CN103302991A

CN103302991A - 喷墨打印设备

Info

Publication number: CN103302991A
Application number: CN2013100769688A
Authority: CN
Inventors: 渡边繁; 和田直晃
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2013-03-11
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2033-03-11
Also published as: US20130235133A1; JP5979917B2; US9102162B2; JP2013184424A; CN103302991B

Abstract

本发明提供一种喷墨打印设备，其能够通过在主墨盒和副墨盒中产生流动来实现彻底搅拌。所述喷墨打印设备包括打印头、主墨盒以及副墨盒。所述喷墨打印设备包括由设置在所述副墨盒和所述打印头之间的挠性构件形成的储墨单元。通过增加所述储墨单元的容量来将墨从所述副墨盒供应到所述打印头，并且通过减小所述储墨单元的容量来将所述副墨盒中的空气传送到所述主墨盒。

Description

喷墨打印设备

技术领域

本发明涉及一种喷墨打印设备，更特别地，涉及一种对墨盒的内容进行搅拌的喷墨打印设备。

背景技术

喷墨打印设备可以使用颜料墨进行打印。如果颜料墨一直放置，则颜料成分在墨盒中沉淀，造成墨盒中的浓度分布不均。使用浓度分布不均的墨盒进行打印可能导致打印图像中的浓度不均匀并且图像质量因此下降。

日本特开2010-208151公开了一种用于包括副墨盒和主墨盒的、定期对填充有颜料墨的墨盒的内容进行搅拌的打印设备的技术。在日本特开2010-208151公开的打印设备中，副墨盒设置有与大气连通的大气连通通路，并且在大气连通通路中设置有气室以防止墨通过大气连通通路泄漏。另外，在大气连通通路中与大气相连通的开口中设置有大气连通阀。在这样的打印设备中，关闭大气连通阀，并且打开和关闭墨流路中的开关阀以在墨盒和副墨盒中产生墨流从而对墨进行搅拌。

根据上述日本特开2010-208151，利用主墨盒和副墨盒中的墨流来搅拌墨盒中的墨，从而抑制由于墨盒中浓度分布不均所导致的浓度不均匀。

然而，在日本特开2010-208151公开的喷墨打印设备中，副墨盒和大气连通阀之间总是存在空气。因此，即使尝试通过打开和关闭开关阀而在主墨盒和副墨盒中产生墨流以对墨进行搅拌，副墨盒和大气连通阀之间的空气也会起抑制作用从而降低搅拌效率。

因此，存在墨盒中的墨流产生失败的问题，导致搅拌不充分。

发明内容

考虑到以上问题而做出了本发明。本发明的目的在于提供一种能够通过在主墨盒和副墨盒中产生墨流以实现充分的搅拌的喷墨打印设备。

为达到上述目的，本发明提供一种喷墨打印设备，包括：打印头，用于进行喷墨；主墨盒，用于存储要供应至所述打印头的墨，并且能够安装至设备主体且能够从设备主体拆卸；副墨盒，用于临时存储要从所述主墨盒供应至所述打印头的墨；以及储墨单元，其由挠性构件形成，并且设置在所述副墨盒和所述打印头之间，其中，通过增加所述储墨单元的容量来将墨从所述副墨盒供应至所述打印头，并且通过减小所述储墨单元的容量来将所述副墨盒中的空气传送至所述主墨盒。

根据上述结构，能够在不给副墨盒设置大气连通通路的情况下将空气从副墨盒排出。因此，可以提供能够进行不间断打印的包括副墨盒的喷墨打印设备，该副墨盒用于抑制墨的泄漏并且由于具有良好的空间效率因而尺寸不大。

根据以下(参考附图)的典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出实施例的喷墨打印设备的立体图；

图2是示出本实施例的墨供应装置中一种颜色的墨的流路的概念图；

图3是示出传统的墨供应装置中一种颜色的墨的流路的概念图。

图4是示出本实施例的喷墨打印设备的内部结构的框图；

图5A和5B是示出本实施例的不间断打印控制的流程的流程图；

图6是用于示出进行本实施例的不间断打印的情况的流路的概念图；

图7A和7B是示出本实施例的在将墨填充到副墨盒中的操作下的流路的概念图；

图8A和8B是示出用于解释本实施例的搅拌操作的墨流路的概念图；以及

图9是示出本实施例的搅拌操作的流程的流程图。

具体实施方式

以下将参考图详细说明本发明的实施例。

图1是示出本实施例的喷墨打印设备的立体图。以跨过两个彼此面对的脚部55的上端部的方式来安装喷墨打印设备50。用于向打印介质施加墨的打印头1安装在滑架60上。在进行打印时，将放置在输送辊保持器单元52中的打印介质进给到打印位置，并且滑架60通过滑架马达(未示出)和带传送部件62在主扫描方向上来回移动。在移动期间，进行打印操作以从打印头1的喷嘴中喷出墨滴。在滑架60移动到打印介质的一端的情况下，输送辊51将打印介质沿着副扫描方向输送预定量。通过以这种方式交替地重复打印操作和输送操作，在打印介质的整个区域上完全形成图像。在形成图像之后，切割器(未示出)对打印介质来进行切割，并且将切割后的打印介质堆叠到堆叠器53上。

墨供应单元63包括存储墨的墨盒5，墨盒5能够安装在设备主体上并且能够从设备主体上拆卸，并且针对诸如黑色、青色、品红色和黄色等的各种墨的颜色而分别设置墨盒5。另外，墨盒5与供应管2连接。此外，将供应管2被管引导件61捆成束，从而在滑架60的来回移动期间不会进行不期望的移动。

沿着大体与主扫描方向垂直的方向在打印头1的面对打印介质的表面上设置有多个喷嘴阵列(未示出)，并且打印头1以喷嘴阵列为单位与供应管2连接。

恢复单元70沿着主扫描方向被设置在打印介质的范围之外，并且恢复单元70还位于能够面对打印头1的喷嘴表面的位置处。恢复单元70根据需要通过从打印头1的喷嘴表面中抽吸墨或者空气来清洁喷嘴，或者进行以下将说明的用于强制抽吸累积在打印头内的空气的阀门关闭抽吸。

打印设备50的右侧设置有操作面板54，以使得在墨盒5中不存在墨的情况下，可以发出警告以促使用户更换墨盒5。

图2是示出本实施例的墨供应装置中一种颜色的墨的流路的概念图。具有恒定的容量的、能够安装于打印设备并且能够从打印设备拆卸的墨盒5的底部具有两个接合部。上述接合部分别与设置于打印设备中的第一中空管8和第二中空管9连接。第一中空管8和第二中空管9均由金属针构成。直立于墨盒的底面的直立壁42围绕墨盒5中的第二中空管9而形成。可以通过将微量的电流通过第一中空管8和第二中空管9，并且在剩余墨量的水平低于直立壁42的情况下检测到电流的阻抗值的增加，来进行墨盒5中是否缺墨的检测。

第二中空管9与大气连通室6相连通，并且墨盒5通过大气连通室内的大气连通通路7来与大气连通。另外，通过第一中空管8来进行墨盒5的底面45和具有恒定容量的副墨盒4的顶面46之间的连通，并且经由供应管2进行副墨盒4和打印头1之间的连通。副墨盒4的顶面的大致整个区域由倾斜面49形成，该倾斜面的横截面积在垂直方向上越向下越大，并且副墨盒4在顶面46的最高位置处与第一中空管8连接。此外，在副墨盒4中设置由金属构成的实心轴10。通过当微弱的电流通过第一中空管8和实心轴10时的阻抗值来检测副墨盒中的墨是否是满的。在侧面47的最低位置48处设置副墨盒4的出墨口。在副墨盒4和供应管2之间设置有储墨单元(或者开关阀3)，该储墨单元由具有可变容量的、能够打开和关闭供应流路的挠性构件所形成。通过压缩弹簧38对开关阀3在常开方向上施力，并且通过凸轮37按压杠杆39来围绕中心轴40转动以关闭开关阀3。凸轮37被配置为能够由光传感器41来定位，以及由作为驱动源的DC马达35来进行控制并且通过齿轮36进行转动。用于所有颜色的墨的杠杆39连结在一起，并且用于所有颜色的墨的开关阀3由单个的马达35同时进行开关控制。

接下来，将给出与用于在打印头1中累积有空气的情况下强制去除打印头1中的空气的阀门关闭抽吸有关的说明。设置于供应流路中的开关阀3关闭墨流路，恢复单元70将盖紧密地与喷嘴面表面相接触，并且由泵抽吸空气。通过进行一定时间(例如，本实施例中大约为25秒)的抽吸来强制去除打印头1中的空气，之后，由开关阀3来打开墨流路。通过打开墨流路，从墨盒5中供应墨，并且在打印头1的内部填充特定量的墨。在本实施例中，去除打印头1中的空气需要用于关闭和打开墨供应流路的开关阀3。阀门关闭抽吸还用于初始填充。在进行初始填充时，当检测出安装有墨盒5时，首先重复数次(例如，本实施例中为四次)阀门关闭抽吸，然后，通过进行以下将参考图5B说明的副墨盒填充控制，可以进行从副墨盒4到打印头1的墨填充。

图3是示出传统的墨供应装置中一种颜色的墨的流路的概念图。在传统流路中，副墨盒124与墨盒125和通向打印头121的流路122连通，另外，副墨盒的顶面具有作为用于去除副墨盒中的空气的排气流路的大气连通通路131。由于期望尽可能地去除副墨盒中的空气，因此，将副墨盒与大气连通通路的连接部设置于副墨盒的顶面的最高位置处。此外，副墨盒的顶面具有如下形状：该顶面的横截面面积在垂直方向上从与大气连通通路的上述连接部起越向下约大。另外，将副墨盒124与大气连通通路131的连接部设置于在垂直方向上高于作为水头基准的第二中空管129的底面的位置处。因此，即使在去除副墨盒中的空气(或者将墨填充到副墨盒中)时，重复比必要的填充操作更多的填充操作，也防止墨从大气连通通路溢出和泄漏。

另外，大气连通通路131设置有具备一定容量的空腔134，从而即使墨流入副墨盒也可以防止墨经由大气连通通路泄漏。此外，大气连通通路131具有用于关闭和打开与大气的连通的大气连通阀132。通过针对流路的开关阀123和大气连通阀132交替进行开闭操作来将墨从主墨盒填充到副墨盒中。

另外，通过关闭大气连通阀132，并且使得流路的开关阀123进行开闭操作，从而在墨盒和副墨盒中产生墨流，来进行主墨盒和副墨盒的搅动。

然而，在传统打印设备中，在副墨盒和大气连通阀之间总是存在空气。因此，即使尝试通过打开和关闭开关阀而在主墨盒和副墨盒中产生墨流来对墨进行搅拌，副墨盒和大气连通阀之间的空气也会起抑制的作用从而降低搅拌效率。因此，墨盒中的流动不成功，导致搅拌不充分。使用该墨盒中的墨进行打印会导致打印图像的浓度不均匀从而导致打印质量下降。

图4是示出本实施例的喷墨打印设备的内部结构的框图。打印设备50包括用于控制打印设备的CPU(中央处理单元)11、包括用于用户进行操作的键和用于显示信息的操作面板的用户接口12、具有内置的控制软件的ROM(只读存储器)13、以及用于临时运行控制软件的RAM(随机存取存储器)14。另外，打印设备50包括I/O(输入/输出)15、驱动器16、以及用于检测墨盒中的剩余墨量的墨量传感器17。用于检测墨盒的安装或者拆卸的墨盒安装传感器18基于对安装到墨盒的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)20的读取来进行决定。墨盒安装传感器18用于EEPROM20的内容的读取和写入。

图5A和5B是示出本实施例的不间断打印控制的流程图。图5A示出整个不间断打印控制的序列，以及图5B示出不间断打印控制所需的副墨盒填充控制的序列。

在墨盒5中的墨耗尽的情况下，可以使用副墨盒4中的墨继续进行打印，并且，在消耗副墨盒4中的墨的情况下，空气经由墨盒5从大气连通通路7被导入副墨盒4中。所引入的空气累积在副墨盒4的上方，从而破坏了第一中空管8和实心轴10之间的墨连接，因而致使电流难以流过。结果，可以检测到消耗了副墨盒4中的墨(步骤S201)。检测到副墨盒4中的墨的消耗表示墨盒5是空的，并且通过操作面板向用户通知该墨盒是空的(步骤S202)。

图6是示出本实施例的喷墨打印设备的墨盒5中的墨用完并且将副墨盒4中的墨用于进行打印(即，不间断打印)的情况的流路的概念图。如图6所示，将空气从大气连通通路7经由墨盒5导入到副墨盒4中。因此，第一中空管8和实心轴10之间的墨连接被破坏，因此，可以看到副墨盒4中的墨被消耗。

再次参考图5A，在更换墨盒5之前，使得能够继续进行图像形成直到达到副墨盒4中的可用的墨容许量(例如，本实施例中大约为11ml)为止。

预先将副墨盒4中可消耗的墨容许量存储在打印设备中，并且通过对从打印头的喷出数量进行计数来计算消耗墨量。将消耗墨量与容许量进行比较，并且如果消耗墨量等于或者少于容许量，则使得能够进行打印。如果消耗墨量超过容许量，则停止打印，并且打印设备在向用户通知墨盒5为空的同时等待更换墨盒5。在本实施例中，采用如下结构：将喷墨量转换成消耗墨量以判断消耗墨量是否超过副墨盒4中的可用的墨容许量；然而，可以采用在副墨盒4中设置墨耗尽检测部件的结构。

顺便提下，在本实施例中，将副墨盒中的可用的墨容许量设置为大约11ml；然而，可以理解的是，本发明不限于此。在打印设备中，可用的容许量是能够在具有最大大小的打印介质上以100%的浓度进行打印的情况下打印至少一张打印介质的墨量。

在副墨盒4中的可用的墨容许量耗尽之前更换墨盒(步骤S203)并且停止页面打印(步骤S204)的情况下，在开始下一打印之前将墨填充到副墨盒4中(步骤S205)。当完成了墨的填充时，开始下一打印。在副墨盒中的可用的墨容许量耗尽的情况下(步骤S206)，立即停止打印(步骤S207)，并且发出警告以促使用户更换墨盒(步骤S208)。原因在于，如果不停止打印，空气经由墨供应流路从副墨盒4进入打印头1，从而喷墨不成功，导致差的打印。

图7A和7B是示出用于解释本实施例中将墨从墨盒5填充到副墨盒4中的操作的墨流路的概念图。具体地，图7A和7B示出更换墨盒5之后的情况。图7A示出操作开关阀以从关闭位置改变为打开位置的情况，并且图7B示出操作开关阀以从打开位置改变为关闭位置的情况。

首先参考图7A，采用建立如下关系的结构：V1>V2，其中，V1表示开关阀3的容量(例如，本实施例中大约为0.45ml)，并且V2表示第一中空管8的容量(例如，本实施例中大约为0.09ml)。在操作开关阀3以从关闭位置改变为打开位置的情况下，可以将与(V1-V2)的容量(即，大约为0.36ml)相对应的量的墨从墨盒5中引入副墨盒4中。原因在于，第一中空管8中不存在墨。将该容量表示为V3=(V1-V2)。此时，与容量V3相对应的量的空气从大气连通室6引入墨盒5中。

接着，如图7B所示，通过DC马达35来转动凸轮37以使得杠杆39按压开关阀3以将其从打开位置改变为关闭位置，因此，副墨盒4中的与容量V3相对应的量的空气被强制从副墨盒4中排出并且进入墨盒5。原因在于，第一中空管8中充满墨。此时，与容量V3相对应的量的墨被强制从墨盒5中排出并且进入大气连通室6。

换句话说，通过增加开关阀中的空气的量来将墨从副墨盒4供应到打印头，并且通过减少开关阀中的空气的量来将副墨盒4中的空气输送到主墨盒。

从开关阀3到打印头1的墨供应流路中的压力损耗远大于从开关阀3到墨盒5的压力损耗，因此，很少的墨流向打印头1。之后，再次通过DC马达35来转动凸轮37以使得压缩弹簧38对杠杆39施力，从而将开关阀3从关闭位置改变为打开位置。此时，与容量V3相对应的量的墨从大气连通室6引入墨盒5中，另外，与容量V3相对应的量的墨从墨盒5引入副墨盒4中。之后，再次启动DC马达35以将开关阀3从打开位置改变为关闭位置。重复地控制开关阀的开闭操作(步骤S301)。

针对每次开闭操作来检查副墨盒4中是否充满墨(步骤S302)。在副墨盒4中没有充满墨的情况下，检查墨盒5中是否存在墨(步骤S304)。在副墨盒4中充满墨的情况下，重复进行开闭操作。在确定为墨盒5中不存在墨的情况下，发出警告以促使用户更换墨盒(步骤S305)。在更换了墨盒的情况下(步骤S306)，再次重复进行开关阀3的开闭操作。通过将微量的电流通过第一中空管8和第二中空管9、并且根据电流的阻抗值而判断墨量是否等于或大于预定量，来判断墨盒5中是否存在墨。在墨量等于或者小于预定量的情况下，基于墨盒5的写入EEPROM20中的剩余墨量来进行决定。以下给出在墨量等于或者小于预定量的情况下用于进行决定的方法。

在本实施例中，通过开关阀3的一次开闭操作可以将与容量V3(即，大约为0.36ml)相对应的量的墨从墨盒5引入副墨盒4中，因此，通过基于写入EEPROM20中的量进行计算来进行决定。

可以通过当微量的电流流过设置在副墨盒4中的第一中空管8和实心轴10时的阻抗值来判断副墨盒4是否充满墨。在检测到副墨盒4中充满墨之后(步骤S302)，进行三次开关阀的开闭操作作为余量(步骤S303)。一旦副墨盒充满墨，那么之后仅有与开关阀3的容量V1相对应的量的墨流出或流入大气连通室6和副墨盒4，并且墨盒和副墨盒中的墨量不发生变化。因此，在通过少的次数的开闭操作在副墨盒中充满一种颜色的墨、并且副墨盒尚未充满另一种颜色的墨的情况下，即使针对后者颜色的墨的填充进行开关阀控制，也不会产生溢出墨等问题。

已经说明了针对一种颜色的墨将墨填充到副墨盒中的序列；然而，在填充多种颜色的墨时，进行开关阀控制直到在副墨盒充满需要最多次数的开闭操作的那种颜色的墨为止。另外，针对需要最多次数的开闭操作的那种颜色的墨，进行三次开闭操作作为余量。开闭操作的次数可以根据开关阀的容量等而改变。

图8A和8B是示出用于解释本实施例的搅拌操作的墨流路的概念图。图8A示出操作开关阀以从关闭位置改变为打开位置的情况，以及图8B示出操作开关阀以从打开位置改变为关闭位置的情况。

图9是示出本实施例的搅拌操作的流程的流程图。

在进行搅拌时，首先检查是否安装有墨盒(步骤S401)，并且，在没有安装墨盒的情况下，发出警告以促使用户安装墨盒(步骤S402)。在检测到安装有墨盒之后，检查副墨盒4是否充满墨(步骤S403)。在副墨盒4没有充满的情况下，进行副墨盒填充控制(步骤S404)。副墨盒填充控制如使用图5B所说明的那样。

在副墨盒4中充满墨的情况下，通过开关阀3的开关操作来进行搅拌操作(步骤S405)。如图8A所示，在操作开关阀3以从关闭位置改变为打开位置的情况下，与作为开关阀的容量的变化量的容量V1相对应的量的墨从墨盒5经由副墨盒4引入开关阀3中。此时，空气或者墨也从大气连通室6引入墨盒5。之后，如图8B所示，在操作开关阀3以从打开位置改变为关闭位置的情况下，与作为开关阀的容量的变化量的容量V1相对应的量的墨经由副墨盒4流入墨盒5中。此时，墨从墨盒5流入到大气连通室6中。因此，流入墨盒5中的墨在墨盒5中产生墨流。与此同时，也在副墨盒4中也产生墨流。重复开闭操作，从而使得能够持续产生墨流并且对墨盒5中的墨和副墨盒4中的墨进行搅拌。

此时，如将墨填充到副墨盒4中的情况那样，从开关阀3到打印头1的墨供应流路中的压力损耗远大于从开关阀3到墨盒5的压力损耗，因此，很少的墨流向打印头1。结果，与开关阀3的容量的变化量相对应的量的墨流入和流出墨盒5，使得可以以很小的损耗来搅拌墨盒5中的墨。

在本实施例中，根据任由墨放置的时间段来设置搅拌定时的三种类型。在该时间段是小于10天的情况下，进行大约100次的开闭操作。在该时间段是等于或大于10天并且小于20天的情况下，进行大约200次的开闭操作。在该时间段等于或者大于20天的情况下，进行大约400次的开闭操作。

在传统结构中，空气相对于副墨盒的容量的百分比大约是10%。在本实施例的结构中，通过开关阀的一次开闭操作而流入墨盒中的墨量大约是传统结构的1.3倍。因此，在传统结构中，墨盒的可以被搅拌的内容在150ml左右，而在本实施例的结构中，墨盒的可以被搅拌的内容在300ml左右。

如上所述，副墨盒没有设置大气连通通路和气室，因此，能够实现有效率的搅拌效果并且还适用于大尺寸的墨盒。

顺便提下，在本实施例中，通过使用电极的检测、以及涉及对从打印头的喷出数量进行计数的被称为点计数方法，来检测墨盒5缺墨。然而，可以使用诸如漂浮法以及光学方法等的其它方法来检测到墨盒5缺墨。同样地，在本实施例中，使用电极检测和点计数方法来检测副墨盒4的“充满”状态以及副墨盒4的墨耗尽检测；然而，可以使用其它方法来进行上述检测。

另外，在本实施例中，储墨单元被配置为开关阀；然而，储墨单元和开关阀可以分开设置。在这种情况下，期望将储墨单元设置在副墨盒和开关阀之间。储墨单元可以由伸缩管或者隔膜形成，或者可以由具有可变容量的挠性构件形成。

通过本实施例的结构，可以对副墨盒充满墨，因此，提高了空间效率，使得能够实现安装副墨盒所需的最小尺寸。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims

1.一种喷墨打印设备，包括：

打印头，用于进行喷墨；

主墨盒，用于存储要供应至所述打印头的墨，并且能够安装至设备主体且能够从设备主体拆卸；

副墨盒，用于临时存储要从所述主墨盒供应至所述打印头的墨；以及

储墨单元，其由挠性构件形成，并且设置在所述副墨盒和所述打印头之间，

其中，通过增加所述储墨单元的容量来将墨从所述副墨盒供应至所述打印头，并且通过减小所述储墨单元的容量来将所述副墨盒中的空气传送至所述主墨盒。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，

从所述主墨盒至所述副墨盒的流路的容量小于所述储墨单元的容量。

3.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，

所述储墨单元是用于打开和关闭墨流路的开关阀。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，还包括检测装置，在所述检测装置检测到所述副墨盒充满墨的情况下，通过减少所述储墨单元的容量来将所述副墨盒中的墨传送至所述主墨盒。

5.根据权利要求2所述的喷墨打印设备，其中，从所述副墨盒供应至所述打印头的墨量和传送至所述主墨盒的所述副墨盒中的空气量分别是从所述储墨单元的容量减去所述流路的容量而得到的容量。

6.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中，还包括开关阀，所述开关阀用于打开和关闭墨流路并设置在所述储墨单元和所述打印头之间。