インクジェット式印刷ヘッド用空気抽出装置
対応するインク取入口によって供給を受けるノズルのアレイを有するインクジェット印刷ヘッド組立体。ノズルのアレイに対応するインク室は、インク取入口と流体接続されている。空気抜き取り室は、空気室と、該空気室の環境への通気を許容する開ポジションおよび該空気室の環境への通気を許容しない閉ポジションをもつ一方向性逃がし弁とを含む。圧縮可能な部材が、開ポジションにある一方向性逃がし弁を通じて、強制的に空気を空気室から排出させる。圧縮可能な部材はまた、一方向性逃がし弁が閉ポジションにある間は、膜に低下した空気圧を加える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的にはインクジェット印刷の分野に、詳細にはプリンタ内にある間に印刷ヘッドから空気を除去するため空気抜き取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷システムは典型的には、一つまたは複数の印刷ヘッドおよびそれらの対応するインク供給部を含む。印刷ヘッドは、インク供給部に接続されたインク取入口と滴噴出器のアレイとを含み、各噴出器はインク加圧室と、噴出アクチュエータと、噴出されるインク小滴が通るノズルとを含む。噴出アクチュエータは、さまざまな型の一つでありえ、小滴をノズルから射出するために室中のインクの一部を気化するヒーターや、小滴を噴出する圧力波を生成するためにインク加圧室の壁面幾何構造を変える圧電デバイスが含まれる。画像データに従って像を生成するために、印刷媒体が印刷ヘッドに対して動かされる際に、画像データは滴噴出器のための電子発射（firing）パルスに変換され、小滴は典型的には紙またはその他の印刷媒体（本稿では時に一般的に記録媒体または用紙と称される）に向けられる。
【０００３】
印刷ヘッドに対する印刷媒体の動きは、滴が噴出される間、印刷ヘッドを定常に保つことと、印刷ヘッドを通って印刷媒体を進めることからなることができる。この構成は、印刷ヘッド上のノズル・アレイが印刷媒体の幅を通じて関心領域全体を扱うことができるならば、適切である。そのような印刷ヘッドは時に、ページ幅印刷ヘッドと呼ばれる。第二の型のプリンタ構成は、印刷ヘッド・ノズル・アレイが印刷媒体上の印刷のための関心領域の広がりよりいくぶん小さく、印刷ヘッドがキャリッジ上にマウントされるキャリッジ・プリンタである。キャリッジ・プリンタでは、印刷媒体は、印刷媒体送り方向に沿って所与の距離進められ、次いで止められる。印刷媒体が止められている間、印刷ヘッド・キャリッジが、印刷媒体送り方向と実質的に垂直なキャリッジ走査方向に動かされ、その間滴がノズルから噴出される。キャリッジが印刷媒体を横切りながらイメージの走跡（swath）を印刷したら、印刷媒体が進められ、キャリッジ動き方向が反転され、像は走跡ごとに形成される。
【０００４】
インクジェットのインクは、顔料もしくは染料、湿潤剤、像耐久性向上剤および基材もしくは溶剤を含む多様な揮発性および不揮発性成分を含む。インク調合およびインク送達におけるキーとなる要件は、印刷媒体上で高品質のイメージを生成できることである。インク供給部から滴噴出器のアレイまでの小さなインク通路が気泡によって塞がれると、像品質が劣化することがある。そのような気泡は、噴出された滴がその意図された飛行経路から誤った方向に向けられたり、あるいは意図されたより小さな滴体積をもったり、あるいは噴出しそこなったりすることにつながりうる。気泡は多様な源から生じうる。気密でない外被を通じてインク供給部にはいる空気がインクに溶け、その後、たとえば高められた動作温度にある印刷ヘッド中でインクから離脱する（つまり溶液から出てくる）ことがある。インク・タンクのような交換可能なインク供給部をもつ印刷ヘッドについては、インク・タンクを交換するときに空気が印刷ヘッドにはいることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常のインクジェット・プリンタでは、印刷ヘッド維持ステーションの一部は、蠕動性またはチューブ・ポンプのような吸引ポンプに接続されたキャップである。キャップは、インクの揮発成分の蒸発を防ぐため、印刷しない期間中、印刷ヘッドのノズル面を囲む。定期的に、ノズルからインクおよび望まれない気泡を除去するために吸引ポンプが作動させられる。ノズルを通じたこのインクのポンピングはあまり効率的なプロセスではなく、プリンタの寿命の間にかなりの量のインクを無駄にする。インクが無駄になるばかりでなく、それに加えて、吸引によって除去されたインクを吸収するために、プリンタに廃物パッド（waste pad）を設ける必要がある。廃インクおよび廃物パッドは望ましくない費用となる。さらに、廃物パッドはプリンタ内のスペースを取り、より大きなプリンタ体積を必要とする。さらに、廃インクおよび廃物パッドはその後、処分される必要がある。また、吸引動作は印刷動作を遅らせることがある。
【０００６】
ほとんどまたは全くインクの無駄なしに空気を除去できる、インクジェット印刷ヘッド用空気抜き取り装置であって、コンパクトなプリンタ構成と両立し、低コストで、環境にやさしく、印刷動作を遅らせないものが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある好ましい実施形態は、対応するインク取入口によって供給を受けるノズルのアレイを有するインクジェット印刷ヘッド組立体を含む。ノズルのアレイに対応するインク室は、インク取入口と流体的に接続されている。空気抜き取り室は、空気室と、該空気室の環境への通気を許容する開ポジションおよび該空気室の環境への通気を許容しない閉ポジションをもつ一方向性逃がし弁〔リリーフ・バルブ〕とを含む。圧縮可能な部材が、開ポジションにある一方向性逃がし弁を通じて、強制的に空気を空気室から排出〔ベント〕させる。圧縮可能な部材はまた、一方向性逃がし弁が閉ポジションにある間は、膜に低下した空気圧を加える。膜は、空気は透過できるが、液体は透過できない。この実施形態における空気抜き取り室は、一方向性逃がし弁の近くに配された、空気室の空気放出部と、空気室の空気蓄積部と、空気蓄積部と空気放出部の間の一方向性封じ込め弁とをもつ。この弁は、空気蓄積部と空気放出部の間で空気が移動することを許容する開ポジションと、閉ポジションをもつ。一方向性封じ込め弁は、前記圧縮可能な部材の拡張によって開ポジションに移ることができる。取り外し可能なインク・タンクが、インク室取入口ポートに接続されるポートを含む。
【０００８】
本発明のもう一つの好ましい実施形態は、二つの部分をもつ容器を有する。第一の液体保持部分は、該液体を供給するための供給開口を含む。第二の部分は、第一の部分からその中にガスを受け入れる弁付きの開口を含む。もう一つの弁付きの開口が、圧力下で、第二の部分からガスを放出する。第一の弁付きの開口は、ガスが第一の部分に再びはいることを許さない。第二の部分におけるさらにもう一つの開口が、ガスを強制的に容器の第二の部分に入れたり出したりするために使われる。この作用の一つの側面は、第二の部分における圧力を低下させるための吸引に関わる。この作用のもう一つの側面は、第二の部分からガスを放出するために弁付きの開口からガスを押し出すことに関わる。
【０００９】
本発明のこれらおよびその他の側面および目的は、以下の記述および付属の図面との関連で考えるときに、よりよく認識され、理解されるであろう。ただし、以下の記述が、本発明の好ましい実施形態およびその数多くの個別的詳細を示しているものの、限定ではなく例解として与えられていることを理解しておくべきである。本発明の精神から外れることなく、本発明の範囲内で、多くの変更および修正がなされてもよく、本発明はそのようなすべての修正を含む。下記の図面は、サイズ、角度関係または相対位置に関し、いかなる厳密な縮尺に従って描かれることも意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェット・プリンタ・システムの概略表現である。
【図２】本発明のある実施形態に基づくキャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図である。
【図３】図２と同様の概略的な斜視図であるが、突起が回転して係合整列から外れている。
【図４】Ａは、本発明のある実施形態に基づく空気抜き取り室をもつ印刷ヘッドを含む印刷ヘッド組立体の分解前方斜視図である。Ｂは、Ａの印刷ヘッドにおいて使用できる印刷ヘッド・ダイのノズル面図である。
【図５】Ａは、図４のＡと同様の印刷ヘッドの側方斜視図である。Ｂは図４のＡの空気抜き取り室の側方斜視図である。
【図６】Ａは、本発明のある実施形態に基づく印刷ヘッド組立体の断面図である。Ｂは本発明において使用できる一方向性弁の例である。
【図７】Ａは本発明のある実施形態に基づく取り付け基板および二印刷ヘッド・ダイの分解斜視図である。Ｂは前記印刷ヘッド・ダイへの接続のための出口開口をもつ、図６のＡの取り付け基板の側方斜視図である。Ｃは本発明のある実施形態に基づく印刷ヘッドおよびインク・タンクの一部の概略的な上面図である。
【図８】本発明のある実施形態に基づくキャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図である。
【図９】本発明のある実施形態に基づくキャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照するに、インクジェット・プリンタ・システム１０の概略表現が、本発明での有用性について示されているが、完全な記述は、その全体においてここに参照によって組み込まれる米国特許第7,350,902号にある。インクジェット・プリンタ・システム１０はデータ信号を提供する画像データ源１２を含む。データ信号はコントローラ１４によって滴を噴出するためのコマンドとして解釈される。コントローラ１４は、印刷のための像をレンダリングするための画像処理ユニット１５を含み、電気エネルギー・パルスの電気パルス源１６に信号を出力する。電気エネルギー・パルスは、少なくとも一つのインクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０を含むインクジェット印刷ヘッド１００に入力される。
【００１２】
図１に示した例では、二つのノズル・アレイがある。第一のノズル・アレイ１２０内のノズル１２１は、第二のノズル・アレイ１３０内のノズル１３１より大きな開口面積をもつ。この例では、これら二つのノズル・アレイのそれぞれは、二つの互い違いになったノズル列をもつ。各列はインチ当たり600のノズル密度をもつ。すると、各アレイにおける有効ノズル密度はインチ当たり1200となる（すなわち、図１でd＝1/1200インチ）。記録媒体２０上のピクセルが紙送り方向に沿って逐次的に番号付けられたとすると、アレイの一方の列からのノズルは奇数番号のピクセルを印刷し、アレイの他方の列からのノズルは偶数番号のピクセルを印刷する。
【００１３】
各ノズル・アレイとは、対応するインク送達経路が流体連通している。インク送達経路１２２は第一のノズル・アレイ１２０と流体連通し、インク送達経路１３２は第二のノズル・アレイ１３０と流体連通している。インク送達経路１２２および１３２の一部が図１に、印刷ヘッド・ダイ基板１１１を通る開口として示されている。一つまたは複数のインクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０がインクジェット印刷ヘッド１００に含まれるが、明確のため、図１には一つのインクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０しか示していない。印刷ヘッド・ダイは、図２との関連で以下で論じる支持部材上に配置される。図１では、第一の流体源１８がインク送達経路１２２を介して第一のノズル・アレイ１２０にインクを供給し、第二の流体源１９がインク送達経路１３２を介して第二のノズル・アレイ１３０にインクを供給する。相異なる流体源１８および１９が示されているが、応用によっては、第一のノズル・アレイ１２０および第二のノズル・アレイ１３０の両方にそれぞれインク送達経路１２２および１３２を介してインクを供給する単一の流体源をもつことが有益であることもある。また、実施形態によっては、二つより少ないまたは二つより多くのノズル・アレイが印刷ヘッド・ダイ１１０に含まれることもできる。実施形態によっては、インクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０上に複数サイズのノズルをもたず、インクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０上のすべてのノズルが同じサイズであることができる。
【００１４】
図１には示していないが、ノズルに付随する滴形成機構がある。滴形成機構は多様な型のものであることができ、インクの一部を気化させてそれにより液滴の噴出を引き起こす加熱要素や、流体室の体積を絞ってそれにより噴出を引き起こす圧電トランスデューサ、あるいはその動き（たとえば二層要素を加熱することによって動かす）によって噴出を引き起こすアクチュエータが含まれる。いずれにせよ、所望される堆積パターンに従って、電気パルス源１６からの電気パルスがさまざまな滴噴出器に送られる。図１の例では、第一のノズル・アレイ１２０から噴出された液滴１８１は、より大きなノズル開口面積のため、第二のノズル・アレイ１３０から噴出される液滴１８２より大きい。典型的には、異なるサイズの滴のための滴噴出プロセスを最適化するために、それぞれノズル・アレイ１２０および１３０に関連付けられた滴形成機構（図示せず）の他の側面も異なるサイズにされる。動作の間、インクの液滴は記録媒体２０上に堆積させられる。ノズルは滴噴出器の最も目に見える部分なので、滴噴出器アレイとノズル・アレイの用語は本稿で交換可能に使われることがある。
【００１５】
図２は、本発明のある実施形態に基づくデスクトップ・キャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図を示している。本プリンタの一部の部分は、他の部分がより明瞭に見えるよう、図２に示されるビューでは隠されている。プリンタ・シャーシ３００は印刷領域３０３をもち、キャリッジ２００上にマウントされる印刷ヘッド２５０からインクの滴が噴出される間、この印刷領域３０３にわたって、キャリッジ２００がキャリッジ走査方向３０５において前後に移動する。文字ABCDは、紙片３７１または他の記録媒体上で印刷領域３０３において印刷されたイメージの一部を示す。キャリッジ・モータ３８０は、キャリッジ案内棒３８２に沿ってキャリッジ２００を動かすためにベルト３８４を動かす。エンコーダ・センサー（図示せず）がキャリッジ２００上にマウントされており、エンコーダ３８３に対するキャリッジ位置を示す。
【００１６】
印刷ヘッド２５０はキャリッジ２００内にマウントされ、インク・タンク２６２は印刷ヘッド２５０にインクを供給するためにマウントされ、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのようなインクまたは他の記録流体を含む。任意的に、たとえばシアン、マゼンタおよびイエローなど、いくつかのインク・タンクが一つの複数チャンバ・インク供給部として一緒に束ねられることができる。異なるインク・タンク２６２からのインクは異なるノズル・アレイに与えられる。これについては下記でより詳細に述べる。
【００１７】
プリンタを通じて記録媒体を進めるために多様なローラーが使われる。図２のビューでは、記録媒体を印刷されるべき画像の次の走跡のために位置付けるために、フィード・ローラー３１２および受動ローラー（単数または複数）３２３が記録媒体片３７１を、印刷領域３０３を横断するキャリッジ走査方向３０５と実質的に垂直な媒体送り方向３０４に沿って進める。排出ローラー３２４は記録媒体片３７１を、印刷された媒体を取り出せる出力領域に向けて送り続ける。星形ホイール（図示せず）が記録媒体片３７１を排出ローラー３２４に対して保持する。
【００１８】
記録媒体の典型的な長さは写真プリント（4インチ×6インチ）については6インチ、あるいは用紙（8.5×11インチ）については11インチである。よって、画像全体を印刷するためには、印刷ヘッド・シャーシ２５０を記録媒体片３７１を横断して動かしながら、多数の走跡が逐次印刷される。ある走跡の印刷後、記録媒体２０は媒体送り方向３０４に沿って進められる。フィード・ローラー３１２は、フィード・ローラー・シャフトにマウントされた別個のローラーを含んでいてもよいし、あるいはフィード・ローラー・シャフト上の薄い高摩擦コーティングを含んでいてもよい。フィード・ローラー３１２の角回転をモニタリングするために、回転エンコーダ（図示せず）がフィード・ローラー・シャフト上に同軸的にマウントされることができる。フィード・ローラー３１２および排出ローラー３２４を含む紙送りローラーに動力を与えるモータは図２には示していない。通常の用紙フィードのためには、フィード・ローラー３１２および排出ローラー３２４が順回転方向３１３に駆動される。
【００１９】
プリンタ・シャーシ３００の奥には、この例では、電子回路ボード３９０が位置している。電子回路ボード３９０は、印刷ヘッド・キャリッジ２００への、あるいはそこから印刷ヘッド２５０への、ケーブル（図示せず）を介した通信のためのケーブル・コネクタを含む。電子回路ボードにはまた、典型的には、キャリッジ・モータ３８０のためおよび紙送りモータのためのモーター・コントローラ、プロセッサおよび／または印刷プロセスを制御するための他の制御電子回路（図１ではコントローラ１４および画像処理ユニット１５として概略的に示している）や、ホスト・コンピュータへのケーブルのための任意的なコネクタがマウントされる。
【００２０】
プリンタ・シャーシ３００の右側には、図２の例では、維持ステーション３３０がある。維持ステーション３３０は、印刷ヘッド２５０のノズル面をクリーニングするためのワイパー（図示せず）およびインクの揮発成分の蒸発を遅くするためにノズル面に封着するキャップ３３２を含むことができる。多くの従来のプリンタは、誤動作したときにインクや空気を印刷ヘッドのノズルから吸い出すために、キャップに取り付けられた真空ポンプを含む。
【００２１】
図２には、印刷ヘッド２５０から空気を除去するための異なる方法が示されており、本発明の諸実施形態との関連で以下でより詳細に論じる。空気抜き取り室２２０が印刷ヘッド２５０に取り付けられる。ベローズ２２２のような圧縮可能部材が空気抜き取り室２２０の一部である。ベローズ２２２が圧縮されていると、ベローズ２２２は、一方向性逃がし弁２２４を通じて、空気を空気抜き取り室２２０から強制的に出す。ベローズ２２２は、圧縮状態からひとりでに伸張する傾向があるよう構成される。下記でより詳細に論じるように、ベローズ２２２が伸張する際、ベローズ２２２は、空気抜き取り室２２０内に低下した気圧を与え、これが印刷ヘッド２５０から空気を抜き取る。ベローズ２２２は、キャリッジ走査方向３０５と実質的に平行な圧縮方向２２３に沿って圧縮可能なようにマウントされる。ベローズ２２２は、たとえばプリンタ・シャーシ３００の壁面３０６から延びる突起３４０のような圧縮部材と同一線上に揃っている。ベローズ２２２を圧縮するためには、キャリッジ２００は、突起３４０がベローズ２２２と係合するまで壁面３０６のほうに動かされる。キャリッジ２００の位置はエンコーダ３８３に対して追跡されるので、キャリッジ２００の壁面３０６に向かう動きの量は精密に制御できる。それにより、キャリッジが壁面３０６に向かって動く際、突起３４０によるベローズ２２２の圧縮の量が制御される。ベローズ２２２が突起３４０に当たったのちキャリッジ２００が所定の距離だけ動かされるよう、キャリッジ２００は、突起３４０に対して所定の位置にベローズ２２２を動かすよう制御されることができる。コントローラ１４（図１参照）は、圧縮のために突起３４０をベローズ２２２と係合させるようキャリッジ２００を壁面３０６のほうに動かすよう、キャリッジ・モータ３８０にいつ信号を送るべきかを決定するための命令を含むことができる。ベローズ２２２の所望される量の圧縮が達成されたのち、コントローラ１４は、キャリッジ２００を壁３０６から離す方向に動かすようキャリッジ・モータ３８０に信号を送ることができる。ベローズ２２２は、ゆっくりと伸張する際、かなり長期間にわたって部分的に圧縮されたままとなることができ、それにより空気抜き取り室２２０内で低下した気圧を与え続けることができる。
【００２２】
突起３４０はキャリッジ走査経路の一端近くに位置される。実施形態によっては、図２のように、維持ステーション３３０は、キャリッジ走査方向３０５に沿ったキャリッジ走査経路の反対側に位置される。突起３４０を受け入れるために必要とされるプリンタ・シャーシ３００の必要な幅を減らすため、実施形態によっては、図２のように、突起３４０は、可動突起マウント３４２に取り付けられ、可動突起マウント３４２により、突起３４０は、ベローズ２２２との係合可能な整列位置にはいったり、該整列から出たりして動かされることができる。それにより、突起３４０がベローズ２２２に係合することなく、キャリッジ２００を壁面３０６のより近くにもってくることができる。図２に示した実施形態では、突起マウント３４２はシャフト３４４によって壁面３０６に離心的に取り付けられている。突起マウント３４２は、回転方向の矢印３４６によって示されるように、シャフト３４４を軸として前後に回転されることができる。突起マウント３４２が図２に示される位置にあるとき、突起３４０はベローズ２２２と係合する整列状態にある。突起マウント３４２が図３に示される位置まで回転されると、突起３４０は整列状態から外れ、ベローズ２２２に係合しなくなる。回転方向３４６はフィード・ローラー３１２の順方向３１３および逆方向に沿っているので、歯車列またはベルト（図示せず）のような選択的に接続可能な結合を使って、フィード・ローラー３１２に進めるのに使われるのと同じモータを使って突起マウント３４０を回転させることはストレートなことである。ここにその全体において参照によって組み込まれる米国特許出願公開第20090174733号は、同じモーターを使って複数のプリンタ機能を駆動する装置および方法を開示しており、これを使って、フィード・ローラー３１２から動力を選択的に解放し、そのモーターを突起３４０を必要に応じてベローズ２２２の経路に入れたり出したりするよう動かすために使うことができる。コントローラ１４（図１参照）は、突起３４０を動かしてベローズ２２２と係合可能な整列状態にしたり整列状態から外したりするよういつ信号を送るべきかに関する命令を含むことができる。
【００２３】
ベローズ２２２が突起３４０に当たり、圧縮されるよう、キャリッジ２００を動かすおよび／または突起３４０を動かすコントローラ１４のための命令は、イベント・ベース、クロック・ベース、計数ベース、センサー・ベースまたはこれらの組み合わせであることができる。イベント・ベースの命令の例は、プリンタがオンにされたときに、あるいはメンテナンス動作（たとえばワイプ）が実行される直前または直後、または印刷ジョブの最後のページが印刷されたあとに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラ１４が適切な信号を送るというものであろう。クロック・ベースの命令の例は、ベローズ２２２が最後に圧縮された時から１時間後に、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラが適切な信号を送るというものであろう。計数ベースの命令の例は、所定数のページが印刷されたあと、あるいは所定数のメンテナンス・サイクルが実行されたあとに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラ１４が適切な信号を送るというものであろう。センサー・ベースの命令の例は、光学センサーが一つまたは複数のジェットが誤動作していることを検出するときに、あるいは熱センサーが印刷ヘッドが所定の温度を超えたことを示すときに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラ１４が適切な信号を送るというものであろう。組み合わせベースの命令の例は、熱センサーおよび時計が、印刷ヘッドが所定の時間より長く所定の温度を超えていたことを示すときに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラが適切な信号を送るというものであろう。コントローラ１４からの命令は、ベローズ２２２の完全な圧縮または圧縮なしを引き起こすものであることができ、あるいはまた、ベローズ２２２を、複数の所定量のうちの一つだけ圧縮させることができ、それはエンコーダ３８３に対してモニタリングされる対応する量だけキャリッジ２００を動かすことによる。
【００２４】
インク中に溶解した空気は、インクが高い温度に上げられると、離脱する、すなわち溶液から出てくる傾向があるので、いくつかの実施形態では、印刷ヘッドから空気を抜く方法は、空気抜き取り室を介して低下した気圧を加えることとともに、印刷ヘッドの一部を加熱することを含むことができる。これは、ノズルからインクの液滴を噴出するためにインクを気化させるヒーターを含む滴噴出器を有する印刷ヘッド・ダイを含む熱インクジェット印刷ヘッドにとっては、特にストレートなことである。ヒーターを加熱するための電気パルスは、滴を噴出させる十分な振幅および継続時間のものであることができる。さまざまな実施形態において、コントローラ１４は、ベローズが伸張し、それにより離脱した空気を印刷ヘッド２５０から引き出すために空気抜き取り室２２０において低下した圧力を与えることを許容される時の前、またはその時の間、印刷ヘッド・ダイ２５１を加熱するために、発射（firing）パルスまたは非発射（non-firing）パルスを引き起こすことができる。
【００２５】
印刷ヘッド２５０および空気抜き取り室２２０は図４のＡにより詳細に示されている。印刷ヘッド組立体２１０という用語は、本稿で使われるときは、印刷ヘッド２５０およびその構成部品ならびに空気抜き取り室２２０およびその構成部品を含む。空気抜き取り室２２０の下にある下向き矢印は、空気抜き取り室２２０がどのように印刷ヘッド２５０と一緒に組み立てられるかを示している。図４のＡに示される空気抜き取り室のさらなる部品は、空気抜き取り室２２０を空気蓄積室２３０と空気放出室２３２に分離する一方向性封じ込め弁２２８を含む。さらに、一方向性逃がし弁２２４としてフラップ弁（flapper valve）の例が示されている。留め具（単数または複数）２２５がフラップ弁を空気抜き取り室２２０の外側表面に接続する。フラップ弁は典型的にはエラストマー・シートでできており、その自然状態において空気放出室２３２内の空気ベント２２６を覆い、密封する。同様に、一方向性封じ込め弁２２８も、空気通路２３１を密封し、覆うフラップ弁であることができる。通常は、一方向性逃がし弁２２４および一方向性封じ込め弁２２８はいずれも閉じられている。空気放出室２３２内の圧力が、一方向性逃がし弁２２４を強制的に開ポジションにするのに十分な量だけ周囲の圧力より大きい場合に、空気放出室２３２からある量の空気が一方向性逃がし弁２２４を通じて放出される。すると、エラストマーの復元力が一方向性逃がし弁２２４を再び閉じ、それにより空気はそれ以上空気ベント２２６からベントされることができなくなる。同様に、空気蓄積室２３０内の圧力が、一方向性封じ込め弁２２８を強制的に開にするのに十分な量だけ空気放出室２３２内の圧力より大きい場合に、空気蓄積室２３０から空気放出室２３２に空気が空気通路２３１を通じて移転される。すると、エラストマーの復元力が一方向性封じ込め弁２２８を再び閉じる。
【００２６】
印刷ヘッド２５０は、複数のインク室を有する印刷ヘッド・ボディ２４０を含む。図４のＡに示した例では、インク室２４１、２４２、２４３および２４４はそれぞれブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのインクを含む。他の実施形態は４つより多くのインク室または４つより少ないインク室を有することもできる。インクは、それぞれの取入口ポート２４５によってインク室２４１〜２４４にはいる。粒子状デブリのような汚染物質をインク室外に保つために、取入口ポートは任意的にフィルタによって覆われることができる。各インク室２４１、２４２、２４３および２４４の上にはそれぞれ対応する膜２３６、２３７、２３８および２３９がある。膜２３６〜２３９は空気に対しては透過性であるが、液体に対しては透過性ではない。換言すれば、空気は膜２３６〜２３９を通ることができるが、インクは通り抜けることができない。
【００２７】
インクを印刷ヘッド・ダイ２５１に提供するために、インクは、それぞれのインク出口２４６を通じてインク室２４１〜２４４を出る。印刷ヘッド・ダイ２５１はノズル面２５２上のノズル・アレイ２５７（図４のＢ）を含む。異なるノズル・アレイは異なるインク室２４１〜２４４からインクを供給される。図４のＡでは、二つの印刷ヘッド・ダイ２５１があり、それぞれ二つのノズル・アレイを含んでいる。図４のＢでは、四つすべてのノズル・アレイ２５７は、一つの印刷ヘッド・ダイ２５１上に交互に示されている。ノズル・アレイ２５７はアレイ方向２５４に沿って配され、各アレイは互いからアレイ離間方向２５８に沿って離間されている。典型的には、印刷ヘッド・ダイ２５１のコスト削減のため、アレイ離間方向２５８に沿った全幅を、その方向に沿った印刷ヘッド・ボディ２４０の幅に比べ相対的に小さく保つことが望まれる。いくつかの実施形態では、図４のＡにおけるように、インクを、各インク室２４１〜２４４のインク出口２４６から、印刷ヘッド・ダイ２５１の、ノズル面２５２と反対側の対応するインク取入口２５６に持ってくるためにマニホールド２４７が使われる。インクは、インク取入口２５６から対応するインク・フィード２５５（図４のＢ）に流れ、そこからそれぞれのノズル・アレイ２５７へと流れる。図４のＡにおける印刷ヘッド・ダイ２５１の下の小さな円は、種々のノズル・アレイ２５７から噴出された種々のカラー・インクの液滴を表す。図４のＡの例において印刷ヘッド・ダイ２５１の実質的に垂直上方に位置される内側インク室２４２および２４３については、印刷ヘッド・ダイ２５１から印刷ヘッド・インク出口２４６への対応するマニホールド通路２４８は実質的に垂直であることができる。外側のインク室２４１および２４４については、対応するマニホールド通路２４８はより広範な水平方向のまたはやや傾いた部分をもつことができる。印刷ヘッド・ダイ２５１は、いくつかの実施形態では、印刷ヘッド・ダイ２５１とマニホールド２４７の間に位置されるマウント基板上にマウントされることができる。図４のＡに示されるようないくつかの実施形態では、マニホールド２４７はマウント基板である。
【００２８】
印刷ヘッド２５０からの空気抜き取り方法は、図２および図４のＡを参照して記述できる。キャリッジ２００は、突起３４０によってベローズ２２２がキャリッジ走査方向３０５に平行な圧縮方向２２３に沿って圧縮されるまで、キャリッジ走査方向３０５に沿って壁３０６のほうに動かされる。ベローズ２２２中にあった空気は空気放出室２３２中に強制され、それによりその室内の圧力を高める。それにより、通常は閉じている一方向性逃がし弁２２４が強制的に開にされ、ある量の空気が放出される。次いで、一方向性逃がし弁２２４が再び閉じる。キャリッジ２００が壁３０６から離れて動いたのち、ベローズ２２２は伸張できる。ベローズ２２２が伸張すると、ベローズ２２２および空気放出室２３２中の全体積が増大する。圧力は気体の体積に反比例するので、空気放出室２３２中の圧力はベローズ２２２が伸張するにつれて低下する。空気放出室２３２中の圧力が、一方向性封じ込め弁２２８が強制的に開にされるのに十分、空気蓄積室２３０中の圧力より低くなると、いくらかの空気が空気蓄積室２３０から空気放出室２３２に空気通路２３１を通って移る。これは、（空気放出室２３２中の圧力を上げる傾向をもちつつ）空気蓄積室２３０中の圧力を低下させ、しまいには一方向性封じ込め弁２２８が閉じ、空気通路２３１は再び封印され、それ以上の空気は空気蓄積室２３０と空気放出室２３２の間で通ることができなくなる。空気蓄積室２３０中の低下した気圧は膜２３６〜２３９に加えられる。換言すれば、空気蓄積室２３０中の圧力はインク室２４１〜２４４内の圧力より低い。結果として、膜２３６〜２３９を通じてインク室２４１〜２４４から空気が引き抜かれ、それにより印刷ヘッド２５０のインク室２４１〜２４４から空気が抽出される。ベローズ２２２が伸張し続け、空気がインク室２４１〜２４４から空気蓄積室２３０中に引き抜かれ続けるにつれ、空気蓄積室２３０中の圧力が再び、一方向性封じ込め弁２２８を強制的に開にするのに十分、空気放出室２３２中の圧力を超えることができる。それにより空気蓄積室２３０中の圧力が再び低下したレベルまで下げられる。キャリッジ２００が再び、ベローズ２２２を圧縮するよう突起３４０と係合するよう壁３０６のほうに動かされるとき、空気蓄積室２３０から空気放出室２３２およびベローズ２２２に移された空気が、一方向性逃がし弁２２４を通じて放出される。典型的には、ベローズ２２２の圧縮中、一方向性封じ込め弁２２８はその通常は閉のポジションにある。しかしながら、ベローズ２２２が圧縮され始めるときにたまたま一方向性封じ込め弁２２８が開である場合、空気放出室２３２中の増大した圧力は一方向性封じ込め弁２２８と閉じさせ、それにより空気放出室２３２中に圧力がさらに積み上がり、強制的に空気ベント２２６から空気を出す。
【００２９】
図４のＡにはいくつかの好ましい幾何学的詳細も示されている。空気抜き取り室２２０の空気蓄積室２３０は圧縮方向２２３に沿った長さ寸法L1をもつ。第一の膜（膜２３６など）の最も外側のエッジから第二の膜（膜２３９など）の反対側の最も外側のエッジまでの距離L2は好ましくはL1より小さい。そのようにして、単一の空気抜き取り室２２０が複数のインク室から対応する複数の膜を通じて空気を引き出すことができる。図４のＡでは、一つの空気抜き取り室２２０が、四つのインク室２４１〜２４４のための空気管理を提供することができる。空気蓄積室２３０が対応する四つの膜２３６〜２３９に低下した圧力を与えることができるからである。
【００３０】
ノズル・アレイ２５７は、実質的に媒体送り方向３０４に平行なノズル・アレイ方向２５４に沿って配される。ノズル・アレイ離間方向２５８はキャリッジ走査方向３０５と実質的に平行である。したがって、インク室インク出口２４６から印刷ヘッド・ダイ・インク取入口２５６までのインクの接続を簡単にするため、インク室２４１〜２４４は好ましくは互いから、キャリッジ走査方向３０５に沿って変位される。ベローズ２２２の圧縮方向２２３もキャリッジ走査方向３０５に実質的に平行なので、インク室２４１〜２４４は好ましくは、圧縮方向２２３に実質的に平行な方向に沿って互いから変位される。また、キャリッジ走査方向３０５が媒体送り方向３０４に実質的に垂直なので、圧縮方向２２３はアレイ方向２５４に実質的に垂直ということになる。さらに、図２を参照するに、プリンタ・シャーシ３００の印刷ゾーン３０３の平面はキャリッジ走査方向３０５および媒体送り方向３０４の両方に実質的に平行である。印刷ヘッド２５０が印刷ヘッド・シャーシ３００にマウントされるとき、膜２３６〜２３９は好ましくはインク出口２４８、印刷ヘッド・ダイ・インク取入口２５６および取入口ポート２４５の実質的に垂直上方にある。これは、後述するように、気泡がインクを通じて上るのを助けるためである。換言すれば、膜２３６〜２３９はノズル・アレイ２５７から（すなわち、滴噴出器のアレイから）、アレイ方向２５４および圧縮方向２２３の両方に実質的に垂直な膜変位方向２３５に沿って変位されることが好ましい。
【００３１】
図５のＡは、図４のＡと同様だが膜変位方向２３５に平行な軸のまわりに回転した印刷ヘッド２５０の斜視図を示している。図５のＢは、空気抜き取り室２２０の同様に回転させたビューである。図５のＡのビューは、インク室２４１の側壁を通じて中を見せており、膜変位方向２３５に実質的に平行な方向に液体インク２１８を通じて上昇する気泡２１６を示している。気泡２１６は、印刷ヘッド２５０のインク出口２４６および取入口ポート２４５の両方から上昇する。インク出口２４６で発する気泡２１６はたとえば、上昇した温度においてインク２１８から離脱した空気に起因して、印刷ヘッド・ダイ２５１から来ることができる。取入口ポート２４５から発する気泡２１６はたとえば、インク・タンク２６２（図２参照）の交換の際にはいることができる。空気抜き取り室２２０は、両方の源からの気泡を抜き取るのに有効である。インク室２４１の開いた垂直幾何構造は、液体インク２１８の上方の、空気スペース２１７から膜２３６までの空気スペースにつながり、浮力による、液体インク２１８を通じた気泡２１６の、空気スペース２１７および膜２３６に向けた自由な上昇を容易にする。そのような垂直幾何構造のもう一つの記述法は、図３を参照するに、インク室２４１の取入口ポート２４５とプリンタ・シャーシ３００の支持ベース３０２の間の距離が、空気抜き取り室２２０と支持ベース３０２の間の距離Sより小さいというものである。同様に、インク室２４１のインク出口２４６とプリンタ・シャーシ３００の支持ベース３０２の間の距離が、空気抜き取り室２２０と支持ベース３０２の間の距離Sより小さいというものである。（ただし、明確のため図３にはインク出口２４６は示していない。）
図６のＡは、本発明のある実施形態に基づく、印刷ヘッド組立体２１０の断面図である。この実施形態では、圧縮ばね２１５が空気放出室２３２内の固定された支持部２１３とベローズ２２２の端近くの可動支持部２１４の間に保持される。圧縮ばね２１５は、ベローズ２２２が圧縮方向２２３に沿って圧縮されたあとに伸張するのを助ける。他のいくつかの実施形態では、ベローズ２２２は、圧縮ばねを使うことなく、ベローズ伸張のために必要とされる伸張力を与えるのに十分な弾性属性をもつ材料で作られる。ベローズ２２２内に圧縮ばね２１５を設けることは、ベローズ２２２を作成するためにより安価な、あるいは他の点でより最適な材料を使うことを許容できる。ベローズ２２２の動かない端２１２は空気放出室２３２に取り付けられ、それにより空気はベローズ２２２の内部と空気放出室２３２の内部の間で自由に流れることができる。
【００３２】
図６のＡは、一方向性逃がし弁２２４と一方向性封じ込め弁２２８の両方が図６のＢに示される型のフラップ弁である場合について、両方の弁の開ポジションおよび閉ポジションを示している。一方向性逃がし弁２２４の空気ベント２２６に対して通常は閉のポジションが網掛けの実線の長方形によって示されている。空気ベント２２６から離れた開ポジションが破線によって示されている。同様に、一方向性封じ込め弁２２８の空気通路２３１に対して通常は閉のポジションが網掛けの実線の長方形によって示されている。一方、空気通路２３１から離れた開ポジションが破線によって示されている。
【００３３】
空気抽出室２２０における封印〔シール〕が気密であることは必要とされない。空気がインク室２４１〜２４４から膜２３６〜２３９を通じて空気抜き取り室２２０にはいる効果と、さまざまな封印における漏れを含めて、環境の圧力と空気抜き取り室２２０内の圧力の間の圧力差が失われる時定数は、いくつかの実施形態では、約5秒から約1時間までの間であることができる。
【００３４】
図６のＡは、インク室２４１〜２４４内のインク出口２４６から液体インク２１８を通って液体インク２１８の上方の空気スペース２１７のほうに自由に上昇する気泡２１６を示している。内側のインク室２４２および２４３については、印刷ヘッド・ダイ・インク取入口２５６からの、マニホールド２４７を通ってインク取入口２４６へ、空気スペース２１７へ、空気抽出室２２０へのインク通路全体は、実質的に鉛直であり、これは、気泡２１６の動きのために好ましい。印刷ヘッド・ダイ２５１のコストを削減するため、およびインク室２４１〜２４４内において十分なインクを提供するため、最も外側のインク取入口２５６どうしの間の距離が最も外側のインク室２４１および２４４の間の距離より若干小さくなるということが一般に成り立つ。そのため、図６のＡに示されるような実施形態について、外側のマニホールド通路２４８は水平方向からわずかな傾きをもつ部分をもつ。
【００３５】
他の実施形態では、外側インク室についてさえ、印刷ヘッド・ダイ２５１から液体インク２１８の上方の空気スペース２１７までずっと気泡が流れるよう、印刷ヘッド中により垂直な経路を提供するために、図７のＣに示される取り巻き〔ラップアラウンド〕インク室幾何構造が使用されることができる。取り巻きインク室幾何構造は、特に、図７のＡの分解図に示されるような印刷ヘッド・ダイ構成と適合する。図７のＡでは、インク取入口２５６のノズル・アレイ方向２５４に沿った長さが、アレイ離間方向２５８に沿ったインク取入口２５６間の間隔よりも長い。二つのトレンドのため、この印刷ヘッド・ダイ構成がより有利になる。より長い印刷走跡、すなわちより長いノズル・アレイ長を提供することによって印刷速度が向上する。印刷ヘッド・ダイのコストは、ダイの面積を縮小することによって低下する。したがって、低コストで高スピードの印刷ヘッドを提供するために、ノズル・アレイ間の間隔より長いノズル・アレイをもつことが有利である。図７のＡに示される実施形態では、二つの印刷ヘッド・ダイ２５１があり、それぞれノズル面２５２上の二つのノズル・アレイを、ノズル面２５２と反対側の面上の対応するインク取入口２５６を有する。流体接続を与えるため、印刷ヘッド・ダイ２５１のインク取入口面は、典型的にはインク適合ダイ・ボンディング接着剤を用いて、マウント基板２７０のダイ・ボンディング面２７２に封着される。マウント基板２７０は、印刷ヘッドのインク室から印刷ヘッド・ダイにインクを提供するマウント基板通路２７４を含む。図７のＡに示される実施形態では、マウント基板通路２７４は靴型である。マウント基板２７０のダイ・ボンディング面２７２上では、マウント基板通路２７４が細長い出口開口２７６（図７のＢ参照）として出る。これは、印刷ヘッド・ダイ２５１の同様の形状のインク取入口２５６と合わせるために好適である。マウント基板２７０の印刷ヘッド・マウント面２７５上では、マウント基板通路２７４は、ノズル・アレイ方向２５４に沿って互いから交互に互い違いにされているより小さな取入口開口２７８として出る。換言すれば、二つの隣接する取入口開口２７８の間の変位は、アレイ方向２５４に平行な成分c1と、アレイ離間方向に平行な成分c2とをもつ。多くの実施形態において、c1はc2より大きい。図７のＡに示した実施形態において取入口開口２７８の互い違いの配位を提供するために、隣り合う靴型のマウント基板通路２７４は互いに反対向きに配向される。細長い出口開口２７６は、マウント基板２７０の内部のマウント基板通路２７４の諸部分によって、より小さな取入口開口２７８に流体的に接続される。
【００３６】
印刷ヘッド２８０の取り巻きインク室幾何構造は、図７のＣに示される上面図において示されている。印刷ヘッド・ボディ２８８は複数のインク室２８１〜２８４と、インク室２８１〜２８４についての取入口ポート２８６の線形配列とを含む。印刷ヘッド・ボディ２８８は、第一の外側壁２９５と該第一の外側壁２９５と反対側の第二の外側壁２９６を含む。第一の外側壁２９５は取入口ポート２８６の近位に（すなわち、取入口ポートのところにまたはその近くに）位置される。一方、第二の外側壁２９６は取入口ポート２８６にとって遠位である。この実施形態では、外側インク室２８１および２８４はL形であり、内側インク室２８２および２８３を取り巻く。結果として、外側インク室２８１および２８４はそれぞれ第一の外側壁２９５近くに位置される第一部分と、第二の外側壁２９６近くに位置される第二部分とを有する。内側インク室２８２および２８３はそれぞれ第一の外側壁２９５近くに位置される部分をもつが、第二の外側壁２９６近くに位置される部分はもたない。各インク室は、液体に対して透過性でない空気透過性膜２８５と、取入口ポート２８６と、インク出口２８７とをもつ。インク出口２８７は、マウント基板２７０の印刷ヘッド・マウント面上のより小さな取入口開口２７８と同じ互い違いの配位で、インク室２８１〜２８４の底面上に配置されている。インク室２８１〜２８４のそれぞれのインク出口２８７は、たとえばガスケット・シールを用いて、マウント基板２７０上の対応する取入口開口２７８に流体的に接続されることができる。図５のＡおよび図６のＡに示した液体インク２１８と空気スペース２１７の関係と同様に、インク室２８１〜２８４は液体インクを含み、液体インク上方のインク室の上部に空気スペースをもつ。気泡にとってマウント基板取入口開口２７８およびインク室２８１〜２８４の（外側インク室２８１および２８４および内側インク室２８２および２８３について）対応するインク出口２８７から空気スペースへの気泡の実質的に鉛直な進行経路があるので、空気スペースまでの気泡の動きは妨害されない。実際、垂直な進行経路は印刷ヘッド・ダイ２５１のインク取入口２５６まで延び、そこではインク取入口２５６はノズル・アレイ２５７に対応する（図４のＢ参照）。さらに、取入口２８６から空気スペースへの気泡にとっての実質的に垂直な進行経路があるので、取入口ポート２８６から対応するインク室の上にある空気スペースへの気泡の動きも妨害されない。膜２８５が対応するインク室の空気スペースと接触しており、膜が空気抜き取り室の寸法内に納まる限り、インク室２８１〜２８４内の膜２８５の位置は決定的ではない。
【００３７】
図７のＣに示した実施形態では、インク室２８１は、インク室２８２の取入口ポート２８６に隣接する取入口ポート２８６をもつ。インク出口２８７の互い違いにされた配位および印刷ヘッド２８０の取り巻きインク室幾何構造のため、インク室２８１のインク出口２８７は、インク室２８２のインク出口２８７から変位されており、二つの出口２８７の間の変位は、ノズル・アレイ方向２５４に平行な成分c1およびアレイ離間方向２５８に平行な成分c2をもつ（図７のＡも参照）。取り巻きインク室幾何構造の他の含まれた意味は、インク室の間で共有される内側壁の構成に関係がある。以下の議論では、インク室２８１、２８２、２８３および２８４についての番号付け方法（すなわち、それぞれ第一、第二、第三および第四）は、それらのインク室についての対応する取入口ポートの位置に基づく。第二のインク室２８２（第一の内側室）の取入口ポート２８６は、第一のインク室２８１（第一の外側室）の取入口ポート２８６と第三のインク室２８３（第二の内側室）の取入口ポート２８６との間である。同様に、第三のインク室２８３（第二の内側室）の取入口ポート２８６は、第二のインク室２８２（第一の内側室）の取入口ポート２８６と第四のインク室２８４（第二の外側室）の取入口ポート２８６との間である。壁２９１は第一のインク室２８１と第二のインク室２８２の間で共有される。壁２９１が、第二のインク室２８２と第三のインク室２８３の間で共有される壁２９４と交わったのち、壁２９１はさらに、第一のインク室２８１、第二のインク室２８２および第三のインク室２８３の間で共有される壁２９２まで延びる。壁２９２はまた、第三のインク室２８３と第四のインク室２８４の間でも共有されている。第二の外側壁２９６と交わる壁２９３は、第一のインク室２８１と第四のインク室２８４の間で共有される。壁２９３は実質的に壁２９２と垂直である。
【００３８】
図７のＣに示される実施形態では、取り外し可能なインク・タンク２６２のタンク・ポート２６３がインク室２８１〜２８４のそれぞれの取入口ポート２８６に流体接続される。図７のＣにおいてアレイ離間方向２５８に沿って左から右に、インク室２８１〜２８４の取入口ポート２８６に供給される異なる色のインクの順序はYMCK（イエロー、次いでマゼンタ、次いでシアン、次いでブラック）である。印刷ヘッド２８０の取り巻きインク室幾何構造の一つの結果は、インク室２８１〜２８４のインク出口２８７が、アレイ離間方向２５８に沿って異なる順序MYCKで配置されるというものである。
【００３９】
図８は、印刷ヘッド２５０のインク室２４１に、可動キャリッジ２００上にマウントされるインク・タンクからではなく、印刷ヘッド・シャーシ３００上に定常的にマウントされるリモート・インク供給部２６５からインクが供給される本発明の実施形態を示している。インクは、取入口ポート２４６に接続された柔軟なチューブ材２６６を通じてインク室２４１に供給される。明確のため、柔軟なチューブ材２６６は図８における四つの取入口ポートの一つのみに接続されて示されている。空気抜き取り室２２０は、他の実施形態との関連で上述したのと同様の仕方で動作する。
【００４０】
図９は、図２および図３との関連で上述したのとは異なる仕方でベローズ２２２との係合可能な整列状態にはいったり、係合可能な整列状態から外れたりして突起３４０を動かす実施形態を示している。図９の実施形態では、突起３４０は、壁３０６に、旋回可能にマウントされる。圧縮方向２２３に沿ってベローズ２２２を圧縮することが望まれるときは、突起３４０は、図２におけるようにキャリッジ・スキャン方向３０５と実質的に平行な方向に沿って、壁３０６から突き出て延びるよう配向される。突起３４０をベローズ２２２との整列状態から外れるよう動かすことが望まれるときは、図９に示されるように、旋回させられて壁３０６に押しつけられる。それにより、突起３４０は、キャリッジ走査方向３０５に実質的に平行でない配向になる。
【００４１】
本発明の諸実施形態は、インクを抜き取ることなく空気を抜き取るので、従来のプリンタよりも無駄になるインクが少ない。従来のプリンタで使われる廃インク・パッドをなくすことができ、あるいは少なくとも、ジェットからのスピッティング（spitting）のような維持動作を受け入れるようサイズにおいて縮小することができる。これは、プリンタを、動作がより経済的で、より環境にやさしく、よりコンパクトなものにすることを許容する。さらに、本発明の空気抜き取り方法は、連続的な時間期間にわたって印刷ヘッドに加えられる空気抜き取り室からの低下した圧力を用いて任意の時点において行えるので、印刷ヘッドから空気を抜くために印刷動作を遅らせることは必要ない。
【符号の説明】
【００４２】
１０ インクジェット・プリンタ・システム
１２ 画像データ源
１４ コントローラ
１５ 画像処理ユニット
１６ 電気パルス源
１８ 第一の流体源
１９ 第二の流体源
２０ 記録媒体
１００ インクジェット印刷ヘッド
１１０ インクジェット印刷ヘッド・ダイ
１１１ 基板
１２０ 第一のノズル・アレイ
１２１ ノズル（単数または複数）
１２２ インク送達経路（第一のノズル・アレイについて）
１３０ 第二のノズル・アレイ
１３１ ノズル（単数または複数）
１３２ インク送達経路（第二のノズル・アレイについて）
１８１ 液滴（単数または複数）（第一のノズル・アレイから噴出される）
１８２ 液滴（単数または複数）（第二のノズル・アレイから噴出される）
２００ キャリッジ
２１０ 印刷ヘッド組立体
２１２ 動かない端
２１３ 固定支持部
２１４ 可動支持部
２１５ 圧縮ばね
２１６ 気泡
２１７ 空気スペース
２１８ 液体インク
２２０ 空気抜き取り室
２２２ ベローズ
２２３ 圧縮方向
２２４ 一方向性逃がし弁
２２５ 留め具（単数または複数）
２２６ 空気ベント
２２８ 一方向性封じ込め弁
２３０ 空気蓄積室
２３１ 空気通路
２３２ 空気放出室
２３５ 膜変位方向
２３６ 膜
２３７ 膜
２３８ 膜
２３９ 膜
２４０ 印刷ヘッド・ボディ
２４１ インク室
２４２ インク室
２４３ インク室
２４４ インク室
２４５ インク・ポート（単数または複数）
２４６ インク出口
２４７ マニホールド
２４８ マニホールド通路（単数または複数）
２５０ 印刷ヘッド
２５１ 印刷ヘッド・ダイ
２５２ ノズル面
２５３ ノズル・アレイ
２５４ ノズル・アレイ方向
２５５ インク・フィード
２５６ インク取入口
２５７ ノズル・アレイ（単数または複数）
２５８ アレイ離間方向
２６２ インク・他インク
２６５ リモート・インク供給部
２６６ 柔軟なチューブ材
２７０ マウント基板
２７２ ダイ・ボンディング面
２７４ マウント基板通路
２７５ 印刷ヘッド・マウント面
２７６ 出口開口
２７８ 取入口開口
２８０ 印刷ヘッド
２８１ インク室
２８２ インク室
２８３ インク室
２８４ インク室
２８５ 膜
２８６ 取入口ポート
２８７ インク出口
２８８ 印刷ヘッド・ボディ
２９１ 壁
２９２ 壁
２９３ 壁
２９５ 第一の外側壁
２９６ 第二の外側壁
２８５ 第二の外側壁
３００ プリンタ・シャーシ
３０２ 支持ベース
３０３ 印刷領域
３０４ 媒体送り方向
３０５ キャリッジ走査方向
３０６ 壁
３１２ フィード・ローラー
３１３ （フィード・ローラーの）順方向の回転方向
３２３ 受動ローラー（単数または複数）
３２４ 排出ローラー
３３０ 維持〔メンテナンス〕ステーション
３３２ キャップ
３４０ 突起
３４２ 突起マウント
３４４ シャフト
３４６ 回転方向
３７１ 記録媒体片
３８０ キャリッジ・モータ
３８２ キャリッジ案内棒
３８３ エンコーダ
３８４ ベルト
３９０ 電子回路ボード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概括的にはインクジェット印刷の分野に、詳細にはプリンタ内にある間に印刷ヘッドから空気を除去するため空気抜き取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷システムは典型的には、一つまたは複数の印刷ヘッドおよびそれらの対応するインク供給部を含む。印刷ヘッドは、インク供給部に接続されたインク取入口と滴噴出器のアレイとを含み、各噴出器はインク加圧室と、噴出アクチュエータと、噴出されるインク小滴が通るノズルとを含む。噴出アクチュエータは、さまざまな型の一つでありえ、小滴をノズルから射出するために室中のインクの一部を気化するヒーターや、小滴を噴出する圧力波を生成するためにインク加圧室の壁面幾何構造を変える圧電デバイスが含まれる。画像データに従って像を生成するために、印刷媒体が印刷ヘッドに対して動かされる際に、画像データは滴噴出器のための電子発射（firing）パルスに変換され、小滴は典型的には紙またはその他の印刷媒体（本稿では時に一般的に記録媒体または用紙と称される）に向けられる。
【０００３】
印刷ヘッドに対する印刷媒体の動きは、滴が噴出される間、印刷ヘッドを定常に保つことと、印刷ヘッドを通って印刷媒体を進めることからなることができる。この構成は、印刷ヘッド上のノズル・アレイが印刷媒体の幅を通じて関心領域全体を扱うことができるならば、適切である。そのような印刷ヘッドは時に、ページ幅印刷ヘッドと呼ばれる。第二の型のプリンタ構成は、印刷ヘッド・ノズル・アレイが印刷媒体上の印刷のための関心領域の広がりよりいくぶん小さく、印刷ヘッドがキャリッジ上にマウントされるキャリッジ・プリンタである。キャリッジ・プリンタでは、印刷媒体は、印刷媒体送り方向に沿って所与の距離進められ、次いで止められる。印刷媒体が止められている間、印刷ヘッド・キャリッジが、印刷媒体送り方向と実質的に垂直なキャリッジ走査方向に動かされ、その間滴がノズルから噴出される。キャリッジが印刷媒体を横切りながらイメージの走跡（swath）を印刷したら、印刷媒体が進められ、キャリッジ動き方向が反転され、像は走跡ごとに形成される。
【０００４】
インクジェットのインクは、顔料もしくは染料、湿潤剤、像耐久性向上剤および基材もしくは溶剤を含む多様な揮発性および不揮発性成分を含む。インク調合およびインク送達におけるキーとなる要件は、印刷媒体上で高品質のイメージを生成できることである。インク供給部から滴噴出器のアレイまでの小さなインク通路が気泡によって塞がれると、像品質が劣化することがある。そのような気泡は、噴出された滴がその意図された飛行経路から誤った方向に向けられたり、あるいは意図されたより小さな滴体積をもったり、あるいは噴出しそこなったりすることにつながりうる。気泡は多様な源から生じうる。気密でない外被を通じてインク供給部にはいる空気がインクに溶け、その後、たとえば高められた動作温度にある印刷ヘッド中でインクから離脱する（つまり溶液から出てくる）ことがある。インク・タンクのような交換可能なインク供給部をもつ印刷ヘッドについては、インク・タンクを交換するときに空気が印刷ヘッドにはいることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常のインクジェット・プリンタでは、印刷ヘッド維持ステーションの一部は、蠕動性またはチューブ・ポンプのような吸引ポンプに接続されたキャップである。キャップは、インクの揮発成分の蒸発を防ぐため、印刷しない期間中、印刷ヘッドのノズル面を囲む。定期的に、ノズルからインクおよび望まれない気泡を除去するために吸引ポンプが作動させられる。ノズルを通じたこのインクのポンピングはあまり効率的なプロセスではなく、プリンタの寿命の間にかなりの量のインクを無駄にする。インクが無駄になるばかりでなく、それに加えて、吸引によって除去されたインクを吸収するために、プリンタに廃物パッド（waste pad）を設ける必要がある。廃インクおよび廃物パッドは望ましくない費用となる。さらに、廃物パッドはプリンタ内のスペースを取り、より大きなプリンタ体積を必要とする。さらに、廃インクおよび廃物パッドはその後、処分される必要がある。また、吸引動作は印刷動作を遅らせることがある。
【０００６】
ほとんどまたは全くインクの無駄なしに空気を除去できる、インクジェット印刷ヘッド用空気抜き取り装置であって、コンパクトなプリンタ構成と両立し、低コストで、環境にやさしく、印刷動作を遅らせないものが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある好ましい実施形態は、対応するインク取入口によって供給を受けるノズルのアレイを有するインクジェット印刷ヘッド組立体を含む。ノズルのアレイに対応するインク室は、インク取入口と流体的に接続されている。空気抜き取り室は、空気室と、該空気室の環境への通気を許容する開ポジションおよび該空気室の環境への通気を許容しない閉ポジションをもつ一方向性逃がし弁〔リリーフ・バルブ〕とを含む。圧縮可能な部材が、開ポジションにある一方向性逃がし弁を通じて、強制的に空気を空気室から排出〔ベント〕させる。圧縮可能な部材はまた、一方向性逃がし弁が閉ポジションにある間は、膜に低下した空気圧を加える。膜は、空気は透過できるが、液体は透過できない。この実施形態における空気抜き取り室は、一方向性逃がし弁の近くに配された、空気室の空気放出部と、空気室の空気蓄積部と、空気蓄積部と空気放出部の間の一方向性封じ込め弁とをもつ。この弁は、空気蓄積部と空気放出部の間で空気が移動することを許容する開ポジションと、閉ポジションをもつ。一方向性封じ込め弁は、前記圧縮可能な部材の拡張によって開ポジションに移ることができる。取り外し可能なインク・タンクが、インク室取入口ポートに接続されるポートを含む。
【０００８】
本発明のもう一つの好ましい実施形態は、二つの部分をもつ容器を有する。第一の液体保持部分は、該液体を供給するための供給開口を含む。第二の部分は、第一の部分からその中にガスを受け入れる弁付きの開口を含む。もう一つの弁付きの開口が、圧力下で、第二の部分からガスを放出する。第一の弁付きの開口は、ガスが第一の部分に再びはいることを許さない。第二の部分におけるさらにもう一つの開口が、ガスを強制的に容器の第二の部分に入れたり出したりするために使われる。この作用の一つの側面は、第二の部分における圧力を低下させるための吸引に関わる。この作用のもう一つの側面は、第二の部分からガスを放出するために弁付きの開口からガスを押し出すことに関わる。
【０００９】
本発明のこれらおよびその他の側面および目的は、以下の記述および付属の図面との関連で考えるときに、よりよく認識され、理解されるであろう。ただし、以下の記述が、本発明の好ましい実施形態およびその数多くの個別的詳細を示しているものの、限定ではなく例解として与えられていることを理解しておくべきである。本発明の精神から外れることなく、本発明の範囲内で、多くの変更および修正がなされてもよく、本発明はそのようなすべての修正を含む。下記の図面は、サイズ、角度関係または相対位置に関し、いかなる厳密な縮尺に従って描かれることも意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェット・プリンタ・システムの概略表現である。
【図２】本発明のある実施形態に基づくキャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図である。
【図３】図２と同様の概略的な斜視図であるが、突起が回転して係合整列から外れている。
【図４】Ａは、本発明のある実施形態に基づく空気抜き取り室をもつ印刷ヘッドを含む印刷ヘッド組立体の分解前方斜視図である。Ｂは、Ａの印刷ヘッドにおいて使用できる印刷ヘッド・ダイのノズル面図である。
【図５】Ａは、図４のＡと同様の印刷ヘッドの側方斜視図である。Ｂは図４のＡの空気抜き取り室の側方斜視図である。
【図６】Ａは、本発明のある実施形態に基づく印刷ヘッド組立体の断面図である。Ｂは本発明において使用できる一方向性弁の例である。
【図７】Ａは本発明のある実施形態に基づく取り付け基板および二印刷ヘッド・ダイの分解斜視図である。Ｂは前記印刷ヘッド・ダイへの接続のための出口開口をもつ、図６のＡの取り付け基板の側方斜視図である。Ｃは本発明のある実施形態に基づく印刷ヘッドおよびインク・タンクの一部の概略的な上面図である。
【図８】本発明のある実施形態に基づくキャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図である。
【図９】本発明のある実施形態に基づくキャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照するに、インクジェット・プリンタ・システム１０の概略表現が、本発明での有用性について示されているが、完全な記述は、その全体においてここに参照によって組み込まれる米国特許第7,350,902号にある。インクジェット・プリンタ・システム１０はデータ信号を提供する画像データ源１２を含む。データ信号はコントローラ１４によって滴を噴出するためのコマンドとして解釈される。コントローラ１４は、印刷のための像をレンダリングするための画像処理ユニット１５を含み、電気エネルギー・パルスの電気パルス源１６に信号を出力する。電気エネルギー・パルスは、少なくとも一つのインクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０を含むインクジェット印刷ヘッド１００に入力される。
【００１２】
図１に示した例では、二つのノズル・アレイがある。第一のノズル・アレイ１２０内のノズル１２１は、第二のノズル・アレイ１３０内のノズル１３１より大きな開口面積をもつ。この例では、これら二つのノズル・アレイのそれぞれは、二つの互い違いになったノズル列をもつ。各列はインチ当たり600のノズル密度をもつ。すると、各アレイにおける有効ノズル密度はインチ当たり1200となる（すなわち、図１でd＝1/1200インチ）。記録媒体２０上のピクセルが紙送り方向に沿って逐次的に番号付けられたとすると、アレイの一方の列からのノズルは奇数番号のピクセルを印刷し、アレイの他方の列からのノズルは偶数番号のピクセルを印刷する。
【００１３】
各ノズル・アレイとは、対応するインク送達経路が流体連通している。インク送達経路１２２は第一のノズル・アレイ１２０と流体連通し、インク送達経路１３２は第二のノズル・アレイ１３０と流体連通している。インク送達経路１２２および１３２の一部が図１に、印刷ヘッド・ダイ基板１１１を通る開口として示されている。一つまたは複数のインクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０がインクジェット印刷ヘッド１００に含まれるが、明確のため、図１には一つのインクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０しか示していない。印刷ヘッド・ダイは、図２との関連で以下で論じる支持部材上に配置される。図１では、第一の流体源１８がインク送達経路１２２を介して第一のノズル・アレイ１２０にインクを供給し、第二の流体源１９がインク送達経路１３２を介して第二のノズル・アレイ１３０にインクを供給する。相異なる流体源１８および１９が示されているが、応用によっては、第一のノズル・アレイ１２０および第二のノズル・アレイ１３０の両方にそれぞれインク送達経路１２２および１３２を介してインクを供給する単一の流体源をもつことが有益であることもある。また、実施形態によっては、二つより少ないまたは二つより多くのノズル・アレイが印刷ヘッド・ダイ１１０に含まれることもできる。実施形態によっては、インクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０上に複数サイズのノズルをもたず、インクジェット印刷ヘッド・ダイ１１０上のすべてのノズルが同じサイズであることができる。
【００１４】
図１には示していないが、ノズルに付随する滴形成機構がある。滴形成機構は多様な型のものであることができ、インクの一部を気化させてそれにより液滴の噴出を引き起こす加熱要素や、流体室の体積を絞ってそれにより噴出を引き起こす圧電トランスデューサ、あるいはその動き（たとえば二層要素を加熱することによって動かす）によって噴出を引き起こすアクチュエータが含まれる。いずれにせよ、所望される堆積パターンに従って、電気パルス源１６からの電気パルスがさまざまな滴噴出器に送られる。図１の例では、第一のノズル・アレイ１２０から噴出された液滴１８１は、より大きなノズル開口面積のため、第二のノズル・アレイ１３０から噴出される液滴１８２より大きい。典型的には、異なるサイズの滴のための滴噴出プロセスを最適化するために、それぞれノズル・アレイ１２０および１３０に関連付けられた滴形成機構（図示せず）の他の側面も異なるサイズにされる。動作の間、インクの液滴は記録媒体２０上に堆積させられる。ノズルは滴噴出器の最も目に見える部分なので、滴噴出器アレイとノズル・アレイの用語は本稿で交換可能に使われることがある。
【００１５】
図２は、本発明のある実施形態に基づくデスクトップ・キャリッジ・プリンタの一部の概略的な斜視図を示している。本プリンタの一部の部分は、他の部分がより明瞭に見えるよう、図２に示されるビューでは隠されている。プリンタ・シャーシ３００は印刷領域３０３をもち、キャリッジ２００上にマウントされる印刷ヘッド２５０からインクの滴が噴出される間、この印刷領域３０３にわたって、キャリッジ２００がキャリッジ走査方向３０５において前後に移動する。文字ABCDは、紙片３７１または他の記録媒体上で印刷領域３０３において印刷されたイメージの一部を示す。キャリッジ・モータ３８０は、キャリッジ案内棒３８２に沿ってキャリッジ２００を動かすためにベルト３８４を動かす。エンコーダ・センサー（図示せず）がキャリッジ２００上にマウントされており、エンコーダ３８３に対するキャリッジ位置を示す。
【００１６】
印刷ヘッド２５０はキャリッジ２００内にマウントされ、インク・タンク２６２は印刷ヘッド２５０にインクを供給するためにマウントされ、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのようなインクまたは他の記録流体を含む。任意的に、たとえばシアン、マゼンタおよびイエローなど、いくつかのインク・タンクが一つの複数チャンバ・インク供給部として一緒に束ねられることができる。異なるインク・タンク２６２からのインクは異なるノズル・アレイに与えられる。これについては下記でより詳細に述べる。
【００１７】
プリンタを通じて記録媒体を進めるために多様なローラーが使われる。図２のビューでは、記録媒体を印刷されるべき画像の次の走跡のために位置付けるために、フィード・ローラー３１２および受動ローラー（単数または複数）３２３が記録媒体片３７１を、印刷領域３０３を横断するキャリッジ走査方向３０５と実質的に垂直な媒体送り方向３０４に沿って進める。排出ローラー３２４は記録媒体片３７１を、印刷された媒体を取り出せる出力領域に向けて送り続ける。星形ホイール（図示せず）が記録媒体片３７１を排出ローラー３２４に対して保持する。
【００１８】
記録媒体の典型的な長さは写真プリント（4インチ×6インチ）については6インチ、あるいは用紙（8.5×11インチ）については11インチである。よって、画像全体を印刷するためには、印刷ヘッド・シャーシ２５０を記録媒体片３７１を横断して動かしながら、多数の走跡が逐次印刷される。ある走跡の印刷後、記録媒体２０は媒体送り方向３０４に沿って進められる。フィード・ローラー３１２は、フィード・ローラー・シャフトにマウントされた別個のローラーを含んでいてもよいし、あるいはフィード・ローラー・シャフト上の薄い高摩擦コーティングを含んでいてもよい。フィード・ローラー３１２の角回転をモニタリングするために、回転エンコーダ（図示せず）がフィード・ローラー・シャフト上に同軸的にマウントされることができる。フィード・ローラー３１２および排出ローラー３２４を含む紙送りローラーに動力を与えるモータは図２には示していない。通常の用紙フィードのためには、フィード・ローラー３１２および排出ローラー３２４が順回転方向３１３に駆動される。
【００１９】
プリンタ・シャーシ３００の奥には、この例では、電子回路ボード３９０が位置している。電子回路ボード３９０は、印刷ヘッド・キャリッジ２００への、あるいはそこから印刷ヘッド２５０への、ケーブル（図示せず）を介した通信のためのケーブル・コネクタを含む。電子回路ボードにはまた、典型的には、キャリッジ・モータ３８０のためおよび紙送りモータのためのモーター・コントローラ、プロセッサおよび／または印刷プロセスを制御するための他の制御電子回路（図１ではコントローラ１４および画像処理ユニット１５として概略的に示している）や、ホスト・コンピュータへのケーブルのための任意的なコネクタがマウントされる。
【００２０】
プリンタ・シャーシ３００の右側には、図２の例では、維持ステーション３３０がある。維持ステーション３３０は、印刷ヘッド２５０のノズル面をクリーニングするためのワイパー（図示せず）およびインクの揮発成分の蒸発を遅くするためにノズル面に封着するキャップ３３２を含むことができる。多くの従来のプリンタは、誤動作したときにインクや空気を印刷ヘッドのノズルから吸い出すために、キャップに取り付けられた真空ポンプを含む。
【００２１】
図２には、印刷ヘッド２５０から空気を除去するための異なる方法が示されており、本発明の諸実施形態との関連で以下でより詳細に論じる。空気抜き取り室２２０が印刷ヘッド２５０に取り付けられる。ベローズ２２２のような圧縮可能部材が空気抜き取り室２２０の一部である。ベローズ２２２が圧縮されていると、ベローズ２２２は、一方向性逃がし弁２２４を通じて、空気を空気抜き取り室２２０から強制的に出す。ベローズ２２２は、圧縮状態からひとりでに伸張する傾向があるよう構成される。下記でより詳細に論じるように、ベローズ２２２が伸張する際、ベローズ２２２は、空気抜き取り室２２０内に低下した気圧を与え、これが印刷ヘッド２５０から空気を抜き取る。ベローズ２２２は、キャリッジ走査方向３０５と実質的に平行な圧縮方向２２３に沿って圧縮可能なようにマウントされる。ベローズ２２２は、たとえばプリンタ・シャーシ３００の壁面３０６から延びる突起３４０のような圧縮部材と同一線上に揃っている。ベローズ２２２を圧縮するためには、キャリッジ２００は、突起３４０がベローズ２２２と係合するまで壁面３０６のほうに動かされる。キャリッジ２００の位置はエンコーダ３８３に対して追跡されるので、キャリッジ２００の壁面３０６に向かう動きの量は精密に制御できる。それにより、キャリッジが壁面３０６に向かって動く際、突起３４０によるベローズ２２２の圧縮の量が制御される。ベローズ２２２が突起３４０に当たったのちキャリッジ２００が所定の距離だけ動かされるよう、キャリッジ２００は、突起３４０に対して所定の位置にベローズ２２２を動かすよう制御されることができる。コントローラ１４（図１参照）は、圧縮のために突起３４０をベローズ２２２と係合させるようキャリッジ２００を壁面３０６のほうに動かすよう、キャリッジ・モータ３８０にいつ信号を送るべきかを決定するための命令を含むことができる。ベローズ２２２の所望される量の圧縮が達成されたのち、コントローラ１４は、キャリッジ２００を壁３０６から離す方向に動かすようキャリッジ・モータ３８０に信号を送ることができる。ベローズ２２２は、ゆっくりと伸張する際、かなり長期間にわたって部分的に圧縮されたままとなることができ、それにより空気抜き取り室２２０内で低下した気圧を与え続けることができる。
【００２２】
突起３４０はキャリッジ走査経路の一端近くに位置される。実施形態によっては、図２のように、維持ステーション３３０は、キャリッジ走査方向３０５に沿ったキャリッジ走査経路の反対側に位置される。突起３４０を受け入れるために必要とされるプリンタ・シャーシ３００の必要な幅を減らすため、実施形態によっては、図２のように、突起３４０は、可動突起マウント３４２に取り付けられ、可動突起マウント３４２により、突起３４０は、ベローズ２２２との係合可能な整列位置にはいったり、該整列から出たりして動かされることができる。それにより、突起３４０がベローズ２２２に係合することなく、キャリッジ２００を壁面３０６のより近くにもってくることができる。図２に示した実施形態では、突起マウント３４２はシャフト３４４によって壁面３０６に離心的に取り付けられている。突起マウント３４２は、回転方向の矢印３４６によって示されるように、シャフト３４４を軸として前後に回転されることができる。突起マウント３４２が図２に示される位置にあるとき、突起３４０はベローズ２２２と係合する整列状態にある。突起マウント３４２が図３に示される位置まで回転されると、突起３４０は整列状態から外れ、ベローズ２２２に係合しなくなる。回転方向３４６はフィード・ローラー３１２の順方向３１３および逆方向に沿っているので、歯車列またはベルト（図示せず）のような選択的に接続可能な結合を使って、フィード・ローラー３１２に進めるのに使われるのと同じモータを使って突起マウント３４０を回転させることはストレートなことである。ここにその全体において参照によって組み込まれる米国特許出願公開第20090174733号は、同じモーターを使って複数のプリンタ機能を駆動する装置および方法を開示しており、これを使って、フィード・ローラー３１２から動力を選択的に解放し、そのモーターを突起３４０を必要に応じてベローズ２２２の経路に入れたり出したりするよう動かすために使うことができる。コントローラ１４（図１参照）は、突起３４０を動かしてベローズ２２２と係合可能な整列状態にしたり整列状態から外したりするよういつ信号を送るべきかに関する命令を含むことができる。
【００２３】
ベローズ２２２が突起３４０に当たり、圧縮されるよう、キャリッジ２００を動かすおよび／または突起３４０を動かすコントローラ１４のための命令は、イベント・ベース、クロック・ベース、計数ベース、センサー・ベースまたはこれらの組み合わせであることができる。イベント・ベースの命令の例は、プリンタがオンにされたときに、あるいはメンテナンス動作（たとえばワイプ）が実行される直前または直後、または印刷ジョブの最後のページが印刷されたあとに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラ１４が適切な信号を送るというものであろう。クロック・ベースの命令の例は、ベローズ２２２が最後に圧縮された時から１時間後に、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラが適切な信号を送るというものであろう。計数ベースの命令の例は、所定数のページが印刷されたあと、あるいは所定数のメンテナンス・サイクルが実行されたあとに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラ１４が適切な信号を送るというものであろう。センサー・ベースの命令の例は、光学センサーが一つまたは複数のジェットが誤動作していることを検出するときに、あるいは熱センサーが印刷ヘッドが所定の温度を超えたことを示すときに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラ１４が適切な信号を送るというものであろう。組み合わせベースの命令の例は、熱センサーおよび時計が、印刷ヘッドが所定の時間より長く所定の温度を超えていたことを示すときに、ベローズ２２２を圧縮させるよう、コントローラが適切な信号を送るというものであろう。コントローラ１４からの命令は、ベローズ２２２の完全な圧縮または圧縮なしを引き起こすものであることができ、あるいはまた、ベローズ２２２を、複数の所定量のうちの一つだけ圧縮させることができ、それはエンコーダ３８３に対してモニタリングされる対応する量だけキャリッジ２００を動かすことによる。
【００２４】
インク中に溶解した空気は、インクが高い温度に上げられると、離脱する、すなわち溶液から出てくる傾向があるので、いくつかの実施形態では、印刷ヘッドから空気を抜く方法は、空気抜き取り室を介して低下した気圧を加えることとともに、印刷ヘッドの一部を加熱することを含むことができる。これは、ノズルからインクの液滴を噴出するためにインクを気化させるヒーターを含む滴噴出器を有する印刷ヘッド・ダイを含む熱インクジェット印刷ヘッドにとっては、特にストレートなことである。ヒーターを加熱するための電気パルスは、滴を噴出させる十分な振幅および継続時間のものであることができる。さまざまな実施形態において、コントローラ１４は、ベローズが伸張し、それにより離脱した空気を印刷ヘッド２５０から引き出すために空気抜き取り室２２０において低下した圧力を与えることを許容される時の前、またはその時の間、印刷ヘッド・ダイ２５１を加熱するために、発射（firing）パルスまたは非発射（non-firing）パルスを引き起こすことができる。
【００２５】
印刷ヘッド２５０および空気抜き取り室２２０は図４のＡにより詳細に示されている。印刷ヘッド組立体２１０という用語は、本稿で使われるときは、印刷ヘッド２５０およびその構成部品ならびに空気抜き取り室２２０およびその構成部品を含む。空気抜き取り室２２０の下にある下向き矢印は、空気抜き取り室２２０がどのように印刷ヘッド２５０と一緒に組み立てられるかを示している。図４のＡに示される空気抜き取り室のさらなる部品は、空気抜き取り室２２０を空気蓄積室２３０と空気放出室２３２に分離する一方向性封じ込め弁２２８を含む。さらに、一方向性逃がし弁２２４としてフラップ弁（flapper valve）の例が示されている。留め具（単数または複数）２２５がフラップ弁を空気抜き取り室２２０の外側表面に接続する。フラップ弁は典型的にはエラストマー・シートでできており、その自然状態において空気放出室２３２内の空気ベント２２６を覆い、密封する。同様に、一方向性封じ込め弁２２８も、空気通路２３１を密封し、覆うフラップ弁であることができる。通常は、一方向性逃がし弁２２４および一方向性封じ込め弁２２８はいずれも閉じられている。空気放出室２３２内の圧力が、一方向性逃がし弁２２４を強制的に開ポジションにするのに十分な量だけ周囲の圧力より大きい場合に、空気放出室２３２からある量の空気が一方向性逃がし弁２２４を通じて放出される。すると、エラストマーの復元力が一方向性逃がし弁２２４を再び閉じ、それにより空気はそれ以上空気ベント２２６からベントされることができなくなる。同様に、空気蓄積室２３０内の圧力が、一方向性封じ込め弁２２８を強制的に開にするのに十分な量だけ空気放出室２３２内の圧力より大きい場合に、空気蓄積室２３０から空気放出室２３２に空気が空気通路２３１を通じて移転される。すると、エラストマーの復元力が一方向性封じ込め弁２２８を再び閉じる。
【００２６】
印刷ヘッド２５０は、複数のインク室を有する印刷ヘッド・ボディ２４０を含む。図４のＡに示した例では、インク室２４１、２４２、２４３および２４４はそれぞれブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのインクを含む。他の実施形態は４つより多くのインク室または４つより少ないインク室を有することもできる。インクは、それぞれの取入口ポート２４５によってインク室２４１〜２４４にはいる。粒子状デブリのような汚染物質をインク室外に保つために、取入口ポートは任意的にフィルタによって覆われることができる。各インク室２４１、２４２、２４３および２４４の上にはそれぞれ対応する膜２３６、２３７、２３８および２３９がある。膜２３６〜２３９は空気に対しては透過性であるが、液体に対しては透過性ではない。換言すれば、空気は膜２３６〜２３９を通ることができるが、インクは通り抜けることができない。
【００２７】
インクを印刷ヘッド・ダイ２５１に提供するために、インクは、それぞれのインク出口２４６を通じてインク室２４１〜２４４を出る。印刷ヘッド・ダイ２５１はノズル面２５２上のノズル・アレイ２５７（図４のＢ）を含む。異なるノズル・アレイは異なるインク室２４１〜２４４からインクを供給される。図４のＡでは、二つの印刷ヘッド・ダイ２５１があり、それぞれ二つのノズル・アレイを含んでいる。図４のＢでは、四つすべてのノズル・アレイ２５７は、一つの印刷ヘッド・ダイ２５１上に交互に示されている。ノズル・アレイ２５７はアレイ方向２５４に沿って配され、各アレイは互いからアレイ離間方向２５８に沿って離間されている。典型的には、印刷ヘッド・ダイ２５１のコスト削減のため、アレイ離間方向２５８に沿った全幅を、その方向に沿った印刷ヘッド・ボディ２４０の幅に比べ相対的に小さく保つことが望まれる。いくつかの実施形態では、図４のＡにおけるように、インクを、各インク室２４１〜２４４のインク出口２４６から、印刷ヘッド・ダイ２５１の、ノズル面２５２と反対側の対応するインク取入口２５６に持ってくるためにマニホールド２４７が使われる。インクは、インク取入口２５６から対応するインク・フィード２５５（図４のＢ）に流れ、そこからそれぞれのノズル・アレイ２５７へと流れる。図４のＡにおける印刷ヘッド・ダイ２５１の下の小さな円は、種々のノズル・アレイ２５７から噴出された種々のカラー・インクの液滴を表す。図４のＡの例において印刷ヘッド・ダイ２５１の実質的に垂直上方に位置される内側インク室２４２および２４３については、印刷ヘッド・ダイ２５１から印刷ヘッド・インク出口２４６への対応するマニホールド通路２４８は実質的に垂直であることができる。外側のインク室２４１および２４４については、対応するマニホールド通路２４８はより広範な水平方向のまたはやや傾いた部分をもつことができる。印刷ヘッド・ダイ２５１は、いくつかの実施形態では、印刷ヘッド・ダイ２５１とマニホールド２４７の間に位置されるマウント基板上にマウントされることができる。図４のＡに示されるようないくつかの実施形態では、マニホールド２４７はマウント基板である。
【００２８】
印刷ヘッド２５０からの空気抜き取り方法は、図２および図４のＡを参照して記述できる。キャリッジ２００は、突起３４０によってベローズ２２２がキャリッジ走査方向３０５に平行な圧縮方向２２３に沿って圧縮されるまで、キャリッジ走査方向３０５に沿って壁３０６のほうに動かされる。ベローズ２２２中にあった空気は空気放出室２３２中に強制され、それによりその室内の圧力を高める。それにより、通常は閉じている一方向性逃がし弁２２４が強制的に開にされ、ある量の空気が放出される。次いで、一方向性逃がし弁２２４が再び閉じる。キャリッジ２００が壁３０６から離れて動いたのち、ベローズ２２２は伸張できる。ベローズ２２２が伸張すると、ベローズ２２２および空気放出室２３２中の全体積が増大する。圧力は気体の体積に反比例するので、空気放出室２３２中の圧力はベローズ２２２が伸張するにつれて低下する。空気放出室２３２中の圧力が、一方向性封じ込め弁２２８が強制的に開にされるのに十分、空気蓄積室２３０中の圧力より低くなると、いくらかの空気が空気蓄積室２３０から空気放出室２３２に空気通路２３１を通って移る。これは、（空気放出室２３２中の圧力を上げる傾向をもちつつ）空気蓄積室２３０中の圧力を低下させ、しまいには一方向性封じ込め弁２２８が閉じ、空気通路２３１は再び封印され、それ以上の空気は空気蓄積室２３０と空気放出室２３２の間で通ることができなくなる。空気蓄積室２３０中の低下した気圧は膜２３６〜２３９に加えられる。換言すれば、空気蓄積室２３０中の圧力はインク室２４１〜２４４内の圧力より低い。結果として、膜２３６〜２３９を通じてインク室２４１〜２４４から空気が引き抜かれ、それにより印刷ヘッド２５０のインク室２４１〜２４４から空気が抽出される。ベローズ２２２が伸張し続け、空気がインク室２４１〜２４４から空気蓄積室２３０中に引き抜かれ続けるにつれ、空気蓄積室２３０中の圧力が再び、一方向性封じ込め弁２２８を強制的に開にするのに十分、空気放出室２３２中の圧力を超えることができる。それにより空気蓄積室２３０中の圧力が再び低下したレベルまで下げられる。キャリッジ２００が再び、ベローズ２２２を圧縮するよう突起３４０と係合するよう壁３０６のほうに動かされるとき、空気蓄積室２３０から空気放出室２３２およびベローズ２２２に移された空気が、一方向性逃がし弁２２４を通じて放出される。典型的には、ベローズ２２２の圧縮中、一方向性封じ込め弁２２８はその通常は閉のポジションにある。しかしながら、ベローズ２２２が圧縮され始めるときにたまたま一方向性封じ込め弁２２８が開である場合、空気放出室２３２中の増大した圧力は一方向性封じ込め弁２２８と閉じさせ、それにより空気放出室２３２中に圧力がさらに積み上がり、強制的に空気ベント２２６から空気を出す。
【００２９】
図４のＡにはいくつかの好ましい幾何学的詳細も示されている。空気抜き取り室２２０の空気蓄積室２３０は圧縮方向２２３に沿った長さ寸法L1をもつ。第一の膜（膜２３６など）の最も外側のエッジから第二の膜（膜２３９など）の反対側の最も外側のエッジまでの距離L2は好ましくはL1より小さい。そのようにして、単一の空気抜き取り室２２０が複数のインク室から対応する複数の膜を通じて空気を引き出すことができる。図４のＡでは、一つの空気抜き取り室２２０が、四つのインク室２４１〜２４４のための空気管理を提供することができる。空気蓄積室２３０が対応する四つの膜２３６〜２３９に低下した圧力を与えることができるからである。
【００３０】
ノズル・アレイ２５７は、実質的に媒体送り方向３０４に平行なノズル・アレイ方向２５４に沿って配される。ノズル・アレイ離間方向２５８はキャリッジ走査方向３０５と実質的に平行である。したがって、インク室インク出口２４６から印刷ヘッド・ダイ・インク取入口２５６までのインクの接続を簡単にするため、インク室２４１〜２４４は好ましくは互いから、キャリッジ走査方向３０５に沿って変位される。ベローズ２２２の圧縮方向２２３もキャリッジ走査方向３０５に実質的に平行なので、インク室２４１〜２４４は好ましくは、圧縮方向２２３に実質的に平行な方向に沿って互いから変位される。また、キャリッジ走査方向３０５が媒体送り方向３０４に実質的に垂直なので、圧縮方向２２３はアレイ方向２５４に実質的に垂直ということになる。さらに、図２を参照するに、プリンタ・シャーシ３００の印刷ゾーン３０３の平面はキャリッジ走査方向３０５および媒体送り方向３０４の両方に実質的に平行である。印刷ヘッド２５０が印刷ヘッド・シャーシ３００にマウントされるとき、膜２３６〜２３９は好ましくはインク出口２４８、印刷ヘッド・ダイ・インク取入口２５６および取入口ポート２４５の実質的に垂直上方にある。これは、後述するように、気泡がインクを通じて上るのを助けるためである。換言すれば、膜２３６〜２３９はノズル・アレイ２５７から（すなわち、滴噴出器のアレイから）、アレイ方向２５４および圧縮方向２２３の両方に実質的に垂直な膜変位方向２３５に沿って変位されることが好ましい。
【００３１】
図５のＡは、図４のＡと同様だが膜変位方向２３５に平行な軸のまわりに回転した印刷ヘッド２５０の斜視図を示している。図５のＢは、空気抜き取り室２２０の同様に回転させたビューである。図５のＡのビューは、インク室２４１の側壁を通じて中を見せており、膜変位方向２３５に実質的に平行な方向に液体インク２１８を通じて上昇する気泡２１６を示している。気泡２１６は、印刷ヘッド２５０のインク出口２４６および取入口ポート２４５の両方から上昇する。インク出口２４６で発する気泡２１６はたとえば、上昇した温度においてインク２１８から離脱した空気に起因して、印刷ヘッド・ダイ２５１から来ることができる。取入口ポート２４５から発する気泡２１６はたとえば、インク・タンク２６２（図２参照）の交換の際にはいることができる。空気抜き取り室２２０は、両方の源からの気泡を抜き取るのに有効である。インク室２４１の開いた垂直幾何構造は、液体インク２１８の上方の、空気スペース２１７から膜２３６までの空気スペースにつながり、浮力による、液体インク２１８を通じた気泡２１６の、空気スペース２１７および膜２３６に向けた自由な上昇を容易にする。そのような垂直幾何構造のもう一つの記述法は、図３を参照するに、インク室２４１の取入口ポート２４５とプリンタ・シャーシ３００の支持ベース３０２の間の距離が、空気抜き取り室２２０と支持ベース３０２の間の距離Sより小さいというものである。同様に、インク室２４１のインク出口２４６とプリンタ・シャーシ３００の支持ベース３０２の間の距離が、空気抜き取り室２２０と支持ベース３０２の間の距離Sより小さいというものである。（ただし、明確のため図３にはインク出口２４６は示していない。）
図６のＡは、本発明のある実施形態に基づく、印刷ヘッド組立体２１０の断面図である。この実施形態では、圧縮ばね２１５が空気放出室２３２内の固定された支持部２１３とベローズ２２２の端近くの可動支持部２１４の間に保持される。圧縮ばね２１５は、ベローズ２２２が圧縮方向２２３に沿って圧縮されたあとに伸張するのを助ける。他のいくつかの実施形態では、ベローズ２２２は、圧縮ばねを使うことなく、ベローズ伸張のために必要とされる伸張力を与えるのに十分な弾性属性をもつ材料で作られる。ベローズ２２２内に圧縮ばね２１５を設けることは、ベローズ２２２を作成するためにより安価な、あるいは他の点でより最適な材料を使うことを許容できる。ベローズ２２２の動かない端２１２は空気放出室２３２に取り付けられ、それにより空気はベローズ２２２の内部と空気放出室２３２の内部の間で自由に流れることができる。
【００３２】
図６のＡは、一方向性逃がし弁２２４と一方向性封じ込め弁２２８の両方が図６のＢに示される型のフラップ弁である場合について、両方の弁の開ポジションおよび閉ポジションを示している。一方向性逃がし弁２２４の空気ベント２２６に対して通常は閉のポジションが網掛けの実線の長方形によって示されている。空気ベント２２６から離れた開ポジションが破線によって示されている。同様に、一方向性封じ込め弁２２８の空気通路２３１に対して通常は閉のポジションが網掛けの実線の長方形によって示されている。一方、空気通路２３１から離れた開ポジションが破線によって示されている。
【００３３】
空気抽出室２２０における封印〔シール〕が気密であることは必要とされない。空気がインク室２４１〜２４４から膜２３６〜２３９を通じて空気抜き取り室２２０にはいる効果と、さまざまな封印における漏れを含めて、環境の圧力と空気抜き取り室２２０内の圧力の間の圧力差が失われる時定数は、いくつかの実施形態では、約5秒から約1時間までの間であることができる。
【００３４】
図６のＡは、インク室２４１〜２４４内のインク出口２４６から液体インク２１８を通って液体インク２１８の上方の空気スペース２１７のほうに自由に上昇する気泡２１６を示している。内側のインク室２４２および２４３については、印刷ヘッド・ダイ・インク取入口２５６からの、マニホールド２４７を通ってインク取入口２４６へ、空気スペース２１７へ、空気抽出室２２０へのインク通路全体は、実質的に鉛直であり、これは、気泡２１６の動きのために好ましい。印刷ヘッド・ダイ２５１のコストを削減するため、およびインク室２４１〜２４４内において十分なインクを提供するため、最も外側のインク取入口２５６どうしの間の距離が最も外側のインク室２４１および２４４の間の距離より若干小さくなるということが一般に成り立つ。そのため、図６のＡに示されるような実施形態について、外側のマニホールド通路２４８は水平方向からわずかな傾きをもつ部分をもつ。
【００３５】
他の実施形態では、外側インク室についてさえ、印刷ヘッド・ダイ２５１から液体インク２１８の上方の空気スペース２１７までずっと気泡が流れるよう、印刷ヘッド中により垂直な経路を提供するために、図７のＣに示される取り巻き〔ラップアラウンド〕インク室幾何構造が使用されることができる。取り巻きインク室幾何構造は、特に、図７のＡの分解図に示されるような印刷ヘッド・ダイ構成と適合する。図７のＡでは、インク取入口２５６のノズル・アレイ方向２５４に沿った長さが、アレイ離間方向２５８に沿ったインク取入口２５６間の間隔よりも長い。二つのトレンドのため、この印刷ヘッド・ダイ構成がより有利になる。より長い印刷走跡、すなわちより長いノズル・アレイ長を提供することによって印刷速度が向上する。印刷ヘッド・ダイのコストは、ダイの面積を縮小することによって低下する。したがって、低コストで高スピードの印刷ヘッドを提供するために、ノズル・アレイ間の間隔より長いノズル・アレイをもつことが有利である。図７のＡに示される実施形態では、二つの印刷ヘッド・ダイ２５１があり、それぞれノズル面２５２上の二つのノズル・アレイを、ノズル面２５２と反対側の面上の対応するインク取入口２５６を有する。流体接続を与えるため、印刷ヘッド・ダイ２５１のインク取入口面は、典型的にはインク適合ダイ・ボンディング接着剤を用いて、マウント基板２７０のダイ・ボンディング面２７２に封着される。マウント基板２７０は、印刷ヘッドのインク室から印刷ヘッド・ダイにインクを提供するマウント基板通路２７４を含む。図７のＡに示される実施形態では、マウント基板通路２７４は靴型である。マウント基板２７０のダイ・ボンディング面２７２上では、マウント基板通路２７４が細長い出口開口２７６（図７のＢ参照）として出る。これは、印刷ヘッド・ダイ２５１の同様の形状のインク取入口２５６と合わせるために好適である。マウント基板２７０の印刷ヘッド・マウント面２７５上では、マウント基板通路２７４は、ノズル・アレイ方向２５４に沿って互いから交互に互い違いにされているより小さな取入口開口２７８として出る。換言すれば、二つの隣接する取入口開口２７８の間の変位は、アレイ方向２５４に平行な成分c1と、アレイ離間方向に平行な成分c2とをもつ。多くの実施形態において、c1はc2より大きい。図７のＡに示した実施形態において取入口開口２７８の互い違いの配位を提供するために、隣り合う靴型のマウント基板通路２７４は互いに反対向きに配向される。細長い出口開口２７６は、マウント基板２７０の内部のマウント基板通路２７４の諸部分によって、より小さな取入口開口２７８に流体的に接続される。
【００３６】
印刷ヘッド２８０の取り巻きインク室幾何構造は、図７のＣに示される上面図において示されている。印刷ヘッド・ボディ２８８は複数のインク室２８１〜２８４と、インク室２８１〜２８４についての取入口ポート２８６の線形配列とを含む。印刷ヘッド・ボディ２８８は、第一の外側壁２９５と該第一の外側壁２９５と反対側の第二の外側壁２９６を含む。第一の外側壁２９５は取入口ポート２８６の近位に（すなわち、取入口ポートのところにまたはその近くに）位置される。一方、第二の外側壁２９６は取入口ポート２８６にとって遠位である。この実施形態では、外側インク室２８１および２８４はL形であり、内側インク室２８２および２８３を取り巻く。結果として、外側インク室２８１および２８４はそれぞれ第一の外側壁２９５近くに位置される第一部分と、第二の外側壁２９６近くに位置される第二部分とを有する。内側インク室２８２および２８３はそれぞれ第一の外側壁２９５近くに位置される部分をもつが、第二の外側壁２９６近くに位置される部分はもたない。各インク室は、液体に対して透過性でない空気透過性膜２８５と、取入口ポート２８６と、インク出口２８７とをもつ。インク出口２８７は、マウント基板２７０の印刷ヘッド・マウント面上のより小さな取入口開口２７８と同じ互い違いの配位で、インク室２８１〜２８４の底面上に配置されている。インク室２８１〜２８４のそれぞれのインク出口２８７は、たとえばガスケット・シールを用いて、マウント基板２７０上の対応する取入口開口２７８に流体的に接続されることができる。図５のＡおよび図６のＡに示した液体インク２１８と空気スペース２１７の関係と同様に、インク室２８１〜２８４は液体インクを含み、液体インク上方のインク室の上部に空気スペースをもつ。気泡にとってマウント基板取入口開口２７８およびインク室２８１〜２８４の（外側インク室２８１および２８４および内側インク室２８２および２８３について）対応するインク出口２８７から空気スペースへの気泡の実質的に鉛直な進行経路があるので、空気スペースまでの気泡の動きは妨害されない。実際、垂直な進行経路は印刷ヘッド・ダイ２５１のインク取入口２５６まで延び、そこではインク取入口２５６はノズル・アレイ２５７に対応する（図４のＢ参照）。さらに、取入口２８６から空気スペースへの気泡にとっての実質的に垂直な進行経路があるので、取入口ポート２８６から対応するインク室の上にある空気スペースへの気泡の動きも妨害されない。膜２８５が対応するインク室の空気スペースと接触しており、膜が空気抜き取り室の寸法内に納まる限り、インク室２８１〜２８４内の膜２８５の位置は決定的ではない。
【００３７】
図７のＣに示した実施形態では、インク室２８１は、インク室２８２の取入口ポート２８６に隣接する取入口ポート２８６をもつ。インク出口２８７の互い違いにされた配位および印刷ヘッド２８０の取り巻きインク室幾何構造のため、インク室２８１のインク出口２８７は、インク室２８２のインク出口２８７から変位されており、二つの出口２８７の間の変位は、ノズル・アレイ方向２５４に平行な成分c1およびアレイ離間方向２５８に平行な成分c2をもつ（図７のＡも参照）。取り巻きインク室幾何構造の他の含まれた意味は、インク室の間で共有される内側壁の構成に関係がある。以下の議論では、インク室２８１、２８２、２８３および２８４についての番号付け方法（すなわち、それぞれ第一、第二、第三および第四）は、それらのインク室についての対応する取入口ポートの位置に基づく。第二のインク室２８２（第一の内側室）の取入口ポート２８６は、第一のインク室２８１（第一の外側室）の取入口ポート２８６と第三のインク室２８３（第二の内側室）の取入口ポート２８６との間である。同様に、第三のインク室２８３（第二の内側室）の取入口ポート２８６は、第二のインク室２８２（第一の内側室）の取入口ポート２８６と第四のインク室２８４（第二の外側室）の取入口ポート２８６との間である。壁２９１は第一のインク室２８１と第二のインク室２８２の間で共有される。壁２９１が、第二のインク室２８２と第三のインク室２８３の間で共有される壁２９４と交わったのち、壁２９１はさらに、第一のインク室２８１、第二のインク室２８２および第三のインク室２８３の間で共有される壁２９２まで延びる。壁２９２はまた、第三のインク室２８３と第四のインク室２８４の間でも共有されている。第二の外側壁２９６と交わる壁２９３は、第一のインク室２８１と第四のインク室２８４の間で共有される。壁２９３は実質的に壁２９２と垂直である。
【００３８】
図７のＣに示される実施形態では、取り外し可能なインク・タンク２６２のタンク・ポート２６３がインク室２８１〜２８４のそれぞれの取入口ポート２８６に流体接続される。図７のＣにおいてアレイ離間方向２５８に沿って左から右に、インク室２８１〜２８４の取入口ポート２８６に供給される異なる色のインクの順序はYMCK（イエロー、次いでマゼンタ、次いでシアン、次いでブラック）である。印刷ヘッド２８０の取り巻きインク室幾何構造の一つの結果は、インク室２８１〜２８４のインク出口２８７が、アレイ離間方向２５８に沿って異なる順序MYCKで配置されるというものである。
【００３９】
図８は、印刷ヘッド２５０のインク室２４１に、可動キャリッジ２００上にマウントされるインク・タンクからではなく、印刷ヘッド・シャーシ３００上に定常的にマウントされるリモート・インク供給部２６５からインクが供給される本発明の実施形態を示している。インクは、取入口ポート２４６に接続された柔軟なチューブ材２６６を通じてインク室２４１に供給される。明確のため、柔軟なチューブ材２６６は図８における四つの取入口ポートの一つのみに接続されて示されている。空気抜き取り室２２０は、他の実施形態との関連で上述したのと同様の仕方で動作する。
【００４０】
図９は、図２および図３との関連で上述したのとは異なる仕方でベローズ２２２との係合可能な整列状態にはいったり、係合可能な整列状態から外れたりして突起３４０を動かす実施形態を示している。図９の実施形態では、突起３４０は、壁３０６に、旋回可能にマウントされる。圧縮方向２２３に沿ってベローズ２２２を圧縮することが望まれるときは、突起３４０は、図２におけるようにキャリッジ・スキャン方向３０５と実質的に平行な方向に沿って、壁３０６から突き出て延びるよう配向される。突起３４０をベローズ２２２との整列状態から外れるよう動かすことが望まれるときは、図９に示されるように、旋回させられて壁３０６に押しつけられる。それにより、突起３４０は、キャリッジ走査方向３０５に実質的に平行でない配向になる。
【００４１】
本発明の諸実施形態は、インクを抜き取ることなく空気を抜き取るので、従来のプリンタよりも無駄になるインクが少ない。従来のプリンタで使われる廃インク・パッドをなくすことができ、あるいは少なくとも、ジェットからのスピッティング（spitting）のような維持動作を受け入れるようサイズにおいて縮小することができる。これは、プリンタを、動作がより経済的で、より環境にやさしく、よりコンパクトなものにすることを許容する。さらに、本発明の空気抜き取り方法は、連続的な時間期間にわたって印刷ヘッドに加えられる空気抜き取り室からの低下した圧力を用いて任意の時点において行えるので、印刷ヘッドから空気を抜くために印刷動作を遅らせることは必要ない。
【符号の説明】
【００４２】
１０ インクジェット・プリンタ・システム
１２ 画像データ源
１４ コントローラ
１５ 画像処理ユニット
１６ 電気パルス源
１８ 第一の流体源
１９ 第二の流体源
２０ 記録媒体
１００ インクジェット印刷ヘッド
１１０ インクジェット印刷ヘッド・ダイ
１１１ 基板
１２０ 第一のノズル・アレイ
１２１ ノズル（単数または複数）
１２２ インク送達経路（第一のノズル・アレイについて）
１３０ 第二のノズル・アレイ
１３１ ノズル（単数または複数）
１３２ インク送達経路（第二のノズル・アレイについて）
１８１ 液滴（単数または複数）（第一のノズル・アレイから噴出される）
１８２ 液滴（単数または複数）（第二のノズル・アレイから噴出される）
２００ キャリッジ
２１０ 印刷ヘッド組立体
２１２ 動かない端
２１３ 固定支持部
２１４ 可動支持部
２１５ 圧縮ばね
２１６ 気泡
２１７ 空気スペース
２１８ 液体インク
２２０ 空気抜き取り室
２２２ ベローズ
２２３ 圧縮方向
２２４ 一方向性逃がし弁
２２５ 留め具（単数または複数）
２２６ 空気ベント
２２８ 一方向性封じ込め弁
２３０ 空気蓄積室
２３１ 空気通路
２３２ 空気放出室
２３５ 膜変位方向
２３６ 膜
２３７ 膜
２３８ 膜
２３９ 膜
２４０ 印刷ヘッド・ボディ
２４１ インク室
２４２ インク室
２４３ インク室
２４４ インク室
２４５ インク・ポート（単数または複数）
２４６ インク出口
２４７ マニホールド
２４８ マニホールド通路（単数または複数）
２５０ 印刷ヘッド
２５１ 印刷ヘッド・ダイ
２５２ ノズル面
２５３ ノズル・アレイ
２５４ ノズル・アレイ方向
２５５ インク・フィード
２５６ インク取入口
２５７ ノズル・アレイ（単数または複数）
２５８ アレイ離間方向
２６２ インク・他インク
２６５ リモート・インク供給部
２６６ 柔軟なチューブ材
２７０ マウント基板
２７２ ダイ・ボンディング面
２７４ マウント基板通路
２７５ 印刷ヘッド・マウント面
２７６ 出口開口
２７８ 取入口開口
２８０ 印刷ヘッド
２８１ インク室
２８２ インク室
２８３ インク室
２８４ インク室
２８５ 膜
２８６ 取入口ポート
２８７ インク出口
２８８ 印刷ヘッド・ボディ
２９１ 壁
２９２ 壁
２９３ 壁
２９５ 第一の外側壁
２９６ 第二の外側壁
２８５ 第二の外側壁
３００ プリンタ・シャーシ
３０２ 支持ベース
３０３ 印刷領域
３０４ 媒体送り方向
３０５ キャリッジ走査方向
３０６ 壁
３１２ フィード・ローラー
３１３ （フィード・ローラーの）順方向の回転方向
３２３ 受動ローラー（単数または複数）
３２４ 排出ローラー
３３０ 維持〔メンテナンス〕ステーション
３３２ キャップ
３４０ 突起
３４２ 突起マウント
３４４ シャフト
３４６ 回転方向
３７１ 記録媒体片
３８０ キャリッジ・モータ
３８２ キャリッジ案内棒
３８３ エンコーダ
３８４ ベルト
３９０ 電子回路ボード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷ヘッド組立体であって：
ａ）対応するインク取入口をもつノズルのアレイと；
ｂ）ノズルの前記アレイに対応する、前記インク取入口と流体接続されているインク出口を含むインク室と；
ｃ）空気に対しては透過性だが液体に対しては透過性でない膜と；
ｄ）空気抜き取り室とを有しており、
前記空気抜き取り室は：
ｉ）空気室と；
ｉｉ）前記空気室から環境への排気を許容する開ポジションおよび前記空気室から環境への排気を許容しない閉ポジションをもつ一方向性逃がし弁と；
ｉｉｉ）前記空気室から開ポジションにある前記一方向性逃がし弁を通じて空気が排気されるよう強制し、前記一方向性逃がし弁が閉ポジションにある間に前記膜に低下した気圧を加えるための圧縮可能部材とを有する、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記空気抜き取り室がさらに：
ａ）前記一方向性逃がし弁の近くに配された前記空気室の空気放出部と；
ｂ）前記空気室の空気蓄積部と；
ｃ）前記空気蓄積部と前記空気放出部の間の一方向性封じ込めベントとを有しており、前記一方向性封じ込め弁は、前記空気蓄積部と前記空気放出部の間で空気が通ることを許容する開ポジションおよび前記空気蓄積部と前記空気放出部の間で空気が通ることを許容しない閉ポジションをもつ、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項３】
前記一方向性封じ込め弁は、前記圧縮部材の伸張によってその開ポジションに動かされることができる、請求項２記載のインクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項４】
ポートを含む取り外し可能なインク・タンクをさらに有する、請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記インク室がさらに、前記取り外し可能なインク・タンクの前記ポートに流体接続可能な取入口ポートを有する、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項５】
前記インク室からリモートなインク供給部をさらに有する、請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記インク室は、前記リモートなインク供給部に柔軟なチューブ材によって流体接続可能な取入口ポートを有する、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項６】
前記圧縮可能部材がベローズを含む、請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項７】
前記圧縮可能部材がさらに、前記ベローズが圧縮されたあと伸張することにおいて前記ベローズを支援するばねを含む、請求項６記載のインクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項８】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記印刷ヘッド・ダイのノズルの前記アレイおよび対応するインク取入口がノズルの第一のアレイおよび対応する第一のインク取入口であり、前記インク室が第一のインク室であり、前記第一のインク室の前記インク出口が第一のインク出口であり、前記膜が第一の膜であり、当該インクジェット印刷ヘッド組立体がさらに：
ａ）対応する第二のインク取入口をもつノズルの第二のアレイと；
ｂ）ノズルの前記第二のアレイに対応する、前記第二のインク取入口と流体接続されている第二のインク出口を含む第二のインク室と；
ｃ）空気に対しては透過性だが液体に対しては透過性でない第二の膜とを有しており、
前記圧縮可能部材が伸張するとき、前記一方向性逃がし弁がその閉ポジションにある間、前記第二の膜に低下した気圧が加えられる、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項９】
請求項８記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、さらに：
第一のポートを含む第一の取り外し可能なインク・タンクと；
第二のポートを含む第二の取り外し可能なインク・タンクとを有し、
前記第一のインク室がさらに、前記第一の取り外し可能なインク・タンクの前記第一のポートに流体接続可能な第一の取入口ポートを有し、前記第二のインク室がさらに、前記第二の取り外し可能なインク・タンクの前記第二のポートに流体接続可能な第二の取入口ポートを有する、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１０】
請求項８記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記空気抽出室の前記圧縮可能部材がある圧縮方向に沿って圧縮可能であり、前記第二のインク室が前記第一のインク室から、前記圧縮方向と実質的に平行な方向に沿って変位している、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１１】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、ノズルの前記アレイがあるアレイ方向に沿って配されており、前記空気抽出室の前記圧縮可能部材は前記アレイ方向と実質的に垂直な圧縮方向に沿って圧縮可能である、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１２】
請求項１１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記膜は、前記アレイ方向および前記圧縮方向の両方に実質的に垂直な方向に沿ってノズルの前記アレイから変位されている、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１３】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記インク室がさらに液体インクを含み、前記空気抜き取り室は、前記インク室の前記インク出口から前記液体インクを通じて前記空気抜き取り室に向けて自由に上昇できるよう、前記インク室の前記インク出口の上方に配される、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１４】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記空気抜き取り室は、環境圧力と前記空気抜き取り室内の圧力との間の差の減少を特徴付ける時定数を含み、前記時定数は約5秒より大きく、約1時間より小さい、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１５】
請求項８記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記第一の膜および前記第二の膜が複数の膜のうちの最も外側の膜であり、前記圧縮可能部材はある圧縮方向に沿って圧縮可能であり、前記第一の膜の最も外側の端と前記第二の膜の反対側の最も外側の端との間の距離が、前記圧縮方向に沿った前記空気抜き取り室の寸法より小さい、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１６】
気体および液体の容器であって：
ａ）前記液体を供給するための供給開口を含む第一の部分と；
ｂ）第二の部分とを有しており、前記第二の部分は：
ｉ）前記第一の部分から気体を放出するための弁を有する第一の弁開口と；
ｉｉ）圧力下で前記気体を放出するための第二の弁開口であって、圧力下では前記第一の弁は前記気体の通過を防止する、第二の弁開口と；
ｉｉｉ）前記気体を当該容器の前記第二の部分から強制的に出すための圧力開口とを有する、
容器。
【請求項１７】
圧縮可能部材をさらに有する請求項１６記載の容器であって、前記圧縮可能部材は、該圧縮可能部材の圧縮の間、前記気体を当該容器の前記第二の部分から強制的に出すことを実施するために前記圧力開口に結合されている、容器。
【請求項１８】
請求項１７記載の容器であって、前記圧縮可能部材は、該圧縮可能部材の伸張を引き起こすよう付勢されたばねである、請求項１７記載の容器。
【請求項１９】
前記圧縮部材は、前記圧縮部材の伸張の間に当該容器の前記第一の部分から空気を抜くためにも伸張可能である、請求項１７記載の容器。
【請求項２０】
前記第一の部分および前記第二の部分は、前記気体にとっては透過性であるが前記液体にとっては透過性でない膜によって分離されている、請求項１９記載の容器。
【請求項１】
インクジェット印刷ヘッド組立体であって：
ａ）対応するインク取入口をもつノズルのアレイと；
ｂ）ノズルの前記アレイに対応する、前記インク取入口と流体接続されているインク出口を含むインク室と；
ｃ）空気に対しては透過性だが液体に対しては透過性でない膜と；
ｄ）空気抜き取り室とを有しており、
前記空気抜き取り室は：
ｉ）空気室と；
ｉｉ）前記空気室から環境への排気を許容する開ポジションおよび前記空気室から環境への排気を許容しない閉ポジションをもつ一方向性逃がし弁と；
ｉｉｉ）前記空気室から開ポジションにある前記一方向性逃がし弁を通じて空気が排気されるよう強制し、前記一方向性逃がし弁が閉ポジションにある間に前記膜に低下した気圧を加えるための圧縮可能部材とを有する、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記空気抜き取り室がさらに：
ａ）前記一方向性逃がし弁の近くに配された前記空気室の空気放出部と；
ｂ）前記空気室の空気蓄積部と；
ｃ）前記空気蓄積部と前記空気放出部の間の一方向性封じ込めベントとを有しており、前記一方向性封じ込め弁は、前記空気蓄積部と前記空気放出部の間で空気が通ることを許容する開ポジションおよび前記空気蓄積部と前記空気放出部の間で空気が通ることを許容しない閉ポジションをもつ、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項３】
前記一方向性封じ込め弁は、前記圧縮部材の伸張によってその開ポジションに動かされることができる、請求項２記載のインクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項４】
ポートを含む取り外し可能なインク・タンクをさらに有する、請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記インク室がさらに、前記取り外し可能なインク・タンクの前記ポートに流体接続可能な取入口ポートを有する、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項５】
前記インク室からリモートなインク供給部をさらに有する、請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記インク室は、前記リモートなインク供給部に柔軟なチューブ材によって流体接続可能な取入口ポートを有する、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項６】
前記圧縮可能部材がベローズを含む、請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項７】
前記圧縮可能部材がさらに、前記ベローズが圧縮されたあと伸張することにおいて前記ベローズを支援するばねを含む、請求項６記載のインクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項８】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記印刷ヘッド・ダイのノズルの前記アレイおよび対応するインク取入口がノズルの第一のアレイおよび対応する第一のインク取入口であり、前記インク室が第一のインク室であり、前記第一のインク室の前記インク出口が第一のインク出口であり、前記膜が第一の膜であり、当該インクジェット印刷ヘッド組立体がさらに：
ａ）対応する第二のインク取入口をもつノズルの第二のアレイと；
ｂ）ノズルの前記第二のアレイに対応する、前記第二のインク取入口と流体接続されている第二のインク出口を含む第二のインク室と；
ｃ）空気に対しては透過性だが液体に対しては透過性でない第二の膜とを有しており、
前記圧縮可能部材が伸張するとき、前記一方向性逃がし弁がその閉ポジションにある間、前記第二の膜に低下した気圧が加えられる、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項９】
請求項８記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、さらに：
第一のポートを含む第一の取り外し可能なインク・タンクと；
第二のポートを含む第二の取り外し可能なインク・タンクとを有し、
前記第一のインク室がさらに、前記第一の取り外し可能なインク・タンクの前記第一のポートに流体接続可能な第一の取入口ポートを有し、前記第二のインク室がさらに、前記第二の取り外し可能なインク・タンクの前記第二のポートに流体接続可能な第二の取入口ポートを有する、
インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１０】
請求項８記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記空気抽出室の前記圧縮可能部材がある圧縮方向に沿って圧縮可能であり、前記第二のインク室が前記第一のインク室から、前記圧縮方向と実質的に平行な方向に沿って変位している、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１１】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、ノズルの前記アレイがあるアレイ方向に沿って配されており、前記空気抽出室の前記圧縮可能部材は前記アレイ方向と実質的に垂直な圧縮方向に沿って圧縮可能である、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１２】
請求項１１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記膜は、前記アレイ方向および前記圧縮方向の両方に実質的に垂直な方向に沿ってノズルの前記アレイから変位されている、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１３】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記インク室がさらに液体インクを含み、前記空気抜き取り室は、前記インク室の前記インク出口から前記液体インクを通じて前記空気抜き取り室に向けて自由に上昇できるよう、前記インク室の前記インク出口の上方に配される、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１４】
請求項１記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記空気抜き取り室は、環境圧力と前記空気抜き取り室内の圧力との間の差の減少を特徴付ける時定数を含み、前記時定数は約5秒より大きく、約1時間より小さい、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１５】
請求項８記載のインクジェット印刷ヘッド組立体であって、前記第一の膜および前記第二の膜が複数の膜のうちの最も外側の膜であり、前記圧縮可能部材はある圧縮方向に沿って圧縮可能であり、前記第一の膜の最も外側の端と前記第二の膜の反対側の最も外側の端との間の距離が、前記圧縮方向に沿った前記空気抜き取り室の寸法より小さい、インクジェット印刷ヘッド組立体。
【請求項１６】
気体および液体の容器であって：
ａ）前記液体を供給するための供給開口を含む第一の部分と；
ｂ）第二の部分とを有しており、前記第二の部分は：
ｉ）前記第一の部分から気体を放出するための弁を有する第一の弁開口と；
ｉｉ）圧力下で前記気体を放出するための第二の弁開口であって、圧力下では前記第一の弁は前記気体の通過を防止する、第二の弁開口と；
ｉｉｉ）前記気体を当該容器の前記第二の部分から強制的に出すための圧力開口とを有する、
容器。
【請求項１７】
圧縮可能部材をさらに有する請求項１６記載の容器であって、前記圧縮可能部材は、該圧縮可能部材の圧縮の間、前記気体を当該容器の前記第二の部分から強制的に出すことを実施するために前記圧力開口に結合されている、容器。
【請求項１８】
請求項１７記載の容器であって、前記圧縮可能部材は、該圧縮可能部材の伸張を引き起こすよう付勢されたばねである、請求項１７記載の容器。
【請求項１９】
前記圧縮部材は、前記圧縮部材の伸張の間に当該容器の前記第一の部分から空気を抜くためにも伸張可能である、請求項１７記載の容器。
【請求項２０】
前記第一の部分および前記第二の部分は、前記気体にとっては透過性であるが前記液体にとっては透過性でない膜によって分離されている、請求項１９記載の容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１３−５１００２２（Ｐ２０１３−５１００２２Ａ）
【公表日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３７９８０（Ｐ２０１２−５３７９８０）
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５５３８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５６９２６
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５５３８３
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５６９２６
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５９００００８４６）イーストマン コダック カンパニー (1,594)
【Ｆターム（参考）】
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