CN101412322A - 喷墨记录设备和记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷墨记录设备和记录方法，该喷墨记录设备具有：喷墨型记录头；第一液体室；第二液体室；液体缓冲室；第一连接流动通道；第二连接流动通道；第一压力确定装置；第二压力确定装置；液体移动装置；以及压力控制装置，所述压力控制装置根据所述第一压力确定装置和所述第二压力确定装置的确定结果控制所述液体移动装置，以使所述第一液体室和第二液体室的内部分别达到指定压力，其中所述压力控制装置控制所述液体移动装置，以调节所述第一液体室和所述第二液体室的内部压力，以在所述第一液体室和所述第二液体室的所述内部压力之间生成指定压差，并且将指定背压施加给所述记录头的所述多个喷嘴内的所述液体。

Description

喷墨记录设备和记录方法
技术领域
本发明涉及一种喷墨记录设备和一种记录方法，本发明更具体地涉及一种藉此能够实现液体的连续循环、同时在喷墨型的记录头内保持背压的喷墨记录设备和记录方法。
背景技术
喷墨记录设备包括具有多个喷嘴的喷墨型记录头(喷墨头，以下简称为“头”)，并通过分别从喷嘴喷射油墨液滴而记录图像。由于这种设备的低工作噪音、低运行成本和它们将高质量的图像记录在许多种类型的记录介质上的能力，从商业到工业应用都广泛地使用这种设备。在记录头内所使用的油墨喷射方法可以是压电方法，在压电方法中，通过使用压电元件的偏移以给压力室内的油墨加压而从喷嘴喷射油墨液滴；或者在记录头内所使用的油墨喷射方法可以是热敏方法，在热敏方法中，由于气泡增长所产生的压力而从喷嘴喷射油墨液滴，借助于由诸如加热器或类似物的加热元件所生成的热能而在压力室内生成该气泡。
在喷墨记录设备中，通常使用从主槽(main tank)并经由副槽(subtank)将油墨供应给记录头的方法。根据这种副槽供应方法，可以抑制记录头的内部压力变化，并且还可以提高记录头的喷射稳定性。
另一方面，如果进入记录头或记录头内的油墨内(具体地，在喷嘴附近)的空气粘度增加，那么由于在从各个喷嘴喷射的油墨液滴的液滴量(体积)和喷射方向(飞行方向)内产生波动，并且由于堵塞喷嘴不能进行喷射，等等，这些因素能够使图像质量下降成为可能。为了解决这种问题，已经提出了使油墨在记录头内循环的各种技术(如见，日本专利申请公开出版物No.2000-280493和日本专利申请公开出版物No.10-114081)。
日本专利申请公开出版物No.2000-280493公开了一种系统的技术，该系统包括与记录头以一体的方式设置的贮液槽和连接到贮液槽的两个副槽(供应副槽和排出副槽)，并且借助于泵通过减小排出副槽的压力经由贮液槽将供应副槽内的油墨循环到排出副槽。
日本专利申请公开出版物No.10-114081公开了一种系统的技术，在该系统中，副槽连接到设在记录头内的两个油墨入口中的一个油墨入口，墨盒连接到另一个油墨入口，且经由记录头在副槽与墨盒之间产生向外和返回的油墨循环。更具体地，借助于气泵通过给设在墨盒内(密封空间)的油墨袋(油墨供应源)加压，使油墨袋内的油墨经由记录头流入副槽内，而当副槽充满油墨时，停止气泵，并且由于由记录头与墨盒之间的高度差而产生的液压头差，副槽内的油墨经由记录头反向流到墨盒。如果副槽内的体积变的更小，那么运行气泵并且将油墨经由记录头从墨盒重新补充给副槽。因此，每当副槽的油墨反向流动并且体积减小时，就执行上述油墨补充操作。借助于这种向外和返回油墨循环，消除了存在于记录头内的气泡，并且能够防止油墨粘度的增加。
然而，上述油墨循环技术却具有与相关油墨循环技术相关联的以下各种问题。
在日本专利申请公开出版物No.2000-280493中所述的发明中，通过密封和减小连接到贮液槽(该贮液槽与记录头以一体的方式设置)的两个副槽(供应副槽和排出副槽)中的排出副槽的压力来实现循环操作，该循环操作简单地将油墨经由贮液槽强制地从供应副槽移动到排出副槽，能够使得循环的油墨的体积依赖于副槽内油墨的剩余量，并且在印刷期间和类似期间，不可以连续地循环油墨。此外，因为油墨供应系统使用液压头差，那么必需将两个副槽设置在记录头以下，因此记录头与副槽之间的流动通道变长，而且由于压力损失，背压变化大。所以，问题是被喷射的油墨液滴体积变化，从而印刷质量下降。
日本专利申请公开出版物No.10-114081中所述的发明简单地使油墨在向外和返回方向上经由记录头在一个槽(墨盒)与另一个槽(副槽)之间移动，并且其不能够一直在一个方向上(例如，从墨盒到副槽的方向)连续循环油墨。因此，当根据副槽内的油墨的剩余量变换油墨移动方向(油墨循环方向)时，那么由于在变换期间产生的压力变化，记录头的背压易于变化。此外，因为副槽使用静水压力系统，那么在记录头内的喷射方向位于水平方向的情况下，可以将副槽设置在记录头附近和垂直设置在记录头下方，但是当副槽应用于喷射方向垂直向下的记录头时，那么由于副槽的位置，副槽与记录头之间的流动通道变长，并且压力损失变大。因此，问题是被喷射的油墨液滴体积变化，而且印刷质量下降。
发明内容
考虑了上述情况提出了本发明，本发明的一个目的是提供一种喷墨记录设备和一种记录方法，藉此，通过获得连续的油墨循环同时保持记录头的背压而实现高质量的图像记录。
为了实现上述目的，本发明的一方面涉及一种喷墨记录设备，所述设备包括：喷墨型记录头，所述喷墨型记录头具有喷射液体的多个喷嘴所布置的液体喷射表面；将所述液体供应给连接到所述多个喷嘴的内部流动通道的供应口；和经由所述内部流动通道连接到所述供应口的出口，并且在所述内部流动通道内的所述液体通过所述出口排出；第一液体室，所述第一液体室经由第一外部流动通道连接到所述记录头的所述供应口；第二液体室，所述第二液体室经由第二外部流动通道连接到所述记录头的所述出口；液体缓冲室，所述液体缓冲室存储从液体供应源供应的所述液体；第一连接流动通道，所述第一连接流动通道将所述第一液体室连接到所述液体缓冲室；第二连接流动通道，所述第二连接流动通道将所述第二液体室连接到所述液体缓冲室；第一压力确定装置，所述第一压力确定装置确定所述第一液体室的内部压力；第二压力确定装置，所述第二压力确定装置确定所述第二液体室的内部压力；液体移动装置，所述液体移动装置在所述第一液体室、所述第二液体室和所述液体缓冲室之间移动所述液体；以及压力控制装置，所述压力控制装置根据所述第一压力确定装置和所述第二压力确定装置的确定结果控制所述液体移动装置，以使所述第一液体室和第二液体室的内部分别达到指定压力，其中所述压力控制装置控制所述液体移动装置，以调节所述第一液体室和所述第二液体室的内部压力，以在所述第一液体室和所述第二液体室的所述内部压力之间生成指定压差，并且将指定背压施加给所述记录头的所述多个喷嘴内的所述液体。
根据本发明的这方面，提供了一对液体室(第一液体室和第二液体室)和液体缓冲室，并通过在这些液体室与液体缓冲室之间移动液体，可以将第一液体室和第二液体室的内部保持在指定压力下，并且此外由于在第一液体室与第二液体室之间设定指定压差，并且实施控制，以将指定背压施加给记录头的喷嘴内的液体，那么可以实现连续的液体循环，同时保持记录头的背压(负压)。用这种方法，提高了记录头的喷射可靠性，并且能够实现稳定而又令人满意的印刷质量。
在本发明的这方面，优选地，设在记录头内的内部流动通道在喷嘴附近穿过，因为通过液体的循环防止了在喷嘴附近的液体的粘度的增加，因此能够实现稳定的喷射。
理想地，喷墨记录设备包括第一副槽和第二副槽，该第一副槽具有被第一柔性薄膜分隔的第一液体室和第一气体室，该第二副槽具有被第二柔性薄膜分隔的第二液体室和第二气体室。
根据本发明的这方面，借助于柔性薄膜和气体室可以减小由液体移动导致的压力变化，并且因此没有将此压力变化传递给记录头，从而能够确保良好的印刷质量。此外，能够实现高度精确的压力调节。
理想地，第一液体室和第二液体室垂直设置在记录头上方。
根据本发明的此方面，因为能够缩短连接相应的液体室和记录头的流动通道(第一外部流动通道和第二外部流动通道)的长度，那么能够减小由流动通道内的压力损失所引起的压力变化，提高了在记录头的供应口与出口之间所施加的压差的精确度，而且能够在喷嘴附近在低速下实现液体循环。
理想地，如权利要求1所限定的喷墨记录设备，进一步包括设在第一连接流动通道内的过滤器，其中第二连接流动通道的一个端部连接到第二液体室，而第二连接流动通道的另一个端部被分支成第一分支流动通道和第二分支流动通道；第一分支流动通道在离液体缓冲室比离过滤器更近的一侧上连接到第一连接流动通道；第二分支流动通道在离第一液体室比离过滤器更近的一侧上连接到第一连接流动通道；第一止回阀设在第一分支流动通道内，所述第一止回阀允许液体仅在从第二液体室朝向第一连接流动通道的方向上流动；以及第二止回阀设在第二分支流动通道内，所述第二止回阀允许液体仅在从第一连接流动通道朝向第二液体室的方向上流动。
根据本发明的此方面，液体缓冲室内的液体和已经经由记录头从第一液体室循环到第二液体室的油墨在通过过滤器之后被重新供应给第一液体液体室和第二液体室，因此，不包括外界杂质的高质量的液体被循环给记录头，而且提高了记录头的喷射可靠性。
理想地，喷墨记录设备进一步包括除气器，该除气器在第一分支流动通道所连接的第一连接流动通道的一部分与第二分支流动通道所连接的第一连接流动室的一部分之间的位置处设在第一连接流动通道内。
根据本发明的此方面，可以循环具有良好的除气值的液体，因此，进一步增加了记录头的喷射可靠性。
理想地，除气器设置在离第一液体室比离过滤器更近的一侧上。
根据本发明的此方面，防止了由除气器内的堵塞所引起的压力损失的增加，而且能够实现除气器的长的使用寿命。
理想地，液体移动装置包括：设在第一连接流动通道内的第一泵；和设在第二连接流动通道内的第二泵。
理想地，喷墨记录设备进一步包括：第一旁路流动通道，所述第一旁路流动通道连接所述第一泵的液体输入口和液体输出口；第二旁路流动通道，所述第二旁路流动通道连接所述第二泵的液体输入口和液体输出口；第一旁路流动通道打开和闭合阀，所述第一旁路流动通道打开和闭合阀打开和闭合所述第一旁路流动通道；和第二旁路流动通道打开和闭合阀，所述第二旁路流动通道打开和闭合阀打开和闭合所述第二旁路流动通道，其中：所述第一泵和所述第二泵分别由恒定无泄露的泵构成；所述第一旁路流动通道打开和闭合阀由当切断电源时打开所述第一旁路流动通道的常开阀构成，而所述第二旁路流动通道打开和闭合阀由当切断电源时打开所述第二旁路流动通道的常开阀构成；以及以存储在所述液体缓冲室内的所述液体的表面垂直地设置在所述记录头的所述液体喷射表面下方这样的方式设置所述液体缓冲室。
根据本发明的此方面，当切断该设备的电源时，由于由液体缓冲室内的液体表面与记录头的液体喷射表面(喷嘴表面)之间的高度差所引起的水压头差，指定负压被施加给记录头的喷嘴内的液体，因此弯液面被保持在适当的位置。用这种方法，在喷嘴处防止了气泡的渗透和液体的渗漏，因此，减小了重新启动操作时维修头的频率，能够降低运行成本，而且能够缩短设备的启动时间。
理想地，喷墨记录设备进一步包括：第一排出流动通道，第一液体室的垂直上部经由所述第一排出流动通道连接到第二液体室；和第二排出流动通道，第二液体室的垂直上部经由所述第二排出流动通道连接到液体缓冲室。
根据本发明的此方面，通过使用第一和第二排出流动通道，可以将存在于第一和第二液体室内与第一和第二液体室的上游侧(液体缓冲室侧)的气体从液体缓冲室排出到设备的外部。换句话说，能够无需穿过记录头或第一和第二外部流动通道将气体排出，提高了气体排出性质，并能够有助于液体的初始加载，并且此外，能够再次循环与气体一起移动到液体缓冲室的液体，因此提高了液体的有效使用率。
为了实现上述目的，本发明的另一方面涉及一种喷墨记录设备的记录方法，所述喷墨记录设备包括：喷墨型记录头，所述喷墨型记录头具有喷射液体的多个喷嘴；将所述液体供应给连接到所述多个喷嘴的内部流动通道的供应口；和经由所述内部流动通道连接到所述供应口的出口，并且在所述内部流动通道内的所述液体通过所述出口排出；第一液体室，所述第一液体室经由第一外部流动通道连接到所述记录头的所述供应口；第二液体室，所述第二液体室经由第二外部流动通道连接到所述记录头的所述出口；液体缓冲室，所述液体缓冲室存储从液体供应源供应的所述液体；第一连接流动通道，所述第一连接流动通道将所述第一液体室连接到所述液体缓冲室；第二连接流动通道，所述第二连接流动通道将所述第二液体室连接到所述液体缓冲室；第一压力确定装置，所述第一压力确定装置确定所述第一液体室的内部压力；第二压力确定装置，所述第二压力确定装置确定所述第二液体室的内部压力；以及液体移动装置，所述液体移动装置在所述第一液体室、所述第二液体室和所述液体缓冲室之间移动所述液体，其中，根据所述第一压力确定装置和所述第二压力确定装置的确定结果控制所述液体移动装置，以使所述第一液体室和所述第二液体室的内部分别达到指定压力，并且控制所述液体移动装置，以调节所述第一液体室和所述第二液体室的所述内部压力，以在所述第一液体室和所述第二液体室之间设定指定压差，并且将指定背压施加给所述记录头的所述多个喷嘴内的所述液体。
根据本发明，提供了一对液体室(第一液体室和第二液体室)和液体缓冲室，并通过在这些液体室与液体缓冲室之间移动液体，能够将第一液体室和第二液体室的内部保持在指定压力下，并且此外由于在第一液体室与第二液体室之间设定指定压差，并且实施控制，以将指定背压施加给记录头的喷嘴内的液体，那么能够实现连续的液体循环，同时保持记录头的背压(负压)。用这种方法，提高了记录头的喷射可靠性，并且能够获得稳定而又令人满意的印刷质量。
附图说明
以下参照附图说明本发明的性质以及其它目的和好处，在说明中，同样的附图标记表示贯穿整个附图的相同或类似的部件，其中：
图1是示出了喷墨记录设备的总体图的总体示意图；
图2是示出了喷墨记录设备的印刷单元的外周区的主平面图；
图3A-3C是示出了印刷头的结构的示例的俯视透视图；
图4是示出了沿图3A和3B中的线IV-IV的油墨室单元的横截面图；
图5是示出了头50的内部流动通道的流动通道示意图；
图6是示出了喷墨记录设备的控制系统的主要方框图；
图7是示出了根据第一实施例的喷墨记录设备的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图；
图8是示出了根据第一实施例的油墨加载操作的一个示例的流程图；
图9是示出了根据第一实施例的喷墨记录设备的油墨供应系统的组成结构的又一示例的近似图；
图10是示出了根据第二实施例的喷墨记录设备的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图；
图11是示出了根据第三实施例的喷墨记录设备的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图；
图12是示出了根据第三实施例的油墨加载操作的一个示例的流程图；以及
图13是示出了根据第四实施例的喷墨记录设备的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图。
具体实施方式
喷墨记录设备的总体结构
图1是根据本发明的实施例的喷墨记录设备的一个实施例的总体结构。如图1中所示，喷墨记录设备10包括：印刷单元12，所述印刷单元12具有为各个油墨颜色设置的多个记录头(以下也简称为“头”)12K、12C、12M和12Y；油墨存储和加载单元14，所述油墨存储和加载单元14用于存储将被供应给印刷头12K、12C、12M和12Y的K、C、M和Y的油墨；纸张供应单元18，所述纸张供应单元18用于供应记录纸张16；去卷曲单元(decurling unit)20，所述去卷曲单元20除去记录纸张16内的卷曲；抽吸带传送单元22，所述抽吸带传送单元22设置成面对印刷单元12的喷嘴面(油墨液滴喷射面)，所述抽吸带传送单元22传送记录纸张16，同时保持记录纸张16平坦；纸张确定单元24，所述纸张确定单元24用于读出由印刷单元12产生的印刷产物；以及纸张输出单元26，所述纸张输出单元26用于将印刷图像的纸张(印刷品)输出到外部。
在图1中，作为纸张供应单元18的示例示出了用于卷筒纸(连续纸张)的箱子(magazine)；然而，可以共同设置具有纸张差异(诸如不同纸张宽度和质量)的多个箱子。而且，可以利用含有成层加载的切割纸张的盒子供应纸张，该盒子与用于卷筒纸的箱子共同使用，或者代替用于卷筒纸的箱子而使用。
在使用卷筒纸的结构的情况下，切纸机28如图1中所示而设置，并且通过切纸机28将连续纸张切割成所需的尺寸。切纸机28具有：固定刀片28A，该固定刀片28A的长度不小于记录纸张16的传送带通路的宽度；和圆形刀片28B，该圆形刀片28B沿固定刀片28A移动。固定刀片28A设置在记录纸张16的已印刷表面的相反侧上，而圆形刀片28B设置在跨过传送带通路的已印刷表面上。当使用切割好的纸张时，就不需要切纸机28。
在能够使用多个类型的记录纸张的结构的情况下，优选的是诸如含有关于纸张的类型的信息的条形码和无线标签的信息记录介质连接到箱子，并且通过利用预定读出装置读出包含在信息记录媒体内的信息，自动确定将被使用的纸张类型，并且控制油墨液滴喷射，以使得根据纸张类型以适当的方式喷射油墨液滴。
从纸张供应单元18送出的记录纸张16由于已经被加载在箱子内而保持卷曲。为了除去卷曲，在与箱子内的卷曲方向相反的方向上，通过加热滚筒30将热量施加给去卷曲单元20内的记录纸张16。优选地控制此时的加热温度，以使得记录纸张16具有卷曲，其中被进行印刷的表面稍微向外弯曲。
被去掉卷曲并被切割的记录纸张16被送给抽吸带传送单元22。抽吸带传送单元22具有的结构是：绕辊31和32而设环形带33，以使得至少面对印刷单元12的喷嘴面的环形带33的一部分和印刷确定单元24的传感器面形成平面。
带33的宽度大于记录纸张16的宽度，并且多个抽吸孔(未示出)形成于带表面上。如图1中所示，抽吸室34设置在绕辊31和32设置的带33内侧上面对印刷确定单元24的传感器表面和印刷单元12的喷嘴表面的位置上。抽吸室34利用鼓风机35提供抽吸以生成负压，并且带33上的记录纸张16由抽吸而保持。
通过传递给带33绕其设置的辊31和32中的至少一个的电机(未示出)的原动力在图1中沿顺时针方向驱动带33，并且保持在带33上的记录纸张16在图1中从左到右传送。
当执行无边印刷工作或类似工作时，因为油墨粘附到带33上，所以带清洁单元36设置在带33的外侧上的预定位置中(在印刷区外侧的适当的位置)。虽然没有示出带清洁单元36的结构的细节，但是带清洁单元36的示例包括带33夹持有诸如刷辊和水吸收辊的清洁辊的配置、清洁的空气被吹到带33上的空气吹入配置、以及这些配置的组合。在带33夹有清洁辊的配置的情况下，优选的是使清洁辊的线速度不同于带33的线速度，从而提高清洁效果。
可以采用辊夹持传送机构代替抽吸带传送单元22。然而，辊夹持传送机构的缺点是：当通过辊夹持作用传送印刷区时，因为在印刷之后，夹持辊与纸张的已印刷表面直接接触，因此印刷物往往容易沾污。所以，在其内没有任何东西与印刷区中的图像表面接触的抽吸带传送件是优选的。
热鼓风机40在由抽吸带传送单元22形成的传送通路中设置在印刷头12的上游侧上。热鼓风机40将已加热的空气吹到记录纸张16上，以在印刷之前直接加热记录纸张16，以使得沉积在记录纸张16上的油墨干得更容易一些。
印刷单元12为所谓的“全线头”(full line head)，在该所谓的“全线头”中，具有对应于最大纸张宽度的长度的线头布置在垂直于纸张传送方向(副扫描方向)的方向(主扫描方向)上。构成印刷单元12的印刷头12K、12C、12M、和12Y中的每一个均由线头构成，在该线头中，多个油墨喷射口(喷嘴)沿超过最大尺寸记录纸张16的至少一侧的长度布置，该最大尺寸的记录纸张16旨在用于喷墨记录设备10中(见图2)。
沿着记录纸张16的供给方向(以下称为副扫描方向)从上游侧以黑(K)、青(C)、品红(M)和黄(Y)的顺序布置印刷头12K、12C、12M、和12Y。当传送记录纸张16时，通过从印刷头12K、12C、12M、和12Y将油墨分别喷射到记录纸张16上而能够在记录纸张16上形成彩色图像。
通过以这种方式采用为相应的油墨颜色提供用于覆盖整个纸张宽度的全线头所在的印刷单元12，借助执行在纸张的传送方向(副扫描方向)上相对移动记录纸张16和印刷单元12的仅仅一个操作，换句话说，借助于单一副扫描作用，就能够将图像记录在记录纸张16的整个表面上。因此，与头在正交于纸张传送方向的方向(主扫描方向)上往复的梭型配置相比，上述方式能够完成高速印刷，而且能够提高生产力。
虽然在本实施例中说明了具有KMCY四个标准颜色的配置，但是油墨颜色的组合和颜色的数量不限于这些。当需要时，能够添加浅油墨和深油墨。例如，添加用于喷射浅颜色油墨(如淡青和淡品红)的头的配置是可以的。更进一步，布置各个颜色的头的顺序没有特殊限制。
如图1中所示，油墨存储和加载单元14具有用于存储将被供应给头12K、12C、12M、和12Y的K、C、M和Y的油墨的槽，并且该槽借助于从附图中省略的通道连接到头12K、12C、12M、和12Y。油墨存储和加载单元14具有报警装置(例如，显示装置或报警发声器)，该报警装置用于当任何油墨的剩余量低时报警，并且油墨存储和加载单元14具有用于防止在多个颜色中的加载错误的机制。
印刷确定装置单元24具有图像传感器(线传感器)，该图像传感器用于捕捉印刷单元12的油墨液滴沉积产物的图像，并且印刷确定装置单元24用作从由图像传感器估计的油墨液滴沉积产物在印刷单元12内检查诸如喷嘴的堵塞等喷射缺陷。
本实施例的印刷确定单元24配置有至少一个线传感器，该至少一个线传感器具有多行光电转换元件，该光电转换元件的宽度大于头12K、12C、12M、和12Y的油墨液滴喷射宽度(图像记录宽度)。此线传感器具有彩色分离线CCD传感器，该彩色分离线CCD传感器包括由布置在设有红色(R)滤光片的行内的光电转换元件(像素)组成的R传感器行、具有绿色(G)滤光片的G传感器行和具有蓝色(B)滤光片的B传感器行。可以使用由二维布置的光电转换元件组成的区域传感器代替线传感器。
印刷确定单元24读出由代表各个颜色的头12K、12C、12M、和12Y印刷的测试图案图形，并且确定每一个头的喷射。喷射确定包括喷射存在的测量、点尺寸(dot size)的测量和点沉积位置的测量。
后干燥单元42设置在印刷确定单元24之后。后干燥单元42是用于干燥印刷好的图像表面的装置，并且包括例如热鼓风机。优选地避免与印刷好的表面接触，直到印刷好的油墨变干，而且将加热的空气吹到印刷好的表面上的装置是优选的。
在利用基于染料的油墨在多孔纸张上执行印刷的情况下，通过施加压力堵塞纸张的孔隙而防止油墨与导致染料分子破裂的臭氧或其它物质接触，并且具有增加印刷物的耐久性的效果。
加热/加压单元44设置在后干燥单元42之后。加热/加压单元44是用于控制图像表面的光泽度的装置，并且利用具有预定粗糙表面形状的压力辊45挤压图像表面，同时加热图像表面，并且将粗糙的形状传递给图像表面。
用这种方式生成的印刷品从纸张输出单元26输出。目标印刷物(即，印刷目标图像的产物)和测试印刷物被优选地独立输出。在喷墨记录设备10中，为了对具有目标印刷物的印刷品和具有测试印刷物的印刷品进行分选，并且为了将它们分别发送到纸张输出单元26A和26B，设置分选装置(未示出)以便切换输出通路。当目标印刷物和测试印刷物同时平行地形成于同一大张纸张上时，测试印刷物部被切纸机(第二切纸机)48切割并且分离。切纸机48直接设置在纸张输出单元26的前面，并且当在目标印刷物的空白部内已经操作测试印刷物时，切纸机48用于将测试印刷物部从目标印刷物部切割下来。切纸机48的结构与上述第一切纸机28的结构相同，并且具有固定刀片48A和圆形刀片48B。
虽然没有在图1中示出，但是用于目标印刷物的纸张输出单元26A设有用于根据印刷指令收集印刷物的分选机。
头的结构
以下说明头12K、12C、12M、和12Y的结构。各个油墨颜色的头12K、12C、12M、和12Y具有相同的结构，并且以下附图标记50表示头中的任意一个。
图3A是示出了头50的结构的示例的平面透视图，而图3B是头50的结构的示例的部分放大图。而且，图3C是示出了头50的结构的又一示例的俯视透视图。图4是示出了油墨室单元的结构的横截面图(沿图3A和3B中的线IV-IV的横截面图)。此外，图5是示出了图50内的流动通道的结构的流动通道的组成结构图(沿着图4中的方向A的俯视透视图)。
为了最大化形成于记录纸张的表面上的点的密度，头50内的喷嘴间距应该被最小化。如图3A和3B中所示，根据本实施例的头50具有的结构是：多个油墨室单元53以交错矩阵的形式二维地设置，多个油墨室单元53中的每一个均包括形成油墨液滴喷射孔的喷嘴51、对应于喷嘴51的压力室52等，因此，减小了如沿着头的纵向方向(垂直于纸张传送方向的主扫描方向)设计的有效的喷嘴间隔(设计的喷嘴间距)，而且实现了高的喷嘴密度。
在基本上垂直于纸张的传送方向的方向上形成通过对应于记录纸张16的整个宽度的长度的一行或多行喷嘴的模式不限于上述示例。例如，代替图3A中的配置，如图3C中所示，通过在交错矩阵中布置并结合具有以二维方式排列的多个喷嘴51的短头块(头芯片)50’，能够形成具有对应于记录纸张16的整个宽度的长度的多行喷嘴的线头。更进一步，虽然在附图中没有示出，但是可以通过在一行内布置短头而构成线头。
对应于各个喷嘴51所设的压力室52在平面形态中近似为矩形形状，并且喷嘴51和油墨入口54分别设在每一个压力室52的对角线的任一个角处。每一个压力室52经由油墨入口54连接到公共流动通道55。此外，连接到压力室52中的每一个的喷嘴流动通道60经由独立流动通道62连接到公共循环流动通道64。供应口66和出口68设在头50内，供应口66连接到公共流动通道55，而出口68连接到公共循环流动通道64。
换句话说，头50的供应口66和出口68被构成以经由油墨流动通道(该油墨流动通道对应于本发明的实施例的“内部流动通道”)而连接，该油墨流动通道包括公共流动通道55、油墨入口54、压力室52、喷嘴流动通道60、独立流动通道62和公共循环流动通道64。因此，已经从头的外面供应给供应口66的油墨的一部分从喷嘴51喷射，而剩余的油墨连续通过公共流动通道55、喷嘴流动通道60、独立流动通道62和公共循环流动通道64(换句话说，剩余的油墨通过头的内部流动通道循环)，然后从出口68输出到头的外部。
如图4中所示，理想的组成结构是独立流动通道62连接到在喷嘴51的附近的喷嘴流动通道60的一种组成结构，因此由于允许油墨在喷嘴51附近循环，防止了在喷嘴51内的油墨的粘度的增加，而且能够实现稳定的喷射。
分别设有独立电极57的压电元件58被粘到形成压力室52的上表面的横隔板(diaphragm)56，而且压电元件58还用作公共电极，并且当将驱动电压供应给对应的独立电极57时，每一个压电元件58均变形，从而使得从对应的喷嘴51喷射油墨。当喷射油墨时，经由油墨入口54从公共流动通道55将新的油墨供应给压力室52。
在本示例中，压电元件58用作油墨喷射力生成装置，该油墨喷射力生成装置从设在头50内的喷嘴51喷射油墨，但是也可以使用加热方法，在加热方法中，加热器设在压力室52内，并且通过使用由此加热器的加热作用而产生的膜态沸腾作用(film boiling action)的压力喷射油墨。
如图3B中所示，通过在与主扫描方向一致的行方向上，和不垂直于主扫描方向而相对于主扫描方向倾斜固定角度θ的列方向上，根据固定布置图案以点阵的方式布置具有上述结构的多个油墨室单元53，从而实现根据本实施例的高密度喷嘴头。
更具体地，通过采用在多个油墨室单元53以均匀的间距d遵循相对于主扫描方向形成角度θ的方向布置的结构，设计喷嘴的节距，以使得其在主扫描方向上对齐，该节距为d×cosθ，因此喷嘴51能够被认为是等于沿主扫描方向以固定节距P被线性布置的那些喷嘴。这种配置形成在主扫描方向上设计的喷嘴行具有达到2400个喷嘴/英寸的高喷嘴密度的喷嘴结构。
当实施本发明时，喷嘴的布置结构不限于附图中所示的示例，并且也可以利用各种其它类型的喷嘴布置，如在副扫描方向上具有一行喷嘴的布置结构。
更进一步，本发明的应用范围不限于基于线型头的印刷系统，也可以采用连续系统，在该连续系统中，在记录纸张16的横向方向(主扫描方向)上扫描比记录纸张16的横向尺寸短的短头，从而在横向方向上执行印刷，而当在横向方向上已经完成一个印刷动作时，在垂直于横向方向(副扫描方向)的方向上将记录纸张16移动通过指定量，以在下一个印刷区内实施在记录纸张16的横向方向上的印刷，并且通过重复此程序，在记录纸张16的印刷区域的整个表面上执行印刷。
控制系统结构
图6是示出了喷墨记录设备10的控制系统的主方框图。喷墨记录设备10包括通信接口70、系统控制器72、存储器74、电机驱动器76、加热器驱动器78、印刷控制器80、图像缓冲存储器82、头驱动器84和类似物。
通信接口70是用于接收从主机86发射的图形数据的接口单元。诸如USB(通用串行接口)的串行接口、IEEE1394、以太网(注册商标)、无线网络或者诸如Centronics接口的并行接口可以用作通信接口70。为了增加通信速度，可以将缓冲存储器(未示出)安装在这部分内。
从主机86发送的图像数据通过通信接口70被喷墨记录设备10接收，并且暂时存储在存储器74内。存储器74是用于暂时存储通过通信接口70输入的图像的存储装置，并且通过系统控制器72将数据写入存储器74和从存储器74读出数据。存储器74不限于由半导体元件组成的存储器，而且可以使用硬盘驱动器或其它磁性介质。
系统控制器72是控制诸如通信接口70、存储器74、电机驱动器76、加热器驱动器78等的各个部分的控制单元。系统控制器72由中央处理单元(CPU)及其外周电路组成，并且控制与主机86的通信和控制从存储器74读出和写入存储器74等，而且系统控制器72生成用于控制传送系统的电机88和加热器89的控制信号。
更进一步，系统控制器72是控制油墨供应系统的泵P0、P1、P2的驱动的控制器。具体地，如以下所述，系统控制器72的压力控制单元72a以供应副槽120的液体室124的内部达到指定压力这样的方式根据压力传感器S1的确定结果控制第一副泵P1的驱动，并进一步以回收副槽130的液体室134的内部达到指定压力这样的方式根据压力传感器S2的确定结果控制第二泵P2的驱动(见图7).
由系统控制器72的CPU运行的程序和用于控制程序所需的各种类型的数据存储在存储器74内。存储器74可以是不可写入的存储设备，或者可以是可重新写入的存储设备，如电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。存储器74用作用于图像数据的暂时存储区，并且其也可以用作用于CPU的程序开发区域和计算工作区域。
电机驱动器(驱动电路)76根据来自于系统控制器72的命令驱动电机88。加热器控制器78根据来自于系统控制器72的命令驱动后干燥单元42的加热器89和类似物。
更进一步，泵驱动器79是根据来自于系统控制器72的压力控制单元72a的指令而驱动油墨供应系统的泵P0、P1、P2的驱动器。
印刷控制器80具有用于执行各种任务、补偿和其它类型处理的信号处理功能，该信号处理功能用于根据来自于系统控制器72的命令从存储在存储器74内的图像数据生成印刷控制信号，从而将生成的印刷控制信号(点数据)供应给头驱动器84。在印刷控制器80中实施必要的信号处理，并且经由头驱动器84基于印刷数据控制来自于各个记录头50的油墨的喷射量和喷射时间。用这种方法，可以实现所需的点尺寸和点位置。
印刷控制器80设有图像缓冲存储器82；并且当在印刷控制器80内处理图像数据时，图像数据、参数和其它数据暂时存储在图像缓冲存储器82内。图6中所示的方面是图像缓冲存储器82附加有印刷控制器80的一方面；然而，存储器74也可以用作图像缓冲存储器82。还可能的一方面是印刷控制器80和系统控制器72被集成以形成单一处理器。
头驱动器84根据由印刷控制器80供给的点数据而生成用于驱动各个颜色的记录头50的压电元件58(见图4)的驱动信号，并将生成的驱动信号供应给压电元件58。用于在记录头50内保持恒定驱动条件的反馈控制系统可以包括在头驱动器84内。
印刷确定单元24是包括如参照图1所述的线传感器的块，印刷确定单元24读出印刷在记录纸张16上的图像，通过执行指定信号处理和类似处理确定印刷条件(喷射的存在、点形成物的变化和类似物)，并将印刷条件的确定结果提供给印刷控制器80。
根据需要，印刷控制器80根据从印刷确定单元24获得的信息完成关于记录头50的各种校正。
各种控制程序存储在程序存储单元90内，并且根据来自于系统控制器72的命令读出并运行控制程序。程序存储单元90可以使用半导体存储器，如ROM、EEPROM、或磁盘、或类似物。可以设置外部接口，而且也可以使用存储器卡或PC卡。当然，也可以设置多个上述记录介质。程序存储单元90也可以与用于存储工作参数和类似物(未示出)的存储装置相结合。
油墨供应系统的组成
以下说明作为实施例(第一到第四实施例)的特征部分的喷墨记录设备10的油墨供应系统的组成结构的示例。
第一实施例
图7是示出了根据第一实施例的喷墨记录设备10A的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图。在图7中，为了简化说明，示出了仅与一个颜色相关的油墨供应系统，但是在多个颜色的情况下，设置多个类似的组成结构。
图7中所示的喷墨记录设备10A大体上包括：缓冲槽110，该缓冲槽110存储从主槽100供应的油墨；连接到缓冲槽110的一对副槽120和130(供应副槽120和回收副槽130)；头50，该头50连接到副槽120和130；压力传感器S1和S2，该压力传感器S1和S2分别确定副槽120和130的内部压力；以及泵P1和P2，该泵P1和P2通过在缓冲槽110与副槽120和130之间移动油墨而将副槽120和130的内部分别调节到指定压力。
主槽100是基本槽(油墨供应源)，该基本槽存储将被供应给头50的油墨，并且对应于设置在图1中所示的油墨存储和加载单元14内的槽。主槽100和缓冲槽110经由供应流动通道102连接。以从供应流动通道102内的上游侧(主槽100侧)这样的顺序设置打开和闭合供应流动通道102的主槽打开和闭合阀V0和主泵P0。通过将主槽打开和闭合阀V0设到打开状态并驱动主泵P0，将主槽100内的油墨经由供应流动通道102供应给缓冲槽110。更进一步，当更换主槽100时，将主槽打开和闭合阀V0设到闭合状态，因此防止油墨从供应流动通道102泄露。代替主槽打开和闭合阀V0而设置仅仅允许油墨在从主槽100侧到缓冲槽110侧的方向上流动的止回阀的模式也是可以的。
缓冲槽110是存储从主槽100供应的油墨的液体存储单元(液体缓冲室)。更进一步，缓冲槽110连接到副槽120和130，并且如下所述，借助于第一和第二副泵P1和P2使油墨在副槽120和130之间移动。空气连接口112设在缓冲槽110的垂直上部，从而缓冲槽110的内部连接到外部空气。用这种方法，当使油墨在副槽120和130之间移动时，在已经从副槽120和130流出到缓冲槽110侧的油墨没有到达尽头的情况下，可以独立地控制副槽120和130的内部压力。
供应副槽120具有借助于柔性膜122将密封容器的内部分割成两个空间(液体室124和气体室126)、并且液体室124和气体室126都具有密封的内部的结构。此外，确定液体室124的内部压力的压力传感器S1设在供应副槽120内。
更进一步，连接到缓冲槽110的第一连接流动通道140的一个端部连接到供应副槽120的液体室124，而且以从上游侧(缓冲槽110侧)这样的顺序将过滤器142和第一副泵P1设在流动通道140内。
通过改变第一副泵P1的旋转方向(驱动方向)和旋转量，使油墨在缓冲槽110与供应副槽120的液体室124之间移动，并且能够将供应副槽120的液体室124的内部调节到指定压力。例如，当在向前的方向上驱动第一副泵P1时，那么油墨从缓冲槽110侧流入供应副槽120的液体室124，因此能够升高供应副槽120的液体室124的内部压力。另一方面，当在相反的方向上驱动第一副泵P1时，那么供应副槽120的液体室124内的油墨流出到缓冲槽110侧，因此能够降低供应副槽120的液体室124的内部压力。
优选地，将供应副槽120的内部空间分割成两个空间(液体室124和气体室126)的柔性膜122由弹性膜(例如由橡胶制成的弹性膜)构成。也可以借助于柔性膜(弹性膜)122的弹力和由气体室126的压缩性质生成的适当的弹力，衰减由第一副泵P1或来自于头50的油墨喷射导致的压力突变。在本示例中，将空气充入气体室126，但是对充入气体室126内的气体没有特殊限制。
回收副槽130使用与供应副槽120相同的组成结构。换句话说，回收副槽130具有借助于柔性膜132将密封的容器内部分割成两个空间(液体室134和气体室136)、并且液体室134和气体室136都具有密封的内部空间。另外，确定液体室134的内部压力的压力传感器S2设在回收副槽130内。优选地，柔性膜132由弹性膜(例如由橡胶制成的弹性膜)构成。
第二连接流动通道160的一个端部连接到回收副槽130的液体室134，而第二连接流动通道160的另一个端部被分支成两个流动通道(第一分支流动通道160A和第二分支流动通道160B)。相对于第一和第二分支流动通道160A和160B，在朝向回收副槽130的侧上，将第二副泵P2设在第二连接流动通道160内。
第一分支流动通道160A连接到在第一连接流动通道140内的过滤器142与缓冲槽110之间的第一连接流动通道140，而仅允许油墨在从回收副槽130(第二副泵P2侧)朝向第一连接流动通道140的方向上流动的止回阀162设在流动通道160A内。此外，第二分支流动通道160B连接到在第一连接流动通道140内的过滤器142与第一副泵P1之间的第一连接流动通道140，而仅允许油墨在从第一连接流动通道140朝向回收副槽130(第二副泵P2)的方向上流动的止回阀164设在流动通道160B内。将第一分支流动通道160A连接到缓冲槽110，而不是连接到第一连接流动通道140的模式也是可以的。
通过改变第二副泵P2的旋转方向(驱动方向)和旋转量，使油墨在缓冲槽110(或供应副槽120)与回收副槽130之间移动，因此能够将回收副槽130的液体室134的内部调节到指定压力。
例如，如果在向前的方向上驱动第二副泵P2，已经从缓冲槽110(第一连接流动通道140)通过过滤器142的油墨流动通过第二分支流动通道160B，并流入回收副槽130的液体室134内，并因此能够升高回收副槽130的液体室134的内部压力。
另一方面，当在相反的方向上驱动第二副泵P2时，回收副槽130的液体室134内的油墨经由第一分支流动通道160A流出到缓冲槽110(第二连接流动通道160)，因此能够降低回收副槽130的液体室134的内部压力。已经从回收副槽130的液体室134经由第一分支流动通道160A流入第一连接流动通道140侧的油墨移动到缓冲槽110内，或者直接通过过滤器142，并移动到供应副槽120的液体室124内，或者可选地经由第二分支流动通道160B移动到回收副槽130的液体室134内。换句话说，缓冲槽110内的油墨或者已经从供应副槽120经由头50循环到回收副槽130的油墨如下所述通过过滤器142被除去外界杂质，如粘度增加的部分，然后供应给副槽120和130。因此，不包括外界杂质的良好的油墨被循环给头50，所以提高了喷射稳定性。
副槽120和130设置在头50的垂直上方并位于头50的附近，并经由第一和第二循环流动通道144和146连接到头50。更具体地，供应副槽120的液体室124和头50的供应口66经由第一循环流动通道144连接，而回收副槽130的液体室134和头50的出口68经由第二循环流动通道146连接。头50的供应口66和出口68经由设在头内的油墨流动通道(公共流动通道55、压力室52、公共循环流动通道64等)连接。换句话说，供应副槽120的液体室124和回收副槽130的液体室134被形成以经由头50的油墨流动通道(该头50的油墨流动通道对应于根据本发明的实施例的“内部流动通道”)连接。在各个循环流动通道144和146中，设置打开和闭合各个流动通道的打开和闭合阀V1和V2。
系统控制器72的压力控制单元72a(见图6)基于来自于压力传感器S1的确定结果控制第一副泵P1的驱动，用这样的方式，供应副槽120的液体室124的内部被调节到指定压力，并且更进一步，系统控制器72的压力控制单元72a基于由压力传感器S2确定的结果控制第二副泵P2的驱动，用这样的方式，回收副槽130的液体室134的内部压力达到指定的压力。
因为连接到供应副槽120的液体室124和回收副槽130的液体室134的缓冲槽110的内部连接到外部空气，那么在从供应副槽120的液体室124或者从回收副槽130的液体室134流出的油墨没有到达尽头的情况下，可以分别独立地控制供应副槽120的液体室124的内部压力和回收副槽130的液体室134的内部压力。换句话说，可以执行有效的密封回压控制，该有效的密封回压控制通过使用双系统压力调节装置分别独立地控制两个密封液体室124和134的内部压力。
而且，系统控制器72的压力控制单元72a设定液体室124和134之间的指定压差，用这样的方式，供应副槽120的液体室124的内部压力相对高于回收副槽130的液体室134的内部压力，并且进一步通过控制第一副泵P1和第二副泵P2的驱动来调节液体室124和134的内部压力，用这样的方式将指定回压(负压)施加给头50的喷嘴51内的油墨。
更具体地，令供应副槽120的液体室124的内部压力为Pin，令回收副槽130的液体室134的内部压力为Pout，令头50的喷嘴51内的油墨的回压(负压)为Pnzl，以及令由头50的喷嘴表面(油墨喷射表面)与液体室124和134之间的高度差H产生的压差为ΔPh，那么控制以满足下面的表达式(1)的方式被实施：
Pin+ΔPh>Pnzl>Pout+ΔPh        (1)
这里，假定液体室124和134位于相同的高度处，但是如果这两个液体室124和134布置在不同的高度处，那么根据此高度差应该重新布置表达式(1)。换句话说，令由供应副槽120的液体室124与头50的喷嘴表面之间的高度差产生的压差为ΔPh1，而令由回收副槽130的液体室134与头50的喷嘴表面之间的高度差产生的压差为ΔPh2，那么应该满足下面的表达式(2)：
Pin+ΔPh1>Pnzl>Pout+ΔPh2       (2)
更进一步，如果将压力单位设为“mmH2O”，表达式(1)可以写成下面的形式。
Pin+H>Pnzl>Pout+H       (3)
用这种方法，可以在指定的速度下使油墨从供应副槽120的液体室124通过头50朝向回收副槽130的液体室134连续地循环，同时保持头50的背压(负压)。
只要喷墨记录设备10A被切换为打开状态，就不断地进行这种油墨循环操作。通过以在供应副槽120的液体室124与回收副槽130的液体室134之间保持指定压差这样的方式实施控制，油墨不管头50的喷射状态而在头50内(且尤其在喷嘴的附近)不断地循环，并因此防止了由油墨粘度增加或类似物导致的喷射错误，而且在长时间周期内能够保持满意的印刷质量。
图8是示出了根据第一实施例的油墨加载操作的一个示例的流程图。这里，为了简化说明，假设由于主泵P0的驱动已经将指定量的油墨从主槽100供应给缓冲槽110。此外，假设当在启动油墨加载操作(油墨填充操作)时的阶段关闭打开和闭合阀V0到V2。
在图8中，首先，在步骤S100中，打开第一循环流动通道144的打开和闭合阀V1，在向前的方向上驱动第一副泵P1，并且将油墨从缓冲槽110供应给供应副槽120的液体室124。当油墨已经充满在供应副槽120的液体室124内时，将第一循环流动通道144的打开和闭合阀V1设为闭合状态。
接下来，在步骤S102中，打开第二循环流动通道146的打开和闭合阀V2，在向前的方向上驱动第二副泵P2，并且将油墨从缓冲槽110经由第二分支流动通道160B供应给回收副槽130的液体室134。当油墨已经充满在回收副槽130的液体室134内时，将第二循环流动通道146的打开和闭合阀V2设为闭合状态。
接下来，在步骤S104中，在向前的方向上驱动第一副泵P1，并且施加压力，于是供应副槽120的液体室124的内部达到指定压力。于是，打开第一循环流动通道144的打开和闭合阀V1，并且油墨充满在头50和第一循环流动通道144内。
接下来，在步骤S106中，在向前的方向上驱动第二副泵P2，并且施加压力，于是回收副槽130的液体室134的内部达到指定压力。于是，打开第二循环流动通道146的打开和闭合阀V2，并且油墨充满在回收副槽130的液体室134与头50之间的第二循环流动通道146内。用这种方法，完成了油墨加载操作(油墨填充操作)。
在本实施例中，如图7中所示，说明了相对于一对副槽120、130设置一个头50的以上组成结构，但是本发明的实施不限于此，而且也可以提供多个头50。
图9是示出了相对于一对副槽120和130设置多个头50(50A至50C)的模式的一个示例的示意图。如图9中所示，连接到供应副槽120的液体室124的第一循环流动通道144根据头的数量被分支成多个通道(在本实施例中为三个通道)，并且最后得出的分支流动通道144A至144C连接到各个头50A至50C的供应口66，而且打开和闭合阀V1a至V1c分别设在流动通道144A至144C内。用类似的方法，与回收副槽130的液体室134连接的第二循环流动通道146根据头的数量被分支成多个通道(在本实施例中为三个通道)，并且最后得出的分支流动通道146A-146C连接到各个头50A-50C的出口68，而且打开和闭合阀V2a-V2c分别设在流动通道146A-146C内。
根据相对于一对副槽120和130设置多个头50的模式，在多个头50内可以实现相同的背压和油墨循环速度，并因此在多个头50之间能够使被喷射的液滴均匀。
根据本实施例，提供了一对副槽120和130与缓冲槽110，并且通过在缓冲槽110与副槽120和130的液体室124和134之间移动油墨，能够将副槽120和130的液体室124和134的内部压力分别保持在指定的压力下，并且更进一步，因为将指定压差设在副槽120和130的液体室124和134之间，而且以将指定背压施加给头50的喷嘴51内部的油墨的方式实施控制，那么可以在一个方向上连续地循环油墨，同时保持头50的背压(负压)。用这种方法，可以提高头50的喷射可靠性，而且可以获得稳定而又满意的印刷质量。
而且，因为能够分别控制副槽120和130的液体室124和液体室134的内部压力，于是增加了相对于头50而布置副槽120和130的自由度，并且可以在尺寸方面使设备紧凑。优选地，如在本实施例中，副槽120和130位于垂直于头50的上面的头50的附近位置，并且因为利用头50连接副槽120和130的循环流动通道144和146由短的长度构成，于是可以减小由流动通道144和146内的压力损失导致的压力变化，提高施加在头50的供应口66和出口68之间的压差的准确度，而且可以在喷嘴附近在低速下实现油墨的循环。当然，副槽120和130垂直设在头50的下面的模式也是可以的。
更进一步，由于第一副泵P1的驱动，当油墨流入供应副槽120的液体室124或者从供应副槽120的液体室124流出时，柔性膜(理想地为弹性膜)122和供应副槽120的气体室126用作衰减由第一副泵P1产生的压力变化的阻尼器，因此可以防止将压力变化传递给头50，并且因此能够保持良好的印刷质量。而且，也可以在非常低的流动速度下控制油墨循环。同样也应用到回收副槽130，藉此，可以借助于柔性膜(优选地为弹性膜)132和气体室136衰减由第二副泵P2产生的压力变化。
本发明的实施不限于借助于柔性膜将形成副槽120和130的密封容器中的每一个的内部分割成两个空间(液体室和气体室)的组成结构，而且也可以仅仅借助于液体室(密封容器)构成副槽120和130中的每一个。在这种情况下，也优选地是将柔性膜(弹性膜)设在液体室的一部分与外部之间。然而，由于没有由气体室的压缩性质产生的弹性力，于是在衰减由于由第一副泵P1、第二副泵P2和头50的液滴喷射等导致的油墨的移动而产生的压力突变中获得更大的效果，但是另一方面，由第一副泵P1和第二副泵P2实现的压力调节装置的灵敏度下降了。因此，理想的是通过改变柔性膜的弹力或者通过设置用于驱动弹性膜的弹簧构件，或者另外的这种方法，而将柔性膜的弹力设定到适当的力。
第二实施例
以下将说明本发明的第二实施例。下面，与第一实施例共有的部分不再进一步说明，并且以下说明以本实施例的特有特征为中心。
图10是示出了根据第二实施例的喷墨记录设备10B的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图，在图10中，与图7所示的部件相同的部件以相同的附图标记表示。
如图10中所示，在根据本实施例的喷墨记录设备10B中，除气器170设在第一连接流动通道140内。更具体地，除气器170设在第一连接流动通道140内的过滤器142的下游侧(邻近供应副槽120的一侧)，和与第二分支流动通道160B连接的上游侧(即，邻近缓冲槽110的一侧)。因此，缓冲槽110内的油墨和已经从供应副槽120经由头50循环到回收槽130的油墨通过过滤器142和除气器170，然后达到副槽120和130处。
除气器170除去溶解在通过过滤器170的油墨中的溶解气体，并且还除去没有溶解的残留在油墨中的气泡。通常所知的除气设备可以用于除气器170，因此在此不说明除气器170的详细结构。
在实施本实施例过程中，对过滤器142和除气器170的布置顺序没有特殊限制，但是如图10中所示，理想的是应该以从第一连接流动通道140的上游侧(缓冲槽110侧)这样的顺序设置过滤器142和除气器170。诸如增加了粘度的油墨的外界杂质被包括在缓冲槽110内的油墨内，并且包括在已经从供应副槽120并经由头50循环到回收副槽130的油墨内，因此在油墨已经通过过滤器142之后，通过将油墨引入除气器170内，可以防止由于除气器170的堵塞而产生的压力损失的增加，并因此在除气器170内能够实现长的使用寿命。
而且，经由头50从供应副槽120循环到回收副槽130的油墨包括气泡和类似物，并且具有减小的除气水平，但是在将油墨供应给副槽120和130之前，借助使此油墨和缓冲槽110内的油墨一起通过除气器170，具有良好的除气水平的油墨循环通过头50，并因此能够保持良好的喷射特性。
更进一步，为了产生油墨的循环，除气器170设在生成压差的通路的外侧(即，从第一副泵P1经由供应副槽120、头50和回收副槽130到泵P2的通路的外侧)，并且因此可以将副槽120和130的内部压力控制到高的精确度，而不受在除气器170内产生的压力损失的影响。
第三实施例
下面说明本发明的第三实施例。下面，与第一和第二实施例共有的部分不再进一步说明，并且以下说明以本实施例的特有特征为中心。
图11是根据第三实施例的喷墨记录设备10C的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图。在图11中，与图7和图10中共有的部件用相同的附图标记表示。
如图11中所示，将供应副槽120的液体室124的上表面(垂直上部)与回收副槽130的液体室134连接在一起的第一排出流动通道172和将回收副槽130的液体室134的上表面(垂直上部)与缓冲槽110连接在一起的第二排出流动通道174设在根据本实施例的喷墨记录设备10C内。更进一步，在第一和第二排出流动通道172和174内，设置用于打开和闭合相应的流动通道的打开和闭合阀V4和V5。而且，用于打开和闭合第一连接流动通道140的打开和闭合阀V3设到第一连接流动通道140内与第一分支流动通道160A汇合处的上游侧(缓冲槽110侧)。
图12是示出了根据第三实施例的油墨加载操作的一个示例的流程图。这里，类似于图8的情况，为了简化说明，假设由于主泵P0的驱动，已经从主槽100将指定量的油墨供应给缓冲槽110。此外，假设当在启动油墨加载操作的阶段关闭打开和闭合阀V0至V5。
在图12中，首先，在步骤S200中，打开第一连接流动通道140的打开和闭合阀V3，第一排出流动通道172的打开和闭合阀V4以及第二排出流动通道174的打开和闭合阀V5，在向前的方向上驱动第一副泵P1，并且将油墨从缓冲槽110充入供应副槽120的液体室124。用这种方法，起初存在于供应副槽120的液体室124内的气体经由第一排出流动通道172移动到回收副槽130的液体室134。随后，在向前的方向上驱动第一副泵P1，并且使油墨经由第一排出流动通道172从供应副槽120的液体室124充入到回收副槽130的液体室134内。用这种方法，存在于回收副槽130的液体室134内的气体(该气体包括初始存在的气体)经由第二排出流动通道174移动到缓冲槽110。随即，停止驱动第一副泵P1，并且关闭打开和闭合阀V4。
接下来，在步骤S202中，在打开和闭合阀V3和打开和闭合阀V5处于打开的状态情况下，在向前的方向上驱动第二副泵P2，并且使油墨充入从缓冲槽110经由第一分支流动通道160A到回收副槽130的液体室134的流动通道内。随即，关闭打开和闭合阀V5。
接下来，在步骤S204中，打开打开和闭合阀V4，并且在打开和闭合阀V3和V4处于打开状态的情况下，在向前的方向上驱动第一副泵P1，在相反的方向上驱动第二副泵P2，并且第一分支流动通道160A内的气体经由供应副槽120的液体室124和第一排出流动通道172从第一连接流动通道140移动到回收副槽130的液体室134。
随即，在步骤S206中，打开打开和闭合阀V5，并且在打开和闭合阀V3至V5处于打开状态的情况下，在向前的方向上驱动第一副泵P1，并且回收副槽130的液体室134内的气体移动到缓冲槽110。随即，关闭打开和闭合阀V4和V5。
接下来，在步骤S208中，在打开和闭合阀V3处于打开状态的情况下，在向前的方向上驱动第一副泵P1，并且以供应副槽120的液体室124的内部达到指定压力的这样的方式施加压力。随即，然后打开打开和闭合阀V1，并且将油墨充入头50和第一循环流动通道144。
接下来，在步骤S210中，在打开和闭合阀V3处于打开状态的情况下，在向前的方向上驱动第二副泵P2，并且以回收副槽130的液体室134的内部达到指定压力这样的方式施加压力。随即，打开打开和闭合阀V2，并且使油墨充入回收副槽130的液体室134与头50之间的第二循环流动通道146。用这种方法，完成了油墨加载操作(油墨填充操作)。
根据本实施例，在初始填充油墨时，就将油墨循环通道内的气体与油墨一起就能够经由第一排出流动通道172和第二排出流动通道174排出到缓冲槽110，然后能够经由缓冲槽110的空气连接口112将油墨循环通道内的气体排到外部空气中。因此，即使当在副槽120和130的液体室124和134被密封的状态下实施油墨的初始填充时，也没有必要将存在于油墨循环通道内的所有大量气体从头50的喷嘴51排出，因此能够提高气体排出特性。更进一步，与气体一起由经第一排出流动通道172和第二排出流动通道174排出到缓冲槽110的油墨通过过滤器142和除气器170，并被循环到副槽120和130，因此可以有效地使用此油墨。
即使大量的气体存在于副槽120和130的液体室124和134内以及副槽120和130的液体室124和134的上游侧(缓冲槽110侧)，可以通过使用第一和第二排出流动通道172和174将气体移动到缓冲槽110，并且可以将此气体排出到设备的外部，而无需经过头50以及循环流动通道144和146。因此，在没有气泡粘附到头50的内部和循环流动通道144和146的情况下，可以防止由气泡的粘附导致喷射可靠性的下降，以及压力控制特性的下降。
在本实施例中，以上说明了与在初始填充油墨时就通过使用第一和第二排出流动通道172和174将副槽120和130的液体室124和134内的气体从缓冲槽110排出到设备的外部的方法相关的示例；然而，这不限于油墨填充操作，而且例如，在起动设备时，在印刷期间，在维修期间或其它情况下，也能够借助于第一和第二排出流动通道172和174将气体排出到设备的外部。
第四实施例
下面说明本发明的第四实施例。下面，与第一到第三实施例共有的部分不再进一步说明，并且以下说明以本实施例的特有特征为中心。
图13是根据第四实施例的喷墨记录设备10D的油墨供应系统的组成结构的示例的近似图。在图13中，与图7、10和11中共有的部件用相同的附图标记表示。
如图13中所示，在根据本实施例的喷墨记录设备10D中，第一和第二副泵P1和P2由任何时候都不渗漏的泵构成，并且设置用于相互连接在第一副泵P1的两侧上的油墨输入/输出口的第一旁路流动通道180和用于相互连接在第二副泵P2的两侧上的油墨输入/输出口的第二旁路流动通道182。
在各个旁路流动通道180和182中，设置打开和闭合各个流动通道的打开和闭合阀V6和V7，并且这些打开和闭合阀V6和V7由当切断电源时正常地打开和使流动通道开放的打开和闭合阀。此外，如图13中所示的设置在从缓冲槽110到头50的流动通道(第一连接流动通道140、第二连接流动通道160、第一循环流动通道144和第二循环流动通道146)内的打开和闭合阀V1、V2和V3也由常开的打开和闭合阀构成。
更进一步，确定存储在缓冲槽110内的油墨的液体表面高度的液体表面传感器184设在缓冲槽110内。系统控制器72根据液体表面传感器184的确定结果控制主泵P0的驱动，以这样的方式使缓冲槽110内的油墨的表面垂直位于头50的喷嘴表面(油墨喷射表面)以下，并且使油墨在主槽100和缓冲槽110之间移动，以调节缓冲槽110内的油墨的液面。代替调节油墨的表面液面，可以设置改变缓冲槽110和头50的相对高度的移动机构。
借助于这种组成结构，当切断喷墨记录设备10D的电源时，从缓冲槽110到头50的流动通道(第一连接流动通道140、第二连接流动通道160、第一循环流动通道144和第二循环流动通道146)连接在一起，并相互连通。此外，当切断电源时，由于缓冲槽110内的油墨表面的液面与头50的喷嘴表面之间的高度差产生的液压头差，将指定负压施加给头50的喷嘴51内的油墨，因此将弯液面保持在适当的位置。
用这种方法，即使切断喷墨记录设备10D的电源，由于液压头差，弯液面也将被保持，因此防止了由于由外界环境温度等变化导致油墨膨胀或收缩而产生的气泡渗透或油墨从头50的喷嘴51泄漏，减小了在重新启动操作时维修头50的频率，因此能够降低运行成本，而且能够缩短设备的启动时间。此外，因为使用的打开和闭合阀为常开型阀，于是当切断电源时，头50和缓冲槽110容易地相互连接和相互连通，而且这提供了响应于诸如电源突然中断的突发事件的对策。
上文中，已经在以上详细说明了根据本发明的实施例的喷墨记录设备和记录方法，但是本发明不限于上述示例，并且在没有脱离本发明的实质的范围的情况下，当然也可以实施各种改进和修改。
应该理解的是不旨在将本发明限于所公开的具体形式，恰恰相反，本发明旨在涵盖落入如所附权利要求所述的本发明的精神和保护范围内的所有修改、替代结构和等价物。

Claims (10)

1.一种喷墨记录设备，包括：
喷墨型记录头，所述喷墨型记录头具有：喷射液体的多个喷嘴布置所在的液体喷射表面、将所述液体供应给连接到所述多个喷嘴的内部流动通道的供应口、和经由所述内部流动通道连接到所述供应口的出口，并且在所述内部流动通道内的所述液体通过所述出口排出；
第一液体室，所述第一液体室经由第一外部流动通道连接到所述记录头的所述供应口；
第二液体室，所述第二液体室经由第二外部流动通道连接到所述记录头的所述出口；
液体缓冲室，所述液体缓冲室存储从液体供应源供应的所述液体；
第一连接流动通道，所述第一连接流动通道将所述第一液体室连接到所述液体缓冲室；
第二连接流动通道，所述第二连接流动通道将所述第二液体室连接到所述液体缓冲室；
第一压力确定装置，所述第一压力确定装置确定所述第一液体室的内部压力；
第二压力确定装置，所述第二压力确定装置确定所述第二液体室的内部压力；
液体移动装置，所述液体移动装置在所述第一液体室、所述第二液体室和所述液体缓冲室之间移动所述液体；以及
压力控制装置，所述压力控制装置根据所述第一压力确定装置和所述第二压力确定装置的确定结果控制所述液体移动装置，以使所述第一液体室和第二液体室的内部分别达到指定压力，
其中所述压力控制装置控制所述液体移动装置，以调节所述第一液体室和所述第二液体室的内部压力，以在所述第一液体室和所述第二液体室的所述内部压力之间生成指定压差，并且将指定背压施加给所述记录头的所述多个喷嘴内的所述液体。
2.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，包括第一副槽和第二副槽，所述第一副槽具有由第一柔性膜分隔的第一液体室和第一气体室，而所述第二副槽具有由第二柔性膜分隔的第二液体室和第二气体室。
3.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述第一液体室和所述第二液体室垂直设在所述记录头的上方。
4.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，进一步包括设在所述第一连接流动通道内的过滤器，其中
所述第二连接流动通道的一个端部连接到所述第二液体室，而所述第二连接流动通道的另一个端部被分支成第一分支流动通道和第二分支流动通道；
所述第一分支流动通道连接到离所述第一液体室比所述过滤器更近的一侧上的所述第一连接流动通道；
所述第二分支流动通道连接到离所述第一液体室比所述过滤器更近的一侧上的所述第一连接流动通道；
允许所述液体仅在从所述第二液体室朝向所述第一连接流动通道的方向上流动的第一止回阀设在所述第一分支流动通道内；以及
允许所述液体仅在从所述第一连接流动通道朝向所述第二液体室的方向上流动的第二止回阀设在所述第二分支流动通道内。
5.根据权利要求4所述的喷墨记录设备，进一步包括除气器，所述除气器设在所述第一连接流动通道内、在所述第一分支流动通道所连接的所述第一连接流动通道的一部分与所述第二分支流动通道所连接的所述第一连接流动通道的一部分之间的位置处。
6.根据权利要求5所述的喷墨记录设备，其中所述除气器设置在离所述第一液体室比所述过滤器更近的一侧上。
7.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，其中所述液体移动装置包括：设在所述第一连接流动通道内的第一泵；和设在所述第二连接流动通道内的第二泵。
8.根据权利要求7所述的喷墨记录设备，进一步包括：
第一旁路流动通道，所述第一旁路流动通道连接所述第一泵的液体输入口和液体输出口；
第二旁路流动通道，所述第二旁路流动通道连接所述第二泵的液体输入口和液体输出口；
第一旁路流动通道打开和闭合阀，所述第一旁路流动通道打开和闭合阀打开和闭合所述第一旁路流动通道；
第二旁路流动通道打开和闭合阀，所述第二旁路流动通道打开和闭合阀打开和闭合所述第二旁路流动通道，其中：
所述第一泵和所述第二泵分别由恒定无泄漏的泵构成；
所述第一旁路流动通道打开和闭合阀由当切断电源时打开所述第一旁路流动通道的常开阀构成，而所述第二旁路流动通道打开和闭合阀由当切断电源时打开所述第二旁路流动通道的常开阀构成；以及
以存储在所述液体缓冲室内的所述液体的表面垂直地设置在所述记录头的所述液体喷射表面下方这样的方式设置所述液体缓冲室。
9.根据权利要求1所述的喷墨记录设备，进一步包括：
第一排出流动通道，所述第一液体室的垂直上部经由所述第一排出流动通道连接到所述第二液体室；和
第二排出流动通道，所述第二液体室的垂直上部经由所述第二排出流动通道连接到所述液体缓冲室。
10.一种喷墨记录设备的记录方法，所述喷墨记录设备包括：喷墨型记录头，所述喷墨型记录头具有喷射液体的多个喷嘴、将所述液体供应给连接到所述多个喷嘴的内部流动通道的供应口、和经由所述内部流动通道连接到所述供应口的出口，并且在所述内部流动通道内的所述液体通过所述出口排出；第一液体室，所述第一液体室经由第一外部流动通道连接到所述记录头的所述供应口；第二液体室，所述第二液体室经由第二外部流动通道连接到所述记录头的所述出口；液体缓冲室，所述液体缓冲室存储从液体供应源供应的所述液体；第一连接流动通道，所述第一连接流动通道将所述第一液体室连接到所述液体缓冲室；第二连接流动通道，所述第二连接流动通道将所述第二液体室连接到所述液体缓冲室；第一压力确定装置，所述第一压力确定装置确定所述第一液体室的内部压力；第二压力确定装置，所述第二压力确定装置确定所述第二液体室的内部压力；以及液体移动装置，所述液体移动装置在所述第一液体室、所述第二液体室和所述液体缓冲室之间移动所述液体，
其中，根据所述第一压力确定装置和所述第二压力确定装置的确定结果控制所述液体移动装置，以使所述第一液体室和所述第二液体室的内部分别达到指定压力，并且控制所述液体移动装置，以调节所述第一液体室和所述第二液体室的所述内部压力，以在所述第一液体室和所述第二液体室之间设定指定压差，并且将指定背压施加给所述记录头的所述多个喷嘴内的所述液体。
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