专利名称：喷墨打印设备的制作方法
技术领域：
本发明一般地说涉及一种喷墨打印设备。具体地说，本发明涉及这样一种喷墨打印设备，其中将布料用作打印媒体，同时利用一种喷墨头将例如油墨一类液体喷射到布料上进行布料打印。
传统上已将喷墨打印设备用作信息处理系统的信息输出装置，这种处理系统例如有复印机、传真机、电子打字机、字处理机、字处理系统，或者有用作个人计算机、主计算机、光盘驱动器、视频设备等等的手提式或便携式的输出装置。
这类喷墨打印设备是通过喷嘴(以后有时称作为喷射孔)喷射细粒油墨来打印字符与图像的此种喷墨打印设备的优点是具有很高的分辨率和能够高速打印。此外，这种打印设备由于非击打式的打印所具有的安静性质，由于易采用多色油墨进行彩色打印，还由于易对构成打印图像的像素减小其尺寸和增加其密度，正迅速地普及中。
这里应把“打印”一词理解为提供油墨去进行打印、成像、记录、染色，等等。于是，上述喷墨打印设备不仅能用于信息处理领域，还适用广泛的工业领域，例如服装工业，其中将布料、纱料、纸料、片状材料，等等用作为接收油墨的打印媒体。
作为这种打印用的一个例子，采用喷墨系统的布料打印设备在近年来已成为周知的工艺。用这类系统进行的布料打印的优点是，可使一图像的打印具有很大的自由度并可使总体费用降低，这是由于用喷墨系统从事布料打印时不如屏网式布料打印那样需要提供待打印图像的原板。这类喷墨型布料打印设备结构的一个例子已公开于日本专利申请(公开)212851/1993号中。
顺便指出，在这样的喷墨布料打印设备中，取决于所用布料的种类和/或待打印出的颜色，有时需要更换油墨。这时就必须排出油墨供应系统中的剩余油墨并将此系统清洗，然后重新装填供下一次打印用的新油墨。
正如共同转让的日本专利申请38616/1994号中论述到的，上述重新装填作业是用设在油墨供应系统中的一种加压机构来进行，而从此系统中排出油墨则是用一种外部装置进行。此外，在该项专利申请38616/1994号中还描述到一种结构，其中当要把油墨改换为另一种油墨时，是将整个油墨供应通道更换，因而不需对油墨供应系统进行排出其余留油墨和对其清洗的作业。
作为采用喷墨头的传统的典型成像设备中的油墨供应系统的例子，已知有公开于日本专利申请(公开)89565/1981号中的一种设备。其中所示明的油墨供应系统包括第一容器，用来预存贮待供应给打印头的油墨；第二容器，用来临时存贮油墨，它设置在将第一容器中的油墨供应给打印头的油墨流道中。根据探测出的第二容器中的余剩油墨量，驱动一台泵将油墨从第一容器供给第二容器，使第二容器中的油墨保持到一预定数量。作为将油墨从第一容器供应给第二容器过程中来对付供应过量的措施，在第二容器中设有一种来解决溢流的结构。
图1示意地说明了采用喷墨系统的打印设备中传统油墨供应系统的另一个例子。
喷墨头1100在抽吸中通过一批喷射孔1100a将细粒油墨向下喷射。经喷墨头喷射的油墨是从一分槽201通过供应管201a与201b供给的。在由供应管201a与201b构成的油墨供应通道上串联着一个空气缓冲器202。结果避免了与喷墨头1100扫描有关的运动于油墨供应系统中产生的振动影响，以防喷墨成为不稳定的而造成打印密度的波动等等。
在分槽201中设有一风扇207a。此风扇207a为一马达207带动转动给分槽201中的油墨加压，使其在受压状态下经过供应管201a与201b输送。这样，按照管201a、201b、喷墨头1100与油墨管201c的方向秩序形成了油墨的循环。在此种情形下，因在喷墨头1100中发生堵塞或产生气泡所造成的喷墨故障便得以恢复原状或予以避免。具体地说，喷墨头中的气泡可以通过油墨管201c返回到分槽201中。同样，在喷射孔邻近和加大了粘度的油墨则由于在上述循环中压力略有升高而从喷射孔中排出。
在空气缓冲器202中设有一空气排出口202a以使其中的空气量保持不变。确切地说，当此空气缓冲器中的空气量变为大于或等于预定量时，在油墨为加压马达207的驱动而加压下，有一空气阀203有规则地打开，使空气通过一排出管204排出，让空气量保持恒定。此时，当空气量适当时，油墨即通过排出管204排出。于是可以恒定地保持住油墨的液面高度。
装设于分槽201上的油墨盒205，当分槽221中的油墨液面下降到油墨盒205的油墨管的较低一端时，适合于用来使油墨流出。于是可以使分槽201中的油墨液面高度保持不变，而能够恒定地维持一个作用于喷墨头中的负压来稳定地供应油墨。
应知喷墨头1100是以可分离的形式相对于图1所示的油墨供应系统安装的。因此，在更换喷墨头时是在一连接器206的部分上将其断开而换上另一个喷墨头的。
但是在上述两种先有技术中的油墨供应系统中，不论是哪一种都会遇到下述种种问题。在图1所示明的先有技术的情形，为使油墨喷射稳定，将空气缓冲器设于油墨供应系统中的中间位置处。在上述制约下，为了在空气缓冲器内进行液面控制，有一部分油墨在排出空气时就必然会与空气一起从设备中排出。于是所耗用的油墨量就会比实际打印中耗用的大的多，而成为生产费用加大的原因之一。
同时，在上述的传统结构中，伴随着喷墨头的更换也会引起一些问题。具体地说，在更换喷墨头时，需要除去作为存贮液体密封于喷墨头中的头部充填物质，而这种充填物质则是用于通过一种外部模具来在产品分布中可靠地提供存贮能力的。在这项作业中，此种充填液是由待用在喷墨头中的油墨来更换的。于是，通常需要提供一批外部模具，这批模具的数目应与油墨的颜色数相当，以免在油墨中使颜色混合。其结果使成本加大。还由于这种模具只用来更换油墨，在更换油墨的较长时间间隔内，模具中的油墨可能导致疲劳。在这种疲劳状态下将油墨用于打印时，就可能造成图像质量下降。
除了上述有关油墨供应系统的结构问题外，例如在布料打印设备的先有技术中，由于采用了具有两个容器的油墨供应系统也会带来一些问题。具体地说，在这种布料打印设备中，由于打印面积较大，故设有一批喷墨头而每个喷墨头各有相当多的油墨喷射孔或喷墨孔，用来在细长的布料上进行连续打印。于是其中的油墨耗用量就会变得远大于办公室或其它部门中一般打印机所耗用的量。在这种情形下，由于通常是把前述容量的尺寸相对于布料打印设备限制到一定范围内，一般会导致将油墨从第一容器供应到第二容器中。此时，在传统的油墨供应系统中，就能类似于前述问题那样导致油墨从第二种容器中溢流。要是把溢流的油墨作为废油墨处置，这就成为一个颇为浪费的问题。另一方面，当把溢流出的油墨贮放于另一容器中，则需有附加的空间。此外还需设置一种结构使收集的油墨返回到第一容器中。
另外，在更换上述布料打印设备中的油墨时还会有这样的问题，即必然涉及到一项麻烦的操作来排出油墨供应系统中的剩余油墨并在清洗完此系统后再重新充填以新的油墨。再有，当把多组油墨供应系统结合起来来取代更换油墨的操作时，设备的成本就将对应于所设置的油墨供应系统组数而增加。
于是，本发明的目的之一在于提供这样一种喷墨打印设奋，它通过采用一种简单的结构，使在先有技术中业已排出此设备的油墨返回到油墨槽中，而能减少不必要的油墨耗用量。
本发明的另一个目的在于提供这样一种喷墨打印设备，它通过采用一种结构来排出喷墨头中的充填物质而再充填以要用在此设备中的油墨，能够改进此设备的可操作性、所打印的图像的质量，同时简化此设备的结构。
本发明的又一个目的在于提供这样一种喷墨打印设备，它能容易地实现上述两个目的，并允许建立一个包括对油墨头进行恢复作业在内的总系统。
本发明的又另一个目的在于提供这样一种喷墨打印设备，其中将一空气缓冲器中的油墨液面调节到一个油墨液面调节排出口的液面，而经过此排出口排出的油墨则能导引到一个可使一油墨供应装置能供应此种油墨的位置，由此能把这种排出的油墨再次用于油墨供应中。
本发明再有一个目的在于提供这样一种喷墨打印设备，其中的油墨是通过包括一油墨供应道和一油墨返回道在内的油墨供应通路进行循环的，同时此油墨返回道为一阀关闭，油墨是在油墨返回道为上述阀关闭条件下通过一加压装置加压而输送的，使得新装载的喷墨头中的充填物质所通过排出口排出，而使油墨能充填于此喷墨头中。
在本发明的第一个方面中，提供了一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一个油墨容器，它连接在上述油墨供应装置与喷墨头之间的一条油墨供应道上，存贮着经过此油墨供应道供给的油墨；以及一导向装置，用来将通过上述油墨容器的油墨排出口排出的油墨导引到一个能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上。
在本发明的第二个方面中，提供了一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括
一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一条油墨供应道，用来将油墨从油墨供应装置供应给喷墨头；一条油墨返回道，用来将油墨从喷墨头排出到能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个油墨容器，它连接到上述油墨供应道上，存贮着经过此油墨供应道供给的油墨；一个导向装置，用来将通过上述油墨容器的油墨排出口排出的油墨导引到一个能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个加压装置，用来在所述油墨供应道以及喷墨头与油墨返回道内对其中的油墨加压；以及一个阀，它连接在上述油墨返回道上，用来开关此油墨返回道。
在本发明的第三个方面中，提出了一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一个空气缓冲器，它连接着在上述油墨供应装置与喷墨头之间的一条油墨供应道，并于其中存贮着预定的恒量的空气；以及一个导向装置，用来对通过上述空气缓冲器的油墨排出口所排出的油墨进行导引，以把此空气缓冲器的油墨液面调节到一个使此油墨能为所述油墨供应装置供应的部位。
此导向装置可以有一条与上述排出口通连的排出道以用来进行油墨液面调节，同时其中还有一个阀设置用来开关此排出道。
在本发明的第四个方面中，提出了一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一条油墨供应道，用来将油墨从油墨供应装置供应给喷墨头；一条油墨返回道，用来将油墨从喷墨头排出到能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个加压装置，用来在所述油墨供应道内以及喷墨头与油墨返回道内对其中的油墨加压；以及一个阀，它连接在上述油墨返回道上，用来开关此油墨返回道。
上述阀可以是一种三通阀，其中当上述油墨返回道关闭时，在所述油墨返回道的喷墨头一侧的一部分即与此油墨供应道通连。
在本发明的第五个方面中，提出了一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一条油墨供应道，用来将油墨从油墨供应装置供应给喷墨头；一条油墨返回道，用来将油墨从喷墨头排出到能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个空气缓冲器，它与上述油墨供应道通连并存贮着预定的恒量的空气；一个导向装置，用来将此空气缓冲器的油墨液面调节排出口所排出的油墨导引到一个使此油墨能为前述油墨供应装置所供应的部位；
一个加压装置，用来在所述油墨供应道内以及喷墨头与油墨返回道内对其中的油墨加压；以及一个阀，它连接在上述油墨返回道上，用来开关此油墨返回道。
上述阀可以是一种三通阀，其中当上述油墨返回道关闭时，在所述油墨返回道的喷墨头一侧的一部分即与此油墨供应道通连。
上述导向装置可以具有一条与所述油墨液面调节排出口相通连的排出道以及一个用来开关此排出道的阀，此排出道与一部分油墨返回道是共同的。
在本发明的第六个方面中，提出了一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一个补充槽，存贮着待供应给供应槽中的油墨；一条补充道，设在此补充槽与供应槽之间；一种补充装置，用来使油墨通过此补充道从所述补充槽输送所述供应槽；以及一条过量油墨道，用来将超过一预定油墨液面的过量油墨导引到上述补充槽中。
这种喷墨打印设备还可包括一条大气通连道，它与上述补充道通过，此补充道通过它经由一个阀与大气相通，并在与大气通连条件下通过前述补充装置将大气引入到此补充道内。
在所述供应槽与喷墨头之间可设置一条供应道，此供应道从上述补充道分岔出，同时在此辅助道会合部的一个补充装置一侧设置一个用来开关此补充道的阀。
在所述供应道之中可设置一个用来开关它的阀。
在所述供应槽与喷墨头之间可设置另一条供应道。
在本发明的第七个方面中，提供了一种如后附权利要求16中所述的一种喷墨打印设备，它包括有多组上述的供应槽、补充道、过量油墨道、大气通连道、会合部以及另一条供应道，而油墨则是从一个单一的供应槽供给上述的多组供应槽。
从下面所作的详细说明中并根据本发明最佳实施例的附图，将能较全面地理解本发明，但这种实施例与附图不应以之作为对本发明的限制，而只是用于解释和便于了解的目的。在附图中图1示意地说明传统的油墨供应系统；图2是侧视图，示意地表明本发明的一种喷墨打印设备的实施例；图3是一透视图，示意地表明了一种喷墨式布料打印设备中的打印装置与输送系统；图4是上述喷墨式布料打印设备中的示意性前视图；图5示意地表明了本发明的一种油墨供应系统的第一实施例的结构；图6示意地表明了从一个分槽到一打印头的油墨供应系统，同时说明了在喷射油墨时的油墨供应作业；图7示意地表明了图6的油墨供应系统中于一空气缓冲器内调节油墨液面的操作；图8示意地表明了从图6所示油墨供应系统的打印头内除去空气的操作；
图9示意地表明了本发明的油墨供应系统的第二实施例，用来说明一种喷射恢复作业；图10示意地说明在上述油墨供应系统的第二实施例中的油墨充填作业；图11示意地说明在此油墨供应系统的第二实施例中更换油墨时的油墨充填作业；图12示意地说明在此油墨供应系统的第二实施例中更换油墨时的油墨排出作业；而图13示意地表明了此油墨供应系统的第三实施例。
下面参看附图详述本发明的最佳实施例。在以下的说明中列述了众多的具体细节，目的在于能对本发明有一透彻了解。但对内行的人来说，显然能在没有这些具体细节的条件下来实施本发明的。在另一些情况下则不详示周知的结构，以免不必要地使本发明变得难以理解。
(1)设备总体结构的说明作为应用本发明的一种喷墨打印设备的例子，在图2中示明了一种布料打印设备的一般结构。图2中的标号1指一种用于打印中的媒体(打印媒体)的布料。布料1通过输送辊11的转动被抽取出，由一个与打印部1000相对设置的运送部100，通过中间辊13与15，沿一基本上水平的方向传送，然后再通过一输送辊17和一中间辊19为一卷取辊21所卷取。
运送部100具有设在打印部1000上游侧与下游侧的运送辊110与120，绕在辊110与120之间的取循环带形式的运送带130，以及一对滚板辊140用来给运送带施加适当大小的张力，使得在由打印部1000进行打印时将所打印的布料面限制为平坦的，同时提高所打印的表面的平度。在此实施例中，运送带130是日本专利申请(公开)212851/1993号中所公开的一种金属带。正如以一种部分放大形式所公开的，运送带130的表面上设有一粘合层(片状料)133。布料1借助一压紧辊150通过粘合层133而粘附于运送带130上。这样便在打印时确保了布料的平度。
对平度得到保证下处于输送中的布料1，在一对滚板辊140之间的区域中，通过打印部1000来提供作为打印剂的油墨。然后在运送辊120的位置处，将已打印的布料从运送带130上或粘合层133上剥离，再由卷取辊21卷取。在行进到卷取辊21的过程中，用一台干燥加热器600对布料作干燥处理。对于这种干燥加热器600，应知可以采用对布料吹热风的，将红外线照射到布料上的或是任何适当形式的加热器。
(2)打印机结构的说明图3是示意地表明布料的打印部与运送系统的透视图，图4是示明有关机架扫描系统的剖面图。下面参看图2、3与4来讨论打印部1000的结构。
首先在图2与3中，打印部1000具有一个在不同于布料1运送方向F(以后称作副扫描方向)的方向中扫描的机架1010，后一方向例如是垂直于上述输送方向F的布料宽向。1020指在S方向(以后称作主扫描方向)延伸的支承轨道，后者又被支承于滑轨1022之上。滑轨1022支承并导引安装在机架1010上的滑座1012。1030指一马达，它形成为用来执行机架1010主扫描的驱动源。这里的驱动力是通过皮带1032和其它适当的传动机构传送给机架1010的。
机架1010支承着一批打印头1100，每个打印头在一预定方向(在图示情形为运送方向F)设有一批喷墨孔。打印头1100则设在不同于此预定方向的方向(在图示情形为主扫描方向S)中。在所示实施例中，分两级设置着一批打印头1100。在每一级中设有一批打印头1100，对应着相互不同的油墨色。取决于布料上要形成的图像等，所以合适地选择油墨的颜色和打印头的数目。例如可以采用三原色即黄(Y)、深红(M)与青蓝(C)打印，此外还可采用黑色(Bk)。另一方面，也可不用上述颜色而代之以难以由三原色所表现的或与上述颜色在一起而使用的一些特殊颜色(金属色，例如金、银等；亮红色或蓝色，等等)。在此另一种情形下，即使是同一种颜色，也可采用一批密度互不相同的油墨。
在所示实施例中，如图2所示，这批配置于主扫描方向中的打印头1100是分级设在运送方向F中的。油墨的颜色、打印头的个数、打印头的排列秩序，等等，在各级之中可以相同或也可以互不相同。另一方面，可以通过第一级的打印头的主扫描，由下一级的打印头相对于待打印的区进行再次打印(由有关级中的打印头进行淡密度打印头的辅助打印，或是重叠打印)。此外，也能通过共用打印区来进行高速打印。再有，打印头的级也不限于两级，而可以是一级或三级。
在所示实施例中，作为打印头1100的喷墨头例如可以采用一种喷泡头，它具有由一种加热件产生出在油墨中形成薄膜沸腾的热能以用作为喷射油墨用的能量。然后对于由运送部100依基本上水平方向运送的布料1采用这样的条件，即在喷墨孔朝下取向时，消除各喷墨孔间的弯月面差别，使喷射条件均匀来保证图像的质量优良，并能够使所有的喷射孔具有一致的恢复过程。
图4中有一个盖罩装置1220，它在不打印状态时与各个打印头的喷墨孔形成表面触合，以免干燥和尘土落入或用来除尘。具体地说，在不打印状态下，将打印头1100移到与罩盖装置1220对峙的位置。然后由一驱动装置依盖罩方向驱动此盖罩装置1220，通过压下一弹性件等而盖罩于喷墨孔形成表面上。
有一个防堵塞装置1231可用来接收喷墨操作(应称之为“预备性喷墨操作)中喷出的油墨，用在更新油墨中以使打印头1100的喷墨状态均匀。此种防堵塞装置1231设在打印头打印区域之外与此打印头相对的位置处。在盖罩装置1220与打印区及其相对侧之间设有油墨盛收件，用来吸收在预备性喷墨操作中喷出的油墨。应知是将一种油墨保持件设于此油墨盛收件中的，而这种油墨保持件则是由海绵头的泡沫件等形成。
在盖罩装置1220与打印区之间设有一清扫装置即一刮片70，它能扫净或清扫打印头1100的喷墨孔形成表面，设置用来清扫沉积在喷墨孔形成表面上的水珠、尘埃等等。
对打印头1100供应油墨是由后述的一种双级结构执行的，此结构具有一个油墨供应装置1130的分槽和一个油墨补充装置1140的立槽。油墨是供给于一根软的油墨管而从供应装置1130到打印头1100的。伴随着打印头的扫描由一导向件1100来导引油墨管的运动。
第一实施例图5示意地说明了本发明油墨供应系统的第一实施例。
本发明的油墨供应系统一般构制成具有一个喷墨头1100；一个存贮着将供应给喷墨头1100的油墨的分槽401；一个存贮着待供应给分槽401的油墨的主槽301，以及连接在上述部件之间的油墨管，等等。
从主槽201给分槽401供应油墨是通过管354、352、353与453来进行的。在由这此管组成的供应道上设有泵302与止回阀303。此外，在此供应管的分槽401附近设有一双向阀403用来开关此供应道。在主槽301附近，有大气通连管355和356以及一连络阀304通过一个三通接头371与管354通连。管355与356间的通连是利用联络阀304来建立与截止的。
在上述供应道的中间位置，管452、554与552则相互通过一个三通接头471相连接。由这些管452、554与552组成的供应道则连接到喷墨头1100上。此外，在分槽与喷墨头之间连接着一条由管551、空气缓冲器451与管451构成的供应道。
在一双向阀503的一侧上连接着一根管555，此管的一端与空气缓冲器501相连并在此通向一个与此缓冲器中预定液面相对应的液面。此双向阀503的另一侧与一管556相连。管556的另一端则通过一三通接头571连接到由管452等组成的供应道。此外，与空气缓冲器501底部相连的一根管553的一端则通过一个三通阀502与包括着管552等在内的通道相连。
分槽401中设有一用来对通过管451等所供应的油墨加压的风扇402a以及一用来驱动风扇402a的马达402。在分槽401中还设有一排放管404用来排出或排放超过预定液面的油墨。管354的一端与排放管404相连而另一端则与立槽301相通。
图6示意地说明图5中所示油墨供应系统第一实施例的作业。
在正常打印作业时，随着打印头1100喷射油墨所产生的负压，便有油墨经管451、空气缓冲器501与管551供给于打印头1100。另外，一部分所供应的油墨即从空气缓冲器501分流到管553与552，以便供给于打印头1100。响应于上述的油墨供应，打印头1100即通过喷墨孔1100a喷射出油墨以在布料1上进行打印(参看图2)。在这种油墨供应过程中，当油墨内混入有气泡时，这些气泡可以相续地聚集于此空气缓冲器的上部。于是可以有效地防止因油墨中气泡的产生而导致喷墨故障。
但当空气缓冲器中所聚集的气泡所增多而填满其间时，这种气泡最后会经由管551等而供应到打印头中。为免出现这种情况，必须有规则地调节空气缓器中的空气量。调节方法如下。
驱动分槽401中的加压马达402对油墨供应道中的油墨加压，这时，此种油墨就会流过类似于供应油墨时的那些通道，在压力下按箭头A1、A2、A3与A4的示向输送，最后通过打印头1100的喷墨孔1100a挤压出。
在上述状态下，如图7所示，调节阀503打开，经由它形成通连。这时由于油墨中的压力，空气缓冲器中的油墨液面便升高而至过量。这时聚集于空气缓冲器中的气泡便依箭头A5与A6示向，通过管555、556、三通接头571与管452，而输入分槽401中。由于分槽401与大气相通，引入到其中的空气便从设备中排出。
这样，空气缓冲器501中的空气便渐现地排出。当油墨液面经由管555通过排出作业而达到连通孔501a的高度时，此时的油墨便通过管555、556、三通接头517与管452而引入到分槽401中。结果可使空气缓冲器501中的空气量基本上保持恒定。
于是，在所述实施例中，当通过调节先有技术中空气缓冲器内的油墨液面而从打印设备中排出的油墨，使能返回到用作油墨供应装置的分槽内。从而可以减少所耗用的油墨量。
此外，在调节阀503关闭的条件下来驱动加压马达402时，就能够把油墨的压力用于恢复作业中作为防止打印头堵塞的一种手段。于是，通过控制调节阀503，就能有效地进行油墨加压和调节空气缓冲器中油墨液面这两项工作。
下面讨论按图6所示的结构在更换打印头时所进行的油墨排出作业。
在图6中，当更换打印头时，要断开油墨接头1102，并连接上拟新装载的打印头。此时在新打印头的通咱1101中充填上用于存贮的充填剂。在上述情况下，驱动加压马达402，油墨供应道中的油墨压力便加大。这样，油墨便在压力下依箭头A1、A2、A3与A4的示向输送。于是在打印头的油路1101中，油墨便从两侧流入。然后通过喷墨孔从打印头中排出充填到油路1101中的充填剂。于是，通过进行一段预定时间的油墨加压作业，打印头1100中的充填剂便为从分槽401中供应的油墨置换。
应该注意到，如图8所示，当变换三通阀502的阀位，管552与管553之间的通连便被截止，同时在管552与554之间便形成通连。在这种情形下，通过驱动加压马达402，打印头1100中的一部分油墨便类似于先有技术的情形从此打印头排出，而留在油墨流道1101中的气泡便与油墨一起，通过管552、三通阀502、管554与452(依图中的方向A7与A8)，引入到分槽401中。
于是通过将上述阀调节成在打印头与分槽间的油墨供应道中对油墨进行截止控制，就能从事类似于先有技术中的空气排出作业。除此，通过变换相对于图6设定的三通阀502的阀位，可以在更换打印头时除去此头中的充填剂。
再有，在所示实施例中，当利用接头571与管452，把用来驱动油墨以在空气缓冲器中调节油墨液面的油墨排出通道和打印头的油墨排出通道等同化时，就可以减少总体的管道量而减小总体设备的尺寸。
第二实施例图9示意地给出了本发明的油墨供应系统1130的第二实施例的详细结构。图10虽与图9类似，但图9示明的是油墨的再循环是作为打印头1100中的一种喷墨恢复过程的状态，而图10示明的是油墨从作为第一容器的油墨补充槽1301供应到作为第二容器的油墨供应槽1401的状态。这两个图中所示明的油墨供应系统是安排成这样一个位置关系，其中在安装着布料打印设备的所示实施例的条件下，图中的上部指垂直方向的上部，而图中的下部指垂直方向的下部。
应该指出，图9与10中所示油墨供应系统设有图10与12中所示的部件，但为了便于说明，在图9与10中省略了这些部件。
如图9与10所示，在油墨补充槽1301与油墨供应槽1401之间设有一条油墨补充道1353和一条过量油墨道1354。在油墨补充道1353的中间部分1352之上，串联地设置有一油墨补充泵1302和一止回阀1303。过量油墨道1354的一端连接一设在油墨供应槽1401中预定油墨液面处的溢流排放管1404，形成一条基本上垂直向下延伸的通道，到达油墨补充槽1301的另一端。
对油墨供应槽1401设有一加压马达1402以及一为此马达驱动的涡轮1402a。这样，槽1401中的油墨便可在压力下输向打印头。油墨供应槽1401与打印头1100一般是由加压道1451与排出道1452相互连接的。在加压道1451的中间位置设有一空气缓冲器1501。此外，在加压道1451与排出道1452之间设有一可选择地确立油墨流道的三通阀1502。类似地，在排出道1452与空气缓冲器1507之间设有一双向缓冲器阀。
下面将根据上述结构来讨论油墨循环、油墨供应等作业。
图9示明了打印头中的油墨再循环作业。在图9中，油墨供应槽1401中的油墨为加压马达1402驱动的涡轮1402a所加压，通过加压道1451与空气缓冲器1501输入到与一个头连接部1102相连的打印头1100中。引入到打印头中的油墨即于其中循环，同时通过打印头的喷墨孔而略有排出。随后，此循环的油墨便通过头连接部1102与排出道1452，如图9中箭头b方向，返回到油墨供应槽1401中。
此时，三通阀1502的阀位便换向，使再循环的油墨从打印头1100返回到排出道1452。上述空气缓冲器1501当加压道1451随着打印头1100的扫描活动已移动时，或是当此加压道1451在为涡轮加压下已移动时，可用来避免因这种移动导致的振动影响。同时，缓冲器阀1503进行开关来调节空气缓冲器1501中的空气量。
应该注意到，当在打印头中开始喷射油墨时，三通阀1502关闭，而通过打印头1100与供应槽1401之间压力差所供应的油墨则只能通过加压道1451。但是也能通过加压道1451与排出道1452两者来供应油墨。
图10示明了从补充槽1301向供应槽1401中补充油墨的作业。在从补充槽1301向供应槽1401补充油墨时，三通阀1502与缓冲器阀1503两者首先是关闭以截止加压道1451与排出道1452之间的油墨流动。然后由油墨补充泵1301抽出补充槽1302中的油墨，并通过补充道1353、连接部1471与补充道1453输入到供应槽1401中。
可把具有一未示明的止回阀的隔膜泵用作这种油墨补充泵1302。但如图中所示，可以与这种泵相独立地设置止回阀1303。借助此止回阀，由于加压道与排出道之间的压力差，油墨可以快速流回补充槽中。
已给补充槽1401设有溢流排出管404。这样，为上述补充泵引入到补充槽中的过量油墨，便可在较低位置通过此溢流排出管与过量油墨道1354返回到此补充泵中。
如上所述，在所示实施例中，通过关闭上设在排出道与喷墨头之间的阀1502与1503，借助上述油墨补充泵，油墨便可从排出道依图10中箭头C示向补充到供应槽中。这样便可简化到供应槽的流道。然后，溢流的油墨便可直接流回到位于较供应槽为低的补充槽中。这样就能避免因排出溢流的油墨造成油墨的浪费或需要去将所收集的溢流油墨再充填到此补充槽中。
图11示意地表明了一种简化了上述油墨供应系统中更换油墨的一种结构。
如图11所示，在图9与10中所示的排出道1452之上的连接部1471与供应槽1401之间，设有一个用来中止油墨流动的止动阀1403。
当止动阀1403如图所示关闭时，补充槽1301中的油墨可以通过补充泵1302如图11箭头d、c与f所示，得到供应，并能够充填到由补充道1353、排出道1452、打印头1100、加压道1451以及油墨供应槽1401组成的油墨流道中。
结果在更换油墨中来补充油墨时，通过关闭设在排出道与供应槽之间的阀，借助于设在油墨供应系统中的补充泵，就可不用外部装置而把油墨供给于整个油墨供应系统。
图12示意地表明了一种结构，用来在相对于图11所述充填油墨之前，在更换油墨时将油墨从油墨供应系统中排出。
在从补充槽1301到补充泵1310的通路上连接有一大气通连部1355。对此大气通连部1355设有一大气阀1304，用来进行开关以实现对大气的通连与截止。
当大气阀1304如图12所示保持于开放的通连状态下时，上述大气通连道1355便通向大气而从外部环境中引入空气。在这种情况下，当驱动补充泵1302，上述空气便通过补充道1353、排出道1452、喷墨头1100与加压道1452充填到通向供应槽1401的流道中。这样，供应系统中的油墨便受迫排向供应槽1401或补充槽1301。
利用上述结构，通过打开设在补充槽与补充泵之间的大气通连道的阀，驱动设于整个油墨供应系统中的补充泵，就能推迫出空气来排出此供应系统中的油墨。
第三实施例上述供应系统是在布料打印设备(参看图2)的打印头的两级的各级中均设置有的。所示的实施例表明了从一个补充槽向两个油墨供应系统来供应油墨的结构。
图13示意地表明处于下述情形下的实施例，即此时的油墨是由单个油墨补充槽补充给两组油墨供应系统的。
在图13中，为补充泵1302所抽吸的在补充槽1301中的油墨供应到两个油墨供应系统中，并且是由设在油墨补充道上的分配保持器1380通过油墨补充道1353分配给这两个系统的。在这两个油墨供应系统中的供应等作业与图9至12中所示的供应系统类似，这可以从图13中清楚地看到。
如上所述，通过所示的实施例，由于打印设备经构造成从单一补充槽朝两个供应系统来供应油墨，所以部件的个数可以减少。此外，从相对于所示实施例的讨论中可知，还可以从此单个的油墨补充槽给两组成两组以上的油墨供应系统补充油墨。
应该注意到，尽管上面的讨论在有关实施例中都集中于将本发明应用于布料打印设备中，但本发明的应用并不局限于所示明的用途，而能适用于通常所用的喷墨作业工作中。
下面描述喷墨织物打印的全部工序。当采用上述喷墨打印设备进行完喷墨织物打印工序后，将织物加以干燥(包括自然干燥)。接着将染料布散于织物上，并执行一道使染料活性地固定到织物上的工序。在此工序下，由于染料的固着，可使打印完的织物获得充分的着色能力与强度。
在上述的使染料分散与活性地固着的工序中，可以采用传统的周知的方法。例如称之为汽蒸法的一种方法。在此情形下，可以在进行织物打印之前对织物作碱性处理。
然后在后处理工序中，除去未反应的染料以及在准备工序中用过的物质。最后进行缺陷修正、熨烫精整以及其它调节与精加工工序。
具体地说，对于适用于喷墨织物打印的织物要求具备下述功能特性(1)颜色应在油墨中以充分的密度出现。
(2)对油墨来说，染料的固着系数要高。
(3)油墨必须能快速干燥。
(4)不规则的油墨布散的产生要受到限制。
(5)在打印设备中能在优越的条件下供料。
为了满足上述要求，可根据需要对用于这种打印的织物作预处理。在这种情形中，使织物带有一接收层的方法例如已公开于日本专利申请(公开)62-53492号中。此外，在日本专利申请公报3-46589号中提出了一种含还原预防剂或碱性物质的织物。作为后一种方法的预处理的例子还可以举出这样一种方法，即允许织物含有选自下述化学试剂的物质碱性物质、水溶性聚合物、合成聚合物、水溶性金属盐，或是尿素与硫脲。
作为碱性物质例如可以用氢氧化物的碱金属，如氢氧化钠、氢氧化钾；一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺与其它胺盐，以及碳酸盐或氢碳酸盐的碱金属盐，如碳酸钠、碳酸钾与碳酸氢钠。此外还有无机酸金属盐如碳酸钙、碳酸钡，或氨与氨的化合物。另外还可以用钠的三氯醋酸与类似试剂，它们经蒸汽或热空气处理即变为碱性物质。至于特别适用于此目的的碱性物质则为碳酸钠与碳酸氢钠，它们可用于活性染料的染料着色中。
作为水溶性聚合物，可以举出的有淀粉类物质，如玉米与小麦；纤维素物质，如羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素；多糖，如海藻酸钠、阿拉伯树胶、角豆树胶、黄蓍胶，瓜耳树胶与罗望子胶；以及天然水溶性聚合物，如丹宁与木质素。
作为合成聚合物，例如可以有聚乙烯醇化合物、聚氧化乙烯化合物、丙烯酸水溶聚合物、马来酐水溶聚合物，等等。在此以多糖聚合物与纤维聚合物最为理想。
至于水溶性金属盐，可以举出的有生产典型离子晶体用的pH为4至10的化合物，例如碱金属或碱土金属的卤化物。这类化合物的典型例子，对于碱金属的有Nacl、Na2SO4、Kcl与CH3COONa，等等；对于碱土金属的有CaCl2、MgCl2，等等。特别以Na、K与Ca等的盐理想。
在这种预处理中，为了使上述的和其它的物质能包含于织物中，并不限于一种方法。但一般可以采用浸渍法、浸轧法、涂层法、喷涂法，等等。
此外，由于用在这种喷墨织物打印中的油墨在打印中只是粘附在织物上，最好进行一道相续的活性固着工序(染料固着工序)，以使染料固定于织物上。这样一种活性固着工序是本项技术中周知的，例如有汽蒸法、HT汽蒸法与热固着法。而当采用事先未作任何碱性处理的织物，可以采用的方法例如有碱性浸轧汽蒸染色法、碱性满地汽蒸染色法、碱性冷固着法，等等。
此外，在上述活性固着法之后，可以用周知的冲洗法来除去此预处理中用到的非活性染料与物质。在此，于进行冲洗的同时最好同时进行常规的固着处理。
在执行完上述的后处理之后即将打印完的织物按所希望的尺寸切裁。然后对切裁下的小片料，进行例如缝合、粘贴与覆盖等最后的处理而给出成品。由此可以制得单件式的产品、衣服、领带、游泳衣、裙、头巾等以及床罩、沙发罩、手帕、幕帘、书皮、室内便鞋、挂毯、桌布，等等。作为制作衣物或其它日用品的机器缝纫方法，可以采用周知的方法。
如上所述，根据本发明，能够对前述喷墨头一类液体排出头的液体排出表面如油墨排出表面获得很高的清洁效应，并使这种液体如油墨的排出有长时间的稳定性。
这样，即使是采用了高粘度的液体或是高度致密的喷嘴，也能取得稳定的功能恢复效应，甚或是对于需要在苛刻条件下长期使用的工业化条件中，也能如此。
本发明对于喷墨打印头与打印设备，特别是对于那些在打印中利用了热能来形成墨滴飞散的方法，能获得优越的效果。
至于涉及到这样一种方法的典型结构与操作原理，最好是采用根据美国专利4723129号与4740796号中所公开的基本原理能够实施的那些。这种方法适用于所谓的即时回答型打印系统和连续型打印系统。但是它特别适合于即时回答型打印系统，这是由于此有关的原理能使得至少有一个驱动信号(此信号响应于打印信息而提供了一个远超出于成核沸点的快速温升)，施加到设在一液体(油墨)保持片或液体通道上的电热换能器上，使后者生成的热能可在打印头的热激活部分上形成薄膜沸腾；这样就有效地相对于所到达的驱动信号一一对应地在打印液体(油墨)中最终成泡。通过这种泡的发展和收缩，液体(油墨)便通过排出口排出而形成至少一个液滴。上述驱动信号最好取脉冲形式，这是因为可以即时地实现这种泡的发展与收缩，因而能以较快的响应速度排出液体(油墨)。
上述脉冲形式的驱动信号最好取例如美国专利4463359号与4345262号的说明书中所公开的形式。在此，要是理想地采用了美国专利4313124号的说明书中所公开的涉及到加热表面升温速率的条件，就能在较好的条件下进行优质的打印。
这种打印头的结构可以是上述各说明书中所示明的那种，其中的这类结构如上述专利中所公开的，综合有排出口、液体通道与电热换能器(这里的液体通道是直线型的或直角型的)。此外还能形成例如美国专利4558333号与4459600号的说明书中所公开的那种结构，其中的热激活部分则设在一弯曲区域中。
此外，作为所具有的长度与最大打印宽度相当的全行式打印头，当本发明采用这样的结构或是结合多个上述说明书中所公开的打印头，或是由一个整体构成的打印头，来覆盖所述这种长度时，就能更有效地实现前述效果。
再有，本发明能有效地用于可更换的片型打印头，这种打印头与主机电连接，当安装到主机上时可以给它供应油墨；本发明还能有效地用于一种盒型打印头，这种打印头具有整体式的油墨容器。
至于这种打印设备的打印方式不仅可以安排成以黑色为主的单色方式，还能将这种设备安排成至少采用下述中的一种方式具有不同颜色油墨料的多色方式和/或采用这些颜色料相混合而成的全色方式，并且与打印头是形成为整体形式或是采取多个打印头的组合形式无关。本发明即能极其有效地适用于这样一种设备。
至此，在上述本发明的实施例中，是把油墨描述为一种液体的，但这种油墨可以是一种在低于室温时固化而在室温时液化的油墨料，或者可以就是一种液体。由于在一般情况下是把油墨控制不低于30°和不高于70°的温度范围内来保证排出时的稳定性，因而可使这种油墨在施加有打印信号时能够液化。
此外，在由于有效地把有关的热能用来使油墨从固体变为液体而防止了这种热能造成的温度升高的同时，或是为了防止油墨蒸发而采用了那种在原样留置下将固化的油墨的同时，也可以在本发明中采用这样的油墨，这种油墨具有一种只当施加热能才会液化的性质，例如它可以是这样的一种油墨，它当根据打印信号给于其热能时，总是能液化成可以被排送出的油墨液的；或可以是这样的一种油墨，它在到达打印媒体上时便将开始固化。
至于作为本发明打印设备的形式，可以是结合有阅读器或类似装置的复印设备，以及具有发送与接收功能的传真设备，除此还有整体地或独立地构制成为信息处理设备的图像输出终端的，例如字处理机与计算机。
权利要求
1.一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一个油墨容器，它连接在上述油墨供应装置与喷墨头之间的一条油墨供应道上，存贮着经过此油墨供应道供给的油墨；以及一导向装置，用来将通过上述油墨容器的油墨排出口排出的油墨导引到一个能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上。
2.一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一条油墨供应道，用来将油墨从油墨供应装置供应给喷墨头；一条油墨返回道，用来将油墨从喷墨头排出到能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个油墨容器，它连接到上述油墨供应道上，存贮着经过此油墨供应道供给的油墨；一个导向装置，用来将通过上述油墨容器的油墨排出口排出的油墨导引到一个能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个加压装置，用来在所述油墨供应道以及喷墨头与油墨返回道内对其中的油墨加压；以及一个阀，它连接在上述油墨返回道上，用来开关此油墨返回道。
3.一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头一个空气缓冲器，它连接着在上述油墨供应装置与喷墨头之间的一条油墨供应道，并于其中存贮着预定的恒量的空气；以及一个导向装置，用来对通过上述空气缓冲器的油墨排出口所排出的油墨进行导引，以把此空气缓冲器的油墨液面调节到一个使此油墨能为所述油墨供应装置供应的部位。
4.如权利要求1所述的喷墨打印设备，特征在于所述导向装置具有一条与所述油墨喷射孔相连接的用来调节油墨液面的排出道，同时具有一个设在此排出道中用来开关此排出道的阀。
5.一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一条油墨供应道，用来将油墨从油墨供应装置供应给喷墨头；一条油墨返回道，用来将油墨从喷墨头排出到能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个加压装置，用来在所述油墨供应道内以及喷墨头与油墨返回道内对其中的油墨加压；以及一个阀，它连接在上述油墨返回道上，用来开关此油墨返回道。
6.如权利要求5所述的喷墨打印设备，特征在于所述的阀为一个三通阀，其中当所述油墨返回道关闭时，此油墨返回道的喷墨头一侧上的一部分即与所述油墨供应道通连。
7.一种喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一条油墨供应道，用来将油墨从油墨供应装置供应给喷墨头；一条油墨返回道，用来将油墨从喷墨头排出到能使此油墨为上述油墨供应装置所供应的部位上；一个空气缓冲器，它与上述油墨供应道通连并存贮着预定的恒量的空气；一个导向装置，用来将此空气缓冲器的油墨液面调节排出口所排出的油墨导引到一个使此油墨能为前述油墨供应装置所供应的部位；一个加压装置，用来在所述油墨供应道内以及喷墨头与油墨返回道内对其中的油墨加压；以及一个阀，它连接在上述油墨返回道上，用来开关此油墨返回道。
8.如权利要求7所述的喷墨打印设备，特征在于所述的阀为一个三通阀，其中当所述油墨返回道关闭时，此油墨返回道的喷墨头一侧上的一部分即与所述油墨供应道通连。
9.如权利要求8所述的喷墨打印设备，特征在于所述导向装置具有一条与所述油墨液面调节排出孔相通连的排出道，一个用来开关此排出道的阀，而此排出道与前述油墨返回道的一部分则是共同的。
10.如权利要求9所述的喷墨打印设备，特征在于所述的打印媒体是一种布料。
11.如权利要求9所述的喷墨打印设备，特征在于所述的喷墨头利用热能在油墨中生成一种泡，同时通过这种泡的生成来实现油墨的排出。
12.喷墨打印设备，它采用了一种喷墨头，并通过从此喷墨头喷射油墨对打印媒体进行打印，此打印设备包括一个油墨供应装置，用来将油墨供应给喷墨头；一个补充槽，存贮着待供应给供应槽中的油墨；一条补充道，设在此补充槽与供应槽之间；一种补充装置，用来使油墨通过此补充道从所述补充槽输送给所述供应槽；以及一条过量油墨道，用来将超过一预定油墨液面的过量油墨导引到上述补充槽中。
13.如权利要求12所述的喷墨打印设备，特征在于它还包括一条大气通连道，此大气通连道与前述补充道通连，此补充道通过此大气通连道经由一个阀与大气通连，同时在与大气通连的条件下，大气压力即通过所述补充装置引入到此补充道中。
14.如权利要求13所述的喷墨打印设备，特征在于在所述供应槽与喷墨头之间设有一供应道，此供应道是从上述补充道分岔出的，同时在此补充道会合部补充装置的一侧设有一用来开关上述补充道的阀。
15.如权利要求14所述的喷墨打印设备，特征在于其中设有一个用来开关所述供应道的阀。
16.如权利要求15所述的喷墨打印设备，特征在于在所述供应槽与喷墨头之间设有另一供应道。
17.如权利要求16所述的喷墨打印设备，特征在于此设备包括前述的多组供应槽、补充道、过量油墨道、大气通连道、会合部、阀以及另一供应道，而油墨则是从一个单一的补充槽供给于上述多组的供应槽中。
18.如权利要求16所述的喷墨打印设备，特征在于所述打印媒体是一种布料。
19.如权利要求16所述的喷墨打印设备，特征在于所述喷墨头适合利用热能来生成一种泡，同时随着这种泡的生成喷出油墨。
全文摘要
在从分槽经由空气缓冲器给打印头供给油墨的系统中来调节此缓冲器内的油墨液面时，是通过驱动此分槽的加压马达来输送油墨的。当油墨到达缓冲器的连接孔处便被排出而调节油墨液面，此时经连接孔排出的油墨经油管返回到分槽。于是可以避免因调节此液面而损耗油墨。在此结构下，于所示的喷墨式布料打印中的油墨是经由空气缓冲器供给打印头的，故可消除在缓冲器中调节液面时浪费的油墨量，因而从整体上可以减少油墨消耗。
文档编号B41J15/04GK1135969SQ95120140
公开日1996年11月20日 申请日期1995年11月29日 优先权日1994年11月30日
发明者西本一成, 藏田满 申请人:佳能株式会社