压强调节机构、液槽、供液器、墨盒和喷墨打印装置.pdf

本发明公开了一种压强调节机构，它可以通过较低的驱动力在附属液槽的内部对外界空气敞开的情况下向附属液槽供墨。液槽容纳打印装置使用的液体。液槽具有这样的结构，即：可以改变容积、从而在液槽内产生负压。液槽包括在一侧面具有开口的壳体和覆盖开口的膜片，以及在液槽中用于向外压迫膜片的压缩弹簧。

权利要求书
1.  一种容纳打印装置使用的液体的液槽，具有可以改变液槽的容量、从而在液槽中产生负压的结构。

2.  如权利要求1所述的液槽，包括空气释放口，空气释放口可以打开或关闭，从而将液槽的内部向外界空气敞开或关闭，其中，通过打开或关闭空气释放口并改变液槽的容量来产生负压。

3.  如权利要求2所述的液槽，还包括一个空气释放阀，该空气释放阀设置在空气释放口处并利用弹性件保持空气释放口关闭。

4.  如权利要求1或2所述的液槽，还包括一个用于从液槽的外部向液槽内部提供液体的供液孔。

5.  如权利要求2所述的液槽，还包括一个用于从液槽的外部向液槽内部提供液体的供液孔，其中供液孔的位置低于空气释放口的位置。

6.  如权利要求4所述的液槽，还包括逆流防止装置，用于防止液体从供液孔逆向流动。

7.  如权利要求6所述的液槽，其中，逆流防止装置包括防止液体从供液口逆向流动的阀门装置，或是产生较大流体阻力的阻流部分。

8.  如权利要求1或2所述的液槽，还包括施压装置，用于从液槽的外部压迫液槽。

9.  如权利要求1或2所述的液槽，还包括移位件，该元件根据液槽容量的变化而移动。

10.  如权利要求9所述的液槽，其中，移位件的移动量大于表示液槽容量变化的液槽形变量。

11.  如权利要求9所述的液槽，其中，根据移位件的位置控制给液槽提供液体。

12.  如权利要求9所述的液槽，其中，移位件具有改变液槽容量的功能。

13.  如权利要求9所述的液槽，其中，移位件由高导热性的材料制成。

14.  如权利要求4所述的液槽，还包括至少两个探测电极，这两个探测电极设置在液槽内侧的上部，并且延伸到液槽中彼此不同的深度处，探测液槽中的液体的液面高度。

15.  如权利要求4所述的液槽，还包括：
供液口，用于从液槽的外部向液槽内部供液；
至少两个探测电极，它们设置在液槽的内侧上部，用于探测液槽内的液体的液面高度；和
抽气空间，该空间与空气释放口连通，其中探测电极中的一个设置在抽气空间处。

16.  如权利要求4所述的液槽，还包括阀门，该阀门设置在供液口处，根据液槽的内压打开或关闭。

17.  如权利要求1或2所述的液槽，还包括：
设置在液槽内部、用于在液槽内产生负压的弹性件；和
设置在液槽内部、用于维持液槽内的负压的弹性件

18.  如权利要求4所述的液槽，其中，在用液体填充供液口之后停止向液槽供液。

19.  如权利要求1或2所述的液槽，还包括一个把液槽的内部分为两个室并将这两个室彼此隔开的部件，使得一个室保持一种液体，而另一个室保持另一种液体。

20.  一种供液器，包括如权利要求1或2所述的液槽，其中，供液器从液槽的外部向液槽的内部供液，并且把液体从液槽供给到打印装置的打印头。

21.  如权利要求20所述的供液器，还包括利用压头差向液槽内部供给液体的供液装置。

22.  如权利要求20所述的供液器，还包括设置在用于固定液槽的元件上并移动来改变液槽容量的驱动件。

23.  一种供液器，包括权利要求15所述的液槽，其中液槽还包括至少一个节流部分，该部分通过使抽气空间的一部分变窄而形成，并且其中一个探测电极设置在该节流部分处。

24.  如权利要求22所述的供液器，还包括用于限制驱动件的移动量的限制装置。

25.  如权利要求22所述的供液器，其中，驱动件设置在用于固定液槽的元件上，使得在液槽和驱动件之间存在间隙，并且供液器包括用于维持该间隙的弹性件。

26.  一种供液器，包括如权利要求4所述的液槽，其中，供液器从液槽的外部向液槽的内部供液，并且将液体从液槽供给到打印装置的打印头，
其中，供液器包括通过选择液槽内部向外界空气敞开的状态或是液槽内部与外界空气封闭的状态而将液体提供给液槽的供液装置。

27.  一种供液器，包括如权利要求2所述的液槽，其中，供液器从液槽外部向液槽内部供液，并且将液体从液槽供给到打印装置的打印头，
其中，供液器包括用于根据周围温度打开液槽的空气释放口的打开/关闭装置。

28.  一种供液器，包括如权利要求2所述的液槽，其中，供液器从液槽的外部向液槽的内部供液，并且将液体从液槽供给到打印装置的打印头，
其中，供液器包括打开/关闭驱动件，该驱动件设置在用于固定液槽的元件上，并移动来打开或关闭液槽的空气释放口。

29.  如权利要求27和28所述的供液器，还包括限制件，用于限制移动来打开或关闭空气释放口的打开/关闭装置的移动量，或者还包括限制打开/关闭驱动件的移动量的限制件。

30.  如权利要求29所述的供液器，其中，打开/关闭装置或打开/关闭驱动件设置在用于固定液槽的元件上，使得在液槽和打开/关闭装置或是液槽和打开/关闭驱动件之间存在间隙，并且供液器还包括维持该间隙的弹性件。

31.  一种具有喷墨头的喷墨打印装置，包括如权利要求1所述的液槽，其中，所述液体为墨水，喷墨打印装置从液槽向喷墨头供墨。

32.  一种具有喷墨头的喷墨打印装置，包括如权利要求20、26、27和28中任一项所述的液槽，其中，所述液体为墨水，并且喷墨打印装置利用供液器从液槽向喷墨头供墨。

33.  如权利要求31所述的喷墨打印装置，还包括用于在液槽内产生负压之前擦拭喷墨头喷嘴表面的装置。

34.  一种具有喷墨头的喷墨打印装置，包括如权利要求26所述的液槽，其中，所述液体为墨水，并且喷墨打印装置利用供液器从液槽向喷墨头供墨，喷墨打印装置还包括用于在液槽内产生负压之前擦拭喷墨头喷嘴表面的装置。

35.  一种墨盒，包括：
喷射墨水的喷墨头；以及
如权利要求1所述的液槽，其中所述液体为墨水，喷墨头一体地形成在液槽上。

36.  一种用于喷墨头装置的压强调节机构，包括：
喷射墨水的喷墨头；
其上安装所述喷墨头并移动的托架；
附属液槽，该附属液槽安装在托架上、暂时容纳由墨盒提供的墨水、并将暂时容纳的墨水供给到所述喷墨头；
杠杆，该杠杆移动来调节附属液槽内压强；和
驱动装置，该驱动装置将杠杆选择性移动到杠杆的第一位置或第二位置，
其中，附属液槽包括：压强调节装置，其具有空气释放控制装置和负压控制装置，空气释放控制装置设置在附属液槽的侧壁上，使得附属液槽的内部能够向外界空气敞开，并使得附属液槽的内部能够与外界空气封闭，负压控制装置在附属液槽的内部产生负压，
当托架处于托架的第二位置时，杠杆在杠杆的第一位置作用到压强调节装置，并且在杠杆的第二位置处杠杆对压强调节装置的作用被释放，
驱动装置包括作用到杠杆上从而移动杠杆的凸轮和用于转动凸轮的装置，
在即使杠杆移到杠杆的第一位置杠杆也不作用在压力调节装置情况下，当托架处于托架第一位置时，杠杆被驱动装置移到杠杆的第一位置，并且在杠杆处于杠杆的第一位置的同时托架移到托架的第二位置，对附属液槽执行空气释放控制并对附属液槽执行负压控制。

37.  如权利要求36所述的压强调节机构，还包括：
多个附属液槽，它们安装在托架上，具有与所述附属液槽基本上相同的结构并容纳类型彼此不同的墨水；
多个杠杆，具有与所述杠杆基本上相同的结构；和
多个压强调节装置，它们分别设置在多个附属液槽上并具有与所述压强调节装置基本上相同的结构，其中，多个压强调节装置中的每一个接受由多个杠杆中的一个施加的作用。

38.  如权利要求36所述的压强调节机构，其中，压强调节装置包括空气释放销，该空气释放销能够使形成在附属液槽上的空气释放口打开或关闭，从而执行空气释放控制，负压装置包括负压销，该负压销移动构成附属液槽的一部分的侧壁，从而将附属液槽内的压强控制在所需的负压，当托架处于托架的第二位置时杠杆将空气释放销和负压销压迫在杠杆的第一位置，并且杠杆在杠杆的第二位置与空气释放销和负压销分开，空气释放销在垂直方向上与负压销分开。

39.  如权利要求36所述的压强调节机构，其中，当杠杆作用到压强调节装置上并接受一个反作用力时，其中该反作用力自压强调节装置产生，并造成一个在将由杠杆在压力调节装置上施加的作用释放的方向上作用在杠杆上的应力，由杠杆接收的应力朝向凸轮旋转轴的中心轴作用到凸轮上，从而限制由该应力造成的杠杆的运动。

40.  如权利要求37所述的压强调节机构，其中，当多个杠杆中的一个的一系列运动相继或同时导致多个压强调节装置中的一些起作用时，墨水提供给多个附属液槽中与多个压强调节装置中所述一些压强调节装置相对应的一些附属液槽中。

41.  一种喷墨打印机，包括如权利要求36所述的压强调节机构，其中，在喷墨打印机利用压强调节机构来调节附属液槽中的压强的同时，喷墨打印机向附属液槽内部供墨。

说明书压强调节机构、液槽、 供液器、墨盒和喷墨打印装置
技术领域
本发明涉及一种用于喷墨头装置的压强调节机构和一种利用本压强调节机构的喷墨打印机。具体地说，通过本压强调节机构，驱动机构可以在对内部向外界空气敞开的、设置于喷墨头装置中的附属液槽提供墨水时使用很低的驱动力。具体地说，喷墨打印机利用压强调节机构向附属液槽的内部提供墨水，同时调节附属液槽的压强。
本发明还涉及液槽、供液器、墨盒和喷墨打印机(喷墨打印装置)。
背景技术
图1是用于喷墨打印机的常规喷墨头装置的拆开的各元件的透视图。在图1中，附图标记10表示杠杆，13表示用于驱动杠杆10的驱动机构，20表示其上安装喷墨头的托架，21表示空气释放销，22表示负压销，23表示弹性件，30表示安装在托架20上的用于容纳墨水的附属液槽，31表示用于将附属液槽内的压强调节到大气压的空气释放孔，32表示负压杆，40表示喷墨头(以下称作喷墨头)，50表示墨盒，而51表示用于将墨盒50连接到附属液槽30上、以向附属液槽30提供墨水的连接管。
在喷墨打印机包括含有大量墨水的墨盒的情形中，或是用于产生高质量图像的喷墨打印机的情形中，当墨盒和喷墨头在托架中连接到一起时，托架的重量可以影响喷墨头的操作，从而使图像离开托架20工作时的正确位置。为此，如图1所示，把墨盒50设置在托架20的外部，并把暂时容纳墨水的附属液槽30安装在托架20上。
当附属液槽30的内部压强为正时，由于附属液槽30中墨水的重量，从喷墨头40中漏出(渗出)墨水。因此，需要把附属液槽30的内压设置为负。当墨水从喷墨头中喷出时，这种压强设置变得很重要。但墨水可以与从墨盒50或连接管51进入附属液槽30的空气混合。结果，附属液槽30中的空气量逐渐增加，并且由此改变附属液槽30的内压，从而使墨水形成的图像变差。为了处理这个问题，周期性地控制墨盒50内部的空气比例以及墨盒50的内压，使其变为原始值。
图2是表示附属液槽30的拆卸开的各元件的透视图。附属液槽30包括一个壳体33，该壳体具有大致为矩形的顶壁39a、大致为矩形的底壁39b和三个大致为矩形的侧壁39c。壳体33有一个敞开的侧面。附属液槽30还包括一个用于覆盖壳体33的该敞开侧的膜片34，用于从壳体33的内部经板35压膜片34的弹性件36，和一个从壳体33的外部把膜片34压向壳体33内部的弹性板状负压杆32。这样的设置使得由弹性件36从内部施加到膜片34上的力大于负压杆32从外部施加到膜片34上的力。因此，在最初设置时膜片34被向外压。工作中，由负压杆32和弹性件36决定的膜片34的平衡位置根据附属液槽30内压的变化而改变。当附属液槽30中的墨水量下降时，膜片34被向内压，同时伴随着内压的变化(下降)。
在标准状态下，设置在其中一个侧壁39c上的空气释放孔31用彼此密切接触的诸如弹簧的弹性件311、球体312、诸如橡胶的弹性件313以及柱帽314密封。另外，在通常状态下，设置在壳体33顶壁39a上的供墨孔37用彼此密切接触的诸如弹簧的弹性件371、球体372、诸如橡胶的弹性件373以及柱帽374密封。球体312和372分别被弹性件311和371抵压。供墨孔37被从墨盒50经图1所示的连接管51流向附属液槽30的墨水的压力打开，并且由此向附属液槽30的内部提供流动的墨水。当设置在图1所示托架20上的空气释放销21被向内压来调节附属液槽30的内压时，空气释放孔31被打开。
托架20的负压销22从外向内压迫附属液槽30地负压杆32。即，负压销22被向内压，使得负压杆32可以向附属液槽30的内部移动，并且可以减小附属液槽30的内部容量。设置弹性件23，以迫使负压杆32和负压销22彼此分开。因此，在通常状态下，负压杆32和负压销22由于弹性件23而彼此不接触。
在上述结构的喷墨头装置的操作中，操纵空气释放销21以打开空气释放孔31，并且操纵负压销22以向内压迫负压杆32，使得附属液槽30的内部容量减小。然后，在附属液槽30具有减小的容量的状态下，通过供墨孔37用墨水填充附属液槽30。用设置在附属液槽30上部的填充墨水探测传感器38探测填充的墨水。根据填充墨水探测传感器38的探测结果控制墨水的供给。根据此控制决定附属液槽30内部空气和墨水的体积。然后，关闭空气释放孔31。在空气释放孔31关闭的状态下，通过去除负压杆32上的向内压力来释放保持在向内位置处的负压杆32。通过执行这种操作，可以将附属液槽30的内压控制为恒定的负压，并且稳定喷墨头40的喷墨特性。
图3是表示设置在打印机主体一侧的用于压迫和移动负压销22和空气释放销21的驱动机构的结构的透视图。在图3中，附图标记10表示杠杆，11表示空气释放销按压部分，12表示负压销按压部分，14是凸轮，15是螺线管，16是弹性件，17是传感器(HP传感器)，而18是旋转轴。杠杆10包括用于压迫空气释放销21的空气释放销按压部分11和用于压迫负压销22的负压销按压部分12。空气释放销按压部分11压迫空气释放销21的压迫状态或程度不同于负压销按压部分压迫负压销22的压迫状态或程度。利用这种压迫状态的差异，在操纵杠杆10时，在压迫负压杆32之前通过空气释放销21打开空气释放孔31。另外，利用这种压迫状态的差异，在空气释放销21向外移动以及空气释放孔31由此被关闭之后，通过负压销32释放作用到负压杆32上的压力。
弹性件16驱动杠杆10以在与压迫负压销22和空气释放销21的方向相反的方向上移动。其上连接凸轮14的旋转轴18设置成用于移动杠杆10，从而执行负压销22和空气释放销21的压迫操作。伴随着旋转轴18的转动，凸轮14作用到杠杆10上，从而移动(转动)杠杆10。设置具有瓣阀(flapper)的螺线管15以用于转动旋转轴18。设置在旋转轴18上的填充物释放/遮挡传感器17，使得传感器17可以探测到旋转轴18的起始位置(home position)(HP)。
上述通过压迫负压销22和空气释放销21而用墨水填充附属液槽30的墨水填充操作被认作空气释放填充操作。在空气释放填充操作中，可以将附属液槽30中的压强、附属液槽30中的墨水量以及附属液槽20中的空气量保持在所需的值。另一方面，把对附属液槽30只提供墨水而不压迫负压销22和空气释放销21的墨水填充操作称作普通填充操作。在普通填充操作中，不控制附属液槽30中逐渐增加的空气量，使得附属液槽30的内压偏离所需值。
图4是设置在打印机主体的杠杆操作机构的局部视图。在上述结构中，为了压迫和移动负压销22和空气释放销21，需要对杠杆10施加大于负压销22和空气释放销21的反作用力的力。如图4所示，在凸轮14的传统结构中，杠杆10由凸轮14逆时针转动，凸轮14被旋转轴18顺时针转动。于是，杠杆10的作用力R1作用到旋转轴18上，施加一个驱动凸轮14在与所需操作方向相反的方向上旋转的转动力R2。为此原因，为了转动凸轮14以移动杠杆10，传统上把具有较高驱动力的电机或螺线管用作打印机主体中的操纵杠杆10的驱动机构。
但是，只有当附属液槽30中的空气量增加时才需要执行空气释放填充操作，并且，实际上空气释放填充操作的必需频率远小于普通填充操作的必需频率。因此，就打印机的成本而言，对具有较小必需频率的空气释放填充操作使用昂贵的电机或螺线管是不明智的。
图5A、5B和5C是其上安装有多色附属液槽的托架处的杠杆操作视图。图5A～5C中，在托架20上设置对应于多种颜色(在此示例中为四色)的附属液槽(未示出)。附图中，对应于各个附属液槽的空气释放销21a～21d和负压销22a～22d从托架20延伸。例如，在试图压迫位于从销一侧看的托架20的最左侧的空气释放销21a和负压销22a、从而执行空气释放填充操作的情况下，对应于销21b～21d和销22b～22d的其他附属液槽的空气释放销21b～21d和负压销22b～22d也相继被杠杆10压迫，伴随着托架20的运动。当这些受影响的其他附属液槽不填充墨水时，附属液槽中的空气量变得大于执行适当空气释放填充操作时的情形。另外，不能把附属液槽的内压控制在所需的值。
另外，在相关技术中，还把喷墨打印装置应用到图像打印装置或成像装置中，如打印机、传真机、复印机和绘图仪。喷墨打印装置的打印头包括喷射墨水的喷嘴、与喷嘴连通的喷射室(压强室、受压液体室或墨水通道)，以及用于产生对喷射室中的墨水施压的能量的能量发生室。当通过串行打印机在纸上记录图像时，托架在主运行方向移动，纸张在次运行方向馈送，并且墨水从打印头喷出。可以用任何其上可粘附墨水的介质代替纸张。
在这种串行喷墨打印机中，需要对安装在托架上的打印头供给墨水。一般地，打印头和供给墨水的墨盒(或墨水槽)一起设置在托架上。与打印头集成为一体的墨盒可以设置在托架上。
当采用这种墨盒时需要在打印头喷嘴孔中形成适当的墨水弯月面。另外，还需要防止形成气泡或泡沫。此外，当把打印头设置成在向下的方向上取向时，需要防止墨水从喷嘴滴漏。为此，需要墨水压强为负压。因此，广泛使用一种具有用于吸收墨水并产生负压的多孔墨水吸收体的喷墨打印装置。
在另一用途实例中，在托架上设置一个具有很小容量的附属液槽，并在打印机的主体侧设置一个具有大容量的主墨盒。在此配置中，墨水从设置在主体侧的主墨盒供给到附属液槽。
在托架上只设置墨盒而不利用主体侧的主墨盒的情况下，当墨盒里的墨水用完时需要用一个新墨盒更换旧墨盒。因此，当墨水频繁地用于高速打印或高质量打印时，就需要更频繁地更换墨盒。另一方面，当把墨盒的容量做大时，整个墨盒的重量也变大。因此很难高速移动墨盒，并且托架等的大小也变大。除此之外，还需要驱动托架的电机的输出能量很大。而且托架的重量也显著地变化，使得在打印操作期间托架的运动特性也发生变化，并且变得很难维持稳定的打印精度。
根据日本公开专利申请JP10-128992和JP10-235892，在托架上设置小容量的附属液槽，在打印机的主体侧设置大容量的主墨盒。附属液槽通过管连接到主墨盒上。利用这种结构，当附属液槽中的墨水减少时，从主墨盒向附属液槽供给墨水。另外，根据日本专利JP3053017，两个管、即供墨管和抽气管连接到附属液槽。
在上述墨盒中，经喷嘴抽吸墨盒中的墨水，使得可以产生负压。产生的负压靠多孔体维持。但是，墨水被无利用地浪费，用于将废墨保持在打印机中的吸收体变大。另外，只利用设置在托架上的墨盒造成墨水更经常的短缺。
在上述日本公开专利申请JP10-128992和JP10235892公开的打印机中，因为管具有对空气和湿气的渗透性，所以空气进入管的内部。另外，当连接或卸下了供墨单元时，空气进入管的内部。因为公开的打印机没有排出供墨通道(管)内部与墨水混合的空气的功能，所以当长时间使用管时会有大量的空气进入附属液槽，导致打印退化。
另外，在上述日本专利JP3053017公开的打印机中，在从附属液槽中排出空气的同时对附属液槽供给墨水。于是，空气不会累积在附属液槽中。因此，在这种打印机中，需要给附属液槽连接两个管，即供墨管和抽气管。特别是，在彩色喷墨打印装置的情形中，需要将八个管连接到对应于四种颜色的各个附属液槽。
在此情况下，附属液槽与设置在托架上的附属液槽一起运动，连接到附属液槽的管需要至少等于附属液槽运动长度的长度。于是，需要在打印机中布置多根长管，并设置用于产生负压的特殊泵，导致很高的制造成本。
发明内容
本发明总的目的在于提供一种能够以较低的驱动力操纵容纳墨水的附属液槽的压强调节机构和一种利用此压强调节机构的喷墨打印机。
本发明的另一目的在于提供一种结构简单的液槽，可以在不增加废墨的情况下，调节液槽中的负压。
本发明的另一目的在于提供一种供液器，它可以对打印头等长时间地可靠提供液体。
本发明的另一目的在于提供一种可以长时间地执行稳定打印的喷墨打印装置。
本发明的另一目的在于提供一种具有简单结构的墨盒，其中墨盒集成在诸如打印头的头上，并且在不增加废墨量的情况下调节墨盒中的负压。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于喷墨头装置的压强调节机构，包括：喷射墨水的头；其上安装所述头并移动的托架；附属液槽，其安装在托架上，暂时容纳由墨盒提供的墨水，并将暂时容纳的墨水供给到所述头；移动来调节附属液槽内压强的杠杆；和选择性将杠杆移动到杠杆的第一位置或第二位置的驱动装置。具体地说，在此压强调节机构中，附属液槽包括：压强调节装置，其具有空气释放控制装置和负压控制装置，空气释放控制装置设置在附属液槽的侧壁上，能使附属液槽的内部向外界空气敞开，并能使附属液槽的内部与外界空气封闭，负压控制装置在附属液槽的内部产生负压。另外，在此压强调节机构中，当托架处于托架的第二位置时，杠杆在杠杆的第一位置作用到压强调节装置，并且杠杆对压强调节装置的作用在杠杆的第二位置释放。另外，在此压强调节机构中，驱动装置包括作用到杠杆上、从而移动杠杆的凸轮，以及用于转动凸轮的装置。另外，在此压强调节机构中，当托架处于即使杠杆移到杠杆的第一位置、杠杆也不会作用到压强调节装置上的托架第一位置时，杠杆被驱动装置移到杠杆的第一位置，并且托架移到托架的第二位置，杠杆处于杠杆的第一位置，对附属液槽执行空气释放控制并对附属液槽执行负压控制。
利用这种压强调节机构，可以实现驱动装置较低的驱动力，并以很低的成本制造驱动装置。
根据本发明的第二方面，第一方面的压强调节机构还包括：多个附属液槽，它们安装在托架上，具有与所述附属液槽基本上相同的结构并容纳类型彼此不同的墨水；多个杠杆，具有与所述杠杆基本上相同的结构；和多个压强调节装置，它们分别设置在多个附属液槽上并具有与所述压强调节装置基本上相同的结构，其中，多个压强调节装置的每一个接受由多个杠杆中的一个施加的作用(或者是多个压强调节装置的每一个由多个杠杆中的一个激励)。
利用这种压强调节机构，可以彼此独立地执行对附属液槽的负压控制。另外，可以缩短对内部向外界空气敞开的附属液槽提供墨水所需的时间。此外，还可以保持每个附属液槽中稳定的内压。
根据本发明的第三方面，在第一方面或第二方面的压强调节机构中，压强调节装置包括空气释放销，该空气释放销能够使形成在附属液槽上的空气释放孔敞开或闭合，从而执行空气释放控制，负压装置包括负压销，该负压销移动构成附属液槽的侧壁的一部分，从而将附属液槽内的压强控制在所需的负压，当托架处于托架的第二位置时杠杆把空气释放销和负压销压迫在杠杆的第一位置，并且在杠杆的第二位置，杠杆与空气释放销和负压销分开，空气释放销在垂直方向与负压销分开。
利用这种压强调节机构，在附属液槽的内侧向外侧空气开放的情况下当墨水提供到附属液槽上时，可以以预定的程序或计时执行附属液槽的压强控制。
根据本发明的第四方面，在第一方面至第三方面中任一方面所述的压强调节机构中，当杠杆作用到压强调节装置上并接受反作用力时，由杠杆接收的应力朝向凸轮旋转轴的中心轴作用到凸轮上，从而限制该应力造成的杠杆的运动，其中所述反作用力是由压强调节装置产生，并造成一个在释放由杠杆在压强调节装置上施加的作用的方向上作用在杠杆上的应力。
利用这种压强调节机构，可以使用产生低扭矩的驱动机构。
根据本发明的第五方面，在第二至第四方面任一项中所述的压强调节机构中，当多个杠杆中的一个的一系列运动相继或同时导致多个压强调节装置中的一些起作用时，墨水提供给与多个压强调节装置中的所述一些装置相对应的一些附属液槽中。
利用这种压强调节机构，当墨水提供到多个附属液槽时，可以防止附属液槽的内压变化。换言之，在给多种颜色的多个附属液槽提供墨水的情况下，可以在多个附属液槽的内部向外界空气敞开的情况下通过向多个附属液槽提供墨水，防止多个附属液槽的内压变化。
根据本发明的第六方面，提供了一种喷墨打印机，其包括前述第一至第五方面任一所述的压强调节机构。此喷墨打印机使用压强调节机构调节附属液槽中的压强的同时向附属液槽的内部提供墨水。
根据本发明的第七方面，提供了一种可以改变容量、从而在其中产生负压的液槽。
优选的是，此液槽包括空气释放孔，该孔可以打开或闭合，从而将液槽的内部向外界空气敞开或关闭。可以通过打开或关闭空气释放孔并改变液槽的容量来产生负压。优选液槽包括一个设置在空气释放孔处并可以通过利用弹性件保持空气释放孔与外界空气封闭的空气释放阀。
优选液槽包括一个用于从液槽的外部向液槽内部提供液体的供液孔。最好供液孔的位置低于空气释放孔的位置。最好液槽包括逆流防止装置，用于防止液体经供液孔从液槽的内部向外部逆向流动。逆向流动防止装置可以是阀门装置，或是产生较大流体阻力的阻流部分。另外，可以在供液孔处设置一个根据液槽内部的压强打开或关闭的阀门。此外，可以在用液体填充供液孔之后停止向液槽供给液体。
另外，液槽优选包括施压装置，用于从液槽的外部压迫液槽。优选液槽包括移位件，其根据液槽容量或容积的变化而移动。优选移位件的移动量大于表示液槽容量变化的液槽形变量。移位件会导致液槽容量的变化。另外，移位件可以由高导热性的材料制成。可以根据移位件的位置控制提供给液槽的液体。
优选在液槽内部的上部至少设置两个探测电极，并且探测电极延伸到液槽中的不同深度。优选液槽包括一个与空气释放孔连通的排气空间，并且其中一个探测电极设置在排气空间中。
另外，可以在液槽的内部设置用于产生负压的弹性件，并在液槽内部设置一个用于维持负压的弹性件。液槽的内部可以分为两个室，使得不同类型的液体可以容纳在相应的室内。
根据本发明的第八方面，提供了一种具有上述任一项所述的液槽的供液器。供液器可以包括利用压头差(difference in pressure head)向液槽供给液体的供液装置。优选供液器包括驱动件，该驱动件设置在用于固定液槽的元件上并移动来改变液槽容量。优选供液器包括用于限制驱动件的移动量的限制装置。另外，优选在驱动件和液槽之间存在一个间隙，供液器包括用于维持该间隙的弹性件。
根据本发明的第九方面，提供了一种供液器，其包括具有空气释放孔的液槽和供液装置，该供液装置通过选择液槽内部向外界空气敞开的状态或是液槽内部与外界空气粉笔的状态而将液体供给液槽。
根据本发明的第十方面，提供了一种液槽，其包括一个空气释放孔，和用于根据周围温度打开空气释放孔的打开/关闭装置。
根据本发明的第十一方面，提供了一种供液器，其包括一个具有空气释放孔的液槽，和一个打开/关闭驱动件，该驱动件设置在固定液槽的元件上并移动以便打开和关闭空气释放孔。优选供液器包括用于限制打开/关闭驱动件的运动的限制装置。另外，优选在打开/关闭驱动件和液槽之间存在一间隙。此外，优选供液器包括用于维持此间隙的弹性件。
根据本发明的第十二方面，提供了一种喷墨打印装置，其包括上述任一项所述的液槽(多个液槽)，或上述任一项所述的供液器(多个供液器)。优选喷墨打印装置包括用于在液槽中产生负压之前擦拭喷墨头的喷嘴表面的装置。
根据本发明的第十三方面，提供了一种墨盒，其包括用于喷射墨水的喷墨头和一体地形成在喷墨头上的如上述任一项所述的液槽。
附图说明
图1是现有技术中喷墨打印机的喷墨头装置处设置的拆卸开的各元件的结构透视图；
图2是图1所示拆卸开的附属液槽的详细透视图；
图3是相关技术中用于压迫和移动负压销和空气释放销的驱动机构的透视图；
图4是图3所示驱动机构的操作机构局部视图；
图5A～5C表示相关技术中其上安装有对应于多种颜色的附属液槽的托架处杠杆的操作；
图6是根据本发明的喷墨打印机部分的拆卸开的各元件的透视图；
图7表示图6所示驱动单元的驱动机构；
图8A～8H是表示图6中所示驱动单元和托架的操作的局部视图；
图9表示图7所示凸轮和杠杆之间的接合；
图10是根据本发明的喷墨打印机实例的透视图；
图11是根据本发明第二实施例的墨水槽的基本结构；
图12表示图11所示墨水槽的操作；
图13表示根据本发明第三实施例包含墨水槽的供墨装置；
图14表示图13所示供墨装置的操作；
图15表示根据本发明第四实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图16表示图15所示供墨装置的操作；
图17表示根据本发明第五实施例的供墨装置的基本结构；
图18是图17所示供墨装置的重要部分的平面图；
图19表示图17中所示供墨装置的操作；
图20表示根据本发明第六实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图21是图20所示供墨装置的重要部分的平面图；
图22是图20所示供墨装置的重要部分的侧面图；
图23表示根据本发明第七实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图24A～24B是图23所示供墨装置的逆流防止阀实例的放大图；
图25A～25B是图23所示供墨装置的逆流防止阀另一实例的放大图；
图26表示根据本发明第八实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图27表示根据本发明第九实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图28是图27所示供墨装置的重要部分的放大图；
图29表示根据本发明第十实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图30表示根据本发明第十一实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图31表示根据本发明第十二实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图32A和32B表示图31中供墨装置的重要部分的放大图；
图33表示根据本发明第十三实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构；
图34表示图33中供墨装置的重要部分的放大图；
图35表示根据本发明第十四实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构侧视图；
图36是图35的正视图；
图37表示根据本发明第十五实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构平面图；
图38是图37的正视图；
图39是根据本发明喷墨打印装置的透视图；
图40是图39所示喷墨打印装置的重要部分的平面图；
图41是图39所示喷墨打印装置的墨水槽和供液器的局部截面图；
图42是图41所示墨水槽的截面平面图；
图43是图41所示墨水槽的截面侧视图；
图44是图39所示喷墨打印装置的控制单元的方框图；
图45是由图44所示控制单元执行的初始供墨操作的流程图；
图46是图44所示控制单元执行的供墨控制流程图；
图47是根据本发明具体实施例的墨盒和供墨装置的局部截面图；
图48是图47所示墨水槽的截面平面图；
图49是图47所示墨水槽的截面侧视图。
具体实施方式
首先，参考图6～10描述本发明的第一实施例。在本发明第一实施例的下列描述中，详细描述了用于调节容纳墨水的附属液槽内部压强的压强调节机构和利用此压强调节机构的喷墨打印机。
图6是根据本发明的喷墨打印机的拆卸开的各元件的透视图。在图6中，附图标记10a和10b分别表示第一和第二杠杆，11a和11b分别表示第一和第二杠杆10a和10b的空气释放销施压部分，12a和12b分别表示第一和第二杠杆10a和10b的负压销施压部分，13表示驱动单元，21a表示空气释放销，22a表示负压销，23a表示弹性件，301和302表示附属液槽单元，31a～31d表示空气释放孔，而32a～32d表示负压杆。空气释放销21a～21d和负压销22a～22d对应于各种颜色，但图6中仅示出了对应于第一种颜色的空气释放销21a、负压销22a和弹性件23a，没有示出其他颜色的对应元件。
在此实施例中，喷墨打印机包括有两个驱动机构的驱动单元13，每个驱动机构都类似于上面描述的并示于图1～5C中的利用杠杆10的机构。每个附属液槽单元301和302有两个附属液槽。一个附属液槽中保留一种颜色。空气释放孔31a和31b以及负压杠杆32a和32d设置在附属液槽单元301上，空气释放孔31b和31c以及负压杠杆32c和32d设置在附属液槽单元302上。如图6所示，驱动单元13有两个杠杆10a和10b。至于第一种颜色，空气释放销21a和负压销22a在垂直方向上彼此分开。对于其它颜色也一样，空气释放销和负压销也在垂直方向上按照与销21a和22a相同的方式彼此分开。另外，在此实例中，第一种颜色的空气释放销21a和第三种颜色的空气释放销21c在水平方向上彼此对齐。类似的，在此实例中，第二种颜色的空气释放销21b和第四种颜色的空气释放销21d在水平方向上彼此对齐，第一种颜色的负压销22a和第三种颜色的负压销22c在水平方向上彼此对齐，第二种颜色的负压销22b和第四种颜色的负压销22d在水平方向上彼此对齐。空气释放销21a和21b相对于垂直方向彼此分开，负压销22a和22b相对于垂直方向彼此分开。
利用此种结构，上侧的第一杠杆10a仅压迫对应于第一和第三种颜色的空气释放销21a和21c以及负压销22a和22c，并且下侧的第二杠杆10b仅压迫对应于第二和第四种颜色的空气释放销21b和21d以及负压销22b和22d。在此实例中，驱动单元13具有两个杠杆10a和10b，但也可以有四个杠杆，用于分别压迫对应于四种颜色墨水的四个附属液槽的相应空气释放销和负压销。因为当在驱动单元13上设置四个或更多个杠杆时，在垂直方向上的尺寸变大，可以根据尺寸的限制在驱动单元13上设置适当数量的杠杆。
图7表示图6所示驱动单元13的驱动机构。图7中所示的元件对应于图8A～8H中所示杠杆驱动机构的各元件。在图7中，附图标记18表示旋转轴，14a和14b表示分别对应于杠杆10a和10b的凸轮，15表示DC螺线管，16a和16b分别表示用于驱动杠杆10a和10b的弹性件，而17表示传感器(HP传感器)。在本发明的此实施例中，DC螺线管工作使得旋转轴18可以旋转，来导致凸轮14a和14b分别移动杠杆10a和10b。通过这种方式，在空气释放销21a～21d以及负压销22a～22d上执行压迫/释放操作。
图8A～8H是表示喷墨头驱动单元和托架20的操作。操作顺序是从图8A到图8H。如上所述，每个杠杆10a和10b在两个位置之间运动，这两个位置分别是每个杠杆10a和10b通过凸轮的工作压迫空气释放销和负压销的位置，以及每个杠杆10a和10b与空气释放销和负压销分开的位置。下面把每个杠杆10a和10b压迫空气释放销和负压销的位置称作销压迫位置，而把作用到空气释放销和负压销上的压力释放的位置称作压力释放位置。在此实例中，把分别容纳不同颜色的墨水的两个附属液槽连接到托架20，并且第一至第四种颜色分别对应于空气释放销21a～空气释放销21d。
首先，如图8A所示，托架20位于可以执行墨水抽吸/填充操作的抽吸位置，并且驱动单元的杠杆10a和10b位于压力释放位置。此时，传感器17确认杠杆10a和10b位于原始位置。接下来，托架20沿从图8A中杠杆一侧看的右方移动10.5mm。图8B中所示的托架20的这种移动位置被称作第一托架等待位置。
随后，在第一托架等待位置，第一杠杆10a操作，从而将其设置在销压迫位置，如图8C所示。在此状态下，托架20移到杠杆10a可以推动销21a和22a的抽吸位置。因为第一杠杆10a设置在销压迫位置，所以伴随着托架20的移动，第一种颜色的空气释放销21a和负压销22a被第一杠杆10a压迫，如图8D所示。
在此实例中，销21a和22a的反作用力总和为300gf，但螺线管的吸引力为20gf。换言之，如果在抽吸位置，杠杆10a转动压迫销21a和22a，当螺线管的驱动力减弱时杠杆10a不能推动销21a和21b。但是，根据本发明的实施例，在杠杆21a不能推动销21a和22a的位置处，在杠杆21a推动销21a和22a之前被设置在销压迫位置，并且在此状态下，托架20移到抽吸位置。通过这种方式，可以这样制作该结构，使得销21a和22a的反作用力通过杠杆10a向旋转轴18的中心作用。因此，旋转轴18可以接收到销21a和22a的反作用力。通过这种推动方式和结构，杠杆10a不移回到压力释放位置，并且可以执行稳定地操作。
当托架20进一步移到从销一侧看去的左侧时，销21a和22a从杠杆10a的突出部分释放，并且销21a和22a不受杠杆10a的压迫，如图8E所示。在图6所示的实例中，驱动单元13有两个杠杆10a和10b，因为销如图6所示地布置，所以当在第一种颜色的销上执行空气释放填充操作时，挨着第一种颜色的销布置的第二种颜色的销不受影响，即不被推动，但伴随着托架20的运动，第三种颜色的空气释放销21c和负压销22c被第一杠杆10a推动。
当托架20从图8E所示的位置进一步移到图8F所示的第二托架等待位置时，销21c和22c从第一杠杆10a的突出部分(空气释放销压迫部分和负压销压迫部分)释放，并且销21c和22c不受第一杠杆10a的压迫。在图8F所示的状态下，操纵螺线管，使得第一杠杆10a可以在不受销21c和22c的反作用力影响下转回到压力释放位置。
同时，当对第二和第四种颜色执行空气释放填充操作时，第二杠杆10b被操纵。换言之，在图8F所示的第二托架等待位置处，第二杠杆10b被操作以设置在销压迫位置，如图8G所示。之后，托架20移到图8G中的右侧，使得第四种颜色的空气释放销21d和负压销22d以及第二种颜色的空气释放销21b和负压销22b相继被第二杠杆10b推动(图中未示出此操作)。通过这种方式，执行空气释放填充操作。然后，例如在托架20被定位到销的反作用力不影响第二杠杆10b的位置的同时，第二杠杆10b转回到压力释放位置，如图8H所示。
在此杠杆操作中，当第一和第二杠杆10a和10b转动时，来自空气释放销21a～21d和负压销22a～22d的载荷不施加到第一和第二杠杆10a和10b上。如上所述，如果来自空气释放销21a～21d和负压销22a～22d的力施加到杠杆10a和10b，则这些力抵抗凸轮的转动，并增大螺线管的载荷。
根据本实施例，如图9所示，优选地，凸轮14a和14b的形状以及每个凸轮和每个杠杆10a和10b之间的啮合状态得以优化，使得甚至当销的反作用力作用到杠杆10a和10b时，销的反作用力可以朝着旋转轴18的旋转中心作用到旋转轴19上。在此方式中，销的反作用力不起旋转轴18的旋转力的作用。因此，不需要设置一种用于防止凸轮因反作用力而导致转动的机构，导致杠杆驱动单元的制造成本较低。
在上述实施例中，甚至在只需要对附属液槽中的一种颜色进行空气释放填充操作时，例如在更换墨盒时，要对附属液槽中所有的颜色执行空气释放填充操作。例如，在此实施例中，当需要用墨水填充对应于第一种颜色的附属液槽时，对应于第三种颜色的附属液槽的内压也受第一杠杆10a的操作影响，并且暂时改变。然而，对对应于第三种颜色的附属液槽也进行空气释放填充操作，使得对应于第三种颜色的附属液槽的内压可以维持在一个理想值。
另外，根据本发明，可以为每个附属液槽设置杠杆。通过这种结构，当对对应于一种颜色的附属液槽执行空气释放填充操作时，对应于其它颜色的附属液槽的内压不受影响。
图10是根据本发明的喷墨打印机实例的透视图。在图10中，附图标记40表示喷墨打印机，41表示喷墨头装置，42表示其上安装喷墨头装置的托架，在图中箭头方向移动托架，而43表示支杆，其用于支撑托架42，使得托架可以沿支杆的轴向运动。喷墨打印机40可以这样构成，使得上述的压强调节机构可以应用到喷墨头装置41。通过这种结构，可以实现一种具有以低成本构成的用于执行空气释放填充操作的驱动机构的喷墨打印机。
下面参考图11和12描述本发明的第二实施例。在图11中示出了墨水槽的基本结构，并且在图12中示出了墨水槽的操作。墨水槽101包括壳体102和挠性膜片103。壳体102由树脂等制成，在其一侧上有开口。挠性膜片103封闭壳体102的该开口。在壳体102的内部设置一个用于向外压迫膜片103的压缩弹簧104。在壳体102上形成一个用于向墨水槽101提供墨水的供墨口(或供墨孔)105和用于向喷墨头120供给墨水的供墨口(或供墨孔)106，其中喷墨头120也是打印头。
墨水槽101和喷墨头120可以分开设置，使得只更换墨水槽。或者，可以将墨盒构造成包括成一体的墨水槽101和喷墨头120。
限制件121设置在膜片103的外侧，从而相对于膜片103运动。向墨水槽101提供墨水的程序如下。当用墨水填充墨水槽101时，此限制件121向前移动，从而克服压缩弹簧104的力压迫并移动膜片103，使得墨水槽101的容量可以做得比通常状态下的容量小。墨管124从墨源122、如主墨水槽经由阀门123连接到供墨口105。
在此状态下，阀门123被打开，使得可以从墨源122向墨水槽101的内部供墨。此时，墨水槽101内部的空气被推动，并经供墨口106和喷墨头120的喷嘴将空气排出到外界。在对墨水槽101提供了所需的墨水之后，关闭阀门123，从而断开墨水槽101和墨源122之间的连通。
接下来，暂时关闭喷墨头120的喷嘴面(nozzle face)，并且移回限制件121以与墨水槽101分开，如图12所示。因为限制件121与墨水槽101分开，所以压缩弹簧104试图回复到原始形状以向外压迫膜片103。于是，墨水槽101的容量变大，并且由此在墨水槽101的内部根据弹力产生负压。
根据此实施例，墨水槽101构造成可以改变其容量。通过利用墨水槽101的容量变化，可以在墨水槽101中产生负压。在此实例中，可以由弹簧的压缩程度控制负压，使得可以很容易地产生并维持适当的负压。
接下来参考图13和14描述本发明的第三实施例。图13是出了第三实施例的供墨装置中墨水槽101的基本结构，而图14示出了供墨装置的操作。在此实施例中，在墨水槽101上形成用于将墨水槽101的内部向外界敞开的空气释放口107。在空气释放口107处设置用于打开和关闭空气释放口107的空气释放阀108。
供墨装置根据操作需要向墨水槽101供给墨水。供墨装置包括墨水槽101和按压装置131。按压装置包括柱塞131a，该柱塞向前移动以克服压缩弹簧104的弹力压迫挠性膜片103并向后移动以释放膜片103上的压力。作为驱动装置的按压装置131可以包括驱动元件，如螺线管激励器，或者可以通过连杆机构等操作。
供墨装置包括主墨盒132，该墨盒是容纳大量墨水的供墨装置。主墨盒132通过导管133连接到墨水槽101的供墨口105。在主墨盒132和墨水槽101之间的导管133的适当位置上设置用于对主墨盒132中的墨水施压并发送的供应泵134和用于打开和关闭供墨通道(即，导管133)的供给阀135。
在包含此墨水槽101的供墨装置中，供墨程序如下。当对墨水槽101供给墨水时，如图13所示，空气释放阀108被打开，从而打开空气释放口107，即把墨水槽101的内部向外界打开。接下来，驱动按压装置131以向前移动柱塞131a，从而顶着压缩弹簧104的弹力压迫墨水槽101的膜片。通过这种方式，墨水槽101的内部容量减小。
在包括这种墨水槽101的供墨装置中，供墨程序如下。当向墨水槽101提供墨水时，如图13所示，空气释放阀108被打开，使得空气释放口107打开，即，将墨水槽101的内部向外界空气开放。接着，按压装置131被驱动以向前移动柱塞131a，以便克服压缩弹簧104的弹簧力压迫墨水槽101的膜片103。以这种方式，墨水槽101的内部容量减小。
之后，在此状态下，打开阀门135，并且操纵供给泵134，使得主墨盒132中的墨水可以在加压状态下经供应管133送到墨水槽101的内部。通过这种方式，向墨水槽101供给预定量的墨水。当给墨水槽101供墨结束时，停止供应泵134的操作，并且关闭阀门135以断开经导管132向墨水槽101的供墨。此外，空气释放阀108关闭以断开墨水槽101的空气释放通道。然后，如图14所示，停止按压装置131的驱动，从而向后移动柱塞131a。通过这种方式，压缩弹簧104的回复力促使膜片103向外移动，并且由此在墨水槽101中产生负压。
根据第三实施例中，通过打开和闭合墨水槽101的空气释放口、并改变墨水槽101的内部容量而在墨水槽101中产生负压。于是，可以在供墨时不增加废墨产生的情况下并且在不降低主墨盒中墨水质量的情况下将墨水供应到墨水槽101。
另外，作为在墨水槽101中产生负压的另一种方法，在向墨水槽101供给墨水、并在关闭空气释放阀108以使墨水槽101处于关闭状态之后，可以通过从墨水槽101中经打印头排出墨水而产生负压。此方法可以采用，但从打印头排出的墨水会被浪费掉。因此，通过改变墨水槽的容积来产生负压的上述方法比通过排墨而产生负压的方法的优越之处在于可以减少废墨。
作为产生负压的另一种方法，在关闭墨水槽之后，反向驱动供应泵，使得墨水槽中的墨水可以被发送回到主墨盒。在此方法中，废墨不增加，但流经供给管和泵的墨水与主墨盒中的墨水混合。因此，主墨盒中墨水的质量下降。
同时，根据本发明的第三实施例，墨水槽101本身如上所述地产生负压，而不从打印头排出墨水槽的墨水。于是，墨水不会被浪费。另外，因为在产生负压时墨水不送回到主墨盒，所以主墨盒中的墨水质量不降低。
接下来，参考图15和16描述本发明的第四实施例。在图15中示出包含墨水槽的供墨装置的基本结构，图16示出供墨装置的操作。
在第四实施例中，用墨水槽101和主墨盒132之间的压头差代替用于第三实施例中的供应泵134。
通过这种结构，可以利用压头差从主墨盒132向墨水槽101提供墨水。在此情况下，因为不需要泵，所以可以低成本地制造供墨装置。
在此实施例中，作为从主墨盒向附属液槽提供墨水的一种方法，主墨盒132可以由挠性材料制成，使得可以通过使主墨盒变形而从主墨盒向附属液槽提供加压的墨水。
接下来，参考图17～19描述本发明的第五实施例。图17表示根据本发明第五实施例的供墨装置的基本结构，图18是图17所示供墨装置的重要部分平面图，图19表示图17中所示供墨装置的操作。
在第五实施例中，移位件(或活动件)109设置在墨水槽101处。移位件109可以根据膜片103的变形移动或以图18和19中的点“a”为中心转动。移位件109由叶簧等制成。移位件109的弹力设置得比设置在墨水槽101中的压缩弹簧104的弹力弱。移位件109根据膜片103的变形、即墨水槽101中墨水的增加或减少而移动。位移探测装置136包括一个喷射型光电传感器，用于通过探测设置在墨水槽101移位件109端部的探测件109a的存在与否来探测移位件109的位移。
通过这种结构，当消耗了墨水槽101中的墨水时，如图19所示，膜片103克服设置于墨水槽101中的压缩弹簧104的弹力在向内的方向上变形。在此状态下，墨水槽101中的负压强于压缩弹簧104的弹力。
然后，如图19所示，当移位件109的探测件109a被位移探测装置136探测到时，在不打开空气释放阀108情况下操纵供应泵136，使得主墨盒132中的墨水可以提供给内部与外界空气断开的墨水槽101。膜片103由此膨胀和向外变形，并且墨水槽的内部容积增大，来减小了墨水槽101中的负压程度。因为通过向墨水槽101供给墨水而使膜片103向外变形，所以移位件109也向外移动。
当对墨水槽101供给预定量的墨水时，移位件109的探测件109a与位移探测装置136分开。位移探测装置136从该状态探测已经供给到墨水槽101的墨水预定量。然后，由移位探测装置136产生的探测信号致使供应泵134的操作停止，使得可以停止向墨水槽101供墨。
在此状态下，如果提供给墨水槽101的墨水量超过一定量，则墨水槽101的内压变为正。于是，当把墨水供给墨水槽101且墨水槽101与外界空气封闭时，需要停止供应泵134的操作，从而在墨水槽101的内压从负压变为正压之前停止向墨水槽101供墨。
考虑到这一点，做这样的设置，即，在墨水槽101的内压从负压变为正压之前移位件109的探测件109a与移位探测装置136分开。通过这种方式，在墨水槽101的内压为负的状态下，可以停止供应泵134的操作，从而停止向墨水槽101供墨。
因此，在第五实施例中，甚至当墨水槽101的内部与外界空气封闭时，也可以在墨水槽101内的负压保持在适当范围的同时重复向墨水槽101供墨。
可以将位移探测装置136构造成包括两个光电传感器，以便执行更精细的控制。在位移探测装置136包括一个传感器的情况下，当位移探测装置136探测到移位件109的探测件109a不存在时，可以开始向墨水槽101中供墨，并当位移探测装置136探测到移位件109的探测件109a存在时，可以停止向墨水槽101供墨。可以采用上述实例的相反方式。在此情况下，可以进行这样的设置，使得当墨水槽101中的墨水量增大时，由位移探测装置136探测位移件109的探测件109a。
另外，在此实施例中，因为移位件109可以移动或以墨水槽101的角部为中心转动(即，角部充当旋转中心)，所以位移探测装置136可以探测墨水槽101或膜片103的放大的变形。于是，可以高精度地探测对墨水槽101供墨的时间。
根据第二到第五实施例，可以在墨水槽101的内部向外界空气敞开、或当墨水槽101的内部与外界空气封闭两种情况下向墨水槽101供墨。可以选择性执行在墨水槽101内部向外界空气敞开的情况下供墨以及在墨水槽内部与外界空气封闭的情况下供墨，以便长时间、高度可靠地维持有效地供墨。
特别是，优选在墨水槽101的内部向外界空气敞开的情况下向墨水槽101供墨，以将逐渐积累在墨水槽101中的空气排出到墨水槽101之外。另外，当产生很大的温度变化时，负压由于墨水槽101内空气的膨胀和压缩而改变。在此情况下，在不向墨水槽101中供墨的情况下将墨水槽101的内部向外界空气敞开之后，可以执行负压产生操作以调节墨水槽101中的负压，从而维持墨水槽101的作用。
通过将墨水槽101的内部向外界空气敞开，不需要的空气排出到外界。但是，如果高频率地将墨水槽101的内部向外界空气敞开，则会加速墨水槽101内部的干燥。结果，墨水槽101内部的墨水会有很高的粘度。因此，优选地，墨水槽101的内部低频地向外界空气敞开，并且在墨水槽101的内部与外界空气封闭的情况下执行向墨水槽101的通常供墨。因而，在预定的条件下优选地在墨水槽101内部向外界空气敞开的情况下执行供墨。例如，当用新的墨盒更换主墨盒132时，当墨水槽101还没有用很长时间时，或是当由用户发出指令时，墨水槽101的内部可以向外界空气敞开。
接下来，参考图20～22描述本发明的第六实施例。图20表示根据本发明第六实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构，图21是图20所示供墨装置的重要部分平面图，图22是图20所示供墨装置的重要部分侧面图。在此实施例中，移位件109的一部分被切除，并使其斜立，从而形成移位操作部分109b，如图21所示。通过这种结构，由如杠杆的操作部件在箭头“A”所示的方向上推动移位操作部分109b，使得墨水槽101的内部容积可以改变。
换言之，移位件109可以用作按压装置，用来克服墨水槽101中压缩弹簧104的弹力压迫墨水槽101的挠性膜片103。特别是，在彩色喷墨打印装置的情况下，当多个墨水槽101布置成彼此接近时，要在压缩弹簧104的膨胀和收缩方向直接压迫膜片103很困难。但是，通过本实施例的结构，即使将多个墨水槽布置成彼此接近，移位件109也可以从墨水槽的外部到内部的方向上移动，从而产生负压。
另外，在本实施例中，移位件109由具有高导热性的诸如金属的材料制成，安装在连接件(导电件)141上、用于向喷墨头120提供驱动信号的驱动器集成电路142、如FPC(挠性印刷电路)做成与移位件109的外表面接触，如图22所示。
换言之，当墨水槽101直接连接到打印头120上时，在很多情况下，连接件141设置在墨水槽101的侧表面上。这是因为不能将连接件141布置在纸张运行的喷嘴表面侧。在此情况下，为了减小安装面积，将驱动器集成电路(驱动电路)142安装在连接件141上。但当喷墨头的喷嘴数量增加时，并当打印速度变大时，从驱动器集成电路142中产生相当大的热量。此时，因为喷墨头经常布置成在托架中彼此接近，因此很难扩散所产生的热量。
为此，将具有高导热性的金属用作移位件109的材料，并且把金属移位件109的一部分做成延伸到空气与打印机外界充分连通的位置。通过这种方式，可以很容易地通过移位件109散布驱动器集成电路142产生的热量。
接下来，参考图23～25B描述本发明的第七实施例。图23表示根据本发明第七实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构，图24A和24B是示出墨水槽的一部分，图25A和25B是图23示出墨水槽另一示例的一部分。
在本实施例中，作为防止墨水逆流、即防止墨水从供墨口105流到主墨盒132的逆流防止装置的逆流防止阀111设置在墨水槽101的供墨口105处或该处附近，如图24A和24B所示。此逆流防止装置可以由弹性件制成。另外，如图25A和25B所示，逆流防止装置可以是逆流防止阀112，它包括阀座112a、打开和关闭供墨口105的球112b以及将球112b压迫到关闭状态的弹性件112c。
在低于墨水槽101的高度处设置一个向墨水槽101提供墨水的主墨盒132。
通过这种结构，当操纵供应泵134、以将主墨盒132中的墨水以加压状态送到墨水槽101中时，逆流防止阀111被从主墨盒132流向墨水槽101的墨水打开，如图24B所示，或是球112b克服弹性件112c的弹力被来自墨盒132的墨流压迫，如图25B所示，使得逆流防止阀112可以被打开。通过这种方式，供墨口105被打开，墨水可以流入到墨水槽101中。另一方面，当供应泵134的操作停止时，通过停止来自主墨盒132的墨流关闭逆流防止阀111，如图24A所示，或者通过停止来自主墨盒132的墨流关闭逆流防止阀112，如图25A所示，使得可以关闭供墨口105。
因此，甚至将主墨盒132设置在墨水槽101之下时，也可以防止墨水槽101中的墨水逆流到主墨盒132。换言之，为了将主墨盒132设置在墨水槽101之下，在墨水槽101中设置用于打开和关闭供墨口105的逆流防止装置、如阀门装置，防止墨水从墨水槽101逆流到主墨盒132。
同时，在将主墨盒132设置在墨水槽101高度之下时，逆流防止装置，如阀门装置未设置在墨水槽101的供墨口105处，并且在墨水槽101的内侧向外界空气开放的情况下，墨水从主墨盒132供给墨水槽101。空气释放阀108首先被打开，且供应泵134操作以向墨水槽101提供主墨盒132的墨水。在预定量的墨水提供给墨水槽101之后，停止供应泵134的操作并关闭空气释放阀108。
但是，在此情况下，如果在供应泵134处未设置逆流防止机构，诸如阀，则在供应泵134的操作停止之后且空气释放阀108关闭之前，墨水槽101和主墨盒132之间的压头差导致墨水槽101中的墨水逆流到主墨盒132。在此情况下，如果在供墨口105附近存在空气层，则空气逆流到主墨盒132，继而墨水逆流到主墨盒132。
另外，如果在墨水槽101的上游、例如墨水槽101和主墨盒132之间的导管中存在空气，则在墨水槽101的内部向外界空气开放的情况下将墨水提供给墨水槽101时，不会出现问题，但在墨水槽101的内部与外界空气封闭的情况下将墨水提供给墨水槽101时，空气与墨水一起流入到墨水槽101中。
为此原因，在墨水槽101的供墨口105处设置逆流防止装置、如阀门，以防止墨水逆流，并防止墨水槽101和主墨盒132之间存在的空气进入墨水槽101。
接下来，参考图26描述本发明的第八实施例。图26中示出了根据第八实施例包括墨水槽101的供墨装置的基本结构。
在此实施例中，在壳体102的上部形成突出部分102a。突出部分102a位于高于形成有供墨口105的表面的高度。在突出部分102a处形成一个抽气空间113。在抽气空间113之上形成一个空气释放口107。在此结构中，供墨口105的位置低于空气释放口107的位置。在此实例中，在供墨口105处不设置阀门装置、如逆流防止阀，并且在低于墨水槽101位置的位置处设置主墨盒132。
通过这种结构，当在墨水槽101的内部向外界空气开放的情况下从主墨盒132向墨水槽101提供墨水时，墨水槽101内部的空气经抽气空间113和空气释放口107被排出到墨水槽101之外。此时，因为供墨口105的位置低于空气释放口107的位置，所以可以将墨水供给到墨水槽101，直到供墨口(供墨孔)105被填充墨水，并且即使墨水槽101中的空气保留在空气释放口107面对的抽气空间113中，也可以实现在供墨口105中不剩余空气的状态。
例如，如上所述，在供墨口105中被填充墨水的状态下，停止供应泵134的操作。在此情况下，从供墨口105开始的初始逆流只包含墨水。因此，可以通过在逆流包含空气之前关闭空气释放口107而防止空气逆流到主墨盒132。
根据第八实施例，可以在供墨口105处未设置特殊的逆流防止装置、如阀门装置情况下，来防止空气逆流到主墨盒132。
接下来，参考图27和28描述本发明的第九实施例。图27表示根据本发明第九实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构，图28是图27所示供墨装置的重要部分的放大图。
在此实施例中，与第八实施例类似，在壳体102的上部设置突出部分102a，使得突出部分102a的位置高于形成供墨口105的表面的高度。抽气空间113形成在突出部分102a处。另外，在抽气空间113的上部形成空气释放口107。在此结构中，供墨口105的位置低于空气释放口107的位置。如图28所示，在供墨口105处形成阻流部分，如节流部分。在此实例中，在供墨口105处未设置阀门装置如逆流防止装置，并且主墨盒132的位置低于墨水槽101的位置。
通过这种结构，可以延长产生空气逆流之前的时间，并且可以不用设置特殊的逆流防止装置、如阀门装置来防止空气逆流到主墨盒132。
接下来，参考图29描述本发明的第十实施例。图29表示根据本发明第十实施例包含墨水槽101的供墨装置的基本结构。
在此实施例中，在墨水槽101中设置多个用于探测墨水液面高度的探测电极(探测销)。在此实例中，在墨水槽101中设置两个探测电极115a和115b。就深度方向而言，探测电极115a的长度短于探测电极115b的长度。利用这种长度，探测电极115a探测接近壳体102上表面位置处的墨水，而探测电极115b探测墨水槽101中较深位置处的墨水。
利用这种结构，当将墨水供给墨水槽101时，探测电极115a和115b分别与墨水接触，并且探测电极115a和115b之间的阻抗改变。当由此探测到墨水时，停止向墨水槽101供墨。
当墨水槽101的内部向外界空气敞开时，墨水槽101采取这样的形状，即，在由用于产生负压的施压件121限定的范围内，墨水槽101的容积在此状态下最大。此时，在墨水槽101的下部形成墨水层，并且在墨水槽101的上部形成空气层。然后，在供应泵134工作以从主墨盒132向墨水槽101提供墨水时，墨水槽101中的空气从空气释放口107排出，墨水的液面高度升高。因此，探测电极115a和探测电极115b分别开始没入墨水中，探测电极115a和探测电极115b之间的阻抗改变。因此，可以探测到供墨(或墨水槽101填满)的完成，然后停止供应泵134的操作。
在此实例中，将探测电极115b布置在深于探测电极115b的位置处。因此，在墨水液面高度的探测中，可以防止探测误差。另一方面，通过将探测电极115a定位在墨水槽101的上侧，可以在向墨水槽101供墨完成时增大墨水量。但是，当探测电极115a的位置接近壳体102的上表面时，存在被探测电极115a捕获(trapped)泡沫或气泡的可能性，使得不能精确地探测墨水的液面高度。优选地，设置探测电极115a的位置是空气不易于被捕获的位置。更优选地，多个探测电极设置在几个位置处，并且当所设置的探测电极中任何两个探测电极之间的阻抗改变时，判定供墨完成。
应该注意到，作为探测墨水的液面高度来停止供墨的装置，可以利用墨水上的浮子、墨水的渗透性和墨水的反射性。
接下来，参考图30描述本发明的第十一实施例。图30表示根据本发明第十一实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构。
在此实施例中，在墨水槽101的壳体102上部形成突出部分102b，并且在突出部分102b处形成抽气空间16。在抽气空间116的一部分处设置一个与壳体102一体形成的隔离部分102c，从而形成节流部分117，该部分是抽气空间116一部分处的狭窄通道。另外，形成一个面对抽气空间116的空气释放口107，如图30所示，并且在抽气空间116的节流部分117中形成探测电极115a。在墨水槽101的上侧还设置有探测电极115b，如图30所示。
在此结构中，墨水可以更稳定地与探测电极115a接触，从而可以防止在探测墨水液面高度时出现的误差。
接下来参考图31、32A和32B描述本发明的第十二实施例。图31表示根据本发明第十二实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构，图32A和32B表示供墨装置的重要部分放大图。
在第十二实施例中，具有一体形成在墨水槽101壳体102上的外壳118的空气释放阀108添加到第十一实施例的供墨装置中。此空气释放阀108包括设置在外壳118中的阀座108a，可以与阀座108a接触的球体108b以及把球体108b压迫向阀座108a、即驱使空气释放阀108闭合的弹性件108c。
阀操作销151设置在空气释放阀108的外部，如图31所示。作为驱动装置的阀操作销151在空气释放阀108中推进，以克服弹性件108c的弹力在向内方向上压迫球体108b，由此驱使空气释放阀108打开。
如图32A和32B所示，在用于固定墨水槽101的诸如托架件152的元件处设置阀操作销151，使得阀操作销可以在托架件152中相对于托架件152移动。托架件152的弹簧153向后压迫阀操作销151。另外，在阀操作销151上形成具有法兰的限制件151b。限制件151b限制阀操作销151在空气释放阀108中的推进量，从而防止阀操作销151的推进量超过预定的量。阀操作销151由螺线管、连杆机构、电机等(未示出)驱动。
通过这种结构，可以通过向前和向后移动阀操作销151来打开和关闭空气释放阀108。
空气释放阀108需要有一个多次稳定操作的容限，以便重复打开和关闭。如上所述，弹性件108c压迫球体108b，意味着在通常状态下空气释放阀108被关闭。只有当对墨水槽101提供墨水或当用墨水填充墨水槽101时，来自外部的力才克服弹性件108c的弹力作用，从而打开空气释放阀108。因此，结构变得简单。另外，通过只压迫构成密封部件的球体108b来将球体108b移动一小段长度，不需要限制阀操作销151压迫行程中的精度，这是因为弹性件108c相对于压迫形成提供。因此，可以简化操作空气释放阀108的结构。
在此实例中，墨水槽101整体地直接固定到打印头120上，使得墨水槽101和打印头120一起固定到托架(未示出)上的预定位置。因此，阀操作销151可以在向内的方向上稳定地压迫和移动球体108b，从而释放墨水槽101中的空气。
因为弹性件153在将阀操作销151与墨水槽101分离的方向上压迫阀操作销151，所以可以确保获得阀操作销151不干扰空气释放阀108的通常状态。因此，通过这种简单的结构，可以稳定地打开和关闭空气释放阀108。另外，因为在阀操作销151上设置用于限制阀操作销151的压迫量的限制部件151b，所以可以防止空气释放阀108在组装时被损坏，并且防止组装时墨水槽101的位置偏离托架上的预定位置。
接下来参考图33和34描述本阀门的第十三实施例。图33表示根据本发明第十三实施例包含墨水槽101的供墨装置的基本结构，图34是表示供墨装置的重要部分的放大图。
在第十三实施例中，设置了如第六实施例中所描述的墨水槽101的移位件109的移位操作部件109b。该移位操作部件109由操作销161操纵。
操作销161连接到托架件152等上，用于固定墨水槽101，使得操作销161可以向墨水槽101推进或从其后退。弹簧163在操作销161的后退方向上压迫操作销161。在操作销161上形成一个具有法兰的限制部件161b。限制部件161b限制操作销161向墨水槽101推进的量。换言之，限制件161通过限制操作销161的推进量防止移位件109移动得超过预定量。操作销161由螺线管、连杆机构、电机等(未示出)驱动。
如上所述，操作销161设置在托架上，使得操作销161可以向前和向后移动。因此，通过这种简单的结构，操作销161可以压迫移位操作部件109b，从而通过移位件109改变墨水槽101的内部容积并在墨水槽101中产生负压。因为操作销161安装在将墨水槽101固定的预定位置的托架等上，所以可以精确地确定移位件109被操纵销161压迫的量，使得可以高精度地控制墨水槽101的内部容积。
另外，在操作销161上设置用于限制操作销161的压迫量的限制部件161b，从而可以防止在组装打印装置时损坏移位件109，并且可以防止在组装打印装置时墨水槽101偏离托架上的预定位置。
接下来参考图35和36描述本发明的第十四实施例。图35表示根据本发明第十四实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构侧视图，图36是图35的正视图。
此供墨装置包括设置在墨水槽101中、用于在墨水槽101中产生负压的压缩弹簧104A和设置在墨水槽101中用于维持所产生的负压的压缩弹簧104B。在此实例中，可以由施压部件131a压迫压缩弹簧104A。
通过利用两个弹性件、即用于产生负压的弹性件和用于维持负压的弹性件，可以彼此独立地控制初始负压产生操作和负压维持操作。因此，结构的设计和调节变得很容易。
接下来参考图37和38描述本发明的第十五实施例。图37表示根据本发明第十五实施例包含墨水槽的供墨装置的基本结构平面图，图38是图37的正视图。
在此实施例中，墨水槽171包括树脂制成的壳体172(墨水槽171的主体)。壳体172的隔离壁隔离壳体172的两侧，使得在两侧形成两个对称的口，如图37所示。换言之，由壳体172限定两个室171A和171B。墨水槽171还包括用于密封室171A的开口的膜片173A和用于密封室171B的开口的膜片173B。另外，在室171A中设置一个沿向外方向压迫膜片173A的压缩弹簧174A，并且在室171B中设置一个沿向外方向压迫膜片173B的压缩弹簧174B。
在墨水槽171上设置移位件179A和179B，该移位件可以根据墨水槽171的容积变化而运动。例如，移位件179A和179B可以以墨水槽171的角部为中心的旋转。在移位件179A和179B上分别设置探测件179a和179b。
在此结构中，墨水槽171可以容纳两种墨水，如不同颜色的两种墨水，使得打印装置的尺寸可以做得很小。
接下来参考图39描述根据本发明的喷墨打印装置的实例。图39是喷墨打印装置重要部分的透视图。
这个喷墨打印装置包括设置在装置主体中并可以在主运行方向上运动的托架213。喷墨打印装置还包括打印机构202，该机构有一个在打印头上一体形成的墨盒，该打印头诸如是安装在托架213上的喷墨头。
打印机构202包括由侧板(未示出)支撑放置的主导杆211和辅助导杆212。主导杆211和辅助导杆212支撑托架213，使得托架213可以沿导杆211和211移动，即可以在主运行方向上移动。打印机构202还包括一个具有主运行电机214和同步带215的主运行机构。
在与托架23的主运行方向交叉(正交)的方向上布置喷射黄色、蓝绿色、品红色和黑色墨水的喷墨头(打印头)的喷墨孔，且这些喷墨孔向下取向。对应于各种颜色的墨水槽连接到各个打印头上。
在打印时，托架213移动的同时根据图象信号驱动打印头。此时，打印头向标准纸张上喷射墨水，以执行单行打印。随后，由包含辅助运行电机的辅助运行机构(次运行机构)将纸张移动预定的长度，并然后在下一条线上执行打印。当打印机构202接收到打印结束信号或指示纸张的后端到达打印区域的信号时，打印机构202停止打印操作，并且排出打印过的纸张。
在偏离打印区的托架213运动方向的右端一侧设置恢复装置217，用于使打印头从退化的喷射条件下恢复，如图39所示。恢复装置217具有顶盖装置、抽吸装置和清洁装置。
当托架213等待打印时，托架213移到恢复装置217，打印头被顶盖装置盖上以保持喷射孔的潮湿状态。通过这种方式，可以防止由于喷墨孔的干燥导致的喷墨性能退化。另外，通过在打印操作的中间从喷墨孔中喷射打印中不用的墨水，可以保持所有喷墨孔的墨水粘度恒定，维持稳定的喷墨性能。
当更换墨盒或喷墨性能退化时，打印头的喷墨孔由顶盖装置盖上，并且通过利用导管由抽吸装置抽吸粘附到喷墨孔表面的墨水及泡沫，以从喷墨孔去除泡沫和墨水。通过这种方式，打印头可以从退化的喷射状态中恢复。抽吸的墨水排出到设置在打印装置主体201的下部的废墨收容部分(未示出)中。废墨收容部分中的废墨可以由废墨收容部分中的墨水吸收体吸收并保持。
下面参考图40～43描述应用到图39所示喷墨打印装置的供墨装置的一个实例。该供墨装置包括墨水槽221。图40是示出供墨装置的整个结构的平面图，图41是图40的侧视图，图42是墨水槽221的平面图，而图43是图42的侧视图。
在托架213上安装四个对应于四种颜色的墨水槽221，以便通过喷射四种墨水获得全色图象。位于墨水槽221下面的打印头直接连接到墨水槽221。
墨水槽221可以是上述实施例中所述的任意一种墨水槽或是它们的组合。例如，每个墨水槽221包括一个由树脂制成的壳体102、用于覆盖壳体102的开口的挠性膜片103和用于在向外的方向上压迫膜片103的压缩弹簧104。在壳体102上形成具有逆流防止阀212的供墨口105。另外，在壳体102上形成供墨口106和具有空气释放阀108的空气释放口107。在每个墨水槽221的上侧形成空气抽吸空间116。在空气抽吸空间116处形成与空气释放口108连通的节流部分117。在节流部分117处设置探测电极115a，并在壳体102上壁的内表面处设置探测电极115b。另外，设置在墨水槽221外部的移位件109根据挠性膜片103的移动对应于墨水槽221容积或体积的变化而移动。此外，在移位件109上形成移位操作部件109b。在托架213上安装用于打开和关闭每个墨水槽221的空气释放阀108的阀操作销151。在托架213上还安装用于压迫移位件109的移位操作部件109b的操作销161。阀操作销151可以相对空气释放阀108向前或向后移动，并且操作销161可以相对移位操作部件109b向前向后移动。
每个墨水槽221通过导管233和供应泵234连接到固定在打印装置主体的主墨盒232上。
同时，设置在打印装置主体的恢复机构217具有用于盖住打印头的顶盖装置241和作为抽吸装置(或抽真空装置)的抽吸泵(或抽真空泵)。抽吸泵242连接到多个顶盖装置中位于最接近打印区的位置处的顶盖装置241，如图40所示。恢复机构217还包括用于收容抽吸的废墨的废墨水槽243和靠近顶盖装置241设置、以用于擦拭粘附到打印头喷嘴表面的墨水、尘埃等的擦拭器244。
抽墨装置(在此实例中为抽吸泵)242可以连接到所有的顶盖装置241上，但在此例中，抽吸泵242连接到位于最接近打印区的顶盖装置上。此外，作为抽墨装置的抽吸泵242可以包括管式泵、柱塞泵等。
擦拭器244的擦拭方向既可以是托架213的移动方向(主运行方向)，也可以是纸张的馈送方向(次运行方向)。在此实例中，擦拭时擦拭器244升高，擦拭通过托架213的运动进行，即进行主运动方向擦拭。
另外，在恢复机构217的侧面设置驱动激励器245。驱动激励器245具有分别在前后方向上移动阀操作销151和操作销161的操作件145a和145b。在此实例中，用于移动移位件109的操作销161不被弹性件向后压，并且操作销161被驱动激励器245的操作件245b的一次前进和后退运动推进，并被操作件245b的下一次前进和后退运动退后。
接下来参考图44描述此喷墨打印装置中与供墨有关的控制单元。
主控制单元251控制整个喷墨打印装置，并且包括CPU、ROM、RAM和I/F(接口)。主控制单元251经电缆或导线从主机装置(未示出)接收打印数据，并使得每个单元执行打印操作。另外，主控制单元251执行控制，使得可以用墨水填充墨水槽221，或者可以对墨水槽221提供预定量的墨水。
换言之，主控制单元251通过电机驱动器252驱动并控制主运行电机214，以在主运行方向上移动托架213。此外，主控制单元251驱动和控制辅助运行电机216，以在次运行方向移动纸张。另外，主控制单元251使得打印数据等发送给打印头驱动器253，并且驱动打印头、如喷墨头的压强产生装置，从而根据打印数据喷射墨水。通过这种方式，在纸张上记录图象。喷墨头可以是具有用作压强产生装置的压电元件的压电型打印头、具有用作压强产生装置的发热电阻体的发热型打印头或是具有振动板和电极的静电型打印头。
主控制单元251通过子系统驱动器255驱动并控制恢复装置217的电机256。通过利用该电机256、凸轮机构等，恢复装置217向上和向下移动顶盖装置241和擦拭器244，启动并停止抽吸泵242的操作，并向上和向下移动托架锁定件(未示出)。
另外，主控制单元251通过供墨驱动器257驱动并控制供应泵134和驱动激励器245，从而控制对墨水槽221的供墨、墨水槽221的空气释放/切断以及墨水槽221的容量变化。
主控制单元251连接到探测电极115a和115b，从与电极115a和115b相关联的剩余墨量探测部件258接收指示供墨完成、或是供墨接近完成的剩余墨量信号。另外，主控制单元251连接到移位探测装置(探测传感器)136，用于探测墨水槽221的移位件109的移动，并从移位探测装置136接收信号。此外，主控制单元251连接到用于探测环境温度的温度传感器259，并从温度传感器259接收探测到的温度信号。
接下来参考图45描述对于喷墨打印装置221中墨水槽的初始供墨操作。
在图45中，首先将托架213移到恢复装置217的侧面，并将要填充墨水的墨水槽221移到与抽吸泵242连接的顶盖装置241之上的位置。驱动电机256，以将顶盖装置向上移动，使得打印头的喷嘴表面连接到被顶盖装置241覆盖的墨水槽221。
其次，销驱动激励器245被驱动以推进阀操作销151，使得可以打开墨水槽221的空气释放阀108。此外，通过销驱动激励器245，推进操作销161以操作和压迫移位件109的移位操作部件109b，使得移位件109可以移动或转动。通过这种方式，移位件109克服墨水槽221中压缩弹簧的弹力在墨水槽221的向内方向压迫膜片103，使得墨水槽221的内部容量可以缩小。
第三，操纵供应泵134以开始从墨盒(主墨盒132)向墨水槽221供墨。然后，通过检查剩余墨量探测部件258提供的探测到的信号，判断向墨水槽221的供墨是否完成。当判定供墨完成时，停止供应泵134的操作。
第四，驱动抽吸泵242以从打印头254的喷嘴抽吸墨水，使得可以用墨水填充打印头254。之后，供应泵134再次工作以向墨水槽221供给与抽吸的墨水量相一致的墨水，来用抽吸的墨水填充打印头，从而用墨水填充墨水槽221。
在此状态下，因为墨水槽221的内部对外界空气开放，所以墨水从喷嘴渗出(泄漏)。从此状态停止用于驱动阀操作销151的驱动激励器245部分操作，以使得阀操作销151退后。空气释放阀108由此关闭，即，墨水槽221与外界空气隔断。
随后，驱动电机256，以向下移动顶盖装置241，从而移去打印头上的顶盖。此外，使擦拭器244向上移动，并且移动托架213，使得可以由擦拭器244擦拭填充墨水的打印头254的喷嘴表面。通过这种方式，在打印头254的喷嘴上形成弯月面，并且墨水停止从喷嘴渗出。
之后，再向前和向后移动驱动激励器245的操作件145b，使得操作销161后退，并且可以移动和转动移位件109。因此，由压缩弹簧104压迫墨水槽221的膜片103，并且增大墨水槽221的容量，导致在墨水槽221中产生负压。
通过在所有的墨水槽221上执行上述程序来完成初始供墨操作，并且打印变得易于执行。
另外，可以在擦拭喷嘴之前产生负压。但是，在此情况下，在喷嘴上不形成弯月面，并且在抽吸到打印头中的墨水残留在喷嘴表面的状态下产生负压，使得产生在喷嘴处的泡沫趋于与墨水一起记录在纸张上。
接下来参考图46描述供墨控制。
首先，根据由剩余墨量探测部件258提供的探测信号，或是位移传感器136提供的信号，判断是否必需向墨水槽221供给墨水。当需要供墨时，判断是否已经更换了墨盒(主墨盒)132。当判定还没有更换墨盒132时，判断墨盒132是否已经使用了很长时间。如果判定墨盒132最近才使用，则在墨水槽221的内部与外界空气封闭的情况下向墨水槽221供墨。此时，在驱动激励器245的操作销151不工作、从而保持空气释放销108关闭的同时向墨水槽211供墨。
另一方面，当供墨变得必须时，并当墨盒132已经更换新的时，或是墨盒132还没有用很长时间时，在墨水槽221的内部对外界空气敞开的情况下向墨水槽221供墨。此时，操纵驱动激励器245的操作销151，从而保持空气释放阀108打开。
此外，甚至在不需要供墨时，如果根据温度传感器259提供的探测信号判定温度传感器259探测到的温度在一个预定的周期内持续呈现一个大于设置值的值时，驱动激励器245的操作销151打开空气释放阀108，并且墨水槽211的内部暂时向外界空气敞开。
通过这种方式，选择性执行：在墨水槽内部与外界空气封闭情况下向墨水槽211供墨、或是在墨水槽内部向外界空气敞开情况下向墨水槽211供墨，使得可以长时间对墨水槽211供墨，而不会降低墨水质量。
接下来。参考图47～49详细描述本发明的一个特定实施例。在本实施例中的喷墨打印装置、墨水槽和供墨装置基本上与图39～43的相同。墨水槽301的壳体302由聚乙烯树脂制成，壳体301的一侧由挠性膜片303密封。墨水槽301的内部容量约为7cc。膜片303的内表面由低密度的聚乙烯形成，膜片303的外表面由厚度为80μm的尼龙形成。膜片303的内表面和外表面通过热融化彼此耦合。压缩弹簧304设置在墨水槽301的壳体302上。在此实例中，弹簧304为涡旋弹簧，并当压缩弹簧304的长度改变6mm时产生大约20～50gf的弹力。
如图47所示，在墨水槽301的上表面上设置用于探测墨水液面高度的金属销315a和315b。在墨水槽301外壳302的上侧形成一个包含直径约为2mm的穿孔的空气释放口307。在空气释放口307处设置一个空气释放阀308。空气释放阀308的一部分被设置在空气释放阀308处的弹簧压迫，从而在通常状态下闭合。此外，在墨水槽301壳体302的上部形成一个具有直径约为0.5mm的供墨口305。内径为1mm的导管333连接到供墨口305。导管333的另一端经柱塞泵334连接到主墨盒332。
主墨盒332例如为盒式墨盒，通过真空沉积覆盖有铝膜。在墨水槽301膜片203的外表面上形成一个作为移位件309的厚度为0.15mm的叶簧309。移位件309可以通过加热压紧并附着到聚乙烯壳体303上。如果墨水槽301中不存在涡旋弹簧304，此叶簧向内弯曲，从而在大约5～10gf的力下向墨水槽301的内部压迫膜片303。
另外，在叶簧309的自由端设置探测件309a，并且将光电传感器336设置为移位探测装置，探测叶簧309的探测件309a的移动。在墨水槽301的底面上设置供墨口306，并在实际应用中将供墨口连接到打印头。
在此结构中，如下所述地进行实验。在供墨口306处经阻流元件设置用于评估墨水槽301的压强传感器，其中阻流元件提供基本上等于打印头的流体阻值的流体阻值。
在此实验中，执行供墨操作，并且进行取样，从而获得对墨水槽301中负压的评估。首先，推进操作销351，并由此打开空气释放阀308。然后在此状态下向墨水槽301的内部移动叶簧309大约1mm，从而向墨水槽301的内部压迫膜片303。结果，墨水槽301的容积被减小。
其次，操纵柱塞泵334以向墨水槽301供给墨水，直到充当探测电极的金属销315a和315b之间的阻抗变低。当用墨水填充墨水槽301时，测量墨水槽301内部的压强。此测得的压强为大约40mmAq的正压强。接下来，压迫空气释放阀308的操作销向后移动，从而。将墨水槽301的内部与外界空气封闭。之后，释放由作为移位件的叶簧309作用到膜片303上的压强。在此状态下，测量墨水槽301中的压强。测得的压强为-20mmAq的负压。
接下来，当从墨水槽301中排出墨水时，墨水槽301中的负压水平随着墨水排出量的增大而逐渐增大。当排出的墨量达到大约3.5cc时，负压变为-100mmAq。此时，膜片303在墨水槽301的内侧方向上完全变形，并且叶簧309的自由端与壳体302接触，类似于图19的情形。
然后，再打开空气释放阀308，并且按照与初始供墨相同的方式对墨水槽301供墨。结果，对墨水槽301供给大约3.5cc的墨量，并且墨水槽301中的负压又变为大约-20mmAq。
之后，关闭空气释放阀308，并且操纵供应泵334，再从墨水槽301中排出墨水，直到墨水槽301中的负压的大到-100mmAq。通过根据光电传感器336的输出探测叶簧309的运动或变形来停止供墨。利用叶簧309的端部探测叶簧的运动，使得可以为探测而放大叶簧309的运动量，产生精确的探测。之后，在这种精度下，可以在-20mmAq的负压下停止向墨水槽301的供墨。
在特定的实施例中，执行附加实验。将用于上述实验的墨水槽301连接到打印头，并安装在打印装置中的托架上。在此实验中，把供墨口的直径变为2～5mm，并且利用该直径执行初始供墨。但是，当柱塞泵334的工作停止时，关闭空气释放阀308，空气逆流，导致空气进入供墨管333。重复打印评估直到墨水槽301变空，并且再用墨水填充墨水槽301，同时将墨水槽301的内部与外界空气封闭。然后，当执行打印测试时获得良好的打印质量。
但是，将此打印装置放置在温度较高的地方，并当在该处进行同样的打印测试时记录出不正常的图象。在墨水槽301供墨时进入墨水槽301内部的空气被认为是出现不正常图象的原因。然后，通过敞开墨水槽301的内部再执行负压产生操作，并且在此状态下获得正常的打印质量。另外，在供墨口305处设置逆流防止阀112，并当在此状态下进行打印测试时，不在供墨管333中产生逆流，并且获得稳定的打印质量。
在上述实施例中，容纳墨水的墨水槽用作液槽，但也可以用于喷射液体阻力(liquid resist)、DNA样品或其它类型的液体的打印头的液槽应用到本发明的实施例中。
如上所述，根据本发明的液槽，通过改变墨水槽的内部容量来在液槽(墨水槽)内产生负压，使得通过此简单的结构，可以在不增加液体无谓消耗的情况下调节负压。
根据本阀门的墨水槽，液槽包括空气释放口，该空气释放口可以关闭或打开、从而可以使液槽内部对外界空气敞开和关闭。在液槽中可以通过打开和关闭空气释放口并改变液槽的容量而产生负压。因此，通过此种简单的结构，可以在不增加液体无谓消耗的情况下调节液槽中的负压。另外，通过此种简单的结构，可以产生负压，并且液槽的内部可以对外界空气敞开，使得可以长时间提供质量可靠的液体。此外，因为在液槽的空气释放口处安装由弹性件关闭的空气释放阀，所以可以利用简单的结构关闭和打开向外界空气敞开的液槽(墨水槽)内部。
另外，根据上述实施例的液槽，可以经供液口(供墨口)从液槽的外部向液槽供液(供墨)。在液槽具有空气释放口的情况下，将供液口形成在低于空气释放口的位置，使得可以防止空气逆流到主墨盒，并且打印质量不会降低。此外，因为设置了用于防止液体从供液口逆流到主墨盒的逆流防止装置，如防止液体在相反的方向上流动的阀门装置和/或产生较大的流体阻力的阻流体，所以可以防止反方向上流动的空气导致的打印质量的退化或是液体质量的退化。
另外，设置了用于向外部压迫液槽的施压装置，使得可以利用简单的结构产生负压。设置了根据液槽容量的变化而移动的移位件使得可以很容易地探测液槽的容量。另外，移位件的移动大于指示液槽容积变化的变形，使得可以提高探测精度。此外，因为移位件可以具有改变液槽容积的元件，所以可以利用简单的结构在液槽中产生负压。移位件可以由高热导性的材料制成，使得可以很容易地散布打印头驱动电路中产生的热量。
另外，通过在液槽的内上方安装至少两个延伸到不同深度的探测电极，可以很容易地探测液槽中的液量。在液槽具有空气释放口和供液口的情况下，在直接与空气释放口连通的抽气空间安装其中一个探测电极，使得可以提高液槽中液体液面高度的探测精度。
另外，可以在液槽中安装用于产生负压的弹性件和用于维持负压的弹性件，使得调节液槽中的负压变得容易。液槽的内部可以分成两个室，且两种类型的液体可以分别容纳在这两个室内，使得可以节省空间。
因为上述实施例的供液器(供墨装置)具有与本发明相关的液槽，所以可以长时间提供质量可靠的液体。供液器可以包括利用压头差对液槽供液的供液装置，使得可以利用简单的结构对液槽供液。另外，可以在固定液槽的元件上设置驱动件，该驱动件可以移动以导致液槽的容积变化，使得可以稳定地改变液槽的容量。另外，设置了限制件，如图34所示的限制部件161b，使得液槽的容积改变量可以保持在预定的范围内。可以设置驱动件，如图34所示的操作销161，使得在液槽和驱动件之间存在间隙，并且可以设置如图34所示弹簧163的弹簧以维持该间隙，从而防止操作误差。
根据本发明的实施例，供液器可以包括用于选择性执行：在液槽内部向外界空气敞开情况下向液槽供液的供液操作、或执行在液槽内部与外界空气封闭情况下向液槽供液的供液操作的供液装置。因此，可以实现稳定的液体质量，长时间不降低液体质量。
根据本发明的实施例，供液器可以包括用于根据周围温度打开液槽内部的打开/关闭装置。因此可以实现稳定的液体质量，长时间不降低液体质量。
根据上述实施例的供液器，在用于固定液槽的元件上设置打开或关闭驱动件，该驱动件移动来打开/关闭液槽的空气释放口。因此可以稳定地向外界空气开放液槽的内部。除此之外，设置用于限制打开/关闭元件的移动量的限制件，如图32A所示的限制件151b，使得可以保持空气释放口的敞开度恒定。另外，可以设置打开/关闭驱动装置，如图32A所示的操作销151，使得在液槽和打开/关闭驱动件之间存在间隙，并且可以设置维持此间隙的弹性件，如图32A所述的弹簧153，以防操作误差。
根据本发明的喷墨打印装置可以包括与本发明相关的液槽和/或供液器(供墨装置)。因此，喷墨打印装置可以稳定地执行高质量的打印。此外，喷墨打印装置可以具有在液槽中产生负压之前擦拭打印头喷嘴表面的擦拭装置。因此，可以向这种喷墨打印装置中的打印头稳定地提供墨水。
根据本发明，液槽可以与喷射墨水的喷墨头形成一体。于是，可以在液槽中保持负压墨水的同时，利用简单的结构向喷墨头稳定地供给墨水。
本专利申请是基于分别于2002年2月7日和2002年2月8日提交的日本在先专利申请JP2002-030232和JP2002-040038，这两份申请的内容在此引为参考。