专利名称：墨供给装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从打印头喷出墨来实施打印的打印机设备所采用的墨供给装置。
背景技术：
上述打印机设备(喷墨打印机)通常一边使打印头对打印介质相对移动一边从形成在打印头下表面上的喷嘴喷出墨，使墨以预定的图案附着于台板上的打印介质上，从而实施打印。在该打印机设备中，若打印头的内压高于大气压，则墨从喷嘴被挤出而滴落到打印介质上，产生所谓的“溢出”的问题。作为用于解决该问题的一种方法，公知有如下方法在墨盒等主罐和打印头之间设置具有小容量的墨室的副罐，通过对该副罐的墨室进行减压，将打印头的内压设定为微负压。例如，在专利文献1的图1中，利用水位差将储存在主罐14中的墨12供给到副罐13 中而临时储存，根据喷出头11中喷出墨的情况而将上述墨12从副罐13供给到喷出头11， 在该结构中，利用负压产生部19将副罐13的内压设定为微负压。除了如上述专利文献1那样的利用水位差向副罐供给墨的墨供给方式之外，还存在如下方式在连结主罐和副罐的墨供给通路中配设供给泵，根据副罐内的墨储存量来驱动供给泵，从而进行供给。根据这样的结构，具有能够自由地设定主罐14的配设位置这样的优点，另一方面，为了对供给泵进行驱动控制，需要检测副罐内的墨储存量(墨的液面高度)的检测部件。例如在专利文献2中公开有如下方法并不限定于副罐，而利用安装在浮子4上的磁铁6的磁力来检测容纳于容器中的液体的液面高度。专利文献1 日本特开2006-62330专利文献2 日本特开2001-141547但是，用于打印的墨存在各种种类，粘度等物理参数按照其种类而有所不同。因此，在欲使用上述专利文献2所公开的液面检测方法检测副罐内的墨的液面高度时，在墨粘度较低的情况下，能够通过使浮子4根据液面变化上下移动来准确地检测液面高度，另一方面，在墨粘度较高的情况下，浮子4、磁铁6容易粘贴于周围，有可能难以检测液面高度。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而做成的，其目的在于提供一种具有能够在将内部保持为微负压的同时准确地检测墨液面高度的副罐的墨供给装置。为了达到上述目的，本发明的墨供给装置(例如，实施方式中的墨供给回路60)与打印头相连接而向上述打印头供给液体墨，上述打印头喷出液体墨来进行所要的打印，其特征在于，上述墨供给装置包括副罐，其连接于上述打印头并在内部形成有能够储存液体墨的墨储存室，并且在上述墨储存室内以上下延伸的方式安装有液面检测部，该液面检测部用于检测储存在上述墨储存室中的液体墨的液面高度位置；墨供给通路，其连接储存有液体墨的主罐(例如，实施方式中的墨盒16)和上述墨储存室而成，用于从上述主罐向上述墨储存室供给液体墨；内压调整通路(例如，实施方式中的减压通路59)，其连接能够抽吸或排出空气的调压装置(例如，实施方式中的抽吸泵51)和上述墨储存室而成，用于调整上述墨储存室的内压；以及储存量判断部(例如，实施方式中的控制器13b)，其基于上述液面检测部的检测结果，判断在上述墨储存室中是否储存有预定量的液体墨；上述液面检测部包括壳体构件(例如，实施方式中的壳体部41)，其形成有被投射光部(例如，实施方式中的棱镜部48)，液体墨与储存在上述墨储存室中的液体墨量相对应地位于该被投射光部的外表面并与该外表面接触，并且光能够入射该被投射光部；发光部(例如，实施方式中的发光元件43a、44a)，其配设在上述壳体构件的内部， 用于从上述被投射光部的内侧朝向上述被投射光部发射光；以及光接收部(例如，实施方式中的光接收元件43b、44b)，其配设在从上述发光部发射而在上述外表面上被反射的光所入射的位置。此外，在上述墨供给装置中，优选的是，当储存于上述墨储存室中的液体墨的液面位于比上述被投射光部的被入射来自上述发光部的光的高度位置靠向下方的位置时，上述液面检测部根据上述被投射光部与空气之间的折射率差使光在上述外表面上发生全反射， 而在上述光接收部接收光强度比预定光强度高的光，当储存于上述墨储存室中的液体墨位于上述被投射光部的被入射来自上述发光部的光的高度位置时，上述液面检测部根据上述被投射光部与液体墨之间的折射率差使光向液体墨侧透射，而在上述光接收部接收光强度比上述预定光强度低的光。此外，优选的是，在上述墨供给通路中配设有加压输送装置(例如，实施方式中的供液泵17)，该加压输送装置用于从上述主罐向上述墨储存室加压输送液体墨，上述储存量判断部当判断为储存于上述墨储存室中的液体墨量小于上述预定量时，使上述加压输送装置驱动而从上述主罐向上述墨储存室供给液体墨。再者，在上述墨供给装置中，优选的是，在上述副罐中形成有肋(例如，实施方式中的防波动肋33F、33B)，该肋以夹着上述液面检测部的方式向上述墨储存室内突出。此外，优选的是，上述副罐在其与上述墨供给通路的连结部分中的上述墨储存室侧配设有过滤构件。本发明的墨供给装置包括安装有液面检测部的副罐、墨供给通路以及内压调整通路，当从发光部发射出的光在被投射光部被反射时，上述液面检测部由光接收部接收光。因此，能够利用从发光部发射出的光是否由光接收部接收这样的光学方法来检测液体墨是否达到发光部和光接收部的高度。因此，例如与使浮子浮在墨液面上而利用磁铁的磁力检测液面高度的结构相比较，由于没有可动部分，因此不会发生浮子贴在周围这样的状况，能够在利用内压调整通路将墨储存室保持为微负压的同时，准确地检测墨液面高度。此外，优选的是，液面检测部如下构成当液体墨没有位于被投射光部的外表面时，来自发光部的光在被投射光部的外表面上发生全反射而由光接收部接收光，另一方面， 当液体墨位于被投射光部的外表面时，在被投射光部的外表面上不会发生反射，而向液体墨的方向透射，光接收部几乎不接收光。在这种情况下，通过根据折射率差使来自发光部的光反射或透射，能够检测液体墨的液面高度，因此能够在没有可动部分的情况下反复进行高精度的液面检测。此外，优选的是，在墨供给通路中配设用于加压输送液体墨的加压输送装置，储存量判断部当判断为未储存有预定量的液体墨时，使加压输送装置驱动而向墨储存室供给液体墨。在如此构成的情况下，通过由储存量判断部进行加压输送装置的驱动控制，在墨储存室中始终储存预定量的液体墨，并且由于能够不间断地向打印头供给该储存的液体墨，因此能够使打印头稳定地喷出液体墨。此外，优选的是，在副罐中，以夹着所安装的液面检测部的方式形成有肋。根据这样的结构，例如在打印时副罐与打印头一同扫描移动而摇动，墨储存室内的液体墨随之摇动，即使在这种情况下，也能够利用上述肋将液体墨的波动(液面变化)抑制得较小。因此， 能够与副罐的扫描移动无关地利用液面检测部准确地检测液面高度位置。再者，优选的是，副罐在其与墨供给通路的连结部分中的墨储存室侧配设有过滤构件。格局这样的结构，即使在从主罐供给混有灰尘等异物的液体墨的情况下，也能够在与进入墨储存室的入口相当的部分除去异物。因此，能够使墨储存室内的液体墨和向打印头供给的液体墨成为没有异物的状态，从而能够使打印头不发生喷出不良地喷出液体墨。
图1是应用本发明的打印机设备的主视图；。图2是表示上述打印机设备的头单元周围的立体图；图3是上述打印机设备的墨供给回路的概略图；图4是副罐的立体图；图5是表示液面检测部的图，(a)表示主视图，(b)表示侧视图，(C)表示仰视图；图6是液面检测部的工作说明图，(a)表示周围未充满墨的状态，(b)表示周围充满有墨的状态。附图标记说明13b、控制器(储存量判断部)；16、墨盒(主罐)；17、供液泵(加压输送装置)； 19、墨供给通路；22、打印头；23、副罐；31、墨储存室；33F、33B、防波动肋(肋)；38、过滤器 (过滤构件)；40、液面检测部；41、壳体部(壳体构件)；43a、44a、发光元件(发光部)；43b、 44b、光接收元件(光接收部)；48、棱镜部(被投射光部)；51、抽吸泵(调压装置)；59、减压通路(内压调整通路)；60、墨供给回路(墨供给装置)。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。为了便于说明，将各附图所示的箭头方向定义为前后、左右以及上下而进行说明。首先，参照图1及图2对作为应用本发明的喷墨打印机的一例的打印机设备10的整体结构进行说明。图1表示从前方观看打印机设备10的图，图2表示后述的头单元20周围的立体图。如图1所示，打印机设备10包括具有一左一右的支承腿IlaUlb的支承腿11 ； 由支承腿11支承的中间机身部12 ；设置在中间机身部12的左侧的左机身部13 ；设置在中间机身部12的右侧的右机身部14 ；以及连接左机身部13和右机身部14并且在中间机身部12的上侧与该中间机身部12分离并平行地延伸的上机身部15。在中间机身部12上设置有在中间机身部12的上表面暴露并且向左右延伸的台板12a。如图2所示，在上机身部15的下部左右并列地安装有多个夹持装置15a。在该夹持装置15a的前方顶端部上旋转自由地安装有夹送辊15c。在夹送辊15c的下方，以在台板12a上暴露的方式配设有向左右延伸的圆筒状的供给辊12b。夹持装置15a能够设定在夹送辊1 5c按压在供给辊12b上的状态的夹持位置、以及与供给辊12b分离的状态的非夹持位置。利用该结构，将作为打印对象物的片状的打印片材M夹在夹送辊15c和供给辊12b 之间，并将夹持装置15a设定在夹持位置，在此基础上，通过使供给辊12b旋转，能够将打印片材M向前方或后方输送预定距离。如图1所示，在左机身部13的前表面侧设置有由操作开关类、显示装置类等构成的操作部13a。此外，在左机身部13的内部设置有控制器13b，该控制器13b向后述的供液泵17和抽吸泵51等(参照图3)的打印机设备10的各构成部输出工作信号来进行工作控制，并且被输入后述的上液面检测传感器43、下液面检测传感器44(参照图5)的检测信号。此外，在右机身部14的后表面上能够从后方装卸地安装有内部储存有预定量的墨的墨盒16。另外，在图1中例示了搭载有4个墨盒16的结构，这4个墨盒16分别储存有品红色 (M)、黄色(Y)、青色(C)和黑色⑷这4种颜色的水性墨。如图2所示，在上机身部15的内部设置有向左右延伸的导轨15b，在该导轨15b上能够沿着该导轨15b左右往复移动地安装有头单元20。头单元20以滑架21、打印头22和副罐23为主体而构成。滑架21的后表面与导轨15b嵌合，沿着导轨15b在左右方向上自由地往复移动，而且，滑架21成为打印头22和副罐23的安装底座。打印头22由例如品红色、黄色、青色和黑色的各种颜色的打印头22M、22Y、22C、 22K构成。在这些打印头22M、22Y、22C、22K的下表面上分别形成有朝向下方喷出墨的多个喷嘴(未图示)。副罐23由与上述4种颜色相对应的副罐23M、23Y、23C、23K构成，能够在其内部储存预定量的墨，详细结构见后述。这些副罐23分别配设在对应的打印头22的上方，以能够向打印头22供给所储存的墨的方式连接。下面，追加参照图3 6对上述副罐23的结构进行详细说明。图3示出后述的墨供给回路60的概略图，图4示出副罐23的立体图，图5表示后述的液面检测部40，图6示出液面检测部40的工作说明图。在图3及图4中例示了具有打印头22M和与其相对应的副罐23M的品红色的墨供给回路60，下面举例说明该品红色的墨供给回路60。另外，对于其他颜色，也分别构成有同样的墨供给回路60。如图3所示，墨供给回路60以墨供给通路19、减压通路59和副罐23M为主体而构成，其利用水位差从副罐23M向打印头22M供给墨。墨供给通路19如下构成其端部与副罐23M的墨供给口 34相连接，并且配设有墨盒16和供液泵17。供液泵17是能够抽出墨盒16内的墨而将其加压输送到副罐23M侧的泵，例如可采用管泵、隔膜泵。根据该结构，通过驱动供液泵17，能够将墨盒16内的墨从墨供给口 34供给到副罐23M的内部。减压通路59如下构成其端部与副罐23M的抽吸口 35相连接，并且配设有抽吸泵 51和流量调整阀52。抽吸泵51的空气吸入口(未图示)和减压通路59相连接，而且，流量调整阀52是能够调整在减压通路59中通过的空气量的构造。根据该结构，在打印时驱动抽吸泵51而从副罐23M的内部抽吸与流量调整阀52的调整量相应的空气，由此能够将副罐23M的内压设定为适合在喷嘴中形成弯液面的预定负压。如图4所示，副罐23M以在内部形成有墨储存室31的墨罐主体30、安装于该墨储存室31的过滤器38、以及插入在墨储存室31中的液面检测部40为主体而构成，其以覆盖左表面侧整体的方式熔敷有例如透明的膜(未图示)。墨罐主体30采用例如树脂材料形成为大致长方体，并且朝向左侧开口而该凹部成为上述墨储存室31，在打印时在该墨储存室 31中储存有预定量的墨。
此外，在墨罐主体30中，以上下延伸的方式形成有从右侧底部30a朝向左侧竖立设置的支承肋32、防波动肋33F、33B。另外，由于上述膜不仅与墨罐主体30的左端面熔接， 还与支承肋32和防波动肋33F、33B的左端面熔接，因此例如在副罐23M的内压发生了变化的情况下，能够防止膜过度挠曲。此外，上述墨罐主体30的下部向前侧突出，在该突出部分的上部安装有墨供给口 34。此外，在该突出部分中插入有形成为大致长方体的过滤器38，其被支承肋32支承为不会左右移动。根据该结构，从墨供给口 34供给过来的墨在被导入到过滤器38的内部而例如从过滤器38的左表面侧流出时被过滤，并向墨储存室31行进。因此，能够将除去了微小灰尘等后的墨储存在墨储存室31中，从而通过向打印头22M供给该墨，不会在喷嘴中引起喷出不良等问题而能够稳定地喷出墨。 并且，在墨罐主体30的上部前侧设置有抽吸口 35，在墨罐主体30的上部中间处设置有安装口 36，在该安装口 36中插入液面检测部40。再者，在墨罐主体30的下部安装有与墨储存室31连通的例如3个墨流出口 37，从该墨流出口 37向打印头22M供给墨。如图5的(a) (c)所示，液面检测部40以例如由透明或半透明的氟树脂构成并形成为大致圆柱状的壳体部41、配设在该壳体部41内部的基板42、安装在该基板42上的预定的上下位置处的上液面检测传感器43和下液面检测传感器44为主体而构成。从壳体部41的中间附近到下端形成有在外表面具有第1反射面41a、第2反射面41b并剖视下为大致等腰三角形的棱镜部48。如图6所示，下液面检测传感器44由并列安装在基板42上的发光元件44a和光接收元件44b构成，而且，上液面检测传感器43也是具有发光元件43a 和光接收元件43b的相同结构。根据该结构，从发光元件43a(44a)发射出的光在第1反射面41a和第2反射面41b上被反射而由光接收元件43b (44b)接收，因此能够将上液面检测传感器43和下液面检测传感器44构成为紧凑。以上说明了打印机设备10的结构，下面，对使用打印机设备10在打印片材M上实施打印时的各构件的工作进行说明。在打印时，连续送出卷绕成卷状的打印片材M，如图2所示那样将其输送到台板 12a上。一边使滑架21沿着导轨15b相对于位于该台板12a上的打印片材M左右往复移动， 一边从打印头22的下表面的喷嘴朝向下方喷出墨，使其以预定的图案附着而实施打印。然后，使供给辊12b旋转，将打印片材M向前方输送预定距离之后，再次一边使滑架21左右往复移动一边使墨附着到打印片材M上。通过反复进行该工作，使被实施了打印的打印片材 M在打印机设备10的前侧被卷取成卷状。在如上所述进行打印时，从打印头22喷出墨，利用水位差自动地从副罐23向打印头22供给与该喷出的墨量相对应的墨。这样，在检测到副罐23的墨储存量逐渐减少而达到预定的下限量时，从墨盒16向副罐23供给墨。下面，说明对该副罐23中的墨储存量的检测、以及向副罐23供给墨的墨供给控制。首先，对储存在墨储存室31中的墨的墨液面例如位于上液面检测传感器43和下液面检测传感器44之间的状态进行说明。在这种情况下，由于墨未达到上液面检测传感器43的高度位置，因此如图6的(a)所示，从上液面检测传感器43的发光元件43a发射出的光由于棱镜部48和空气之间的折射率差在第1反射面41a和第2反射面41b上全反射，由光接收元件43b接收。另一方面，如图6的(b)所示，下液面检测传感器44的周围充满有墨，由于棱镜部48和墨之间的折射率差变小，因此从下液面检测传感器44的发光元件44a 发射出的光的大部分在第1棱镜面41a上不会向第2棱镜面41b的方向全反射，而向存在墨的方向(壳体部41的外侧)行进，不会由光接收元件44b接收。这些光接收元件43b、 44b的光接收结果输出到控制器13b中，由此检测到墨液面位于上液面检测传感器43和下液面检测传感器44之间的情况，从而判断为储存有预定量的墨。在这种情况下，不驱动供液泵 17而使其处于仍停止的状态。接着，对自上述状态向打印头22供给墨而使墨液面逐渐下降并下降到下液面检测传感器44的位置的情况进行说明。在这种情况下，如图6的(a)所示，上液面检测传感器43和下液面检测传感器44均在光接收元件43b、44b中检测光，利用该检测结果来检测到墨液面下降到下液面检测传感器44的位置的情况，从而判断为达到了下限量。根据该判断，控制器13b通过驱动供液泵17，从墨盒16向墨储存室31供给墨。通过如上所述那样使供液泵17驱动一段时间，墨液面上升至上液面检测传感器 43的位置。此时，如图6的(b)所示，上液面检测传感器43和下液面检测传感器44均成为在光接收元件43b、44b中检测不到光的状态。利用该检测结果，在控制器13b中检测出墨储存至上液面检测传感器43的位置的情况而判断为达到上限量，供液泵17停止驱动。像以上所说明的那样，一边检测墨储存室31的墨液面，一边根据该检测结果对供液泵17进行驱动控制，由此能够始终在墨储存室31中储存预定量的墨，并能够使打印头22 稳定地喷出墨。但是，在使浮子浮在墨液面的结构的情况下，例如在浮子以位于最下部的状态贴住而不会与液面的变化相应地上下移动时，不仅会误测液面，还存在向副罐23供给超过上限量的墨而导致故障的危险性。另一方面，在本发明的打印机设备10中，使用光学式的液面检测部40检测墨液面，由于不存在可动部分，因此能够排除上述那样的危险性，从而能够高精度且可靠地检测液面高度。另外，在本发明的打印机设备10中，防波动肋33F、33B以将上下插入的液面检测部40的前后包围的方式形成于墨罐主体30。因此，在打印时滑架21左右往复移动，副罐23 会左右摇动，但在这种情况下，能够防止墨储存室31内的墨较大地波动而导致液面变化， 因此能够使液面检测部40高精度地检测墨液面高度。再者，在本发明的打印机设备10中， 由于液面检测部40的壳体部41由防水性较高的氟树脂形成，因此能够防止墨附着于壳体部41 (第1反射面41a和第2反射面41b)而残留，从而能够减少液面检测部40误测墨液面高度的情况。在上述实施方式中，例示了从安装于右机身部14的后表面上的墨盒16向副罐23 供给墨的墨供给回路60，但并不限于该结构。例如也可以替代墨盒16而使用在内部储存有墨的墨罐、墨袋来构成，而且，该安装位置既可以是右机身部14的下方，也可以是右机身部 14的上方。另外，在上述实施方式中，举例说明了使用水性墨的情况，但并不限于该水性墨， 也可以采用其他种类的墨。例如也可以在滑架21上安装紫外线照射装置，采用紫外线硬化型的墨进行打印。
另外，在上述实施方式中，例示了在墨供给回路60中设置减压通路59并从副罐23 的内部抽吸空气来设定为预定负压的结构，但也可以在该结构的基础上，设置向副罐23的内部供给空气而能够设定为预定正压的加压通路。在如此构成的情况下，在例如将储存在副罐23的墨储存室31中的墨全部排出而进行清洁时非常有效。另外，在上述实施方式中所叙述的上液面检测传感器43、下液面检测传感器44和棱镜部48的结构表示一个例子，并不限于该结构。例如，也可以使用仅由1个反射面构成的棱镜部，在能够接收从发光元件发射而在该反射 面上反射的光的位置配设光接收元件。在上述实施方式中，作为应用本发明的打印机设备的一个例子，对应用于单轴打印介质移动、单轴打印头移动型的打印机设备10的构成例进行了说明，但本发明并不是限于该构成而被应用。例如，也可以应用于双轴打印头移动型的打印机设备、双轴打印介质移动型的打印机设备。
权利要求
1.一种墨供给装置，与打印头相连接而向上述打印头供给液体墨，上述打印头喷出液体墨来进行所要的打印，其特征在于，上述墨供给装置包括副罐，其连接于上述打印头并在内部形成有能够储存液体墨的墨储存室，并且在上述墨储存室内以上下延伸的方式安装有液面检测部，该液面检测部用于检测储存在上述墨储存室中的液体墨的液面高度位置；墨供给通路，其连接储存有液体墨的主罐和上述墨储存室而成，用于从上述主罐向上述墨储存室供给液体墨；内压调整通路，其连接能够抽吸或排出空气的调压装置和上述墨储存室而成，用于调整上述墨储存室的内压；以及储存量判断部，其基于上述液面检测部的检测结果，判断在上述墨储存室中是否储存有预定量的液体墨；上述液面检测部包括壳体构件，其形成有被投射光部，液体墨与储存在上述墨储存室中的液体墨量相对应地位于该被投射光部的外表面并与该外表面接触，并且光能够入射该被投射光部；发光部，其配设在上述壳体构件的内部，用于从上述被投射光部的内侧朝向上述被投射光部发射光；以及光接收部，其配设在从上述发光部发射而在上述外表面上被反射的光所入射的位置。
2.根据权利要求1所述的墨供给装置，其特征在于，当储存于上述墨储存室中的液体墨的液面位于比上述被投射光部的被入射来自上述发光部的光的高度位置靠向下方的位置时，上述液面检测部根据上述被投射光部与空气之间的折射率差使光在上述外表面上发生全反射，而在上述光接收部接收光强度比预定光强度高的光，当储存于上述墨储存室中的液体墨位于上述被投射光部的被入射来自上述发光部的光的高度位置时，上述液面检测部根据上述被投射光部与液体墨之间的折射率差使光向液体墨侧透射，而在上述光接收部接收光强度比上述预定光强度低的光。
3.根据权利要求1或2所述的墨供给装置，其特征在于，在上述墨供给通路中配设有加压输送装置，该加压输送装置用于从上述主罐向上述墨储存室加压输送液体墨，上述储存量判断部当判断为储存于上述墨储存室中的液体墨量小于上述预定量时，使上述加压输送装置驱动而从上述主罐向上述墨储存室供给液体墨。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的墨供给装置，其特征在于，在上述副罐中形成有肋，该肋以夹着上述液面检测部的方式向上述墨储存室内突出。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的墨供给装置，其特征在于，上述副罐在其与上述墨供给通路的连结部分中的上述墨储存室侧配设有过滤构件。
全文摘要
本发明提供一种墨供给装置。墨供给回路(60)包括副罐(23)，其连接于打印头(22)并在内部形成有墨储存室(31)，并且安装有用于检测墨的液面高度位置的液面检测部(40)；墨供给通路(19)，其用于向墨储存室(31)供给墨；减压通路(59)，其用于对墨储存室(31)进行减压；以及控制器(13b)，其用于判断在墨储存室(31)中是否储存有预定量的墨；液面检测部(40)包括壳体构件，其形成有被投射光部，墨与储存在墨储存室(31)中的墨量相对应地位于该被投射光部的外表面并与该外表面接触，并且光能够入射该被投射光部；发光部，其配设在壳体构件的内部，用于从被投射光部的内侧朝向被投射光部发射光；以及光接收部，其配设在从发光部发射而在外表面上被反射的光所入射的位置。
文档编号B41J2/175GK102171047SQ20098013898
公开日2011年8月31日 申请日期2009年1月9日 优先权日2009年1月9日
发明者小林彰彦, 樱井和巳 申请人:株式会社御牧工程