喷墨打印机用墨水供给系统以及该系统中的墨水压力控制方法_2

文档序号:8536351阅读:来源:国知局
罐内的压力,所以系统的控制变得容易,并且不需要繁杂的装置设定,系统的设定、运用也变得容易。另外,能够通过简易的结构高精度地控制墨水的压力,系统价格、维护成本等也降低。
【附图说明】
[0016]图1是示出本发明的一个实施方式的喷墨打印机用的墨水供给系统的概要的说明图。
[0017]图2是示出喷墨头的内部构造的说明图,(b)是沿着(a)的A-A线的剖面图。
[0018]图3(a)是示出墨水循环路的各部位处的墨水的压力值和其变化的说明图,图3(b)是示出各部位的墨水压的一个例子的表。
[0019]图4是示出喷墨头的配置例的说明图。
[0020]图5是示出墨水粘度的温度依赖性的墨水粘度-温度曲线的一个例子。
【具体实施方式】
[0021]以下,根据附图,详细说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的一个实施方式的喷墨打印机用的墨水供给系统的概要的说明图。本发明的墨水供给系统是针对具备墨水吐出喷嘴的喷墨头I (以下简称为头I)经由墨水循环路2循环供给墨水的装置。如图1所示,从子罐(墨水罐)3内对头I,通过主泵4供给墨水5。在主泵4中,使用齿轮泵等定量供给泵。其中,管泵、隔膜泵等主泵4的种类没有特别限定。
[0022]在墨水循环路2中,设置有阻尼器6、过滤器7、加热器(调温单元)8、以及电磁阀9a、9b。阻尼器6配置于主泵4的后级,抑制墨水循环路2内的墨水流的脉动。过滤器7是将在墨水5内包含的空气分离/去除的空气分离过滤器,配置于阻尼器6的后级。通过过滤器7分离了的空气经由回气路31返回到子罐3内。在回气路31中,插入设置有速度控制器(速度控制部件)32。通过速度控制器32调节回气路31的流量。从过滤器7,经由回气路31,仅大致空气返回到子罐3内。为了将墨水5调节为期望的温度而设置有加热器8。通过控制器(控制单元)10,控制主泵4、加热器8、电磁阀9a、9b等。
[0023]子罐3经由墨水流路11连接有主罐12。主罐系的装置成为选项,根据需要附加到系统。在墨水流路11中,设置有罐泵13和过滤器14、电磁阀15。通过打开电磁阀15,使罐泵13动作,经由墨水流路11a,从主罐12对子罐3供给墨水5。在子罐3中,设置有用于监视墨水量的水平传感器16U、16L。水平传感器16U、16L探测墨水液面。控制器10根据水平传感器16U、16L的探测数据,进行适宜管理以使墨水量收敛于U、L之间。另一方面,在维护时、变更墨水的种类时等,通过打开电磁阀15,经由墨水流路11b,从子罐3向主罐12回收墨水。另外,在本系统中,成为在维护时等将墨水5回收到主罐12的结构,但并非主罐12兼具墨水回收单元的结构,而还能够另外设置墨水回收单元。
[0024]子罐3经由空气管路20还连接有真空泵17。在本系统中,通过控制真空泵17的动作,适宜调整子罐3内的压力,控制头I的喷嘴位置处的墨水5的压力。在空气管路20中,设置有过滤器18和速度控制器(速度控制部件)19。通过真空泵17向大气放出子罐3内的空气。此时,通过利用速度控制器19的流量调整,抑制真空泵17的脉动,子罐3内的压力的脉动也被抑制。在该系统中,通过使用速度控制器19、上述阻尼器6,抑制泵脉动的影响,所以无需使用昂贵的无脉动泵,而能够使用比较廉价的定量泵。
[0025]在头I的前后(墨水循环路2的上游侧和下游侧),分别设置有压力传感器21、22 (第1、第2压力传感器)。压力传感器21、22检测墨水循环路2的规定位置X、Y处的墨水压(墨水5的压力、X:ΡΑ2、Υ:ΡΑ3)。将位置Χ、Υ设定为相同的高度位置以使压力传感器21,22的检测值不受到静压的影响。压力传感器21、22中的检测值(墨水压)被送到控制器10。控制器10根据压力传感器21、22的压力值ΡΑ2、ΡΑ3,对真空泵17进行反馈控制,将墨水循环路2内的墨水压控制为期望的值。在压力传感器21、22的设置位置Χ、Υ,分别设置有用于检测墨水5的温度的温度传感器23、24(第1、第2温度传感器)。另外,在位置Χ、Υ处的墨水5的温度中几乎没有差异的情况下,还能够省略温度传感器23、24。
[0026]在头I中,设置有使墨水5成为微小的液滴而吐出的喷嘴41。图2是示出头I的内部构造的说明图。如图2所示,在头I的下表面,配置有形成了多个喷嘴41的喷嘴板42。各喷嘴41与在头I内所形成的共用流路43a、43b连通。共用流路43a与墨水5流入的进入口 44连通。共用流路43b与排出墨水5的排出口 45连通。共用流路43a、43b与各喷嘴41之间通过个别流路46连接。在各喷嘴41的个别流路46中,设置有压电元件47。个别流路46的与喷嘴41相向的部位成为压力室48。在头I中,通过对压电元件47施加电压而使其变形,使压力室48内的墨水5从喷嘴41吐出。
[0027]另一方面,在该系统中,从压力传感器21至头I的入口 Hin (进入口 44)为止的流路FPl中的流路阻力R1、和从头I的出口 Hout (排出口 45)至压力传感器22为止的流路FP2中的流路阻力R2被设定得相等。为了使流路阻力相等,例如使流路FP1、FP2成为完全相同的形状的方法是最容易的方法。流路FPl、FP2的长度优选为300mm以下。如果流路FPUFP2的长度是300mm以下,则还包括以下记载的温度校正,而能够将喷嘴位置处的墨水压Pn的精度确保得较高。
[0028]图3(a)是示出墨水循环路2的各部位处的墨水压和其变化的说明图、图3 (b)是示出各部位的墨水压的一个例子的表。在墨水循环路2中,如果将仅接着主泵4之后(位置A)的墨水压设为PAl,将仅接着主泵4之前(位置B)的墨水压设为PA4(与子罐3内的墨水压相同),则如图3所示,从主泵4朝向下游侧,墨水压降低。在墨水循环路2中,子罐3内的墨水压PA4通过真空泵17被调整为负压。墨水5被设定为在通过主泵4吐出之后(PAl:正压),在喷嘴位置(Pn)成为负压。
[0029]此处,在本发明的系统中,如上所述,将X-Hin之间的流路阻力R1、和Hout-Y之间的流路阻力R2设定得相等(R1 = R2)。因此,在头I内的喷嘴位置在压力损失的观点中处于中心的情况下,喷嘴位置处的墨水压Pn成为
[0030]Pn = (PA2+PA3) /2 (式 I)
[0031]另外,即使在喷嘴位置并非压力损失的中心的情况下,如果考虑喷嘴前后的压力损失比而对PA2-PA3之间的压力降低进行适宜比例分配,则能够求出Pn。
[0032]这样,在本发明的系统中,使在头I的前后配置了的压力传感器21、22与头I之间的流路阻力相等。另外,将头前后的压力损失在上游侧、下游侧都设定为相同。其结果,能够根据压力传感器21、22的检测值PA2、PA3,容易地计算出喷嘴位置处的墨水压Pn。因此,即使未事先调查喷嘴位置处的压力值与头上游/下游的压力值的相关,也能够通过简单的计算来计算出喷嘴位置处的墨水压Pn,使系统的控制变得容易。另外,无需每当喷嘴更换、墨水的变更等时,确认或者调整喷嘴压力。因此,不需要繁杂的装置设定,系统的设定、运用也变得容易。进而,无需另外设置压力控制器等控制压力的机器,所以能够通过简易的结构高精度地控制墨水压Pn,系统价格、维护成本等也降低。
[0033]另外,在头I的前后有温度变化的情况下,即便是相同的流路阻力,如果温度不同,则在墨水粘度中产生差,在头前后在压力损失中也产生差异。因此,也可以考虑
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