專利名稱：圖像生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有儲(chǔ)存墨水的墨水放置部的圖像生成裝置，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及作為圖像生成裝置的噴墨記錄裝置。
背景技術(shù)：
噴墨記錄裝置是通過(guò)向作為記錄用紙的紙頁(yè)上噴墨完成打印的圖像生成裝置，一般情況下，配置有帶墨水箱的墨盒，通過(guò)從該墨盒把墨水供到打印頭，從該打印頭將墨水噴出到上述紙頁(yè)上。
在使用這樣的噴墨記錄裝置的場(chǎng)合，由于在墨水用盡之前，空氣混入墨水供給系統(tǒng)中時(shí)是造成噴墨不良的原因，因此，普遍采用利用通過(guò)墨水吸收體或過(guò)濾器等來(lái)防止空氣混入的措施。
在例如日本公開(kāi)公報(bào)的特開(kāi)2001-219583號(hào)公報(bào)(
公開(kāi)日2001年8月14日，以下簡(jiǎn)稱“專利文獻(xiàn)1”)中，揭示了這樣的技術(shù)，在墨水吸收體下游側(cè)設(shè)置有效穿透尺寸8μm的過(guò)濾器來(lái)吸收空氣，同時(shí)，將恢復(fù)裝置的吸引力設(shè)定使空氣不能穿過(guò)過(guò)濾器的壓力。
另外，在使用這樣的噴墨記錄裝置的場(chǎng)合，使用者在墨盒中的墨水耗盡時(shí)，需要更換該墨盒。因此，噴墨記錄裝置就必須檢測(cè)出墨盒內(nèi)的墨水剩余量并告知使用者。
為此，提出了種種能檢測(cè)墨水剩余量的墨盒。在這樣的墨盒中，廣泛采用這樣的方法，即在墨水供給系統(tǒng)中吸入空氣之前，利用光學(xué)式的墨水水平傳感器，告知使用者墨水已經(jīng)用盡。為了降低成本，還需要用電極代替光學(xué)傳感器。例如日本公開(kāi)公報(bào)的特開(kāi)平3-288654號(hào)公報(bào)(
公開(kāi)日1991年12月18日，以下簡(jiǎn)稱“專利文獻(xiàn)2”)中，揭示了這樣的墨盒，即在墨水箱中，內(nèi)置有吸收墨水的墨水吸收體(泡沫材料)，同時(shí)在連接該墨水箱和打印頭的墨水供給通路內(nèi)配有過(guò)濾器，在該過(guò)濾器的下游側(cè)，即在墨水噴出口側(cè)上配具有檢測(cè)上述墨水供給通路內(nèi)有無(wú)墨水的電極。
使用這樣的墨盒的噴墨記錄裝置，通過(guò)從作為墨水噴出口側(cè)的打印頭側(cè)，經(jīng)由上述過(guò)濾器施加于吸出墨水的負(fù)壓，從墨盒把墨水供給到打印頭。并且，通過(guò)在上述電極之間流過(guò)的電流，檢測(cè)出墨水供給通路內(nèi)的有無(wú)墨水。即是說(shuō)，當(dāng)墨盒內(nèi)的墨水剩余量變少時(shí)，墨水供給通路內(nèi)不存在墨水，上述電極之間的電流停止流動(dòng)。由此，在檢測(cè)出上述電極之間的電流停止流動(dòng)時(shí)，墨水被用盡。
但是，在上述專利文獻(xiàn)1中，完全沒(méi)有考慮防止噴出動(dòng)作時(shí)氣泡穿過(guò)過(guò)濾器。
另外，在上述專利文獻(xiàn)1中，也沒(méi)有考慮墨水吸收體吸收的墨水特性。
并且，在上述專利文獻(xiàn)2所述的發(fā)明中，不能使用N·R超過(guò)200的墨水吸收體，墨水吸收體的選擇面比較窄。
還有，在上述專利文獻(xiàn)2所述的發(fā)明中，與上述專利文獻(xiàn)1一樣，也都沒(méi)有考慮墨水吸收體吸收的墨水特性。于是，根據(jù)墨水的種類，在噴墨記錄裝置中，連續(xù)排出時(shí)會(huì)發(fā)生墨水的供給不足，在墨盒裝卸時(shí)會(huì)發(fā)生墨水泄漏等弊病。
在上述這樣的從作為墨水噴出口側(cè)的打印頭側(cè)經(jīng)由過(guò)濾器施加于吸引墨水用的負(fù)壓的場(chǎng)合，例如，在過(guò)濾器的下游側(cè)的負(fù)壓變得過(guò)高時(shí)，會(huì)從打印頭的噴嘴尖端吸入空氣，致使打印頭可能噴出不暢。另外，由于上述負(fù)壓變得過(guò)高時(shí)，有可能導(dǎo)致過(guò)濾器吸收的空氣又通過(guò)過(guò)濾器，通過(guò)的空氣會(huì)堵塞供給通路，并到達(dá)打印頭等，引起噴出不暢，另外，當(dāng)空氣到達(dá)墨殘留量檢測(cè)部時(shí)，由于通過(guò)過(guò)濾器的空氣會(huì)使上述電極之間的電流停止流動(dòng)，可能會(huì)作出墨水已經(jīng)用盡的誤判斷。所以，當(dāng)墨水供給壓力大于作用到上述過(guò)濾器上的負(fù)壓時(shí)，由于墨水剩余量的下降以外的因素的影響，空氣會(huì)混入墨水供給通路內(nèi)，致使墨水剩余量的檢測(cè)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
但是，在上述專利文獻(xiàn)1、2中，都沒(méi)有考慮如何解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圖像生成裝置，可防止因墨水剩余量降低以外的因素導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)。本發(fā)明的另一目的是提供一種圖像生成裝置，為了能夠防止連續(xù)噴墨時(shí)，在墨用盡之前空氣混入墨水供給系統(tǒng)，或者發(fā)生墨水供給不足引起在安裝或拆卸墨盒時(shí)，發(fā)生墨水泄漏等弊端，具有墨水供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南，特別適用對(duì)應(yīng)于墨水特性的墨水供給系統(tǒng)指南。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種圖像生成裝置，可擴(kuò)大墨水吸收體設(shè)計(jì)指南的選擇范圍。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的圖像生成裝置，包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，同時(shí)，在上述墨水供給通路的內(nèi)部具有過(guò)濾器，在供給墨水時(shí)，由上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓低于上述打印頭的噴嘴所產(chǎn)生的的墨水吸引壓力。
向打印頭供給墨水時(shí)，打印頭吸引墨水時(shí)必要的壓力，即，打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)作用在上述墨水供給通路上。并且，該墨水吸引壓力的臨界值在供給墨水時(shí)由上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓即過(guò)濾器開(kāi)口(網(wǎng)眼)的彎液面所產(chǎn)生的壓力(過(guò)濾器壓力)的臨界值以下，特別是小于該臨界值時(shí)，形成在該過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面破裂之前，空氣會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入。
為此，如果把向打印頭供給墨水時(shí)的噴嘴彎液面所產(chǎn)生的壓力、即墨水吸引壓力設(shè)定成大于供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，則可以克服供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，由形成在過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力，吸引墨水，開(kāi)口的彎液面后退，結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可進(jìn)行墨水的穩(wěn)定供給(補(bǔ)給)。
進(jìn)一步，本發(fā)明的圖像生成裝置，為了達(dá)到上述目的，包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，在上述墨水供給通路的內(nèi)部，設(shè)置有供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓成為2.0kPa以下的過(guò)濾器。
由于在上述墨水供給通路內(nèi)，設(shè)置有供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓為2.0kPa以下的過(guò)濾器，因此，向打印頭供給墨水時(shí)的噴嘴彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)可以大于供給墨水時(shí)的由上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，可以克服供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓由形成在過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力，吸引墨水，開(kāi)口的彎液面后退，結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可進(jìn)行墨水的穩(wěn)定供給(補(bǔ)給)。
再者，本發(fā)明的圖像生成裝置，為了達(dá)到上述目的，包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，同時(shí)，在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，設(shè)定上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度為F(m)，上述墨水表面張力為η(N/m)，供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界壓力為Pm(Pa)時(shí)，滿足下述條件F′＝4η/PmPm≤2000(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有滿足上述關(guān)系式的過(guò)濾器，可使供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓為2.0kPa以下，也可使向打印頭供給墨水時(shí)的噴嘴彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)大于供給墨水時(shí)的上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，可以克服供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，由形成在過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力，吸引墨水，開(kāi)口的彎液面前進(jìn)，結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可進(jìn)行墨水的穩(wěn)定供給(補(bǔ)給)。
本發(fā)明的圖像生成裝置，為了達(dá)到上述目的，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，并且，在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，放置在上述墨水放置部之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度為N(個(gè)/m)，把用上述墨水吸收體壓縮且放置在上述墨水放置部時(shí)的體積與放置在上述墨水放置部之前的體積之比所表示的壓縮比設(shè)為R時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
本發(fā)明的圖像生成裝置，為了達(dá)到上述目的，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，同時(shí)，在上述墨水供給通路內(nèi)具有過(guò)濾網(wǎng)，在上述墨水放置部?jī)?nèi)，上述墨水吸收體在放置到上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度為N′(個(gè)/m)，由上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)為R′，則滿足下述條件F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
另外，根據(jù)上述構(gòu)成，通過(guò)墨水的表面張力墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界值可以調(diào)整為使該臨界值小于通過(guò)墨水表面張力在上述過(guò)濾器上產(chǎn)生的負(fù)壓、即過(guò)濾器開(kāi)口(網(wǎng)眼)的彎液面所產(chǎn)生的壓力(過(guò)濾器壓力)的臨界值，所以，可防止墨水用盡前過(guò)濾器網(wǎng)眼上形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，墨水吸收體的彎液面對(duì)應(yīng)于墨水的消耗而后退，能穩(wěn)定地進(jìn)行墨水的供給動(dòng)作。
本發(fā)明的圖像生成裝置，為了達(dá)到上述目的，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，并且，在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，向上述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)上述墨水供給通路把墨水供給上述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，上述墨水放置部的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，上述墨水吸收體放置到上述墨水放置部之前的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，將用上述墨水吸收體壓縮并放置到上述墨水放置部時(shí)的體積與于放置到上述墨水放置部之前的體積之比所表示的壓縮比設(shè)為R，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的斷面面積設(shè)為S(m2)，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，25℃時(shí)的墨水粘度為μ25(Pa·s)，任意溫度TK(K)的液體粘度為μTK(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)滿足4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTKμ·L·(N·R)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可將上述墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓調(diào)整成使該負(fù)壓小于過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值，從而，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，因此，根據(jù)上述的構(gòu)成，可防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能有效地防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，可以在高質(zhì)量、高可靠性下進(jìn)行打印。
本發(fā)明的圖像生成裝置，為了達(dá)到上述目的，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，并且，在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，上述墨水吸收體在放置到上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，向上述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)上述墨水供給通路把墨水供給上述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，上述墨水放置部的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，將用墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)設(shè)為R′，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的斷面面積設(shè)為S(m2)，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，25℃時(shí)的墨水粘度為μ25(Pa·s)，任意溫度TK(K)的粘度為μTK(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)滿足4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{PμTK·L·(N′·R′)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可對(duì)供給墨水時(shí)過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，使該壓力臨界值不超過(guò)所述打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的墨水吸引壓力的臨界值，可防止從上述噴嘴吸入空氣，同時(shí)，可把墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓調(diào)整成比過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面的負(fù)壓臨界值小的值，從而，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)。
因此，根據(jù)上述的構(gòu)成，可利用過(guò)濾器吸收因墨水剩余量降低以外的因素例如墨盒的振動(dòng)、氣壓或周圍溫度的變化等在墨水放置部的墨水中產(chǎn)生的氣泡等，可防止空氣混入墨水供給通路內(nèi)，在進(jìn)行高可靠性的打印同時(shí)，不會(huì)消耗多余的墨水。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，在例如上述的連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前，防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
另外，根據(jù)上述構(gòu)成，能用偏差小的過(guò)濾精度F(m)調(diào)整例如上述的供給墨水時(shí)(包含墨水用盡時(shí))的負(fù)壓，結(jié)果，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
本發(fā)明的其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)下文的敘述會(huì)更加清楚。另外，本發(fā)明的效益通過(guò)下文參照附圖的說(shuō)明，會(huì)更加清晰。


圖1(a)是表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的噴墨記錄裝置墨盒主要部分構(gòu)成的剖面圖；圖1(b)是表示圖1(a)中的從墨盒拔下墨水供給通路狀態(tài)的剖面圖；圖1(c)是表示檢測(cè)電極構(gòu)成的剖面圖；圖2是表示切掉上述噴墨記錄裝置的整體構(gòu)成一部分的立體圖；圖3是上述噴墨記錄裝置的墨水供給裝置的示意構(gòu)成圖；圖4是表示上述墨水供給裝置的過(guò)濾器構(gòu)成的正面圖；圖5是表示從上述墨盒裝滿墨水的狀態(tài)開(kāi)始繼續(xù)噴墨時(shí)的時(shí)間與墨盒負(fù)壓的關(guān)系的曲線圖；圖6是模式表示圖5的曲線圖；圖7是用于測(cè)量作用在噴墨記錄裝置的墨水供給通路上的負(fù)壓實(shí)驗(yàn)用的測(cè)量裝置的示意構(gòu)成圖；圖8是表示用圖7所示的測(cè)量裝置實(shí)際測(cè)量的過(guò)濾器過(guò)濾精度與作用在墨水供給通路上的負(fù)壓的關(guān)系曲線圖；圖9是表示過(guò)濾器的過(guò)濾精度與過(guò)濾器引起的墨水負(fù)壓臨界壓力的關(guān)系曲線圖；圖10是表示網(wǎng)眼密度與效率的關(guān)系的曲線圖；圖11是表示實(shí)裝網(wǎng)眼密度與效率的關(guān)系曲線圖；圖12是表示把墨盒的泡沫材料的各網(wǎng)眼看作圓形管路時(shí)，流過(guò)圓形管路的流量和管路壓力差的模式圖；
圖13是表示最密填充的網(wǎng)眼的構(gòu)成圖；圖14是表示在墨盒的實(shí)際泡沫材料內(nèi)，球狀或多面體的網(wǎng)眼以念珠狀連通的狀態(tài)剖面圖；圖15是表示在實(shí)際泡沫材料內(nèi)網(wǎng)眼變成串珠狀的流路時(shí)的有效直徑解法的說(shuō)明圖；圖16是表示對(duì)于網(wǎng)眼的直徑為dm、其中心位置為X＝0的球狀流路求積分得到的歸一化流路阻力為Rd，圓柱狀流路的歸一化流路阻力為Rm時(shí)的X與阻力比Rd/Rm及網(wǎng)眼直徑d之間的關(guān)系曲線圖；圖17是表示壓縮比與負(fù)壓之間的關(guān)系曲線圖；圖18是表示墨盒中即將無(wú)墨之前狀態(tài)下的可將泡沫材料下端的網(wǎng)眼看作毛細(xì)管時(shí)的毛細(xì)管的液面(墨水彎液面)的臨界壓力模式圖；圖19是表示毛細(xì)管的液面(墨水彎液面)的臨界壓力的模式圖；圖20是放大的表示了的供給口端部構(gòu)成的剖面圖；圖21(a)～圖21(h)是順序地表示墨水從噴嘴噴出狀態(tài)的剖面圖；圖22是表示根據(jù)表6的數(shù)據(jù)制成的溫度T(℃)和粘度μ(Pa·s)的關(guān)系曲線圖；圖23是表示根據(jù)表7的數(shù)據(jù)制成的溫度T(℃)和各溫度T(℃)的μT/μ25的關(guān)系曲線圖；圖24是表示根據(jù)表7的數(shù)據(jù)制成的μ25和μ/μ25的相關(guān)關(guān)系曲線圖；圖25是表示近似式粘度μ′(Pa·s)和實(shí)際粘度μ(Pa·s)的關(guān)系曲線圖；圖26是表示根據(jù)表9的數(shù)據(jù)制成的近似式粘度μ′(Pa·s)和實(shí)際粘度μ(Pa·s)的關(guān)系曲線圖；圖27是表示各個(gè)墨水及水在25℃的μ25和μ/μ25的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)圖1～圖27說(shuō)明本發(fā)明一實(shí)施形式。
作為本實(shí)施形式的圖像生成裝置的噴墨記錄裝置，如圖2所示，由給紙部、分離部、輸送部、打印部及排出部構(gòu)成。
給紙部是進(jìn)行打印時(shí)供給作為記錄用紙的紙頁(yè)201的部分，由給紙托盤101和拾紙輥102組成。在不打印時(shí)，給紙部具有保存紙頁(yè)201的功能。
分離部是把由給紙部供給的紙頁(yè)201一片一片地供給打印部的部分，由圖中未示的給紙輥及分離裝置構(gòu)成。在分離裝置中，設(shè)定作為與紙頁(yè)201接觸的部分的襯墊部分和紙頁(yè)201之間的摩擦大于紙頁(yè)201、201之間的摩擦。另外，在給紙輥中，設(shè)定給紙輥與紙頁(yè)201之間的摩擦大于襯墊與紙頁(yè)201之間的摩擦或紙頁(yè)201、201之間的摩擦。由此，兩片紙頁(yè)201送到分離部上時(shí)，由于給紙輥的作用，就可分離這些紙頁(yè)201、201，只將上側(cè)的紙頁(yè)201送到輸送部。
輸送部是將從分離部一張一張供給的紙頁(yè)201輸送到打印部的部分，由圖中未示的導(dǎo)向板及輸送擠壓輥111、輸送輥112等輥對(duì)組成。輥對(duì)是調(diào)整輸送紙頁(yè)201的部件，當(dāng)把紙頁(yè)201送到打印頭1和壓紙板113之間時(shí)，將來(lái)自打印頭的墨水噴出到紙頁(yè)201的適當(dāng)位置。
打印部是對(duì)由輸送部輥對(duì)供給的紙頁(yè)201進(jìn)行打印的部分，打印部包括打印頭1、搭載該打印頭1的滑架2、作為引導(dǎo)該滑架2的部件的導(dǎo)向軸(滑架保持軸)121、向打印頭1上供給墨水的墨盒20、打印時(shí)成為紙頁(yè)201的臺(tái)架的壓紙板113及由墨水供給管4組成的墨水供給通路3。墨水供給管4組成的墨水供給通路3將上述打印頭1和墨盒20連接在一起，作為墨水流路，從墨盒20向打印頭1供給墨水。其中，打印頭1、墨水供給管4組成的墨水供給通路3及墨盒20構(gòu)成后述的墨水供給裝置10。
排出部是將進(jìn)行打印后的紙頁(yè)201排出到噴墨記錄裝置外面的部分，由排出輥131、132及排出托盤134構(gòu)成。
具有上述構(gòu)成的噴墨記錄裝置依據(jù)下面的動(dòng)作打印。
首先，由圖中未示的計(jì)算機(jī)等，根據(jù)圖像信息送向噴墨記錄裝置的打印要求。接受打印要求的噴墨記錄裝置，由拾紙輥102把給紙托盤101上的紙頁(yè)201從給紙部送出。
其次，送出的紙頁(yè)201由給紙輥穿過(guò)分離部，向輸送部輸送。在輸送部中，由輸送擠壓輥111、輸送輥112的輥對(duì)把紙頁(yè)201輸送到打印頭1和壓紙板113之間。
接著，在打印部中，對(duì)應(yīng)圖像信息，由在打印頭1上的作為墨水噴嘴部的噴出噴嘴(墨水噴出噴嘴)1a(參照?qǐng)D20)向壓紙板113上的紙頁(yè)201上噴涂墨水。這時(shí)，紙頁(yè)201一度停止在壓紙板113上。一邊噴墨水，一邊通過(guò)導(dǎo)向軸121對(duì)滑架2導(dǎo)向，沿主掃描方向作行的分掃描。
終止時(shí)，讓紙頁(yè)201在壓紙板113上沿副掃描方向只在一定寬度范圍內(nèi)移動(dòng)。在打印部上，根據(jù)圖像信息繼續(xù)進(jìn)行上述動(dòng)作，對(duì)紙頁(yè)201全面進(jìn)行打印。
打印過(guò)的紙頁(yè)201，經(jīng)過(guò)墨水干燥部，借助于排出輥131、132，通過(guò)用紙排出口排出到排出托盤134上。之后，紙頁(yè)201作為打印文件提供給使用者。
在此，對(duì)上述的噴墨記錄裝置的墨水供給裝置10，根據(jù)圖1、圖3及圖5詳細(xì)說(shuō)明。
如圖3所示，墨水供給裝置10如上述那樣，配有打印頭1、墨水供給通路3及墨盒20。
如圖1(a)、圖1(b)所示，通常，墨盒20上設(shè)有作為具有儲(chǔ)存墨水的空間部的墨水放置部的墨水箱21。在本實(shí)施形式的墨盒20中，在該墨水箱21的內(nèi)部(空間)，例如，設(shè)有聚氨基甲酸乙酯樹(shù)脂制成的多孔質(zhì)保持體的墨水吸收體22。
而且，在墨水箱21的例如底面上，設(shè)置有由用于向打印頭1上供墨水的墨水供給管4組成的墨水供給通路3。
具體來(lái)說(shuō)，在該墨水供給通路3內(nèi)，在上述墨水箱21側(cè)的墨水供給通路3內(nèi)的一部分合適的端部設(shè)置過(guò)濾器23。上述墨水供給管4與上述墨水箱21連接，以使過(guò)濾器23形成側(cè)的，墨水供給通路3端部(墨水供給口3a)、即該墨水供給管4的端部插入設(shè)在上述墨水箱21的、例如底面上所設(shè)置的墨水供給口24中。由此，上述過(guò)濾器23形成側(cè)的墨水供給管4的端部，即該墨水供給管4的形成上述過(guò)濾器23的墨水供給通路3的端部(墨水供給口3a)位于墨水箱21內(nèi)。
另外，如圖1(a)～圖1(c)所示，在上述墨水箱21外側(cè)的墨水供給管4上，以?shī)A持墨水供給管4的方式設(shè)有作為墨水剩余量檢測(cè)電極(檢測(cè)器)的一對(duì)檢測(cè)電極(電極部)25、25。即是，在上述墨水箱21外面的墨水供給通路3上，以?shī)A持該墨水供給通路3的方式設(shè)有一對(duì)檢測(cè)電極(電極部)25、25。
由于上述墨水供給裝置10從打印頭1一側(cè)，經(jīng)過(guò)上述過(guò)濾器23施加于用于吸出墨水的負(fù)壓，所以，可以把儲(chǔ)存在上述墨水箱21內(nèi)的墨水供給打印頭1。
上述打印頭1例如，在整個(gè)通道連續(xù)驅(qū)動(dòng)時(shí)，每一分鐘可噴出最大0.49cc(0.49×10-6m3)的墨水，在噴出的同時(shí)，將同量的墨水從墨水箱21中吸引出來(lái)，這時(shí)，作用在墨水供給通路3上的壓力，可以由圖3所示的壓力計(jì)26測(cè)定。另外，打印頭1和墨盒20的配置是，例如讓打印頭1的水頭(Ph打印頭水頭壓力)為50mm，墨水箱21的水頭(Pi墨水箱水頭壓力)為30mm。在此，打印頭水頭壓力Ph表示打印頭1的噴出噴嘴1a到墨水供給口24之間的水頭壓力。另外，墨水箱水頭壓力Pi表示墨水填滿上述墨水箱21時(shí)，把墨水通過(guò)上述墨水供給口24供給到上述打印頭1時(shí)所產(chǎn)生的墨水箱21的水頭壓力。
上述過(guò)濾器23如圖4所示，做成帶狀，例如通過(guò)將不銹鋼材料作為縱絲和橫絲編制成網(wǎng)狀。并且，也不限于上述方法，例如，也可以通過(guò)蝕刻，把形成開(kāi)口部的板狀部件作為過(guò)濾器23。
而且，在該墨盒20如圖1(a)～圖1(c)所示，借助于過(guò)濾器23，通過(guò)混入墨水供給通路3的空氣，擠出上述檢測(cè)電極25、25之間的墨水時(shí)，即，檢測(cè)電極25、25之間不存在墨水時(shí)該檢測(cè)電極25、25之間沒(méi)有電流流過(guò)，利用這樣的事實(shí)檢測(cè)出墨水剩余量，即是說(shuō)檢測(cè)出沒(méi)有墨水存在(墨水用盡)。
下面，根據(jù)圖5～圖7，詳細(xì)說(shuō)明在檢測(cè)墨水剩余量的過(guò)程中，作用到墨水供給通路3中的負(fù)壓與經(jīng)過(guò)時(shí)間的關(guān)系。圖5及圖6示出了上述墨盒20在充滿墨水的狀態(tài)下繼續(xù)將墨水噴出時(shí)的經(jīng)過(guò)時(shí)間與作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓之間的關(guān)系的曲線，圖6是模式表示圖5所示關(guān)系的曲線圖。
首先，驅(qū)動(dòng)上述打印頭1，即是說(shuō)，為了消耗墨水箱21內(nèi)的墨水，給墨水供給通路3上施加負(fù)壓時(shí)，如圖5及圖6所示，隨著墨水使用量的增加，作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓慢慢增加。
但是，當(dāng)墨水剩余量減少時(shí)，作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓在某一時(shí)刻會(huì)急劇上升，達(dá)到最大值后再下降。這樣，顯示出通過(guò)作用到墨水供給通路3上的大的吸引力，形成于過(guò)濾器23上的開(kāi)口23a(參照?qǐng)D4)處的墨水彎液面破裂，吸入空氣、上述負(fù)壓降低。
即是，在墨水剩余量減少的同時(shí)，墨水吸收體22的網(wǎng)眼22a(開(kāi)口，參照?qǐng)D13等)中吸收的墨水彎液面后退，借助墨水的表面張力慢慢增加作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓。從而，作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓超過(guò)墨水吸收體22的網(wǎng)眼22a的臨界壓力時(shí)，即是說(shuō)，超過(guò)墨水用盡時(shí)墨水吸收體22的臨界壓力PE時(shí)，墨水彎液面達(dá)到過(guò)濾器23處，過(guò)濾器23的開(kāi)口23a可以支配作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓。因此，伴隨著墨水的進(jìn)一步消耗，與墨水吸收體22同樣，過(guò)濾器23的開(kāi)口23a的墨水彎液面后退，借助墨水的表面張力，增加作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓急劇上升，到由過(guò)濾器23的開(kāi)口23a開(kāi)口徑形成的臨界壓力(過(guò)濾器壓)，即過(guò)濾器23的臨界壓力(最大負(fù)壓)Pm。之后，當(dāng)由上述打印頭1的吸引壓力超過(guò)由上述過(guò)濾器23的臨界壓力Pm時(shí)，形成在過(guò)濾器23的開(kāi)口23a處的墨水彎液面的表面破裂，在墨水供給通路3中吸入空氣。由此，作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓降低。
如圖7所示，對(duì)于測(cè)量作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓，以成為與檢測(cè)墨水剩余量的過(guò)程中的過(guò)濾器23條件相同，使用在氣缸32上連接墨水供給管4而形成測(cè)量裝置，其中所述氣缸32上粘接浸潤(rùn)有墨水的網(wǎng)眼狀過(guò)濾器(網(wǎng)眼過(guò)濾器)31。以使該過(guò)濾器31成為蓋。
并且，借助于連接到上述氣缸32上的墨水供給管4，使用圖中未示的泵，為了消除墨水的粘性阻力的影響，將流過(guò)由墨水供給管4組成的墨水供給通路3內(nèi)的墨水流量(墨水供給量)設(shè)置為每一分鐘0.05cc(0.05×10-6m3)吸引浸潤(rùn)在過(guò)濾器31上的墨水，這時(shí)，通過(guò)使用壓力計(jì)26測(cè)量作用到過(guò)濾器31上的負(fù)壓，測(cè)定作用到由墨水供給管4組成的墨水供給通路3上的負(fù)壓。
另外，嘗試改變過(guò)濾器23的開(kāi)口23a(網(wǎng)眼)的大小(過(guò)濾精度F)、即改變過(guò)濾器31的開(kāi)口部的大小，使用該測(cè)量裝置進(jìn)行負(fù)壓的測(cè)量時(shí)，如圖8所示，可以看出，過(guò)濾精度F越小，作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓即作用到過(guò)濾器23(上述測(cè)量中的過(guò)濾器31)上的負(fù)壓有增高的趨勢(shì)。
因此，接著，可以用描繪過(guò)濾器23(網(wǎng)眼過(guò)濾器)的墨水負(fù)壓的臨界壓力(最大負(fù)壓)Pm和過(guò)濾器23的過(guò)濾精度F之間的關(guān)系曲線圖(圖9)來(lái)驗(yàn)證該傾向。
在此，可解釋成過(guò)濾精度F過(guò)濾器23(網(wǎng)眼過(guò)濾器)的開(kāi)口23a的最短長(zhǎng)度(最小空隙寬度)。
表面張力η(N/m)的液體形成墨水彎液面的直徑d(m)的圓形開(kāi)口的臨界壓力(表面張力引起的臨界壓力)Pc(Pa)用下述一般公式(1)Pc＝4η/d..............(1)已經(jīng)廣為人知。
在本實(shí)施形式中，關(guān)于通式、實(shí)驗(yàn)式及關(guān)系式等各種公式，相同的符號(hào)代表相同的物性。另外，關(guān)于各式子中的計(jì)算值的計(jì)算單位，同一記號(hào)也表示同樣的單位。
在此，通過(guò)把過(guò)濾器23的過(guò)濾精度F(m)代入上述通式(1)的直徑d(m)中，求出作為臨界壓力Pc(Pa)的過(guò)濾器23的臨界壓力Pm(Pa)時(shí)，相對(duì)實(shí)測(cè)值由通式(1)得到的計(jì)算值變成 倍，如果將過(guò)濾器23的過(guò)濾精度F照原樣代入時(shí)，判斷出計(jì)算值和實(shí)測(cè)值之間產(chǎn)生較大的偏差。
在這種情況下，發(fā)現(xiàn)如圖4所示的橫絲與縱絲所構(gòu)成的過(guò)濾器23的開(kāi)口形狀不是圓形，是因?yàn)橄鄬?duì)過(guò)濾精度F依賴于過(guò)濾器23的開(kāi)口23a的最小空隙寬度，過(guò)濾器23的臨界壓力Pm依賴于過(guò)濾器23的開(kāi)口23a的最大空隙寬度。
因此，如果基于這種結(jié)果，用墨水的表面張力η(N/m)、過(guò)濾精度F(m)，以 倍修正該過(guò)濾精度F，就可以把過(guò)濾器23的臨界壓力Pm(Pa)以下述實(shí)驗(yàn)式(2)表示Pm=4η/(2·F)...(2)]]>其中，縱軸作為過(guò)濾器23的臨界壓力Pm，即是，作為作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓；橫軸作為過(guò)濾器23的過(guò)濾精度F，用圖8示出的實(shí)測(cè)值和上述實(shí)驗(yàn)式(2)的計(jì)算值，描繪過(guò)濾器23的臨界壓力Pm和過(guò)濾精度F的關(guān)系的曲線圖，得到圖9表示的結(jié)果。另外，在圖9中，“△”表示圖8所示的實(shí)測(cè)值，實(shí)線表示上述實(shí)驗(yàn)式(2)的計(jì)算值。
根據(jù)圖9所示的結(jié)果，實(shí)測(cè)值和上述實(shí)驗(yàn)式(2)的計(jì)算值大致相符，判斷出上述的傾向?yàn)檎_的。即是，根據(jù)圖8及圖9所示的結(jié)果，可以判斷出過(guò)濾器23的臨界壓力Pm依賴于過(guò)濾器23的開(kāi)口23a的大小。
由此，在本實(shí)施形式中，如圖6所示，作用到墨水供給通路3的負(fù)壓變成過(guò)濾器23的臨界壓力Pm，形成于過(guò)濾器23的開(kāi)口處的墨水彎液面(墨水液面)破裂導(dǎo)致空氣到達(dá)由檢測(cè)電極25、25組成的電極部分，由該檢測(cè)電極25、25檢測(cè)的阻力值為給定值以上值，把出現(xiàn)上述情況的時(shí)刻看作是墨水箱21實(shí)際上是空的，即墨水剩余量為用盡的情況，因此，控制作為墨水彎液面被破裂的臨界壓力的上述過(guò)濾器23的臨界壓力Pm，使其不超過(guò)給定值。
在本實(shí)施形式中，對(duì)墨水剩余量為用盡時(shí)作用到墨水供給通路3上的負(fù)壓進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓(墨水吸收體22或過(guò)濾器23的臨界壓力)為2.0kPa以下。
這是由以下情況造成的，例如連續(xù)噴墨時(shí)，如果墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓(墨水吸收體22或過(guò)濾器23的臨界壓力)不為2.0kPa以下，由墨水供給系統(tǒng)中所產(chǎn)生的負(fù)壓在形成于過(guò)濾器23的開(kāi)口處的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣到達(dá)電極部分，判斷為墨水用盡之前，如圖20及圖21所示，墨水彎液面(墨水液面)會(huì)從打印頭1的噴出噴嘴1a的尖端部(噴嘴尖端)過(guò)分地后退，導(dǎo)致把空氣從該噴嘴尖端吸入，不能正常、穩(wěn)定地噴出(供給)墨滴。
下面，說(shuō)明為使墨盒20的墨水吸收體22的最佳化的設(shè)計(jì)指南。
如圖1(a)～圖1(c)所示，墨盒20具有放置作為墨水吸收體22的泡沫材料的墨水箱21。在該泡沫材料多孔質(zhì)體中浸有墨水，該泡沫材料壓縮并放置在墨水箱21中。
保存在多孔質(zhì)體內(nèi)的墨水，通過(guò)作為配備在墨盒20上的墨水供給口24的噴出噴嘴1a(參照?qǐng)D20)，借助于毛細(xì)管力的作用，從墨盒20內(nèi)排出到打印頭1的一側(cè)。
但是，借助保持在墨水箱21的多孔質(zhì)保持體的墨水保持力，在連續(xù)噴出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生墨水供給不足或在裝卸墨盒20時(shí)會(huì)漏墨水等弊病。
為了解決這種問(wèn)題，需要對(duì)應(yīng)于墨水特性的墨水吸收體22的設(shè)計(jì)指南。在本實(shí)施形式中，作為墨水及墨盒20，使用下面所示的墨水及墨盒進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)量該墨盒20上的穩(wěn)定負(fù)壓P，進(jìn)行設(shè)計(jì)指南的研討。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。另外，該實(shí)驗(yàn)中所使用的墨水及墨盒的諸多條件如下文所示。
●墨水表面張力η＝0.03(N/m)(＝30dyn/cm)●墨水的粘度μ＝0.07(Pa·s)(＝7cp)●墨水組成H2O、顏料、聚乙烯乙二醇●墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼密度N＝1.57×103(個(gè)/m)(＝40個(gè)/inch)●墨水吸收體22(泡沫材料)的材質(zhì)聚氨基甲酸乙酯●墨盒20的內(nèi)部尺寸(寬W×深度V×高度L)W×V×L＝0.015×0.074×0.030(m)
另外，放置在墨盒20(墨水箱21)時(shí)的墨水吸收體22的外部尺寸等于上述墨盒20的內(nèi)部尺寸。
并且，表1中評(píng)價(jià)項(xiàng)目如下文所述。
●壓縮率R壓縮并放置在墨盒20內(nèi)時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)與放置到墨盒20前的體積之比率●網(wǎng)眼密度N(個(gè)/m)墨水吸收體22(泡沫材料)放置在墨盒20之前的網(wǎng)眼密度●壓縮時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)的實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(個(gè)/m)壓縮并放置在墨盒20時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)的實(shí)裝網(wǎng)眼密度●流量Q(m3/s)墨水流量●效率τ(％)來(lái)自墨盒20的總流出量(實(shí)際使用中可能的墨水體積)÷墨水填充量(填充墨水體積)●墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu(Pa)墨盒20內(nèi)的墨水填充到上限時(shí)，即在滿載狀態(tài)下，作為給定量墨水流量時(shí)所測(cè)量的墨盒20的穩(wěn)定負(fù)壓的實(shí)測(cè)值●墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL(Pa)墨盒20內(nèi)的墨水只填充到下限時(shí)，即該墨盒20內(nèi)沒(méi)有墨水之前，作為給定量墨水流量時(shí)所測(cè)量的墨盒20的穩(wěn)定負(fù)壓實(shí)測(cè)值[表1]

在本實(shí)施形式中，從過(guò)濾器23的異物除去能力方面出發(fā)，將墨水用盡時(shí)的墨水吸收體22的臨界壓力PE(以下，有標(biāo)記為墨水吸收體的臨界壓力的場(chǎng)合)及過(guò)濾器23的臨界壓力Pm(以下，有標(biāo)記為過(guò)濾器的臨界壓力的場(chǎng)合)設(shè)定成滿足Pm＞PE。并且，在本實(shí)施形式中，如圖6所示，上述臨界壓力PE、Pm、以及墨水供給通路3的壓力損失Pμ、墨水箱水頭壓力Pi設(shè)定成滿足Pm＞PE＞Pμ+Pi。但是，本實(shí)施形式并不限于此，根據(jù)墨水供給系統(tǒng)的設(shè)定方法，也有上述大小關(guān)系為逆轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，或不使用過(guò)濾器23的場(chǎng)合。
另外，在后述會(huì)詳細(xì)說(shuō)明，根據(jù)流體力學(xué)理論詳細(xì)探討產(chǎn)生負(fù)壓實(shí)測(cè)值的結(jié)果是，判斷出墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu起因于墨水的粘性阻力引起的流路即墨水供給通路3的壓力損失Pμ，墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL基于墨水表面張力η。
在上述測(cè)量中，墨水保持力必須考慮墨盒20的高度、墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼22a的偏差以及加在墨盒20的振動(dòng)等確定。這是因?yàn)樵诒３至Σ蛔銜r(shí)，特別是，在墨水為上限時(shí)，在裝卸墨盒20時(shí)會(huì)發(fā)生不小心漏墨水的問(wèn)題。
例如，如果墨盒20的高度為34mm，安全系數(shù)為2時(shí)，由于墨水的比重γ約為1.0，因而，保持力在水頭處必須保持在68(＝34×2)mm，即0.67kPa。并且，一般來(lái)說(shuō)，廣泛應(yīng)用的墨盒高度大體在40mm以下，因此，必須有耐0.8kPa的墨水水頭壓力。
墨水保持力是基于表面張力η的毛細(xì)管壓力，將壓縮時(shí)的網(wǎng)眼直徑看作直徑d(m)的圓形開(kāi)口時(shí)，根據(jù)壓縮時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)的實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R；但是，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)，MN·R)(個(gè)/m)，因?yàn)閴嚎s時(shí)的網(wǎng)眼直徑d(m)由下式(3)表述d＝1/(N·R)...................(3)該臨界壓力PE、網(wǎng)眼密度N(個(gè)/m)及壓縮率(R)之間的關(guān)系，在表面張力為η(N/m)時(shí)，從上述通式(1)及上述關(guān)系式(3)，滿足下述(4)式PE＝4·(N·R)...................(4)因而，如果實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)在7.87×103(個(gè)/m)以上(即200個(gè)/inch以上)，由于以水頭得到的保持力為0.86kPa、89mm以上，所以，墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL能防止裝卸墨盒20時(shí)不小心泄漏墨水。
在連續(xù)噴墨時(shí)，考慮了安全系數(shù)，如果墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓(墨水吸收體22或過(guò)濾器23的臨界壓力)不在2.0kPa以下，由于墨水供給系統(tǒng)中所產(chǎn)生的負(fù)壓，使墨水供給不足，產(chǎn)生墨水液面會(huì)從噴出噴嘴1a的尖端部(噴嘴尖端)過(guò)分地后退，吸入空氣的問(wèn)題，不能穩(wěn)定地供給墨水。
因此，如果實(shí)裝網(wǎng)眼密度M為12.6×103(個(gè)/m)以下(即32個(gè)/inch以下)，墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓就會(huì)變?yōu)?.5Pa以下，所以，連續(xù)噴墨時(shí)，也能保持儲(chǔ)備系數(shù)，穩(wěn)定地供給墨水。
另外，把相對(duì)墨盒20里面的墨水吸收體積(填充墨水體積)與實(shí)際可能使用(噴出)的墨水容積的比設(shè)為效率τ(墨水箱效率)時(shí)，如圖10所示，效率τ(％)會(huì)隨著R值、換言之即N·R值的增加而降低，如圖11所示，實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)增大到12.6×103(個(gè)/m)(即320個(gè)/m)時(shí)，效率τ開(kāi)始大幅降低。從而，作為有效地運(yùn)用墨盒20的體積的條件是，讓實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)在12.6×103(個(gè)/m)以下。
由此，將上述墨盒20設(shè)計(jì)成使實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(個(gè)/m)(M＝N·R)滿足7.87×103≤M≤12.6×103，就能防止裝卸墨盒20時(shí)的不小心泄漏墨水的現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)，即使在連續(xù)噴墨時(shí)，可在保持安全系數(shù)情況下，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供給墨水，并且，可高效率的有效利用墨盒20的體積。進(jìn)一步，根據(jù)上述構(gòu)成，由于在7.87×103以上和12.6×103以下都可以，所以在墨水吸收體22設(shè)計(jì)中可選擇的寬度相當(dāng)廣泛。
這些雖然是理論值，但已確認(rèn)，即使是實(shí)測(cè)值，也能滿足。也就是說(shuō)，在上述表1中，當(dāng)實(shí)裝網(wǎng)眼密度M＝N·R為7.87×103(個(gè)/m)時(shí)，在作為實(shí)測(cè)穩(wěn)定負(fù)壓的墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL保持在0.86kPa以上的同時(shí)，如果實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)在12.6×103(個(gè)/m)以下，則墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓成為1.5kPa以下，在連續(xù)噴墨的同時(shí)，也可在保持安全系數(shù)情況下，穩(wěn)定供給墨水。另外，在作為實(shí)測(cè)穩(wěn)定負(fù)壓的墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL表示墨水彎液面可以承受對(duì)多大的負(fù)壓。
下面，對(duì)墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL和墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu進(jìn)行研討。所謂墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu，表示的是墨水流動(dòng)時(shí)的負(fù)壓。
首先，為了歸一化，相對(duì)在壓縮率R＝5.5、流量Q＝8.17nm3/s(0.49cc/min)時(shí)的墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu＝0.62kPa，把使各數(shù)據(jù)的墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu歸一化后的值看作初始點(diǎn)比Rs。另外，R2是壓縮率R2的、相對(duì)壓縮率R＝5.5歸一化的值。
另一方面，相對(duì)在壓縮率R＝5.5、流量Q＝8.17nm3/s(0.49cc/min)時(shí)的墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL＝0.99kPa，把使各數(shù)據(jù)的墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL歸一化后的值作為終點(diǎn)比Re。另外，R1是壓縮率R的相對(duì)壓縮率R＝5.5歸一化的值。
在此，分別算出始點(diǎn)的Rs/R2及終點(diǎn)的Re/R1時(shí)，從表1可以看出，分別都大致為1。因而，可以得出，墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu與壓縮率R的平方成比例，墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL與壓縮率R成比例。
為了從以上結(jié)果進(jìn)一步詳細(xì)得到墨水及墨水吸收體22(泡沫材料)的設(shè)計(jì)指南，對(duì)該理論再次進(jìn)行探討。下面詳細(xì)說(shuō)明。
首先，分析墨盒20內(nèi)的墨水填充到達(dá)上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓(墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu)和壓縮率R的關(guān)系。
墨盒20內(nèi)的墨水填充到上限時(shí)，即是說(shuō)，墨水充滿墨盒20時(shí)，可以把墨水吸收體22(泡沫材料)的各網(wǎng)眼22a看作圓形管路，根據(jù)該管路的壓力差ΔP(管路始點(diǎn)壓力P1到管路終點(diǎn)壓力P2)、即通過(guò)粘性阻力的管路壓力損失Pμ，可以估計(jì)管路內(nèi)的液體(墨水)是流動(dòng)的。如圖12所示，流過(guò)圓形管路(各網(wǎng)眼22a)的流量(Q)的理論值，即把流過(guò)每條管路的墨水流量理論值看作Qi(m3/s)時(shí)，該流量Qi(m3/s)由下述通式(5)定義。
Qi＝Pu·π·d4/(128·μ·L)..............(5)在此，Pu是作為墨水粘性阻力引起的管路壓力損失(Pa)的墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓，d是管路直徑(m)，μ是墨水粘度(Pa·s)，L是管路的流路長(zhǎng)度(m)。
在此，把d(m)看作壓縮時(shí)的網(wǎng)眼直徑，由壓縮時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)的實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(個(gè)/m)(M＝N·R)，壓縮時(shí)的網(wǎng)眼直徑d(m)如上所述，用關(guān)系式(3)表示d＝1/(N·R).......................(3)這時(shí)，由于墨水吸收體22(泡沫材料)是壓縮后放置在墨盒20內(nèi)的，所以，如圖13所示，認(rèn)為墨水吸收體22(泡沫材料)的各網(wǎng)眼22a處于最緊密的狀態(tài)。從而，也要考慮壓縮時(shí)的泡沫材料下端的網(wǎng)眼22a如圖13所示的處于最緊密狀態(tài)。那么，壓縮時(shí)的泡沫材料下端的網(wǎng)眼22a的總數(shù)的網(wǎng)眼總數(shù)Nd(個(gè))，用關(guān)系式(6)表示Nd=(23)·S/(d2)...(6)]]>在關(guān)系式(6)中，S表示壓縮并放置在上述墨盒20(墨水箱21)時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)的斷面面積(寬度W×深度V)。
那么，在估計(jì)由關(guān)系式(6)中表達(dá)的個(gè)數(shù)的網(wǎng)眼22a組成的直徑一定的圓柱狀流路的場(chǎng)合，根據(jù)上述通式(5)及關(guān)系式(3)、(6)，流過(guò)該圓柱狀流路的墨水全部流量Qt(m3/s)(Qt＝Qi·Nd；理論值)通過(guò)關(guān)系式(7)表示Qt=Qi·Nd]]>={Pu·π·d4/(128·μ·L)}·{(23)·S/(d2)}]]>=A·Pu·S/{μ·L·(N·R)2}...(7)]]>(式中，系數(shù)A＝2.83×10-2)從而，可以得出，上述全部流量Qt與壓縮時(shí)的墨水吸收體22(泡沫材料)的實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)的乘方成反比。
根據(jù)上述關(guān)系式(7)，作為求出推斷圖1 4所示的圓柱狀流路的理論值的全部流量Qt的結(jié)果表示在表2中。


如圖14所示，在實(shí)際的墨水吸收體22(泡沫材料)內(nèi)部，球狀或多面體上的網(wǎng)眼22a連通成串珠狀。由此，通過(guò)這些串珠狀的流路，可使有效直徑成為小于上述理論值的值。在此，對(duì)用網(wǎng)眼直徑求出的上述全部流量Qt(理論值)與實(shí)際流量Q(實(shí)測(cè)流量)求出平均倍率，把它當(dāng)作修正系數(shù)k。換句話說(shuō)，如果Qt/Qk時(shí)，在表2的場(chǎng)合，修正系數(shù)k為13.75。
在此，如圖15所示，對(duì)直徑為dm、其中心位置為X＝0的球狀流路進(jìn)行積分，將所求出的歸一化流路阻力為Rd、圓柱狀流路的歸一化流路阻力為Rm的阻力比Rd/Rm用圖16示出。如圖16所示，X在0附近時(shí)，rd/Rm1，隨著X接近dm/2(參照?qǐng)D15)，Rd/Rm明顯上升。通過(guò)討論，如果分析修正系數(shù)k＝13.75，把歸一化網(wǎng)眼直徑看作1時(shí)，在X＝0.488的位置，Rd/Rm＝13.75。這意味著可以把該流路由歸一化直徑0.21將鄰接網(wǎng)眼22a相互連通進(jìn)行模式化，就是說(shuō)，從該討論中也能得出，依據(jù)實(shí)測(cè)值所確定的修正系數(shù)k的值是合適的。
從而，利用上述修正系數(shù)k，計(jì)算流量Qc滿足(m3/s)下述關(guān)系式(8)Qc＝Qt/k................................(8)(式中，系數(shù)k＝13.75)或者，把關(guān)系式(7)代入關(guān)系式(8)，得到下述關(guān)系式(9)，也可以求出上述計(jì)算流量Qc，Qc＝(A/k)·Pu·S/{μ·L·(N·R)2}..........(9)(式中，系數(shù)(A/k)＝2.06×10-3)在此，根據(jù)表2，關(guān)于各數(shù)據(jù)，由于Q/Qc略為1，利用修正系數(shù)k，采用公式Q＝(A/k)·Pu·S/{μ·L·(N·R)2}可以更精確地求出流量Q。
另外，粘性阻力的管路壓力損失(壓力差ΔP)的理論值Pv(Pa)，根據(jù)實(shí)測(cè)流量Q可表示為Pv＝(1/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q(式中，系數(shù)A＝2.83×10-2)進(jìn)一步，與關(guān)系式(8)、(9)同樣，如果把利用上述修正系數(shù)k＝13.75的、粘性阻力產(chǎn)生的管路壓力損失(壓力差ΔP)、即粘性阻力引起的管路壓力損失(壓力差ΔP)的計(jì)算值看作Pμ(計(jì)算壓力差)，則該P(yáng)μ(Pa)表示為Pμ＝k·Pv＝(k/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q.............(10)(式中，(k/A)＝485)在此，將使用上述關(guān)系式(10)、根據(jù)實(shí)測(cè)流量Q求出的管路壓力損失(壓力差ΔP)的理論值Pv及計(jì)算值Pμ的結(jié)果用表3示出。另外，在表3中，流量q表示每條管路的實(shí)測(cè)流量。在此，管路壓力損失(壓力差ΔP)的計(jì)算值Pμ(計(jì)算壓力差)和墨水上限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓Pu之比為Pμ/Pu時(shí)，其值大致為1。


圖17用曲線示出了表2及表3。從圖17可以看出，由理論值算出的計(jì)算值(計(jì)算壓力差Pμ)所產(chǎn)生的穩(wěn)定負(fù)壓與實(shí)際測(cè)量的穩(wěn)定負(fù)壓(墨水上限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓Pu)非常一致。另外，還可以看出，墨水上限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓Pu起因于基于墨水粘度的壓力損失，所以，利用修正系數(shù)可以高精度求出墨水上限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓Pu。
下面，研究墨盒20內(nèi)的墨水只填充到下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓(墨水下限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓PL)與壓縮率R之間的關(guān)系。
在墨盒20內(nèi)的墨水只填充到下限時(shí)，即在墨盒20內(nèi)的墨水用盡之前的狀態(tài)下，可以把墨水吸收體22(泡沫材料)下端的網(wǎng)眼22a看作毛細(xì)管。
因而，如圖18(給液體施加正壓時(shí))及圖19(給液體施加負(fù)壓時(shí))所示，毛細(xì)管液面(墨水彎液面)的臨界壓力Pt(Pa)即墨水用盡時(shí)的墨水吸收體22的臨界壓力PE(＝Pt)通過(guò)下述通式(11)定義Pt＝2·η·cosθ/(d/2)............(11)在此，η是管內(nèi)液體(墨水)的表面張力(N/m)，θ是毛細(xì)管液面(墨水彎液面)的與管的接觸角，d是毛細(xì)管的直徑(m)。另外，墨水吸收體22由于可相對(duì)墨水選擇良好的濕潤(rùn)性，所以，可以把θ看作略為0。由此，上述通式(11)可以表示成下述通式(12)Pt＝4·η/d.........................(12)(嚴(yán)格講，Pt4·η/d)。
因而，根據(jù)上述關(guān)系式(3)及上述通式(12)，墨水吸收體22的臨界壓力PE(＝Pt)通過(guò)上述關(guān)系式(4)表示Pt＝4·η·(N·R) ................(4)
根據(jù)該關(guān)系式(4)，將求出墨水吸收體22液面(墨水彎液面)的臨界壓力Pt的結(jié)果表示在表4中。


由于根據(jù)上述關(guān)系式(4)求出的理論值臨界壓力Px與實(shí)際壓力的墨水下限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓PL之比Px/PL大體為1，因此，可以看出，表示出墨水下限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓PL起因于基于墨水表面張力的毛細(xì)管臨界壓力的理論的正確性，同時(shí)，能高精度求出墨水下限時(shí)的穩(wěn)定負(fù)壓PL。
將防止裝卸墨盒20時(shí)不小心引起泄漏墨水的問(wèn)題作為條件，要求墨水吸收體22(泡沫材料)的保持力、即以表面張力η的液體形成墨水彎液面的、作為壓縮時(shí)網(wǎng)眼22a的大小(網(wǎng)眼直徑)為1/(N·R)的墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼22a的臨界壓力的墨水吸收體22(泡沫材料)下端的網(wǎng)眼22a(毛細(xì)管)內(nèi)的液面(墨水彎液面)的臨界壓力PE(Pa)大于墨水水頭壓力。
進(jìn)而，在墨盒20中，將墨水的比重設(shè)為γ，相對(duì)通過(guò)任意姿勢(shì)得到的墨水箱21的墨水供給口24垂直方向的最大高度的墨水水頭高度設(shè)為h(m)時(shí)，由于用9.8×103·γ·h(＝Pa)表示墨水水頭壓力，要求上述關(guān)系式(4)的臨界壓力PE(＝Pa)滿足以下條件4·η·(N·R)＞9.8×103·γ·h即是說(shuō)，為了能防止裝卸墨盒20時(shí)不小心引起的墨水泄漏問(wèn)題，必須滿足下述關(guān)系式η·N·R·B＞γ·h ...........................(13)(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)另外，通過(guò)把例如以壓縮率R＝5壓縮加工得到網(wǎng)眼密度N＝1575(個(gè)/m)(＝40個(gè)/inch)的墨水吸收體22(泡沫材料)放置到墨盒20內(nèi)，并且使該墨水吸收體22(泡沫材料)進(jìn)一步受到10％的壓縮時(shí)，放置在墨盒20內(nèi)的狀態(tài)下的墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼密度，即實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(個(gè)/m)(M＝N·R)為M＝1575×5.5×1.1＝9528(個(gè)/m)(＝242個(gè)/inch)，將實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(個(gè)/m)代入上述關(guān)系式(13)時(shí)，變成下述關(guān)系式(14)η·M·B＞γ·h ................................(14)(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)，另外，實(shí)裝網(wǎng)眼密度M還可以使用實(shí)測(cè)值。
相對(duì)墨水供給口24的墨水水頭高度h(m)，即與通過(guò)任意姿勢(shì)得到的墨水箱21的墨水供給口24垂直方向的最大墨水水頭高度h(m)，也可以是通常姿勢(shì)下的墨水吸收體22(泡沫材料)或墨盒20的內(nèi)壁高度。
在必須考慮操作時(shí)，與取包括墨盒20傾斜的狀態(tài)下得到的墨水供給口24垂直方向的最大高度上的墨水水頭高度。
另外，當(dāng)考慮到網(wǎng)眼直徑的分布等時(shí)，希望安全系數(shù)在2倍以上的程度，由此，希望設(shè)計(jì)出滿足下述關(guān)系式(15)或者滿足下述關(guān)系式(16)的所述墨盒20η·N·R·B＞2·γ·h ............................(15)(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)η·M·B＞2·γ·h ............................(16)(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)。
一般地，由于要照顧到墨水液面的變動(dòng)，所以如上述墨盒的高度，大概廣泛用在40mm以下。由此，安全系數(shù)為2時(shí)，墨水吸收體(泡沫材料)的網(wǎng)眼(開(kāi)口)的具體臨界壓力最好滿足上述的0.8kPa(0.08mH2O)。從而，希望上述墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼22a的具體臨界壓力PE(Pa)滿足PE≥800。
由此，根據(jù)上述關(guān)系式(4)，由于滿足下述關(guān)系式(17)或者下述關(guān)系式(18)4·η·(N·R)≥800 ...................(17)4·η·M≥800.........................(18)可以把墨水吸收體22(泡沫材料)網(wǎng)眼22a的臨界壓力PE(Pa)、即墨水吸收體22(泡沫材料)的保持力保持在0.8kPa(800Pa)以上，可防止裝卸墨盒20時(shí)不小心引起泄漏墨水。
根據(jù)圖17可以得出，從上述關(guān)系式(4)求出的理論值(理論值臨界壓力)的負(fù)壓與實(shí)際測(cè)量的負(fù)壓(墨水下限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓PL)非常一致。另外，實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)的各設(shè)定時(shí)的負(fù)壓由表4表示。
下面，求出打印頭1的噴出噴嘴(墨水噴嘴部)1a的墨水滴出引起的節(jié)流孔內(nèi)墨水后退的臨界壓力Pn(下面，也有記為噴嘴的臨界壓力的情況)。
節(jié)流孔的形狀如圖20所示，設(shè)定成圓管的噴出噴嘴直徑為20μm，長(zhǎng)度為20μm，由噴出噴嘴1a的尖端部(噴嘴尖端)延伸出頂角為90度、頂部圓直徑為20μm的圓錐臺(tái)形。
打印頭1的噴出噴嘴1a的墨水噴出頻率為8000pps，設(shè)定噴嘴數(shù)為64個(gè)時(shí)的墨水流量Q為Q＝8.17nm3(0.49cc/min)時(shí)，一滴墨水成為(8.17×10-9)/8000/64＝1.6×10-14(m3)(＝16pl)。
這時(shí)，位于噴出一滴墨水時(shí)的、節(jié)流孔內(nèi)的墨水后退產(chǎn)生的液面(墨水彎液面)的圓錐部直徑H在表5中表示。另外，在表5中，示出了圓錐部直徑H＝20μm時(shí)，經(jīng)過(guò)激元激光法加工等，充分地延長(zhǎng)噴嘴尖端的平直部分的場(chǎng)合(參照?qǐng)D20)。另外，表5還示出了一滴墨水為1.6×10-14(m3)(＝16pl)時(shí)的、不考慮噴嘴尖端的墨水彎液面的過(guò)渡振動(dòng)的場(chǎng)合，通過(guò)圖21(a)～(h)所示的噴嘴尖端的墨水彎液面的過(guò)渡振動(dòng)等，使節(jié)流孔內(nèi)的墨水相對(duì)墨水噴出量以2倍后退的情況。另外，圖21(a)～(h)是順序地表示墨水從噴出噴嘴1a噴出的狀態(tài)的斷面圖。例如，在600dpi的噴墨打印機(jī)中，要求墨水滴為1.6×10-14～2.0×10-14(m3)(＝16pl)。
可以將上述圓錐部直徑H(m)代入上述通式(12)，得到下述通式(19)，由此可求出噴嘴(在本實(shí)施形式中，為噴出噴嘴1a)的臨界壓力Pn(Pa)Pn＝4·η/H .........................(19)(嚴(yán)密來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是Pn4·η/H)。
不引起墨水供給不足的必要條件是(Pμ)＜(Pn)，如果將噴出噴嘴1a的直徑設(shè)為DN(m)，為了不引起墨水的供給不足，根據(jù)上述關(guān)系式(10)及上述通式(19)，應(yīng)該滿足下述關(guān)系式(20)(k/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q＜4·η/DN..........(20)(式中，系數(shù)(k/A)＝485)即是說(shuō)，如果整理上述關(guān)系式(20)，則必須滿足下述關(guān)系式(21)C·{μ·L·(N·R)2/S}＜η/DN..........(21)
(式中，C＝(k/A)/4＝121)。
另外，當(dāng)實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(個(gè)/m)(M＝N·R)適于上式(21)時(shí)，上述必要條件變?yōu)镃·{μ·L·M2/S}＜η/DN.................(22)(式中，C＝(k/A)/4＝121)。
表5表示了用上述通式(19)算出的、各設(shè)定條件的噴出噴嘴1a的臨界壓力Pn。


根據(jù)表5，可以看出，連續(xù)噴墨時(shí)，且在考慮安全率、即過(guò)渡振動(dòng)及流量偏差時(shí)，如果墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓(墨水吸收體22或過(guò)濾器23的臨界壓力)約為2.0kPa以下，即使在噴出墨水后噴嘴尖端的墨水彎液面處于后退狀態(tài)，吸引由墨水彎液面所產(chǎn)生的吸引墨水的上述臨界壓力Pn大于墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓而連續(xù)噴墨時(shí)，也能穩(wěn)定供給必要量的墨水。
因此，如果墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓在2.0kPa以下，借助于墨水供給系統(tǒng)中所產(chǎn)生的負(fù)壓，依然能夠防止墨水供給的不足、墨水液面(墨水彎液面)從噴嘴尖端過(guò)分地后退而吸入空氣；在連續(xù)地噴墨時(shí)也能穩(wěn)定地供給墨水。
另外，如果墨水供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的負(fù)壓在2.0kPa以下，克服墨水供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的負(fù)壓，通過(guò)彎液面的表面張力來(lái)吸引墨水，彎液面前進(jìn)補(bǔ)充墨水，在墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓和彎液面的吸引力達(dá)到平衡時(shí)，結(jié)束補(bǔ)充墨水。相反，在墨水供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的負(fù)壓大于彎液面的臨界壓力時(shí)，彎液面后退，把空氣吸入打印頭1內(nèi)，引起噴出不良。
考慮可用于噴出的墨水體積與墨盒20的填充墨水的體積之比的效率τ(墨水箱效率)時(shí)，實(shí)裝網(wǎng)眼密度M的上限是12.6×103(個(gè)/m)(320個(gè)/inch)，通過(guò)表1，在該網(wǎng)眼密度下，由墨水的臨界壓力、即基于墨水表面張力η的墨水吸收體22的液面臨界壓力PE所確定的墨水下限時(shí)穩(wěn)定負(fù)壓PL(Pa)是1.5kPa，由于把打印頭1a的水頭和墨水箱21的水頭設(shè)定控制在通常的40mm的程度，所以，由兩者合計(jì)(PE+Pi)可以導(dǎo)出約為2.0kPa的值。
整理以上討論結(jié)果，墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼密度N及壓縮率R所要求的條件變成下述的條件。首先，根據(jù)上述關(guān)系式(13)，得到下述關(guān)系式(23)(N·R)＞γ·h/(η·B).............................(23)(式中，系數(shù)B＝4.08×10-4)另外，根據(jù)上述關(guān)系式(21)，得到下述關(guān)系式(24){η·S/(C·DN·μ·L·Q)}0.5＞(N·R)..................(24)(式中，系數(shù)C＝(k/A)/4＝121)。
因此，根據(jù)上述關(guān)系式(23)、(24)，上述墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼密度N及壓縮率R所要求的條件變成{η·S/(C·DN·μ·L·Q)}0.5＞(N·R)＞γ·h/(η·B).....(25)(式中，系數(shù)B＝4.08×10-4，系數(shù)C＝121)。
另外，與上述同樣，作為上述墨水吸收體22(泡沫材料)的實(shí)施形式的實(shí)裝網(wǎng)眼密度M(M＝N·R)(個(gè)/m)所要求的條件，根據(jù)上述關(guān)系式(14)、(22)，變成{η·S/(C·DN·μ·L·Q)}0.5＞M＞γ·h/(η·B).............(26)(式中系數(shù)B＝4.08×10-4，系數(shù)C＝121)。
由于滿足上述關(guān)系式(25)、(26)，能防止墨盒20裝卸時(shí)墨水的泄漏，并且，在連續(xù)噴墨時(shí)，可穩(wěn)定地供給墨水。
另外，用于噴墨記錄裝置的墨水是普通的墨水，其指標(biāo)如下●粘度μ＝0.015～0.15(Pa·s)●墨水表面張力η＝0.03～0.05(N/m)●墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼密度N＝1.57×103～3.94×103(個(gè)/m)(＝40～100個(gè)/inch)在此，例如作為不同的條件，采用以下條件●粘度μ＝0.015(Pa·s)●墨水表面張力η＝0.04(N/m)●泡沫材料的網(wǎng)眼密度N＝3.15×103(個(gè)/m)(＝80個(gè)/inch)進(jìn)行討論的結(jié)果確認(rèn)，即使在變更條件時(shí)，也滿足上述各式。
這樣，在不使用過(guò)濾器時(shí)，或是使用過(guò)濾器時(shí)過(guò)濾器的開(kāi)口大于墨水吸收體22(泡沫材料)的網(wǎng)眼22a的場(chǎng)合，墨水吸收體22的網(wǎng)眼22a(毛細(xì)管)內(nèi)的液面(墨水彎液面)的臨界壓力PE(Pa)，即墨水用盡時(shí)的墨水吸收體22的臨界壓力PE(Pa)確定了產(chǎn)生在墨水供給系統(tǒng)中的負(fù)壓。
但是，為了確保過(guò)濾器的過(guò)濾性能，當(dāng)過(guò)濾器的開(kāi)口小于墨水吸收體22的網(wǎng)眼22a時(shí)，或者，不使用墨水吸收體22(泡沫材料)時(shí)，由過(guò)濾器的臨界壓力Pm(Pa)來(lái)確定產(chǎn)生在墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓(墨水吸收體22或過(guò)濾器的臨界壓力)。
由此，在過(guò)濾器的開(kāi)口小于墨水吸收體22的網(wǎng)眼22a的情況下，產(chǎn)生在墨水供給系統(tǒng)中的負(fù)壓低于2.0kPa時(shí)，必須要滿足下述關(guān)系式(27)Pm≤2000(Pa)..................................(27)另外，過(guò)濾器產(chǎn)生的臨界壓力Pm(Pa)如上述通式(1)及實(shí)驗(yàn)式(2)所示，由墨水表面張力η(N/m)、過(guò)濾器開(kāi)口的大小即過(guò)濾器的過(guò)濾精度F(m)確定。而且，當(dāng)Pm≤2000(Pa)時(shí)，根據(jù)上述通式(1)及實(shí)驗(yàn)式(2)，把過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)時(shí)，要滿足下述關(guān)系式(28)Pm＝4·η/F′............................(28)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)由此，根據(jù)上述關(guān)系式(27)、(28)，在墨水箱21側(cè)的墨水供給通路3內(nèi)的一部分上，設(shè)置有滿足下式(29)及上述關(guān)系式(27)的過(guò)濾器，F(xiàn)′＝4·η/Pm............................(29)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)，因此，在墨水供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的負(fù)壓，即這種情況可以使供給墨水時(shí)在過(guò)濾器上產(chǎn)生的負(fù)壓(由過(guò)濾器產(chǎn)生的臨界壓力Pm)，低于在打印頭1的噴出噴嘴1a上產(chǎn)生的吸引力(噴嘴的臨界壓力Pn)(Pn＞Pm)。
因而，通過(guò)在墨水供給通路3內(nèi)設(shè)置上述的過(guò)濾器，克服墨水供給系統(tǒng)中產(chǎn)生的負(fù)壓，由形成于過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力，吸引墨水，使開(kāi)口部的彎液面后退，其結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可穩(wěn)定地進(jìn)行墨水的供給(補(bǔ)給)。此外，即使在這樣時(shí)，也能如上所述，在墨水供給系統(tǒng)中的負(fù)壓與彎液面的吸引力平衡的時(shí)點(diǎn)，結(jié)束墨水的補(bǔ)給。相反，噴嘴尖端的彎液面產(chǎn)生的臨界壓力在過(guò)濾器開(kāi)口所形成的彎液面的臨界壓力以下(即(Pn≤Pm)，特別是小于該臨界壓力(Pm)時(shí)，噴嘴尖端的彎液面后退，會(huì)把空氣吸入打印頭1內(nèi)，導(dǎo)致噴出不良。
即是，把墨水供給打印頭1時(shí)，打印頭1吸引墨水時(shí)所必須的壓力，也就是打印頭1的噴出噴嘴1a的彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)作用到上述墨水供給通路3(過(guò)濾器)上。而且，如果該墨水吸引壓力、即噴出噴嘴1a的臨界壓力Pn在墨水供給時(shí)由上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓、即過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界壓力Pm(過(guò)濾器壓力)以下，特別是，小于該臨界壓力(Pm)(過(guò)濾器壓力)時(shí)，在形成于該過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面破裂之前，空氣將會(huì)從打印頭1的噴嘴尖端混入。
由此，如果把墨水供給到打印頭1時(shí)噴出噴嘴1a的彎液面所產(chǎn)生的壓力、即墨水吸引壓力(噴出噴嘴1a的臨界壓力Pn)設(shè)定成大于上述過(guò)濾器壓力(過(guò)濾器產(chǎn)生的臨界壓力Pm)的值，則可以抑制上述的問(wèn)題。
從而，由于上述的圖像生成裝置，使供給墨水時(shí)由上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓小于由上述打印頭1的噴出噴嘴1a產(chǎn)生的墨水吸引壓力，更具體講，采用成為上述負(fù)壓的主要原因的各種條件，特別是通過(guò)構(gòu)成(設(shè)計(jì))過(guò)濾器，能抑制上述問(wèn)題的產(chǎn)生。
也就是說(shuō)，為了滿足上述條件，希望例如在墨水供給通路3內(nèi)，具體地說(shuō)，在墨水箱21側(cè)的墨水供給通路3的一部分(端部)上，設(shè)置有使供給墨水時(shí)由上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓小于上述打印頭1的噴出噴嘴1a所產(chǎn)生的墨水吸引壓力的過(guò)濾器，具體來(lái)說(shuō)，設(shè)置滿足于上述關(guān)系式(29)及關(guān)系式(27)的過(guò)濾器，即，設(shè)計(jì)滿足于下述關(guān)系式(30)的過(guò)濾器F′≥4·η/2000............................(30)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
另外，液體的表面張力水的0.072N/m是最大，為了防止與墨水的表面張力η(N/m)關(guān)聯(lián)的噴出能量的降低，從噴出噴嘴1a的噴嘴尖端吸入空氣，噴出噴嘴1a周圍的墨水的濕潤(rùn)或墨水泄漏等引起的噴出不良以及因墨水在紙面上滲透而使畫(huà)質(zhì)劣化等，有必要將墨水的表面張力η(N/m)設(shè)定在0.03～0.06的范圍內(nèi)，一般設(shè)定在0.03～0.05的范圍內(nèi)。
因此，在本實(shí)施形式的圖像生成裝置中，當(dāng)墨水的表面張力η(N/m)是0.03時(shí)，上述過(guò)濾器23采用從上述關(guān)系式(30)得出的過(guò)濾精度F(m)為42×10-6(m)以上、即42μm以上的過(guò)濾器，最好使用相對(duì)表面張力、過(guò)濾精度F等的變動(dòng)的安全系數(shù)約為20％時(shí)，F(xiàn)≥50×10-6(m)的過(guò)濾器。這樣，作用到墨水供給系統(tǒng)中的負(fù)壓、即作用到過(guò)濾器23上的臨界壓力Pm可以達(dá)到2000Pa以下。此外，這樣作也可通過(guò)下述情況確認(rèn)即是，例如在圖9中，在過(guò)濾精度F為50μm、即50×10-6(m)時(shí)，過(guò)濾器23(網(wǎng)眼式過(guò)濾器)所產(chǎn)生的墨水負(fù)壓的臨界壓力(最大負(fù)壓)Pm成為2.0kPa以下。
另一方面，作為過(guò)濾器23，使用具有圓形開(kāi)口的過(guò)濾器時(shí)，如果使用從上述關(guān)系式(30)得出過(guò)濾精度F(m)為60×10-6(m)以上、即60μm以上的過(guò)濾器，最好使用相對(duì)表面張力、過(guò)濾精度F等的變動(dòng)的安全系數(shù)約為20％時(shí)，F(xiàn)≥70×10-6(m)的過(guò)濾器，這樣，作用到墨水供給系統(tǒng)中的負(fù)壓、即作用到過(guò)濾器23上的臨界壓力Pm可以達(dá)到2000Pa以下。
在上述噴墨記錄裝置的墨盒20上，在墨水供給通路3的墨水箱21側(cè)的端部，設(shè)置有供給墨水時(shí)讓作用到上述墨水供給通路3上的負(fù)壓在2.0kPa以下的網(wǎng)眼狀的過(guò)濾器23。
由此，通過(guò)打印頭1噴出墨水滴而產(chǎn)生的墨水吸引壓力(供給墨水時(shí)必須的壓力)，即作用到墨水吸收體22上的壓力(墨水供給壓力)不施加在墨水箱21的內(nèi)部，使墨水供給壓力小于作用到過(guò)濾器23的開(kāi)口23a(網(wǎng)眼)的過(guò)濾壓力。
從而，根據(jù)上述的噴墨記錄裝置，到形成在過(guò)濾器23的開(kāi)口23a(網(wǎng)眼)的墨水彎液面破裂之前，都能防止空氣混入墨水供給通路3內(nèi)，并且，檢測(cè)出彎液面破裂、空氣吸入墨水供給通路3內(nèi)墨水用盡時(shí)，也能防止因讓噴嘴尖端的彎液面過(guò)分地后退所導(dǎo)致的空氣從噴嘴的尖端進(jìn)入。
另外，這樣填充墨水時(shí)，混入墨水箱21內(nèi)的氣泡被過(guò)濾器23前面、即過(guò)濾器23的墨水箱21側(cè)端面的一部分吸收時(shí)，或者，上述墨水箱21處于墨水用盡之前(附近)的狀態(tài)，墨水吸收體22的一部分處于空的狀態(tài)并與過(guò)濾器23接觸時(shí)，不會(huì)吸入與過(guò)濾器23接觸的空氣(氣泡)、而把墨水吸收體22保持的墨水有效地供給打印頭1的條件，換句話說(shuō)，不發(fā)生不小心從墨水箱21把空氣吸入墨水供給口3a的條件是Pm＞PE。
在此，如上述，在上述墨水箱20內(nèi)沒(méi)有墨水之前的狀態(tài)下，由于可以把墨水吸收體22(泡沫材料)的下端網(wǎng)眼22a看作是毛細(xì)管，因此，墨水用盡時(shí)的墨水吸收體22所產(chǎn)生的臨界壓力PE(Pa)、即網(wǎng)眼22a內(nèi)的液面(墨水彎液面)的臨界壓力PE(Pa)根據(jù)上述關(guān)系式(4)得到。
另一方面，由于使用過(guò)濾精度F(m)的過(guò)濾器23時(shí)的過(guò)濾器23的臨界壓力Pm根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)式(2)得到，因此使用過(guò)濾精度F(m)的過(guò)濾器23時(shí)的上述條件，即不會(huì)發(fā)生不小心從墨水箱21把空氣吸入墨水供給口3a的條件，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)式(2)與上述關(guān)系式(4)，由下述關(guān)系式(31)表示(4·η)/(2·F)>4·η·(N·R)...(31).]]>從而，把上述關(guān)系式(31)以過(guò)濾精度F整理時(shí)，得到下述關(guān)系式(32)2·F<1/(N·R)...(32)]]>從述已有通式(1)，使用該墨水表面張力η(N/m)與過(guò)濾精度F(m)，具有圓形開(kāi)口的過(guò)濾器的臨界壓力Pm′由下述通式(33)表示Pm′＝4·η/F。
因此，在使用具有圓形開(kāi)口的過(guò)濾精度F(m)的過(guò)濾器時(shí)，與使用上述過(guò)濾器2 3的場(chǎng)合一樣，根據(jù)上述關(guān)系式(4)及上述通式(33)，不會(huì)發(fā)生不小心從墨水箱21把空氣吸入墨水供給口3a的條件，滿足關(guān)系式(34)F＜1/(N·R).......................(34)。
進(jìn)而，在墨水供給通路3內(nèi)，在使用過(guò)濾精度F(m)的過(guò)濾器時(shí)，如果放置在上述墨水箱21內(nèi)之前的上述墨水吸收體22的網(wǎng)眼密度為N(個(gè)/m)，用上述墨水吸收體22壓縮并放置上述墨水箱21中時(shí)的體積與放置在上述墨水箱21前的體積之比所表示的壓縮比為R時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)滿足下述關(guān)系式(35)的上述墨盒20，F(xiàn)′＜1/(N·R).........................(35)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)，可以把墨水供給壓力調(diào)整成使其小于作用到上述過(guò)濾器23上的負(fù)壓，從而防止過(guò)濾器23的開(kāi)口23a上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路3中。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，能防止墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路3中，防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，可進(jìn)行高質(zhì)量、可靠性高的打印。
另外，替代過(guò)濾精度F(m)，上述條件也可以使用網(wǎng)眼直徑進(jìn)行調(diào)整。但是，按照上述方式供給墨水時(shí)(墨水用盡時(shí))的負(fù)壓并不是通過(guò)偏差大的網(wǎng)眼直徑進(jìn)行調(diào)整，而是通過(guò)偏差小的濾精度F(m)、即開(kāi)口最短的長(zhǎng)度(最小空隙寬度)進(jìn)行調(diào)整，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
另外，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了放置在上述墨水箱21、即墨水放置部之前的墨水吸收體(墨水吸收體22)的網(wǎng)眼密度為N(個(gè)/m)、以及用上述墨水吸收體壓縮并放置在上述墨水放置部時(shí)的體積與放置在上述墨水放置部前的體積之比所表示的壓縮比為R的情況，上述墨水吸收體也可以是裝入上述墨水放置部之際被壓縮并放置的，還可以預(yù)先壓縮后再放置。
作為上述墨水吸收體，可以使用例如壓縮加工的海綿等的、廣泛用于墨水吸收體的壓縮加工的泡沫材料(在壓縮狀態(tài)下加熱壓力加工，賦予永久壓縮變形)，此時(shí)，作為上述網(wǎng)眼密度N(個(gè)/m)和壓縮比R，可以使用壓縮加工前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度N(個(gè)/m)及以壓縮加工后的，即把壓縮加工后的泡沫材料作為墨水吸收材料插入墨水箱中時(shí)的墨水吸收體的體積與壓縮加工前的體積之比所表示的壓縮比(壓縮率)。
因此，如果壓縮加工前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度為N′(個(gè)/m)，以上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與加工壓縮前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)為R′時(shí)，能將上述各式表示為N＝N′，R＝R′。
例如，在過(guò)濾器的過(guò)濾精度為F(m)，壓縮加工前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度為N′(個(gè)/m)，以上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所表示的壓縮比(壓縮率)為R′時(shí)，上述關(guān)系式(35)用下述關(guān)系式(36)表示F′＜1/(N′·R′).......................(36)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
在上述各式及下述各式中，同樣可以用N＝N′，R＝R′表示。不言而喻，代替N·R或N′·R′，使用實(shí)裝網(wǎng)眼密度M時(shí)也是可行的。
另外，當(dāng)將噴出噴嘴1a的直徑設(shè)為DN(m)時(shí)，根據(jù)上述關(guān)系式(19)，噴出噴嘴1a的彎液面的臨界壓力Pn(Pa)由下述通式(37)表示Pn＝4·η/DN..... .........................(37)。
在此，不從噴嘴尖端吸入空氣的條件為Pn＞Pm，如上述，用不因不小心把空氣從墨水箱21中吸入墨水供給口3a、而把墨水吸收體22保持的墨水有效供給到打印頭1上的條件是Pm＞PE，
因此，為進(jìn)一步防止墨水剩余量降低以外的原因引起的空氣混入墨水供給通路中，更有效地防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，希望滿足以下條件Pn＞Pm＞PE即，根據(jù)關(guān)系式(31)及上述通式(37)更希望滿足以下關(guān)系式(38)(4·η/DN)＞(4·η)/F′＞4·η·(N·R)..............(38)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
從而，把上述關(guān)系式(38)以過(guò)濾精度F′(m)整理，得到下述關(guān)系式(39)DN＜F′＜1/(N·R)...........................(39)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
下面，討論隨著墨水的消耗而變化的墨水液位的影響。如圖3所示，如果把墨水供給口24和噴出噴嘴1a尖端(噴嘴尖端)的落差h引起的打印頭的水頭壓力設(shè)為Ph時(shí)，則噴出噴嘴1a處的墨水彎液面所產(chǎn)生的有效保持力Pn′(Pa)由下述通式(40)定義Pn′＝Pn-|Ph|...........................(40)在此，|Ph|是Ph的絕對(duì)值。即，||表示絕對(duì)值符號(hào)，以下，|x|表示x的絕對(duì)值。
這時(shí)，向墨水箱21中填充滿墨水時(shí)，不讓墨水彎液面從噴嘴尖端過(guò)分地后退而吸入空氣的條件是滿足下述關(guān)系式(41)Pn′＞|Pμ|-|Pi|...........................(40)墨水用盡時(shí)，滿足下述關(guān)系式(42)Pn′＞Pm。
在不考慮打印頭的水頭壓力Ph(墨水的水頭)時(shí)，不從噴嘴尖端吸入空氣的條件是Pn＞Pm，如果考慮打印頭的水頭壓力Ph，就成為更符合實(shí)際的條件了。即，將打印頭的水頭壓力Ph設(shè)定成能產(chǎn)生用于防止墨水從噴嘴尖端泄漏的負(fù)靜壓，上述噴墨記錄裝置，在比不考慮打印頭的水頭壓力Ph時(shí)更容易從噴嘴尖端吸入空氣的條件下使用。因此，考慮了打印頭的水頭壓力Ph，就能更符合實(shí)際使用的條件了。
在此，如上述，為了防止異物混入，設(shè)計(jì)過(guò)濾器23，通常，由于Pm＞|Pμ|+|Pi|...........................(43)因此，從上述關(guān)系式(42)、(43)，可導(dǎo)出下述關(guān)系
Pn′＞Pm＞|Pμ|+|Pi|.......................(44)從而，從關(guān)系式(41)、(44)，可導(dǎo)出下述關(guān)系式成立Pn′＞Pm＞|Pμ|+|Pi|＞|Pμ|-|Pi|，如果滿足上述關(guān)系式(44)、即，把噴出噴嘴1a的直徑設(shè)為DN(m)時(shí)，根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)式(2)及通式(37)，滿足下述關(guān)系式(45)4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|.............(45)(其中，在過(guò)濾器開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。這樣，可以對(duì)供給墨水時(shí)、特別是墨水用盡之前的供給墨水時(shí)的由濾器23泄漏的壓力進(jìn)行適宜地調(diào)整，使其不超過(guò)打印頭1的噴出噴嘴1a的臨界壓力Pn，在可防止從噴出噴嘴1a吸入空氣的同時(shí)，能有效地過(guò)濾流向墨水供給通路3的異物，提高噴出噴嘴1a的噴出動(dòng)作的可靠性。另外，在上述各式中，例如，上述關(guān)系式(41)和(43)～(45)中，通過(guò)上述關(guān)系式(10)，得出Pμ。
本申請(qǐng)的發(fā)明者研討了各種物質(zhì)的粘度與溫度的關(guān)系，以下說(shuō)明其結(jié)果。
首先，在下面的表6中，示出了各種物質(zhì)的溫度T(℃)與粘度μ(Pa·s)的關(guān)系。


基于上述表6的數(shù)據(jù)制作的溫度T(℃)與粘度μ(Pa·s)的關(guān)系表示在圖22中。從圖22中很難看出溫度T(℃)與粘度μ(Pa·s)的相關(guān)關(guān)系。
進(jìn)一步，在下面的表7中，示出了關(guān)于上述各物質(zhì)的、相對(duì)25℃下的粘度μ25(Pa·s)的各溫度T(℃)下的粘度μT(Pa·s)，即把25℃下的粘度μ25作為1時(shí)的各溫度T(℃)下的粘度μT/μ25(歸一化粘度)。


基于上述表7的數(shù)據(jù)制作的溫度T(℃)和各溫度T(℃)下的粘度μT/μ25(歸一化粘度)的關(guān)系表示在圖23中。從圖23很難看出溫度T(℃)與粘度μ/μ25(歸一化粘度)的相關(guān)關(guān)系。
但是，一般地，任意溫度TK(K)下的液體粘度μTK(Pa·s)由下述通式(46)表示的安德來(lái)特(ァンドレ-ドAndrade)式表達(dá)μTK＝α·exp(β/TK).......................(46)。
使用該安德來(lái)特式，如果把T25(K)(＝25℃)下的液體粘度設(shè)為μ25(Pa·s)、把溫度TK(K)下的液體粘度設(shè)為μTK(Pa·s)時(shí)，導(dǎo)出用下述通式(47)表示的關(guān)系μTK/μ25＝exp(β/TK)/exp(β/T25)＝exp{(1/TK-1/T25)·β}...................(47)由此，從上述通式(47)，變成Ln(μTK/μ25)＝(1/TK-1/T25)·β并得出下述通式(48)β＝Ln(μTK/μ25)/(1/TK-1/T25)...................(48)由此，接著，關(guān)于上述的各種物質(zhì)，基于表7所表示的數(shù)據(jù)，分析粘度μ25與粘度μ/μ25(歸一化粘度)的相關(guān)關(guān)系，在此，是分析粘度μ25與μ0/μ25、μ50/μ25、μ75/μ25之間的相關(guān)關(guān)系。其結(jié)果表示在圖24中。
根據(jù)圖24所示的曲線數(shù)據(jù)，著眼于粘度μ0/μ25，可以得到下述近似式μ0/μ25＝0.42·Ln(μ25)+4.71.................(49)。
借此，由于25(℃)是絕對(duì)溫度298(K)，因此，從上述通式(48)及上述近似式(49)，得到下述關(guān)系式(50)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)..............(50)。
另外，根據(jù)上述通式(46)所示的安德來(lái)特式，25℃下的液體粘度μ25(Pa·s)變?yōu)?，?5＝α·exp(β/298)由此，下述通式(51)成立α＝μ25/exp(β/298).............................(51)。
因此，關(guān)于上述各種物質(zhì)，通過(guò)上述通式(46)、(51)及關(guān)系式(50)得到下述近似式(52)μTK＝α·exp(β/TK).......................(52)(式中，α＝μ25/exp(β/298)、β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298))使用上式求出的μTK(Pa·s)所表示的近似式粘度μ′(Pa·s)，在表8中表示。


另外，借助于由上述通式(46)、(51)及關(guān)系式(50)得到的上述近似式(52)求出的近似式粘度μ′(Pa·s)與實(shí)際粘度μ(Pa·s)的關(guān)系，表示在圖25中。圖25中的實(shí)線表示上述近似式粘度μ′(Pa·s)，各個(gè)識(shí)別符號(hào)表示實(shí)際粘度μ(Pa·s)。
如圖25所示，可以確認(rèn)，近似式粘度μ′(Pa·s)與實(shí)際粘度μ(Pa·s)、即與實(shí)測(cè)值之間并沒(méi)有太大的差異，上述近似式(52)的精度較高。
進(jìn)一步，將上述近似式(52)用于8種墨水(墨水1～8)及水(H2O)時(shí)的溫度T(℃)和粘度μ(Pa·s)、μ/μ25、μ′/μ(近似式粘度/實(shí)測(cè)值)的關(guān)系，表示在表9中。
基于表9的數(shù)據(jù)制成的近似式粘度μ′(Pa·s)和實(shí)際粘度μ(Pa·s)的關(guān)系表示在圖26中。另外，圖27示出了上述各種墨水及水在25℃時(shí)的粘度μ25及歸一化粘度μ/μ25的實(shí)測(cè)值和近似值之間的關(guān)系。圖26中的實(shí)線表示上述近似式粘度μ′(Pa·s)，各個(gè)識(shí)別符號(hào)表示實(shí)測(cè)值即實(shí)際粘度μ(Pa·s)。圖27中，虛線表示歸一化近似粘度μ′/μ25及μ′40/μ25，“○”表示5℃時(shí)的歸一化粘度μ/μ25(即μ5/μ25)，“△”表示40℃時(shí)的歸一化粘度μ/μ25(即μ40/μ25)，各識(shí)別符號(hào)表示實(shí)測(cè)值，即實(shí)際粘度μ(Pa·s)。


從圖26所示的結(jié)果可以看出，用于墨盒20的墨水，即使在采用上述近似式(48)時(shí)，近似式粘度μ′(Pa·s)和實(shí)際粘度μ(Pa·s)之間也沒(méi)有太大的差別。
根據(jù)以上研討的結(jié)果可以確認(rèn)，任意溫度TK(K)下的墨水粘度μ(Pa·s)，可以取μ＝μ′算出，如果使用上述近似式(48)，則能以良好的精度計(jì)算出任意溫度TK(K)下的墨水粘度μ(Pa·s)。
因此，如果根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)于上述關(guān)系式(10)，若把用上述近似式(52)求出的μ′TK(Pa·s)表示的近似式粘度μ′(Pa·s)用于墨水的粘度μ(Pa·s)上，上述關(guān)系式(10)可以由下述關(guān)系式(53)表示Pμ＝(k/A)·{μTKL·(N·R)2/S}·Q.............(53)(式中，系數(shù)(k/A)＝485)進(jìn)而，根據(jù)關(guān)系式(43)、(45)、(52)、(53)及實(shí)驗(yàn)式(2)，如果把過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，把向墨水箱21中填充滿墨水時(shí)，讓墨水通過(guò)墨水供給通路3向打印頭1供給時(shí)產(chǎn)生的墨水箱21的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，把上述墨水箱21的墨水粘性阻力引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，把上述墨水的表面張力設(shè)為η(N/m)，把放置于上述墨水箱21前的墨水吸收體22的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把以上述墨水吸收體壓縮并放置在墨水箱21時(shí)的體積與放置于墨水箱21前的體積之比表示的壓縮比設(shè)為R，把壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把以上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比表示的壓縮比(壓縮率)設(shè)為R′，把壓縮并放置于上述墨水箱21內(nèi)時(shí)的墨水吸收體22的斷面面積設(shè)為S(m2)，把壓縮并放置于上述墨水箱21內(nèi)時(shí)的墨水吸收體22的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，把25℃下的墨水粘度設(shè)為μ25(Pa·s)，把任意溫度TK(K)下的粘度設(shè)為μ(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)，由于滿足下面公式4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTK·L·(N·R)2/S}·Q(其中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)或者，4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTK·L·(N′·R′)2/S}·Q(其中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)，所以能調(diào)整墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓小于過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面的負(fù)壓臨界值，能防止過(guò)濾器網(wǎng)眼處形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路3內(nèi)。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，可防止墨水剩余量降低以外的原因引起的墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，以高質(zhì)量進(jìn)行高可靠性的打印。
另外，在上述的構(gòu)成中，也可以代替過(guò)濾精度F(m)，利用網(wǎng)眼直徑進(jìn)行調(diào)整，但是，并不是利用偏差大的網(wǎng)眼直徑，而是利用偏差小的過(guò)濾精度F(m)、即開(kāi)口最短長(zhǎng)度(最小空隙寬度)進(jìn)行調(diào)整，借此，可使供給墨水時(shí)(墨水用盡時(shí))的負(fù)壓變成穩(wěn)定的負(fù)壓。
此時(shí)，由于滿足上述關(guān)系式(45)，因此，在供給墨水時(shí)，特別是，在墨水用盡之前的供給墨水時(shí)，對(duì)過(guò)濾器產(chǎn)生的泄漏壓力進(jìn)行適宜的調(diào)整，使其不超過(guò)打印頭1的噴出噴嘴1a的臨界壓力Pn，可防止從噴出噴嘴1a吸入空氣，同時(shí)，可有效地過(guò)濾流向墨水供給通路3的異物，提高噴出噴嘴1a產(chǎn)生的噴出動(dòng)作的可靠性。
另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施形式，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)可以作出各種變更，將上述各實(shí)施形式分別揭示的技術(shù)手段適當(dāng)組合得到的實(shí)施形式，都包括在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。
綜上所述，本實(shí)施形式的圖像生成裝置，包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒中的墨水箱)、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，在上述墨水供給通路的內(nèi)部具有過(guò)濾器(例如設(shè)置在上述墨水放置部一側(cè)的墨水供給通路的一部分(端部)的過(guò)濾器)，在供給墨水時(shí)，由上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓低于上述打印頭的噴嘴(墨水噴出噴嘴)的墨水吸引壓力。
向打印頭供給墨水時(shí)，打印頭吸引墨水時(shí)必要的壓力，即打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)作用在上述墨水供給通路上。并且，該墨水吸引壓力的臨界值在供給墨水時(shí)由上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓即過(guò)濾器開(kāi)口(網(wǎng)眼)的彎液面所產(chǎn)生的壓力(過(guò)濾器壓力)的臨界值以下，特別是小于該臨界值時(shí)，形成在該過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面破裂之前，空氣會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入。
為此，如果把向打印頭供給墨水時(shí)的噴嘴彎液面所產(chǎn)生的壓力、即墨水吸引壓力設(shè)定成大于供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，則可以克服供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，由形成在過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力，吸引墨水，開(kāi)口的彎液面后退，結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可穩(wěn)定供給墨水(補(bǔ)給)。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，可防止空氣從打印頭的噴嘴混入，防止墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣進(jìn)入上述墨水供給通路中，提供確保從上述噴嘴穩(wěn)定地噴墨的圖像生成裝置。另外，根據(jù)上述構(gòu)成，過(guò)濾器可以吸收由于例如墨盒的振動(dòng)、氣壓或周圍溫度的變化等引起的在放置部的墨水中產(chǎn)生的氣泡等，可防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能防止墨水用盡的誤檢測(cè)。
本實(shí)施形式的圖像生成裝置，如上文所述，包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒中的墨水箱)、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路。在上述墨水供給通路的內(nèi)部(例如設(shè)置在上述墨水放置部一側(cè)的墨水供給通路的一部分(端部))，設(shè)置有使供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓成為2.0kPa以下的過(guò)濾器。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在上述墨水供給通路內(nèi)，設(shè)置有使供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓為2.0kPa以下的過(guò)濾器，因此，向打印頭供給墨水時(shí)的噴嘴彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)，可以大于供給墨水時(shí)的由上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，可以克服供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，由形成在過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力吸引墨水，開(kāi)口的彎液面后退，結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可穩(wěn)定供給墨水(補(bǔ)給)。進(jìn)而，根據(jù)上述構(gòu)成，可提供這樣的圖像生成裝置可防止空氣從打印頭的噴嘴混入，防止墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入上述墨水供給通路中，確保從上述噴嘴穩(wěn)定地噴墨。另外，根據(jù)上述構(gòu)成，由于可防止墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能防止墨水用盡的誤檢測(cè)。
進(jìn)一步，本實(shí)施形式的圖像生成裝置，如上文所述，包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒中的墨水箱)、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器(例如設(shè)置在上述墨水放置部一側(cè)的墨水供給通路的一部分(端部)的過(guò)濾器)，設(shè)定上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度為F(m)，上述墨水表面張力為η(N/m)，供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界壓力為Pm(Pa)時(shí)，滿足下述條件F′＝4η/PmPm≤2000(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有滿足上述關(guān)系式的過(guò)濾器，可使供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓為2.0kPa以下，也可使向打印頭供給墨水時(shí)的噴嘴彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)大于供給墨水時(shí)的上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，可以克服供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器產(chǎn)生的負(fù)壓，由形成在過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面的表面張力吸引墨水，彎液面前進(jìn)，結(jié)果，空氣不會(huì)從打印頭的噴嘴尖端混入，可進(jìn)行墨水的穩(wěn)定供給(補(bǔ)給)。進(jìn)而，根據(jù)上述構(gòu)成，可提供這樣的圖像生成裝置可防止空氣從打印頭的噴嘴混入，防止墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入上述墨水供給通路中，確保從上述噴嘴穩(wěn)定地噴墨。另外，根據(jù)上述構(gòu)成，由于可防止墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能防止墨水用盡的誤檢測(cè)。
上述圖像生成裝置，在上述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將上述打印頭的噴嘴(墨水噴出噴嘴)的直徑設(shè)為DN(m)，將放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，將利用上述墨水吸收體壓縮且放置在上述墨水放置部時(shí)的體積與放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)之前的體積之比所示的壓縮比設(shè)為R，最好滿足下述條件DN＜F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
上述圖像生成裝置，在上述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)的墨水吸收體(例如泡沫材料)，上述墨水吸收體在放置到上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將上述打印頭噴嘴直徑設(shè)為DN(m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度為N′(個(gè)/m)，由上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)為R′，最好滿足下述條件DN＜F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于可以對(duì)供給墨水時(shí)(墨水用盡時(shí))、過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面破裂而導(dǎo)致墨水供給系統(tǒng)吸入空氣的壓力適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整，使該壓力不超過(guò)打印頭噴嘴的臨界壓力，而且，可防止從上述噴嘴尖端吸入空氣，同時(shí)，可有效地對(duì)從墨水放置部流向墨水供給通路(墨水流路)的異物進(jìn)行過(guò)濾。
另外，根據(jù)上述構(gòu)成，在墨水用盡之前，通過(guò)放置在墨水放置部?jī)?nèi)的墨水吸收體網(wǎng)眼的彎液面，可避免從噴嘴尖端不小心吸入空氣，隨著墨水從噴嘴的噴出，網(wǎng)眼的彎液面可以后退到過(guò)濾器的位置。進(jìn)一步，墨水吸收體能抑制氣泡的發(fā)生，同時(shí)，產(chǎn)生的氣泡在到達(dá)過(guò)濾器之前被墨水吸水體的網(wǎng)眼吸收，沒(méi)被網(wǎng)眼吸收的氣泡由過(guò)濾器吸收。并且，可防止把過(guò)濾器吸收的氣泡吸入墨水供給系統(tǒng)。從而，能防止因不小心從墨水放置部把空氣吸入墨水供給通路中。由此，根據(jù)上述構(gòu)成，能將墨水吸收體所保持的墨水更有效地供給打印頭，同時(shí)，能提高墨水噴出動(dòng)作信賴性。這樣，根據(jù)上述各個(gè)構(gòu)成，可進(jìn)一步防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能更有效地防止墨水用盡的誤檢測(cè)。
進(jìn)一步，上述的各種圖像生成裝置，在上述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)，如果把上述打印頭噴出噴嘴的墨水噴出口與上述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，向上述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)上述墨水供給口把墨水供給上述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，上述墨水放置部的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，把向上述打印頭的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)，上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，放置在上述墨水放置部前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把用上述墨水吸收體壓縮且放置在上述墨水放置部時(shí)的體積與放置在上述墨水放置部之前的體積之比所表示的壓縮比設(shè)為R，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的斷面面積設(shè)為S(m2)，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)時(shí)，最好滿足4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
上述的各種圖像生成裝置，在上述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)的墨水吸收體(例如泡沫材料)，上述墨水吸收體在放置于上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述打印頭噴嘴的墨水噴出口與上述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，向上述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)上述墨水供給口把墨水供給上述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，上述墨水放置部的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，把向上述打印頭的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)，上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，將用上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)為R′，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的斷面面積設(shè)為S(m2)，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)時(shí)，最好滿足4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μ·L·(N′·R′)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于可以對(duì)供給墨水時(shí)(墨水用盡時(shí))、過(guò)濾器開(kāi)口的彎液面破裂而導(dǎo)致墨水供給系統(tǒng)吸入空氣的壓力適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整，使該壓力不超過(guò)打印頭噴嘴的臨界壓力，可防止從上述噴嘴尖端吸入空氣，同時(shí)，可有效地對(duì)從墨水放置部流向墨水供給通路(墨水流路)的異物進(jìn)行過(guò)濾，而且，在墨水用盡之前，不會(huì)受到隨著供給墨水所產(chǎn)生的墨水吸收體的壓力損失及隨著墨水水平面的變動(dòng)所產(chǎn)生的壓力變化的影響，通過(guò)放置在墨水放置部?jī)?nèi)的墨水吸收體網(wǎng)眼的彎液面可避免從噴嘴尖端不小心吸入空氣，隨著墨水從噴嘴的噴出，網(wǎng)眼的彎液面可以后退到過(guò)濾器的位置。進(jìn)一步，墨水吸收體能抑制氣泡的發(fā)生，同時(shí)，產(chǎn)生的氣泡在到達(dá)過(guò)濾器之前被墨水吸水體的網(wǎng)眼吸收，可防止不小心從墨水放置部把空氣吸入墨水供給通路內(nèi)。為此，根據(jù)上述構(gòu)成，能將墨水吸收體所保持的墨水更有效地供給打印頭，同時(shí)，能提高墨水噴出動(dòng)作信賴性。因此，根據(jù)上述各個(gè)構(gòu)成，可進(jìn)一步防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，能更有效地防止墨水用盡的誤檢測(cè)。
上述各圖像生成裝置，具有可裝卸地設(shè)置在該圖像生成裝置上的墨盒，上述墨水放置部設(shè)在該墨盒上，同時(shí)，其內(nèi)部放置著保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)，如果將上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，放置在上述墨水放置部前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把用上述墨水吸收體壓縮且放置在上述墨水放置部時(shí)的體積與放置在上述墨水放置部之前的體積之比所表示的壓縮比設(shè)為R，把通過(guò)任意姿勢(shì)得到的與上述墨水放置部的墨水供給口垂直方向的最大高度的墨水水頭高度設(shè)為h(m)，墨水的比重設(shè)為γ時(shí)，最好滿足η·N·R·B＞2·γ·h
(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)。
上述圖像生成裝置，為了解決上述問(wèn)題，具有可裝卸地設(shè)置在該圖像生成裝置上的墨盒，上述墨水放置部設(shè)在該墨盒上，同時(shí)，其內(nèi)部放置著保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)，上述墨水吸收體在放置于上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，將用上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)設(shè)為R′，把通過(guò)任意姿勢(shì)得到的、與上述墨水放置部的墨水供給口垂直方向的最大高度的墨水水頭高度設(shè)為h(m)，墨水的比重設(shè)為γ時(shí)，最好滿足η·N′·R′·B＞2·γ·h(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)。
如果η·N·R·B或η·N′·R′·B大于2·γ·h，考慮到墨水表面張力η的不同，得到的保持力大于任意姿勢(shì)下產(chǎn)生的墨水的最大水頭壓力。因而，根據(jù)上述各構(gòu)成，可進(jìn)一步可靠地防止裝卸墨盒時(shí)不小心引起的墨水泄漏問(wèn)題的發(fā)生。并且，在連續(xù)噴墨時(shí)，墨水供給系統(tǒng)的負(fù)壓，特別是，可使供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器上所產(chǎn)生的負(fù)壓(作用到墨水供給通路上的負(fù)壓)成為在打印頭的噴出墨水的噴嘴尖端的因墨水彎液面而產(chǎn)生的墨水吸引壓力以下，利用墨水供給系統(tǒng)所產(chǎn)生的負(fù)壓，能防止墨水供給不足、墨水液面從噴嘴尖端過(guò)分地后退而吸入空氣、墨水噴出動(dòng)作不暢。
本實(shí)施形式的圖像生成裝置最好是，如上述，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒上的墨水箱)及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路。在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器(例如設(shè)置在上述墨水放置部側(cè)的墨水供給通路端部的過(guò)濾器)，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，放置在上述墨水放置部之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度為N(個(gè)/m)，把用上述墨水吸收體壓縮且放置在上述墨水放置部時(shí)的體積與放置在上述墨水放置部之前的體積之比所表示的壓縮比設(shè)為R時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
如上述，向打印頭供給墨水時(shí)，打印頭吸引墨水所必要的壓力、即打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)作用在上述墨水供給通路上。這時(shí)，通過(guò)上述的設(shè)定，在墨水箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓臨界值由過(guò)濾器確定。
那么，根據(jù)上述構(gòu)成，因墨水的表面張力在墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界值可以調(diào)整為使該臨界值小于通過(guò)墨水表面張力在上述過(guò)濾器上產(chǎn)生的負(fù)壓、即過(guò)濾器開(kāi)口(網(wǎng)眼)的彎液面所產(chǎn)生的壓力(過(guò)濾器壓力)的臨界值，所以，可防止墨水用盡前過(guò)濾器網(wǎng)眼上形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，墨水吸收體的彎液面對(duì)應(yīng)于墨水的消耗而后退，能穩(wěn)定地進(jìn)行墨水的供給動(dòng)作。進(jìn)一步，可以利用過(guò)濾器吸收由于墨水剩余量降低以外的因素例如墨盒的振動(dòng)、氣壓或周圍溫度的變化等引起的在墨水放置部的墨水中產(chǎn)生的氣泡等，可防止空氣混入墨水供給通路內(nèi)，在進(jìn)行信賴性高的打印同時(shí)，不會(huì)消耗多余的墨水。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
另外，根據(jù)上述構(gòu)成，能用偏差小的過(guò)濾精度F(m)調(diào)整如上述的供給墨水時(shí)(包含墨水用盡時(shí))的負(fù)壓，結(jié)果，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
上述圖像生成裝置，當(dāng)把上述打印頭噴嘴(墨水噴出噴嘴)的直徑設(shè)為DN(m)時(shí)，最好滿足下述條件DN＜F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可將上述打印頭噴嘴(噴嘴部)的墨水彎液面所產(chǎn)生的墨水吸引壓力的臨界值調(diào)整成使該臨界值大于過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值，從而，能防止空氣從噴嘴尖端吸入所導(dǎo)致的打印頭的噴出不良的現(xiàn)象。
根據(jù)上述構(gòu)成，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，同時(shí)，能防止不小心從墨水放置部把空氣吸入墨水供給通路內(nèi)，可有效地把墨水吸收體保持的墨水供給打印頭。因此，根據(jù)上述各個(gè)構(gòu)成，可進(jìn)一步防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能更有效地防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
本實(shí)施形式的圖像生成裝置，如上述，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒上的墨水箱)及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路。在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器(例如設(shè)置在上述墨水放置部側(cè)的墨水供給通路端部的過(guò)濾器)，上述墨水吸收體在放置到上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，將用上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)設(shè)為R′，則滿足下述條件F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
如上述，向打印頭供給墨水時(shí)，打印頭吸引墨水所必要的壓力、即，打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的壓力(墨水吸引壓力)作用在上述墨水供給通路上。這時(shí)，通過(guò)上述的設(shè)定，在墨水箱內(nèi)產(chǎn)生的負(fù)壓臨界值由過(guò)濾器確定。
那么，根據(jù)上述構(gòu)成，因墨水的表面張力在墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界值可以調(diào)整為使該臨界值小于通過(guò)墨水表面張力在上述過(guò)濾器上產(chǎn)生的負(fù)壓、即過(guò)濾器開(kāi)口(網(wǎng)眼)的彎液面所產(chǎn)生的壓力(過(guò)濾器壓力)的臨界值，所以，可防止墨水用盡前過(guò)濾器網(wǎng)眼上形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，墨水吸收體的彎液面對(duì)應(yīng)于墨水的消耗而后退，能穩(wěn)定地進(jìn)行墨水的供給動(dòng)作。進(jìn)一步，可以利用過(guò)濾器吸收由于墨水剩余量降低以外的因素例如墨盒的振動(dòng)、氣壓或周圍溫度的變化等引起的在墨水放置部的墨水中產(chǎn)生的氣泡等，可防止空氣混入墨水供給通路內(nèi)，在進(jìn)行信賴性高的打印同時(shí)，不會(huì)消耗多余的墨水。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
另外，根據(jù)上述構(gòu)成，能用偏差小的過(guò)濾精度F(m)調(diào)整如上述的供給墨水時(shí)(包含墨水用盡時(shí))的負(fù)壓，結(jié)果，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
上述圖像生成裝置，當(dāng)把上述打印頭噴嘴(墨水噴出噴嘴)的直徑設(shè)為DN(m)時(shí)，最好滿足下述條件DN＜F′＜1/(N′·R′)
(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可將上述打印頭噴嘴(噴嘴部)的墨水彎液面所產(chǎn)生的墨水吸引壓力的臨界值調(diào)整成使該臨界值大于所述過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值，從而，能防止空氣從噴嘴尖端吸入所導(dǎo)致的打印頭的噴出不良的現(xiàn)象。
根據(jù)上述構(gòu)成，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，同時(shí)，能防止不小心從墨水放置部把空氣吸入墨水供給通路內(nèi)，可有效地把墨水吸收體保持的墨水供給打印頭。因此，根據(jù)上述各個(gè)構(gòu)成，可進(jìn)一步防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能更有效地防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
本實(shí)施形式的圖像生成裝置，如上述，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒上的墨水箱)及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路。在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器(例如設(shè)置在上述墨水放置部側(cè)的墨水供給通路端部的過(guò)濾器)，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，向上述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)上述墨水供給通路把墨水供給上述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，上述墨水放置部的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，上述墨水吸收體放置到上述墨水放置部之前的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，將用上述墨水吸收體壓縮并放置到上述墨水放置部時(shí)的體積與放置到上述墨水放置部之前的體積之比所表示的壓縮比設(shè)為R，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的斷面面積設(shè)為S(m2)，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，25℃時(shí)的墨水粘度為μ25(Pa·s)，任意溫度TK(K)的液體粘度為μTK(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)，最好滿足4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTKμ·L·(N·R)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)
β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可將上述墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓調(diào)整成使該負(fù)壓小于過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值，從而，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，因此，根據(jù)上述的構(gòu)成，可防止因墨水剩余量降低以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能有效地防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，可以進(jìn)行高質(zhì)量、高可靠性的打印。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶對(duì)應(yīng)于墨水特性的墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
根據(jù)上述構(gòu)成，能用偏差小的過(guò)濾精度F(m)調(diào)整如上述的墨水用盡時(shí)的最大負(fù)壓，結(jié)果，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
上述圖像生成裝置，當(dāng)把上述打印頭的噴嘴(墨水噴出噴嘴)的直徑設(shè)為DN(m)，將上述噴嘴的墨水噴出口與上述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，最好滿足下述條件4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可對(duì)供給墨水時(shí)、特別是墨水用盡之前供給墨水時(shí)由過(guò)濾器泄漏的壓力適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整，使該壓力不超過(guò)打印頭噴嘴的臨界壓力，可防止從上述噴嘴吸入空氣，同時(shí)，可有效地對(duì)流向墨水供給通路的異物進(jìn)行過(guò)濾，提高上述噴嘴的噴出動(dòng)作的可靠性。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
本實(shí)施形式的圖像生成裝置，如上述，具有放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體(例如泡沫材料)的墨水放置部(例如設(shè)置在墨盒上的墨水箱)及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路。在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器(例如設(shè)置在上述墨水放置部側(cè)的墨水供給通路端部的過(guò)濾器)，上述墨水吸收體在放置到上述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，如果將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，向上述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)上述墨水供給通路把墨水供給上述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，上述墨水放置部的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，上述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，壓縮加工前的上述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，將用上述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比所示的壓縮比(壓縮率)設(shè)為R′，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的斷面面積設(shè)為S(m2)，壓縮并放置在上述墨水放置部?jī)?nèi)時(shí)的墨水吸收體的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，25℃時(shí)的墨水粘度為μ25(Pa·s)，任意溫度TK(K)的粘度為μTK(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)，最好滿足4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTK·L·(N′·R′)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可對(duì)供給墨水時(shí)濾器開(kāi)口的彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，使該壓力臨界值不超過(guò)打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的墨水吸引壓力的臨界值，可防止從上述噴嘴吸入空氣，同時(shí)，可相對(duì)過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面的負(fù)壓臨界值，把墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓調(diào)整成比較小的值，從而，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)。因此，根據(jù)上述各個(gè)構(gòu)成，防止因墨水剩余量降低以外的原因引起的空氣混入墨水供給通路中，防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，所以，可以在高質(zhì)量、高可靠性下進(jìn)行打印。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶對(duì)應(yīng)于墨水特性的墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前能防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
根據(jù)上述構(gòu)成，能用偏差小的過(guò)濾精度F(m)調(diào)整如上述的墨水用盡時(shí)的最大負(fù)壓，結(jié)果，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
進(jìn)一步，上述圖像生成裝置，當(dāng)把上述打印頭的噴嘴(墨水噴出噴嘴)的直徑設(shè)為DN(m)，將該噴嘴的墨水噴出口與上述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，最好滿足下述條件
4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F]]>)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可對(duì)供給墨水時(shí)濾器開(kāi)口的彎液面所產(chǎn)生的壓力臨界值進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，使該壓力臨界值不超過(guò)打印頭噴嘴的彎液面所產(chǎn)生的墨水吸引壓力的臨界值，可防止從上述噴嘴吸入空氣，同時(shí)，可相對(duì)過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面的負(fù)壓臨界值，把墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓調(diào)整成比較小的值，從而，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)。因此，根據(jù)上述各個(gè)構(gòu)成，防止因墨水剩余量降低以外的原因引起的空氣向墨水供給通路中的混入，防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，所以，可以在高質(zhì)量、高可靠性下進(jìn)行打印。
從而，根據(jù)上述構(gòu)成，提供帶墨水供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指南的圖像生成裝置，以在連續(xù)噴墨時(shí)，在墨水用盡前能防止空氣混入墨水供給系統(tǒng)的弊病的發(fā)生。
根據(jù)上述構(gòu)成，能用偏差小的過(guò)濾精度F(m)調(diào)整如上述的墨水用盡時(shí)的最大負(fù)壓，結(jié)果，得到穩(wěn)定的負(fù)壓。
進(jìn)一步，上述各種圖像生成裝置最好還具有用于檢測(cè)上述墨水供給通路內(nèi)有無(wú)墨水的檢測(cè)器(例如，根據(jù)電極之間沒(méi)是否有電流的流動(dòng)檢測(cè)有無(wú)墨水的電極)。
根據(jù)上述構(gòu)成，可將上述墨水吸收體所產(chǎn)生的負(fù)壓調(diào)整成使該負(fù)壓小于過(guò)濾器開(kāi)口的墨水彎液面的負(fù)壓臨界值，從而，能防止過(guò)濾器開(kāi)口上所形成的墨水彎液面破裂導(dǎo)致空氣混入墨水供給通路內(nèi)，因此，根據(jù)上述的構(gòu)成，可防止因墨水剩余量降低以外即墨水用盡時(shí)以外的因素引起的空氣混入墨水供給通路內(nèi)，所以，能有效地防止墨水剩余量檢測(cè)的誤動(dòng)作，可以在高可靠性下進(jìn)行打印。
發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明的各項(xiàng)具體實(shí)施方式

或?qū)嵤├瑑H是便于透徹地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容而已，并不只限于這些具體的例子進(jìn)行狹義的理解，在本發(fā)明的精神和下述所述的權(quán)利要求范圍內(nèi)，可以做出各種變更。
權(quán)利要求
1.一種圖像生成裝置，其包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，其特征在于，在所述墨水供給通路的內(nèi)部具有過(guò)濾器，在供給墨水時(shí)，由所述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓低于所述打印頭的噴嘴的墨水吸引壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將放置在所述墨水放置部?jī)?nèi)之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
3.如權(quán)利要求1所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)的墨水吸收體，所述墨水吸收體在放置到所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將壓縮加工前的所述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比作為壓縮比，把壓縮比設(shè)為R′時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
4.一種圖像生成裝置，其包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，其特征在于，在所述墨水供給通路的內(nèi)部，設(shè)置有使供給墨水時(shí)作用到墨水供給通路上的負(fù)壓為2.0kPa以下的過(guò)濾器。
5.如權(quán)利要求4所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將放置在所述墨水放置部?jī)?nèi)之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
6.如權(quán)利要求4所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)的墨水吸收體，所述墨水吸收體在放置到所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將壓縮加工前的所述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比作為壓縮比，把壓縮比設(shè)為R′時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
7.一種的圖像生成裝置，其包括用于儲(chǔ)存墨水的墨水放置部、把儲(chǔ)存在墨水放置部的墨水供給到打印頭的墨水供給通路，其特征在于，在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，設(shè)上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度為F(m)，上述墨水表面張力為η(N/m)，供給墨水時(shí)上述過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓的臨界壓力為Pm(Pa)時(shí)，滿足下述條件F′＝4η/PmPm≤2000(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
8.如權(quán)利要求7所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將放置在所述墨水放置部?jī)?nèi)之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
9.如權(quán)利要求7所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)的墨水吸收體，所述墨水吸收體在放置到所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將壓縮加工前的所述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比作為壓縮比，把壓縮比設(shè)為R′時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
10.一種圖像生成裝置，其包括放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部、從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，其特征在于，在所述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將放置在所述墨水放置部之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
11.如權(quán)利要求2、5、8、10中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，把所述打印頭的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)時(shí)，則滿足DN＜F′＜1/(N·R)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
12.一種圖像生成裝置，其包括放置用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部、從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，其特征在于，在所述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，所述墨水吸收體在放置到所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將壓縮加工前的所述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比作為壓縮比，把壓縮比設(shè)為R′時(shí)，則滿足下述條件F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
13.如權(quán)利要求3、6、9、12中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，把所述打印頭的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)時(shí)，則滿足DN＜F′＜1/(N′·R′)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
14.如權(quán)利要求1、4、7中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有用于保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體，將所述打印頭中的噴嘴的墨水噴出口與所述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，把向所述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)所述墨水供給口要將墨水供給所述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，將所述墨水放置部中的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，把所述打印頭中的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)，將所述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，把放置在所述墨水放置部前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R，墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的斷面面積設(shè)為S(m2)，墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)時(shí)，則滿足4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
15.如權(quán)利要求1、4、7中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，在所述墨水放置部?jī)?nèi)，具有保持墨水的多孔質(zhì)的墨水吸收體，所述墨水吸收體在放置于所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述打印頭中的噴嘴的墨水噴出口與所述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，把向所述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)所述墨水供給口要將墨水供給所述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，將所述墨水放置部中的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，把所述打印頭中的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)，將所述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比作為壓縮比，該壓縮比設(shè)為R′，在所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的斷面面積設(shè)為S(m2)，所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)時(shí)，則滿足4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μ·L·(N′·R′)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
16.如權(quán)利要求1、4、7中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，具有可裝卸地設(shè)置在該圖像生成裝置上的墨盒，所述墨水放置部設(shè)在該墨盒上，同時(shí)，其內(nèi)部放置著保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體，將所述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，將放置在所述墨水放置部前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R，與通過(guò)任意姿態(tài)得到的所述墨水放置部的墨水供給口垂直方向的最大高度的墨水水頭高度設(shè)為h(m)，墨水的比重設(shè)為γ時(shí)，則滿足η·N·R·B＞2·γ·h(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)。
17.如權(quán)利要求1、4、7中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，具有可裝卸地設(shè)置在該圖像生成裝置上的墨盒，所述墨水放置部設(shè)在該墨盒上，同時(shí)，其內(nèi)部放置著保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體，所述墨水吸收體在放置于所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，壓縮加工前的所述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R′，與通過(guò)任意姿態(tài)得到的所述墨水放置部的墨水供給口垂直方向的最大高度的墨水水頭高度設(shè)為h(m)，墨水的比重設(shè)為γ時(shí)，則滿足η·N′·R′·B＞2·γ·h(式中系數(shù)B＝4.08×10-4)。
18.一種圖像生成裝置，其包括放置保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，其特征在于，在所述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將向所述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)所述墨水供給通路要將墨水供給所述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，將所述墨水放置部中的墨水粘性阻力所造成的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，將所述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，將所述墨水吸收體放置到所述墨水放置部之前的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的體積與放置在所述墨水放置部之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的斷面面積設(shè)為S(m2)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，將25℃時(shí)的墨水粘度設(shè)為μ25(Pa·s)，任意溫度TK(K)的液體粘度為μTK(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)滿足4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTK·L·(N·R)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
19.如權(quán)利18所述的圖像生成裝置，其特征在于，把所述打印頭中的噴嘴的直徑設(shè)為DN(m)，將所述噴嘴的墨水噴出口與所述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)，則滿足下述條件4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
20.一種圖像生成裝置，其包括放置保持墨水的多孔質(zhì)墨水吸收體的墨水放置部及從該墨水放置部向打印頭供給墨水的墨水供給通路，其特征在于，在所述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾器，所述墨水吸收體在放置到所述墨水放置部之前預(yù)先進(jìn)行壓縮加工，將所述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將向所述墨水放置部中填充滿墨水時(shí)，通過(guò)所述墨水供給通路要將墨水供給所述打印頭時(shí)所產(chǎn)生的墨水放置部的水頭壓力設(shè)為Pi(Pa)，將所述墨水放置部中的墨水粘性阻力所引起的壓力損失設(shè)為Pμ(Pa)，將所述墨水表面張力設(shè)為η(N/m)，將壓縮加工前的所述墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N′(個(gè)/m)，把所述墨水吸收體壓縮加工后的體積與壓縮加工前的體積比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R′，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的斷面面積設(shè)為S(m2)，把所述墨水吸收體壓縮且放置在所述墨水放置部時(shí)的高度設(shè)為L(zhǎng)(m)，將25℃時(shí)的墨水粘度為μ25(Pa·s)，將任意溫度TK(K)的粘度設(shè)為μTK(Pa·s)時(shí)，在任意溫度TK(K)下，滿足4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|Pμ＝(k/A)·{μTK·L·(N′·R′)2/S}·Q(式中，系數(shù)(k/A)＝485)μTK＝α·exp(β/TK)α＝μ25/exp(β/298)β＝Ln{0.42·Ln(μ25)+4.71}/(1/273-1/298)(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
21.如權(quán)利要求20所述的圖像生成裝置，其特征在于，把所述打印頭的噴嘴直徑設(shè)為DN(m)，將該噴嘴的墨水噴出口與所述墨水放置部的墨水供給口之間的水頭壓力設(shè)為Ph(Pa)時(shí)，滿足下述條件4·η/DN-|Ph|＞4·η/F′＞|Pμ|+|Pi|(其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′=2·F).]]>
22.如權(quán)利要求1、4、7、10、12、18、20中任一項(xiàng)所述的圖像生成裝置，其特征在于，還具有檢測(cè)所述墨水供給通路內(nèi)有無(wú)墨水的檢測(cè)器。
全文摘要
一種圖像生成裝置。其包括墨水箱及從該墨水箱向打印頭供給墨水的墨水供給通路，同時(shí)在上述墨水供給通路的內(nèi)部設(shè)有過(guò)濾器，并使供給墨水時(shí)由過(guò)濾器所產(chǎn)生的負(fù)壓設(shè)定成低于上述打印頭的噴嘴的墨水吸引壓力。另外，上述墨水箱例如其內(nèi)部具有多孔質(zhì)墨水吸收體，將上述過(guò)濾器的過(guò)濾精度設(shè)為F(m)，將放置在上述墨水箱之前的墨水吸收體的網(wǎng)眼密度設(shè)為N(個(gè)/m)，將上述墨水吸收體壓縮且放置在上述墨水箱時(shí)的體積與放置在上述墨水箱內(nèi)之前的體積之比作為壓縮比，把該壓縮比設(shè)為R時(shí)，滿足F′＜1/(N·R)。其中，在過(guò)濾器的開(kāi)口為圓形時(shí)，F(xiàn)′＝F，其他情況下，F(xiàn)′＝·F。
文檔編號(hào)B41J2/175GK1537725SQ200410045119
公開(kāi)日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者松下真規(guī), 中村博一, 上野直純, 吉村久, 后藤孝史, 松本啟男, 石井洋, 一, 史, 男, 純 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社