TWI510379B - An ink tank, and an ink stirring method using the ink tank - Google Patents

Description

墨水盒、及使用該墨水盒之墨水攪拌方法

本發明係關於一種自噴墨頭之噴嘴噴出墨水來印刷之墨水噴出裝置中所使用之墨水盒、及使用該墨水盒之墨水攪拌方法。

自噴墨頭之噴嘴噴出墨水來印刷之墨水噴出裝置中，有令墨水之粒子成分(顏料、金屬粒子)於墨水盒之內部產生沈降、凝聚、堆積、沈澱等(以下稱為沈降等)之虞，且有墨水盒內之粒子成分之濃度下降之虞。

因此，專利文獻1中，揭示有於墨水盒之底部設置用以攪拌墨水之磁力攪拌器轉子，且可藉由磁力攪拌器轉子之旋轉來攪拌墨水盒內之墨水之噴墨記錄裝置用墨水盒。專利文獻1所揭示之噴墨記錄裝置用墨水盒係可防止易滯留於底部之墨水之粒子成分產生沈降等。

又，專利文獻2中，揭示有藉由自超聲波振盪機產生之超聲波使超聲波振子振動，可防止墨水供給路徑內之墨水堵塞之噴墨式印刷機。專利文獻2所揭示之噴墨式印刷機不必於墨水盒之底部設置如攪拌器轉子般之構造物，亦可防止噴墨頭之堵塞。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開昭60-110458號公報

[專利文獻2]日本專利實開昭58-066951號公報

專利文獻1所揭示之噴墨記錄裝置用墨水盒中，存在攪拌器轉子之碎片等混入於墨水，易成為造成噴墨頭堵塞之原因之問題。又，尤其在墨水為強磁性體之情形時，亦存在墨水易附著於磁性攪拌器轉子，使之難以用盡之問題。

且，磁性攪拌器轉子之驅動源必須設置於旋轉之磁性攪拌器轉子之正下方，故喪失了墨水盒設計之自由度。即，為用盡墨水，從墨水盒底部供給墨水較為有效，對此，專利文獻1中，為防止易滯留於底部之墨水之粒子成分之沈降等，有必要在墨水盒之底部配置高效攪拌粒子成分之磁性攪拌器轉子，且於其正下方設置驅動源，從而亦存在無法從墨水盒之底部供給墨水之問題。

專利文獻2中，由於在墨水盒內不必於墨水盒之底部設置如攪拌器轉子般之構造物，故可從墨水盒之底部供給墨水。然而，藉由超聲波所產生之振動係直接傳播至墨水盒內之墨水，故存在易成為噴墨頭噴出不良之原因之問題。此外，根據超聲波振動之頻率有產生驅動雜訊之虞，且亦有印刷精度劣化之虞。

本發明係鑒於此種情形而完成者，其目的在於提供一種無須太擔心墨水之粒子成分之沈降等，且可用盡墨水之墨水盒及使用該墨水盒之墨水攪拌方法。

為達成上述目的，第1發明相關之墨水盒係儲存供給至 噴墨頭之墨水者，其特徵在於包括：筒體；管道，其係作為該筒體之一部分而連結；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於上述筒體之下部，且將墨水供給至上述噴墨頭；並經由上述管道而使內部之墨水循環。

第1發明之儲存供給至噴墨頭之墨水之墨水盒中，包括：筒體；管道，其係作為該筒體之一部分而連結；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於筒體之下部，且將墨水供給至噴墨頭。藉由經由管道使墨水盒內部之墨水循環，可減少墨水之粒子成分於墨水盒之下部沈降等之顧慮，且可用盡墨水盒之墨水。此外，因無關於超聲波等之振動，均使墨水一邊經由管道壓出一邊循環，故振動不會向噴墨頭傳遞，且亦難以受驅動雜訊之影響。

又，第2發明相關之墨水盒如第1發明，其特徵在於上述管道之一端部位於較另一端部更下方，且上述循環部係使上述管道內之墨水自上述一端部向上述另一端部移動。

第2發明中，管道之一端部係位於較另一端部更下方，且循環部係將管道內之墨水從一端部向另一端部送出。藉此，可在管道內自位於下方之一端部向位於上方之另一端部送出墨水，且可自上方向下方有效攪拌管道內之墨水。

又，第3發明相關之墨水盒如第1或第2發明，其特徵在於包括抽吸口，其係為了在上述筒體之上部產生負壓狀態，抽吸上述筒體之上部之空氣。

第3發明中，由於包含用以使筒體之上部產生負壓狀態而抽吸筒體之上部之空氣之抽吸口，故筒體之上部成負壓狀態，可停止向噴墨頭供給墨水，並可使墨水盒內之墨水連續循環直至消除於墨水盒下部之墨水之粒子成分之沈降等。

此外，第4發明相關之墨水盒如第1至第3發明中之任一者，其特徵在於上述筒體形成為圓環狀，且上述管道係作為圓環之一部分而連結一端部與另一端部。

第4發明中，筒體形成為圓環狀，且管道係作為圓環之一部分而連結一端部與另一端部，故可經由管道確實地使內部之墨水循環，且可不必太擔心墨水之粒子成分於墨水盒之下部沈降等，並可用盡墨水。

繼而，為達成上述目的，第5發明相關之墨水盒係儲存供給至噴墨頭之墨水者，其特徵在於包括：圓柱體；管道，其係連結該圓柱體之上部與下部；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於上述圓柱體之下部，且將墨水供給至上述噴墨頭；並經由上述管道而使內部之墨水循環。

第5發明中，係在儲存供給至噴墨頭之墨水之墨水盒中，包括：圓柱體；管道，其係連結該圓柱體之上部與下部；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於圓柱體之下部，且將墨水供給至噴墨頭。藉由經由管道使墨水盒內部之墨水循環，可減少墨水之粒子成分於墨水盒之下部沈降等之顧慮，且可用盡墨水盒之墨水。

其次，為達成上述目的，第6發明相關之墨水攪拌方法之特徵在於使用第1至第5發明中之任一者之墨水盒，攪拌儲存於該墨水盒內之墨水。

第6發明中所使用之墨水盒係包括：筒體(圓柱體)；管道，其係作為該筒體之一部分而連結(連結圓柱體之上部與下部)；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於筒體(圓柱體)之下部，且將墨水供給至噴墨頭。藉由經由管道使墨水盒之內部之墨水循環，可減少墨水之粒子成分於墨水盒之下部沈降等之顧慮，且可用盡墨水盒之墨水。

根據上述構成，包括：筒體；管道，其係作為該筒體之一部分而連結；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於筒體之下部，且將墨水供給至噴墨頭。藉由經由管道使墨水盒之內部之墨水循環，可減少墨水之粒子成分於墨水盒之下部沈降等之顧慮，且可用盡墨水盒之墨水。

以下，關於本發明之實施形態，一邊參照圖示一邊詳細說明。圖1係顯示包含本發明之實施形態之墨水盒之墨水噴出裝置之概略構成之模式圖。圖1所示之墨水噴出裝置1係包括：噴墨頭2、墨水盒3、真空泵35、壓縮空氣供給源36、及控制裝置37。噴墨頭2係將噴出墨水20之複數個噴嘴21之開口部22形成於一面上，且藉由利用壓電元件等壓 出噴嘴21內之墨水20，而使墨水20自噴嘴21之開口部22噴出。壓電元件等係藉由控制裝置37來驅動控制。噴墨頭2之尺寸係例如長約120 mm、寬約10 mm、高約100 mm。噴嘴21之數量係根據噴出墨水20進行印刷之對象物而不同，在數十根~數百根左右，噴嘴21之間距較寬，為1 mm左右。另，噴嘴21之開口部22之排列係可為一行，亦可為複數行。此外，複數個噴嘴21之開口部22之整體係不必連續排列。

墨水盒3係儲存供給至噴墨頭2之墨水20。墨水噴出裝置1所使用之墨水20係例如為顏料系墨水、包含金屬粒子(電極材料，即Au、Ag、Cu、Pd、Ni)或導電性粒子之墨水，且液體中分散有粒子成分(顏料、金屬粒子等)。另，墨水20係除金屬粒子等外，亦可包含陶瓷、樹脂等。又，墨水20之黏度較佳為40 mPa‧s以下之低黏度，特佳為10 mPa‧s~25 mPa‧s之黏度。墨水盒3之容量係例如為50 mL。

圖2係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒3之構成例之模式圖。如圖2所示，墨水盒3係包括：筒體5、管道4、及管道泵(循環部)6。此外，在筒體5之下部，設置有作為將墨水20供給至噴墨頭2之通路之入口之供給口7。筒體5係形成為圓環狀，且從通往噴墨頭2之流路附近向通往開閉閥33、34之流路附近沿以箭頭表示之墨水20之流動方向上切斷大約1/4之部分。內部可通過墨水20之管道4係作為筒體5之一部分而連結於經切斷之部分。將通往噴墨頭2之流 路附近之筒體5與管道4之連結部作為一端部42，且將位於較一端部42更上方之筒體5與管道4之連結部作為另一端部41。該情形下，墨水20之循環路徑之長度變得大致與墨水盒之圓環長相等。此外，循環路徑成圓環狀之情形時，亦可抑制墨水20之滯留。

筒體5係以聚丙烯、SUS、玻璃等來形成。又，管道4係矽系之管道，且只要為根據來自外部之按壓力而變形之材質之管道，即無特別限定。本實施形態中，管道4之內徑例如設為3 mm。

於管道4之中途，具備管道泵6作為送出管道4內之墨水20之循環部。管道泵6之動作係藉由控制裝置37來控制。圖3係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒3之管道泵6之構成例之模式圖。

管道泵6係沿內周成大致圓形之框體63之內周配置具有彈性之管道4，且利用沿與墨水20之流動方向相同之方向旋轉之轉子61之設置與彼此對向之位置上之一對滾軸62，按壓管道4。藉由轉子61之旋轉，使一對滾軸62移動以連接於管道4，且沿管道4按壓管道4內之墨水20，藉此送出墨水20。圖3之例中，由於轉子61沿順時針方向旋轉，故墨水20係自管道4之一端部42抽吸而向另一端部41送出。

一對滾軸62通過後，管道4被按壓之部分藉由回復力恢復成原狀，且體積恢復原狀。藉由管道4之體積恢復原狀，而連續地自一端部42抽吸墨水20。

管道泵6係因不使用閥，故適於運送如墨水20般之具有 黏性之液體，且具有僅替換唯一之消耗品即管道4即可之較高之保養性。當然，並不限定於圖3所示之構成之管道泵6，只要具備作為循環部之可使墨水20自管道4之外側循環之致動器即可。

如本實施形態，藉由筒體5及管道4將墨水20之循環路徑形成為封閉之迴路狀，且自可變形之管道4之外側按壓墨水20使之循環，若為此種構成，墨水20內產生污染物之可能性亦較少。

返回至圖1，於墨水盒3之筒體5之上部連接有用以抽吸筒體5之上部之空氣而於墨水盒3之內部產生負壓狀態(1~3 kPa)之真空路徑31、及用以供給壓縮空氣(壓縮氣體)之氣體供給路徑32。為使墨水20恆定地不從噴嘴21滴落，於密閉之墨水盒3之上部具備抽吸墨水盒3之上部之空氣之抽吸口30，自抽吸口30抽吸筒體5之上部之空氣來產生負壓狀態。藉此，可藉由負壓來停止向噴墨頭2供給墨水20，且可使墨水盒3內之墨水20連續循環直至消除於墨水盒3下部之墨水20之粒子成分之沈降等。

另一方面，在排出比印刷時自噴嘴21噴出之量更多量之墨水20之情形時(清除時)，藉由關閉設置於真空路徑31之負壓用之開閉閥33，且打開設置於氣體供給路徑32之壓縮空氣用之開閉閥34，將壓縮空氣供給至墨水盒3內。藉由將壓縮空氣供給至墨水盒3內，可自噴嘴21之開口部22壓出墨水盒3內之墨水20，且可排出比印刷時自噴嘴21噴出之量更多量之墨水20(清除動作)。另，負壓用之開閉閥33 係經由壓力調整閥連接於真空泵35。又，壓縮空氣用之開閉閥34係經由壓力調整閥連接於壓縮空氣供給源36。再者，負壓用之開閉閥33及壓縮空氣用之開閉閥34之開閉係以控制裝置37來控制。

於噴墨頭2之下方，配置有載置有被印刷物73之平台72。被印刷物73係吸附於平台72，且以相對於平台72不移動之方式固定。平台72係可沿三軸方向移動，並對準自噴墨頭2之噴嘴21噴出之墨水20之位置，使載置之被印刷物73移動。另，平台72之移動係以控制裝置37來控制。

關於使用本實施形態相關之墨水盒3之墨水20之攪拌方法，基於圖1加以說明。首先，關閉設置於空氣供給路徑32之壓縮空氣用之開閉閥34，且打開設置於真空路徑31之負壓用之開閉閥33，從而使筒體5之上部成負壓狀態。以該狀態使管道泵6啟動，藉由按壓管道4，使管道4內之墨水20自一端部42向另一端部41送出。

藉由將管道內之墨水20自一端部42向另一端部41送出，於墨水盒3內產生順時針方向旋轉之循環，從而可攪拌墨水盒3內之墨水20，可抑制墨水20之粒子成分之沈降等。因墨水盒3內不存在角部，故即使萬一墨水20之粒子成分發生沈降等之情形時，粒子成分亦不會滯留。

以已消除墨水20之粒子成分之沈降等之狀態，打開設置於氣體供給路徑32之壓縮空氣用之開閉閥34，且適度關閉設置於真空路徑31之負壓用之開閉閥33，並將儲存於墨水盒3內之墨水20供給至噴墨頭2。即，藉由以開閉閥33之開 啟情況來調整抽吸程度，可將印刷所必須之分量之墨水20供給至噴墨頭2。

如此，墨水盒3可經由管道4使內部之墨水20循環，故減少墨水20之粒子成分於墨水盒3之內部沈降等之顧慮，且可用盡墨水盒3之墨水20。此外，由於不必設置用以使墨水20循環之其他路徑，故墨水20之循環路徑變短。再者，由於封閉了墨水20之循環路徑，故墨水20內產生污染物之可能性亦較少。

又，一端部42係位於較另一端部41更下方，且真空泵6係將管道4內之墨水20自下方向上方送出。因此，可使圓環狀之墨水盒3內產生循環，從而可有效攪拌墨水盒3內之墨水20。

當然，筒體5之形狀係不限定於圖1及圖2所示之圓環狀者，例如亦可成大致「口字」狀。圖4係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒3形成為大致「口字」狀之筒體5之情形時之構成例之模式圖。如圖4所示，筒體5係形成為大致「口字」狀，且從通往噴墨頭2之流路附近沿以箭頭表示之墨水20之流動方向，切斷大約1/4之部分。內部可通過墨水20之管道4係作為筒體5之一部分而連結於經切斷之部分。將通往噴墨頭2之流路附近之筒體5與管道4之連結部作為一端部42，且將位於較一端部42更上方之筒體5與管道4之連結部作為另一端部41。

於管.道4之中途，具備作為送出管道4內之墨水20之循環部之管道泵6。管道泵6之動作係藉由控制裝置37來控制。 與圖1及圖2相同，藉由將管道4內之墨水20自一端部42向另一端部41送出，在墨水盒3內產生順時針方向旋轉之循環，從而可攪拌墨水盒3內之墨水20，可抑制墨水20之粒子成分之沈降等。

又，例如具備圓柱體5來取代筒體5之構成亦可。圖5係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒3之其他構成例之模式圖。如圖5所示，墨水盒3係包括：取代筒體之圓柱體5、管道4、及管道泵(循環部)6。管道4係連結圓柱體5之上部與下部。將圓柱體5之下部與管道4之連結部作為一端部42，且將圓柱體5之上部與管道4之連結部作為另一端部41。

於管道4之中途，具備作為送出管道4內之墨水20之循環部之管道泵6。管道泵6之動作係藉由控制裝置37來控制。與圖1、圖2及圖4相同，藉由將管道4內之墨水20自一端部42向另一端部41送出，使墨水盒3內之墨水20產生對流，從而可攪拌墨水盒3內之墨水20，可抑制墨水20之粒子成分之沈降等。

再者，例如筒體5之形狀為圓筒狀亦可。圖6係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒3形成為圓筒狀之筒體之情形時之構成例之模式圖。如圖6所示，筒體5係形成為圓筒狀，且沿中心軸切取筒體5之大致1/4之部分。供墨水20通過內部之管道4係作為筒體5之一部分而連結於經切取之部分。將圖6右側之筒體5與管道4之連結部作為一端部42，且將左側之筒體5與管道4之連結部作為另一端部41。

於管道4之中途，具備作為送出管道4內之墨水20之循環部之管道泵6。管道泵6之動作係藉由控制裝置37予以控制。與圖1、圖2、圖4、及圖5相同，藉由將管道4內之墨水20自一端部42向另一端部41送出，可在墨水盒3之下方使墨水盒3內之墨水20產生對流，從而可攪拌墨水盒3內之墨水20，可抑制墨水20之粒子成分之沈降等。

將管道4作為筒體5之一部分而連結，並非限定於被切取部分之下方，亦可為上方，且並非限定於以1根管道4來連結，亦可以複數個管道4連結。因為只要能攪拌墨水盒3內之墨水20即可。若想提高對於向墨水盒3之下部之沈降等之抑制效果，則較好在下方連結管道4，若想使墨水盒3內之墨水20有效產生對流，則較好在上方連結管道4。

如上所述，根據本實施形態，藉由經由管道4使墨水盒3內部之墨水20循環，可減少墨水20之粒子成分於墨水盒3之下部沈降等之顧慮，且可用盡墨水盒3之墨水20。又，由於封閉住墨水20之循環路徑，故於墨水20內產生污染物之可能性亦較少。

此外，本發明並非限定於上述實施例者，當然可在本發明之要旨之範圍內進行多種變形、置換等。例如亦可在墨水盒3內安裝可檢測墨水20之濃度之濃度感應器，使墨水20連續循環直至消除墨水20之粒子成分之沈降等，即直至濃度達到特定程度為止。

又，亦可預先將複數個墨水盒3並列連結，且從已消除墨水20之粒子成分之沈降等之墨水盒3起依序與通往噴墨 頭2之流路連結。藉此，不必使印刷作業待機直至消除墨水20之粒子成分之沈降等，而可接受來自可使用之狀態之墨水盒3供給之墨水20，故可常時進行印刷。

1‧‧‧墨水噴出裝置

2‧‧‧噴墨頭

3‧‧‧墨水盒

4‧‧‧管道

5‧‧‧筒體

6‧‧‧管道泵

7‧‧‧供給口

20‧‧‧墨水

21‧‧‧噴嘴

22‧‧‧開口部

30‧‧‧抽吸口

31‧‧‧真空路徑

32‧‧‧氣體供給路徑

33‧‧‧開閉閥

34‧‧‧開閉閥

35‧‧‧真空泵

36‧‧‧壓縮空氣供給源

37‧‧‧控制裝置

41‧‧‧另一端部

42‧‧‧一端部

61‧‧‧轉子

62‧‧‧滾軸

63‧‧‧框體

72‧‧‧平台

73‧‧‧被印刷物

圖1係顯示包含本發明之實施形態相關之墨水盒之墨水噴出裝置之概略構成圖。

圖2係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒之構成例之模式圖。

圖3係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒之管道泵之構成之模式圖。

圖4係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒形成為大致「口字」狀之筒體之情形時之構成例之模式圖。

圖5係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒之其他構成例之模式圖。

圖6係顯示本發明之實施形態相關之墨水盒形成為圓筒狀之筒體之情形時之構成例之模式圖。

2‧‧‧噴墨頭

3‧‧‧墨水盒

4‧‧‧管道

5‧‧‧筒體

6‧‧‧管道泵

7‧‧‧供給口

20‧‧‧墨水

30‧‧‧抽吸口

33‧‧‧開閉閥

34‧‧‧開閉閥

41‧‧‧另一端部

42‧‧‧一端部

Claims (8)

1. 一種墨水盒，其係儲存供給至噴墨頭之墨水者，其特徵在於包含：筒體；管道，其係作為該筒體之一部分而連結；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於上述筒體之下部，且將墨水供給至上述噴墨頭；且經由上述管道而使內部之墨水循環。
2. 如請求項1之墨水盒，其中上述管道的一端部位於較另一端部更下方，上述循環部係使上述管道內之墨水自上述一端部向上述另一端部移動。
3. 如請求項1之墨水盒，其中包含抽吸口，其係為了於上述筒體之上部產生負壓狀態，而抽吸上述筒體之上部之空氣。
4. 如請求項2之墨水盒，其中包含抽吸口，其係為了於上述筒體之上部產生負壓狀態，而抽吸上述筒體之上部之空氣。
5. 如請求項1至4中任一項之墨水盒，其中上述筒體形成為圓環狀，且上述管道係作為圓環之一部分而連結一端部與另一端部。
6. 一種墨水盒，其係儲存供給至噴墨頭之墨水者，其特徵在於包含： 圓柱體；管道，其係連結該圓柱體之上部與下部；循環部，其係送出該管道內之墨水；及供給口，其係設置於上述圓柱體之下部，且將墨水供給至上述噴墨頭；且經由上述管道而使內部之墨水循環。
7. 一種墨水攪拌方法，其特徵在於：使用如請求項1至4及6中任一項之墨水盒，攪拌儲存於該墨水盒內之墨水。
8. 一種墨水攪拌方法，其特徵在於：使用如請求項5之墨水盒，攪拌儲存於該墨水盒內之墨水。