CN101085574A

CN101085574A - 液滴排放装置

Info

Publication number: CN101085574A
Application number: CNA2006101687613A
Authority: CN
Inventors: 平塚昌史; 板津岸春
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: US7658481B2; CN101085574B; JP2007320285A; US20070279461A1; US7988273B2; US20100091076A1; JP4816261B2

Abstract

本发明提供一种液滴排放装置。该液滴排放装置包括：液滴排放头，该液滴排放头排放液滴；液体保持单元，该液体保持单元构成为使得保持在所述液体保持单元中的所述液体的液面位于所述液滴排放头下方，所述液体保持单元包括大气开放口；液体通道，该液体通道将所述液滴排放头与所述液体保持单元接合；液体容器，该液体容器在其中保持液体，所述液体容器密封；液体流入通道，该液体流入通道将所述液体保持单元与所述液体容器接合，所述液体流入通道在所述液体保持单元中的流入口位于所述大气开放口下方；液体送出通道，该液体送出通道将所述液体容器与所述液滴排放头接合；以及泵，该泵使所述液体容器中的所述液体被送至所述液滴排放头。

Description

液滴排放装置

技术领域

本发明涉及一种排放液滴的液滴排放装置。

背景技术

在诸如喷墨记录装置的液滴排放装置中，在液滴排放头或液体通道中的气泡导致排放故障并增加通道阻力。因此，传统上液体在液滴排放头与朝大气开放的液体容器之间循环，气泡回收至液体容器或与液体容器接合的副液体容器，气泡从液体容器或副液体容器排放到大气(参见日本专利申请特开No.2005-144954)。

在JP-A No.2005-144954中，如图14所示，密封的墨水容器100和密封的副容器102用墨水管106接合，副容器102和墨水头104用墨水管108接合，喷墨头104和墨水容器100用墨水管110接合。

在副容器102中设置外部空气管116，在外部空气管116中设置转换阀114。当墨水循环时，转换阀114关闭以密封副液体容器102，驱动设在墨水管106中的送液泵112以使墨水在墨水容器100、副容器102和喷墨头104之间循环。

当从喷墨头104排放墨水时，驱动并控制转换阀114以使副液体容器102的内部处于朝大气开放的状态。这样，在墨水循环和墨水排放中，需要驱动和控制转换阀114，这样导致装置的整体构造复杂。

发明内容

考虑上述情况，本发明的目的在于提供一种液滴排放装置，其中通过简单廉价的构造使所述液体在所述液体容器与所述液滴排放头之间循环，并能从所述液滴排放头排放所述液滴。

根据本发明一个方面的液滴排放装置是这样的液滴排放装置，该液滴排放装置包括：液滴排放头，该液滴排放头排放液滴；设在所述液滴排放头下方的液体保持单元，该液体保持单元包括大气开放口；液体通道，该液体通道将所述液滴排放头与所述液体保持单元接合；液体容器，该液体容器在其中保持液体，所述液体容器密封；液体流入通道，该液体流入通道将所述液体保持单元与所述液体容器接合，所述液体流入通道在所述液体保持单元中的流入口位于所述大气开放口下方；液体送出通道，该液体送出通道将所述液体容器与所述液滴排放头接合；以及设在所述液体送出通道处的泵，该泵将所述液体容器中的所述液体送至所述液滴排放头。

在本发明的以上方面中，在驱动所述泵以使所述液体保持单元充入所述液体时，所述液体从所述液体容器通过所述液体送出通道流至所述液滴排放头。流至所述液滴排放头的所述液体流入所述液体保持单元，从而使所述液体保持单元充入所述液体。

即，在驱动所述泵将所述液体从所述液体容器送至所述液滴排放头时，所述液体容器中的所述液体流至所述液滴排放头，所述液体供应至所述液体保持单元，从而使所述液体保持单元充入所述液体。

然后，当充入所述液体保持单元中的所述液体的液面到达所述液体流入通道的流入口时，所述液体被吸入处于负压状态下的所述液体容器。即，所述液体在所述液滴排放头、所述液体保持单元和所述液体容器之间循环。

另一方面，在从所述液滴排放头排放所述液滴时，在所述液滴排放头中产生负压，所述液体保持单元中的所述液体供应至处于负压状态下的所述液滴排放头。

这样，能通过一个泵进行所述液体的填充和循环。另外，在从所述液滴排放头排放所述液滴时，不必使所述液体保持单元内部处于气密状态，从而不必提供使所述液体保持单元朝大气压开放和关闭的开关阀。因此，装置的整体构造变得简单，从而降低成本。

根据本发明的所述构造，可通过简单廉价的构造使所述液体在所述液体容器与所述液滴排放头之间循环，并能从所述液滴排放头排放所述液滴。

附图说明

下面将基于附图详细描述本发明的示例性实施例，其中：

图1是表示根据本发明第一示例性实施例的喷墨记录装置的示意图；

图2是表示根据本发明第一示例性实施例的喷墨记录装置的示意图；

图3是表示根据本发明第一示例性实施例的喷墨记录装置的维护单元的示意图；

图4是表示根据第一示例性实施例的喷墨记录装置的局部示意图；

图5是表示根据第一示例性实施例的喷墨记录装置的操作的示意图；

图6是表示根据第一示例性实施例的喷墨记录装置的主容器、储存容器和记录头之间的位置关系的立体图；

图7是表示主容器、储存容器和记录头之间的位置关系的侧视图；

图8是储存容器的侧剖视图；

图9是墨水填充和墨水循环的操作的流程图；

图10是表示根据第二示例性实施例的喷墨记录装置的主容器、储存容器和记录头之间的位置关系的侧视图；

图11是表示根据第三示例性实施例的喷墨记录装置的主容器、储存容器和记录头之间的位置关系的侧视图；

图12是储存容器的侧剖视图；

图13是表示根据第四示例性实施例的喷墨记录装置的主容器、储存容器和记录头之间的位置关系的侧视图；以及

图14是表示传统喷墨记录装置的主容器、储存容器和记录头之间的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的第一示例性实施例。

图1表示根据第一示例性实施例的喷墨记录装置12。在喷墨记录装置12的机壳14的下部中设置供纸盘16，堆叠在供纸盘16中的纸张P可由搓纸辊18一张接一张地抽出。抽出的纸张P通过构成预定传送路径22的多对传送辊20传送。

环形传送带28设在供纸盘16的上方，并且传送带28被张紧架设在主动辊24与从动辊26之间。在传送带28上方设置记录头阵列30，并且记录头阵列30面向传送带28的平坦部分28F。记录头阵列30面向平坦部分28F的区域成为墨滴从记录头阵列30排出的排放区域SE。通过传送路径22传送的纸张P到达排放区域SE，同时由传送带28保持，并且在纸张P面向记录头阵列30的情况下，根据图像信息使墨滴从记录头阵列30附在纸张P上。

在第一示例性实施例中，记录头阵列30形成较长形状，其中有效记录区域比纸张P的宽度(沿垂直于传送方向的方向的长度)大。在记录头阵列30中，沿着传送方向设置四个对应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)四种颜色的喷墨记录头(下文称为记录头)32从而能够记录全色图像。

头部控制器52(见图5)控制各个记录头32。头部控制器52根据图像信息确定墨滴的排放正时和所使用的墨水排放口(喷嘴)，并且头部控制器52向记录头32发送驱动信号。

记录头阵列30可沿垂直于传送方向的方向固定。然而，当记录头阵列30形成为能够按照要求沿垂直于传送方向的方向运动时，可以通过多路图像记录来记录分辨率较高的图像，并且记录头32的故障不会反映在记录结果上。

在记录头阵列30的两侧上设置四个对应于记录头32的维护单元34。如图2所示，在对记录头32进行维护操作的情况下，记录头阵列30向上运动，维护单元34运动并进入在传送带28与记录头阵列30之间形成的间隙。维护单元34在与喷嘴表面33N相对(见图3)的同时进行预定的维护操作(抽吸、擦除、加盖等)。

如图3所示，维护单元34包括盖56和排放管58。盖56在喷墨记录装置12的回收操作中从喷嘴表面33N接收墨水。盖56接收的墨水通过排放管58排出。在排放管58的排放方向的下游端设置废墨水容器62，同时在排放管58的中央定位阀60。喷墨记录装置12还包括向盖56施加墨水送出力(墨水抽吸力)的泵63。墨水送出力是将墨水从盖56发送至排放管58的力。通过控制整个喷墨记录装置12的控制器48(见图5)来控制泵63。

在第一示例性实施例中，四个维护单元34分成两组两个维护单元34，这两组分别设在记录头阵列30在图像记录期间的传送方向的上游侧和下游侧。

如图4所示，在记录头阵列30的上游侧上设置连接到电源38的充电辊36。驱动充电辊36，同时使其与从动辊26一起夹持传送带28和纸张P，充电辊36形成为能够在充电辊36将纸张P压靠在传送带28上的挤压位置与充电辊36与传送带28隔开的隔开位置之间运动。由于在挤压位置在充电辊36与从动辊26之间产生预定的电势差，所以可向纸张P赋予电荷从而将纸张P静电吸引到传送带28上。在记录头阵列30的下游侧上设置分离板40，分离板40将纸张P与传送带28分离。

如图5所示，控制器48控制整个喷墨记录装置12，并且控制器48控制包括供给纸张P、图像记录、排放纸张P和维护在内的操作。与待记录图像相关的各种数据从图像控制器50传输到控制器48。头部控制器52控制后述的喷墨记录头32(见图6，下文称为记录头)，并且控制器48向头部控制器52发送信号。电源38向控制器48、头部控制器52和充电辊36提供电能。

在具有上述构造的喷墨记录装置12中，从供纸盘16抽出的纸张P如上所述到达传送带28。在纸张P被充电辊36压靠在传送带28上的同时，通过来自充电辊36的外加电压将纸张P吸引并保留在传送带28上。在这种状态下，在纸张P通过传送带28的转动而通过排放区域SE的同时，从记录头阵列30排放墨滴，这使得图像能够记录在纸张P上。然后，分离板40将纸张P与传送带28分离，通过在分离板40的下游侧上构成排放路径44的多对排放辊42传送纸张P，并将纸张P排放到设在机壳14上部中的排纸盘46。

如图6和图7所示，在记录头32斜下方设置储存容器64。记录头32和储存容器64用墨水通道68彼此接合，并在记录头32的通道中产生背压，使得墨水不会从喷嘴泄漏。在从记录头32的喷嘴排放墨水时，记录头32的内部变为负压并且墨水在负压状态下从储存容器64供应到记录头32。

在储存容器64的斜下方设置密封的主容器66(墨水容器)。储存容器64和主容器66用回流通道74彼此接合，并且如下所述，在需要时向储存容器64充入来自主容器66的墨水。

如图8所示，在储存容器64的上壁(顶壁)中设置大气连通口70。大气连通口70总是朝大气压开放，从而大气压作用在储存容器64中的墨水液面上。

管道71刺穿储存容器64的上壁(顶壁)。位于管道71一个端部处的墨水入口72位于大气连通口70下方。与主容器66(见图7)接合的回流通道74连接到位于管道71另一端的流出口73。

因此，当存储容器64中的墨水升高至墨水入口72时，因为主容器66变为如下所述的负压状态，所以墨水通过回流通道74流入主容器66。

如图6和图7所示，主容器66和记录头32用墨水通道76彼此接合。在墨水通道76中设置充填泵78，通过驱动充填泵78使墨水从主容器66流入记录头32。

主容器66通过刚性件模制。因此，即使墨水从密封的主容器66流出而在主容器66内产生负压，也能保持负压状态，同时主容器66不发生变形。

在主容器66中设置作为墨水量检测装置的光学传感器80。光学传感器80包括光发射装置(未示出)和光接收装置(未示出)。当墨水的液面升高到光学传感器80上方时，从光发射装置发出的光被墨水阻挡，从而所述光不能被光接收装置接收。

因此，在主容器66中通过光学传感器80检测墨水液面高度。当在主容器66中检测到墨水用完时，通过连接到光学传感器80的控制器48在喷墨记录装置12(见图1)的显示板(未示出)上显示墨水用完，并促使用户更换主容器66。

下面将参照图9的流程图描述使储存容器64充入来自主容器66的墨水的方法，以及使墨水在主容器66、储存容器64和记录头32之间循环的方法。

当输出使储存容器64充入来自主容器66的墨水的指示，或者使墨水在主容器66、储存容器64和记录头32之间循环的指示时，在步骤120中，光学传感器80检测主容器66中的墨水液面高度。

当主容器66中剩余的墨水量低于预定量时，流程进行到步骤122，在喷墨记录装置12的显示板(未示出)上显示墨水用完。因此，通知用户主容器66中的墨水用完并且用户更换主容器66。

另一方面，在步骤120中，当主容器66中剩余的墨水量不低于预定量时，流程进行到步骤124。在步骤124中，维护单元34(见图1)在记录头32下方运动以进行喷嘴表面的加盖。

在步骤126中，启动充填泵78的驱动操作，以使主容器66中的墨水通过墨水通道76、记录头32和墨水通道68流入储存容器64。

这里，当流入储存容器64的墨水的液面到达墨水入口72时，墨水从储存容器64通过回流通道74流入主容器66。

在步骤128中，确定从启动充填泵78的驱动操作以来是否经过预定时间。例如，在墨水填充时，确定是否经过了使储存容器64充入预定量的墨水所需的时间。例如，在墨水循环时，确定是否经过了使墨水在储存容器64、主容器66和记录头32之间循环所需的时间。

在储存容器64、主容器66和记录头32之间循环的墨水将记录头32中产生的气泡(溶解在墨水中的气体以及从气体可渗透的部件产生的气泡)输送至储存容器64，并且气泡从大气连通口70排至大气中。因为墨水循环搅动墨水，所以也能防止色素沉积。

当从启动充填泵78的驱动操作以来经过预定时间时，流程进行到步骤130，并停止充填泵78的驱动操作。在步骤132中，解除喷嘴表面的加盖以将维护单元34从记录头32下方收回，并结束墨水填充或墨水循环的操作。

通过打印信息估计储存容器64中的剩余墨水量。即，通过求出打印像素的数量的和来计算从储存容器64的喷嘴排出的墨水量，从而计算储存容器64中剩余的墨水量。当确定储存容器64中剩余的墨水量低于预定量(例如，打印一张纸所需的墨水量)时，启动使储存容器64充入来自主容器66的墨水的操作。

不仅通过打印信息估计储存容器64中的剩余墨水量，而且可通过设在储存容器64中的传感器检测剩余的墨水量。因为储存容器64通过墨水循环而充分地充入墨水，所以在打印量较小的情况下不产生使储存容器64充入来自主容器66的墨水的操作。

以与打印频率无关的预定时间间隔进行墨水循环。例如，当喷墨记录装置12的电源接通时，当解除待机状态时，或者当自进行前一墨水循环(或墨水填充)以来经过了预定时间时，进行墨水循环正时。

接着，将描述在墨水排放期间的喷墨记录装置12的操作。

在墨水排放期间，停止充填泵78的操作，使得墨水不会从主容器66通过墨水通道76流入记录头32。因此，在从记录头32的喷嘴排放墨水时，在记录头32中产生负压，并通过墨水通道68向处于负压状态的记录头32供应储存容器64中的墨水。

通过在记录头32与连通大气的储存容器64之间的水头差而使负背压作用在供应到记录头32的墨水上，这使得在喷嘴中形成适于打印的弯液面。

接着，将描述本发明第一示例性实施例的作用。

当驱动充填泵78以使储存容器64充入墨水时，墨水从主容器66通过墨水通道76流入记录头32。流入记录头32的墨水流入储存容器64，并且使储存容器64充入墨水。

即，当驱动充填泵78以将墨水从主容器66送至记录头32时，主容器66中的墨水流入记录头32，墨水供应至存储容器64，从而使储存容器64充入墨水。

当充入储存容器64中的墨水的液面到达与回流通道74接合的管道71的墨水入口72时，墨水被吸入处于负压状态的主容器66中。即，墨水在记录头32、储存容器64和主容器66之间循环。

另一方面，在从记录头32排放墨水时，在记录头32中产生负压，从而储存容器64中的墨水供应至处于负压状态的记录头32。

这样，通过驱动一个充填泵78就能进行墨水填充和墨水循环。因为在从记录头32排放墨水时不必在储存容器64中产生气密状态，所以不必提供使储存容器64朝大气压开放和关闭的开关阀。因此，装置的整体构造变得简单，从而降低成本。

在将主容器66与记录头32接合的墨水通道76中设置充填泵78。即，在墨水循环和墨水填充时，充填泵78设在主容器66的墨水流动方向的下游侧上。因此，通过充填泵78的操作使墨水从主容器66流出而在主容器66中产生负压。然而，因为主容器66未加压，所以主容器66绝不会发生破裂。如上所述，主容器66由刚性件形成，使得即使主容器66变为负压状态，主容器66也不会破裂。

在第一示例性实施例中，主容器66设在储存容器64下方。然而，因为在驱动充填泵78时在主容器66中产生负压，所以主容器66并不一定要设在储存容器64下方，而是主容器66可以设在储存容器64上方。

下面将描述根据本发明第二示例性实施例的喷墨记录装置。将省略对于与第一示例性实施例相同的部件的描述。

如图10所示，在将储存容器64与主容器66接合的回流通道74中设置充填泵84。

当在墨水填充和墨水循环时操作充填泵84时，空气或墨水流入主容器66，主容器66加压，主容器66中的墨水流入墨水通道76，并且墨水通过记录头32和墨水通道68流入储存容器64。当流入储存容器64的墨水的液面到达管道71的墨水入口72时，墨水通过回流通道74流入主容器66。

这样，当在将储存容器64与主容器66接合的回流通道74中设置充填泵84时，可使用由柔性件模制成的主容器66，因为在充填泵84的操作期间在主容器66中不产生负压。

下面将描述根据本发明第三示例性实施例的喷墨记录装置。将省略对于与第一示例性实施例相同的部件的描述。

如图11所示，墨水通道76和储存容器64用连接通道86彼此接合。

如图12所示，在连接通道86的连接端口中设置止回阀88。止回阀88不仅使墨水从储存容器64流入连接通道86，而且止回阀88还使墨水不会从连接通道86流入储存容器64。

当在墨水填充和墨水循环时操作充填泵78时，主容器66中的墨水通过墨水通道76、记录头32和墨水通道68流入储存容器64。当流入储存容器64的墨水的液面到达管道71的墨水入口72时，墨水通过回流通道74流入主容器66。

另一方面，在从记录头32的喷嘴排放墨水时，在记录头32中产生负压，从而储存容器64中的墨水通过墨水通道68供应至记录头32。因为墨水沿着设在连接通道86的连接端口中的止回阀88打开的方向流动，所以储存容器64中的墨水从连接通道86流入墨水通道76，并且墨水供应至记录头32。

在排放墨水时停止充填泵78的操作，使得墨水不会通过墨水通道76从主容器66流入记录头32。

这样，因为储存容器64中的墨水通过两个墨水通道68和76供应至记录头32，所以在墨水排放期间在墨水通道68和76中产生的压力损失可减小到几乎不产生由于墨水供应不足而引起的缺陷打印。

下面将描述根据本发明第四示例性实施例的喷墨记录装置。将省略对于与第一示例性实施例相同的部件的描述。

如图13所示，在将储存容器64与主容器66接合的回流通道74中设置充填泵84。

另一方面，在从记录头32的喷嘴排放墨水时，在记录头32中产生负压，从而储存容器64中的墨水通过墨水通道68供应至记录头32。设在连接通道86的连接端口中的止回阀88打开，储存容器64中的墨水从连接通道86流入墨水通道76，并且墨水供应至记录头32。

因此，因为储存容器64中的墨水通过两个墨水通道68和76供应至记录头32，所以在墨水排放期间在墨水通道68和76中产生的压力损失可减小到几乎不产生由于墨水供应不足而引起的缺陷打印。

为了说明和描述而提供了对本发明示例性实施例的以上描述。其不旨在穷举或者将本发明限于所公开的精确形式。明显地，许多修改和变更对于本领域技术人员是显而易见的。选择和描述示例性实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其它技术人员能够对于各个实施例理解本发明并且对于预期的特定用途适于进行各种修改。本发明的范围旨在通过所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种液滴排放装置，该液滴排放装置包括：

液滴排放头，该液滴排放头排放液滴；

设在所述液滴排放头下方的液体保持单元，该液体保持单元包括大气开放口；

液体通道，该液体通道将所述液滴排放头与所述液体保持单元接合；

液体容器，该液体容器在其中保持液体，所述液体容器密封；

液体流入通道，该液体流入通道将所述液体保持单元与所述液体容器接合，所述液体流入通道在所述液体保持单元中的流入口位于所述大气开放口下方；

液体送出通道，该液体送出通道将所述液体容器与所述液滴排放头接合；以及

设在所述液体送出通道处的泵，该泵将所述液体容器中的所述液体送至所述液滴排放头。

2.根据权利要求1所述的液滴排放装置，其特征在于，在所述液体容器中设置检测液面高度的液体高度检测器，并基于来自所述液体高度检测器的信号驱动所述泵。

3.根据权利要求1所述的液滴排放装置，其特征在于，该液滴排放装置还包括：

液体流动通道，该液体流动通道将所述液体送出通道与所述液体保持单元接合；以及

单向阀，该单向阀使所述液体仅能沿着从所述液体保持单元到所述液体送出通道的一个方向流动。

4.根据权利要求1所述的液滴排放装置，其特征在于，所述大气开放口形成在所述液体保持单元的顶壁中。

5.根据权利要求1所述的液滴排放装置，其特征在于，保持在所述液体保持单元中的所述液体的液面维持在所述液滴排放头下方。

6.一种液滴排放装置，该液滴排放装置包括：

液滴排放头，该液滴排放头排放液滴；

设在所述液体流入通道中的泵，该泵使所述液体容器中的所述液体被送至所述液滴排放头。

7.根据权利要求6所述的液滴排放装置，其特征在于，在所述液体容器中设置检测液面高度的液体高度检测器，并基于来自所述液体高度检测器的信号驱动所述泵。

8.根据权利要求6所述的液滴排放装置，其特征在于，该液滴排放装置还包括：

9.根据权利要求6所述的液滴排放装置，其特征在于，所述大气开放口形成在所述液体保持单元的顶壁中。

10.根据权利要求6所述的液滴排放装置，其特征在于，保持在所述液体保持单元中的所述液体的液面维持在所述液滴排放头下方。

11.一种液滴排放装置，该液滴排放装置包括：

液滴排放头，该液滴排放头排放液滴；

液体保持单元，该液体保持单元构成为使得保持在所述液体保持单元中的所述液体的液面位于所述液滴排放头下方，所述液体保持单元包括大气开放口；

设在所述液体送出通道和所述液体通道之一中的泵，该泵使所述液体容器中的所述液体被送至所述液滴排放头。

12.根据权利要求11所述的液滴排放装置，其特征在于，在所述液体容器中设置检测液面高度的液体高度检测器，并基于来自所述液体高度检测器的信号驱动所述泵。

13.根据权利要求11所述的液滴排放装置，其特征在于，该液滴排放装置还包括：

14.根据权利要求11所述的液滴排放装置，其特征在于，所述大气开放口形成在所述液体保持单元的顶壁中。