液体储存装置和液体填充方法与流程

1.本发明涉及液体储存装置和液体填充方法。


背景技术：

2.具有安装在主体上的供墨罐的喷墨记录设备用作其中喷射头从喷射孔喷射液体并将液体记录在记录介质上的设备。喷墨记录设备使用管从供墨罐向安装在喷射头上的进料罐供应墨水，并从喷射头喷射墨水。提供过滤器以防止从喷射头喷射的墨水被从喷射头的外部进入的异物阻塞。该过滤器除去供应的墨水中的异物，并且对于每种颜色设置在进料罐和喷射头之间的流路中。
3.当溶解在液体(墨水)中的气泡、或者从进料罐或形成喷射头的构件分离的气泡、或从连接供应罐和进料罐的管进入的气泡积累在进料罐中时，气泡会降低过滤器的有效面积。因此，在过滤器中产生液体流动阻力(压力损失)，并且发生液体喷射故障。日本专利申请公开no.2007
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001209公开了一种技术，其中，通过负压产生装置对进料罐的内部进行减压，并且通过使用气液分离构件来抽吸进料罐中的空气。
4.然而，在使用气液分离构件的抽吸中，由于需要预先为喷墨记录设备提供诸如负压产生装置的机构，因此存在喷墨记录设备的成本增加的问题。


技术实现要素：

5.根据本发明，提供了一种用液体填充液体储存装置的液体填充方法，该液体储存装置包括：第一罐，该第一罐储存要供应至喷射液体的喷射头的液体；和第二罐，该第二罐储存要通过设置在第一罐中的连接端口供应至第一罐的液体，该方法包括：在关闭设置在第二罐中的第二液体引入口的状态下，通过设置在第一罐中的第一液体引入口将液体从液体储存容器注入到第一罐中。
6.通过以下参考附图对示例性实施例的描述，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
7.图1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g和1h是描述在填充液体之前用液体填充罐的第一实施例的步骤的图。
8.图2是描述液体储存装置的构造的概要的框图。
9.图3a、图3b、图3c、图3d和图3e是描述使用预定量的液体向罐填充液体的变型例的步骤的图。
10.图4a、4b和4c是描述另一实施例的检测液体的填充量的方法的图。
11.图5a和5b是示出喷墨记录设备的主要部分的透视图。
具体实施方式
12.鉴于上述问题，本发明的目的是提供液体储存装置和液体填充方法，该液体储存
装置和液体填充方法能够通过消除对负压产生装置的需要而降低喷墨记录设备的成本。
13.根据本发明，可以提供能够通过消除对负压产生装置的需要而降低喷墨记录设备的成本的液体储存装置和液体填充方法。
14.在下文中，将参照附图描述根据本发明的实施例的液体储存装置和液体填充方法。在以下描述的每个实施例中，将使用具体构造来描述安装有喷射作为液体示例的墨的喷射头的喷墨记录设备。
15.另外，由于以下描述的实施例是应用了本发明的实施例，因此附加了各种技术上有利的限制。但是，本发明不限于本说明书中的实施例和其他特定方法，只要本发明符合技术思想即可。在下面的描述中，在附图中，具有相同功能的构造将被赋予相同的附图标记，并且将省略重复部分的描述。
16.(记录装置)
17.参照图5a和5b说明本发明的喷墨记录设备的概要。如图5a所示，喷墨记录设备110以预定的间距间隔重复喷射头(记录头)1的往复运动(主扫描)和诸如普通记录纸、专用纸和ohp胶片的记录片材s的输送(副扫描)。喷墨记录设备110是串行型喷墨打印机，其通过与这些运动同步地选择性地从喷射头1喷射作为示例的墨液并且使液体粘附到记录纸s上，从而形成字符、符号和图像。
18.在图5a中，喷射头1由两个导轨208可滑动地支撑，并通过诸如马达(未示出)的驱动单元而沿着导轨208往复运动。记录片材s通过输送辊203面对喷射头1的液体喷射表面，并在与喷射头1的移动方向相交的方向(例如，作为正交方向的箭头t方向)上被输送，同时保持距液体喷射表面的距离恒定。
19.喷射头1具有多个喷射孔列，每个喷射孔列喷射不同颜色的液体。喷射头1安装有稍后描述的记录元件部分21(图1a至1h)。电热转换元件(加热器)和压电元件之一的多个布置在记录元件部分21中，作为用于喷射液体的喷射能量产生元件。喷射能量产生元件从喷射孔喷射通过液体供应路径(管8)供应的液体。例如，在将电热转换元件用作喷射能量产生元件的情况下，加热器产生热量以使液体发泡，并且利用发泡能量从喷射孔喷射液体。
20.根据从喷射头1喷射的液体的颜色，多个独立的供应罐2可拆卸地附接到液体供应单元205。液体供应单元205和进料罐3通过分别对应于液体颜色的多个管8彼此连接。通过将供应罐2安装在液体供应单元205上，可以将储存在供应罐2中的每种颜色的液体独立地供应到喷射头1的每个喷射孔列。进料罐3临时存储从供应罐2供应到喷射头1的液体。进料罐3具有第一液体引入口4，供应罐2具有第二液体引入口5。第一液体引入口4和第二液体引入口5是用于从外部向进料罐3和供应罐2填充液体的开口。稍后将描述用液体填充进料罐3和供应罐2的具体方法。
21.回收单元207设置成在非记录区域中面对喷射头1的液体喷射表面，该非记录区域是在进料罐3的往复运动范围内并且在记录片材s的通过范围之外的区域。图5a示出了将液体从四个供应罐2供应到一个进料罐3的示例。
22.图5b是从图5a中的箭头a方向(第一液体引入口4的背面)观察时的进料罐3的放大图。如图5b所示，根据液体的颜色对进料罐3的内部进行分隔，以使从供应罐2供应的液体不会混合。供应罐2和进料罐3可以根据应用而具有任何形状，并且供应罐2和进料罐3的每个液体室可以构造为任意数量。
23.(液体储存装置)
24.接下来，在描述用液体填充液体储存装置的方法之前，将参考图1a至图1h和图2描述根据本实施例的液体储存装置。如图1a和图2所示，液体储存装置100设有具有第一液体引入口4的进料罐3、具有第二液体引入口5的供应罐2、大气连通口6以及狭缝壁7和液体流路8。另外，液体储存装置100具有控制部分104、第一检测部分101、第二检测部分102和第三检测部分103。进料罐3用作第一罐并储存被供应到喷射头1(图5a)的液体12，该喷射头1喷射液体12。供应罐2用作第二罐并储存要供应到进料罐3的液体12。记录元件部分21(图1a)设置在进料罐3的下表面上。液体流路(管8)连接进料罐3和供应罐2。管8通过设置在进料罐3中的连接端口连接到进料罐3，随着液体被喷射头1消耗，储存在供应罐2中的液体通过管子8，并通过连接端口供应到进料罐3。
25.第一液体引入口4设置在进料罐3的上表面上，并且是用于将液体填充到进料罐3内部的可密封开口。在进料罐3的上表面上设置有开闭第一液体引入口4并用作第一阀的阀93。通过从图2的控制部分104输出的控制信号105进行阀93的在打开状态和关闭状态之间的切换。第二液体引入口5设置在供应罐2的上表面上，并且是用于将液体填充到供应罐2的内部的可密封开口。在供应罐2的上表面上设置有开闭第二液体引入口5并用作第二阀的阀92。通过从图2的控制部分104输出的控制信号106进行阀92的在打开状态和关闭状态之间的切换。通过在进料罐3和供应罐2的每一个中设置液体引入口，可以分别向进料罐3和供应罐2填充液体。
26.大气连通口6设置在供应罐2的侧面上，并且是用于通过设置在供应罐2的底面上的狭缝壁7将供应罐2的内部与大气连通的开口。在供应罐2的侧面上设置有允许供应罐2的内部与大气成为非连通状态和连通状态之一并用作第三阀的阀96。通过从图2的控制部分104输出的控制信号107来执行阀96的在关闭状态与打开状态之间的切换。如图1a所示，狭缝壁7在供应罐2的内部与大气之间形成边界面。另外，在从狭缝壁7到大气连通口6的预定距离处设置有用作当液体从供应罐2的内部泄漏时的缓冲的空气流路20。例如在第一液体引入口4和第二液体引入口5处于关闭状态的状态下，狭缝壁7形成有能够通过弯液面力将液体保持在供应罐2内的狭缝。狭缝壁7具有空气通过而液体不通过的特性。通过在供应罐2的底面上设置狭缝壁7，能够将供应罐2内的液体与进料罐3内的液体之间的液压头压差保持恒定，直到供应罐2内的液体剩余量到达狭缝壁7的位置。设置狭缝壁7不是必需的，例如，也可以使用利用弹性体的压力控制机构代替。
27.第一检测部分101检测第一罐3中的液体12的填充量。第二检测部分102检测第二罐2中的液体12的填充量。第三检测部分103检测液体流路8中是否填充有液体12。这里，可以通过使用填充量检测材料13作为检测材料的示例(例如在后述的另一实施例(图4a至4c)中描述的电极销和电极板)来实施检测每个罐中的液体12的填充量的方法。第一检测部分101至第三检测部分103检测出的液体12的填充状态被通知给控制部分104。控制部分104基于所通知的填充状态来控制阀92、93、96的开闭。控制部分104的具体控制方法将在以下参照图1b至1h描述的液体填充方法中详细说明。控制部分104读取存储在诸如作为示例的只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)(未示出)之类的存储装置中的程序，并且执行图1b至1h的一系列操作。
28.在图2中，由于下述原因，可以不设置第三检测部分103。第一个原因是，例如，即使
当气泡留在液体流路8中时，气泡也最终移动到第一罐3侧。第二个原因是，即使由于使用喷墨记录设备110而中断了从第二罐2到第一罐3的液体供应，也可以通过在第一罐3中设置填充量检测材料13来检测液体12的剩余量并且可以避免喷射故障。因此，在不设置第三检测部分103的情况下进行填充工作的使用者在视觉上确认液体流路8是否被液体12填充就足够了。
29.另外，图1a通过例示适用于多功能性和批量生产的简单形状来描述进料罐3的形状。然而，为了优化安装有液体储存装置100的喷墨记录设备110的性能，进料罐3可以考虑到液体12的流路阻力而具有复杂的形状。另外，除了使用从控制部分104(图2)输出的控制信号的方法之外，用户还可以手动地执行阀92、93和96的打开状态和关闭状态之一的切换控制以及液体12的填充控制。
30.(第一实施例)
31.接下来，将参照图1a至1h再次描述第一实施例的液体填充方法。图1b至1h是描述用液体填充没有被液体填充的供应罐2和进料罐3的步骤的图。图1a示出了在向供应罐2和进料罐3填充液体之前的状态。第一液体引入口4和第二液体引入口5通过阀93和92处于关闭状态，并且大气连通口6通过阀96处于非连通状态。
32.接下来，在图1b的步骤中，第一液体引入口4的阀93打开。第一液体引入口4处于打开状态，第二液体引入口5处于关闭状态，并且大气连通口6处于非连通状态。在该状态下，将填充有液体12的瓶31(液体储存容器)的末端插入第一液体引入口4，以将液体12注入进料罐3的内部。尽管未示出，但是瓶31具有液体注入部分和气体排出部分，使得能够将进料罐3内的空气替换为注入的液体12。这时，由于第二液体引入口5处于关闭状态并且大气连通口6处于非连通状态，所以液体几乎不流入管8和供应罐2。因此，从瓶31注入的液体12积累在进料罐3内，进料罐3内的空气向瓶31内移动。通过进行通过第一液体引入口4对气体和液体进行交换的这种气液交换供应，向进料罐3的内部填充液体12。通过能够以这种方式将液体12直接注入到进料罐3中，可以生成除了溶解在液体12中的气体之外的气体几乎不进入进料罐3内部的状态。换句话说，由于没有必要从供应罐2经由液体流路8向进料罐3填充液体12，减小了存在于供应罐2和液体流路8内的空气流入进料罐3内的可能性。
33.接下来，在图1c的步骤中，在将预定量的液体12填充到进料罐3的内部之后，将瓶31的末端从第一液体引入口4拉出，第一液体引入口4的阀93关闭并且第一液体引入口4处于关闭状态。接下来，在图1d的步骤中，第二液体引入口5的阀92被打开以允许第二液体引入口5处于打开状态。在该状态下，将填充有液体12的瓶31的末端插入第二液体引入口5，以将液体12注入到供应罐2的内部。瓶31的液体注入部分和气体排出部分用注入的液体代替供应罐2内的空气。此时，第一液体引入口4处于关闭状态，大气连通口6处于非连通状态。因为用于喷射液体12的喷射孔在设置在进料罐3的底表面上的记录元件部分21中开口，所以严格地说，尽管进料罐3不是封闭空间，但是由于喷射孔具有高流动阻力，进料罐3可以看作是封闭的空间。为了进一步提高进料罐3的气密性，可以用橡胶构件将记录元件部分21密封。因此，液体几乎不流入管8中，并且液体几乎不从供应罐2流入进料罐3中。结果，从瓶31注入的液体12仅在供应罐2内部积累，并且供应罐2内部的空气移动到瓶31的内部。通过执行经过第二液体引入口5交换气体和液体的这种气液交换供应，在供应罐2的内部填充液体12。通过以这种方式能够将液体12直接注入到供应罐2中，可以生成除了溶解在液体12中的
气体以外的气体几乎不进入供应罐2内部的状态。即，由于液体12不通过管8移动，所以气泡不可能积累在进料罐3中。
34.接下来，在图1e的步骤中，在将预定量的液体12填充到供应罐2的内部之后，将瓶31的末端从第二液体引入口5拉出。接下来，在图1f的步骤中，打开第一液体引入口4的阀93以允许第一液体引入口4处于打开状态。结果，大气压力施加到填充在进料罐3中的液体12的液面和填充在供应罐2中的液体12的液面。在图1e的示例中，由于进料罐3的液体12的液面高于供应罐2的液体12的液面，进料罐3的液体12通过管8流入供应罐2。此时，将管8内部的气体推出到供应罐2并用液体12代替。图1f示出了在进料罐3内部的液面高度和供应罐2内部的液面高度一致的状态，并且根据进料罐3、供应罐2和管8的压力损失的设计，液面高度可能不一致。在本实施例中，液体12可能流入管8内部。
35.接下来，在图1g的步骤中，在将液体12填充到管8内之后，关闭第一液体引入口4的阀93和第二液体引入口5的阀92，并且第一液体引入口4和第二液体引入口5处于关闭状态。打开大气连通口6的阀96，大气连通口6处于连通状态。结果，完成了将液体12填充到液体储存装置100中。进料罐3内的液体12被安装有液体储存装置100的喷墨记录设备110消耗，喷墨记录设备110从喷射孔喷射液体12并将液体12记录在记录介质上。因此，如图1h所示，对应于所消耗液体12的体积的空气通过狭缝壁7从大气连通口6被供应至供应罐2，并在供应罐2的上部积累。供应罐2内的液体12被积累在供应罐2上部的空气挤压，并且液体12通过管8被供应至进料罐3的内部。结果，进料罐3和供应罐2之间的液压头压差可以保持恒定。
36.如上所述，在本实施例中，当用液体12填充罐时，关闭除了用液体12填充的罐之外的其他罐，并且可以将液体12直接注入每个罐中。结果，气体几乎不进入用液体填充的罐的内部，并且可以抑制罐内产生积累的气泡。因此，根据本实施例，不需要预先提供诸如负压产生装置的机构，从而可以降低喷墨记录设备的成本。
37.(修改示例)
38.将参考图3a至3e描述变型例的液体填充方法。图3a至图3e是描述在进料罐3内的液体12被消耗之后用液体填充供应罐2和进料罐3的步骤的图。由于与第一实施例的各步骤基本相同，因此以下主要说明不同点。
39.如在第一实施例中所述，在进料罐3内的液体12通过图1h的步骤被进一步消耗之后用液体填充进料罐3的步骤是图3a的步骤。因此，图3a的步骤与第一实施例的图1b的步骤基本相同。另外，图3b的步骤是当在进料罐3的内部填充有预定量的液体12时从第一液体引入口4拉出瓶31的末端并关闭第一液体引入口4的步骤。因此，图3b的步骤与图1c的步骤基本相同。此外，图3c的步骤是打开第二液体引入口5并将填充有液体12的瓶31的末端插入第二液体引入口5以将液体12注入供应罐2内部的步骤。此时，由于第一液体引入口4处于关闭状态并且大气连通口6处于非连通状态，因此图3c的步骤与图1d的步骤基本相同。
40.在图3d的步骤中，打开第一液体引入口4，大气压施加到填充在进料罐3中的液体12的表面和填充在供应罐2中的液体12的表面以使填充在进料罐3或供应罐2中的液体12流入管8。即，通过在保持第二液体引入口5打开的同时打开第一液体引入口4并用液体12填充管8，管8内部的气体被推到液体12的外部。因此，图3d的步骤与图1f的步骤基本相同。另外，在图3e的步骤中，当管8的内部填充有液体12时，第一液体引入口4和第二液体引入口5处于关闭状态，并且大气连通口6处于连通状态。因此，图3e的步骤与图1g的步骤基本相同。结
果，完成了液体储存装置100的填充。
41.在该变型例中，在使用喷墨记录设备110期间总是发生的填充液体12的维护工作中，当用液体12填充罐时，除用液体12填充的罐之外的罐处于封闭的空间中。另外，当用液体12填充罐时，可以将液体12直接注入每个罐中。结果，气体几乎不进入罐的内部，并且可以抑制罐内部产生气泡。因此，根据本实施例，不需要预先提供诸如负压产生装置的机构，从而可以降低喷墨记录设备的成本。
42.(其他实施例)
43.接下来，将参照图4a至4c描述另一实施例的检测液体的填充量的方法。如图4a至图4c所示，在构成液体储存装置100的进料罐3和供应罐2的每一个的内部分别设有用于检测液体12的填充量的两个填充量检测材料13。图4a示出了进料罐3和供应罐2充分填充有液体12的状态。在这种情况下，填充量检测材料13检测到两个罐内的液体12的填充量足够。图4b示出了与进料罐3内的液体12的填充量相比供应罐2内的液体12的填充量极小的状态。在这种情况下，供应罐2的填充量检测材料13检测到供应罐2内的液体12的填充量较小。图4c示出了与供应罐2内的液体12的填充量相比进料罐3内的液体12的填充量极小的状态。在这种情况下，进料罐3的填充量检测材料13检测到进料罐3内的液体12的填充量较小。
44.液体12和填充量检测材料13均具有导电性。因此，当在与液体12接触的状态下在两个填充量检测材料13之间施加预定电压时，预定电流在两个填充量检测材料13之间流动。在两个填充量检测材料13不与液体12接触的状态下，在两个填充量检测材料13之间没有电流流动。通过利用该特性，可以掌握罐内液体12的填充量。
45.在图4a至图4c中，以杆状构件作为填充量检测材料13的示例，并且描述不限于此。例如，可以使用任何方法，只要可以检测罐内液体12的填充量即可，例如使用电极板作为填充量检测材料13，以及使用能够从外部视觉识别内部填充量的材料形成罐。另外，还可以预先测量在预定时间内积累在进料罐3和供应罐2中的气泡量，并基于积累在罐中的气泡量检测罐内的液体12的填充量，而不设置填充量检测材料13。此外，还可以通过对利用记录元件部分21产生的喷射能量从喷射孔喷射液体12的总次数进行计数来预测罐内的液体12的填充量。
46.在图4a至图4c中，描述了在进料罐3和供应罐2中设置填充量检测材料13的示例。这是为了更准确地掌握需要填充液体12的罐和填充的时间。结果，可以省略不必要的填充液体12的工作。
47.通常，在使用喷墨记录设备110的情况下，已知在设有狭缝壁7的供应罐2中可能积累气泡。因此，如图4b所示，与进料罐3中的液体12的填充量相比，供应罐2中的液体12的填充量可能极小。此时，例如，在仅将填充量检测材料13设置在供应罐2中的情况下，可以基于由填充量检测材料13检测到的液体12的填充量来可靠地捕捉用液体12填充供应罐2的机会。然而，由于进料罐3未设置填充量检测材料13，例如如图4c所示在进料罐3中的液体12的填充量极小的情况下，不能捕获进料罐3中的液体12的填充量，并且可能发生喷射故障。另一方面，管8损坏，第一液体引入口4的阀93损坏，气泡积累在进料罐3内，并且进料罐3中的液体12的填充量可能大大减小，如图4c所示。在这种情况下，当进料罐3设置有填充量检测材料13时，可以捕获液体12的填充量，从而可以避免喷射故障。
48.在进料罐3或供应罐2设置有填充量检测材料13的情况下，可以检测一个罐中的液
体12的填充量，但是不能检测另一个罐中的液体12的填充量。例如，在进料罐3的材料是树脂的情况下，可以分离在树脂表面上的非常小的间隙中捕获的气泡。这样的气泡经常在开始使用喷墨记录设备110时产生，并且在长时间使用后难以分离。因此，期望在进料罐3和供应罐2两者中都设置填充量检测材料13，以捕获罐中液体12的填充量并在适当的时机促进液体12的填充。
49.在本实施例中，在周期性发生的用液体12填充进料罐3的维护工作中，可以将液体12直接注入到罐内部。结果，可以生成气体几乎不进入进料罐3的内部的状态。另外，可以容易地抑制在进料罐3内积累气泡。然而，用液体12去填充具有大填充量的液体12的罐并不是有效的。这是因为填充液体12增加了将溶解在液体12中的气体注入罐中的机会。因此，重要的是在进料罐3和供应罐2中设置填充量检测材料13，并且准确地掌握填充在每个罐中的液体12的填充量。结果，可以通过最少的必要填充工作容易地防止在进料罐内部积累气泡。
50.在上述各实施例中，以阀作为用于开闭各罐的液体引入口的单元的示例进行描述。然而，只要能够开闭液体引入口，就可以使用除阀之外的单元(例如，盖和塞子)。
51.尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。