CN110667257A - 墨水恒温控制装置、循环墨路双加热模组及打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种墨水恒温控制装置、循环墨路双加热模组及打印机，涉及喷墨打印机技术领域。该墨水恒温控制装置包括热交换器和调温装置，其中所述热交换器的侧壁上设置有进墨口和出墨口，所述热交换器内部设置有连通所述进墨口和所述出墨口的往复式流道；其中所述调温装置固定设置在所述热交换器的上表面或下表面。因为调温装置与热交换器直接接触，且墨水在热交换器内部通过往复式的流道流动，因此墨水在热交换器内部流动的时间大大延长，保证了墨水能够充分加热或冷却到预设温度，从而保证从该装置中流出的墨水温度一致。同时该装置充分利用了调温装置工作时产生的热量或冷量，使装置的工作效率更高，能量损失较小。
Description
技术领域
本发明涉及喷墨打印机技术领域，尤其是涉及一种墨水恒温控制装置、循环墨路双加热模组及打印机。
背景技术
为保证打印质量，现有喷墨打印机一般都要对墨水的温度进行控制。常见的墨水加热方法有副墨盒加热、墨路加热管加热和水浴加热。其中，副墨盒加热方法的加热功率较大，为了抵消墨水在从副墨盒到喷头管路中的热量损失，需要对墨水的加热温度设定超过实际需要值，这样不仅容易影响墨水的化学性质，同时还存在热量损失大的弊端。传统的墨路加热管加热方式受技术材料限制，存在加热结构尺寸较大、墨水加热不均匀以及加热模块成本较高的问题。水浴加热则存在加热系统过于庞大、体积过大的问题。
因此，为了解决上述技术问题，需要研发出一种墨水加热均匀的加热装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种墨水恒温控制装置、循环墨路双加热模组及打印机，以解决传统的打印机调温模块体积大、工作效率低的技术问题。
本发明提供了一种墨水恒温控制装置，包括热交换器和调温装置，其中所述热交换器的侧壁上设置有进墨口和出墨口，所述热交换器内部设置有连通所述进墨口和所述出墨口的往复式流道；其中所述调温装置固定设置在所述热交换器的上表面或下表面。
因为调温装置与热交换器直接接触，且墨水在热交换器内部通过往复式的流道流动，因此墨水在热交换器内部流动的时间大大延长，保证了墨水能够充分加热或冷却到预设温度，从而保证从该装置中流出的墨水温度一致。同时该装置充分利用了调温装置工作时产生的热量或冷量，使装置的工作效率更高，能量损失较小。
在上述技术方案中，优选的，所述热交换器内设置有多个水平设置的隔板且任一所述隔板最多只与所述热交换器的一侧内壁相连。
在上述技术方案中，优选的，所述隔板包括：
导流板，所述导流板垂直设置在所述热交换器的底面上且不与所述热交换器侧壁相接；
转向板，所述转向板垂直设置在所述热交换器的底面上且与所述热交换器的一侧壁相接以改变墨水流向，墨水在所述隔板的作用下由所述进墨口流动至出墨口。
导流板可以将墨水从热交换器的内部由一侧移动至另一侧，转向板可以使墨水在热交换器内改变流动方向，从而实现往复式流动。墨水在往复式流动的过程中达到均匀加热的效果。
在上述技术方案中，优选的，所述热交换器由金属铝加工而成。
铝材表面有一层致密的氧化膜。该氧化膜性质稳定，与墨水之间不会产生化学反应，能够有效解决材质兼容性的问题。同时，铝材的导热性优于不锈钢材料，使用铝材不仅能够提高该装置的热交换效率，还能够有效降低设备重量。
在上述技术方案中，优选的，所述调温装置为加热片或制冷片，所述加热片为聚酰亚胺加热膜，所述制冷片为半导体制冷片。
该聚酰亚胺加热膜与传统的加热设备相比，具有加热速度快、使用安全以及使用上更加灵活度的特点。
在上述技术方案中，优选的，所述进墨口和所述出墨口处均设置有快拧直角接头。
打印机中的墨管管径相对较小，在加热后墨管膨胀较大，使用传统的宝塔头容易出现松脱、漏墨的情况，因此选用快拧直角接头可以牢固的锁定墨管，保证墨管与进墨口或出墨口的连接处不会松脱漏墨。
在上述技术方案中，优选的，还包括隔热层，所述隔热层位于所述热交换器外部并将所述热交换器和所述调温装置包裹起来。
采用隔热层将该装置包裹起来可以提高装置的加热效率。
在上述技术方案中，优选的，所述进墨口和所述出墨口位于所述热交换器的同侧或异侧。
在上述技术方案中，优选的，所述热交换器的侧壁外安装有测温装置，所述测温装置与所述调温装置之间存在间距。
本发明还提供了一种循环墨路双加热模组，包括上述任一项所述的墨水恒温控制装置，两个所述墨水恒温控制装置通过墨管相连，该装置应用于循环墨路中。部分喷头采用循环供墨的方式工作，没有喷出的部分墨水需要流回墨盒。为了避免回流的墨水影响墨盒内的墨水温度，设置双加热模组，其中一个加热模组位于喷头出口侧，另一个位于回流墨水管路中对墨水进行再加热，从而保证回流墨水的温度，也可以降低喷头处的加热模组的功率，提高加热效率，使加热更快。
本发明还提供了一种打印机，包括上述任一项所述的墨水恒温控制装置，所述墨水恒温装置位于喷头入口前的墨路，和/或位于循环墨路的回流墨路上，所述墨水恒温装置的数量为至少一个。
相比于现有技术，本发明提供了一种墨水恒温控制装置及打印机，其中墨水恒温控制装置包括热交换器、调温装置、测温装置和包裹在最外侧的隔热层，其中热交换器选用带有往复式流道的水冷热交换器，调温装置位于热交换器外部并对该热交换器进行调温处理，墨水在该热交换器内沿流道从进墨口流动至出墨口并在该过程中与热交换器之间发生热交换从而使温度达到预设温度；该墨水恒温控制装置可以位于打印机喷头前的墨路中，也可以安装在循环墨路墨水回流墨路中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明墨水恒温控制装置的整体结构示意图；
图2是图1中热交换器的A-A向截面的结构示意图；
图3是图1中热交换器的A-A向截面的另一种结构示意图；
图4是墨水恒温控制装置的侧向剖面结构图；
图5是本发明循环墨路双加热模组的结构示意图；
图6是本发明循环墨路双加热模组的爆炸图。
图中：1、热交换器；11、流道；2、调温装置；3、进墨口；4、出墨口；5、隔板；51、导流板；52、转向板；6、快拧直角接头；7、隔热层；8、测温装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
附图1是本发明墨水恒温控制装置的整体结构示意图；图中隔热层未画出，从图中可以看出，该墨水恒温控制装置主要包括热交换器和调温装置两部分，另外，热交换器的进墨口和出墨口出均设置有快拧直角接头。图中调温装置整体为片装结构且基本覆盖该热交换器的整个上表面，从而可以保证对该热交换器均匀加热。
附图2是图1中热交换器的A-A向截面的结构示意图；从图中可以清楚的看到热交换器内部的隔板以及由隔板隔出的往复式流道，墨水经快拧直角接头从进墨口流入热交换器内部，并在隔板的导流作用下沿流道往复流动直至出液口处。往复式流道的设计延长了墨水在热交换器内流动的时间，从而使墨水能够快速的达到预定温度。
附图3是图1中热交换器的A-A向截面的另一种结构示意图；与图2相比，图中的导流板和转向板的数量发生变化。
附图4是墨水恒温控制装置的侧向剖面结构图；图中的热交换器上下两侧分别安装有调温装置和测温装置，热交换器的一侧设置有快拧直角接头，且该墨水恒温控制装置的上下均固定安装有隔热层。
附图5是本发明循环墨路双加热模组的结构示意图；该装置包括一模组外壳，模组外壳内部固定安装有两个墨水恒温控制装置，图中隔热层部分结构未画出。
附图6是本发明循环墨路双加热模组的爆炸图；从图中可以看出，该循环墨路双加热模组内部的墨水恒温控制装置的数量为二且两个墨水恒温控制装置相对设置。
如图1-4所示，本发明提供了一种墨水恒温控制装置，该控制装置基于水冷装置逆向改进而成，具有尺寸小、成本低。热转换效率高的特点。该墨水恒温控制装置主要包括热交换器1和调温装置2两部分，热交换器1整体为中空的板状结构，其内部设置有由隔板5分隔而成的往复式流道11，流道11两端分别为进墨口3和出墨口4；调温装置2固定设置在热交换器1的上表面或者下表面，该调温装置2为片装结构。
因为选择水冷装置中的热交换器1作为温控载体，因此巧妙的解决了传统的温控设备尺寸大、成本高、热传导效率低的问题。
该热交换器1的整体尺寸可以是100mm×40mm×20mm。
传统的水冷设备已实现开模大量生产，生产成本极低，且尺寸、接口能够灵活改动，可以大大降低温控设备的生产、加工成本。
需要注意的是，通过比较垂直方向上投影的外轮廓线可以知道，调温装置2的外轮廓线与热交换器1的空腔外轮廓线重合，或调温装置2的外轮廓线位于热交换器1的空腔外轮廓线外部。
在调温装置2的作用下，热交换器1本身的温度会发生改变并与调温装置2设定的温度无限贴合，因此通过这些可以保证调温装置2能够对热交换器1各处均匀加热，以保证热交换器1在水平面上不同的位置温度一致。同时，这种加热方式的热量损失较少。
因为调温装置2与热交换器1直接接触，且墨水在热交换器1内部通过往复式的流道11流动，因此增大了墨水与热交换器1的接触面积，同时也延长了墨水在热交换器1内部流动的时间，保证了墨水能够充分加热或冷却到预设温度，从而保证从该装置中流出的墨水温度一致。同时该装置充分利用了调温装置2工作时产生的热量或冷量，使装置的工作效率更高，能量损失较小。
另外，需要额外注意的是，传统的墨水加热系统，在异常停机时，为了防止墨水温度过高的情况出现，需要启动强制墨路循环系统。这一设计大大增加了系统的复杂度，降低了系统的可靠性。而本方案中的墨水恒温控制装置由于热传导效率高、隔热保温性好，因此能够更加方便的达到墨水的设定温度，而且墨水设定温度和调温设备的控制温度温差相对一般传统的加热系统要小。因此，在系统异常停机时，墨水的温升也不会过高。因此不需要增加强制墨路循环系统，简化了系统设计，同时也提高了装置的可靠性。
出于实际生产需要，作为可选地实施方式，该调温装置2可以是加热片或制冷片。当该装置为制冷片时，可以选用半导体制冷片；当该装置为加热片时，可以选用聚酰亚胺加热膜。聚酰亚胺加热膜与传统的加热设备相比，具有加热速度快、使用安全以及使用上更加灵活度的特点。聚酰胺加热膜在使用时可以直接由直流安全电压供电，其加热迅速、厚度薄，并且可以定制成多种形状。
具体的，本方案选用的是直流24V聚酰胺加热膜其功率为70～100W，厚度为0.15～0.25mm。
传统的陶瓷加热片功率较低，为3～10W。
作为可选地实施方式，位于热交换器1内部的隔板5均水平设置且所有的隔板5分为两种：不与隔板5的侧壁相连的导流板51以及与一侧侧壁相连的转向板52。其中，当墨水流动至转向板52的两端时，均需改变流动方向才能继续沿流道11流动。
导流板51可以将墨水从热交换器1的内部由一侧移动至另一侧，转向板52可以使墨水在热交换器1内改变流动方向，从而实现往复式流动。墨水在往复式流动的过程中延长了在热交换器1内停留的时间，可以保证墨水能够达到预设温度。
为了检测墨水的温度，需要在热交换器1上安装测温装置8。
为了保证墨水不泄露以及安装方便，该测温装置8不适合安装在热交换器1内，因此需要将其安装在热交换器1外部，通过测定热交换器1表面温度的方式来检测墨水温度。需要考虑的是，热交换器1的表面距离加热片(制冷片)越近，其温度越高(越低)，而墨水的最终加热温度(冷却温度)和热交换器1表面温度存在温差，因此选择热交换器1表面远离加热片(制冷片)处安装测温装置8较为合理。另外考虑到安装方便，美观，优选将测温装置8安装在热交换器1侧表面。当然，也可以是热交换器1远离加热片(制冷片)的一侧。
具体的，该测温装置8为片状测温传感器。
在使用时，调温装置2可以通过测温装置8测得的温度数据来调整工作情况，以保证墨水温度稳定。
出于安全考虑，该装置的温度控制电路上需要串联热保护器，防止温度传感器故障时出现温度过高或过低的情况。
作为可选地实施方式，隔板5沿热交换器1的长度方向或宽度方向设置。
具体的，转向板52分别与两侧相对的侧板相连且与不同侧板相连的转向板52间隔设置，导流板51分布在转向板52之间，其具体结构如图2-3所示。
需要注意的是，进墨口3和出墨口4可以位于热交换器1的同一侧，也可以位于相对的两侧，也可以根据实际需求位于相邻的两个侧面上。随着进墨口3和出墨口4相对位置的改变，转向板52和导流板51的分布顺序可能不同。
在上述技术方案中，优选的，还包括隔热层7，该隔热层7位于热交换器1外部并将热交换器1和调温装置2包裹起来。采用隔热层7将该装置包裹起来可以提高装置的加热效率。
该隔热层7由耐高温纤维纸加工而成。耐高温纤维纸作为新型隔热保温材料，具有耐高温、隔热效果好、材质薄、加工方便等特点。由耐高温纤维纸加工而成的隔热层7在具有体积小的优势的同时，还可以帮助降低调温装置2的功率，提高调温效果。
作为可选地实施方式，热交换器1由金属铝加工而成。
铝材表面有一层致密的氧化膜。该氧化膜性质稳定，与墨水之间不会产生化学反应，能够有效解决材质兼容性的问题。同时，铝材的导热性优于不锈钢材料，使用铝材不仅能够提高该装置的热交换效率，还能够有效降低设备重量。
考虑到墨水经墨路流入该装置内，为了避免出现漏墨的情况，需要在进墨口3和出墨口4处设置快拧直角接头6。
打印机中的墨管管径相对较小，在加热后墨管膨胀较大，使用传统的宝塔头容易出现松脱、漏墨的情况，因此选用快拧直角接头6可以牢固的锁定墨管，保证墨管与进墨口3或出墨口4的连接处不会松脱漏墨。
具体的，该快拧直角接头6为316不锈钢快拧直角接头6。
需要注意的是，该墨水恒温控制装置既可以位于墨盒和喷头之间，直接连接墨盒和打印机喷头，也可以安装在打印机的其他墨路上，比如循环墨路上。
如图5-6所示，本发明还提供了一种循环墨路双加热模组，该模组内包括墨水恒温控制装置，两个墨水恒温控制装置通过墨管相连，该装置应用于循环墨路中。
在使用时，部分喷头采用循环供墨的方式工作，没有喷出的部分墨水需要流回墨盒。为了避免回流的墨水影响墨盒内的墨水温度，设置双加热模组，其中一个加热模组位于喷头出口侧，另一个位于回流墨水管路中对墨水进行再加热，从而保证回流墨水的温度，也可以降低喷头处的加热模组的功率，提高加热效率，使加热更快。
本发明还提供了一种打印机，包括上述任一项的墨水恒温控制装置，墨水恒温装置位于喷头入口前的墨路，和/或位于循环墨路的回流墨路上，墨水恒温装置的数量为至少一个。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种墨水恒温控制装置，其特征在于，包括热交换器(1)和调温装置(2)，其中所述热交换器(1)的侧壁上设置有进墨口(3)和出墨口(4)，所述热交换器(1)内部设置有连通所述进墨口(3)和所述出墨口(4)的往复式流道(11)；其中所述调温装置(2)固定设置在所述热交换器(1)的上表面或下表面。
2.根据权利要求1所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，所述热交换器(1)内设置有多个水平设置的隔板(5)且任一所述隔板(5)最多只与所述热交换器(1)的一侧内壁相连。
3.根据权利要求2所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，所述隔板(5)包括：
导流板(51)，所述导流板(51)垂直设置在所述热交换器(1)的底面上且不与所述热交换器(1)侧壁相接；
转向板(52)，所述转向板(52)垂直设置在所述热交换器(1)的底面上且与所述热交换器(1)的一侧壁相接以改变墨水流向，墨水在所述隔板(5)的作用下由所述进墨口(3)流动至出墨口(4)。
4.根据权利要求1所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，所述热交换器(1)由金属铝加工而成。
5.根据权利要求1所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，所述调温装置(2)为加热片或制冷片，所述加热片为聚酰亚胺加热膜，所述制冷片为半导体制冷片。
6.根据权利要求1所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，所述进墨口(3)和所述出墨口(4)处均设置有快拧直角接头(6)。
7.根据权利要求1所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，还包括隔热层(7)，所述隔热层(7)位于所述热交换器(1)外部并将所述热交换器(1)和所述调温装置(2)包裹起来。
8.根据权利要求1所述的墨水恒温控制装置，其特征在于，所述热交换器(1)的侧壁外安装有测温装置(8)，所述测温装置(8)与所述调温装置(2)之间存在间距。
9.一种循环墨路双加热模组，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的墨水恒温控制装置，两个所述墨水恒温控制装置通过墨管相连。
10.一种打印机，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的墨水恒温控制装置，所述墨水恒温装置位于喷头入口前的墨路，和/或位于循环墨路的回流墨路上，所述墨水恒温装置的数量为至少一个。
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