專利名稱：記錄液、液體盒、噴液盒、噴液設(shè)備以及噴液方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在物體上記錄的記錄液，一種容納該記錄液的液體盒，一種向物體上噴射該記錄液的噴液盒，一種噴液設(shè)備以及噴液方法。
背景技術(shù)：
噴液設(shè)備的一個實例是將油墨從噴墨頭噴射到物體上的噴墨打印機，為了將圖像和字符記錄到物體上，所述的物體如記錄片、涂布紙、塑料膜或織物。噴墨打印機的優(yōu)點有，運行成本低、節(jié)省設(shè)備空間和易于打印彩色圖像。
在噴墨打印機中，油墨從充滿多種色彩油墨，如黃色、品紅色、青色和黑色的墨盒供給噴墨頭的液體油墨室等。在打印機中，通過配置在液體油墨室的壓力生成元件如加熱電阻器或壓電元件向供給各個液體油墨室的液體施壓，以致油墨以微滴的形式從配置在噴墨頭上的微型噴墨口也就是噴嘴噴出，并且噴射的墨滴落在如記錄片的物體上，從而打印圖像和字符。
用于噴墨打印機的油墨，例如，通過將各種染料或顏料溶解或分散在溶劑中制備。在油墨所需的各種特性中，重要特性的實例包括噴嘴防堵塞特性、防止油墨在物體上滲出的防滲出特性、快干特性和長期穩(wěn)定性，也就是即使長期保存，油墨的特性也不會改變。已有許多關(guān)于這些特性的研究。
除了上述重要的特性之外，保持長期穩(wěn)定噴射的特性也很重要。作為滿足這一需要的方法，日本公開未審查專利申請56-5871和57-102971中都描述了加入表面活性劑、吸氧劑或其它類似物的方法。
然而，在噴墨打印機中，如果高速噴射含有表面活性劑或其相似物的油墨，也就是一個噴嘴以每秒5000次或更高的頻率噴射油墨，例如，通過利用頻率為5kHz或更高的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，在油墨打印頭芯片中的油墨的運動會成為值得注意的并且在某些情況下，可產(chǎn)生微氣泡或其相似物，導(dǎo)致油墨噴射問題。此外，微氣泡可能堵塞噴嘴，導(dǎo)致不能噴射油墨或者頻率響應(yīng)性下降，如難于在預(yù)定間隔噴射油墨。當(dāng)驅(qū)動壓力生成元件的驅(qū)動頻率升高時，例如，達(dá)到6或8kHz時，這種噴射穩(wěn)定性的下降成為值得注意的的問題。
近來，在噴墨打印機中，噴嘴直徑已被縮小到20微米或更小，且產(chǎn)生的單個微滴的體積已降到10pl(10-12升)或更低。在這種打印機中，當(dāng)噴嘴直徑縮小時，由于導(dǎo)致噴射穩(wěn)定性的下降，在油墨中的微氣泡的影響變得更加引人注意。也就是，由于噴嘴直徑縮小，即使氣泡是微小的，也可能堵塞噴嘴，導(dǎo)致不能噴射油墨。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠抑制在液體中形成微氣泡的記錄液，一種容納該記錄液的液體盒，一種能夠以極好的頻率響應(yīng)性和噴射穩(wěn)定性利用所述記錄液噴射微滴的噴液盒，一種噴液設(shè)備以及噴液方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，記錄液中含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，其中記錄液容納在噴液設(shè)備的液體室內(nèi)，該噴液設(shè)備包括用于容納液體的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl，記錄液形成微滴并附著到物體上以便在物體上進行記錄，其中記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，涉及一種液體盒，該液體盒包括用于容納記錄液的液體容器部分，和用于向噴射裝置供應(yīng)容納在液體容器部分的記錄液的液體供應(yīng)部分，所述的液體盒可分離地裝配在噴液設(shè)備上，該噴液設(shè)備包括用于容納液體的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl，該液體盒起向噴射裝置供應(yīng)記錄液的供應(yīng)源的作用，其中記錄液中含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，涉及一種噴液盒，該噴液盒包括用于容納由充滿記錄液的液體容器部分供應(yīng)的記錄液的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl，該液體盒可分離地裝配在噴液設(shè)備上，該噴液設(shè)備允許記錄液附著在物體上以完成記錄，其中記錄液含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，并且記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，涉及一種噴液設(shè)備，該噴液設(shè)備允許記錄液附著在物體上以完成記錄，其包括用于容納由充滿記錄液的液體容器部分供應(yīng)的記錄液的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl，其中記錄液含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，并且記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，一種噴液方法包括利用噴液設(shè)備將記錄液附著在物體上，該噴液設(shè)備包括用于容納由充滿記錄液的液體容器部分供應(yīng)的記錄液的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，其中，噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件并且從噴射口噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl時，記錄液含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，并且記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，通過制備記錄液，使其具有0～50mm的發(fā)泡能力和0～50mm的泡沫穩(wěn)定性，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定，當(dāng)噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件并且從噴射口噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl時，可能抑制在記錄液中生成微氣泡。
根據(jù)本發(fā)明，通過制備可以達(dá)到發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm的記錄液，從而抑制在記錄液中生成微氣泡，當(dāng)噴液設(shè)備利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件并且從噴射口噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl時，即，當(dāng)實行高速噴射時，可能防止由于堵塞噴射口產(chǎn)生的噴射穩(wěn)定性降低，噴射口堵塞可能是由在記錄液中的微氣泡導(dǎo)致的。
此外，根據(jù)本發(fā)明，由于在實行高速噴射時能達(dá)到極好的噴射穩(wěn)定性，因此，可能在短時間內(nèi)記錄高質(zhì)量的圖像并且可以抑制由于不能噴射記錄液或其相似物而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量的降低。


圖1示出了一種本發(fā)明適用的噴墨打印機透視圖；圖2示出了在噴墨打印機中的噴墨打印機打印頭盒透視圖；圖3是噴墨打印機打印頭盒的剖視圖；圖4示出了在噴墨打印機打印頭盒中墨盒與盒主體之間的關(guān)系示意圖；圖5A是噴墨打印機打印頭盒連接部分的閥系統(tǒng)(valve system)的剖視圖，其中閥是關(guān)閉的，圖5B是噴墨打印機打印頭盒連接部分的閥系統(tǒng)剖視圖，其中閥是打開的。
圖6示出了噴墨打印機打印頭盒的噴射面平面圖；圖7示出了噴墨打印機打印頭盒的打印頭芯片剖面圖；圖8示出了打印頭芯片噴射墨滴，和在液體油墨室中形成油墨氣泡的狀態(tài)剖面圖；圖9示出了打印頭芯片噴射墨滴，和墨滴由油墨氣泡從噴嘴噴射的狀態(tài)剖面圖；圖10示意性地示出了噴墨打印機的一部分側(cè)視圖；圖11示意性地示出了噴墨打印機的控制電路方塊圖；圖12示出了噴墨打印機的記錄過程流程圖；和圖13示意性地示出了噴墨打印機的一部分側(cè)視圖，其中頭罩開關(guān)機構(gòu)是打開的。
實施方式本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)利用高頻率如5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件從噴射口噴射微滴時，在噴射過程中，所達(dá)到的頻率響應(yīng)性和噴射穩(wěn)定性受噴射口內(nèi)壁可濕性的影響，并且非常受附著在噴射口內(nèi)壁的微氣泡的影響。即，當(dāng)微滴從噴射口噴射時生成這種微氣泡，并因而附著在噴射口內(nèi)壁上生成。保留在噴射口的氣泡會產(chǎn)生不良影響，例如，它們可作為襯層吸收壓力生成元件產(chǎn)生的壓力以致于阻礙了微滴穩(wěn)定噴射或者完全阻止微滴噴射?；谠摻Y(jié)論，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過控制記錄液本身的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性，特別是，同時通過設(shè)定記錄液的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性以使其低于預(yù)定水平，能夠克服上述問題，并因此完成本發(fā)明。
參考在圖1中示出的噴墨打印機(下文稱作“打印機”)1，將在下文對記錄液、液體盒、噴液盒、噴液設(shè)備和本發(fā)明適用的噴液方法進行描述。打印機1將油墨或其相似物噴射到在預(yù)定方向移動的記錄片P上以打印圖像和字符。
在打印機1中，噴墨口(噴嘴)實質(zhì)上在記錄片P的寬度方向平行線性排列，即在圖1中的W方向。打印機1是具有高速噴射能力的線型打印機，其中從各個噴嘴以五千分之一秒至萬分之一秒的間隔噴射油墨。
如圖2和3所示，打印機1包括噴墨打印機打印頭盒(下文中稱作“打印頭盒”)3和在其上裝配打印頭盒3的打印機主體4，所述打印頭盒高速噴射油墨2即記錄液，用于在記錄片P上記錄圖像、字符等。
在打印機1中，打印頭盒3可分離地裝配在打印機主體4上，并且作為油墨供應(yīng)源的容納油墨2的液體盒的墨盒5y、5m、5c和5k可分離地裝配在打印頭盒3中。在打印機1中，可使用黃色墨盒5y，品紅色墨盒5m、青色墨盒5c和黑色墨盒5k。此外，可與打印機主體4分離的打印頭盒3和可與打印頭盒3分離的墨盒5y、5m、5c和5k是可替換部件。
在打印機1中，通過存放大量記錄片P的托盤65a安裝在位于打印機主體4前底部上的托盤安裝部件6中，存放在托盤65a中的記錄片P能裝入打印機主體4中。當(dāng)托盤65a被安裝在打印機主體4前面的托盤安裝部件6上時，記錄片P通過進出紙機構(gòu)64(參見圖10)從進紙口65向著打印機主體4的背面進紙。傳送到打印機主體4背面的記錄片P移動方向，可通過反轉(zhuǎn)輥83反轉(zhuǎn)，這將在下文中對其進行描述，記錄片P在進紙路線上從打印機主體4的背面?zhèn)魉偷角懊?。在記錄片P從打印機主體4的背面?zhèn)魉偷角懊嬉詮某黾埧?6排出時，依照來自信息處理機79如個人計算機的打印數(shù)據(jù)，如字符數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，油墨2被高速噴射到記錄片P上，信息處理機將在下文中描述，高速打印出與打印數(shù)據(jù)一致的字符和圖像。
高速打印記錄液油墨2，例如是染色劑、分散染色劑的溶劑以及非離子表面活性劑的混合物，染色劑是一種色素如水溶性染料或顏料。
作為染色劑可使用水溶性染料如直接染料、酸性染料或活性染料。
黃色直接染料的具體實例包括C.I.直接黃1、C.I.直接黃8、C.I.直接黃11、C.I.直接黃12、C.I.直接黃24、C.I.直接黃26、C.I.直接黃27、C.I.直接黃28、C.I.直接黃33、C.I.直接黃39、C.I.直接黃44、C.I.直接黃50、C.I.直接黃58、C.I.直接黃85、C.I.直接黃86、C.I.直接黃87、C.I.直接黃88、C.I.直接黃89、C.I.直接黃98、C.I.直接黃100和C.I.直接黃110。它們可單獨或聯(lián)合使用。
品紅色直接染料的具體實例包括C.I.直接紅1、C.I.直接紅2、C.I.直接紅4、C.I.直接紅9、C.I.直接紅11、C.I.直接紅13、C.I.直接紅17、C.I.直接紅20、C.I.直接紅23、C.I.直接紅24、C.I.直接紅28、C.I.直接紅31、C.I.直接紅33、C.I.直接紅37、C.I.直接紅39、C.I.直接紅44、C.I.直接紅46、C.I.直接紅62、C.I.直接紅63、C.I.直接紅75、C.I.直接紅79、C.I.直接紅80、C.I.直接紅81、C.I.直接紅83、C.I.直接紅84、C.I.直接紅89、C.I.直接紅95、C.I.直接紅99、C.I.直接紅113、C.I.直接紅197、C.I.直接紅201、C.I.直接紅218、C.I.直接紅220、C.I.直接紅224、C.I.直接紅225、C.I.直接紅226、C.I.直接紅227、C.I.直接紅228、C.I.直接紅229、C.I.直接紅230和C.I.直接紅321。它們可單獨或聯(lián)合使用。
青色直接染料的實例包括C.I.直接藍(lán)1、C.I.直接藍(lán)2、C.I.直接藍(lán)6、C.I.直接藍(lán)8、C.I.直接藍(lán)15、C.I.直接藍(lán)22、C.I.直接藍(lán)25、C.I.直接藍(lán)41、C.I.直接藍(lán)71、C.I.直接藍(lán)76、C.I.直接藍(lán)77、C.I.直接藍(lán)78、C.I.直接藍(lán)80、C.I.直接藍(lán)86、C.I.直接藍(lán)90、C.I.直接藍(lán)98、C.I.直接藍(lán)106、C.I.直接藍(lán)108、C.I.直接藍(lán)120、C.I.直接藍(lán)158、C.I.直接藍(lán)160、C.I.直接藍(lán)163、C.I.直接藍(lán)165、C.I.直接藍(lán)168、C.I.直接藍(lán)192、C.I.直接藍(lán)193、C.I.直接藍(lán)194、C.I.直接藍(lán)195、C.I.直接藍(lán)196、C.I.直接藍(lán)199、C.I.直接藍(lán)200、C.I.直接藍(lán)201、C.I.直接藍(lán)202、C.I.直接藍(lán)203、C.I.直接藍(lán)207、C.I.直接藍(lán)225、C.I.直接藍(lán)226、C.I.直接藍(lán)236、C.I.直接藍(lán)237、C.I.直接藍(lán)246、C.I.直接藍(lán)248和C.I.直接藍(lán)249。它們可單獨或聯(lián)合使用。
黑色直接染料的實例包括C.I.直接黑17、C.I.直接黑19、C.I.直接黑22、C.I.直接黑32、C.I.直接黑38、C.I.直接黑51、C.I.直接黑56、C.I.直接黑62、C.I.直接黑71、C.I.直接黑74、C.I.直接黑75、C.I.直接黑77、C.I.直接黑94、C.I.直接黑105、C.I.直接黑106、C.I.直接黑107、C.I.直接黑108、C.I.直接黑112、C.I.直接黑113、C.I.直接黑117、C.I.直接黑118、C.I.直接黑132、C.I.直接黑133和C.I.直接黑146。它們可單獨或聯(lián)合使用。
黃色酸性染料的實例包括C.I.酸性黃1、C.I.酸性黃3、C.I.酸性黃7、C.I.酸性黃11、C.I.酸性黃17、C.I.酸性黃19、C.I.酸性黃23、C.I.酸性黃25、C.I.酸性黃29、C.I.酸性黃36、C.I.酸性黃38、C.I.酸性黃40、C.I.酸性黃42、C.I.酸性黃44、C.I.酸性黃49、C.I.酸性黃59、C.I.酸性黃61、C.I.酸性黃70、C.I.酸性黃72、C.I.酸性黃75、C.I.酸性黃76、C.I.酸性黃78、C.I.酸性黃79、C.I.酸性黃98、C.I.酸性黃99、C.I.酸性黃110、C.I.酸性黃111、C.I.酸性黃112、C.I.酸性黃114、C.I.酸性黃116、C.I.酸性黃118、C.I.酸性黃119、C.I.酸性黃127、C.I.酸性黃128、C.I.酸性黃131、C.I.酸性黃135、C.I.酸性黃141、C.I.酸性黃142、C.I.酸性黃161、C.I.酸性黃162、C.I.酸性黃163、C.I.酸性黃164和C.I.酸性黃165。它們可單獨或聯(lián)合使用。
品紅色染料的實例包括C.I.酸性紅1、C.I.酸性紅6、C.I.酸性紅8、C.I.酸性紅9、C.I.酸性紅13、C.I.酸性紅14、C.I.酸性紅18、C.I.酸性紅26、C.I.酸性紅27、C.I.酸性紅32、C.I.酸性紅35、C.I.酸性紅37、C.I.酸性紅42、C.I.酸性紅51、C.I.酸性紅52、C.I.酸性紅57、C.I.酸性紅75、C.I.酸性紅77、C.I.酸性紅80、C.I.酸性紅82、C.I.酸性紅83、C.I.酸性紅85、C.I.酸性紅87、C.I.酸性紅88、C.I.酸性紅89、C.I.酸性紅92、C.I.酸性紅94、C.I.酸性紅97、C.I.酸性紅106、C.I.酸性紅111、C.I.酸性紅114、C.I.酸性紅115、C.I.酸性紅117、C.I.酸性紅118、C.I.酸性紅119、C.I.酸性紅129、C.I.酸性紅130、C.I.酸性紅131、C.I.酸性紅133、C.I.酸性紅134、C.I.酸性紅138、C.I.酸性紅143、C.I.酸性紅145、C.I.酸性紅154、C.I.酸性紅155、C.I.酸性紅158、C.I.酸性紅168、C.I.酸性紅180、C.I.酸性紅183、C.I.酸性紅184、C.I.酸性紅186、C.I.酸性紅194、C.I.酸性紅198、C.I.酸性紅199、C.I.酸性紅209、C.I.酸性紅211、C.I.酸性紅215、C.I.酸性紅216、C.I.酸性紅217、C.I.酸性紅219、C.I.酸性紅249、C.I.酸性紅252、C.I.酸性紅254、C.I.酸性紅256、C.I.酸性紅257、C.I.酸性紅262、C.I.酸性紅265、C.I.酸性紅266、C.I.酸性紅274、C.I.酸性紅276、C.I.酸性紅282、C.I.酸性紅283、C.I.酸性紅303、C.I.酸性紅317、C.I.酸性紅318、C.I.酸性紅320、C.I.酸性紅321和C.I.酸性紅322。它們可單獨或聯(lián)合使用。
青色酸性染料的實例包括C.I.酸性藍(lán)1、C.I.酸性藍(lán)7、C.I.酸性藍(lán)9、C.I.酸性藍(lán)15、C.I.酸性藍(lán)22、C.I.酸性藍(lán)23、C.I.酸性藍(lán)25、C.I.酸性藍(lán)27、C.I.酸性藍(lán)29、C.I.酸性藍(lán)40、C.I.酸性藍(lán)41、C.I.酸性藍(lán)43、C.I.酸性藍(lán)45、C.I.酸性藍(lán)54、C.I.酸性藍(lán)59、C.I.酸性藍(lán)60、C.I.酸性藍(lán)62、C.I.酸性藍(lán)72、C.I.酸性藍(lán)74、C.I.酸性藍(lán)78、C.I.酸性藍(lán)80、C.I.酸性藍(lán)82、C.I.酸性藍(lán)83、C.I.酸性藍(lán)90、C.I.酸性藍(lán)92、C.I.酸性藍(lán)93、C.I.酸性藍(lán)100、C.I.酸性藍(lán)102、C.I.酸性藍(lán)103、C.I.酸性藍(lán)104、C.I.酸性藍(lán)112、C.I.酸性藍(lán)113、C.I.酸性藍(lán)117、C.I.酸性藍(lán)120、C.I.酸性藍(lán)126、C.I.酸性藍(lán)127、C.I.酸性藍(lán)129、C.I.酸性藍(lán)130、C.I.酸性藍(lán)131、C.I.酸性藍(lán)138、C.I.酸性藍(lán)140、C.I.酸性藍(lán)142、C.I.酸性藍(lán)143、C.I.酸性藍(lán)151、C.I.酸性藍(lán)154、C.I.酸性藍(lán)158、C.I.酸性藍(lán)161、C.I.酸性藍(lán)166、C.I.酸性藍(lán)167、C.I.酸性藍(lán)168、C.I.酸性藍(lán)170、C.I.酸性藍(lán)171、C.I.酸性藍(lán)175、C.I.酸性藍(lán)182、C.I.酸性藍(lán)183、C.I.酸性藍(lán)184、C.I.酸性藍(lán)187、C.I.酸性藍(lán)192、C.I.酸性藍(lán)199、C.I.酸性藍(lán)203、C.I.酸性藍(lán)204、C.I.酸性藍(lán)205、C.I.酸性藍(lán)229、C.I.酸性藍(lán)234和C.I.酸性藍(lán)236。它們可單獨或聯(lián)合使用。
黑色酸性染料的實例包括C.I.酸性黑1、C.I.酸性黑2、C.I.酸性黑7、C.I.酸性黑24、C.I.酸性黑26、C.I.酸性黑29、C.I.酸性黑31、C.I.酸性黑44、C.I.酸性黑48、C.I.酸性黑50、C.I.酸性黑51、C.I.酸性黑52、C.I.酸性黑58、C.I.酸性黑60、C.I.酸性黑62、C.I.酸性黑63、C.I.酸性黑64、C.I.酸性黑67、C.I.酸性黑72、C.I.酸性黑76、C.I.酸性黑77、C.I.酸性黑94、C.I.酸性黑107、C.I.酸性黑108、C.I.酸性黑109、C.I.酸性黑110、C.I.酸性黑112、C.I.酸性黑115、C.I.酸性黑118、C.I.酸性黑119、C.I.酸性黑121、C.I.酸性黑122、C.I.酸性黑131、C.I.酸性黑132、C.I.酸性黑139、C.I.酸性黑140、C.I.酸性黑155、C.I.酸性黑156、C.I.酸性黑157、C.I.酸性黑158、C.I.酸性黑159和C.I.酸性黑191。它們可單獨或聯(lián)合使用。
黃色活性染料的實例包括C.I.活性黃1、C.I.活性黃2、C.I.活性黃3、C.I.活性黃13、C.I.活性黃14、C.I.活性黃15、C.I.活性黃17、C.I.活性橙2、C.I.活性橙5、C.I.活性橙7、C.I.活性橙16、C.I.活性橙20和C.I.活性橙24。它們可單獨或聯(lián)合使用。
品紅色活性染料的實例包括C.I.活性紅6、C.I.活性紅7、C.I.活性紅11、C.I.活性紅12、C.I.活性紅13、C.I.活性紅14、C.I.活性紅15、C.I.活性紅17、C.I.活性紅21、C.I.活性紅23、C.I.活性紅24、C.I.活性紅35、C.I.活性紅36、C.I.活性紅42、C.I.活性紅63、C.I.活性紅66和C.I.活性紅84。它們可單獨或聯(lián)合使用。
青色活性染料的實例包括C.I.活性藍(lán)2、C.I.活性藍(lán)5、C.I.活性藍(lán)7、C.I.活性藍(lán)12、C.I.活性藍(lán)13、C.I.活性藍(lán)14、C.I.活性藍(lán)15、C.I.活性藍(lán)17、C.I.活性藍(lán)18、C.I.活性藍(lán)19、C.I.活性藍(lán)20、C.I.活性藍(lán)21、C.I.活性藍(lán)25、C.I.活性藍(lán)27、C.I.活性藍(lán)28、C.I.活性藍(lán)37、C.I.活性藍(lán)38、C.I.活性藍(lán)40、C.I.活性藍(lán)41、C.I.活性綠5和C.I.活性綠7。它們可單獨或聯(lián)合使用。
在油墨2中，染色劑的添加量為0.5～15重量％，優(yōu)選0.7～10重量％，染色劑的濃度取決于打印體的類型或打印方式。此外，對于油墨2，高的染色劑濃度有利于粘度控制和長期儲存安全性。
作為分散上述染料或其相似物的溶劑，可使用那些滿足如低粘度、易處理、低成本和無氣味特性的物質(zhì)，例如水或其相似物。作為油墨2的溶劑，為防止不需要的離子混入油墨2，例如，可使用離子交換水或其相似物。
除了溶劑之外，如水或離子交換水，還需要向油墨2中加入水溶性有機溶劑，如單羥基脂肪醇、多羥基脂肪醇或多羥基脂肪醇的衍生物。
單羥基脂肪醇的實例包括低級醇，如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇。它們可單獨或聯(lián)合使用。當(dāng)單羥基脂肪醇用作溶劑時，油墨2可獲得適宜的表面張力，所得到的油墨2具有極好的對記錄片P或其相似物的滲透作用，優(yōu)良的點結(jié)構(gòu)和打印圖像干燥性能。在單羥基脂肪醇中，通過使用乙醇、異丙醇或正丁醇作為油墨2的溶劑，可能獲得具有極好的上述特性的油墨2。
多羥基脂肪醇的實例包括烷撐二醇，如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇；聚烷撐二醇，如聚乙二醇和聚丙二醇；和硫二甘醇。它們可單獨或聯(lián)合使用。
多羥基脂肪醇衍生物的實例包括多羥基脂肪醇的低級烷基醚，如乙二醇二甲醚；和多羥基脂肪醇的低級羧酸酯，如乙二醇雙乙酸酯。當(dāng)多羥基脂肪醇或其衍生物作為油墨2的溶劑時，油墨2變得較難干燥且冰點降低。因此，在長期儲存時，有可能抑制油墨2物理特性的變化，還可能防止噴嘴55a被干油墨2堵塞。
因而，作為分散染料等的溶劑，除了使用水或其相似物之外，還可使用一種或多種選自單羥基脂肪醇、多羥基脂肪醇以及多羥基脂肪醇衍生物的化合物，這些化合物各個都具有獨特的特性，可能獲得適宜于目的或應(yīng)用的油墨2。
此外，除了單羥基脂肪醇、多羥基脂肪醇或多羥基脂肪醇衍生物之外，一種或多種選自酰胺，如二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺；酮，如丙酮和雙丙酮醇；酮醇；和三羥基醇，如四氫呋喃，二氧雜環(huán)己烷、γ-丁內(nèi)酯、丙三醇和1，2，6-己三醇；和含氮雜環(huán)化合物，如二乙醇胺、三乙醇胺、環(huán)丁砜、2-吡咯烷酮，N-甲基-2-吡咯烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮的化合物，都可加入油墨2中。因此，油墨2的各種特性都可得到提高。
除了上述的染料和溶劑之外，油墨2含有以下化學(xué)式1代表的作為非離子表面活性劑的有機化合物。
(化學(xué)式1)由化學(xué)式1代表的非離子表面活性劑，也就是3-乙基-3-羥甲基-庚醇的環(huán)氧乙烷(下文中簡稱“EO”)加合物，是一種可以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的相對廉價的非離子表面活性劑，例如，與乙炔乙二醇相比。此外，當(dāng)向油墨2加入非離子表面活性劑時，提高了對記錄片P的可濕性，降低了發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性。在化學(xué)式1中，各個m和n，也就是加入EO的量是等于或大于1的整數(shù)。如果m或n是0，則得不到本發(fā)明的優(yōu)點。此外，m和n的和，也就是加入EO的總量小于或等于30，優(yōu)選2～10，更優(yōu)選4～8。如果加入的EO的總量超過30，則表面張力不易降低，這是不需要的。
特別地，通過向油墨2中加入化學(xué)式1代表的非離子表面活性劑，發(fā)泡能力可設(shè)定在0～50mm之間，泡沫穩(wěn)定性能夠設(shè)定在0～50mm之間，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
標(biāo)準(zhǔn)JIS-K3362規(guī)范了用于測試合成家用洗滌劑的方法。在用于確定根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法中，在預(yù)定的溫度下，200ml的具有預(yù)定濃度的試驗溶液在30秒內(nèi)從900mm高度降在液體表面上，測定產(chǎn)生的泡沫高度。即，此處在25℃的大氣下，200ml油墨2在30秒內(nèi)從900mm的高度落在液體表面產(chǎn)生牡泡沫，從液體表面測定該泡沫的高度。在降落之后立即測量的泡沫高度被定義為發(fā)泡能力，在降落5秒之后測量的泡沫高度定義為泡沫穩(wěn)定性。
非離子表面活性劑的含量范圍為油墨2總量的0.05～10重量％，優(yōu)選0.1～5重量％，基于。如果非離子表面活性劑的含量低于油墨2總量的0.05重量％，則難于提高對于記錄片P的可濕性。另一方面，如果非離子表面活性劑的含量大于油墨總量的10重量％，油墨2過度起泡，變得難于獲得預(yù)定的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性。因而，為了獲得具有提高的對于記錄片P的可濕性和能夠降低起泡的油墨2，將非離子表面活性劑的含量范圍設(shè)定在基于油墨2總量的0.05～10重量％是非常重要的。
除了上述的非離子表面活性劑之外，油墨2可含有一種由混合以下成分制備的表面活性劑；至少一種醚，如聚氧乙烯烷基醚或聚氧乙烯烷基苯醚；一種酯，如聚氧乙烯脂肪酸酯；一種聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物；和一種含氮化合物，如聚氧乙烯烷基胺醚或者脂肪酸二乙醇胺，與聚氧乙烯乙炔乙二醇。
在通過混和上述物質(zhì)制備的油墨2中，由于發(fā)泡能力范圍在0～50mm之間，泡沫穩(wěn)定性范圍在0～50mm之間，故能夠抑制液體中生成微氣泡，并防止噴射穩(wěn)定性降低，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的測試方法實質(zhì)上相同的方法確定。
此外，在油墨2中，由于發(fā)泡能力范圍為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性范圍為0～50mm，并且能抑制在液體中生成氣泡，即使將在下文中描述的加熱電阻器58(參見圖7)由頻率為5kHz或更高的脈沖電流驅(qū)動，也可能以適宜的高速噴射油墨2。
此外，除了上述的染色劑、溶劑、表面活性劑等之外，可以向油墨2中加入例如其它添加劑，如粘度控制劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、pH控制劑、防腐劑、防銹劑和殺真菌劑。粘度控制劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、pH控制劑的實例包括蛋白質(zhì)，如明膠和酪蛋白；天然橡膠，如阿拉伯膠；纖維素衍生物，如甲基纖維素、羧甲基纖維素和羥甲基纖維素；天然聚合物，如木素磺酸鹽和紫膠；聚丙烯酸鹽，苯乙烯-丙烯酸鹽共聚物、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮。它們可以單獨或聯(lián)合使用。防腐劑、防銹劑和殺真菌劑的實例包括苯甲酸、二氯苯、六氯苯、山梨酸、p-羥基苯甲酸酯和乙二胺四乙酸(EDTA)。它們可單獨或聯(lián)合使用。
包括上述組分的油墨2制備如下。當(dāng)制備的油墨2是包括作為染色劑的染料或其相似物的溶劑體系時，混合包含染料的染色劑、溶劑和非離子表面活性劑，并在從40℃加熱到80℃的同時利用螺旋槳或其相似物攪拌。當(dāng)油墨2是包括作為染色劑的顏料或其相似物的分散體系時，顏料和非離子表面活性劑通過傳統(tǒng)的顏料分散方法分散在溶劑中，例如，使用分散設(shè)備如球磨機、砂磨機、磨碎機、輥式破碎機、攪拌器、亨舍爾混合機、膠體磨、超聲波均質(zhì)機、珠磨機或濕式噴磨機。為了除去外來物質(zhì)、粗顆粒和雜質(zhì)等，制備的油墨2要通過加壓過濾處理或在減壓下過濾至少一次，至少利用離心式分離機離心處理一次，或聯(lián)合進行上述處理。
當(dāng)油墨以上述方式制備時，為了滿足高速打印，特別是，為了使用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動下文所述的加熱電阻器58，油墨2在250℃下的表面張力被調(diào)整到30～60mN/m，優(yōu)選30～40mN/m。此外，油墨2的粘度控制到15mPa·s或更低，優(yōu)選5mPa·s或更低。
關(guān)于由此制備的油墨2，如圖2和3所示，在墨盒5y中容納有黃色油墨，在墨盒5m中容納有品紅色油墨，在墨盒5c中容納有青色油墨，在墨盒5k中容納有黑色油墨。
下面，將參考附圖對可與構(gòu)成打印機1的打印機主體4分離的打印頭盒3，和可與打印頭盒3分離的墨盒5y、5m、5c及5k進行說明。
如圖1所示，在記錄片P上執(zhí)行打印的打印頭盒3，從打印機主體4的上部，即圖1中所示的A方向裝配在打印機主體4上，油墨2高速噴射在通過進出紙機構(gòu)64運行的記錄片P上。
在打印頭盒3中，油墨2由利用電熱或機電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的壓力生成元件產(chǎn)生的壓力形成微粒，噴射裝置以微滴的形式將油墨2噴射在物體如記錄片P的主面上。特別地，如圖2和3所示，打印頭盒3包括盒主體21和墨盒5y、5m、5c及5k，這些墨盒是充滿油墨2的容器，安裝在盒主體21中。下文中墨盒5y、5m、5c及5k也簡稱墨盒5。
可與打印頭盒3分離的墨盒5包括由樹脂材料如聚丙烯注模成型形成的盒容器11，其具有強度和油墨抗力。盒容器11具有實質(zhì)上為矩形的截面，其長度實質(zhì)上與所用的記錄片P的寬度相同，設(shè)計目的是能在其中最大量地儲存油墨。
組成墨盒5的盒容器11包括用于容納油墨2的油墨容器部分12；用于將油墨2從油墨容器部分12供應(yīng)到打印頭盒3的盒主體21的油墨供應(yīng)部分13；將外界空氣引入到油墨容器部分12中的連通口14；用于引入空氣通過連通口14進入油墨容器部分12的空氣引入通道15在連通口14和空氣引入通道15之間用于暫時儲存油墨2的儲存部分16；和鎖定凸起17以及用于在盒主體21中鎖定墨盒5的嚙合階18。
油墨容器部分12由高氣密性材料組成并形成容納油墨2的空間。油墨容器部分12具有實質(zhì)上為矩形的截面，其長度實質(zhì)上與所用記錄片P的寬度相同。
油墨供應(yīng)部分13實質(zhì)上裝配在油墨容器部分12下側(cè)的中央。連接油墨容器部分12的油墨供應(yīng)部分13是噴嘴且其實質(zhì)上是凸出的。噴嘴的端部放進將在下文中描述的打印頭盒3的連接部分26中，因此，墨盒5的盒容器11和打印頭盒3的盒主體21相互連接。將油墨2從作為油墨容器部分的墨盒5通過油墨供應(yīng)部分13供應(yīng)給裝備有噴射裝置的盒主體21。
連通口14是從墨盒5外部引入空氣到油墨容器部分12中的通風(fēng)孔。連通口14裝配在盒容器11上表面的預(yù)定位置上，在這里，實質(zhì)上在上表面的中央，當(dāng)墨盒5安裝在打印頭盒3的裝配部分22時，其面向外部，以便即使當(dāng)墨盒5安裝在打印頭盒3的裝配部分22能從外部引入空氣。當(dāng)墨盒5安裝在盒主體21中和油墨2可以從油墨容器部分12流到盒主體21時，連通口14從外部吸入空氣到墨盒5中，其量為相應(yīng)于油墨2在油墨容器部分12的降低量。
空氣引入通道15連接油墨容器部分12和連通口14，并將從連通口14引入的空氣引進到油墨容器部分12中。從而，當(dāng)墨盒5安裝在盒主體21中時，并且當(dāng)油墨2被供應(yīng)到打印頭盒3的盒主體21中時，即使在油墨容器部分12中的油墨2的量下降導(dǎo)致內(nèi)部減壓，空氣通過空氣引入通道15進入油墨容器12。因此，內(nèi)部壓力保持平衡，并且油墨2能夠適當(dāng)?shù)毓?yīng)給盒主體21。
儲存部分16裝配在連通口14和空氣引入通道15之間。當(dāng)油墨2從與油墨容器部分12連接的空氣引入通道15泄漏出來時，儲存部分16暫時儲存油墨2以便防止油墨2立即流到外部。儲存部分16具有實質(zhì)上菱形的截面，其長對角線朝著油墨容器部分12的經(jīng)向?？諝庖胪ǖ?5安裝在油墨容器部分12的最底部，即在短對角線的下端，以便從油墨容器部分12進入的油墨2能夠返回到油墨容器部分12。此外，連通口14裝配在短對角線的頂端，以便從油墨容器部分12進入的油墨2不易通過連通口14泄漏。
鎖定凸起17是裝配在墨盒5短側(cè)的凸起，與在打印頭盒3的盒主體21中形成的針舌桿24的連接孔24a結(jié)合。鎖定凸起17具有實質(zhì)上與油墨容器部分12側(cè)面垂直的上表面，和從朝向上表面的端部傾斜的下表面。
嚙合階18裝配在墨盒5側(cè)面的上部，與裝配有鎖定凸起17的側(cè)面相對。嚙合階18包括具有與盒容器11的上表面接觸的端部的傾斜平面18a，和連續(xù)到傾斜平面18a另一端的平面18b，其實質(zhì)上與上表面平行。由于墨盒5裝配有嚙合階18，裝配有平面18b的側(cè)面的高度比盒容器11的上表面低一階。嚙合階18與盒主體21的結(jié)合部件23結(jié)合。嚙合階18裝配在插入打印頭盒3的裝配部分22的側(cè)面，并且通過與裝配部分22側(cè)面的結(jié)合部件23結(jié)合，當(dāng)墨盒5裝配在裝配部分22上時，嚙合階18用作旋轉(zhuǎn)支點。
具有上述結(jié)構(gòu)的墨盒5還裝配有，例如，用于檢測在油墨容器部分12中油墨2存量的油墨存量檢測單元，和用于識別墨盒5y、5m、5c和5k的識別單元。
下面，將對打印頭盒3進行說明，其中有分別容納黃、品紅、青和黑色油墨2的墨盒5y、5m、5c和5k。
如圖2和3所示，打印頭盒3包括墨盒5和盒主體21，盒主體21包括在其上裝配墨盒5的裝配部分22y、22m、22c和22k(在下文中，當(dāng)指整個裝配部分時，也簡稱為“裝配部分22”)；用于固定墨盒5的結(jié)合部件23；用來向針舌桿24和墨盒5在分離方向施力的施力構(gòu)件25；連接部分26其與油墨供應(yīng)部分13相連，并向其供應(yīng)油墨2；用于噴射油墨2的噴墨頭27；和用于保護噴墨頭27的頭罩28。
在其上裝配墨盒5的裝配部分22具有實質(zhì)上凹入的截面，其上表面用作連接開口以便能夠安裝墨盒5。在這里，四個墨盒實質(zhì)上與記錄片P寬度方向垂直排列，即，在記錄片P移動方向。由于裝配部分22包含墨盒5，經(jīng)向側(cè)面與在墨盒5中的打印寬度方向一致。墨盒5被安裝并包含在盒主體21中。
如圖2所示，裝配部分22是墨盒5裝配在其上的部分。黃色墨盒5y裝配在裝配部分22y上，品紅色墨盒5m裝配在裝配部分22m上，青色墨盒5c裝配在裝配部分22c上，和黑色墨盒5k裝配在裝配部分22k上。單個的裝配部分22y、22m、22c和22k用隔板22a相互分隔。
如圖3所示，結(jié)合部件23安裝在其上裝配有墨盒5的裝配部分22的開口端。結(jié)合部件23位于裝配部分22經(jīng)向的一邊，與墨盒5的嚙合階18相連。為了在裝配部分22上裝配墨盒5，墨盒5的嚙合階18側(cè)作為插入端傾斜插入裝配部分22，并且沒有嚙合階18的墨盒5的另一側(cè)朝著裝配部分22旋轉(zhuǎn)，在嚙合階18和結(jié)合部件23之間的結(jié)合位置作為旋轉(zhuǎn)支點。因此，墨盒5能夠容易地裝配在裝配部分22上。
針舌桿24由彎曲板簧形成，并安裝在與結(jié)合部件23相對的裝配部分22的一側(cè)，即在經(jīng)向的另一側(cè)。針舌桿24的底部整體的安裝在裝配部分22經(jīng)向的另一側(cè)的底部，并且形成針舌桿24的頭部以便以一個方向彈性變形輕微地與這一側(cè)分離。結(jié)合孔24a在頭部形成。一旦墨盒5裝配在裝配部分22上，針舌桿24彈性變形，連接孔24a與墨盒5的鎖定凸起17結(jié)合，從而防止墨盒5與裝配部分22分離。
施力構(gòu)件25位于裝配部分22的底部，在相對于嚙合階18的一側(cè)，并由彎曲板簧形成以便施力分離墨盒5。施力構(gòu)件25是彈出構(gòu)件，具有通過彎曲形成的頂部，并且以一個方向彈性變形輕微地與底部表面分離，而且施力構(gòu)件25的頂部壓著墨盒5的底部，因此施力以從裝配部分22分離墨盒5。當(dāng)針舌桿24的連接孔24a與鎖定凸起17間的結(jié)合放松時，施力構(gòu)件25從裝配部分22彈出墨盒5。
連接部分26實質(zhì)上位于各個裝配部分22y、22m、22c和22k的中央。當(dāng)墨盒5y、5m、5c和5k分別裝配在裝配部分22y、22m、22c和22k上時，各個墨盒5y、5m、5c和5k的油墨供應(yīng)部分13與連接部分26連接。連接部分26用作油墨供應(yīng)通道，從裝配在裝配部分22上的墨盒5的油墨供應(yīng)部分13向位于盒主體21底部表面的噴墨頭27供應(yīng)油墨2。
如圖4所示，連接部分26包括用于儲存從墨盒5供應(yīng)的油墨2的油墨儲存槽31，用于密封與連接部分26相連的油墨供應(yīng)部分13的密封構(gòu)件32，用于從油墨2中除去雜質(zhì)的過濾器33，和用于打開和關(guān)閉噴墨頭27的供應(yīng)通道的閥系統(tǒng)34。
油墨儲存槽31是與油墨供應(yīng)部分13相連的空間，并儲存從墨盒5供應(yīng)的油墨2。密封構(gòu)件32位于油墨儲存槽31的上端，并且當(dāng)墨盒5的油墨供應(yīng)部分13與連接部分26的油墨儲存槽31相連時，密封油墨儲存槽31和油墨供應(yīng)部分13以便防止油墨2向外部泄漏。過濾器33除去在插入和拔出墨盒5時混入油墨2中的外來物質(zhì)，如灰塵或污垢，并位于油墨儲存槽31的下游。
如圖5A和5B所示，閥系統(tǒng)34包括從油墨儲存槽31供應(yīng)油墨2的油墨流入管道41，油墨2通過油墨流入管道41流入其中的油墨室42，油墨2流出油墨室42的油墨流出管道43，在油墨室42內(nèi)位于油墨流入管道41側(cè)和油墨流出管道43側(cè)之間的開口44，用于打開和關(guān)閉開口44的閥45，用于向閥45以關(guān)閉開口44的方向施力的施力構(gòu)件46，用于調(diào)整施力構(gòu)件46的強度的負(fù)壓調(diào)整螺旋47，連接閥45的閥軸48，和連接閥軸48的隔膜49。
油墨流入管道41是經(jīng)由油墨儲存槽31連接油墨容器部分12的供應(yīng)管道，以便能夠向噴墨頭27供應(yīng)在墨盒5的油墨容器部分12中的油墨2。油墨流入管道41從油墨儲存槽31的底部延伸到油墨室42。油墨室42實質(zhì)上是整體由油墨流出管道43和開口44形成的長方體空間。油墨2從油墨流入管道41流入油墨室42，并通過油墨流出管道43流出開口。油墨流出管道43是油墨供應(yīng)管道，油墨2從油墨室42通過開口44向其供應(yīng)，并與噴墨頭27相連。油墨流出管道43從油墨室42的底部延伸到噴墨頭27。
閥45位于油墨室42內(nèi)，并關(guān)閉開口44將油墨室42分為油墨流入通道41側(cè)和油墨流出通道43側(cè)。閥45通過施力構(gòu)件46施加的力、通過閥軸48相連的隔膜49的恢復(fù)力和油墨流出通道43側(cè)的油墨2的負(fù)壓上下移動。當(dāng)閥45位于下端時，閥45關(guān)閉開口44以將油墨室42分為油墨流出通道41側(cè)和油墨流出通道43側(cè)，因而堵塞油墨2向油墨流出通道43的供應(yīng)。當(dāng)閥45位于逆施力構(gòu)件46施加的力位于上端時，閥45允許油墨2供應(yīng)給噴墨頭27而不是將油墨室42分為油墨流入通道41側(cè)和油墨流出通道43側(cè)。此外，閥45可由任何材料形成。為了保證高的堵塞特性，閥45，例如，由橡膠彈性材料，即彈性體或相似物組成。
施力構(gòu)件46是，例如，壓縮彈簧。施力構(gòu)件46連接負(fù)壓調(diào)節(jié)螺旋47和閥45，位于閥的上表面和油墨室42的上表面之間，并以開口44關(guān)閉的方向向閥45施力。負(fù)壓調(diào)節(jié)螺旋47調(diào)節(jié)施力構(gòu)件46所施的力，并通過調(diào)節(jié)負(fù)壓調(diào)節(jié)螺旋47，能夠調(diào)節(jié)由施力構(gòu)件46施加的力。因此，負(fù)壓調(diào)節(jié)螺旋47能夠調(diào)節(jié)打開和關(guān)閉開口44的油墨2的負(fù)壓，這將在下文中詳細(xì)描述。
提供閥軸48以便閥45與其一端相連并且與其另一端相連的隔膜49能一起移動。隔膜49是一與閥軸48的端部相連的薄彈性板。隔膜49包括面對油墨室42的油墨流出通道43側(cè)的第一主面和與外界空氣接觸的第二主面。隔膜49由于大氣壓力和油墨2的負(fù)壓朝著外部空氣或者油墨流出通道43彈性變形。
如圖5A所示，在閥系統(tǒng)34中，閥45由施力構(gòu)件46和隔膜49施壓以便關(guān)閉油墨室42的開口44。如圖5B所示，當(dāng)油墨2從噴墨頭27噴射時，和當(dāng)被開口44分開的油墨室42的油墨流出通道43側(cè)的油墨2的負(fù)壓升高時，由于油墨2的負(fù)壓，隔膜49被氣壓上推，閥45與閥軸48一起逆著施力構(gòu)件46所施加的力上推。在此階段，在油墨室42的油墨流入通道41側(cè)和油墨流出通道43側(cè)之間的開口44打開，油墨2從油墨流入通道41側(cè)供應(yīng)到油墨流出通道43側(cè)供應(yīng)。結(jié)果是，油墨2的負(fù)壓下降，隔膜49由于其恢復(fù)力恢復(fù)原始形狀，且閥45與閥軸48一起由施力構(gòu)件46施加的力下推以致油墨室42關(guān)閉。
在閥系統(tǒng)34中，如果無論何時噴射油墨2使油墨2的負(fù)壓升高，重復(fù)上述操作。
在連接部分26中，當(dāng)將油墨容器部分12中的油墨2供應(yīng)給油墨室42時，油墨容器部分12中的油墨2的量下降，在此階段，外部空氣通過空氣引入通道15進入墨盒5。進入墨盒5的空氣上行。因此，恢復(fù)到墨滴i從噴嘴55a噴出之前的狀態(tài)以達(dá)到平衡這將在下文中描述。在此階段，在空氣引入通道15中實質(zhì)上沒有油墨2。
連接部分26具有上述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，油墨2移動通過復(fù)合通道。在油墨2中，由于發(fā)泡能力設(shè)定在0～50mm，泡沫穩(wěn)定性設(shè)定在0～50mm，這樣能夠抑制在油墨2中生成微氣泡，并且將沒有微氣泡的油墨2供應(yīng)給噴墨頭27，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的測試方法實質(zhì)上相同的方法確定。
如圖4所示，噴墨頭27裝配在盒主體21的底面。噴嘴55a作為油墨噴射口用于噴射從連接部分26供應(yīng)的墨滴i，這將在下文中說明，其沿記錄片P的寬度方向排列，即圖4中箭頭示出的W方向，實質(zhì)上各個顏色成線性。
如圖2所示，頭罩28是用于保護噴墨頭27的罩。當(dāng)執(zhí)行打印操作時，頭罩28置于噴墨頭27的旁邊。頭罩28包括一對位于頭罩28兩端的結(jié)合凸起28a，如在圖2中示出的W方向，在結(jié)合凸起28a延伸打開和關(guān)閉方向，除塵輥28b被經(jīng)向裝配，其吸收附著于噴墨頭27的噴射面27a的過量油墨。
頭罩28的結(jié)合凸起28a在實質(zhì)上與圖2中示出的W方向垂直與位于噴射頭27的噴射面27a上的一對結(jié)合槽27b結(jié)合。頭罩28可以在墨盒5的緯向，即，在實質(zhì)上與W方向垂直的方向沿著結(jié)合槽27b對打開和關(guān)閉。
在打印頭盒28中，在打開和關(guān)閉操作過程中，清理輥28b與噴墨頭27的噴射面27a旋轉(zhuǎn)接觸以吸收殘留在噴射面27a上的過量油墨，從而清潔噴墨頭27的噴射面27a。除塵輥28b，例如由高吸濕性材料如海綿、無紡布或織物組成。當(dāng)不執(zhí)行打印操作時，頭罩28罩著噴射面27a以防止在噴墨頭27中的油墨干燥。
具有上述結(jié)構(gòu)的打印頭盒3進一步包括，例如，用于檢測墨盒5中剩余油墨量的余量檢測單元，和當(dāng)油墨供應(yīng)部分13與連接部分26相連時用于檢測油墨2的現(xiàn)有量或缺少量的油墨檢測單元。
如圖4所示，噴墨頭27包括位于噴射面27a之上，并通過閥系統(tǒng)34的油墨流入通道43向其供應(yīng)油墨2的油墨供應(yīng)口51，和引導(dǎo)油墨2從油墨供應(yīng)口51供應(yīng)到各個噴嘴55a的油墨通路52。
油墨供應(yīng)口51位于油墨通路52上表面的中央并與閥系統(tǒng)34相連。
油墨通路52延續(xù)的長度與記錄片的寬度相同，并且實質(zhì)上呈線性安裝以便供應(yīng)給噴嘴55a各種顏色的油墨2，這將在下文描述。
在噴墨頭27中，打印頭芯片53包括預(yù)定數(shù)目的噴嘴55a，這將在下文描述，以交錯的方式排列用于各種顏色。即，如圖6所示，排列打印頭芯片53以便在記錄片P的寬度方向于與油墨通路52交替排列用于各種顏色。
如圖7所示，打印頭芯片53包括作為基板的電路板54，提供多個噴嘴55a的噴嘴板55，為各個噴嘴55a在電路板54和噴嘴板55之間劃界的薄膜56，壓縮由油墨通路52供應(yīng)的油墨2的液體油墨室57，和用于加熱向液體油墨室57供應(yīng)的油墨2的加熱電阻58，打印頭芯片53是從噴嘴55a噴射墨滴i的噴射裝置。
在電路板54中，控制電路位于由硅或其相似物組成的半導(dǎo)體晶片上，包括邏輯集成電路(IC)、激勵晶體管等，并且電路板54構(gòu)成液體油墨室57的上部表面。
噴嘴板55提供用于噴射墨滴i的噴嘴55a，其厚度約為10～15微米。噴嘴板55在薄膜56和與電路板54相接觸的面相對的表面上。各個噴嘴55a都是具有約為10～20微米直徑的圓形截面的微孔，且面對加熱電阻58。從微孔中噴射的墨滴i的微觀體積約為10pl或更小。噴嘴板55構(gòu)成液體油墨室57的一部分。
薄膜56，例如由光致固化的感光膠膜組成并裝配于以便環(huán)繞除與油墨通路52相連部分以外的各個噴嘴55a的位置。薄膜56裝配在電路板54和噴嘴板55之間，由此構(gòu)成液體油墨室57的側(cè)面。
液體油墨室57被電路板54、噴嘴板55和薄膜56環(huán)繞，并因此形成用于各個噴嘴55a的擠壓從油墨通路52供應(yīng)的油墨的空間。
加熱電阻58裝配在面對液體油墨室57的電路板54上，并與電路板54的控制電路電連接。加熱電阻58在控制電路的控制下加熱液體油墨室57中的油墨。
在打印頭芯片53中，電路板54的控制電路控制加熱電阻58，并向選擇的加熱電阻58施加脈沖電流，例如，僅大約1～3微秒。因此，加熱電阻58被快速加熱。此后，在與加熱電阻58接觸的液體油墨室57中的油墨2中生成氣泡。氣泡在膨脹時擠壓油墨2，并下推油墨2的微滴從噴嘴55a噴射。在油墨2的微滴噴射之后，油墨2通過油墨通路52供應(yīng)給液體油墨室57，并恢復(fù)到噴射前的狀態(tài)。
特別地，當(dāng)油墨2被加熱電阻58快速加熱時，油墨2的溫度快速上升超過沸點。當(dāng)油墨的溫度升至約300℃達(dá)到自然結(jié)晶溫度時，瞬間在加熱電阻58上生成無數(shù)氣泡b。在液體油墨室57中，油墨2中的過剩能量爆炸性的釋放以提高氣泡b的內(nèi)壓。
如圖8所示，油墨氣泡b迅速增大。由于油墨氣泡b增大的推動力，在液體油墨室57中的油墨2從噴嘴55a中吐出，并且由于在其膨脹時壓力降低，油墨氣泡b收縮，如圖9所示。在從噴嘴55a吐出的油墨2中，由于其慣性和氣泡b的收縮其伸出的尾部被斷開，并因此體積為10pl或更小的微滴i從噴嘴55a中噴出。
此后，在液體油墨室57中的氣泡b在加熱電阻58上破裂。在液體油墨室57中，由于其原彎月形液面試圖恢復(fù)的噴嘴55a的毛細(xì)引力，與從噴嘴55a噴射的量相同的油墨2從油墨通路52供應(yīng)。在打印頭芯片53中，如上所述油墨2從噴嘴55a中噴射。
為了制備打印頭芯片53，薄膜53整體形成在電路板54的主面上，利用照相平版印刷術(shù)，薄膜53形成與液體油墨室57的形狀相符的形狀，并且噴嘴板55在其上面放置。在打印頭芯片53中，可采用當(dāng)加熱電阻58加熱時油墨2在其中噴射的電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。本發(fā)明并不局限于此類系統(tǒng)。例如，可采用機電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中油墨2的微滴用機電轉(zhuǎn)換元件機電噴射，如可采用壓電元件。
相應(yīng)于單色的噴墨頭27裝配于對應(yīng)于各種顏色的油墨供應(yīng)部分13的下部。在盒主體21的底面上，單色的噴墨頭27的噴射面27a以盒主體21的緯度方向排列，因此形成連續(xù)的噴射面27a。也就是，打印頭盒3具有多排打印頭，其中相應(yīng)于單色的噴墨頭27成一整體以形成連續(xù)的噴射面27a。
噴墨頭27為每種顏色提供約100～5000個噴嘴55a，在噴射面27a上共提供約400～20000個噴嘴55a。
在噴墨頭27中，電路板54的控制電路控制加熱電阻58以便由約5-10kHz的脈沖電流驅(qū)動。這有可能實現(xiàn)高速噴射，其中微體積的墨滴i從噴嘴55a以約五千分之一秒至萬分之一秒的間隔噴射。
在具有上述結(jié)構(gòu)的噴墨頭27中，由于提供了多個加熱電阻58，油墨2的加熱點增多并容易生成微氣泡。但是，在油墨2中，由于發(fā)泡能力范圍設(shè)定在0～50mm，泡沫穩(wěn)定性范圍設(shè)定在0～50mm，能夠抑制在油墨2中生成微氣泡，因此有可能防止由于氣泡導(dǎo)致的噴射穩(wěn)定性下降。
在噴墨頭27中，由于在液體油墨室57的油墨2中生成的微氣泡受到抑制，即使用頻率為5kHz或更高的脈沖電流驅(qū)動加熱電阻58，以及從噴射口噴射的具有10pl或更小的體積的墨滴i，也就是，即使執(zhí)行高速噴射，也可能以極好的噴射穩(wěn)定性噴射墨滴。
打印機主體4構(gòu)成了打印機1，其中具有上述結(jié)構(gòu)的打印頭盒3的安裝將在下文參考附圖描述。
如圖1和10所示，打印機主體4包括裝配有打印頭盒3的打印頭盒裝配部分61，用于在打印頭盒裝配部分61上保持和固定打印頭盒3的打印頭盒保持機構(gòu)62，用于打開和關(guān)閉頭罩的頭罩開關(guān)機構(gòu)63，用于進入和排出記錄片P的進出紙機構(gòu)64，和用于從進出紙機構(gòu)64輸出記錄片P的出紙口66。
打印頭盒裝配部分61是其上裝配有打印頭盒3的凹入部分。為了根據(jù)數(shù)據(jù)在移動的記錄片上執(zhí)行打印，安裝打印頭盒3以使噴墨頭27的噴射面27a和記錄片P實質(zhì)上相互平行。
可能出現(xiàn)由于油墨堵塞等而必須更換噴墨頭27的打印頭盒3的情形，并且雖然更換頻率不如墨盒5的高，但打印頭盒3是一種消耗部件。因此，由打印頭盒保持機構(gòu)62保持的打印頭盒3與打印頭盒裝配部分61是可分離的。
打印頭盒保持機構(gòu)62是用來保持與打印頭盒裝配部分61可分離的打印頭盒3的。打印頭盒3上的旋鈕62a固定在施力構(gòu)件上，如彈簧，位于打印機主體4的鎖孔62b上，在附圖中未示出，并且裝配打印頭盒3以便與位于打印機主體4上的基準(zhǔn)面接觸結(jié)合，從而使打印頭盒3能得以保持和固定。
頭罩開關(guān)機構(gòu)63包括用于打開和關(guān)閉打印頭盒3的頭罩28的驅(qū)動裝置。當(dāng)執(zhí)行打印時，機構(gòu)63打開頭罩28以便噴墨頭27暴露于記錄片P。當(dāng)打印完成時，機構(gòu)63關(guān)閉頭罩28以保護噴墨頭27。
進出紙機構(gòu)64包括用于傳送記錄片P的驅(qū)動裝置。機構(gòu)64將從進紙口65送來的記錄片P傳送到打印頭盒3的噴墨頭27，將從噴嘴55a噴射的墨滴i已經(jīng)落在其上并完成打印的記錄片P傳送到出紙口66，并排出記錄片P。進紙口65是用于向進出紙機構(gòu)64送入記錄片P的開口。多張記錄片P可堆疊和儲存在托盤65a中等。出紙口66是用于排出其上已經(jīng)落上墨滴i并完成打印的記錄片P的開口。
此后，將參考附圖對在圖11中示出的控制電路71進行描述，控制電路71控制具有上述結(jié)構(gòu)的打印機1的打印。
控制電路71包括用于控制打印機主體4的頭罩開關(guān)機構(gòu)63和進出紙機構(gòu)64的打印機驅(qū)動單元72，用于控制提供給相應(yīng)于各種顏色的油墨2的噴墨頭27的電流等的噴射控制單元73，用于警告用戶各種顏色油墨2的剩余量的警告單元74，用于輸入來自外部設(shè)備的信號和輸出信號給外部設(shè)備的輸入/輸出終端75，在其上記錄控制程序等的ROM(只讀存儲器)76，在其中儲存已讀取的控制程序等和從其中讀取儲存的控制程序等的RAM(隨機存儲器)77，和用于控制單個單元的控制器78。
打印機驅(qū)動單元72基于來自控制器78的控制信號通過驅(qū)動構(gòu)成頭罩開關(guān)機構(gòu)63的驅(qū)動電機控制頭罩開關(guān)機構(gòu)63以便打開和關(guān)閉頭罩28。此外，打印機驅(qū)動單元72基于來自控制器78的控制信號通過驅(qū)動構(gòu)成進出紙機構(gòu)64的驅(qū)動電機控制進出紙機構(gòu)64以便記錄片P從打印機主體4的進紙口65進入并且打印后，記錄片從出紙口66排出。
噴射控制單元73是一電路，其包括用于打開/關(guān)閉與外部電源的電連接的開關(guān)元件，該外部電源向位于噴墨頭27上的加熱電阻58提供脈沖電流，用于調(diào)節(jié)提供給加熱電阻58的脈沖電流的電阻元件和用于控制開關(guān)元件開/關(guān)的控制電路等。噴射控制單元73基于來自控制器78的控制信號通過調(diào)節(jié)向裝配于噴墨頭27上的加熱電阻58供應(yīng)的脈沖電流等控制從噴嘴55a中噴射油墨2的噴墨頭27。
警告單元74是顯示單元，如液晶顯示器(LCD)，并顯示信息，如打印條件、打印狀態(tài)和剩余油墨量?？蛇x擇地，警告單元74可以為音頻輸出單元，例如揚聲器，其輸出音頻信息，如打印條件、打印狀態(tài)和剩余油墨量。此外，警告單元74可以設(shè)計為同時具有顯示單元和音頻輸出單元。警告可以由監(jiān)視器、揚聲器或與信息處理器79相似的裝置完成。
輸入/輸出終端75向外部信息處理器79等傳送信息如打印條件、打印狀態(tài)和剩余油墨量。此外，來自外部信息處理器79等的如打印條件、打印狀態(tài)和剩余油墨量的信息被輸入到輸入/輸出終端75。在這里，信息處理器79是電子裝置，如個人計算機和個人數(shù)字助理(PDA)。
作為用于將輸入/輸出終端75連接到信息處理器79等的接口，例如，可使用串行接口或并行接口。特別地，可采用依照USB(通用串行總線架構(gòu))、RS(建議標(biāo)準(zhǔn))232C、IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)1394或相似標(biāo)準(zhǔn)的接口。
輸入/輸出終端75和信息處理器79之間的數(shù)據(jù)通信可通過有線通信方式或無線通信方式完成。無線通信標(biāo)準(zhǔn)的實例包括IEEE 802.11a、802.11b和802.11g。
網(wǎng)絡(luò)，如互聯(lián)網(wǎng)，可置于輸入/輸出終端75和信息處理器79之間。在此情況下，輸入/輸出終端75被連接到網(wǎng)絡(luò)上，如LAN(局域網(wǎng))、ISDN(綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng))、xDSL(數(shù)字用戶線路)、FTHP(光纖到戶)、CATV(有線電視)或者BS(廣播衛(wèi)星)，并且數(shù)據(jù)通信可由各種協(xié)議中的任一種完成，如TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)。
ROM 76是存儲器，例如EP-ROM(可擦可編程只讀存儲器)，在其中儲存了各種由控制器78執(zhí)行的處理程序。儲存的程序由控制器78載入RAM77。通過控制器78，RAM 77儲存從ROM 76讀取的程序和打印機1的各種狀態(tài)。
控制器78基于從輸入/輸出終端75輸入的打印數(shù)據(jù)和從打印頭盒3輸入的剩余油墨量2的數(shù)據(jù)等控制各個單元?？刂破?8基于輸入控制信號或相似信號從ROM 76讀取用于控制各個單元的處理程序，將程序存入RAM 77，并基于處理程序完成各個單元的控制和處理。
在具有上述結(jié)構(gòu)的控制電路71中，處理程序儲存在ROM 76中。但是，用于儲存處理程序的介質(zhì)不限于ROM 76。處理程序可儲存在任一種不同類型的記錄介質(zhì)中，如光盤、磁盤、磁光盤和IC卡。在此情況下，將控制電路71連接到直接或通過信息處理器79驅(qū)動任一記錄介質(zhì)的驅(qū)動裝置，以便從記錄介質(zhì)讀取處理程序。
具有上述結(jié)構(gòu)的打印機1的打印操作將在下文參考流程圖12描述。在基于儲存在儲存介質(zhì)例如ROM76中的處理程序的控制器78中，該操作可由算術(shù)處理或與中央處理器(CPU)相似的處理執(zhí)行，附圖中未示出。
首先，用戶操作在打印機主體4上的操作面板或相似裝置以命令打印機1執(zhí)行打印操作。在步驟S1中，控制器78判斷預(yù)定的彩色墨盒5是否裝配在了各個裝配部分22上。當(dāng)所有預(yù)定的彩色墨盒5都正確裝配在各個裝配部分22上時，控制器進行到步驟S2。當(dāng)墨盒5沒有正確的裝配在裝配部分22上時，控制器78進行到步驟S7制止打印。
在步驟S2中，控制器78判斷墨盒5中剩余油墨2的量是否低于預(yù)定值，也就是，是否有油墨。當(dāng)控制器78判斷沒有油墨時，警告單元74警告用戶該事實并在步驟S7中制止打印。另一方面，當(dāng)墨盒5中的油墨2超過預(yù)定量時，即，當(dāng)墨盒5充滿油墨2時，在步驟S3中控制器78允許打印。
在步驟S4中，當(dāng)打印操作完成時，控制器78允許打印機驅(qū)動單元72驅(qū)動和控制機構(gòu)63和64以將記錄片P傳送到可打印位置。特別地，如圖13所示，控制器78驅(qū)動構(gòu)成頭罩開關(guān)機構(gòu)63的驅(qū)動電機以將頭罩28移到打印頭盒3的托盤65a側(cè)，并暴露噴墨頭27的噴嘴55a?？刂破?8驅(qū)動構(gòu)成進出紙機構(gòu)64的驅(qū)動電機以允許記錄片P移動。更特別地，控制器78控制進出紙機構(gòu)64以便通過送紙輥81從托盤65a將記錄片P拉出；拉出的記錄片P中的一張通過一對轉(zhuǎn)向相同的分離輥82a和82b傳送到逆轉(zhuǎn)輥83；在傳送方向逆轉(zhuǎn)后，記錄片P被傳送到傳送帶84上；傳送到傳送帶84的記錄片P由加壓器85保留在預(yù)定位置，從而確定油墨2落下的位置。
在步驟S5中，控制器78允許噴射控制單元73以約5～10kHz的脈沖電流驅(qū)動打印頭芯片54的加熱電阻58以便從各個噴嘴52a中以約五千分之一秒至萬分之一秒的間隔向傳送到打印位置的記錄片P噴射體積為10pl或更小的墨滴i，因而，由墨點組成的圖像、字符等得以記錄。即，完成高速打印。
在此階段，在噴墨頭27中的油墨2中，由于發(fā)泡能力的范圍設(shè)定在0～50mm之間，泡沫穩(wěn)定性的范圍設(shè)定在0～50mm之間，這可能抑制在油墨通路52中移動的油墨2中生成微氣泡，并且可能抑制在容納在液體油墨室57中的油墨2中生成微氣泡。因此，墨滴i可以被高速噴射并具有極好的噴射穩(wěn)定性。
在高速打印的圖像和字符中，由于油墨2含有上述的非離子表面活性劑且其對記錄片P的可濕性提高，因此油墨2滲透記錄片P而不滲出，并且生成避免邊緣滲出和混合色斑點的高質(zhì)量圖像。
如在圖5B中所示，當(dāng)墨滴2從噴嘴55a噴射時，與噴射量相同量的油墨2立即從油墨通路52中補充到液體油墨室57，恢復(fù)到原始狀態(tài)。對于通過施力構(gòu)件46施加的力和隔膜49施加的力關(guān)閉油墨室42的開口44的閥45，當(dāng)墨滴i從噴墨頭27噴出時，和當(dāng)由開口44隔離的油墨室42的油墨流出通道43側(cè)的油墨2的負(fù)壓增高時，隔膜49由因油墨2的負(fù)壓導(dǎo)致的氣壓上推，并且閥45與閥軸48一起逆施力構(gòu)件46施加的力上推。
將在油墨進入通道41側(cè)和油墨流出通道43側(cè)之間的開口44打開，油墨2從油墨進入通道41側(cè)供應(yīng)到油墨流出通道43側(cè)。油墨2補充到噴墨頭27的油墨通路52中。結(jié)果是，油墨2的負(fù)壓降低且隔膜49由于其恢復(fù)力恢復(fù)到原始形狀，并且閥45與閥軸48一起由施力機構(gòu)46施加的力下推，因此油墨室42關(guān)閉。如上所述，在閥系統(tǒng)34中，無論何時噴射墨滴i，油墨2的負(fù)壓上升，且重復(fù)上述操作。
如上所述，在其中供應(yīng)油墨2給噴墨頭27的打印頭盒3中，即使當(dāng)油墨2的供應(yīng)重復(fù)時，即，當(dāng)油墨2通過閥系統(tǒng)34的復(fù)合通道重復(fù)供應(yīng)時，由于油墨2具有在0～50mm之間的發(fā)泡能力范圍，在0～50mm之間的泡沫穩(wěn)定性范圍，因此可以抑制在油墨通路中移動的油墨2中生成微氣泡，并且將其中沒有生成微氣泡的油墨2供應(yīng)給噴墨頭27。因此，可獲得極好的噴射穩(wěn)定性。
這樣，依照打印數(shù)據(jù)的圖像和字符可高質(zhì)量地被高速打印到通過進出紙機構(gòu)64移動的記錄片P上。在步驟S6中，已經(jīng)打印的記錄片P由選出紙機構(gòu)64從出紙口66排出。
在上述的打印機1中，具有0～50mm的發(fā)泡能力和0～50mm的泡沫穩(wěn)定性的油墨2容納在墨盒5中，并且油墨2以墨滴i的形式從噴嘴55a噴射到記錄片P上。在油墨2中抑制了微氣泡的形成，并獲得極好的噴射穩(wěn)定性。因此，可打印出高質(zhì)量的圖像和字符。
在打印機1中，即使在執(zhí)行高速打印時，油墨2具有0～50mm的發(fā)泡能力和0～50mm的泡沫穩(wěn)定性并且具有微體積的墨滴i以極好的穩(wěn)定性從微小直徑的各個噴嘴55a中噴射。因此，可在短時間內(nèi)打印出高質(zhì)量的圖像和字符。
此外，在打印機1中，將化學(xué)式1代表的有機化合物作為非離子表面活性劑加入油墨2中以將油墨2的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性設(shè)定在預(yù)定的范圍值內(nèi)。因此，提高了油墨2對記錄片P的可濕性，其可以滲透記錄片P而不滲出。從而可能打印出避免邊緣滲出和混合色斑點的高質(zhì)量的圖像。
在上述打印頭盒3中，墨盒5可分離地裝配在盒主體21上。但是，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。由于打印頭盒3本身是可消耗部件，并且可分離地裝配在打印機主體4上，這就也可能采用墨盒5整體安裝在盒主體21上的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明應(yīng)用到打印機的實施方式在上文中已經(jīng)描述。但是，應(yīng)該理解本發(fā)明不局限于公開的實施方式。本發(fā)明還能廣泛地應(yīng)用到用于噴液的其它噴液設(shè)備。例如，本發(fā)明能用于傳真機、復(fù)印機、用于懸浮在液體中的DNA芯片的噴液設(shè)備(公開號為2002-253200日本未審查專利申請)，和用于噴射用來在印刷線路板上形成互連圖案的含有導(dǎo)電粒子的噴液設(shè)備。
如噴射設(shè)備的實例，在上文中已經(jīng)描述了打印頭芯片53，其中加熱電阻58供熱以噴射油墨2。但是，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明還可應(yīng)用于噴液盒或帶有噴射裝置的噴液設(shè)備，所述噴液裝置帶有多個壓力生成元件且通過提供不同能量或者在不同時限提供能量給各個壓力生成元件來控制噴射方向。
利用電熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的噴射裝置在上文中已經(jīng)描述，其中使用一加熱電阻58加熱油墨2的同時噴射油墨2。本發(fā)明不局限于這種噴射裝置。本發(fā)明還可應(yīng)用于，例如，利用機電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的噴射裝置，其中使用機電轉(zhuǎn)換元件機電噴射記錄液，如壓電元件(公開號為55-65559、62-160243和2-270561的日本未審查專利申請)。
此外，在上文中已經(jīng)描述了線式打印機1。但是，本發(fā)明不局限于此。例如，本發(fā)明還可應(yīng)用于串行噴液設(shè)備，其中墨頭在實質(zhì)上與記錄片P移動方向垂直的方向移動。
實施例將在下文說明制備作為本發(fā)明的記錄液的油墨的實施例和對比實施例。
實施例1通過混合以下組分制備油墨前體，3重量份C.I.直接藍(lán)199染料作為染色劑，79重量份的水作為溶劑，10重量份的丙三醇、4重量份的丙二醇和3重量份的1，3-丁二醇作為其它溶劑，以及1重量份的Nikko Chemicals Co.，Ltd.生產(chǎn)的NEXCOAT，即以下列化學(xué)式2表示的有機化合物作為非離子表面活性劑，其中環(huán)氧乙烷(下文中簡稱“EO”)總量(m+n)設(shè)定為4。
(化學(xué)式2)在60℃下攪拌4小時，因此得到油墨前體，此后，在壓力下使用膜濾器強制過濾所得油墨前體，膜濾器的網(wǎng)孔尺寸為0.8微米，由Advantec，Inc生產(chǎn)。由此制備油墨。
實施例2在實施例2中，除了使用2-吡咯烷酮代替1，3-丁二醇之外，與實施例1同樣制備油墨。
實施例3在實施例3中，油墨前體通過混合以下組分制備，4重量份的由ILFORDImaging Limited生產(chǎn)的Y-1189染料作為染色劑，79重量份的水作為溶劑，10重量份的丙三醇、4重量份的丙二醇、3重量份的1，3-丁二醇作為其它溶劑，以及1重量份的Nikko Chemicals Co.，Ltd.生產(chǎn)的NEXCOAT，即以化學(xué)式2表示的有機化合物作為非離子表面活性劑，其中環(huán)氧乙烷(下文中簡稱“EO”)總量(m+n)設(shè)定為2。除了制備這種油墨前體外，與實施例1同樣制備油墨。
實施例4在實施例4中，油墨前體通過混和以下組分制備，3重量份的由ILFORDImaging Limited生產(chǎn)的M-1114染料作為染色劑，82重量份的水作為溶劑，10重量份的丙三醇和4重量份的丙二醇作為其它溶劑，以及1重量份的NikkoChemicals Co.，Ltd.生產(chǎn)的NEXCOAT，即化學(xué)式2代表的有機化合物，其中環(huán)氧乙烷(下文中簡稱“EO”)總量(m+n)設(shè)定為2，作為非離子表面活性劑。除了制備這種油墨前體外，與實施例1同樣制備油墨。
對比實施例1在對比實施例1中，油墨前體通過混合以下組分制備，3重量份的C.I.直接藍(lán)199染料作為染色劑，79.5重量份的水作為溶劑，10重量份的丙三醇、4重量份的丙二醇和3重量份的1，3-丁二醇作為其它溶劑，以及0.5重量份的Air Products and Chemicals，Inc.生產(chǎn)的乙炔乙二醇(商品名SURFYNOL465)作為表面活性劑。除了制備這種油墨前體外，與實施例1同樣制備油墨。
表1(續(xù))

下表2中示出了各個實施例和對比實施例的頻率響應(yīng)性的評價結(jié)果。
表2

為了評價頻率響應(yīng)性，當(dāng)加熱電阻由頻率為5kHz和8kHz脈沖電流驅(qū)動時，即，當(dāng)執(zhí)行高速打印時，對于字符打印和實心打印，肉眼可觀察到是否存在薄點和沒有落墨滴的點，即未打印點。用以下4條標(biāo)準(zhǔn)進行評價⊙在字符打印和實心打印中都沒有觀察到薄點或未打印點。
○僅在實心打印中觀察到輕微的薄點。僅在實心打印的全部打印區(qū)域的三分之一或以上范圍內(nèi)觀察到薄點和未打印點。
×在字符打印和實心打印中都觀察到薄點和未打印點。
在打印頭芯片中，當(dāng)加熱電阻由頻率為5kHz的脈沖電流驅(qū)動時，墨滴以約5000/秒的頻率從各個噴嘴噴射。當(dāng)加熱電阻由頻率為8kHz的脈沖電流驅(qū)動時，墨滴以約8000/秒的頻率從各個噴嘴噴射。
如表2中示出的結(jié)果表明的，與對比實施例1～3中的發(fā)泡能力大于500mm的油墨相比，實施例1～4中發(fā)泡能力為50mm或更低的油墨顯示出極好的頻率響應(yīng)性。
實施例1～4中的油墨含有化學(xué)式2代表的非離子表面活性劑，發(fā)泡能力設(shè)定在0～50mm的范圍，泡沫穩(wěn)定性設(shè)定在0～50mm的范圍。因此，不易發(fā)生起泡。所以，即使墨滴從噴嘴中高速噴射，也能避免在容納在打印頭芯片中的油墨中生成微氣泡，并且能以極好的噴射穩(wěn)定性完成高速噴射。因此，在實施例1～4中，可能完成高質(zhì)量的字符打印而沒有滲出或不良覆蓋。
相反，對比實施例1～3中的油墨發(fā)泡能力超過50mm，因此當(dāng)油墨供應(yīng)給打印頭芯片時生成微氣泡，導(dǎo)致噴射穩(wěn)定性下降，例如油墨不噴射。在對比實施例中，當(dāng)執(zhí)行高速噴射時，也就是，當(dāng)墨滴以短時間間隔噴射時，難于在每次都適當(dāng)?shù)膰娚淠危瑢?dǎo)致了薄點或未噴射點，因此打印質(zhì)量下降。
從以上描述可以明確，為了制備具有極好頻率響應(yīng)性的油墨，將發(fā)泡能力設(shè)定在0～50mm的范圍，泡沫穩(wěn)定性設(shè)定在0～50mm的范圍是很重要的，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
權(quán)利要求
1.一種記錄液，其中包括色素；用于溶解或分散色素的溶劑；和非離子表面活性劑，其中，記錄液容納在噴液設(shè)備的液體室內(nèi)，該噴液設(shè)備包括用于容納液體的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴射裝置利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl(10-12升)，記錄液形成微滴并附著到物體上以便在物體上完成記錄；和其中記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
2.如權(quán)利要求1所述的記錄液，其中，非離子表面活性劑是化學(xué)式1代表的有機化合物 (化學(xué)式1)其中，各個m和n是等于或大于1的整數(shù)，m和n的和為2～30。
3.一種液體盒，其中包括用于容納記錄液的液體容器部分；和用于向噴射裝置供應(yīng)容納在液體容器部分的記錄液的液體供應(yīng)部分，其中所述的液體盒可分離地裝配在噴液設(shè)備上，該噴液設(shè)備包括用于容納液體的液體室、產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件，和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴射裝置利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl，該液體盒起向噴射裝置供應(yīng)記錄液的供應(yīng)源的作用；和其中記錄液中含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與用于確定根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
4.如權(quán)利要求3所述的液體盒，其中非離子表面活性劑是化學(xué)式2代表的化合物 (化學(xué)式2)其中，各個m和n是等于或大于1的整數(shù)，m和n的和為2～30。
5.一種噴液盒，包括用于容納由充滿記錄液的液體容器部分供應(yīng)的記錄液的液體室；產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件；和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴射裝置利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl，該液體盒可分離地裝配在噴液設(shè)備上，該噴液設(shè)備允許記錄液附著在物體上以完成記錄；其中記錄液含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，并且記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與用于確定根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
6.如權(quán)利要求5所述的噴液盒，其中非離子表面活性劑是化學(xué)式3代表的化合物 (化學(xué)式3)其中，各個m和n是等于或大于1的整數(shù)，m和n的和為2～30。
7.如權(quán)利要求5所述的液體盒，其中多個噴射口實質(zhì)上呈線性排列。
8.一種允許記錄液附著在物體上以完成打印的噴液設(shè)備，該噴液設(shè)備包括用于容納由充滿記錄液的液體容器部分供應(yīng)的記錄液的液體室；產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件；和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，該噴射裝置利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件，并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl；其中記錄液含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，并且記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
9.如權(quán)利要求8所述的噴液設(shè)備，其中非離子表面活性劑是化學(xué)式4代表的化合物 (化學(xué)式4)其中，各個m和n是等于或大于1的整數(shù)，m和n的和為2～30。
10.如權(quán)利要求8所述的噴液設(shè)備，其中多個噴射口實質(zhì)上呈線性排列。
11.一種包括用噴液設(shè)備將記錄液附著在物體上的噴液方法，該噴液設(shè)備包括用于容納由充滿記錄液的液體容器部分供應(yīng)的記錄液的液體室；產(chǎn)生向液體室內(nèi)液體施加的壓力的壓力生成元件；和提供噴射口以微滴形式噴射由壓力生成元件施壓的液體的噴射裝置，其中，當(dāng)噴射裝置利用5kHz或更高頻率的脈沖電流驅(qū)動壓力生成元件并且噴射的各個微滴的體積小于或等于10pl時，所用的記錄液含有色素、溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑，并且記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與用于確定根據(jù)JIS-K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。
12.如權(quán)利要求11的噴液方法，其中非離子表面活性劑是化學(xué)式5代表的化合物 (化學(xué)式5)其中，各個m和n是等于或大于1的整數(shù)，m和n的和為2～30。
全文摘要
一種含有色素、用于溶解或分散色素的溶劑和非離子表面活性劑的記錄液，其中記錄液的發(fā)泡能力為0～50mm，泡沫穩(wěn)定性為0～50mm，發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性由與根據(jù)JIS－K3362的發(fā)泡能力和泡沫穩(wěn)定性的測試方法實質(zhì)上相同的測試方法確定。還公開了一種容納上述記錄液的液體盒，一種向物體上噴射上述記錄液的噴液盒，一種噴液設(shè)備以及噴液方法。
文檔編號B41J2/175GK1644373SQ200510051778
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者福田敏生, 中村正人, 矢倉雄次 申請人:索尼株式會社