Головка выброса жидкости, устройство выброса жидкости и способ подачи жидкости - RU2674275C2
Код документа: RU2674275C2
Чертежи
Описание
Уровень техники
Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к головке выброса жидкости, к устройству выброса жидкости и к способу подачи жидкости и, в частности, относится к головке выброса жидкости, которая выполняет операцию выброса при предоставлении возможности жидкости протекать через проток между отверстием выброса жидкости и элементом, формирующим энергию выброса.
Описание предшествующего уровня техники
[0002] Выложенный японский патент № 2002-355973 описывает этот тип головки выброса жидкости, которая выполняет операцию выброса чернил наряду с циркуляцией чернил в протоке между отверстием выброса и терморезистором, который формирует энергию выброса головки выброса жидкости, посредством обеспечения принудительной циркуляции чернил в головке выброса жидкости. Согласно этой конфигурации, можно выбрасывать (эжектировать) чернила, которые загущаются, когда влага и т.д. чернил испаряется вследствие тепла, выработанного в результате операции выброса, и подавать новые чернила. Как результат, можно предотвращать закупоривание отверстия выброса вследствие загущенных чернил.
[0003] Тем не менее, в конфигурации, в которой жидкости предоставляется возможность протекать через проток между отверстием выброса и элементом генерирования энергии, как описано в выложенном японском патенте № 2002-355973, качество жидкости, существующей рядом с отверстием выброса, может варьироваться в зависимости от форм протока или отверстия выброса, даже если жидкость течет. Например, в головке выброса жидкости, которая выбрасывает чернила, чернила могут быть загущены или концентрация красящих веществ может изменяться, что может приводить к дефекту выброса чернил или неравномерной плотности печатного изображения.
Сущность изобретения
[0004] Целью настоящего изобретения является предоставление головки выброса жидкости, устройства выброса жидкости и способа подачи жидкости, допускающие подавление изменения качества жидкости рядом с отверстием выброса в конфигурации, в которой жидкости предоставляется возможность протекать через проток между отверстием выброса и элементом генерирования энергии.
[0005] В первом аспекте настоящего изобретения предусмотрена головка выброса жидкости, содержащая: отверстие выброса для выброса жидкости; проток, в котором расположен элемент генерирования энергии для генерирования энергии, используемой для выброса жидкости; часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком; проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи; и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу из протока, при этом выражение H-0,34×P-0,66×W>1,7 удовлетворяется, когда высота протока со стороны выше по потоку от сообщающейся части между протоком и частью отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной H, длина части отверстия выброса в направлении, в котором жидкость выбрасывается из отверстия выброса, задается равной P, а длина части отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной W.
[0006] Во втором аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ подачи жидкости в головке выброса жидкости, включающей отверстие выброса для выброса жидкости, проток, в котором расположен элемент генерирования энергии для генерирования энергии, используемой для выброса жидкости, часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком, проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу из протока, при этом когда подача жидкости выполняется таким образом, что жидкость втекает в проток снаружи через проток подачи и вытекает наружу через проток вытекания из протока, поток жидкости формируется таким образом, что жидкость, входящая во внутреннюю часть части отверстия выброса из протока, достигает позиции мениска жидкости, сформированной в отверстии выброса, а затем возвращается в проток.
[0007] В третьем аспекте настоящего изобретения предусмотрено устройство выброса жидкости, содержащее: головку выброса жидкости, включающую отверстие выброса для выброса жидкости, проток, в котором расположен элемент генерирования энергии для генерирования энергии, используемой для выброса жидкости, часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком, проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу из протока; и средство подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи через проток подачи и вытекать наружу через проток вытекания из протока, при этом выражение H-0,34×P-0,66×W>1,7 удовлетворяется, когда высота протока со стороны выше по потоку от сообщающейся части между протоком и частью отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной H, длина части отверстия выброса в направлении, в котором жидкость выбрасывается из отверстия выброса, задается равной P, а длина части отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной W.
[0008] В четвертом аспекте настоящего изобретения предусмотрена головка выброса жидкости, содержащая: измерительную диафрагму, включающую отверстие выброса для выброса жидкости; и подложку, причем проток для подачи жидкости из одной торцевой стороны к другой торцевой стороне сформирован между измерительной диафрагмой и подложкой, а отверстие выброса сформировано между одной торцевой стороной и другой торцевой стороной протока, при этом выражение H-0,34×P-0,66×W>1,7 удовлетворяется, когда высота протока в сообщающейся части между частью отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком, и протоком на одной торцевой стороне задается равной H, длина части отверстия выброса в направлении, в котором жидкость выбрасывается из отверстия выброса, задается равной P, а длина части отверстия выброса в направлении от одной торцевой стороны к другой торцевой стороне задается равной W.
[0009] В пятом аспекте настоящего изобретения предусмотрена головка выброса жидкости, содержащая: отверстие выброса для выброса жидкости; проток, в котором расположен элемент генерирования энергии для генерирования энергии, используемой для выброса жидкости; часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком; проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи; и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу из протока, при этом выражение H-0,34×P-0,66×W>1,7 и выражение 0,350×H+0,227×P-0,100×Z>4 удовлетворяются, когда высота протока со стороны выше по потоку от сообщающейся части между протоком и частью отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной H, длина части отверстия выброса в направлении, в котором жидкость выбрасывается из отверстия выброса, задается равной P, длина части отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной W, а эффективный диаметр вписанной окружности части отверстия выброса задается равным Z.
[0010] В шестом аспекте настоящего изобретения предусмотрена головка выброса жидкости, содержащая: отверстие выброса для выброса жидкости; проток, в котором расположен элемент генерирования энергии для генерирования энергии, используемой для выброса жидкости; часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком; проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи; и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу из протока, при этом выражение H-0,34×P-0,66×W>1,5 удовлетворяется, когда высота протока со стороны выше по потоку от сообщающейся части между протоком и частью отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной H, длина части отверстия выброса в направлении, в котором жидкость выбрасывается из отверстия выброса, задается равной P, а длина части отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке задается равной W.
[0011] В седьмом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ подачи жидкости в головке выброса жидкости, включающей отверстие выброса для выброса жидкости, проток, в котором расположен элемент генерирования энергии для генерирования энергии, используемой для выброса жидкости, часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком, проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток снаружи и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу из протока, при этом поток жидкости формируется таким образом, что жидкость, входящая во внутреннюю часть части отверстия выброса из протока, достигает позиции, соответствующей по меньшей мере половине внутренней части для части отверстия выброса в направлении, в котором жидкость в части отверстия выброса выбрасывается, а затем возвращается в проток, когда жидкость подается таким образом, что жидкость втекает в проток снаружи через проток подачи и вытекает наружу через проток вытекания из протока.
[0012] Согласно вышеуказанной конфигурации, можно подавлять изменение качества жидкости рядом с отверстием выброса при предоставлении возможности жидкости протекать в протоке головки выброса жидкости. В силу этого можно, например, подавлять загущение чернил из-за испарения жидкости из отверстия выброса и уменьшать неоднородность цвета изображения.
[0013] Дополнительные признаки настоящего изобретения станут очевидны из нижеприведенного описания примерных вариантов осуществления (со ссылкой на прилагаемые чертежи).
Краткое описание чертежей
[0014] Фиг. 1 является видом, иллюстрирующим схематичную конфигурацию струйного печатающего устройства согласно варианту осуществления устройства выброса жидкости по настоящему изобретению, которое выбрасывает жидкость;
[0015] Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей первую конфигурацию циркуляции в тракте циркуляции, применяемую к печатающему устройству по варианту осуществления;
[0016] Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей вторую конфигурацию циркуляции в тракте циркуляции, применяемую к печатающему устройству по варианту осуществления;
[0017] Фиг. 4 является схемой, иллюстрирующей разность во втекающем количестве чернил в головку выброса жидкости между первой конфигурацией циркуляции и второй конфигурацией циркуляции;
[0018] Фиг. 5A и 5B являются видами в перспективе, иллюстрирующими головку выброса жидкости по варианту осуществления;
[0019] Фиг. 6 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим компоненты или блоки, составляющие головку выброса жидкости;
[0020] Фиг. 7 является схемой, иллюстрирующей передние и задние поверхности каждого из первого-третьего элементов протоков;
[0021] Фиг. 8 является прозрачным видом, иллюстрирующим проток в элементах протоков, который сформирован при соединении первого-третьего элементов протоков;
[0022] Фиг. 9 является видом в поперечном сечении вдоль линии IX-IX по фиг. 8;
[0023] Фиг. 10A и 10B являются видами в перспективе, иллюстрирующими один модуль выброса;
[0024] Фиг. 11A является видом сверху поверхности платы печатающих элементов, на которой сформированы отверстия выброса, фиг. 11B является частичным укрупненным видом поверхности платы печатающих элементов, а фиг. 11C является видом противоположной стороны поверхности платы печатающих элементов;
[0025] Фиг. 12 является видом в перспективе, иллюстрирующим поперечные сечения вдоль линии XII-XII по фиг. 11A;
[0026] Фиг. 13 является частичным укрупненным видом сверху смежной части смежных двух модулей выброса платы печатающих элементов;
[0027] Фиг. 14A и 14B являются видами в перспективе, иллюстрирующими головку выброса жидкости согласно другому примеру варианта осуществления;
[0028] Фиг. 15 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим головку выброса жидкости согласно другому примеру варианта осуществления;
[0029] Фиг. 16 является схемой, иллюстрирующей элементы протоков, составляющие головку выброса жидкости согласно другому примеру варианта осуществления;
[0030] Фиг. 17 является прозрачным видом, иллюстрирующим взаимосвязь жидкостных соединений между платой печатающих элементов и элементом протока в головке выброса жидкости согласно другому примеру варианта осуществления;
[0031] Фиг. 18 является видом в поперечном сечении вдоль линии XVIII-XVIII по фиг. 17.
[0032] Фиг. 19A и 19B являются видом в перспективе и покомпонентным видом соответственно, иллюстрирующими модули выброса головки выброса жидкости согласно другому примеру варианта осуществления;
[0033] Фиг. 20 является принципиальной схемой, иллюстрирующей поверхность платы печатающих элементов, на которой размещены отверстия выброса, поверхность платы печатающих элементов в состоянии, в котором накладная пластина извлекается из противоположной стороны платы печатающих элементов, и противоположную боковую поверхность по отношению к поверхности, на которой размещены отверстия выброса;
[0034] Фиг. 21 является видом в перспективе, иллюстрирующим второй пример применения струйного печатающего устройства согласно варианту осуществления;
[0035] Фиг. 22A, 22B и 22C являются схемами для описания конфигурации отверстия выброса и протока для чернил рядом с отверстием выброса в головке выброса жидкости согласно первому варианту осуществления изобретения;
[0036] Фиг. 23 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно второму варианту осуществления;
[0037] Фиг. 24A и фиг. 24B являются схемами, иллюстрирующими состояния плотностей красящих веществ чернил в частях отверстий выброса согласно второму варианту осуществления и сравнительному примеру;
[0038] Фиг. 25 является схемой для описания сравнения между плотностями красящих веществ чернил, выбрасываемых из соответствующих головок выброса жидкости по второму варианту осуществления и сравнительному примеру;
[0039] Фиг. 26 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между головкой выброса жидкости, которая формирует режим потока по второму варианту осуществления, и головкой выброса жидкости, которая формирует режим потока по сравнительному примеру;
[0040] Фиг. 27A, 27B, 27C и 27D являются схемами для описания аспектов потоков чернил вокруг (по всему пространству) частей отверстий выброса в головках выброса жидкости, соответствующих надлежащим областям выше и ниже пороговой линии, проиллюстрированной на фиг. 26;
[0041] Фиг. 28 является схемой для описания того, соответствует ли поток режиму A потока или режиму B потока взаимно различных форм головок выброса жидкости;
[0042] Фиг. 29A и 29B являются схемами, иллюстрирующими взаимосвязь между числом выбросов (числом эжекций) после приостановки в течение определенного времени после выброса из головки выброса жидкости в каждом режиме потока и соответствующей ему скоростью выброса;
[0043] Фиг. 30 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно третьему варианту осуществления изобретения;
[0044] Фиг. 31 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно четвертому варианту осуществления изобретения;
[0045] Фиг. 32 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно пятому варианту осуществления изобретения;
[0046] Фиг. 33 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно шестому варианту осуществления изобретения;
[0047] Фиг. 34 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно седьмому варианту осуществления изобретения;
[0048] Фиг. 35A и 35B являются схемами, иллюстрирующими форму головки выброса жидкости, в частности, отверстия выброса согласно восьмому варианту осуществления изобретения;
[0049] Фиг. 36A и 36B являются схемами, иллюстрирующими аспект протекания в каждом режиме потока чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно девятому варианту осуществления изобретения;
[0050] Фиг. 37A и 37B являются схемами, иллюстрирующими состояние концентрации красящих веществ чернил в части отверстия выброса согласно девятому варианту осуществления;
[0051] Фиг. 38 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между интенсивностью испарения в каждом режиме потока и скоростью циркуляционного потока в девятом варианте осуществления;
[0052] Фиг. 39A, 39B и 39C являются схемами, иллюстрирующими режимы потока трех форм протока согласно десятому варианту осуществления изобретения;
[0053] Фиг. 40 является схемой контурной линии, иллюстрирующей значение для значения определения режима потока, когда диаметр отверстия выброса изменяется согласно десятому варианту осуществления;
[0054] Фиг. 41A, 41B и 41C являются схемами, иллюстрирующими результаты наблюдения капель выбрасываемой жидкости из отверстий выброса соответствующих форм протока согласно десятому варианту осуществления;
[0055] Фиг. 42 является схемой контурной линии, иллюстрирующей время, в которое пузырьки сообщаются с атмосферой, когда диаметр отверстия выброса изменяется согласно десятому варианту осуществления;
[0056] Фиг. 43 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно первому варианту осуществления;
[0057] Фиг. 44A и 44B являются схемами, иллюстрирующими головку выброса жидкости согласно восьмому варианту осуществления;
[0058] Фиг. 45A и 45B являются схемами, иллюстрирующими головку выброса жидкости согласно восьмому варианту осуществления;
[0059] Фиг. 46 является видом, иллюстрирующим печатающее устройство по первому примеру применения;
[0060] Фиг. 47 является схемой, иллюстрирующей третью конфигурацию циркуляции;
[0061] Фиг. 48A и 48B являются видами, иллюстрирующими модифицированный пример головки выброса жидкости согласно первому примеру применения;
[0062] Фиг. 49 является видом, иллюстрирующим модифицированный пример головки выброса жидкости согласно первому примеру применения;
[0063] Фиг. 50 является видом, иллюстрирующим модифицированный пример головки выброса жидкости согласно первому примеру применения;
[0064] Фиг. 51 является видом, иллюстрирующим печатающее устройство согласно третьему примеру применения;
[0065] Фиг. 52 является схемой, иллюстрирующей четвертую конфигурацию циркуляции;
[0066] Фиг. 53A и 53B являются видами, иллюстрирующими головку выброса жидкости согласно третьему примеру применения; и
[0067] Фиг. 54A, 54B и 54C являются видами, иллюстрирующими головку выброса жидкости согласно третьему примеру применения.
Описание вариантов осуществления
[0068] Здесь далее будут описаны примеры применения и варианты осуществления, к которым применимо настоящее изобретение, со ссылкой на чертежи. Дополнительно, головка выброса жидкости, которая выбрасывает жидкость, такую как чернила, и устройство выброса жидкости, которое устанавливает головку выброса жидкости согласно настоящему изобретению, могут применяться к принтеру, копировальному аппарату, факсу, имеющему систему связи, процессору обработки текстов, имеющему принтер, и промышленному печатающему устройству, объединенному с различными устройствами обработки. Например, головка выброса жидкости и устройство выброса жидкости могут использоваться для изготовления биокристалла или печати электронной схемы. Дополнительно, поскольку варианты осуществления, которые описываются ниже, являются подробными примерами изобретения, в них могут вноситься различные технические ограничения. Тем не менее, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены вариантами осуществления или другими подробными способами описания изобретения и могут модифицироваться в пределах сущности настоящего изобретения.
Первый пример применения
Струйное печатающее устройство
[0069] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей схематичную конфигурацию устройства выброса жидкости, которое выбрасывает жидкость в изобретении, и, в частности, струйного печатающего устройства 1000 (здесь далее также называемого печатающим устройством), которое печатает изображение за счет выброса чернил. Печатающее устройство 1000 включает в себя транспортирующий блок 1, который транспортирует носитель 2 для печати, и построчную (постраничную) головку 3 выброса жидкости, которая расположена практически ортогонально к направлению транспортировки носителя 2 для печати. Далее, печатающее устройство 1000 представляет собой построчное печатающее устройство, которое непрерывно печатает изображение за один проход при выбросе чернил на взаимно перемещаемые носители 2 для печати при одновременной непрерывной или прерывистой транспортировке носителей 2 для печати. Головка 3 выброса жидкости включает в себя блок 230 управления отрицательным давлением, который управляет давлением (отрицательным давлением) в тракте циркуляции, блок 220 подачи жидкости, который сообщается с блоком 230 управления отрицательным давлением, часть 111 жидкостного соединения, которая служит в качестве отверстия подачи чернил и отверстия выброса чернил блока 220 подачи жидкости, и корпус 80. Носитель 2 для печати не ограничен листовой бумагой и также может представлять собой непрерывный рулонный носитель. Головка 3 выброса жидкости может печатать полноцветное изображение посредством голубых C, пурпурных M, желтых Y и черных K чернил и имеет жидкостное соединение с элементом подачи жидкости, основным бачком и буферным бачком (см. фиг. 2, который описывается ниже), которые служат в качестве тракта подачи, подающего жидкость в головку 3 выброса жидкости. Дополнительно блок управления, который подает питание и передает сигнал управления выбросом в головку 3 выброса жидкости, электрически соединен с головкой 3 выброса жидкости. Тракт для жидкости и тракт электрического сигнала в головке 3 выброса жидкости будут описаны далее.
[0070] Печатающее устройство 1000 представляет собой струйное печатающее устройство, которое обеспечивает циркуляцию жидкости, такой как чернила, между бачком и головкой 3 выброса жидкости, которые описываются ниже. В струйном печатающем устройстве по первому примеру применения может применяться различная конфигурация циркуляции, включая первую конфигурацию циркуляции и вторую конфигурацию циркуляции, которые описываются ниже. Первая конфигурация циркуляции представляет собой конфигурацию, в которой жидкость циркулирует при активации двух циркуляционных насосов (для высоких и низких давлений) со стороны ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости. Вторая конфигурация циркуляции представляет собой конфигурацию, в которой жидкость циркулирует посредством активации двух циркуляционных насосов (для высоких и низких давлений) со стороны выше по потоку от головки 3 выброса жидкости. Здесь далее будут описаны первая конфигурация циркуляции и вторая конфигурация циркуляции для циркуляции.
Описание первой конфигурации циркуляции
[0071] Фиг. 2 является принципиальной схемой, иллюстрирующей первую конфигурацию циркуляции в тракте циркуляции, применяемую к печатающему устройству 1000 по примеру применения. Головка 3 выброса жидкости имеет жидкостное соединение с первым циркуляционным насосом 1001 (со стороны высокого давления), первым циркуляционным насосом 1002 (со стороны низкого давления) и буферным бачком 1003. Дополнительно, на фиг. 2, чтобы упростить описание, проиллюстрирован тракт, через который протекают чернила одного цвета из голубого C, пурпурного M, желтого Y и черного K. Однако, фактически, в головке 3 выброса жидкости и корпусе печатающего устройства обеспечены четыре цвета трактов циркуляции.
[0072] В первой конфигурации циркуляции чернила в основном бачке 1006 подают в буферный бачок 1003 подпиточным насосом 1005 и затем подают в блок 220 подачи жидкости головки 3 выброса жидкости через часть 111 жидкостного соединения вторым циркуляционным насосом 1004. Затем чернила, которые регулируются до двух различных отрицательных давлений (высоких и низких давлений) блоком 230 управления отрицательным давлением, соединенным с блоком 220 подачи жидкости, циркулируют при разделении на два протока, имеющие высокое и низкое давления. Чернила внутри головки 3 выброса жидкости циркулируют в головке выброса жидкости при работе первого циркуляционного насоса 1001 (со стороны высокого давления) и первого циркуляционного насоса 1002 (со стороны низкого давления) со стороны ниже по потоку от головки 3, выпускаются из головки 3 через часть 111 жидкостного соединения и возвращаются в буферный бачок 1003.
[0073] Буферный бачок 1003, который представляет собой вспомогательный бачок, включает отверстие для сообщения с атмосферой (не проиллюстрировано), которое соединено с основным бачком 1006, чтобы обеспечивать сообщение внутренней части бачка с внешней средой, и в силу этого может выпускать пузырьки в чернилах наружу. Подпиточный насос 1005 предусмотрен между буферным бачком 1003 и основным бачком 1006. Подпиточный насос 1005 доставляет чернила из основного бачка 1006 в буферный бачок 1003 после того, как чернила потребляются при выбросе (инжекции чернил) чернил из отверстия выброса головки 3 выброса жидкости при операции печати и операции сбора на основе всасывания.
[0074] Два первых циркуляционных насоса 1001 и 1002 вытягивают жидкость из части 111 жидкостного соединения головки 3 выброса жидкости так, что жидкость втекает в буферный бачок 1003. В качестве первого циркуляционного насоса, требуется объемный (поршневой) насос, имеющий количественную способность по доставке жидкости. В частности, можно привести в качестве примера трубчатый насос, шестеренчатый насос, диафрагменный насос и шприцевой насос. Однако, например, чтобы гарантировать заданный расход, в выпуске насоса может быть расположен регулятор общего постоянного потока или общий предохранительный (перепускной) клапан. Когда головка 3 выброса жидкости возбуждается, первый циркуляционный насос 1001 (со стороны высокого давления) и первый циркуляционный насос 1002 (со стороны низкого давления) работают таким образом, что чернила протекают с заданным расходом через общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора. Поскольку чернила протекают таким образом, температура головки 3 выброса жидкости в ходе операции печати поддерживается при оптимальной температуре. Заданный расход, когда головка 3 выброса жидкости возбуждается, предпочтительно задается равным или выше расхода, при котором разность в температуре между платами 10 печатающих элементов внутри головки 3 выброса жидкости не оказывает влияния на качество печати. Прежде всего, когда задается слишком высокий расход, разность в отрицательном давлении между платами 10 печатающих элементов увеличивается вследствие влияния потери давления протока внутри блока 300 выброса жидкости, и в силу этого вызывается неоднородность плотности. По этой причине желательно задавать расход с учетом разности в температуре и разности в отрицательном давлении между платами 10 печатающих элементов.
[0075] Блок 230 управления отрицательным давлением предусмотрен в тракте между вторым циркуляционным насосом 1004 и блоком 300 выброса жидкости. Блок 230 управления отрицательным давлением работает таким образом, чтобы поддерживать давление со стороны ниже по потоку (т.е. давление около блока 300 выброса жидкости) от блока 230 управления отрицательным давлением при заданном давлении, даже когда расход чернил изменяется в системе циркуляции вследствие разности в выбрасываемом количестве на единицу площади. В качестве двух механизмов управления отрицательным давлением, составляющих блок 230 управления отрицательным давлением, может использоваться любой механизм при условии, что давление со стороны ниже по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением может управляться в заданном диапазоне или меньше относительно требуемого заданного давления. В качестве примера, может применяться такой механизм, как так называемый "регулятор для снижения давления". В протоке циркуляции по примеру применения сторона выше по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением подпрессовывается (герметизируется) вторым циркуляционным насосом 1004 через блок 220 подачи жидкости. При такой конфигурации, поскольку влияние давления водяного столба буферного бачка 1003 относительно головки 3 выброса жидкости может подавляться, степень свободы в схеме размещения буферного бачка 1003 печатающего устройства 1000 может возрастать.
[0076] В качестве второго циркуляционного насоса 1004 может использоваться турбонасос или объемный насос при условии, что заданное давление в головке или большее может демонстрироваться в диапазоне расхода при циркуляции чернил, используемого при возбуждении головки 3 выброса жидкости. В частности, может использоваться диафрагменный насос. Дополнительно, например, вместо второго циркуляционного насоса 1004 также может использоваться водонапорный бачок, расположенный имеющим определенную разность водяного столба относительно блока 230 управления отрицательным давлением.
[0077] Как проиллюстрировано на фиг. 2, блок 230 управления отрицательным давлением включает в себя два механизма H, L регулирования отрицательного давления соответственно, имеющие различные управляющие давления. Из двух механизмов регулирования отрицательного давления, сторона относительно высокого давления (обозначенная как "H" на фиг. 2) и сторона относительно низкого давления (обозначенная как "L" на фиг. 2) соответственно соединены с общим протоком 211 подачи и общим протоком 212 сбора в блоке 300 выброса жидкости через блок 220 подачи жидкости. Блок 300 выброса жидкости снабжен общим протоком 211 подачи, общим протоком 212 сбора и отдельным протоком 215 (отдельный проток 213 подачи и отдельный проток 214 сбора), сообщающимися с платой печатающих элементов. Механизм H управления отрицательным давлением соединен с общим протоком 211 подачи, механизм L управления отрицательным давлением соединен с общим протоком 212 сбора, и дифференциальное давление формируется между двумя общими протоками. Затем, поскольку отдельный проток 215 сообщается с общим протоком 211 подачи и общим протоком 212 сбора, формируется поток (поток, указанный направлением стрелки по фиг. 2), в котором часть жидкости вытекает из общего протока 211 подачи в общий проток 212 сбора через проток, сформированный в плате 10 печатающих элементов. Два механизма H, L регулирования отрицательного давления соединены с протоками из части 111 жидкостного соединения через фильтр 221.
[0078] Таким образом, блок 300 выброса жидкости имеет поток, в котором часть жидкости проходит через платы 10 печатающих элементов в то время, как жидкость протекает таким образом, что она проходит через общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора. По этой причине вырабатываемое платами 10 печатающих элементов тепло может выпускаться за пределы платы 10 печатающих элементов с помощью чернил, протекающих через общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора. При такой конфигурации поток чернил может формироваться даже в напорной камере или отверстии выброса, не выбрасывающем жидкость, когда изображение печатается головкой 3 выброса жидкости. Соответственно, загущение чернил может подавляться таким образом, что вязкость чернил, загущенных в отверстии выброса, снижается. Дополнительно, загущенные чернила или сторонний материал в чернилах могут выпускаться в направлении общего протока 212 сбора. По этой причине головка 3 выброса жидкости по примеру применения может распечатывать высококачественное изображение с высокой скоростью.
Описание второй конфигурации циркуляции
[0079] Фиг. 3 является принципиальной схемой, иллюстрирующей вторую конфигурацию циркуляции, которая представляет собой конфигурацию циркуляции, отличающуюся от первой конфигурации циркуляции в тракте циркуляции, применяемом к печатающему устройству по примеру применения. Основное отличие от первой конфигурации циркуляции заключается в том, что два механизма управления отрицательным давлением, составляющие блок 230 управления отрицательным давлением, управляют давлением со стороны выше по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением в заданном диапазоне относительно требуемого заданного давления. Дополнительно, другое отличие от первой конфигурации циркуляции заключается в том, что второй циркуляционный насос 1004 служит в качестве источника отрицательного давления, который снижает давление со стороны ниже по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением. Дополнительно, еще одно отличие заключается в том, что первый циркуляционный насос 1001 (со стороны высокого давления) и первый циркуляционный насос 1002 (со стороны низкого давления) расположены со стороны выше по потоку от головки 3 выброса жидкости, а блок 230 управления отрицательным давлением расположен со стороны ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости.
[0080] Во второй конфигурации циркуляции чернила в основном бачке 1006 подаются в буферный бачок 1003 подпиточным насосом 1005. Затем чернила разделяются на два протока и циркулируют в двух протоках со стороны высокого давления и со стороны низкого давления под действием блока 230 управления отрицательным давлением, предусмотренного в головке 3 выброса жидкости. Чернила, которые разделены на два протока со стороны высокого давления и со стороны низкого давления, подаются в головку 3 выброса жидкости через часть 111 жидкостного соединения под действием первого циркуляционного насоса 1001 (со стороны высокого давления) и первого циркуляционного насоса 1002 (со стороны низкого давления). После этого чернила, циркулирующие внутри головки выброса жидкости под действием первого циркуляционного насоса 1001 (со стороны высокого давления) и первого циркуляционного насоса 1002 (со стороны низкого давления), выпускаются из головки 3 выброса жидкости через часть 111 жидкостного соединения с помощью блока 230 управления отрицательным давлением. Выпущенные чернила возвращаются в буферный бачок 1003 с помощью второго циркуляционного насоса 1004.
[0081] Во второй конфигурации циркуляции блок 230 управления отрицательным давлением стабилизирует изменение давления со стороны выше по потоку (т.е. в блоке 300 выброса жидкости) от блока 230 управления отрицательным давлением в заданном диапазоне относительно заданного давления, даже когда изменение расхода вызывается изменением выбрасываемого количества на единицу площади. В протоке циркуляции по примеру применения сторона ниже по потоку от блока 230 управления отрицательным давлением подпрессовывается вторым циркуляционным насосом 1004 через блок 220 подачи жидкости. При такой конфигурации, поскольку влияние давления водяного столба буферного бачка 1003 относительно головки 3 выброса жидкости может подавляться, схема размещения буферного бачка 1003 в печатающем устройстве 1000 может иметь множество вариантов. Вместо второго циркуляционного насоса 1004, например, также может использоваться водонапорный бачок, выполненный имеющим заданную разность водяного столба относительно блока 230 управления отрицательным давлением. Аналогично первой конфигурации циркуляции, во второй конфигурации циркуляции блок 230 управления отрицательным давлением включает в себя два механизма управления отрицательным давлением соответственно, имеющие различные управляющие давления. Из двух механизмов регулирования отрицательного давления, сторона высокого давления (обозначенная как "H" на фиг. 3) и сторона низкого давления (обозначенная как "L" на фиг. 3) соответственно соединены с общим протоком 211 подачи или общим протоком 212 сбора в блоке 300 выброса жидкости через блок 220 подачи жидкости. Когда давление общего протока 211 подачи задается выше давления общего протока 212 сбора с помощью двух механизмов регулирования отрицательного давления, поток жидкости формируется из общего протока 211 подачи в общий проток 212 сбора через отдельный проток 215 и протоков, сформированных в платах 10 печатающих элементов.
[0082] В такой второй конфигурации циркуляции поток жидкости, идентичный потоку жидкости по первой конфигурации циркуляции, может получаться в блоке 300 выброса жидкости, но имеет два преимущества, отличающиеся от преимуществ первой конфигурации циркуляции. В качестве первого преимущества во второй конфигурации циркуляции, поскольку блок 230 управления отрицательным давлением расположен со стороны ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости, является низкая вероятность того, что сторонний материал или мусор, образованные из блока 230 управления отрицательным давлением, втекают в головку 3 выброса жидкости. В качестве второго преимущества во второй конфигурации циркуляции является то, что максимальное значение расхода, необходимого для жидкости из буферного бачка 1003 в головку 3 выброса жидкости, меньше значения первой конфигурации циркуляции. Причина поясняется ниже.
[0083] В случае циркуляции в состоянии ожидания печати, сумма расходов общего протока 211 подачи и общего протока 212 сбора задается равной расходу A. Значение расхода A определяется как минимальный расход, необходимый для корректировки температуры головки 3 выброса жидкости в состоянии ожидания печати таким образом, что разность в температуре в блоке 300 выброса жидкости попадает в требуемый диапазон. Дополнительно, расход при выбросе, полученный, когда чернила выбрасываются из всех отверстий выброса блока 300 выброса жидкости (в состоянии полного выброса), определяется как расход F (выбрасываемый объем в расчете на каждое отверстие выброса × частота выброса в единицу времени × число отверстий выброса).
[0084] Фиг. 4 является принципиальной схемой, иллюстрирующей разность во втекающем количестве чернил в головку 3 выброса жидкости между первой конфигурацией циркуляции и второй конфигурацией циркуляции. Фиг. 4-(a) иллюстрирует состояние ожидания в первой конфигурации циркуляции, а фиг. 4-(b) иллюстрирует состояние полного выброса в первой конфигурации циркуляции. Фиг. 4-(c)- 4-(f) иллюстрируют второй проток циркуляции. Здесь фиг. 4-(c) и фиг. 4-(d) иллюстрируют случай, в котором расход F ниже расхода A, а фиг. 4-(e) и фиг. 4-(f) иллюстрируют случай, в котором расход F выше расхода A. Таким образом, проиллюстрированы расходы в состоянии ожидания и в состоянии полного выброса.
[0085] Ниже будет описан случай первой конфигурации циркуляции (фиг. 4-(a) и фиг. 4-(b)), в которой первый циркуляционный насос 1001 и первый циркуляционный насос 1002, имеющие каждый количественную способность по доставке жидкости, расположены со стороны ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости. В этом случае полный расход первого циркуляционного насоса 1001 и первого циркуляционного насоса 1002 становится расходом A (фиг. 4-(a)). При расходе A может управляться температура в блоке 300 выброса жидкости в состоянии ожидания. Затем, в случае состояния полного выброса головки 3 выброса жидкости, полный расход первого циркуляционного насоса 1001 и первого циркуляционного насоса 1002 остается в расходе A. Тем не менее, отрицательное давление, сформированное при выбросе головкой 3 выброса жидкости, действует. В силу этого максимальный расход жидкости, поданной в головку 3 выброса жидкости, получается таким, что расход F, потребляемый при полном выбросе, суммируется с расходом A полного расхода. Таким образом, максимальное значение подаваемого количества в головку 3 выброса жидкости удовлетворяет соотношению расход A + расход F, поскольку расход F суммируется с расходом A (фиг. 4-(b)).
[0086] Между тем, в случае второй конфигурации циркуляции (фиг. 4-(c) -4-(f)), в которой первый циркуляционный насос 1001 и первый циркуляционный насос 1002 расположены со стороны выше по потоку от головки 3 выброса жидкости, подаваемый объем в головку 3 выброса жидкости, необходимый для состояния ожидания печати, становится расходом A, аналогично первой конфигурации циркуляции. Таким образом, когда расход A выше расхода F (фиг. 4-(c) и 4-(d)) во второй конфигурации циркуляции, в которой первый циркуляционный насос 1001 и первый циркуляционный насос 1002 расположены со стороны выше по потоку от головки 3 выброса жидкости, подаваемый объем в головку 3 выброса жидкости становится в достаточной степени расходом A даже в состоянии полного выброса. Одновременно расход выдачи головки 3 выброса жидкости удовлетворяет соотношению расход A - расход F (фиг. 4-(d)). Тем не менее, когда расход F выше расхода A (фиг. 4-(e) и 4-(f)), расход становится недостаточным, когда расход жидкости, поданной в головку 3 выброса жидкости, становится расходом A в состоянии полного выброса. По этой причине, когда расход F выше расхода A, подаваемый объем в головку 3 выброса жидкости должен задаваться равным расходу F. Одновременно, поскольку расход F потребляется головкой 3 выброса жидкости в состоянии полного выброса, расход жидкости, выдаваемой из головки 3 выброса жидкости, становится почти нулевым (фиг. 4-(f)). Помимо этого, если жидкость не выбрасывается в состоянии полного выброса, когда расход F выше расхода A, жидкость, которая привлечена за счет количества, потребляемого при выбросе расхода F, выдается из головки 3 выброса жидкости.
[0087] Таким образом, в случае второй конфигурации циркуляции общее значение расходов, заданных для первого циркуляционного насоса 1001 и первого циркуляционного насоса 1002, т.е. максимальное значение необходимого расхода подачи, становится большим значением между расходом A и расходом F. По этой причине, при условии, что используется блок 300 выброса жидкости, имеющий идентичную конфигурацию, максимальное значение (расход A или расход F) подаваемого количества, необходимого для второй конфигурации циркуляции, становится меньше максимального значения (расход A +расход F) расхода подачи, необходимого для первой конфигурации циркуляции.
[0088] По этой причине, в случае второй конфигурации циркуляции степень свободы применимого циркуляционного насоса увеличивается. Например, может использоваться циркуляционный насос, имеющий простую конфигурацию и низкие затраты, либо может уменьшаться нагрузка охладителя (не проиллюстрирован), предусмотренного в тракте со стороны основного корпуса. Соответственно, имеется такое преимущество, что затраты печатающего устройства могут снижаться. Это преимущество является высоким в построчной головке, имеющей относительно большое значение расхода A или расхода F. Соответственно, построчная головка, имеющая большую продольную длину из числа построчных головок, является преимущественной.
[0089] Между тем, первая конфигурация циркуляции является более преимущественной, чем вторая конфигурация циркуляции. Таким образом, во второй конфигурации циркуляции, поскольку расход жидкости, протекающей через блок 300 выброса жидкости в состоянии ожидания печати, становится максимальным, к отверстиям выброса прикладывается более высокое отрицательное давление по мере того, как выбрасываемый объем на единицу площади изображения (эдесь далее также называемого низкоинтенсивным изображением) становится меньше. По этой причине, когда ширина протока узкая, а отрицательное давление высокое, к отверстию выброса в низкоинтенсивном изображении, в котором легко возникает неоднородность, прикладывается высокое отрицательное давление. Соответственно, существует такая проблема, что качество печати может быть ухудшено в соответствии с увеличением числа так называемых капель-сателлитов, выбрасываемых наряду с основными каплями чернил. Между тем, в случае первой конфигурации циркуляции, поскольку высокое отрицательное давление прикладывается к отверстию выброса, когда формируется изображение (здесь далее также называемое "высокоинтенсивным изображением"), имеющее большой выбрасываемый объем на единицу площади, имеется такое преимущество, что влияние капель-сателлитов на изображение является небольшим, даже когда формируется множество капель-сателлитов. Две конфигурации циркуляции предпочтительно могут выбираться с учетом технических требований (расхода F при выбросе, минимального расхода A при циркуляции и сопротивления прохода внутри головки) головки выброса жидкости и корпуса печатающего устройства.
Описание третьей конфигурации циркуляции
[0090] Фиг. 47 является принципиальной схемой, иллюстрирующей третью конфигурацию циркуляции, которая является одним из трактов циркуляции, используемых в печатающем устройстве по примеру применения. Описание функций и конфигураций, идентичных функциям и конфигурациям первого и второго трактов циркуляции, будет опущено, и будет описано только различие.
[0091] В тракте циркуляции жидкость подается в головку 3 выброса жидкости из трех позиций, включая две позиции центральной части головки 3 выброса жидкости и одну торцевую сторону головки 3 выброса жидкости. Жидкость, вытекающая из общего протока 211 подачи в каждую напорную камеру 23, собирается общим протоком 212 сбора и собирается снаружи из отверстия для сбора на другом конце головки 3 выброса жидкости. Отдельный проток 213 подачи сообщается с общим протоком 211 подачи и общим протоком 212 сбора, и плата 10 печатающих элементов и напорная камера 23, расположенная в плате 10 печатающих элементов, предоставлены в тракте отдельного протока 213 подачи. Соответственно, часть жидкости, вытекающей из первого циркуляционного насоса 1002, вытекает из общего протока 211 подачи в общий проток 212 сбора при прохождении через напорную камеру 23 платы 10 печатающих элементов (см. стрелку по фиг. 47). Это обусловлено тем, что между механизмом H регулирования давления, соединенным с общим протоком 211 подачи, и механизмом L регулирования давления, соединенным с общим протоком 212 сбора формируется дифференциальное давление, и первый циркуляционный насос 1002 соединен только с общим протоком 212 сбора.
[0092] Таким образом, в блоке 300 выброса жидкости формируются поток жидкости, проходящей через общий проток 212 сбора, и поток жидкости, вытекающей из общего протока 211 подачи в общий проток 212 сбора, при прохождении через напорную камеру 23 внутри каждой платы 10 печатающих элементов. По этой причине тепло, вырабатываемое каждой платой 10 печатающих элементов, может выводиться за пределы платы 10 печатающих элементов потоком из общего протока 211 подачи в общий проток 212 сбора при том, что подавляется потеря давления. Дополнительно, согласно тракту циркуляции, число насосов, которые представляют собой блоки транспортировки жидкости, может снижаться по сравнению с первым и вторым трактами циркуляции.
Описание конфигурации головки выброса жидкости
[0093] Ниже будет описана конфигурация головки 3 выброса жидкости согласно первому примеру применения. Фиг. 5A и 5B являются видами в перспективе, иллюстрирующими головку 3 выброса жидкости согласно примеру применения. Головка 3 выброса жидкости представляет собой построчную (постраничную) головку выброса жидкости, в которой последовательно размещены (линейное размещение) пятнадцать плат 10 печатающих элементов, каждая из которых способна выбрасывать чернила четырех цветов из голубого C, пурпурного M, желтого Y и черного K. Как проиллюстрировано на фиг. 5A, головка 3 выброса жидкости включает в себя платы 10 печатающих элементов и входной сигнальный контактный вывод (клемма) 91 и контактный вывод 92 для подачи питания, которые электрически соединены между собой через гибкую печатную плату 40 и электрическую монтажную плату 90, способную подавать электроэнергию в плату 10 печатающих элементов. Входной сигнальный контактный вывод 91 и контактный вывод 92 для подачи питания электрически соединены с блоком управления печатающего устройства 1000 таким образом, что возбуждающий сигнал выброса и мощность, необходимая для выброса, подаются в плату 10 печатающих элементов. Когда межсоединения интегрированы посредством электрической схемы в электрической монтажной плате 90, число входных сигнальных контактных выводов 91 и контактных выводов 92 для подачи питания может снижаться по сравнению с числом плат 10 печатающих элементов. Соответственно, число компонентов электрических соединений, которые должны разделяться, когда головка 3 выброса жидкости собирается в печатающем устройстве 1000, или головка выброса жидкости заменяется, снижается. Как проиллюстрировано на фиг. 5B, части 111 жидкостного соединения, которые предусмотрены на обоих концах головки 3 выброса жидкости, соединены с системой подачи жидкости печатающего устройства 1000. Соответственно, чернила четырех цветов, включая голубой C, пурпурный M, желтый Y и черный K4, подаются из системы подачи печатающего устройства 1000 в головку 3 выброса жидкости, и чернила, проходящие через головку 3 выброса жидкости, собираются системой подачи печатающего устройства 1000. Таким образом, чернила различных цветов могут циркулировать через тракт печатающего устройства 1000 и тракт головки 3 выброса жидкости.
[0094] Фиг. 6 является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим компоненты или блоки, составляющие головку 3 выброса жидкости. Блок 300 выброса жидкости, блок 220 подачи жидкости и электрическая монтажная плата 90 прикрепляют к корпусу 80. Части 111 жидкостного соединения (см. фиг. 3) предусмотрены в блоке 220 подачи жидкости. Кроме того, чтобы извлекать посторонний материал в подаваемых чернилах, в блоке 220 подачи жидкости при сообщении с отверстиями частей 111 жидкостного соединения предусмотрены фильтры 221 (см. фиг. 2 и 3) для различных цветов. Два блока 220 подачи жидкости, надлежащим образом соответствующие двум цветам, снабжены фильтрами 221. Жидкость, проходящая через фильтр 221, подается в блок 230 управления отрицательным давлением, расположенный на блоке 220 подачи жидкости, расположенном соответствующим каждому цвету. Блок 230 управления отрицательным давлением представляет собой блок, который включает в себя клапанов регулирования отрицательного давления для различных цветов. За счет функции пружинного элемента или предусмотренного в нем клапана существенно снижается изменение потери давления в системе подачи (системе подачи со стороны выше по потоку от головки 3 выброса жидкости) печатающего устройства 1000, вызываемое изменением расхода жидкости. Соответственно, блок 230 управления отрицательным давлением может стабилизировать изменение отрицательного давление со стороны ниже по потоку (в блоке 300 выброса жидкости) от блока управления отрицательным давлением в заданном диапазоне. Как описано на фиг. 2, два клапана регулирования отрицательного давления различных цветов встроены в блок 230 управления отрицательным давлением. Два клапана регулирования отрицательного давления соответственно заданы на различные управляющие давления. Здесь сторона высокого давления сообщается с общим протоком 211 подачи (см. фиг. 2) в блоке 300 выброса жидкости, а сторона низкого давления сообщается с общим протоком 212 сбора (см. фиг. 2) через блок 220 подачи жидкости.
[0095] Корпус 80 включает опорную часть 81 блока выброса жидкости и опорную часть 82 электрической монтажной платы и обеспечивает жесткость головки 3 выброса жидкости одновременно поддерживая блок 300 выброса жидкости и электрическую монтажную плату 90. Опорная часть 82 электрической монтажной платы используется для поддержки электрической монтажной платы 90 и прикрепляется к опорной части 81 блока выброса жидкости винтами. Опорная часть 81 блока выброса жидкости используется для корректировки коробления или деформации блока 300 выброса жидкости, чтобы обеспечивать точность взаимного положения между платами 10 печатающих элементов. Соответственно, подавляются полосы и неоднородность печатного носителя. По этой причине желательно, чтобы опорная часть 81 блока выброса жидкости имела достаточную жесткость. В качестве материала требуется металл, такой как SUS или алюминий, либо керамика, такая как оксид алюминия. Опорная часть 81 блока выброса жидкости снабжена отверстиями 83 и 84, в которые вставляется соединительная резиновая прокладка 100. Жидкость, поданная из блока 220 подачи жидкости, направляется в третий элемент 70 протока, составляющий блок 300 выброса жидкости, через соединительную резиновую прокладку.
[0096] Блок 300 выброса жидкости включает множество модулей 200 выброса и элемент-проток 210, а элемент-крышка 130 прикрепляется к поверхности около носителя для печати в блоке 300 выброса жидкости. Здесь элемент-крышка 130 представляет собой элемент, имеющий поверхность в форме рамы для картины, и снабжен продолговатым отверстием 131, как проиллюстрировано на фиг. 6, и плата 10 печатающих элементов и уплотняющий элемент 110 (см. фиг. 10A, который описывается ниже), включенные в модуль 200 выброса, доступны из отверстия 131. Периферийная рама отверстия 131 служит в качестве контактной поверхности элемента-заглушки, которая перекрывает головку 3 выброса жидкости в состоянии ожидания печати. По этой причине желательно формировать замкнутое пространство в перекрытом состоянии при применении клея, уплотняющего материала и наполнителя вдоль периферии отверстия 131 для заполнения неоднородности или зазора на поверхности отверстия выброса блока 300 выброса жидкости.
[0097] Далее будет описана конфигурация элемента-протока 210, включенного в блок 300 выброса жидкости. Как проиллюстрировано на фиг. 6, элемент-проток 210 получается при наслаивании первого элемента 50 протока, второго элемента 60 протока и третьего элемента 70 протока и распределяет жидкость, поданную из блока 220 подачи жидкости, в модули 200 выброса. Дополнительно, элемент-проток 210 представляет собой элемент-проток, который возвращает жидкость, рециркулирующую из модуля 200 выброса, в блок 220 подачи жидкости. Элемент-проток 210 прикрепляется к опорной части 81 блока выброса жидкости винтами, и в силу этого подавляется коробление или деформация элемента-протока 210.
[0098] Фиг. 7(a)-7(f) являются схемами, иллюстрирующими передние и задние поверхности первого-третьего элементов протоков. Фиг. 7-(a) иллюстрирует поверхность, на которую устанавливается модуль 200 выброса в первом элементе 50 протока, а фиг. 7-(f) иллюстрирует поверхность, с которой опорная часть блока выброса жидкости 81 контактирует в третьем элементе 70 протока. Первый элемент 50 протока и второй элемент 60 протока связываются между собой таким образом, что части, проиллюстрированные на фиг. 7-(b) и 7-(c) и соответствующие контактным поверхностям элементов протоков, обращены друг к другу, и второй элемент протока и третий элемент протока связываются между собой таким образом, что части, проиллюстрированные на фиг. 7(d) и 7(e) и соответствующие контактным поверхностям элементов протоков, обращены друг к другу. Когда второй элемент 60 протока и третий элемент 70 протока связываются между собой, с помощью общих канавок 62 и 71 протоков элементов протоков формируются восемь общих протоков (211a, 211b, 211c, 211d, 212a, 212b, 212c, 212d), простирающихся в продольном направлении элемента-протока. Соответственно, в элементе-протоке 210 формируется набор из общего протока 211 подачи и общего протока 212 сбора соответствующим каждому цвету. Чернила подаются из общего протока 211 подачи в головку 3 выброса жидкости, и чернила, поданные в головку 3 выброса жидкости, собираются общим протоком 212 сбора. Отверстие 72 для сообщения (см. 7-(f)) третьего элемента 70 протока сообщается с дырками соединительной резиновой прокладки 100 и имеет жидкостное соединение с блоком 220 подачи жидкости (см. фиг. 6). Нижняя поверхность канавки 62 общего протока второго элемента 60 протока снабжено множеством отверстий 61 для сообщения (отверстие 61-1 для сообщения, сообщающееся с общим протоком 211 подачи, и отверстие 61-2 для сообщения, сообщающееся с общим протоком 212 сбора) и сообщается с одним концом канавки 52 отдельного протока первого элемента 50 протока. Другой конец канавки 52 отдельного протока первого элемента 50 протока снабжено отверстием 51 для сообщения и имеет жидкостное соединение с модулями 200 выброса через отверстие 51 для сообщения. С помощью канавки 52 отдельного протока протоки могут быть плотно предоставлены в центральной стороне элемента-протока.
[0099] Желательно, чтобы первый-третий элементы протоков формировались из материала, имеющего коррозионную стойкость относительно жидкости и имеющего низкий коэффициент линейного расширения. В качестве материала может надлежащим образом использоваться, например, композиционный материал (смола), полученный добавлением неорганического наполнителя, такого как частицы волокон или мелкодисперсного кремнезема, в материал основы, такой как оксид алюминия, LCP (жидкокристаллический полимер), PPS (полифенилсульфид), PSF (полисульфон) или модифицированный PPE (полифениленовый эфир). В качестве способа формирования элемента-протока 210 могут наслаиваться и приклеиваться друг к другу три элемента протока. Когда композиционный материал на смоляной матрице выбирается в качестве материала, может использоваться способ связывания с использованием сварки.
[0100] Фиг. 8 является частичным укрупненным видом в перспективе, иллюстрирующим часть α по фиг. 7-(a) и иллюстрирующим протоки в элементе-протоке 210, сформированные при связывании первого-третьего элементов протоков между собой, если смотреть от поверхности, на которую устанавливается модуль 200 выброса в первом элементе 50 протока. Общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора формируются таким образом, что общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора расположены поочередно относительно протоков обоих концов. Здесь будет описана взаимосвязь соединений между протоками в элементе-протоке 210.
[0101] Элемент-проток 210 снабжен общим протоком 211 (211a, 211b, 211c, 211d) подачи и общим протоком 212 (212a, 212b, 212c, 212d) сбора, простирающимися в продольном направлении головки 3 выброса жидкости и предоставляемыми для каждого цвета. Отдельные протоки 213 (213a, 213b, 213c, 213d) подачи, которые сформированы канавками 52 отдельных протоков, соединены с общими протоками 211 подачи для различных цветов через отверстия 61 для сообщения. Дополнительно, отдельные протоки 214 (214a, 214b, 214c, 214d) сбора, сформированные канавками 52 отдельных протоков, соединены с общими протоками 212 сбора для различных цветов через отверстия 61 для сообщения. При такой конфигурации протоков чернила могут интенсивно подаваться в плату 10 печатающих элементов, расположенную в центральной части элемента-протока, из общих протоков 211 подачи в отдельные протоки 213 подачи. Дополнительно, чернила могут собираться из платы 10 печатающих элементов в общие протоки 212 сбора через отдельные протоки 214 сбора.
[0102] Фиг. 9 является видом в поперечном сечении вдоль линии IX-IX по фиг. 8. Отдельный проток (214a, 214c) сбора сообщается с модулем 200 выброса через отверстие 51 для сообщения. На фиг. 9 проиллюстрирован только отдельный проток (214a, 214c) сбора, но в другом поперечном сечении, причем отдельный проток 213 подачи и модуль 200 выброса сообщаются между собой, как проиллюстрировано на фиг. 8. Опорный элемент 30 и плата 10 печатающих элементов, которые включены в каждый модуль 200 выброса, снабжены протоками, которые подают чернила из первого элемента 50 протока в печатающий элемент 15, предоставленный в плате 10 печатающих элементов. Дополнительно, опорный элемент 30 и плата 10 печатающих элементов снабжены протоками, которые собирают (обеспечивают рециркуляцию) часть или всю жидкость, поданную в печатающий элемент 15, в первом элементе 50 протока.
[0103] Здесь общий проток 211 подачи для каждого цвета соединен с блоком 230 управления отрицательным давлением (со стороны высокого давления) соответствующего цвета через блок 220 подачи жидкости, а общий проток 212 сбора соединен с блоком 230 управления отрицательным давлением (со стороны низкого давления) через блок 220 подачи жидкости. За счет блока 230 управления отрицательным давлением между общим протоком 211 подачи и общим протоком 212 сбора формируется дифференциальное давление (разность в давлении). По этой причине, как проиллюстрировано на фиг. 8 и 9, поток формируется в порядке общего протока 211 подачи для каждого цвета, отдельного протока 213 подачи, платы 10 печатающих элементов, отдельного протока 214 сбора и общего протока 212 сбора в головке выброса жидкости по примеру применения, имеющих протоки, соединенные между собой.
Описание модуля выброса
[0104] Фиг. 10A является видом в перспективе, иллюстрирующим один модуль 200 выброса, а фиг. 10B является его покомпонентным видом. В качестве способа изготовления модуля 200 выброса, сначала плата 10 печатающих элементов и гибкая печатная плата 40 наклеиваются на опорный элемент 30, снабженный отверстием 31 для жидкостного сообщения. Затем контактный вывод 16 на плате 10 печатающих элементов и контактный вывод 41 на гибкой печатной плате 40 электрически соединяются между собой с помощью проводного монтажа, и часть после проводного монтажа (часть электрического соединения) уплотняется уплотняющим элементом 110. Контактный вывод 42, который противоположен плате 10 печатающих элементов гибкой печатной платы 40, электрически соединяется с соединительным контактным выводом (клеммой) 93 (см. фиг. 6) электрической монтажной платы 90. Поскольку опорный элемент 30 служит в качестве опорного тела, который поддерживает плату 10 печатающих элементов и элемент-проток, который обеспечивает жидкостное сообщение платы 10 печатающих элементов и элемента-протока 210 между собой, желательно, чтобы опорный элемент имел высокую плоскостность и достаточно высокую надежность при связывании с платой печатающих элементов. В качестве материала, например, желателен оксид алюминия или смола.
Описание конструкции платы печатающих элементов
[0105] Фиг. 11A является видом сверху, иллюстрирующим поверхность, содержащую отверстие 13 выброса в плате 10 печатающих элементов, фиг. 11B является укрупненным видом части A по фиг. 11A, а фиг. 11C является видом сверху, иллюстрирующим заднюю поверхность по фиг. 11A. Здесь будет описана конфигурация платы 10 печатающих элементов по примеру применения. Как проиллюстрировано на фиг. 11A, элемент 12 формирования отверстий выброса платы 10 печатающих элементов снабжен четырьмя рядами отверстий выброса, соответствующими различным цветам чернил. Дополнительно, направление прохождения рядов отверстий выброса отверстий 13 выброса называется "направлением рядов отверстий выброса". Как проиллюстрировано на фиг. 11B, печатающий элемент 15, служащий в качестве элемента генерирования энергии выброса для выброса жидкости за счет тепловой энергии, располагается в позиции, соответствующей каждому отверстию 13 выброса. Напорная камера 23, предусмотренная внутри печатающего элемента 15, ограничена разделительной стенкой 22. Печатающий элемент 15 электрически соединен с контактным выводом 16 электрическим проводом (не проиллюстрирован), предусмотренным в плате 10 печатающих элементов. Затем печатающий элемент 15 кипятит жидкость при нагревании на основе импульсного сигнала, вводимого из схемы управления печатающего устройства 1000 через электрическую монтажную плату 90 (см. фиг. 6) и гибкую печатную плату 40 (см. фиг. 10B). Жидкость выбрасывается из отверстия 13 выброса за счет пенообразующей силы, вызываемой кипением. Как проиллюстрировано на фиг. 11B, тракт 18 подачи жидкости простирается на одной стороне вдоль каждого ряда отверстий выброса, а тракт 19 сбора жидкости простирается на другой стороне вдоль ряда отверстий выброса. Тракт 18 подачи жидкости и тракт 19 сбора жидкости представляют собой протоки, которые простираются в направлении рядов отверстий выброса, предусмотренным в плате 10 печатающих элементов, и сообщаются с отверстием 13 выброса через отверстие 17a для подачи и отверстие 17b для сбора.
[0106] Как проиллюстрировано на фиг. 11C, листообразный элемент-крышка 20 наслаивается на задней поверхности для поверхности, снабженной отверстием 13 для выброса в плате 10 печатающих элементов, и элемент-крышка 20 снабжен множеством отверстий 21, сообщающихся с трактом 18 подачи жидкости и трактом 19 сбора жидкости. В примере применения элемент-крышка 20 снабжен тремя отверстиями 21 для каждого тракта 18 подачи жидкости и двумя отверстиями 21 для каждого тракта 19 сбора жидкости. Как проиллюстрировано на фиг. 11B, отверстия 21 элемента-крышки 20 сообщаются с отверстиями 51 для сообщения, проиллюстрированными на фиг. 7-(a). Желательно, чтобы элемент-крышка 20 имел достаточную коррозионную стойкость для жидкости. С точки зрения предотвращения смешанного цвета, форма отверстия и позиция отверстия для отверстия 21 должны иметь высокую точность. По этой причине желательно формировать отверстие 21 с использованием фоточувствительного материала со смоляной матрицей или кремниевой пластины в качестве материала элемента-крышки 20 посредством фотолитографии. Таким образом, элемент-крышка 20 изменяет шаг протоков за счет отверстия 21. Здесь желательно формировать элемент-крышку посредством элемента в форме пленки с небольшой толщиной с учетом потери давления.
[0107] Фиг. 12 является видом в перспективе, иллюстрирующим поперечные сечения платы 10 печатающих элементов и элемента-крышки 20 вдоль линии XII-XII по фиг. 11A. Здесь будет описан поток жидкости в плате 10 печатающих элементов. Элемент-крышка 20 служит в качестве крышки, которая является частью стенок тракта 18 подачи жидкости и тракта 19 сбора жидкости, сформированных в подложке 11 платы 10 печатающих элементов. Плата 10 печатающих элементов формируется наслаиванием подложки 11, сформированной из Si, и элемента 12 формирования отверстий выброса, сформованного из фоточувствительной смолы, а элемент-крышка 20 связывается с задней поверхностью подложки 11. Одна поверхность подложки 11 снабжена печатающим элементом 15 (см. фиг. 11B), и его задняя поверхность снабжена канавками, образующими тракт 18 подачи жидкости и тракт 19 сбора жидкости, простирающиеся вдоль ряда отверстий выброса. Тракт 18 подачи жидкости и тракт 19 сбора жидкости, которые образованы подложкой 11 и элементом-крышкой 20, соответственно соединены с общим протоком 211 подачи и общим протоком 212 сбора в каждом элементе-протоке 210, и дифференциальное давление формируется между трактом 18 подачи жидкости и трактом 19 сбора жидкости. Когда жидкость выбрасывается из отверстия 13 выброса с распечатыванием изображения, жидкость в тракте 18 подачи жидкости, предусмотренным в подложке 11, у отверстия выброса, не выбрасывающем жидкость, протекает в направлении тракта 19 сбора жидкости через отверстие 17a для подачи, напорную камеру 23 и отверстие 17b для сбора за счет дифференциального давления (см. стрелку C по фиг. 12). Посредством потока сторонние материалы, пузырьки и загущенные чернила, полученные за счет испарения из отверстия 13 выброса, могут собираться трактом 19 сбора жидкости в отверстии 13 выброса или напорной камере 23, не участвующей в операции печати. Дополнительно, может подавляться загущение чернил в отверстии 13 выброса или напорной камере 23. Жидкость, которая собирается в тракте 19 сбора жидкости, собирается в порядке из отверстия 51 для сообщения (см. фиг. 7-(a)) в элементе-протоке 210, отдельного протока 214 сбора и общего протока 212 сбора через отверстие 21 элемента-крышки 20 и отверстие 31 для жидкостного сообщения (см. фиг. 10B) опорного элемента 30. Затем жидкость собирается из головки 3 выброса жидкости в тракт сбора печатающего устройства 1000. Таким образом, жидкость, поданная из корпуса печатающего устройства в головку 3 выброса жидкости, протекает в следующем порядке для подачи и сбора.
[0108] Сначала жидкость втекает из части 111 жидкостного соединения блока 220 подачи жидкости в головку 3 выброса жидкости. Затем жидкость последовательно подается через соединительную резиновую прокладку 100, отверстие 72 для сообщения и канавку 71 общего протока, предусмотренные в третьем элементе протока, канавку 62 общего протока и отверстие 61 для сообщения, предусмотренные во втором элементе протока, и канавку 52 отдельного протока и отверстие 51 для сообщения, предусмотренные в первом элементе протока. Затем жидкость подается в напорную камеру 23 при последовательном прохождении через отверстие 31 для жидкостного сообщения, предусмотренное в опорном элементе 30, отверстие 21, предусмотренное в элементе-крышке 20 и тракте 18 подачи жидкости, и отверстие 17a подачи, предусмотренное в подложке 11. В жидкости, поданной в напорную камеру 23, жидкость, которая не выбрасывается из отверстия 13 выброса, последовательно протекает через отверстие 17b сбора и тракт 19 сбора жидкости, предусмотренные в подложке 11, отверстие 21, предусмотренное в элементе-крышке 20, и отверстие 31 для жидкостного сообщения, предусмотренное в опорном элементе 30. Затем жидкость последовательно протекает через отверстие 51 для сообщения и канавку 52 отдельного протока, предусмотренные в первом элементе протока, отверстие 61 для сообщения и канавку 62 общего протока, предусмотренные во втором элементе протока, канавку 71 общего протока и отверстие 72 для сообщения, предусмотренные в третьем элементе 70 протока, и соединительную резиновую прокладку 100. Затем жидкость протекает из части 111 жидкостного соединения, предусмотренной в блоке 220 подачи жидкости, за пределы головки 3 выброса жидкости.
[0109] В первой конфигурации циркуляции, проиллюстрированной на фиг. 2, жидкость, которая вытекает из части 111 жидкостного соединения, подается к соединительной резиновой прокладке 100 через блок 230 управления отрицательным давлением. Дополнительно, во второй конфигурации циркуляции, проиллюстрированной на фиг. 3, жидкость, которая собирается из напорной камеры 23, проходит через соединительную резиновую прокладку 100 и вытекает из части 111 жидкостного соединения за пределы головки выброса жидкости через блок 230 управления отрицательным давлением. Вся жидкость, которая вытекает из одного конца общего протока 211 подачи блока 300 выброса жидкости, не подается в напорную камеру 23 через отдельный проток 213a подачи. Таким образом, жидкость может вытекать из другого конца общего протока 211 подачи в блок 220 подачи жидкости без втекания в отдельный проток 213a подачи посредством жидкости, которая вытекает из одного конца общего протока 211 подачи. Таким образом, поскольку тракт предусмотрен так, что жидкость протекает через него без прохождения через плату 10 печатающих элементов, противоток циркуляционного потока жидкости может подавляться даже в плате 10 печатающих элементов, включающей большой проток с небольшим гидравлическим сопротивлением, аналогично примеру применения. Таким образом, поскольку загущение жидкости около отверстия выброса или напорной камеры 23 может подавляться в головке 3 выброса жидкости по примеру применения, может подавляться стекание или не выброс. Как результат, может печататься высококачественное изображение.
Описание позиционной взаимосвязи между платами печатающих элементов
[0110] Фиг. 13 является частичным укрупненным видом сверху, иллюстрирующим смежную часть платы печатающих элементов в двух смежных модулях 200 выброса. В примере применения используется плата печатающих элементов практически в форме параллелограмма. Ряды (14a-14d) отверстий выброса, имеющие отверстия 13 выброса, размещенные в каждой плате 10 печатающих элементов, расположены наклонными при наличии заданного угла относительно продольного направления головки 3 выброса жидкости. Затем ряд отверстий выброса в смежной части между платами 10 печатающих элементов формируется таким образом, что по меньшей мере одно отверстие выброса перекрывается в направлении транспортировки носителя для печати. На фиг. 13 два отверстия выброса на линии D перекрывают друг друга. При таком размещении даже когда позиция платы 10 печатающих элементов немного отклонена от заданной позиции, черные полосы или пропуск печатаемого изображения могут быть не видимыми при управлении возбуждением перекрывающихся отверстий выброса. Даже когда платы 10 печатающих элементов расположены в прямой линейной форме (в форме в линию) вместо зигзагообразной формы, черные полосы или белые полосы в соединительной части могут обрабатываться. В частности, черные полосы или белые полосы в соединительной части между платами 10 печатающих элементов могут обрабатываться, в то время как увеличение длины головки 3 выброса жидкости в направлении транспортировки носителя для печати подавляется с помощью конфигурации, проиллюстрированной на фиг. 13. Дополнительно, в примере применения главная плоскость платы печатающих элементов имеет форму параллелограмма, но изобретение не ограничено этим. Например, даже когда используются платы печатающих элементов, имеющие прямоугольную форму, трапецеидальную форму и другие формы, предпочтительно может использоваться конфигурация по настоящему изобретению.
Описание модифицированного примера конфигурации головки выброса жидкости
[0111] Ниже будет описан модифицированный пример конфигурации головки выброса жидкости, проиллюстрированной на фиг. 46 и фиг. 48A-50. Описание конфигурации и функции, идентичных конфигурации и функции вышеописанного примера, будет опущено, и главным образом будет описано только отличие.
[0112] В модифицированном примере, как проиллюстрировано на фиг. 46 и 48, части 111 жидкостного соединения между головкой 3 выброса жидкости и внешней средой плотно расположены на одной концевой стороне головки выброса жидкости в продольном направлении. Блоки 230 управления отрицательным давлением плотно расположены на другой концевой стороне головки 3 выброса жидкости (фиг. 49). Блок 220 подачи жидкости, который принадлежит головке 3 выброса жидкости, выполнен в виде продолговатого блока, соответствующего длине головки 3 выброса жидкости, и включает протоки и фильтры 221, надлежащим образом соответствующие четырем жидкостям, которые должны подаваться. Как проиллюстрировано на фиг. 49, позиции отверстий 83-86, предусмотренных в опорной части блока выброса жидкости 81, также находятся в позициях, отличающихся от позиций головки 3 выброса жидкости.
[0113] Фиг. 50 иллюстрирует состояние наслаивания элементов 50, 60 и 70 протоков. Платы 10 печатающих элементов размещены линейно на верхней поверхности элемента 50 протока, который является крайним верхним слоем из элементов 50, 60 и 70 протоков. В качестве протока, который сообщается с отверстием 21, сформированным со стороны задней поверхности каждой платы 10 печатающих элементов, для каждого цвета жидкости предусмотрены два отдельных протока 213 подачи и один отдельный проток 214 сбора. Соответственно, в качестве отверстия 21, которое формируется в элементе-крышке 20, предусмотренной на задней поверхности платы 10 печатающих элементов, для каждого цвета жидкости предусмотрены два отверстия 21 для подачи и одно отверстие 21 для сбора. Как проиллюстрировано на фиг. 32, общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора, простирающиеся вдоль продольного направления головки 3 выброса жидкости, размещены попеременно.
Второй пример применения
Струйное печатающее устройство
[0114] Далее со ссылкой на чертежи будут описаны конфигурации струйного печатающего устройства 2000 и головки 2003 выброса жидкости согласно второму примеру применения изобретения, которые отличаются от вышеописанного первого примера применения. В нижеприведенном описании будет описано только отличие от первого примера применения, и описание компонентов, идентичных компонентам по первому примеру применения, будет опущено.
[0115] Фиг. 21 является схемой, иллюстрирующей струйное печатающее устройство 2000 согласно примеру применения, используемому для выброса жидкости. Печатающее устройство 2000 по примеру применения отличается от первого примера применения тем, что на носителе для печати печатается полноцветное изображение при конфигурации, в которой параллельно расположены четыре монохроматических головки 2003 выброса жидкости, надлежащим образом соответствующие чернилам голубого C, пурпурного M, желтого Y и черного K цветов. В первом примере применения число рядов отверстий выброса, которые могут использоваться для одного цвета, равно одному. Тем не менее, в примере применения число рядов отверстий выброса, которые могут использоваться для одного цвета, равно двадцати. По этой причине, когда печатаемые данные надлежащим образом распределены по множеству рядов отверстий выброса для печати изображения, изображение может печататься с более высокой скоростью. Дополнительно, даже когда существуют отверстия выброса, которые не выбрасывают жидкость, жидкость выбрасывается комплементарно из отверстий выброса других рядов, расположенных в позициях, соответствующих отверстиям не выброса в направлении транспортировки носителя для печати. Надежность повышается, и в силу этого может быть надлежащим образом распечатано коммерческое изображение. Аналогично первому примеру применения, система подачи, буферный бачок 1003 (см. фиг. 2 и 3) и основной бачок 1006 (см. фиг. 2 и 3) печатающего устройства 2000 имеют жидкостное соединение с головками 2003 выброса жидкости. Дополнительно, электрический блок управления, который передает мощность и сигналы управления выбросом в головку 2003 выброса жидкости, электрически соединен с головками 2003 выброса жидкости.
Описание тракта циркуляции
[0116] Аналогично первому примеру применения, первая, вторая и третья конфигурации циркуляции, проиллюстрированные на фиг. 2, фиг. 3 или фиг. 47, могут использоваться в качестве конфигурации циркуляции жидкости между печатающим устройством 2000 и головкой 2003 выброса жидкости.
Описание конструкции головки выброса жидкости
[0117] Фиг. 14A и 14B являются видами в перспективе, иллюстрирующими головку 2003 выброса жидкости согласно примеру применения. Здесь будет описана конструкция головки 2003 выброса жидкости согласно примеру применения. Головка 2003 выброса жидкости представляет собой построчную (постраничную) струйную печатающую головку, которая включает в себя шестнадцать плат 2010 печатающих элементов, размещенных линейно в продольном направлении головки 2003 выброса жидкости, и может распечатывать изображение с помощью одного вида жидкости. Аналогично первому примеру применения, головка 2003 выброса жидкости включает в себя часть 111 жидкостного соединения, входной сигнальный контактный вывод 91 и контактный вывод 92 для подачи питания. Тем не менее, поскольку головка 2003 выброса жидкости по примеру применения включает множество рядов отверстий выброса по сравнению с первым примером применения, входной сигнальный контактный вывод 91 и контактный вывод 92 для подачи питания расположены на обеих сторонах головки 2003 выброса жидкости. Это обусловлено тем, что необходимо уменьшать снижение напряжения или задержку в передаче сигнала, вызываемые участком межсоединений, предусмотренным в плате 2010 печатающих элементов.
[0118] Фиг. 15 является наклонным покомпонентным видом, иллюстрирующим головку 2003 выброса жидкости и компоненты или блоки, составляющие головку 2003 выброса жидкости, согласно их функциям. Функция каждого из блоков и элементов или последовательность потока жидкости в головке выброса жидкости по существу является аналогичной функции или последовательности по первому примеру применения, но функция гарантирования жесткости головки выброса жидкости отличается. В первом примере применения жесткость головки выброса жидкости в основном гарантируется опорной частью 81 блока выброса жидкости, но в головке 2003 выброса жидкости по второму примеру применения жесткость головки выброса жидкости гарантируется вторым элементом 2060 протока, включенным в блок 2300 выброса жидкости. Опорная часть 81 блока выброса жидкости по этому примеру применения соединена с обоими концами второго элемента 2060 протока, и блок 2300 выброса жидкости механически соединяется с кареткой печатающего устройства 2000 для позиционирования головки 2003 выброса жидкости. Электрическая монтажная плата 90 и блок 2220 подачи жидкости, включающий в себя блок 2230 управления отрицательным давлением, соединены с опорной частью 81 блока выброса жидкости. Каждый из двух блоков 2220 подачи жидкости включает в себя фильтр (не проиллюстрирован), встроенный в него.
[0119] Два блока 2230 управления отрицательным давлением задаются таким образом, что они управляют давлением при различных относительно высоких и низких отрицательных давлениях. Дополнительно, как показано на фиг. 14B и 15, когда блоки 2230 управления отрицательным давлением со стороны высокого давления и со стороны низкого давления предусмотрены на обоих концах головки 2003 выброса жидкости, потоки жидкости в общем протоке подачи и общем протоке сбора, простирающихся в продольном направлении головки 2003 выброса жидкости, обращены друг к другу. В такой конфигурации стимулируется теплообмен между общим протоком подачи и общим протоком сбора, и в силу этого уменьшается разность в температуре в двух общих протоках. Соответственно, уменьшается разность в температуре плат 2010 печатающих элементов, предусмотренных вдоль общего протока. Как результат, предоставляется такое преимущество, что неоднородность в печати не обуславливается легко за счет разности в температуре.
[0120] Далее будет описана подробная конфигурация элемента 2210 протока блока 2300 выброса жидкости. Как проиллюстрировано на фиг. 15, элемент 2210 протока получают наслаиванием первого элемента 2050 протока и второго элемента 2060 протока, и он распределяет жидкость, поданную из блока 2220 подачи жидкости, в модули 2200 выброса. Элемент 2210 протока служит в качестве элемента протока, который возвращает жидкость, рециркулирующую из модуля 2200 выброса, в блок 2220 подачи жидкости. Второй элемент 2060 протока для элемента 2210 протока представляет собой элемент протока, имеющий общий проток подачи и общий проток сбора, сформированные в нем, и повышающий жесткость головки 2003 выброса жидкости. По этой причине желательно, чтобы материал второго элемента 2060 протока имел достаточную коррозионную стойкость для жидкости и высокую механическую прочность. В частности, может использоваться SUS, Ti или оксид алюминия.
[0121] Фиг. 16-(a) показывает схему, иллюстрирующую поверхность, на которую устанавливается модуль 2200 выброса в первом элементе 2050 протока, а фиг. 16-(b) показывает схему, иллюстрирующую его заднюю поверхность и поверхность, контактирующую со вторым элементом 2060 протока. В отличие от первого примера применения, первый элемент 2050 протока по этому примеру применения имеет конфигурацию, в которой множество элементов расположены рядом с надлежащим соответствием модулям 2200 выброса. При применении такой раздельной конструкции множество модулей может быть размещено в соответствие с длиной головки 2003 выброса жидкости. Соответственно, эта конструкция может надлежащим образом использоваться, в частности, в относительно длинной головке выброса жидкости, соответствующей, например, листу, имеющему размер B2 или более. Как проиллюстрировано на фиг. 16-(a), отверстие 51 для сообщения первого элемента 2050 протока имеет жидкостное сообщение с модулем 2200 выброса. Как проиллюстрировано на фиг. 16-(b), отдельное отверстие 53 для сообщения первого элемента 2050 протока имеет жидкостное сообщение с отверстием 61 для сообщения второго элемента 2060 протока. Фиг. 16-(c) иллюстрирует контактную поверхность второго элемента 60 протока относительно первого элемента 2050 протока, фиг. 16-(d) иллюстрирует поперечное сечение центральной части второго элемента 60 протока в направлении толщины, а фиг. 16-(e) показывает схему, иллюстрирующую контактную поверхность второго элемента 2060 протока относительно блока 2220 подачи жидкости. Функция отверстия для сообщения или протока для второго элемента 2060 протока является аналогичной каждому цвету по первому примеру применения. Канавка 71 общего протока второго элемента 2060 протока формируется таким образом, что одна ее сторона представляет собой общий проток 2211 подачи, проиллюстрированный на фиг. 17, а другая ее сторона представляет собой общий проток 2212 сбора. Эти протоки соответственно предусмотрены вдоль продольного направления головки 2003 выброса жидкости таким образом, что жидкость подается из одного ее конца на другой ее конец. Этот пример применения отличается от первого примера применения в том, что направления потока жидкости в общем протоке 2211 подачи и общем протоке 2212 сбора являются противоположными друг другу.
[0122] Фиг. 17 является видом в перспективе, иллюстрирующим взаимосвязь жидкостных соединений между платой 2010 печатающих элементов и элементом 2210 протока. В элементе 2210 протока предусмотрена пара из общего протока 2211 подачи и общего протока 2212 сбора, простирающихся в продольном направлении головки 2003 выброса жидкости. Отверстие 61 для сообщения второго элемента 2060 протока соединено с отдельным отверстием 53 для сообщения первого элемента 2050 протока таким образом, что обе позиции совпадают между собой. Формируется проток подачи жидкости, сообщающийся с отверстием 51 для сообщения первого элемента 2050 протока через отверстие 61 для сообщения из общего протока 2211 для подачи второго элемента 2060 протока. Аналогично, также формируется тракт подачи жидкости, сообщающийся с отверстием 51 для сообщения первого элемента 2050 протока через общий проток 2212 сбора из отверстия 72 для сообщения второго элемента 2060 протока.
[0123] Фиг. 18 является видом в поперечном сечении вдоль линии XVIII-XVIII по фиг. 17. Общий проток 2211 подачи соединен с модулем 2200 выброса через отверстие 61 для сообщения, отдельное отверстие 53 для сообщения и отверстие 51 для сообщения. Хотя не проиллюстрировано на фиг. 18, очевидно, что общий проток 2212 сбора соединен с модулем 2200 выброса идентичным трактом в другом поперечном сечении на фиг. 17. Аналогично первому примеру применения, каждое из модуля 2200 выброса и платы 2010 печатающих элементов снабжено протоком, сообщающимся с каждым отверстием выброса, и в силу этого часть или вся поданная жидкость может рециркулировать при прохождении через отверстие выброса, которое не выполняет операцию выброса. Дополнительно, аналогично первому примеру применения, общий проток 2211 подачи соединен с блоком 2230 управления отрицательным давлением (со стороны высокого давления), и общий проток 2212 сбора соединен с блоком 2230 управления отрицательным давлением (со стороны низкого давления) через блок 2220 подачи жидкости. Таким образом, поток формируется таким образом, что жидкость втекает из общего протока 2211 подачи в общий проток 2212 сбора через напорную камеру платы 2010 печатающих элементов за счет дифференциального давления.
Описание модуля выброса
[0124] Фиг. 19A является видом в перспективе, иллюстрирующим один модуль 2200 выброса, а фиг. 19B является его покомпонентным видом. Отличие от первого примера применения заключается в том, что контактные выводы 16 соответственно расположены на обеих сторонах (длинных боковых частях платы 2010 печатающих элементов) в направлениях рядов отверстий выброса платы 2010 печатающих элементов. Соответственно, две гибкие печатные платы 40, электрически соединенные с платой 2010 печатающих элементов, расположены для каждой платы 2010 печатающих элементов. Поскольку число рядов отверстий выброса, предусмотренных в плате 2010 печатающих элементов, равно двадцати, число рядов отверстий выброса больше восьми рядов отверстий выброса по первому примеру применения. Здесь, поскольку максимальное расстояние от контактного вывода 16 до печатающего элемента сокращается, уменьшается снижение напряжения или задержка сигнала, сформированные в части межсоединений в плате 2010 печатающих элементов. Дополнительно, отверстие 31 для жидкостного сообщения опорного элемента 2030 открыто вдоль всего ряда отверстий выброса, предусмотренного в плате 2010 печатающих элементов. Другие конфигурации являются аналогичными конфигурациям первого примера применения.
Описание конструкции платы печатающих элементов
[0125] Фиг. 20-(a) показывает принципиальную схему, иллюстрирующую поверхность, на которой отверстие 13 выброса располагается в плате 2010 печатающих элементов, а фиг. 20-(c) показывает принципиальную схему, иллюстрирующую заднюю поверхность для поверхности по фиг. 20-(a). Фиг. 20-(b) показывает принципиальную схему, иллюстрирующую поверхность платы 2010 печатающих элементов, когда накладная пластина 2020, предусмотренная на задней поверхности платы 2010 печатающих элементов на фиг. 20-(c), извлекается. Как проиллюстрировано на фиг. 20-(b), тракт 18 подачи жидкости и тракт 19 сбора жидкости предусмотрены попеременно вдоль направления рядов отверстий выброса на задней поверхности платы 2010 печатающих элементов. Число рядов отверстий выброса больше числа по первому примеру применения. Тем не менее, основное отличие от первого примера применения заключается в том, что контактный вывод 16 располагается на обеих сторонах платы печатающих элементов в направлении рядов отверстий выброса, как описано выше. Базовая конфигурация является аналогичной первому примеру применения в том, что пара из тракта 18 подачи жидкости и тракта 19 сбора жидкости предусмотрена в каждом ряду отверстий выброса, и накладная пластина 2020 снабжена отверстием 21, сообщающимся с отверстием 31 для жидкостного сообщения опорного элемента 2030.
Третий пример применения
Струйное печатающее устройство
[0126] Ниже будут описаны конфигурации струйного печатающего устройства 1000 и головки 3 выброса жидкости согласно третьему примеру применения настоящего изобретения. Головка выброса жидкости по третьему примеру применения является постраничной, в которой изображение печатается на носителе для печати размером B2 через одно сканирование. Поскольку третий пример применения является аналогичным второму примеру применения во многих отношениях, в нижеприведенном описании главным образом будет описано только отличие от второго примера применения, и описание конфигурации, идентичной конфигурации второго примера применения, будет опущено.
[0127] Фиг. 51 является принципиальной схемой, иллюстрирующей струйное печатающее устройство согласно примеру применения. Печатающее устройство 1000 имеет конфигурацию, в которой изображение не распечатывается непосредственно на носителе для печати за счет жидкости, выбрасываемой из головки 3 выброса жидкости. Таким образом, жидкость сначала выбрасывается к элементу 1007 промежуточного переноса (барабану промежуточного переноса) с формированием на нем изображения, и это изображение переносится на носитель 2 для печати. В печатающем устройстве 1000 головки 3 выброса жидкости, надлежащим образом соответствующие четырем цветам (C, M, Y, K) чернил, расположены вдоль барабана 1007 промежуточного переноса в круговой дугообразной форме. Соответственно, процесс полноцветной печати выполняется на элементе промежуточного переноса, распечатанное изображение надлежащим образом сушится на элементе промежуточного переноса, и изображение переносится на носитель 2 для печати, транспортируемый валиком 1009 транспортировки листов части 1008 переноса. Система транспортировки листов по второму примеру применения в основном используется для транспортировки листовой бумаги в горизонтальном направлении. Тем не менее, система транспортировки листов по этому примеру применения также может применяться к непрерывному листу, подаваемому из основного рулона (не проиллюстрирован). В такой барабанной транспортировочной системе, поскольку лист легко транспортируется в то время, когда к нему применяется заданное натяжение, даже при высокоскоростной операции печати практически никогда не возникает замятие при транспортировке. По этой причине повышается надежность устройства, и в силу этого устройство является подходящим для цели коммерческой печати. Аналогично первому и второму примерам применения, система подачи печатающего устройства 1000, буферный бачок 1003 и основной бачок 1006 имеют жидкостное соединение с каждой головкой 3 выброса жидкости. Дополнительно, электрический блок управления, который передает сигнал управления выбросом и мощность в головку 3 выброса жидкости, электрически соединен с каждой головкой 3 выброса жидкости.
Описание четвертой конфигурации циркуляции
[0128] Первый-третий тракты циркуляции, проиллюстрированные на фиг. 2, 3 или 47, также могут применяться в качестве тракта циркуляции жидкости, но предпочтительно применяется тракт циркуляции, проиллюстрированный на фиг. 52. Тракт циркуляции, проиллюстрированный на фиг. 52, является аналогичным второму тракту циркуляции, проиллюстрированному на фиг. 3. Тем не менее, основное отличие от второго тракта циркуляции по фиг. 3 заключается в том, что для сообщения с каждым из протоков первых циркуляционных насосов 1001 и 1002 и второго циркуляционного насоса 1004 дополнительно предусмотрен перепускной клапан 1010. Перепускной клапан 1010 имеет функцию (первую функцию) снижения давления выше по потоку от (на впуске) перепускного клапана 1010 при открытии клапана, когда давление больше заданного давления. Дополнительно, перепускной клапан 1010 имеет функцию (вторую функцию) открытия и закрытия клапана в произвольное время при сигнале из управляющей подложки корпуса печатающего устройства.
[0129] Посредством первой функции можно подавлять приложение большого или небольшого давления к стороне ниже по потоку от первых циркуляционных насосов 1001 и 1002 или к стороне выше по потоку от второго циркуляционного насоса 1004. Например, когда функции первых циркуляционных насосов 1001 и 1002 не выполняются надлежащим образом, возникает случай, когда большой расход или давление могут подаваться/прикладываться к головке 3 выброса жидкости. Соответственно, существует такая проблема, что жидкость может просачиваться из отверстия выброса головки 3 выброса жидкости, или каждая связываемая часть в головке 3 выброса жидкости может ломаться. Тем не менее, когда перепускные клапаны 1010 добавлены в первые циркуляционные насосы 1001 и 1002, как указано в примере применения, перепускной клапан 1010 открывается в случае большого давления. Соответственно, поскольку тракт для жидкости открыт к стороне выше по потоку от каждого циркуляционного насоса, вышеописанное затруднение может подавляться.
[0130] Дополнительно, посредством второй функции, когда операция приведения в действие циркуляции прекращается, все перепускные клапаны 1010 быстро открываются на основе управляющего сигнала корпуса печатающего устройства после того, как прекращается работа первых циркуляционных насосов 1001 и 1002 и второго циркуляционного насоса 1004. Соответственно, высокое отрицательное давление (например, от нескольких до нескольких десятков кПа) в части ниже по потоку (между блоком 230 управления отрицательным давлением и вторым циркуляционным насосом 1004) от головки 3 выброса жидкости может выравниваться в течение короткого времени. Когда в качестве циркуляционного насоса используется объемный насос, такой как диафрагменный насос, обычно в насос встроен контрольный клапан. Тем не менее, когда перепускной клапан 1010 открыт, давление в части ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости также может выравниваться из части ниже по потоку от буферного бачка 1003. Хотя давление в части ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости может выравниваться только со стороны выше по потоку, в протоке выше по потоку от головки выброса жидкости и в протоке внутри головки выброса жидкости существует потеря давления. По этой причине, поскольку некоторое время тратится, когда давление выравнивается, давление в общем протоке в головке 3 выброса жидкости быстро снижается слишком существенно. Соответственно, существует такая проблема, что мениск в отверстии выброса может быть поврежден. Тем не менее, поскольку давление ниже по потоку от головки выброса жидкости дополнительно выравнивается, когда перепускной клапан 1010 со стороны ниже по потоку от головки 3 выброса жидкости открыт, уменьшается риск повреждения мениска в отверстии выброса.
Описание конструкции головки выброса жидкости
[0131] Ниже будет описана конструкция головки 3 выброса жидкости согласно третьему примеру применения настоящего изобретения. Фиг. 53A является видом в перспективе, иллюстрирующим головку 3 выброса жидкости согласно примеру применения, а фиг. 53B является ее покомпонентным видом в перспективе. Головка 3 выброса жидкости представляет собой постраничную струйную печатающую головку, которая включает в себя тридцать шесть плат 10 печатающих элементов, размещенных в форме линии (в форме по линии) в продольном направлении головки 3 выброса жидкости, и печатает изображение с помощью одного цвета. Аналогично второму примеру применения, головка 3 выброса жидкости включает в себя экранирующую пластину 132, которая защищает прямоугольную боковую поверхность головки, в дополнение к входному сигнальному контактному выводу 91 и контактному выводу 92 для подачи питания.
[0132] Фиг. 53B является покомпонентным видом в перспективе, иллюстрирующим головку 3 выброса жидкости. На фиг. 53B, компоненты или блоки, составляющие головку 3 выброса жидкости, разделены согласно своим функциям и проиллюстрированы (при этом экранирующая пластина 132 не проиллюстрирована). Функции блоков и элементов и последовательность циркуляции жидкости в головке 3 выброса жидкости являются аналогичными функциям и последовательности по второму примеру применения. Основное отличие от второго примера применения заключается в том, что раздельные электрические монтажные платы 90 и блок 230 управления отрицательным давлением расположены в других позициях, и первый элемент протока имеет другую форму. Как указано в этом примере применения, например, в случае головки 3 выброса жидкости, имеющей длину, соответствующую носителю для печати размера B2, мощность, потребляемая головкой 3 выброса жидкости является большой, и в силу этого предусмотрены восемь электрических монтажных плат 90. Четыре электрических монтажных платы 90 присоединяются к каждой из обеих боковых поверхностей продолговатой опорной части 82 электрической монтажной платы, присоединенной к опорной части блока выброса жидкости 81.
[0133] Фиг. 54A является видом сбоку, иллюстрирующим головку 3 выброса жидкости, содержащую блок 300 выброса жидкости, блок 220 подачи жидкости и блок 230 управления отрицательным давлением, фиг. 54B является принципиальной схемой, иллюстрирующей поток жидкости, а фиг. 54C является видом в перспективе, иллюстрирующим поперечное сечение вдоль линии LIVC-LIVC по фиг. 54A. Чтобы легко понимать чертежи, часть конфигурации упрощена.
[0134] Часть 111 жидкостного соединения и фильтр 221 предусмотрены в блоке 220 подачи жидкости, и блок 230 управления отрицательным давлением неразъемно сформирован на нижней стороне блока 220 подачи жидкости. Соответственно, расстояние между блоком 230 управления отрицательным давлением и платой 10 печатающих элементов в направлении высоты становится коротким по сравнению со вторым примером применения. При этой конфигурации снижается число соединительных частей протоков в блоке 220 подачи жидкости. Как результат предоставляется такое преимущество, что повышается надежность предотвращения утечки жидкости для печати, и снижается число компонентов или этапов сборки.
[0135] Дополнительно, поскольку разность водяного столба между блоком 230 управления отрицательным давлением и поверхностью формирования отверстий выброса головки 3 выброса жидкости относительно снижается, эта конфигурация может надлежащим образом применяться к печатающему устройству, в котором угол наклона головки 3 выброса жидкости, проиллюстрированной на фиг. 51, отличается для каждой из головок выброса жидкости. Поскольку разность водяного столба может снижаться, разность в отрицательном давлении, прикладываемом к отверстиям выброса плат печатающих элементов, может уменьшаться, даже когда используются головки 3 выброса жидкости, имеющие различные углы наклона. Дополнительно, поскольку расстояние от блока 230 управления отрицательным давлением до платы 10 печатающих элементов снижается, гидравлическое сопротивление между ними снижается. Соответственно, разность в потере давления, вызываемая изменением расхода жидкости, снижается, и в силу этого отрицательное давление может более предпочтительно управляться.
[0136] Фиг. 54B является принципиальной схемой, иллюстрирующей поток жидкости для печати в головке 3 выброса жидкости. Хотя тракт циркуляции является аналогичным тракту циркуляции, проиллюстрированному на фиг. 52, с точки зрения его схемы, фиг. 54B иллюстрирует поток жидкости в компонентах фактической головки 3 выброса жидкости. Пара из общего протока 211 подачи и общего протока 212 сбора, простирающихся в продольном направлении головки 3 выброса жидкости, предусмотрена в продолговатом втором элементе 60 протока. Общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора формируются таким образом, что жидкость протекает в них в противоположных направлениях, и фильтр 221 предусмотрен со стороны выше по потоку от каждого протока с тем, чтобы улавливать сторонние материалы, проникающие из соединительной части 111, и т.п. Таким образом, поскольку жидкость протекает через общий проток 211 подачи и общий проток 212 сбора в противоположных направлениях, температурный градиент в головке 3 выброса жидкости в продольном направлении предпочтительно может уменьшаться. Чтобы упростить описание фиг. 52, потоки в общем протоке 211 подачи и общем протоке 212 сбора указываются идентичным направлением.
[0137] Блок 230 управления отрицательным давлением соединен со стороной ниже по потоку от каждого из общего протока 211 подачи и общего протока 212 сбора. Дополнительно, в маршруте общего протока 211 подачи предусмотрена ответвляющаяся часть, соединяемая с отдельными протоками 213a подачи, и в маршруте общего протока 212 сбора предусмотрена ответвляющаяся часть, соединяемая с отдельными протоками 213b сбора. Отдельный проток 213a подачи и отдельный проток 213b сбора сформированы в первых элементах 50 протока, и каждый отдельный проток подачи сообщается с отверстием 10A (см. фиг. 20) накладной пластины 20, обеспеченным на задней поверхности платы 10 печатающих элементов.
[0138] Блоки 230 управления отрицательным давлением, обозначенные как "H" и "L" по фиг. 54B, представляют собой блоки со стороны высокого давления (H) и со стороны низкого давления (L). Блоки 230 управления отрицательным давлением представляют собой механизмы регулирования давления на основе противодавления, которые управляют давлениями выше по потоку от блоков 230 управления отрицательным давлением до высокого отрицательного давления (H) и низкого отрицательного давления (L). Общий проток 211 подачи соединен с блоком 230 управления отрицательным давлением (со стороны высокого давления), и общий проток 212 сбора соединен с блоком 230 управления отрицательным давлением (со стороны низкого давления) так, что между общим протоком 211 подачи и общим протоком 212 сбора формируется дифференциальное давление. За счет дифференциального давления жидкость втекает из общего протока 211 подачи в общий проток 212 сбора при последовательном прохождении через отдельный проток 213a подачи, отверстие 11 выброса (напорную камеру 23) в плате 10 печатающих элементов и отдельный проток 213b сбора.
[0139] Фиг. 54C является видом в перспективе, иллюстрирующим поперечное сечение вдоль линии LIVC-LIVC по фиг. 54A. В примере применения каждый модуль 200 выброса включает в себя первый элемент 50 протока, плату 10 печатающих элементов и гибкую печатную плату 40. В варианте осуществления опорный элемент 30 (фиг. 18), описанный во втором примере применения, не существует, и плата 10 печатающих элементов, включающая элемент-крышку 20, непосредственно связана с первым элементом 50 протока. Жидкость подается из отверстия 61 для сообщения, сформированного на верхней поверхности общего протока 211 подачи, предусмотренного во втором элементе 60 протока, в отдельный проток 213a подачи через отдельное отверстие 53 для сообщения, сформированное на нижней поверхности первого элемента 50 протока. Последовательно жидкость проходит через напорную камеру 23 и проходит через отдельный проток 213b сбора, отдельное отверстие 53 для сообщения и отверстие 61 для сообщения со сбором в общем протоке 212 сбора.
[0140] Здесь, в отличие от второго примера применения, проиллюстрированного на фиг. 15, отдельное отверстие 53 для сообщения, сформированное на нижней поверхности первого элемента 50 протока (поверхности около второго элемента 60 протока), является достаточно большим относительно отверстия 61 для сообщения, сформированного на верхней поверхности второго элемента 50 протока. При этой конфигурации первый элемент протока и второй элемент протока имеют надежное жидкостное сообщение между собой, даже когда возникает позиционное отклонение при установке модуля 200 выброса на второй элемент 60 протока. Как результат, улучшается выход готовых изделий в процессе изготовления головок, и в силу этого может быть реализовано снижение затрат.
[0141] Хотя описание выполнено для первого-третьего примеров вариантов применения, к которым может применяться настоящее изобретение, описание вышеописанного примера применения не ограничивает объем изобретения. В качестве примера, в примере применения описан тепловой тип, в котором нагревательным элементом формируются пузырьки для выброса жидкости. Тем не менее, изобретение также может применяться к головке выброса жидкости, которая применяет пьезо-тип и различные другие типы выброса жидкости.
[0142] В примере применения описано струйное печатающее устройство (печатающее устройство), в котором жидкость, такая как чернила, циркулирует между бачком и головкой выброса жидкости, но также могут использоваться другие примеры применения. В других примерах применения, например, может применяться конфигурация, в которой чернила не циркулируют, и со стороны выше по потоку от и стороне ниже по потоку от головки выброса жидкости предусмотрены два бачка таким образом, что чернила перетекают из одного бачка в другой бачок. Таким образом, чернила в напорной камере могут течь.
[0143] В примере применения описан пример использования так называемой постраничной головки, имеющей длину, соответствующую ширине носителя для печати, но изобретение также может применяться к так называемой последовательной головке выброса жидкости, которая печатает изображение на носителе для печати при сканировании носителя для печати. В качестве последовательной головки выброса жидкости, например, головка выброса жидкости может быть оснащена платой печатающих элементов, выбрасывающей черные чернила, и платой печатающих элементов, выбрасывающей цветные чернила, но изобретение не ограничено этим. Таким образом, может предусматриваться головка выброса жидкости, которая короче ширины носителя для печати и включает в себя множество плат печатающих элементов, расположенных таким образом, что отверстия выброса перекрывают друг друга в направлении рядов отверстий выброса, и носитель для печати может сканироваться головкой выброса жидкости.
[0144] Далее будет дано описание вариантов осуществления, которое описывает главным образом характеристики настоящего изобретения.
Первый вариант осуществления
[0145] Фиг. 22A, 22B и 22C являются схемами для описания конфигурации отверстия выброса и протока для чернил рядом с отверстием выброса в головке выброса жидкости согласно первому варианту осуществления изобретения. Фиг. 22A является видом сверху протока для чернил и т.д., если смотреть со стороны, в которой чернила выбрасываются, фиг. 22B является видом в поперечном сечении вдоль линии XXIIB-XXIIB по фиг. 22A, и фиг. 22C является видом в перспективе поперечного сечения вдоль линии XXIIB-XXIIB по фиг. 22A.
[0146] Как проиллюстрировано на этих фигурах, циркуляция чернил, описанная со ссылкой на фиг. 12 и т.д., формирует поток 17 чернил в напорной камере 23, снабженной печатающим элементом 15 и протоками 24 впереди и сзади относительно напорной камеры 23 на подложке 11 головки выброса жидкости. Подробнее, дифференциальное давление, которое вызывает циркуляцию чернил, заставляет поток чернил, подаваемых из тракта 18 подачи жидкости (протока подачи) в отверстие 17a для подачи, предусмотренное в подложке 11, проходить через проток 24, напорную камеру 23 и проток 24 и достигать тракта 19 сбора жидкости (протока вытекания) через отверстие 17b для сбора.
[0147] В дополнение к вышеописанному потоку чернил, пространство от печатающего элемента 15 (элемента генерирования энергии) до отверстия 13 выброса выше печатающего элемента 15 заполнено чернилами в состоянии не выброса, и мениск чернил (граница 13a чернил) формируется вокруг концевой части отверстия 13 выброса со стороны в направлении выброса. Граница чернил обозначена прямой линией (плоскостью) на фиг. 22B. Тем не менее, её форма определяется согласно элементу, который формирует стенку отверстия 13 выброса, и поверхностному натяжению чернил. Обычно форма становится искривленной линией (искривленной поверхностью), имеющей вогнутую или выпуклую форму. Граница чернил обозначена прямой линией для упрощения иллюстрации. Когда электротермический преобразовательный элемент (нагреватель), соответствующий элементу 15 генерирования энергии, возбуждается в состоянии, в котором формируется мениск, в чернилах могут формироваться пузырьки с использованием вырабатываемого тепла, чтобы выбрасывать чернила из отверстия 13 выброса. В настоящем варианте осуществления описывается пример, в котором нагреватель используется в качестве элемента генерирования энергии. Тем не менее, изобретение не ограничено этим. Например, могут использоваться различные элементы генерирования энергии, такие как пьезоэлектрический элемент и т.д. В настоящем варианте осуществления, например, скорость потока чернил, протекающего через протоки 24, находится в диапазоне примерно 0,1-100 мм/с, и влияние на точность взаимодействия и т.д. может становиться относительно небольшим, даже когда операция выброса выполняется в то время, когда чернила текут.
Относительно взаимосвязи между P, W и H
[0148] Что касается головки выброса жидкости по настоящему варианту осуществления, взаимосвязь между высотой H протока 24, толщиной P измерительной диафрагмы (элемента 12 формирования протоков) и длиной W (диаметром) отверстия выброса определяется так, как описано ниже.
[0149] На фиг. 22B высота протока 24 со стороны выше по потоку на нижнем конце (в сообщающейся части между частью отверстия выброса и протоком) части, соответствующей толщине P измерительной диафрагмы отверстия 13 выброса (здесь далее называемой "частью 13b отверстия выброса"), обозначена как H. Помимо этого, длина части 13b отверстия выброса обозначена как P. Дополнительно, длина части 13b отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке 24 обозначена как W. Что касается головки выброса жидкости по настоящему варианту осуществления, H находится в диапазоне 3-30 мкм, P находится в диапазоне 3-30 мкм, и W находится в диапазоне 6-30 мкм. Помимо этого, что касается чернил, энергонезависимая концентрация раствора регулируется до 30%, концентрация красящих веществ регулируется до 3%, и вязкость регулируется до диапазона 0,002-0,01 Па⋅с.
[0150] Настоящий вариант осуществления выполнен, как указано ниже, с возможностью предотвращать загущение чернил из-за испарения чернил из отверстия 13 выброса. Фиг. 43 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока 17 чернил в отверстии 13 выброса, части 13b отверстия выброса и протоках 24, когда поток 17 чернил (см. фиг. 22A, 22B и 22C) чернил, протекающих в протоках 24 и напорной камере 23 головки выброса жидкости, находится в установившемся режиме. На этой фигуре длина стрелки не указывает величину скорости потока чернил. Фиг. 43 иллюстрирует поток, когда чернила втекают в протоки 24 из тракта 18 подачи жидкости при расходе 1,26×10-4 мл/мин в головке выброса жидкости, в которой высота H протока 24 составляет 14 мкм, длина P части 13b отверстия выброса составляет 10 мкм, а длина W (диаметр) отверстия выброса составляет 17 мкм.
[0151] Настоящий вариант осуществления имеет взаимосвязь, в которой высота H протока 24, длина P части 13b отверстия выброса и длина W части 13b отверстия выброса в направлении протекания чернил удовлетворяют нижеприведенному выражению (1).
H-0,34×P-0,66×W>1,5 ··· выражение (1)
[0152] Когда головка выброса жидкости по настоящему варианту осуществления удовлетворяет этому условию, как проиллюстрировано на фиг. 43, поток 17 чернил, протекающий в проток 24, втекает в часть 13b отверстия выброса, достигает позиции, соответствующей по меньшей мере половине толщины измерительной диафрагмы части 13b отверстия выброса, а затем возвращается в проток 24 снова. Чернила, возвращающиеся в проток 24, втекают в общий проток 212 сбора, описанный выше, через тракт 19 сбора жидкости. Другими словами, по меньшей мере часть потока 17 чернил достигает позиции, соответствующей половине или более части 13b отверстия выброса в направлении границы 13a чернил, из напорной камеры 23, а затем возвращается в проток 24. Можно предотвращать загущение чернил за счет этого потока в большой области в части 13b отверстия выброса. Когда такой поток чернил формируется в головке выброса жидкости, чернила части 13b отверстия выброса в дополнение к протоку 24 могут вытекать в проток 24. Как результат, можно предотвращать загущение чернил и увеличения концентрации красящего вещества чернил в отверстии 13 выброса чернил и части 13b отверстия выброса. Капля жидкости в виде чернил, выбрасываемая из отверстия выброса, включает чернила в части 13b отверстия выброса и чернила в напорной камере 23 (протоке 24), которые должны выбрасываться в смешанном состоянии. В варианте осуществления желательно, чтобы скорость чернил из напорной камеры 23 (протока 24) превышала скорость чернил из части отверстия выброса в выбрасываемой жидкой капле. Это условие соответствует, например, случаю, в котором пузырек, формирующийся для выброса, сообщается с наружным воздухом. В частности, требуется головка выброса жидкости, которая имеет размеры H, равный или меньше 20 мкм, P, равный или меньше 20 мкм, и W, равный или меньше 30 мкм, и в таком случае допускает выполнение печати более высокой четкости. Как описано выше, вариант осуществления может подавлять изменение в качестве жидкости рядом с отверстием выброса, и в силу этого может достигать подавления увеличения вязкости чернил из-за испарения жидкости из отверстия выброса и уменьшения неоднородности цвета в изображении.
Второй вариант осуществления
[0153] Фиг. 23 является схемой, иллюстрирующей аспект потока чернил, протекающего в головке выброса жидкости согласно второму варианту осуществления изобретения. Одинаковая ссылочная позиция назначается части, которая идентична части в вышеописанном первом варианте осуществления, и её описание опускается.
[0154] Настоящий вариант осуществления выполнен, как указано ниже, с возможностью дополнительно уменьшать влияние загущения чернил из-за испарения жидкости из отверстия выброса. Фиг. 23 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока 17 чернил в отверстии 13 выброса, части 13b отверстия выброса и протоке 24, когда поток 17 чернил, протекающий в головке выброса жидкости, находится в установившемся режиме, аналогично фиг. 43. На этой фигуре длина стрелки не соответствует величине скорости, и некоторая длина указывается независимо от величины скорости. Фиг. 23 иллюстрирует поток, когда чернила втекают в проток 24 при расходе 1,26×10-4 мл/мин из тракта 18 подачи жидкости в головке выброса жидкости, в которой H составляет 14 мкм, P составляет 5 мкм, а W составляет 12,4 мкм.
[0155] Настоящий вариант осуществления имеет взаимосвязь, в которой высота H протока 24, длина P части 13b отверстия выброса и длина W части 13b отверстия выброса в направлении протекания чернил удовлетворяют выражению (2), описанному ниже. В силу этого застаивание чернил в окрестностях границы 13a чернил части 13b отверстия выброса, в которой концентрация красящих веществ чернил изменяется, и вязкость чернил увеличивается из-за испарения чернил через отверстие выброса, может предотвращаться более эффективным способом, чем в первом варианте осуществления. Подробнее, в головке выброса жидкости по настоящему варианту осуществления, как проиллюстрировано на фиг. 23, поток 17 чернил, протекающий в протоке 24, втекает в часть 13b отверстия выброса, достигает позиции рядом с границей 13a чернил (позиции мениска), а затем возвращается в проток 24 снова через внутреннюю часть части 13b отверстия выброса. Чернила, возвращающиеся в проток 24, втекают в общий проток 212 сбора, описанный выше, через тракт 19 сбора жидкости. Такой поток чернил обеспечивает возможность не только чернилам в части 13b отверстия выброса, в которой влияние испарения легко воспринимается, но также и чернилам около границы 13a чернил, в которой влияние испарения является особенно значительным, вытекать в проток 24 без застаивания в части 13b отверстия выброса. Как результат, чернилам вокруг отверстия выброса, в частности, в позиции, в которой легко воспринимается влияние испарения влаги чернил и т.д., может предоставляться возможность вытекать без застаивания, и можно предотвращать загущение чернил или увеличение концентрации красящего вещества чернил. Настоящий вариант осуществления может предотвращать увеличение вязкости по меньшей мере части границы 13a чернил и в силу этого может дополнительно уменьшать влияние на выброс, такое как изменение скорости выброса и т.д. по сравнению со случаем, в котором вязкость всей границы 13a чернил увеличивается.
[0156] Вышеописанный поток 17 чернил по настоящему варианту осуществления имеет составляющую скорости в направлении протекания чернил (в направлении от левой стороны к правой стороне на фиг. 23) в протоке 24 (здесь далее называемый как "положительная составляющая скорости") по меньшей мере в центральной части вокруг границы 13a чернил (в центральной части отверстия выброса). В настоящем описании изобретения режим потока, в котором поток 17 чернил имеет положительную составляющую скорости по меньшей мере в центральной части вокруг границы 13a чернил, называется "режимом A потока". Помимо этого, режим потока, в котором поток 17 чернил имеет отрицательную составляющую скорости в противоположном направлении относительно направления положительного компонента скорости в центральной части вокруг границы 13a чернил, как в сравнительном примере, описанном ниже, называется "режимом B потока".
[0157] Фиг. 24A и 24B являются схемами, иллюстрирующими состояние концентрации красящих веществ чернил в части 13b отверстия выброса. Фиг. 24A иллюстрирует состояние по настоящему варианту осуществления, а фиг. 24B иллюстрирует состояние по сравнительному примеру. Подробнее, фиг. 24A иллюстрирует случай режима A потока, а фиг. 24B иллюстрирует случай режима B потока, связанный с вышеописанным сравнительным примером, в котором поток вокруг центральной части границы 13a чернил в части 13b отверстия выброса имеет отрицательную составляющую скорости. Дополнительно, контурные линии, проиллюстрированные на фиг. 24A и 24B, указывают распределения концентрации красящих веществ в чернилах в части 13b отверстия выброса.
[0158] Режимы A и B потока определяются на основе значений P, W и H, указывающих конструкцию протока и т.д. Фиг. 24A иллюстрирует состояние режима A потока, когда чернила втекают при 1,26×10-4 мл/мин из тракта 18 подачи жидкости в проток 24 головки выброса жидкости, которая имеет форму, в которой H составляет 14 мкм, P составляет 5 мкм, а W составляет 12,4 мкм. Между тем, фиг. 24B иллюстрирует состояние режима B потока, когда чернила втекают при 1,26×10-4 мл/мин из тракта 18 подачи жидкости в проток 24 головки выброса жидкости, которая имеет форму, в которой H составляет 14 мкм, P составляет 11 мкм, а W составляет 12,4 мкм. Концентрация красящих веществ чернил в части 13b отверстия выброса является более высокой в режиме B потока, проиллюстрированном на фиг. 24B, чем в режиме A потока, проиллюстрированном на фиг. 24A. Другими словами, в режиме A потока, проиллюстрированном на фиг. 24A, чернила в части 13b отверстия выброса могут быть замещены (с возможностью вытекать) вплоть до протока 24 потоком 17 чернил, достигающим части вокруг границы 13a чернил с положительной составляющей скорости. Таким образом, можно предотвращать застаивание чернил в части 13b отверстия выброса. Как результат, можно подавлять увеличение концентрации красящих веществ и вязкости.
[0159] Фиг. 25 является схемой для описания сравнения между концентрацией красящих веществ чернил, выбрасываемых из головки выброса жидкости (головки A), которая формирует режим A потока, и концентрацией красящих веществ чернил, выбрасываемых из головки выброса жидкости (головки B), которая формирует режим B потока. Эта фигура иллюстрирует данные, соответствующие случаю, в котором чернила выбрасываются в то время, когда поток 17 чернил формируется в протоке 24, и случаю, в котором чернила выбрасываются в то время, когда поток 17 чернил не формируется, и поток чернил не присутствует в протоке в каждой из головки A и головки B. Помимо этого, на этой фигуре горизонтальная ось обозначает истекшее время после того, как чернила выбрасываются из отверстия выброса, а вертикальная ось обозначает степень концентрации красящих веществ точки, сформированной на носителе для печати выбрасываемыми чернилами. Этот коэффициент плотности является отношением плотности точки, сформированной чернилами, выбрасываемыми после каждого истекшего времени, когда плотность точки, сформированной чернил, выбрасываемыми на частоте выброса 100 Гц, задается равной 1.
[0160] Как проиллюстрировано на фиг. 25, когда поток 17 чернил не формируется, коэффициент плотности становится равным 1,3 или более после истекшего времени в 1 секунду или более в обеих головках A и B, и концентрация красящих веществ чернил повышается за относительно короткое время. Помимо этого, когда поток 17 чернил формируется в головке B, коэффициент плотности находится в диапазоне примерно вплоть до 1,3, и увеличение концентрации красящих веществ может подавляться по сравнению со случаем, в котором поток чернил не формируется. Однако, чернила, имеющие увеличенную концентрацию красящих веществ, которая соответствует коэффициенту плотности до 1,3, застаиваются в части отверстия выброса. С другой стороны, когда поток чернил формируется в головке A, диапазон степени концентрации красящих веществ составляет 1,1 или менее. Из анализа понятно, что человек испытывает затруднение в визуальном распознавании неоднородности цвета, когда изменение концентрации красящих веществ составляет примерно 1,2 или менее. Другими словами, головка A подавляет изменение концентрации красящих веществ, которое вызывает визуальное распознавание неоднородности цвета, даже когда истекшее время составляет примерно 1,5 секунды, и в силу этого является гораздо более желательной, чем головка B. Фиг. 25 иллюстрирует случай, в котором концентрация красящих веществ увеличивается с испарением. Тем не менее, головка выброса жидкости по настоящему варианту осуществления может аналогично подавлять изменение концентрации красящих веществ, когда концентрация красящих веществ снижается с испарением.
[0161] Из анализа авторов изобретения и т.д. понятно, что в головке выброса жидкости, формирующей режим A потока в настоящем варианте осуществления, взаимосвязь между высотой H протока 24, толщиной P измерительной диафрагмы (элемента 12 формирования протоков) и длиной W (диаметром) отверстия выброса удовлетворяет нижеприведенному выражению (2).
H-0,34×P-0,66×W>1,7 ··· выражение (2)
[0162] Здесь далее значение правой стороны вышеприведенного выражения (2) называется "значением J определения". Из анализа авторов изобретения и т.д. понятно, что головка выброса жидкости, удовлетворяющая выражение (2), находится в режиме A потока, проиллюстрированном на фиг. 23, а головка выброса жидкости, формирующая режим B потока, не удовлетворяет выражению (2).
[0163] Здесь далее будет описано выражение (2).
[0164] Фиг. 26 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между головкой выброса жидкости, которая формирует режим A потока по второму варианту осуществления, и головкой выброса жидкости, которая формирует режим B потока по сравнительному примеру. Горизонтальная ось по фиг. 26 обозначает отношение P к H (P/H), а вертикальная ось обозначает отношение W к P (W/P). Пороговая линия 20 является линией, которая удовлетворяет нижеприведенному выражению (3).
(W/P)=1,7×(P/H)-0,34 ··· выражение (3)
[0165] На фиг. 26 взаимосвязь между H, P и W соответствует режиму A потока в головке выброса жидкости, присутствующей в области, обозначенной диагональными линиями выше пороговой линии 20, и соответствует режиму B потока в головке выброса жидкости, присутствующей в области ниже и на пороговой линии 20. Другими словами, взаимосвязь соответствует режиму A потока в головке выброса жидкости, которая удовлетворяет нижеприведенному выражению (4).
(W/P)>1,7×(P/H)-0,34 ··· выражение (4)
[0166] Когда выражение (4) преобразуется, получается выражение (2). Таким образом, головка, в которой взаимосвязь между H, P и W удовлетворяет выражению (2) (головка, значение J определения которой составляет 1,7 или более), соответствует режиму A потока.
[0167] Эта взаимосвязь будет подробно описана со ссылкой на фиг. 27A-27D и фиг. 28. Фиг. 27A-27D являются схемами для описания аспекта потока 17 чернил вокруг части 13b отверстия выброса в головке выброса жидкости, соответствующего каждой из областей выше и ниже пороговой линии 20, проиллюстрированной на фиг. 26. Фиг. 28 является схемой для описания того, соответствует ли поток режиму A потока или режиму B потока относительно различных форм головок выброса жидкости. На фиг. 28 черная круглая метка обозначает головку выброса жидкости, соответствующую режиму A потока, а метка x обозначает головку выброса жидкости, соответствующую режиму B потока.
[0168] Фиг. 27A иллюстрирует поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей форму, в которой H составляет 3 мкм, P составляет 9 мкм, а W составляет 12 мкм, и имеющей значение J определения в 1,93, которое больше 1,7. Другими словами, пример, проиллюстрированный на фиг. 27A, соответствует режиму A потока. Эта головка соответствует точке A на фиг. 28.
[0169] Фиг. 27B иллюстрирует поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей форму, в которой H составляет 8 мкм, P составляет 9 мкм, а W составляет 12 мкм, и имеющей значение определения в 1,39, которое меньше 1,7. Другими словами, этот поток соответствует режиму B потока. Эта головка соответствует точке B на фиг. 28.
[0170] Фиг. 27C иллюстрирует поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей форму, в которой H составляет 6 мкм, P составляет 6 мкм, а W составляет 12 мкм, и имеющей значение определения в 2,0, которое больше 1,7. Другими словами, этот поток соответствует режиму A потока. Помимо этого, эта головка соответствует точке C на фиг. 28.
[0171] Наконец, фиг. 27D иллюстрирует поток чернил в головке выброса жидкости, имеющей форму, в которой H составляет 6 мкм, P составляет 6 мкм, а W составляет 6 мкм, и имеющей значение определения в 1,0, которое меньше 1,7. Другими словами, этот поток соответствует режиму B потока. Помимо этого, эта головка соответствует точке D на фиг. 28.
[0172] Как описано выше, головки выброса жидкости могут классифицироваться на головки выброса жидкости, соответствующие режиму A потока, и головки выброса жидкости, соответствующие режиму B потока, с использованием пороговой линии 20 по фиг. 26 в качестве границы. Другими словами, головка выброса жидкости, в которой значение J определения выражения (2) больше 1,7, соответствует режиму A потока, и поток 17 чернил имеет положительную составляющую скорости по меньшей мере в центральной части границы 13a чернил.
[0173] Далее будет дано описание сравнения скоростей выброса капель чернил, выбрасываемых из головки выброса жидкости (головки A), которая формирует режим A потока, и головки выброса жидкости (головки B), которая формирует режим B потока, соответственно.
[0174] Фиг. 29A и 29B являются схемами, иллюстрирующими взаимосвязь между числом выбросов (числом эжекций) после приостановки в течение некоторого времени после выброса из головки выброса жидкости в каждом режиме потока и скоростью выброса, соответствующей ему.
[0175] Фиг. 29A иллюстрирует взаимосвязь между числом выбросов и скоростью выброса, когда пигментные чернила, содержащие 20 мас.% или более твердых веществ, у которых вязкость чернил составляет примерно 4 спз при температуре выброса, выбрасываются с использованием головки B. Как показано на фиг. 29A, скорость выброса снижается примерно до 20-го выброса в зависимости от времени приостановки, даже когда присутствует поток 17 чернил. Фиг. 29B иллюстрирует взаимосвязь между числом выбросов и скоростью выброса, когда пигментные чернила, идентичные пигментным чернилам по фиг. 29A, выбрасываются с использованием головки A, и скорость выброса не снижается с первого выброса после приостановки. В этом эксперименте используются чернила, содержащие 20 мас.% или более твердых веществ. Тем не менее, концентрация не ограничивает изобретение. Даже если предусмотрена простота дисперсии содержания твердых веществ в чернилах, преимущество режима A четко демонстрируется, когда выбрасываются чернила, содержащие примерно 8 мас.% или более твердых веществ.
[0176] Как описано выше, в головке, которая формирует режим A потока, снижение скорости выброса капли чернил может подавляться, даже когда используются чернила, скорость выброса которых легко снижается из-за загущения чернил, получающегося в результате испарения чернил из отверстия выброса.
[0177] Как описано выше, взаимосвязь между P, W и H, обусловленная формой протока и т.д., имеет доминирующее влияние на то, соответствует ли протекание потока чернил 7 внутри отверстия выброса режиму A потока или режиму B потока в случае нормального окружения. Помимо этих условий, например, такие условия, как скорость потока 17 чернил, вязкость чернил и ширина отверстия 13 выброса в направлении, перпендикулярном направлению протекания потока чернил 7 (длина отверстия выброса в направлении, пересекающемся W), имеют весьма небольшое влияние по сравнению с P, W и H. Следовательно, скорость потока чернил или вязкость чернил может надлежащим образом задаваться на основе требуемой спецификации головки выброса жидкости (струйного печатающего устройства) или состояния используемого окружения. Например, скорость потока для потока 17 чернил в протоке 24 может задаваться равной 0,1-100 мм/с, и 30 спз или менее чернил при температуре выброса могут применяться к вязкости чернил. Помимо этого, когда объем испарения из отверстия выброса увеличивается вследствие изменения окружения во время использования и т.д., режим A потока может получаться при соответствующем увеличении расхода потока 17 чернил. В головке выброса жидкости в режиме B потока режим A потока не получается, даже когда увеличивается расход. Другими словами, взаимосвязь между H, P и W, обусловленная формой головки выброса жидкости, описанной выше, а не условие скорости потока чернил или вязкости чернил, имеет доминирующее влияние на то, получается ли режим A или режим B. Помимо этого, из числа различных головок выброса жидкости, соответствующих режиму A потока, в частности, головка выброса жидкости, в которой H составляет 20 мкм или менее, P составляет 20 мкм или менее, а W составляет 30 мкм или менее, может выполнять печать с высоким разрешением и в силу этого является предпочтительной.
[0178] Как описано выше, головка выброса жидкости, которая формирует режим A потока, обеспечивает возможность чернилам в части 13b отверстия выброса, в частности, чернилам вокруг границы чернил, вытекать в проток 24 посредством потока 17 чернил, который достигает части вокруг границы 13a чернил с положительной составляющей скорости. Следовательно, не допускается застаивание чернил в части 13b отверстия выброса. Таким образом, относительно испарения чернил из отверстия выброса, увеличение концентрации красящих веществ и т.д. чернил в части отверстия выброса может уменьшаться. Помимо этого, в настоящем варианте осуществления операция выброса чернил выполняется в то время, когда чернила протекают в протоке 24, как описано выше. Таким образом, чернила выбрасываются в то время, когда присутствует поток чернил, который входит во внутреннюю часть части 13b отверстия выброса из протока 24 (напорной камеры 23), достигает границы чернил и затем возвращается в проток для чернил. Как результат, даже в состоянии приостановки операции печати увеличение концентрации красящих веществ в части 13b отверстия выброса уменьшается в любом случае. Таким образом, выброс для первого выброса предпочтительно может выполняться после приостановки операции печати, и возникновение неоднородности цвета и т.д. может уменьшаться. Тем не менее, изобретение применимо к головке выброса жидкости, которая выполняет операцию выброса чернил в то время, когда временно прекращен поток чернил в протоке 24 для чернил. Загущение чернил в части 13b отверстия выброса может уменьшаться при генерировании циркуляционного потока в протоке для чернил после приостановки операции печати, и чернила могут выбрасываться после временного прекращения циркуляционного потока.
Третий вариант осуществления
[0179] Фиг. 30 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно третьему варианту осуществления изобретения. Одинаковая ссылочная позиция назначается части, идентичной части в вышеописанных вариантах осуществления, и её описание будет опущено. Как проиллюстрировано на фиг. 30, в настоящем варианте осуществления высота протока 24 рядом с отверстием 13 выброса (частью 13b отверстия выброса), ниже высоты протока 24 в другой части. В частности, высота H протока 24 со стороны выше по потоку от сообщающейся части между протоком 24 и частью 13b отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке ниже высоты протока 24 в сообщающейся части между протоком 24 и трактом 18 подачи жидкости (см. фиг. 22A-22C). Также в настоящем варианте осуществления задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (1), обеспечивает возможность по меньшей мере части потока 17 чернил достигать позиции, соответствующей половине или более части 13b отверстия выброса в направлении от напорной камеры 23 к границе 13a чернил, а затем возвращаться в проток 24. Дополнительно, также в конфигурации по настоящему варианту осуществления задание размера каждого из H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (2), формирует режим A потока.
[0180] В настоящем варианте осуществления, когда высота протока из сообщающейся части между протоком 24 и трактом 18 подачи жидкости в часть рядом с частью отверстия выброса и высота протока из части рядом с частью отверстия выброса в тракт 19 сбора жидкости задаются относительно высокими, сопротивление протоков данной части может задаваться низким. Помимо этого, когда высота H протока вокруг части 13b отверстия выброса задается относительно небольшой, может получаться головка выброса жидкости режима A потока, описанная в первом варианте осуществления. Обычно, когда высота протока 24 задается в целом низкой, чтобы удовлетворять выражению (2), сопротивление протока от тракта 18 подачи жидкости или тракта 19 сбора жидкости в отверстие 13 выброса увеличивается, и скорость (скорость пополнения) пополнения чернилами, которая недостаточна вследствие выброса, снижается в некоторых случаях. Следовательно, в качестве конфигурации по настоящему варианту осуществления задание высоты протока около отверстия 13 выброса меньше высоты другого протока позволяет обеспечивать необходимую скорость пополнения при одновременной гарантии удовлетворения выражениям (1) и (2). В силу этого может достигаться как подавление увеличения вязкости чернил в отверстии выброса, так и высокоскоростная печать (повышение производительности).
Четвертый вариант осуществления
[0181] Фиг. 31 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно четвертому варианту осуществления изобретения. На фиг. 31, вокруг отверстия 13 выброса на поверхности измерительной диафрагмы 12 формируется вогнутая часть 13c. Другими словами, отверстие 13 выброса формируется в вогнутой части 13c (нижней поверхности вогнутой части 13c), которая формируется на измерительной диафрагме. В нормальном режиме и в установившемся режиме, в котором существует циркуляционный поток, на граничной поверхности между отверстием 13 выброса и нижней поверхностью вогнутой части 13c формируется мениск чернил (граница 13a чернил). Также в настоящем варианте осуществления задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (1), обеспечивает возможность по меньшей мере части потока 17 чернил достигать позиции, соответствующей половине или более части 13b отверстия выброса в направлении от напорной камеры 23 к границе 13a чернил, а затем возвращаться в проток 24. Дополнительно, также в конфигурации по настоящему варианту осуществления задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (2), формирует режим A потока. В настоящем варианте осуществления P из выражений (1) и (2) соответствует длине части отверстия выброса, т.е. длине от части, в которой формируется мениск чернил, до протока 24, как проиллюстрировано на фиг. 31. Таким образом, толщина измерительной диафрагмы 12 вокруг места, контактирующего с отверстием 13 выброса, тоньше другого места. В частности, толщина измерительной диафрагмы 12 вокруг отверстия 13 выброса меньше толщины измерительной диафрагмы в сообщающейся части между протоком 24 и трактом 18 подачи жидкости (см. фиг. 22A-22C).
[0182] В настоящем варианте осуществления толщина P измерительной диафрагмы вокруг части 13b отверстия выброса может задаваться небольшой, в то время как толщина измерительной диафрагмы 12 поддерживается большой до определенной степени, как вся головка. Обычно, когда длина P части отверстия выброса задается короткой, чтобы удовлетворять выражениям (1) и (2), толщина всей измерительной диафрагмы становится тонкой, и прочность измерительной диафрагмы снижается. Тем не менее, согласно конфигурации по настоящему варианту осуществления, можно обеспечивать прочность измерительной диафрагмы 12 в целом в дополнение к преимуществам первого варианта осуществления и второго варианта осуществления.
Пятый вариант осуществления
[0183] Фиг. 32 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно пятому варианту осуществления изобретения. Как проиллюстрировано на фиг. 32, высота протока 24 вокруг части, соединенной с отверстием 13 выброса, ниже высоты другого места. Помимо этого, вокруг отверстия 13 выброса на поверхности измерительной диафрагмы 12 формируется вогнутая часть 13c. В качестве конкретной конфигурации высота H протока 24 со стороны выше по потоку от сообщающейся части между протоком 24 и частью 13b отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке ниже высоты протока 24 около сообщающейся части между протоком 24 и трактом 18 подачи жидкости (см. фиг. 22A-22C). Также в конфигурации по настоящему варианту осуществления, аналогично четвертому варианту осуществления, в нормальном режиме и в установившемся режиме, в котором существует циркуляционный поток, мениск чернил (граница 13a чернил) формируется на граничной поверхности между отверстием 13 выброса и нижней поверхностью вогнутой части 13c.
[0184] Настоящий вариант осуществления может задавать высоту H протока вокруг отверстия выброса небольшой, в то время как сопротивление протока от тракта 18 подачи жидкости или тракта 19 сбора жидкости в отверстие 13 выброса поддерживается низким. Дополнительно, настоящий вариант осуществления может задавать длину P части 13b отверстия выброса короткой. Обычно, когда высота протока 24 вокруг части, соединенной с отверстием 13 выброса, задается ниже высоты другого места, толщина измерительной диафрагмы 12 вокруг отверстия 13 выброса становится соответственно большой, и длина P отверстия 13 выброса становится большой. С другой стороны, согласно конфигурации по настоящему варианту осуществления, можно обеспечивать необходимую скорость пополнения, помимо преимуществ первого варианта осуществления и второго варианта осуществления.
Шестой вариант осуществления
[0185] Фиг. 33 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно шестому варианту осуществления изобретения. Как проиллюстрировано на фиг. 33, головка выброса жидкости по настоящему варианту осуществления имеет ступенчатую часть в сообщающейся части между протоком 24 и частью 13b отверстия выброса. В настоящем варианте осуществления часть от отверстия 13 выброса до части, в которой формируется ступенчатая часть, соответствует части 13b отверстия выброса, и часть 13b отверстия выброса соединяется с протоком 24 через часть (часть протока), имеющую больший диаметр, чем диаметр части 13b отверстия выброса. Следовательно, P, W и H в настоящем варианте осуществления задаются так, как проиллюстрировано на фигуре. Также в головке выброса жидкости задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (1), обеспечивает возможность по меньшей мере части потока 17 чернил достигать позиции, соответствующей половине или более части 13b отверстия выброса в направлении от напорной камеры 23 к границе 13a чернил, а затем возвращаться в проток 24. Дополнительно, задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (2), формирует режим A потока.
[0186] Таким образом, когда часть из протока к отверстию выброса имеет многоступенчатую конструкцию, гидравлическое сопротивление в направлении от элемента генерирования энергии 15 к отверстию 13 выброса может задаваться относительно небольшим. Таким образом, конфигурация по настоящему варианту осуществления обеспечивает возможность улучшения эффективности выброса, и, следовательно, помимо преимуществ первого варианта осуществления и второго варианта осуществления, например, конфигурация по настоящему варианту осуществления является предпочтительной, когда небольшая капля жидкости в 5 пл или меньше выбрасывается.
Седьмой вариант осуществления
[0187] Фиг. 34 является схемой, иллюстрирующей аспект протекания потока чернил для чернил, протекающих в головке выброса жидкости согласно седьмому варианту осуществления изобретения. Как проиллюстрировано на фиг. 34, часть 13b отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием 13 выброса и протоком 24, имеет форму усеченного конуса. В частности, размер отверстия части 13b отверстия выброса со стороны протока больше размера отверстия части 13b отверстия выброса со стороны отверстия 13 выброса, и боковая стенка имеет сужающуюся форму. Согласно этой конфигурации, гидравлическое сопротивление в направлении от элемента генерирования энергии 15 к отверстию 13 выброса может задаваться относительно небольшим, и в силу этого может улучшаться эффективность выброса. Также в настоящем варианте осуществления задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (1), обеспечивает возможность по меньшей мере части потока 17 чернил достигать позиции, соответствующей половине или более части 13b отверстия выброса в направлении от напорной камеры 23 к границе 13a чернил, а затем возвращаться в проток 24. Дополнительно, также в настоящем варианте осуществления, задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (2), формирует режим A потока. В настоящем варианте осуществления, если обратиться к W из выражений (1) и (2), как проиллюстрировано на фиг. 34, длина сообщающейся части между частью 13b отверстия выброса и протоком 24 задается как W. Помимо преимущества первого варианта осуществления, например, конфигурация по настоящему варианту осуществления является предпочтительной конфигурацией, когда выбрасывается небольшая капля жидкости в 5 пл или меньше.
Восьмой вариант осуществления
[0188] Фиг. 35A и 35B являются схемами, иллюстрирующими два примера формы головки выброса жидкости, в частности, отверстия выброса согласно восьмому варианту осуществления изобретения, и показывает виды сверху (схематичные виды) головки выброса жидкости, если смотреть от направления, в котором жидкость выбрасывается из отверстия 13 выброса. Отверстие 13 выброса по настоящему варианту осуществления имеет форму, в которой выступы 13d, каждый из которых тянется к центру отверстия выброса, формируются в противоположных позициях относительно друг друга. Выступы 13d непрерывно простираются от внешней поверхности отверстия 13 выброса к внутренней части для части 13b отверстия выброса. Также в форме, имеющей выступы, задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (1), обеспечивает возможность по меньшей мере части потока 17 чернил достигать позиции, соответствующей половине или более части 13b отверстия выброса в направлении от напорной камеры 23 к границе 13a чернил, а затем возвращаться в проток 24. Дополнительно, задание размеров H, P и W таким образом, чтобы удовлетворять выражению (2), формирует режим A потока.
[0189] В отверстии выброса по примеру, проиллюстрированному на фиг. 35A, формируются выступы 13d, выступающие в направлении, пересекающем поток жидкости в протоке 24. В отверстии выброса по примеру, проиллюстрированному на фиг. 35B, формируются выступы 13d, выступающие в направлении потока чернил. Когда выступы формируются в отверстии 13 выброса, мениск, сформированный между выступами 13d, может легче поддерживаться, чем мениск в другой части в отверстии выброса, и хвостовая часть капли чернил, выбрасываемой из отверстия выброса, может отсекаться на более ранней стадии. Таким образом, можно подавлять возникновение чернильной пыли, соответствующей мельчайшей жидкой капле, сопутствующей основной капле.
[0190] Фиг. 44A-45B являются схемами, иллюстрирующими более конкретные конфигурации головки выброса жидкости, показанной на фиг. 35B. Конкретные размеры соответствующих частей в настоящем варианте осуществления составляют H=16 мкм, P=6 мкм, W=22 мкм и значение определения J=2,6 в конфигурации по фиг. 44A, 44B, и H=5 мкм, P=5 мкм, W=20 мкм и значение определения J=4,3 в конфигурации по фиг. 45A, 45B.
Девятый вариант осуществления
[0191] Фиг. 36A-38 являются схемами, иллюстрирующими головку выброса жидкости согласно девятому варианту осуществления изобретения. Настоящий вариант осуществления улучшает второй-восьмой варианты осуществления и не ограничивает вышеописанные варианты осуществления. Будет дано описание взаимосвязи между объемом испарения воды чернил и т.д. с границы 13a чернил, сформированной в отверстии 13 выброса, и расходом потока 17 чернил со ссылкой на фиг. 36A и 36B и фиг. 37A и 37B. Когда объем испарения с границы 13a чернил является относительно большим, и расход потока 17 чернил является небольшим относительно количества испарения согласно окружающим условиям и т.д., поток, направленный к границе 13a чернил, является доминирующим в потоке чернил в части 13b отверстия выброса, как проиллюстрировано на фиг. 36A. Здесь далее состояние, в котором поток, направленный к границе 13a чернил, является доминирующим в потоке чернил в части 13b отверстия выброса, как описано выше, будет называться "состоянием D". В случае состояния D, концентрация красящих веществ в части отверстия выброса становится относительно высокой из-за испарения, как проиллюстрировано на фиг. 37A. Напротив, когда поток 17 чернил является достаточным относительно количества испарения, даже когда объем испарения является большим, поток 17 чернил является доминирующим по сравнению с потоком, направленным к границе 13a чернил в потоке чернил в части 13b отверстия выброса, как проиллюстрировано на фиг. 36B. Здесь далее состояние, в котором поток 17 чернил является доминирующим по сравнению с потоком, направленным к границе 13a чернил в потоке чернил в части 13b отверстия выброса, как описано выше, будет называться "состоянием C". Таким образом, как проиллюстрировано на фиг. 37B, концентрация красящих веществ в части отверстия выброса становится относительно низкой. Другими словами, в головках выброса жидкости, которые удовлетворяют выражениям (1) и (2), описанным в первом и втором вариантах осуществления, может существовать состояние C. Более конкретно, состояние C может получаться при достаточном увеличении расхода потока 17 чернил, даже когда объем испарения с границы 13a чернил увеличивается вследствие окружающих условий и т.д. во время использования головки выброса жидкости. В силу этого может дополнительно предотвращаться застаивание чернил, имеющих измененную концентрацию красящих веществ из-за испарения чернил из отверстия выброса, в части 13b отверстия выброса.
[0192] В качестве сравнительного примера будет дано описание случая головки выброса жидкости, которая не удовлетворяет выражению (2). В этом примере, режим A потока не получается, даже когда увеличивается расход потока 17 чернил. Другими словами, для получения режима A потока выражение (2) должно удовлетворяться.
[0193] Здесь, даже в случае головки выброса жидкости, которая удовлетворяет выражению (2), потеря давления увеличивается по мере того, как увеличивается объем потока 17 чернил. По этой причине, разность давлений между общим трактом подачи 211 и общим протоком сбора (см. фиг. 2 и фиг. 3) должна увеличиваться. Помимо этого, разность давлений до каждого отверстия выброса в головке выброса жидкости увеличивается, и возникает трудность при униформизировании характеристики выброса. Следовательно, с этих точек зрения желательно, чтобы расход потока 17 чернил задавался как можно меньшим.
[0194] В этом отношении ниже будет описан пример условия скорости потока для потока 17 чернил для получения состояния C в головке выброса жидкости, которая формирует режим A потока.
[0195] Настоящий вариант осуществления устанавливает нижеприведенное условие для предотвращения застаивания чернил, имеющих изменяющуюся концентрацию красящих веществ из-за испарения, в части 13b отверстия выброса в головке выброса жидкости, в которой H находится в диапазоне 3-6 мкм, P находится в диапазоне 3-6 мкм, и W находится в диапазоне 17-25 мкм. Другими словами, взаимосвязь между средней скоростью V17 потока для потока 17 чернил и средней скоростью V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил задается равным нижеприведенному выражению (5).
V17≥27×V12 ··· выражение (5)
[0196] Из анализа авторов изобретения и т.д. понятно, что головка выброса жидкости, удовлетворяющая выражению (5), соответствует режиму A потока. Поскольку головка выброса жидкости, в которой H находится в диапазоне 3-6 мкм, P, находится в диапазоне 3-6 мкм, а W больше или равен 17 мкм, удовлетворяет выражению (2), состояние C может получаться при циркуляции достаточного количества чернил относительно количества испарения. Вышеприведенное выражение (5) является выражением, которое указывает скорость циркуляционного потока, необходимую для получения состояния C. Выражение (5) будет описано со ссылкой на фиг. 38.
[0197] Фиг. 38 является схемой, иллюстрирующей взаимосвязь между интенсивностью испарения, при которой получается состояние C, и скоростью циркуляционного потока, и взаимосвязь между интенсивностью испарения, при которой получается состояние D, и скоростью циркуляционного потока. Горизонтальная ось по фиг. 38 обозначает интенсивность V12 испарения, а вертикальная ось по фиг. 38 обозначает скорость V17 потока для потока чернил, получающегося в результате циркуляции. Данные для каждого режима потока указываются относительно соответствующих головок 1-4 выброса жидкости, соответствующих четырем формам. В головке 1 выброса жидкости H составляет 6 мкм, P составляет 6 мкм, W составляет 17 мкм, а значение J определения составляет 2,83. В головке 2 выброса жидкости H составляет 6 мкм, P составляет 6 мкм, W составляет 21 мкм, а значение J определения составляет 3,5. В головке 3 выброса жидкости H составляет 5 мкм, P составляет 3 мкм, W составляет 21 мкм, а значение J определения составляет 5,88. В головке 4 выброса жидкости H составляет 5 мкм, P составляет 3 мкм, W составляет 25 мкм, а значение J определения составляет 7,0.
[0198] Из фиг. 38 можно понять, что скорость V17 циркуляционного потока, необходимая для получения состояния C, а не состояния D, пропорциональна скорости V12 испаряющегося потока в одной головке выброса жидкости. Помимо этого, можно понять, что скорость циркуляционного потока, необходимая для получения состояния C, увеличивается по мере того, как уменьшается значение J определения. Дополнительно, в случае, в котором используется головка выброса жидкости, имеющая H в диапазоне 3-6 мкм, P в диапазоне 3-6 мкм и W в диапазоне 17-25 мкм, а значение J определения составляет 2,83, соответствуя наименьшему значению (головка 1 выброса жидкости), состояние C получается, когда скорость циркуляционного потока задается в 27 раз или более превышающей скорость испаряющегося потока. Следовательно, в головке выброса жидкости, в которой H находится в диапазоне 3-6 мкм, P находится в диапазоне 3-6 мкм и W превышает или равен 17 мкм, состояние C получается, когда выражение (5) удовлетворяется, и может предотвращаться застаивание чернил, имеющих измененную концентрацию красящих веществ из-за испарения, в части 13b отверстия выброса. Другими словами, можно уменьшать возникновение неоднородности цвета изображения, получающейся в результате испарения жидкости из отверстия 13 выброса. Например, в эксперименте авторов изобретения и т.д., объем испарения из круглого отверстия выброса, имеющего W 18 мкм, составляет примерно 140 пл/с, и средняя скорость испаряющегося потока составляет примерно 1,35×10-4 м/с. Таким образом, в этом случае требуется скорость циркуляционного потока, среднее значение которой составляет 0,0036 м/с или более. Здесь объем испарения обозначает объем испарения, когда концентрация чернил в части 13b отверстия выброса не изменяется.
[0199] Аналогично, в случае, в котором используется головка выброса жидкости, имеющая H 8 мкм, P 8 мкм и W 17 мкм, а значение J определения составляет 2,13, состояние C получается, когда средняя скорость V17 потока для потока 17 чернил задается в 50 раз или более превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. Следовательно, в головке выброса жидкости, имеющей H 8 мкм или менее, P 8 мкм или менее, и W 17 мкм или более, состояние C может получаться, когда средняя скорость V17 потока для потока 17 чернил задается в 50 раз или более превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. В силу этого может предотвращаться застаивание чернил, имеющих измененную концентрацию красящих веществ из-за испарения, в части 13b отверстия выброса. Как результат, можно уменьшать возникновение неоднородности цвета изображения, получающейся в результате испарения жидкости из отверстия 13 выброса. Аналогично вышеприведенному описанию, когда объем испарения из круглого отверстия выброса, имеющего W 18 мкм, составляет примерно 140 пл/с, требуется скорость циркуляционного потока, среднее значение которой составляет 0,0067 м/с или более.
[0200] Аналогично, в головке выброса жидкости, в которой H составляет 15 мкм, P составляет 7 мкм, W составляет 17 мкм, а значение J составляет 1,87, состояние C может формироваться, когда средняя скорость V17 потока для потока 17 чернил задается в 50 раз или более превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. Следовательно, в головке выброса жидкости, имеющей H 15 мкм или менее, P 7 мкм или менее и W 17 мкм или более, состояние C может получаться, когда средняя скорость V17 потока для потока 17 чернил задается в 100 раз или более превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. Аналогично вышеприведенному описанию, когда объем испарения из круглого отверстия выброса, имеющего W 18 мкм, составляет примерно 140 пл/с, требуется скорость циркуляционного потока, среднее значение которой составляет 0,0135 м/с или более.
[0201] Далее будет дано описание конфигурации другой головки выброса жидкости. Настоящая головка выброса жидкости представляет собой головку выброса жидкости, имеющую H 14 мкм или менее, P 12 мкм или менее и W 17 мкм или более, а H, P и W удовлетворяют выражению (2). Эта головка выброса жидкости удовлетворяет нижеприведенному выражению (6) таким образом, что не допускается застаивание чернил, имеющих измененную концентрацию красящих веществ из-за испарения чернил из отверстия выброса, в части 13b отверстия выброса. Другими словами, средняя скорость V17 потока для потока 17 чернил и средняя скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил удовлетворяют нижеприведенному выражению (6).
V17≥900×V12 ··· выражение (6)
[0202] В головке выброса жидкости, имеющей H 12,3 мкм, P 9 мкм и W 17 мкм (значение J определения составляет 1,7), состояние C может получаться при задании средней скорости V17 потока для потока 17 чернил в 900 раз превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. Аналогично, в головке выброса жидкости, имеющей H 10 мкм, P 10 мкм и W 17 мкм (значение J определения составляет 1,7), состояние C может получаться при задании средней скорости V17 потока для потока 17 чернил в 900 раз превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. Аналогично, в головке выброса жидкости, имеющей H 8,3 мкм, P 11 мкм и W 17 мкм (значение J определения составляет 1,7), состояние C может получаться при задании средней скорости V17 потока для потока 17 чернил в 900 раз превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил. Аналогично, в головке выброса жидкости, имеющей H 7 мкм, P 12 мкм и W 17 мкм (значение J определения составляет 1,7), состояние C может получаться при задании средней скорости V17 потока для потока 17 чернил в 900 раз превышающей среднюю скорость V12 испаряющегося потока с границы 13a чернил.
[0203] Следовательно, головка выброса жидкости, имеющая H 14 мкм или менее, P 12 мкм или менее и W 17 мкм или более, в которой H, P и W удовлетворяют выражению (2), получает состояние C при удовлетворении выражения (6).
[0204] Относительно вышеуказанного девятого варианта осуществления, условие получения состояния C обобщается, как пояснено ниже.
[0205] H составляет 14 мкм или менее, P составляет 12 мкм или менее, а W составляет 17 мкм или более и 30 мкм или менее. Дополнительно, скорость потока жидкости в протоке в 900 раз или более превышает интенсивность испарения из отверстия выброса.
[0206] Альтернативно, H составляет 15 мкм или менее, P составляет 7 мкм или менее, а W составляет 17 мкм или более и 30 мкм или менее. Дополнительно, скорость потока жидкости в протоке в 100 раз или более превышает интенсивность испарения из отверстия выброса.
[0207] Альтернативно, H составляет 8 мкм или менее, P составляет 8 мкм или менее, а W составляет 17 мкм или более и 30 мкм или менее. Дополнительно, скорость потока жидкости в протоке в 50 раз или более превышает интенсивность испарения из отверстия выброса.
[0208] Альтернативно, H составляет 3 мкм или более и 6 мкм или менее, P составляет 3 мкм или более и 6 мкм или менее, а W составляет 17 мкм или более и 30 мкм или менее. Дополнительно, скорость потока жидкости в протоке в 27 раз или более превышает интенсивность испарения из отверстия выброса.
[0209] Здесь вышеуказанное регулирование скорости потока жидкости соответствует диапазону, в котором состояние C получается, даже когда используется наиболее трудная форма для получения состояния C в каждом диапазоне форм головок. Когда используется другая форма в каждом диапазоне форм головок, состояние C может получаться при меньшей скорости потока.
Десятый вариант осуществления
[0210] Фиг. 39A-42 являются схемами для описания головки выброса жидкости согласно десятому варианту осуществления изобретения, и настоящий вариант осуществления относится к взаимосвязи между двумя типами нижеприведенных характеристик и формой протока, включающей отверстие выброса.
Характеристика 1) Режим потока для потока чернил
Характеристика 2) Выбрасываемая капля жидкости, выбрасываемая из отверстия выброса
В частности, взаимосвязь с характеристиками будет описана с использованием нижеприведенных трех типов форм отверстия выброса, в которых выбрасываемый объем Vd составляет 5 пл в качестве примера.
Форма A) протока: H=14 мкм, P=11 мкм, W=16 мкм (J=1,34)
Форма B) протока: H=09 мкм, P=11 мкм, W=18 мкм (J=1,79)
Форма C) протока: H=14 мкм, P=06 мкм, W=18 мкм (J=2,30)
Здесь:
H: Высота протока 24 со стороны выше по потоку в направлении протекания жидкости в протоке 24 (см. фиг. 22A-22C),
P: Длина части 13b отверстия выброса в направлении, в котором жидкость выбрасывается из отверстия 13 выброса (см. фиг. 22A-22C),
W: Длина части 13b отверстия выброса в направлении протекания жидкости в протоке 24 (см. фиг. 22A-22C),
Z: Эффективная длина вписанной окружности отверстия 13 выброса
Тем не менее, поскольку отверстие 13 выброса имеет круглую форму (см. фиг. 22A-22C), эффективный диаметр Z вписанной окружности отверстия 13 выброса равен W.
[0211] Помимо этого, используется пример, в котором Vd составляет 5 пл, поскольку, когда выбрасываемый объем является большим, легко формируется множество основных капель и вторичных капель (здесь далее также называемых "сателлитами"), и капли вызывают ухудшение качества изображений.
[0212] Фиг. 39A-39C являются схемами, иллюстрирующими режимы потока трех форм A-C протока. Фиг. 40 является схемой контурных линий, иллюстрирующих значение J определения, когда диаметр отверстия выброса изменяется таким образом, что выбрасываемый объем Vd соответствует примерно 5 пл. На фиг. 40 горизонтальная ось обозначает H, а вертикальная ось обозначает P.
[0213] Форма A протока имеет значение J определения 1,34 и формирует режим B потока, как проиллюстрировано на фиг. 39A. Размер, полученный при суммировании H и P для формы A протока (здесь далее также называемый "OH"), составляет 25 мкм. Тем не менее, H или P должны задаваться небольшими, и OH должен снижаться для увеличения значения J определения. Когда OH равен 20 мкм, форма B протока, в которой только H задается небольшим, имеет значение J определения 1,79 и формирует режим A потока, как проиллюстрировано на фиг. 39B. Помимо этого, форма C протока, в которой только P задается небольшим, имеет значение J определения 2,30 и аналогично соответствует режиму A потока, как проиллюстрировано на фиг. 39C. Дополнительно, в форме C протока поток чернил легко входит во внутреннюю часть отверстия выброса по сравнению с формой B протока, и дополнительно может предотвращаться застаивание чернил в части 13b отверстия выброса. Следовательно, нижеприведенные формы приведены относительно режимов потока для потока чернил.
Характеристика (1) формы: Для идентичного OH P предпочтительно задается небольшим (см. фиг. 40)
Характеристика (2) формы: OH предпочтительно снижается (см. фиг. 40)
[0214] Между тем, фиг. 41A-41C являются схемами, иллюстрирующими результаты наблюдения капель выбрасываемой жидкости соответствующих трех типов форм A-C протока. Фиг. 42 является схемой контурных линий, иллюстрирующей значение, полученное при вычислении времени, за которое пузырьки сообщаются с атмосферой (здесь далее также называемое "Tth"), когда диаметр отверстия выброса изменяется таким образом, что выбрасываемый объем Vd соответствует примерно 5 пл. На фиг. 42 горизонтальная ось обозначает H, а вертикальная ось обозначает P.
[0215] Фиг. 41A и 41C иллюстрируют случай, в котором формируются два типа капель выбрасываемой жидкости, соответствующих основной капле и сателлиту. Между тем, фиг. 41B иллюстрирует случай, в котором формируются основная капля и множество сателлитов. В форме A протока Tth равен 5,8 мкс. В форме C протока Tth равен 4,5 мкс. С другой стороны, в форме B протока Tth равен 3,8 мкс, и Tth становится небольшим (см. фиг. 42). Как правило, когда выбрасываемый объем Vd является большим, как в настоящем варианте осуществления, и когда Tth является небольшим, поскольку легко формируется вытянутый хвост (хвостовая часть), формируется множество сателлитов, и формируется множество узловых точек, получающихся в результате нестабильного хвоста, когда Tth является небольшим, т.е. сообщение с атмосферой упрощается. Как результат, число вытянутых хвостов не может уменьшаться до одного, и формируется множество сателлитов, как проиллюстрировано на фиг. 41B. Следовательно, нижеприведенные ограничения могут налагаться относительно сателлитов.
Характеристика (3) формы: Для идентичного OH P предпочтительно задается небольшим (см. фиг. 42)
Характеристика (4) формы: OH предпочтительно увеличивается (см. фиг. 42)
[0216] Соответственно, для увеличения значения J определения, необходимого для предотвращения застаивания чернил в части 13b отверстия выброса:
Характеристика A) формы: OH снижается, и
Характеристика B) формы: P задается меньше H для идентичного OH.
Помимо этого, для увеличения значения Tth определения, необходимого для подавления основной капли и сателлита:
Характеристика C) формы: OH увеличивается, и
Характеристика D) формы: P задается меньше H для идентичного OH. Поскольку характеристика A) формы и характеристика C) формы указывают конфликтующие характеристики, желательно удовлетворять нижеприведенное условие в качестве совместимого решения.
Значение J определения режима потока > 1,7, и значение Tth определения времени, за которое выполняется сообщение с атмосферой, > 4,0 мкс.
[0217] Следовательно, предпочтительно приспосабливается диапазон, проиллюстрированный на фиг. 42. Здесь, когда значение Tth определения удовлетворяет вышеуказанному условию, значение Tth определения аппроксимируется как
Tth=0,350×H+0,227×P-0,100×Z,
на схеме, проиллюстрированной на фиг. 42. Вышеприведенное уравнение указывает то, что Tth снижается, и когда H или P снижается, либо Z увеличивается легко формируется множество сателлитов. В частности, H имеет чувствительность, которая примерно в 1,5 раза превышает чувствительность P. Таким образом, для идентичного OH снижение Tth может подавляться, и формирование сателлитов может подавляться, когда P задается небольшим. Следовательно, вышеуказанное условие может быть представлено следующим выражением:
0,350×H+0,227×P-0,100×Z>4 ··· выражение (7)
[0218] Когда приспосабливается характеристика формы отверстия выброса, попадающая в вышеуказанный диапазон, можно достигать подавления возникновения сателлитов и эффекта циркуляции (предотвращения застаивания чернил в части 13b отверстия выброса), когда выбрасываемый объем Vd составляет 5 нг.
[0219] Согласно вышеописанным вариантам осуществления, может подавляться изменение качества жидкости около отверстия выброса, и в силу этого можно, например, подавлять увеличение вязкости чернил из-за испарения жидкости через отверстие выброса и уменьшать неоднородность цвета в изображении. В частности, когда выражение (2), описанное во втором варианте осуществления, удовлетворяется, можно получать режим A потока и предотвращать застаивание чернил в части 13b отверстия выброса. Таким образом, можно сокращать увеличение концентрации красящих веществ. Скорость потока чернил, протекающих через проток 24, может надлежащим образом задаваться в зависимости от состояния, окружения и т.д., в котором используется головка выброса жидкости, согласно подходам, описанным в настоящем варианте осуществления.
[0220] Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объем следующей формулы изобретения должен соответствовать самой широкой интерпретации так, чтобы охватывать все такие модификации и эквивалентные конструкции, и функции.
Реферат
Предложена головка выброса жидкости, содержащая: отверстие выброса; проток, в котором расположен элемент генерирования энергии; часть отверстия выброса, которая обеспечивает возможность сообщения между отверстием выброса и протоком; проток подачи для предоставления возможности жидкости втекать в проток и проток вытекания для предоставления возможности жидкости вытекать наружу, при этом выражение H×P×W>1,7 удовлетворяется, когда высота протока задана равной H, длина части отверстия выброса задана равной P, а длина части отверстия выброса задана равной W. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 54 ил.
