加热器单元、油墨供给装置和图像形成系统的制作方法

1.本发明涉及一种对流体进行加热的加热器单元、具有加热器单元的油墨供给装置和图像形成系统。


背景技术：

2.在喷墨记录装置中，安装有向记录头供给油墨的墨盒，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。
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内，但有时油墨的粘度由于室温低而增大。因此，在油墨供给装置中设置有对油墨进行加热的加热器。例如，有如下一种结构，即，在形成于金属块体的槽中收容油墨的配管，并隔着块体对油墨进行加热。或者，有如下一种结构，即，在形成有槽的金属板上粘接盖而形成油墨的流路，并隔着盖对油墨进行加热。
4.但是，在隔着块体对油墨进行加热的情况下，热容量变大。另外，在隔着盖对油墨进行加热的情况下，有油墨可能从金属板和盖的间隙泄漏的担忧。为了避免这样的问题，可以将线状的加热器沿着配管配置。但是，在该情况下，难以使加热器与配管之间的距离均等，从而会导致从加热器向配管的导热性产生偏差。


技术实现要素：

5.考虑到上述情况，本发明的目的在于提供一种加热器单元、油墨供应装置和图像形成系统，即使线状的加热器与配管之间的距离不均等，也能够抑制从加热器向配管的导热性的偏差。
6.本发明所涉及的加热器单元具有金属板、配管和线状的加热器，其中，所述配管与所述金属板的一侧的表面接触，被加热的流体在所述配管中流动，所述加热器在所述金属板的另一侧的表面上沿着所述配管设置，且与所述金属板接触。
7.本发明所涉及的油墨供给装置具有收容油墨的墨盒、和对从所述墨盒送出的油墨进行加热的所述加热器单元。
8.本发明所涉及的图像形成系统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喷出从所述油墨供给装置供给的油墨来形成图像。
附图说明
9.图1是表示本发明一实施方式所涉及的油墨供给装置和打印机的外观的立体图。
10.图2是示意性地表示本发明一实施方式所涉及的打印机的内部结构的主视图。
11.图3是示意性地表示本发明一实施方式所涉及的油墨的供给路径的图。
12.图4是表示本发明一实施方式所涉及的油墨供给装置的内部的立体图。
13.图5a是本发明一实施方式所涉及的加热器单元的立体图。
14.图5b是本发明一实施方式所涉及的加热器单元的立体图。
15.图6a是本发明一实施方式所涉及的加热器单元的内部(加热器)的立体图。
16.图6b是本发明一实施方式所涉及的加热器单元的内部(配管)的立体图。
17.图7是本发明一实施方式所涉及的加热器单元的剖视图。
18.图8是本发明一实施方式所涉及的加热器单元的第二区间的剖视图。
19.图9是本发明一实施方式所涉及的配管的主视图。
20.图10是本发明一实施方式所涉及的配管、金属板和加热器的主视图。
21.图11是表示本发明一实施方式所涉及的第一接触部和第二接触部的俯视图。
22.图12是示意性地表示本发明一实施方式所涉及的加热器单元的剖面的图。
23.图13是表示本发明一实施方式所涉及的油墨供给装置的电气结构的框图。
具体实施方式
24.下面，参照附图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。
25.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。
26.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。
27.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的左侧邻接的后处理装置(省略图示)输送片材s。
28.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而进行输送，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。
29.在输送单元40的右方设置有从供纸盒15到输送单元40的第一输送通路21、和从手动送纸盘25向第一输送通路21合流的手动输送通路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)。
30.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。
31.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；泵53，其从墨盒51抽吸油墨；过滤器54，其过滤被泵53抽吸的油墨；副罐55，其贮存从泵53送出的油墨；和泵(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、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的上游侧的端部从安装于墨盒51而变更为安装于中继配管57的另一端部。
32.[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5a、5b是加热器单元71的立体图。图6a是加热器单元71的内部(加热器75)的立体图。图6b是加热器单元71的内部(配管72)的立体图。图7是加热器单元71的剖视图。图8是加热器单元71的第二区间z2的剖视图。图9是配管72的主视图。图10是配管72、金属板73和加热器75的主视图。
[0033]
油墨供给装置2具有：墨盒61，其收容油墨；和加热器单元71，其对从墨盒61送出的油墨进行加热。
[0034]
[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开，通过在框架64的外侧安装侧板和顶板而形成外壳65(参照图1)。4个加热器单元71被收容在分隔壁部64p的前侧，4个墨盒61被收容在分隔壁部64p的后侧。4个加热器单元71在前后方向上横向排列而层叠，并被固定于框架64。
[0035]
[墨盒]油墨供给装置2(参照图3、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。
[0036]
[加热器单元]对各墨盒61分别设置有一个加热器单元71。加热器单元71具有：金属板73；配管72，其与金属板73接触；线状的加热器75，其隔着金属板73沿配管72设置，且与金属板73接触。
[0037]
[箱体]箱体80(参照图5a、5b)形成为中空的板形，在左右方向、上下方向、前后方向这三个方向中，该中空的板形的前后方向上的尺寸比左右方向和上下方向上的尺寸小。箱体80收容金属板73、配管72和加热器75。
[0038]
[金属板]在加热器单元71的内部设置有彼此相向的两片金属板73(参照图6a至图8)。金属板73是铝合金、铜合金等制成的板，端部的多个部位通过螺钉等被固定于箱体80(省略图示)。由于金属板73的弯曲变形、扭转变形而在配管72及加热器75与金属板73之间产生间隙，这会导致导热性下降，因此必须避免。但是，如果为了抑制变形而使金属板73过厚，则热容量变大。为了兼顾变形的抑制和热容量的抑制，金属板73的厚度优选为截面积与配管72相等的圆的直径的2％至20％，更优选为5％至15％。金属板73的厚度取决于配管72的截面积，例如为0.1至2mm。
[0039]
[配管]配管72(参照图6b至图9)设置在两片金属板73之间，与两片金属板73接触。配管72由不锈钢等形成。配管72具有：多个配管直线部72s，其形成为直线状；和多个配管曲线部72c，其弯曲成u字形，将多个配管直线部72s串联连接(参照图9)。在该例中，设置有10根配管直线部72s。多个配管直线部72s彼此平行地等间隔设置，配管72作为整体形成为规则地蜿蜒的形状。配管72的多个部位使用托架、胶带等固定于金属板73(省略图示)。配管72例如可以是直径1至20mm的圆形截面，或者也可以不是圆形截面，只要具有与圆形截面相等的截面积即可。
[0040]
配管72的左下端部被固定于箱体80，通过中继配管74与墨盒61连接(参照图3)。配管72的左上端部被固定于箱体80，并通过中继配管74与打印机1的连接器58连接。配管72的左下端部是油墨的入口，左上端部是油墨的出口。图9的in(进)、out(出)表示油墨的流通方向。配管72包括沿着油墨(流体的一例)的流通方向分割而成的第一区间z1和第二区间z2(多个区间的一例)。第一区间z1是油墨的流通方向上游侧，第二区间z2是流通方向下游侧。
[0041]
[加热器]在加热器单元71上设有多个线状的加热器75，该多个加热器75隔着两片金属板73的各金属板73沿着配管72设置，且与金属板73接触。在前侧的金属板73的前方和后侧的金属板73的后方设置有相同数量的加热器75。在该例中，前后分别设置5个而合计为10个加热器75。第二区间z2比第一区间z1短。因此，第二区间z2的加热器75的数量比第一区间z1少。在该例子中，在第一区间z1的前侧和后侧分别设置有3个而合计为6个加热器75，在第二区间z2的前侧和后侧分别设置有2个而合计为4个加热器75。
[0042]
加热器75(参照图6a、图7、图8)例如是利用硅树脂覆盖电热丝而成的线加热器(cord heater)，具有圆形的截面。各加热器75分别具有：两个加热器直线部75s，其形成为直线状；和加热器曲线部75c，其弯曲成u字形，连接两个加热器直线部75s(参照图10)，该加热器75被收容于由金属、树脂等形成的壳体78。壳体78使用胶带、粘接剂、螺钉等被固定于金属板73(省略图示)。加热器直线部75s隔着金属板73沿着配管直线部72s设置。多个加热器75通过供电线76与电源(省略图示)并联连接。
[0043]
[隔热件]在箱体80与加热器75之间设置有隔热件77。隔热件77例如是玻璃棉。隔热件77以被压缩的状态插入到箱体80与加热器75之间，将加热器75推压到金属板73。另外，通过加热器75被推压到金属板73，使得金属板73被推压到配管72。
[0044]
[第一接触部、第二接触部]
接着，对第一接触部c1和第二接触部c2进行说明。图11是表示第一接触部c1和第二接触部c2的俯视图。图12是示意性地表示加热器单元71的截面的图。
[0045]
将配管直线部72s与金属板73接触的线状部分称为第一接触部c1，将加热器直线部75s与金属板73接触的线状部分称为第二接触部c2。如图11和图12所示，相邻的第一接触部c1和第二接触部c2之间在上下方向(沿金属板73的表面的方向的一例)上的距离(图12中的d1至d4)是不均等的。在图12中图示出了第二区间z2，但是在第一区间z1中，相邻的第一接触部c1和第二接触部c2之间在上下方向上的距离也是不均等的。另外，虽然省略了图示，但相邻的第一接触部c1与第二接触部c2在上下方向上的距离沿长度方向(左右方向)也是不均等的。
[0046]
假设存在相邻的第一接触部c1与第二接触部c2在上下方向上的距离为0的部位，则在该部位油墨局部性地过度升温，有可能产生油墨的变质、粘度的过度的下降等不良情况。因此，如图11、12所示，配管直线部72s与金属板73接触的线状的第一接触部c1、加热器直线部75s与金属板73接触的线状的第二接触部c2在沿着金属板73的方向上分离。
[0047]
另一方面，油墨在数十秒的时间通过配管72，为了在该时间内升温到规定温度，而需要提供大量的热量。另一方面，油墨的流量根据要打印的图像的密度而变动。另外，油墨的流通突然停止或重新开始。由于存在这些情况，因此必须提高升温对通电的响应性。为此，相邻的第一接触部c1和第二接触部c2在上下方向上的距离不能过长。因此，相邻的第一接触部c1与第二接触部c2之间沿金属板73的方向的距离被设定为相邻的第一接触部c1之间的距离的三分之一以下。
[0048]
接着，对油墨供给装置2的电气结构进行说明。图13是表示油墨供给装置2的电气结构的框图。
[0049]
[第一温度传感器、第二温度传感器]第一温度传感器91设置在配管72的不沿着加热器75的部分，用于测量配管72的温度。由于配管72的温度近似于油墨的温度，因此可以说第一温度传感器91实质上是对油墨的温度进行测量。另外，第一温度传感器91从加热器75离开规定距离以上。在金属板73的与第一温度传感器91对应的部分设置有开口部73a。第二温度传感器92被设置于金属板73，用于测量金属板73的温度。由于金属板73的温度近似于加热器75的温度，因此可以说第二温度传感器92实质上是对加热器75的温度进行测量。加热器75、第一温度传感器91和第二温度传感器92按配管72的每个区间设置，加热器75能够按照配管72的每个区间独立地进行控制。
[0050]
[控制部]控制部4(参照图13)是集成了逻辑电路的集成电路。控制部4通过改变驱动元件(省略图示)施加于加热器75的电压的占空比来控制加热器75的温度。此外，控制部4也可以基于处理器与软件的协同工作来实现。控制部4与第一温度传感器91、第二温度传感器92、加热器75连接。控制部4使用由第一温度传感器91和第二温度传感器92测量出的温度来控制加热器75。
[0051]
例如，控制部4对向加热器75的供电进行反馈控制，以将由第一温度传感器91测量的油墨的温度维持在规定范围内。另外，在由第一温度传感器91测量出的油墨的温度超过阈值的情况下，控制部4停止向加热器75供电。该阈值例如是油墨的粘度低于适当范围的温
度范围的下限值。
[0052]
另外，在由第二温度传感器92测量出的加热器75的温度超过了阈值的情况下，控制部4停止向加热器75供电。该阈值例如是在加热器75等中发生故障的温度范围的下限值。
[0053]
另外，在第一区间z1中油墨升温到规定温度的情况下，控制部4减少或停止向第二区间z2的加热器75供电。
[0054]
另外，控制部4在第一区间z1中使油墨升温到相当于从室温到规定温度的温度差的大部分(例如90％)的温度，在第二区间z2中使油墨升温到规定温度。
[0055]
根据以上说明的本实施方式所涉及的加热器单元71，由于具有金属板73、配管72和线状的加热器75，其中，配管72与金属板73的一侧的表面接触，加热器75在金属板73的另一侧的表面上沿配管72设置，且与金属板73接触，因此，热量经由金属板73从加热器75向配管72移动。因此，即使线状的加热器75与配管72的距离不均等，也能够抑制从加热器75向配管72的导热性的偏差。
[0056]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，配管72具有形成为直线状的配管直线部72s，加热器75具有形成为直线状的加热器直线部75s，配管直线部72s与金属板73接触的线状的第一接触部c1、和加热器直线部75s与金属板73接触的线状的第二接触部c2在沿着金属板73的方向上分离，因此，能够防止油墨局部性地过度升温。
[0057]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，配管72具有彼此平行地等间隔设置的多个配管直线部72s，相邻的第一接触部c1与第二接触部c2之间沿金属板73的方向上的距离为相邻的第一接触部c1之间的距离的三分之一以下，因此，能够提高升温对通电的响应性。
[0058]
此外，在配管直线部72s的配置间隔不是等间隔、相邻的第一接触部c1之间的距离不均等的情况下，按照以下方式考虑相邻的第一接触部c1与第二接触部c2之间的距离是否为相邻的第一接触部c1之间的距离的三分之一以下。较佳的是，作为对象的第一接触部c1与作为对象的第二接触部c2之间的距离为，从作为对象的第一接触部c1到作为对象的第二接触部c2所在侧的相邻的第一接触部c1之间的距离的三分之一以下。而且，更佳的是，作为对象的第一接触部c1与作为对象的第二接触部c2之间的距离为，到与作为对象的第一接触部c1相邻的两方的第一接触部c1的距离的三分之一以下。
[0059]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于具有第一温度传感器91、开口部73a和控制部4，其中，第一温度传感器91被设置在配管72的不沿着加热器75的部分，开口部73a被设置在金属板73的与第一温度传感器91对应的部分，控制部4使用由第一温度传感器91测量出的温度来控制加热器75，因此能够抑制加热器75和金属板73的温度对油墨的温度测量的影响。
[0060]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于第一温度传感器91从加热器75离开规定距离以上，因此能够进一步抑制加热器75的温度对油墨的温度测量的影响。
[0061]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，配管72包括沿着流体的流通方向分割的多个区间，加热器75和第一温度传感器91按配管72的每个区间设置，控制部4按配管72的每个区间使用由第一温度传感器91测量出的温度来控制加热器75，因此能够提高加热器75的控制精度。
[0062]
例如，在第一区间z1中油墨升温到规定温度的情况下，控制部4停止或减少向第二
区间z2的加热器75供电。根据该控制，能够抑制电力消耗。或者，控制部4在第一区间z1中使油墨升温到相当于从室温到规定温度的温度差的大部分(例如90％)的温度，在第二区间z2中使油墨升温到规定温度。根据该控制，第二区间z2的温度上升幅度小于第一区间z1，因此容易对第二区间z2中的温度进行微调。
[0063]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于多个区间中的下游侧的区间比上游侧的区间短，因此下游侧的区间的油墨的热容量比上游侧的油墨的热容量小。因此，更容易对下游侧的区间中的温度进行微调。
[0064]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，在金属板73上设置有第二温度传感器92，控制部4使用由第一温度传感器91及第二温度传感器92测量出的温度来控制加热器75，因此能够并行地进行多种控制。
[0065]
例如，在由第一温度传感器91测量出的油墨的温度超过阈值的情况下，控制部4停止向加热器75供电。根据该控制，能够防止油墨的粘度低于适当的范围。或者，在由第二温度传感器92测量出的加热器75的温度超过阈值的情况下，控制部4停止向加热器75供电。根据该控制，能够防止加热器75等的故障。
[0066]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于配管72的直径为1mm以上，因此能够增加油墨的供给量。另外，由于配管72的直径为20mm以下，因此能够提高升温对通电的响应性。而且，由于金属板73的厚度为配管72的直径的2％至20％，因此能够兼顾变形的抑制和热容量的抑制。从抑制变形的观点出发，金属板73的厚度更优选为0.1mm以上。
[0067]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于配管72和加热器75的截面为圆形，因此能够使用低价的材料，从而能够抑制成本。
[0068]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于具有彼此相向的两片金属板73、配管72和多个线状的加热器75，其中，配管72被设置于两片金属板73之间并与两片金属板73接触，加热器75隔着两片金属板73的各金属板73沿着配管72设置，且与金属板73接触，因此能够提高加热的均匀性。另外，能够提高加热效率。
[0069]
另外，根据本实施方式所涉及的加热器单元71，由于具有箱体80和隔热件77，其中，箱体80收容金属板73、配管72和加热器75，隔热件77设置于箱体80与加热器75之间并将加热器75按压于金属板73，因此，能够使加热器75与金属板73均匀地接触。另外，能够使金属板73与配管72均匀地接触。
[0070]
上述实施方式也可以进行如下变形。
[0071]
在上述实施方式中，示出了在配管72的前后设置有金属板73和加热器75的例子，但也可以仅在配管72的前侧或者后侧设置金属板73和加热器75。
[0072]
在上述实施方式中，示出了多个配管直线部72s通过配管曲线部72c串联连接的配管72的例子，但配管72也可以仅由并联的多个配管直线部72s构成。例如，也可以采用如下结构，即，通过从一根管分支出多根管的中继配管，将墨盒61与多个配管直线部72s连接，通过多根管合流成一根管的中继配管，将多个配管直线部72s与连接器58连接，从而使油墨在多个配管直线部72s中并列地流通。
[0073]
在上述实施方式中，示出了将两个加热器直线部75s用加热器曲线部75c连接的加热器75的例子，但加热器75也可以仅由加热器直线部75s构成。
[0074]
在上述实施方式中，示出了配管72沿流体的流通方向被分成两个区间的例子，但
配管72也可以被分成三个以上的区间。
[0075]
在上述实施方式中，示出了配管72与加热器75的截面为圆形的例子，但配管72与加热器75的截面也可以为椭圆形、长圆形、矩形等。
[0076]
在上述实施方式中，示出了加热器单元71对油墨进行加热的例子，但加热器单元71也可以用作对油墨以外的流体进行加热的装置。例如，也可以为了对用于进行片材s的表面处理的处理液等进行加热，而使用加热器单元71。另外，也可以为了对分散有用于形成电路的导体的液体、用于制造有机el(electro-luminescence，电致发光)面板的发光材料、印染的染料、用于由3d打印机形成立体物体的液化的树脂或陶瓷等进行加热而使用加热器单元71。另外，也可以为了对气体、液体与气体的混合物进行加热，而使用加热器单元71。