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CN110356110B - 液体供应单元以及液体喷射装置 - Google Patents

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CN110356110B CN201910235099.6A CN201910235099A CN110356110B CN 110356110 B CN110356110 B CN 110356110B CN 201910235099 A CN201910235099 A CN 201910235099A CN 110356110 B CN110356110 B CN 110356110B
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Abstract

本发明提供一种液体供应单元以及液体喷射装置。液体供应单元从贮存指定的液体的液体收容容器向喷射液体的液体喷射头供应液体。液体供应单元包含压力室、第一供应通道、第二供应通道、旁路供应通道及加压机构。压力室可贮存液体。第一供应通道使液体收容容器与压力室连通。第二供应通道使液体喷射头与压力室连通。旁路供应通道的液体供应方向的上游端连接于第一供应通道,下游端与第二供应通道汇合。加压机构被配置在旁路供应通道,对在该旁路供应通道流通的液体进行加压。据此,在利用贮存液体的压力室的压力变动的液体供应单元中,能够简单地执行液体喷射头的加压清除。

Description

液体供应单元以及液体喷射装置
技术领域
本发明涉及一种将贮存在液体收容容器的液体供应到液体喷射头的液体供应单元以及适用该液体供应单元的液体喷射装置。
背景技术
例如在喷墨式打印机中,使用将微量的墨水(液体)喷射到打印对象的液体喷射头。从贮存墨水的墨盒(液体收容容器)通过规定的供应通道向该液体喷射头供应墨水。以往,已知在利用水头差从墨盒向液体喷射头供应墨水的情况下,将具有使所述液体喷射头的喷出孔设定为负压的压力室的液体供应单元(阀单元)配置在所述供应通道而成的液体喷射装置。通过设置形成所述负压的液体供应单元,即使在利用水头差供应墨水的情况下,也抑制从所述喷出孔无限制地滴下墨水。
在以往的液体供应单元中,采用被负压化的压力室的一部分被柔韧性膜界定,安装在该柔韧性膜的推压板(受压板)直接推压可动阀的结构。所述可动阀利用施力部件朝向与所述推压的方向相反的方向被施力。如果通过所述液体喷射头吸出墨水而所述压力室的负压程度提高,则伴随所述柔韧性膜的移位,所述可动阀被所述推压板推压而移动,打开向所述压力室的墨水供应通道而墨水流入。如果通过该墨水流入而所述压力室的负压程度下降,则利用所述施力部件的作用力,所述可动阀朝向相反方向移动,所述压力室恢复为被密封的状态。
在所述的液体喷射头中,为了消除墨水喷出口的堵塞或预防所述堵塞,需要实施墨水喷出口的清除处理。此时,如果将吸引泵等外装于液体喷射头侧进行所述清除处理,则装置结构变得复杂,因此,优选进行从液体供应单元向所述墨水喷出口供应高压的墨水并使其喷出的加压清除。但是,如上所述,在利用压力室的压力变动的方式的液体供应单元中,实际上还没有提出能够简单地执行所述加压清除的结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在利用贮存液体的压力室的压力变动的液体供应单元中,能够简单地执行液体喷射头的加压清除的液体供应单元以及适用该液体供应单元的液体喷射装置。
本发明一方面所涉及的液体供应单元从贮存指定的液体的液体收容容器向喷射所述液体的液体喷射头供应所述液体,其包括:压力室,可贮存所述液体;第一供应通道,使所述液体收容容器与所述压力室连通;第二供应通道,使所述液体喷射头与所述压力室连通;旁路供应通道,具备连接于所述第一供应通道的一端和与所述第二供应通道汇合的另一端,由不经由所述压力室而使所述第一供应通道和所述第二供应通道直接连接的管路构成;以及加压机构,被配置在所述旁路供应通道,对在该旁路供应通道流通的所述液体进行加压,所述加压机构将所述一端作为所述旁路供应通道中的液体供给方向的上游端,将所述另一端作为下游端,将所述液体从所述第一供应通道向所述第二供应通道供应,所述第二供应通道具备与所述压力室连接的始端部,所述液体供应单元还包括逆流防止机构,配置在所述第二供应通道与所述旁路供应通道的所述另一端的汇合部和所述始端部之间的所述第二供应通道,防止被所述加压机构加压的所述液体朝向所述压力室逆流。
本发明另一方面所涉及的液体喷射装置包括:喷射指定的液体的液体喷射头;以及从贮存所述液体的液体收容容器向所述液体喷射头供应所述液体的所述的液体供应单元。
根据本发明,能够简单地执行液体喷射头的加压清除。
附图说明
图1是表示适用本发明的喷墨式打印机的外观的立体图。
图2是图1的II-II线方向的剖视图。
图3是卸下外罩的状态的所述喷墨式打印机的正视图。
图4是搭载于所述喷墨式打印机的支架的整体立体图。
图5是表示第一实施方式所涉及的一个液体供应单元及头单元的立体图。
图6(A)及(B)是示意性地表示头单元的前后方向的截面的图,图6(A)表示执行打印模式的状态,图6(B)表示执行循环模式的状态。
图7是本实施方式的液体供应系统的框图,是表示执行打印模式的状态的图。
图8是表示执行循环模式的状态的框图。
图9(A)是表示执行加压清除模式的状态的图,图9(B)是表示执行减压模式的状态的图。
图10(A)及(B)是液体供应单元的立体图,图10(A)是从第一室侧观察的立体图,图10(B)是从第二室侧观察的立体图。
图11是卸下第一室侧的封闭膜的状态的液体供应单元的立体图。
图12(A)~(C)是卸下第二室侧的大气压检测膜的状态的液体供应单元的立体图。
图13是液体供应单元的分解立体图。
图14(A)是推压部件的立体图,图14(B)是视图方向不同的推压部件的立体图。
图15(A)是开闭阀的立体图,图15(B)是所述开闭阀的分解立体图。
图16(A)是图10(A)的XVI-XVI线剖视图,是表示开闭阀处于闭姿势的状态的剖视图,图16(B)是图16(A)的A1部的放大图。
图17(A)是对应于图16(A)的图,是表示开闭阀处于开姿势的状态的剖视图,图 17(B)是图17(A)的A2部的放大图。
图18(A)及(B)是用于说明推压部件的转动支点与推压部的位置关系以及推压部件的动作的示意图。
图19(A)是过滤室的分解立体图,图19(B)是过滤室的前后方向的剖视图。
图20(A)及(B)是杆部件的立体图,图20(C)是杆部件的分解立体图。
图21(A)及(B)是推压部件、开闭阀及杆部件的立体图。
图22(A)是表示所述杆部件动作前的状态的剖视图,图22(B)是通过所述杆部件的动作而执行排气的状态的剖视图。
图23(A)是对应于图22(A)的状态的排气机构部的立体图,图23(B)是表示杆部件的操作的立体图。
图24(A)是表示杆部件的操作的立体图,图24(B)是对应于图22(B)的状态的排气机构部的立体图。
图25是液体供应单元的前后方向的剖视图。
图26是逆流防止机构的分解立体图。
图27(A)是所述逆流防止机构的立体图,是表示球体将阀管路设定为开的状态的图,图27(B)是表示球体将阀管路设定为闭的状态的图,图27(C)是分支头部的立体图。
图28(A)及(B)是图25的A3部放大图,图28(A)是表示打印模式下的所述逆流防止机构的状态的剖视图,图28(B)是加压清除模式下的所述逆流防止机构的状态的剖视图。
图29(A)是伞阀封闭连通口的状态的剖视图,图29(B)是伞阀开放连通口的状态的剖视图。
图30是表示打印模式下的墨水的流动的立体图。
图31是表示加压清除模式下的墨水的流动的立体图。
图32是表示循环模式下的墨水的流动的立体图。
图33(A)是第二实施方式所涉及的液体供应单元的正视图,图33(B)是其侧视图,图33(C)是其俯视图。
图34是表示第二实施方式的液体供应单元的内部结构的立体图。
图35是表示第二实施方式的液体供应单元的内部结构的立体图。
图36(A)是液体供应单元的分解立体图,图36(B)是视图方向不同的液体供应单元的分解立体图。
图37是伴随液体供应单元的逆流防止机构的分解立体图的液体供应单元的主体部的立体图。
图38(A)是第二实施方式的推压部件的立体图,图38(B)是视图方向不同的推压部件的立体图。
图39(A)及(B)是用于说明利用杠杆比的推压部件的动作的示意图。
图40(A)是第二实施方式的逆流防止机构的立体图,是表示球体将阀管路设定为开的状态的图,图40(B)是球体将阀管路设定为闭的状态的图,图40(C)是分支头部的立体图。
图41(A)是表示打印模式下的所述逆流防止机构的状态的剖视图,图41(B)是图41(A)的A4部放大图。
图42(A)是表示加压清除模式下的所述逆流防止机构的状态的剖视图,图42(B)是图42(A)的A5部放大图。
图43(A)是变形例所涉及的开闭阀的立体图,图43(B)是所述开闭阀的分解立体图。
具体实施方式
[打印机的整体结构]
下面,参照附图说明本发明的一实施方式。首先,说明本发明所涉及的液体供应单元或液体喷射装置被适用的喷墨式打印机。图1是表示实施方式所涉及的喷墨式打印机1的外观的立体图,图2是图1的II-II线方向的剖视图,图3是卸下外罩102的状态的打印机1的正视图。另外,在图1至图3以及后面示出的图中,附上了前后、左右、上下的方向表示,但这只是为了方便说明而已,并不用于进行任何方向的限定。
打印机1(液体喷射装置)是对各种尺寸的纸薄片体及树脂薄片体或者布料等各种薄片体W(工作对象)以喷墨方式进行印字、印相等打印处理的打印机,尤其适于对大尺寸且长的薄片体的打印处理的打印机。打印机1包含带小脚轮的基架101和载置在该基架101 并执行所述打印处理的装置主体11。
装置主体11包含薄片体输送通道12、输送辊13、夹送辊单元14及支架2。薄片体输送通道12是沿前后方向延伸的输送通道,用于将被实施打印处理的薄片体W从后方侧送入装置主体11,并从前方侧送出。输送辊13是沿左右方向延伸,并产生间歇地送出薄片体输送通道12的薄片体W的驱动力的辊。夹送辊单元14具备以从上方与输送辊13相向的方式被配置,并与输送辊13一起形成输送夹缝的夹送辊。夹送辊单元14在左右方向上隔开规定间隔而配置有多个。
支架2是搭载对薄片体W进行打印处理的单元,并在基架101上可沿左右方向往复移动的移动体。在基架101的后方侧,以沿左右方向延伸的方式竖立设置有支架导件15,该支架导件15具备引导支架2的所述往复移动的导轨。在支架导件15,以可沿左右方向周向移动的方式组装有同步带16。支架2具有对同步带16的固定部,伴随同步带16的正转或反转的所述周向移动,一边被所述导轨引导,一边沿左右方向移动。
所述打印处理以如下方式执行,即:输送辊13及夹送辊单元14间歇地输送薄片体W,在薄片体W的停止过程中,支架2沿左右方向移动,对该薄片体W进行打印扫描(向薄片体W的墨水的喷射)。另外,在薄片体输送通道12,在支架2的通过路径的下方配置有附带吸引薄片体W的功能的稿台121(图2)。当进行所述打印处理时,在薄片体W被吸附于稿台121的状态下,支架2执行打印扫描。
装置主体11被外罩102覆盖。在外罩102的右方侧的区域配置有侧台103。在侧台103 的内部收容有固定的墨盒架17,该墨盒架17保持贮存打印处理用的墨水(指定的液体)的墨盒IC(图5、图6)。
侧台103的前方部分是成为支架2的退避空间的支架退避区域104。如图3所示,在基架 101,在左右方向上隔开对应于薄片体输送通道12的间隔而竖立设置有左框架105及右框架 106。如果用作业区域区分,这些左右框架105、106之间的区域为可执行所述打印处理的打印区域P(处理区域)。支架导件15具有长于打印区域P的左右宽度,支架2可移动至打印区域P的右外侧。支架导件15的右端侧,也就是打印区域P的右邻的区域是维修区域M。在不执行所述打印处理时,支架2退避到维修区域M(支架退避区域104)。此外,后述的加压清除处理也在该支架退避区域104中执行。
在基架101的后方侧具备收容打印处理对象的薄片体W的卷绕体即送出卷Wa的送出部107。此外,在基架101的前方侧具备收容打印处理后的薄片体W的卷绕体即卷取卷Wb的卷取部108。卷取部108具备对卷取卷Wb的卷绕轴进行旋转驱动的图略的驱动源,一边利用张力辊109向薄片体W施加规定的张力,一边卷取该薄片体W。
[具备第一实施方式的液体喷射头的支架的结构]
图4是支架2的整体立体图。在支架2搭载有对薄片体W喷射墨水(液体)的第一实施方式所涉及的头单元21(液体喷射头)和从墨盒IC(图5)向头单元21供应墨水的液体供应单元3。在图4中,示出了2台头单元21和8台液体供应单元3被搭载于支架2的例子。即,为了供应青色、品红色、黄色、黑色的各墨水而对每1台头单元21配备了4台液体供应单元 3。另外,也可采用向各液体供应单元3填充不同颜色的墨水,从2个头单元21喷出最多8 个颜色的墨水的方式。
支架2具备头单元21以及保持头单元21的支架框架20。支架框架20包含:位于最下方的下层框架201;在下层框架201的上方隔开间隔配置的上层框架202;组装于上层框架202 的上面的架203;以及安装在上层框架202的后面的背面框架204。下层框架201和上层框架202通过沿上下方向延伸的连结支柱205而被连结。在背面框架204搭载有图略的滚珠丝杠机构,用该滚珠丝杠被驱动的螺母部被安装在下层框架201。此外,在背面框架204具备沿上下方向延伸的引导支柱206。通过所述滚珠丝杠机构的驱动,下层框架201及上层框架202的连结体能够一边被引导支柱206引导,一边沿上下方向移动。也就是说,支架2的主体部分相对于背面框架204可沿上下方向移动。而且,在背面框架204竖立设置有安装后述的上游管33的上游端331的背面板207。
在下层框架201搭载有头单元21。支架2的主体部分如上所述可沿上下方向移动,因此,可调整相对于薄片体W的头单元21的上下方向的高度位置。在上层框架202搭载有液体供应单元3。8台液体供应单元3在架203内以沿左右方向排列的方式被上层框架202支撑。在背面框架204具备用支架导件15的所述导轨被引导的被引导部以及向同步带16的固定部等。
图5是表示第一实施方式所涉及的一个液体供应单元3及头单元21的立体图。液体供应单元3包括:具备罐部31及泵部32的主体部30;配置在主体部30的墨水供应方向(液体供应方向)的上游侧的上游管33(第一供应通道的一部分);配置在主体部30的下游侧的下游管34(第二供应通道的一部分);以及成为将墨水从头单元21侧返送到液体供应单元3 侧的路径的返送管35(返送路径);监视管36;以及旁路管32P(旁路供应通道)。
罐部31是形成暂时贮存在负压环境下被供应到头单元21的墨水的空间的区域。泵部32 是收容泵9(加压机构;图7至图9)的区域,该泵9在用于形成所述负压环境的减压处理时、用于清洁头单元21(墨水喷出部22)的加压清除处理时、以及使墨水在头单元21与液体供应单元3之间循环的循环处理时运转。
上游管33是将罐部31(第二室42)和墨盒IC(液体收容容器)连通的供应管。上游管33的上游端331连接于从墨盒IC延伸出的管330的末端部,下游端332连接于罐部31的入口部分。在管330安装有发挥开闭上游管33的作用的供应阀33V。如果供应阀33V打开,则处于可从墨盒IC向罐部31供应墨水的状态,如果供应阀33V关闭,则处于不能进行所述供应的状态。
下游管34是将罐部31(第二室42)和头单元21连通的供应管。下游管34的上游端341 通过后述的逆流防止机构部38连接于罐部31的出口部分,下游端342连接于头单元21。返送管35是用于将头单元21和罐部31(第二室42)连通的管。返送管35的上游端351连接于头单元21,下游端352连接于罐部31。用于开闭返送管35的夹子35V被安装在该返送管35。在图5中示出了夹子35V压扁返送管35而该返送管35关闭的状态。监视管36是表示罐部31 内的墨水程度的管。旁路管32P是不经由罐部31的所述负压环境(第二室42)而将墨水输送到下游管34的管路。旁路管32P包含配置在泵部32的上游侧的旁路上游管BP1和配置在下游侧的旁路下游管BP2。
头单元21包含墨水喷出部22、控制单元部23、端管24及回收管25。墨水喷出部22是将墨滴朝向薄片体W喷出的喷嘴部分。作为墨水喷出部22中的墨滴的喷出方式,可适用利用压电元件的压电方式、利用加热元件的热方式等。控制单元部23具备控制墨水喷出部22 所具备的所述压电元件或所述加热元件的控制基板,控制从墨水喷出部22的墨滴的喷出动作。
端管24是连接下游管34的下游端342和墨水喷出部22的管。下游端342是帽式承插头,可一次操作安装于端管24的上端嵌合部。回收管25是连接墨水喷出部22和返送管35的上游端351的管。另外,回收管25还用于在初期使用时排出被封入于液体供应单元3的保存液。初期使用时,下游管34的下游端342安装在端管24的上端嵌合部,在回收管25连接另外的管,通过开放所述保存液的贮存空间,执行排出所述保存液的动作。
图6(A)及(B)是示意性地表示头单元21的前后方向的截面的图,图6(A)表示夹子35V为闭的状态(打印模式),图6(B)表示夹子35V为开的状态(循环模式)。墨水喷出部22具备朝向薄片体W喷出墨水的多个墨水喷出孔22H(液体喷出口)。在头单元21的内部具备个别地向墨水喷出孔22H供应墨水的个别通道26以及向这些个别通道26供应墨水的共同通道27。
共同通道27是沿水平方向延伸的墨水通道。各个别通道26的上游端与共同通道27连通。下游管34的下游端342通过端管24而连通于共同通道27的上游侧。返送管35的上游端351 通过回收管25连通于共同通道27的下游侧。换句话说,共同通道27的上游侧通过下游管34 连通于罐部31(第二室42),共同通道27的下游侧通过返送管35连通于罐部31(第二室42)。
如图6(A)所示,利用夹子35V而返送管35被设定为闭的状态下,如果从下游管34向头单元21供应墨水,则该墨水经由共同通道27及各个别通道26而从墨水喷出孔22H喷出。另一方面,如图6(B)所示,在夹子35V被开放而返送管35被设定为开的状态下,如果从下游管34向头单元21供应墨水,则该墨水专门通过返送管35而返回到罐部31。此时,如果返送管35被负压化,则不会从墨水喷出孔22H漏出墨水。
[液体供应系统的概要]
在本实施方式中,采用墨盒IC被配置在头单元21的上方,利用水头差向头单元21供应墨水的装置结构。在利用水头差供应墨水的情况下,如果在常压下进行供应,则从头单元 21的墨水喷出部22始终喷出墨水。因此,需要在墨水的供应路径中设置制造负压环境的负压形成部,将墨水喷出部22设定为适度的负压。液体供应单元3的罐部31作为所述的负压形成部而发挥作用。
图7是概略地表示在本实施方式的支架2中采用的液体供应系统的框图。墨盒IC被配置在比墨水喷出部22高高度h的位置。该高度h成为水头差,利用该水头差,墨盒IC的墨水被供应到头单元21。液体供应单元3被组装在墨盒IC与头单元21之间的墨水供应路径的中途。液体供应单元3的罐部31包括:受所述水头差而成为高于大气压的压力的第一室41(上游室/第一供应通道的一部分);以及相对于第一室41配置在墨水供应方向的下游侧,并被设定为负压的第二室42(压力室)。第一室41是不被进行负压操作的室,成为除了大气压以外还被施加基于所述水头差的压力P的室。设水的密度(墨水在密度上可与水相等对待) 为ρ,重力加速度为g,水头差为h时,该压力P用P=ρgh[Pa]来表示。第一室41通过上游管33与墨盒IC连通。第二室42通过下游管34与墨水喷出部22连通。
在界定第一室41和第二室42的壁面配置有连结于推压部件5的开闭阀6(开闭部件)。此外,界定第二室42的壁部的一部分由大气压检测膜7(柔韧性膜部件)形成。如果第二室42内成为超过规定的阈值的负压,则大气压检测膜7检测大气压并移位。该移位力被施加于推压部件5,被连结的开闭阀6的姿势从闭姿势变更为开姿势,第一室41与第二室42 成为连通状态。通常的打印处理时的墨水供应路径为通过上游管33、第一室41、第二室42 及下游管34的路径。除此之外,还具备不经由第二室42而使第一室41和下游管34短路的旁路管32P。旁路管32P的上游端通过第一室41与上游管33连接,下游端与下游管34汇合(汇合部a)。在旁路管32P配置有可正反旋转的泵9。
图7是表示执行该液体供应系统进行打印处理的打印模式的状态的图。在该打印模式下,上游管33的供应阀33V打开,而返送管35的夹子35V关闭。在所述打印模式,在第一室41及第二室42中被填充规定量的墨水,第二室42被设定为规定的负压。第一室41的压力如上所述基于水头差为大气压+ρgh[Pa],处于可随时利用水头差从墨盒IC供应墨水的状态。作为打印模式的基本设定,为了将第二室42设定为负压而开闭阀6处于闭姿势,第一室41与第二室42处于被隔离的状态。泵9处于停止状态。泵9是管泵,当该泵9停止时,旁路管32P处于封闭状态。因此,下游管34及墨水喷出部22也成为被维持在负压的状态。
为了顺利地向第二室42填充墨水,在第二室42附设有排气机构部37。在初始使用时以及维修后等,需要将规定量的墨水初期填充到第二室42。排气机构部37使被设定为负压环境的第二室42暂时与大气连通(排出第二室42的空气),促进所述初期填充。此外,有时被收容在第二室42的墨水因高热化而产生气泡。排气机构部37还在从第二室42除去因所述气泡而产生的空气时被使用。
如果头单元21工作,墨水喷出部22喷出墨滴,则第二室42内的墨水被消耗,伴随于此,第二室42的负压的程度也进展。也就是说,墨水喷出部22每当喷出墨滴时,进行从处于与大气隔离的状态的第二室42吸取墨水的动作,使第二室42的负压度提高。并且,伴随第二室42内的墨水的减少,如果该第二室42成为超过规定的阈值的负压,则如上所述,大气压检测膜7检测大气压并移位。利用该移位力,通过推压部件5,开闭阀6的姿势从闭姿势变更为开姿势,第一室41与第二室42成为连通状态。因此,利用两室的压力差,从第一室41 向第二室42流入墨水。
伴随向第二室42的墨水的流入,该第二室42的负压度逐渐缓和,并接近大气压。同时,从大气压检测膜7向推压部件5施加的移位力也逐渐变小。并且,如果第二室42成为低于所述规定的阈值的负压,开闭阀6恢复到闭姿势,第一室41与第二室42再次处于被隔离的状态。此时,与从第一室41流入第二室42的量相对应,基于水头差而从墨盒IC向第一室41 补充墨水。在打印模式下,反复进行此种动作。
本实施方式的液体供应系统除了所述的打印模式以外,还可执行循环模式、加压清除模式及减压模式。循环模式是使用返送管35使墨水循环,去除存在于头单元21内的墨水通道(个别通道26、共同通道27)的空气的模式。加压清除模式是为了消除或防止墨水喷出部22中的墨水堵塞,向墨水喷出部22供应高压的墨水并使其喷出的模式。减压模式是用于在初始使用时以及维修后等,将常压状态的第二室42设定为所述规定的负压的模式。
图8是表示执行循环模式的状态的框图。在该循环模式下,供应阀33V关闭而上游管33 处于封闭的状态,另一方面,夹子35V打开而返送管35处于打开的状态。此外,配置在旁路管32P的泵9被正转驱动。如图6(A)所示,返送管35的上游端351连通于头单元21内的共同通道27的下游端。另一方面,返送管35的下游端352连通于第一室41。此外,返送管35的下游端352通过直接连通的第一室41和开闭阀6也第二室42连通。
如果在循环模式下泵9被正转驱动,墨水通过由旁路下游管BP2、汇合部a的下游侧的下游管34、头单元21内的共同通道27、返送管35以及旁路上游管BP1形成的循环路径而循环。此时,供应阀33V关闭,因此,通过泵9的墨水吸引动作而返送管35及共同通道27成为负压。因此,不会从墨水喷出孔22H泄漏墨水。通过执行循环模式,能够将进到头单元 21侧的空气回收到液体供应单元3(第一室41)。据此,能够不让空气滞留在个别通道26 及墨水喷出孔22H,能够抑制墨水的喷出不良。另外,能够将被回收到第一室41的空气通过开闭阀6转移到第二室42。然后,利用排气机构部37将该空气释放到外部。
图9(A)是表示执行加压清除模式的状态的图。在加压清除模式下,泵9被正转驱动。夹子35V关闭。通过泵9的正转驱动,墨水迂回第二室42,从上游管33经由第一室41及旁路管32P而直接朝向下游管34。也就是说,利用泵9加压的墨水被供应到墨水喷出部22。据此,从墨水喷出部22强制地喷出墨水,墨水喷出部22被清洁。另外,与加压清除模式同样的动作还在初期使用时排出被封入液体供应单元3的保存液时被执行。
如此,在本实施方式中,从墨盒IC向头单元21的液体供应路径中,与通过第二室42的路径并列地设有通过旁路管32P的路径。在旁路管32P配置有泵9。因此,能够不经由具有负压机构的第二室42,使用旁路管32P将被加压的墨水供应到头单元21。即,以与第二室42并列地配置旁路管32P及泵9的简单的结构,能够简单地执行对墨水喷出部22进行加压清除的动作。
而且,在执行加压清除模式时,为了防止被加压的墨水通过下游管34向第二室42逆流,具备逆流防止机构部38。逆流防止机构部38在下游管34与旁路管32P的下游端的汇合部a 的上游侧,配置在下游管34。通过逆流防止机构部38,下游管34的汇合部a的上游侧被封闭,因此,在旁路管32P生成的高压墨水全部朝向墨水喷出部22。因此,防止界定第二室42的大气压检测膜7的破损。
图9(B)是表示执行减压模式的状态的图。在减压模式下,泵9被反转驱动。夹子35V关闭。如果泵9被反转驱动,则通过下游管34及旁路管32P,墨水喷出部22及第二室42被减压。墨水喷出部22及第二室42通过该减压模式被设定为规定的负压,也就是说,被设定为即使进行水头差供应的情况下,墨滴也不会从墨水喷出部22漏出滴下的负压。另外,如果将墨水喷出部22设定为过度的负压,有时因墨水喷出部22中的压电元件等的驱动而墨水喷出受到阻碍。因此,墨水喷出部22及第二室42例如优选被设定为-0.2~-0.7kPa左右的弱负压。
[液体供应单元的整体结构]
接着,详述可执行所述的液体供应系统的各模式的本实施方式所涉及的液体供应单元 3的结构。图10(A)及(B)是液体供应单元3的立体图,图10(A)是从第一室41侧观察的立体图,图10(B)是从第二室42侧观察的立体图。图11是表示卸下第一室41侧的封闭膜7A的状态的液体供应单元3的立体图,图12(A)~(C)是表示卸下第二室42侧的大气压检测膜7的状态的液体供应单元3的立体图。图13是液体供应单元3的分解立体图。
如基于图7~图9(B)预备性地进行说明,液体供应单元3包括具有罐部31及泵部32的主体部30、上游管33、下游管34、返送管35、旁路管32P、排气机构部37、逆流防止机构部38、推压部件5、开闭阀6以及大气压检测膜7。此外,液体供应单元3包括:用于监视第二室42的墨水液面的监视管36;以及构成界定第一室41的壁面的一部分的封闭膜7A。
主体部30具备由沿前后方向延伸的平板形成的基部基材300(图11)。基部基材300的前方侧是成为罐部31的基板的罐部基板310(壁部),后方侧是在泵部32形成壳体结构的泵部壳体320。在罐部基板310的左面侧配置第一室41,在右面侧配置第二室42。第一室41和第二室42是可贮存墨水的空间。在罐部基板310穿出有使第一室41和第二室42连通的连通口43。在该连通口43配置所述的开闭阀6。
如图11所示,第一室41由当大致从左方俯视时呈U字型的形状的宽度窄的空间形成。该第一室41被从罐部基板310向左方突出设置的第一界定壁411而被界定。第一界定壁411 由隔开规定距离相向的一对壁片形成。作为第一室41的上游端的流入部412连通于后述的过滤室44。从上游管33供应到罐部31的墨水经由过滤室44从流入部412流入第一室41内。
第一室41呈从流入部412朝向前方沿水平方向延伸,接着朝向下方弯曲的形状。在第一室41的下游端以Y分支状连接有旁路连通室413及返送连通室414。旁路连通室413是用于连接第一室41和旁路上游管BP1的区域。在界定旁路连通室413的下端附近的壁部连接有旁路上游管BP1的上游端。返送连通室414是用于连接第一室41和返送管35的区域。在界定返送连通室414的前端附近的壁部连接有返送管35的下游端352。另外,在图7及图8 中,将返送连通室414用作返送管35的一部分。
在返送连通室414的上方配置有下监视连通室415,在第一室41的水平部分的上方配置有上监视连通室416。监视管36的上游端361连通于下监视连通室415,监视管36的下游管 362连通于上监视连通室416。还参照图12,在罐部基板310穿出有下连通孔41A和配置在该下连通孔41A的上方的上连通孔41B。下监视连通室415通过下连通孔41A连通于第二室42,上监视连通室416通过上连通孔41B连通于第二室42。也就是说,监视管36连通于第二室42的上端侧和下端侧,监视管36内的墨水液位与第二室42内的墨水液位联动。
在本实施方式中,监视管36由透明的树脂管形成。因此,用户通过目视确认监视管36,能够知道第二室42内的墨水液位。在本实施方式中,如图4所示,采用在支架2沿左右方向并列配置多个液体供应单元3的结构。因此,即使使用透明的膜来作为位于右侧面的大气压检测膜7,除了最右部的液体供应单元3以外,也不能目视确认第二室42内的墨水液位。但是,在本实施方式中,采用在液体供应单元3的前方侧竖立设置监视管36的结构。因此,用户通过从支架2的前方侧目视确认各液体供应单元3的监视管36,能够知道各第二室42 内的墨水液位。
在第一室41的上下方向的中央附近朝向左方突出设置有由圆筒状的空腔形成的弹簧座417。弹簧座417是收容后述的施力弹簧45的空腔,向第二室42侧开口。第一室41被设定为绕该弹簧座417的外周壁的大致半圈。在弹簧座417的后方侧设有间隔室418。间隔室418为了尽可能缩小第一室41的容积而设置。如果第一室41的容积变大,则贮存的墨水量变多。在支架2移动时摆动力施加于液体供应单元3,如果墨水的重量大,则因惯性力而大气压检测膜7及封闭膜7A有可能剥离或破损。另外,在不发生此种可能性的情况下,也可以省略间隔室418,例如将第一室41设定为包围弹簧座417。
连通口43在弹簧座417的上方位置配置在第一室41内。在第一室41内,从罐部基板310 朝向左方突出设置有圆筒型的突出部419。连通口43以沿左右方向贯穿该突出部419的方式被设置。第一室41是不被进行减压处理等,除了大气压以外还被施加基于水头差的压力 P=ρgh的室。如果墨水从流入口412流入第一室41内,则从旁路连通室413、返送连通室414 依次开始积存墨水。如果墨水的液位超过连通口43,则成为可通过该连通口43向第二室42 供应墨水的状态。此外,如果泵9运转,则通过旁路上游管BP1,贮存在第一室41的墨水被吸引,并通过旁路下游管BP2及下游管34,被高压化的墨水朝向头单元21被供应。
主要参照图12(A)~(C)、图13,第二室42呈从右方俯视时圆形的形状。对该第二室42组装有所述的推压部件5及开闭阀6、后述的施力弹簧45及杆部件46。图12(A)表示这些四个部件被组装在第二室42的状态,图12(B)表示推压部件5被卸下的状态,图12 (C)表示开闭阀6及施力弹簧45被卸下的状态。
第二室42被从罐部基板310朝向右方突出设置的第二界定壁421界定。第二界定壁421 是呈圆筒型的形状的壁。第二室42与位于左方侧的第一室41处于隔着罐部基板310而相向的位置关系。所述的弹簧座417在被圆筒型的第二界定壁421包围的区域的中心位置,即与第二界定壁421同心的位置凹陷设置在罐部基板310。施力弹簧45被收容在该弹簧座417的凹部内。连通口43在通过弹簧座417的中心点的铅垂线上配置在弹簧座417之上。
在第二室42的上端部422侧配置有用于进行第二室42的排气的杆部件46。在下端部 423(第二室42的最下部),在第二界定壁421穿出有供应孔42H。下游管34的上游端341通过逆流防止机构部38连通于该供应孔42H。对应于供应孔42H,第二室42、逆流防止机构部38及下游管34沿上下方向配置成:逆流防止机构部38位于第二室42的下方,下游管 34与旁路管32P(旁路下游管BP2)的下游端的汇合部a位于逆流防止机构部38的下方。被贮存在第二室42的墨水以被墨水喷出部22吸引的方式通过供应孔42H及逆流防止机构部38而被供应到下游管34。关于逆流防止机构部38,将在后面详细叙述。
在下端部423附近,从罐部基板310朝向右方突出设置有前后一对的支撑板424。一对支撑板424分别具备枢轴支撑后述的推压部件5的枢轴支撑部425。所述的下连通孔41A在邻接于前方的支撑板424的前方的位置穿出于罐部基板310。此外,上连通孔41B在上端部422附近穿出于罐部基板310。
在第二室42的上端部422朝向上方突出设置有突出部426和保持框架427。突出部426 是沿铅垂上方延伸的筒体,在内部具备使第二室42与大气连通的开口即突出孔42A(图22 (A))。保持框架427由以在前后方向上夹住突出部426的方式被配置的一对框架片形成。在各保持框架427的上端具备朝向互相相向的方向折弯的卡止爪428。突出部426及保持框架427构成排气机构部37的一部分,组装后面详述的杆部件46(图20(A))。
参照图11,在第一室41的墨水供应方向的上游侧配置有过滤室44。过滤室44与上游管 33一起构成从墨盒IC向第一室41供应墨水的路径。过滤室44的左右方向的截面形状为矩形,其具有界定沿墨水供应方向呈方筒状延伸的空间的内壁面441。在后面详述(图19(A)),过滤室44是用于收容去除墨水中的异物的过滤部件442、该过滤部件442的保持部件443以及固定过滤部件442的线圈弹簧446等的空间。在过滤室44的顶壁穿出有墨水的流入口44H (图19(B))。对应于该流入口44H,在所述顶壁竖立设置有由承接插头形成的流入端口447(图25)。在流入端口447插入连接有上游管33的下游端332。
参照图10(A)及(B)、图13,第一室41的左面侧的开口被树脂制的封闭膜7A封闭。封闭膜7A呈不仅覆盖隐藏第一室41,而且可覆盖隐藏旁路连通室413、返送连通室414、下监视连通室415、上监视连通室416及过滤室44的的外形形状。通过封闭膜7A的周缘部熔接或粘接于第一界定壁411以及其他壁的开口端面,封闭膜7A封闭各室的开口。
第二室42的右面侧的开口被具有柔韧性的由树脂制的膜部件形成的大气压检测膜7封闭。大气压检测膜7呈与第二室42的第二界定壁421的从右方俯视时的壁形状一致的圆形的外形形状。大气压检测膜7的周缘部熔接或粘接于第二界定壁421的开口端面,封闭第二室 42的开口。另外,大气压检测膜7在未特别地被施加张力的状态下被熔接或粘接。
泵部32邻接于罐部31的后方斜下方而被配置,具备收容泵9的泵腔室321以及枢轴支撑泵9的偏心凸轮91(图25)的凸轮轴93(图4)被插通的凸轮轴插通孔322。泵腔室321是配置在泵部壳体320的圆筒状的腔室。凸轮轴插通孔322是设置在与泵腔室321同心的位置的突出孔。泵腔室321的右面侧的开口被泵罩323(图10(B))封闭。在泵部壳体320的后侧面突出设置有两个定位销391,在下侧面突出设置有肋392。这些定位销391及肋392作为将液体供应单元3搭载于支架2时的定位部件而发挥功能。
本实施方式的液体供应单元3由罐部31和泵部32一体地形成。即,作为罐部31的基板的罐部基板310和具备泵腔室321的泵部壳体320被一体化,在液体供应单元3本身搭载有加压清除用的泵9。据此,能够实现支架2的装置结构的紧凑化、简单化。
[负压供应机构的详细结构]
下面,详细叙述与第二室42内的墨水的减少相对应,从第一室41向第二室42供应墨水的负压供应机构。负压供应机构包含之前基于图7说明动作的概要的推压部件5、开闭阀6 及大气压检测膜7,还具备施力弹簧45(施力部件)。开闭阀6配置在连通口43,在关闭连通口43的闭姿势与打开连通口43的开姿势之间进行姿势变更。施力弹簧45向开闭阀6施加朝向所述闭姿势的方向的力。推压部件5可将开闭阀6朝向所述开姿势的方向推压。大气压检测膜7基于伴随第二室42内的墨水的减少而产生的负压而移位,并将该移位力传递至推压部件5。
<推压部件>
图14(A)及(B)是视图方向互相不同的推压部件5的立体图,并附带示出了开闭阀6。推压部件5是可转动地被配置在第二室42内的部件。推压部件5具备:由圆形的平板形成的圆板部51;从圆板部51的下端侧5C朝向下方延伸出的一对臂部52;设置在各臂部52 的延伸远端部(下端部)的支点部53;配置在圆板部51的上端侧5D的一对连杆突起54(推压部);以及与杆部件46干扰的接受斜面55。一对支点部53由配置在第二室42的一对支撑板424的枢轴支撑部425(图12)枢轴支撑。据此,圆板部51可绕支点部53的轴转动。
圆板部51是相对于界定第二室42的圆筒型的第二界定壁421的内径,具有1/2左右的尺寸的直径的圆板。第二界定壁421与被枢轴支撑部425枢轴支撑的状态下的圆板部51的配置关系大致为同心状。圆板部51具备:与大气压检测膜7相向的第一面51A;以及与开闭阀6 相向(与罐部基板310相向)的第二面51B。在圆板部51的径向中央,以从第二面51B侧突出的方式设有弹簧嵌合突起511。在该弹簧嵌合突起511的第二面51B侧嵌合由线圈弹簧形成的施力弹簧45的右端部。另外,在第一面51A侧,弹簧嵌合突起511的区域成为圆柱状的凹部。
圆板部51具备:从大气压检测膜7接受移位力的受压部5A;以及从施力弹簧45受作用力的被施力部5B。受压部5A被设定在圆板部51的第一面51A的规定位置。在本实施方式中,受压部5A是第一面51A中弹簧嵌合突起511的周缘部的区域。被施力部5B是第二面51B侧的施力弹簧45被嵌合的弹簧嵌合突起511的区域。即,被施力部5B被设定在与受压部5A相对应的位置。
在受压部5A不从大气压检测膜7接受移位力的情况下,圆板部51处于接近直立的状态。但是,处于施力弹簧45的右端抵接于被施力部5B,第一面51A利用其作用力而接触于大气压检测膜7的内面的状态。另一方面,如果受压部5A从大气压检测膜7受到施力弹簧45的作用力以上的移位力,则圆板部51绕支点部53的轴朝向左方转动,从直立状态变为向左方倾斜的状态。
一对臂部52沿前后方向互相分开而配置在圆板部51的下端侧5C。一对臂部52的各上端部521比圆板部51的下端侧5C更向上方延伸,并分别位于弹簧嵌合突起511的两侧部下方。一对臂部52的远端部522分别从下端侧5C朝向下方呈直线状延伸出。从远端部522沿前后方向突出设置有各支点部53。详细而言,从前侧的远端部522的前侧面朝向前方突出设置有支点部53,从后侧的远端部522的后侧面朝向后方突出设置有支点部53,且一对支点部53朝互相离开的方向突出设置。支点部53被嵌入于支撑板424的枢轴支撑部425。在臂部52的远端部522设置支点部53,有助于在推压部件5绕支点部53转动时增大圆板部51 的上端侧5D的摆动幅度。
一对支点部53排列在沿前后方向延伸的转动轴5AX上。前侧的支点部53与后侧的支点部53隔开规定的间隔D而被配置。也就是说,一对支点部53隔着相当于圆板部51的平面方向的中央区域的部分而互相离开配置。间隔D例如可设定为圆板部51的直径的40%~90%左右的尺寸。据此,一对支点部53形成的转动支点成为分离夹住圆板部51的中央区域的程度的宽幅的转动支点。因此,绕所述转动支点转动的圆板部51难以绕垂直于转动轴5AX的轴而扭转。因此,能够使圆板部51的转动动作稳定。
一对连杆突起54在圆板部51的上端侧5D附近从第二面51B朝向左方突出设置。详细而言,在圆板部51设有以上端侧5D为开口缘并朝向径向内侧延伸的切口部512,从面向该切口部512的空间的前后的侧端缘分别竖立设置有由矩形的平板形成的连杆突起54。各连杆突起54具备连杆孔541。该连杆孔541用于推压部件5和开闭阀6的连杆结合。通过该连杆结合,开闭阀6的开闭动作与推压部件5的转动动作联动。
换句话说,连杆突起54成为对应于绕支点部53的轴转动的推压部件5的转动动作,推压开闭阀6使其沿左右方向移动的推压部。一对连杆突起54相对于配置在下端侧5C的一对支点部53,配置在离开规定距离的上端侧5D。也就是说,成为推压部的连杆突起54相对于作为转动支点的支点部53,在圆板部51配置在相反位置。因此,能够增大推压部件5转动时的连杆突起54的移动量以及与该连杆突起54连杆结合的开闭阀6的移动量。
关于受压部5A或被施力部5B(力点)与支点部53(支点)的关系,连杆突起54(作用点)配置在相对于支点部53,比受压部5A及被施力部5B远的位置。换句话说,连杆突起54以在之间隔着受压部5A及被施力部5B而与支点部53相向的方式配置在圆板部51的上端侧5D。通过设定为此种配置,能够将受压部5A或被施力部5B所受的移动力放大与它们的距离相对应的量而施加于连杆突起54。
<开闭阀>
接着,说明开闭阀6。开闭阀6被配置在使第一室41和第二室42连通的连通口43。并且,开闭阀6通过从动于推压部件5绕支点部53的转动动作而在连通口43内沿左右方向移动,从而开闭连通口43。由于从动于所述转动动作,因此,开闭阀6与圆板部51的连杆突起54连杆结合。
图15(A)是开闭阀6的立体图,图15(B)是开闭阀6的分解立体图。图16(A)是图10(A)的XVI-XVI线剖视图,图16(B)是图16(A)的A1部的放大图。开闭阀6由阀支撑61和被该阀支撑61保持的伞阀66的组装体形成。连通口43是贯穿罐部基板310及突出部419的圆筒型的孔,具有大径部43A、内径小于该大径部43A的小径部43B以及基于两者的径差的台阶部43C。
阀支撑61是具有在组装于连通口43的状态下位于第一室41侧(左侧)的第一端部611 和位于第二室42侧(右侧)的第二端部612的呈半筒形的部件。阀支撑61包含:第一端部611侧的筒部62;第二端部612侧的平板部63;位于筒部62与平板部63之间的中间部64;以及配设在平板部63的连杆销65。伞阀66被保持在阀支撑61的第一端部611侧。
筒部62是在阀支撑61中外径最大的筒状部分。筒部62包含:作为筒部62的外周面的引导面62S;筒部62的一部分在周向上被切口而形成的流路切口621;以及在筒部62的内周侧呈环状凹陷设置的保持槽622。筒部62被收容在连通口43的大径部43A,当开闭阀6沿左右方向移动时,引导面62S被大径部43A的内面引导。流路切口621成为开闭阀6处于开姿势时墨水流动的流路。保持槽622是用于锁定伞阀66的锁定球部663的槽。
中间部64是外径小于筒部62的筒状部分。中间部64包含:作为与流路切口621连接的开放部分的开放部641;以及收容伞阀66的销部662的销收容部642。中间部64被收容在连通口43的小径部43B,其外周面也被小径部43B的内面引导。在筒部62与中间部64的边界部存在由基于两者的外径差的台阶形成的环状抵接部62A。环状抵接部62A与连通口43的台阶部43C相向并抵接。
平板部63是在开闭阀6被组装于连通口43的状态下从连通口43朝向右方突出的部分。平板部63具有沿左右方向延伸的表背一对的平面。连杆销65相对于所述一对平面沿铅垂方向分别突出设置。该连杆销65如图14(B)所示地嵌入于推压部件5的连杆突起54所具备的连杆孔541。通过该嵌入,推压部件5和开闭阀6被连杆结合,能够将推压部件5的转动运动变换为开闭阀6的直线运动。
伞阀66是橡胶制的物品,具备伞部661、从伞部661向右方延伸出的销部662以及一体地设置在销部662的锁定球部663。伞部661具有大于连通口43的大径部43A的内径的伞直径。伞部661的内侧(右面侧)的周缘部是密封面67。密封面67通过抵接于作为连通口43 的周围的壁面且突出部419的突出端面的密封壁面43S,可将连通口43设定为封闭状态(闭姿势)。反之,如果密封面67离开密封壁面43S,则所述封闭状态被解除(开姿势)。另外,伞部661如果右面侧被施加规定的压力,则其伞形状反转(图29(A)、(B))。
销部662是沿左右方向延伸的棒状部分,是成为伞部661的支柱的部分。销部662进入阀支撑61的筒部62以及中间部64的销收容部642中。也就是说,伞部661抵接于阀支撑61的第一端部611,而销部662可嵌入于阀支撑61的内侧筒部内。锁定球部663是销部662的靠左端的部分以球状膨胀设置而成,并嵌入于保持槽622的部分。通过锁定球部663嵌入于保持槽622,伞阀66以左右方向的移动被限制的状态被阀支撑61保持。即,伞阀66与阀支撑61一体地向左右方向移动。
<施力弹簧>
施力弹簧45是介于圆板部51的第二面51B与罐部基板310之间并支撑(施力)第二面51B的线圈弹簧。详细而言,如图16(B)所示,施力弹簧45的右端侧被嵌合于圆板部51 的弹簧嵌合突起511,左端侧被收容在凹陷设置于罐部基板310的弹簧座417。当圆板部51 的受压部5A受到抗拒施力弹簧45的右方向的作用力的左方向的移位力时,圆板部51绕支点部53的轴而向左方转动。不受所述移位力的情况下,利用所述作用力,圆板部51维持直立的姿势。
<开闭阀的动作>
下面,说明开闭阀6的开闭动作。图16示出开闭阀6的闭姿势的状态。该状态是大气压检测膜7没有产生使推压部件5(圆板部51)转动的程度的移位力的状态,即,施力弹簧45的弹簧压(作用力)和第二室42的内压的合计大于大气压的状态。虽然第二室42为负压,但是,施力弹簧45以大于基于所述负压产生的大气压检测膜7的移位力的作用力向圆板部 51的被施力部5B施加朝向右方的力。因此,圆板部51不绕支点部53的轴转动而维持所述的直立的姿势。
此时,在连杆突起54与推压部件5连杆结合的开闭阀6处于位于最右方侧的闭姿势。即,处于利用施力弹簧45的作用力,通过连杆突起54而阀支撑61向右方被牵引的状态。因此,成为阀支撑61的环状抵接部62A抵接于连通口43的台阶部43C,并且,伞阀66的密封面67 抵接于密封壁面43S的状态。由此,连通口43被伞阀66封闭。可以说,施力弹簧45通过向圆板部51施加右方的力,间接地向开闭阀6施加朝向闭姿势的方向的力。
图17(A)是对应于图16(A)的图,是表示开闭阀6处于开姿势的状态的剖视图,图17(B)是图17(A)的A2部的放大图。如果从图16(B)的状态起墨水喷出部22继续进行墨滴的喷出动作,则作为密闭空间的第二室42伴随墨水的减少而负压度逐渐变高。不久,如果第二室42达到超过规定的阈值的负压,则大气压检测膜7将抗拒施力弹簧45的作用力的推压力施加于圆板部51的受压部5A。即,处于施力弹簧45的弹簧压和第二室42的内压的合计低于大气压的状态。
此时,圆板部51抗拒施力弹簧45的作用力而绕支点部53的轴朝向左方转动。并且,通过该转动,连杆突起54产生使开闭阀6朝向左方的推压力PF,使开闭阀6的姿势变更为开姿势。也就是说,推压力从连杆突起54的连杆孔541传递至阀支撑61的连杆销65,引导面62S被连通口43的内面被引导,并且,阀支撑61向左方直线移动。伴随该移动,伞阀66也向左方移动,其密封面67从密封壁面43S离开。也就是说,成为在密封面67与密封壁面43S 之间形成间隙G的状态。因此,伞阀66对连通口43的封闭被解除。
如果开闭阀6处于开姿势,则如图17(B)中用箭头F所示,基于大气压+ρgh的压力的第一室41与负压度进展的第二室42的压力差,从第一室41向第二室42流入墨水。具体而言,墨水通过由伞阀66的密封面67与密封壁面43S的间隙G、设置于阀支撑61的筒部62的流路切口621以及设置在中间部64的开放部641形成的流路而流入第二室42。
如果流入第二室42的墨水增加,第二室42的负压度逐渐缓和。不久,如果施力弹簧45 的弹簧压和第二室42的内压的合计大于大气压,则利用施力弹簧45的作用力而圆板部51 朝向右方被推回。即,如果第二室42达到低于规定的阈值的负压,则圆板部51被施力弹簧 45的作用力推压而绕支点部53的轴朝向右方转动。据此。开闭阀6也被连杆突起54牵引而朝向右方直线移动。不久,阀支撑61的环状抵接部62A抵接于连通口43的台阶部43C,伞阀66的密封面67抵接于密封壁面43S。因此,开闭阀6恢复为闭姿势。
<负压供应机构的作用效果>
使用图18(A)、(B)的示意图说明具有以上的结构的本实施方式的负压供应机构的作用效果。图18(A)表示推压部件5(圆板部51)处于垂下姿势,开闭阀6处于闭姿势的状态,图18(B)表示推压部件5转动的倾斜姿势,开闭阀6处于开姿势的状态。
首先,推压部件5具有支点部53这一转动支点,利用配设在第二室42内的支撑板425 被枢轴支撑。因此,如果受压部5A受大气压检测膜7的移位力,则推压部件5绕支点部53的轴转动。也就是说,能够将大气压检测膜7的移位这一不稳定的移动力变换为绕支点部53的轴的转动这一稳定的移动力。因此,能够使大气压检测膜7的移位力通过连杆突起54(推压部)有效地传递到开闭阀6。例如,开闭阀6的推压部件粘贴于大气压检测膜7等所述推压部件不具有转动支点的情况下,其动作变得不稳定,向开闭阀6的推压力传递变得不稳定。但是,根据本实施方式,由于推压部件5产生稳定的推压力,因此,能够使开闭阀6在所需的时机在闭姿势与开姿势之间进行姿势变更,能够稳定地向头单元21供应墨水。
进一步,支点部53被配置在推压部件5的下端侧5C,而连杆突起54配置在相对于支点部53离开规定距离的推压部件5的上端侧5D。也就是说,如图18(A)所示,设支点部53 的轴支点为支点P1,向开闭阀6输入移动力的连杆突起54为作用点P2,则作用点P2在推压部件5配置在支点P1的相反位置。向推压部件5施加转动力的力点P3在本实施方式中为受压部5A及被施力部5B的配置位置,该力点P3位于支点P1与作用点P2之间。
因此,能够增大推压部件5转动时的连杆突起54的移动量,进而能够增大开闭阀6的左右方向的直线移动量。如图18(B)所示,设大气压检测膜7的推压力施加于作用点P2(受压部5A),推压部件5绕支点部53的轴转动角度θ1。此时,受压部5A的位置上的推压部件5 的实际的移动量为d1,但是连杆突起54(连杆销65)的位置上的移动量成为比d1放大与相对于支点P1的作用点P2与力点P3的距离差相对应的量的移动量d2。
如利用图16(A)至图17(B)说明,开闭阀6不是依靠于推压力开闭连通口43的部件,而是通过在连通口43内沿左右方向移动来开闭连通口43的部件。此外,开闭阀6向左方的移动量越大,则间隙G也变大而墨水的流入阻力降低。当第二室42内的墨水急剧消耗时,从大气压检测膜7施加大的推压力,因此,移动量d1也比较大。并且,能够用将该移动量 d1放大的移动量d2,使开闭阀6朝向左方移动。因此,在墨水急剧被消耗的情况下,使开闭阀6较大地移动,能够使比较大量的墨水流入第二室42。
相对于此,当第二室42内的墨水和缓地被消耗时,从大气压检测膜7施加的推压力变小,由此移动量d1比较小。即使是此种小的移动量d1,在连杆突起54的位置被放大而成为移动量d2,相应地能够使开闭阀6朝向左方移动。因此,即使在墨水和缓地被消耗的情况下,也能以良好的灵敏度适时地让开闭阀6移动。由此,在从头单元21大量喷出墨水时以及少量喷出墨水时,均能确保从液体供应单元3向头单元21稳定地供应墨水。
进一步,作为其他视点的优点,可举出开闭阀6与推压部件5连杆结合所带来的优点。详细而言,通过配设在开闭阀6的右端附近的连杆销65和连杆突起54的连杆孔541形成连杆结合。并且,施力弹簧45通过推压圆板部51的被施力部5B,向开闭阀6施加朝向闭姿势的方向的力。因此,推压部件5(圆板部51)绕支点部53的轴转动,从而如图18(B)所示朝向左方倾斜旋转角θ1。但通过所述连杆结合,开闭阀6不会追随圆板部51的倾斜动作而倾斜。也就是说,开闭阀6绕连杆销65转动与旋转角θ1相对应的旋转角θ2,能够维持水平姿势。因此,能够使开闭阀6在连通口43内向左右方向直线移动,能够让开闭阀6在闭姿势与开姿势之间稳定地动作。
[过滤室的详细结构]
接着,详述过滤室44的结构。图19(A)是过滤室44的分解立体图,图19(B)是过滤室44的前后方向的剖视图。如已所述,过滤室44具有界定方筒状的空间的内壁面441,在该空间内收容有过滤部件442、保持部件443及线圈弹簧446。
过滤部件442是去除包含在墨水中的异物的过滤部件。此处的异物例如是毛灰尘、墨水液的凝集体等。在本实施方式中,墨水从第一室41经由配置有开闭阀6的连通口43流入第二室42。并且,通过开闭阀6封闭连通口43,实现第二室42内的推压部件5的负压动作。如果包含异物的墨水被供应至此种环境,则所述负压动作可能受到阻碍。特别是,如果异物咬进开闭阀6,则该开闭阀6的左右方向的移动发生障碍,发生第二室42不能维持负压的问题。此外,如果所述异物进入第二室42的下游侧的头单元21,则难以去除该异物,且阻碍墨水的喷出动作。过滤部件442为了预先防止此种因异物的混入导致的动作不良而被配置。
作为过滤部件442,只要能够捕捉所述的异物且使墨水液通过,则可采用各种过滤部件。例如,可使用织布、无纺布过滤器、海绵过滤器、网眼过滤器等作为过滤部件442。在本实施方式中,使用由俯视时呈四边形的片状部件形成的过滤部件442。过滤部件442 的尺寸被设定为与过滤室44的内壁面441的左右方向的截面尺寸大致相同的尺寸。
过滤室44具备墨水供应方向的上游侧的上游端441A和下游侧的下游端441B。在过滤室44的上游端441A侧的顶壁穿出有流入口44H。在流入口44H的正上方竖立设置有流入端口447(图25),在该流入端口447插入连接有上游管33的下游端332。因此,从墨盒IC供应的墨水从流入口44H流入过滤室44的上游端441A侧。下游端441B连通于作为第一室41 的上游端的流入部412。
过滤部件442在本实施方式中被配置在下游端441B附近。如上所述,异物被咬进开闭阀6成为问题,因此,过滤部件442配置在开闭阀6的上游侧即可。即,过滤部件442配置在墨盒IC与第一室41之间的墨水供应通道的任一位置或者在第一室41内的开闭阀6的上游侧的位置即可。根据此配置,异物在到达连通口43或第二室42之前被过滤部件442捕捉。因此,能够预先防止异物被咬进开闭阀6或者异物从第二室42到达头单元21的问题,能够不让因异物的混入而发生液体供应单元3的动作不良。
说明过滤部件442的保持结构。如图19(B)所示,过滤部件442以用线圈弹簧446被推压于保持部件443的方式被保持(固定)。在保持部件443固定有过滤部件442的周缘部。墨水通过除过滤部件442的周缘部以外的中央区域,此时捕捉异物(参照图中的箭头)。
保持部件443在过滤室44内配置在下游端441B的附近,包括:具备成为墨水的流路的开口444A的框架部件444;以及被该框架部件444支撑的环状的密封部件445。框架部件444可使用硬质树脂的成型品,密封部件445可使用软质树脂或橡胶等的成型品。密封部件445被嵌入于在框架部件444的后侧面所具备的座部。过滤部件442抵接于密封部件445的后面侧。框架部件444的前侧面被卡合于形成在内壁面441的下游端441B的台阶部441C。
线圈弹簧446将过滤部件442的周缘部推压于密封部件445的后面侧。线圈弹簧446以线圈轴沿墨水供应方向(前后方向)的方式被收容在过滤室44内。详细而言,线圈弹簧446以如下方式被组装于过滤室44,即:线圈弹簧446的后端446A在内壁面441的上游端441A 被卡止,前端446B将过滤部件442的周缘部朝向密封部件445推压。
根据所述的过滤室44的结构,过滤部件442堵塞保持环状的密封部件445的框架部件 444的开口444A。因此,能够利用过滤部件442可靠地捕捉墨水中的异物。此外,无需使用粘接剂等,也能利用线圈弹簧446的推压力实现过滤部件442与保持部件443的固定。液体供应单元3动作时,过滤部件442置于液体中,作为向保持部件443的固定部的周缘部也浸于墨水中。该墨水可能成为所述粘接剂等的溶剂。因此,如果使用粘接剂等固定过滤部件442,则过滤部件442会从保持部件443剥离或粘接剂等溶出于墨水中而成为异物。此种不良可通过利用线圈弹簧446的推压力的本实施方式来消除。此外,通过设置作为进行墨水的过滤的专用室的过滤室44,能够使向液体供应单元3的过滤部件442的组装性良好,并且,使其可靠地发挥过滤性能。
[第二室的排气机构部]
下面,除了参照所述的图12(A)以外还参照图20(A)~图22(B)说明附设在第二室42的排气机构部37。图20(A)及(B)是作为排气机构部37的构成部件的杆部件46 的立体图,图20(C)是杆部件46的分解立体图。图21(A)及(B)是表示推压部件5、开闭阀6及杆部件46的位置关系的立体图。图22(A)及(B)是与图16(A)相同的截面,是用于说明杆部件46的排气动作的剖视图。如已所述,排气机构部37被使用于初始使用时以及维修后等的向第二室42初期填充墨水时的排气以及由墨水产生的气泡的脱气时等。
排气机构部37除了包含突出设置在第二室42的上端部422的已述的突出部426以外,还包含杆部件46、密封环46C及止动件47。如图12(A)所示,突出部426从界定第二室 42的第二界定壁421的最上端突出设置,具有使第二室42与大气连通的开口,即作为排气孔的截面为圆形的突出孔42A。通过将突出孔42A设置在第二室42的最上方位置,能够可靠地进行第二室42的脱气。突出部426具有位于上端部422的正上方的大径部426A和连续设置在大径部426A的上方的小径部426B。关于突出孔42A的内径,大径部426A大于小径部426B。
如图20(C)所示,杆部件46呈铲形的形状,具备一部分被插通于突出孔42A的棒状部件461以及连续设置在其下方的按压片464。杆部件46是在封闭突出孔42A的封闭姿势与开放突出孔42A的开放姿势之间进行姿势变更的一种阀部件。在本实施方式中,杆部件46的姿势变更动作和通过推压部件5的开闭阀6的姿势变更动作联动。具体而言,在杆部件46处于所述封闭姿势的状态下,容许开闭阀6处于所述闭姿势,在杆部件46处于所述开放姿势的状态时,使开闭阀6的姿势从所述闭姿势变更为所述开姿势。
杆部件46的棒状部件461是具有小于突出孔42A的孔径的外径的圆柱体,具有上端部 462和下端部463。上端部462成为从用户接收朝向下方按压杆部件46的操作按压力的输入部。下端部463连接于按压片464。如图21(A)、(B)所示,按压片464作为将施加于上端部462的操作按压力传递至推压部件5的接受斜面55的传递部而发挥作用。在下端部463 的略靠上方位置设有在棒状部件461的周向以环状排列多个小突起而成的间歇突起部 463A。
按压片464具有相对于棒状部件461的轴线倾斜的按压斜面465和在最下端沿前后方向延伸的下端缘466。按压斜面465是以下端缘466为起点而朝向上方延伸出的斜面。按压斜面465及下端缘466当杆部件46受到所述操作按压力时成为与推压部件5的前后一对接受斜面55干扰的部分。按压斜面465的前后宽度被设定为长于一对接受斜面55的间隔的尺寸。通过按压斜面465及下端缘466抵接于接受斜面55,将所述操作按压力传递至推压部件 5,从而推压部件5绕支点部53的轴朝向左方转动,使开闭阀6的姿势从闭姿势变更为开姿势。
在棒状部件461的上端部462附近形成有在上下方向上隔开间隔而排列的上卡合槽 467A及下卡合槽467B。在上卡合槽467A嵌入上垫片46A,在下卡合槽467B嵌入下垫片46B。此外,在下端部463附近设有密封槽468。下端部463的外径被设定为大于棒状部件 461的其他部分的外径,该下端部463与间歇突起部463A之间成为密封槽468。此外,在棒状部件461的前后方向的整个长度范围设有由凹槽形成的排气纵槽461A。该排气纵槽461A 与间歇突起部463A的谷部的周向位置一致。
在棒状部件461安装密封环46C和止动件47。密封环46C是具有略大于棒状部件461的内径的O型圈。密封环46C被套在棒状部件461,并嵌入于密封槽468。密封环46C的外周面在安装在密封槽468的状态下与突出部426的大径部426A的内周面IS滑动接触。止动件 47是大致长方形的板部件,具备棒状部件461被插通的转动孔47H。止动件47的安装位置为上端部462附近,是上卡合槽467A与下卡合槽467B之间。上下垫片46A、46B夹住止动件47,以限制该止动件47的轴向移动的方式,分别嵌入于上下卡合槽467A、467B。
止动件47在被上下垫片46A、46B夹住的状态下可绕棒状部件461的轴转动。止动件47是对应于杆部件46的上下移动,预定与保持框架427的一对卡止爪428的上表面428A或下表面428B(图22)抵接的部件。当所述上下移动时,止动件47以长度方向成为左右方向的方式转动,并通过一对卡止爪428的间隙。在止动件47形成有销孔471和卡止凹部472。至少当止动件47抵接于上表面428A时,如图12(A)所示,开口销型的销部件48嵌入于销孔471和卡止凹部472,阻止止动件47的转动及脱离,也就是说,实现止动件47的固定。止动件47、销部件48及一对卡止爪428作为固定杆部件46的姿势的固定机构而发挥作用。
接着说明杆部件46的动作。图22(A)是表示杆部件46动作前的状态的剖视图,图22(B)是表示通过杆部件46的动作而执行第二室42的排气的状态的剖视图。图22(A)表示杆部件46的上端部462未接受操作按压力的状态,也就是表示杆部件46封闭突出孔42A 的封闭姿势。另一方面,图22(B)表示上端部462朝向下方被按下而被施加操作按压力的状态,也就是表示杆部件46开放突出孔42A的开放姿势。
所述封闭姿势通过在止动件47抵接于卡止爪428的上表面428A的状态下销部件48固定两者而形成。通过该固定,杆部件46处于朝向上方被提起的状态。该状态形成棒状部件461的间歇突起部463A以及下端部463被收容在突出部426的大径部426A内的状态。也就是说,是密封环46C的外周面抵接于大径部426A的内周面IS的状态。因此,突出孔42A处于被封闭的状态。杆部件46的按压片464(按压斜面465及下端缘466)处于离开推压部件 5的接受斜面55的状态,对推压部件5不施加任何力。因此,开闭阀6维持闭姿势。
另一方面,如果杆部件46接受操作按压力下降而处于所述开放姿势,则间歇突起部 463A及下端部463也下降,伴随于此,密封环46C从内周面IS离开。据此,由间歇突起部463A的谷部和棒状部件461的排气纵槽461A形成的空气通道与第二室42内的空间处于连通的状态。也就是说,突出孔42A成为被开放的状态,成为第二室42与外气连通的状态。因此,形成可将滞留在第二室42的空气通过突出孔42A向外部排出的状态。
此外,如果杆部件46处于所述开放姿势,则操作按压力被传递至推压部件5。如图22 (B)所示,按压斜面465及下端缘466按压接受斜面55。如果接受斜面55被按压,则推压部件5(圆板部51)绕支点部53的轴朝向左方转动。如已所述,如果推压部件5朝向左方转动,则通过连杆突起54朝向左方推压开闭阀6,使开闭阀6的姿势从闭姿势变更为开姿势。据此,连通口43的封闭被解除,第一室41和第二室42成为被连通的状态。
所述开放姿势通过止动件47顶到卡止爪428的下表面428B而形成。即,当采取所述开放姿势时,止动件47被按下,成为潜入卡止爪428的下方的状态。然后,通过按压片464 的接受斜面55的按压,抗拒施力弹簧45的作用力而推压部件5转动,因此,按压片464被施加施力弹簧45的作用力。也就是说,在杆部件46作用朝向上方提起的作用力。通过该作用力,止动件47顶到卡止爪428的下表面428B,维持所述开放姿势。
由此,如果杆部件46处于所述开放姿势,则成为确保对第二室42的流体的入口(连通口43)和流体的出口(突出孔42A)的状态。因此,在初始使用时,能够一边将第二室42 的空气从突出孔42A排出,一边利用水头差供应顺利地执行通过连通口43从第一室41向第二室42的墨水的填充动作。此外,由墨水产生气泡等而第二室42的空气量增加的情况下(由于第二室42内的墨水液位下降,因此,能够用监视管36确认),通过将杆部件46设定为所述开放姿势,能够容易地进行第二室42的排气。
在所述实施方式中,利用具备从大气压检测膜7接受移位力的受压部5A和利用受压部 5A所受的移位力来推压开闭阀6的连杆突起54的推压部件5,与杆部件46处于所述开放姿势的动作联动,使开闭阀6的姿势变更为开姿势。也就是说,是通过杆部件46的一次操作,能够确保对第二室42的流体的入口以及出口的结构。因此,用户能够容易地执行第二室42 的排气动作。此外,由于排气机构部37配置在罐部31的上面,因此,如图4所示,在多个液体供应单元3搭载于支架2的状态下,用户也能从支架2的前方侧接触,进行对各液体供应单元3的排气动作。
[排气动作的程序]
接着,基于图23(A)~图24(B)说明排气机构部37的排气动作例。图23(A)是对应于图22(A)的状态的排气机构部37的立体图,图23(B)及图24(A)是表示杆部件46的操作的立体图,图24(B)是对应于图22(B)的状态的排气机构部37的立体图。
在图22(A)、图23(A)的封闭姿势下,如上所述,在止动件47抵接于卡止爪428的上表面428A的状态下两者用销部件48被固定。止动件47以其长度方向朝向前后方向的方式被转动,前端侧重叠于前侧的卡止爪428上,后端侧重叠于后侧的卡止爪428上。止动件 47的销孔471以及卡止凹部472通过所述转动位于前端侧。在前侧的卡止爪428,在对应于销孔471的位置设有切口部。开口销型的销部件48的铅垂部481插通于销孔471,下端侧朝向外侧弯曲的卡合部482嵌入于卡止凹部472,从而止动件47固定于卡止爪428。在该状态下,杆部件46处于朝向上方悬吊的状态,密封环46C抵接于突出孔42A的内周面IS而发挥密封效果,并且,按压斜面465和接受斜面55分离。
当进行第二室42的排气动作时,如图23(B)所示,首先,作业人员从止动件47拔出销部件48。据此,止动件47处于可绕棒状部件461的轴转动的状态。接着,作业人员如图 24(A)所示让止动件47以其长度方向朝向左右方向的方式转动90°。通过该转动,止动件 47处于可沿上下方向通过前后一对卡止爪428的间隙的状态,在该状态下,作业人员按下上端部462,压下杆部件46。该压下进行至止动件47的上表面到达卡止爪428的下表面428B 的下方为止。
其后,如图24(B)所示,作业人员使止动件47以其长度方向朝向前后方向的方式转动90°。据此,止动件47的前端侧重叠于前侧的卡止爪428之下,后端侧重叠于后侧的卡止爪428之下。在该状态下,如图22(B)所示,杆部件46处于朝向下方被按下的状态,成为密封环46C从突出孔42A的内周面IS离开而密封效果消失的开放姿势。而且,施加于上端部462的操作按压力从按压片464传递到接受斜面55,抗拒施力弹簧45的作用力而让推压部件5转动。利用此时的施力弹簧45的推斥力,止动件47顶到卡止爪428的下表面428B,从而形成开放姿势用的杆部件46的固定状态。
如此,即使杆部件46处于封闭姿势或开放姿势的任意姿势,也能利用卡止爪428简单地维持这些姿势。例如,在初期使用时将液体填充于第二室42的情况下,由于需要该第二室42的排气,因此,需要将杆部件46维持为开放姿势。此时,作业人员只要进行按压杆部件46的上端部462,并且,使止动件47潜入到卡止爪428的下表面428B的操作即可。因此,该作业人员没有无需持续按下上端部462,能够提高其操作性。此外,在液体供应单元3通常使用时,需要将杆部件46设定为封闭姿势。此时,使止动件47重叠于卡止爪428的上表面428A,并用销部件48固定即可,用简单的操作就能进行。
[逆流防止机构部]
下面,说明在执行基于图9(A)说明的加压清除模式时,防止通过泵9被加压的墨水向第二室42逆流的逆流防止机构部38的结构。图25是包含逆流防止机构部38的截面的液体供应单元3的前后方向的剖视图,图26是逆流防止机构部38的分解立体图,图27(A)~ (C)是逆流防止机构部38的立体图。图28(A)及(B)是图25的A3部分的放大图,图 28(A)表示打印模式下的逆流防止机构部38的状态的剖视图,图28(B)是加压清除模式下的逆流防止机构部38的状态的剖视图。
逆流防止机构部38包含阀管路81、分支头部82、球体83、密封部件84、线圈弹簧85及O型圈86。阀管路81是与第二室42的下端部423一体的部件,其他元件被组装于阀管路81。图27(A)及(B)是除阀管路81以外的逆流防止机构部38的立体图,图27(C)是分支头部82的从下方观察时的立体图。
阀管路81是从在第二室42的下端部423(最下端部)穿出的供应孔42H(液体喷出口) 朝向铅垂下方延伸出的管路,是与第二界定壁421一体化的部分。阀管路81用于提供连接第二室42和下游管34的墨水流路,构成从第二室42到达墨水喷出部22的墨水供应通道的一部分。为了卡止分支头部82,在阀管路81的外周面突出设置有卡止片811,在内周面突出设置有嵌合环状突起812。
分支头部82是形成基于图7至图9前述的汇合部a的部件。分支头部82包含第一入口端口821、第二入口端口822、出口端口823、壳体部824、卡止窗825、切口部826及嵌合爪827。第一入口端口821是连接于第二室42的端口,在本实施方式中,经由阀管路81连通于第二室42。第二入口端口822是旁路管32P(旁路下游管BP2)的下游端被连接的端口。出口端口823是下游管34的上游端341被连接的端口。
壳体部824由在朝向下方的第一入口端口821的外侧互相相向而配置的一对圆弧片形成。阀管路81进入一对壳体部824与第一入口端口821之间的间隙。卡止窗825是设置在一对壳体部824的开口,是阀管路81的卡止片811卡合的开口。切口部826是筒状的第一入口端口821的周壁的一部分被切口的部分,是用于确保墨水的流路的部分。嵌合爪827是从第一入口端口821的上端朝向上方突出设置的呈钩形状的部分,卡合阀管路81的嵌合环状突起812。也就是说,分支头部82在阀管路81的内周通过卡止片811与卡止窗825的卡合,在外周通过嵌合环状突起812与嵌合爪827的卡合,被固定于阀管路81。第一入口端口821的上端缘828成为承接后述的球体83的球承接部。
球体83以可向墨水供应方向移动的方式被收容在阀管路81内,发挥阀的作用。球体83 的外径小于阀管路81的内径,且小于线圈弹簧85的内径。作为形成球体83的材料,可使用各种材料,但优选使用相对于墨水的比重具有2倍以下的比重的材料形成,特别优选使用相对于墨水的比重为1.1倍至1.5倍的范围的材料形成。如果是该范围的材料,球体83的比重大于墨水的比重,因此,在阀管路81内使球体83利用自重容易下降,并且,成为球体83的比重接近墨水的比重的关系,因此,能够迅速地进行加压清除时的阀管路81内的球体83的上升。
一般而言,使用于喷墨式打印机的墨水为水溶性液体,比重=1或具有其附近的比重。因此,作为球体83的材料,优选选择比重<2的材料。此外,所述材料优选具备即使始终接触于墨水也不会老化的耐药品性、耐磨耗性的性质。根据这些观点,作为球体83的材料,特别优选使用聚缩醛(比重≒1.42)、聚对苯二甲酸丁二酯(比重≒1.31~1.38)、聚氯乙烯(比重≒1.35~1.45)、聚对苯二甲酸乙二酯(比重≒1.34~1.39)。
密封部件84是呈环形状的密封元件,例如图28(A)及(B)所示,密封部件84在球体83的上方着座于设置在阀管路81的上端侧的座部813。密封部件84的环内径(贯穿孔) 被设定为小于球体83的外径。如图28(A)所示,在球体83从密封部件84朝向下方离开时,阀管路81打开。另一方面,如图28(B)所示,当球体83抵接于密封部件84时,阀管路81 关闭。
线圈弹簧85是以其下端部抵接于密封部件84,上端部抵接于分支头部82的第一入口端口821的下端缘828的方式安装在阀管路81内的压缩弹簧。线圈弹簧85向密封部件84施加朝向座部813的力,据此,密封部件84始终被压接于座部813。此外,在线圈弹簧85的内侧收容有球体83,线圈弹簧85还发挥引导球体83向墨水供应方向的移动的作用。因此,阀管路81内的球体83的游动被限制,能够使通过相对于密封部件84的球体83的抵接或离开而成立的阀结构稳定。
O型圈86密封阀管路81与分支头部82的对接部。O型圈86嵌合于第一入口端口821的外周面,并抵接于第一入口端口821的突出设置基部829。
图25中示出了收容在泵部32的泵9。泵9被配置在旁路管32P,对在该旁路管32P流动的墨水进行加压。泵9是具备偏心凸轮91及挤压管92的管泵。在偏心凸轮91的轴孔91A插通成为该偏心凸轮91的转动轴的凸轮轴93(图4)。从图略的驱动齿轮向该偏心凸轮91赋予旋转驱动力。挤压管92被配置在偏心凸轮91的周面,通过偏心凸轮91绕凸轮轴93的旋转而被挤压,将管内的液体(墨水)从一端侧朝向另一端侧送出。在本实施方式中,挤压管92 是与旁路管32P一体的管。即,挤压管92的一端侧成为连通于第一室41的旁路连通室413 的旁路上游管BP1,另一端侧成为连通于分支头部82的第二入口端口822的旁路下游管 BP2,中央部分成为配置在偏心凸轮91的周面的挤压部。
如已所述,泵9在图7所示的打印模式下处于停止状态。此时,偏心凸轮91压扁挤压管 92而处于停止状态,因此,通过旁路管32P的墨水供应通道被封闭。另一方面,在图8所示的循环模式以及图9(A)所示的加压清除模式下,泵9被正转驱动。在图25,偏心凸轮91 的正转方向为逆时针方向。通过此种泵9的正转驱动,墨水从第一室41通过旁路上游管BP1 被吸引,并从旁路下游管BP2朝向作为汇合部a的逆流防止机构部38。另外,如果泵9被反转驱动,则如图9(B)所示,通过旁路管32P及分支头部82,第二室42及下游管34负压化。
接着,说明逆流防止机构部38的动作。在打印模式(第一状态)下,墨水从第二室42利用通过逆流防止机构部38及下游管34的供应路径被供应到头单元21。在此种打印模式下,如图28(A)所示,球体83从密封部件84朝向下方离开,呈落在分支头部82的上端缘828(球承接部)的状态。这是因为,球体83的比重大于墨水的比重,球体83利用自重下降。而且,从第二室42至下游管34的供应路径在打印模式下被维持为负压,头单元21的墨水喷出部22每当喷出墨滴时,吸引存在于所述供应路径内的墨水,这些也有助于维持球体83落在上端缘828的状态。
由于成为球体83从密封部件84离开的状态,因此,供应孔42H成为被开放的状态。此外,由于在球体83落下的第一入口端口821的上端缘828具备切口部826,因此,确保墨水的通道。因此,第二室42内的墨水如图中箭头F1所示,能够从第二室42穿过分支头部82 而朝向下游管34。
图28(B)是表示加压清除模式(第二状态)下的逆流防止机构部38的状态的剖视图。在加压清除模式下,利用泵9的正转驱动,通过旁路管32P被加压的墨水被供应到分支头部 82的第二入口端口822(汇合部a)。因此,旁路管32P和位于汇合部a的下游侧的下游管34的内部存在被加压的墨水。此时,墨水被加压为超过100kPa的高压。如果此种高压被施加于第二室42,则有时界定第二室42的一部分的大气压检测膜7破裂或对第二界定壁421 的安装部剥离。
但是,在本实施方式中,利用施加于汇合部a的加压力,球体83以上升(向墨水供应方向的上游侧移动)的方式被推压,球体83抵接于密封部件84。即,通过所述推压,球体 83成为向上方浮上的状态,并嵌入于密封部件84的环内。通过球体83抵接于利用线圈弹簧 85被压向座部813的密封部件84,供应孔42H成为被堵塞的状态。即,打印模式下的墨水供应路径中,位于汇合部a的上游侧的墨水供应路径以及第二室42从加压墨水的加压遮断。因此,能够预先防止大气压检测膜7的破损等。
另外,在本实施方式中,还具有难以向头单元21供应包含空气的墨水的优点。溶入于墨水中的空气以及向液体供应单元3填充墨水液时混入的空气以包含在墨水中的状态进入头单元21,一旦进入个别通道26及共同通道27(图6(A))则该空气很难排出,即使执行加压清除有时也不能排除。此时,从墨水喷出孔22H的墨水的喷出受阻碍。但是,在本实施方式中,从上方朝向下方依次配置有第二室42、逆流防止机构部38及下游管34。因此,从贮存在第二室42的墨水产生的空气或混入第二室42内的空气不会朝向下方的逆流防止机构部38及下游管34。因此,能够不让使包含空气的墨水朝向头单元21,能够预先防止头单元21的喷出部量。
此外,即使空气混入分支头部82或下游管34,也能利用气泡的浮上作用,从铅垂部82A 通过阀管路81、供应孔42H将该空气排出到第二室42内。另外,所述的空气可利用排气机构部37从第二室42排出。因此,能够不让所述空气过度占有第二室42内的容积。
[利用伞阀的双重保护机构]
如上所述,在本实施方式中,通过设置逆流防止机构部38,防止在加压清除模式下被加压的墨水向第二室42逆流。但是,因逆流防止机构部38的某种不良,例如球体83的动作不良,可能发生加压力作用于第二室42的情况。鉴于此点,在本实施方式中,具备双重的保护机构、让开闭阀6释放压力的机构。也就是说,开闭阀6具备压力释放机构,该压力释放机构在正常时第二室42为负压且第一室41为大气压+ρgh的这一压力关系反过来而第二室42的压力高于第一室41的情况下,从第二室42朝向第一室41释放压力。
负责所述的压力释放机构的是开闭阀6的伞阀66。如基于图16(A)至图17(B)说明,伞阀66在第二室42为低于规定的阈值的负压的情况下,密封面67抵接于密封壁面43S而封闭连通口43。据此,禁止墨水从第一室41流入第二室42。另一方面,如果第二室42达到超过规定的阈值的负压,则伞阀66和与推压部件5连杆结合的阀支撑61一起朝向左方移动,密封面67从密封壁面43S离开而开放连通口43(解除封闭)。据此,容许墨水从第一室41 流入第二室42。
除此以外,伞阀66在因加压清除模式时的加压墨水的压力施加于第二室42等原因而第二室42与第一室41的压力关系反过来的情况下,以伞阀66单体开放连通口43。也就是说,不受推压部件5的推压辅助,伞阀66解除连通口43的封闭状态,将第二室42的压力向第一室41释放。即,伞阀66的伞部661(密封面67)如果其右面侧被施加规定的压力,则其伞形状反转。
图29(A)是表示伞阀66封闭连通口43的状态的剖视图,图29(B)是表示伞阀66开放连通口43的状态的剖视图。图29(A)的状态等于之前说明的图16(B)的状态。伞部 661具有朝向左方凸出的伞形状。此外,阀支撑61利用施力弹簧45的作用力而位于最右方,其环状抵接部62A抵接于连通口43的台阶部43C。因此,密封面67处于抵接于密封壁面43S 的状态。
图29(B)的状态表示伞阀66的伞部661的伞形状因从第二室42侧施加的压力而反转的状态。也就是说,伞部661变形为朝向右方凸出的伞形状。该反转状态在第二室42的压力比第一室41高规定值的情况下形成。在本实施方式中,设想因加压清除而高的正压施加于第二室42,结果第二室42的压力高于大气压+ρgh的第一室41的压力的情况。所述规定值取决于伞部661的反转压力。该反转压力被设定为低于大气压检测膜7的破裂强度或大气压检测膜7对第二界定壁421的安装强度的值。
在第二室42被加压的情况下,推压部件5不会朝向左方转动。也就是说,推压部件5不产生将开闭阀6朝向左方推压的推压力。这是因为,大气压检测膜7因第二室42的高压化而向朝向右方膨胀的一侧移位,不会对受压部5A赋予移位力。因此,利用施力弹簧45的作用力,阀支撑61维持位于最右方的状态。
但是,即使阀支撑61不移动,也通过伞部661的伞形状反转,密封面67从密封壁面43S 离开,两者之间产生间隙G。因此,连通口43处于被开放的状态。据此,第二室42内的加压墨水(压力)通过连通口43排出到(释放到)第一室41侧。因此,能够不让过度的力作用于大气压检测膜7本身或其安装部,能够防止破损。
[各模式下的墨水的流动]
接着,说明液体供应单元3的各模式下的墨水的流动。图30是表示打印模式下的墨水的流动的立体图,图31是表示加压清除模式下的墨水的流动的立体图,图32是表示循环模式下的墨水的流动的立体图。
在打印模式(图30)下,不进行使用返送管35的墨水的流通,因此,利用夹子35V而返送管35成为关闭状态。当然,供应阀33V(图5)处于开放状态。从墨盒IC喷出的墨水如图30的箭头F11所示,利用水头差通过上游管33进入过滤室44。在该过滤室44通过过滤部件442时,包含在墨水中的固态的异物被去除。其后进入到第一室41。
如果通过推压部件5的动作而开闭阀6打开,则如箭头F12所示,墨水从第一室41通过连通口43而贮存到第二室42。通过在墨水喷出部22的墨水喷出动作,第二室42的墨水被吸引,并依次通过供应孔42H、逆流防止机构部38而进入下游管34。其后,如箭头F13所示,墨水经由端管24进入头单元21的共同通道27(图6(A))。然后,墨水通过个别通道26从各墨水喷出孔22H喷出(箭头F14)。
在加压清除模式(图31)下,也不进行使用返送管35的墨水的流通,因此,利用夹子35V而返送管35成为关闭状态。供应阀33V处于开放状态。在该加压清除模式下,泵9被正转运转,墨水不依靠水头差而强制性地被供应到头单元21。如果泵9动作,如箭头F21所示,墨水通过上游管33进入过滤室44,进一步进入到第一室41。然后,如箭头F22所示,墨水不朝向第二室42而经由旁路连通室413而进入旁路上游管BP1。
墨水通过泵9的挤压动作而被高压化并被输送到下游侧。即,如箭头F23所示,墨水从旁路下游管BP2向下游管34送出。如上所述,在旁路下游管BP2的向下游管34的汇合部a具备逆流防止机构部38,因此,墨水不会逆流到第二室42侧。其后,如箭头F24所示,墨水经由端管24进入头单元21的共同通道27(图6(A))。然后,通过个别通道26,墨水从各墨水喷出孔22H以高压被喷出(箭头F25)。据此,去除堵塞墨水喷出孔22H的异物或滞留在个别通道26的空气等。
在循环模式(图32)下,进行使用返送管35的墨水的流通,因此,夹子35V的关闭状态被解除,返送管35成为开放状态。另一方面,由于让墨水在液体供应单元3与头单元21 之间循环,因此,供应阀33V(图5)处于关闭状态。据此,形成由旁路管32P、下游管34、头单元21的共同通道27、返送管35、返送连通室414及旁路连通室413构成的封闭的墨水循环路径。在该循环模式下,如基于图8说明,泵9也被正转运转。
如果泵9运转,在所述墨水循环路径内的墨水的循环开始。即,通过泵9的动作,墨水如箭头F31所示从旁路连通室413被引入到旁路上游管BP1,接着,如箭头F32所示,送出到旁路下游管BP2。其后,墨水经由汇合部a、下游管34及端管24流入头单元21(箭头F33),通过该头单元21内的共同通道27而进入回收管25(箭头F34)。然后,如箭头F35所示,墨水从回收管25依次经由返送管35、返送连通室414、汇合部b而返回到旁路连通室413。此时,由于供应阀33V关闭,因此,被泵9吸引墨水的返送管35及共同通道27成为负压。因此,墨水循环时,不会从墨水喷出孔22H泄漏墨水。
如果执行循环模式,则如上所述能够在墨水循环路径内使墨水循环。换句话说,可将一旦被输送到头单元21侧的墨水使用返送管35返送到液体供应单元3侧。因此,即使包含空气的墨水被送入等而空气进入头单元21侧,也能通过所述循环将该空气与墨水一起回收到液体供应单元3侧。被回收到液体供应单元3侧的空气(气泡)利用浮上力从返送连通室414进入上方的第一室41,从配置在第一室41的最上方附近的连通口43向第二室42移动。作业人员一边用监视管36确认第二室42内的空气的滞留状况,一边适时地让排气机构部37动作,从而将所述空气从第二室42排出到外部。
如上所述,通过执行循环模式,能够不让空气滞留在头单元21的个别通道26以及墨水喷出孔22H附近。进入头单元21侧的空气也可通过加压清除模式去除。但是,一旦进入头单元21内的空气很难排出,有时需要执行喷出相当量的墨水的加压清除。因此,存在只为了从头单元21排气而消耗大量的墨水的问题。但是,根据循环模式,使墨水循环来向液体供应单元3回收空气,因此,不会消耗墨水。而且,在循环模式下,在所述墨水循环路径使墨水循环即可,不需要如加压清除模式那样使墨水高压化,因此,泵9低速运转就足够。因此,能够避免大的压力负荷施加于液体供应单元3,能够防止大气压检测膜7以及封闭膜 7A破损。
[第二实施方式的液体喷射头]
接着,说明具备与上面说明的液体供应单元3不同的结构的第二实施方式所涉及的液体供应单元3A。图33(A)是液体供应单元3A的正视图,图33(B)是其侧视图,图33 (C)是其俯视图。图34是表示液体供应单元3A的第一室241侧的内部结构的立体图,图 35是表示第二室242侧的内部结构的立体图。图36(A)是从第二室242侧观察液体供应单元3A的分解立体图,图36(B)是从第一室241侧观察液体供应单元3A的分解立体图。图 37是伴随逆流防止机构部238的分解立体图的主体部230的立体图。
液体供应单元3A包括具有罐部231及泵部232的主体部230、上游管233、下游管234、旁路管235、排气机构部237、逆流防止机构部238、推压部件50、开闭阀6以及大气压检测膜70。此外,液体供应单元3A包括:用于监视第二室242的墨水液面的监视管236;使泵部232与第一室241连通的联络管232P;以及构成界定第一室241的壁面的一部分的封闭膜70A。
主体部230具备由沿前后方向延伸的平板形成的基部基材300。基部基材300的前方侧是成为罐部231的基板的罐部基板310(壁部),后方侧是在泵部232形成壳体结构的泵部壳体320。在罐部基板310的左面侧配置有第一室241(上游室),在右面侧配置有第二室242(压力室)。在罐部基板310穿出有使第一室241和第二室242连通的连通口243。在该连通口243配置与第一实施方式相同的开闭阀6。
当大致俯视时,第一室241呈L字型的形状。第一室241被从罐部基板310向左方突出设置的第一界定壁2411界定。在第一界定壁2411中的最上部的壁上穿出有墨水的流入口2412。对应于墨水的流入口2412,在第一界定壁2411的外侧面竖立设置有由承接插头形成的流入端口2417(图37)。在该流入端口2417插入连接上游管233的下游端332。也就是说,流入口2412是使墨盒IC与第一室241连通的开口,墨水从该流入口2412利用水头差而流入第一室241内。
第一界定壁2411的底壁部2413位于罐部基板310的下端。在靠近底壁部2413的第一界定壁2411的后侧壁设有清除端口2414。联络管232P的上游端连接于该清除端口2414。在第一室241的上下方向的中央附近突出设置有由圆筒状的空腔形成的弹簧座2415。弹簧座 2415是收容施力弹簧245的空腔,向第二室242侧开口。
连通口243在第一室241内位于弹簧座2415的上方。对第一室241不进行减压处理等,第一室241是除了大气压以外还被施加基于水头差的压力P=ρgh的室。如果墨水从流入口 2412流入,则从底壁部2413开始积存墨水。如果墨水的液位超过连通口243,则成为可通过该连通口243向第二室242供应墨水的状态。此外,如果被收容在泵部232的泵9运转,则通过清除端口2414及联络管232P,贮存在第一室241的墨水被吸引,并通过旁路管235 及下游管234,被高压化的墨水被供应到头单元21。
参照图35及图37,当大致俯视时,第二室242呈圆形的形状。第二室242被从罐部基板310向右方突出设置的第二界定壁2421界定。第二界定壁2421具有呈圆筒型的形状的圆筒壁2422以及由突出设置在圆筒壁2422的上方的矩形部分形成的上部壁2423。所述的弹簧座2415在被圆筒壁2422包围的区域的中心位置,也就是在与圆筒壁2422同心的位置凹陷设置在罐部基板310。连通口243在通过弹簧座2415的中心点的铅垂线上配置在弹簧座 2415的上方。
在第二室242的下端连续设置有联络室244(第二供应通道的一部分)。联络室244是在前后方向上细长的矩形的空间,从圆筒壁2422的下端朝向前方呈直线状延伸。联络室244 通过壁部2441被界定。在圆筒壁2422的下端设有使第二室242与联络室244连通的下部通道2424。壁部2441在下部通道2424的位置连接于圆筒壁2422。联络室244是连接第二室242与下游管234的空间,是被设定为负压的空间,实质上构成第二室242的一部分。
在被第二室242的上部壁2423包围的区域,从罐部基板310向右方突出设置有前后一对的支撑板2425。一对支撑板2425分别具备枢轴支撑推压部件50的枢轴支撑部2426。在构成上部壁2423的最上部(界定第二室242的顶壁)的顶壁2423A向上方突出设置有突出部2427和上监视端口2428。突出部2427在内部具备作为使第二室242与大气连通的开口的突出孔。该突出部2427构成排气机构部237的一部分,组装有后述的杆部件246及回位弹簧247。
在顶壁2423A,在突出部2427的前方侧穿出有上监视孔242B。而且,在界定联络室244的壁部2441的顶壁2442穿出有下监视孔2444。对应于上监视孔242B,在顶壁2423A 竖立设置有上监视端口2428。对应于下监视孔2444,在顶壁2442竖立设置有下监视端口 2445。监视管236的上端连接于上监视端口2428,下端连接于下监视端口2445。也就是说,监视管236连通于第二室242的上端侧和下端侧,监视管236内的墨水液位与第二室242内的墨水液位联动。监视管236由透明的树脂管形成。因此,用户通过目视确认监视管236,能够知道第二室242内的墨水液位。
逆流防止机构部238在联络室244的前端附近设置在顶壁2442上。对应于逆流防止机构部238,在顶壁2442穿出有供应孔2443。下游管234的上游端341连接于逆流防止机构部238。被贮存在第二室242的墨水以被墨水喷出部22(图5)吸引的方式通过供应孔2443及逆流防止机构部238而被供应到下游管234。关于逆流防止机构部238,将在后面详细叙述。
参照图36(A)及(B),第一室241的左面侧的开口被树脂制的封闭膜70A封闭。封闭膜70A呈与第一界定壁2411的从左面观察时的壁形状一致的外形形状。通过封闭膜70A 的周缘部熔接或粘接于第一界定壁2411的端面,封闭膜70A封闭第一室241的开口。
第二室242的右面侧的开口被具有柔韧性的由树脂制的膜部件形成的大气压检测膜70 封闭。大气压检测膜70呈与将第二室242的第二界定壁2421及联络室244的壁部2441一体化的壁形状一致的外形形状。大气压检测膜70通过熔接或粘接于圆筒壁2422的端面、上部壁2423的端面以及壁部2441的端面而封闭第二室242及联络室244的开口。另外,大气压检测膜70在未特别地被施加张力的状态下被熔接或粘接。
泵部232邻接于罐部231的后方而被配置,具备收容泵9的泵腔室321以及枢轴支撑泵9 的偏心凸轮91的凸轮轴93(图4)被插通的凸轮轴插通孔322。泵腔室321的右面侧的开口被泵罩323封闭。
[第二实施方式的负压供应机构]
第二实施方式所涉及的液体供应单元3A也具备与第二室242内的墨水的减少相对应,从第一室241向第二室242供应墨水的负压供应机构。基本结构与第一实施方式相同,但是,推压部件50利用杠杆的原理推压开闭阀6的结构的点上不同。
图38(A)及(B)是视图方向互相不同的推压部件50的立体图。推压部件50是可转动地被配置在第二室242内的部件。推压部件50具备:由圆形的平板形成的圆板部251;从圆板部251的上端侧向外侧延伸出的一对臂部252;设置在各臂部252的延伸远端部的支点部253;以及一对连杆突起254。一对支点部253由配置在第二室242的一对支撑板2425的枢轴支撑部2426(图35、图37)枢轴支撑。据此,圆板部251可绕支点部253的轴转动。第一实施方式的推压部件5可转动地被支撑在下端侧,而第二实施方式的推压部件50可转动地被支撑在上端侧,两者在这点上不同。
圆板部251是相对于界定第二室242的大部分的圆筒壁2422的内径,具有1/2左右的尺寸的直径的圆板。圆筒壁2422与被枢轴支撑部2426枢轴支撑的状态下的圆板部251的配置关系大致为同心状。圆板部251具备:与大气压检测膜70相向的第一面251A;以及与开闭阀6相向的第二面251B。在圆板部251的径向中央,以从第二面251B侧突出的方式设有弹簧嵌合突起2511。在该弹簧嵌合突起2511嵌合由线圈弹簧形成的施力弹簧245的右端部。另外,在第一面251A侧,弹簧嵌合突起2511的区域成为圆柱状的凹部。
圆板部251具备:从大气压检测膜70接受移位力的受压部25A;以及从施力弹簧245受作用力的被施力部25B。受压部25A是圆板部251的第一面251A中弹簧嵌合突起2511的周缘部的区域。被施力部25B是第二面251B侧的施力弹簧245被嵌合的弹簧嵌合突起2511 的区域。即,被施力部25B被设定在与受压部25A相对应的位置。
在受压部25A不从大气压检测膜70接受移位力的情况下,圆板部251处于接近自然垂下的状态。但是,处于施力弹簧245的右端抵接于被施力部25B,第一面251A接触于大气压检测膜70的内面的状态。另一方面,如果受压部25A从大气压检测膜70受到施力弹簧245 的作用力以上的移位力,则圆板部251绕支点部253的轴朝向左方转动,从垂下状态变为向左方倾斜的状态。
一对臂部252的下端部2521分别位于弹簧嵌合突起2511的两侧部,具有弹簧嵌合突起 2511被一对下端部2521夹住的位置关系。一对臂部252从各下端部2521分别朝向上方呈直线状延伸出。在一对臂部252之间,在圆板部251沿径向设有被切口的切口部2512。一对臂部252隔着该切口部2512平行地从圆板部251延伸出。
在各臂部252的上下方向的中间设有矩形状的厚臂部2522。厚臂部2522被配置在圆板部251的上端附近且切口部2512的侧部。也就是说,一对厚臂部2522隔着切口部2512而在前后方向上对峙。从作为各臂部252的延伸端的远端部2523沿前后方向突出设置有各支点部253。详细而言,从前侧的远端部2523的前侧面朝向前方突出设置有支点部253,从后侧的远端部2523的后侧面朝向后方突出设置有支点部253,且两个支点部253朝互相离开的方向突出设置。支点部253被嵌入于支撑板2425的枢轴支撑部2426。在臂部252的延伸远端部2523设置支点部253,有助于增大后述的杠杆比。
一对支点部253排列在沿前后方向延伸的转动轴25AX上。前侧的支点部253与后侧的支点部253隔开规定的间隔D而被配置。也就是说,一对支点部253隔着相当于圆板部251的平面方向的中央区域的部分而互相离开配置。间隔D例如可设定为圆板部251的直径的40%~80%左右的尺寸。据此,一对支点部253形成的转动支点成为分离夹住圆板部251的中央区域的程度的宽幅的转动支点。因此,绕所述转动支点转动的圆板部251难以绕垂直于转动轴25AX的轴而扭转。因此,能够使圆板部251的转动动作稳定。
一对连杆突起254在圆板部251的上端附近从第二面251B朝向左方突出设置。详细而言,从一对厚臂部2522的面向切口部2512的各端缘分别竖立设置有由矩形的平板形成的连杆突起254。因此,一对连杆突起254位于一对支点部253的内侧且圆板部251的中央区域。各连杆突起254具备连杆孔2541。该连杆孔2541用于推压部件50和第一实施方式中示出的开闭阀6的连杆结合。通过该连杆结合,开闭阀6的开闭动作与推压部件50的转动动作联动。
换句话说,连杆突起254成为对应于绕支点部253的轴转动的推压部件50的转动动作,推压开闭阀6使其沿左右方向移动的推压部。在受压部25A(力点)与支点部253(支点)的关系中,连杆突起254(作用点)被设定在受压部25A与支点部253之间。也就是说,受压部25A、支点部253及连杆突起254被设定为使第二类杠杆的位置关系成立。因此,能够使受压部25A所受的大气压检测膜70的移位力增大与杠杆比的比例相对应的量,将推压力从连杆突起254施加于开闭阀6。
使用图39(A)、(B)的示意图说明具有所述的推压部件50的第二实施方式的负压供应机构的动作。图39(A)表示推压部件50(圆板部251)处于垂下姿势,开闭阀6处于闭姿势的状态,图39(B)表示推压部件50转动的倾斜姿势,开闭阀6处于开姿势的状态。
图39(A)的状态是大气压检测膜70没有产生使圆板部251转动的程度的移位力的状态,即,施力弹簧245的弹簧压和第二室242的内压的合计大于大气压的状态。虽然第二室242为负压,但是,施力弹簧245将大于基于所述负压产生的大气压检测膜70的移位力的作用力施加于被施力部25B。因此,圆板部251不绕支点部253的轴转动而维持所述的垂下的姿势。
如果通过墨水的消耗而第二室242的负压度提高,第二室242达到超过规定的阈值的负压,则大气压检测膜70向圆板部251的受压部25A施加抗拒施力弹簧245的作用力的推压力。即,成为施力弹簧245的弹簧压和第二室242的内压的合计低于大气压的状态。此时,如图 39(B)所示,圆板部251抗拒施力弹簧245的作用力而绕支点部253的轴朝向左方转动。并且,通过该转动,连杆突起254产生让开闭阀6朝向左方的推压力,使开闭阀6的姿势变更为开姿势。
根据第二实施方式的推压部件50,能够利用杠杆的力让连杆突起254产生大的推压力。具体而言,在受压部25A与支点部253之间配置有推压开闭阀6的连杆突起254。也就是说,推压部件50以支点部253的轴支点为支点P21,以受压部25A为力点P22,以连杆突起254为作用点P23,并利用杠杆的原理实现开闭阀6的推压结构。因此,能够将通过大气压检测膜70的移位力而施加于受压部25A的推压力增大与杠杆比的比例相对应的量,并从连杆突起254施加于开闭阀6。因此,能够让连杆突起254以较大的推压力推压开闭阀6,能够确保用于使开闭阀6适时地移动的充分的推压力。
推压部件50具备从圆板部251的上端侧朝向上方延伸出的臂部252,作为转动支点的支点部253设置在该臂部252的延伸远端部2523。该结构使受压部25A(力点P22)与连杆突起254(作用点P23)的距离变长,有助于增大杠杆比。因此,能够进一步增大推压部件 50产生的推压力。
[第二实施方式的逆流防止机构部]
下面,参照图37、图40(A)至图42(B)说明第二实施方式的逆流防止机构部238。逆流防止机构部238是在执行所述的加压清除模式时,防止被加压的墨水向第二室242逆流的机构。图37中示出了逆流防止机构部238的分解立体图。逆流防止机构部238包含阀管路281、分支头部282、球体283、密封部件284、线圈弹簧285及O型圈286。阀管路281是与联络室244的顶壁2442一体的部件,其他元件被组装于阀管路281。图40(A)及(B)是除阀管路281以外的逆流防止机构部238的立体图,图40(C)是分支头部282的从下方观察时的立体图。
阀管路281是从顶壁2442的上面沿上下方向延伸的管路。阀管路281用于提供连接联络室244和下游管234的墨水流路,构成从第二室242到达墨水喷出部22(图5)的墨水供应通道的一部分。为了卡止分支头部282,在阀管路281的外周面突出设置有卡止片2811,在内周面突出设置有嵌合环状突起2812。
分支头部282是形成旁路管235与下游管234的汇合部a的部件。分支头部282包含第一入口端口2821、第二入口端口2822、出口端口2823、壳体部2824、卡止窗2825、切口部2826及嵌合爪2827。第一入口端口2821是第二室242的下游端被连接的端口,在本实施方式中,经由阀管路281及联络室244连通于第二室242。第二入口端口2822是旁路管235的下游端被连接的端口。出口端口2823是下游管234的上游端2341被连接的端口。在所述的打印模式下,墨水通过第一入口端口2821被供应到下游管234。另一方面,在加压清除模式下,墨水通过第二入口端口2822被供应到下游管234。
壳体部2824由在朝向下方的第一入口端口2821的外侧互相相向而配置的一对圆弧片形成。阀管路281进入一对壳体部2824与第一入口端口2821之间的间隙。卡止窗2825是设置在一对壳体部2824的开口,是阀管路281的卡止片2811卡合的开口。切口部2826是筒状的第一入口端口2821的周壁的一部分被切口的部分,是用于确保墨水的流路的部分。嵌合爪2827是从第一入口端口2821的下端向下方突出设置的呈钩形状的部分,卡合阀管路281的嵌合环状突起2812。也就是说,分支头部282在阀管路281的内周通过卡止片2811与卡止窗2825的卡合,在外周通过嵌合环状突起2812与嵌合爪2827的卡合,被固定于阀管路 281。
球体283以可向墨水供应方向移动的方式被收容在阀管路281内,发挥阀的作用。球体 283的外径小于阀管路281的内径,且小于线圈弹簧285的内径。作为形成球体283的材料,可使用各种材料,但优选使用相对于墨水的比重具有2倍以下的比重的材料形成。球体283 在阀管路281内埋没于墨水中。通过使球体283的比重接近墨水的比重,能够使球体283的墨水供应方向(在此为上下方向)的动作压变小。
一般而言,使用于喷墨式打印机的墨水为水溶性液体,比重=1或具有其附近的比重。因此,作为球体283的材料,优选选择比重<2的材料。此外,所述材料优选具备即使始终接触于墨水也不会老化的耐药品性、耐磨耗性的性质。根据这些观点,作为球体283的材料,特别优选使用聚缩醛树脂(比重≒1.5)。
密封部件284是呈环形状的密封元件,例如图41(B)所示,在球体283的下方,配置在阀管路281的底壁上(顶壁2442的上面)的座部2813。密封部件284的环内径(贯穿孔) 被设定为小于球体283的外径,且大于在顶壁2442穿出的供应孔2443的直径。如图40(A) 所示,在球体283从该密封部件284离开时,阀管路281打开。另一方面,如图40(B)所示,当球体283抵接于密封部件284时,阀管路281关闭。
线圈弹簧285是以其下端部抵接于密封部件284,上端部抵接于分支头部282的第一入口端口2821的下端缘2828的方式安装在阀管路281内的压缩弹簧。线圈弹簧285向密封部件284施加朝向座部2813的力,据此,密封部件284始终被压接于座部2813。此外,在线圈弹簧285的内侧收容有球体283,线圈弹簧285还发挥引导球体283向墨水供应方向的移动的作用。因此,阀管路281内的球体283的游动被限制,能够使通过相对于密封部件284 的球体283的抵接或离开而成立的阀结构稳定。
O型圈286密封阀管路281与分支头部282的对接部。O型圈286嵌合于第一入口端口2821的外周面,并抵接于第一入口端口2821的突出设置基部2829。
图41(A)是表示打印模式下的逆流防止机构部238的状态的剖视图,图41(B)是图41(A)的A4部放大图。图41(A)中示出了收容在泵部232的泵9。泵9的结构与第一实施方式相同。在本实施方式中,挤压管92是与联络管232P及旁路管235一体的管。即,挤压管92的一端侧连通于第一室241的底壁部2413(联络管232P),另一端侧连通于分支头部282的第二入口端口2822(旁路管235),中央部分被设定为配置在偏心凸轮91的周面的挤压部。
泵9在打印模式下处于停止状态。此时,偏心凸轮91压扁挤压管92而处于停止的状态,因此,通过旁路管235的墨水供应通道被封闭。另一方面,在加压清除模式下,泵9被正转驱动。在图41(A),偏心凸轮91的正转方向为逆时针方向。通过此种泵9的正转驱动,墨水从第一室241通过联络管232P被吸引,从旁路管235朝向作为汇合部a的逆流防止机构部 238。另外,如果泵9被反转驱动,则成为如图9(B)所示的减压模式,通过旁路管235及分支头部282,联络室244及第二室242和下游管234负压化。
接着,说明逆流防止机构部238的动作。在打印模式(第一状态)下,墨水从第二室242利用通过联络室244、逆流防止机构部238及下游管234的供应路径被供应到头单元21。在此种打印模式下,如图41(B)所示,球体283从密封部件284离开,成为向上方浮上的状态。这是因为,从第二室242至下游管234的供应路径在打印模式下被维持为负压。再加上头单元21的墨水喷出部22每当喷出墨滴时吸引存在于所述供应路径内的墨水,从而在球体283作用朝向墨水供应方向的力,球体283在墨水的液体中从密封部件284浮上。
由于球体283从密封部件284离开,因此,联络室244的供应孔2443成为被开放的状态。另一方面,有时因墨水喷出部22的吸引力,球体283浮上至抵接于第一入口端口2821的下端缘2828为止。图40(A)示出了球体283浮上至最上位的状态。在此种情况下,由于在第一入口端口2821的周壁具备切口部2826,因此,也确保墨水的通道。因此,墨水能够从联络室244朝向分支头部282穿过。
图42(A)是表示加压清除模式(第二状态)下的逆流防止机构部238的状态的剖视图,图42(B)是图42(A)的A5部放大图。在加压清除模式下,利用泵9的正转驱动,通过旁路管235被加压的墨水被供应到分支头部282的第二入口端口2822(汇合部a)。因此,旁路管235和位于汇合部a的下游侧的下游管234通过被加压的墨水而被加压。此时,墨水被加压为超过100kPa的高压。如果此种高压被施加于第二室242,有时界定第二室242 的一部分的大气压检测膜70破裂或对第二界定壁2421的安装部剥离。
但是,在本实施方式中,利用施加于汇合部a的加压力,球体283朝向下方(墨水供应方向的上游侧)被按压,球体283抵接于密封部件284。图40(B)及图42(B)示出了通过所述按压,球体283被嵌入于密封部件284的环内的状态。通过球体283抵接于被线圈弹簧285压向座部2813的密封部件284,供应孔2443成为被堵塞的状态。即,打印模式下的墨水供应路径中,位于汇合部a的上游侧的联络室244以及第二室242从加压墨水的加压遮断。因此,能够预先防止大气压检测膜70的破损等。
[变形例]
以上说明了本发明的实施方式,但本发明并不限定于此,例如可采用如下所述的变形实施方式。
(1)在所述实施方式中,例示了本发明所涉及的液体供应单元3、3A向喷墨式打印机1的头单元21供应墨水的方式。液体供应单元3、3A贮存、供应的液体并不限定于墨水,可将各种液体作为对象。例如,可将水、各种溶液、药液、工业用化学液体等作为液体供应单元3、3A的贮存、供应对象。
(2)在所述第一实施方式中,例示了利用球体83的逆流防止机构部38,但这是一例,也可采用各种逆流防止结构。例如,可采用带复位弹簧的阀体在阀管路81内与供应孔42H 相向配置,并在施加加压清除的压力时所述阀体堵塞供应孔42H的结构。
(3)在所述实施方式中,例示了具备伞阀66的开闭阀6,但取而代之,也可将各种移动式阀用作开闭部件。而且,例如在所述第一实施方式中,示出了推压部件5和开闭阀6通过连杆突起54和连杆销65连杆结合的例子,但两者也可不是连杆结合。例如,也可以为推压部件5的一部分和开闭阀6的一部分通过弹簧等形成始终接触的状态,并通过其接触部,推压部件5推压开闭阀6的结构。
(4)例如在所述第一实施方式中,示出了推压部件5具备互相在转动轴方向上分离的一对支点部53的例子。取而代之,也可以使用沿转动轴方向延伸的一个长轴来作为支点部 53。或者,在推压部件5的转动扭转不成问题的情况下,将在一个臂的远端形成支点部的部件来代替所述实施方式的一对臂部52以及一对支点部53。此外,也可以省略臂部52而在圆板部51的上端附近设置支点部53。
(5)在所述实施方式中,作为开闭部件例示了图15(A)及(B)所示的开闭阀6,但也可变更为其他结构的阀。图43(A)是变形例所涉及的开闭阀6A的立体图,图43(B) 是开闭阀6A的分解立体图。开闭阀6A由阀支撑61A和被该阀支撑61A保持的伞阀66的组装体形成。伞阀66与之前基于图15(B)说明的伞阀为相同结构,因此,在此省略说明。
阀支撑61A具备在被组装于连通口43的状态下位于第一室41侧的第一端部1611和位于第二室42侧的第二端部1612。阀支撑61A包含第一端部1611侧的筒部162、第二端部1612侧的平板部163、位于筒部162与平板部163之间的中间部164以及配设在平板部163 的连杆销165。伞阀66被保持在阀支撑61A的第一端部1611侧。
筒部162是在径向中心具有贯穿孔166的圆筒状的部分,在贯穿孔166贯穿伞阀66的销部662。贯穿孔166的内径小于伞阀66的锁定球部663的直径,但利用橡胶弹性,以锁定球部663被压入并通过的方式,销部662从第一端部1611插通于贯穿孔166。在筒部162的外周面,在周向上等间距设置有沿径向凹陷的多个流路槽167。流路槽167成为开闭阀6A处于开姿势时墨水流动的流路。
中间部164是具有与筒部162的外径大致相同的宽度,且比平板部163宽的平板部分。在中间部164至平板部163的部分设置有由收容销部662的切口形成的销收容部168。筒部 162及中间部164被收容在连通口43的大径部43A。当开闭阀6A沿左右方向移动时,筒部162及中间部164的外周面成为被大径部43A引导的引导面162S。在平板部163与中间部 164的边界部存在由基于两者的宽度差的台阶形成的抵接部164A。抵接部164A与连通口 43的台阶部43C(图17(B))相向并抵接。突出设置于平板部163的连杆销165嵌入于推压部件5的连杆突起54所具备的连杆孔541(图14(B))。
在该开闭阀6A中,当处于闭姿势时,通过伞阀66的密封面67抵接于密封壁面43S(图 16(B)),连通口43封闭。另一方面,当处于开姿势时,密封面67离开密封壁面43S,通过流路槽167而墨水流动。此外,当过度的内压作用于第二室42时,伞部661的伞形状反转的点与图29(A)及(B)的说明一样。在如上的开闭阀6A中,也能发挥作为开闭部件的作用。

Claims (15)

1.一种液体供应单元,从贮存指定的液体的液体收容容器向喷射所述液体的液体喷射头供应所述液体,其包括:
压力室,可贮存所述液体;
第一供应通道,使所述液体收容容器与所述压力室连通;
第二供应通道,使所述液体喷射头与所述压力室连通;
旁路供应通道,具备连接于所述第一供应通道的一端和与所述第二供应通道汇合的另一端,由不经由所述压力室而使所述第一供应通道和所述第二供应通道直接连接的管路构成;以及
加压机构,被配置在所述旁路供应通道,对在该旁路供应通道流通的所述液体进行加压,所述加压机构将所述一端作为所述旁路供应通道中的液体供给方向的上游端,将所述另一端作为下游端,将所述液体从所述第一供应通道向所述第二供应通道供应,
所述液体供应单元的特征在于,
所述第二供应通道具备与所述压力室连接的始端部,
所述液体供应单元还包括逆流防止机构,配置在所述第二供应通道与所述旁路供应通道的所述另一端的汇合部和所述始端部之间的所述第二供应通道,防止被所述加压机构加压的所述液体朝向所述压力室逆流。
2.根据权利要求1所述的液体供应单元,其特征在于,
所述压力室、所述逆流防止机构及所述第二供应通道沿上下方向配置成:所述逆流防止机构位于所述压力室的下方,所述汇合部位于所述逆流防止机构的下方。
3.一种液体供应单元,从贮存指定的液体的液体收容容器向喷射所述液体的液体喷射头供应所述液体,其包括:
压力室,可贮存所述液体;
第一供应通道,使所述液体收容容器与所述压力室连通;
第二供应通道,使所述液体喷射头与所述压力室连通;
旁路供应通道,具备连接于所述第一供应通道的一端和与所述第二供应通道汇合的另一端,由不经由所述压力室而使所述第一供应通道和所述第二供应通道直接连接的管路构成;以及
加压机构,被配置在所述旁路供应通道,对在该旁路供应通道流通的所述液体进行加压,所述加压机构将所述一端作为所述旁路供应通道中的液体供给方向的上游端,将所述另一端作为下游端,将所述液体从所述第一供应通道向所述第二供应通道供应,
所述液体供应单元的特征在于,
界定所述压力室的壁部的一部分由柔韧性膜部件形成。
4.根据权利要求2所述的液体供应单元,其特征在于,所述逆流防止机构包含:
阀管路,沿上下方向延伸,构成所述第二供应通道的一部分;
球体,以可向所述液体供应方向移动的方式被收容在所述阀管路内;以及
密封部件,被配置在所述阀管路的上端,当所述球体抵接于该密封部件时关闭所述阀管路,当通过向所述液体供应方向的移动而所述球体离开该密封部件时,打开所述阀管路,其中,
所述球体,在从所述压力室向所述液体喷射头供应所述液体的第一状态下,在所述阀管路内利用自重下降而从所述密封部件离开,在通过所述旁路供应通道而向所述液体喷射头供应被加压的所述液体的第二状态下,在所述阀管路内利用所述加压上升并抵接于所述密封部件。
5.根据权利要求4所述的液体供应单元,其特征在于,
所述压力室在其最下端部具备液体喷出口,
所述阀管路是从所述液体喷出口向铅垂下方延伸出的管路,在其上端侧具备使所述密封部件着座的座部,在下端侧具备承接所述第一状态的所述球体并具有成为液体流路的切口部的球承接部,
构成所述第二供应通道的其他一部分的管路包含从所述阀管路的所述下端侧向铅垂下方延伸出的铅垂部,
所述旁路供应通道的所述下游端汇合于所述铅垂部。
6.根据权利要求1所述的液体供应单元,其特征在于,所述逆流防止机构包含:
阀管路,构成所述第二供应通道的一部分;
球体,以可向所述液体供应方向移动的方式被收容在所述阀管路内;以及
密封部件,当所述球体抵接于该密封部件时关闭所述阀管路,当通过向所述液体供应方向的移动而所述球体离开该密封部件时,打开所述阀管路,其中,
所述球体,在从所述压力室向所述液体喷射头供应所述液体的第一状态下,从所述密封部件离开,在通过所述旁路供应通道而向所述液体喷射头供应被加压的所述液体的第二状态下,抵接于所述密封部件。
7.根据权利要求6所述的液体供应单元,其特征在于,
在所述液体供应单元所述液体收容容器被配置在上方、所述液体喷射头被配置在下方,并且,所述液体供应单元利用水头差从所述液体收容容器向所述液体喷射头供应所述液体,
在所述第一状态下,所述压力室及所述第二供应通道被维持为负压,
在所述第二状态下,所述旁路供应通道和所述汇合部的下游侧的所述第二供应通道通过被加压的所述液体而被加压,
所述球体,在所述第一状态时利用所述负压从所述密封部件离开,在所述第二状态时利用所述加压抵接于所述密封部件。
8.根据权利要求6所述的液体供应单元,其特征在于,
所述密封部件呈具备直径小于所述球体的外径的贯穿孔的环形状,
所述阀管路具备使所述密封部件着座的座部,
所述逆流防止机构还具备线圈弹簧,该线圈弹簧安装于所述阀管路内,对所述密封部件施加朝向所述座部的力,并且,引导所述球体的向所述液体供应方向的移动。
9.根据权利要求4所述的液体供应单元,其特征在于,
所述球体的比重被设定在相对于所述液体的比重为1.1倍至1.5倍的范围。
10.根据权利要求6所述的液体供应单元,其特征在于,
所述阀管路是沿上下方向延伸的管路,
所述球体的比重被设定为相对于所述液体的比重为2倍以下。
11.根据权利要求3所述的液体供应单元,其特征在于还包括:
上游室,构成所述第一供应通道的一部分,相对于所述压力室被配置在液体供应方向的上游侧;
壁部,具备使所述上游室与所述压力室连通的连通口;
开闭部件,被配置在所述连通口,在关闭所述连通口的闭姿势与打开所述连通口的开姿势之间进行姿势变更;
施力部件,向所述开闭部件施加朝向所述闭姿势的方向的力;以及
推压部件,可将所述开闭部件朝向所述开姿势的方向推压,
所述柔韧性膜部件是基于伴随所述压力室内的液体的减少而产生的负压移位,并将其移位力传递至所述推压部件的部件,
所述推压部件具有:从所述柔韧性膜部件接受移位力的受压部;以及利用所述受压部所受的移位力,抗拒所述施力部件的作用力推压所述开闭部件的推压部。
12.根据权利要求1所述的液体供应单元,其特征在于,
在所述液体供应单元所述液体收容容器被配置在上方、所述液体喷射头被配置在下方,并且,所述液体供应单元利用水头差从所述液体收容容器向所述液体喷射头供应所述液体,
在从所述压力室向所述液体喷射头供应所述液体的第一状态下,所述压力室及所述第二供应通道被维持为负压,
在通过所述旁路供应通道向所述液体喷射头供应被加压的所述液体的第二状态下,所述旁路供应通道和所述汇合部的下游侧的所述第二供应通道通过被加压的所述液体而被加压,并且,通过所述逆流防止机构,所述汇合部的上游侧的所述第二供应通道以及所述压力室从所述加压遮断。
13.根据权利要求1~12中任意一项所述的液体供应单元,其特征在于还包括:
排气机构,从所述压力室排出空气。
14.根据权利要求1~12中任意一项所述的液体供应单元,其特征在于,
所述加压机构是搭载于该液体供应单元的泵。
15.一种液体喷射装置,其特征在于包括:
液体喷射头,喷射指定的液体;以及
如权利要求1至14中任一项所述的液体供应单元,从贮存所述液体的液体收容容器向所述液体喷射头供应所述液体。
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