CN1267281C - 墨盒和图像形成装置 - Google Patents

墨盒和图像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1267281C
CN1267281C CN03158964.2A CN03158964A CN1267281C CN 1267281 C CN1267281 C CN 1267281C CN 03158964 A CN03158964 A CN 03158964A CN 1267281 C CN1267281 C CN 1267281C
Authority
CN
China
Prior art keywords
ink
incorporating section
absorber
ink absorber
print cartridge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN03158964.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1495033A (zh
Inventor
松下真规
中村博一
上野直纯
吉村久
后藤孝史
石井洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN1495033A publication Critical patent/CN1495033A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1267281C publication Critical patent/CN1267281C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17543—Cartridge presence detection or type identification
    • B41J2/17546—Cartridge presence detection or type identification electronically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17513—Inner structure

Abstract

本发明的墨盒(20)具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成。被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)和墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R满足200≤N·R≤320。由此，可以提供能防止拆卸墨盒(20)时墨水泄漏，实现连续喷墨时的墨水稳定供给和墨盒(20)体积的有效利用，以及具有与墨水特性相应的墨水吸收体(22)的设计指标的墨盒(20)和图像形成装置。

Description

墨盒和图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种具有墨水收纳部的墨盒(ink cartridge)和具有该墨盒的图像形成装置，特别是涉及一种喷墨记录装置，所述墨水收纳部收纳有由保持墨水的多孔质体构成的墨水吸收体。
背景技术
一般，作为图像形成装置的喷墨记录装置具有墨盒，该墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部。墨水吸收体由保持墨水的高分子弹性多孔质体构成，例如使用聚醚型聚氨酯泡沫(发泡泡沫)。
在该墨水吸收体中，墨水浸渍在多孔质体中，该多孔质体被压缩收容在墨水收纳部中。被保持在多孔质体中的墨水经由设在墨水收纳部上、作为墨水供给口的喷嘴，借助于毛细管作用力，被从墨盒内排出到墨水排出部。
作为选择上述墨水吸收体的条件，例如在美国专利5182579号(登记日：1993年1月26日)中，示出了只要收纳在墨水收纳部中的上述墨水吸收体的空孔量(单元密度)N(个/25.4mm，即，个/英寸)(N为60以下)以及墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩比(压缩率)R满足下式即可：
100≤N·R≤200
利用满足上式的墨水吸收体，可以获得满足所要求的特性，即录像记录特性、回复特性、墨水易动特性等的喷墨盒用墨水吸收体，即使多孔质体不均匀，但由于可以获得有效的墨水吸收体，所以能降低制造成本。
但是，在上述公报所记载的墨盒中，不能使用N·R超过200的墨水吸收体，从而使墨水吸收体的选择范围变窄。
此外，在上述公报所记载的墨盒中，没有考虑被墨水吸收体吸收的墨水的特性。因此，随着墨水种类的不同，在喷墨记录装置中连续排出墨水时会发生供墨不足的缺陷，或在拆卸墨盒时会发生墨水泄漏等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能扩大墨水吸收体设计指标的选择范围的墨盒和图像形成装置。
此外，本发明的另一个目的在于提供一种具有与墨水特性相应的墨水吸收体的设计指标的墨盒和图像形成装置，以防止连续喷墨时发生墨水供给不足的缺陷，或在拆卸墨盒时发生的墨水泄漏的缺陷。
为了实现上述目的，本发明的墨盒包含收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被收纳在上述墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)和上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R满足下式
200≤N·R≤320
首先，在墨盒中，考虑到具有墨水收纳部的墨盒的高度、作为墨水吸收体的泡沫材料(发泡泡沫)单元的不均匀以及作用在墨盒上的振动，必须使墨水的保持力一定。其原因是，如果保持力不足，在拆卸墨盒时会发生不小心使墨水泄漏的问题。
例如，在墨盒的高度为34mm的情况下，设安全率为2，则保持力为液差68(＝34×)mm(0.68kPa)。
此外，由于广泛使用的墨盒的高度约为40mm以下，所以液差压力需要0.8kPa。因此，如果N·R在200以上，则可以获得液差86mm(0.86kPa)以上的保持力。因此，可以防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题。
此外，当连续喷出墨水时，考虑到安全率，如果供给系统的负压为约2.0kPa以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。
因此，如果N·R在320以下，则供给系统的负压变为1.5kPa以下，当连续喷出墨水时，也能留有余量地进行墨水的稳定供给，并且能高效地应用墨盒的体积。
在现有技术中，仅使N·R在200以下而利用墨水吸收体，由于本发明可以使其为200以上320以下，所以能扩大使用墨水吸收体的选择范围。
其结果是，通过满足200≤N·R≤320，可以提供能扩大墨水吸收体设计指标的选择范围的墨盒。
此外，本发明提供具有与墨水特性相应的墨水吸收体设计指标的墨盒和图像形成装置，以防止连续喷墨时发生墨水供给不足的缺陷，或拆卸墨盒时发生的墨水泄漏的缺陷。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)、被收纳在墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)以及上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R满足下式
T·N·R·B≥0.08
其中，系数B＝0.0161。
根据上述发明，墨盒满足
T·N·R·B≥0.08
其中，系数B＝0.0161。
即，如果T·N·R·B在0.08以上，则可以获得0.8kPa以上的保持力。因此，可以防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题。
此外，由于考虑了被墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T的差异，所以能更可靠地防止上述问题的发生。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)、被收纳在墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R以及在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
T·N·R·B≥γ·h
其中，系数B＝0.0161。
根据上述发明，墨盒满足
T·N·R·B≥γ·h
其中，系数B＝0.0161。
即，如果T·N·R·B在γ·h以上，则可以获得在任意的姿态下产生的最大液差压力以上的保持力。因此，可以防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题。
此外，由于考虑了被墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T的差异，所以能更可靠地防止上述问题的发生。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R、被压缩收纳在墨水收纳部内的墨水吸收体的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
C·{μ·L·Q·(N·R)2/S}≤T/D
其中，系数C＝1.88×105。
根据上述发明，墨盒满足
C·{μ·L·Q·(N·R)2/S}≤T/D
其中，系数C＝1.88×105。
即，当连续喷出墨水时，如果供给系统的负压在由于喷嘴前端的弯液面而产生的墨水吸引压力以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。
因此，如果满足上式，则可以相对于由于喷嘴前端的弯液面产生的墨水吸引压力，减小供给系统的负压，从而在连续喷出墨水使也能稳定地供给墨水。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R、被压缩收纳在墨水收纳部内的墨水吸收体的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
(k/A)·Q·(N·R)2·(μ·L)/S≤2000
其中，系数(k/A)＝7.52×105。
根据上述发明，墨盒满足
(k/A)·Q·(N·R)2·(μ·L)/S≤2000
其中，系数(k/A)＝7.52×105。
即，当连续喷出墨水时，考虑到安全率，如果供给系统的负压为约2.0kPa以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。
因此，如果满足上式，使供给系统的负压在2kPa以下，即使在连续喷出墨水时，也能稳定地供给墨水。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，在被压缩收纳在墨水收纳部内的状态下的墨水吸收体的实际单元密度M(个/25.4mm)满足下式
200≤M≤320。
根据上述发明，墨盒满足200≤M≤320。
即，考虑到作为墨水收纳部的墨盒的高度、作为墨水吸收体的泡沫材料单元的不均匀以及作用在墨盒上的振动，必须使墨水的保持力一定。其原因是，如果保持力不足，在拆卸墨盒时会发生不小心使墨水泄漏的问题。
例如，在墨盒的高度为34mm的情况下，设安全率为2，则保持力需要为液差68(＝34×)mm(0.67kPa)，如果单元密度M(个/25.4mm)为200以上，则可以获得液差86mm(0.86kPa)以上的保持力。因此可以防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题。
此外，当连续喷出墨水时，考虑到安全率，如果供给系统的负压为约2.0kPa以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。因此，如果单元密度M(个/25.4mm)为320以下，则供给系统的负压变为2kPa以下，当连续喷出墨水时，也能稳定地供给墨水。
在现有技术中，仅使N·R在200以下而利用墨水吸收体，由于本发明可以使单元密度M(个/25.4mm)＝N·R为200以上320以下，所以能扩大使用墨水吸收体的选择范围。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)以及在被压缩收纳在墨水收纳部内的状态下的墨水吸收体的实际单元密度M(个/25.4mm)满足下式
T·M·B≥0.08
其中，系数B＝0.0161。
根据上述发明，墨盒满足
T·M·B≥0.08
其中，系数B＝0.0161。
即，如果T·M·B在0.08以上，则可以获得0.8kPa以上的保持力。因此，可以防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题。
此外，由于考虑了被墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T的差异，所以能更可靠地防止上述问题的发生。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)、在被压缩收纳在墨水收纳部内的状态下的墨水吸收体的实际单元密度M(个/25.4mm)、在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
T·M·B≥γ·h
其中，系数B＝0.0161。
根据上述发明，墨盒满足
T·M·B≥γ·h
其中，系数B＝0.0161。
即，如果T·M·B在γ·h以上，则可以获得在任意的姿态下产生的最大液差压力以上的保持力。因此，可以防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题。
此外，由于考虑了被墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T的差异，所以能更可靠地防止上述问题的发生。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、在被压缩收纳在墨水收纳部内的状态下的墨水吸收体的实际单元密度M(个/25.4mm)、被压缩收纳在墨水收纳部内的墨水吸收体的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
Q·M2·(μ·L)·C/S≤T/D
其中，系数C＝1.88×105。
根据上述发明，墨盒满足
Q·M2·(μ·L)·C/S≤T/D
其中，系数C＝1.88×105。
即，当连续喷出墨水时，如果供给系统的负压在由于喷嘴前端的弯液面而产生的墨水吸引压力以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。
因此，如果满足上式，则可以相对于由于喷嘴前端的弯液面产生的墨水吸引压力，减小供给系统的负压，从而在连续喷出墨水使也能稳定地供给墨水。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的粘度μ(Pa·s)、在被压缩收纳在墨水收纳部内的状态下的墨水吸收体的实际单元密度M(个/25.4mm)、被压缩收纳在墨水收纳部内的墨水吸收体的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
(k/A)·Q·M2·(μ·L)≤2000
其中，系数(k/A)＝7.52×105。
根据上述发明，墨盒满足
(k/A)·Q·M2·(μ·L)≤2000
其中，系数(k/A)＝7.52×105。
即，当连续喷出墨水时，考虑到安全率，如果供给系统的负压为约2.0kPa以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。
因此，如果满足上式，使供给系统的负压在2kPa以下，即使在连续喷出墨水时，也能稳定地供给墨水。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R、被压缩收纳在墨水收纳部内的墨水吸收体的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部喷出墨水的喷嘴的直径D(m)、从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)、在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥(N·R)≥γ·h/(T·B)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161。
根据上述发明，墨盒满足{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥(N·R)≥γ·h/(T·B)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161。
即，如果T·N·R·B在γ·h以上，并且考虑了被墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T，则可以获得在任意的姿态下产生的最大液差压力以上的保持力。因此，可以更可靠地防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题，并且当连续喷出墨水时，可以使供给系统的负压在由于喷嘴前端的弯液面而产生的墨水吸引压力以下，从而可以防止在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气，使墨水喷出动作不良的问题。
此外，为了实现上述目的，本发明的墨盒具有收纳墨水吸收体的墨水收纳部，该墨水吸收体由保持墨水的多孔质体构成，被上述墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部内之前的墨水吸收体的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体被压缩收纳在墨水收纳部内时相对于被收纳在墨水收纳部内之前的体积比即压缩率R、在被压缩收纳在墨水收纳部内的状态下的墨水吸收体的实际单元密度M(个/25.4mm)、被压缩收纳在墨水收纳部内的墨水吸收体的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部喷出墨水的喷嘴的直径D(m)、从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)、在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥M≥γ·h/(T·B)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161。
根据上述发明，墨盒满足
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥M≥γ·h/(T·B)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161。
即，如果T·M·B在γ·h以上，并且考虑了被墨水吸收体吸收的墨水的表面张力T，则可以获得在任意的姿态下产生的最大液差压力以上的保持力。因此，可以更可靠地防止在拆卸墨盒时不小心使墨水泄漏的问题，并且当连续喷出墨水时，可以使供给系统的负压在由于喷嘴前端的弯液面而产生的墨水吸引压力以下，从而可以防止在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气，使墨水喷出动作不良的问题。
此外，为了实现上述目的，本发明的图像形成装置具有上述任意一项所述的墨盒。
根据上述发明，例如喷墨记录装置等的图像形成装置具有上述墨盒。
因此，可以提供能扩大墨水吸收体设计指标的选择范围的图像形成装置。
此外，可以提供具有与墨水特性相应的墨水吸收体的设计指标的墨盒和图像形成装置，以防止连续喷墨时发生墨水供给不足的缺陷，或在拆卸墨盒时发生的墨水泄漏的缺陷。
通过如下所述的内容，本发明的其它目的、特征和优点将更加明了。此外，通过参考附图的以下说明，本发明的优点将变得更加明了。
附图说明
图1是表示本发明的喷墨记录装置的一个实施方式，是表示实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)和效率之间的关系的曲线图。
图2是表示将上述喷墨记录装置的整体结构部分剖切的透视图。
图3是表示上述喷墨记录装置的墨水供给装置的示意结构体。
图4(a)是表示墨盒结构的剖视图，图4(b)是表示将墨水供给路径从墨盒中拔出的状态的剖视图，图4(c)是表示检测电极结构的剖视图。
图5是表示上述墨水供给装置的过滤器结构的正视图。
图6是表示在上述墨盒中充满墨水的状态开始继续喷出墨水时的时间和墨盒的负压之间的关系的曲线图。
图7是示意地表示图6的曲线图。
图8是表示供给口的端部结构的放大剖视图。
图9是表示单元密度N(个/25.4mm)和效率之间的关系的曲线图。
图10是在将墨盒的泡沫材料的各单元看作圆形管路时，流过圆形管路的墨水流量和管路的压力差的示意图。
图11是表示最密填充的单元的结构图。
图12是表示在墨盒的实际泡沫材料内，球状或多面体上的单元连珠状连通的状态的剖视图。
图13是表示在实际的泡沫材料内，单元成为连珠状的流路时，实际直径的计算方法的说明图。
图14是表示设单元直径为d，设对其中心位置为X＝0的球状流路进行积分而求出的标准化流路阻力为Rd，设圆柱状流路的标准化流路阻力为Rm时，X、阻力比Rd/Rm和单元直径d之间的关系的曲线图。
图15是表示压缩率R和负压之间的关系的曲线图。
图16是表示在墨盒内的墨水将要没有之前的状态下，当可以将泡沫材料下端的单元动作毛细管时，毛细管内的液面(弯液面)的临界压力的示意图。
图17是表示毛细管内的液面(弯液面)的临界压力的示意图。
图18(a)～图18(h)是按顺序表示墨水从喷嘴中喷出的剖视图。
具体实施方式
以下根据图1～图18，对本发明的一个实施方式进行说明。
作为本实施方式的图像形成装置的喷墨记录装置，如图2所示，由送纸部、分离部、输送部、印刷部和排出部构成。
送纸部是在进行印刷时供给作为记录用纸的纸张的部分，由送纸托盘101和拾纸辊102构成。在不进行印刷时，起到保存纸张的功能。
分离部是用于每次一张地向印刷部供给由送纸部提供的纸张的部分，由未图示的送纸辊和分离装置构成。在分离装置中，与纸张接触的部分即垫板(pad)部分和纸张之间的摩擦被设定得比纸张间的摩擦大。此外，在送纸辊中，送纸辊和纸张之间的摩擦被设定得比垫板和纸张之间的摩擦、以及纸张间的摩擦大。因此，即使2枚纸张被送到分离部，也能通过送纸辊将这些纸张分离，并仅将上侧的纸张送到输送部。
输送部是用于将由分离部每次一张地供给的纸张向印刷部输送的部分，由未图示的引导板和输送压镇辊111·输送辊112等辊对构成。辊对是用于调整纸张输送的部件，使得在将纸张送入打印头1和台板(platen)113之间时，来自打印头1的墨水被喷射到纸张的合适位置。
印刷部是用于对由输送部的辊对供给的纸张进行印刷的部分，由打印头1、搭载该打印头1的支架(carriage)2、用于引导支架2的部件即引导轴121、向打印头1供给墨水的墨盒20以及在印刷时作为纸张平台的台板113构成。其中，上述打印头1和墨盒20以及墨水供给路径3构成后面说明的墨水供给装置10。
排出部是用于将进行了印刷的纸张向喷墨记录装置的外部排出的部分，由排出辊131、132和排出托盘134构成。
具有上述结构的喷墨记录装置通过以下的动作进行印刷。
首先，从未图示的计算机等向喷墨记录装置发出基于图像信息的印刷请求。接收了印刷请求的喷墨记录装置通过拾纸辊102，从送纸部输送送纸托盘101上的纸张。
然后，被输送的纸张借助于送纸辊而通过分离部，被送往输送部。在输送部中，借助于输送压镇辊111、输送辊112的辊对，将纸张向打印头1和台板113之间输送。
然后，在印刷部中，对应于图像信息，通过打印头1的喷嘴向台板113上的纸张喷射墨水。此时，纸张暂时停在台板113上。在喷射墨水的同时，支架2在引导轴121上被引导，从而在主扫描方向上扫描一行。
当印刷结束时，使纸张在台板113上沿副扫描方向仅移动一定宽度。在印刷部中，通过与图像信息对应而连续执行上述处理，从而在纸张整个表面上进行印刷。
进行了印刷的纸张经由墨水干燥部，借助于排出辊131、132而通过纸张排出口133，从而被排出到排出托盘134中。之后，纸张作为印刷物而被提供给用户。
以下根据图3～图5，对上述喷墨记录装置的墨水供给装置10进行详细说明。
如图3所示，在前面已进行了说明，墨水供给装置10具有打印头1、墨水供给路径3和墨盒20。
如图4(a)和图4(b)所示，通常在墨盒20内具有储存墨水的空间，即作为墨水收纳部的墨槽21。在本实施方式的墨盒20中，在该墨槽21的内部，具有例如聚氨基甲酸乙酯制的多孔质保持体即墨水吸收体22。
在墨槽21的例如底面上，设有用于向打印头1供给墨水的、由墨水供给管构成的墨水供给路径3。
在墨水供给路径3的端部，设有墨水供给口24，在该墨水供给口24上设有过滤器23。该墨水供给口24插入墨槽21而连接，位于墨槽21内。
此外，如图4(a)、图4(b)和图4(c)所示，在上述墨槽21外的墨水供给路径3上，设有一对检测电极25、25，将该墨水供给路径3夹在中间。
打印头1例如每次喷射0.49cc的墨水，此时作用在墨水供给路径3上的压力可以由压力计测定出来。此外，打印头1和墨盒20被配置为，打印头1的液差(Ph)为50mm，墨槽21的液差(Ph)为30mm。
如图5所示，上述过滤器23是将带状的例如不锈钢材料编织成网状而制成的。此外，不限于上述方法，也可以通过例如蚀刻，将形成网眼的板状部件作为过滤器23。
在该墨盒20中，如图4(a)、图4(b)和图4(c)所示，当经由过滤器23而混入墨水供给路径3中的空气将上述检测电极25、25间的墨水推出时，即当检测电极25、25之间没有墨水时，在该检测电极25、25之间不流过电流，利用该原理，可以检测墨水残余量，即墨水的缺失。
以下利用图6和图7，对上述检测墨水残余量的过程进行详细说明，图6是作用在墨水供给路径3中的负压和时间的曲线图。图7是图6的简要说明图。
首先，当驱动上述打印头1时，即由于消耗墨槽21内的墨水而向墨水供给路径3作用负压时，如图6和图7所示，随着墨水使用量的增加，负压也逐渐升高。当墨水残余量减少时，负压在某一时刻急剧上升。这表示通过在墨水供给路径3中作用较大吸力而作用过大的负压，由此该压力值变得比作用在墨水吸收体22上的墨水供给压力大，在过滤器23的网眼(cell)上形成的墨膜被破坏，从而引起负压急剧上升。
即，当负压由于墨水的表面张力而上升至与单元直径相应的临界压力，进而如图8所示，急剧地上升至与比单元直径小的、在上述过滤器23的网眼上形成的墨水弯液面相应的临界压力，并且来自上述打印头1的吸引压力超过临界压力时，在过滤器23的网眼上形成的墨水弯液面的表面被破坏，从而引起负压上升。
以下，对在上述墨盒20中的墨水吸收体22的最优化进行详细说明。
如图4(a)、图4(b)和图4(c)所示，本实施方式具有墨盒20，该墨盒20具有收纳作为墨水吸收体22的泡沫材料的墨槽21。墨水浸渍在该泡沫材料的多孔质体中，该泡沫材料被压缩收容在墨槽21内。
保持在多孔质体中的墨水通过设在墨盒20上的墨水供给口24，借助于毛细管作用力而从墨盒20内向打印头1侧排出。
但是，由于保持在多孔质体内的墨水的保持力的作用，在连续喷墨时会发生供墨不足的缺陷，或在拆卸墨盒20时会发生墨水泄漏的缺陷。
为了解决该问题，需要根据墨水特性来选择墨水吸收体22的设计指标。在本实施方式中，使用墨水、泡沫材料和墨盒20进行实验，测定墨盒20中的稳定负压P，对设计指标进行了研究。表1示出了实验结果。此外，墨水、泡沫材料和墨盒20的诸条件如下所示。
·墨水的表面张力T＝0.03(N/m)    (30dyn/cm)
·墨水的粘度    μ＝0.07(Pa·s)    (7cp)
·墨水的组成    H2O、颜料、聚乙二醇
·泡沫材料的单元密度N＝40(个/25.4mm)＝1.57(个/mm)
·泡沫材料的材质聚氨基甲酸乙酯
·收纳在墨盒中时的泡沫材料外部尺寸(宽×深×高)
          W×D×L＝0.015×0.074×0.030(m)
·墨盒的内部尺寸(宽×深×高)
          W×D×L＝0.015×0.074×0.030(m)
表1中的项目如下所示。
·压缩率R：泡沫材料被压缩收纳在墨盒中时相对于被收纳在墨盒中之前的体积比
·单元密度N(个/25.4mm)：被收纳在墨盒中之前的墨水吸收体22的泡沫材料的单元密度
·被压缩时的泡沫材料的实际单元密度M(个/25.4mm)：被压缩收纳在墨盒中时的泡沫材料的实际单元密度
·流量Q(m3/s)：墨水的流量
·效率(％)：来自墨盒的总流出量÷墨水填充量
·墨水上限时稳定负压Ph(Pa)：墨盒内的墨水填充到上限时，即在充满的状态下，在规定的墨水流量时测定的墨盒内的稳定负压
·墨水下限时稳定负压PL(Pa)：当墨盒内的墨水仅被填充至下限时，即在墨盒内的墨水即将没有之前，在规定的墨水流量时测定的墨盒内的稳定负压
表1
  压缩率   安装密度M   实测流量   效率   实测稳定负压(kPa)          始点的比率           终点的比率
  R   N*R   Q(nm3/s)   η(％)   上限Ph   下限PL   Rs   R2   Rs/R2   Re   R1   Re/R1
  2   80   8.17   77％   0.07   0.46   0.11   0.13   0.85   0.46   0.36   1.28
  5   200   8.17   60％   0.62   0.86   1.00   0.83   1.21   0.87   0.91   0.96
  5.5   220   8.17   60％   0.62   0.99   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00   1.00
  6   240   8.17   61％   0.73   1.16   1.18   1.19   0.99   1.17   1.09   1.07
  7   280   8.17   60％   0.91   1.29   1.47   1.62   0.91   1.30   1.27   1.02
  8   320   8.17   51％   1.30   1.50   2.10   2.12   0.99   1.52   1.45   1.04
在后面进行详细说明，根据流体力学理论详细研究所产生的负压的测定值，其结果是表明，墨水上限时稳定负压Ph引起基于墨水粘性的流路压力损失，此外，下限时稳定负压PL引起基于墨水表面张力T的毛细管临界压力。
其中，考虑到墨盒20的高度、泡沫材料单元的不均匀以及作用在墨盒20上的振动，必须使墨水的保持力一定。如果保持力不足，则特别是在墨水上限时，在拆卸墨盒20时会发生墨水泄漏的问题。
首先，由于墨盒20的高度为34mm，所以当使安全率为2时，保持力需要液差68(＝34×2)mm，即0.67kPa。
但是，墨水的保持力是基于表面张力T的毛细管压力，如果实际单元密度M(个/25.4mm)为200以上，则墨水下限时稳定负压PL可以获得液差0.86kPa、89mm以上的保持力，所以能防止在拆卸墨盒20时发生墨水泄漏的问题。
此外，当连续喷出墨水时，考虑到安全率，如果供给系统的负压为约2.0kPa以下，则在供给系统中产生的负压下，墨水供给不足，从而会发生墨水液面从喷嘴前端过于后退而吸入空气的问题，无法进行墨水的稳定供给。
因此，如果实际单元密度M(个/25.4mm)为320以下，则供给系统的负压变为1.5kPa以下，当连续喷出墨水时，能留有余量地进行墨水的稳定供给。
此外，如果将可实际使用的墨水容积相对于墨盒20内面的收纳体积的比作为效率，则如图9所示，效率随R值的增大而下降，如图1所示，当实际单元密度M(个/25.4mm)变为320时，效率开始大幅下降。因此，作为高效地应用墨盒20的体积的条件，实际单元密度M(个/25.4mm)为320以下。
以上是理论值，但已经确认，实测值也满足该条件。即，在上述表1中，当实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)为200时，作为实测稳定负压的墨水下限时稳定负压PL变为0.86kPa以上，并且当实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)为320时，作为实测稳定负压的墨水下限时稳定负压P1变为1.50kPa以下。作为该实测稳定负压的墨水下限时稳定负压PL表示弯液面能承受多大的负压。
以下，对墨水下限时稳定负压PL和墨水上限时稳定负压Ph进行研究。墨水上限时稳定负压Ph表示墨水流动时的负压。
首先，为了标准化，相对于压缩率R＝5.5、流量Q＝8.17nm3/s(0.49cc/min)时的墨水上限时稳定负压Ph＝0.62kPa，将各数据中的墨水上限时稳定负压Ph标准化的值为始点的比率Rs。此外，关于压缩率R2，R2是相对于压缩率R＝5.5的标准化值。
另一方面，相对于压缩率R＝5.5、流量Q＝8.17nm3/s时的墨水下限时稳定负压PL＝0.99kPa，将各数据中的墨水下限时稳定负压PL标准化的值为终点的比率Re。此外，关于压缩率R，R1是相对于压缩率R＝5.5的标准化值。
其中，对于始点分别计算出Rs/R2，对于终点分别计算出Re/R1，从表1可以看出各值近似为1。因此可知，墨水上限时稳定负压Ph与压缩率R的平方成正比，墨水下限时稳定负压PL与压缩率R成正比。
根据上述内容，为了进一步获得墨水和泡沫材料的设计指标，进行如下理论分析，并加以研究。
当墨盒20内的墨水填充至上限时，即墨水充满墨盒20时，将泡沫材料的各单元看作圆形管路，利用管路的压力差使管内的液体(本发明中为墨水)流动。如图10所示，在圆形管路中流动的液体流量Qi(m3/s)由式(1)定义。
Qi＝ΔP·π·d4/(128·μ·L)                (1)
其中，ΔP是管路的压力损失(Pa)，d是管路直径(m)，μ是粘度(Pa·s)，L是管路的流路长度(m)。
将d(m)作为压缩时的单元直径，根据压缩时的泡沫材料的实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)，可以得到
d＝0.0254/(N·R)                            (2)
由于泡沫材料被压缩而收容在墨盒20内，所以泡沫材料的各单元如图11所示，可以认为是最密状态。因此，压缩时的泡沫材料下端的单元总数Nd(个)为
Nd = ( 2 / 3 ) · S / ( d 2 ) - - - ( 3 )
其中，S是泡沫材料的截面积(W×D)。
因此，根据(3)，假想直径一定的圆柱状流路，由式(1)、(2)、(3)可以得到全流量Qt(m3/s)为
Qt = Qi · Nd
= { ΔP · π · d 4 / ( 128 · μ · L ) } · { ( 2 / 3 ) · S / ( d 2 ) }
= A · ΔP · S / { μ · L · ( N · R ) 2 } - - - ( 4 )
其中，系数A＝1.83×10-5
因此可知，全流量Qt与压缩时的泡沫材料的实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)的平方成反比。
根据式(4)，求出图10所示的假想为圆柱状流路的理论值即全流量Qt的结果显示在表2中。
表2
  压缩率   平均单元直径   实测稳定负压   流量/条   流路数   总流量   计算流量   比率
  R   d(mm)   Ph(kPa)   Qi(pm3/s)   Nd(条)   Qt(nm3/s)   Qc(nm3/s)   Q/Qc
  2   0.32   0.07   8.31   11.867   99   7.18   1.14
  5   0.13   0.62   1.89   74.169   140   10.17   0.80
  5.5   0.12   0.62   1.29   89.744   116   8.41   0.97
  6   0.11   0.73   1.07   106.803   114   8.32   0.98
  7   0.09   0.91   0.72   145.371   105   7.62   1.07
  8   0.08   1.30   0.60   189.872   115   8.33   0.98
  校正系数   13.75
在实际的泡沫内，球状或多面体上的单元成连珠状连通，如图12所示，连珠状的流路的等效直径的值比上述理论值小，求出利用单元直径求出的流量Qt相对于实际流量Q的平均倍率，将其作为校正系数k。在表2的情况下，校正系数k为13.75。
其中，对根据上述实测值求出的校正系数k＝13.75进行研究。如图13所示，设直径为dm，设对其中心位置为X＝0的球状流路进行积分而求出的标准化流路阻力为Rd，设圆柱状流路的标准化流路阻力为Rm，图14示出了阻力比Rd/Rm。如图14所示可知，当X在0附近时，Rd/Rm1，但随着X接近dm/2，Rd/Rm上升。如果设标准化单元直径为1，则在X＝0.488的位置上，Rd/Rm＝13.75。因此，这意味着可以将流路模型化为在标准化直径0.21的情况下与相邻的单元连通的模型，根据该研究，利用实测值确定的校正系数的值是合适的。
由此，求出计算流量Qc为
Qc＝Qt/k                                    (5)
或者
Qc＝(A/k)·ΔP·S·/{μ·L·(N·R)2}        (4′)
其中，系数(A/k)＝1.33×10-6
根据表2可知，在各数据中，Q/Qc近似为1，所以利用校正系数k，可以高精度地求出流路Q。
相反，根据式(4)、(5)，
ΔP＝(k/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q           (6)
其中，系数(k/A)＝7.52×105
表3示出了根据实际流量Q而求出的管路的压力差ΔP的结果。
表3
  压缩率   实际密度M   平均单元直径   实测流量   流路数   流量   压力
  R   N*R   D(mm)   Q(nm3/s)   Nd(条)   Q(pm3/s)   ΔP(kPa)  Pc(kPa)   Pc/Ph
  2   80   0.32   8.17   11.867   0.688   0.0058  0.08   1.14
  5   200   0.13   8.17   74.169   0.1101   0.0362  0.50   0.80
  5.5   220   0.12   8.17   89.744   0.0910   0.0438  0.60   0.97
  6   240   0.11   8.17   106.803   0.0765   0.0521  0.72   0.98
  7   280   0.09   8.17   145.371   0.0562   0.0710  0.98   1.07
  8   320   0.08   8.17   189.872   0.0430   0.0927  1.27   0.98
  9   360   0.07   8.17   240.307   0.0340   0.1173  1.61   -
  10   400   0.06   8.17   296.675   0.0275   0.1449  1.99   -
  5.5   220   0.12   1.25   89.744   0.0139   0.0067  0.09   -
求出理论值相对于作为实际压力差的墨水上限时稳定负压Ph的平均倍率，作为校正系数。由此计算出的计算压力差与墨水上限时稳定负压Ph的比Pc/Ph近似为1。
此外，图15示出了根据表2和表3的数据作成的曲线图。如图15所示可知，根据理论值计算出的稳定负压与实测的稳定负压非常一致。即，由于墨水上限时稳定负压Ph引起基于墨水粘度的压力损失，所以利用校正系数，可以高精度地求出墨水上限时稳定负压Ph。
当墨盒20内的墨水仅填充至下限时，即在墨盒20内的墨水在将要没有之前的状态下，可以将泡沫材料下端的单元看作毛细管。
因此，如图16和图17所示，毛细管内的液面(弯液面)的临界压力Pt(Pa)由式(7)定义。
Pt＝2·T·cosθ/(d/2)                    (7)
其中，T是管内液体(本发明中为墨水)的表面张力(N/m)，θ是与管的接触点的角度即接触角，d是毛细管的直径(m)。由于选择对墨水的浸润性良好的墨水吸收体22，可以认为θ近似为0，所以式(7)可以变为
Pt4·T/d                                    (8)
因此，根据式(2)和式(8)，可以得到
Pt＝(4/0.0245)·t·(N·R)                     (9)
表4中示出了根据式(9)计算出的毛细管内液面的临界压力Pt的结果。
表4
  压缩率  安装密度M   平均单元直径   压力
  R  N*R   d(mm)   Px(kPa)   Px/PL
  2   0.318   0.38   0.82
  3  120   0.212   0.57   -
  4  160   0.159   0.76   -
  5  200   0.127   0.94   1.10
  5.5  220   0.115   1.04   1.05
  6  240   0.106   1.13   0.98
  7  280   0.091   1.32   1.03
  8  320   0.079   1.51   1.00
  9  360   0.071   1.70   -
  10  400   0.064   1.89   -
根据式(9)求出的理论值临界压力Px相对于作为实际压力的墨水下限时稳定负压PL的比Px/PL近似为1，所以可知，墨水下限时稳定负压PL引起基于墨水表面张力的毛细管的临界压力的理论是正确的，并且能高精度地求出墨水下限时稳定负压PL。
作为防止在拆卸墨盒20时不小心使墨水泄漏的问题的必要条件，要求泡沫材料的保持力即临界压力比墨水液差压力大。
因此，在墨盒20中，设墨水相对于墨水供给口24的液差高度为h(m)，墨水的比重为γ，则液差压力为9.8×103·γ·h(Pa)。因此，式(9)的临界压力Pt(Pa)必须满足以下条件式。
T·N·R·B≥γ·h                        (10)
其中，系数B＝0.0161
此外，在通过将例如以压缩率R＝5对单元密度N＝40(个/25.4mm)的泡沫材料进行压缩加工而得到的墨水吸收体22收纳在墨盒20中，从而进一步压缩10％时，被收纳在墨盒20内的状态下的泡沫材料的单元密度即实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)为
M＝40×5.5×1.1＝242个/25.4mm
如果代入实际单元密度M(个/25.4mm)，则式(9)的必要条件为
T·M·B≥γ·h                          (11)
其中，系数B＝0.0161
实际单元密度M可以使用实测值。
墨水相对于墨水供给口24的液差高度h，在通常情况下，可以是泡沫材料或墨盒20内壁的高度。
如果需要考虑操作，则也要包含使墨盒20倾斜的情况，将相对于墨水供给口的在铅直方向上的最大高度作为液差高度。
如果考虑单元直径的分布，优选使安全率为2倍左右以上，因此优选
T·N·R·B≥2·γ·h                        (12)
或者
T·M·B≥2·γ·h                           (13)
其中，系数B＝0.0161
考虑到墨水水位的变化，墨盒的高度在约40mm以下是较实用的，如果将安全率设为2，则优选具体的临界压力满足约0.8kPa(0.08mH2O)，通过使
T·N·R·B≥0.08                            (14)
或者
T·M·B≥0.08                               (15)
其中，系数B＝0.0161
可以使其保持0.8kPa以上，从而可以防止在拆卸墨盒20时不小心使墨水泄漏的问题。
其中，如表示根据表2和表3的数据作成的曲线图即上述图15所示可知，基于理论值和计算值的稳定负压与实际测定的稳定负压非常一致。此外，实际单元密度M(N·R)在各设定值时的负压示于表4和图1中。
然后，求出由于墨水喷嘴的墨水滴出而使出口(orifice)的墨水后退时的临界压力Pn。
设定墨水喷出频率为8000pps、喷嘴数为64条时的墨水流量Q为Q＝8.17nm3/s(0.49cc/min)，此时1滴墨水的量为
0.00817/8000/64＝1.6×10-8(cc)。
作为出口的形状，如图8所示，假定圆管喷嘴的直径为20μm，长度为20μm，从喷嘴端部延伸出顶角90度、顶部圆直径20μm的圆锥台形。
在该情况下，喷出1滴墨水时，出口内的墨水后退而在液面位置上的圆锥部的直径H如表5所示。在表5中，圆锥部的直径H＝20μm是表示通过受激准分子激光加工等，喷嘴前端的直部足够长的情况。此外，作为1滴墨水，示出了1.6×10-8(cc)和1.8×10-8(cc)的情况，对于各种情况，示出了不考虑喷嘴前端的弯液面的过度振动的情况，以及如图18(a)～图18(h)所示的由于喷嘴前端的弯液面的过度振动等，而考虑相对于喷出量的2倍的后退量的情况。
将圆锥部的直径H(m)代入式(8)中，得到喷嘴的临界压力Pn
Pn4·T/H                              (8′)
不引起墨水供给不足的必要条件是abs(Pn)＞abs(Ph)，设喷嘴直径为D(m)，根据式(6)、(8′)得到
(k/A)·{μ·L·(N·R)2/S}·Q≤4·T/D    (16)
整理式(16)得到
C·{μ·L·Q·(N·R)2/S}≤T/D           (17)
其中，系数C＝(k/A)/4＝1.88×105
此外，使实际单元密度M(个/25.4mm)适合于式(17)的必要条件是
C·{μ·L·Q·M2/S}≤T/D                (18)
其中系数C(k/A)/4＝1.88×105
利用式(8′)计算出的各种情况下的临界压力Pn(kPa)示于表5中。
根据该表5，当连续喷出墨水时，考虑安全率即过度振动和流量的误差，如果供给系统的负压为1.88kPa，即在约2.0kPa以下，则在墨水喷出后喷嘴前端的弯液面后退的状态下，弯液面所产生的吸引墨水的临界压力Pn比墨水供给系统的负压大，从而即使在连续喷出时也能稳定供给所需要的墨水量。
因此，如果供给系统的负压在约2.0kPa以下，则可以防止由于在供给系统中产生的负压而发生墨水供给不足，墨水液面从喷嘴前端过度后退而吸入空气的问题，在连续喷出墨水时，可以稳定地供给墨水。
整理上述研究结果，根据式(9)、(17)，得到泡沫材料的单元密度N和压缩率R所要求的条件
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥(N·R)≥γ·h/(T·B)
                                         (19)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161
此外，根据式(10)、(18)，得到实际状态的实际单元密度M＝N·R(个/25.4mm)的条件
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥M≥γ·h/(T·B)
                                         (20)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161
通过满足式(19)或式(20)，可以防止在拆卸墨盒时的墨水泄漏，并且可以在连续喷出墨水时稳定地供给墨水。
表5
  设定条件   H(μm)   Pn(kPa)
  仅喷嘴   20   6.00
  1.6×10-8(cc)不考虑过度振动   42   2.84
  1.8×10-8(cc)不考虑过度振动   58   2.06
  1.6×10-8(cc)考虑过度振动   47   2.54
  1.8×10-8(cc)考虑过度振动   64   1.88
此外，为了将供给系统的负压控制在2.0kPa以下，根据式(6)得到
(k/A)·{μ·L·Q·(N·R)2/S}≤2000    (21)
其中，系数(k/A)＝7.52×105
此外，将实际单元密度M(个/25.4mm)代入式(21)，则
(k/A)·{μ·L·Q·M2/S}≤2000         (22)
其中，系数(k/A)＝7.52×105
通过满足式(21)或式(22)，可以在墨水喷出时稳定地供给墨水。
本发明不限于上述实施方式，在本发明的范围内，可以进行各种变更。例如，在上述实施方式中，使墨水的粘度μ＝0.07(Pa·s)(＝7cp)、墨水的表面张力T＝0.03(N/m)(＝30dyn/cm)以及泡沫材料的单元密度N＝40(个/25.4mm)＝1.57(个/mm)而进行分析。
但是，本发明不限于此，也可以采用其它的条件。即，进行喷墨的墨水一般为
·粘度μ＝0.015～0.15(Pa·s)
·墨水的表面张力T＝0.03～0.05(N/m)
·泡沫材料的单元密度N＝40～100(个/25.4mm)
因此，例如作为不同的条件，采用以下条件进行研究。
·粘度μ＝0.015(Pa·s)
·墨水的表面张力T＝0.04(N/m)
·泡沫材料的单元密度N＝80(个/25.4mm)
其结果是得到替代表3和表4的表6和表7。
表6
  压缩率   安装密度M   平均单元直径   实测流量   流路数   流量   压力
  R   N*R   D(mm)   Q(nm3/s)   Nd(条)   Q(pm3/s)   ΔP(kPa)  Pc(kPa)
  1   80   0.32   8.17   11.867   0.688   0.0012  0.02
  2.5   200   0.13   8.17   74.169   0.1102   0.0078  0.11
  2.75   220   0.12   8.17   89.744   0.0910   0.0094  0.13
  3   240   0.11   8.17   106.803   0.0765   0.0112  0.15
  3.5   280   0.09   8.17   145.371   0.0562   0.0152  0.21
  4   320   0.08   8.17   189.872   0.0430   0.0199  0.27
  4.5   360   0.07   8.17   240.307   0.0340   0.0252  0.35
  5   400   0.06   8.17   296.675   0.0275   0.0311  0.43
表7
  压缩率   安装密度M   平均单元直径   压力
  R   N*R   d(mm)   Px(kPa)
  1   80   0.64   0.25
  1.5   120   0.42   0.38
  2   160   0.32   0.50
  2.5   200   0.25   0.63
  2.75   220   0.23   0.69
  3   240   0.21   0.76
  3.5   280   0.18   0.88
  4   320   0.16   1.01
  4.5   360   0.14   1.13
  5   400   0.13   1.26
经过确认，该结果也满足上述各式(1)～(22)。
严格地讲，在本发明说明书中的具体实施方式或实施例仅是为了说明本发明的技术内容，本发明不限于上述具体实施例而作狭义的解释，在本发明的实质和权利要求书所限定的范围内，可以进行各种变更而实施。

Claims (13)

1.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被收纳在上述墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)和上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R满足下式
200≤N·R≤320。
2.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)、被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)以及上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R满足下式
T·N·R·B≥0.08
其中，系数B＝0.0161。
3.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)、被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R以及在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
T·N·R·B≥γ·h
其中，系数B＝0.0161。
4.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R、被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的墨水吸收体(22)的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部(21)喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
C·{μ·L·Q·(N·R)2/S}≤T/D
其中，系数C＝1.88×105。
5.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R、被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的墨水吸收体(22)的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部(21)喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
(k/A)·Q·(N·R)2·(μ·L)/S≤2000
其中，系数(k/A)＝7.52×105。
6.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
在被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的状态下的墨水吸收体(22)的实际单元密度M(个/25.4mm)满足下式
200≤M≤320。
7.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)以及在被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的状态下的墨水吸收体(22)的实际单元密度M(个/25.4mm)满足下式
T·M·B≥0.08
其中，系数B＝0.0161。
8.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)、在被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的状态下的墨水吸收体(22)的实际单元密度M(个/25.4mm)、在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
T·M·B≥γ·h
其中，系数B＝0.0161。
9.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、在被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的状态下的墨水吸收体(22)的实际单元密度M(个/25.4mm)、被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的墨水吸收体(22)的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部(21)喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
Q·M2·(μ·L)·C/S≤T/D
其中，系数C＝1.88×105。
10.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的粘度μ(Pa·s)、在被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的状态下的墨水吸收体(22)的实际单元密度M(个/25.4mm)、被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的墨水吸收体(22)的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部(21)喷出墨水的喷嘴的直径D(m)以及从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)满足下式
(k/A)·Q·M2·(μ·L)≤2000
其中，系数(k/A)＝7.52×105。
11.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R、被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的墨水吸收体(22)的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部(21)喷出墨水的喷嘴的直径D(m)、从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)、在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥(N·R)≥γ·h/(T·B)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161。
12.一种墨盒(20)，具有收纳墨水吸收体(22)的墨水收纳部(21)，该墨水吸收体(22)由保持墨水的多孔质体构成，其特征在于，
被上述墨水吸收体(22)吸收的墨水的表面张力T(N/m)和粘度μ(Pa·s)、被收纳在墨水收纳部(21)内之前的墨水吸收体(22)的单元密度N(个/25.4mm)、上述墨水吸收体(22)被压缩收纳在墨水收纳部(21)内时相对于被收纳在墨水收纳部(21)内之前的体积比即压缩率R、在被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的状态下的墨水吸收体(22)的实际单元密度M(个/25.4mm)、被压缩收纳在墨水收纳部(21)内的墨水吸收体(22)的截面积S(m2)和高度L(m)、从墨水收纳部(21)喷出墨水的喷嘴的直径D(m)、从喷嘴喷出的墨水的最大墨水喷出量Q(m3/s)、在任意的姿态下得到的在铅直方向上相对于墨水供给口的最大高度的液差高度h(m)以及墨水的比重γ满足下式
{T·S/(C·D·μ·L·Q)}0.5≥M≥γ·h/(T·B)
其中，系数C＝1.88×105，系数B＝0.0161。
13.一种图像形成装置，其特征在于，具有上述权利要求1至12任意一项所述的墨盒(20)。
CN03158964.2A 2002-09-17 2003-09-17 墨盒和图像形成装置 Expired - Fee Related CN1267281C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP270725/2002 2002-09-17
JP2002270725A JP2004106300A (ja) 2002-09-17 2002-09-17 インクカートリッジ及び画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1495033A CN1495033A (zh) 2004-05-12
CN1267281C true CN1267281C (zh) 2006-08-02

Family

ID=31986861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN03158964.2A Expired - Fee Related CN1267281C (zh) 2002-09-17 2003-09-17 墨盒和图像形成装置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6991326B2 (zh)
JP (1) JP2004106300A (zh)
CN (1) CN1267281C (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7188940B2 (en) * 2003-01-31 2007-03-13 Hewlett-Packard Development Company, Lp. Vent plug methods and apparatus
JP4782602B2 (ja) * 2006-03-31 2011-09-28 富士フイルム株式会社 インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法
RU2018105185A (ru) 2012-08-10 2019-02-25 Сейко Эпсон Корпорейшн Контейнер для жидкости, потребляющее жидкость устройство, система подачи жидкости и блок контейнеров для жидкости
ES2914728T3 (es) * 2017-05-18 2022-06-15 Seiko Epson Corp Aparato de impresión
CN110293764B (zh) * 2019-06-26 2021-07-02 台州贝蕾丝电子商务有限公司 一种墨盒的检测系统
CN111761941B (zh) * 2020-08-05 2021-10-08 威海恒科精工有限公司 一种彩色打印机用墨盒

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3708798A (en) * 1971-12-23 1973-01-02 Ibm Ink distribution for non-impact printing recorder
US4484827A (en) * 1983-02-07 1984-11-27 Dennison Manufacturing Company Ink cartridge
KR910004026B1 (ko) * 1985-03-20 1991-06-22 도오꾜오덴끼 가부시끼가이샤 잉크 도트 프린터
GB2249054B (en) 1990-07-10 1994-10-19 Canon Kk Ink tank,ink jet cartridge having the tank,and ink jet recording apparatus having the cartridge
JP3160312B2 (ja) 1990-07-10 2001-04-25 キヤノン株式会社 インクジェットカートリッジ及び該カートリッジを用いた記録装置
US5874974A (en) * 1992-04-02 1999-02-23 Hewlett-Packard Company Reliable high performance drop generator for an inkjet printhead
DK1219446T3 (da) * 1993-07-20 2005-05-09 Canon Kk Blækstråleskriveapparat med anvendelse af skriveblæk med blækpatron, der har et blækindbefattende element
JP3110597B2 (ja) 1993-11-29 2000-11-20 キヤノン株式会社 インクジェットタンク用インク供給部材、それを有するインクカートリッジ、インクジェットユニットおよびインクジェット記録装置
JP3113512B2 (ja) 1994-07-28 2000-12-04 シャープ株式会社 インクジェット記録装置
JP2814952B2 (ja) 1995-05-18 1998-10-27 富士ゼロックス株式会社 インク保持材料、その作製方法、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法
JPH09109408A (ja) 1995-10-19 1997-04-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 圧力保持装置
JP2001121714A (ja) 1999-10-26 2001-05-08 Hewlett Packard Co <Hp> インクジェット・プリント装置、インク・カートリッジおよびインク供給方法
US7156509B2 (en) * 2003-01-29 2007-01-02 Sharp Kabushiki Kaisha Image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US7331662B2 (en) 2008-02-19
JP2004106300A (ja) 2004-04-08
US20060033788A1 (en) 2006-02-16
US6991326B2 (en) 2006-01-31
US20040056935A1 (en) 2004-03-25
CN1495033A (zh) 2004-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100341704C (zh) 用于带具有导墨件的墨盒的记录单元的喷墨记录装置
CN1150090C (zh) 墨槽、喷墨墨盒、供墨装置、喷墨打印装置和供墨方法
CN1277684C (zh) 液体容器及检测液面标高的检测方法
CN1121949C (zh) 墨盒、墨盒的阀机构和具有墨盒的喷墨头盒及喷墨记录装置
CN1171731C (zh) 储液容器
CN1171730C (zh) 用于喷液头的液体容器
CN1292907C (zh) 喷墨记录装置以及供墨系统
CN2853413Y (zh) 液体传感器和包含该传感器的液体容器
CN1610616A (zh) 压强调节机构、液槽、供液器、墨盒和喷墨打印装置
CN1280919A (zh) 供液方法、供液容器、负压生成部件容器和液体容器
CN1453133A (zh) 喷墨记录头
CN1749029A (zh) 直液式笔具
CN101048287A (zh) 喷墨记录装置和喷墨记录方法
CN101032905A (zh) 直液式书写工具
CN1267281C (zh) 墨盒和图像形成装置
CN1537725A (zh) 图像生成装置
CN1093038C (zh) 液体喷射方法及所用的喷液头
CN1246154C (zh) 可更换的墨盒
CN1750935A (zh) 阀装置及其制造方法、压力调节器、承载架、液体喷射设备
CN1359798A (zh) 墨水喷射记录设备及记录方法
CN1832860A (zh) 液体喷射设备
CN1767950A (zh) 墨水供给装置
CN1764547A (zh) 墨盒
CN1232596C (zh) 喷墨记录用墨水及具备该墨水的盒和记录装置
CN1796136A (zh) 液体检测压电装置、液体容器及安装模块体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20060802

Termination date: 20200917

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee