油墨加热装置、油墨供给装置和图像形成系统的制作方法

1.本发明涉及一种对供给到喷墨记录装置的油墨进行加热的油墨加热装置、具有该油墨加热装置的油墨供给装置和具有油墨供给装置和喷墨记录装置的图像形成系统。


背景技术：

2.在喷墨记录装置中，虽然安装有向记录头供给油墨的墨盒，但是考虑到要大量消耗油墨的情况而提供了具有大容量的墨盒的油墨供给装置作为选项(opti on)。
3.为了实现良好的画质，需要将油墨的粘度保持在适当的范围，但有时由于室温低而使油墨的粘度增大。因此，在油墨供给装置中设置有加热油墨的机构。作为对油墨进行加热的机构的一例，已知具有配管和加热器的加热器单元。配管的一端部与大容量的墨盒连接，另一端部与喷墨记录装置的油墨供给路径连接，从墨盒送出的油墨被加热器加热，并被供给到喷墨记录装置。
4.但是，由于在油墨被加热到适当的温度之前无法开始图像形成，因此产生了等待时间。因此，以缩短等待时间为目的而提供有一种快速加热油墨的系统。然而，由于在快速加热中使用大电流，因此可能发生过度升温。因此，在现有技术中对防止过度升温的技术进行了研究。
5.例如，在专利文献1中提出了以下方案：具有第一检测机构和第二检测机构，并且，根据第二检测机构的检测而强制关闭向加热器供电的电源，其中，第一检测机构对加热器控制信号为断开且加热器状态信号接通第一设定时间以上的情况进行检测；第二检测机构在由第一检测机构进行检测之后，在第二设定时间后再次检测到加热器控制信号为断开且加热器状态信号为接通的状态的情况下，检测为异常。另外，在专利文献2中提出了以下方案：检测过零定时(zero cross t imi ng)的交流电源的电压变化率是否为允许值以上，在电压变化率为允许值以上的情况下，禁止从交流电源向发热机构通电。[现有技术文献][专利文献]
[0006]
专利文献1：日本发明专利公开公报特开2001-191539号专利文献2：日本发明专利公开公报特开2011-113807号


技术实现要素：

[发明要解决的技术问题]
[0007]
但是，在专利文献1、2中所提出的结构中，由于控制部使用从装置输出的信息来判定装置的异常，在判定为异常的情况下使加热停止，因此，从发生过度升温到停止加热为止产生了时间差，在发生过度升温的情况下无法立即停止加热。
[0008]
考虑到上述情况，本发明的目的在于，提供一种能够缩短从发生过度升温到停止加热为止的时间的油墨加热装置、油墨供给装置和图像形成系统。[用于解决技术问题的技术方案]
[0009]
为了解决上述技术问题，本发明所涉及的油墨加热装置的特征在于，具有加热器电路、继电器和控制部，其中，所述加热器电路具有：加热器，其对油墨进行加热；和自动复位式双金属开关，其被设置于所述加热器与电源之间，所述继电器被设置于所述双金属开关与所述电源之间，所述控制部根据所述加热器电路的状态使所述继电器断开和接通。
[0010]
另外，本发明所涉及的油墨供给装置的特征在于，具有墨盒和任一种所述油墨加热装置，其中，所述墨盒收容所述油墨，所述油墨加热装置对从所述墨盒送出的所述油墨进行加热。
[0011]
另外，本发明所涉及的图像形成系统的特征在于，具有所述油墨供给装置和喷墨记录装置，其中，所述喷墨记录装置具有：输送单元，其输送片状的记录介质；和喷墨头，其向由所述输送单元输送的所述记录介质喷出从所述油墨供给装置供给的所述油墨。[发明效果]
[0012]
根据本发明，能够缩短从发生过度升温到停止加热为止的时间。
附图说明
[0013]
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的打印机和油墨供给装置的外观的立体图。图2是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的打印机的内部结构的主视图。图3是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的供给油墨的路径的图。图4是表示本发明的一实施方式所涉及的油墨供给装置的内部的立体图。图5是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的加热器单元的剖面的图。图6a是本发明的一实施方式所涉及的加热器的立体图。图6b是本发明的一实施方式所涉及的配管的立体图。图7是本发明的一实施方式所涉及的油墨加热装置的电路图。图8是本发明的一实施方式所涉及的加热器电路的电路图。图9是本发明的一实施方式所涉及的检测信号的时序图。图10是表示本发明的一实施方式所涉及的油墨加热装置的动作的流程图。
具体实施方式
[0014]
下面，一边参照附图一边对本发明的一实施方式所涉及的图像形成系统3进行说明。
[0015]
首先，对图像形成系统3的整体结构进行说明。图像形成系统3包括油墨供给装置2和打印机1(喷墨记录装置的一例)。图1是表示油墨供给装置2和打印机1的外观的立体图。图2是示意性地表示打印机1的内部结构的主视图。图3是示意性地表示油墨的供给路径的图。下面，将图1中的fr侧(图2中的纸面近前侧)作为油墨供给装置2和打印机1的正面侧(前侧)，左右的朝向以从正面观察油墨供给装置2和打印机1的方向为基准进行说明。在各图中，u、lo、l、r、fr、rr分别表示上、下、左、右、前、后。
[0016]
打印机1是通过向普通纸、铜版纸等片材s(片材状的记录介质的一例)喷出油墨来形成图像的喷墨式图像形成装置。油墨供给装置2设置在打印机1的后方，向打印机1供给油墨。
[0017]
打印机1具有收容各种设备的箱形的主体外壳10。在主体外壳10内的下部设置有收容片材s的能够拉出的供纸盒15，在主体外壳10的右侧面设置有用于手动装载片材s的手动送纸盘25。在手动送纸盘25的上方设置有用于装载已完成图像形成的片材s的排纸盘17，在主体外壳10的左侧面的上部形成有排出口19，该排出口19用于向与打印机1的左侧相邻的后处理装置(省略图示)输送片材s。
[0018]
在主体外壳10内的中央部设置有记录头单元34y、34bk、34c、34m(统称为记录头单元34)，该记录头单元34y、34bk、34c、34m具有向片材s喷出油墨的一个以上的喷墨头，分别喷出黄色、黑色、青色、品红色的油墨。在记录头单元34的下方设置有输送单元40，该输送单元40使形成有图像的片材s吸附于输送带45进行输送，在输送单元40的左方设置有干燥单元48，该干燥单元48一边输送已完成图像形成的片材s一边使其干燥。在主体外壳10内的左下部收容有填充了油墨的墨盒51。即，本实施方式的记录装置是所谓的行式打印机(l i ne pr i nter)。作为其他实施方式，有一种所谓的串行打印机(ser i a l pr i nter)，其交替进行使搭载有喷墨头的滑架(carr i age)相对于记录介质往复的扫描、和使记录介质在与扫描的方向交叉的方向上移动的输送。
[0019]
在输送单元40的右方设置有从供纸盒15到输送单元40的第一输送路径21、和从手动送纸盘25向第一输送路径21合流的手动输送路径27。在干燥单元48的左方设置有从干燥单元48至排出口19的第二输送路径22。在记录头单元34的上方设置有第三输送路径23和第四输送路径24，其中，所述第三输送路径23从第二输送路径22分支并到达排纸盘17，所述第四输送路径24从第三输送路径23分支并与第一输送路径21合流。在第二输送路径22与第三输送路径23的分支点、以及第三输送路径23与第四输送路径24的分支点设置有引导片材s的输送的引导部件(省略图示)。
[0020]
接着，对打印机1的图像形成动作的概要进行说明。当打印机1中输入图像形成任务时，片材s从供纸盒15或手动送纸盘25被送出，并沿着第一输送路径21在y1方向上被输送。片材s被吸附到输送单元40的输送带45上进行输送。然后，通过从记录头单元34向片材s喷出油墨滴而在片材s上形成图像。形成有图像的片材s通过干燥单元48促进油墨的干燥，沿着第二输送路22、第三输送路23被输送，并被排出到排纸盘17。
[0021]
[油墨供给路径]接着，对油墨的供给路径进行说明。在图3中示出了与一种颜色的油墨对应的结构，但在本实施方式中，使用四种颜色的油墨，因此设置了四个相同结构的系统。打印机1具有：墨盒安装部52，其用于安装墨盒51；抽吸泵53，其从墨盒51抽吸油墨；过滤器54，其过滤被抽吸泵53抽吸的油墨；副罐55，其贮存从抽吸泵53送出的油墨；和输送泵(省略图示)，其将贮存在副罐55中的油墨向记录头单元34送出。墨盒51、过滤器54、抽吸泵53和副罐55通过主配管56连接。中继配管57的一端部与设置在打印机1的主体外壳10的背面的连接器58连接。在使用油墨供给装置2时，主配管56的上游侧的端部安装于中继配管57的另一端部来代替安装于墨盒51。
[0022]
[油墨供给装置]接着，对油墨供给装置2进行说明。图4是表示油墨供给装置2的内部的立体图。图5是示意性地表示加热器单元71的剖面的图。图6a是加热器75的立体图。图6b是配管72的立
体图。
[0023]
油墨供给装置2具有：墨盒61，其收容油墨；和油墨加热装置7，其对从墨盒61送出的油墨进行加热。油墨加热装置7具有：加热器电路91，其具有对油墨进行加热的加热器75和被设置在加热器75与交流电源a之间的自动复位式双金属开关92；继电器5，其被设置在双金属开关92与交流电源a之间；和控制部4，其根据加热器电路91的状态使继电器5断开和接通。
[0024]
[墨盒]油墨供给装置2(参照图4)具有用于安装墨盒61的墨盒安装部62。墨盒61具有比安装在打印机1内部的墨盒51大的容积。在本实施方式中，由于使用4种颜色的油墨，因此，设置有4个墨盒61，分别填充有黄色、黑色、青色、品红色的油墨。此外，也可以具有用于收容备用的墨盒61的备用墨盒收容部63。
[0025]
[加热器单元]对各墨盒61分别设置有一个加热器单元71。
[0026]
[配管]配管72(参照图3、图6b)是由不锈钢等形成的管，以规则地蜿蜒的形状设置。配管72在前后方向上被由铝等形成的2张支承板73夹持。配管72的一端部通过中继配管74与墨盒61连接。配管72的另一端部通过中继配管74与打印机1的连接器(coup l i ng)58连接。
[0027]
[加热器]加热器75(参照图6a)例如是利用硅树脂覆盖电热丝而成的线加热器(cord heater)，其经由支承板73在配管72的前后以沿着配管72的方式设置。在加热器75上连接有供电线76。在图6a的例子中，在配管72的前后分别并列设置有5个、合计10个加热器75，但加热器75的数量只要是1个以上，几个都行。
[0028]
[壳体]壳体80(参照图5)收容加热器75和配管72。壳体80形成为在左右方向、上下方向和前后方向这三个方向中的前后方向的尺寸小于左右方向和上下方向的尺寸的中空的板状。
[0029]
[框架]框架64(参照图4)具有：棱部64e，其形成长方体的棱；底板部64b，其形成长方体的底；和分隔壁部64p，其将内部的空间前后分隔，通过在框架64的外侧安装侧板和顶板来形成外壳65。4个加热器单元71被收容于分隔壁部64p的前侧，4个墨盒61被收容于分隔壁部64p的后侧。4个加热器单元71以在前后方向上横向排列的方式层叠，且被固定于框架64。
[0030]
[电气结构]接着，对油墨供给装置2所具有的油墨加热装置7的电气结构进行说明。图7是油墨加热装置7的电路图。图8是加热器电路91的电路图。图9是检测信号的时序图。
[0031]
油墨加热装置7(参照图7)具有：加热器电路91；继电器5，其被设置于加热器电路91与交流电源a之间；控制部4，其控制继电器5；和操作部6，其接受操作。按油墨的每种颜色至少设置有一个加热器电路91。在图7的例子中，为了方便，按油墨的每种颜色(y、bk、c、m)图示有一个加热器电路91，但在如图6a所示那样按油墨的每种颜色并排设置有多个加热器75的情况下，加热器电路91的数量也按油墨的每种颜色为多个。
[0032]
加热器电路91(参照图8)具有：加热器75，其对油墨进行加热；双金属开关92，其为
自动复位式，被设置于加热器75与继电器5之间；检测部93，其输出表示检测到双金属开关92的通电的检测信号；和驱动元件94，其驱动加热器75。继电器5被设置于双金属开关92和交流电源a之间。控制部4根据从检测部93输出的检测信号的状态来控制继电器5。
[0033]
自动复位式双金属开关92在加热器75的温度为阈值(例如75℃)以上的情况下断开，在加热器75的温度小于阈值的情况下接通。
[0034]
检测部93在对双金属开关92通电的情况下输出检测信号，在未对双金属开关92通电的情况下停止输出检测信号。检测信号例如是表示交流电压为0v的时刻的过零信号(参照图9中的(a))。
[0035]
驱动元件94例如是双向可控硅(tr i ac)，根据从控制部4供给的远程信号使电压的占空比变化。
[0036]
控制部4是集成了逻辑电路的集成电路。控制部4通过远程信号使驱动元件94输出的电压的占空比变化，由此来控制加热器75的温度。此外，控制部4也可以是基于处理器与软件协作的部件。
[0037]
另外，控制部4根据从检测部93输出的检测信号的状态来控制继电器5。具体而言，控制部4在检测信号已停止的状态持续了规定时间以上的情况下使继电器5断开。另一方面，控制部4在检测信号已停止的状态持续了小于规定时间的时间的情况下不使继电器5断开。
[0038]
另外，控制部4在任一个加热器电路91中检测信号已停止的状态持续了规定时间以上的情况下，使继电器5断开。另一方面，控制部4在所有的来自加热器电路91的检测信号均停止的情况下不使继电器5断开。
[0039]
在加热器75的温度达到规定值以上而双金属开关92断开的情况下检测信号停止。例如，在由于控制部4、驱动元件94等的故障而导致加热器75过度升温的情况下，双金属开关92断开。控制部4、驱动元件94的故障大多是永久性的故障，因此有可能长时间持续过度升温。
[0040]
检测信号有时也会由于永久性故障之外的原因而停止。例如，在驱动元件94为双向可控硅的情况下，有时在脉冲状的电压上升时产生过冲(overshoot)，此时，有时发生瞬间的过度升温。或者，由于附近使用大电功率时的电压下降、瞬断复位时的冲击电流、雷击时的浪涌电流等，也会发生瞬间的过度升温。即使在这种情况下，双金属开关92也会断开，由此检测信号停止。
[0041]
此外，在停电或误将电源线拔出而停止来自交流电源a的供电的情况下，停止加热器75的加热，因此双金属开关92不断开，但双金属开关92停止通电，因此检测信号也停止。
[0042]
操作部6例如是轻触开关(tact i l e swi tch)，被设置在外壳65的上部。控制部4在断开继电器5之后，在受理了按压轻触开关的操作(规定操作的一例)的情况下，使继电器5接通。
[0043]
[油墨加热装置的动作]接着，对油墨加热装置7的动作进行说明。图10是表示油墨加热装置7的动作的流程图。最初，控制部4判定所有的来自加热器电路91的检测信号是否均已停止(步骤s01)。在判定为所有的来自加热器电路91的检测信号均已停止的情况下(步骤s01：是)，控制部4重复步骤s01的处理。另一方面，在判定为所有的来自加热器电路91的检测信号没有都停止的
情况下(步骤s01：否)，控制部4判定来自任意一个加热器电路91的检测信号是否停止(步骤s03)。在判定为来自任意一个加热器电路91的检测信号已停止的情况下(步骤s03：是)，控制部4开始计时(步骤s05)。另一方面，在判定为来自任意一个加热器电路91的检测信号也没有停止的情况下(步骤s03：否)，控制部4重复步骤s01的处理。
[0044]
如果在步骤s05中开始了计时，则控制部4判定所计时的时间t是否为规定时间t0以上(步骤s07)。如图9中的(c)和图9中的(d)所示，当计时的时间t为规定时间t0以上时(步骤s07：是)，控制部4向继电器5发送控制信号来断开继电器5(步骤s11)。另一方面，如图9中的(b)所示，在时间t小于规定时间t0的情况下(步骤s07：否)，控制部4判定是否重新开始已停止的检测信号的输出(步骤s09)。在重新开始已停止的检测信号的输出的情况下(步骤s09：是)，控制部4重复步骤s01的处理。另一方面，在没有重新开始已停止的检测信号的输出的情况下(步骤s09：否)，控制部4重复步骤s07的处理。
[0045]
如果在步骤s11中使继电器5断开，则控制部4判定是否由操作部6接受到了规定操作(步骤s13)。在判定为由操作部6接受到了规定操作的情况下(步骤s13：是)，控制部4通过向继电器5发送控制信号来使继电器5接通(步骤s15)。另一方面，在判定为由操作部6未接受到规定操作的情况下(步骤s13：否)，控制部4重复步骤s13的处理。
[0046]
根据以上说明的本实施方式所涉及的油墨加热装置7，在发生了过度升温的情况下，双金属开关92断开，由此停止向加热器75供电，因此能够缩短从发生过度升温到停止加热为止的时间。
[0047]
另外，根据本实施方式所涉及的油墨加热装置7，在检测信号已停止的状态持续了规定时间以上的情况下使继电器5断开，因此在永久性故障的可能性高的情况下，即使双金属开关92复位也不重新开始加热。
[0048]
另外，根据本实施方式所涉及的油墨加热装置7，在使继电器5断开之后，在由操作部6接受到了规定操作的情况下使继电器5接通，因此，能够在人确认安全后重新开始加热。
[0049]
另外，根据本实施方式所涉及的油墨加热装置7，在检测信号已停止的状态持续了小于规定时间的时间的情况下不断开继电器5，因此，在永久性故障的可能性低的情况下，能够通过双金属开关92的复位来重新开始加热。另外，当为了不对上述瞬间过度升温产生反应而将双金属开关92的阈值设置得高时，暴露于高温的频率变高而担忧安全性下降，但是在本实施方式中，即使双金属开关92由于瞬间过度升温而断开，继电器5也不会断开，因此不需要将双金属开关92的阈值设置得高。因此，能够避免安全性下降。
[0050]
另外，根据本实施方式所涉及的油墨加热装置7，在任一个加热器电路91中检测信号已停止的状态持续了规定时间以上的情况下，使继电器5断开，因此在永久性故障的可能性高的情况下，即使双金属开关92复位，也不重新开始加热。
[0051]
另外，根据本实施方式所涉及的油墨加热装置7，在所有的来自加热器电路91的检测信号均已停止的情况下不断开继电器5，因此，能够省去在停止来自交流电源a的供电的情况下断开继电器5的处理。
[0052]
上述实施方式也可以进行如下变形。
[0053]
在上述实施方式中示出了驱动元件94为双向可控硅的例子，但驱动元件94也可以是固态继电器等。
[0054]
在上述实施方式中示出了检测信号是过零信号的例子，但检测信号也可以是表示
检测到电压的电压检测信号、表示检测到电流的电流检测信号等。
[0055]
在上述实施方式中示出了在检测信号已停止的状态持续了规定时间以上的情况下使继电器5断开的例子，但也可以构成为在检测信号已停止的状态持续了小于规定时间的时间的现象反复发生的情况下也使继电器5断开。根据该结构，能够进一步提高油墨供给装置2的安全性。
[0056]
在上述实施方式中示出了操作部6被设置于油墨供给装置2的外壳65的例子，但也可以构成为使用打印机1的操作面板进行规定的操作。根据该结构，容易进行使油墨的加热重新开始的操作。