專利名稱：噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向能連續(xù)印字工作的噴墨記錄裝置的記錄頭供給墨水的墨水供給裝置。
背景技術(shù)：
在向噴墨記錄裝置的記錄頭供給墨水的過程中，作用在記錄頭上的供給墨水壓力應(yīng)該恒定，不應(yīng)該在墨水中混入氣泡。可是，原有這種墨水供給裝置，例如，像日本專利公報特開平6-106731號中記載的那樣，除了儲藏墨水的主箱以外還使用副箱，從該副箱供給記錄時的墨水，在該副箱內(nèi)的墨水量為一定值以下時由主箱補給墨水。在這樣的墨水供給裝置中，由墨水供給泵從副箱向記錄頭供給墨水，在副箱上設(shè)置排氣裝置，副箱內(nèi)的墨水的液面經(jīng)該排氣裝置與大氣連通。
在該原有的墨水供給裝置中，由于由墨水供給泵向記錄頭供給墨水，所以往往由于墨水供給泵的變動，向記錄頭的墨水供給壓力產(chǎn)生變動而導(dǎo)致印字變得不穩(wěn)定。另外，由于在向記錄頭供給墨水的箱(副箱)上設(shè)置排氣裝置，而使該箱的墨水液面與大氣連通，所以空氣經(jīng)墨水液面混入墨水液中，該混入的空氣與墨水一起被送入記錄頭，從而往往會影響來自記錄頭的墨水噴嘴的墨水滴的正確輸出。
另外，向噴墨記錄裝置的記錄頭供給的墨水的供給壓力，最好為針對記錄頭的工作狀態(tài)，例如清潔時，初期充填時、印字時、記錄頭面的擦拭時、擦拭刮板的清潔時等各個狀態(tài)的最佳值。
為此，對于原有的這種墨水供給裝置，如日本專利公報特開平11-20180號及日本專利公報特開平7-137286號中記載的那樣，根據(jù)印字時或記錄頭的擦拭時等的狀況，使作為向記錄頭供給墨水的墨水供給源的墨水箱物理地上升或者下降，從而使墨水箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭變化來改變作用在記錄頭上的墨水壓力。
即，這些原有的墨水供給裝置，為了向記錄頭供給墨水，都是通過升降設(shè)置在緊靠記錄頭的前面的墨水箱(主箱)來調(diào)整墨水液面相對于記錄頭的高度。另外，也通過對墨水供給壓力的測定，對墨水液面的高度(位置水頭)進行軟件控制。
可是，對于工業(yè)用的噴墨記錄裝置，由于以連續(xù)工作為條件，所以墨水箱為大容量，因為墨水箱成為大型的，其容量也就變大。為此，在上述原有的技術(shù)中，用于升降該主箱的驅(qū)動源及驅(qū)動構(gòu)造都為大規(guī)模的機構(gòu)，從而在設(shè)置空間和制造成本等方面都存在問題。
另外，由于墨水箱的大型化，由該墨水箱的升降而引起的液面控制的反應(yīng)不靈敏。再有，通過墨水供給壓力的測定對墨水液面的位置水頭進行軟件控制，也使控制裝置變得復(fù)雜且在成本上存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在于，提供使向記錄頭的墨水供給壓力恒定，同時可以向記錄頭供給少混入空氣的墨水的墨水供給裝置。
為了達到上述第1目的，本發(fā)明的墨水供給裝置，在噴墨記錄裝置中的記錄頭上，連接由主箱補充墨水的副箱，并使相對于記錄頭的印字頭面的副箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭為恒定。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于相對記錄頭的印字頭面、與記錄頭連接的副箱的墨水液面的位置水頭是恒定的，所以可以使向記錄頭供給的墨水的供給壓力(背壓)保持恒定，可以穩(wěn)定地由記錄頭進行印字。
在上述結(jié)構(gòu)的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置中，在副箱上設(shè)置檢測該副箱內(nèi)的墨水液面的液面檢測計，在從主箱向副箱供給墨水的墨水供給管上設(shè)置墨水供給泵，該墨水供給泵根據(jù)液面檢測計的檢測值控制泵的動作，以使副箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭恒定。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以用簡單的結(jié)構(gòu)得到用于使相對于記錄頭的印字頭面的副箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭保持恒定的機構(gòu)。
另外，在上述結(jié)構(gòu)的噴墨記錄裝置中的記錄頭中，在副箱上設(shè)置去除副箱內(nèi)的墨水中的空氣的排氣裝置，和/或在副箱內(nèi)的墨水液面上漂浮有覆蓋該墨水液面的浮標。
根據(jù)這些結(jié)構(gòu)，由于用排氣裝置可以去除向記錄頭供給墨水的副箱內(nèi)的墨水中的空氣，所以可以控制空氣混入到從副箱向記錄頭供給的墨水中。另外，由于在該副箱的墨水液面上漂浮有覆蓋該墨水液面的浮標，所以該液面與箱內(nèi)的大氣被切斷，可以減少空氣向墨水中的混入。因此，可以減少空氣混入由記錄頭的輸出噴嘴噴出的墨水滴中而引起的各種故障的發(fā)生，從而可以穩(wěn)定地印字。
本發(fā)明的第2個目的在于，能夠以輕裝備且低成本地制造調(diào)整相對于記錄頭的墨水液面的位置水頭的機構(gòu)。
為了達到上述第2目的，本發(fā)明的墨水供給裝置，在噴墨記錄裝置中的記錄頭和主箱之間設(shè)置背壓箱，使其與記錄頭連接，同時根據(jù)墨水的消耗量從主箱補給墨水以使墨水液面的高度保持恒定。通過在高度方向調(diào)節(jié)該背壓箱的位置，可以調(diào)節(jié)相對于記錄頭的印字頭面的背壓箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與主箱比較，可以小型輕量地制造用于調(diào)節(jié)相對于記錄頭的墨水液面的位置水頭的、能升降的背壓箱，所以能夠以輕裝備且低成本地制造升降該背壓箱來調(diào)節(jié)位置水頭的位置水頭調(diào)整機構(gòu)。
另外，由于用于得到位置水頭的背壓箱，如上述那樣是小型且容量小的，所以由背壓箱的升降所產(chǎn)生的液面控制的響應(yīng)性得到改善，同時維修性也有所提高。另外，由于通過背壓箱的升降進行墨水液面的位置水頭的調(diào)整，所以，與通過測定墨水供給壓力來軟件控制墨水液面的位置水頭的場合相比，控制裝置簡易，從而可以用低成本提供該控制裝置。
另外，可以把主箱設(shè)置在裝置主動側(cè)等空間內(nèi)，在記錄頭附近設(shè)置比主箱小的背壓箱，從而可使記錄頭側(cè)的結(jié)構(gòu)緊湊。而且，由于在該背壓箱中根據(jù)墨水消耗量從主箱補充墨水，所以能長時間地連續(xù)工作。
而且，由于可以任意地調(diào)整由上述背壓箱所產(chǎn)生的位置水頭，所以可以精確地控制記錄頭中的墨水充填時、清潔時、印字時、擦拭時等的供給墨水壓力。
另外，在上述結(jié)構(gòu)的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置中，用箱升降裝置可升降地支承背壓箱，用箱升降裝置，使相對于記錄頭的印字頭面的背壓箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭，在印字時比記錄頭的印字頭面低，在擦拭時等于或高于記錄頭的印字頭面，在清潔時等于或高于擦拭時，在初期充填時等于或高于清潔時。而且，在該裝置中，最好使記錄頭印字時的位置水頭H1為大致-20mm，使擦拭時的位置水頭H2為10～20mm，使清潔時的位置水頭H3為35～45mm，使初期充填時的位置水頭H4為大致45mm。另外，在該裝置中，也可以使記錄頭的印字時的位置水頭H1為大致-30mm，使擦拭時的位置水頭H2為10～20mm，使清潔時的位置水頭H3為40～100mm，使初期充填時的位置水頭H4為大致300mm。


圖1是示意地表示本發(fā)明的墨水供給裝置的第1實施例的墨水供給系統(tǒng)的說明圖。
圖2是示意地表示本發(fā)明的墨水供給裝置的第2實施例的墨水供給系統(tǒng)的說明圖。
具體實施例方式
通過參照表示本發(fā)明的理想的實施例的附圖并研究下面詳細的說明和權(quán)利要求書，可以明確本發(fā)明的上述及其他的目的、特征及優(yōu)點及其實現(xiàn)方法，也能很好地理解本發(fā)明。
首先，對本發(fā)明的第1實施例進行說明。
圖1是示意地表示本發(fā)明的噴墨記錄裝置的墨水供給裝置的墨水供給系統(tǒng)的說明圖。
圖1中，1是噴墨記錄裝置的記錄頭，2是經(jīng)墨水供給管3與該記錄頭1連接的副箱，4是經(jīng)墨水供給管5與該副箱2連接的主箱。在連接主箱4和副箱2的墨水供給管5上，安裝有根據(jù)副箱2內(nèi)的墨水6的消耗量從主箱4補給墨水的墨水供給泵7、過濾器8和電磁閥9。上述兩墨水供給管3、5與副箱2的底部等的至少比墨水液面低的位置連接。
上述記錄頭1，例如為使用壓電元件等機電轉(zhuǎn)換器的部件，用未圖示的控制裝置控制其動作。
在副箱2內(nèi)，安裝有與收納在其中的墨水6的液面的大致整個面接觸的浮動的浮標10。另外，在該副箱2內(nèi)，設(shè)置通過箱內(nèi)的浮標10的位置檢測來檢測墨水6的液面高度的液面檢測計11。上述墨水供給泵7及電磁閥9的動作，由未圖示的控制裝置根據(jù)該液面檢測計11的檢測值進行控制。
即，當副箱2內(nèi)的墨水6經(jīng)墨水供給管3向記錄頭1供給而導(dǎo)致其液面下降時，由來自檢測出此時的液面下降的液面檢測計11的信號打開電磁閥9，同時墨水供給泵7進行動作，從主箱4向副箱2供給墨水。然后，當該墨水供給量為規(guī)定量，上述副箱2內(nèi)的墨水液面返回到規(guī)定的位置時，由來自檢測液面的液面檢測計11的信號使墨水供給泵7停止，同時關(guān)閉電磁閥9并停止墨水的供給。這樣，副箱2內(nèi)的墨水6的液面總是維持在規(guī)定的高度上。
從而，上述副箱2內(nèi)的墨水6的液面和記錄頭1的記錄頭面的高度方向的位置關(guān)系成為恒定，因此，相對于記錄頭1的印字頭面的墨水6的液面的位置水頭H保持恒定。副箱2經(jīng)過濾器12與大氣連通。
在副箱2的比墨水6的液面低的位置上，連接有用于排出副箱2內(nèi)的墨水6中的空氣的排氣裝置13。在主箱4上也連接有用于排出該箱內(nèi)的墨水中的空氣的排氣裝置14。該兩排氣裝置13、14是循環(huán)型的裝置，使各箱內(nèi)的墨水分別通過排氣裝置13、14來進行排氣。
在上述結(jié)構(gòu)中，通過由未圖示的控制裝置控制記錄頭1而使其動作，對在從記錄頭的下面距離0.5～1.5mm的位置上移動的紙張(被記錄材料)進行印字。
這時，與記錄頭1中的墨水輸出量相對應(yīng)的量的墨水，由副箱2經(jīng)墨水供給管3供給。向該記錄頭1的墨水的供給，由墨水供給系統(tǒng)的毛細管現(xiàn)象及記錄頭1的墨水輸出噴嘴部上的輸出力進行。而且，由于這時的副箱2中的墨水6的液面高度，由根據(jù)液面檢測計11的檢測值進行控制的墨水供給泵7的動作保持恒定，所以相對于記錄頭1的印字頭面的副箱2的液面的位置水頭H成為恒定，從而記錄頭1的輸出噴嘴部中的墨水供給壓力保持恒定。
另外，這時的副箱2及主箱4內(nèi)的墨水中的空氣，由與各自連接的排氣裝置13、14排氣。
另外，由于副箱2內(nèi)的墨水6的液面的大致整個面被浮標10所覆蓋，該液面的直接與大氣接觸的部分變小，所以可以減少大氣從該液面混入墨水中。
由此，由于在來自記錄頭1的輸出噴嘴的墨水滴輸出中，減少了由空氣混入墨水中引起的各種故障的產(chǎn)生，所以能進行穩(wěn)定的印刷。
下面，對本發(fā)明的第2實施例的進行說明。
圖2是示意地表示本發(fā)明的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置的墨水供給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2中，21是噴墨記錄裝置的記錄頭，22是經(jīng)墨水供給管23與該記錄頭21連接的背壓箱(副箱)，24是經(jīng)墨水供給管25與該背壓箱22連接的主箱。在連接主箱24和背壓箱22的墨水供給管25上，安裝根據(jù)背壓箱22內(nèi)的墨水26的消耗量從主箱24補給墨水的墨水供給泵27。上述兩墨水供給管23、25，與背壓箱22的底部等的至少比墨水液面低的位置連接。背壓箱22經(jīng)過濾器28與大氣連通。
上述記錄頭21，例如為使用壓電元件等機電轉(zhuǎn)換器的部件，由未圖示的控制裝置控制其動作。
在背壓箱22內(nèi)，安裝有在收納于其中的墨水6的液面上漂浮的板狀的浮標29。在該背壓箱22上，設(shè)置通過箱內(nèi)的浮標29的位置來檢測墨水26的液面高度的液面檢測計30。上述墨水供給泵27的動作，由未圖示的控制裝置根據(jù)該液面檢測計30的檢測值進行控制。
即，當背壓箱22內(nèi)的墨水26經(jīng)墨水供給管23向記錄頭21供給而使其液面下降時，由來自檢測出此時的液面下降的液面檢測計30的信號，使墨水供給泵27動作，從主箱24向背壓箱22供給墨水。然后，當該墨水供給量為規(guī)定量且上述背壓箱22內(nèi)的墨水液面返回到規(guī)定位置時，由來自檢測液面的液面檢測計30的信號使墨水供給泵27停止。這樣，背壓箱22內(nèi)的墨水26的液面總是維持在規(guī)定的高度上。
上述背壓箱22經(jīng)托架31由箱升降裝置23支承。該箱升降裝置32由在上下方向上螺絲擰緊在上述托架31上的絲杠軸33和在正反方向上回轉(zhuǎn)該絲杠軸33的馬達34構(gòu)成，通過正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)絲杠軸33使背壓箱22升降，通過升降該背壓箱22，使相對于記錄頭21的印字頭面的背壓箱22的液面的位置水頭變化。
在背壓箱22的比墨水26的液面低的位置上，連接用于排出背壓箱22內(nèi)的墨水26中的空氣的排氣裝置35。該排氣裝置35是循環(huán)型的裝置，使箱內(nèi)的墨水通過排氣裝置35來進行排氣。
在上述的結(jié)構(gòu)中，通過由未圖示的控制裝置的控制使記錄頭21動作，對在距離其下面0.5～1.5mm的位置上移動的紙張(被記錄材料)上進行印字。
這時，背壓箱22內(nèi)的墨水量，由根據(jù)液面檢測計30的檢測值進行控制的墨水供給泵27的動作保持恒定。另一方面，相對于記錄頭21的印字頭面的上述墨水的液面的高度，即位置水頭，可以通過由箱升降裝置32使背壓箱22升降而進行變化。
而且，將這時的墨水液面相對于記錄頭21的印字頭面的位置水頭，有選擇地設(shè)定為分別適用于印字時、擦拭時、清潔時、初期充填時的位置水頭H1、H2、H3、H4。如圖2所示，使印字時的位置水頭H1低于記錄頭的印字頭面，使擦拭時的位置水頭H2等于或高于記錄頭的印字頭面，使清潔時的位置水頭H3等于或高于擦拭時的位置水頭，使初期充填時的位置水頭H4等于或高于清潔時的位置水頭。
即，從背壓箱22吸引其與記錄頭21之間的墨水供給管23內(nèi)的空氣、向墨水供給管23內(nèi)充填墨水的初期充填時的位置水頭H4為最高，而在該經(jīng)過印字后的短暫停止期間后實施再次印字之際，用于排出混入墨水供給管23中的灰塵或固態(tài)墨水等以及混入的空氣并置換新的墨水的清潔作業(yè)時的位置水頭H3，必須為接近初期充填時的位置水頭H4的高度。
另外，在印字作業(yè)中，由于墨水對記錄頭1的壓力為負壓較理想，所以使這時的位置水頭H1比記錄頭21的印字頭面低。另一方面，使擦拭作業(yè)中的位置水頭H2為稍微偏正值。其中，作為上述各位置水頭的一個例子，使印字時的位置水頭H1為大致-20mm，使擦拭時的位置水頭為10～20mm，使清潔時的位置水頭H3為35～45mm，使初期充填時的位置水頭H4為大致45mm。作為上述各位置水頭的另一個例子，使印字時的位置水頭H1為大致-30mm，使擦拭時的位置水頭H2為10～20mm，使清潔時的位置水頭H3為40～100mm，使初期充填時的位置水頭H4為大致300mm。這些數(shù)值根據(jù)記錄頭性能，墨水特性，供給系統(tǒng)規(guī)格等進行變化。
在上述結(jié)構(gòu)中，背壓箱22的容量最好是與記錄頭21中的印字速度相稱的容量，從而，由于可以比主箱24的容量少，所以，該背壓箱22相對于主箱24成為小型、重量輕的構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，在噴墨記錄裝置中的記錄頭上，連接從主箱補充墨水的副箱，并使相對于記錄頭的印字頭面的副箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭為恒定。
2.如權(quán)利要求1所述的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，在副箱上設(shè)置檢測該副箱內(nèi)的墨水液面的液面檢測計，在從主箱向副箱供給墨水的墨水供給管上設(shè)置墨水供給泵，該墨水供給泵根據(jù)液面檢測計的檢測值控制泵的動作，以使副箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭恒定。
3.如權(quán)利要求1或者權(quán)利要求2所述的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，在副箱上設(shè)置去除副箱內(nèi)的墨水中的空氣的排氣裝置。
4.如從權(quán)利要求1到權(quán)利要求3的任一項所述的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，在副箱內(nèi)的墨水液面上漂浮有覆蓋該墨水液面的浮標。
5.一種噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，在噴墨記錄裝置中的記錄頭和主箱之間設(shè)置背壓箱，使其與記錄頭連接，同時根據(jù)墨水的消耗量從主箱補給墨水以使墨水液面的高度保持恒定；通過在高度方向調(diào)節(jié)該背壓箱的位置，可以調(diào)節(jié)相對于記錄頭的印字頭面的背壓箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭。
6.如權(quán)利要求5所述的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，用箱升降裝置可升降地支承背壓箱，用箱升降裝置，使相對于記錄頭的印字頭面的背壓箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭，在印字時比記錄頭的印字頭面低，在擦拭時等于或高于記錄頭的印字頭面，在清潔時等于或高于擦拭時，在初期充填時等于或高于清潔時。
7.如權(quán)利要求6所述的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，使記錄頭印字時的位置水頭H1為大致-20mm，使擦拭時的位置水頭H2為10～20mm，使清潔時的位置水頭H3為35～45mm，使初期充填時的位置水頭H4為大致45mm。
8.如權(quán)利要求6所述的噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置，其特征在于，使記錄頭的印字時的位置水頭H1為大致-30mm，使擦拭時的位置水頭H2為10～20mm，使清潔時的位置水頭H3為40～100mm，使初期充填時的位置水頭H4為大致300mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種噴墨記錄裝置中的墨水供給裝置。為了使向記錄頭的墨水供給壓力為恒定，同時能夠少向記錄頭中混合空氣地供給墨水，本發(fā)明的墨水供給裝置，在噴墨記錄裝置中的記錄頭上連接由主箱補充墨水的副箱，使相對于記錄頭的印字頭面的副箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭為恒定，在副箱上設(shè)置去除副箱內(nèi)的墨水中的空氣的排氣裝置，和/或在副箱內(nèi)的墨水液面上漂浮浮標。為了用輕裝備且低成本地制造調(diào)整相對于記錄頭的墨水供給的位置水頭的機構(gòu)，本發(fā)明的墨水供給裝置，在記錄頭和主箱之間，設(shè)置與記錄頭連接的同時、根據(jù)墨水的消耗量從主箱補給墨水并使墨水液面的高度保持恒定的背壓箱，通過在高度方向上調(diào)節(jié)該背壓箱的位置，可以調(diào)節(jié)相對于記錄頭的印字頭面的背壓箱內(nèi)的墨水液面的位置水頭。
文檔編號B41J2/175GK1693082SQ20051006850
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
發(fā)明者松葉浩幸, 近繩一成, 高尾重幸, 松崎哲也, 井澤秀男, 并木孝夫 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社, 株式會社宮腰