專利名稱：噴墨打印機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將墨水噴在記錄媒體上進行印刷的噴墨打印機。
背景技術：
噴墨打印機的噴墨頭，將由供墨口供給的墨水從共用墨水室分配給多個壓力室，并有選擇性地將脈沖狀的壓力波付與各壓力室，從而，從與各壓力室連通的噴嘴噴出墨水。但是，當在噴墨頭內所形成的從供墨口到達噴嘴的墨水流路內混入空氣時，空氣附著在流路內的壁面上，在壓力室中，付與墨水的壓力波不能在流路內正常傳播，從噴嘴噴墨的特性可能會下降。因此，提出了具有從與壓力室連通的墨水流路分叉的排氣用的開口部和虛設噴嘴等排氣流路的噴墨打印機。(例如，參見專利文獻1、2)專利文獻1特開平7-112530號公報(圖8)專利文獻2特許第2637957號公報(圖1)發(fā)明內容但是，上述專利文獻1或2所述的開口部和虛設噴嘴等排氣流路的分支端，是分叉到各個壓力室的流路面積非常小的單個墨水流路，不易于將空氣從由這些單個墨水流路分叉的排氣流路排出。尤其是，當初次將墨水填充到充滿空氣的未使用過的噴墨頭中時，為完全排除墨水流路內的空氣，需要進行多次清除處理，供給墨水將空氣從排氣流路排出，導致該清除處理消耗的墨水量增多。
本發(fā)明的目的在于，提供一種可以容易地排出流路內的空氣的噴墨打印機。
第1發(fā)明的噴墨打印機，包括流路單元，包含在一平面內延伸的共用墨水室和從所述共用墨水室經過壓力室到達噴嘴的多個單個墨水流路；和貯存器單元，包含固定在所述流路單元上的從外部供給墨水的供墨口和用于貯存從該供墨口供給的墨水的墨水貯存器；其特征在于，包括供墨流路，從所述供墨口經過所述墨水貯存器而到達所述共用墨水室；排氣流路，從所述供墨流路分叉；以及排氣閥，可開閉所述排氣流路。
在該噴墨打印機中，從供墨口供給的墨水，暫時貯存在墨水貯存器中，之后，由該墨水貯存器供給共用墨水室。另外，墨水從共用墨水室經過各單個墨水流路供給各噴嘴，并從噴嘴噴出墨水。在此，排氣流路從由供墨口經過墨水貯存器而到達共用墨水室的供墨流路產生分叉。即，排氣流路，從由共用墨水室分叉到每個壓力室的單個墨水流路的上游產生分叉。
因此，當初次將墨水供給未使用過的噴墨打印機時等，在需要將供墨流路內的空氣隨著所供給的墨水一同排出的情況下，在打開排氣閥的狀態(tài)下將墨水從供墨口供給到供墨流路內時，由于供墨流路內的空氣隨著墨水一起流向排氣流路，所以可以容易地排出供墨流路內的空氣。即，通過使排氣流路從供墨流路產生分支，與將空氣從與各壓力室(噴嘴)對應的流路阻力大的多個單個墨水流路排除的情形相比，只需要向墨水供給小的壓力，即可排出空氣，從而可以使用于從供墨口供給墨水的泵等小型化。
第2發(fā)明的噴墨打印機，在所述第1發(fā)明中，其特征在于，具有閥開閉裝置，當開始清除處理，以從所述供墨口將墨水供給所述供墨流路并清除供墨流路內的空氣時，打開所述排氣閥；當終止所述清除處理時，關閉所述排氣閥。
在本發(fā)明的噴墨打印機中，當初次供給墨水時，或更換墨盒時等，進行清除處理，以將墨水從供墨口供給到供墨流路內，用墨水置換殘留在供墨流路內的空氣或從外部混入的空氣并將其排到外部。在此，開始該清除處理時，由于通過閥開閉裝置打開排氣閥，所以可以在適當?shù)臅r限內容易地將供墨流路內的空氣通過排氣流路排出到外部。另外，終止清除處理時，由于通過閥開閉裝置關閉排氣閥，所以可以防止多余的墨水被從排氣流路排掉。
第3發(fā)明的噴墨打印機，在所述第2發(fā)明中，其特征在于，具有墨盒檢測裝置，用于檢測在規(guī)定安裝位置上是否安裝有墨盒；當由所述墨盒檢測裝置檢測出新安裝了墨盒時，開始所述清除處理。因此，由于在安裝墨盒的同時開始清除處理，所以可以可靠排出安裝墨盒之前殘留在供墨流路內的空氣或安裝墨盒時混入的空氣。
第4發(fā)明的噴墨打印機，在所述第2或第3發(fā)明中，其特征在于，當終止所述清除處理時，在開始所述清除處理的時刻以后，從所述供墨口供給的墨水，至少充滿供墨流路和排氣流路。這樣，通過將開始清除處理前殘留在供墨流路和排氣流路內的墨水隨著空氣完全排出，并以新供給的墨水進行置換，可以可靠地排出空氣。
第5發(fā)明的噴墨打印機，在所述第1～第4的任意一項發(fā)明中，其特征在于，在所述供墨流路的墨水貯存器的上游側部分設有用于過濾墨水的過濾器，所述排氣流路從所述供墨流路中的所述過濾器的下游側部分分叉。雖然為防止噴嘴的網眼堵塞，過濾墨水的過濾器的網眼被設定為遠小于噴嘴直徑，但是正因為如此，空氣難以通過過濾器，并易于滯留在過濾器附近。但是，通過使排氣流路從供墨流路中的過濾器的下游側部分分叉，可以將進行清除處理時殘留在過濾器附近的空氣從排氣流路可靠排出。
另外，通過過濾器的空氣，由于其網眼細小，所以雖然形成小氣泡狀，但是可以將這些氣泡狀的空氣的大部分從共用墨水室上游排出，從而可以有力防止細小的氣泡狀的空氣流入流路面積小的單個墨水流路并附著在內壁上。
第6發(fā)明的噴墨打印機，在所述第5發(fā)明中，其特征在于，所述排氣流路，從所述供墨流路的所述墨水貯存器的上游側部分分叉。因此，可以在通過過濾器的細小氣泡狀的空氣流入墨水貯存器之前，通過排氣流路將其排到外部，從而可以有力防止氣泡狀的空氣流入墨水貯存器下游，尤其是流路面積小的單個墨水流。
第7發(fā)明的噴墨打印機，在第6發(fā)明中，其特征在于，所述供墨流路具有墨水下落流路，從所述供墨口在所述一平面內大致呈U字形延伸而到達墨水貯存器的墨水下落口；所述排氣流路，從所述墨水下落流路的U字形前端部分分叉。這樣，通過使排氣流路從在過濾器和墨水貯存器之間呈U字形延伸的墨水下落流路的U字形前端部分叉，可以使通過過濾器的空氣易于流向排氣流路。
第8發(fā)明的噴墨打印機，在第1～第5任意一項發(fā)明中，其特征在于，所述排氣流路，從將墨水導入所述共用墨水室的墨水導入路徑分叉。因此，可以在通過過濾器的細小的氣泡狀的空氣從共用墨水室流入流路面積小的單個墨水流路之前，通過排氣流路將其排到外部。此外，由于排氣流路從用于將墨水導入供墨流路的下游側終端的共用墨水室的墨水導入路徑產生分支，所以可以可靠防止供墨流路內的空氣流入單個墨水流路。
第9發(fā)明的噴墨打印機，在所述第1～第8任意一項發(fā)明中，其特征在于，所述排氣流路，從由所述供墨流路的分支位置，朝著用于將空氣排到外部的排氣口，向上延伸。因此，從供墨流路流入排氣流路的空氣不會滯留在排氣流路內，可以通過空氣浮力將其從排氣口排到外部。
第10發(fā)明的噴墨打印機，在所述第1～第9任意一項發(fā)明中，其特征在于，在所述排氣流路打開的狀態(tài)下，排氣流路的流路阻力小于所述供墨流路中排氣流路的分支位置以下的下游側部分的流路阻力與所述單個墨水流路的流路阻力的總和。因此，供墨流路內的墨水，易于從分支位置流入流路阻力比單個墨水流路小的排氣流路一側，即使墨水供給壓力較小，也可以容易地將空氣排出。


圖1是本發(fā)明的的1實施方式涉及的噴墨打印機的概略結構圖。
圖2是噴墨打印機的透視圖。
圖3是圖2的沿III-III線的剖面圖。
圖4是打印頭主體的俯視圖。
圖5是圖4中被虛線包圍的區(qū)域的擴大圖。
圖6是圖5的沿VI-VI線的剖面圖。
圖7是打印頭主體的部分分解透視圖。
圖8(a)是執(zhí)行單元的部分擴大剖面圖，(b)是單個電極的俯視圖。
圖9是貯存器單元、FPC和內腔板的分解透視圖。
圖10是圖2的沿X-X線的剖面圖。
圖11是構成貯存器單元的各平板的俯視圖。
圖12是關于清除處理功能的方塊圖。
圖13是清除處理的流程圖。
圖14是本發(fā)明的第2實施方式涉及的打印頭主體的部分分解透視圖。
圖15是構成第2實施方式的貯存器單元的各平板的俯視圖。
圖16是本發(fā)明的第3實施方式涉及的打印頭主體的部分分解透視圖。
圖17是構成第3實施方式的貯存器單元的各平板的俯視圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明的第1實施方式中的噴墨打印機的概略圖。該噴墨打印機101，是具有四個噴墨頭1的彩色噴墨打印機。在該噴墨打印機101上，分別在圖中的左方形成進紙部111，在圖中的右方形成出紙部112。
在噴墨打印機101內部，形成從進紙部111向出紙部112傳送紙張的紙張傳送路徑。在進紙部111下游側附近，設有一對用于夾持傳送圖像記錄媒體一紙張的進給輥105a、105b。通過一對進給輥105a、105b將紙張從圖中的左方傳送至右方。在紙張傳送路徑的中間部上，設有兩個皮帶輪106、107，和卷繞架設在兩輪106、107之間的環(huán)形傳送帶108。在傳送帶108的外周面即傳送面上實施硅酮處理，可以使由一對進給輥105a、105b傳送來的紙張，通過其粘附力保持在傳送帶108的傳送面上，并通過驅動另一側的皮帶輪106沿圖中的順時針方向(箭頭104的方向)旋轉將紙張傳送向下游側(右方)。
四個噴墨頭1，在其下端具有打印頭主體70。打印頭主體70，分別具有矩形剖面，并被相互臨近配置，使其長度方向成為與紙張傳送方向垂直的方向(圖1的紙面垂直方向)。即，該打印機101，是線式打印機。四個打印頭主體70的各底面與紙張傳送路徑相對，在這些底面設有直徑很小的多個噴嘴8(參照圖5)。此外，分別貯存有品紅、黃色、青綠和黑色的四個墨盒121(參見圖12)被安裝在規(guī)定的安裝位置上，墨水由這四個墨盒121供給四個打印頭主體70，噴出各色墨水。
配置打印機主體70，使其下表面和傳送帶108的傳送面之間形成微小間隙，并在該間隙部分形成紙張傳送路徑。在這樣的結構中，當使在傳送帶108上所傳送的紙張依次通過四個打印頭主體70的正下方附近時，由噴嘴8向該紙張的上表面即印刷面噴射各色墨水，從而可以形成所需的彩色圖像。
此外，噴墨打印機101具有控制裝置120，以控制打印機101的各種作業(yè)從四個噴墨頭1噴出墨水、由皮帶輪106、107傳送紙張、或排出噴墨頭內的空氣的清除處理等。該控制裝置120，包括以下部分作為運算處理裝置的CPU(Central Processing Unit，中央處理器)、存儲CPU執(zhí)行的程序和程序中所使用的數(shù)據(jù)的ROM(Read OnlyMemory，只讀存儲器)、執(zhí)行程序時用于暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM(RandomAccess Memory，隨機存取存儲器)以及輸入輸出接口和總線等等。
下面，對噴墨頭1進行詳細說明。如圖2、圖3所示，噴墨頭1包括用于對紙張噴出墨水的沿主掃描方向延伸的具有矩形平面形狀的打印頭主體70；由配置在打印頭主體70的上表面并形成有用于貯存供給打印頭主體70的墨水的墨水貯存器3c的貯存器單元71；配置在該貯存器單元71上方并用于控制打印頭主體70的打印頭控制部72；用于防止墨水飛沫進入噴墨頭1內部的下蓋51a和上蓋51b。另外，在圖2中，為便于說明省略上蓋51b。
打印頭主體70包含形成有墨水流路的流路單元4和粘結在流路單元4的上表面上的多個執(zhí)行單元21。這些流路單元4和執(zhí)行單元21都具有層疊多個薄板并使其相互粘結起來的疊層結構。
在貯存器單元71的下端部，墨水流出流路3d形成下方突出狀，僅在墨水流出流路3d的下端的開口部連接有貯存器單元71和流路單元4。而且，從俯視看來，在貯存器單元71的墨水流出流路3d以外的區(qū)域，從打印頭主體70向上隔離，在該隔離出來的間隙內設有執(zhí)行單元21。此外，作為饋電部件的軟性印刷布線板(FPCFlexible PrintedCircuit，軟性印刷電路)50被電連接到執(zhí)行單元21的上面，該FPC50被從執(zhí)行單元21的副掃描方向兩側引出到執(zhí)行單元21的外部。
貯存器單元71，在把從墨盒121(參見圖12)供給供墨口3a的墨水貯存在墨水貯存器3c中的同時，并將貯存起來的墨水供給流路單元4。該貯存器單元71的平面形狀，與流路單元4的平面形狀大致相同。在貯存器單元71的主掃描方向的一端部(圖2的左端部)上，設有與供墨口3a連接的墨水供給管75和用于將墨水從供墨口供給到貯存器單元71內的供給泵76；另一方面，在主掃描方向的另一端部(圖2的右端部)上，設有空氣排出管77，與用于排出形成于貯存器單元71內的供墨流路65(參見圖10)內的空氣的空氣排出流路67連接；和可使空氣排出流路67開閉的排氣閥78。
打印頭控制部72，根據(jù)來自控制裝置120的指令，控制從噴嘴8(參見圖5)噴出墨水等噴墨頭1的各種作業(yè)，包含主基板83、副基板81和驅動器IC80。主基板83，具有沿主掃描方向延伸的矩形形狀，被立設在貯存器單元71的上面。副基板81，被與主基板83平行地配置在主基板83兩側的位置，并與主基板83電連接。驅動器IC80，生成用于驅動執(zhí)行單元21的信號，并在具有散熱片82的狀態(tài)下被固定在副基板81的主基板83一側。副基板81和驅動器IC80，和從執(zhí)行單元21的副掃描方向兩側引出的FPC50電連接。為將由副基板81輸出的信號傳遞給驅動器IC80，并將由驅動器IC80輸出的驅動信號傳遞給打印頭主體70的執(zhí)行單元21，F(xiàn)PC50與兩者電連接。
下蓋51a，是略呈四方形的筒狀筐體，被配置在打印頭主體70上，以從外側覆蓋從貯存器單元71上方引出的FPC50。而且，在執(zhí)行單元21上方，F(xiàn)PC50在不受壓力的松弛狀態(tài)下被收容于下蓋51a之內。
上蓋51b，是具有拱形頂板的方筐體，被配置在下蓋51a上側，以從外側覆蓋主基板83和副基板81。而且，在設有下蓋51a和上蓋51b的狀態(tài)下，使下蓋51a和上蓋51b的副掃描方向的寬度，收納在打印頭主體70的副掃描方向的寬度之內。
下面，對打印頭主體70的結構進行詳細說明。如圖4和圖5所示，打印頭主體70，具有由構成壓力室群9的多個壓力室10和噴嘴8所形成的流路單元4。在流路單元4的上表面，連接有被以交錯狀排列為兩列的多個梯形執(zhí)行單元21。更詳細地說，各執(zhí)行單元21，其平行相對邊(上邊和下邊)被沿流路單元4的長度方向進行配置。此外，鄰接的執(zhí)行單元21的斜邊彼此沿流路單元4的寬度方向重疊。
在與執(zhí)行單元21的粘結區(qū)域相對的流路單元4的下表面上，形成噴墨區(qū)域。如圖5所示，在噴墨區(qū)域的表面上，多個噴嘴8被排列為多個矩陣狀。與每個噴嘴8連通的壓力室10也被排列成矩陣狀，位于與每個執(zhí)行單元21的粘結區(qū)域相對的流路單元4的上表面的多個壓力室10，形成一個壓力室群9。
此外，各噴嘴8形成錐形，通過平面形狀略呈菱形的壓力室10和縫隙12而與歧管5(共用墨水室)的分支流路一副歧管5a連通。設在流路單元4的上表面上的歧管5的開口部5b，與設于貯存器單元71的下表面上的墨水流出流路3d接合，墨水從貯存器單元71通過墨水流出流路3d供給流路單元4。另外，在圖5中，為便于理解附圖，在執(zhí)行單元21下方以實線來描述本應以虛線描述的壓力室10(壓力室群9)、開口部5b和縫隙12。
下面，對打印頭主體70的剖面結構進行說明。如圖6所示，噴嘴8通過壓力室10和縫隙12而與副歧管5a連通。而且，在打印頭主體70上，在每個壓力室10上形成從副歧管5a的出口經過縫隙12、壓力室10而到達噴嘴8的單個墨水流路32。
如圖7所示，打印頭主體70具有從上起將執(zhí)行單元21、空腔板22、底板23、縫隙板24、供給板25、歧管板26、27、28和噴嘴30層疊起來的疊層結構。其中，流路單元4由除執(zhí)行單元21以外的8塊金屬板構成。
執(zhí)行單元21，如后詳述，通過將4塊壓電片41～44(參見圖8(a))層疊起來并配置電極僅將其中的最上層做成在外加電場時具有活性層部分的層(以下簡記為“具有活性層的層”)，其余三層做成非活性層?？涨话?2，是設有多個與壓力室10對應的略呈菱形的開口的金屬板。底板23，是對于空腔板22的每個壓力室10，分別設有壓力室10與縫隙12的連接孔和從壓力室10向噴嘴8的連接孔的金屬板?？p隙板24，是對于空腔板22的每個壓力室10，除了兩孔及連接其間的半腐蝕區(qū)域內所形成的縫隙12以外，還分別設有從壓力室10向噴嘴8的連接孔的金屬板。供給板25，是對于空腔板22的每個壓力室10，分別設有縫隙12與副歧管5a的連接孔和從壓力室10向噴嘴8的連接孔的金屬板。歧管板26、27、28，是對于空腔板22的每個壓力室10，不僅分別設有層疊時相互連接而構成副歧管5a的孔，還分別設有從壓力室10向噴嘴8的連接孔的金屬板。噴嘴板30，是對于空腔板22的每個壓力室10，分別設有噴嘴8的金屬板。
這8塊金屬板，被相互對位地層疊起來，以形成圖6所示的單個墨水流路32。該單個墨水流路32，從副歧管5a首先向上，在縫隙12上水平延伸，之后再向上，在壓力室10上水平延伸，之后不久沿離開縫隙12的方向向斜下方之后，再沿垂直方向向噴嘴8延伸。
下面，對疊加在流路單元4中最上層的空腔板22上的執(zhí)行單元21的結構進行說明。圖8(a)是執(zhí)行單元21和壓力室10的部分擴大剖面圖，圖8(b)是表示連接在執(zhí)行單元21的表面上的單個電極的形狀的俯視圖。
如圖8(a)所示，執(zhí)行單元21，包含厚度分別為15μm左右并同樣形成的4塊壓電片41、42、43、44。這些壓電片41～44，以跨設在形成于打印頭主體70內的每個噴墨區(qū)域內的多個壓力室10上的方式而形成連續(xù)的層狀平板(連續(xù)平板層)。通過將壓電片41～44作為連續(xù)平板層跨設在多個壓力室10上，例如通過采用網板印刷技術，可以高密度地將單個電極35配置在壓電片41上。因此，還可以高密度地配置形成在與單個電極35對應的位置上的壓力室10，從而可以印刷高析像度的圖像。壓電片41～44是由具有強介電性的鈦鋯酸鉛(PZT)系的陶瓷材料構成的。
在最上層的壓電片41上，形成單個電極35。使在整個薄片上所形成的厚度大約為2μm的共用電極34，介于最上層的壓電片41及其下側的壓電片42之間。另外，在壓電片42和壓電片43之間，不設置電極。這些單個電極35和共用電極34都是由例如Ag-Pd系等金屬材料構成的。
單個電極35，厚度約為1μm，如圖8(b)所示，具有與圖5所示的壓力室10相似的略呈菱形的平面形狀。略呈菱形的單個電極35中的銳角部的一端延伸出來，在其前端設有與單個電極35電連接的直徑約為160μm的圓形的焊盤部36。焊盤部36，例如由含有玻璃料的金屬構成，如圖8(a)所示，被連接在單個電極35的伸出部表面上。此外，焊盤部36，與設在FPC50上的接點電連接。
共用電極34，在未圖示的區(qū)域進行接地。共用電極34，在所有的與壓力室10對應的區(qū)域內都保持相等的接地電位。此外，單個電極35，為可以控制每個與各壓力室10對應的區(qū)域的電位，通過在各單個電極35上含有獨立的另一引線的FPC50和焊盤部36，與驅動器IC80電連接起來(參見圖2和圖3)。
下面，對執(zhí)行單元21的驅動方法進行說明。執(zhí)行單元21上的壓電片41的極化方向是其厚度方向。即，執(zhí)行單元21，將上側(與壓力室10相反一側)的一塊壓電片41做成存在活性層的層，并且將下側(壓力室10一側)的三塊壓電片42～44做成非活性層，形成所說的單一形態(tài)的結構。因此，當將單個電極35設為正或負的規(guī)定電位時，例如，如果電場和極化方向相同，則被壓電片41中的電極所夾持的外加電場部分作為活性層而發(fā)揮作用，并由于橫向壓電效應沿與極化方向垂直的方向收縮。另一方面，由于壓電片42～44不受電場影響而不會自動收縮，所以在上層壓電片41和下層壓電片42～44之間，將產生向與極化方向垂直的方向變形的差，從而使壓電片41～44整體向非活性側一側突出變形(單一形態(tài)變形)。這時，如圖8(a)所示，由于壓電片41～44的下表面被固定再劃分壓力室10的空腔板22的上表面上，所以，結果是，壓電片41～44向壓力室10一側凸出變形。因此，壓力室10的容積下降，壓力室10內的墨水的壓力上升，從而從與壓力室10連通的噴嘴8噴出墨水。之后，當使單個電極35返回與共用電極34相同的電位時，由于壓電片41～44恢復原來的形狀，壓力室10的容積返回至原來的容積，所以從歧管5一側吸入墨水。
下面，對貯存器單元71的結構進行詳細說明。如圖9～圖11所示，貯存器單元71具有從上起依次層疊第1貯存器平板60、第2貯存器平板61、第3貯存器平板62、第4貯存器平板63以及第5貯存器平板64這5塊平板的結構，被配置在打印頭主體70(執(zhí)行單元21和空腔平板22)上側。各貯存器平板60～64，是沿主掃描方向延伸的略呈矩形的金屬平板。如圖10所示，貯存器單元71包括從外部供給墨水的供墨口3a、貯存從這些供墨口3a供給的墨水的墨水貯存器3c、從供墨口3a經過墨水貯存器3c而到達歧管5的供墨流路65以及設在供墨流路65的墨水貯存器3c上游側部分的用于過濾墨水的過濾器66。
在第1貯存器平板60的主掃描方向的兩端部上，設有與供墨管75(參見圖2)連接起來的供墨口3a和與排氣管77(參見圖2)連接起來的排氣口3b。
在第2貯存器平板61中的圖11的左側區(qū)域，形成與供墨口3a連通的用于安裝過濾器66的過濾器安裝孔90。在該過濾器安裝孔90的厚度方向中間部上，沿著過濾器安裝孔90的內周，形成階梯狀的過濾器支撐部91，通過該過濾器支撐部91將過濾器66支撐在過濾器安裝孔90內部。
過濾器66，用于過濾供墨流路65內的墨水，以防止灰塵等粘附在下游的噴嘴8和壓力室10等上。而且，為防止可能會堵塞噴嘴8的灰塵等流向下游，過濾器66的網眼遠小于噴嘴的直徑。此外，在本實施方式中，過濾器66的越往圖10的右側部分，過濾阻力越小。因此，從位于圖10的左側的供墨口3a供給的墨水，越往過濾器66的下游一側越易于流動。如上所述，由于過濾器66的網眼非常細小，所以雖然空氣容易滯留在過濾器66附近，但是越往右側的下游一側流路阻力越小，所以空氣容易隨著墨水流排出。例如，為減小過濾器66的流路阻力，越往右側網眼越大，從而可以更加容易地將空氣排出。
在第2貯存器平板61中的圖11的右側區(qū)域的下表面一側，形成與過濾瓷器安裝孔90連通并到達墨水貯存器3c的墨水下落口92的墨水下落流路68。在第3貯存器平板62的俯視圖中看來，大致在中央位置上形成墨水下落口92。而且，墨水下落流路68從過濾器安裝孔90向圖11的右方延伸，反轉之后在向左延伸而與大致位于中央位置的墨水下落口92連通，形成U字形。
在第4貯存器平板63上，設有貯存器孔93，以形成沿主掃描方向(圖11的左右方向)細長的墨水貯存器3c。該貯存器孔，相對于整個平板區(qū)域，占有相當大的面積。該貯存器孔93的上下兩側分別被第3貯存器平板62和第5貯存器平板64堵住。墨水貯存器3c，在俯視圖中看來，分叉并延伸到與流路單元4的歧管5的開口部5b(參見圖4)重合的位置為止。此外，墨水貯存器3c，具有與使墨水從墨水下落口92下落的位置一第4貯存器平板63的中央位置成點對稱的平面形狀。因此，如圖11所示，從墨水下落口92流入墨水貯存器3c內的墨水，從墨水貯存器3c的中央部，沿著朝向形成于主掃描方向的兩端部附近的墨水貯存器3c的兩個端部的兩個主流路95流動，另外，并從這兩個主流路95分叉，沿著朝向形成于副掃描方向的端部的各端部的八個旁流路96流動。
在第5貯存器平板64上，設有長孔狀的墨水流出孔94，以形成用于使墨水貯存器3c內的墨水流向歧管5的墨水流出流路3d。在第5貯存器平板64的寬度方向兩側，從俯視看來，在與歧管5的開口部5b重合的位置上，沿主掃描方向各形成5個墨水流出孔94。
從而，構成從供墨口3a，經由過濾器安裝孔90的內部、墨水下落流路68、墨水貯存器3c以及墨水流出流路3d而到達歧管5的供墨流路65，另外，墨水從該供墨流路65供給流路單元4的各單個墨水流路32(參見圖6)。
但是，在該噴墨打印機101中，當初次在未使用過的噴墨打印機101上安裝墨盒121時，或當用新墨盒121更換墨水用完的墨盒121時等等，通過由控制裝置120(參見圖1)發(fā)出的指令來實行清除處理，以排出使用之前充滿供墨流路65的空氣，或更換墨盒121的操作過程中混入的空氣。在此，當進行該清除處理時，如果從噴嘴8排出供墨流路65內的空氣，由于需要使其通過因網眼細小而流路阻力大的過濾器66之后，還要使其通過從歧管5分叉的流路面積狹窄的單個墨水流路32來排出空氣，所以必須增大清除處理過程中由供給泵76所產生的墨水的供給壓力，從而導致供給泵76的大型化。或，由于通過一次清除處理不能完全排凈供墨流路65內的空氣，通過過濾器66的細小的氣泡狀的空氣可能會殘留在供墨流路65和單個墨水流路32內，而對從噴嘴8的噴墨特性產生不利影響，所以為完全排凈空氣需要連續(xù)進行多次清除處理。
因此，在本實施方式的噴墨打印機101中，如圖10、圖11所示設有從供墨流路65的過濾器66的下游側部分分叉的排氣流路67。如圖11所示，該排氣流路67，從墨水下落流路68的U字狀前端部產生分支，易于使通過過濾器66的混有氣泡狀空氣的墨水從主流路-墨水下落流路68流入排氣流路67。此外，雖然由于空氣難以通過因網眼細小而流路阻力大的過濾器66，所以空氣容易滯留在過濾器66的上游側附近，但是可以使排氣流路67從過濾器66的下游側部分分叉，從而通過實行清除處理來可靠排出滯留在過濾器66附近的空氣。
此外，如圖10所示，排氣流路67，從其分支位置沿水平延伸后，朝著用于將空氣排到外部的排氣口3b，向上延伸。因此，空氣不會滯留在排氣流路67內，并可以通過空氣自身的浮力將其可靠地從排氣口3b排到噴墨頭1外部。另外，設定該排氣流路67的流路長度和流路面積，以使其流路阻抗小于分支位置以下的下游側的供墨流路65和單個墨水流路32的流路阻力之和。因此，供墨流路65內的墨水，易于從分支位置流向流路阻力小于單個墨水流路32一側的排氣流路67一側，即使不增大從供墨口3a的墨水的供給壓力，也可以將空氣從流路阻力小的排氣流路67可靠排出。
另外，在本實施方式中，如圖11所示，在第1貯存器平板60的主掃描方向的端部，位于圖11的下方的角部設有供墨口3a，另一方面，在關于第1貯存器平板60中心，與設有供墨口3a的角部對稱的角部上，設有排氣口3b。
相對于此，在第2貯存器平板61上，形成與供墨口3a連通并安裝有過濾器66的過濾器安裝孔90、墨水下落流路68和排氣流路67。過濾器安裝孔90與供墨口3a的連通部，位于第2貯存器平板61的圖11的左端部下側附近的角部上，另一方面，排氣流路7中用于將空氣排到外部的向上延伸的部分，位于第2貯存器平板61的圖11的右端部上側附近的角部。
此外，第4貯存器平板63的墨水貯存器3c的兩個端部中，圖11左側的端部位于第4貯存器平板63的左端部上側附近的角部，另一方面，右側的端部位于第4貯存器平板63的右端部下側附近的角部。
即，貯存器單元71的供墨流路65，沿著從第2貯存器平板61的圖11中的左下角部到右上角部的對角線，相對于整個第2貯存器平板61的區(qū)域占有較大區(qū)域地形成貫通孔和溝槽結構。另外，在夾住第3貯存器平板62并層疊起來的第4貯存器平板63上，供墨流路65，沿著從圖11中的左上角部到右下角部的對角線，占有整個區(qū)域中的較大區(qū)域地形成貫通孔。
因此，在大區(qū)域所形成的第2貯存器平板1的供墨流路65和第4貯存器平板64的供墨流路65，從各平板的層疊方向(與圖11的紙面垂直的方向)看來被相互交錯地配置。因此，第1貯存器平板60和第5貯存器平板64共同構成的貯存器單元71，局部剛性偏差少，所以在強度上相平衡的狀態(tài)下，形成流路阻力低的供墨流路65和排氣流路67。即，具有由高排氣性能得出的良好的維護性的同時，可以構成由剛性良好的平衡得到的高裝配精度的噴墨打印機。
此外，如圖2所示，在與排氣口3b連接起來的排氣管77上設有可以開閉該排氣流路67的排氣閥78。該排氣閥78由電磁閥構成，通過各噴墨頭1的打印頭控制部72內的清除控制部72a(參見圖12)，將墨水供給供墨流路65，并且與用于清除供墨流路65內的空氣的清除處理聯(lián)動進行開閉。
參照圖12的功能方框圖，對控制清除處理的清除控制部72a進行說明。清除控制部72a，由以下部分構成裝載在基板82上的打印頭控制部72的CPU、存儲用于清除處理控制的程序以及數(shù)據(jù)等的ROM、以及實行用于清除處理的程序時暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM等等。
當對于控制裝置120，輸入來自在規(guī)定的墨盒安裝位置上檢測墨盒121的墨盒檢測部122(墨盒檢測裝置)的信號時，從控制裝置120對各打印頭控制部72的清除控制部72a輸出開始清除處理的信號。在此，作為墨盒檢測部122，可以采用光學傳感器、非接觸式傳感器、限位開閉等各種公知的傳感器類。
而且，清除控制部72a，當接收來自控制裝置120的開始清除處理的信號時，由該清除控制部72a，對從供墨口3a將墨水供給到貯存器單元71內的供給泵76輸出起動信號的同時，對可以開閉排氣流路67的排氣閥78輸出打開信號。此外，清除控制部72a，如后所述，是從開始清除經過規(guī)定時間后終止清除處理而構成的，當終止該清除處理時，對供給泵76輸出停止信號的同時，對排氣閥78輸出關閉信號。另外，該清除控制部72a相當于本發(fā)明的閥關閉裝置。
下面，再參照圖13的流程圖對安裝墨盒121時所實行的清除處理進行說明。另外，在以下說明中，Si(i＝10，11……)表示步驟。
在新使用噴墨打印機101時，或，更換新的墨盒121時等，如果在設于噴墨打印機101上的規(guī)定盒安裝位置上安裝了墨盒121，則由墨盒檢測部122檢測出安裝墨盒121(S10是)，控制裝置120對各打印頭控制部72的清除控制部72a輸出開始清除處理的信號。
清除控制部72a接收開始清除處理的信號而開始清除處理時，計時器T被設定后(S11)，排氣閥78打開，排氣流路67打開(S12)，接下來，供給泵76起動，墨水從供墨口3a供給到供墨流路65內(S13)。之后，當從供墨口3a的墨水供給時間超過規(guī)定時間T1時(S14是)，清除控制部72a終止清除處理。即，排氣閥78關閉，排氣流路67被關閉(S15)，接著，供給泵76停止，終止從供墨口3a供給墨水(S16)。在此，進行清除處理的時間T1，根據(jù)供墨流路65和排氣流路67的流路容積和供給泵76的噴出量設定，以使在終止清除處理時，開始清除處理的時間點以后從供墨口3a供給的墨水，至少充滿供墨流路5和排氣流路67內。因此，在清除處理前，至少殘留在供墨流路65和排氣流路67內的墨水和空氣，當經過時間T1后終止清除處理時，由于被開始清除處理后供給的墨水完全置換，所以可以可靠排出供墨流路65內的空氣。
根據(jù)上述的第1實施方式的噴墨打印機101，排氣流路67從供墨流路65的過濾器66下游側部分分支。即，由于排氣流路67從歧管5對每個壓力室分支的單個墨水流路32的上游開始分支，由于供墨流路65內的大部分空氣隨著墨水一起流向排氣流路67，所以可以輕松排除供墨流路65內的空氣。
此外，雖然用于過濾墨水的過濾器66的網眼被設定為遠小于噴嘴直徑，而形成易滯留空氣的結構，但是通過使流路阻力小的排氣流路67從過濾器66和歧管5之間分支，可以提高通過過濾器66的墨水流量。因此，由于可以產生足以使空氣通過過濾器66的壓力差，所以可以不使過濾器66中的空氣滯留地可靠地排出流路內的空氣。此外，與從和各壓力室10(噴嘴8)對應的多個墨水流路32排出空氣的情形相比，小的墨水供給壓力即可，所以可以使供給泵76小型化。另外，由于可以從歧管5上游將通過網眼小的過濾器66的氣泡狀的空氣排出，所以可以可靠排出滯留在過濾器66附近的空氣，從而可以有力防止細小的氣泡狀的空氣流入流路面積小的單個流路32內，附著在壓力室10和噴嘴8等的內壁上從噴嘴8的噴墨特性下降。
由于可開閉排氣流路67的排氣閥78，在開始清除處理時開放，所以可以通過排氣流路67將供墨流路65內的空氣輕松排到外部。另外，由于排氣閥78在終止清除處理時關閉，所以可以防止多余的墨水被從排氣流路排掉。此外，由于以合適的時限來開閉排氣流路67，所以可以減少完全排凈空氣所需的清除處理的次數(shù)。
另外，在第1實施方式中，雖然來自墨盒檢測部122的檢測信號被輸入給控制裝置，通過控制裝置120來判斷清除處理的開始，但是，所述檢測信號也可以直接輸入給打印頭控制部72的清除控制部72a，通過打印頭控制部72判斷清除處理的開始。
此外，在該第1實施方式中，雖然在安裝墨盒121時實行清除處理，但是也可以在由使用者操作設置在噴墨打印機101的操作面板上的清除開始按鈕等時，實行清除處理?；蛘撸部梢酝ㄟ^紙張的打印頁數(shù)、向噴墨打印機101的電源接通時間等判斷，根據(jù)噴墨打印機101的使用頻率，實行清除處理。此外，還可以在由使用者直接操作排氣閥78，或操作設置在操作面板上的閥開閉按鈕等時，進行排氣閥78的開閉操作。另外，還可以由手動閥構成排氣閥778，通過使用者的手動操作來進行開閉。
下面，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。該第2實施方式，與上述第1實施方式相比，雖然在從供墨口3a經過墨水貯存器3c而到達歧管5的供墨流路65中，在排氣流路從歧管5分支這一點上不同，但是除此以外的結構相同。另外，在以下的說明中，對于與上述第1實施方式相同的結構，標注相同標號并適當省略說明。
首先，如圖14所示，在打印頭主體70A的流路單元4中，在3塊歧管平板26A～28A中位于最下方的歧管28A上，形成用于形成歧管5的歧管形成孔28e。歧管5由貯存供給噴嘴8的墨水的多個副歧管5a，和用于將從貯存器單元71的墨水流出流路3d流入的墨水導入到副歧管5a中的墨水導入路徑5b構成。此外，形成與歧管形成孔28c連通，并分別沿平板的長度方向和寬度方向延伸的兩個長孔28a、28b。這些長孔28a、28b，分別從形成從歧管形成孔28c中位于主掃描方向的端側(圖14的右端側)的2個墨水導入路徑5b到達副歧管5a的流路的部分產生分支。
在上述歧管平板27A上，形成沿平板的寬度方向延伸的長孔27a。該長孔27a，其兩端部與歧管平板28A的長孔28a、28b在俯視圖中相互重合而形成。另外，在位于該歧管平板27A的上側的歧管平板26A、供給板25A、縫隙板24A、底板23A和空腔板22A之上的，從俯視看與歧管平板27A的長孔27a重合的位置上，分別形成孔26a、25a、24a、23a和22a。
另一方面，如圖15所示，在貯存器平板71A中，從俯視看來，在第5貯存器平板64A、第4貯存器平板63A的與流路單元4A的孔22a重合的位置上，分別形成孔64a、63a。此外，在其上的第3貯存器平板62A上形成長孔62a，該長孔62a，其一端部與第4貯存器平板63A的孔63a在俯視圖中相互重合而形成。另外，形成有孔61a，在之上的第2貯存器平板的俯視圖中與第3貯存器平板62A的長孔62a重合，并與在第1貯存器平板上所形成的排氣口3b連通。
因此，排氣流路67A，從歧管5的空氣導入路徑5b分叉，從下面通過流路單元4A內的長孔28a、28b，長孔27a，孔26a、25a、24a、23a、22a，和貯存器單元71A內的孔64a、63a，長孔62a，孔61a的內部到達排氣口3b而構成的。由于該排氣流路67A，從接近噴嘴8的歧管5處分叉，所以，可以防止通過過濾器66的氣泡狀的空氣從歧管5流入壓力室10和噴嘴8等。
此外，由于形成排氣流路67A從歧管5分叉的分支部的歧管平板28A上的長孔28a、28b，分別從形成從歧管5的兩個墨水導入路徑5b到達副歧管5a的流路的部分分叉，所以可以從分支為副歧管5a之前的流路面積較大的部分排出空氣，在易于排出空氣的同時，還可以可靠防止空氣流入壓力室10和噴嘴8。
另外，在該第2實施方式中，雖然排氣流路67A從歧管5的開口部5b到達副歧管5a的流路中的兩處分叉，但是其分支數(shù)并不限于兩個。此外，排氣流路還可以從由歧管5分叉為多個的各副歧管5a產生分叉。
下面對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。該第3實施方式，與上述第2實施方式相比，不同之處在于，除了排氣流路67A以外，還形成排氣流路67B。其他方面與第2實施方式相同。另外，在以下的說明中，對于結構與上述第2實施方式相同的元件，標注相同標號并適當省略說明。
如圖16所示，形成與歧管形成孔28c連通，并分別沿平板的長度方向和寬度方向延伸的兩個長孔28d、28e。這些長孔28d、28e，分別從歧管形成孔28c中的形成由位于主掃描方向上的歧管形成孔的端側(圖16的左端側)的2個墨水導入路徑5b延伸到副歧管5a的流路的位置產生分叉。
在位于歧管平板28A上側的歧管平板27A上，形成沿平板的寬度方向延伸的長孔27b。從俯視看來，該長孔27b的兩端部與歧管平板28A的長孔28a、28b相互重合而形成。在位于該歧管平板27A上側的歧管平板26A上，在從俯視看與歧管平板27A的長孔27b重合的位置上，形成孔26b。在位于該歧管平板27A上側的供給板25A上，在從俯視看與歧管平板27A的長孔27b重合的位置上，形成孔25b。在位于該歧管平板27A上側的縫隙平板24A上，在從俯視看與歧管平板27A的長孔27b重合的位置上，形成孔24b。在位于該歧管平板27A上側的底板23A上，在從俯視看與歧管平板27A的長孔27b重合的位置上，形成孔23b。在位于該歧管平板27A上側的空腔板22A上，在從俯視看與歧管平板27A的長孔27b重合的位置上，形成孔22b。
如圖17所示，在貯存器平板單元71A中，在第5貯存器平板64A上從俯視看與流路單元4A的孔22b重合的位置上，形成孔64b。在貯存器平板單元71A中，在第4貯存器平板63A上從俯視看與流路單元4A的孔22b重合的位置上，形成孔63b。在位于第4貯存器平板63A之上的第3貯存器平板62A上形成長孔62b，從俯視看，該長孔62b的一端與第4貯存器平板63A的孔63b相互重合。另外，在位于第3貯存器平板之上的第2貯存器平板上形成孔61b，從俯視看，該孔61b與第3貯存器平板62A的長孔62b重合，并且與在第1貯存器平板上所形成的排氣口3c連通。
此外，排氣流路67B，從歧管5的空氣導入路徑5b分叉，從下依次通過設在流路單元4A內的長孔28d、28e，長孔27b，孔26b、25b、24b、23b、22b，和設在貯存器單元71A內的孔64b、63b，長孔62b、孔61b到達排氣口3c而構成。由于該排氣流路67B，從位于噴嘴8附近的歧管5分叉，所以，可以防止通過過濾器66的氣泡狀的空氣從歧管5流入壓力室10和噴嘴8。
由于用來形成排氣流路67B從歧管5分叉的分支部的歧管平板28A上的長孔28a、28b，分別從由歧管5的兩個墨水導入路徑5b延伸到副歧管5a的流路分叉，所以可以從歧管5分叉為副歧管5a之前的流路面積較大的部分排出空氣。因此，可以容易地排出空氣，同時還可以可靠防止空氣流入壓力室10和噴嘴8。
在該第3實施方式中，雖然排氣流路67B從由歧管5的開口部5b到達副歧管5a的路徑中的兩處分叉，但是其分支數(shù)并不限于四個。此外，排氣流路還可以從由歧管5分叉為多個的各副歧管5a產生分叉。
權利要求
1.一種噴墨打印機，包括流路單元，包含在一平面內延伸的共用墨水室和從所述共用墨水室經過壓力室到達噴嘴的多個單個墨水流路；和貯存器單元，包含固定在所述流路單元上的從外部供給墨水的供墨口和用于貯存從該供墨口供給的墨水的墨水貯存器；其特征在于，包括供墨流路，從所述供墨口經過所述墨水貯存器而到達所述共用墨水室；排氣流路，從所述供墨流路分叉；以及排氣閥，可開閉所述排氣流路。
2.如權利要求1所述的噴墨打印機，其特征在于，具有閥開閉裝置，當開始清除處理，將墨水從所述供墨口供給所述供墨流路并清除供墨流路內的空氣時，打開所述排氣閥；當終止所述清除處理時，關閉所述排氣閥。
3.如權利要求2所述的噴墨打印機，其特征在于，具有墨盒檢測裝置，用于檢測在規(guī)定安裝位置上是否安裝有墨盒；當由所述墨盒檢測裝置檢測出新安裝了墨盒時，開始所述清除處理。
4.如權利要求2或3所述的噴墨打印機，其特征在于，當終止所述清除處理時，在開始所述清除處理的時刻以后，從所述供墨口供給的墨水，至少充滿供墨流路和排氣流路。
5.如權利要求1～4的任意一項所述的噴墨打印機，其特征在于，在所述供墨流路的墨水貯存器的上游側部分設有用于過濾墨水的過濾器，所述排氣流路從所述供墨流路中的所述過濾器的下游側部分分叉。
6.如權利要求5所述的噴墨打印機，其特征在于，所述排氣流路，從所述供墨流路的所述墨水貯存器的上游側部分分叉。
7.如權利要求6所述的噴墨打印機，其特征在于，所述供墨流路具有墨水下落流路，從所述供墨口在所述一平面內大致呈U字形延伸而到達墨水貯存器的墨水下落口；所述排氣流路，從所述墨水下落流路的U字形前端部分分叉。
8.如權利要求1～5的任意一項所述的噴墨打印機，其特征在于，所述排氣流路，從將墨水導入所述共用墨水室的墨水導入路徑分叉。
9.如權利要求1～8的任一項所述的噴墨打印機，其特征在于，所述排氣流路，從由所述供墨流路的分支位置，朝著用于將空氣排到外部的排氣口，向上延伸。
10.如權利要求1～9的任意一項所述的噴墨打印機，其特征在于，在所述排氣流路打開的狀態(tài)下，排氣流路的流路阻力小于所述供墨流路中排氣流路的分支位置以下的下游側部分的流路阻力與所述單個墨水流路的流路阻力的總和。
全文摘要
提供一種可以容易地排出供墨流路內的空氣的噴墨打印機。噴墨打印機(101)，包括貯存器單元(71)，其含有從外部供給墨水的供墨口(3a)和用于貯存從該供墨口(3a)供給的墨水的墨水貯存器(3c)，另外，由于具有從由供墨口(3a)經過墨水貯存器(3c)而到達歧管(5)的供墨流路(65)中的過濾器(66)下游側部分分叉的排氣流路(67)，和可以開閉該排氣流路(67)的排氣閥，所以可以容易地將供墨流路(65)內的空氣從排氣流路(67)排出。
文檔編號B41J2/175GK1626347SQ2004101000
公開日2005年6月15日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權日2003年12月11日
發(fā)明者廣田淳, 渡邊英年, 近本忠信 申請人:兄弟工業(yè)株式會社