专利名称：喷墨记录装置中的墨水供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向能连续印字工作的喷墨记录装置的记录头供给墨水的墨水供给装置。
背景技术：
在向喷墨记录装置的记录头供给墨水的过程中，作用在记录头上的供给墨水压力应该恒定，不应该在墨水中混入气泡。可是，原有这种墨水供给装置，例如，像日本专利公报特开平6-106731号中记载的那样，除了储藏墨水的主箱以外还使用副箱，从该副箱供给记录时的墨水，在该副箱内的墨水量为一定值以下时由主箱补给墨水。在这样的墨水供给装置中，由墨水供给泵从副箱向记录头供给墨水，在副箱上设置排气装置，副箱内的墨水的液面经该排气装置与大气连通。
在该原有的墨水供给装置中，由于由墨水供给泵向记录头供给墨水，所以往往由于墨水供给泵的变动，向记录头的墨水供给压力产生变动而导致印字变得不稳定。另外，由于在向记录头供给墨水的箱(副箱)上设置排气装置，而使该箱的墨水液面与大气连通，所以空气经墨水液面混入墨水液中，该混入的空气与墨水一起被送入记录头，从而往往会影响来自记录头的墨水喷嘴的墨水滴的正确输出。
另外，向喷墨记录装置的记录头供给的墨水的供给压力，最好为针对记录头的工作状态，例如清洁时，初期充填时、印字时、记录头面的擦拭时、擦拭刮板的清洁时等各个状态的最佳值。
为此，对于原有的这种墨水供给装置，如日本专利公报特开平11-20180号及日本专利公报特开平7-137286号中记载的那样，根据印字时或记录头的擦拭时等的状况，使作为向记录头供给墨水的墨水供给源的墨水箱物理地上升或者下降，从而使墨水箱内的墨水液面的位置水头变化来改变作用在记录头上的墨水压力。
即，这些原有的墨水供给装置，为了向记录头供给墨水，都是通过升降设置在紧靠记录头的前面的墨水箱(主箱)来调整墨水液面相对于记录头的高度。另外，也通过对墨水供给压力的测定，对墨水液面的高度(位置水头)进行软件控制。
可是，对于工业用的喷墨记录装置，由于以连续工作为条件，所以墨水箱为大容量，因为墨水箱成为大型的，其容量也就变大。为此，在上述原有的技术中，用于升降该主箱的驱动源及驱动构造都为大规模的机构，从而在设置空间和制造成本等方面都存在问题。
另外，由于墨水箱的大型化，由该墨水箱的升降而引起的液面控制的反应不灵敏。再有，通过墨水供给压力的测定对墨水液面的位置水头进行软件控制，也使控制装置变得复杂且在成本上存在问题。
发明内容
本发明的第1目的在于，提供使向记录头的墨水供给压力恒定，同时可以向记录头供给少混入空气的墨水的墨水供给装置。
为了达到上述第1目的，本发明的墨水供给装置，在喷墨记录装置中的记录头上，连接由主箱补充墨水的副箱，并使相对于记录头的印字头面的副箱内的墨水液面的位置水头为恒定。
根据该结构，由于相对记录头的印字头面、与记录头连接的副箱的墨水液面的位置水头是恒定的，所以可以使向记录头供给的墨水的供给压力(背压)保持恒定，可以稳定地由记录头进行印字。
在上述结构的喷墨记录装置中的墨水供给装置中，在副箱上设置检测该副箱内的墨水液面的液面检测计，在从主箱向副箱供给墨水的墨水供给管上设置墨水供给泵，该墨水供给泵根据液面检测计的检测值控制泵的动作，以使副箱内的墨水液面的位置水头恒定。
根据该结构，可以用简单的结构得到用于使相对于记录头的印字头面的副箱内的墨水液面的位置水头保持恒定的机构。
另外，在上述结构的喷墨记录装置中的记录头中，在副箱上设置去除副箱内的墨水中的空气的排气装置，和/或在副箱内的墨水液面上漂浮有覆盖该墨水液面的浮标。
根据这些结构，由于用排气装置可以去除向记录头供给墨水的副箱内的墨水中的空气，所以可以控制空气混入到从副箱向记录头供给的墨水中。另外，由于在该副箱的墨水液面上漂浮有覆盖该墨水液面的浮标，所以该液面与箱内的大气被切断，可以减少空气向墨水中的混入。因此，可以减少空气混入由记录头的输出喷嘴喷出的墨水滴中而引起的各种故障的发生，从而可以稳定地印字。
本发明的第2个目的在于，能够以轻装备且低成本地制造调整相对于记录头的墨水液面的位置水头的机构。
为了达到上述第2目的，本发明的墨水供给装置，在喷墨记录装置中的记录头和主箱之间设置背压箱，使其与记录头连接，同时根据墨水的消耗量从主箱补给墨水以使墨水液面的高度保持恒定。通过在高度方向调节该背压箱的位置，可以调节相对于记录头的印字头面的背压箱内的墨水液面的位置水头。
根据该结构，与主箱比较，可以小型轻量地制造用于调节相对于记录头的墨水液面的位置水头的、能升降的背压箱，所以能够以轻装备且低成本地制造升降该背压箱来调节位置水头的位置水头调整机构。
另外，由于用于得到位置水头的背压箱，如上述那样是小型且容量小的，所以由背压箱的升降所产生的液面控制的响应性得到改善，同时维修性也有所提高。另外，由于通过背压箱的升降进行墨水液面的位置水头的调整，所以，与通过测定墨水供给压力来软件控制墨水液面的位置水头的场合相比，控制装置简易，从而可以用低成本提供该控制装置。
另外，可以把主箱设置在装置主动侧等空间内，在记录头附近设置比主箱小的背压箱，从而可使记录头侧的结构紧凑。而且，由于在该背压箱中根据墨水消耗量从主箱补充墨水，所以能长时间地连续工作。
而且，由于可以任意地调整由上述背压箱所产生的位置水头，所以可以精确地控制记录头中的墨水充填时、清洁时、印字时、擦拭时等的供给墨水压力。
另外，在上述结构的喷墨记录装置中的墨水供给装置中，用箱升降装置可升降地支承背压箱，用箱升降装置，使相对于记录头的印字头面的背压箱内的墨水液面的位置水头，在印字时比记录头的印字头面低，在擦拭时等于或高于记录头的印字头面，在清洁时等于或高于擦拭时，在初期充填时等于或高于清洁时。而且，在该装置中，最好使记录头印字时的位置水头H1为大致-20mm，使擦拭时的位置水头H2为10～20mm，使清洁时的位置水头H3为35～45mm，使初期充填时的位置水头H4为大致45mm。另外，在该装置中，也可以使记录头的印字时的位置水头H1为大致-30mm，使擦拭时的位置水头H2为10～20mm，使清洁时的位置水头H3为40～100mm，使初期充填时的位置水头H4为大致300mm。
图1是示意地表示本发明的墨水供给装置的第1实施例的墨水供给系统的说明图。
图2是示意地表示本发明的墨水供给装置的第2实施例的墨水供给系统的说明图。
具体实施例方式
通过参照表示本发明的理想的实施例的附图并研究下面详细的说明和权利要求书，可以明确本发明的上述及其他的目的、特征及优点及其实现方法，也能很好地理解本发明。
首先，对本发明的第1实施例进行说明。
图1是示意地表示本发明的喷墨记录装置的墨水供给装置的墨水供给系统的说明图。
图1中，1是喷墨记录装置的记录头，2是经墨水供给管3与该记录头1连接的副箱，4是经墨水供给管5与该副箱2连接的主箱。在连接主箱4和副箱2的墨水供给管5上，安装有根据副箱2内的墨水6的消耗量从主箱4补给墨水的墨水供给泵7、过滤器8和电磁阀9。上述两墨水供给管3、5与副箱2的底部等的至少比墨水液面低的位置连接。
上述记录头1，例如为使用压电元件等机电转换器的部件，用未图示的控制装置控制其动作。
在副箱2内，安装有与收纳在其中的墨水6的液面的大致整个面接触的浮动的浮标10。另外，在该副箱2内，设置通过箱内的浮标10的位置检测来检测墨水6的液面高度的液面检测计11。上述墨水供给泵7及电磁阀9的动作，由未图示的控制装置根据该液面检测计11的检测值进行控制。
即，当副箱2内的墨水6经墨水供给管3向记录头1供给而导致其液面下降时，由来自检测出此时的液面下降的液面检测计11的信号打开电磁阀9，同时墨水供给泵7进行动作，从主箱4向副箱2供给墨水。然后，当该墨水供给量为规定量，上述副箱2内的墨水液面返回到规定的位置时，由来自检测液面的液面检测计11的信号使墨水供给泵7停止，同时关闭电磁阀9并停止墨水的供给。这样，副箱2内的墨水6的液面总是维持在规定的高度上。
从而，上述副箱2内的墨水6的液面和记录头1的记录头面的高度方向的位置关系成为恒定，因此，相对于记录头1的印字头面的墨水6的液面的位置水头H保持恒定。副箱2经过滤器12与大气连通。
在副箱2的比墨水6的液面低的位置上，连接有用于排出副箱2内的墨水6中的空气的排气装置13。在主箱4上也连接有用于排出该箱内的墨水中的空气的排气装置14。该两排气装置13、14是循环型的装置，使各箱内的墨水分别通过排气装置13、14来进行排气。
在上述结构中，通过由未图示的控制装置控制记录头1而使其动作，对在从记录头的下面距离0.5～1.5mm的位置上移动的纸张(被记录材料)进行印字。
这时，与记录头1中的墨水输出量相对应的量的墨水，由副箱2经墨水供给管3供给。向该记录头1的墨水的供给，由墨水供给系统的毛细管现象及记录头1的墨水输出喷嘴部上的输出力进行。而且，由于这时的副箱2中的墨水6的液面高度，由根据液面检测计11的检测值进行控制的墨水供给泵7的动作保持恒定，所以相对于记录头1的印字头面的副箱2的液面的位置水头H成为恒定，从而记录头1的输出喷嘴部中的墨水供给压力保持恒定。
另外，这时的副箱2及主箱4内的墨水中的空气，由与各自连接的排气装置13、14排气。
另外，由于副箱2内的墨水6的液面的大致整个面被浮标10所覆盖，该液面的直接与大气接触的部分变小，所以可以减少大气从该液面混入墨水中。
由此，由于在来自记录头1的输出喷嘴的墨水滴输出中，减少了由空气混入墨水中引起的各种故障的产生，所以能进行稳定的印刷。
下面，对本发明的第2实施例的进行说明。
图2是示意地表示本发明的喷墨记录装置中的墨水供给装置的墨水供给系统的结构的说明图。
图2中，21是喷墨记录装置的记录头，22是经墨水供给管23与该记录头21连接的背压箱(副箱)，24是经墨水供给管25与该背压箱22连接的主箱。在连接主箱24和背压箱22的墨水供给管25上，安装根据背压箱22内的墨水26的消耗量从主箱24补给墨水的墨水供给泵27。上述两墨水供给管23、25，与背压箱22的底部等的至少比墨水液面低的位置连接。背压箱22经过滤器28与大气连通。
上述记录头21，例如为使用压电元件等机电转换器的部件，由未图示的控制装置控制其动作。
在背压箱22内，安装有在收纳于其中的墨水6的液面上漂浮的板状的浮标29。在该背压箱22上，设置通过箱内的浮标29的位置来检测墨水26的液面高度的液面检测计30。上述墨水供给泵27的动作，由未图示的控制装置根据该液面检测计30的检测值进行控制。
即，当背压箱22内的墨水26经墨水供给管23向记录头21供给而使其液面下降时，由来自检测出此时的液面下降的液面检测计30的信号，使墨水供给泵27动作，从主箱24向背压箱22供给墨水。然后，当该墨水供给量为规定量且上述背压箱22内的墨水液面返回到规定位置时，由来自检测液面的液面检测计30的信号使墨水供给泵27停止。这样，背压箱22内的墨水26的液面总是维持在规定的高度上。
上述背压箱22经托架31由箱升降装置23支承。该箱升降装置32由在上下方向上螺丝拧紧在上述托架31上的丝杠轴33和在正反方向上回转该丝杠轴33的马达34构成，通过正转或反转丝杠轴33使背压箱22升降，通过升降该背压箱22，使相对于记录头21的印字头面的背压箱22的液面的位置水头变化。
在背压箱22的比墨水26的液面低的位置上，连接用于排出背压箱22内的墨水26中的空气的排气装置35。该排气装置35是循环型的装置，使箱内的墨水通过排气装置35来进行排气。
在上述的结构中，通过由未图示的控制装置的控制使记录头21动作，对在距离其下面0.5～1.5mm的位置上移动的纸张(被记录材料)上进行印字。
这时，背压箱22内的墨水量，由根据液面检测计30的检测值进行控制的墨水供给泵27的动作保持恒定。另一方面，相对于记录头21的印字头面的上述墨水的液面的高度，即位置水头，可以通过由箱升降装置32使背压箱22升降而进行变化。
而且，将这时的墨水液面相对于记录头21的印字头面的位置水头，有选择地设定为分别适用于印字时、擦拭时、清洁时、初期充填时的位置水头H1、H2、H3、H4。如图2所示，使印字时的位置水头H1低于记录头的印字头面，使擦拭时的位置水头H2等于或高于记录头的印字头面，使清洁时的位置水头H3等于或高于擦拭时的位置水头，使初期充填时的位置水头H4等于或高于清洁时的位置水头。
即，从背压箱22吸引其与记录头21之间的墨水供给管23内的空气、向墨水供给管23内充填墨水的初期充填时的位置水头H4为最高，而在该经过印字后的短暂停止期间后实施再次印字之际，用于排出混入墨水供给管23中的灰尘或固态墨水等以及混入的空气并置换新的墨水的清洁作业时的位置水头H3，必须为接近初期充填时的位置水头H4的高度。
另外，在印字作业中，由于墨水对记录头1的压力为负压较理想，所以使这时的位置水头H1比记录头21的印字头面低。另一方面，使擦拭作业中的位置水头H2为稍微偏正值。其中，作为上述各位置水头的一个例子，使印字时的位置水头H1为大致-20mm，使擦拭时的位置水头为10～20mm，使清洁时的位置水头H3为35～45mm，使初期充填时的位置水头H4为大致45mm。作为上述各位置水头的另一个例子，使印字时的位置水头H1为大致-30mm，使擦拭时的位置水头H2为10～20mm，使清洁时的位置水头H3为40～100mm，使初期充填时的位置水头H4为大致300mm。这些数值根据记录头性能，墨水特性，供给系统规格等进行变化。
在上述结构中，背压箱22的容量最好是与记录头21中的印字速度相称的容量，从而，由于可以比主箱24的容量少，所以，该背压箱22相对于主箱24成为小型、重量轻的构件。
权利要求
1.一种喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，在喷墨记录装置中的记录头上，连接从主箱补充墨水的副箱，并使相对于记录头的印字头面的副箱内的墨水液面的位置水头为恒定。
2.如权利要求1所述的喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，在副箱上设置检测该副箱内的墨水液面的液面检测计，在从主箱向副箱供给墨水的墨水供给管上设置墨水供给泵，该墨水供给泵根据液面检测计的检测值控制泵的动作，以使副箱内的墨水液面的位置水头恒定。
3.如权利要求1或者权利要求2所述的喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，在副箱上设置去除副箱内的墨水中的空气的排气装置。
4.如从权利要求1到权利要求3的任一项所述的喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，在副箱内的墨水液面上漂浮有覆盖该墨水液面的浮标。
5.一种喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，在喷墨记录装置中的记录头和主箱之间设置背压箱，使其与记录头连接，同时根据墨水的消耗量从主箱补给墨水以使墨水液面的高度保持恒定；通过在高度方向调节该背压箱的位置，可以调节相对于记录头的印字头面的背压箱内的墨水液面的位置水头。
6.如权利要求5所述的喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，用箱升降装置可升降地支承背压箱，用箱升降装置，使相对于记录头的印字头面的背压箱内的墨水液面的位置水头，在印字时比记录头的印字头面低，在擦拭时等于或高于记录头的印字头面，在清洁时等于或高于擦拭时，在初期充填时等于或高于清洁时。
7.如权利要求6所述的喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，使记录头印字时的位置水头H1为大致-20mm，使擦拭时的位置水头H2为10～20mm，使清洁时的位置水头H3为35～45mm，使初期充填时的位置水头H4为大致45mm。
8.如权利要求6所述的喷墨记录装置中的墨水供给装置，其特征在于，使记录头的印字时的位置水头H1为大致-30mm，使擦拭时的位置水头H2为10～20mm，使清洁时的位置水头H3为40～100mm，使初期充填时的位置水头H4为大致300mm。
全文摘要
本发明提供一种喷墨记录装置中的墨水供给装置。为了使向记录头的墨水供给压力为恒定，同时能够少向记录头中混合空气地供给墨水，本发明的墨水供给装置，在喷墨记录装置中的记录头上连接由主箱补充墨水的副箱，使相对于记录头的印字头面的副箱内的墨水液面的位置水头为恒定，在副箱上设置去除副箱内的墨水中的空气的排气装置，和/或在副箱内的墨水液面上漂浮浮标。为了用轻装备且低成本地制造调整相对于记录头的墨水供给的位置水头的机构，本发明的墨水供给装置，在记录头和主箱之间，设置与记录头连接的同时、根据墨水的消耗量从主箱补给墨水并使墨水液面的高度保持恒定的背压箱，通过在高度方向上调节该背压箱的位置，可以调节相对于记录头的印字头面的背压箱内的墨水液面的位置水头。
文档编号B41J2/175GK1693082SQ20051006850
公开日2005年11月9日 申请日期2005年4月28日 优先权日2004年5月7日
发明者松叶浩幸, 近绳一成, 高尾重幸, 松崎哲也, 井泽秀男, 并木孝夫 申请人:松下电器产业株式会社, 株式会社宫腰