CN101861246B - 打印头和打印设备 - Google Patents
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Abstract
一种打印头，包括：具有进入端口的第一墨腔，来自墨供应源的墨被供应至所述第一墨腔；第二墨腔，来自所述第一墨腔的墨被供应至所述第二墨腔；将墨从所述第二墨腔排放的排放孔口；将流体从所述第一墨腔排放的第一出口；将流体从所述第二墨腔排放的第二出口；气液分离单元，其限制流体喷射，并且设置在所述第一墨腔和所述第一出口之间的位置、以及所述第二墨腔和所述第二出口之间的位置中的至少一个位置处，其中从所述进入端口至所述第一出口的流动阻力小于从所述进入端口至所述第二出口的流动阻力。
Description
技术领域
本发明涉及打印头和包括打印头的打印设备，更具体地，本发明涉及一种喷墨打印设备，其中，墨从容纳大量墨的主容器通过子容器供应至打印头。
背景技术
近来，喷墨打印设备广泛地用作个人电脑或复印机中的打印机。由于喷墨打印设备是不昂贵的且能够实现全彩色打印，所以对其的需求在逐渐增加。此外，喷墨打印技术应用于照相图像打印——其中多色调图像打印是必需的。
通过组合使用具有不同浓度的多种类型墨以及多次叠加所述多种类型的墨，此种多色调打印机能够表达的色调数量远远多于实际安装的墨的种类。近来，喷墨打印机也用于在大尺寸片材(诸如A1(594mm×841mm)和A0(841mm×1189mm))上打印摄影图像的绘图仪中。
然而，上述绘图仪和摄影图像打印机消耗大量的墨。如果墨容器与打印头一起安装在托架上，则墨容器必需频繁更换，这是不方便的。
此种消耗大量墨的喷墨打印机通常使用如图15中所示的供墨系统。图15是现有技术喷墨打印设备中的供墨系统的示意图。
如图15中所示，打印头H301安装在托架H302上，托架H302可相对设备主体运动。主容器M303固定至设备主体。主容器M303设置成在主容器M303中的剩余墨短缺时是可更换的。
打印头H301通过墨流动通道M304与主容器M303连接，墨流动通道M304由管和接头或类似物组成。当进行打印时，托架H302往复运动。托架H302的运动不会受干扰，其原因在于墨流动通道M304的至少一部分使用柔性管(例如硅胶管或聚乙烯管)。
主容器M303具有空气连通孔M305。主容器M303的内部与大气连通。当打印头H301排放墨时，墨从主容器M303通过墨流动通道M304再填充至打印头M301。
在打印头H301内，具有直接接收来自墨流动通道M304的墨的子容器H310。在子容器H310下方是通过过滤器H307设置的单独液体腔H309。单独液体腔H309用作用于将墨引导至打印元件基片H308的墨保持区域。
打印头H301内的压力必需维持在负压状态，使得墨滴不会从排放孔口H306泄漏。打印头H301中的压力由主容器M303中的墨液位确定。优选的是，主容器M303中的墨液位设置在比打印头H301的排放孔口H306的位置低20mm至100mm的位置处。
此种方法能够以极其简单的构造实现墨供应。然而，由于在墨流动通道M304中使用的柔性管以橡胶或树脂制成，所以所述管具有轻微的气体渗透性。
因为管的内部具有与打印头H301内部相类似的负压，所以来自大气的空气逐渐地通过管壁侵入管的内部产生气泡。如果气泡流入到打印头H301中的子容器H310，则维持打印头中的负压将变得困难。此外，对单独液体腔H309的墨供应变得不足，并且不能排放规则的墨滴。这导致打印缺陷。
即使可以防止空气通过管壁逐渐渗透到管的内部，也存在溶解在墨中的空气在管或子容器H310中成长为气泡的可能性。此外，存在气泡从大气进入子容器H310的可能性。
考虑到上述情况，提出图16中所示的供墨系统作为用于在产生气泡时防止气泡进入打印头的方法，并且进一步用于通过使气泡流动而去除子容器中的气泡。
图16是传统喷墨打印设备中的另一供墨系统的示意图。图16示出打印头H301以及子容器H310，子容器H310设置在打印头H301中，用于保存待供应至打印元件基片H308的墨。
打印头H301和子容器H310安装在托架H302上，托架H302可相对设备主体运动。主容器M303固定至设备主体。当主容器M303中的剩余墨短缺时，可更换主容器M303。打印头H301通过两个墨流动通道(第一和第二墨流动通道M3041和M3042)与主容器M303连接，第一和第二墨流动通道M3041和M3042各自以管和接头或类似物组成。
第一墨流动通道M3041将容纳在主容器M303中的墨传送至子容器H310。第二墨流动通道M3042将子容器H310中的墨传送回主容器M303。在第二墨流动通道M3042的流道中设置有泵311，泵M311通过活塞或通过旋转的多个转子而产生墨流。子容器H310中的墨由泵M311送至主容器M303。
主容器M303具有空气连通孔M305。主容器M303的内部与大气连通。然而，由于子容器H310具有气密结构，子容器H310的内部不与大气连通。因此，当泵M311被驱动时，子容器H310中的墨经过第二墨流动通道M3042被送至主容器M303，同时主容器M303中的墨由子容器H310经过第一墨流动通道M3041抽吸。以此方式，在子容器H310和主容器M303之间进行墨循环。
子容器H310内的压力必需维持在负压状态，使得墨滴不会从打印头H301泄漏。子容器H310中的压力由主容器M303中的墨液位确定。优选的是，主容器M303中的墨液位设置在比打印头H301(排放孔口表面)的位置低20mm至100mm的位置处。
根据上述构造，与图15中示出现有技术类似，在第一流动通道M3041中产生气泡。然而，气泡进入子容器H310，流经第二墨流动通道M3042，并且最后排放至主容器M303。因此，根据上述的所设想构造，在墨流动通道的流道中产生的气泡不会进入打印头H301中的子容器H310。
还有另一种现有技术，其在日本专利特开平8-244250号公报中公开，用于通过在子容器和主容器之间循环墨而去除气泡。
然而，在前述的绘图仪和医用图像打印机中，为了表达更复杂的色调，存在墨类型增加的趋势。
例如，在照相式彩色绘图仪中，已经提出使用超过六种颜色的墨，这些颜色的墨在常规的青色、品红色、黄色和黑色之外还包括低浓度的青色和品红色。此外，在医用图像打印机中，必需有至少六种浓度的黑色墨，以打印图像——例如X射线图像，其中必需1000种以上的色调。
在使用六种墨的情况下，必需提供六个供墨系统，在子容器和主容器之间必需有12(6×2＝12)个墨流动通道。
如上所述，来自外部的空气渗透到管的内部。已经确认，墨中的水分和溶剂经过管壁蒸发到管之外。因此，子容器H310和主容器M303之间的墨流动通道越多，蒸发掉的水分和溶剂越多，结果墨浓度变化。在多色调图像中，特别是在具有1000多种色调的图像中，如果各种墨的浓度变化，将不能实现精确的色调表达。
尽管图16中示出的用于循环的构造能够通过循环操作去除混合在子容器H310中的气泡，但是循环操作不能在设置于子容器H310下方的单独液体腔H309中执行。为了去除由于打印等原因而产生的单独液体腔H309中的气泡，压缩装置M306运行，并且通过从排放孔口H306放出墨而去除单独液体腔气泡H3091。这产生废墨。
此外，在通过使用压缩装置M306抽吸墨而去除单独液体腔气泡H3091的方法中，存在子容器气泡H3101可能运动到单独液体腔H309的可能性。当气泡经过过滤器H307时，它们变成奶油状的细小泡沫。这些细小泡沫趋于保持在单独液体腔H309内，即使压缩装置M306运行也是如此。事实上即使在回收操作之后，仍然留存大量的气泡。为此，日本专利开平第2000-301737号提出用于通过在子容器内提供浮子阀来去除气泡的构造，日本专利开平第11-320901号和第2006-095868号提出用于通过在墨腔中提供具有止回阀的连通孔以及以打印头外的装置释放所述止回阀来去除子容器内的空气。
发明内容
在图16中示出的打印头具有多个墨腔，并且特别地包括位于子容器H310下方的单独液体腔H309，用于将墨供应至打印元件基片H308。过滤器H307设置在两个液体腔H310和H309之间，以过滤出自打印头外部供应的墨中的杂质。因此，现有技术难以可靠地从各液体腔去除尽可能多的气泡，特别地，难以从直接连接至排放孔口的单独液体腔H309去除尽可能多的气泡。
本发明是考虑到上述问题而作出的，并且实现了减少在排放保持在打印头内的气泡时所产生的废墨量的技术。
此外，本发明实现了下述技术，即：在要排放保持在打印头内的气泡时，减少了从具有进入端口的第一墨腔(其接收来自墨供应源的墨供应)运动至靠近排放孔口的第二墨腔的气泡。
为了解决上述问题，本发明提供了一种打印头，包括：具有进入端口的第一墨腔，来自墨供应源的墨被供应至所述第一墨腔；第二墨腔，来自所述第一墨腔的墨被供应至所述第二墨腔；将墨从所述第二墨腔排放的排放孔口；将流体从所述第一墨腔排放的第一出口；将流体从所述第二墨腔排放的第二出口；气液分离单元，其限制流体喷射，并且设置在所述第一墨腔和所述第一出口之间的位置、以及所述第二墨腔和所述第二出口之间的位置中的至少一个位置处，其中从所述进入端口至所述第一出口的流动阻力小于从所述进入端口至所述第二出口的流动阻力。
根据本发明，可以降低在排放保持在打印头内的气泡时产生的废墨量。
此外，在排放保持在打印头内的气泡时，可以减少从具有进入端口的第一墨腔(其接收来自墨供应源的墨源)运动至靠近排放孔口的第二墨腔的气泡。
通过下面结合附图对示例实施例进行的下述说明，本发明的进一步特征将更加清楚。
附图说明
包括在说明书中并构成说明书一部分的附图与说明书一起示出本发明的实施例，用于解释本发明的原理。
图1是示出代表本发明第一实施例的喷墨打印头的供墨系统的构造的图。
图2A至2C是示出浮子阀装置的构造的详细视图。
图3是示出根据本发明第一实施例的喷墨打印设备的供墨系统的整体构造的图。
图4是示出根据本发明第一实施例在空气去除时打印头内部墨流动的图。
图5是示出根据本发明第一实施例在空气去除时打印头内部墨流动的图。
图6是示出根据本发明第一实施例在空气去除时打印头内部墨流动的图。
图7是示出根据本发明第二实施例的喷墨打印设备的供墨系统的整体构造的图。
图8是示出根据本发明第三实施例的喷墨打印头的供墨系统的构造的图。
图9A至9C是示出根据本发明第三实施例的喷墨打印头中的浮子阀装置的构造的详细视图。
图10是示出根据本发明第三实施例的供应系统的整体构造的图。
图11A和11B是示出根据本发明第四实施例的浮子阀装置的构造的详细视图。
图12是示出根据本发明第五实施例的喷墨打印头的供墨系统的构造的图。
图13是示出根据本发明第六实施例的整行式喷墨打印头的供墨系统的构造的图。
图14是示出根据本发明第七实施例的喷墨打印头的供墨系统的构造的图。
图15是常规喷墨打印设备中供墨系统的示意图。以及
图16是常规喷墨打印设备中另一供墨系统的示意图。
具体实施方式
第一实施例
图1示出应用了本实施例的喷墨打印头中的供墨系统的构造。
如图1中所示，托架H302保持排放墨的打印头H301。在托架H302相对于由传送辊或类似物在副扫描方向上传送的打印介质沿着主扫描方向移动时，打印头H301将墨从排放孔口H306排出，并且打印头H301执行打印。
如图1中所示，打印头H301设置成使得来自墨流动通道H304的墨通过进入端口H305直接流入子容器H310，子容器H310用作打印头H301中的第一墨腔。在子容器H310的下方，设置用作第二墨腔的单独液体腔H309，其用于保持经过墨进入过滤器H3071(用作第一过滤器)而待要被引导至排放孔口H306的墨。
墨进入过滤器H3071相对于重力方向成一角度设置，由于此种构造，汇聚在单独液体腔H309内的单独液体腔气泡H3091能够聚集在一个地方。在单独液体腔H309的上部，在气泡由于所述倾斜而容易聚集的地方设置有用作第二过滤器的墨排出过滤器H3072。
在子容器H310的上部，设置有用于排放气泡的第一空气出口H51(第一出口)。在用作第二墨腔的单独液体腔H309的上部，设置有用于排放气泡的第二空气出口H52(第二出口)。第一和第二空气出口H51和H52连接至用作排放通道的废气-液流动通道H3043。废气-液流动通道H3043连接至用作减压装置的泵M312(图3)。通过使用所述泵对废气-液流动通道H3043进行减压并从第一和第二空气出口H51和H52抽取流体，气泡从子容器H310和单独液体腔H309中排出。
在第一空气出口H51中设置有由第一浮子H91(第一浮子构件)和密封构件H45(第一浮子密封构件)组成的子容器浮子阀装置。该子容器浮子阀装置构成了气液分离装置，其允许气体从第一出口H51排放，但是限制液体从第一出口H51排放。由于浮子在墨中的浮力，第一浮子H91被压靠在密封构件H45上，由此密封第一空气出口H51。在第二空气出口H52中设置有由第二浮子H92(第二浮子构件)和密封构件H45(第二浮子密封构件)组成的单独液体腔浮子阀装置(第二浮子阀装置)。第二浮子阀装置是第二气液分离装置。由于浮子在墨中的浮力，第二浮子H92被压靠在密封构件H45上，由此密封第二空气出口H52。
可以仅仅设置子容器浮子阀装置或单独液体腔浮子阀装置中的一个。
当要排放气泡时，泵将负压施加至废气-液流动通道H3043。汇聚在子容器H310和液体腔H309上部中的气泡从第一和第二空气出口H51和H52中被吸出。随着气泡或气体被排出，子容器H310和单独液体腔H309中的墨面升高，并且随着所述液面升高，比重比墨小的第一和第二浮子H91和H92也跟着升高。当墨面升高到接近第一和第二空气出口H51和H52的位置时，第一和第二浮子H91和H92由于浮子在墨中的浮力而压靠在密封构件H45上。由于在墨面变得高于第一和第二出口H51和H52之前浮子堵塞所述端口，所以可以限制墨喷射，并使得仅仅只有气泡能够被排放。
本实施例以下述方式设置：从墨进入端口至第一空气出口H51的流动通道阻力小于从墨进入端口至第二空气出口H52的流动通道阻力。注意，墨进入端口是墨从墨流动通道H304流入的位置。
假设采用由Tokyo Rope Manufacturing Co.，Ltd制造的SusmicFilter SH10H作为过滤器构件，并且墨进入过滤器H3071的面积是200mm2，且墨排出过滤器H3072的面积是50mm2。下面的说明是粘度为4cP的墨在0.5ml/秒的流量下的情况。根据经验值，在墨进入过滤器H3071部分中产生大约145.8mmAq的压力损失，而在墨排出过滤器H3072部分中产生大约643.7mmAq的压力损失。对于上述墨粘度和墨流量的情况，过滤器自身产生大约789.5(145.8+643.7)mmAq的压力损失。
因此，通过以上述方式设置过滤器，使得能够在去除单独液体腔中的气泡之前去除子容器H310中的气泡。
可以采用其它构造来使得从墨进入端口至第一空气出口H51的流动通道阻力小于从墨进入端口至第二空气出口H52的流动通道阻力。例如，从子容器H310至第一空气出口H51的墨流动通道(浮子阀装置H4A的流动通道)的横截面面积可以设置为大于从单独液体腔H309至第二空气出口H52的墨流动通道(浮子阀装置H4B的流动通道)的横截面面积。
替代性地，从子容器H310至第一空气出口H51的墨流动通道(浮子阀装置H4A的流动通道)的长度可以设置为短于从液体腔H309至第二空气出口H52的墨流动通道(浮子阀装置H4B的流动通道)的长度。
根据本实施例的浮子阀装置的详细构造在图2中示出。如图2A中所示，浮子阀装置H4包括浮子壳体H43和浮子上壳体H44。在浮子壳体H43中，具有浮子腔H47，浮子H9以可移动的方式容纳在浮子腔H47中。在浮子腔H47的流体出口处，设置密封构件H45。当浮子腔H47被液体填充时，升起的浮子H9接触浮子密封构件H45，由此堵塞从浮子腔H47经过空气出口H51和H52至废气-液流动通道H3043的通道。
从各液体腔移动至浮子阀装置H4的空气通过废气-液流动通道H3043被移除。如图2B和2C所示，浮子阀装置的密封部分可以是O型环H451或者是锥形的密封部件H452。
应用了本实施例的喷墨打印机的供墨系统的整体构造在图3中示出。
如图3中所示，打印头H301通过墨流动通道H304与用作墨供应源的主容器M303相连接。在主容器M303和打印头H301之间，可以设置压缩装置M306。来自墨流动通道H304的墨进入打印头H301中的子容器H310，然后杂质由墨进入过滤器H3071过滤掉，并且墨进入单独液体腔H309。单独液体腔H309中的墨被引导到设置在单独液体腔H309底部上的打印元件基片H308。墨排出过滤器H3072设置在单独液体腔H309的顶部的附近。在墨排出过滤器H3072的上方，设置浮子阀装置H4。气泡和废液通过浮子阀装置H4流至废气-液流动通道H3043。分别设置在子容器浮子阀装置H4A和单独液体腔浮子阀装置H4B上方的废气-液流动通道H3043集成在打印头内，并且在打印头之外连接至主体中的废气-液流动通道H3043，成为一个系统。在打印机主体中，设置废墨容器M35。在主体中的废气-液流动通道H3043(位于打印头H301和废墨容器M35之间)中，设置为了向打印头提供负压而必须的废气-液泵M312，并且在执行空气去除操作时驱动废气-液泵M312。
图4至图6示出在执行空气去除操作时打印头内的墨的流动。在如图4所示的初始状态下，气泡H3101和H3091存在于子容器H310和单独液体腔H309中。首先，驱动废气-液泵M312。如上所述，从墨流动通道H304至子容器浮子阀装置H4A的流动通道阻力小于从墨流动通道H304至单独液体腔浮子阀装置H4B的流动通道阻力。因此，当废气-液泵M312被驱动时，首先执行流动通道阻力较小的子容器H310的空气去除操作，并且如图5所示去除子容器H310中的空气。在去除子容器H310中空气的操作完成之后，子容器浮子阀装置H4A的浮子H91接触密封构件H45，由此密封空气出口。
在此状态下，继续驱动对废气-液泵M312。通过单独液体腔浮子阀装置H4B执行空气去除操作，以去除单独液体腔H309中的空气。最后，如图6所示，能够从子容器H310和单独液体腔H309去除空气。
根据本实施例的构造，由于能够在去除子容器H310中的气泡之后去除单独液体腔H309中的气泡，所以子容器H310中的气泡不再进入单独液体腔H309中。换句话说，可以防止下述情况：经过墨进入过滤器H3071的气泡变成单独液体腔H309中的微小气泡，并且变得难以去除。此外，在废气-液泵M312和打印头H301之间设置用作大气连通装置的安全阀M33，使得子容器浮子阀装置H4A和单独液体腔浮子阀装置H4B能够与大气连通。与产生大量废墨的常规回收方法相比，根据上述的构造可以减少废墨的量，并且可以从子容器H310和单独液体腔H309中去除尽可能多的气泡。
<第二实施例>
图7中示出的是应用了本发明的喷墨打印设备中的根据第二实施例的供应系统的整体构造。如图7中所示，打印头H301通过墨流动通道H304与主容器M303连接。在主容器M303和打印头H301之间，可以设置压缩装置M306。
来自墨流动通道H304的墨进入打印头H301中的子容器H310，然后杂质由墨进入过滤器H3071过滤掉，并且墨进入单独液体腔H309。单独液体腔H309中的墨被引导到设置在单独液体腔H309的底部上的打印元件基片H308。墨排出过滤器H3072设置在单独液体腔H309的顶部的附近。在子容器H310的上方，设置子容器浮子阀装置H4A。
在墨排出过滤器H3072的上方，设置单独液体腔浮子阀装置H4B。气泡和废液通过浮子阀装置H4流至废气-液流动通道H3043。
在本实施例中，废气-液流动通道H3043设置在打印头H301内，并被引导至设置有排放孔口H306的表面，然后被引导至设置在打印头H301的底面上的开口。在设备主体中，在朝着墨排放表面的位置处设置有帽M32。还进一步设置有主体中的废气-液流动通道H3043(用于从帽M32排放气泡和废液)，以及废墨容器M35。在主体中的废气-液流动通道H3043的中途设置有废气-液泵M312，废气-液泵M312能够通过帽M32向打印头H301施加负压。
当执行使用浮子阀装置H4的排放空气操作时，帽M32牢固地附接至所述开口。通过驱动废气-液泵M312，能够从浮子阀装置H4去除空气。与产生大量废墨的常规回收方法相比，根据上述的具有浮子阀装置H4的构造可以减少废墨的量。此外，由于所述构造使用抽吸帽M32从浮子阀装置去除空气，所述设备主体的尺寸能够减小。
<第三实施例>
图8中示出应用了本发明的第三实施例。如图8中所示，托架H302保持排放墨的打印头H301。在打印介质(图中未示出)上进行的打印操作以下述方式执行：在打印介质由打印介质传送辊或类似物(图中未示出)在副扫描方向上传送的同时，使得托架沿着主扫描方向扫描并排墨到打印介质。
如图8中所示，打印头H301设置成使得来自墨流动通道H304的墨直接流入子容器H310。在子容器H310的下方，设置单独液体腔H309，用于保持经过墨进入过滤器H3071而待要被引导至排放孔口H306的墨。墨进入过滤器H3071相对于重力方向成角度设置。由于此种构造，汇聚在单独液体腔H309内的单独液体腔气泡H3091能够聚集在一个地方。在单独液体腔H309的上部，墨排出过滤器H3072设置在气泡由于所述倾斜而容易聚集的地方。
在具有上述构造的打印头H301中，子容器浮子阀装置H4A和单独液体腔浮子阀装置H4B分别设置在子容器H310和墨排出过滤器H3072上方。
子容器浮子阀装置H4A包括位于子容器H310和第一空气出口H51之间的第一浮子腔H47A，第一浮子H91以可移动的方式容纳在浮子腔H47A中。单独液体腔浮子阀装置H4B包括位于单独液体腔H309和第二空气出口H52之间的第二浮子腔H47B，第二浮子H92以可移动的方式容纳在浮子腔H47B中。
图9A示出根据本实施例的各浮子阀装置H4的详细构造。如图9A所示，浮子阀装置H4包括浮子壳体H43以及浮子上壳体H44。在浮子上壳体H44中，设置具有朝下的突起的开放/关闭阀H41，其用于大气连通控制。设置在第一浮子腔H47A的上部中的开放/关闭阀是第一开放/关闭阀。设置在第二浮子腔H47B的上部中的开放/关闭阀是第二开放/关闭阀。在开放/关闭阀H41和密封保持构件H46之间，设置弹簧构件H48。在开放/关闭阀H41的顶部上，设置下压装置H40。浮子阀装置H4由柔性膜H42密封。
在开放/关闭阀H41的下游，设置废气-液流动通道H3043。从子容器H310或单独液体腔H309运动至浮子阀装置H4的空气通过废气-液流动通道H3043去除。在下压装置H40上方、在打印头外侧设置有诸如凸轮的下压构件M2，其由图中未示出的驱动源驱动。
下面描述下压构件M2被驱动以驱动浮子阀装置H4时的操作。当下压构件M2未被驱动时，浮子上壳体H44通过弹簧构件H48牢固地附接至开放/关闭阀密封部分H411，使得维持打印头H301中的负压。
当要执行气泡去除操作时，如图9B中所示，下压构件M2被驱动，以将下压装置H40向下推，由此打开所述开放/关闭阀H41。此外，下压装置H40能够如图9C所示进一步被向下推。通过此操作，在下压装置H40的底端处的下压杆能够将已经附接至密封构件H45的浮子H9与密封构件H45分开。在将浮子H9与密封构件H45分开的同时，实现对开放/关闭阀H41的释放。下压装置H40构成将浮子H9与密封构件H45分开的分开装置。作用在第一浮子上的装置是第一分开装置，而作用在第二浮子上的装置是第二分开装置。
图10中示出的是应用了本实施例的喷墨打印设备的供应系统的整体构造。如图10中所示，打印头H301通过墨流动通道H304与主容器M303相连接。在主容器M303和打印头H301之间，可以设置压缩装置M306。来自墨流动通道H304的墨进入打印头H301中的子容器H310，然后杂质由墨进入过滤器H3071过滤掉，并且墨进入单独液体腔H309。单独液体腔H309中的墨被引导到设置在单独液体腔H309的底部上的打印元件基片H308。
墨排出过滤器H3072设置在单独液体腔H309的顶部的附近。在墨排出过滤器H3072上方，设置单独液体腔浮子阀装置H4B。在子容器H310上方，设置子容器浮子阀装置H4A。气泡和废液通过浮子阀装置H4流至废气-液流动通道H3043。分别设置在子容器浮子阀装置H4A和单独液体腔浮子阀装置H4B上方的废气-液流动通道H3043集成在打印头内，并且在打印头之外连接至主体中的废气-液流动通道H3043，成为一个系统。
在打印机主体中，设置废墨容器M35。在主体中的废气-液流动通道H3043(位于打印头H301和废墨容器M35之间)中，设置为了给打印头H301提供负压而必须的废气-液泵M312，并且在执行空气去除操作时驱动废气-液泵M312。
当完成空气去除操作时，分别设置在子容器浮子阀装置H4A和单独液体腔浮子阀装置H4B上方的下压构件M2被驱动。驱动下压构件M2将推动浮子H9(其可能已经附接至密封构件H45)，并且执行附接防止操作，以防止浮子H9附接至密封构件H45。此外，在废气-液泵M312和打印头301之间设置用作大气连通装置的安全阀M33，使得打印头H301能够连通至大气。
在常规的回收方法中，产生大量的废墨。然而，根据包括使用下压装置M2的浮子阀装置H4A和H4B的上述构造，可以减少废墨的量。此外，由于消除了因浮子H9附接至密封构件H45而导致的功能紊乱，以及由于在浮子阀装置H4中设置开放/关闭阀H41，从而可以减小所述设备的尺寸。
<第四实施例>
应用了本发明的浮子阀装置的第四实施例在图11A和11B中示出。
如图11A中所示，各浮子阀包括浮子壳体H43和浮子上壳体H44。在下压装置H40和密封保持构件H46之间设置弹簧构件H48。浮子阀装置H4由柔性膜H42密封。在浮子H9的下游，设置废气-液流动通道H3043，使得从子容器H310或单独液体腔H309运动至浮子阀装置H4的空气通过废气-液流动通道H3043而被去除。在下压装置H40上方，诸如凸轮的下压构件M2设置在打印头外侧，并且由图中未示出的驱动源驱动。
如图11B所示，下压构件M2被驱动，以向下推动下压装置H40。通过此操作，已经附接至密封构件H45的浮子H9能够脱离，结果，能够实现高度可靠的浮子阀系统。
<第五实施例>
图12示出应用了本发明的喷墨打印设备中的根据第五实施例的供应系统的整体构造。如图12中所示，托架H302保持排放墨的打印头H301。在打印介质(图中未示出)上进行的打印操作以下述方式执行：在打印介质由图中未示出的打印介质传送辊或类似物在副扫描方向上传送的同时，使得托架沿着主扫描方向扫描并将墨排放至打印介质上。如图12中所示，打印头H301设置成使得来自墨流动通道H304的墨直接流入子容器H310。在子容器H310下方，设置单独液体腔H309，用于保持经过墨进入过滤器H3071而待被引导至排放孔口H306的墨。墨进入过滤器H3071相对于重力方向成角度设置。由于此种构造，汇聚在单独液体腔H309内的单独液体腔气泡H3091能够聚集在一个地方。
在单独液体腔H309的上部，墨进入过滤器H3071设置在气泡由于所述倾斜而容易聚集的地方。在具有上述构造的打印头H301中，子容器浮子阀装置H4A设置在子容器H310上方。但是，在单独液体腔H309的墨排出过滤器H3072的上方没有设置浮子阀装置。取而代之的是设置流动阻力增加装置H49。流动阻力增加装置H49由窄流动通道和该流动通道中的多个过滤器组成。在此实施例中，当废气-液泵M312被驱动时，子容器H310中的空气首先由子容器浮子阀装置H4A去除，此后，单独液体腔H309中的空气与墨一起被去除。由于具有上述流动阻力增加装置H49，不需要特殊的装置就能够以很少量废墨的方式去除单独液体腔H309中的空气。
<第六实施例>
图13示出应用了本发明的喷墨打印设备的供应系统的整体构造。
如图13中所示，根据本实施例，多个打印元件基片H308串列地或以交错方式设置在打印头H3011中的支撑基片H32上。所述打印头是整行式喷墨打印头——其中在打印纸张的整个宽度上都设置有墨排放孔口。
在与支撑基片H32上的各打印元件基片H308相对的位置处，设置将墨供应至打印元件基片H308的前述单独液体腔H309。在所述支撑基片H308上方，设置有芯片容器H33，芯片容器H33的设置方式使得在芯片容器H33和支撑基片H32之间形成子容器H310。在芯片容器H33中，具有连接至外部主容器M303的墨流动通道H304。墨进入过滤器H3071设置在子容器H310和各单独液体腔H309之间，以从待供应至打印元件基片H308的墨中过滤掉从外部进入打印头的杂质。
进一步地，在各单独液体腔H309的上部设置墨排出过滤器H3072。从墨排出过滤器H3072排放的空气或墨分别集中在单独液体腔废气-液流动通道H34中，并通过单独液体腔浮子阀装置H4B移动至打印头外的墨容器M35。
可以在如上所述的各所述单独液体腔H309中均设置墨排出过滤器H3072，或者也可以在单独液体腔浮子阀装置H4B和单独液体腔废气-液流动通道H34(所排放的空气或墨集中的地方)之间设置单个墨排出过滤器H3072。注意墨排出过滤器H3072不是必需的。
具有上述结构的整行式打印头H3011以下述方式构造：从墨流动通道H304至第一空气出口H51的流动通道阻力小于从墨流动通道H304至第二空气出口H52的流动通道阻力。由于此构造，单独液体腔H309中的气泡能够在子容器H310中的气泡被去除之后通过浮子阀装置H4去除。由于使用了浮子阀装置H4，所以能够以废液量减少的方式去除气泡，并且，子容器H310中的气泡不再进入单独液体腔H309内。因此，可以可靠地从单独液体腔H309中去除尽可能多的气泡。
<第七实施例>
应用了本发明的第七实施例在图14中示出。如图14中所示，打印头H301设置成使得来自墨流动通道H304的墨直接流入子容器H310。
在子容器H310的下方，设置单独液体腔H309，用于保持经过墨进入过滤器H3071而待被引导至排放孔口H306的墨。此外，墨进入过滤器H3071相对于重力方向成角度设置，使得汇聚在单独液体腔H309内的单独液体腔气泡H3091能够聚集在一个地方。
在单独液体腔H309的上部，墨排出过滤器H3072设置在气泡由于所述倾斜而容易聚集的地方。在具有上述构造的打印头H301中，第一和第二气液分离膜H61和H62分别设置在子容器H310和墨排出过滤器H3072的上方。通过使用废气-液泵M312将负压施加至废气-液流动通道H3043，能够去除积聚在第一和第二气液分离膜H61和H62下侧中的气泡。
此外，从第一气液分离膜H61至废气-液流动通道H3043的流动通道以及从第二气液分离膜H62至废气-液流动通道H3043的流动通道在路径上结合在一起。第一空气出口H51设置在子容器H310的流动通道出口处，而第二空气出口H52设置在墨排出过滤器的流动通道出口处。
根据本实施例的打印头也以下述方式构造：从墨流动通道H304至第一空气出口H51的流动阻力小于从墨流动通道H304至第二空气出口H52。由于此种构造，单独液体腔H309中的气泡能够在子容器H310中的气泡被去除之后去除。换句话说，由于使用气液分离膜H61和H62，能够以废液量减少的方式来去除气泡，并且子容器H310中的气泡不再进入单独液体腔H309中。因此，可以可靠地从单独液体腔H309去除尽可能多的气泡。
各上述实施例设置成使得：从墨流动通道H304至第一空气出口H51的流动通道阻力小于从墨流动通道H304至第二空气出口H52的流动通道阻力。由于此种构造，当从浮子阀装置去除气泡时，子容器H310中的气泡首先被去除，并且子容器浮子阀装置H4A的浮子阀被密封，然后单独液体腔H309中的气泡被去除。结果，与常规构造相比，能够以废墨量减少的方式实现气泡去除。此外，因为子容器H310中的气泡不再通过墨进入过滤器H3071进入单独液体腔H309，所以能够从单独液体腔H309去除更多气泡。
尽管已经结合示例实施例说明了本发明，但是可以理解的是，本发明不限于所公开的示例实施例。所附权利要求的范围被给予最宽的解释以包括所有此等修改和等同结构和功能。
本申请要求2007年11月22日提交的日本专利申请第2007-302977号的优先权，并在此将该日本专利申请全文引入。
Claims (21)
1.一种打印头，包括：
具有进入端口的第一墨腔，来自墨供应源的墨被供应至所述第一墨腔；
第二墨腔，来自所述第一墨腔的墨被供应至所述第二墨腔；
将墨从所述第二墨腔排放的排放孔口；
将墨中包含的空气或者气泡从所述第一墨腔排放的第一出口；
将墨中包含的空气或者气泡从所述第二墨腔排放的第二出口；
气液分离单元，其限制墨喷射，并且设置在所述第一墨腔和所述第一出口之间的位置、以及所述第二墨腔和所述第二出口之间的位置中的至少一个位置处，
其中从所述进入端口至所述第一出口的流动阻力小于从所述进入端口至所述第二出口的流动阻力。
2.根据权利要求1所述的打印头，其中所述排放孔口设置在一打印元件基片上，所述打印元件基片设置在所述第二墨腔下方。
3.根据权利要求1所述的打印头，其中在所述第一墨腔和所述第二墨腔之间设置有过滤器。
4.根据权利要求1所述的打印头，其中在所述第二墨腔和所述第二出口之间设置有第二过滤器。
5.根据权利要求1所述的打印头，其中从所述第二墨腔至所述第二出口的流动通道的横截面面积小于从所述第一墨腔至所述第一出口的流动通道的横截面面积。
6.根据权利要求1所述的打印头，其中从所述第二墨腔至所述第二出口的流动通道的长度长于从所述第一墨腔至所述第一出口的流动通道的长度。
7.根据权利要求1所述的打印头，其中所述气液分离单元包括：
浮子构件，其具有比墨小的比重；
浮子腔，所述浮子构件以可活动的方式容纳在其中；以及
浮子密封构件，所述浮子构件通过与所述浮子密封构件接触而堵塞流动通道。
8.根据权利要求7所述的打印头，进一步包括分开单元，所述分开单元通过推动所述浮子构件而将所述浮子构件与所述浮子密封构件分开。
9.根据权利要求8所述的打印头，进一步包括开放/关闭阀，所述开放/关闭阀堵塞所述气液分离单元和所述第一出口之间的流动通道，或者堵塞所述气液分离单元和所述第二出口之间的流动通道。
10.根据权利要求9所述的打印头，其中由所述分开单元将所述浮子构件与所述浮子密封构件分开与由所述打开/关闭阀打开所述流动通道同时实现。
11.根据权利要求1所述的打印头，其中所述气液分离单元包括：
具有比墨小的比重的第一浮子构件和第二浮子构件；
第一浮子腔，其设置在所述第一墨腔和所述第一出口之间，并以所述第一浮子构件可活动的方式容纳所述第一浮子构件；
第二浮子腔，其设置在所述第二墨腔和所述第二出口之间，并以所述第二浮子构件可活动的方式容纳所述第二浮子构件；
第一浮子密封构件，所述第一浮子构件通过与所述第一浮子密封构件相接触而堵塞通向所述第一出口的流动通道；以及
第二浮子密封构件，所述第二浮子构件通过与所述第二浮子密封构件相接触而堵塞通向所述第二出口的流动通道。
12.根据权利要求11所述的打印头，进一步包括：
第一分开单元，其通过推动所述第一浮子构件而将所述第一浮子构件与所述第一浮子密封构件分开；以及
第二分开单元，其通过推动所述第二浮子构件而将所述第二浮子构件与所述第二浮子密封构件分开。
13.根据权利要求12所述的打印头，进一步包括：
第一打开/关闭阀，其堵塞所述第一浮子密封构件和所述第一出口之间的流动通道；以及
第二打开/关闭阀，其堵塞所述第二浮子密封构件和所述第二出口之间的流动通道。
14.根据权利要求13所述的打印头，其中，由所述第一打开/关闭阀打开所述流动通道与由所述第一分开单元将所述第一浮子构件与所述第一浮子密封构件分开同时实现，并且，由所述第二打开/关闭阀打开所述流动通道与由所述第二分开单元将所述第二浮子构件与所述第二浮子密封构件分开同时实现。
15.根据权利要求1所述的打印头，其中所述气液分离单元包括气液分离膜。
16.根据权利要求1所述的打印头，进一步包括空气连通单元，所述空气连通单元使所述第一出口和所述第二出口与空气连通。
17.根据权利要求1所述的打印头，进一步包括：
喷射流动通道，从所述第一出口喷射出的流体与从所述第二出口喷射出的流体在所述喷射流动通道处汇合在一起；以及
对所述喷射流动通道进行减压的减压单元。
18.根据权利要求8所述的打印头，进一步包括：
喷射流动通道，从所述第一出口喷射出的流体与从所述第二出口喷射出的流体在喷射流动通道处汇合在一起；以及
对所述喷射流动通道进行减压的减压单元，
其中，在所述分开单元将所述浮子构件与所述浮子密封构件分开时，所述喷射流动通道由所述减压单元减压。
19.根据权利要求1所述的打印头，进一步包括多个第二墨腔，其中在处在各所述第二墨腔下方的各打印元件基片上均设有所述排放孔口。
20.根据权利要求19所述的打印头，其中在其上进行打印的打印介质的整个宽度上都设置有所述排放孔口。
21.一种打印设备，包括用于在打印介质上进行打印的如权利要求1至20中任一项所述的打印头。
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