專利名稱：壓力緩沖裝置、液體噴射頭、液體噴射裝置及壓力緩沖方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對液體的不必要的振動進行緩沖的壓力緩沖裝置及具備壓力緩沖裝置的液體噴射頭。
背景技術(shù)：
當前，提供了多種向記錄紙等被記錄介質(zhì)吐出墨滴而進行圖像或字符等的記錄的噴墨方式的記錄裝置。這種記錄裝置從墨箱或墨盒經(jīng)由墨水供給管向搭載于托架的液體噴射頭供給墨水。而且，通過一邊使托架沿主掃描方向移動，一邊從液體噴射頭的噴嘴向被記錄介質(zhì)吐出墨滴，并且，使被記錄介質(zhì)沿副掃描方向移動，從而在被記錄介質(zhì)進行記錄。此時，托架移動，使得墨水供給管進行脈動，墨水供給管內(nèi)的墨水移動，導致產(chǎn)生壓力變動。該壓力變動通過墨水供給管而施加在液體噴射頭。結(jié)果，有時候墨水的吐出滴量(墨滴體積)產(chǎn)生變化，記錄在被記錄介質(zhì)的圖像或字符的品質(zhì)下降。因此，為了緩和施加在液體噴射頭的不必要的壓力變動，提出了一種在墨水供給管的中途設置壓力緩沖裝置，緩和壓力變動的技術(shù)。該壓力緩沖裝置具有能夠儲存某個程度的墨水的腔室，通過從墨水供給管流出的墨水流入該腔室，從而緩和墨水的壓力變動 (例如，參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開平5-201015號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在施加于液體噴射頭的不必要的壓力變動較大的情況下，必須增大壓力緩沖裝置的容量。尤其是大型的液體噴射裝置，由于墨水供給管較長，因而托架移動時所引起的墨水供給管的脈動也較大。另外，為了得到與壓力緩沖裝置相同的效果，考慮在墨水儲存箱或墨盒和液體噴射頭之間設置子箱，但存在著使液體噴射裝置大型化的問題。本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于，提供一種能夠抑制液體噴射裝置的大型化且有效地抑制液體的不必要的壓力變動的壓力緩沖裝置及其方法。為了解決上述問題，本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第一形態(tài)的特征在于，具有 壓力緩沖部，設有主體部、可撓膜以及液體流入口和液體流出口，該主體部設有儲存液體的凹部，可撓膜以覆蓋凹部的方式設在主體部，該液體流入口和液體流出口與凹部連通；壓力檢測部，檢測從液體流出口流出的液體的壓力值；控制電路，基于壓力檢測部所輸出的壓力值而輸出控制信號；以及壓力調(diào)整部，基于控制電路所輸出的控制信號而使可撓膜位移，并調(diào)整凹部內(nèi)的壓力。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第二形態(tài)的特征在于，在第一形態(tài)中，壓力調(diào)整部由能夠基于控制信號而進行控制的2對元件構(gòu)成，將2對元件中的一方與可撓膜卡合，能夠在2對元件間產(chǎn)生引力或斥力。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第三形態(tài)的特征在于，在第二形態(tài)中，具備與主體部卡合并覆蓋可撓膜的抑制板。
本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第四形態(tài)的特征在于，在第三形態(tài)中，將2對元件中的一方與可撓膜卡合，將另一方與抑制板卡合。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第五形態(tài)的特征在于，在第四形態(tài)中，在抑制板的可撓膜側(cè)的面上和可撓膜的面上，將2對元件對置地卡合。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第六形態(tài)的特征在于，在第三至第五形態(tài)中，控制電路部配置在可撓膜和抑制板之間。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第七形態(tài)的特征在于，在第二至第六形態(tài)中，由線圈部構(gòu)成2對元件中的一方，由磁性體部構(gòu)成另一方。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第八形態(tài)的特征在于，在第二至第六形態(tài)中，由第一線圈部構(gòu)成2對元件中的一方，由第二線圈部構(gòu)成另一方。本發(fā)明的壓力緩沖裝置所具有的第九形態(tài)的特征在于，在第一至第八形態(tài)中，在凹部和可撓膜之間具備能夠彈性變形的施力部件。本發(fā)明的液體噴射頭所具有的形態(tài)的特征在于，具備第一至第九形態(tài)所述的壓力緩沖裝置，具有噴射從液體流出口供給的液體的多個噴射口。本發(fā)明的液體噴射裝置所具有的形態(tài)的特征在于，具備上述的液體噴射頭；移動機構(gòu)，一邊使液體噴射頭與被記錄介質(zhì)對置，一邊往返移動；以及運送機構(gòu)，運送被記錄介質(zhì)。本發(fā)明的壓力緩沖方法所具有的形態(tài)是壓力緩沖裝置的壓力緩沖方法，該壓力緩沖裝置設有主體部、可撓膜以及液體流入口和液體流出口，該主體部設有儲存液體的凹部， 該可撓膜以覆蓋凹部的方式設在主體部，該液體流入口和液體流出口與凹部連通，其特征在于，具有壓力檢測工序，檢測從液體流出口流出的液體的壓力值，將該壓力值向控制電路輸出；以及壓力調(diào)整工序，基于控制信號而使可撓膜位移，并調(diào)整凹部內(nèi)的壓力，其中，控制電路基于壓力值而輸出該控制信號。根據(jù)本發(fā)明，通過基于設在壓力緩沖部的流出口的壓力檢測部的壓力值，使壓力緩沖部的可撓膜主動地位移，從而能夠更有效地打消墨水的壓力變動。具體而言，在壓力檢測部的壓力值比基準值更向減壓方向變化的情況下，使可撓膜向凹部側(cè)位移，在向加壓方向變化的情況下，使可撓膜向凹部的相反側(cè)位移。通過如此地使可撓膜位移，即使在不必要的壓力施加于液體流入口的情況下，也能夠?qū)⒁后w流出口的壓力保持一定。另外，與現(xiàn)有技術(shù)不同，由于使可撓膜主動地位移而控制壓力，因而不增大壓力緩沖裝置的容量或者沒有必要設置子箱。由于這些效果，即使是墨水供給管較長且墨水受到的壓力變動較大的裝置構(gòu)成，也能夠抑制壓力緩沖裝置或液體噴射裝置的大型化。


圖1是本發(fā)明的實施方式所涉及的壓力緩沖裝置的基本構(gòu)成圖。圖2是本發(fā)明的實施方式所涉及的控制電路部的框圖。圖3是說明本發(fā)明的實施方式所涉及的壓力調(diào)整部的構(gòu)造的圖。圖4是顯示本發(fā)明的實施方式所涉及的壓力緩沖裝置的具體構(gòu)造的說明圖。圖5是顯示本發(fā)明的實施方式所涉及的壓力緩沖作用的工作原理的說明圖。圖6是顯示本發(fā)明的實施方式所涉及的壓力緩沖裝置的具體構(gòu)造的說明圖。
圖7是顯示本發(fā)明的實施方式所涉及的液體噴射頭的立體圖。圖8是顯示本發(fā)明的實施方式所涉及的液體噴射裝置的立體圖。符號說明1液體流入口2主體部2a 凹部3液體流出口4壓力檢測部5控制電路部6壓力調(diào)整部7可撓膜8壓力緩沖部9抑制板10壓力緩沖裝置31輸入信號32輸出信號(反相位信號)41線圈部42磁性體部43施力部件
具體實施例方式接著，基于附圖，說明本發(fā)明的實施方式。(第一實施方式)圖1是壓力緩沖裝置的構(gòu)成圖。下面，根據(jù)附圖進行說明。壓力緩沖裝置10具備壓力緩沖部8、壓力檢測部4、控制電路部5以及壓力調(diào)整部6。在液體噴射裝置中，壓力緩沖部8的液體流入口 1連接有圖中未顯示的液體供給箱，液體流出口 3連接有圖中未顯示的液體噴射頭。壓力緩沖部8由設有用于儲存液體的凹部加的主體部2、可撓膜7、與凹部加連通的液體流入口 1以及液體流出口 3構(gòu)成。以這樣的構(gòu)成為基準，通過用可撓膜7覆蓋主體部2的凹部2a，從而設置儲存液體的空間。優(yōu)選的是，主體部2使用對儲存的液體具有耐性的原料。例如，在使用水或藥品等液體的情況下，可以作為耐性優(yōu)異的高密度聚乙烯的成形品。另外，可撓膜7具有柔軟性， 使用適于與主體部2粘接的低密度聚乙烯膜，以覆蓋主體部2的凹部的方式熱熔合在周緣部。 壓力檢測部4插入主體部2和液體噴射頭(參照圖7)之間，檢測施加在液體噴射頭的壓力。例如，壓力檢測部4使用具備模擬電壓輸出功能的一般的膜片真空規(guī)式的壓力傳感器。利用該構(gòu)成，檢測從液體流出口 3流出的液體的壓力值。 圖2是控制電路部5的框圖。控制電路部5為在前級具備放大電路fe并在后級具備壓力調(diào)整部驅(qū)動電路恥的構(gòu)成。向放大電路fe輸入來自壓力檢測部4的模擬電壓31，從壓力調(diào)整部驅(qū)動電路恥輸出用于驅(qū)動壓力調(diào)整部6的驅(qū)動信號32。例如，壓力調(diào)整部驅(qū)動電路恥為“電壓-電流轉(zhuǎn)換電路”。利用這些構(gòu)成，基于壓力檢測部4所輸出的模擬電壓 31來生成驅(qū)動信號32。圖3是顯示壓力調(diào)整部6的構(gòu)造的圖。壓力調(diào)整部6由2對元件構(gòu)成。在此，作為第一實施方式，2對元件中的一方為線圈部41，另一方為磁性體部42。線圈部41為在截面呈E形的壺形鐵心形狀的磁芯41y嵌合有空心線圈41x的構(gòu)成。另外，磁性體部42為圓盤狀的永磁體，以中心部和外周部被極化成不同的磁極的方式磁化。并且，線圈部41和磁性體部42配置成設有預定的間隙而對置，使任一方與可撓膜卡合。例如，在圖3(a)中，將磁性體部42與可撓膜7卡合，使線圈部41與抑制板9卡合，進一步使磁性體部42的中心部極化為N極，外周部極化為S極。利用這些構(gòu)成，通過改變流過線圈部41的電流的方向，能夠在與磁性體部42之間產(chǎn)生引力和斥力。圖4是顯示壓力緩沖裝置的具體構(gòu)造的圖。此外，在圖4所示的構(gòu)成中，對與上述實施方式相同的構(gòu)成標注相同的標記，為了避免說明的重復，省略工作說明。如已說明的那樣，壓力緩沖裝置10由壓力緩沖部8、壓力檢測部4、控制電路部5以及壓力調(diào)整部6構(gòu)成。 抑制板9為利用拉深加工而在中央形成凹部的鍍鋅鋼板，由螺絲90固定在主體部2的周緣。通過在抑制板9的凹部底面粘接線圈部41，在可撓膜7粘接磁性體部42，從而形成壓力調(diào)整部6。另外，可撓膜7通過在凹部加之間設置可彈性變形的施力部件43，從而設定成為基準的位置。施力部件43為不銹鋼制的螺旋彈簧。接著，根據(jù)圖5(a)至(e)來說明本發(fā)明的壓力緩沖作用的工作原理。圖5 (a)所示的施加在液體流入口 1的壓力，如圖5(b)所示地作為模擬電壓值31由壓力檢測部4檢測?；谠撃M電壓值31，控制電路部5通過驅(qū)動線圈部41而在與磁性體部42之間產(chǎn)生引力和斥力。具體而言，在壓力檢測部4的檢測壓力向加壓方向變化的情況下，使可撓膜7 向抑制板側(cè)位移，在向減壓方向變化的情況下，如圖5(c)所示使可撓膜7向凹部側(cè)位移。依照以上的工作原理，能夠主動地產(chǎn)生對于所施加的不必要的壓力進行抵消的方向的壓力(圖D)。所以，即使在對液體流入口 1施加不必要的壓力的情況下，也能夠有效地抑制液體流出口 3處的壓力變動(圖E)。(第二實施方式)在第一實施方式中，作為能夠基于驅(qū)動信號32而進行控制的2對元件，說明了使用線圈部41和磁性體部42來驅(qū)動可撓膜7的構(gòu)成。作為該第二實施方式，也可以為設置第二線圈部來代替磁性體部42的構(gòu)成。即，能夠?qū)⒌谝痪€圈部41a、第二線圈部41b中的任一個與可撓膜7卡合，成為對置配置的構(gòu)成。在本實施方式中，如圖6所示，與抑制板9卡合的線圈部為第一線圈部41a，與可撓膜7卡合的線圈部為第二線圈部41b。另外，第一線圈部41a和第二線圈部41b均為在截面呈E形的壺形鐵心形狀的磁芯嵌合有空心線圈的構(gòu)成。除了第一線圈部41a、第二線圈部 41b以外的構(gòu)成，與第一實施方式和圖4相同。在該構(gòu)成中，例如使直流電流持續(xù)流過線圈部41b，預先使磁極固定。在該狀態(tài)下，通過將來自控制電路部5的驅(qū)動信號32作為電流源并驅(qū)動線圈部41a，從而能夠產(chǎn)生引力和斥力。但是，為了產(chǎn)生適于使可撓膜7位移的磁力，必須適當選擇線圈間距離、電流的大小、線圈的匝數(shù)。另外，在第一實施方式中，示出了 2對元件中的一方為線圈部41，另一方為磁性體部42，但不限于該構(gòu)成。例如，另一方的磁性體部42也可以是導電性部件。即，只要能夠利用電磁感應現(xiàn)象使可撓膜7位移，得到壓力緩沖作用即可。另外，在第一實施方式中，示出了可撓膜7使用低密度聚乙烯膜的實施例，而且， 同樣地示出了 2對元件中的一方為線圈部41，另一方為磁性體部42，但不限于該構(gòu)成。例如，可撓膜7也可以由磁性部件和導電性部件形成。在這種情況下，不需要第一實施方式中的2對元件中的另一方，能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)成的簡化。在此，說明上述第一和第二實施方式中的控制電路部5的配置?？刂齐娐凡?也可以配置于在可撓膜7和抑制板9之間所產(chǎn)生的空間內(nèi)。通過采用這樣的形態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)壓力緩沖裝置的小型化。(變形例)在第一和第二實施方式中，作為上述的驅(qū)動構(gòu)造，說明了使用線圈或磁性體的驅(qū)動方式。作為變形例，壓力調(diào)整部6能夠采用根據(jù)驅(qū)動信號32來進行驅(qū)動的機械驅(qū)動構(gòu)造。 即，與從控制電路部5輸出的驅(qū)動信號32同步地驅(qū)動壓力調(diào)整部6的構(gòu)成，可以與第一和第二實施方式同樣，為在使可撓膜7強制地位移時機械地施壓的構(gòu)成。(液體噴射頭)接著，說明搭載本實施方式所涉及的壓力緩沖裝置10的液體噴射頭。圖7是顯示液體噴射頭40的立體圖。如圖7所示，液體噴射頭40在底座44、45 上具備對被記錄介質(zhì)s (參照圖8)噴射液體的噴射部70和介于噴射部70和液體流入口 1 之間的壓力緩沖裝置10，該壓力緩沖裝置10 —邊對從液體流入口 1通向噴射部70的液體的壓力變動進行緩沖，一邊使其流通。此外，底座44、45也可以一體成形?？刂齐娐坊?0具備控制裝置81和子基板82，該控制裝置81基于來自液體噴射裝置100的主體控制部(參照圖8)的像素數(shù)據(jù)等信號而生成致動器73的驅(qū)動脈沖，該子基板82設在控制電路基板80。噴射部70具備流路基板71、致動器73以及柔性布線(圖中未顯示)，該流路基板 71經(jīng)由液體流出口 3而與壓力緩沖裝置10連接，該致動器73具有沿主掃描方向并列配置的陶瓷制的板等，將液體作為液滴而向被記錄介質(zhì)s噴射，該柔性布線與致動器73和控制電路基板80電連接，用于對致動器73的壓電元件傳送驅(qū)動信號。另外，主體部2與底座部件44卡合，而且，形成有可裝卸且水密地安裝在液體流入口 1的連接部93和可裝卸且水密地安裝在液體流出口 3的噴射部70的連接部94。(液體噴射裝置)圖8是顯示液體噴射裝置的立體圖。液體噴射裝置100具備運送紙等被記錄介質(zhì) s的一對運送裝置22、77，向被記錄介質(zhì)s噴射液體的液體噴射頭40，向液體噴射頭40供給液體的液體供給裝置陽以及沿與被記錄介質(zhì)s的運送方向(主掃描方向)大致垂直的方向(副掃描方向)使液體噴射頭40進行掃描的掃描裝置600。以下，將副掃描方向作為 X方向，將主掃描方向作為Y方向，而且將與X方向和Y方向均垂直的方向作為Z方向進行說明。一對運送單元22、77具備分別沿副掃描方向延伸而設置的格柵輥(grid ! 011吐)20、70，與格柵輥20、70分別平行地延伸的夾送輥(pinch roller) 21、71以及圖中未顯示詳細情況的使格柵輥20、70繞軸旋轉(zhuǎn)工作的馬達等驅(qū)動機構(gòu)。
液體供給裝置55具備容納有液體的液體容納體50以及將液體容納體50和液體噴射頭40連接的液體流入口 1。液體容納體50具備多個，具體而言，并列設有容納黃色、品紅色、青色、黑色的4種液體的液體箱50y、50m、50c、50b。在液體箱50y、50m、50c、50b分別設有泵馬達m，能夠使液體通過液體流入口 1而向液體噴射頭40按壓移動。液體流入口 1 由能夠?qū)后w噴射頭40 (托架單元62)的動作的、具有可撓性的軟管51構(gòu)成。掃描單元600具備沿副掃描方向延伸而設置的一對導軌60、61，能夠沿著一對導軌60、61滑動的托架單元62以及使托架單元62沿副掃描方向移動的驅(qū)動機構(gòu)63。驅(qū)動機構(gòu)63具備配設在一對導軌60、61之間的一對滑輪64、65，卷繞在一對滑輪64、65間的無端帶66以及使一個滑輪64旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動馬達67。一對滑輪64、65分別配設在一對導軌60、61的兩端部間，沿副掃描方向隔開間隔而配置。無端帶66配設在一對導軌60、61間，在該無端帶連結(jié)有托架單元62。在托架單元 62的底端部62a，搭載有多個液體噴射頭40，具體而言，沿副掃描方向并列搭載有分別對應于黃色、品紅色、青色、黑色的4種液體的液體噴射頭40y、40m、40c、40b。
權(quán)利要求
1.一種壓力緩沖裝置，其特征在于，具有壓力緩沖部，設有主體部、可撓膜以及液體流入口和液體流出口，該主體部設有儲存液體的凹部，該可撓膜以覆蓋所述凹部的方式設在所述主體部，該液體流入口和液體流出口與所述凹部連通；壓力檢測部，檢測從所述液體流出口流出的液體的壓力值； 控制電路，基于所述壓力檢測部所輸出的壓力值而輸出控制信號；以及壓力調(diào)整部，基于所述控制電路所輸出的控制信號而使所述可撓膜位移，并調(diào)整所述凹部內(nèi)的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力緩沖裝置，其特征在于，所述壓力調(diào)整部由能夠基于所述控制信號而進行控制的2對元件構(gòu)成，將所述2對元件中的一方與可撓膜卡合，能夠在所述2對元件間產(chǎn)生引力或斥力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力緩沖裝置，其特征在于， 具備與所述主體部卡合并覆蓋所述可撓膜的抑制板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓力緩沖裝置，其特征在于，將所述2對元件中的一方與所述可撓膜卡合，將另一方與所述抑制板卡合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓力緩沖裝置，其特征在于，在所述抑制板的所述可撓膜側(cè)的面上和所述可撓膜的面上，將所述2對元件對置地卡I=I ο
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項所述的壓力緩沖裝置，其特征在于， 所述控制電路部配置在所述可撓膜和所述抑制板之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任一項所述的壓力緩沖裝置，其特征在于， 由線圈部構(gòu)成所述2對元件中的一方，由磁性體部構(gòu)成另一方。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 6中任一項所述的壓力緩沖裝置，其特征在于， 由第一線圈部構(gòu)成所述2對元件中的一方，由第二線圈部構(gòu)成另一方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一項所述的壓力緩沖裝置，其特征在于， 在所述凹部和所述可撓膜之間具備能夠彈性變形的施力部件。
10.一種液體噴射頭，其特征在于，具備權(quán)利要求1 9中任一項所述的壓力緩沖裝置，具有噴射從所述液體流出口供給的液體的多個噴射口。
11.一種液體噴射裝置，其特征在于，具備 權(quán)利要求10所述的液體噴射頭；移動機構(gòu)，一邊使所述液體噴射頭與被記錄介質(zhì)對置，一邊往返移動；以及運送機構(gòu)，運送所述被記錄介質(zhì)。
12.—種壓力緩沖裝置的壓力緩沖方法，所述壓力緩沖裝置設有主體部、可撓膜以及液體流入口和液體流出口，該主體部設有儲存液體的凹部，可撓膜以覆蓋所述凹部的方式設在所述主體部，該液體流入口和液體流出口與所述凹部連通，其特征在于，具有壓力檢測工序，檢測從所述液體流出口流出的液體的壓力值，將該壓力值向控制電路輸出；以及壓力調(diào)整工序，基于控制信號而使所述可撓膜位移，并調(diào)整所述凹部內(nèi)的壓力，其中，所述控制電路基于所述壓力值而輸出該控制信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠抑制大型化且可靠地防止墨水的壓力變動所導致的墨水的吐出滴量的變化的液體噴射頭、液體噴射裝置以及液體噴射頭的墨水壓力控制方法。壓力緩沖裝置的特征在于，具有壓力緩沖部(8)，設有作為儲存液體的主體部(2)的凹部(2a)、以覆蓋凹部(2a)的開口部的方式設置的可撓膜(7)以及與凹部(2a)連通的液體流入口(1)和液體流出口(3)；壓力檢測部(4)，檢測從液體流出口(3)流出的液體的壓力值；控制電路部(5)，基于壓力檢測部(4)的壓力值而輸出驅(qū)動信號；以及壓力調(diào)整部(6)，基于控制電路部(5)所輸出的驅(qū)動信號而使可撓膜(7)位移，并調(diào)整可撓膜(7)和凹部(2a)內(nèi)的壓力。
文檔編號B41J2/135GK102205714SQ201110057188
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月25日
發(fā)明者小倉達哉 申請人:精工電子打印科技有限公司