率的效果。
图11为用于对本发明还有一实施例的喷墨头的墨水循环供给系统的结构进行说明的图。
本发明的喷墨头的墨水循环供给系统的特征在于，执行现有头部供给用储存部功能的3个储存部210、220、230互相分离。
在此情况下，只要是弯月面储存部210、循环储存部220及返还储存部230结构上使内部空间互相分离来能够调节各自的内部压力，则其外部结构不受特殊限制。
图1中示出了弯月面储存部210和返还储存部230在相同的外壳内以空间得到分离的形态设置，循环储存部220设置于单独的外壳。
图11中示出的实施例表示弯月面储存部210具有单独的外壳且返还储存部230与循环储存部220在相同的外壳内以空间得到分离的形态配置的情况。在此情况下，第一压力连接管330在上部连接循环储存部220和返还储存部230，第二压力连接管340在上部连接返还储存部230和弯月面储存部210，在第一压力连接管330设置第一压力阀332，在第二压力连接管340设置第二压力阀342，这种结构与图1中的实施例相同。此外，第一墨水连接管240在下部连接循环储存部220和返还储存部230，第二墨水连接管252在下部连接返还储存部230和弯月面储存部210，仅在第二墨水连接管252设置墨水阀250，这种结构也与图1中的实施例相同。
在此情况下，如图11所示，在使循环储存部220和返还储存部230在相同的外壳内以空间得到分离的形态配置的情况下，如所示的第一压力连接管330及第一墨水连接管240，可设置单独的配管，但还可形成外壳内部的通道形态。
另一方面，当循环储存部220和返还储存部230的内部压力变得相同时以及当弯月面储存部210和返还储存部230的内部压力变得相同时，考虑到因储存于内部的墨水的水位而产生液压差，使弯月面储存部210的底部高度和返还储存部230的底部高度达到相同，使循环储存部220的底部高度相对较高，这种设计也同样适用。
除此之外的结构和借助在3个储存部之间产生的内部压力差而使墨水进行循环的方法也与之前的图1中的实施例相同，因而将省略追加的说明。
若采用这种喷墨头的墨水循环系统，则可通过提高墨水的流动性、分散性及均质性来使喷墨头接收维持流动性、分散性及均质性的墨水，由于不使用泵，因而具有不会产生因泵的故障等而引起的问题的效果。
图12为示出在图11中的喷墨头的墨水循环供给系统追加设置缓冲储存部及外部循环供给结构的实施例的图。
与图11中所示的从外部的墨水储存罐400通过第一注入管410向循环储存部220注入墨水的结构相比，在图12中的实施例中，在外部的墨水储存罐400与循环储存部220之间追加设置缓冲储存部500，通过第二注入管510向循环储存部220注入缓冲储存部500的墨水。此外，在缓冲储存部500与墨水储存罐400之间，通过2个输送管420、430来在对墨水进行外部供给的过程中使墨水进行循环。
除此之外的结构及使墨水在缓冲储存部与墨水储存罐之间进行外部循环的结构与之前的图6中的实施例相同，因而将省略追加的说明。
若采用这种本发明的喷墨打印机的墨水循环供给系统，则可通过使用近来广受关注的分散有金属粒子或者平板显示器材料或有机发光二极管物质的墨水来通过喷墨打印工序制造产品。最终，根据可快速执行精密工序的喷墨打印工序的特性，具有可大为提高制造电极、平板显示器或有机发光二极管的工序的效率的效果。
以上，通过优选实施例对本发明进行了说明，上述实施例仅属于对于本发明的技术思想的例示性的说明，本发明所属技术领域的普通技术人员能够理解，可在不脱离本发明的技术思想的范围内实施多种变化。因此，本发明的保护范围应根据发明要求保护范围中所记载的事项来解释，而不是特定实施例，应解释成等同范围内的所有技术思想也包括在本发明的发明要求保护范围。
Claims (10)
1.一种喷墨头的墨水循环供给系统，用于向设置有排出墨水的多个喷嘴的喷墨头供给墨水，其特征在于，包括：
弯月面储存部，其通过供给流路来与上述喷墨头相连接，并能够向喷墨头输送墨水；
循环储存部，其通过回收流路来与上述喷墨头相连接，使得在喷墨头回收的墨水返回；
返还储存部，其通过连接于上部的第一压力连接管来与上述循环储存部相连接，通过第二压力连接管来与上述弯月面储存部相连接，通过连接于下部的第一墨水连接管来与上述循环储存部相连接，通过第二墨水连接管来与上述弯月面储存部相连接；
第一压力控制部，其通过第一压力控制管来与上述弯月面储存部相连接，用于控制内部压力；以及
第二压力控制部，其通过第二压力控制管来与上述循环储存部相连接，用于控制内部压力，
其中，在上述第一压力连接管设置第一压力阀，在第二压力连接管设置第二压力阀，在第二墨水连接管设置墨水阀。
2.根据权利要求1所述的喷墨头的墨水循环供给系统，其特征在于，在上述供给流路和上述回收流路中的至少一个设置用于对墨水的流量进行测量的流量传感器。
3.根据权利要求1所述的喷墨头的墨水循环供给系统，其特征在于，还包括：在外部储存墨水的墨水储存罐，其能够通过与上述墨水储存罐相连接的第一注入管来向弯月面储存部、循环储存部以及返还储存部中的一个追加注入墨水。
4.根据权利要求1所述的喷墨头的墨水循环供给系统，其特征在于，还包括：在外部储存墨水的墨水储存罐和在中间临时储存墨水的缓冲储存部，
所述缓冲储存部能够通过与上述缓冲储存部相连接的第二注入管来向弯月面储存部、循环储存部以及返还储存部中的一个追加注入墨水，并且
所述缓冲储存部能够通过连接在上述缓冲储存部与上述墨水储存罐之间的2个输送管来使墨水在缓冲储存部与墨水储存罐之间进行循环。
5.一种喷墨头的墨水循环供给方法，用于在权利要求1所述的墨水循环供给系统中在不使用泵的情况下使墨水在喷墨头进行循环，其特征在于，通过以使上述循环储存部的内部压力小于上述弯月面储存部的内部压力的方式进行控制，来使储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动。
6.根据权利要求5所述的喷墨头的墨水循环供给方法，其特征在于，通过以使上述循环储存部的内部压力小于上述弯月面储存部的内部压力的方式进行控制，并维持第一压力阀、第二压力阀及墨水阀全部关闭的状态，由此使储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动。
7.根据权利要求6所述的喷墨头的墨水循环供给方法，其特征在于，通过调节上述循环储存部的内部压力来改变弯月面储存部的内部压力与循环储存部的内部压力之间的差，从而控制储存于弯月面储存部的墨水经过喷墨头向循环储存部移动的流量。
8.根据权利要求7所述的喷墨头的墨水循环供给方法，其特征在于，以在设置于上述供给流路或上述回收流路的流量传感器测定的流量为基准来调节上述循环储存部的内部压力。
9.根据权利要求6所述的喷墨头的墨水循环供给方法，其特征在于，若储存于弯月面储存部的墨水以规定的量经过喷墨头来向循环储存部移动，则通过打开第一压力阀来使返还储存部的内部压力和循环储存部的内部压力达到一致，借助储存于返还储存部的墨水的液压与储存于循环储存部的墨水的液压之间的差来使储存于循环储存部的墨水向返还储存部移动。
10.根据权利要求9所述的喷墨头的墨水循环供给方法，其特征在于，若储存于循环储存部的墨水以规定的量向返还储存部移动，则通过关闭第一压力阀且打开第二压力阀来使返还储存部的内部压力和弯月面储存部的内部压力达到一致，通过打开墨水阀来借助储存于返还储存部的墨水的液压与储存于弯月面储存部的墨水的液压之间的差，由此使储存于返还储存部的墨水向弯月面储存部移动。
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