專利名稱：液體供給裝置、液體噴出裝置和液體噴出裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將液體供給至消耗該液體的消耗對象(噴墨用的液 體噴頭)的液體供給裝置、液體噴出裝置和該液體噴出裝置的控制方法。 另外，更具體地，本發(fā)明涉及在液體被供給至消耗該液體的消耗對象之 前臨時儲存液體的輔助罐中能夠容易地穩(wěn)定液面高度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
迄今為止，作為噴出(消耗)液體的液體噴出裝置的示例，可以使用 的有噴墨打印機，該噴墨打印機通過向液體噴頭供給油墨(上述液體)并從 液體噴頭的噴嘴向記錄用紙進行噴墨來形成圖像。在這種噴墨打印機中， 為了穩(wěn)定地進行噴墨，要求將油墨從儲存該油墨的墨盒(墨罐)穩(wěn)定地供給 至液體噴頭。
為了從噴墨打印機穩(wěn)定地噴出液體，有必要使液體噴頭中的油墨的 壓力相對于大氣壓力變?yōu)檩p微負(fù)壓。當(dāng)負(fù)壓太低時，油墨往往會從噴嘴 漏出，并且不能穩(wěn)定地進行噴墨。相反地，當(dāng)負(fù)壓太高時，不能噴出適 量的油墨，并且噴墨變得不穩(wěn)定。
因而，為了維持液體噴頭中的適當(dāng)負(fù)壓，通常在墨盒中容納有多孔 材料(例如聚氨酯泡沫)，并且通過該多孔材料的毛細管作用來產(chǎn)生負(fù)壓。 也可使用的一種負(fù)壓產(chǎn)生方法是，將油墨儲存在撓性墨袋中并通過例如 彈簧來拉動該墨袋。
然而，在近來的噴墨打印機中，為了實現(xiàn)高速化，噴嘴的數(shù)量有增加的趨勢。特別地，由于在行式打印頭噴墨打印機中，根據(jù)具有能夠被 打印的最大尺寸的記錄用紙的寬度來設(shè)置有多個噴嘴，因此，與通過在 紙張寬度方向上移動從而進行打印的串行打印頭打印機的噴嘴數(shù)量相 比，行式打印頭噴墨打印機中的噴嘴數(shù)量是非常大的。這樣，每單位時 間內(nèi)的油墨消耗量較大，并且在通過多孔材料產(chǎn)生負(fù)壓的方法中，沒有 充足的油墨可被供給。另外，在拉動撓性墨袋的方法中，使用了較大的 彈簧以減少負(fù)壓的變化，從而增大了噴墨打印機的尺寸。
由于這些情況，曾提供了一種技術(shù)，在該技術(shù)中，在向液體噴頭供 給油墨之前將該油墨臨時儲存在次級墨罐(輔助罐)中，并且次級墨罐被設(shè)
置在噴嘴下方從而基于水頭差(waterheaddifference)來維持負(fù)壓。如果充 分地保證次級墨罐的油墨保持容積，并將次級墨罐中的油墨液面高度維 持在預(yù)定范圍內(nèi)，則液體噴頭中的油墨的壓力變?yōu)檫m當(dāng)范圍內(nèi)的負(fù)壓， 該負(fù)壓使得能夠形成彎月面(meniscus)(例如參照日本專利申請公開公報 No. 2008-132762 (專利文獻l))。
然而，在專利文獻1所論述的技術(shù)中，為了將次級墨罐的油墨液面 高度維持在預(yù)定范圍內(nèi)，必需使用控制液面高度的傳感器。特別地，如 果噴墨打印機是彩色噴墨打印機，則次級墨罐被用于各種顏色的油墨(至 少三種顏色；當(dāng)使用很多顏色時多達六種或八種顏色)。這樣，必需使用 大量的傳感器。因此，噴墨打印機不僅大型化而且變得昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的是在向液體噴頭(消耗液體的消耗對象) 供給油墨之前臨時儲存該油墨(液體)的次級墨罐(輔助罐)中能夠容易地 穩(wěn)定液面高度，還能夠?qū)崿F(xiàn)小型化且低成本的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠通過下面的裝置和方法來解決上述問題。
本發(fā)明的一個實施例提供了一種液體供給裝置，其包括儲存液體 的液罐，所述液體被供給至消耗所述液體的消耗對象；用于輸送儲存在 所述液罐中的所述液體的輸送泵；在所述液體被供給至所述消耗對象之 前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的輔助罐；以及返回管，當(dāng)儲 存在所述輔助罐中的所述液體的量大于或者等于一定量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐。
在本發(fā)明的上述實施例中，儲存在所述液罐中的液體被所述輸送泵 輸送，并且在該液體被供給至所述消耗對象之前將該液體臨時儲存在所 述輔助罐中。然后，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的液體變成大于或者等于一 定量時，該液體通過所述返回管從所述輔助罐返回至所述液罐。這樣， 在將液體供給至消耗對象的液體供給裝置中，被設(shè)置在用于輸送液體至 所述消耗對象的輸送路徑中的所述輔助罐內(nèi)的液體不會變成大于或者等 于一定量。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種液體噴出裝置，其包括能夠?qū)⑺?供給的液體從噴嘴噴出的液體噴頭；儲存由所述液體噴頭噴出的所述液 體的液罐；用于輸送儲存在所述液罐中的所述液體的輸送泵；在所述液 體被供給至所述液體噴頭之前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的 輔助罐；以及返回管，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的所述液體的量大于或者 等于一定量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐。
在本發(fā)明的上述另一實施例中，儲存在所述液罐中的液體被所述輸 送泵輸送，并且在該液體被供給至所述液體噴頭之前將該液體臨時儲存 在所述輔助罐中。然后，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的液體變成大于或者等 于一定量時，該液體通過所述返回管從所述輔助罐返回至所述液罐。于 是，在將液體從液體噴頭的噴嘴噴出的液體噴出裝置中，被設(shè)置在用于 輸送液體至所述液體噴頭的輸送路徑中的所述輔助罐內(nèi)的液體不會變成 大于或者等于一定量。結(jié)果，根據(jù)所述輔助罐中的液面高度，所述液體 噴頭中的液體的壓力被維持在的適當(dāng)范圍內(nèi)。
本發(fā)明的又一實施例提供了一種液體噴出裝置的控制方法。所述液 體噴出裝置包括能夠?qū)⑺┙o的液體從噴嘴噴出的液體噴頭；儲存由 所述液體噴頭噴出的所述液體的液罐；用于輸送儲存在所述液罐中的所 述液體的輸送泵；用于控制所述輸送泵的驅(qū)動的控制裝置；在所述液體 被供給至所述液體噴頭之前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的輔 助罐，所述輔助罐被設(shè)置在所述噴嘴的下方從而使得所述液體噴頭中的 所述液體的壓力為負(fù)壓；以及返回管，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的所述液 體的量大于或者等于一定量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐。所述控制方法包括如下步驟由所述控制裝置驅(qū)動所述 輸送泵且滿足t^Q/V，這里的t是用于驅(qū)動所述輸送泵的驅(qū)動時間，V 是每單位時間內(nèi)所述輸送泵的液體輸送量，并且Q是所述輔助罐中的液
體變化量，所述輔助罐中的所述液體變化量使得所述液體噴頭中的所述 液體的壓力能夠相對于大氣壓力被維持為負(fù)壓，該負(fù)壓處于能使所述液 體穩(wěn)定地噴出并能防止所述液體從所述噴嘴漏出的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的上述又一實施例中，儲存在所述液罐中的液體被所述輸 送泵輸送，并且在該液體被供給至所述液體噴頭之前將該液體臨時儲存 在所述輔助罐中。用于驅(qū)動所述輸送泵的驅(qū)動時間t大于或者等于用能
夠?qū)⑺鲆后w噴頭中的液體維持為負(fù)壓的所述輔助罐中的液體變化量Q 除以每單位時間內(nèi)所述輸送泵的液體輸送量V而得到的值(Q/V)。當(dāng)儲存 在所述輔助罐中的液體變成大于或者等于一定量時，該液體通過所述返 回管從所述輔助罐返回至所述液罐。因此，即使當(dāng)液體從所述液體噴頭 的噴嘴噴出，并且消耗了所述輔助罐中的液體時，也會向所述輔助罐適 當(dāng)?shù)匮a充液體。此外，該補充不會使所述輔助罐中的液體變成大于或者 等于一定量。結(jié)果，所述液體噴頭中的液體的壓力相對于大氣壓力被維 持為適當(dāng)范圍內(nèi)的負(fù)壓。
在本發(fā)明實施例的液體供給裝置中，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的液體 變成大于或者等于一定量時，該液體通過所述返回管從所述輔助罐返回 至所述液罐。這樣，在將液體供給至消耗對象的液體供給裝置中，被設(shè) 置在用于輸送液體至所述消耗對象的輸送路徑中的所述輔助罐內(nèi)的液體 不會變成大于或者等于一定量。因此，在不必使用例如設(shè)置在所述輔助 罐中的傳感器來控制液面高度的情況下，也能夠容易地穩(wěn)定所述輔助罐 中的液面高度。
在本發(fā)明另一實施例的液體噴出裝置中，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的 液體變成大于或者等于一定量時，該液體通過所述返回管從所述輔助罐 返回至所述液罐。于是，在將液體從液體噴頭的噴嘴噴出的液體噴出裝 置中，被設(shè)置在用于輸送液體至所述液體噴頭的輸送路徑中的所述輔助 罐內(nèi)的液體不會變成大于或者等于一定量。結(jié)果，根據(jù)所述輔助罐中的 液面高度，所述液體噴頭中的液體的壓力被維持在適當(dāng)范圍內(nèi)。因此，能夠容易地穩(wěn)定進行從所述噴嘴噴出液體。
在本發(fā)明又一實施例的液體噴出裝置的控制方法中，即使當(dāng)液體從 所述液體噴頭的噴嘴噴出，并且消耗了所述輔助罐中的液體時，也會向 所述輔助罐適當(dāng)?shù)匮a充液體。此外，該補充不會使所述輔助罐中的液體 變成大于或者等于一定量。結(jié)果，所述液體噴頭中的液體的壓力相對于 大氣壓力被維持為適當(dāng)范圍內(nèi)的負(fù)壓。因此，能夠容易地穩(wěn)定進行向所 述液體噴頭供給液體以及從所述噴嘴噴出液體。


圖1是本發(fā)明實施例的噴墨打印機的示意性側(cè)視圖2是本實施例噴墨打印機的打印部的立體圖3是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng)的 概略圖4A和圖4B是行式打印頭的局部截面圖和局部立體圖5是本實施例噴墨打印機的單向閥陣列的截面圖，并且示出了行 式打印頭中的油墨的循環(huán)狀態(tài)；
圖6是本實施例噴墨打印機的單向閥陣列的截面圖，并且示出了被 吸取至打印頭蓋子的油墨的循環(huán)狀態(tài)；
圖7是在本實施例噴墨打印機中用油墨填充次級墨罐的流程圖8是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng)的 概略圖，并且示出了正在用油墨填充次級墨罐的狀態(tài)；
圖9是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng)的 概略圖，并且示出了結(jié)束油墨對次級墨罐進行填充的狀態(tài)；
圖10是用于向本實施例噴墨打印機中的行式打印頭供給油墨的流 程圖11是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖，并且示出了正在向行式打印頭供給油墨的狀態(tài)；
圖12是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng)的概略圖，并且示出了結(jié)束向行式打印頭供給油墨的狀態(tài)；
圖13是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖，并且示出了正在向行式打印頭補充油墨的狀態(tài)；
圖14A和圖14B是示意性地示出了本實施例噴墨打印機的行式打印 頭中的負(fù)壓(水頭差壓h)變化的圖表；
圖15A和圖15B是本實施例噴墨打印機的四個次級墨罐中的油墨液 面高度的截面圖16是用于除去本實施例噴墨打印機的行式打印頭中的油墨內(nèi)的 氣泡的流程圖17是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖，并且示出了正在除去行式打印頭中的油墨內(nèi)的氣泡的狀態(tài)；
圖18是用于除去本實施例噴墨打印機的噴嘴附近的油墨內(nèi)的氣泡 的流程圖；以及
圖19是用于本實施例噴墨打印機的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖，并且示出了正在除去噴嘴附近的油墨內(nèi)的氣泡的狀態(tài)。
具體實施例方式
下面例如參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。
在下面的本發(fā)明實施例中，對于液體供給裝置和液體噴出裝置，給 出了噴墨打印機10作為示例并且下面進行說明。噴墨打印機IO是將四 種顏色的油墨(液體)供給至行式打印頭20 (在本發(fā)明中對應(yīng)于消耗液體 的消耗對象和液體噴頭)并噴出油墨的彩色噴墨打印機。這四種顏色是黃 色(Y)、洋紅色(M)、青色(C)和黑色(K)。
圖1是本發(fā)明實施例的噴墨打印機10的示意性側(cè)視圖。
如圖1所示，噴墨打印機IO包括進紙托盤lla、 llb和llc,進紙單 元12，行式打印頭20，打印頭蓋子22，出紙單元13和出紙托盤14。進 紙托盤lla、 llb和llc獨立地收納分別具有不同尺寸的三種類型記錄用 紙100。進紙單元12根據(jù)打印尺寸從進紙托盤lla、 lib和lie之一中選的記錄用紙100 上進行打印。當(dāng)不進行打印時，打印頭蓋子22覆蓋并保護行式打印頭20 的噴墨表面。出紙單元13排出打印好的記錄用紙100。出紙托盤14收納 被排出的記錄用紙100。打印頭蓋子22通過開關(guān)裝置(未圖示)能夠密封 行式打印頭20的噴墨表面。
這里，行式打印頭20將油墨噴出到與行式打印頭20相對地正在饋 送的記錄用紙100上，并進行打印。另外，不必在記錄用紙100的寬度 方向上移動行式打印頭20，該行式打印頭20就能夠在饋送過來的最大記 錄用紙100的寬度內(nèi)進行打印。因此，與通過在記錄用紙100的寬度方 向上移動打印頭來進行打印的串行打印頭相比，不僅減少了振動和噪音， 而且還能夠顯著地提高打印速度。
另外，本實施例的噴墨打印機10是安裝有與行式打印頭20獨立設(shè) 置著的墨盒30 (對應(yīng)于本發(fā)明中的液罐)的獨立打印頭型噴墨打印機。按 照被供給至行式打印頭20的油墨的四種顏色(Y、 M、 C和K)，各墨盒 30獨立地儲存著油墨，并被可拆卸地安裝至噴墨打印機10。因而，當(dāng)墨 盒30中的所有油墨都被消耗掉的時候，能夠很快地用另一個墨盒來替換 墨盒30。
此外，在油墨被供給至行式打印頭20之前的位置處，在行式打印頭 20與墨盒30之間設(shè)置有次級墨罐40 (對應(yīng)于本發(fā)明中的輔助罐)。次級 墨罐40在行式打印頭20下方的位置處臨時儲存油墨，并基于水頭差向 行式打印頭20內(nèi)的油墨施加一定的負(fù)壓。因此，不僅能夠防止油墨從行 式打印頭20漏出，還能夠保持油墨使得油墨能夠穩(wěn)定地噴出。
此外，在墨盒30與次級墨罐40之間設(shè)置有用于輸送儲存在墨盒30 中的油墨的輸送泵50。當(dāng)通過控制裝置(未圖示)來控制輸送泵50的驅(qū)動 時，就通過次級墨罐40將墨盒30中的油墨(Y、 M、 C和K)供給至行式 打印頭20。
當(dāng)利用這種噴墨打印機10進行打印時，進紙單元12根據(jù)打印尺寸 從進紙托盤lla、 llb和llc之一中選擇性地饋送記錄用紙100。打印頭 蓋子22與行式打印頭20分離，從而使行式打印頭20的噴墨表面露出。當(dāng)移動記錄用紙100時，從行式打印頭20向記錄用紙100噴出各顏色的 油墨，并進行彩色打印。打印過的記錄用紙100被出紙單元13排出并被 收納在出紙托盤14上。
圖2是本實施例噴墨打印機10的打印部的立體圖。
如圖2所示，根據(jù)所噴出的油墨的類型(Y、 M、 C和K)，噴墨打印 機10包括多個行式打印頭20 (即，四個行式打印頭20)、多個墨盒30 (即， 四個墨盒30)、多個次級墨罐40(S卩，四個次級墨罐40)和多個輸送泵50 (即，四個輸送泵50)。噴墨打印機10還包括多個返回管86(B卩，四個返 回管86)、多個供給管87(g卩，四個供給管87)和多個排出管88 (即，四 個排出管88)。各返回管86被設(shè)置為使油墨從各個次級墨罐40返回至各 個墨盒30。各供給管87被設(shè)置為使得由各個輸送泵50輸送的油墨供給 至行式打印頭20。各排出管88被設(shè)置為使得未被行式打印頭20消耗的 油墨從行式打印頭20排出。噴墨打印機IO還包括多個三通閥60 (即， 四個三通閥60)和多個單向閥陣列70 (g卩，四個單向閥陣列70)。各三通 閥60能夠在從各個墨盒30向各個輸送泵50延伸的流動通路與從各個排 出管88向各個輸送泵50延伸的流動通路之間切換。各單向閥陣列70能 夠改變各種油墨的輸送路徑。
在此，各個行式打印頭20的長度對應(yīng)于記錄用紙100的寬度。分別 從行式打印頭20噴出四種顏色(Y、 M、 C和K)的油墨。從分別儲存四種 顏色(Y、 M、 C和K)的油墨的各個墨盒將各種顏色的油墨供給至各個行 式打印頭20。更具體地，墨盒30可拆卸地安裝在連接有輸送管81(各輸 送管對應(yīng)于四種顏色的油墨而被設(shè)置著)的活動臺座15 (對應(yīng)于本發(fā)明中 的罐安裝部件)上。各輸送管81與相應(yīng)的三通閥60的一個入口側(cè)連接。
由于各輸送管82與各三通閥60的出口側(cè)連接，因而通過各單向閥 陣列70、各輸送泵50和各輸送管85將各墨盒30的油墨輸送至各次級墨 罐40。而且，通過各供給管87將輸送至且臨時儲存在各次級墨罐40中 的油墨供給至各行式打印頭20。當(dāng)儲存在各次級墨罐40中的油墨的量變 為大于或等于一定量時，通過與活動臺座15連接的各返回管86使油墨 返回至各墨盒30。以此方式，根據(jù)噴出的油墨的顏色(Y、 M、 C和K)，本實施例的噴 墨打印機10例如包括墨盒30、輸送管81、三通閥60、輸送管82、單向 閥陣列70、輸送泵50、輸送管85、次級墨罐40、供給管87、行式打印 頭20和返回管86。輸送泵50使得墨盒30中的油墨通過次級墨罐40被 供給至行式打印頭20，并被噴出至記錄用紙100。
通過輸送泵50使得未從行式打印頭20噴出的油墨經(jīng)過排出管88返 回至次級墨罐40。也就是說，由于各排出管88與它所對應(yīng)的三通閥60 的另一入口側(cè)連接，因而當(dāng)通過它所對應(yīng)的三通閥60向各行式打印頭20 提供油墨時，該對應(yīng)的三通閥60切換至從墨盒30向?qū)?yīng)輸送泵50延伸 的流動通路。相反地，當(dāng)從各行式打印頭20排出油墨時，該對應(yīng)的三通 閥60切換至從排出管88向?qū)?yīng)輸送泵50延伸的流動通路。因此，本實 施例的噴墨打印機10不僅能夠?qū)⒂湍珡哪?0供給行式打印頭20，而 且能夠通過從行式打印頭20排出油墨并讓油墨經(jīng)過次級墨罐40進行循 環(huán)來除去油墨內(nèi)所包含的氣泡。
圖3是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖。
如圖3所示，噴墨打印機IO包括行式打印頭20、墨盒30、次級墨 罐40、輸送泵50、三通閥60和單向閥陣列70。這些組成部件被分別設(shè) 置為對應(yīng)于四種顏色(Y、 M、 C和K)的油墨。然而，通過一個公共驅(qū)動 馬達51(對應(yīng)于本發(fā)明中的驅(qū)動源)同時驅(qū)動各輸送泵50。更具體地，各 個輸送泵50是管狀泵，并且能夠通過一個驅(qū)動馬達51使各個輸送泵50 的彈性管不斷地發(fā)生彈性變形從而輸送油墨。通過一個公共操作源(未圖 示)能夠切換各三通閥60。這樣，噴墨打印機10能夠小型化而且價格低
雕o
各輸送管81經(jīng)過活動臺座15使各墨盒30與對應(yīng)的三通閥60相互 連接。各輸送管82使各三通閥60與對應(yīng)的單向閥陣列70相互連接。各 輸送管83和各輸送管84使各單向閥陣列70與對應(yīng)的輸送泵50相互連 接。此外，具有過濾器91的各輸送管85使各單向閥陣列70與對應(yīng)的次 級墨罐40相互連接。因而，如果通過驅(qū)動馬達51來驅(qū)動各輸送泵50時， 則各墨盒30中的油墨能夠被輸送至各次級墨罐40。
12各次級墨罐40通過返回管86及活動臺座15與對應(yīng)的墨盒30連接， 并通過具有過濾器92的供給管87與對應(yīng)的行式打印頭20的供給口 20a 連接。這樣，利用輸送泵50，次級墨罐40中的油墨能夠返回至墨盒30， 并且能夠供給至行式打印頭20并從噴嘴21噴出。次級墨罐40設(shè)有用于 使次級墨罐40的內(nèi)部向大氣敞開的大氣開放閥41。通過大氣開放閥41 漏出的任何油墨都被儲存在廢墨儲存池42中。
在與行式打印頭20的供給口 20a相對的那一側(cè)處設(shè)有排出口 20b。 排出口 20b與三通閥60通過排出管88相互連接。于是，三通閥60切換 至行式打印頭20側(cè)，并且行式打印頭20中的油墨內(nèi)的氣泡隨著油墨從 排出口 20b排出并在排出口 20b與次級墨罐40之間循環(huán)。這樣使得能夠 除去油墨內(nèi)的氣泡。
此外，通過具有過濾器93的排出管89,將與行式打印頭20相對設(shè) 置著的打印頭蓋子22連接至單向閥陣列70。因此，當(dāng)含有氣泡的油墨從 行式打印頭20的噴嘴21被吸取至打印頭蓋子22時，則能夠使噴嘴21 附近的氣泡隨著油墨排出，并能在次級墨罐40中除去該氣泡。
圖4A和圖4B是行式打印頭20的局部截面圖和局部立體圖。
如圖4A和圖4B所示，通過相對于半導(dǎo)體基板23放置阻擋層24并 將噴嘴板25 (設(shè)有噴嘴21)粘附至阻擋層24上，由此形成行式打印頭20。 另外，通過沉積法在半導(dǎo)體基板23上沿一個方向且按一定間隔形成有多 個發(fā)熱電阻26，并且半導(dǎo)體基板23、阻擋層24和噴嘴板25 (它們包圍 著發(fā)熱電阻26)構(gòu)成了油墨液室27。
在半導(dǎo)體基板23的上側(cè)，設(shè)有公共流動通路構(gòu)件28。由公共流動 通路構(gòu)件28形成的公共油墨流動通路29與全部油墨液室27連通。因此， 次級墨罐40 (見圖3)中的油墨通過油墨流動通路29被供給至全部油墨液 室27。當(dāng)使脈沖電流在短時間內(nèi)(例如l-3微秒)流過發(fā)熱電阻26時，發(fā) 熱電阻26迅速變熱。結(jié)果，在與發(fā)熱電阻26接觸的部分處會在油墨中 產(chǎn)生氣泡，由于氣泡的膨脹(B卩，油墨發(fā)生沸騰)而使具有預(yù)定體積的油墨 被推開。據(jù)此，與被推開的油墨的體積相同的油墨作為墨滴從噴嘴21噴 出。因此，由于行式打印頭20通過加熱產(chǎn)生氣泡從而噴出油墨，則氣泡 往往會混入油墨中(見圖4B)。當(dāng)最初供給油墨時，例如存在于各行式打 印頭20的油墨流動通路29中的空氣與油墨混合，從而使氣泡混入油墨 中。當(dāng)有氣泡存在于油墨液室27的油墨中時，由于氣體的可壓縮性因而 會減小油墨的噴出力。于是，在噴墨方向上發(fā)生干擾。當(dāng)例如由于噴墨(發(fā) 熱電阻26的變熱)所引起的溫度變化使得油墨內(nèi)的氣泡膨脹時，油墨液 室27中的油墨可隨意地從噴嘴21漏出。
為了克服這一問題，如圖3所示，本實施例的噴墨打印機IO通過使 行式打印頭20中所包含的油墨經(jīng)過排出管88進行循環(huán)，由此除去行式 打印頭20的油墨中所包含的相對較大的氣泡。通過將油墨從噴嘴21向 著打印頭蓋子22吸取，存在于噴嘴21附近的相對較小的氣泡隨著油墨 排出，并且該油墨和氣泡經(jīng)過排出管89進行循環(huán)從而除去氣泡。單向閾 陣列70在經(jīng)過排出管88、三通閥60和輸送管82的油墨循環(huán)與經(jīng)過排出 管89的油墨循環(huán)之間切換。
圖5是本實施例噴墨打印機10的單向閥陣列70 (見圖3)的截面圖， 并且示出了行式打印頭20 (見圖3)中的油墨的循環(huán)狀態(tài)。
圖6是本實施例噴墨打印機10的單向閥陣列70的截面圖，并且示 出了被吸取至打印頭蓋子22 (見圖3)的油墨的循環(huán)狀態(tài)。
如圖5和圖6所示，單向閥陣列70包括第一入口 71和第二入口 72， 第一入口 71是一油墨入口并連接有輸送管82，第二入口 72是另一油墨 入口并連接有排出管89。單向閥陣列70還包括第一出口 73，該第一出 口 73是油墨出口并連接有輸送管85 (輸送管85連接至次級墨罐40 (見圖 3))。此外，單向閥陣列70包括與輸送管83(輸送管83連接至輸送泵50 (見圖3))相連的泵連接口 74以及與輸送管84 (輸送管84連接至輸送泵 50)相連的泵連接口 75。
這種單向閥陣列70包括四個單向閥76a、 76b、 76c和76d。各單向 閥76a、 76b、 76c和76d使油墨單向地流過，并且通過阻力來阻止反向 流動。因此，如圖5和圖6所示，單向閥76a和76b使油墨僅從上側(cè)流 向下側(cè)；并且單向閥76c和76d使油墨僅從下側(cè)流向上側(cè)。在此，當(dāng)圖3所示的驅(qū)動馬達51沿CW(順時針)方向轉(zhuǎn)動時，輸送 泵50中的彈性管沿CW方向連續(xù)地彈性變形。這樣，輸送管83中的油 墨如圖5的朝上箭頭所示進行輸送，并且輸送管84中的油墨如圖5的朝 下箭頭所示進行輸送。在本實施例中，通過輸送泵50沿CW方向輸送的 油墨是正方向。
因此，形成了一輸送路徑，在該輸送路徑中，將油墨從泵連接口74 中吸出，并且根據(jù)單向閥76b和單向閥76c的取向，油墨通過輸送管82、 第一入口 71和單向閥76b流向泵連接口 74。另外，形成了一輸送路徑， 在該輸送路徑中，將油墨推入到泵連接口 75中，并且根據(jù)單向閥76a和 單向閥76d的取向，油墨通過泵連接口 75、單向闊76d和第一出口 73 流向輸送管85。
當(dāng)圖3所示的驅(qū)動馬達51沿CCW (逆時針)方向轉(zhuǎn)動時，輸送泵50 中的彈性管沿CCW方向連續(xù)地彈性變形。這樣，輸送管83中的油墨如 圖6的朝下箭頭所示進行輸送，并且輸送管84中的油墨如圖6的朝上箭 頭所示進行輸送。在本實施例中，通過輸送泵50沿CCW方向輸送的油 墨是逆方向。
因此，形成了一輸送路徑，在該輸送路徑中，將油墨從泵連接口75 中吸出，并且根據(jù)單向閥76a和單向閥76d的取向，油墨通過排出管89、 第二入口 72和單向閥76a流向泵連接口 75。另外，形成了一輸送路徑， 在該輸送路徑中，將油墨推入到泵連接口 74中，并且基于單向閥76b和 單向閥76c的取向，油墨通過泵連接口 74、單向閥76c和第一出口 73 流向輸送管85。
以此方式，在單向閥陣列70中，僅利用一個輸送泵50來實現(xiàn)在沿 CW方向輸送油墨與沿CCW方向輸送油墨之間的切換，就能夠形成從不 同入口(第一入口 71或者第二入口 72)向同一出口(第一出口 73)延伸的輸 送路徑。更具體地，在單向閥陣列70中，當(dāng)通過輸送泵50沿正方向輸 送油墨時，改變油墨輸送路徑且使油墨從與行式打印頭20 (見圖3)連接 的輸送管82進入第一入口 71，從第一出口73流出，并輸送至與次級墨 罐40 (見圖3)連接的輸送管85。這使得行式打印頭20中的油墨經(jīng)過次級 墨罐40進行循環(huán)。相反地，在反向閥陣列70中，當(dāng)通過輸送泵50沿逆方向輸送油墨 時，改變油墨輸送路徑且使油墨從與打印頭蓋子22 (見圖3)連接的排出 管89進入第二入口 72，從第一出口 73流出，并輸送至與次級墨罐40 (見 圖3)連接的輸送管85。這使得被吸取至打印頭蓋子22的油墨經(jīng)過次級 墨罐40進行循環(huán)。
通過切換三通閥60 (見圖3)，輸送管82還與墨盒30 (見圖3)連接。 因此，當(dāng)通過輸送泵50沿正方向輸送油墨時，能夠改變油墨輸送路徑從 而使儲存在墨盒30中的油墨進入第一入口 71，從第一出口73流出，并 輸送至輸送管85。這樣就能夠用墨盒30中的油墨填充次級墨罐40 (見圖 3)。當(dāng)開始使用噴墨打印機IO (見圖3)時或者當(dāng)用油墨補充次級墨罐40 時，次級墨罐40被油墨填充。
圖7是在本實施例噴墨打印機10 (見圖3)中用油墨填充次級墨罐40 的流程圖。
圖8是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖，并且示出了正在用油墨填充次級墨罐40的狀態(tài)。
圖9是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系統(tǒng) 的概略圖，并且示出了結(jié)束油墨對次級墨罐40進行填充的狀態(tài)。
當(dāng)在圖7所示的步驟Sl中，開始用油墨填充次級墨罐40時，然后 在步驟S2中，檢測三通閥60的墨盒30側(cè)是否開啟。如果未開啟，則該 流程轉(zhuǎn)到步驟S3從而將墨盒30側(cè)的狀態(tài)切換成開啟狀態(tài)。圖8和圖9 所示的三通閥60處于墨盒30側(cè)為開啟的狀態(tài)。
如果三通閥60的墨盒30側(cè)開啟，則該流程進行到步驟S4，并檢測 次級墨罐40的大氣開放闊41是否開啟。如果未開啟，則該流程轉(zhuǎn)到步 驟S5從而將大氣開放閥41的狀態(tài)切換成開啟狀態(tài)。圖8和圖9所示的 大氣開放閥41處于開啟狀態(tài)。
以此方式，在開啟三通閥60的墨盒30側(cè)，并開啟大氣開放閥41之 后，在步驟S6中沿CW (順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)。圖8和 圖9所示的輸送泵50處于被由控制裝置(未圖示)控制的驅(qū)動馬達51沿 CW (順時針)方向驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
16當(dāng)沿CW(順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)時，油墨如圖8示出 的輸送泵50中的箭頭所示沿正方向(CW方向)進行輸送。據(jù)此，儲存在 安裝于活動臺座15上的墨盒30中的油墨經(jīng)過輸送管81、三通閥60、輸 送管82、單向閥陣列70、輸送管83、輸送泵50、輸送管84、單向閥陣 列70、輸送管85和過濾器91被輸送至并儲存在次級墨罐40中。例如， 當(dāng)被輸送的油墨中混有雜質(zhì)時，在雜質(zhì)被儲存到次級墨罐40中之前利用 過濾器91除去該雜質(zhì)。
當(dāng)被輸送的油墨儲存到次級墨罐40中時，次級墨罐40中的油墨液 面高度逐漸升高。由于油墨的輸送而使墨盒30中的內(nèi)部壓力降低。因此， 次級墨罐40中的空氣通過返回管86被吸取至墨盒30。由于大氣開放閥 41是開啟的，因而墨盒30的內(nèi)部壓力被維持在與次級墨罐40中的內(nèi)部 壓力相同的內(nèi)部壓力(大氣壓力)下。
當(dāng)次級墨罐40中的油墨液面高度達到返回管86的入口時，如圖9 所示，油墨塞滿了返回管86。這使得墨盒30不能從返回管86吸進空氣。 但此時，墨盒30吸取次級墨罐40中的油墨。在此狀態(tài)下即使繼續(xù)通過 輸送泵50沿正方向輸送油墨，與從墨盒30輸送至次級墨罐40的油墨等 量的油墨也會通過返回管86從次級墨罐40返回至墨盒30。于是，次級 墨罐40中的油墨維持在一定狀態(tài)下，即對應(yīng)于次級墨罐40的充滿狀態(tài) (對應(yīng)于液面高度為圖9所示高度的狀態(tài))。經(jīng)由處于開啟狀態(tài)的大氣開放 閥41漏出的任何油墨都被累積在廢墨儲存池42中。
這里，輸送泵50 (驅(qū)動馬達51)的驅(qū)動時間tl是用墨盒30中的油墨 填充空的次級墨罐40之后直到油墨通過返回管86從次級墨罐40返回至 墨盒30時的充足時間。于是，在圖7所示的步驟S7中，檢測是否滿足 驅(qū)動時間2tl。如果驅(qū)動時間2tl，該流程進行到下一步驟S8從而停止輸 送泵50的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。據(jù)此，能夠可靠地用油墨將次級墨罐40填滿(對應(yīng) 于液面高度為圖9所示高度的狀態(tài))，并在步驟S9中結(jié)束油墨對次級墨 罐40的填充。
當(dāng)以此方式用油墨填充次級墨罐40時，次級墨罐40被設(shè)為處于圖 9所示的結(jié)束油墨填充時的狀態(tài)。當(dāng)用戶開始使用噴墨打印機IO時，并 沒有油墨被供給至行式打印頭20。因而，接下來將儲存在次級墨罐40中的油墨供給至行式打印頭20。
圖10是用于向本實施例噴墨打印機10 (見圖3)中的行式打印頭20 供給油墨的流程圖。
圖11是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系 統(tǒng)的概略圖，并且示出了正在向行式打印頭20供給油墨的狀態(tài)。
圖12是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系 統(tǒng)的概略圖，并且示出了結(jié)束向行式打印頭20供給油墨的狀態(tài)。
當(dāng)在圖lO所示的步驟Sll中，開始向行式打印頭20供給油墨時， 然后在下一個步驟S12中，檢測三通閥60的行式打印頭20側(cè)是否開啟。 如果未開啟，則該流程轉(zhuǎn)到步驟S13，并將行式打印頭20側(cè)切換成開啟 狀態(tài)。圖11和圖12所示的三通閥60處于行式打印頭20側(cè)為開啟的狀 態(tài)。
如果三通閥60的行式打印頭20側(cè)開啟，則該流程進行到步驟S14 從而檢測次級墨罐40(見圖11和圖12)的大氣開放閥41是否關(guān)閉。如果 未關(guān)閉，則該流程轉(zhuǎn)到步驟S15從而將大氣開放閥41的狀態(tài)切換成關(guān)閉 狀態(tài)。圖ll和圖12所示的大氣開放閥41處于關(guān)閉狀態(tài)。
以此方式，在開啟三通閥60的行式打印頭20側(cè)，并關(guān)閉大氣開放 閥41之后，在步驟S16中沿CW (順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)。 圖11和圖12所示的輸送泵50處于被由控制裝置(未圖示)控制的驅(qū)動馬 達51沿CW (順時針)方向驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。
當(dāng)沿CW (順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)時，油墨如圖11示 出的輸送泵50中的箭頭所示沿正方向(B卩，CW方向)進行輸送。據(jù)此， 當(dāng)從噴嘴21吸入空氣時，行式打印頭20中的空氣進行輸送，并且該空 氣按圖11中的箭頭所示經(jīng)過排出管88、三通閥60、輸送管82、單向閥 陣列70、輸送管83、輸送泵50、輸送管84、單向閥陣列70、輸送管85 和過濾器91被輸送至次級墨罐40。由于通過被輸送的空氣而向次級墨罐 40的內(nèi)部施加了壓力，因而油墨被推出到與次級墨罐40的較低部位連接 的供給管87中。
已推出到供給管87中的油墨通過過濾器92從供給口 20a供給至行式打印頭20。據(jù)此，用油墨將行式打印頭20填滿，并且油墨塞滿了噴嘴 21。在此狀態(tài)下即使繼續(xù)通過輸送泵50輸送油墨，行式打印頭20中的 壓力也會保持在一定水平并會持續(xù)供給油墨，且不會從噴嘴21吸進空氣。 結(jié)果，通過油墨將行式打印頭20中的空氣推出，并且被推出的空氣與次 級墨罐40中的油墨分離(即，進行氣液分離)。例如，當(dāng)雜質(zhì)混入被輸送 的油墨中時，在雜質(zhì)被供給至行式打印頭20之前通過過濾器92將該雜 質(zhì)除去。
在本實施例的噴墨打印機10中，保持Vs 2 Vh，其中次級墨罐40 的內(nèi)部容積是Vs，并且行式打印頭20的內(nèi)部、輸送泵50的內(nèi)部、供給 管87的內(nèi)部、排出管88的內(nèi)部、輸送管85的內(nèi)部、輸送管84的內(nèi)部、 輸送管83的內(nèi)部、單向閥陣列70的內(nèi)部、輸送管82的內(nèi)部以及與排出 管88—樣構(gòu)成油墨排出路徑的三通閥的內(nèi)部的總?cè)莘e是Vh。因此，如 果油墨一旦儲存在次級墨罐40中，則能夠僅通過使用次級墨罐40中的 油墨在短時間內(nèi)用油墨取代輸送路徑中的空氣。當(dāng)從次級墨罐40推出到 供給管87中的油墨返回至次級墨罐40時，行式打印頭20中的油墨按圖 12所示的箭頭經(jīng)過次級墨罐40進行循環(huán)。結(jié)果，次級墨罐40中的油墨 被保持為一定水平的預(yù)定狀態(tài)(即，對應(yīng)于液面高度是圖12所示高度的 狀態(tài))。此外，在次級墨罐40處將供給油墨時混入在油墨內(nèi)的氣泡全部 除去。
在此，輸送泵50 (驅(qū)動馬達51)的驅(qū)動時間t2是將次級墨罐40中的 油墨供給至空的行式打印頭20之后直到油墨在行式打印頭20與次級墨 罐40之間進行循環(huán)時的充足時間。于是，在圖IO所示的步驟S17中， 檢測是否滿足驅(qū)動時間2t2。如果驅(qū)動時間2t2，則該流程進行到下一步 驟S18從而停止輸送泵50的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。據(jù)此，能夠向行式打印頭20供 給油墨并除去空氣(除去油墨內(nèi)的氣泡)，并且在步驟S19中結(jié)束油墨的供 給。
在以此方式向行式打印頭20供給油墨之后，向次級墨罐40補充油 墨。更具體地，與圖7所示的步驟S1相似，開始用油墨填充(補充)次級 墨罐40。通過進行步驟S2和步驟S3，開啟三通閥60的墨盒30側(cè)。接 著，通過進行步驟S4和步驟S5，開啟大氣開放閥41。然后，在步驟S6中，沿CW (順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其轉(zhuǎn)動，從而使次級墨罐40 被油墨填滿。這使得能夠從行式打印頭20的噴嘴21噴出油墨。當(dāng)從噴 嘴21噴出油墨時，消耗了次級墨罐40中的油墨。于是，不斷地用油墨 補充次級墨罐40。
因此，本實施例的噴墨打印機10能夠僅用一個輸送泵50根據(jù)三通 閥60的切換狀態(tài)(g卩，行式打印頭20側(cè)是否開啟或者墨盒30側(cè)是否開 啟)來進行油墨供給和油墨填充(補充)。于是，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和降低成 本。由于可以簡化油墨的輸送路徑并減少配管的數(shù)量，因而可以提高可 靠性。
圖13是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系 統(tǒng)的概略圖，并且示出了正在向行式打印頭20補充油墨的狀態(tài)。
如圖13所示，噴墨打印機10通過從行式打印頭20的噴嘴21將墨 滴噴出至記錄用紙IOO上來進行打印。因此，從次級墨罐40將與所噴出 的墨滴數(shù)量相等的油墨量供給至行式打印頭20，此外，從墨盒30將油墨 補充給次級墨罐40。
這里，不僅在次級墨罐40處分離出空氣(或除去油墨內(nèi)的氣泡)，而 且次級墨罐40向行式打印頭20中的油墨施加一定負(fù)壓。更具體地，次 級墨罐40被設(shè)在行式打印頭20的噴嘴21下方，并在該位置處臨時儲存 油墨。因此，如果大氣開放閥41開啟，則行式打印頭20中的壓力被保 持為基于與次級墨罐40中油墨液面高度對應(yīng)的水頭差壓而產(chǎn)生的預(yù)定負(fù) 壓(水頭差壓)。這防止了油墨從噴嘴21隨意地漏出，并能使油墨穩(wěn)定噴 出。
于是，用油墨補充次級墨罐40使得不僅可以從噴嘴21連續(xù)地噴出 油墨，還可以在防止油墨從噴嘴21漏出的同時將行式打印頭20中油墨 的壓力相對于大氣壓力維持為能穩(wěn)定噴墨的范圍內(nèi)的負(fù)壓。當(dāng)不進行打 印(不進行噴墨)時或者當(dāng)進行打印時，能進行油墨的補充。
圖14A和圖14B是示意性地示出了本實施例噴墨打印機10(見圖13) 的行式打印頭20中的負(fù)壓(水頭差壓h)變化的圖表。
在圖14A和圖14B所示的圖表中，壓力范圍Ah是指最小允許負(fù)壓
20與最大允許負(fù)壓之間的范圍，該范圍使得能夠穩(wěn)定地噴墨同時防止油墨
從噴嘴21 (見圖13)漏出。因此，必須相對于大氣壓力將行式打印頭20 中的油墨的壓力維持為Ah范圍內(nèi)的負(fù)壓。T表示輸送泵50的驅(qū)動間隔， 并且t和t'表示輸送泵50的驅(qū)動時間。
在此，首先將次級墨罐40 (見圖13)設(shè)為裝滿油墨的狀態(tài)(其中，水 頭差壓h處于圖14A所示的狀態(tài)(a))。在此狀態(tài)下，將負(fù)壓設(shè)定為Ah范 圍內(nèi)并使負(fù)壓略高于最小允許負(fù)壓。因而，如果次級墨罐40裝滿油墨(即， 水頭差壓h等于狀態(tài)(a))，則可以穩(wěn)定地噴墨而不讓油墨隨意地從噴嘴21 (見圖13)漏出。
此后，如圖13所示，當(dāng)噴墨打印機IO開始打印時，從行式打印頭 20的噴嘴21噴出墨滴。據(jù)此，把與所噴出的墨滴數(shù)量相等的油墨量從次 級墨罐40供給至行式打印頭20,從而降低了次級墨罐40中的油墨液面 高度。于是，增加了行式打印頭20與次級墨罐40之間的水頭差，并且 如圖14A所示，水頭差壓h從狀態(tài)(a)變化到狀態(tài)(b)。當(dāng)繼續(xù)打印時，水 頭差壓h進一步增大，并變成狀態(tài)(b')，從而超過了最大允許負(fù)壓，并因 此處于范圍Ah之外。
為了克服這一問題，定期驅(qū)動輸送泵50，從而向次級墨罐40(見圖 13)補充油墨。更具體地，先假定一個最大油墨消耗量(例如，當(dāng)基于最大 噴出量進行打印時的油墨消耗量)，按照所設(shè)定的每個驅(qū)動間隔時間T來 驅(qū)動輸送泵50，使得即便在最大消耗量時水頭差壓h也不會超出范圍Ah。 因此，次級墨罐40中的油墨液面高度升高從而使水頭差降低，因此將水 頭差壓h維持在范圍Ah內(nèi)。
通過控制裝置(未圖示)來控制輸送泵50的驅(qū)動，使得用于驅(qū)動輸送 泵50的驅(qū)動時間t滿足t 2 Q/V，其中每單位時間內(nèi)輸送泵50的油墨輸 送量為V，并且讓行式打印頭20中油墨的負(fù)壓能夠維持在范圍Ah內(nèi)的 次級墨罐40 (見圖13)中的油墨變化量為Q。在不進行打印(不進行噴墨) 的情況下驅(qū)動輸送泵50時，可讓t滿足t^Q/V。然而，在進行打印的情 況下驅(qū)動輸送泵50時，需要用油墨補充在打印時所消耗的油墨，因此使 t^2Q/V。以此方式，如圖9所示，當(dāng)通過輸送泵50按照t2Q/V或者Q2Q/V 向次級墨罐40補充油墨時，次級墨罐40中的油墨量變?yōu)榇笥诨虻扔谝?定量(裝滿量)。另外，油墨通過返回管86從次級墨罐40返回至墨盒30。 于是，水頭差壓h從圖14A所示的狀態(tài)(b)變化到圖14A所示的狀態(tài)(c) (即，次級墨罐40裝滿油墨，并且水頭差壓h相當(dāng)于狀態(tài)(a))。這使得在 負(fù)壓不會變?yōu)樾∮谧钚≡试S負(fù)壓的情況下將水頭差壓h維持在范圍Ah 內(nèi)。
當(dāng)噴墨打印機10 (見圖13)繼續(xù)打印(從行式打印頭20噴出墨滴)時， 次級墨罐40 (見圖13)中的油墨液面高度再次降低，結(jié)果使次級墨罐40 與行式打印頭20之間的水頭差升高。然而，由于按照驅(qū)動間隔T驅(qū)動輸 送泵50，因而，如果水頭差壓h從狀態(tài)(c)變化到狀態(tài)(d)，則僅以驅(qū)動時 間t驅(qū)動輸送泵50。因此，水頭差壓h返回至范圍Ah內(nèi)的狀態(tài)(e)。同樣 地，如果由于噴出墨滴而使水頭差壓h從狀態(tài)(e)變化到狀態(tài)(f)，則通過 補充油墨使水頭差壓h從狀態(tài)(f)返回到狀態(tài)(g)。
這樣，即使從行式打印頭20噴出墨滴且消耗了次級墨罐40 (見圖13) 中的油墨時，如圖14A所示，通過按照驅(qū)動間隔T以驅(qū)動時間t對輸送 泵50進行重復(fù)驅(qū)動，可以向次級墨罐40適當(dāng)補充油墨。結(jié)果，行式打 印頭20中的油墨的壓力相對于大氣壓力被維持為適當(dāng)范圍內(nèi)的負(fù)壓(即， 水頭差壓h在范圍Ah內(nèi))。
可以代替按照驅(qū)動間隔T定期地驅(qū)動輸送泵50的是，也可以在負(fù)壓 變?yōu)榉秶鶤h內(nèi)的最大允許負(fù)壓時驅(qū)動輸送泵50。圖14B是以此方式來 控制輸送泵50的驅(qū)動時的圖表。例如使用壓力傳感器來獨立地檢測水頭 差壓h的變化。更具體地，當(dāng)檢測到次級墨罐40(見圖13)中的油墨量從 裝滿狀態(tài)(S卩，水頭差壓h處于狀態(tài)(h)的狀態(tài))顯著減少，并且行式打印 頭20中的負(fù)壓達到最大允許負(fù)壓(g卩，水頭差壓h達到狀態(tài)(i))時，驅(qū)動 輸送泵50。據(jù)此，次級墨罐40中的油墨液面高度升高，因而水頭差降低， 從而可以將水頭差壓h維持在范圍Ah內(nèi)。
在此，如圖9所示，輸送泵50的驅(qū)動時間t'被設(shè)成直到當(dāng)次級墨罐 40中的油墨量變成大于或等于一定量(S卩，裝滿量)并且油墨通過返回管 86從次級墨罐40返回至墨盒30的時間。因而，水頭差壓h從圖14B所示的狀態(tài)(i)變化到狀態(tài)(j)(即，次級墨罐40裝滿油墨并且水頭差壓h相 當(dāng)于狀態(tài)(h)。據(jù)此，在負(fù)壓不會變?yōu)樾∮谧钚≡试S負(fù)壓的情況下將水頭 差壓h維持在范圍Ah內(nèi)。同樣地，如果由于噴出墨滴而使水頭差壓h從 狀態(tài)(j)變化到狀態(tài)(k)，則通過補充油墨來使水頭差壓h從狀態(tài)(k)返回到 狀態(tài)(l)。
因此，即使從行式打印頭20噴出墨滴并且消耗了次級墨罐40 (見圖 13)中的油墨，如圖14B所示，當(dāng)檢測到水頭差壓h變成最大允許負(fù)壓之 后，僅以驅(qū)動時間t'驅(qū)動輸送泵50，就可以向次級墨罐40適當(dāng)補充油墨。 結(jié)果，行式打印頭20中的油墨的壓力相對于大氣壓力被維持為適當(dāng)范圍 內(nèi)的負(fù)壓(gp，在范圍Ah內(nèi)的水頭差壓h)。當(dāng)不進行打印(不進行噴墨) 或者繼續(xù)打印時都可以驅(qū)動輸送泵50。另外，可以持續(xù)地對輸送泵50 進行驅(qū)動。
本實施例的噴墨打印機10 (見圖2)使用四種顏色的油墨進行彩色打 印。因而，例如設(shè)置有四個行式打印頭20和四個次級墨罐40 (見圖2) 以用于各油墨顏色。然而，當(dāng)進行打印時，各顏色的油墨消耗量不一定 是相同的。這樣，各個次級墨罐40中的油墨液面高度是不同的。因此， 各個行式打印頭20中的負(fù)壓也不相同。
圖15A和圖15B是本實施例噴墨打印機10(見圖2)的四個次級墨罐 中的油墨液面高度的截面圖。
如圖15A所示，當(dāng)噴墨打印機IO進行打印(噴出油墨)時，四種顏色 (Y、 M、 C和K)的油墨消耗量之間的差異導(dǎo)致次級墨罐40(Y)、次級墨 罐40(M)、次級墨罐40(C)和次級墨罐40(K)中的油墨液面高度互不相同。 當(dāng)在此狀態(tài)下繼續(xù)打印時，在消耗最多油墨的次級墨罐40(k)中，水頭差 壓h超過最大允許負(fù)壓，并且如圖14A的狀態(tài)(b')所示處于范圍Ah之外。
為了克服這一問題，如圖13所示，通過驅(qū)動輸送泵50從墨盒30向 次級墨罐40補充油墨。更具體地，通過控制裝置(未圖示)來控制一個驅(qū) 動馬達51，并且同時驅(qū)動四個輸送泵50(例如，如圖14A所示僅按照驅(qū) 動間隔T以驅(qū)動時間t對它們進行驅(qū)動)。因此，如圖15A所示，同時向 具有不同油墨液面高度的四個次級墨罐40(Y、 M、 C和K)補充油墨。在此情況下，以相同時間量向具有最小油墨量的次級墨罐40(K)和具 有最大剩余油墨量的次級墨罐40(C)補充油墨。然而，如圖9所示，當(dāng)次 級墨罐40中的油墨量變成大于或者等于一定量(裝滿狀態(tài))時，油墨通過 返回管86從次級墨罐40返回至墨盒30。因而，即使向圖14A所示的次 級墨罐40(K)補充油墨直到它裝滿為止，油墨也不會從次級墨罐40(C)中 溢出。結(jié)果，如圖15B所示，四個次級墨罐40(Y、 M、 C和K)中的油墨 液面高度變?yōu)橄嗤?br> 以此方式，在水頭差壓h超過最大允許負(fù)壓(見圖14A和圖14B)之 前，如果根據(jù)四個次級墨罐40(Y、 M、 C和K)中需要最多時間得以補充 的次級墨罐40(K)來進行油墨的補充，則全部次級墨罐40(Y、 M、 C和 K)都會裝滿。因此，不需要單獨地向次級墨罐40(Y、 M、 C和K)補充油 墨。另外，對于四個行式打印頭20 (見圖2)使用同一流程，各個行式打 印頭20中的壓力能夠相對于大氣壓力被維持為適當(dāng)范圍內(nèi)的負(fù)壓(即如 圖14A和圖14B所示的在范圍Ah內(nèi)的水頭差壓h)。此外，由于用來向 各次級墨罐40(Y、 M、 C和K)補充油墨的四個輸送泵50(見圖2)被一個 驅(qū)動馬達51 (見圖2)驅(qū)動，因而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化并降低成本。
當(dāng)利用噴墨打印機10 (見圖13)進行打印(噴出油墨)時，不僅消耗了 各個次級墨罐40(Y、 M、 C和K)中的油墨，而且在油墨中還包含氣泡。 結(jié)果，即使向各個次級墨罐40(Y、 M、 C和K)補充油墨，且水頭差壓h 被保持在圖14A和圖14B所示的范圍Ah內(nèi)，也會降低噴出油墨的穩(wěn)定性。 因此，通過使油墨循環(huán)，在各個次級墨罐40(Y、 M、 C和K)中除去油墨 內(nèi)的氣泡。
圖16是用于除去本實施例噴墨打印機10 (見圖3)的行式打印頭20 中的油墨內(nèi)的氣泡的流程圖。
圖17是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系 統(tǒng)的概略圖，并且示出了正在除去行式打印頭20中的油墨內(nèi)的氣泡的狀 態(tài)。
為了除去行式打印頭20中的油墨內(nèi)的氣泡，如圖17所示，讓油墨 在行式打印頭20與次級墨罐40之間循環(huán)。更具體地，當(dāng)在圖16所示的步驟S21中，開始行式打印頭20中的油墨的循環(huán)，然后在步驟S22中， 檢測三通閥60的行式打印頭20側(cè)是否開啟。如果未開啟，則流程轉(zhuǎn)到 步驟S23從而將行式打印頭20側(cè)的狀態(tài)切換成開啟狀態(tài)。圖17所示的 三通閥60處于行式打印頭20側(cè)為開啟的狀態(tài)。
如果三通閥60的行式打印頭20側(cè)開啟，則流程進行到步驟S24， 并檢測次級墨罐40 (見圖17)的大氣開放閥41是否開啟。如果未開啟， 則流程轉(zhuǎn)到步驟S25從而將大氣開放閥41的狀態(tài)切換成開啟狀態(tài)。圖 17所示的大氣開放閥41被示為開啟的。
以此方式，在開啟三通閥60的行式打印頭20側(cè)并且開啟大氣開放 閥41之后，在步驟S26中沿CW (順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)。 圖17所示的輸送泵50處于被由控制裝置(未圖示)控制的驅(qū)動馬達51沿 CW (順時針)方向驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。
當(dāng)沿CW(順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)時，油墨沿圖17示出 的輸送泵50中的箭頭所示的正方向(g卩，CW方向)進行輸送。據(jù)此，行 式打印頭20中的油墨內(nèi)的氣泡隨著油墨一起輸送，并且如圖17示出的 箭頭所示，該氣泡經(jīng)過排出管88、三通閥60、輸送管82、單向閥陣列 70、輸送管83、輸送泵50、輸送管84、單向閥陣列70、輸送管85和過 濾器91被輸送至次級墨罐40。已輸送至次級墨罐40的油墨內(nèi)的氣泡通 過浮力而移出到油墨外，并通過氣液分離從油墨中分離出來。結(jié)果，從 油墨中除去了氣泡，從而在次級墨罐40中僅儲存有不含氣泡的油墨。
通過油墨的輸送，增加了行式打印頭20中的負(fù)壓。結(jié)果，與行式打 印頭20所減少的油墨量相同的油墨量從次級墨罐40通過供給管87和過 濾器92被供給至行式打印頭20。在所供給的油墨中不含有氣泡。因此， 通過將行式打印頭20中的油墨輸送至次級墨罐40,并將次級墨罐40中 的油墨供給至行式打印頭20 (g卩，油墨在行式打印頭20與次級墨罐40 之間循環(huán))，在次級墨罐40處除去行式打印頭20中或者油墨輸送路徑中 的氣泡。行式打印頭20的內(nèi)部被保持為與次級墨罐40中的油墨液面高 度和行式打印頭20中的油墨液面高度之間的水頭差對應(yīng)的負(fù)壓。
在此，輸送泵50 (驅(qū)動馬達51)的驅(qū)動時間t3是直到油墨開始循環(huán)(即，直到最初在行式打印頭20中的油墨通過次級墨罐40返回至行式打 印頭20)時的充足時間。然后，在圖16所示的步驟S27中，檢測是否滿 足驅(qū)動時間2t3。如果驅(qū)動時間2t3，則流程進行到下一步驟S28從而停 止輸送泵50的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。據(jù)此，能夠除去行式打印頭20中的油墨內(nèi)的 氣泡，并在步驟S29中結(jié)束油墨的循環(huán)。
圖18是用于除去本實施例噴墨打印機10 (見圖3)的噴嘴21 (見圖3) 附近的油墨內(nèi)的氣泡的流程圖。
圖19是用于本實施例噴墨打印機10的打印部的一種顏色的管路系 統(tǒng)的概略圖，并且示出了正在除去噴嘴21附近的油墨內(nèi)的氣泡的狀態(tài)。
為了除去噴嘴21附近的油墨內(nèi)的氣泡，如圖19所示，油墨從噴嘴 21被吸向打印頭蓋子22，并在打印頭蓋子22與次級墨罐40之間循環(huán)。 更具體地，當(dāng)在圖18所示的步驟S31中開始吸取行式打印頭20中的油 墨時，然后在下一個步驟S32中，檢測打印頭蓋子22是否關(guān)閉。如果未 關(guān)閉，則流程轉(zhuǎn)到步驟S33從而通過打印頭蓋子22的開關(guān)裝置(未圖示) 將打印頭蓋子22切換成關(guān)閉狀態(tài)，使得行式打印頭20的噴嘴21側(cè)被打 印頭蓋子22密封。圖19所示的打印頭蓋子22被示出為處于關(guān)閉狀態(tài)。
如果打印頭蓋子22處于關(guān)閉狀態(tài)，則流程進行到步驟S34從而檢測 三通閥60的行式打印頭20側(cè)是否處于開啟狀態(tài)。如果未開啟，則流程 轉(zhuǎn)到步驟S35從而將行式打印頭20側(cè)切換成開啟狀態(tài)。圖19所示的三 通閥60的行式打印頭20側(cè)被示出為處于開啟狀態(tài)。
如果三通閥60的行式打印頭20側(cè)開啟，則流程進行到步驟S36從 而檢測次級墨罐40 (見圖19)的大氣開放閥41是否開啟。如果未開啟， 則流程轉(zhuǎn)到步驟S37從而將大氣開放閥41的狀態(tài)切換成開啟狀態(tài)。圖 19所示的大氣開放閥41被示出為處于開啟狀態(tài)。
以此方式，在關(guān)閉打印頭蓋子22、開啟三通閥60的行式打印頭20 側(cè)并開啟大氣開放閥41之后，在步驟S38中沿CCW (逆時針)方向驅(qū)動 輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)。圖19所示的輸送泵50處于被由控制裝置(未圖示) 控制的驅(qū)動馬達51沿CCW (逆時針)方向驅(qū)動而轉(zhuǎn)動的狀態(tài)。
當(dāng)沿CCW(逆時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)時，油墨沿圖19示出的輸送泵50中的箭頭所示的逆方向(g卩，CCW方向)進行輸送。因此， 通過單向閥陣列70形成了讓油墨從排出管89 (其與打印頭蓋子22連接) 進入、從輸送管84流出并流向輸送泵50的輸送路徑。另外，還形成了 讓油墨從輸送管83進入、從輸送管85流出并流向次級墨罐40的輸送路 徑。例如，當(dāng)任何雜質(zhì)混入所輸送的油墨中時，在雜質(zhì)進入單向閥陣列 70之前通過過濾器93將雜質(zhì)除去。
因此，當(dāng)沿逆方向(CCW方向)輸送油墨時，打印頭蓋子22中的壓力 降低，使得從噴嘴21吸取行式打印頭20中的油墨。據(jù)此，噴嘴21附近 的氣泡隨著油墨一起被儲存在打印頭蓋子22中。如圖19示出的箭頭所 示，打印頭蓋子22中含有氣泡的油墨通過排出管89、過濾器93、單向 閥陣列70、輸送管84、輸送泵50、輸送管83、單向閥陣列70、輸送管 85和過濾器91被輸送至次級墨罐40。據(jù)此，油墨內(nèi)的氣泡通過浮力而 移出油墨外，并且通過氣液分離從油墨中分離出來，因此從油墨中除去 了氣泡。結(jié)果，在次級墨罐40中僅儲存有不含氣泡的油墨。
通過從噴嘴21吸取油墨，增加了行式打印頭20中的負(fù)壓。結(jié)果， 與行式打印頭20所減少的油墨量相同的油墨量從次級墨罐40通過供給 管87和過濾器92被供給至行式打印頭20。在所供給的油墨中未混有氣 泡。行式打印頭20的內(nèi)部被保持為與次級墨罐40中的油墨液面高度和 行式打印頭20中的油墨液面高度之間的水頭差對應(yīng)的負(fù)壓。
在此，輸送泵50 (驅(qū)動馬達51)的驅(qū)動時間t4是直到油墨進行循環(huán) (即，直到最初在行式打印頭20中的油墨從噴嘴21被吸向打印頭蓋子22 并通過次級墨罐40返回至行式打印頭20)時的充足時間。然后，在圖18 所示的步驟S39中，檢測是否滿足驅(qū)動時間2t4。如果驅(qū)動時間》t4，則 流程進行到下一步驟S40從而停止輸送泵50的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。據(jù)此，能夠除 去噴嘴21附近的油墨內(nèi)的氣泡，并在步驟S41中結(jié)束油墨的吸取。
通過步驟S34和S35，三通閥60的行式打印頭20側(cè)開啟。因此， 當(dāng)如步驟S38中那樣沿CCW (逆時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)時， 就能夠除去噴嘴21附近的油墨內(nèi)的相對較小的氣泡。當(dāng)如圖16所示的 步驟S26中那樣沿CW (順時針)方向驅(qū)動輸送泵50使其旋轉(zhuǎn)時，就能夠 除去行式打印頭20中的油墨內(nèi)的相對較大的氣泡。這樣，僅通過反轉(zhuǎn)輸送泵50的驅(qū)動方向，就能夠除去油墨內(nèi)的全部氣泡。不僅行式打印頭20 中的油墨而且被吸取至打印頭蓋子22的油墨也能進行循環(huán)，并返回至行 式打印頭20。于是，能夠降低油墨的浪費消耗。
盡管說明了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明不限于上述實施例，而可以 有諸如在下面提到的變形例等各種變形例。
(1) 在上述實施例中，給出了包括用于打印寬度的行式打印頭20的 噴墨打印機IO作為液體供給裝置和液體噴出裝置的示例。然而，除了可 以是噴墨打印機IO之外，還可以是串行打印頭噴墨打印機。
另外，本發(fā)明可廣泛地適用于噴出各種其它液體的各種其它液體噴 出裝置(例如向印染物噴出染料的液體噴出裝置)。
(2) 在上述實施例中，給出了通過使彈性管連續(xù)彈性變形來輸送油 墨的管狀泵作為輸送泵50的示例。然而，除了可以用管狀泵之外，還可 使用其它類型的泵(例如活塞泵)。
權(quán)利要求
1.一種液體供給裝置，其包括儲存液體的液罐，所述液體被供給至消耗所述液體的消耗對象；用于輸送儲存在所述液罐中的所述液體的輸送泵；在所述液體被供給至所述消耗對象之前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的輔助罐；以及返回管，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的所述液體的量大于或者等于一定量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐。
2. 如權(quán)利要求l所述的液體供給裝置，還包括 與所述輸送泵連接的輸送管，所述輸送管輸送所述液體；以及 與所述輸送管和所述返回管連接的罐安裝部件，所述罐安裝部件能夠使所述液罐可拆卸地安裝在該罐安裝部件上。
3. —種液體噴出裝置，其包括 能夠?qū)⑺┙o的液體從噴嘴噴出的液體噴頭； 儲存由所述液體噴頭噴出的所述液體的液罐； 用于輸送儲存在所述液罐中的所述液體的輸送泵； 在所述液體被供給至所述液體噴頭之前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的輔助罐；以及返回管，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的所述液體的量大于或者等于一定 量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐。
4. 如權(quán)利要求3所述的液體噴出裝置，根據(jù)從所述噴嘴噴出的所述 液體的類型，所述液體噴出裝置包括多個所述液體噴頭、多個所述液罐、 多個所述輸送泵、多個所述輔助罐和多個所述返回管。
5. 如權(quán)利要求4所述的液體噴出裝置，還包括能夠同時驅(qū)動多個所 述輸送泵的一個驅(qū)動源。
6. 如權(quán)利要求3所述的液體噴出裝置，還包括用于將所述輔助罐中 的氣體釋放到大氣中的大氣開放閥。
7. 如權(quán)利要求3所述的液體噴出裝置，其中，所述輔助罐被設(shè)置在 所述噴嘴的下方，使得所述液體噴頭中的所述液體的壓力能夠相對于大 氣壓力被維持為負(fù)壓，該負(fù)壓處于能使所述液體穩(wěn)定地噴出并能防止所 述液體從所述噴嘴漏出的范圍內(nèi)。
8. —種液體噴出裝置的控制方法，所述液體噴出裝置包括能夠?qū)?所供給的液體從噴嘴噴出的液體噴頭；儲存由所述液體噴頭噴出的所述 液體的液罐；用于輸送儲存在所述液罐中的所述液體的輸送泵；用于控 制所述輸送泵的驅(qū)動的控制裝置；在所述液體被供給至所述液體噴頭之 前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的輔助罐，所述輔助罐被設(shè)置 在所述噴嘴的下方從而使得所述液體噴頭中的所述液體的壓力為負(fù)壓； 以及返回管，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的所述液體的量大于或者等于一定 量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐，所述控制方法包括如下步驟由所述控制裝置驅(qū)動所述輸送泵且滿 足t^Q/V，這里的t是用于驅(qū)動所述輸送泵的驅(qū)動時間，V是每單位時 間內(nèi)所述輸送泵的液體輸送量，并且Q是所述輔助罐中的液體變化量， 所述輔助罐中的所述液體變化量使得所述液體噴頭中的所述液體的壓力 能夠相對于大氣壓力被維持為負(fù)壓，該負(fù)壓處于能夠使所述液體穩(wěn)定地 噴出并能夠防止所述液體從所述噴嘴漏出的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了液體供給裝置、液體噴出裝置和液體噴出裝置的控制方法，所述液體供給裝置包括儲存液體的液罐，所述液體被供給至消耗所述液體的消耗對象；用于輸送儲存在所述液罐中的所述液體的輸送泵；在所述液體被供給至所述消耗對象之前臨時儲存由所述輸送泵輸送的所述液體的輔助罐；以及返回管，當(dāng)儲存在所述輔助罐中的所述液體的量大于或者等于一定量時，所述返回管將所述液體從所述輔助罐返回至所述液罐。在本發(fā)明的液體供給裝置中，被設(shè)置在液體輸送路徑中的所述輔助罐內(nèi)的液體不會變成大于或者等于一定量，因此，在不必使用例如設(shè)置在所述輔助罐中的傳感器來控制液面高度的情況下，就能夠容易地穩(wěn)定所述輔助罐中的液面高度。
文檔編號B41J2/17GK101638006SQ2009101520
公開日2010年2月3日 申請日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者平島滋義 申請人:索尼株式會社