Устройство выброса жидкости
FLUID EJECTION DEVICE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее раскрытие относится к устройству выброса жидкости.
Описание предшествующего уровня техники
[0002] В качестве одного из режимов записи изображений известен режим, в котором жидкий состав, содержащий красящее вещество (чернила), наносится на промежуточное тело для переноса с помощью головки выброса жидкости (струйной головки для записи) для формирования изображения, при этом изображение переносится на регистрирующую среду (носитель записи), такую как бумага, с формированием изображения.
В этом режиме перенос, как правило, осуществляется при нагреве промежуточного тела для переноса. В японском патенте № 5085893 раскрыт способ, в котором скорость плавления смолы при нагреве во время переноса может быть улучшена путем нагрева части для переноса (на которой изображение должно переноситься с промежуточного тела для переноса на носитель записи) до более высокой температуры, чем минимальная температура пленкообразования (MFT) смолистой эмульсии в чернилах.
[0003] Однако в способе, описанном в японском патенте № 5085893, нагрев части для переноса может отрицательно влиять на выброс через головку выброса жидкости. А именно, испарение воды и т.п. в чернилах через сопло выброса ускоряется в условиях относительно высокой температуры. В результате этого вблизи сопла выброса происходят сгущение чернил и изменение концентрации красящего вещества, и, следовательно, могут возникать нарушение выброса чернил и неравномерность плотности изображения. Как указано выше, в устройстве, в котором носитель объекта выброса (т.е. среда, на которую должна выбрасываться жидкость через головку выброса жидкости, например, тело для переноса и носитель записи) нагревается, выброс через головку выброса жидкости осуществляется в условиях эксплуатации при относительно высокой температуре из-за воздействия тепла, исходящего от этой среды, и, следовательно, на выброс через головку выброса жидкости может оказываться отрицательное влияние.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Целью настоящего раскрытия является создание устройства выброса жидкости, при помощи которого становится возможным выброс жидкости без подвергания отрицательного воздействия тепла даже когда носитель объекта выброса, на которую осуществляется выброс через головку выброса жидкости, например, промежуточное тело для переноса и носитель записи, нагревается, и, следовательно, выброс через головку выброса жидкости осуществляется в условиях относительно высокой температуры из-за воздействия тепла.
Чтобы достичь вышеуказанной цели, устройство выброса жидкости в соответствии с настоящим раскрытием содержит: головку выброса жидкости, которая сообщается с соплом выброса для выброса через него жидкости и которая снабжена напорной камерой, имеющей в своей внутренней части энергогенерирующий элемент, способный генерировать энергию, используемую для выброса жидкости; тело для переноса, на которое через головку выброса жидкости выбрасывается жидкость для формирования изображения; и прижимной блок, который прижимает к телу для переноса носитель записи для переноса изображения, сформированного на теле для переноса, на носитель записи, при этом устройство выброса жидкости дополнительно содержит нагревательный блок для нагрева тела для переноса в течение периода времени от выброса жидкости через головку выброса жидкости и до прижима носителя записи с помощью прижимного блока, и жидкость в напорной камере в головке выброса жидкости циркулирует между напорной камерой и снаружи напорной камеры.
В устройстве выброса жидкости этого типа характеристики переноса изображений могут быть улучшены за счет нагрева тела для переноса во время переноса изображения на теле для переноса на носитель записи. Кроме того, даже в том случае, когда жидкость, например, вода испаряется через сопло выброса в результате нагрева тела для переноса, вызывая сгущение жидкости и изменение плотности красящего вещества, также становится возможным выпуск жидкости и добавление новой жидкости. В результате этого могут быть предотвращены возникновение нарушения выброса и неравномерность изображения.
Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания примеров осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0005] Фиг. 1 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую один пример конфигурации струйного устройства записи с переносом изображения.
[0006] Фиг. 2 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую еще один пример конфигурации струйного устройства записи с переносом изображения.
[0007] Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий изменение состава красочного изображения (изображения, образованного чернилами) до и после поглощения жидкости.
[0008] Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую систему управления для струйного устройства записи с переносом изображения.
[0009] Фиг. 5 представляет собой схему, иллюстрирующую магистраль циркуляции чернил в настоящем варианте осуществления.
[0010] Фиг. 6A и 6B представляют собой виды в перспективе головки выброса жидкости в настоящем варианте осуществления.
[0011] Фиг. 7 представляет собой развернутый вид в перспективе головки выброса жидкости в настоящем варианте осуществления.
[0012] Фиг. 8A, 8B, 8C, 8D и 8E представляют собой виды сверху первого и второго элементов тракта потока в настоящем варианте осуществления.
[0013] Фиг. 9 представляет собой увеличенный прозрачный вид части элемента тракта потока в настоящем варианте осуществления.
[0014] Фиг. 10 представляет собой вид в разрезе по линии F-F на фиг. 9.
[0015] Фиг. 11A и 11B представляют собой вид в перспективе и увеличенный вид в перспективе модуля выброса в настоящем варианте осуществления.
[0016] Фиг. 12A, 12B и 12C представляют собой виды сверху подложки с элементом записи в настоящем варианте осуществления.
[0017] Фиг. 13 представляет собой увеличенный вид сверху подложки с элементом записи в настоящем варианте осуществления.
[0018] Фиг. 14 представляет собой частично увеличенный вид сверху прилегающих частей подложек с элементом записи в настоящем варианте осуществления.
[0019] Фиг. 15A, 15B и 15C представляют собой вид сверху и вид в перспективе, иллюстрирующие главную часть головки выброса жидкости.
[0020] Фиг. 16 представляет собой увеличенный вид в разрезе части, прилегающей к соплу выброса в головке выброса жидкости.
[0021] Фиг. 17 представляет собой увеличенный вид в разрезе части, прилегающей к соплу выброса в головке выброса жидкости.
[0022] Фиг. 18A и 18B представляют собой диаграммы, иллюстрирующие состояние концентрации красящего вещества в чернилах в части сопла выброса.
[0023] Фиг. 19 представляет собой график, показывающий результаты сравнения концентраций красящих веществ в чернилах на носителе объекта выброса.
[0024] Фиг. 20 представляет собой график для описания соотношения между размером головки и режимом потока.
[0025] Фиг. 21A, 21B, 21C и 21D представляют собой диаграммы, иллюстрирующие состояние потока чернил в части сопла выброса.
[0026] Фиг. 22 представляет собой график, показывающий результаты подтверждения соотношения между размером головки и режимом потока.
[0027] Фиг. 23A и 23B представляют собой графики, на каждом из которых отображены скорости выброса по отношению к числу выбросов после приостановки выброса.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0028] Далее в качестве одного варианта осуществления устройства выброса жидкости настоящего раскрытия в соответствии с прилагаемыми чертежами подробно описывается струйное устройство записи.
[0029] Фиг. 1 и 2 представляют собой принципиальные схемы, соответственно иллюстрирующие примеры конфигурации устройства выброса жидкости в соответствии с настоящим вариантом осуществления, типичным примером которого служит струйное устройство записи с переносом изображения. На фиг. 1 изображено струйное устройство 1000 записи с подачей листов, в котором изображение, формируемое с использованием жидкости, такой как чернила, переносится на носитель 108 записи посредством тела 101 для переноса в форме барабана для формирования изображения на носителе 108 записи. В струйном устройстве 2000 записи, представляющем собой устройство выброса жидкости, изображенное на фиг. 2, с другой стороны, вместо тела 101 для переноса в форме барабана, изображенного на фиг. 1, предусмотрено тело 201 для переноса в виде бесконечной ленты, которое является предпочтительным ввиду меньшей теплоемкости и его более простого терморегулирования по сравнению с телом 101 для переноса в форме барабана, изображенным на фиг. 1. В струйном устройстве 2000 записи, изображенном на фиг. 2, предусмотрен противостоящий валик 240 для прижатия тела 201 для переноса к прижимному элементу 206. Положение на носителе 208 записи, в котором красочное изображение переносится с тела 201 для переноса, не ограничено положением, изображенным на фиг. 2. Например, на стороне, обращенной к нагревательному блоку 110, можно создать опорный элемент 202, служащий в качестве противостоящего валика. В альтернативном варианте можно создать опорный элемент 202, служащий в качестве нагревательного блока для нагрева тела 201 для переноса. В струйном устройстве 2000 записи, изображенном на фиг. 2, опорный элемент 202, устройство 203 нанесения реакционной жидкости, устройство 204 нанесения чернил (головка выброса жидкости), устройство 205 поглощения жидкости и прижимной элемент 206 имеют те же конфигурации, что и изображенные на фиг. 1. Устройство 207 транспортирования носителя записи и носитель 208 записи также имеют те же конфигурации, что и изображенные на фиг. 1. Поэтому ниже описывается только конфигурация струйного устройства 1000 записи, изображенного на фиг. 1.
Головка выброса жидкости для выброса жидкости (например, чернил) и устройство выброса жидкости, оснащенное головкой выброса жидкости, могут применяться в печатающем устройстве, принтере, копировальной машине и промышленном устройстве записи, объединенном с различными устройствами обработки. Например, головка выброса жидкости и устройство выброса жидкости могут также использоваться в принтере объемной печати или при производстве биокристалла, печати электронной схемы, производстве полупроводниковой подложки и т.п.
[0030] Как показано на фиг. 1, устройство 1000 выброса жидкости, типичным примером которого служит струйное устройство записи, снабжено телом 101 для переноса, устройством 103 нанесения реакционной жидкости, устройством 104 нанесения чернил, устройством 105 поглощения жидкости, нагревательным блоком 110 и прижимным элементом 106. Тело 101 для переноса, являющееся носителем, на который должна выбрасываться (наноситься) жидкость из устройства 104 нанесения чернил, представляет собой вращающееся тело, которое поддерживается опорным элементом 102 и может вращаться вокруг оси 102a вращения. Устройство 103 нанесения реакционной жидкости может наносить реакционную жидкость, способную реагировать с цветными чернилами, на тело 101 для переноса, при этом устройство 104 нанесения чернил снабжено головкой выброса чернил и может наносить цветные чернила на тело 101 для переноса, на котором имеется нанесенная на него реакционная жидкость, для формирования красочного изображения (представляющего собой изображение, формируемое чернилами) на теле для переноса. Устройство 105 поглощения жидкости поглощает жидкий компонент из красочного изображения на теле 101 для переноса, а нагревательный блок 110 нагревает красочное изображение на теле 101 для переноса до температуры, равной или большей, чем минимальная температура пленкообразования (MFT) пленкообразующего компонента, содержащегося в чернилах. Прижимной элемент 106 прижимает носитель 108 записи к телу 101 для переноса с целью переноса красочного изображения на теле для переноса (с которого удален жидкий компонент и который нагрет до температуры, равной или большей MFT) на носитель 108 записи, такой как бумага. При необходимости струйное устройство 1000 записи может быть дополнительно оснащено очищающим элементом 109 тела для переноса для очистки поверхности тела 101 для переноса после переноса красочного изображения. Разумеется, каждое из тела 101 для переноса, устройства 103 нанесения реакционной жидкости, жидкостной головки в устройстве 104 нанесения чернил, устройства 105 поглощения жидкости и очищающего элемента 109 тела для переноса имеет длину, соответствующую ширине (т.е. длине в направлении, ортогональном направлению транспортирования) носителя 108 записи.
[0031] Тело 101 для переноса движется вместе с вращением опорного элемента 102 по оси 102а вращения в направлении стрелки А, изображенной на фиг. 1. Реакционная жидкость и чернила поочередно наносятся на движущееся тело 101 для переноса с помощью устройства 103 нанесения реакционной жидкости и устройства 104 нанесения чернил соответственно для формирования красочного изображения на теле 101 для переноса. Красочное изображение, сформированное на теле 101 для переноса, перемещается в положение, в котором красочное изображение может контактировать с элементом 105a поглощения жидкости в устройстве 105 поглощения жидкости, вместе с перемещением тела 101 для переноса.
Элемент 105a поглощения жидкости в устройстве 105 поглощения жидкости движется синхронно с вращением тела 101 для переноса. Красочное изображение, сформированное на теле 101 для переноса, находится в состоянии контакта с перемещаемым элементом 105a поглощения жидкости, в то время как элемент 105a поглощения жидкости удаляет жидкий компонент из красочного изображения на теле для переноса. В этом состоянии контакта особенно предпочтительно, чтобы элемент 105a поглощения жидкости прижимал тело 101 для переноса с конкретной силой прижатия с точки зрения эффективного действия элемента 105a поглощения жидкости.
Иными словами, удаление жидкого компонента (жидкой составляющей) является концентрированием чернил, составляющих изображение, формируемое на теле 101 для переноса. То обстоятельство, что чернила концентрируется, означает, что соотношение содержания сухого (твердого) вещества (например, красящего вещества и смолы) по отношению к содержанию жидкого компонента в чернилах повышается с уменьшением жидкого компонента, содержащегося в чернилах.
[0032] После этого красочное изображение, сформированное на теле 101 для переноса, перемещается в положение, обращенное к нагревательному блоку 110, вместе с перемещением тела 101 для переноса, и при этом нагревается до температуры, равной или большей MFT пленкообразующего компонента, содержащегося в чернилах. В красочном изображении, из которого удален жидкий компонент и которое нагрето до температуры, равной или большей MFT, чернила концентрированы по сравнению с красочным изображением, из которого жидкость еще не удалена, и находятся в состоянии, в котором твердое вещество размягчено. Кроме того, красочное изображение на теле 101 для переноса перемещается на прижимной элемент 106, контактирующий с носителем 108 записи, который транспортируется с помощью устройства 107 транспортирования носителя записи, вместе с перемещением тела 101 для переноса. Прижимной элемент 106 прижимает носитель 108 записи к телу 101 для переноса во время контакта красочного изображения (из которого удалена жидкость и в котором твердое вещество размягчено) с носителем 108 записи, благодаря чему красочное изображение на теле 101 для переноса переносится на носитель 108 записи. Красочное изображение, перенесенное на носитель 108 записи, является зеркальным изображением каждого из красочного изображения до удаления жидкости и красочного изображения после удаления жидкости.
[0033] В настоящем варианте осуществления чернила наносятся на тело 101 для переноса после нанесения реакционной жидкости на тело 101 для переноса для формирования изображения, и, следовательно, чернила все ещё остаются не реагирующими с реакционной жидкостью на участке без изображения, на котором чернилами на теле 101 для переноса изображение не формируется. В противоположность этому, элемент 105а поглощения жидкости может контактировать с жидким компонентом в изображении, а также не участвовавшей в реакции реакционной жидкостью, и, следовательно, жидкий компонент в реакционной жидкости может также быть удален. Следовательно, формулировка «жидкий компонент удален из изображения» не имеет неограничивающего значения, что «жидкий компонент удален только из изображения», а означает, что «жидкий компонент удален из по меньшей мере изображения на теле для переноса».
Жидкий компонент конкретно не ограничен при условии, что жидкий компонент не имеет определенной формы, имеет текучесть и имеет почти постоянный объем. Примеры жидкого компонента включают воду, содержащуюся в чернилах или реакционной жидкости, и органический растворитель.
[0034] Далее подробно описывается каждый компонент струйного устройства записи с переносом изображения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
[0035] <Тело для переноса>
Тело 101 для переноса имеет поверхностный слой, содержащий поверхность формирования изображений. В качестве материала для поверхностного слоя надлежащим образом могут использоваться различные материалы, включая смолу и керамику, а с точки зрения износоустойчивости и т.п. предпочтителен материал, имеющий высокий модуль упругости при сжатии. Конкретные примеры такого материала включают акриловую смолу, акриловую силиконовую смолу, фторированную смолу и продукт конденсации, производимый путем конденсации гидролизуемого кремнийорганического соединения. С целью улучшения смачиваемости, характеристик переноса и т.п. реакционной жидкости может применяться поверхностная обработка. Примеры поверхностной обработки включают огневую обработку, обработку коронированием, плазменную обработку, полировку, торшонирование, облучение активно энергетическими лучами, озонирование, обработку поверхностно-активными веществами и обработку силановыми аппретами. Две или более из этих обработок могут использоваться совместно. На поверхностном слое можно также формировать произвольную форму поверхности.
Предпочтительно, чтобы тело 101 для переноса имело сжимаемый слой, который выполняет функцию поглощения флуктуирующего давления. В тех случаях, когда предусматривается сжимаемый слой, становится возможным рассредоточение флуктуирующего давления по сжимаемому слою даже в тех случаях, когда флуктуация давления происходит локально, при этом удовлетворительные характеристики переноса могут сохраняться даже при высокоскоростной записи изображений. Примеры материала для сжимаемого слоя включают акрилонитрил-бутадиеновый каучук, акриловый каучук, хлоропреновый каучук, уретановый каучук и силиконовый каучук. Сжимаемый слой предпочтительно представляет собой слой, в который во время формования каучукового материала добавляется заданное количество вулканизирующего вещества, ускорителя вулканизации и т.п., и при необходимости добавляется наполнитель, такой как вспенивающее вещество, полые микрочастицы или поваренная соль, чтобы сделать сжимаемый слой пористым. Части ячеек сжимаются, сопровождаемые изменением объема вместе с различными флуктуациями давления. Следовательно, деформация тела 101 для переноса в направлении, отличном от направления сжатия, становится небольшой и могут достигаться более стабильные характеристики переноса и износоустойчивость. Пористый каучуковый материал может представлять собой материал, имеющий непрерывную ячеистую структуру, в которой ячейки сообщаются друг с другом, или материал, имеющий закрытоячеистую структуру, в которой ячейки отделены друг от друга, либо может представлять собой комбинацию этих структур.
[0036] Тело 101 для переноса предпочтительно имеет эластичный слой между поверхностным слоем и сжимаемым слоем. В качестве материала для эластичного слоя надлежащим образом могут использоваться различные материалы, включая смолы и керамику. С точки зрения характеристик обработки и т.п., предпочтительно могут использоваться эластомерный материал и каучуковый материал. Конкретные примеры такого материала включают фторсиликоновый каучук, фенилсиликоновый каучук, фторсодержащий каучук, хлоропреновый каучук, уретановый каучук, нитрильный каучук и этиленпропиленовый каучук. Кроме того, могут также использоваться природный каучук, стирольный каучук, изопреновый каучук, бутадиеновый каучук, сополимер этилена/пропилена/бутадиена, бутадиен-нитрильный каучук и т.п. Среди этих материалов, силиконовый каучук, фторсиликоновый каучук и фенилсиликоновый каучук являются предпочтительными с точки зрения размерной стабильности и износоустойчивости ввиду их небольшой остаточной деформации сжатия и являются также предпочтительными с точки зрения характеристик переноса ввиду их незначительных флуктуаций модуля упругости.
[0037] С целью закрепления и удержания слоев можно также использовать клеящее вещество (адгезив) или двустороннюю клейкую ленту между слоями (поверхностным слоем, эластичным слоем, сжимаемым слоем), составляющими тело 101 для переноса. С целью предотвращения поперечного расширения при прикреплении к устройству или сохранения тела может предусматриваться усиливающий слой, имеющий высокий модуль упругости при сжатии. В качестве усиливающего слоя может использоваться тканое полотно. Тело 101 для переноса может изготавливаться путем произвольного объединения слоев, создаваемых из вышеупомянутых материалов. Размер тела 101 для переноса может выбираться произвольно в зависимости от предполагаемого размера изображения.
Форма тела для переноса не имеет конкретного ограничения, и помимо формы барабана, изображенной на чертеже, могут использоваться листовидная форма, форма валика, форма ленты, форма бесконечной сетки и т.п.
[0038] <Опорный элемент>
В качестве способа опоры тела 101 для переноса с помощью опорного элемента 102 может использоваться клеящее вещество или двусторонняя клейкая лента. В альтернативном варианте к телу 101 для переноса можно также прикреплять установочный элемент, выполненный из металла, керамики, смолы и т.п., и обеспечивать телу 101 для переноса поддержку опорным элементом 102 с использованием установочного элемента.
С точки зрения точности транспортирования и износоустойчивости, необходимо, чтобы опорный элемент 102 имел определенный уровень конструкционной прочности. В качестве материала для опорного элемента 102 предпочтительно используется металл, керамика, смола и т.п. В частности, с целью улучшения жесткости или размерной точности для выдерживания повышения давления во время переноса и с целью снижения инерционности во время работы для улучшения реагирования на управление предпочтительно могут использоваться следующие материалы: алюминий, железо, нержавеющая сталь, ацетальная смола, эпоксидная смола, полиимид, полиэтилен, поли(этилентерефталат), нейлон, полиуретан, кварцевая керамика и алюмооксидная керамика. Предпочтительно также использовать два или более из этих материалов в сочетании.
[0039] <Устройство нанесения реакционной жидкости>
Устройство 103 нанесения реакционной жидкости, используемое в настоящем варианте осуществления, представляет собой валик глубокой печати, оснащенный: частью 103а хранения реакционной жидкости, в которой хранится реакционная жидкость; и элементами 103b, 103c нанесения реакционной жидкости, каждый из которых может наносить реакционную жидкость в части 103а хранения реакционной жидкости на тело 101 для переноса.
Устройство нанесения реакционной жидкости может представлять собой любое устройство при условии, что реакционная жидкость может наноситься на носитель объекта выброса (т.е. среду, на которую должна выбрасываться жидкость), и надлежащим образом могут использоваться общеизвестные устройства. Конкретные примеры такого устройства включают валик глубокой печати, головку для струйной печати, устройство для нанесения покрытия штампом (установка для нанесения покрытия штампом) и устройство шаберного мелования (шаберная установка для нанесения покрытия). Нанесение реакционной жидкости с помощью устройства нанесения реакционной жидкости может осуществляться до или после нанесения чернил при условии, что реакционная жидкость может смешиваться (реагировать) с чернилами на носителе объекта выброса. Предпочтительно, чтобы реакционная жидкость наносилась до нанесения чернил. В тех случаях, когда реакционная жидкость наносится до нанесения чернил, становится возможным предотвращение возникновения растекания, представляющего собой явление, при котором смежные капли чернил смешиваются друг с другом, или растекания, представляющего собой явление, при котором ранее разбрызганные капли чернил притягиваются к разбрызганным позже каплям чернил во время записи изображения в режиме струйной печати.
[0040] <Реакционная жидкость>
Реакционная жидкость может соединять компонент, имеющий анионную группу (например, смолу, самодиспергирующий пигмент), в чернилах в результате контакта с чернилами и содержит реагент. Примеры реагента включают многовалентный ион металла, катионный компонент, такой как катионная смола, и органическую кислоту.
2+
2+
2+
2+
2+
2+
2+
3+
3+
3+
3+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2-
2-
-
3-
2-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2
3
4
2
3
4
3
3
4
4
2
4
2
3
2
4
2
6
5
6
4
2
3
3
[0041] Конкретные примеры многовалентного иона металла включают: двухвалентный ион металла, такой как Ca, Cu, Ni, Mg, Sr, Ba и Zn; и трехвалентный ион металла, такой как Fe, Cr, Y и Al. С целью добавления многовалентного иона металла к реакционной жидкости может использоваться соль многовалентного металла (которая может быть в форме гидрата), состоящая из многовалентного иона металла и аниона, которые связаны друг с другом. Конкретные примеры аниона включают: неорганический анион, такой как Cl, Br, I, ClO, ClO, ClO, ClO, NO, NO, SO, CO, HCO, PO, HPO и HPO; и органический анион, такой как HCOO, (COO), COOH(COO), CHCOO, CH(COO), CHCOO, CH(COO) и CHSO. В том случае, когда в качестве реагента используется многовалентный ион металла, содержание (в % по массе) многовалентного иона металла в реакционной жидкости относительно содержания соли многовалентного металла предпочтительно составляет от 1,00% по массе или более до 10,00% по массе или менее относительно полной массы реакционной жидкости.
Примеры катионной смолы включают смолу, имеющую структуру вторичного или третичного амина, и смолу, имеющую структуру четвертичной аммониевой соли. Конкретные примеры включают смолы, имеющие структуры виниламина, аллиламин, винилимидазол, винилпиридин, диметиламиноэтилметакрилат, этиленимин и гуанидин. С целью улучшения растворимости в реакционной жидкости катионная смола может быть соединена с кислотообразующим веществом, либо катионная смола может подвергаться обработке с образованием четвертичного основания. В том случае, когда в качестве реагента используется катионная смола, содержание (в % по массе) катионной смолы в реакционной жидкости предпочтительно составляет от 1,00% по массе или более до 10,00% по массе или менее относительно полной массы реакционной жидкости.
[0042] Реакционная жидкость, содержащая органическую кислоту, обладает способностью буферизации в кислотной области (значение рН менее 7,0, предпочтительно значение рН от 2,0 до 5,0) и, следовательно, может делать анионные группы в компонентах, присутствующих в чернилах, кислотными для соединения компонентов. Конкретные примеры органической кислоты включают: монокарбоновую кислоту, такую как муравьиная кислота, уксусная кислота, пропионовая кислота, масляная кислота, бензойная кислота, гликолевая кислота, молочная кислота, салициловая кислота, пиррол-карбоновая кислота, фуран-карбоновая кислота, пиколиновая кислота, никотиновая кислота, тиофенкарбоновая кислота, левулиновая кислота и кумаровая кислота, а также ее соли; дикарбоновую кислоту, такую как щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, малеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, себациновая кислота, фталиевая кислота, яблочная кислота и винная кислота, а также ее соли и основные соли; трикарбоновая кислота, такая как лимонная кислота и тримеллитовая кислота, а также ее соли и основные соли; и тетракарбоновую кислоту, такую как пиромеллитовая кислота, а также ее соли и основные соли.
В качестве компонентов, отличных от реагента в реакционной жидкости, могут использоваться компоненты, упоминаемые ниже, такие как компоненты, которые могут использоваться в чернилах, такие как вода, водорастворимый органический растворитель и прочие добавки.
[0043] <Устройство нанесения чернил>
В настоящем варианте осуществления в качестве устройства 104 нанесения чернил для нанесения чернил на тело 101 для переноса может использоваться головка выброса жидкости. К типу головки выброса жидкости относится тип, в котором чернила выбрасывается благодаря тому, что инициируется пленочное кипение чернил с помощью, например, термоэлектрического преобразователя для образования пузырьков, тип, в котором чернила выбрасывается с помощью электромеханического преобразователя, и тип, в котором чернила выбрасывается с помощью статического электричества. Среди этих типов тот тип, в котором используется термоэлектрический преобразователь, используется особенно предпочтительно с точки зрения достижения записи изображений с высокой скоростью и высокой плотностью. Формирование изображения с помощью головки выброса жидкости осуществляется путем нанесения чернил в количестве, требуемом для каждого положения, в ответ на сигнал изображения. Подробные данные о головке выброса жидкости описываются ниже.
[0044] В настоящем варианте осуществления головка выброса жидкости представляет собой головку выброса жидкости для печати по ширине странице, которая проходит в направлении ширины носителя 108 записи, в котором расположены сопла выброса, в области, которая охватывает ширину области записи изображений носителя 108 записи, имеющего максимальный полезный размер. У головки выброса жидкости на нижней стороне (т.е. стороне, обращенной к телу 101 для переноса) имеется поверхность выброса чернил, в которой открыты сопла выброса, и поверхность выброса чернил обращена к поверхности тела 101 для переноса с небольшими зазорами (около нескольких миллиметров) между ними.
2
2
Количество наносимых чернил выражается в плотности изображения (коэффициенте заполнения) или толщине чернил. В настоящем варианте осуществления количество чернил определяется как среднее значение (г/м), получаемое умножением массы каждой растровой точки чернил на число наносимых растровых точек, а затем делением результирующего значения на площадь печати. С точки зрения удаления жидкого компонента из чернил термин «максимальное количество наносимых чернил на участке изображения» в контексте данного документа означает количество чернил, наносимых на площадь, имеющую размер по меньшей мере 5 мм или более, на участке, который используется в качестве информации для носителя объекта выброса.
[0045] Устройство 104 нанесения чернил может иметь множество головок выброса жидкости с целью нанесения чернил различного цвета на носитель объекта выброса. Например, в том случае, когда предполагается сформировать цветное изображение с использованием желтых чернил, пурпурных чернил, голубых чернил и черных чернил, устройство 104 нанесения чернил имеет четыре головки выброса жидкости для раздельного выброса четырех чернил на носитель объекта выброса. В этом случае эти головки выброса жидкости расположены вдоль направления перемещения тела 101 для переноса. Конфигурация головок выброса жидкости не ограничена этой конфигурацией, при этом устройство 104 нанесения чернил может иметь головку выброса жидкости для печати на одной странице с интегрированными цветами, которая может выбрасывать множество типов чернил посредством единой головки выброса жидкости.
[0046] В альтернативном варианте устройство 104 нанесения чернил может быть снабжено головкой выброса жидкости, которая может выбрасывать практически прозрачные чистые чернила, не содержащие красящего вещества или содержащие очень незначительное количество красящего вещества. Прозрачные чернила могут использоваться вместе с реакционной жидкостью и цветными чернилами для формирования красочного изображения. В этом случае, например, может быть улучшен глянец изображения. Предпочтительно надлежащим образом корректировать количество добавляемого компонента смолы и управлять положением выброса для прозрачных чернил таким образом, чтобы изображение после переноса имело глянец. Желательно размещать прозрачные чернила на стороне поверхностного слоя относительно цветных чернил в конечном записанном объекте, и, следовательно, предпочтительно наносить прозрачные чернила на тело 101 для переноса до нанесения цветных чернил. По этой причине предпочтительно, чтобы головка выброса жидкости для прозрачных чернил размещалась на стороне выше по потоку от головки выброса жидкости для цветных чернил, если смотреть в направлении перемещения тела 101 для переноса.
С целью, отличной от нанесения глянца, прозрачные чернила могут использоваться для улучшения характеристик переноса изображения с тела 101 для переноса на носитель 108 записи. Например, можно добавлять компонент, способный обладать более высокой клеящей способностью, чем цветные чернила, в большем количестве к прозрачным чернилам и наносить результирующие прозрачные чернила на цветные чернила. Таким образом, прозрачные чернила могут использоваться в качестве вещества для улучшения характеристик переноса, передаваемых телу 101 для переноса. Например, головка выброса жидкости для улучшающих характеристики переноса прозрачных чернил размещается на стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости для цветной чернил, если смотреть в направлении перемещения тела 101 для переноса. Цветные чернила наносятся на тело 101 для переноса, а затем прозрачные чернила наносятся на тело 101 для переноса. В результате этого прозрачные чернила могут существовать на самой наружной (внешней) поверхности красочного изображения. При переносе красочного изображения с тела 101 для переноса на носитель 108 записи прозрачные чернила на поверхности красочного изображения приклеиваются к носителю 108 записи с определенной силой адгезии, и, следовательно, красочное изображение после удаления жидкости может легче перемещаться к носителю 108 записи.
[0047] <Чернила>
Далее описываются компоненты чернил, используемых в настоящем варианте осуществления.
[0048] (Красящее вещество)
В качестве красящего вещества, содержащегося в чернилах, используемых в настоящем варианте осуществления, может использоваться пигмент или краситель. Содержание красящего вещества в чернилах предпочтительно составляет от 0,5% по массе или более до 15,5% по массе или менее, предпочтительнее от 1,0% по массе или более до 10,0% по массе или менее по отношению к общей массе чернил.
[0049] Тип пигмента, который может использоваться в качестве красящего вещества, не имеет конкретного ограничения. Конкретные примеры пигмента включают: неорганический пигмент, такой как сажа и оксид титана; и органический пигмент, такой как азопигмент, фталоцианиновый пигмент, хинакридоновый пигмент, изоиндолиновый пигмент, имидазолоновый пигмент, дикето-пирроло-пирроловый пигмент и диоксазиновый пигмент. Эти пигменты могут использоваться по отдельности, либо при необходимости могут использоваться два или более из них в сочетании. Тип дисперсии пигмента также не имеет конкретного ограничения. Например, может использоваться диспергированный смолой пигмент, который диспергируется с использованием диспергатора смолы, и самодиспергирующий пигмент, в котором гидрофильная группа (например, анионная группа) связана с поверхностью каждой частицы пигмента непосредственно или через другую атомную группу. Разумеется, может также использоваться комбинация пигментов, имеющих различные дисперсные формы.
[0050] В качестве диспергатора смолы для диспергирования пигмента для водосодержащих чернил для струйной печати может использоваться любой известный диспергатор смолы. В частности, в одном примере настоящего варианта осуществления предпочтительно могут использоваться диспергатор акриловой водорастворимой смолы, имеющий гидрофильный компонент и гидрофобный компонент в молекулярной цепочке. Примеры такой формы смолы включают блок-сополимер, статистический сополимер, графт-сополимер и их комбинацию.
Диспергатор смолы в чернилах может растворяться в жидкой среде или может диспергироваться в виде частиц смолы в жидкой среде. Формулировка «смола является водорастворимой» в контексте данного документа означает, что, когда смола нейтрализуется с использованием щелочи в количестве, эквивалентном кислотности смолы, не происходит формирования частиц, диаметр которых может измеряться с помощью динамического рассеяния света.
[0051] Гидрофильный компонент (компонент, имеющий гидрофильную группу, такую как анионная группа) может формироваться, например, полимеризацией мономера, имеющего гидрофильную группу. Конкретные примеры мономера, имеющего гидрофильную группу, включают анионные мономеры, включающие в себя кислотный мономер, имеющий анионную группу, например, (метил)акриловую кислоту и малеиновую кислоту, и ангидрид или соль кислотного мономера. Примеры катиона, составляющего соль кислотного мономера, включают ионы лития, натрия, калия, аммоний и органический аммоний.
Гидрофобный компонент (компонент, который не обладает гидрофильностью, такой как анионная группа) может быть образован, например, полимеризацией мономера, имеющего гидрофобную группу. Конкретные примеры мономера, имеющего гидрофобную группу, включают: мономер, имеющий ароматическое кольцо, такой как стирол, α-метилстирол и бензил(мет)акрилат; и мономер, имеющий алифатическую группу (т.е. мономер эфира (мет)акриловой кислоты), такой как этил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат и бутил(мет)акрилат.
[0052] Кислотность диспергатора смолы предпочтительно составляет от 50 мг КОН/г или более до 550 мг КОН/г или менее, предпочтительнее от 100 мг КОН/г или более до 250 мг КОН/г или менее. Средневесовая молекулярная масса диспергатора смолы предпочтительно составляет от 1000 или более до 50000 или менее. Содержание (в % по массе) пигмента предпочтительно составляет от 0,3 или более до 10,0 или менее содержания диспергатора смолы при пересчете на соотношение (пигмент/диспергатор смолы) по массе.
В качестве самодиспергирующего пигмента может использоваться самодиспергирующий пигмент, в котором анионная группа, такая как группа карбоновой кислоты, группа сульфоновой кислоты и группа фосфоновой кислоты, связана с поверхностью каждой частицы пигмента непосредственно или посредством другой атомной группы (-R-). Анионная группа может находиться в форме кислоты или в форме соли. Когда анионная группа находится в форме соли, часть ее может диссоциировать, либо она полностью может диссоциировать. Примеры катиона, который является противоионом в том случае, когда анионная группа находится в форме соли, включают катион щелочного металла, аммоний и органический аммоний. Конкретные примеры вышеупомянутой еще одной атомной группы (-R-) включают: линейную или разветвленную группу алкилена, имеющую от 1 до 12 атомов углерода; группу арилена, такую как группа фенилена и нафталина; амидную группу; сульфонильную группу; аминогруппу; карбонильную группу; сложноэфирную группу и простую эфирную группу. Может также использоваться группа, которая является комбинацией указанных групп.
[0053] Тип красителя, который может использоваться в красящем веществе, не имеет конкретного ограничения, и предпочтительно может использоваться краситель, имеющий анионную группу. Конкретные примеры красителя включают азокраситель, трифенилметановый краситель, (аза)фталоцианиновый краситель, ксантеновый краситель и антрапиридоновый краситель. Указанные красители могут использоваться по отдельности, либо два или более из них могут использоваться вместе.
В настоящем варианте осуществления предпочтительно также использовать, без использования диспергатора, так называемый самодиспергирующий пигмент, представляющий собой пигмент, поверхность которого изменяется таким образом, что он становится растворимым.
[0054] (Частицы смолы)
Чернила, используемые в настоящем варианте осуществления, могут содержать частицы смолы. Частицы смолы не обязательно должны содержать красящее вещество. Частицы смолы эффективны для улучшения качества и закрепляемости изображений и, следовательно, являются предпочтительными.
Материал частиц смолы, используемый в настоящем варианте осуществления, не имеет конкретного ограничения, и надлежащим образом может использоваться любая известная смола. Конкретные примеры частиц смолы включают частицы смолы, выполненные из различных материалов, включая материал на основе олефина, материал на основе полистирола, материал на основе уретана и акриловый материал. Средневесовая молекулярная масса (Mw) частиц смолы предпочтительно находится в диапазоне от 1000 или более до 2000000 или менее. Объемный средний диаметр частиц смолы, измеряемый с помощью динамического рассеяния света, предпочтительно составляет от 10 нм или более до 1000 нм или менее, предпочтительнее от 100 нм или более до 500 нм или менее. Содержание (в % по массе) частиц смолы в чернилах предпочтительно составляет от 1,0% по массе или более до 50,0% по массе или менее, предпочтительнее от 2,0% по массе или более до 40,0% по массе или менее по отношению к общей массе чернил.
[0055] В частности, предпочтительно, чтобы чернила, которые могут использоваться в настоящем варианте осуществления, содержали пленкообразующий компонент, имеющий минимальную температуру пленкообразования (MFT) 100°С или выше. В качестве пленкообразующего компонента помимо частиц смолы предпочтительно в состав входят частицы воска. В тех случаях, когда в состав входят частицы воска, предполагается, что образование пленки происходит быстро, при этом характеристики переноса улучшаются, когда красочное изображение нагревается до более высокой температуры, чем MFT.
Компонент для частиц воска включает, например, природный воск или синтетический воск. Примеры природного воска включают воск на нефтяной основе, воск растительного происхождения и воск животного происхождения. Конкретные примеры воска на нефтяной основе включают парафиновый воск, микрокристаллический воск и вазелин. Конкретные примеры воска растительного происхождения включают карнаубский воск, канделильский воск, рисовый воск и японский воск. Конкретные примеры воска животного происхождения включают ланолин и пчелиный воск. Конкретные примеры синтетического воска включают синтетический углеводородный воск и модифицированный воск. Конкретные примеры синтетического углеводородного воска включают полиэтиленовый воск и воск Фишера-Тропша. Конкретные примеры модифицированного воска включают производную парафинового воска, производную монтанного воска и производную микрокристаллического воска. Указанные воски могут использоваться по отдельности, либо два или более из них могут использоваться в сочетании.
[0056] Предпочтительно добавлять в чернила частицы воска в виде дисперсии частиц воска, получаемой путем диспергирования частиц воска в жидкости. Частицы воска предпочтительно формируются путем диспергирования компонента воска с использованием диспергатора. Диспергатор не имеет конкретного ограничения, и может использоваться любой известный диспергатор. Предпочтительно выбирать диспергатор с учетом стабильности диспергированного состояния в чернилах.
Средний диаметр частиц (диаметр 90% частиц количественного гранулометрического состава) для частиц воска предпочтительно составляет 1 мкм или меньше с точки зрения выпускаемости чернил в режиме струйной печати.
[0057] (Водная среда)
В чернила, которые могут использоваться в настоящем варианте осуществления, может добавляться вода, либо может добавляться водная среда, которая является растворяющей смесью воды и водорастворимого органического растворителя. В качестве воды предпочтительной является деионизированная вода или ионообменная вода. Содержание (в % по массе) воды в чернилах на водной основе предпочтительно составляет от 50,0% по массе или более до 95,0% по массе или менее по отношению к общей массе чернил. Содержание (в % по массе) водорастворимого органического растворителя в чернилах на водной основе предпочтительно составляет от 3,0% по массе или более до 50,0% по массе или менее по отношению к общей массе чернил. В качестве водорастворимого органического растворителя может использоваться любой растворитель, такой как спирт, (поли)алкиленгликоль, гликольэфир, азотсодержащее соединение и серосодержащее соединение при условии, что в чернилах для струйной печати может использоваться органический растворитель. Растворители могут использоваться по отдельности, либо два или более из них могут использоваться в сочетании.
[0058] (Прочие добавки)
В чернилах, которые могут использоваться в настоящем варианте осуществления, помимо вышеупомянутых компонентов при необходимости могут использоваться различные добавки, такие как противовспенивающее вещество, поверхностно-активное вещество, pH-регулятор, модификатор вязкости, антикоррозионное вещество, консервирующее вещество, противоплесневое вещество, противоокислительное вещество, предотвращающее восстановление вещество и водорастворимая смола.
[0059] <Устройство поглощения жидкости>
Устройство 105 поглощения жидкости в настоящем варианте осуществления оснащено: элементом 105a поглощения жидкости; и прижимным элементом 105b для целей поглощения жидкости, который предназначен для прижатия элемента 105a поглощения жидкости к красочному изображению на теле 101 для переноса. Форма каждого из элемента 105a поглощения жидкости и прижимного элемента 105b не имеет конкретного ограничения. Например, как показано на фиг. 1, устройство 105 поглощения жидкости имеет такую конфигурацию, что прижимной элемент 105b имеет столбчатую форму, а элемент 105a поглощения жидкости имеет лентоообразную форму, причем лентоообразный элемент 105a поглощения жидкости прижимается к телу 101 для переноса с помощью столбчатого прижимного элемента 105b. В альтернативном варианте устройство 105 поглощения жидкости имеет такую конфигурацию, что прижимной элемент 105b имеет столбчатую форму, а элемент 105a поглощения жидкости имеет цилиндрическую форму, образуемую на периферической поверхности столбчатого прижимного элемента 105b, причем цилиндрический элемент 105a поглощения жидкости прижимается к телу для переноса с помощью столбчатого прижимного элемента 105b. В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы элемент 105a поглощения жидкости имел лентоообразную форму, как показано на чертеже, с точки зрения пространства в струйном устройстве 1000 записи.
Устройство 105 поглощения жидкости, оснащенное лентоообразным элементом 105a поглощения жидкости, может иметь расширяющий элемент для расширения элемента 105a поглощения жидкости. На фиг. 1 в качестве расширяющих элементов показаны расширяющие валики 105c-105e. На фиг. 1, несмотря на то, что прижимной элемент 105b также показан в качестве вращающегося валика, как и расширяющие валики 105c-105e, он не ограничен такой конфигурацией.
[0060] В устройстве 105 поглощения жидкости жидкий компонент, содержащийся в красочном изображении, поглощается элементом 105a поглощения жидкости и уменьшается при прижатии элемента 105a поглощения жидкости, снабженного пористым телом, к красочному изображению с помощью прижимного элемента 105b для обеспечения контакта элемента 105a поглощения жидкости с красочным изображением. В качестве способа уменьшения жидкого компонента в красочном изображении могут использоваться способ, в котором элемент 105a поглощения жидкости приводится в контакт с красочным изображением, а также комбинация различных традиционно используемых способов, например, способ, использующий нагрев, способ, в котором продувается воздух низкой влажности, и способ, в котором снижается давление. В альтернативном варианте красочное изображение с удаленной жидкостью, жидкий компонент в котором уменьшен, может подвергаться любому из вышеописанных способов для дополнительного уменьшения жидкого компонента.
[0061] <Поглощающий жидкость элемент>
В настоящем варианте осуществления по меньшей мере часть жидкого компонента, содержащегося в красочном изображении с неудаленной жидкостью, приводится в контакт с элементом 105a поглощения жидкости, снабженным пористым телом, чтобы вызвать абсорбцию и удаление части жидкого компонента, тем самым уменьшая содержание жидкого компонента в красочном изображении. Когда поверхность элемента 105a поглощения жидкости, с которым соприкасаются чернила, определяется как первая поверхность, пористое тело размещается на первой поверхности.
Предпочтительно, чтобы поглощающий жидкость элемент, снабженный пористым телом, имел такую форму, чтобы поглощающий жидкость элемент мог перемещаться вместе с перемещением носителя объекта выброса и мог поглощать жидкость при циркуляции, чтобы контактировать с красочным изображением, а затем вновь контактировать с другим красочным изображением с неудаленной жидкостью с заданной частотой. Примеры такой формы включают форму бесконечной ленты и форму барабана.
[0062] (Пористое тело)
В качестве пористого тела, используемого в элементе 105a поглощения жидкости в настоящем варианте осуществления, предпочтительно используется пористое тело, в котором средний диаметр поры на стороне первой поверхности меньше, чем на стороне второй поверхности, которая обращена к первой поверхности. В целях предотвращения налипания красящего вещества в чернилах на пористое тело предпочтительно, чтобы диаметры пор были меньше, а средний диаметр пор пористого тела на стороне первой поверхности, с которой контактирует по меньшей мере красочное изображение, составлял 10 мкм или менее. Термин «средний диаметр пор» в контексте данного документа означает средний диаметр пор на первой поверхности или второй поверхности и может определяться любым известным методом, включая метод внедрения ртути, метод адсорбции азота и визуальное наблюдение с помощью растрового электронного микроскопа (SEM).
Кроме того, чтобы достигать равномерной и высокой воздухопроницаемости, предпочтительно, чтобы толщина пористого тела была небольшой. Воздухопроницаемость может выражаться значением Герли, определяемым в соответствии с JIS P8117. В настоящем варианте осуществления значение Герли меньше или равно 10 секундам. Если толщина пористого тела уменьшена, емкость, необходимая для поглощения жидкого компонента, может не обеспечиваться в удовлетворительной степени. Следовательно, пористое тело может иметь многослойную структуру. Элемент 105а поглощения жидкости может представлять собой любой элемент при условии, что слой, который контактирует с красочным изображением, изготовлен из пористого материала, причем слой, который не контактирует с красочным изображением, может не быть выполнен из пористого материала.
[0063] Ниже описывается структура каждого слоя в пористом теле, имеющем многослойную структуру, и способ изготовления пористого тела. В нижеследующих формулировках слой, который расположен на стороне контакта с красочным изображением, определяется как первый слой, а слой, который наслоен на поверхности, противолежащей поверхности, которая контактирует с красочным изображением на первом слое, определяется как второй слой.
[0064] [Первый слой]
2
В настоящем варианте осуществления материал первого слоя не имеет конкретного ограничения, и может использоваться любой из гидрофильного материала, имеющего угол контакта с водой менее 90°, и водоотталкивающего материала, имеющего угол контакта с водой 90° или более. В том случае, когда используется гидрофильный материал, предпочтительно выбирать гидрофильный материал из однокомпонентного материала, такого как целлюлоза и полиакриламид, композитного материала из них и т.д. В альтернативном варианте может использоваться материал, изготовленный путем гидрофилизации поверхности водоотталкивающего материала, как указано ниже. Для гидрофилизации может использоваться способ травления распылением, способ облучения радиоактивными лучами или ионами HO, способ облучения лучами эксимерного (ультрафиолетовое излучение) лазера и т.п. В том случае, когда используется гидрофильный материал, предпочтительно использовать гидрофильный материал, имеющий угол контакта с водой 60° или менее. Эффект при использовании гидрофильного материала состоит в том, что жидкость, в частности, вода может впитываться за счет действия капиллярной силы.
[0065] С другой стороны, с точки зрения предотвращения налипания красящего вещества и улучшения характеристик очистки, в качестве материала первого слоя предпочтительно использовать водоотталкивающий материал, имеющий низкую свободную поверхностную энергию, в частности, фтор-каучук. Конкретные примеры фтор-каучука включают политетрафторэтилен (PTFE), политрифтормонохлорэтилен (PCTFE), поли(винилиденфторид) (PVDF), поли(винилфторид) (PVF) и перфторалкоксил фтор-каучук и дополнительно включают сополимер тетрафторэтилена и гексафторпропилена (FEP), сополимер этилена и тетрафторэтилена (ETFE) и сополимер этилена и хлортрифторэтилена (ECTFE). Указанные каучуки могут использоваться по отдельности, либо при необходимости два или более из них могут использоваться в сочетании. Первый слой может иметь слоистую структуру, образованную из множества пленок. В том случае, когда используется водоотталкивающий материал, практически отсутствует влияние на впитывание жидкости за счет действия капиллярной силы, и может потребоваться время для впитывания жидкости в результате первого контакта с красочным изображением. Следовательно, предпочтительно пропитывать первый слой жидкостью, имеющей угол контакта первого слоя менее 90°. Жидкость может проникать через первый слой благодаря нанесению жидкости на первый слой со стороны первой поверхности элемента 105а поглощения жидкости. Жидкость предпочтительно готовится путем смешивания воды с поверхностно-активным веществом или жидкостью, имеющей низкий угол контакта первого слоя.
[0066] В настоящем варианте осуществления толщина первого слоя предпочтительно составляет 50 мкм или менее, предпочтительнее 30 мкм или менее. Толщина может определяться путем измерения толщины в произвольных 10 положениях с помощью, например, микрометра линейного перемещения (например, OMV-25, производимого компанией Mitutoyo Corporation) и вычисления толщины по среднему значению измеренных значений толщины.
Первый слой может изготавливаться с помощью любого известного способа изготовления тонкой пористой пленки. Например, первый слой может изготавливаться путем формирования листовидной части из полимерного материала путем экструзионного формования и т.п., а затем растягивания листовидной части до заданной толщины. В альтернативном варианте первый слой может изготавливаться в виде пористой пленки путем добавления пластификатора, такого как парафин, к материалу во время экструзионного формования, а затем удаления пластификатора путем нагрева и т.п. во время удлинения. Диаметр поры может регулироваться надлежащим образом путем соответствующей регулировки добавляемого пластификатора и степени вытягивания и т.п.
[0067] [Второй слой]
В настоящем варианте осуществления второй слой предпочтительно является слоем, имеющим воздухопроницаемость. Этот слой может представлять собой нетканым или тканым полотном из смоляных (полимерных) волокон. Материал второго слоя не имеет конкретного ограничения и предпочтительно является материалом, имеющим угол контакта с жидкостью, который меньше или равен углу контакта с жидкостью первого слоя, поэтому поглощенная жидкость не может течь в обратном направлении к стороне первого слоя. В частности, материал предпочтительно выбирается из однокомпонентного материала, такого как полиолефин (например, полиэтилен, полипропилен), полиамид (например, полиуретан, нейлон), полиэстер (например, поли(этилентерефталат)) и полисульфон и композитного материала из него. Второй слой предпочтительно является слоем, имеющим более значительные диаметры пор, чем диаметры в первом слое.
[0068] [Третий слой]
В настоящем варианте осуществления число слоев в пористом теле, имеющем многослойную структуру, не имеет конкретного ограничения, и может составлять три или более. С точки зрения жесткости, третий слой (также называемый «3-м слоем») или последующий слой предпочтительно представляет собой нетканое полотно. В качестве материала для этого слоя может использоваться тот же материал, что и для второго слоя.
[0069] [Прочие материалы]
Помимо вышеупомянутого пористого тела элемент 105а поглощения жидкости может иметь усиливающий элемент для усиления боковой поверхности элемента 105а поглощения жидкости. Элемент 105а поглощения жидкости может также иметь связующий элемент, который используется для связывания в направлении длины концов длинного листообразного пористого тела друг с другом для формирования лентообразного элемента. В качестве материала связующего элемента может использоваться непористый ленточный материал, при этом он может размещаться в положении, в котором красочное изображение не контактирует, либо может размещаться с равномерными промежутками.
[0070] [Способ изготовления пористого тела]
Способ формирования пористого тела путем наслоения первого слоя и второго слоя друг на друга не имеет конкретного ограничения, при этом указанные слои могут накладываться друг на друга или могут соединяться друг с другом путем наслоения с помощью клеящего вещества, наслоения путем нагрева и т.п. В настоящем варианте осуществления с точки зрения воздухопроницаемости предпочтительно использовать наслоение путем нагрева. В альтернативном варианте, например, можно расплавлять часть первого слоя или второго слоя путем нагрева, а затем соединять первый слой и второй слой друг с другом. В альтернативном варианте можно также помещать наплавляемый материал, например, термоплавкий порошок между первым слоем и вторым слоем, а затем нагревать наплавляемый материал для соединения первого слоя и второго слоя друг с другом. В том случае, когда пористое тело состоит из трех или более слоев, эти слои могут наслаиваться одновременно или последовательно. В этом случае порядок наслоения может выбираться надлежащим образом.
На этапе нагрева предпочтительным является способ наслоения, в котором пористое тело нагревается с помощью нагретого валика при одновременном прослаивании пористого тела нагретым валиком с приложением давления.
[0071] <Различные требования к устройству поглощения жидкости и конфигурация устройства поглощения жидкости>
В настоящем варианте осуществления предпочтительно подвергать элемент 105а поглощения жидкости, снабженный пористым телом, предварительной обработке с помощью средства предварительной обработки (не показано) для нанесения раствора для обработки на элемент 105а поглощения жидкости до обеспечения контакта элемента 105а поглощения жидкости с красочным изображением. Раствор для обработки, используемый в настоящем варианте осуществления, предпочтительно содержит воду и водорастворимый органический растворитель. Водой предпочтительно является вода, которая деионизирована ионным обменом и т.п. Тип водорастворимого органического растворителя не имеет конкретного ограничения, и может использоваться любой известный органический растворитель, например, этиловый спирт и изопропиловый спирт. При предварительной обработке элемента 105а поглощения жидкости, осуществляемой в настоящем варианте осуществления, способ нанесения раствора для обработки не имеет конкретного ограничения и предпочтительно является способом, в котором раствор для обработки наносится путем окунания, или способом, в котором раствор для обработки наносится путем добавления по каплям.
2
2
[0072] Давление в элементе 105а поглощения жидкости в результате контакта с красочным изображением на теле 101 для переноса предпочтительно составляет 2,9 Н/см (0,3 кгс/см) или более. В этом случае становится возможным удаление жидкого компонента в красочном изображении путем разделения жидкой и твердой фаз в течение короткого промежутка времени. Термин «давление в элементе поглощения жидкости» в контексте данного документа означает давление в зоне печатного контакта между носителем объекта выброса и элементом поглощения жидкости и может определяться путем измерения поверхностного давления с помощью устройства измерения распределения давления по поверхности (например, I-SCAN, производимого компанией Nitta Corporation), а затем деления нагрузки в находящейся под давлением области на площадь.
Рабочее время для приведения элемента 105а поглощения жидкости в контакт с красочным изображением предпочтительно составляет 50 мс или менее с целью предотвращения налипания красящего вещества в красочном изображении на элемент 105а поглощения жидкости. Рабочее время может вычисляться путем деления ширины восприятия давления в направлении перемещения носителя объекта выброса в вышеупомянутом поверхностном давлении на скорость перемещения носителя объекта выброса.
[0073] <Прижимной элемент и нагревательный блок>
Красочное изображение на теле 101 для переноса (в котором жидкий компонент уменьшен с помощью устройства 105 поглощения жидкости) контактирует с носителем 108 записи (который транспортируется устройством 107 транспортирования носителя записи) и переносится на него с помощью прижимного элемента 106, который служит в качестве части для переноса. В настоящем варианте осуществления перенос красочного изображения на носитель 108 записи выполняется после удаления жидкого компонента, содержащегося в красочном изображении, вследствие чего может обеспечиваться носитель записи, свободный от скручивания, вздутия и т.п.
В прижимном элементе 106, с точки зрения точности транспортирования носителя записи и износоустойчивости, требуется некоторый уровень конструкционной прочности. В качестве материала прижимного элемента 106 предпочтительно может использоваться металл, керамика, смола и т.п. В частности, с целью улучшения жесткости, требуемой для выдерживания повышения давления в результате переноса, и размерной точности, а также снижения инерционности во время работы для улучшения реагирования на управление предпочтительно могут использоваться следующие материалы: алюминий, железо, нержавеющая сталь, ацетальная смола, эпоксидная смола, полиимид, полиэтилен, поли(этилентерефталат), нейлон, полиуретан, кварцевая керамика и алюмооксидная керамика. Предпочтительно также использовать два или более из этих материалов в сочетании. Форма прижимного элемента 106 не имеет конкретного ограничения, и в качестве примера можно упомянуть форму валика.
[0074] Время прижатия для прижатия тела 101 для переноса прижимным элементом 106 с целью переноса красочного изображения на теле 101 для переноса на носитель 108 записи не имеет конкретного ограничения. Чтобы достичь переноса в удовлетворительной степени и избежать ухудшения износоустойчивости тела 101 для переноса, время прижатия предпочтительно составляет от 5 мс или более до 100 мс или менее. Термин «время прижатия» в контексте данного документа означает промежуток времени, в течение которого носитель 108 записи и тело 101 для переноса контактируют друг с другом, и может вычисляться путем измерения поверхностного давления с помощью устройства измерения распределения давления по поверхности (например, I-SCAN, производимого компанией Nitta Corporation), а затем деления длины находящейся под давлением области в направлении транспортирования на скорость транспортирования.
2
2
2
2
Давление, требуемое для прижатия тела 101 для переноса прижимным элементом 106, также не имеет конкретного ограничения. Требуется достичь переноса в удовлетворительной степени и избежать ухудшения износоустойчивости тела 101 для переноса. В силу описанных причин, давление предпочтительно составляет от 9,8 Н/см (1 кг/см) или более до 294,2 Н/см (30 кг/см) или менее. Термин «давление» в контексте данного документа означает давление в зоне печатного контакта между носителем 108 записи и телом 101 для переноса и может вычисляться путем измерения поверхностного давления с помощью устройства измерения распределения давления по поверхности, а затем деления нагрузки в находящейся под давлением области на площадь.
[0075] В настоящем варианте осуществления красочное изображение с удаленной жидкостью на теле 101 для переноса нагревается нагревательным блоком 110 до температуры, равной или большей, чем минимальная температура пленкообразования (MFT) пленкообразующего компонента (например, частиц смолы), содержащегося в чернилах, а затем переносится на носитель 108 записи. Когда красочное изображение нагревается до температуры, равной или большей MFT, ожидается следующее: частицы смолы и т.п. в красочном изображении расплавляются на теле 101 для переноса, а затем красочное изображение контактирует с носителем 108 записи, имеющей более низкую температуру, вследствие чего адгезия между красочным изображением и носителем 108 записи улучшается, и, следовательно, перенос может обеспечиваться в удовлетворительной степени. Важно, чтобы MFT пленкообразующего компонента в красочном изображении составляла 100°С или выше с точки зрения получения изображения, имеющего превосходную устойчивость. В настоящем варианте осуществления температура нагрева красочного изображения предпочтительно выше на 10°С или более, чем MFT, предпочтительнее на 20°С или более, чем MFT, с точки зрения характеристик переноса и устойчивости изображения. В качестве нагрева нагревательный блок 110 может использовать любой известный способ, такой как нагрев путем облучения лампой (например, лампой инфракрасного излучения) или нагрев вентилятором горячего воздуха. В частности, предпочтительно использовать нагреватель с инфракрасными лучами ввиду его высокой теплопроизводительности. Как показано на чертеже, предпочтительно, чтобы нагревательный блок 110 размещался на стороне ниже по потоку от устройства 104 нанесения чернил и на стороне выше по потоку от прижимного элемента 106, если смотреть в направлении вращения тела 101 для переноса.
Минимальная температура пленкообразования (MFT) может определяться общеизвестным методом, например, с помощью устройства в соответствии с JIS K6828-2:2003 или ISO2115:1996. В настоящем варианте осуществления MFT оценивается с помощью вышеупомянутого устройства после того, как чернила высыхают при окружающей температуре.
[0076] <Охлаждающий блок>
В настоящем варианте осуществления нанесение чернил, абсорбция жидкости и перенос осуществляются многократно. Следовательно, предпочтительно охлаждать тело 101 для переноса после переноса красочного изображения. Когда тело 101 для переноса охлаждается с высокой скоростью, становится возможным предотвращение испарения жидкого компонента из красочного изображения на теле 101 для переноса во время периода после следующего нанесения чернил с помощью устройства 104 нанесения чернил и до тех пор, пока жидкость не поглотится устройством 105 поглощения жидкости. Охлаждение предпочтительно осуществляется в момент поглощения жидкости до тех пор, пока температура не станет ниже, чем точка кипения воды, которая является основным растворителем чернил, а предпочтительнее осуществляется в момент нанесения чернил до тех пор, пока температура не станет ниже, чем точка кипения воды.
Фиг. 3 представляет собой график, иллюстрирующий изменение состава красочного изображения до и после поглощения жидкости с изменением температуры тела 101 для переноса. Как показано на этом графике, установлено, что количество воды, затраченной после формирования красочного изображения и имеющей содержание твердого вещества около 13%, содержание высококипящего растворителя около 15% и остаток, образованный водой, в качестве исходных значений и до поглощения жидкости варьируется в зависимости от температуры тела 101 для переноса. В частности, установлено, что когда температура тела 101 для переноса равна или больше 100°С, что является точкой кипения воды, затраченное количество воды до поглощения жидкости увеличивается по сравнению с количеством воды при других температурах. При поглощении жидкости с помощью пористого тела в красочном изображении остается некоторое количество жидкости независимо от температуры тела 101 для переноса. Иными словами, жидкий компонент может равномерно поглощаться в процессе поглощения жидкости, и, следовательно, состав жидкого компонента в красочном изображении после поглощения жидкости зависит от испаренной воды до поглощения жидкости. Вода в красочном изображении испаряется во время процесса переноса, в то время как высококипящий растворитель не испаряется и остается в перенесенном изображении, приводя к ухудшению устойчивости изображения. Вследствие этого предпочтительно охлаждать тело 101 для переноса после переноса красочного изображения до температуры, которая ниже точки кипения воды, являющейся основным растворителем чернил, как указано выше.
[0077] С другой стороны, характеристики переноса изображения зависят от температуры переноса. Когда чернила, имеющие низкую MFT, используются в режиме струйной записи с использованием чернил на водной основе, перенос не обязательно должен осуществляться при высокой температуре, и, следовательно, удаление жидкости вместе с высыханием иногда не может обеспечиваться в удовлетворительной степени в процессе переноса. Что касается чернил, имеющих низкую MFT, даже если перенос осуществляется при высокой температуре, устойчивость самого изображения уменьшается по сравнению со случаем, когда используются чернила, имеющие высокую MFT. С этих точек зрения предпочтительно осуществлять перенос при высокой температуре с использованием чернил, имеющих высокую MFT.
[0078] В качестве способа охлаждения может использоваться любой известный способ, такой как способ, в котором холодный воздух подогревается, способ, в котором осуществляется контакт с охлажденным валиком, и способ, в котором используется теплота парообразования. В частности, для быстрого охлаждения предпочтительно использовать способ, в котором твердое вещество или жидкость приводится в контакт с телом 101 для переноса, и предпочтительно также комбинировать данный способ с продувкой воздухом и т.п. В качестве способа приведения жидкости в контакт жидкость может наноситься непосредственно, либо может осуществляться контакт с пористым телом, пропитанным жидкостью.
Когда элемент 105а поглощения жидкости охлаждается, испарение жидкого компонента в красочном изображении может быть предотвращено с большей надежностью, и нарушение поглощения может быть уменьшено даже в процессе поглощения жидкости.
[0079] <Очищающий элемент>
В настоящем варианте осуществления может предусматриваться очищающий элемент 109, который может счищать чернила, оставшиеся на теле 101 для переноса после переноса красочного изображения, или бумажный порошок, который переносится в обратном направлении с носителя 108 записи. В качестве способа очистки надлежащим образом может использоваться любой известный способ, такой как способ, в котором осуществляется контакт с пористым элементом, способ, в котором осуществляется очистка щеткой, и способ, в котором осуществляется соскабливание ножом. Форма очищающего элемента может представлять собой любую известную форму, такую как сеткообразная, помимо валикообразной формы, изображенной на чертеже.
В настоящем варианте осуществления предпочтительно также охлаждать очищающий элемент 109 и использовать охлажденный очищающий элемент 109 в качестве вышеупомянутого блока охлаждения.
[0080] <Носитель записи и устройство транспортирования носителя записи>
В настоящем варианте осуществления носитель 108 записи не имеет конкретного ограничения, и может использоваться любой известный носитель записи. Носитель записи может представлять собой длинномерный материал, который наматывается на валикообразную форму, лист, который вырезается заданным размером, и т.п. Примеры материала носителя записи включают бумагу, пластическую пленку, древесную плиту, картон и металлическую пленку.
На фиг. 1 устройство 107 транспортирования носителя записи для транспортирования носителя 108 записи состоит из подающего носитель записи валика 107а и намоточного носитель записи валика 107b. Конфигурация устройства 107 транспортирования носителя записи не ограничивается конкретно этой конфигурацией при условии, что носитель записи может транспортироваться.
[0081] <Система управления>
Фиг. 4 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую систему управления для струйного устройства записи с переносом изображения в соответствии с настоящим вариантом осуществления.
Струйное устройство 1000 записи снабжено: секцией 301 генерирования данных записи, такой как внешний сервер печати; секцией 302 управления работой, такой как панель управления; секцией 303 управления принтером для осуществления процесса записи; и секцией 304 управления транспортированием носителя записи для транспортирования носителя записи.
Секция 303 управления принтером снабжена центральным процессором (CPU) 401, постоянным запоминающим устройством (ROM) 402, оперативным запоминающим устройством (RAM) 403, специализированной интегральной схемой (ASIC) 404, секцией 405 управления транспортированием элемента поглощения жидкости, секцией 407 управления приводом тела для переноса и секцией 409 управления головкой. CPU 401 управляет устройством в целом, ROM 402 хранит программу управления для CPU 401, а RAM 403 исполняет программу. ASIC 404 содержит сетевой контроллер, контроллер последовательного интерфейса, контроллер генерирования данных головки, контроллер электродвигателя и т.п. Секция 405 управления транспортированием элемента поглощения жидкости приводит в действие электродвигатель 406 транспортирования элемента поглощения жидкости и управляется по командам от ASIC 404 через последовательный интерфейс. Секция 407 управления приводом тела для переноса приводит в действие электродвигатель 408 привода тела для переноса и также управляется по командам от ASIC 404 через последовательный интерфейс. Секция 409 управления головкой осуществляет генерирование данных конечного выброса для головки 3 выброса жидкости, генерирование возбуждающего напряжения и т.п.
[0082] <Головка выброса жидкости>
Далее описывается головка выброса жидкости в настоящем варианте осуществления, которая составляет устройство 104 нанесения чернил. Нижеследующее описание не предназначено для ограничения объема настоящего изобретения. В настоящем варианте осуществления в качестве одного примера используется головка выброса жидкости термопечатающего режима, в которой жидкость выбрасывается благодаря нагреву жидкости тепловыделяющим элементом для генерирования пузырьков. Настоящее изобретение может применяться к головкам выброса жидкости, использующим пьезоэлектрический режим с помощью пьезоэлектрического элемента и прочие различные режимы выброса жидкости.
Настоящее изобретение имеет такую конфигурацию, что жидкость, такая как чернила, циркулирует между резервуаром и головкой выброса жидкости, при этом могут также использоваться другие конфигурации. Например, может также использоваться конфигурация, в которой чернила не циркулируют, два резервуара расположены, соответственно, на стороне выше по потоку от и на стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости, и предусматривается протекание чернил из одного из резервуаров в другой, чтобы обеспечить протекание чернил в напорной камере.
[0083] (Базовая конфигурация)
В головке выброса жидкости в соответствии с настоящим вариантом осуществления число рядов сопел выброса, которые могут использоваться для одного цвета, составляет 20 (см. фиг. 9). Следовательно, в результате записи данные записи надлежащим образом распределяются в множество рядов сопел выброса, благодаря чему становится возможной запись с очень высокой скоростью. Кроме того, даже если имеются сопла выброса, которые становятся невыбрасывающими, выброс может осуществляться дополнительно через сопла выброса в других рядах, расположенных в положениях, соответствующих невыбрасывающим соплам выброса, если смотреть в направлении транспортирования носителя объекта выброса, для улучшения надежности. Следовательно, настоящий вариант осуществления пригоден для коммерческой печати.
[0084] (Описание магистрали циркуляции)
Фиг. 5 представляет собой схему, иллюстрирующую магистраль циркуляции чернил, которая может применяться к струйному устройству записи по настоящему варианту осуществления. Оба механизма регулировки давления, составляющие блок 230 управления отрицательным давлением, представляют собой механизмы, которые могут управлять давлением на стороне выше по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением в пределах некоторого диапазона флуктуаций вокруг требуемого заданного давления (т.е. те же компоненты механизма, что и так называемый «регулятор обратного давления»). Второй циркуляционный насос 1004 служит в качестве источника отрицательного давления, который может уменьшать давление на стороне ниже по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением, а первый циркуляционный насос 1001 (стороны высокого давления) и первый циркуляционный насос 1002 (стороны низкого давления) расположены на стороне выше по потоку от головки выброса жидкости. Блок 230 управления отрицательным давлением расположен на стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости. Как указано ниже, эти насосы (1001, 1002, 1004) и блок 230 управления отрицательным давлением служат в качестве компонентов циркуляции для циркуляции жидкости в напорной камере 23 в головке выброса жидкости между напорной камерой 23 и снаружи напорной камеры 23.
Блок 230 управления отрицательным давлением действует следующим образом. Блок 230 управления отрицательным давлением действует таким образом, что флуктуация давления на стороне выше по потоку от (т.е. стороне блока 300 выброса жидкости) блока 230 управления отрицательным давлением становится установившейся в пределах некоторого диапазона вокруг заданного давления даже в тех случаях, когда величина расхода варьируется ввиду изменения коэффициента заполнения при записи в результате записи с помощью головки 3 выброса жидкости. Как показано на фиг. 5, предпочтительно повышать давление на стороне ниже по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением с помощью второго циркуляционного насоса 1004 через блок 220 подачи жидкости. Таким образом, воздействие давления напора воды буферного резервуара 1003 на головку 3 выброса жидкости может быть уменьшено. Следовательно, коридор возможностей выбора расположения буферного резервуара 1003 в струйном устройстве 1000 записи может быть расширен. Например, вместо второго циркуляционного насоса 1004 может использоваться резервуар типа напора воды, который размещается с заданной разностью напора воды относительно блока 230 управления отрицательным давлением.
[0085] Как показано на фиг. 5, блок 230 управления отрицательным давлением снабжен механизмами регулировки давления, в которых устанавливаются различные управляющие давления. Среди двух механизмов регулировки отрицательного давления один на стороне установленного высокого давления (обозначенный ʺHʺ на фиг. 5) и один на стороне низкого давления (обозначенный ʺL ʺ на фиг. 5), соответственно, соединены с общим трактом 211 потока подачи и общим трактом 212 потока сбора в блоке 300 выброса жидкости через блок 220 подачи жидкости. Указанные два механизма регулировки отрицательного давления могут повышать давление общего тракта 211 потока подачи относительно общего тракта 212 потока сбора. В результате этого генерируется (стрелки на фиг. 5) поток чернил из общего тракта 211 потока подачи в направлении общего тракта 212 потока сбора через внутренние пространства каждого из трактов 213 потока и напорной камеры 23 (фиг. 15А-15С) каждой из подложек 10 с элементом записи.
[0086] (Описание конфигурации головки выброса жидкости)
Далее описывается конфигурация головки 3 выброса жидкости по настоящему варианту осуществления. Фиг. 6A и 6B представляют собой виды в перспективе головки 3 выброса жидкости по настоящему варианту осуществления, а фиг. 7 представляет собой развернутый вид в перспективе головки 3 выброса жидкости. Головка 3 выброса жидкости снабжена множеством подложек 10 с элементом записи, которые расположены в линейной конфигурации в направлении длины головки 3 выброса жидкости, и представляет собой головку выброса жидкости для печати на одной странице для записи с использованием жидкости единственного цвета. Головка 3 выброса жидкости снабжена секцией 111 подключения жидкости, выводом 91 для ввода сигнала, выводом 92 электропитания и защитной планкой 132 для защиты боковой поверхности головки в направлении длины. Вывод 91 для ввода сигнала и вывод 92 электропитания расположены на обеих сторонах головки 3 выброса жидкости соответственно. Это необходимо для сокращения уменьшения напряжения или задержки передачи сигнала, возникающих в секции проводки, предусмотренной в подложке 10 с элементом записи.
На фиг. 7 компоненты или блоки, составляющие головку 3 выброса жидкости, изображены применительно к каждой функции. В головке 3 выброса жидкости по настоящему варианту осуществления жесткость головки выброса жидкости обеспечивается вторым элементом 60 тракта потока в блоке 300 выброса жидкости. Секция 81 поддержки блока выброса жидкости в настоящем варианте осуществления соединена с обоими концами второго элемента 60 тракта потока, а блок 300 выброса жидкости механически связан с кареткой струйного устройства 1000 записи для выполнения выравнивания головки 3 выброса жидкости. Блоки 220 подачи жидкости, каждый из которых снабжен блоком 230 управления отрицательным давлением, и подложка 90 с электрической проводкой, соединенная с секцией 82 поддержки подложки с электрической проводкой, соединены с секцией 81 поддержки блока выброса жидкости. В каждом из двух блоков 220 подачи жидкости размещен фильтр (в этом случае показан). Два блока 230 управления отрицательным давлением установлены таким образом, чтобы управлять давлением с помощью различных и относительно различных по уровню отрицательных давлений. Когда блок 230 управления отрицательным давлением стороны высокого напряжения и блок 230 управления отрицательным давлением стороны низкого напряжения предусмотрены на обоих концах головки 3 выброса жидкости, соответственно, как показано на чертеже, потоки жидкости на общем тракта 211 потока подачи и на общем тракта 212 потока сбора, которые проходят в направлении длины головки 3 выброса жидкости, противоположны друг другу. В соответствии с этой конфигурацией, теплообмен между общим трактом 211 потока подачи и общим трактом 212 потока сбора ускорен для уменьшения разности температур на двух общих путях потока. Следовательно, имеется преимущество, состоящее в том, что температуры во множестве подложек 10 с элементом записи редко отличаются друг от друга на общих трактах потока, и, следовательно, редко возникает неравномерность записи, связанная с этой разницей температур.
[0087] Далее подробно описывается элемент 210 тракта потока в блоке 300 выброса жидкости. Как показано на фиг. 7, элемент 210 тракта потока является наслоением первого элемента 50 тракта потока и второго элемента 60 тракта потока и может распределять жидкость, подаваемую от блока 220 подачи жидкости, в модули 200 выброса. Элемент 210 тракта потока служит в качестве элемента тракта потока для возврата жидкости, циркулирующей от модуля 200 выброса к блоку 220 подачи жидкости. Второй элемент 60 тракта потока в элементе 210 тракта потока представляет собой элемент тракта потока, имеющий сформированные в нем общий тракт 211 потока подачи и общий тракт 212 потока сбора, и вовлечен в выполнение функции жесткости головки 3 выброса жидкости. Следовательно, в качестве материала второго элемента 60 тракта потока предпочтителен материал, имеющий достаточную противокоррозионную устойчивость и высокую механическую прочность. В частности, предпочтительно могут использоваться SUS, Ti, оксид алюминия и т.п.
[0088] На фиг. 8А изображена поверхность первого элемента 50 тракта потока, на котором должен устанавливаться модуль 200 выброса, а на фиг. 8В изображена задняя сторона поверхности, которая контактирует со вторым элементом 60 тракта потока. Первый элемент 50 тракта потока состоит из множества элементов, которые, соответственно, соответствуют модулям 200 выброса и расположены вплотную друг к другу. Благодаря использованию данной разделенной структуры и расположению множества модулей становится возможным соответствие длине головки выброса жидкости. Следовательно, эта конфигурация может применяться особенно надлежащим образом к головке выброса жидкости, имеющей относительно крупный размер, который соответствует, например, размеру B2 или больше. Коммуникационное отверстие 51 в первом элементе 50 тракта потока гидравлически связано с модулем 200 выброса, как показано на фиг. 8А, а отдельное коммуникационное отверстие 53 в первом элементе 50 тракта потока гидравлически связано с коммуникационным отверстием 61 второго элемента 60 тракта потока, как показано на фиг. 8В. Фиг. 8С иллюстрирует поверхность второго элемента 60 тракта потока, на которой второй элемент 60 тракта потока контактирует с первым элементом 50 тракта потока, фиг. 8D иллюстрирует поперечное сечение центра второго элемента 60 тракта потока, если смотреть в направлении толщины, а фиг. 8Е иллюстрирует поверхность второго элемента 60 тракта потока, на которой второй элемент 60 тракта потока контактирует с блоком 220 подачи жидкости. Одна из общих канавок 71 тракта потока во втором элементе 60 тракта потока является общим трактом 211 потока подачи, изображенным на фиг. 9, а другая является общим трактом 212 потока сбора, изображенным на фиг. 9, при этом жидкость подается от одной конечной стороны в направлении другой конечной стороны каждого из путей потока вдоль направления длины головки 3 выброса жидкости. Направление по длине жидкости в общем тракте 211 потока подачи противоположно направлению по длине жидкости в общем тракте 212 потока сбора.
[0089] Фиг. 9 представляет собой прозрачный вид, на котором изображено взаимоотношение между жидкостью, подложками 10 с элементом записи и элементом 210 тракта потока. Как показано на фиг. 9, в элементе 210 тракта потока предусмотрена пара (общий тракт 211 потока подачи)-(общий тракт 212 потока сбора) (которая проходит в направлении длины головки 3 выброса жидкости). Коммуникационное отверстие 61 во втором элементе 60 тракта потока соединено с отдельным коммуникационным отверстием 53 в первом элементе 50 тракта потока с выравниванием относительно отдельного коммуникационного отверстия 53, благодаря чему формируется магистраль подачи жидкости, которая связана с коммуникационным отверстием 51 в первом элементе 50 тракта потока, от коммуникационного отверстия 72 во втором элементе 60 тракта потока через общий тракт 211 потока подачи. Аналогичным образом формируется также магистраль подачи жидкости, которая связана с коммуникационным отверстием 51 в первом элементе 50 тракта потока, от коммуникационного отверстия 72 во втором элементе 60 тракта потока через общий тракт 212 потока сбора.
Фиг. 10 иллюстрирует разрез по линии F-F на фиг. 9. Как показано на данном чертеже, общий тракт потока подачи соединен с модулем 200 выброса через коммуникационное отверстие 61, отдельное коммуникационное отверстие 53 и коммуникационное отверстие 51. Еще на одном разрезе из фиг. 9 очевидно, что отдельный тракт потока сбора также соединен с модулем 200 выброса по тому же маршруту. В каждом модуле 200 выброса и каждой подложке 10 с элементом записи тракт потока, который сообщается с каждым соплом 13 выброса, выполнен таким образом, что вся подаваемая жидкость или ее часть может циркулировать через сопло 13 выброса (напорную камеру 23), в котором операция выброса приостанавливается. Общий тракт 211 потока подачи и общий тракт 212 потока сбора соединены с блоком 230 управления отрицательным давлением (стороной высокого давления) и блоком 230 управления отрицательным давлением (стороной низкого давления), соответственно, через блок 220 подачи жидкости. Ввиду разности давлений, создаваемой в результате соединения, создается поток от общего тракта 211 потока подачи в направлении общего тракта 212 потока сбора через сопло 13 выброса (напорную камеру 23) в подложке 10 с элементом записи.
[0090] (Описание модуля выброса)
Фиг. 11A иллюстрирует вид в перспективе одного модуля 200 выброса, а фиг. 11B иллюстрирует его покомпонентное изображение. Множество выводов 16 соответствующим образом расположено на обоих торцевых частях подложки 10 с элементом записи (обоих более длинных торцевых частях подложки 10 с элементом записи) вдоль направления множества рядов сопел выброса, а две гибкие подложки 40 с проводкой (которые электрически соединены с выводами 16) установлены для одной подложки 10 с элементом записи. Это вызвано тем, что число рядов сопел выброса, предусмотренных в подложке 10 с элементом записи, равно 20, и вследствие этого число линий проводки также увеличено. А именно, предполагается уменьшить максимальное расстояние между выводами 16 и энергогенерирующими элементами 15 (которые выполнены соответствующими рядам сопел выброса) для сокращения уменьшения напряжения или задержки передачи сигнала в линиях проводки в подложке 10 с элементом записи. Коммуникационные отверстия 31 для жидкости предусмотрены в опорном элементе 30 в подложке 10 с элементом записи и открыты, чтобы пересекаться со всеми рядами сопел выброса.
[0091] (Описание структуры подложки с элементом записи)
Фиг. 12A представляет собой принципиальную схему стороны подложки 10 с элементом записи, на которой должны размещаться сопла 13 выброса, а фиг. 12С представляет собой схему задней части поверхности, изображенной на фиг. 12А. В элементе 12 формирования сопел выброса в подложке 10 с элементом записи сформировано множество рядов сопел выброса. Далее направление, в котором размещается множество сопел выброса 13 и проходят ряды сопел выброса, называется также «направлением рядов сопел выброса».
Фиг. 13 представляет собой схему, иллюстрирующую поверхность подложки 10 с элементом записи, из которой исключен закрывающий элемент 20, предусмотренный на задней поверхности подложки 10 с элементом записи. Как показано на фиг. 13, энергогенерирующий элемент 15 (который является тепловыделяющим элементом для вспенивания жидкости тепловой энергией) расположен в положении, соответствующем каждому соплу 13 выброса. Напорная камера 23, снабженная энергогенерирующим элементом 15 в ее внутренней части, разделена разделительной перегородкой 22, и в ней расположен энергогенерирующий элемент 15. Энергогенерирующий элемент 15 электрически соединен с выводом 16, изображенным на фиг. 12А, посредством линии электрической проводки (не показана), предусмотренной на подложке 10 с элементом записи. Энергогенерирующий элемент 15 выделяет тепло с помощью импульсного сигнала, вводимого из схемы управления для струйного устройства 1000 записи посредством подложки 90 с электрической проводкой (фиг. 7) и гибкой подложки 40 с проводкой (фиг. 11А и 11В) для кипячения жидкости. Жидкость может выбрасываться через сопло 13 выброса за счет действия силы пузырьков, формируемых за счет кипения. На задней поверхности подложки 10 с элементом записи предусмотрены канал 18 подачи жидкости и канал 19 сбора жидкости попеременно вдоль направления рядов сопел выброса. Канал 18 подачи жидкости и канал 19 сбора жидкости являются каналами, проходящими в направлении рядов сопел выброса, предусмотренных в подложке 10 с элементом записи, при этом каждый из каналов сообщается с соплом 13 выброса через отверстие 17a подачи и отверстие 17b сбора. В закрывающем элементе 20 предусмотрено отверстие 21, которое сообщается с коммуникационным отверстием 31 для жидкости в опорном элементе 30.
[0092] (Описание относительного положения подложек с элементом записи)
Фиг. 14 представляет собой частично увеличенный вид сверху, который иллюстрирует прилегающую часть между подложками с элементом записи в двух прилегающих модулях выброса. Как показано на фиг. 12А-12С, в настоящем варианте осуществления используются подложки с элементом записи приблизительно в форме параллелограмма. Как показано на фиг. 14, ряды сопел выброса (с 14a по 14d) (в каждом из которых расположены сопла 13 выброса) на каждой подложке 10 с элементом записи расположены с наклоном под некоторым углом относительно направления перемещения носителя объекта выброса. В результате этого в рядах выброса в прилегающей части между подложками 10 с элементом записи по меньшей мере одно сопло выброса перекрывается с другим в направлении перемещения носителя объекта выброса. На фиг. 14 два сопла выброса перекрывают друг друга на линии D. В соответствии с этой конфигурацией, даже если положение подложки 10 с элементом записи незначительно перемещается относительно заданного положения, появление черных полос или пропусков в регистрируемом изображении может быть минимизировано за счет управления приводом перекрывающихся сопел выброса. Даже в том случае, когда множество подложек 10 с элементом записи расположено в линейной конфигурации, а не зигзагом, могут быть приняты меры против формирования черных полос или пропусков на прилегающей части между подложками 10 с элементом записи при предотвращении увеличения длины головок 104 выброса жидкости в направлении перемещения носителя объекта выброса благодаря использованию конфигурации, изображенной на фиг. 14. В настоящем варианте осуществления основная плоская поверхность подложки с элементом записи является параллелограммом, но не ограничена этим, и конфигурация по настоящему изобретению может применяться надлежащим образом даже в тех случаях, когда используется подложка с элементом записи, имеющая прямоугольную, трапециевидную или иную форму.
[0093] (Структура окружения сопла выброса)
Далее описывается структура сопла выброса и его окружения в вышеописанной головке выброса жидкости в настоящем варианте осуществления.
Фиг. 15A-15C представляют собой принципиальные схемы, подробно иллюстрирующие структуру окружения сопла выброса в головке выброса жидкости в настоящем варианте осуществления. Фиг. 15A представляет собой вид сверху, если смотреть со стороны выброса чернил, фиг. 15В представляет собой разрез по линии А-А на фиг. 15А, а фиг. 15С представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий разрез по линии А-А на фиг. 15А.
[0094] Как показано на этих чертежах, в напорной камере 23, имеющей предусмотренный в ней энергогенерирующий элемент 15, и на путях 24 потока по обеим сторонам генерируется поток 17 чернил за счет циркуляции чернил, которая описывается применительно к фиг. 5. А именно, жидкость в канале 18 подачи жидкости (тракт притока), предусмотренном в подложке 11, течет в канал 19 сбора жидкости (тракт оттока) через отверстие 17а подачи, тракт 24 потока (подачи), напорную камеру 23, тракт 24 потока (сбора) и отверстие 17b сбора за счет действия разности давлений, которая может вызывать циркуляцию чернил. В настоящем варианте осуществления расход 17 чернил на тракта 24 потока и в напорной камере 23 составляет, например, примерно от 0,1 до 100 мм/с, что является скоростью, которая имеет незначительное влияние на точность нанесения и т.п. даже в тех случаях, когда операция выброса осуществляется при протекании чернил в напорной камере.
Во время периода невыброса чернил пространство зазора между энергогенерирующим элементом 15 и соплом 13 выброса, которое расположено напротив него, заполняется чернилами. Следовательно, мениск чернил (граница 13а чернил) формируется вблизи торца в направлении, в котором вышеупомянутый поток 17 чернил и жидкость выбрасываются через сопло 13 выброса. На фиг. 15В для краткости граница 13а чернил показана прямой линией (плоская поверхность). Однако форма границы чернил определяется элементом, который формирует стенку сопла 13 выброса, и поверхностным натяжением чернил и, как правило, представляет собой вогнутую или выпуклую кривую (криволинейную поверхность). Когда тепловыделяющий элемент (нагреватель), который служит в качестве энергогенерирующего элемента 15, приводится в действие в состоянии, в котором сформирован мениск, выделяется тепло, при этом благодаря использованию тепла в чернилах образуются пузырьки, и, следовательно, чернила могут выбрасываться через сопло 13 выброса. Сопло 13 выброса является отверстием, расположенным на торце в направлении выброса через трубчатую часть 13b сопла выброса, которая сформирована в элементе 12 формирования сопла выброса, как показано на фиг. 15В, при этом часть 13b сопла выброса обеспечивает сообщение между соплом 13 выброса и напорной камерой 23. Направление, в котором жидкость должна выбрасываться через сопло 13 выброса (вертикальное направление, изображенное на фиг. 15В), называется «направлением выброса», а направление потока жидкости на тракта 24 потока и в напорной камере 23 (горизонтальное направление, изображенное на фиг. 15В), попросту называется «направлением потока».
[0095] Как сказано выше, в настоящем варианте осуществления операция выброса жидкости осуществляется одновременно с протеканием чернил по тракту 24 потока между соплом 13 выброса через головку выброса жидкости и энергогенерирующим элементом 15 и через напорную камеру 23. Таким образом, свежие чернила могут добавляться одновременно с выпуском чернил, которые сгущаются или изменяют концентрацию красящего вещества ввиду испарения воды и т.п. за счет тепла, выделяемого в результате операции выброса, тепла, выделяемого в результате управления температурой подложки 10 с элементом записи, и тепла, исходящего из внешней среды вблизи сопла 13 выброса. В результате этого становится возможным предотвращение нарушения выброса, вызываемого сгущением чернил, и неравномерности цвета изображения, вызываемой изменением концентрации красящего вещества.
[0096] (Отношение к размеру окружения (окружающих элементов) сопла выброса)
В данном случае размеры напорной камеры 23 и части 13b сопла выброса определяются следующим образом. Как показано на фиг. 15В, высота напорной камеры 23, измеряемая на стороне выше по потоку от направления потока жидкости относительно части, в которой напорная камера 23 сообщается с частью 13b сопла выброса, определяется как Н, длина части 13b сопла выброса, измеряемая в направлении выброса жидкости, определяется как Р, а длина части 13b сопла выброса, измеряемая в направлении потока жидкости, определяется как W. Эти размеры имеют, например, следующие значения: Н составляет от 3 до 30 мкм, Р составляет от 3 до 30 мкм, а W составляет от 6 до 30 мкм. В нижеследующем описании чернила регулируются таким образом, чтобы они имели концентрацию нелетучего растворителя 30%, концентрацию красящего вещества 3% и вязкость от 0,002 до 0,003 Па·с.
[0097] В настоящем варианте осуществления с целью предотвращения сгущения чернил, вызываемого испарением чернил через сопло 13 выброса, вышеупомянутые размеры H, P и W напорной камеры 23 и части 25 сопла выброса определяются следующим образом.
-4
Фиг. 16 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую протекание потока 17 чернил в сопле 13 выброса, части 13b сопла выброса и напорной камере 23, когда поток 17 чернил в напорной камере 23 (см. фиг. 22) находится в установившемся состоянии. В частности, показано состояние потока чернил, которые имеют расход 1,26 × 10 мл/мин, и текут из канала 18 подачи жидкости в напорную камеру 23 через головку выброса жидкости, у которой значение Н составляет 14 мкм, значение Р составляет 10 мкм, а значение W составляет 17 мкм. На данном чертеже длина каждой стрелки не показывает величину скорости потока чернил.
[0098] У головки выброса жидкости, имеющей вышеупомянутые размеры, высота Н напорной камеры 23 на стороне выше по потоку от направления потока, длина Р части 25 сопла выброса в направлении выброса и длина W части 25 сопла выброса в направлении потока удовлетворяют требованию, представленному нижеследующей формулой.
-0,34
-0,66
H × P × W > 1,5 (1)
Когда это требование удовлетворяется, чернила, текущие в напорной камере 23, текут в часть 13b сопла выброса, а затем достигают положения, находящегося по меньшей мере на половине части 13b сопла выброса, если смотреть в направлении выброса, а затем вновь возвращаются в напорную камеру 23, как показано на фиг. 16. Чернила, которые возвращаются в напорную камеру 23, текут в вышеупомянутый общий тракт 212 потока сбора через канал 19 сбора жидкости. А именно, по меньшей мере часть потока 17 чернил достигает положения, находящегося на половине части 13b сопла выброса, если смотреть в направлении выброса из напорной камеры 23, а затем возвращается в напорную камеру 23. Ввиду этого потока возникновение сгущения чернил может быть предотвращено во многих областях в части 13b сопла выброса. Когда этот поток чернил генерируется в головке выброса жидкости, чернила во внутреннем пространстве части 13b сопла выброса могут втекать в напорную камеру 23, и, следовательно, становится возможным предотвращение сгущения чернил и увеличения концентрации красящего вещества.
[0099] Кроме того, в настоящем варианте осуществления с целью дополнительного снижения влияния сгущения чернил и т.п., вызываемого испарением чернил через сопло 13 выброса, предпочтительно определять вышеупомянутые размеры H, P и W напорной камеры 23 и части 25 сопла выброса следующим образом.
-4
Как и в случае фиг. 16, фиг. 17 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую поток 17 чернил в сопле 13 выброса, части 13b сопла выброса и напорной камере 23, когда поток 17 чернил в напорной камере 23 (см. фиг. 22) находится в установившемся состоянии. В частности, показано состояние потока чернил, который имеет расход 1,26 × 10 мл/мин и течет из канала 18 подачи жидкости в напорную камеру 23 через головку выброса жидкости, у которой значение Н составляет 14 мкм, значение Р составляет 5 мкм, а значение W составляет 12,4 мкм. На этом чертеже длина каждой стрелки не показывает величину скорости потока чернил, а показывает некоторую длину независимо от величины скорости.
У головки выброса жидкости, имеющей вышеупомянутые размеры, высота Н напорной камеры 23 на стороне выше по потоку от направления потока, длина Р части 25 сопла выброса в направлении выброса и длина W части 25 сопла выброса в направлении потока удовлетворяют требованию, представленному формулой (2), приведенной ниже. В этом случае становится возможным более эффективное предотвращение застаивания чернил (при котором изменяется концентрация красящего вещества или которые сгущаются в результате испарения воды и т.п. через сопло 13 выброса) вблизи границы 13а чернил в части 13b сопла выброса по сравнению со случаем, изображенным на фиг. 16. А именно, как показано на фиг. 17, чернила, текущие в напорной камере 23, текут в часть 13b сопла выброса, а затем достигают окружения границы 13а чернил (положения мениска), а затем вновь возвращаются в напорную камеру 23 через часть 13b сопла выброса. Чернила, которые возвращаются в напорную камеру 23, текут в вышеупомянутый общий тракт 212 потока сбора через канал 19 сбора жидкости. Благодаря этому потоку, чернила в части 13b сопла выброса, которые могут подвергаться значительному влиянию испарения, а также чернила вблизи границы 13а чернил, которые могут подвергаться значительному влиянию испарения, могут втекать в напорную камеру 23 без застаивания во внутренней области части 13b сопла выброса. В результате этого чернила вблизи сопла 13 выброса, в частности, в положении, в котором они могут подвергаться влиянию испарения воды и т.п., могут вытекать без застаивания в этом положении, и, следовательно, сгущение чернил и увеличение концентрации красящего вещества могут быть предотвращены. В примере, приведенном на фиг. 16, становится возможным предотвращение увеличения вязкости чернил в по меньшей мере части границы 13а чернил, и, следовательно, влияние изменения скорости выброса и т.п. на выброс может быть уменьшено более эффективно по сравнению со случаем, когда вязкость чернил увеличивается во всей области границы 13а чернил.
[00100] Вышеупомянутый поток 17 чернил имеет составляющую скорости в направлении потока (т.е. направлении слева направо, изображенном на фиг. 15В) (далее также называемую «положительной составляющей скорости») по меньшей мере вблизи центральной части (центральной части сопла выброса) вблизи границы 13а чернил. В нижеследующих формулировках режим потока, в котором поток 17 чернил имеет положительную составляющую скорости по меньшей мере вблизи центральной части вблизи границы 13а чернил, называется «режимом А потока». Режим потока, в котором поток 17 чернил имеет отрицательную составляющую скорости в направлении, противоположном направлению положительной составляющей скорости (т.е. направлении справа налево, изображенном на фиг. 15В) вблизи центральной части вблизи границы 13а чернил, как указано ниже, называется «режимом В потока».
-4
[00101] Фиг. 18A и 18B представляют собой диаграммы, иллюстрирующие распределения концентрации красящего вещества в чернилах в части 13b сопла выброса в головке выброса жидкости в режиме А потока и режиме В потока, соответственно, в виде контуров. В частности, фиг. 18A и 18B иллюстрируют концентрации красящего вещества в чернилах, имеющих расход 1,26 × 10 мл/мин, в виде контуров, когда чернила втекают в напорную камеру 23 в головках выброса жидкости, имеющих режим А потока и режим В потока, соответственно. Каждый из режимов А и В потока определяется в зависимости от размеров H, P и W. Фиг. 18А соответствует головке выброса жидкости, имеющей значение Н 14 мкм, значение Р 5 мкм и значение W 12,4 мкм, в которой режим потока является режимом А потока. Фиг. 18В соответствует головке выброса жидкости, имеющей значение Н 14 мкм, значение Р 11 мкм и значение W 12,4 мкм, в которой режим потока является режимом В потока.
В режиме В потока, изображенном на фиг. 18В, концентрация красящего вещества в чернилах в части 13b сопла выброса выше, чем концентрация в режиме А потока, изображенном на фиг. 18А. А именно, в режиме А потока, изображенном на фиг. 18А, поток 17 чернил, имеющий положительную составляющую скорости, достигает окружения границы 13а чернил, и вследствие этого чернила в части 13b сопла выброса могут перемещаться (вытекать) в напорную камеру 23. В результате этого в режиме А потока застаивание чернил в части 13b сопла выброса может быть предотвращено, и вследствие этого увеличение концентрации красящего вещества или увеличение вязкости может быть предотвращено.
[00102] Фиг. 19 представляет собой график, показывающий результаты сравнения концентрации красящего вещества в каждых из чернил, которые выбрасываются через головку выброса жидкости в режиме А потока (головку А), и чернил, которые выбрасываются через головку выброса жидкости в режиме В потока (головку В). В частности, приведены экспериментальные результаты сравнения концентрации красящего вещества в чернилах на носителе объекта выброса через каждую из головок А и В и в случае, когда выброс чернил осуществляется в таком состоянии, что поток 17 чернил генерируется в напорной камере 23, и в случае, когда выброс чернил осуществляется в таком состоянии, что поток 17 чернил не генерируется (т.е. поток чернил отсутствует) в напорной камере 23. На горизонтальной оси показано время, истекшее после выброса чернил через сопло выброса, а на вертикальной оси показан показатель концентрации красящего вещества в растровых точках, формируемых выбрасываемыми чернилами на носителе объекта выброса, в частности, показатель, при котором концентрация растровых точек, формируемых чернилами, выбрасываемыми с частотой выброса 100 Гц, определена как 1.
Как показано на фиг. 19, когда поток 17 чернил не генерируется, показатель концентрации становится равным 1,3 или выше в течение 1 секунды или более истекшего времени в обеих головках А и В, а концентрация красящего вещества в чернилах становится высокой в относительно ранний момент времени после выброса чернил. В головке В, когда генерируется поток 17 чернил, показатель концентрации становится примерно 1,3, и концентрация красящего вещества может быть уменьшена более эффективно по сравнению со случаем, когда поток чернил не генерируется. В этом случае в части 13b сопла выброса в небольшом количестве застаиваются чернила, в которых концентрация красящего вещества увеличена до 1,3. В противоположность этому, в том случае, когда в головке А генерируется поток чернил, диапазон концентрации красящего вещества может быть уменьшен до 1,1 или менее, и, следовательно, этот случай более предпочтителен. По результатам исследований, проведенных с помощью настоящих изобретений, установлено, что сложно визуально подтвердить неравномерность цвета, когда изменение концентрации красящего вещества составляет около 1,2 или менее. То есть головка А предпочтительнее, чем головка В, поскольку головка А может предотвращать изменение концентрации красящего вещества на таком уровне, что неравномерность цвета может быть визуально подтверждена, даже если истекшее время составляет около 1,5 секунды. Несмотря на то, что на фиг. 19 изображен случай, когда концентрация красящего вещества увеличивается в ходе испарения, это же справедливо в случае, когда концентрация красящего вещества уменьшается в ходе испарения. Следовательно, благодаря инициированию протекания чернил в напорной камере 23 сгущение чернил в сопле 13 выброса и части 13b сопла выброса может быть предотвращено.
[00103] По результатам исследований, проведенных с помощью настоящих изобретений, обнаружено, что генерируется ли режим А потока (либо генерируется ли режим В потока) в головке выброса жидкости, зависит от размеров H, P и W в напорной камере 23 и части 25 сопла выброса, как указано выше. Иными словами, в головке А высота Н напорной камеры, измеряемая на стороне выше по потоку от направления потока, длина Р части 25 сопла выброса, измеряемая в направлении выброса, и длина W части 25 сопла выброса, измеряемая в направлении потока, удовлетворяют соотношению, представленному нижеследующей формулой.
-0,34
-0,66
H × P × W > 1,7 (2)
Следовательно, головка выброса жидкости, которая удовлетворяет соотношению, представленному формулой (2), является головкой А, как показано на фиг. 17, а головка выброса жидкости, которая не удовлетворяет соотношению, представленному формулой (2), является головкой В. Далее значение левого члена в формуле (2) называется «значением J определения».
[00104] Фиг. 20 представляет собой график для описания соотношения между каждым размером головки выброса жидкости и типом режима потока. На горизонтальной оси показано отношение P к H (P/H), а на вертикальной оси показано отношение W к P (W/P). На данном чертеже жирной линией Т показана пороговая линия, которая удовлетворяет соотношению, представленному формулой (3).
-0,34
(W/P)=1,7 × (P/H) (3)
На фиг. 20 головка выброса жидкости, у которой соотношение между H, P и W попадает в зону, расположенную выше пороговой линии Т, и которая помечена диагональными линиями, является головкой А, а головка выброса жидкости, у которой соотношение между H, P и W попадает в зону, расположенную ниже пороговой линии Т, является головкой В. Иными словами, головка выброса жидкости, у которой H, P и W удовлетворяют соотношению, представленному формулой (4), является головкой А.
-0,34
(W/P) > 1,7 × (P/H) (4)
Путем упорядочивания формулы (4) получается формула (1). Следовательно, в головке выброса жидкости, у которой соотношение между H, P и W удовлетворяет формуле (1) (т.е. головке выброса жидкости, имеющей значение J определения 1,7 или более) достигается режим А потока.
[00105] Вышеупомянутые формулы соотношений подробнее описываются со ссылкой на фиг. 21A-21D и 22. Фиг. 21A-21D представляют собой диаграммы, иллюстрирующие состояние потока 17 чернил в части 13b сопла выброса в головках выброса жидкости, в каждой из которых вышеупомянутое соотношение попадает в зону, расположенную выше пороговой линии Т, или в зону, расположенную ниже пороговой линии Т, изображенной на фиг. 20. Фиг. 22 представляет собой график, показывающий результаты подтверждения того, находится ли поток в части 13b сопла выброса в режиме А потока или режиме В потока применительно к головкам выброса жидкости, имеющим различные формы. На фиг. 22 каждый из черных кругов обозначает головку выброса жидкости, которая находится в режиме А потока, а каждый из крестов обозначает головку выброса жидкости, которая находится в режиме В потока.
[00106] На фиг. 21А изображен поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей значение Н 3 мкм, значение Р 9 мкм и значение W 12 мкм, и также имеющей значение J определения 1,93, которое больше чем 1,7. А именно, пример, изображенный на фиг. 21А, соответствует головке А и соответствует точке А на фиг. 22.
На фиг. 21В изображен поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей значение Н 8 мкм, значение Р 9 мкм и значение W 12 мкм, и также имеющей значение J определения 1,39, которое меньше, чем 1,7. А именно, пример, изображенный на фиг. 21В, соответствует головке В и соответствует точке В на фиг. 22.
На фиг. 21С изображен поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей значение Н 6 мкм, значение Р 6 мкм и значение W 12 мкм, и также имеющей значение J определения 2,0, которое больше, чем 1,7. А именно, пример, изображенный на фиг. 21С, соответствует головке А и соответствует точке С на фиг. 22.
На фиг. 21D изображен поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей значение Н 6 мкм, значение Р 6 мкм и значение W 6 мкм, и также имеющей значение J определения 1,0, которое меньше, чем 1,7. А именно, пример, изображенный на фиг. 21D, соответствует головке В и соответствует точке D на фиг. 22.
[00107] Как указано выше, головка А и головка В могут отличаться друг от друга пороговой линией Т на фиг. 20 в качестве границы. А именно, головка выброса жидкости, у которой значение J определения в формуле (2) больше чем 1,7, служит в качестве головки А, причем поток 17 чернил имеет положительную составляющую скорости по меньшей мере вблизи центральной части границы 13а чернил.
[00108] Далее описываются результаты сравнения скоростей выброса капель чернил, выбрасываемых через головку А, и капель чернил, выбрасываемых через головку В. Фиг. 23A и 23B представляют собой графики, на которых чернила выбрасываются через каждую из головок А и В, затем на некоторых уровнях варьируется время приостановки, и отображается скорость выброса по отношению к числу однократных выбросов после приостановки. На фиг. 23А изображено соотношение между числом однократных выбросов и скоростью выбросов после приостановки, когда с помощью головки В выбрасываются пигментные чернила, которые имеют вязкость чернил около 4 сП (0,004 Па·с) при температуре в момент времени выброса и содержат твердое вещество в количестве 20% по массе или более. На фиг. 23В изображено соотношение между числом однократных выбросов и скоростью выбросов после приостановки, когда те же пигментные чернила, что и используемые на фиг. 23А, выбрасываются с помощью головки А.
Как показано на чертежах, уменьшение в скорости выбросов наблюдается приблизительно до 20 однократных выбросов в некоторых интервалах приостановки даже в тех случаях, когда имеется поток 17 чернил в случае использования головки В, в то время как уменьшение скорости выбросов практически не наблюдается независимо от длины интервалов приостановки в том случае, когда используется головка А. На фиг. 23A и 23B показаны экспериментальные результаты с использованием чернил, содержащих твердое вещество в количестве 20% по массе или более. Однако эта концентрация не ограничивает объем настоящего изобретения. Подтверждено, что ясно проявляется влияние режима А, когда выбрасываются чернила, имеющие содержащие твердого вещества примерно 8% по массе или более (8 мас.% или более), хотя диспергируемость содержания твердого вещества в чернилах может оказывать отрицательное влияние.
Как указано выше, несмотря на то, что использование головки В эффективно для предотвращения сгущения чернил в части 13b сопла выброса, когда обеспечивается протекание чернил в напорной камере 23, использование головки А более эффективно для предотвращения сгущения чернил. При использовании головки А уменьшение скорости выброса капель чернил после приостановки операции выброса может быть предотвращено, даже если используются чернила, скорость выброса которых через сопла выброса может уменьшаться ввиду сгущения чернил, вызванного испарением воды и т.п.
[00109] Касательно вопроса о том, каким является режим потока 17 чернил в части 13b сопла выброса, режимом А или режимом В, соотношение вышеупомянутых размером H, P и W имеет преобладающее влияние в обычных условиях. Прочие требования, такие как расход потока 17 чернил, вязкость чернил, ширина сопла 13 выброса (т.е. длина, измеренная в направлении, ортогональном направлению потока), оказывают чрезвычайно незначительное влияние по сравнению с требованиями к Н, P и W. Следовательно, расход и вязкость чернил могут корректироваться надлежащим образом в зависимости от типа головки выброса жидкости (струйного устройства записи) или используемых условий окружающей среды. Например, могут использоваться чернила, которые имеют расход чернил для потока 17 чернил в напорной камере 23 0,1-100 мм/с и имеют вязкость чернил 30 сП (0,03 Па·с) или менее при температуре во время выброса. В том случае, когда количество чернил, испаряющихся через сопла выброса ввиду изменения условий окружающей среды во время использования и т.п. значительно увеличилось в головке выброса жидкости в режиме А потока, режим А потока может поддерживаться надлежащим образом за счет увеличения расхода для потока 17 чернил. С другой стороны, что касается головки выброса жидкости в режиме В потока, данный режим не может быть преобразован в режим А потока, даже если расход чернил увеличен до максимума. Иными словами, вопрос о том, какой режим имеет поток, режим А или режим В, преимущественно определяется не требованиями, такими как расход или вязкость чернил, а вышеупомянутыми требованиями к размерам H, P и W. Среди головок выброса жидкости, которые могут использовать режим А, головка выброса жидкости, имеющая значение Н 20 мкм или менее, значение Р 20 мкм или менее и значение W 30 мкм или менее, является более предпочтительной, поскольку может обеспечиваться высокоточная запись.
[00110] Как указано выше, в головке выброса жидкости в режиме А потока поток 17 чернил, имеющий положительную составляющую скорости, достигает окружения (окружающих элементов) границы 13а чернил, и, следовательно, чернила в части 13b сопла выброса, в частности, чернила вблизи границы 13а чернил могут транспортироваться в напорную камеру 23. В результате этого застаивание чернил в части 13b сопла выброса может быть предотвращено, и, следовательно, становится возможным дополнительное сокращение увеличения концентрации красящего вещества в части 13b сопла выброса и т.п. даже в тех случаях, когда чернила испаряются через сопло 13 выброса.
Кроме того, как указано выше, операция выброса чернил осуществляется в состоянии, когда чернила втекают в напорную камеру 23, т.е. состоянии, когда имеется такой поток чернил, когда чернила входят в часть 13b сопла выброса из напорной камеры 23, затем достигают границы 13а чернил, а затем вновь возвращаются в напорную камеру 23. В результате этого состояние, когда увеличение концентрации красящего вещества в части 13b сопла выброса всегда сокращено, формируется в обоих режимах А и В потока даже когда операция выброса приостановлена, и, следовательно, первый однократный выброс после приостановки выполняется в удовлетворительной степени, и возникновение неравномерности цвета или т.п. также может быть сокращено.
[00111] Настоящее раскрытие не предназначено для ограничения вышеуказанными вариантами осуществления, и могут быть выполнены различные модификации и изменения в пределах сущности и объема настоящего раскрытия.
[00112] <Описание характерной конфигурации>
Наконец, вышеуказанная характерная конфигурация настоящего раскрытия снова будет описано главным образом со ссылкой на струйное устройство записи, изображенное на фиг. 1.
[00113] (Головка циркуляции и теплопереноса)
В настоящем раскрытии, как показано на фиг. 1, с целью нагрева красочного изображения на теле для переноса до температуры, равной или большей MFT, тело 101 для переноса нагревается во время периода после выброса жидкости через головку выброса жидкости (устройство 104 нанесения чернил) и до прижатия носителя 108 записи с помощью прижимного блока (прижимного элемента 106). А именно, предусмотрен нагревательный блок 110 для нагрева тела 101 для переноса во время периода после выброса жидкости через головку выброса жидкости и после прижатия носителя записи с помощью прижимного блока. Таким образом, в прижимном блоке в качестве части для переноса красочное изображение нагревается до температуры, равной или большей MFT, и, следовательно, характеристики переноса изображения могут быть улучшены.
И в случае, когда тело 101 для переноса нагревается от опорного элемента 102, и в случае, когда тело 101 для переноса нагревается до того, как тело 101 для переноса достигает части для переноса, температура головки выброса жидкости может быть относительно высокой. В результате этого температура сопла выброса также может быть высокой, и, следовательно, испарение воды и т.п. через сопло выброса может быть ускоренным. Это справедливо в случае, когда предусмотрен охлаждающий блок для охлаждения тела 101 для переноса. А именно, даже в том случае, когда тело 101 для переноса нагревается нагревательным блоком и т.п., а затем охлаждается охлаждающим блоком, сложно полностью охладить тело 101 для переноса. В частности, когда тело 101 для переноса является вращающимся телом и предназначено для выполнения высокоскоростной записи, скорость вращения тела 101 для переноса увеличена, и, следовательно, становится сложным полностью охлаждать тело 101 для переноса. В этом случае само тело 101 для переноса нагревается и движется в нагретом состоянии в область головки 104 выброса жидкости, которая служит в качестве устройства нанесения чернил. Когда тело 101 для переноса, которое расположено на несколько миллиметров ниже сопла 13 выброса головки 104 выброса жидкости, нагревается, воздействие тепла достигает чернил в сопле 13 выброса (части 13b сопла выброса), и, следовательно, испарение жидкости через сопло выброса может быть ускоренным.
В настоящем раскрытии, в отличие от этого, чернила (жидкость) в напорной камере 23 в головке 104 выброса жидкости могут циркулировать между напорной камерой и снаружи напорной камеры. А именно, операция выброса чернил может обеспечиваться при протекании чернил через тракт потока (напорную камеру 23), расположенный между соплом выброса в головке выброса жидкости и энергогенерирующим элементом. Таким образом, жидкость в напорной камере 23 вблизи сопла 13 выброса и части 13b сопла выброса может протекать (циркулировать), и, следовательно, поток также достигает внутренней стороны части 13b сопла выброса. Благодаря влиянию нагретого тела для переноса, становится возможным протекание чернил к стороне ниже по потоку от напорной камеры 23 и подача свежих чернил, которые свободна от влияния сгущения, со стороны выше по потоку от напорной камеры 23 даже в том случае, когда вода и т.п. испаряется через сопло выброса со сгущением чернил или изменением концентрации красящего вещества. В результате могут быть предотвращены нарушения выброса, такие как забивание сопел выброса, вызываемое сгущением чернил, или неравномерность изображения, вызываемая изменением концентрации красящего вещества.
[00114] Как указано выше, в настоящем раскрытии перенос осуществляется при нагреве тела для переноса, и обеспечивается протекание жидкости по тракту потока между соплом выброса в головке выброса жидкости и энергогенерирующим элементом, и, следовательно, становится возможным как обеспечение высоких характеристик переноса на тело для переноса, так и формирования высококачественного изображения. Кроме того, даже в том случае, когда тело для переноса, на которое должен осуществляться выброс через головку выброса жидкости, нагрето, и выброс осуществляется в условиях, когда головка выброса жидкости имеет относительно высокую температуру вследствие воздействия тепла, становится возможным осуществление выброса жидкости при исключении воздействия тепла.
В головке выброса жидкости, в которой энергогенерирующий элемент является тепловыделяющим элементом (нагревателем), размер тракта потока между напорной камерой и частью сопла выброса как правило незначителен, и, следовательно, вследствие сгущения чернил, вызванного испарением, вполне может возникать недостаток подачи чернил. Настоящее раскрытие может применяться предпочтительно к устройству выброса жидкости, в котором энергогенерирующий элемент снабжен головкой выброса жидкости, являющейся тепловыделяющим элементом.
[00115] (Механизм охлаждения)
В настоящем раскрытии, как показано на фиг. 1, предпочтительно, чтобы нагревательный блок в теле для переноса размещался на стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости (устройства 104 нанесения чернил) и на стороне выше по потоку от прижимного блока (прижимного элемента 106), если смотреть в направлении вращения тела для переноса. Кроме того, предпочтительно также, чтобы охлаждающий блок для охлаждения тела для переноса предусматривался на стороне ниже по потоку от прижимного блока и на стороне выше по потоку от головки выброса жидкости, если смотреть в направлении вращения тела для переноса.
Как показано на фиг. 15А-15С, подложку 10 с элементом записи проще охлаждать за счет протекания жидкости через тракт потока (напорную камеру 23) между соплом 13 выброса головки выброса жидкости и энергогенерирующим элементом 15. Следовательно, в подложке 10 с элементом записи может происходить конденсация росы, вызывающая нарушение выброса, либо конденсированная вода может капать на тело для переноса, вызывая нарушение изображения. Чтобы устранить этот недостаток, нагрев тела 101 для переноса осуществляется между головкой 104 выброса жидкости и прижимным блоком (частью для переноса), и перенос на носитель 108 записи осуществляется в таком состоянии, что тело для переноса в прижимном блоке (части для переноса) находится в относительно высокотемпературном состоянии. После переноса тело 101 для переноса охлаждается между прижимным блоком и головкой 104 выброса жидкости. Таким образом, температура тела для переноса в головке выброса жидкости может быть дополнительно уменьшена. В результате возникновение конденсации росы на головке выброса жидкости может быть уменьшено.
Кроме того, предпочтительно, чтобы температура энергогенерирующего элемента 15 в головке выброса жидкости регулировалась на более высокую температуру, чем температура окружающей среды. С целью выполнения этого требования предпочтительно, чтобы по меньшей мере один элемент, имеющий низкую теплопроводность, такой как полимерный элемент, содержался в опорном элементе для энергогенерирующего элемента 15.
[00116] Как указано выше, возникновение конденсации росы на головке выброса жидкости может быть уменьшено путем размещения нагревательного блока 110 на стороне ниже по потоку от головки 104 выброса жидкости и на стороне выше по потоку от прижимного блока и размещения блока охлаждения на стороне ниже по потоку от прижимного блока и на стороне выше по потоку от головки 104 выброса жидкости. В результате ухудшение качества изображения вследствие нарушения печати или капания чернил, вызванного конденсацией росы, может быть предотвращено.
Устройство 103 нанесения реакционной жидкости на фиг. 1 имеет функцию нанесения реакционной жидкости и также служит в качестве вышеуказанного блока охлаждения. Таким образом, обеспечение двух функций является предпочтительным, поскольку пространство устройства записи может быть уменьшено. Устройство нанесения реакционной жидкости такого типа может наносить реакционную жидкость, имеющую более низкую температуру, чем температура нагретого тела для переноса, на тело для переноса и, следовательно, может охлаждать тело для переноса. Наносимой жидкостью могут быть прозрачные чернила для придания глянца. С целью предотвращения изменения концентраций компонентов, которое вызывается испарением летучих составляющих из реакционной жидкости или прозрачных чернил, предпочтительно размещать блок нанесения реакционной жидкости в положении ближе к головке выброса жидкости. Иными словами, предпочтительно размещать устройство нанесения жидкости для нанесения жидкости, такой как реакционная жидкость или прозрачные чернила, в положении, более близком к головке выброса жидкости, чем прижимной блок, если смотреть в направлении вращения тела для переноса.
[00117] В качестве еще одного примера блока охлаждения в качестве блока охлаждения может использоваться очищающий элемент 109 на фиг. 1. Это предпочтительно, поскольку габариты устройства выброса жидкости могут быть дополнительно уменьшены. Блок очистки может охлаждать тело для переноса за счет приведения очищающего элемента, имеющего более низкую температуру, чем нагретое тело для переноса, в контакт с телом для переноса. Когда очистка осуществляется непосредственно после переноса, развитие коагуляции/закрепления остаточных материалов может быть уменьшено. Следовательно, предпочтительно размещать блок очистки в более близком положении к прижимному блоку, чем головка выброса жидкости, если смотреть в направлении вращения тела для переноса. В качестве блока охлаждения можно использовать и очищающий элемент 109, и устройство 103 нанесения реакционной жидкости.
Как указано выше, с целью достижение приемлемого переноса нагревательный блок 110 размещается на стороне выше по потоку от части для переноса, а охлаждающий блок (очищающий элемент 109 или устройство 103 нанесения реакционной жидкости) размещается на стороне ниже по потоку от тела для переноса, благодаря чему возникновение конденсации росы в головке выброса жидкости может быть предотвращено. Кроме того, испарение жидкости через сопло 13 выброса в головке выброса жидкости может быть предотвращено путем уменьшения температуры тела 101 для переноса с помощью блока охлаждения. Таким образом, испарение жидкости через сопло 13 выброса в головке выброса жидкости может быть предотвращено путем использования и блока охлаждения, и конфигурации циркуляции напорной камеры 23 в головке 104 выброса жидкости.
[00118] (Устройство поглощения жидкости)
В настоящем изобретении, как показано на фиг. 1, предпочтительно размещать устройство поглощения жидкости для поглощения жидкого компонента из красочного изображения на теле для переноса на стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости (устройства 104 нанесения чернил) и на стороне выше по потоку от нагревательного блока 110, если смотреть в направлении вращения тела для переноса.
Чернила, выбрасываемые через головку выброса жидкости, вызывают испарение воды на теле 101 для переноса, при этом тепло отводится от тела для переноса за счет теплоты парообразования, выделяемой в результате испарения. В частности, когда тело для переноса нагревается до высокой температуры, испарение ускоряется, и, следовательно, от тела для переноса отводится большое количество тепла. Что касается чернил, наносимой на тело 101 для переноса, количество чернил различается (т.е. рабочий цикл записи различается) в зависимости от местоположения изображения. Следовательно, количество тепла при парообразовании различается в зависимости от местоположения тела 101 для переноса, и, следовательно, на теле для переноса возникает неравномерность температуры. Неравномерность температуры, которая возникает однократно, никогда не возвращается к норме, даже при нагреве нагревательным блоком. Неравномерность температуры может вызывать формирование участка, на котором температура становится равной или меньшей MFT, или участка, на котором температура становится слишком высокой в части для переноса (прижимном элементе 106). Кроме того, ввиду неравномерности температуры в теле для переноса, разброс растровых точек может варьироваться, и, следовательно, во время выброса чернил на тело для переноса через головку выброса жидкости может возникать неравномерность изображения.
В настоящем изобретении, в отличие от этого, жидкий компонент, содержащийся в красочном изображении, может быть уменьшен с помощью прижимного элемента для использования с целью поглощения жидкости в устройстве поглощения жидкости в области, расположенной на стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости и на стороне выше по потоку от нагревательного блока. В результате этого жидкий компонент может быть удален до того, как большое количество жидкости испаряется за счет тепла тела 101 для переноса, и, следовательно, возникновение неравномерности температуры в теле для переноса, вызываемое теплом при парообразовании, может быть уменьшено. Таким образом, нарушение переноса в части для переноса (прижимном элементе 106) или неравномерность изображения чернил, выбрасываемых через головку выброса жидкости, которая возникает в результате неравномерности температуры в теле для переноса, могут быть уменьшены.
[00119] (Частицы смолы и головка циркуляции)
Настоящее раскрытие более эффективно в том случае, когда чернила (жидкость), выбрасываемые через головку выброса жидкости, содержат частицы смолы, не являющиеся красящим веществом.
Если содержание твердого вещества является высоким, твердое вещество, вероятно, коагулируется после испарения, в результате вероятно возникает нарушение выброса, вызываемое увеличением вязкости, или нарушение выброса, вызываемое закреплением твердого вещества. В частности, в условиях высокой температуры испарение воды и т.п. ускоряется, и, следовательно, нарушение выброса может возникать чаще.
В настоящем раскрытии, в отличие от этого, возникновение сгущения или закрепления чернил, вызываемое испарением воды и т.п. через сопло выброса, может быть предотвращено, вследствие чего возникновение нарушения выброса может быть предотвращено благодаря протеканию жидкости по тракту потока, расположенному между соплом выброса в головке выброса жидкости и энергогенерирующим элементом, как указано выше. Следовательно, в режиме переноса, в котором чернила, содержащие частицы смолы, не являющиеся красящим веществом, нагреваются до температуры, равной или большей MFT, могут обеспечиваться и высокие характеристики переноса на тело для переноса, и формирование высококачественного изображения.
[00120] (Прозрачные чернила и головка циркуляции)
Настоящее раскрытие более эффективно в том случае, когда чернила (жидкость), выбрасываемые через головку выброса жидкости, являются прозрачной жидкостью, не содержащей красящего вещества, т.е. в том случае, когда прозрачные чернила используются для улучшения глянца изображения или улучшения характеристик переноса изображения.
Как указано выше, когда содержание твердого вещества является высоким, твердое вещество, вероятно, коагулируется после испарения, часто приводя к нарушению выброса из-за увеличения вязкости или нарушению выброса из-за закрепления твердого вещества. Компонент, который может проявлять клеящую способность, часто сгущается, вследствие чего также может возникать нарушение выброса. В частности, в условиях высокой температуры испарение ускоряется, и, следовательно, нарушение выброса может возникать чаще, нередко приводя к неравномерности глянца или нарушению переноса.
В настоящем раскрытии, в отличие от этого, возникновение сгущения или закрепления чернил, вызываемое испарением воды и т.п. через сопло выброса, может быть предотвращено, вследствие чего возникновение нарушения выброса может быть предотвращено благодаря протеканию жидкости по тракту потока, расположенному между соплом выброса в головке выброса жидкости и энергогенерирующим элементом, как указано выше. Следовательно, в том случае, когда прозрачные чернила (прозрачная жидкость, не содержащая красящего вещества) используются для улучшения глянца изображения или улучшения характеристик переноса изображения, неравномерность глянца или нарушение переноса могут быть предотвращены.
[00121] (Режим потока)
-0,34
-0,66
Настоящее раскрытие может применяться к обоим вышеуказанным режимам А и В потока. Для формирования изображения, имеющего более высокое качество, предпочтительнее, чтобы головка выброса жидкости являлась головкой выброса жидкости, которая может вызывать вышеуказанный режим А потока. Иными словами, предпочтительнее, чтобы высота Н напорной камеры, измеряемая на стороне выше по потоку от направления потока жидкости относительно части, в которой напорная камера сообщается с частью сопла выброса, длина Р части сопла выброса, измеряемая в направлении выброса жидкости, и длина W части сопла выброса, измеряемая в направлении потока жидкости, удовлетворяли соотношению, представленному формулой: H × P × W > 1,7.
Благодаря использованию головки выброса жидкости данного типа становится возможным предотвращение возникновения нарушения выброса за счет влияния испарения более эффективно в том случае, когда содержание твердого вещества является высоким, как показано на фиг. 23А и 23В. Следовательно, когда красочное изображение формируется путем использования головки выброса данного типа и выброса чернил, содержащих частицы смолы, а затем красочное изображение нагревается до температуры, равной или большей MFT, могут обеспечиваться и высокие характеристики передачи, и формирование высококачественного изображения.
[00122] Как указано выше, в вариантах осуществления в качестве устройства выброса жидкости описывается устройство выброса жидкости с переносом изображения, использующее промежуточное тело для переноса. Однако настоящее раскрытие не ограничено этими вариантами осуществления. Например, настоящее изобретение может применяться к так называемому устройству выброса жидкости «непосредственной записи, которое может непосредственно выводить или регистрировать изображение на носитель записи без необходимости использования какого-либо промежуточного тела для переноса. В этом случае с целью улучшения закрепляемости жидкости носитель записи (например, бумага), транспортируемый к нижней части сопла 13 выброса в головке выброса жидкости, иногда нагревается с помощью нагревательного блока, и, следовательно, нагревается носитель записи. Когда носитель записи (например, бумага), нагретый до относительно высокой температуры, транспортируется в область непосредственно под головкой выброса жидкости непрерывно или периодически, жидкость в сопле выброса в головке выброса жидкости подвергается воздействию тепла, как в случае нагретого тела 101 для переноса. Испарение чернил в сопле 13 выброса и части 13b сопла выброса ускоряется из-за воздействия тепла, исходящего из носителя записи. Однако, как и в случае конфигурации, описанной на фиг. 15А-15С, и других, сгущение чернил может быть предотвращено путем разжижения (циркуляции) чернил в напорной камере 23 в головке выброса жидкости.
[00123] Как указано выше, в соответствии с настоящим раскрытием, становится возможным создание устройства выброса жидкости, которое может выбрасывать жидкость, при устранении воздействия тепла, даже в случае, когда носитель объекта выброса (например, промежуточное тело для переноса, носитель записи), на который осуществляется выброс через головку выброса жидкости, нагрет, а выброс должен осуществляться в условиях относительно высокой температуры ввиду воздействия тепла.
[00124] Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на примеры осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено описанными примерными вариантами осуществления. Объем нижеследующей формулы изобретения должен соответствовать наиболее широкому толкованию для охвата всех таких модификаций и эквивалентных конструкций и функций.