CN109203684A

CN109203684A - 喷墨打印设备和喷墨打印方法

Info

Publication number: CN109203684A
Application number: CN201810724938.6A
Authority: CN
Inventors: 高田阳; 高田阳一; 广川良助; 野口光敏; 奥岛真吾; 大西徹
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2019-01-15
Also published as: JP6991757B2; US10696050B2; JP2019014076A; US20190009549A1; EP3424717A1

Abstract

本发明涉及喷墨打印设备和喷墨打印方法。一种喷墨打印设备，其包括：图像形成单元，所述图像形成单元形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，包括反应液施加单元和墨施加单元；和液体吸收单元，所述液体吸收单元用于通过使多孔体与所述墨图像接触从所述墨图像吸收至少一部分液体组分，所述液体吸收单元包括具有所述多孔体的液体吸收构件，其中所述墨施加单元包括包括多个打印元件基板的液体喷射头，所述多个打印元件基板各自具有产生用于将液体排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和将液体排出的多个喷射口，并且使墨在所述压力室的内部与所述压力室的外部之间循环。

Description

喷墨打印设备和喷墨打印方法

技术领域

本发明涉及喷墨打印设备和喷墨打印方法。

背景技术

在喷墨打印系统中，通过将包含着色材料的液体组合物(墨)直接或间接地施加到例如纸等打印介质上来形成图像。在该操作中，由于打印介质对墨中的液体组分的过度吸收，会发生卷曲或起皱。

因此，用于快速除去墨中的液体组分的方法包括使用例如热风或红外线等手段将打印介质干燥，或包括在转印体上形成图像、然后使用热能等将包含在转印体上的图像中的液体组分干燥、然后将图像转印至例如纸等打印介质。

作为除去包含在转印体上的图像中的液体组分的手段，已经进一步提出包括在不使用热能的情况下，通过使辊状的多孔体与墨图像接触从墨图像吸收和除去液体组分的方法(日本专利申请特开2008-19286号公报)。

然而，如日本专利申请特开2008-19286号公报中公开的取决于具有加热单元的设备构成或设备的使用环境，在例如液体除去步骤或转印步骤等通过将物质抵接在转印体上的墨图像上而进行的处理中会出现估计的缺陷。

促进了水分等从液体喷射头的喷射口的蒸发，并且该影响会引起喷射口附近的溶剂浓度和着色材料浓度等的变化。特别地，具有升高的溶剂浓度的墨在与转印体上的反应液接触时降低着色材料和树脂颗粒的附聚性。当液体吸收单元中的多孔体抵接在具有不足的附聚度的墨图像上时，认为促进了墨固成分对多孔体的附着以使起初期望残留在墨图像中的物质移动至液体吸收构件，因此无法通过液体吸收构件产生目标液体除去效果。在打印介质上直接形成墨图像的情况下，也发生与通过液体吸收构件的液体除去相关的问题。

在没有对转印体上的墨图像使用液体吸收构件的液体吸收步骤的情况下，通过将墨图像抵接在打印介质上来转印，由于不充分的附聚而不能产生充分的转印性并且会在转印体上产生转印残余。

本发明的目的在于提供能够实现稳定的图像打印而不会在需要将物质抵接在包含液体物质的图像上的处理的图像打印中干扰图像的喷墨打印设备。本发明的另一目的在于提供使用所述喷墨打印设备的喷墨打印方法。

发明内容

具体地，本发明的一个实施方案提供具有以下的喷墨打印设备：图像形成单元，所述图像形成单元在排出接收介质上形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，所述图像形成单元包括：将包含用于墨增稠的反应性组分的反应液施加至所述排出接收介质的反应液施加单元，和包括各自具有产生用于将墨排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和将墨排出的多个喷射口的多个打印元件基板的喷射头；和液体吸收单元，所述液体吸收单元用于通过使多孔体与所述墨图像接触从所述墨图像吸收至少一部分液体组分，所述液体吸收单元包括具有所述多孔体的液体吸收构件，其中所述喷墨打印设备进一步包括使所述墨在所述压力室的内部与所述压力室的外部之间循环的循环单元。

本发明的进一步的特征参考附图从示例的实施方案的以下描述将变得明显。

附图说明

图1为示出根据本发明的一个实施方案的转印型喷墨打印设备的构成的一个实例的示意图。

图2为示出根据本发明的一个实施方案的转印型喷墨打印设备的构成的另一实例的示意图。

图3为示出用于图1、图2或图24中所示的喷墨打印设备的整个设备的控制系统的框图。

图4为图1中所示的转印型喷墨打印设备中的打印机控制器的框图。

图5为示出应用至根据一个实施方案的打印设备的循环路径的示意图。

图6A和图6B为根据一个实施方案的液体喷射头3的透视图。

图7为根据一个实施方案的液体喷射头3的透视分解图。

图8A为示出第1流路构件50的在安装有喷射模块200的一侧的面的图。图8B为示出作为其另一侧的抵接在第2流路构件60上的一侧的面的图。图8C为示出第2流路构件60的抵接在第1流路构件50上的一侧的面的图。图8D为示出沿第2流路构件60的厚度方向的中央部的截面的图。图8E为示出第2流路构件60的抵接在液体供给单元220上的一侧的面的图。

图9为示出在打印元件基板10与流路构件210之间的液体的连接关系的透视图。

图10为示出沿着图9的1c-1d线截取的截面的图。

图11A示出一个喷射模块200的透视图。图11B示出其分解图。

图12A为打印元件基板10的配置有喷射口13的一侧的面的示意图。图12B为示出图12A的面的另一侧的示意图。图12C为示出设置在打印元件基板10的背面上的盖板的示意图。

图13为示出已经将设置在打印元件基板10的背面上的盖构件20从打印元件基板10除去的打印元件基板10的面的示意图。

图14为以局部放大方式示出两个相邻的喷射模块的打印元件基板邻接部分的平面图。

图15A、图15B和图15C为示出根据本发明的第一实施方案的液体喷射头中的喷射口和其附近的墨流路的结构的图。

图16A和图16B为示出在液体喷射头的喷射口附近的墨流的示意图。

图17A和图17B为示出喷射口部13b内的墨的着色材料浓度的状态的图。图17A示出了第一实施方案，并且图17B示出了第二实施方案。

图18为示出从产生流动模式A或B的各液体喷射头(头)排出的墨的着色材料浓度的比较的图。

图19为示出第二实施方案中的产生流动模式A的液体喷射头与产生流动模式B的比较液体喷射头的关系的图。

图20A、图20B、图20C和图20D为示出在具有在图19中所示的阈值线20的上侧和下侧的区域的液体喷射头中喷射口部13b附近的墨流17的行为的图。

图21为作为源自具有各种形状的液体喷射头的流的流动模式A或流动模式B的图。

图22A和图22B为示出在从各流动模式的液体喷射头喷射之后、在休止给定的时间段之后喷射数(墨排出次数)与喷射速度之间的关系的图。

图23为示出用于实施例的打印图案的图。

图24为示出根据本发明的一个实施方案的直接绘制型喷墨打印设备的构成的一个实例的示意图。

图25为图24中所示的直接绘制型喷墨打印设备中的打印机控制器的框图。

具体实施方式

现在将根据附图详细地描述本发明的优选的实施方案。

例如，对于如日本专利申请特开2008-19286号公报中记载的在加热的转印体上进行喷墨打印的设备构成、或具有包括具有旨在改善图像坚牢性和使包含树脂颗粒的墨的排出稳定化的墨温度调节机构的液体喷射头的打印单元的设备构成，难以从液体喷射头的喷嘴抑制水分蒸发。

本发明人已经研究了用于实现从待处理的图像高度吸收并且除去目标液体物质而不引起图像干扰(image disturbance)的技术问题的手段。结果，本发明人已经新发现，可以通过在包括压力室和将液体排出的多个喷射口的液体喷射头中控制在压力室的内部与外部之间的墨循环来实现所述技术问题。已经基于本发明人的新发现作出本发明。

在下文中，参考附图将描述根据本发明的一个实施方案的喷墨打印设备。

本实施方案的喷墨打印设备的实例包括：构成为以使墨排出至作为排出接收介质的转印体上从而形成墨图像、然后通过液体吸收构件对所述墨图像进行液体吸收、随后是墨图像向打印介质的转印的喷墨打印设备；和构成为以使墨图像在作为排出接收介质的例如纸或布等打印介质上形成、随后通过液体吸收构件从打印介质上的墨图像吸收液体的喷墨打印设备。在本发明中，为方便起见，前一种喷墨打印设备以下称为转印型喷墨打印设备。为方便起见，后一种喷墨打印设备以下称为直接绘制型喷墨打印设备。转印型喷墨打印设备中的转印体可以定义为暂时地保持墨图像的介质。

在下文中，将描述本实施方案的喷墨打印设备。

(转印型喷墨打印设备)

图1为示出本实施方案的转印型喷墨打印设备3100的概略构成的一个实例的示意图。该打印设备为通过将墨图像经由转印体3101转印至打印介质3108来制造打印物的单片式喷墨打印设备。在本实施方案中，X方向、Y方向(纸面前后方向)和Z方向分别指喷墨打印设备3100的宽度方向(全长方向)、深度方向和高度方向。打印介质3108沿X方向输送。

图2示出了具有变更为带形状的转印体3201的转印型喷墨打印设备3200。反应液施加设备3203、墨施加设备3204、吸收包含在第一图像中的液体组分的液体吸收设备3205、转印用按压构件3206和打印介质3208的输送设备3207与图1的那些具有同样的构成，因此省略说明。

与鼓形状的转印体3101相比，带形状的转印体3201可以具有更小的热容量并且便于控制温度的升高和下降。附图标记3210表示将转印体3201压靠转印用按压构件3206的对向辊。转印单元3211由按压构件3206和对向辊3210构成。对向辊3210也可以用作加热构件3010。转印位置不限于图2的位置，并且可以通过使用面向加热构件3010的支承构件3202作为对向辊来进行转印。其它构成与图1的那些几乎相同，因此将在以下描述图1.

图1的转印型喷墨打印设备3100包括由支承构件3102支承的转印体3101。该设备还包括：将包含作为墨增稠用反应性组分的酸的反应液施加至转印体3101上的反应液施加单元(反应液施加设备3103)；和包括将包含水性液体介质和着色材料的墨施加至施加有反应液的转印体3101上的液体喷射头3(图5)的墨施加单元(墨施加设备3104)。这在转印体上形成包含水性液体组分和着色材料的第一图像(墨图像)。反应液施加单元和墨施加单元也统称为图像形成单元。在图像形成单元的下游，所述设备包括：包括具有与第一图像接触从而从第一图像中吸收至少一部分液体组分来形成第二图像的多孔体的液体吸收构件的液体吸收单元；和将第二图像转印至打印介质的转印单元。具体地，所述设备具有：从转印体上的墨图像吸收液体组分的液体吸收设备3105；和包括将转印体上的已除去液体组分的墨图像转印至例如纸等打印介质3108上的转印用按压构件3106的转印单元。如果必要，转印型喷墨打印设备3100可以具有在转印之后清洁转印体3101的表面的转印体清洁构件3109。当然，转印体3101、反应液施加设备3103、墨施加设备3104的液体喷射头3、液体吸收设备3105和转印体清洁构件3109沿Y方向各自具有足以适应所使用的打印介质3108的长度。

转印体3101沿由图1的箭头A指示的方向围绕支承构件3102的旋转轴旋转。转印体3101通过支承构件3102的该旋转移动。反应液和墨分别通过反应液施加设备3103和墨施加设备3104顺次施加至移动的转印体3101上，从而在转印体3101上形成墨图像。通过转印体3101的移动，使在转印体3101上形成的墨图像移动至墨图像与液体吸收设备3105的液体吸收构件3105a接触的位置。

转印体3101和液体吸收设备3105与转印体3101的旋转同步移动。在转印体3101上形成的墨图像经历与该移动的液体吸收构件3105a的接触。在该接触期间，液体吸收构件3105a从转印体上的墨图像除去液体组分。在该接触状态下，特别地，优选的是可以将液体吸收构件3105a以预定的按压力压靠转印体3101，由此使液体吸收构件3105a有效地起作用。

将从不同的观点描述液体组分的除去。该除去也可以解释为将构成形成在转印体上的图像的墨浓缩。墨的浓缩意指例如包含在墨中的着色材料或树脂等固成分与液体组分的含量比随着包含在墨中的液体组分的量的减少而增加。

然后，已除去液体组分的液体除去后的墨图像与液体除去前的墨图像相比变为墨浓缩状态并且通过转印体3101使其进一步移动至与通过打印介质输送设备3107输送的打印介质3108接触的转印单元3111。图1示出了其中在转印单元3111的上游侧将墨图像和转印体通过加热设备3010(对应于图2的加热构件)加热的构成，但是该操作不是必须的。同样地，设置在转印之后将转印体3101的表面冷却的冷却设备3209，但不是必须的。同时，设置在转印之后清洁转印体3101的表面的清洁辊3011。当在液体除去后的墨图像与打印介质3108接触的同时，按压构件3106按压转印体3101从而将墨图像转印至打印介质3108上。由此转印至打印介质3108上的墨图像为液体除去前的墨图像和液体除去后的墨图像的反转图像。

在本实施方案中，未与墨反应的反应液残留在其中没有由墨形成图像的非图像区域，这是因为在施加反应液、随后施加墨之后在转印体上形成图像。在该设备中，液体吸收构件3105a通过接触不仅从图像中、还从未反应的反应液中除去反应液的液体组分。

因此，上述短语“从图像除去液体组分”不限制性地意指仅从图像除去液体组分，并且用于意指可以至少从转印体上的图像除去液体组分。

对液体组分不特别限定，只要液体组分具有流动性并且具有几乎恒定的体积而不具有给定的形状即可。

液体组分的实例包括包含在墨或反应液中的水和有机溶剂。

以下将描述本实施方案的转印型喷墨打印设备的各构成。

<转印体>

转印体3101具有包括图像形成面的表面层。各种材料如树脂和陶瓷可以适当地用作表面层的构件，并且在耐久性等方面，可以优选使用具有高的压缩弹性模量的材料。其具体实例包括丙烯酸系树脂、丙烯酸系硅酮树脂、含氟树脂和通过使水解性有机硅化合物缩合获得的缩合物。为了改善反应液的润湿性和转印性等，可以将所使用的材料进行表面处理。表面处理的实例包括火焰处理、电晕处理、等离子体处理、研磨处理、粗糙化处理、活性能量线照射处理、臭氧处理、表面活性剂处理和硅烷偶联处理。可以将这些处理中的多种组合。另外，表面层可以设置有任意的表面形状。

转印体还可以具有有吸收压力波动的功能的压缩层。由此设置的压缩层可以吸收变形、分散局部的压力波动并且即使在高速打印时也维持有利的转印性。压缩层的构件的实例包括丙烯腈-丁二烯橡胶、丙烯酸系橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶和硅橡胶。当成形时，橡胶材料可以与预定量的硫化剂和硫化促进剂等混合并且如果必要可以进一步与发泡剂或例如中空细颗粒或食盐等填料混合，并且可以优选使用所得多孔材料。结果，对于各种压力波动，气泡部分随体积变化而被压缩。因此，多孔材料沿除了压缩方向以外的方向变形较小。因此，可以获得更稳定的转印性和耐久性。多孔橡胶材料具有其中各气孔彼此连续的连续气孔结构和其中各气孔彼此独立的独立气孔结构。在本发明中，可以使用任何结构，并且这些结构可以组合使用。

转印体可以在表面层与压缩层之间进一步具有弹性层。各种材料如树脂和陶瓷可以适当地用作弹性层的构件。在加工特性等方面可以优选使用各种弹性体材料或橡胶材料。其具体实例包括氟硅橡胶、苯基硅橡胶、含氟橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、天然橡胶、苯乙烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙烯/丙烯/丁二烯共聚物和丁腈橡胶。特别地，由于其小的压缩永久变形，在尺寸稳定性和耐久性方面可以优选使用硅橡胶、氟硅橡胶和苯基硅橡胶。由于其由温度引起的弹性模量的变化小，因此在转印性方面也可以使用这些橡胶。

各种粘接剂或双面胶带可以在构成转印体的各层(表面层、弹性层和压缩层)之间用于固定或保持所述各层。另外，为了在设备中安装转印体时抑制横向伸长或保持强度，可以设置具有高的压缩弹性模量的补强层。可选地，织布可以用作补强层。可以通过任意地组合由上述材料制成的层来制备转印体。

转印体的尺寸可以根据目标打印图像尺寸任意地选择。转印体的形状的实例具体包括但不特别限于片状、辊状、带状和无端网状。

<支承构件>

转印体3101支承在支承构件3102上。各种粘接剂或双面胶带可以用于转印体的支承方法。可选地，可以将由例如金属、陶瓷或树脂等材料制成的安装用构件安装至转印体并且由此用于在支承构件3102上支承转印体。

从其输送精度和耐久性的观点，要求支承构件3102具有一定程度的结构强度。金属、陶瓷和树脂等可以优选用作支承构件的材料。特别地，除了在转印时可以耐受加压的刚性和尺寸精度以外，铝、铁、不锈钢、缩醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚氨酯、二氧化硅陶瓷或氧化铝陶瓷可以优选用于在操作条件下减小惯性和改善控制的响应性。可选地，这些材料可以组合使用。

<反应液施加设备>

本实施方案的喷墨打印设备具有将反应液施加至转印体3101的反应液施加设备3103。图1的反应液施加设备3103示出为具有容纳反应液的反应液贮存部3103a和将反应液贮存部3103a中的反应液施加至转印体3101上的反应液施加构件3103b和3103c的凹版胶印辊。

反应液施加设备可以为可以将反应液施加至转印体3101上的任何设备，并且可以适当地使用常规已知的各种设备。其具体实例包括凹版胶印辊、喷墨头、模涂设备(模涂机)和刮涂设备(刮涂机)。反应液通过反应液施加设备的施加可以在墨的施加之前或之后进行，只要反应液可以在转印体上与墨混合(反应)即可。优选在墨的施加之前施加反应液。在墨的施加之前施加反应液还可以在基于喷墨系统的图像打印期间抑制渗出(相邻地施加的墨滴的混合)和成珠(先着落的墨滴对后着落的墨滴的吸引)。

<反应液>

反应液通过与墨接触使墨中的包含阴离子性基团的组分(树脂和自分散颜料等)附聚，并且包含反应物。反应物的实例可以包括例如多价金属离子和阳离子性树脂等阳离子性组分、和有机酸。

多价金属离子的实例包括：二价金属离子如Ca²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺和Zn²⁺；和三价金属离子如Fe³⁺、Cr³⁺、Y³⁺和Al³⁺。由多价金属离子与阴离子的键合构成的多价金属盐(其可以为水合物)可以用于使反应液包含多价金属离子。阴离子的实例可以包括：无机阴离子如Cl^-、Br^-、I^-、ClO^-、ClO₂ ^-、ClO₃ ^-、ClO₄ ^-、NO₂ ^-、NO₃ ^-、SO₄ ^2-、CO₃ ^2-、HCO₃ ^-、PO₄ ^3-、HPO₄ ^2-和H₂PO₄ ^-；和有机阴离子如HCOO^-、(COO^-)₂、COOH(COO^-)、CH₃COO^-、C₂H₄(COO^-)₂、C₆H₅COO^-、C₆H₄(COO^-)₂和CH₃SO₃ ^-。在使用多价金属离子作为反应物的情况下，其按反应液中的多价金属盐换算的含量(质量％)相对于反应液的总质量优选为1.00质量％以上且10.00质量％以下。

包含有机酸的反应液在酸性区域(小于pH 7.0，优选pH 2.0至5.0)具有缓冲能力并且由此使得墨组分的阴离子性基团为酸型用于附聚。有机酸的实例可以包括：例如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乙醇酸、乳酸、水杨酸、吡咯羧酸、呋喃羧酸、吡啶甲酸、烟酸、噻吩羧酸、乙酰丙酸和香豆酸等单羧酸及其盐；例如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、马来酸、富马酸、衣康酸、癸二酸、邻苯二甲酸、苹果酸和酒石酸等二羧酸及其盐和氢盐；例如柠檬酸和偏苯三酸等三羧酸及其盐和氢盐；和例如苯均四酸等四羧酸及其盐和氢盐。

阳离子性树脂的实例可以包括具有伯至叔胺结构的树脂和具有季铵盐结构的树脂。其具体实例可以包括具有乙烯基胺、烯丙基胺、乙烯基咪唑、乙烯基吡啶、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、乙烯亚胺或胍结构的树脂。为了提高在反应液中的溶解性，阳离子性树脂可以与酸性化合物组合使用或可以进行季铵化处理。在使用阳离子性树脂作为反应物的情况下，反应液中的阳离子性树脂的含量(质量％)相对于反应液的总质量优选为1.00质量％以上且10.00质量％以下。

除了反应液中的反应物以外的组分，可以同样地使用列举为可以用于后述的墨的组分的水、水溶性有机溶剂和其它添加剂等。

<墨施加设备>

本实施方案的喷墨打印设备具有将墨施加至转印体3101的墨施加设备3104。在转印体上，将反应液与墨混合从而通过反应液和墨形成墨图像。然后，通过液体吸收设备3105从墨图像吸收液体组分。

在本实施方案中，如图5中所示，包括液体喷射头3的液体喷射设备1000用作施加墨的墨施加设备。液体喷射头的实例包括通过使用热电转换器在墨中形成由膜沸腾产生的气泡将墨排出的形式、通过机电转换器将墨排出的形式、和通过利用静电将墨排出的形式。特别地，从高速和高密度印刷的观点，适合使用利用热电转换器的形式。在附图中，响应于图像信号向各位置以必要的量施加墨。

在本实施方案中，液体喷射头为沿Y方向延伸的实线头，并且在覆盖具有最大可能尺寸的打印介质的图像打印区域的宽度的范围内排列喷嘴。喷墨头在其下面(转印体3101侧)具有其中喷嘴开口的墨排出面。墨排出面经由微小间隙(约数mm)面向转印体3101的表面。

墨施加量可以表现为图像浓度值和墨厚度等。在本实施方案中，墨施加量(g/m²)定义为通过将各墨点的质量乘以所施加的墨点的个数并且将所得值除以打印面积来确定的平均值。从除去墨中的液体组分的观点，图像区域中的最大墨施加量是指在用作排出接收介质的信息的区域内对至少5mm²以上的面积的墨施加量。

为了将各彩色墨施加至转印体上，墨施加设备3104可以具有多个液体喷射头。在使用例如黄色墨、品红色墨、青色墨和黑色墨形成各彩色图像的情况下，墨施加设备具有分别将这4种类型的墨排出至转印体上的四个液体喷射头，并且这些液体喷射头沿X方向配置。

墨施加设备还可以包括将不含着色材料或以非常低的比例包含着色材料的基本上透明的无色墨排出的液体喷射头。该透明墨可以用于与反应液和彩色墨一起形成墨图像。例如，该透明墨可以用于改善图像的光泽性。可以适当地调节待包含在其中的树脂组分从而产生在转印之后的图像的光泽感。此外，可以控制透明墨的排出位置。由于更期望的是该透明墨在最终打印物中应当比彩色墨更靠近表面层，因此转印型打印设备构成为以使透明墨在彩色墨之前施加至转印体3101上。因此，透明墨用液体喷射头可以沿面向墨施加设备3104的转印体3101的移动方向在彩色墨用液体喷射头的上游侧配置。

除了光泽目的以外，透明墨可以用于改善从转印体3101至打印介质的图像转印性。例如，将与彩色墨相比更富含发挥粘着性的组分的透明墨施加至彩色墨，并且由此将透明墨用作施加至转印体3101上的转印性改善液。例如，在沿面向墨施加设备3104的转印体3101的移动方向、在彩色墨用液体喷射头的下游侧配置用于改善转印性的透明墨用液体喷射头。通过将彩色墨施加至转印体3101上然后将透明墨施加至由此施加有彩色墨的转印体上，使透明墨位于墨图像的最上表面。在墨图像通过转印单元3111向打印介质的转印中，墨图像的表面上的透明墨以一定程度的粘着力粘着至打印介质3108。这便于在液体除去之后的墨图像向打印介质3108的移动。

后文将提及液体喷射头的细节。

<墨>

以下将描述根据本实施方案的墨的各组分。

(着色材料)

颜料或染料可以用作着色材料。墨中的着色材料的含量相对于墨的总质量优选为0.5质量％以上且15.0质量％以下，更优选1.0质量％以上且10.0质量％以下。

颜料的具体实例可以包括：无机颜料如炭黑和氧化钛；以及有机颜料如偶氮系、酞菁系、喹吖啶酮系、异吲哚啉酮系、咪唑啉酮系、二酮基吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)系和二噁嗪系颜料。

例如，使用树脂作为分散剂的树脂分散颜料或包含键合至颜料颗粒表面的亲水性基团的自分散颜料可以用于颜料分散体系。另外，可以使用例如包含化学地结合至颜料的颗粒表面的含有树脂的有机基团的树脂结合型颜料，或颜料的颗粒表面涂覆有树脂等的微胶囊颜料。

能够通过阴离子性基团的作用将颜料分散至水性介质中的树脂分散剂可以优选用作用于将颜料分散至水性介质中的树脂分散剂。如后述的树脂可以适当地用作树脂分散剂。可以更适当地使用水溶性树脂。颜料的含量(质量％)相对于树脂分散剂的含量的质量比(颜料/树脂分散剂)可以为0.3倍以上且10.0倍以下。

包含直接或经由其它原子团(-R-)键合至颜料的颗粒表面的阴离子性基团如羧酸基团、磺酸基团或膦酸基团的颜料可以用作自分散颜料。阴离子性基团可以为酸型和盐型中的任一种。盐型阴离子性基团可以处于部分解离状态和完全解离状态中的任一种状态。用作用于盐型阴离子性基团的抗衡离子的阳离子的实例可以包括：碱金属阳离子、铵阳离子和有机铵阳离子。其它原子团(-R-)的具体实例可以包括：具有1至12个碳原子的直链或支链亚烷基、例如亚苯基和亚萘基等亚芳基；羰基；亚氨基；酰胺基；磺酰基；酯基；和醚基。可以使用组合包含这些基团的基团。

具有阴离子性基团的染料可以优选用作染料。染料的具体实例可以包括偶氮系、三苯甲烷系、(氮杂)酞菁系、呫吨系和蒽吡啶酮系染料。

(树脂)

墨可以包含树脂。墨中的树脂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为0.1质量％以上且20.0质量％以下，更优选0.5质量％以上且15.0质量％以下。

出于例如以下原因可以将树脂添加至墨中：(i)使颜料的分散状态稳定，即，上述树脂分散剂或其辅助(assistance)；和(ii)改善待打印的图像的各种特性。树脂的形式的实例可以包括嵌段共聚物、无规共聚物、接枝共聚物和其组合。另外，树脂可以处于在水性介质中作为水溶性树脂溶解的状态或可以处于在水性介质中作为树脂颗粒分散的状态。树脂颗粒不必须内含着色材料。

在本发明中，对于树脂的术语“水溶性”意指当将树脂用与其酸值相当的碱中和时，不形成具有通过动态光散射法可测量的粒径的颗粒。树脂是否为水溶性的可以根据以下给出的方法来确定。首先，提供包含用与酸值相当的碱(氢氧化钠和氢氧化钾等)中和的树脂的液体(树脂固成分：10质量％)。随后，将提供的液体用纯水稀释10倍(基于体积)从而制备样品溶液。然后，通过动态光散射法测量样品溶液中的树脂的粒径。在该情况下，当无法测量具有粒径的颗粒时，可以确定树脂为水溶性的。用于该测量的条件可以设定为例如调零：30秒、测量次数：3次和测量时间：180秒。例如，基于动态光散射法的粒径分析仪(例如，商品名“UPA-EX150”，由Nikkiso Co.,Ltd.制造)可以优选用作粒径分布测量设备。当然，所使用的粒径分布测量设备和测量条件等不限于上述那些。

树脂的酸值对于水溶性树脂优选为100mg KOH/g以上且250mg KOH/g以下并且对于树脂颗粒更优选为5mg KOH/g以上且100mg KOH/g以下。树脂的重均分子量对于水溶性树脂优选为3,000以上且15,000以下并且对于树脂颗粒更优选为1,000以上且2,000,000以下。树脂颗粒的通过动态光散射法(测量条件与以上相同)测量的体积平均粒径优选为100nm以上且500nm以下。

树脂的实例可以包括丙烯酸系树脂、聚氨酯系树脂和烯烃系树脂。特别地，可以优选使用丙烯酸系树脂或聚氨酯系树脂。

具有亲水性单元和疏水性单元作为构成单元的树脂可以优选用作丙烯酸系树脂。其中，可以优选使用具有源自(甲基)丙烯酸的亲水性单元与源自具有芳香环的单体和(甲基)丙烯酸酯系单体中的至少一种的疏水性单元的树脂。特别地，可以优选使用具有源自(甲基)丙烯酸的亲水性单元与源自苯乙烯和α-甲基苯乙烯单体中的至少一种的疏水性单元的树脂。这些树脂容易与颜料发生相互作用并且因此可以合适地用作用于分散颜料的树脂分散剂。

亲水性单元为具有亲水性基团如阴离子性基团的单元。例如可以通过使具有亲水性基团的亲水性单体聚合来形成亲水性单元。具有亲水性基团的亲水性单体的具体实例可以包括具有羧酸基团如(甲基)丙烯酸、衣康酸、马来酸或富马酸基团的酸性单体，和例如这些酸性单体的酸酐或盐等阴离子性单体。构成酸性单体的盐的阳离子的实例可以包括离子如锂离子、钠离子、钾离子、铵离子和有机铵离子。疏水性单元为不具有亲水性基团如阴离子性基团的单元。例如可以通过使不具有亲水性基团如阴离子性基团的疏水性单体聚合来形成疏水性单元。疏水性单体的具体实例可以包括：具有芳香环的单体如苯乙烯、α-甲基苯乙烯和(甲基)丙烯酸苄酯；和(甲基)丙烯酸酯系单体如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯和(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯。

例如可以通过使多异氰酸酯与多元醇反应来获得聚氨酯系树脂。可选地，聚氨酯系树脂可以通过与扩链剂的进一步反应来获得。烯烃系树脂的实例可以包括聚乙烯和聚丙烯。

(水性液体介质)

墨可以包含作为水或水和水溶性有机溶剂的混合溶剂的水性液体介质。去离子水或离子交换水可以优选用作水。水性墨中的水的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为50.0质量％以上且95.0质量％以下。水性墨中的水溶性有机溶剂的含量(质量％)相对于墨的总质量优选为3.0质量％以上且50.0质量％以下。可用于喷墨墨的任何的醇类、(聚)亚烷基二醇类、乙二醇醚类、含氮化合物类和含硫化合物类等可以用作水溶性有机溶剂。

当将包含在墨中的着色材料或着色材料和树脂组分的总质量(固成分)定义为1时，水性液体介质的总质量优选为1以上。

(其它添加剂)

除了上述组分以外，如果必要，墨可以包含各种添加剂如消泡剂、表面活性剂、pH调节剂、粘度调节剂、防锈剂、防腐剂、防霉剂、抗氧化剂和还原抑制剂。

<液体吸收设备>

在本实施方案中，液体吸收设备3105具有液体吸收构件3105a和将液体吸收构件3105a压靠转印体3101上的墨图像的液体吸收用按压构件3105b。对液体吸收构件3105a和按压构件3105b的形状不特别限定。例如，如图1中所示，该设备可以有具有圆柱形状的按压构件3105b和具有带形状的液体吸收构件3105a并且构成为以使圆柱形状的按压构件3105b将带形状的液体吸收构件3105a压靠转印体3101。可选地，所述设备可以有具有圆柱形状的按压构件3105b和具有形成在圆柱形状的按压构件3105b的周面上的圆筒形状的液体吸收构件3105a并且构成为以使圆柱形状的按压构件3105b将圆筒形状的液体吸收构件3105a压靠转印体。

在本实施方案中，考虑到喷墨打印设备内的空间等，液体吸收构件3105a优选具有带形状。

具有这样的带形状的液体吸收构件3105a的液体吸收设备3105可以具有张紧液体吸收构件3105a的张紧构件。在图1中，附图标记3105c表示作为张紧构件的张紧辊。在图1中，作为与张紧辊同样地旋转的辊构件，示出按压构件3105b，但是不限于此。

在液体吸收设备3105中，使具有多孔体的液体吸收构件3105a通过按压构件3105b与墨图像压接以使包含在墨图像中的液体组分被吸收至液体吸收构件3105a从而降低液体组分的量。作为用于减少墨图像中的液体组分的量的方法，除了使所述墨图像与液体吸收构件接触的该系统以外，可以组合其它常规使用的各种方法，例如基于加热的方法、吹送低湿度空气的方法和降低压力的方法。可选地，可以通过将这些方法应用至具有降低的量的液体组分的在液体除去之后的墨图像来进一步降低液体组分的量。

<液体吸收构件>

在本实施方案中，通过与具有多孔体的液体吸收构件接触的吸收从液体除去之前的墨图像除去至少一部分液体组分，从而降低墨图像中的液体组分的含量。当将液体吸收构件的与墨图像的接触面定义为第一面时，在第一面上配置多孔体。具有这样的多孔体的液体吸收构件优选具有能够通过如下循环来吸收液体的形状，所述循环包括随着排出接收介质的移动连动地移动、与墨图像接触、然后以预定的周期与另一液体除去之前的墨图像再接触。所述形状的实例包括无端带形状和鼓形状。

(多孔体)

具有比第二面(其与第一面相对)侧的平均孔径小的第一面侧的平均孔径的多孔体可以优选用作根据本实施方案的液体吸收构件的多孔体。为了抑制墨中的着色材料对多孔体的附着，孔径优选为小的。至少与图像接触的第一面侧的多孔体的平均孔径优选为10μm以下。在本实施方案中，平均孔径是指在第一面或第二面的表面上的平均直径并且可以通过本领域公知的手段例如压汞法、氮吸附法或SEM图像观察来测量。

为了获得均一地高的透气性，多孔体优选具有薄的厚度。透气性可以通过由JISP8117规定的Gurley值表示。Gurley值优选为10秒以下。

然而，薄的多孔体无法充分地确保用于吸收液体组分的必要的容量。因此，多孔体可以具有多层构成。在液体吸收构件中，与墨图像接触的层具有多孔体，并且可以不与墨图像接触的层可以不具有多孔体。

接下来，将描述其中多孔体具有多层构成的一个实施方案。在该描述中，将与墨图像接触的层定义为第一层，并且将位于与第一层的墨图像接触面相对的面上的层定义为第二层。多层构成也按照从第一层起的层叠顺序表示。在本说明书中，第一层也称为“吸收层”，并且第二层以上的层也称为“支承层”。

[第一层]

在本实施方案中，对第一层的材料不特别限定，并且可以优选使用任何的对水的接触角小于90°的亲水性材料和对水的接触角为90°以上的拒水性材料。

亲水性材料优选选自例如单一材料如纤维素和聚丙烯酰胺、和其复合材料。可选地，下述拒水性材料可以在其表面的亲水化处理之后使用。亲水化处理的实例包括例如溅射蚀刻法、放射线或H₂O离子照射和准分子(紫外线)激光照射等方法。

亲水性材料对水的接触角优选为60°以下。亲水性材料具有通过毛细管力吸取液体特别是水的效果。

另一方面，为了抑制着色材料的附着和提高清洁性，第一层的材料优选为具有低的表面自由能的拒水性材料，特别是氟树脂。氟树脂的具体实例包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氯乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、全氟烷氧基氟树脂(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)、乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE)和乙烯氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)。如果必要，可以优选使用这些树脂的一种或两种以上。第一层可以构成为层压多个膜。拒水性材料很少具有通过毛细管力吸取液体的效果并且在与图像第一次接触时会需要时间来吸取液体。因此，第一层可以渗入有对第一层的接触角小于90°的液体。该液体可以通过用此涂布液体吸收构件的第一面而渗入至第一层中。优选的是通过将水与表面活性剂或对第一层具有低接触角的液体混合来制备该液体。

在本实施方案中，第一层的膜厚度优选为50μm以下。膜厚度更优选为30μm以下。在本实施方案的实施例中，通过使用直进式测微计OMV_25(由Mitutoyo Corp.制造)在任意的10点处测量膜厚度并且计算其平均值来获得膜厚度。

第一层可以通过本领域公知的薄膜多孔膜的制造方法来制造。例如可以通过使用树脂材料借助例如挤出成形等方法来获得片状物、然后将片状物拉伸至预定的厚度来获得第一层。可选地，可以通过将例如石蜡等增塑剂添加至挤出成形时的材料并且在拉伸期间通过加热等除去增塑剂来获得多孔膜。可以通过适当地调节增塑剂的添加量和拉伸倍率等来调节孔径。

[第二层]

在本实施方案中，第二层优选为具有透气性的层。这样的层可以为树脂纤维的无纺布或织物。对第二层的材料不特别限定并且优选为对第一液体的接触角与第一层相同或更小的材料从而防止吸收至第一层的液体的逆流。具体地，第二层的材料可以优选选自单一材料如聚烯烃(聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等)、聚氨酯、例如尼龙等聚酰胺、聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等)、和聚砜(PSF)、及其复合材料。第二层优选为与第一层相比具有更大的孔径的层。

[第三层]

在本实施方案中，具有多层结构的多孔体可以具有3层以上的构成并且不受限制。三层(也称为第三层)以上的层，从刚性的观点优选为无纺布。可以使用与第二层相同的材料。

[其它材料]

除了具有如上所述的层压结构的多孔体以外，液体吸收构件可以具有增强液体吸收构件的侧面的增强构件。另外，液体吸收构件可以具有通过连接沿长的片形状的多孔体的长度方向的端部来制备带状构件的接合构件。非多孔的带材料可以优选用作这样的材料并且可以配置在不与图像接触的位置或周期。

[多孔体的制造方法]

对用于通过将第一层和第二层层压来形成多孔体的方法不特别限定。第一层和第二层可以仅仅彼此重叠或可以使用例如粘接剂层压或热层压等方法彼此粘接。在本实施方案中，从透气性的观点，可以优选使用热层压。可选地，例如，第一层或第二层的一部分可以通过加热而熔融，用于粘接剂层压。可以使熔着材料如热熔融粉末插入在第一层与第二层之间，将所述第一层与第二层通过加热彼此依次粘接层压。在将第三层以上的层层压的情况下，可以将这些层一次性层压或者可以顺次层压。适当地选择层压的顺序。

包括在将夹持在加热的辊之间的多孔体加压的同时加热多孔体的层压方法可以优选用于加热步骤。

在下文中，将详细地描述液体吸收设备3105的各种条件和构成。

(预处理)

在本实施方案中，具有多孔体的液体吸收构件3105a在与墨图像接触之前可以通过将处理液施加至液体吸收构件的预处理单元(未在图1和2中示出)来预处理。用于本实施方案的处理液优选包含水和水溶性有机溶剂。水优选为通过离子交换等除去离子的水。对水溶性有机溶剂的种类不特别限定，并且可以优选使用本领域公知的任何有机溶剂如乙醇或异丙醇。在用于本实施方案的液体吸收构件的预处理中，对施加方法不特别限定，并且可以优选使用浸渍或液滴滴下。

(加压条件)

在与转印体上的墨图像接触时液体吸收构件的压力，即，对转印体的接触压力优选为2.9N/cm²(0.3kgf/cm²)以上，这是因为墨图像中的液体组分的固液分离可以在较短的时间内实现并且可以将液体组分从墨图像除去。接触压力更优选为9.8N/cm²以上(1kgf/cm²以上)，进一步优选19.6N/cm²以上(2kgf/cm²以上)。在本说明书中，液体吸收构件的压力是指在排出接收介质与液体吸收构件之间的辊隙压力并且为通过使用表面压力分布传感器(“I-SCAN”，由Nitta Corp.制造)进行表面压力测量并将加压区域中的负荷除以面积来计算的值。

(作用时间)

为了进一步抑制墨图像中的着色材料对液体吸收构件的附着，液体吸收构件3105a与墨图像接触的作用时间优选在50ms以内。在本说明书中，通过在上述表面压力测量中将沿转印体的移动方向的压力感知宽度除以转印体的移动速度来计算作用时间。在下文中，该作用时间称为液体吸收辊隙时间。

以此方式，在转印体3101上形成其中液体组分的量通过吸收液体组分而减少的墨图像。

<加热设备>

将转印体3101上的在液体吸收之后的墨图像(第二图像)通过设置在加热单元中的加热设备3010加热。残留在第二图像中的液体组分的量可以通过第二图像的加热进一步降低从而促进第二图像的涂膜形成。

当墨包含通过加热软化或通过熔融形成涂膜的树脂组分时，将第二图像借助加热设备3010通过加热来软化并且由此显示改善的对打印介质的粘接性。在该状态下，例如，将第二图像在树脂组分的玻璃化转变温度以上的温度条件下通过与打印介质接触粘接至具有低温的打印介质。因此，可以获得有利的转印性。将粘接至打印介质的图像通过进一步冷却来固化和固定化，同时还可以改善图像的坚牢性。

本领域公知的任何加热源适用于图1的加热设备3010，并且辐射加热用加热源由于其良好的加热效率而可以优选使用。使用各种灯作为辐射加热用加热源，并且红外线加热器如卤素灯由于其高的加热效率而可以优选使用。另外，用作将辐射热从加热源导向转印体的辐射热反射单元的反射镜可以优选进一步用于有效地将辐射热引导至转印体。

加热设备3010构成为以使各自具有卤素灯和反射镜作为一对的多个辐射加热源沿转印体3101的旋转方向配置。所使用的卤素灯和反射镜由Fintech-Tokyo制造。卤素灯的最大输出为10×10³W/m，并且所使用的反射镜为具有镜面抛光的表面的铝抛物面镜。该抛物面镜具有包括将加热源连接至转印体3101的最短线的抛物面形状的截面。

卤素灯和反射镜略长于转印体3101的总宽度(沿圆筒状支承构件3102的旋转轴方向，即，沿图1的纸面的深度方向的宽度)。该构成可以加热转印体3101的总宽度。将多个卤素灯连接至电源(未示出)并且使辐射通量(radiant flux)由用于每个单独的加热源的电力的供给来控制。来自各加热源的辐射通量的控制通过辐射通量控制器来进行。

<转印单元>

转印单元3111通过转印用按压构件3106将转印体3101上的第二图像压靠通过打印介质输送单元3107输送的打印介质3108，并且由此将第二图像转印至打印介质上。在通过液体吸收构件除去包含在转印体上的图像中的液体组分之后，将图像通过加热单元加热并且转印至打印介质。所得打印图像可以确保涂布性和与打印介质的密合性，同时还可以抑制卷曲和起皱等。

从打印介质输送精度和耐久性的观点，按压构件3106需要具有一定程度的结构强度。金属、陶瓷和树脂等可以优选用作按压构件的材料。特别地，除了可以耐受转印时的加压的刚性和尺寸精度以外，为了降低在操作条件下的惯性和改善控制的响应性，可以优选使用铝、铁、不锈钢、缩醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚氨酯、二氧化硅陶瓷或氧化铝陶瓷。可选地，这些材料可以组合使用。

对将转印体3101上的图像压靠打印介质的时间不特别限定，并且为了有利地进行转印而不损害转印体的耐久性，优选为5ms以上且100ms以下。根据本实施方案的加压时间是指打印介质3108与转印体3101彼此接触的时间并且为通过使用表面压力分布传感器(产品名：I-SCAN，由Nitta Corp.制造)进行表面压力测量并将沿加压区域的输送方向的长度除以输送速度计算的值。

对用于将转印体3101上的第二图像压靠打印介质的压力不特别限定，并且为了有利地进行转印而不损害转印体的耐久性，优选为9.8N/cm²(1kgf/cm²)以上且294.2N/cm²(30kgf/cm²)以下。根据本实施方案的压力是指在打印介质3108与转印体3101之间的辊隙压力并且为通过使用表面压力分布传感器进行表面压力测量并将加压区域中的负荷除以面积计算的值。

为了将转印体3101上的第二图像转印至打印介质3108，对在通过按压构件3106按压时的温度不特别限定并且优选为包含在墨中的树脂组分(如果有的话)的玻璃化转变点或软化点以上。对于转印期间的加热，可以优选使用包括加热转印体3101上的第二图像、转印体3101和打印介质3108的加热设备的形式。

按压构件3106的形状的实例包括但不特别限于辊形状。

<液体喷射头>

在下文中，将参考附图描述本实施方案的液体喷射头。然而，以下描述不限制本发明的范围。作为一个实例，在本实施方案中采用通过使用加热器元件作为产生用于将液体排出的能量的元件来产生气泡从而将液体排出的热系统。然而，本发明可以应用至作为产生能量的元件的不是热能系统(例如，压电系统和各种其它液体喷射系统)的液体喷射头。

本实施方案的液体打印设备(打印设备)为使液体如墨在罐与液体喷射头之间循环的形式。然而，在本发明中也可以采用其它形式，只要墨可以在压力室的内部与压力室的外部之间交换即可。这些形式统称为循环。代替液体在罐与液体喷射头之间的循环，例如可以采用以下形式：其中在液体喷射头的上游侧和下游侧分别设置两个罐，并且墨从其中一个罐向另一个罐流动从而引起墨在压力室内的流动。

(基本构成)

在本实施方案中，每种颜色可以优选使用的喷射口阵列数例如为20列(图12A)。因此，打印数据适当地分布至多个喷射口阵列以用于打印。结果，实现了非常高的速度的打印。即使存在不能喷射的喷射口，也通过借助位于对应于打印介质的输送方向的位置的不同的列的喷射口来补偿所述不能喷射的喷射口来改善可靠性。因此，该构成适用于商业印刷等。

(循环路径的描述)

图5为示出应用至本实施方案的打印设备的用于液体喷射设备1000的循环路径的示意图。构成负压控制单元230的两个压力调节机构二者均为将负压控制单元230的上游侧的压力控制为以期望的设定压力为中心在给定范围内波动的机构(具有与所谓“背压调节器”相同的作用的机构组件)。第二循环泵1004用作在负压控制单元230的下游侧降低压力的负压源。第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002配置在液体喷射头的上游侧，并且负压控制单元230配置在液体喷射头的下游侧。这些控制单元实施打印控制器3303的一部分功能。

即使流量在通过液体喷射头3进行打印时由于打印任务(duty)的变化而波动，负压控制单元230也起作用，使其上游侧(即，在液体喷射单元300侧)的压力波动以预定的设定压力为中心在给定的范围内稳定。如图5中所示，在负压控制单元230的下游侧的区域可以经由液体供给单元220通过第二循环泵1004按压。这可以抑制缓冲罐1003的水头压力对液体喷射头3的影响并且因此可以在液体喷射设备1000中扩大缓冲罐1003的布局的选择范围。代替第二循环泵1004，例如，以与负压控制单元230不同的预定水头配置的水头罐也是可适用的。作为子罐(sub-tank)的缓冲罐1003连接至主罐1006并且包括大气连通开口(未示出)从而使罐的内部与外部连通，由此可以将在墨内部的气泡排出至外部。补充泵1005设置在缓冲罐1003与主罐1006之间。在墨在打印操作和抽吸收集操作中从液体喷射头3的喷射开口通过墨的喷射(排出)而消耗之后，补充泵1005将墨从主罐1006输送至缓冲罐1003。

如图5中所示，负压控制单元230包括分别设定为彼此不同的控制压力的两个压力调节机构。这两个负压调节机构中，高压侧(由图5中的H表示)和低压侧(由图5中的L表示)经由液体供给单元220的内部分别连接至液体喷射单元300内的共用供给流路211和共用回收流路212。两个负压调节机构将共用供给流路211的压力设定至相对高于共用回收流路212的压力以使墨经由每个单独的流路213(213a、213b)和各打印元件基板10的内部流路(图5的箭头)从共用供给流路211流入共用回收流路212中。

(液体喷射头构成的描述)

将描述液体喷射头3的构成。图6A和6B各自为根据本实施方案的液体喷射头3的透视图。液体喷射头3为能够使用一种颜色的液体打印的线型喷墨打印头，其包括沿液体喷射头3的长度方向直线排列的多个打印元件基板10。液体喷射头3包括液体连接单元111、信号输入端子91和电力供给端子92。在液体喷射头3中，信号输入端子91和电力供给端子92配置在液体喷射头3的两侧。这是因为在设置在打印元件基板10中的配线单元中减少电压下降或信号传输延迟。

图7为液体喷射头3的透视分解图并且基于功能示出了构成液体喷射头3的各组件或单元。本实施方案的液体喷射头的刚性通过包括在液体喷射单元300中的第2流路构件60来确保。在本实施方案中，液体喷射单元支承单元81连接至第2流路构件60的两端部。该液体喷射单元300机械地连接至液体喷射设备1000的滑架从而进行液体喷射头3的定位。包括负压控制单元230的液体供给单元220和连接至电配线基板支承单元82的电配线基板90连接至液体喷射单元支承单元81。过滤器(未示出)分别内置在两个液体供给单元220中。设定两个负压控制单元230从而分别将压力控制为不同的相对高和低的负压。当高压侧和低压侧的负压控制单元230分别设置在如该附图中所示的液体喷射头3的两端部时，沿液体喷射头3的长度方向延伸的共用供给流路211和共用回收流路212中的液体流彼此相对。这促进了在共用供给流路211与共用回收流路212之间的热交换并且减小了这两个共用流路内的温度差。因此，沿着共用流路设置的多个打印元件基板10极少在温度方面不同，并且，有利地，不太可能引起归因于温度差的不均匀的打印。

接下来，将详细地描述液体喷射单元300的流路构件210。如图7中所示，流路构件210为第1流路构件50和第2流路构件60的层压体并且将从液体供给单元220供给的液体分配至各喷射模块200。流路构件210还起到使从喷射模块200回流的液体返回至液体供给单元220的流路构件的作用。流路构件210的第2流路构件60如图10中所示为在内部具有共用供给流路211和共用回收流路212的流路构件，并且具有主要承担液体喷射头3的刚性的功能。因此，具有对液体足够的耐腐蚀性和高的机械强度的材料可以优选用作第2流路构件60的材料。具体地，可以优选使用SUS、Ti和氧化铝等。

图8A示出了第1流路构件50的在安装有喷射模块200的一侧的面。图8B为示出作为其另一侧的抵接在第2流路构件60上的一侧的面的图。第1流路构件50为对应于喷射模块200的多个相邻排列的构件。具有这样的划分的结构并且包括多个排列的模块的第1流路构件可以适用于液体喷射头的长度并且因此可以特别适用于例如对应于B2尺寸以上的长度的相对长尺寸的液体喷射头。如图8A中所示，第1流路构件50的连通口51与喷射模块200流体连通。如图8B中所示，第1流路构件50的单个连通口53与第2流路构件60的连通口61流体连通。图8C示出了第2流路构件60的抵接在第1流路构件50上的一侧的面。图8D示出了沿第2流路构件60的厚度方向的中央部的截面。图8E为示出第2流路构件60的抵接在液体供给单元220上的一侧的面的图。第2流路构件60的共用流路槽71中的一个为图9中所示的共用供给流路211，并且另一个槽为图9中所示的共用回收流路212。液体沿着液体喷射头3的长度方向从各流路的一端侧供给至另一端侧。共用供给流路211和共用回收流路212中的液体的长度方向为彼此相反的方向。

图9为示出在打印元件基板10与流路构件210之间的液体的连接关系的透视图。如图9中所示，沿液体喷射头3的长度方向延伸的一组共用供给流路211和共用回收流路212设置在流路构件210内。第2流路构件60的连通口61与第1流路构件50的单个连通口53对准连接。形成液体供给路径以从第2流路构件60的连通口72经由共用供给流路211连通至第1流路构件50的连通口51。同样地，还形成另一液体供给路径以从第2流路构件60的连通口72经由共用回收流路212连通至第1流路构件50的连通口51。

图10为示出沿着图9的1c-1d线截取的截面的图。如该附图中所示，共用供给流路经由连通口61、单个连通口53和连通口51连接至喷射模块200。参考图9，显而易见的是，在另一截面中，单个回收流路通过同样的路径连接至喷射模块200。与各喷射口13(参见图12A)连通的流路在各喷射模块200和打印元件基板10中形成。所供给的液体的一部分或全部在休止喷射操作期间可以借助通过喷射口13(压力室23(参见图13))来循环。共用供给流路211和共用回收流路212分别经由液体供给单元220连接至负压控制单元230(高压侧)和负压控制单元230(低压侧)。因此，压差产生从共用供给流路211通过打印元件基板10的喷射口13(压力室23)向共用回收流路212的流动。

(喷射模块的描述)

图11A示出了一个喷射模块200的透视图。图11B示出了其分解图。多个端子16分别配置在沿着打印元件基板10的多个喷射口阵列方向的两边部(打印元件基板10的各长边部)。每个打印元件基板10也配置与其电连接的两个柔性配线基板40。这是因为设置在打印元件基板10中的喷射口阵列数为20列，因此导致大量的配线。具体地，这旨在抑制从端子16至对应于喷射口阵列设置的打印元件15的最大距离的缩短，并且在打印元件基板10内的配线单元中减少电压下降或信号传输延迟。另外，支承构件30的液体连通口31设置在打印元件基板10中并且是开口的，从而跨过所有喷射口阵列。

(打印元件基板结构的描述)

图12A为打印元件基板10的配置有喷射口13的一侧的面的示意图。图12B为示出图12A的面的另一侧的示意图。图12C为示出设置在打印元件基板10的背面上的盖板的示意图。在打印元件基板10的喷射口形成构件12中形成多个喷射口阵列。在下文中，具有多个排列的喷射口13的喷射口阵列延伸的方向称为“喷射口阵列方向”。

图13为示出已经将设置在打印元件基板10的背面上的盖构件20从打印元件基板10除去的打印元件基板10的面的示意图。如图13中所示，用作用于通过热能使液体起泡的加热器元件的打印元件15配置在对应于各喷射口13的位置。在内部具有打印元件15的压力室23由分隔壁22限定。打印元件15通过设置在打印元件基板10中的电配线(未示出)电连接至图12A的端子16并且基于从液体喷射设备1000的控制电路经由电配线基板90(图7)和柔性配线基板40(图11B)输入的脉冲信号通过加热使液体沸腾。液体通过该沸腾借助起泡的作用从喷射口13排出。液体供给路径18和液体回收路径19在打印元件基板10的背面上沿喷射口阵列方向交替地设置。液体供给路径18和液体回收路径19为在打印元件基板10中沿喷射口阵列方向延伸并且分别经由供给口17a和回收口17b与喷射口13连通的流路。在盖构件20中进一步设置与支承构件30的液体连通口31连通的开口21。

(打印元件基板间的位置关系的描述)

图14为以局部放大方式示出两个相邻的喷射模块的打印元件基板邻接部分的平面图。如图12A至12C中所示，在本实施方案中，使用基本上为平行四边形的打印元件基板。如图14中所示，在各打印元件基板10中，具有排列的喷射口13的各喷射口阵列(14a至14d)相对于打印介质的输送方向以给定的角度倾斜。结果，在这些打印元件基板10的邻接部分中，一个打印元件基板的喷射口阵列的至少一个喷射口沿打印介质的输送方向与另一打印元件基板的喷射口阵列的至少一个喷射口重叠。在图14中，D线上的两个喷射口处于相互重叠的关系。即使打印元件基板10的位置有些偏离其预定的位置，这样的配置也可以通过重叠喷射口的驱动控制来减少打印图像中的黑条纹或斑纹的出现。当将多个打印元件基板10直线(串列)排列而不是交错配置时，如图14中示出的构成也可以在打印元件基板10之间的接合部处针对黑条纹或斑纹采取对策，同时防止液体喷射头的沿打印介质输送方向的长度的增加。在本实施方案中，打印元件基板的主平面为平行四边形。然而，本发明不限于该形状，并且本发明的构成还可以应用至具有例如矩形、梯形和其它形状的打印元件基板。

(喷射口附近的构成)

接下来，将描述关于上述第一形式和第二形式的液体喷射头中的喷射口和它们附近的结构的本发明的一些实施方案。

图15A至15C各自为示出根据本发明的第一实施方案的液体喷射头中的喷射口和其附近的墨流路的结构的图。图15A为从将墨排出的一侧观察的墨流路等的平面图。图15B示出了沿着图15A中的A-A’线截取的截面。图15C为沿着图15A的A-A’线截取的截面的透视图。

如这些附图中所示，参考图5等在以上提及的墨循环在液体喷射头的基板11上设置有打印元件15和在其前后的流路24的压力室23中产生墨流17。具体地，通过压差产生墨循环，经由设置在基板11中的供给口17从液体供给路径(供给流路)18供给的墨流过流路24、压力室23和流路24并且经由回收口17b到达液体回收路径(流出流路)19。

随着上述墨流，当不进行排出时，从打印元件(能量产生元件)15至所述元件上方的喷射口13的空间充满墨，并且在喷射口13的喷射方向侧的端部附近形成墨弯月面(墨界面13a)。在图15B中，该墨界面由直线(平面)表示。然而，其形状取决于形成喷射口13的壁的构件和墨表面张力并且通常为凹形或凸形的曲线(曲面)。为了简化附图，墨界面由直线表示。在具有弯月面的该状态下，将用作能量产生元件15的热电转换元件(加热器)驱动，并且通过利用由此产生的热在墨中产生气泡从而可以将墨从喷射口13排出。在本实施方案中，将描述使用加热器作为能量产生元件的一个实例。然而，本发明不限于该实例，并且例如各种能量产生元件如压电元件是可适用的。在本实施方案中，在流路24中流动的墨的流速例如为约0.1至100mm/s，其可以相对减小在墨流动的状态下喷射操作对着落精度等的影响。

如上所述，在使墨在液体喷射头的喷射口与打印元件之间的流路中循环的同时进行墨喷射操作。通过这样的墨循环，可以喷射由于水分等借助由喷射操作产生的热、由元件基板的温度控制产生的热、或来自喷射口附近的外部环境的热从墨的蒸发而导致的已经增稠并且着色材料浓度已经改变的墨，并且系统可以用新的墨来补充。结果，可以抑制墨中的水溶性有机溶剂的比例的增加，换言之，水溶性有机溶剂的浓度升高。此外，可以抑制归因于墨增稠的喷射不良或归因于着色材料浓度变化的图像颜色不均匀。水溶性有机溶剂的比例通过来自反应液施加设备3103的反应液影响墨的固成分的附聚性。认为具有较高浓度的水溶性有机溶剂与应该会通过反应液的作用形成强固的附聚物的固成分很好地共混并且由此阻碍附聚。因此，或许可以通过抑制水溶性有机溶剂的比例的增加来抑制附聚性的降低。随着墨中的固成分的附聚度增加，转印体3101上的墨图像中的固成分更牢固地固定。结果，即使通过与液体吸收构件3105a接触，固成分如着色材料也不太可能移动至液体吸收构件3105a。这允许在彩色组分残留在转印体3101上的同时适当地除去目标液体组分。此外，这还防止墨中的附聚不充分的固成分如着色材料和树脂堵塞液体吸收构件3105a的多孔体的空隙并且因此对于维持重复使用的液体吸收构件3105a的液体吸收特性也是有效的。此外，这还可以通过从液体吸收构件3105a侧按压防止墨图像流动地移动。因此，可以获得高质量的图像。不仅在转印型设备中，而且在后述的使用吸收液体组分的液体吸收设备4005的直接绘制型喷墨打印设备中均可以利用进行上述墨循环的液体喷射设备1000。同样在直接绘制型喷墨打印设备中，使用液体喷射头3的墨循环可以增加墨中的固成分的附聚度并且可以在彩色组分残留在打印介质上的同时适当地除去目标液体组分。这对于维持重复使用的液体吸收构件的液体吸收特性和对于抑制墨图像的流动移动也是有效的。

(P、W和H之间的关系)

对于本实施方案的液体喷射头，流路24的高度H、孔板(流路形成构件12)的厚度P与喷射口的长度(直径)W之间的关系如下所述来限定。

在图15B中，在喷射口13的对应于孔板厚度P的部分(在下文中，称为喷射口部13b)的下端(在喷射口部与流路之间的连通单元)处的流路24的上游侧高度由H表示。喷射口部13b的长度由P表示。喷射口部13b的沿流路24内的液体流动方向的长度由W表示。本实施方案的液体喷射头的H为3至30μm、P为3至30μm且W为6至30μm。将墨调节至不挥发性溶剂浓度为30％、着色材料浓度为3％且粘度为0.002至0.003Pa·s。

在本实施方案中，如下所述抑制归因于墨从喷射口13的蒸发的墨增稠等。图16A为示出当在液体喷射头的流路24和压力室23内的墨流17(参见图15A至15C)处于稳定的状态时，喷射口13、喷射口部13b和流路24中的墨流17的行为的图。在该附图中，箭头的长度不意指墨流速度的大小。图16A示出了在其中流路24的高度H为14μm、喷射口部13b的长度P为10μm且喷射口的长度(直径)W为17μm的液体喷射头中，从液体供给路径18以1.26×10^-4ml/min的流量流入流路24的墨的流动。

在本实施方案中，流路24的高度H、喷射口部13b的长度P和沿喷射口部13b的墨流动方向的长度W具有满足以下式(1)的关系：

H^-0.34×P^-0.66×W>1.5式(1)

当本实施方案的液体喷射头满足该条件时，如图16A中所示，流路24内的墨流17进入喷射口部13b、到达喷射口部13b的孔板厚度的至少一半的位置、然后返回至流路24。已经返回至流路24的墨经由液体回收路径19流向上述共用回收流路212。具体地，至少一部分墨流17沿从压力室23朝向墨界面13a的方向到达喷射口部13b的1/2以上的位置，然后返回至流路24。该流动可以在喷射口部13b内的很多区域抑制墨增稠。液体喷射头内的这样的墨流的产生使得不仅流路24的墨、还有喷射口部13b的墨能够流出至流路24。结果，可以进一步抑制墨增稠和墨着色材料浓度的增加。

在本实施方案中，如下所述，归因于液体从喷射口的蒸发的墨增稠等的影响可以进一步减小。与图16A中同样，图16B为示出当液体喷射头内的墨流17处于稳定的状态时，喷射口13、喷射口部13b和流路24中的墨流17的行为的图。在该附图中，箭头的长度不对应于流速的大小并且由给定的长度表示而不考虑流速的大小。图16B示出了在H为14μm、P为5μm且W为12.4μm的液体喷射头中，从液体供给路径18以1.26×10^-4ml/min的流量流入流路24的墨的流动。

在本实施方案中，流路24的高度H、喷射口部13b的长度P和沿喷射口部13b的墨流动方向的长度W具有满足后述的式(2)的关系。与第一实施方案相比，这可以进一步抑制由于墨从喷射口的蒸发而具有改变的着色材料浓度或增加的粘度的墨在喷射口部13b的墨界面13a的附近的滞留。具体地，在本实施方案的液体喷射头中，如图16B中所示，流路24内的墨流17进入喷射口部13b、到达墨界面13a的附近(弯月面位置)、然后通过喷射口部13b返回至流路24。已经返回至流路24的墨经由液体回收路径19流向上述共用回收流路212。这样的墨流不仅使得易受蒸发的影响的喷射口部13b内的墨、还使得特别显著地受蒸发影响的墨界面13a附近的墨流出至流路24而不在喷射口部13b的内部滞留。结果，在喷射口附近的特别易受水分等从墨的蒸发的影响的部位处的墨可以从其流出而不滞留。因此，可以抑制墨增稠和墨着色材料浓度的增加。本实施方案可以抑制墨界面13a的至少一部分中的粘度增加并且因此与其中粘度在整个墨界面13a上增加的情况相比，可以进一步减小喷射速度变化等对喷射的影响。

本实施方案的上述墨流17在墨界面13a附近的至少中央部(喷射口的中心部)具有流路24内的墨流动方向(图16B中从左向右的方向)的速度分量(在下文中，该速度分量称为正速度分量)。在本说明书中，在墨界面13a附近的至少中央部具有正速度分量的墨流17的模式称为“流动模式A”。如后述的在墨界面13a的中央部具有与正速度分量相反的方向的负速度分量的流动模式称为“流动模式B”。

图17A和17B各自为示出喷射口部13b内的墨的着色材料浓度的状态的图。图17A示出了图16B的状态，并且图17B示出了比较例的状态。具体地，图17A示出了流动模式A的情况。图17B示出了根据其中在喷射口部13b内的墨界面13a的中央部附近的流动具有如上所述的负速度分量的比较例的流动模式B的情况。图17A和17B中示出的等高线表示喷射口部13b内部的墨中的着色材料浓度的分布。

图17B中所示的流动模式B与图17A中所示的流动模式A相比显示更高的喷射口部13b内部的墨的着色材料浓度。具体地，在图17A中所示的流动模式A中，喷射口部13b内的墨可以通过墨界面13a的附近的以正速度分量到达的墨流17置换(流出)至流路24。这可以抑制在喷射口部13b的内部的墨的滞留。结果，可以进一步抑制着色材料浓度或粘度的升高。虽然流动模式A和B二者均可以抑制墨中的水溶性有机溶剂的浓度升高，但是流动模式A更有效。

图18为示出从产生流动模式A(头A)的液体喷射头和产生流动模式B(头B)的液体喷射头各自排出的墨的着色材料浓度的比较的图。该附图示出了当将墨在流路24中存在墨流17的状态下排出时和当将墨在不产生墨流17、在流路内不存在墨流的状态下排出时，在头A和头B上各自获得的数据。在该附图中，横坐标表示在墨从喷射口排出之后的经过时间，并且纵坐标表示在打印介质上由排出的墨形成的点的着色材料浓度比。当由以100Hz的墨喷射频率排出的墨形成的点的浓度定义为1时，该浓度比为由在各经过时间之后排出的墨形成的点的浓度的比。

如图18中所示，在没有墨流17(不存在循环)的情况下，对于头A和B二者，在经过时间为1秒以上时的浓度比为1.3以上。因此，墨的着色材料浓度相对早地变高。当在头B中产生墨流17时，浓度比落在高达约1.3的范围内。因此，与不存在墨流的情况相比，在存在墨流的情况下的头B可以进一步抑制着色材料浓度的增加。然而，具有增加至高达1.3的浓度比的着色材料浓度的墨在喷射口部滞留。相比之下，当在头A中产生墨流时，着色材料浓度比落在1.1以下的范围内。研究已经显示颜色不均匀难以在视觉上辨认，条件是着色材料浓度变化为约1.2以下。具体地，头A即使在经过时间为约1.5秒时也可以抑制引起在视觉上可辨认的颜色不均匀的着色材料浓度的变化，并且因此与头B相比是更优选的。图18示出了其中着色材料浓度随着蒸发而增加的情况。如果着色材料浓度随着蒸发而降低，则本实施方案的液体喷射头也可以抑制着色材料浓度的变化。当墨包含除了着色材料以外的树脂时，可以控制墨循环以使固成分的浓度变化为初始值的1.2倍以下。

本发明人的研究已经显示，对于根据本实施方案的产生流动模式A的液体喷射头，流路24的高度H、孔板(流路形成构件12)的厚度P与喷射口的长度(直径)W之间的关系满足以下式(2)：

H^-0.34×P^-0.66×W>1.7式(2)

在下文中，式(2)的左边的值称为判定值J。本发明人的研究已经显示满足式(2)的液体喷射头产生如图16B中所示的流动模式A，而产生流动模式B的液体喷射头不满足关系式(2)。

在下文中，将描述式(2)。

图19为示出产生第二实施方案的流动模式A的液体喷射头与产生流动模式B的比较液体喷射头的关系的图。图19的横坐标表示P与H的比(P/H)，并且图19的纵坐标表示W与P的比(W/P)。阈值线20为满足以下式(3)的线：

(W/P)＝1.7×(P/H)^-0.34式(3)

在图19中，H、P和W之间的关系在阈值线20的上侧的阴影区域的液体喷射头产生流动模式A，并且该关系处于阈值线20的下侧的区域(包括阈值线20本身)的液体喷射头产生流动模式B。具体地，满足以下式(4)的液体喷射头产生流动模式A：

(W/P)>1.7×(P/H)^-0.34式(4)

由于式(4)展开为式(2)，因此H、P和W之间的关系满足关系式(2)的头(判定值J大于1.7的头)产生流动模式A。

参考图20A至20D和21将进一步描述上述关系。图20A至20D各自为示出在具有图19中所示的阈值线20的上侧或下侧的区域的液体喷射头中喷射口部13b附近的墨流17的行为的图。图21为作为源自具有各种形状的液体喷射头的流的流动模式A或流动模式B的图。在图21中，实心圆点表示产生流动模式A的液体喷射头，并且X标记表示产生流动模式B的液体喷射头。

图20A示出了具有H为3μm、P为9μm且W为12μm的形状并且判定值J为大于1.7的1.93的液体喷射头中的墨流。具体地，图20A中所示的实例具有流动模式A。该头对应于图21中的点A。

图20B示出了具有H为8μm、P为9μm且W为12μm的形状并且判定值为小于1.7的1.39的液体喷射头中的墨流。具体地，该流具有流动模式B。该头对应于图21中的点B。

图20C示出了具有H为6μm、P为6μm且W为12μm的形状并且判定值为大于1.7的2.0的液体喷射头中的墨流。具体地，该流具有流动模式A。该头对应于图21中的点C。

最后，图20D示出了具有H为6μm、P为6μm且W为6μm的形状并且判定值为小于1.7的1.0的液体喷射头中的墨流。具体地，该流具有流动模式B。该头对应于图21中的点D。

如上所述，图19的阈值线20可以优选用于区分产生流动模式A的液体喷射头和产生流动模式B的液体喷射头。具体地，式(2)中判定值J大于1.7的液体喷射头产生流动模式A，并且其墨流17在墨界面13a的至少中央部具有正速度分量。

接下来，将描述分别从产生流动模式A的液体喷射头(头A)和产生流动模式B的液体喷射头(头B)喷射的墨滴的喷射速度的比较。

图22A和22B各自为示出在从各流动模式的液体喷射头喷射之后、在休止给定的时间段之后喷射数(喷射墨的次数)与喷射速度之间的关系的图。

图22A示出了当使用头B喷射包含20质量％以上的在喷射温度下显示墨粘度为约4cP的固成分的颜料墨时喷射数与喷射速度之间的关系。如附图中所示，即使在存在墨流17的情况下，取决于休止时间，喷射速度也降低至20次喷射。图22B示出了当使用头A喷射与图22A相同的颜料墨时喷射数与喷射速度之间的关系。喷射速度即使在休止之后的第一喷射也不降低。该实验使用包含20质量％以上的固成分的墨。然而，所述浓度不限制本发明的范围。通常，虽然根据墨中固成分的分散而变化，但是模式A在喷射固成分含量为8质量％以上(8wt％以上)的墨时明显有效。

如上所述，产生流动模式A的头即使对于由于归因于墨从喷射口的蒸发的墨增稠而倾向于使其喷射速度降低的墨，也可以进一步降低墨滴的喷射速度。

喷射口内的墨流17为流动模式A或流动模式B在通常的环境下主要受与如上所述的流路的形状等相关的P、W和H之间的关系影响。除了这些条件以外的条件，例如墨流17的流量、墨的粘度和沿垂直于墨流17的流动方向的方向的喷射口13的宽度(沿与W正交的方向的喷射口的长度)与P、W和H相比对其具有非常小的影响。因此，墨的流速或粘度可以根据所需的液体喷射头(喷墨打印设备)的规格或所使用的环境条件适宜地设定。例如，流路24中的墨流17的流速为0.1至100mm/s，并且在喷射温度下粘度为30cP以下的墨是可适用的。当从喷射口的墨的蒸发量由于使用时的环境变化等而大幅增加时，可以通过适宜地增加墨流17的流量建立流动模式A。如果流量最大化时，流动模式B的液体喷射头不产生流动模式A。具体地，为模式A或流动模式B受与上述液体喷射头的形状相关的H、P和W之间的关系支配，而不受墨的流速或粘度条件支配。在产生流动模式A的各种液体喷射头中，特别地，H为20μm以下、P为20μm以下且W为30μm以下的液体喷射头能够更高清晰打印。

如上所述，在产生流动模式A的液体喷射头中，喷射口部13b内的墨、特别是墨界面附近的墨可以通过墨界面13a附近的以正速度分量到达的墨流17流出至流路24。因此，可以抑制在喷射口部13b的内部的墨滞留。结果，例如，针对墨从喷射口的蒸发，也可以抑制喷射口部内的墨的着色材料浓度的升高。如上所述，在本实施方案中，在墨在流路24内流动的同时进行墨喷射操作。因此，在存在从流路24(压力室23)进入喷射口部13b、到达墨界面、然后返回至墨流路的墨流的情况下喷射墨。结果，即使在打印的休止操作状态也总是抑制喷射口部13b的内部的着色材料浓度的升高。因此，在休止打印操作之后的第一喷射可以有利地进行，并且可以减少颜色不均匀等的发生。

如上所述，在本实施方案中，墨循环可以至少在墨的施加期间进行并且可以在打印操作开始前进行或在完成打印操作之后继续进行。

<打印介质和打印介质输送设备>

在本实施方案中，对打印介质3108不特别限定，并且可以优选使用本领域公知的任何打印介质。打印介质的实例包括卷绕成辊状的长条材料和切割成预定的尺寸的片材。所述材料的实例包括纸、塑料膜、木板、纸板和金属膜。

在图1中，用于输送打印介质3108的打印介质输送设备3107由打印介质供给辊3107a和打印介质卷取辊3107b构成。然而，打印介质输送设备3107不特别限于该构成，只要打印介质输送设备3107可以输送打印介质即可。

<控制系统>

根据本实施方案的转印型喷墨打印设备具有控制各设备的控制系统。图3为示出用于图1中所示的转印型喷墨打印设备的整个设备的控制系统的框图。

在图3中，附图标记3301表示打印数据生成器如外部打印服务器。附图标记3302表示操作控制器如操作面板。附图标记3303表示用于执行打印处理的打印机控制器。附图标记3304表示用于输送打印介质的打印介质输送控制器。附图标记3305表示用于印刷的喷墨装置并且对应于图1的墨施加设备。

图4为图1的转印型喷墨打印设备中的打印机控制器的框图。

附图标记3401表示控制整个打印机的CPU。附图标记3402表示存储CPU3401的控制程序的ROM。附图标记3403表示用于执行程序的RAM。附图标记3404表示具有嵌入式网络控制器、串行IF控制器、头数据生成用控制器和电机控制器等的特定用途的集成电路(ASIC)。附图标记3405表示用于驱动液体吸收构件输送电机3406的液体吸收构件输送控制器。经由串行IF从ASIC3404指令控制液体吸收构件输送控制器。附图标记3407表示用于驱动转印体驱动电机3408的转印体驱动控制器。也经由串行IF从ASIC3404指令控制转印体驱动控制器。附图标记3409表示进行喷墨装置3305的最终喷射数据生成和驱动电压生成等的头控制器。

通过以包括液体吸收设备3105的形式作为实例来描述上述转印型喷墨打印设备。通过液体喷射头的墨循环对于缺少液体吸收设备3105的转印型喷墨打印设备也是有效的。这是因为通过增加墨中的固成分的附聚度，转印体3101上的墨图像一体地转印至打印介质并且可以防止部分地残留在转印体3101中。高的附聚度通过如上所述的墨循环来获得。墨循环可以使所谓的“分开转印(parting transfer)”不太可能发生。

(直接绘制型喷墨打印设备)

本实施方案的另一实例包括直接绘制型喷墨打印设备。在直接绘制型喷墨打印设备中，排出接收介质为图像将在其上形成的打印介质。

图24为示出根据本实施方案的直接绘制型喷墨打印设备4000的概略构成的一个实例的示意图。与上述转印型喷墨打印设备相比，除了直接绘制型喷墨打印设备缺少转印体3101、支承构件3102和转印体清洁构件3109并且在打印介质4008上形成图像以外，直接绘制型喷墨打印设备具有与转印型喷墨打印设备同样的单元。

因此，将反应液施加至打印介质4008的反应液施加设备4003、将墨施加至打印介质4008的墨施加设备4004、和通过液体吸收构件4005a与墨图像的接触吸收包含在打印介质4008上的墨图像中的液体组分的液体吸收设备4005具有与转印型喷墨打印设备相同的构成，因此省略说明。

在本实施方案的直接绘制型喷墨打印设备中，液体吸收设备4005具有液体吸收构件4005a和将液体吸收构件4005a压靠在打印介质4008上的墨图像的液体吸收用按压构件4005b。对液体吸收构件4005a和按压构件4005b的形状不特别限定并且可以为与可以优选用于转印型喷墨打印设备的液体吸收构件和按压构件相同的形状。液体吸收设备4005还可以具有张紧液体吸收构件的张紧构件。在图24中，附图标记4005c、4005d、4005e、4005f和4005g表示作为张紧构件的张紧辊。张紧辊的数量不限于图4中的5个，并且根据设备设计可以配置必要个数的张紧辊。可以在将墨通过墨施加设备4004施加至打印介质4008的墨施加单元和通过液体吸收构件4005a与打印介质上的墨图像的接触除去液体组分的液体组分除去单元中设置从下方支承打印介质的打印介质支承构件(未示出)。

<打印介质输送设备>

在本实施方案的直接绘制型喷墨打印设备中，对打印介质输送设备4007不特别限定，并且可以优选使用本领域公知的直接绘制型喷墨打印设备中的输送单元。其实例包括如图24中所示的具有打印介质供给辊4007a、打印介质卷取辊4007b和打印介质输送辊4007c、4007d、4007e和4007f的打印介质输送设备。

<控制系统>

根据本实施方案的直接绘制型喷墨打印设备具有控制各设备的控制系统。与图1中所示的转印型喷墨打印设备一样，示出用于图24中所示的直接绘制型喷墨打印设备的整个设备的控制系统的框图如图3中所示。

图25为图24的直接绘制型喷墨打印设备中的打印机控制器的框图。除了没有转印体驱动控制器3407和转印体驱动电机3408以外，该框图等同于图4中的转印型喷墨打印设备中的打印机控制器的框图。

实施例

在下文中，将参考实施例和比较例更详细地描述本发明。在不偏离本发明的要旨的情况下，本发明无论如何不受下述实施例限制。在以下的实施例的记载中，除非另有说明，否则术语“份”基于质量。

(实施例)

在本实施例中，使用图1中所示的转印型喷墨打印设备。

<转印体>

在本实施例中，将转印体3101使用粘接剂固定至支承构件3102。在本实施例中，以0.3mm的厚度涂覆有硅橡胶的厚度为0.5mm的PET片材(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KE12)用作转印体的弹性层。将环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷以摩尔比1:1混合并加热回流，并且进一步制备所得缩合物与光阳离子聚合引发剂(由ADEKACorp.制造的SP150)的混合物。将弹性层表面进行大气压等离子体处理从而获得对水的接触角为10度以下。将混合物施加至弹性层上。然后，通过UV照射(高压汞灯，累积曝光量：5000mJ/cm²)和热固化(150℃，2hr)形成膜，从而在弹性体上制备具有厚度为0.5μm的表面层的转印体3101。

在该构成中，虽然为了简化描述而未示出，但是在转印体3101与支承构件3102之间使用用于保持转印体3101的双面胶带。

<反应液施加单元>

待通过反应液施加设备3103施加的反应液具有以下组成，并且将反应液的施加量设定至1g/m²。

反应液1

柠檬酸：30.0份

氢氧化钾：3.5份

甘油：5.0份

表面活性剂(产品名：Megafac F444，由DIC Corp.制造)：3.0份

离子交换水：余量

<墨施加单元>

墨如下所述来制备。

(颜料分散体的制备)

将10份炭黑(产品名：MONARCH 1100，由Cabot Corp.制造)、15份树脂水溶液(苯乙烯-丙烯酸乙酯-丙烯酸共聚物，酸值：150，重均分子量(Mw)：8,000；将树脂含量为20.0质量％的水溶液用氢氧化钾水溶液中和)和75份纯水混合并且添加至间歇式垂直型砂磨机(由AIMEX Corp.制造)，随后将其用200份直径为0.3mm的氧化锆珠填充。分散处理在水冷却下进行5小时。将该分散液离心分离，并且将粗大颗粒除去从而获得颜料含量为10.0质量％的黑色颜料分散体。

(树脂颗粒分散体的制备)

将20份甲基丙烯酸乙酯和2份2,2’-偶氮双-(2-甲基丁腈)混合并且搅拌0.5小时。将该混合物滴加至78份3％的聚氧乙烯烷基醚(产品名：NIKKOL BC15，由Nikko ChemicalsCo.,Ltd.制造)水溶液中，并且将混合物搅拌0.5小时。然后，将混合物在超声照射机中用超声照射3小时。随后，聚合反应在氮气氛下在80℃下进行4小时，从而获得包含25％的固成分的树脂颗粒分散体。所获得的树脂颗粒的体积平均粒径为200nm。Tg为60℃。

(墨的制备)

将如上所述获得的树脂颗粒分散体和颜料分散体与下述各组分混合。离子交换水的余量是指使构成墨的所有组分的总计达到100.0质量％的量。

墨1

颜料分散体(着色材料含量：10.0质量％)：40.0质量％

树脂颗粒分散体：20.0质量％

甘油：3.0质量％

聚乙二醇(数均分子量(Mn)：1,000)：2.0质量％

表面活性剂：(产品名：ACETYLENOL E100，由Kawaken Fine Chemicals Co.,Ltd.制造)：0.5质量％

离子交换水：余量

将该混合物充分地搅拌和分散，然后通过孔径为3.0μm的微滤器(由FUJIFILMCorp.制造)加压过滤从而制备黑色墨。

墨2

颜料分散体(着色材料含量：10.0质量％)：40.0质量％

树脂颗粒分散体：20.0质量％

甘油：7.0质量％

聚乙二醇(数均分子量(Mn)：1,000)：3.0质量％

离子交换水：余量

(墨施加设备)

将喷墨头为使用热电转换元件通过按需系统将墨排出的类型的喷墨装置用作墨施加设备3104。

(液体喷射头)

所使用的液体喷射头具有有如图15A至15C中所示的喷射口附近的构成的结构。

将根据下式由流路24的高度H、喷射口部13b的长度P和沿喷射口部13b的墨流动方向的长度W计算的值定义为判定值。

判定值(J)＝H^-0.34×P^-0.66×W

调节墨循环以使墨从液体供给路径18以1.26×10^-4ml/min流入液体喷射头的流路24。

液体喷射头1

H＝14μm，P＝10μm，W＝17μm

判定值＝1.52

液体喷射头2

H＝14μm，P＝5μm，W＝12.4μm

判定值＝1.75

(液体吸收单元)

通过在张紧液体吸收构件的同时输送液体吸收构件的输送辊3105c、3105d和3105e调节液体吸收构件3105a以使液体吸收构件3105a以与转印体3101的移动速度同等的速度移动。打印介质3108通过打印介质供给辊3107a和打印介质卷取辊3107b来输送以使打印介质3108以与转印体3101的移动速度同等的速度移动。

(液体吸收构件)

平均孔径为0.2μm的多孔PTFE用于液体吸收构件。该吸收构件的Gurley值为8秒。该液体吸收构件通过用由95份乙醇和5份水组成的处理液浸渍来浸透。然后，将处理液用由100份水组成的溶液置换。所得液体吸收构件用于液体除去。辊直径为φ200mm的按压构件3105b用于液体吸收单元。

(加热单元和转印单元)

加热设备3010构成为以使各自具有卤素灯和反射镜作为一对的多个辐射加热源沿转印体3101的旋转方向配置。所使用的卤素灯和反射镜由Fintech-Tokyo制造。卤素灯的最大输出为10×10³W/m，并且所使用的反射镜为具有镜面抛光的表面的铝抛物面镜。

将转印体的输送速度设定为0.4m/s，并且调节卤素灯的输出以使通过加热单元后的转印体表面温度为120℃。

Aurora涂布纸(由Nippon Paper Industries Co.,Ltd.制造，基重：104g/m²)用作打印介质3108。将按压构件3106的位置调节为以使用于加压的压力为49N/cm²(5kgf/cm²)。

(实施例1至4与比较例1和2)

在图1中所示的喷墨打印设备中，在反应液1的施加之后，将以下表1的墨使用表1的头施加至转印体，并且通过液体吸收构件3105a进行液体吸收和通过加热设备3010加热，随后是转印从而形成打印图案。具有以预定的间隔排列的如图23中所示的格线(宽度：2mm、长度：50mm)的图案打印为打印图案。进行100张的连续打印，并且目视评价打印图案的干扰和液体吸收构件3105a的污染程度。

评价标准

A：打印图案在100张印刷物上不受干扰，并且未观察到液体吸收构件上的污染。

B：虽然打印图案在100张印刷物上不受干扰，但是在液体吸收构件上观察到少许污染。

C：打印图案在100张印刷物的一些上受到部分干扰，并且在液体吸收构件上观察到污染。

结果在表1中示出。

[表1]

(实施例5至7与比较例3和4)

在实施例5之7与比较例3和4中，在不抵接液体吸收构件的情况下使用以下给出的液体头和墨打印图23中所示的图案。其它条件与实施例1中相同。

对于实施例5至7于比较例3和4，目视评价使用上述构成打印的图案(图23)和转印体3101上的墨图像残留的程度。评价标准如下所述。

评价标准

A：打印图案在100张印刷物上不受干扰，并且在转印体上不存在墨图像残留。

B：虽然打印图案在100张印刷物上不受干扰，但是在转印体上观察到非常小的墨图像残留。

C：打印图案在100张印刷物的一些上受到部分干扰，并且在转印体上观察到墨图像残留。

结果在表2中示出。

[表2]

	头编号	J值	循环	墨编号	评价结果
						实施例5	1	1.52	存在	1	B
实施例6	2	1.75	存在	1	A
						实施例7	2	1.75	存在	2	B
比较例3	1	1.52	不存在	1	C
						比较例4	1	1.52	不存在	2	C

根据本发明，可以通过使墨在液体喷射头的喷射口(压力室)附近循环来抑制由于水分的蒸发导致的溶剂的比例的升高。这允许稳定的图像打印，这是因为在例如转印体等排出接收介质上形成处于稳定的附聚状态的墨图像。

虽然已经参考示例的实施方案描述了本发明，但是应当理解的是本发明不限于公开的示例的实施方案。所附权利要求的范围符合最广泛的解释从而涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims

1.一种喷墨打印设备，其特征在于，其包括：

图像形成单元，所述图像形成单元在排出接收介质上形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，所述图像形成单元包括将包含用于墨增稠的反应性组分的反应液施加至所述排出接收介质的反应液施加单元和包括多个打印元件基板的喷射头，所述多个打印元件基板各自具有产生用于将墨排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和将墨排出的多个喷射口；和

液体吸收单元，所述液体吸收单元用于通过使多孔体与所述墨图像接触从所述墨图像吸收至少一部分液体组分，所述液体吸收单元包括具有所述多孔体的液体吸收构件，其中

所述喷墨打印设备进一步包括使墨在所述压力室的内部与所述压力室的外部之间循环的循环单元。

2.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中

所述喷射头为包括以下的喷射头：使所述喷射口与通向所述压力室的流路连通的喷射口部；用于使墨从外部流入所述流路的供给流路；和用于使墨从所述流路流出至外部的流出流路，

并且满足以下式(1)：

H^-0.34×P^-0.66×W>1.5 (1)，

其中

H表示所述流路与所述喷射口部之间的连通单元的沿所述流路内的墨流动方向的所述流路的上游侧的高度，

P表示从所述喷射口沿墨喷射方向的所述喷射口部的长度，并且

W表示沿所述流路内的墨流动方向的所述喷射口部的长度。

3.根据权利要求2所述的喷墨打印设备，其中

所述喷射头满足以下式(2)：

H^-0.34×P^-0.66×W>1.7 (2)。

4.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中当包含在所述墨中的所述着色材料或所述着色材料和树脂组分的总质量定义为1时，水性液体介质的总质量为1以上。

5.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中所述液体吸收构件对于转印体的接触压力为9.8N/cm²以上。

6.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中所述液体吸收构件对于转印体的接触压力为19.6N/cm²以上。

7.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其中所述循环单元至少在所述墨向所述排出接收介质的施加期间进行墨循环。

8.根据权利要求1至7任一项所述的喷墨打印设备，其中所述循环单元控制墨循环以使包含在所述墨中的所述着色材料或所述着色材料和树脂组分的固成分的浓度变化为初始值的1.2倍以下。

9.根据权利要求1所述的喷墨打印设备，其进一步包括用作所述排出接收介质的转印体、和将在用所述液体吸收构件处理之后的所述转印体上的墨图像转印至打印介质的转印单元。

10.一种喷墨打印设备，其特征在于，其包括：

图像形成单元，所述图像形成单元在转印体上形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，所述图像形成单元包括将包含用于墨增稠的反应性组分的反应液施加至所述转印体的反应液施加单元和包括多个打印元件基板的喷射头，所述多个打印元件基板各自具有产生用于将墨排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和将墨排出的多个喷射口；

液体吸收单元，所述液体吸收单元通过使多孔体与通过所述图像形成单元形成的所述墨图像接触并且由此从所述墨图像吸收至少一部分液体组分而使形成墨图像的墨浓缩，所述液体吸收单元包括具有所述多孔体的液体吸收构件；和

转印单元，所述转印单元将具有通过所述液体吸收单元而浓缩的墨的墨图像转印至打印介质，其中

11.一种喷墨打印设备，其特征在于，其包括：

转印体；

图像形成单元，所述图像形成单元在所述转印体上形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，所述图像形成单元包括将包含用于墨增稠的反应性组分的反应液施加至所述转印体的反应液施加单元和包括多个打印元件基板的喷射头，所述多个打印元件基板各自具有产生用于将墨排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和将墨排出的多个喷射口；和

转印单元，所述转印单元将所述墨图像转印至打印介质，其中

12.根据权利要求11所述的喷墨打印设备，其中将墨循环控制为至少在墨向所述转印体的施加期间进行。

13.根据权利要求11或12所述的喷墨打印设备，其进一步包括加热所述转印体的加热设备。

14.一种喷墨打印方法，其特征在于，其包括：

在排出接收介质上形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，图像形成包括：将包含用于墨增稠的反应性组分的反应液施加至所述排出接收介质，并且使用包括多个打印元件基板的喷射头将包含水性液体介质和所述着色材料的墨施加至所述排出接收介质，所述多个打印元件基板各自具有产生用于将墨排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和喷射墨的多个喷射口；和

通过使具有多孔体的液体吸收构件与所述墨图像接触从所述墨图像吸收至少一部分液体组分，其中

使所述墨在所述压力室的内部与所述压力室的外部之间循环。

15.根据权利要求14所述的喷墨打印方法，其中所述排出接收介质为暂时地保持所述墨图像的转印体，并且所述喷墨打印方法进一步包括在液体吸收之后将所述转印体上的所述墨图像转印至打印介质。

16.一种喷墨打印方法，其特征在于，其包括：

在转印体上形成包含水性液体组分和着色材料的墨图像，图像形成包括：将包含用于墨增稠的反应性组分的反应液施加至所述转印体，并且使用包括多个打印元件基板的喷射头将包含水性液体介质和所述着色材料的墨施加至所述转印体，所述多个打印元件基板各自具有产生用于将墨排出的能量的元件、在内部具有所述元件的压力室、和将墨排出的多个喷射口；和

将所述墨图像转印至打印介质，其中