本發明的實施方式涉及油墨循環裝置及打印機。

背景技術：

已知對應于溶劑、油性、水性等各種油墨的用于循環型噴墨頭的油墨循環裝置。為從噴墨頭噴射出適當液滴量的油墨，有時需要加熱油墨，調整其粘度。

油墨循環裝置的外表的形狀由盒體構成。存在下述問題，即：如果通過安裝在盒體的外面的加熱器對油墨循環裝置內的油墨進行加熱，則由于盒體比較厚，加熱器發出的熱難以傳遞至油墨，油墨不能被加熱至所需的溫度。

技術實現要素：

本發明要解決的課題，在于提供一種將加熱器發出的熱容易地傳遞至油墨的油墨循環裝置及打印機。

本實施方式的油墨循環裝置具有壓力室、壓電振動板、閥體、加熱器及連接部。壓力室形成有油墨流動的至少兩個流通孔。壓電振動板構成所述壓力室的壁部的一部分，通過驅動使所述壓力室的內部容積增減。閥體使所述至少兩個流通孔中的至少一個開閉。加熱器層疊在所述壓電振動板上。連接部使所述壓力室連接至噴墨頭。

附圖說明

圖1是簡要示出實施方式的打印機的正視圖。

圖2是實施方式的打印機的噴墨單元的立體圖。

圖3是實施方式的噴墨單元的框圖。

圖4是實施方式的噴墨單元的油墨循環裝置的截面圖。

圖5是對實施方式的油墨循環裝置的循環用執行器單元進行分解的立體圖。

圖6是示出實施例及比較例的油墨循環裝置中，噴墨頭內溫度傳感器所檢測的溫度對時間的變化的圖。

符號說明

1、打印機8、輸送部

16、噴墨頭17、油墨循環裝置

25a、25b、流通孔25c、循環用壓力室(壓力室)

39a、39b、閥體40、連接部

42a、壓電振動板44a、加熱器

46a、加熱器溫度傳感器(溫度傳感器)48、油墨循環用泵

i、油墨s、記錄介質。

具體實施方式

以下，參照附圖，對實施方式的油墨循環裝置及打印機進行說明。

如圖1所示，本實施方式的打印機1在箱體2內設置有：輸送臺3、托架4、維護單元5。

輸送臺3被設置在箱體2內的輸送用導軌6可滑動地保持。輸送用導軌6在大致水平方向以直線形延伸。輸送臺3通過未圖示出的馬達在沿著輸送用導軌6的方向上被移動操作。此外，對輸送臺3安裝用于吸附并固定輸送臺3上的散張紙等片材狀的記錄介質s的負壓發生裝置。由這些輸送臺3、輸送用導軌6、馬達、以及負壓發生裝置7構成向后述的噴墨頭16輸送記錄介質s的輸送部8。

此外，記錄介質s不僅限于紙張，也可以是樹脂及金屬的薄膜、木材的板等。

托架4可滑動地被設置在箱體2內的未圖示出的掃描用導軌保持。掃描用導軌在與輸送用導軌6垂直的大致水平方向上以直線狀延伸。托架4通過被未圖示出的馬達驅動的輸送帶9，在沿著掃描用導軌的方向上被移動操作。

在托架4上安裝有沿托架4的掃描方向排列的多個噴墨單元15。

如圖1至圖3所示，噴墨單元15具備：向記錄介質s噴射油墨i的噴墨頭16、在噴墨頭16的上部側連接至噴墨頭16的本實施方式的油墨循環裝置17、控制噴墨頭16及油墨循環裝置17的單元控制部(控制部)18。

托架4上安裝噴墨單元15，其數量對應于對記錄介質s噴射的油墨i的種類。從各個噴墨單元15噴射的油墨i，除了青色、品紅色、黃色、黑色、白色等顏色不同的油墨以外，還可以使用透明光澤油墨、以及照射了紅外線或紫外線后會生色的特殊油墨等。

在各個噴墨單元15的油墨循環裝置17上連接有圖中沒有示出的墨盒。這些墨盒設置在箱體2內。各個噴墨單元15的油墨循環裝置17與墨盒通過具有可撓性的連接管(圖中沒有示出)連接。

多個噴墨單元15匯集設置在托架4上，與托架4一起沿掃描用導軌移動。

在多個噴墨單元15與托架4一起返回不從噴墨頭16進行油墨i的噴射的待機位置后，維護單元5覆蓋各個噴墨頭16的油墨i的噴射部，防止油墨i的蒸發。并且，維護單元5在多個噴墨單元15返回待機位置后，會適當地清掃噴墨頭16與記錄介質s的接觸部。

馬達、負壓發生裝置7、維護單元5、各個噴墨單元15連接至主控制部10，被主控制部10控制。

各個噴墨單元15的噴墨頭16具備：對記錄介質s噴射油墨i的圖中沒有示出的噴嘴部、面對各個噴嘴部設置的圖中沒有示出的執行器。執行器由例如使用壓電陶瓷的壓電振動板等構成。如果對執行器輸入信號，執行器會提高油墨i的壓力，油墨i從各個噴嘴部噴射出。記錄介質s通過該被噴射出的油墨i被印刷。

如圖2及圖4所示，各個噴墨單元15的油墨循環裝置17具備：盒體21、安裝在盒體21上的循環用執行器單元36a及供給用執行器單元36b、閥體38a、38b、39a、39b、以及連接部40。

盒體21通過例如對鋁進行模鑄(壓鑄)而形成。在盒體21中形成有：內部空間即供給油墨室22、回收油墨室23、供給泵容納室24、循環泵容納室25、油墨室26、連通道27、補給道28、以及流入口29。

如圖3及圖4所示，供給油墨室22內安裝有用于檢測供給油墨室22內的油墨i的液面的公知的液面傳感器31b。在回收油墨室23內安裝有用于檢測回收油墨室23內的油墨i的液面的公知的液面傳感器31a。液面傳感器31a、31b連接至單元控制部18，向單元控制部18發送油墨i的液面的檢測結果。

雖然圖中沒有示出，但供給油墨室22的油墨i的液面的上部，和回收油墨室23的油墨i的液面的上部分別形成空氣室。盒體21上安裝有圖2所示的壓力傳感器32及壓力調整部33。壓力傳感器32與上述各空氣室連通，檢測兩個油墨室22、23的壓力。

壓力調整部33基于壓力傳感器32的檢測結果調整盒體21內部的壓力，以適當保持噴墨頭16的各個噴嘴部的面壓。

如圖4所示，供給油墨室22與連通道27連通。補給道28的一端部成為設置在盒體21的外面的補給口28a的管道，向盒體21的外部開口。該補給口28a通過連接管與上述的墨盒連接。

補給道28和供給泵容納室24通過貫通了隔開補給道28與供給泵容納室24的壁部的流通孔24a而連通。在該壁部安裝有公知的逆止閥即閥體38a。閥體38a通過開閉流通孔24a，允許油墨i的通過流通孔24a從補給道28向供給泵容納室24的流動，限制油墨i的從供給泵容納室24向補給道28的流動。

供給泵容納室24和油墨室26通過貫通了隔開供給泵容納室24與油墨室26的壁部的流通孔24b而連通。在該壁部安裝有閥體38b。閥體38b通過開閉流通孔24b，允許油墨i的通過流通孔24b從供給泵容納室24向油墨室26的流動，限制油墨i的從油墨室26向供給泵容納室24的流動。

油墨室26與連通道27通過過濾器30連通。回收油墨室23與流入口29連通。

流入口29與循環泵容納室25通過貫通了隔開流入口29和循環泵容納室25的壁部的流通孔25a而連通。在該壁部安裝有閥體39a。閥體39a通過開閉流通孔25a，允許油墨i的通過流通孔25a從流入口29向循環泵容納室25的流動，限制油墨i的從循環泵容納室25向流入口29的流動。

循環泵容納室25與油墨室26通過貫通了隔開循環泵容納室25和油墨室26的壁部的流通孔25b而連通。在該壁部安裝有閥體39b。閥體39b通過開閉流通孔25b，允許油墨i的通過流通孔25b的從循環泵容納室25向油墨室26的流動，限制油墨i的從油墨室26向循環泵容納室25的流動。

在本實施方式，循環用執行器單元36a和供給用執行器單元36b的構成，除了供給用執行器單元36b不具備后述的加熱器44a及加熱器溫度傳感器46a以外，其它均相同。因此，對循環用執行器單元36a的構成，是對數字添加英文大寫字母“a”，而對供給用執行器單元36b中與循環用執行器單元36a對應的構成，是對與循環用執行器單元36a相同的數字添加英文大寫字母“b”來表示。由此，可以省略重復的說明。例如，圖3所示的壓電振動板42a和壓電振動板42b是相同的構成。

如圖5所示，循環用執行器單元36a由接液片材41a、壓電振動板42a、絕緣片材43a、加熱器44a、絕緣片材45a、加熱器溫度傳感器(溫度傳感器)46a按照該順序層疊，同時形成互相粘接的層疊構造。

接液片材41a是與后述的循環用壓力室25c內的油墨i接液的樹脂制的片材。形成接液片材41a的材料，可使用難以發生起因于油墨i的溶劑的化學變化的pi(聚酰亞胺)等。

在該例中，接液片材41a、壓電振動板42a、以及絕緣片材43a、45a被形成為圓板狀。

壓電振動板42a是由金屬板42aa和壓電陶瓷42ba構成的單晶片型的壓電振動板。形成金屬板42aa的材料例如是黃銅。形成壓電陶瓷42ba的材料例如是pzt(鋯鈦酸鉛)。壓電陶瓷42ba中，在其上下表面施加有ni/au鍍電極，通過極化處理而具有壓電性。

在金屬板42aa及壓電陶瓷42ba上，振動板用導線42ca的端部分別通過焊接部42da等連接。

振動板用導線42ca是用于對壓電振動板42a施加在單元控制部18的后述的泵驅動電路57a所生成的交流電壓的線纜。

加熱器44a是在形成為蛇腹狀的加熱器主體44aa的兩個端部分別連接加熱器用導線44ba而構成。加熱器主體44aa是由不銹鋼及鎳鉻電熱絲等電熱絲形成的，電阻的值為數ω(歐姆)至數千ω的電阻器。在本例中，加熱器主體44aa是形成為蛇腹形，但只要是能夠使設置在一定面積內的加熱器主體44aa的長度變長的形狀，則加熱器主體44aa的形狀不受特別限定。加熱器主體44aa除了蛇腹形以外，還可以形成為螺旋形。

加熱器主體44aa被從單元控制部18施加電壓后，會發熱。所產生的熱通過絕緣片材43a、壓電振動板42a、以及接液片材41a，使循環用壓力室25c內的油墨i升溫。

優選加熱器44a的加熱器用導線44ba和壓電振動板42a的振動板用導線42ca設置在壓電振動板42a的圓周方向的不同的方向上。通過如此地構成，能夠抑制加熱器44a接觸焊接部42da。

在本實施方式，加熱器44a設置在絕緣片材43a和絕緣片材45a之間。

絕緣片材43a、45a是為夾住加熱器44a而遮蓋的覆蓋物。絕緣片材43a、45a由pi片材等形成。絕緣片材43a、45a上形成有用于躲避焊接部42da的切口43aa、45aa。通過在切口43aa、45aa內設置焊接部42da，能夠抑制作為整體循環用執行器單元36a的厚度。

可以在加熱器溫度傳感器46a中適當地使用熱敏電阻。加熱器溫度傳感器46a通過絕緣片材43a、45a及加熱器44a層疊在壓電振動板42a上。

加熱器溫度傳感器46a連接至單元控制部18，向單元控制部18發送所檢測的加熱器44a的溫度。

為使接液片材41a及壓電振動板42a等互相粘接，可以使用環氧系及硅系的粘接劑，或使用粘接膠帶。

如此構成的循環用執行器單元36a形成整體厚度為500至1000μm(微米)的薄板狀。因此，能夠少損失地將加熱器44a所產生的熱傳遞給油墨i。

該循環用執行器單元36a的厚度變得比盒體21的壁部的厚度薄得多。

如圖4所示，循環用執行器單元36a被安裝成能夠在循環泵容納室25內在循環用執行器單元36a的厚度方向的兩側移動。循環用壓力室(壓力室)25c由循環泵容納室25中比循環用執行器單元36a更靠近流通孔25a、25b側的空間、包圍該空間的盒體21的壁部、以及循環用執行器單元36a構成。

也就是說，在循環用壓力室25c上，如后述那樣，形成有油墨i可流動的兩個流通孔25a、25b。循環用執行器單元36a的壓電振動板42a構成循環用壓力室25c的壁部的一部分。具有循環用壓力室25c及閥體39a、39b，構成了在油墨循環裝置17及噴墨頭16內使油墨i循環的油墨循環用泵48。

通過壓電振動板42a的驅動，循環用執行器單元36a在厚度方向移動，循環用壓力室25c的內部容積會增減。

同樣地，供給用執行器單元36b被安裝成能夠在供給泵容納室24內在供給用執行器單元36b的厚度方向的兩側移動。供給用壓力室24c由供給泵容納室24中比供給用執行器單元36b更靠近流通孔24a、24b側的空間、包圍該空間的盒體21的壁部、以及供給用執行器單元36b構成。

也就是說，在供給用壓力室24c上，如后述那樣，形成有油墨i可流動的兩個流通孔24a、24b。供給用執行器單元36b的壓電振動板42b構成供給用壓力室24c的壁部的一部分。由供給用壓力室24c及閥體38a、38b構成了從外部對油墨循環裝置17供給油墨i的油墨供給用泵49。

通過壓電振動板42b的驅動，供給用執行器單元36b在厚度方向移動，供給用壓力室24c的內部容積會增減。

另外，假設在循環用壓力室25c形成兩個流通孔25a、25b，但在循環用壓力室25c上形成的流通孔的數目不受特別限定，也可以是3個以上。對于供給用壓力室24c也是同樣。

噴墨單元15也可以不具備閥體38b、39b。因為即使如此構成，也能夠使油墨i只向一個方向流動。

如圖2所示，連接部40具有油墨供給管52及油墨返回管53。油墨供給管52的一個端部連通至盒體21的供給油墨室22，油墨供給管52的另一個端部連通至噴墨頭16的各個噴嘴部。

另一方面，油墨返回管53的一個端部連通至噴墨頭16的各個噴嘴部，油墨返回管53的另一個端部連通至盒體21的回收油墨室23。油墨返回管53通過流入口29及回收油墨室23，使循環用壓力室25c連接至噴墨頭16。

如圖3所示，單元控制部18具有微型計算機56、泵驅動電路57a、57b、加熱器驅動電路58、ad轉換器59、60。單元控制部18通過例如螺釘等安裝在油墨循環裝置17的外面。

此外，對于上述的壓力傳感器32、以及控制單元控制部18的噴墨頭16的執行器等的部分，在圖3沒有記載，并省略說明。單元控制部18是油墨循環裝置17專用的控制部，也可以分別具備控制噴墨頭16的控制部與單元控制部18。

微型計算機56具有圖中沒有示出的運算電路及存儲器等。存儲器中存儲有微型計算機56的控制程序、壓電振動板42a的居里溫度。壓電振動板42a的居里溫度例如是200℃至300℃。

泵驅動電路57a、57b是生成規定的交流電壓的電路。泵驅動電路57a連接至壓電振動板42a，控制壓電振動板42a。泵驅動電路57b連接至壓電振動板42b，控制壓電振動板42b。

加熱器驅動電路58產生例如大小不同的各種電壓波形，對加熱器44a施加電壓。加熱器驅動電路58控制加熱器44a。

ad轉換器59將從加熱器溫度傳感器46a發送的模擬波形所產生的電壓信號轉換成數字波形，并向微型計算機56發送。ad轉換器60將從液面傳感器31a、31b發送的模擬波形所產生的電壓信號轉換成數字波形，并向微型計算機56發送。

微型計算機56基于從ad轉換器59發送的加熱器44a的溫度的檢測結果，控制加熱器驅動電路58，使得加熱器溫度傳感器46a檢測的溫度為壓電振動板42a的居里溫度的一半值以下。

通過這樣的控制，能夠使得壓電振動板42a不失去壓電性。

另外，在本實施方式，控制為使得加熱器溫度傳感器46a檢測的溫度為壓電振動板42a的居里溫度的一半值以下，但也可以控制為使得加熱器溫度傳感器46a檢測的溫度不足壓電振動板42a的居里溫度。

接下來，對如上所述構成的打印機1的噴墨單元15的作用進行說明。

微型計算機56通過泵驅動電路57a穩定地驅動油墨循環用泵48的壓電振動板42a，同時，定期讀入由加熱器溫度傳感器46a檢測后由ad轉換器59轉換的溫度的檢測結果。然后，控制加熱器驅動電路58，對加熱器44a施加電壓，以加熱器溫度傳感器46a檢測的加熱器44a的溫度成為壓電振動板42a的居里溫度的一半值以下的方式，對加熱器44a施加電壓。

在壓電振動板42a的居里溫度為200℃至300℃的情況下，進行控制，使得加熱器溫度傳感器46a檢測的加熱器44a的溫度為居里溫度的一半值以下，即100℃至150℃。其中，例如，控制為使得加熱器溫度傳感器46a檢測的溫度為45℃。

加熱器44a層疊在壓電振動板42a上，因此加熱器44a所發出的熱容易傳遞至循環用壓力室25c內的油墨i。此外，通過使得加熱器44a的溫度達到壓電振動板42a的居里溫度的一半值以下，可以抑制壓電振動板42a的壓電性受破壞。

如圖4所示，循環用壓力室25c內的油墨i如箭頭a1所示那樣，被從流通孔25a吸引，從流通孔25b噴射出。

從流通孔25b噴射出的油墨i經由油墨室26通過了過濾器30之后，經由連通道27流入供給油墨室22中。油墨i中含有的垃圾和氣泡會被過濾器30攔下。

如果供給油墨室22內的油墨i的壓力變高，該油墨i即通過油墨供給管52流入噴墨頭16。微型計算機56適當地控制噴墨頭16的執行器，使油墨i從各個噴嘴部噴射，在記錄介質s上印刷。

沒有從各個噴嘴部噴射出而從噴墨頭16經過油墨返回管53返回的油墨i流入回收油墨室23。回收油墨室23內的油墨i經由流入口29，從流通孔25a被吸引至循環用壓力室25c中。

如此地，油墨i通過油墨循環用泵48，在油墨循環裝置17及噴墨頭16內循環，流動。微型計算機56在使壓電振動板42a驅動，且油墨i在油墨循環裝置17及噴墨頭16中循環時，對加熱器44a施加電壓。因此，油墨i不會被局部加熱，而是油墨i整體被加熱，因而油墨i難以被破壞。此外，這里所謂的油墨的破壞，是指油墨發生變質、劣化、分離、凝集等。

另一方面，如果噴墨單元15內的油墨i減少，則通過例如液面傳感器31a、31b檢測油墨i減少的情況，并向單元控制部18發送檢測結果。

微型計算機56通過泵驅動電路57b驅動油墨供給用泵49的壓電振動板42b。供給用壓力室24c內的油墨i如箭頭a2所示那樣，被從流通孔24a吸引，從流通孔24b噴射出。

通過使得油墨i從流通孔24a被吸引，油墨i經由連接管及補給道28從墨盒供給供給用壓力室24c。

另一方面，從流通孔24b噴射的油墨i經由油墨室26通過了過濾器30之后，經由連通道27流入供給油墨室22中。然后，與箭頭a1所示的油墨i匯合。

通過這種方式，利用油墨供給用泵49，從外部的墨盒向油墨循環裝置17內供應油墨i。

噴墨單元15內的油墨i達到一定量以上后，通過液面傳感器31a、31b檢測到油墨i的量已達到一定量的情況，并向單元控制部18發送。

微型計算機56通過泵驅動電路57b使油墨供給用泵49的壓電振動板42b的驅動停止。

其中，利用圖6，在實施例及比較例的噴墨單元，示出對于橫軸所表示的時間，縱軸所表示的噴墨頭內的溫度傳感器所檢測的溫度的變化。相對于實施例的噴墨單元，比較例的噴墨單元不具備加熱器溫度傳感器46a，且不是將加熱器44a安裝在油墨循環用泵48內，而是安裝在盒體21的下部的外面。

雖然圖中沒有示出，但噴墨頭16內具有使油墨i流進內部的薄的管道。在該管道的外面安裝有溫度傳感器。每一個單位時給予實施例及比較例的噴墨單元的加熱器相同的發熱量，對噴墨頭16的溫度傳感器所檢測的溫度進行了比較。

實施例的實驗結果采用實線的曲線l1表示。比較例的實驗結果采用虛線的曲線l2表示。可以發現：在比較例的噴墨單元，安裝有加熱器的盒體21的壁部的厚度比較厚，難以傳遞熱，且散熱損失大，因此，相對于時間推移，溫度傳感器所檢測的溫度難以上升。

與此相反，證實了由于安裝有實施例的噴墨單元的循環用執行器單元36a的厚度比較薄，且在油墨i的非常近處加熱，散熱損失小，因此，相對于時間推移，溫度傳感器檢測的溫度容易上升。

如上所述，根據本實施方式的油墨循環裝置17及打印機1，由于加熱器44a層疊在壓電振動板42a，因此，能夠使加熱器44a發出的熱容易傳遞至循環用壓力室25c內的油墨i。

由于在壓電振動板42a驅動，油墨i在流動中時，加熱器44a被施加電壓，因此，能夠使油墨i不被局部加熱，從而油墨i難以受破壞。

通過對加熱器44a施加電壓，使得加熱器溫度傳感器46a檢測的溫度為壓電振動板42a的居里溫度的一半值以下，能夠抑制壓電振動板42a的壓電性受破壞。

由于具備加熱器44a的油墨循環用泵48穩定地輸送油墨i，因此，能夠在不破壞噴墨單元15內的油墨i的情況下，利用加熱器44a有效地加熱。

另外，在本實施方式，也可以將加熱器44a設置在接液片材41a和壓電振動板42a之間。即、可以將加熱器44a設置在離希望利用加熱器44a加熱的油墨i更近的地方。通過如此地構成，使得將加熱器44a發出的熱傳遞給油墨i變得容易。

油墨循環用泵48具備加熱器44a，但除了油墨循環用泵48以外，油墨供給用泵49也可以具備加熱器。

在加熱器44a被使用絕緣材料涂層后，循環用執行器單元36a也可以具備絕緣片材43a、45a。

根據以上說明的至少一個實施方式，通過具有層疊在壓電振動板42a上的加熱器44a，能夠容易地將加熱器44a發出的熱傳遞至油墨i。

雖然說明了幾個實施方式，但這些實施方式只是作為示例而提出的，并非旨在限定發明的范圍。這些實施方式能夠以其他各種方式進行實施，能夠在不脫離發明的宗旨的范圍內進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形被包括在發明的范圍和宗旨中，同樣地被包括在權利要求書所記載的發明及其均等的范圍內。