CN102596576A - 用于喷墨打印头的脱气装置 - Google Patents

Abstract

一种喷墨打印头组件，其包括通过相对应的墨入口供墨的喷嘴阵列。对应于喷嘴阵列的墨室流体连接至墨入口。脱气室包括空气室、单向安全阀，所述单向安全阀具有允许所述空气室向周围环境排气的打开位置和不允许所述空气室向周围环境排气的关闭位置。可压缩构件迫压空气从所述空气室经由处于其打开位置的所述单向安全阀排出，可压缩构件还在所述单向安全阀处于其关闭位置时向膜施加减小的空气压力。

Description

用于喷墨打印头的脱气装置

技术领域

本发明总体涉及喷墨打印领域，具体涉及当在打印机中时从打印头去除空气的脱气装置。

背景技术

喷墨打印系统通常包括一个或多个打印头及其相对应的供墨装置。打印头包括墨入口和墨滴喷射器阵列，该墨入口连接至该打印头的供墨装置，每个喷射器包括墨加压室、喷射致动器和喷嘴，雾滴经由喷嘴喷射。喷射致动器可以是多个类型中的一个，包括使所述室中的一些墨汽化从而将墨滴驱出喷嘴的加热器或者改变墨加压室的壁几何结构从而产生喷射墨滴的压力波的压电装置。雾滴通常被朝向纸张或者其他打印介质（在此有时一般性地称为记录介质或者纸张）引导，以便随着打印介质相对于打印头移动，根据被转换为用于墨滴喷射器的电子发射脉冲的图像数据产生图像。

打印介质相对于打印头的运动可以包括使打印头保持静止并使打印介质前进通过打印头同时喷射墨滴。如果打印头上的喷嘴阵列可以指向在打印介质的整个宽度范围上的全部感兴趣区域，则此结构适合。这种打印头有时被称为页宽打印头。第二种打印机结构是滑车打印机，其中打印头喷嘴阵列稍小于在打印介质上进行打印的感兴趣区域的范围，并且打印头安装在滑车上。在滑车打印机中，打印介质沿打印介质前进方向前进给定距离，随后停止。打印介质停止时，随着墨滴从喷嘴喷射，打印头滑车沿大致垂直于打印介质前进方向的滑车扫描方向移动。在滑车横过打印介质的同时打印完一幅条图像后，打印介质前进，滑车的运动方向逆转，图像一幅条接一幅条地形成。

喷墨的墨包括各种挥发性和非挥发性组分，包括颜料或染料、保湿剂、图像耐久性增强剂、和吸收剂或者溶剂。在墨配制和墨输送中的关键考虑是在打印介质上产生高品质图像的能力。如果气泡阻塞从供墨装置至墨滴喷射器阵列的小的墨通道，则图像品质可能劣化。这种气泡可能导致被喷射的墨滴相对于其预计飞行轨迹打歪，或者具有小于预期的墨滴体积、或者未能喷射。气泡可能源于各种原因。例如，经由非气密性封壳进入供墨装置的空气可能溶解在墨中，随后例如在升高的操作温度下从打印头中的墨出溶（即，出离溶液）。空气也可能经由打印头喷嘴吸取。对于具有诸如墨盒的可更换供墨装置的打印头，空气还可能在换墨盒时进入打印头。

在常规喷墨打印机中，打印头维护站的一部分是连接至诸如蠕动泵或者管泵的抽吸泵的盖。在非打印期间，所述盖包绕打印头喷嘴面，以抑制墨的挥发性组分的蒸发。定期地，启动抽吸泵以从喷嘴去除墨和多余的气泡。经由喷嘴对墨抽吸不是非常有效的过程，并且在整个打印机的寿命中浪费了相当大量的墨。不仅浪费墨，而且此外还必须在打印机中设置废料垫，以吸收通过抽吸去除的墨。废弃的墨和废料垫是不期望的费用。此外，废料垫占据打印机中的空间，需要更大的打印机容积。另外，废弃的墨和废料垫必须随后处置。此外，抽吸操作会延迟打印操作。

所需的是用于喷墨打印头的脱气装置，该脱气装置可以在很少或者不浪费墨的情况下去除空气、与紧凑的打印机结构相容、成本低、环境友好并且不延迟打印操作。

发明内容

本发明的优选实施方式包括一种喷墨打印头组件，其包括通过相对应的墨入口供墨的喷嘴阵列。对应于喷嘴阵列的墨室流体连接至墨入口。脱气室包括空气室、单向安全阀，所述单向安全阀具有允许所述空气室向周围环境排气的打开位置和不允许所述空气室向周围环境排气的关闭位置。可压缩构件迫压空气从所述空气室经由处于其打开位置的所述单向安全阀排出，可压缩构件还在所述单向安全阀处于其关闭位置时向膜施加减小的空气压力。膜可渗透空气但不可渗透液体。此实施方式中的脱气室具有所述空气室的靠近所述单向安全阀设置的排气部、所述空气室的蓄气部、以及位于所述蓄气部与所述排气部之间的单向防漏阀。所述单向防漏阀具有打开位置和关闭位置，所述打开位置允许空气在所述蓄气部与所述排气部之间通行。单向防漏阀能够借助于可压缩构件的扩展而移动至其打开位置。可拆卸的墨盒包括连接至墨室进入端口的端口。

本发明的另一优选实施方式包括具有两个部分的容器。第一液体保持部分包括用于供给液体的供给开口。第二部分包括用于允许气体离开第一部分进入的装有阀的开口。另一装有阀的开口在压力下从第二部分释放气体。第一装有阀的开口不允许气体再进入第一部分。第二部分中的又一开口用于强制性地使气体进出容器的第二部分。此动作的一个方面包括因为减小第二部分中的压力导致的吸气。此动作的另一方面包括将气体推出装有阀的开口，以便从第二部释放气体。

当结合下文的描述和附图考虑时，本发明的这些及其他方面和目的将得到更好的认识和理解。然而，应当理解，尽管指出本发明的优选实施方式及其多个具体细节，但是下文的描述以示例性而非限制性的方式给出。在不脱离本发明精神的情况下，可以在本发明的范围内进行许多改变和改型，本发明包括所有这种改型。下列附图无意于在大小、角度关系或者相对位置方面按照任何精确比例进行绘制。

附图说明

图1是喷墨打印机系统的示意图；

图2是根据本发明实施方式的滑车打印机的一部分的示意立体图；

图3是类似于图2的示意立体图，其中突出部旋转脱离接合对准；

图4A是根据本发明实施方式的包括带有脱气室的打印头的打印头组件的立体分解正视图；

图4B是可以用在图4A所示打印头中的打印头模的喷嘴面视图；

图5A是与图4A的打印头类似的打印头的立体侧视图；

图5B是图4A所示脱气室的立体侧视图；

图6A是根据本发明实施方式的打印头组件的截面图；

图6B是可以用在本发明中的单向阀的示例；

图7A是根据本发明实施方式的安装基底和两个打印头模的分解立体图；

图7B是具有用于连接至打印头模的引出开口的图6A的安装基底的一侧的立体图；

图7C是根据本发明实施方式的墨盒和打印头的一部分的示意俯视图；

图8是根据本发明实施方式的滑车打印机的一部分的示意立体图；和

图9是根据本发明实施方式的滑车打印机的一部分的示意立体图。

具体实施方式

参照图1，示出了喷墨打印机系统10的示意图，因为该喷墨打印机系统10可用于本发明中并且在美国专利No.7,350,902中有完整描述，将该文献的全文通过参引结合在此。喷墨打印机系统10包括图像数据源12，该图像数据源12提供数据信号，该数据信号可以被控制器14解译为喷射墨滴的命令。控制器14包括图像处理单元15，该图像处理单元15用于提供打印用的图像，并且向电能脉冲的电脉冲源16输出信号，所述电能脉冲被输入包括至少一个喷墨打印头模110的喷墨打印头100。

在图1中示出的示例中，存在两个喷嘴阵列。与第二喷嘴阵列130中的喷嘴131相比，第一喷嘴阵列120中的喷嘴121具有更大的开口面积。在此示例中，两个喷嘴阵列中每一个都具有交错的两排喷嘴，每一排的喷嘴密度为600个每英寸。这样，每个阵列中的有效喷嘴密度为1200个每英寸（即，在图1中，d=1/1200英寸）。如果记录介质20上的像素沿纸张前进方向顺序编号，则来自阵列中的一排的喷嘴将打印奇数编号的像素，而来自该阵列中的另一排的喷嘴将打印偶数编号的像素。

每个喷嘴阵列与相对应的墨输送通路流体连通。墨输送通路122与第一喷嘴阵列120流体连通，而墨输送通路132与第二喷嘴阵列130流体连通。墨输送通路122的132的部分在图1中被示出为穿过打印头模基底111的开口。喷墨打印头100中将包括一个或多个喷墨打印头模110，但为了更清楚，图1中仅示出了一个喷墨打印头模110。如下文关于图2讨论的，打印头模设置在支承构件上。在图1中，第一流体源18经由墨输送通路122向第一喷嘴阵列120供墨，而第二流体源19经由墨输送通路132向第二喷嘴阵列130供墨。尽管示出了区分开的流体源18和19，但在一些应用中，具有分别经由墨输送通路122和132向第一喷嘴阵列120和第二喷嘴阵列130供墨的单个流体源可能是有利的。此外，在一些实施方式中，打印头模110上可以包括少于两个或者多于两个喷嘴阵列。在一些实施方式中，喷墨打印头模110上的所有喷嘴可以是相同大小，而非在喷墨打印头模110上具有多种尺寸的喷嘴。

图1中未示出与喷嘴相关联的墨滴形成机构。墨滴形成机构可以为各种类型，其中一些包括：使一部分墨汽化并导致墨滴喷射的加热元件；或者压缩流体室的容积并由此导致喷射的压电换能器；或者（例如，借助于加热双层元件）使其移动由此导致喷射的致动器。在任意情况下，根据所需沉积图案，将来自电脉冲源16的电脉冲送至各墨滴喷射器。在图1所示示例中，由于较大的喷嘴开口面积，从第一喷嘴阵列120喷射的雾滴181大于从第二喷嘴阵列130喷射的雾滴182。通常，墨滴成形机构（未示出）的分别与喷嘴阵列120和130相关联的其他方面也形成不同大小，以便优化不同大小墨滴的墨滴喷射过程。在操作过程中，墨滴沉积在记录介质20上。由于喷嘴是墨滴喷射器的最可见的零件，故而术语“墨滴喷射器阵列”和“喷嘴阵列”在本文中有时将可互换地使用。

图2示出了根据本发明实施方式的台式滑车打印机的一部分的示意立体图。在图2中示出的视图中已经隐藏了打印机的某些零件，从而可以更清楚地见到其他零件。打印机底架300具有打印区域303，滑车200横穿打印区域303沿滑车扫描方向305来回移动，同时从安装在滑车200上的打印头250喷射墨滴。字母“ABCD”指示已经在一张纸371或者其他记录介质上在打印区域303内打印的部分图像。滑车马达380使带384移动，以使滑车200沿滑车引导杆382移动。滑车200上安装有编码器传感器（未示出），该编码器传感器指示相对于编码器383的滑车位置。

滑车200中安装有打印头250，并且安装有墨盒262以向打印头250供墨，墨盒262盛装诸如青色、品红色、黄色和黑色的墨或者其他记录流体。可选地，多个墨盒——例如青色的、品红色的和黄色的——可以束缚在一起成为一个多腔室供墨装置。来自不同墨盒262的墨被提供至不同的喷嘴阵列，如下文更详细地讨论的。

多个辊用于使记录介质前进通过打印机。在图2的视图中，给送辊312和从动辊323使记录介质片371沿大致垂直于滑车扫描方向305的介质前进方向304前进穿过打印区域303，以便定位记录介质用于打印下一幅条图像。排出辊324继续使记录介质片371朝向输出区域前进，打印后的介质可以在输出区域取回。星轮（未示出）使记录介质片371保持抵靠排出辊324。

记录介质的典型长度对于相片而言为6英寸（4英寸×6英寸），或者对于纸张而言为11英寸（8.5英寸×11英寸）。因此，为了打印完整的图像，在使打印头底架250横穿记录介质片371移动的同时接续地打印多个幅条。追随幅条的打印，使记录介质20沿介质前进方向304前进。给送辊312可以包括安装在给送辊轴上的单独的辊，或者可以包括给送辊轴上的薄高摩擦涂层。旋转编码器（未示出）可以同轴地安装在给送辊轴上，以监测给送辊312的角旋转。图2中未示出为包括给送辊312和排出辊324的纸张前进辊供给动力的马达。对于正常的纸张给送，沿向前旋转方向313驱动给送辊312和排出辊324。

在此示例中，朝向打印机底架300的后部设置有电子板390，该电子板390包括线缆连接器，该线缆连接器用于经由线缆（未示出）连通至打印头滑车200，并从打印头滑车200连通至打印头250。在电子板上通常还安装有用于滑车马达380和用于纸张前进马达的马达控制器、用于控制打印过程的处理器和/或其他控制电子器件（图1中示意性地示出为控制器14和图像处理单元15）、和可选的用于到主机的线缆的连接器。

在图2的示例中，朝向打印机底架300的右侧设置有维护站330。维护站330可以包括清洁打印头250的喷嘴面的擦拭器（未示出），以及抵靠喷嘴面密封的盖332以减慢墨的挥发性组分的蒸发。许多常规打印机包括附连至盖以便当打印头的喷嘴发生故障时将墨和空气吸出喷嘴的真空泵。

从打印头250去除空气的不同方式在图2中被示出并在下文关于本发明的实施方式进行了更详细的讨论。脱气室220附连至打印头250。诸如伸缩管222的可压缩构件是脱气室220的一部分。压缩伸缩管222时，伸缩管222将空气经由单向安全阀224迫压出脱气室220。伸缩管222构造为倾向于自己从受压缩状态扩展。伸缩管222扩展时，其使脱气室220中气压降低，如在下文更详细地讨论的，减小的空气压力从打印头250抽取空气。伸缩管222安装为其沿着大致平行于滑车扫描方向305的压缩方向223是可压缩的。伸缩管222与压缩构件对齐，该压缩构件诸如为从例如打印机底架300的壁306延伸的突出部340。为了压缩伸缩管222，滑车200朝向壁306移动，直至突出部340接合伸缩管222。因为相对于编码器383追踪滑车200的位置，所以可以精确地控制滑车200朝向壁306的移动量，借此控制伸缩管222随着滑车朝向壁306移动而被突出部340压缩的压缩量。滑车200可被控制为使伸缩管222相对于突出部340移动至预定位置，使得滑车200在伸缩管222撞击突出部340以后移动预定距离。控制器14（见图1）可以包括判定何时应当向滑车马达380发送信号以使滑车200移向壁306从而使突出部340与伸缩管222接合以便压缩的指令。在已经获得了所需的对伸缩管222的压缩量以后，控制器14可以向滑车马达380发送信号以使滑车200远离壁306移动。伸缩管222由于缓慢地扩展而可以部分地保持压缩持续延长的时段，借此继续在脱气室220中提供低空气压力。

突出部340位于滑车扫描路径的一个端部附近。在一些实施方式中，如图2中，维护站330位于滑车扫描路径的沿滑车扫描方向305的相反端部处。为了减小容纳突出部340所需的打印机底架300的所需宽度，在一些实施方式中，如在图2中，突出部340附连至可移动的突出部安装座342，该突出部安装座342可以使突出部340能够移动为与伸缩管222可接合地对准以及脱离与伸缩管222的可接合对准，使得可以在突出部340不接合伸缩管222的情况下使滑车200更靠近壁306。在图2中示出的实施方式中，突出部安装座342借助于轴344偏心地附连至壁306。突出部安装座342可以如由旋转方向箭头346指示的绕轴344来回旋转。当突出部安装座342处于图2中示出的位置中时，突出部340处于对准状态以接合伸缩管222。当突出部安装座342旋转至图3中示出的位置时，突出部340不再对准，并且将不接合伸缩管222。因为旋转方向346沿着给送辊312的向前方向313和逆转方向，所以可以简单地使用用于使给送辊312前进的同一马达通过诸如齿轮系或者带（未示出）等能够选择性地连接的联动装置来旋转突出部安装座340。美国专利申请公报20090174733——其全部公开内容通过参引结合在本文——公开了使用同一马达驱动多个打印机功能的设备和方法，所述设备和方法可以用于从给送辊312选择性地断开动力，并且使用该马达按需使突出部340移动进出伸缩管222的路径。控制器14（见图1）可以包括关于何时应当发送信号以使突出部340移动为与伸缩管222可接合地对准以及脱离该可接合的对准的指令。

使控制器14移动滑车200和/或移动突出部340使得伸缩管222撞击突出部340并且被压缩的指令可以是基于事件的、基于计时器的、基于计数的、基于传感器的、或者可以是这些的组合。基于事件的指令的示例可以是使控制器14在打印机开启时、或者恰在进行维护操作（例如擦拭）之前或之后、或者打印了打印任务的最后一页之后发送适当的信号从而使伸缩管222被压缩。基于计时器的指令的示例可以是使控制器在伸缩管222最后一次被压缩之后一个小时发送适当的信号以使伸缩管222被压缩。基于计数的指令的示例可以是使控制器14在打印了预定页数之后、或者在进行了预定数量的维护循环之后发送适当的信号以使伸缩管222被压缩。基于传感器的指令的示例可以是使控制器14在光学传感器检测到一个或多个喷口发生故障时、或者在热传感器指示打印头已经超出预定温度时发送适当的信号以使伸缩管222被压缩。基于组合的指令的示例可以是使控制器在热传感器和计时器指示打印头已经在预定温度以上持续长于预定时长的时间时发送适当的信号以使伸缩管222被压缩。来自控制器14的指令可以是或者导致伸缩管222的完全压缩或者导致伸缩管222的不压缩，或者替代性地可以借助于使滑车200移动相对于编码器383监测的一个或多个预定量而使伸缩管222被压缩相对应的量。

因为墨中溶解的空气倾向于在墨升至高的温度时出溶即离开溶液，所以在一些实施方式中，从打印头脱出空气的方法可以包括加热打印头的一部分同时通过脱气室施加减小的空气压力。对于包括具有墨滴喷射器的打印头模且墨滴喷射器包括使墨汽化以从喷嘴喷射小墨滴的加热器的热喷墨打印头来说，这是特别容易的。加热加热器的电脉冲可以具有足以使墨滴喷射的幅度和脉宽、或者电脉冲可以低于墨滴发射阈值。在不同的实施方式中，控制器14可以在允许伸缩管222扩展并由此使脱气室220处的压力减小从而将出溶的空气吸出打印头250的时间之前或者在此期间产生发射脉冲或者非发射脉冲来加热打印头模251。

图4A中更详细地示出了打印头250和脱气室220。当用在本文中时，术语打印头组件210将包括打印头250和其零部件以及脱气室220和其零部件。脱气室220下方的向下的箭头指示脱气室220如何与打印头250组装在一起。图4A中示出的脱气室220的附加零件包括单向防漏阀228，该单向防漏阀228将脱气室220分为蓄气室230和排气室232。此外，示出了作为单向安全阀224的挡板阀的示例。紧固件225将该挡板阀连接至脱气室220的外表面。挡板阀通常由弹性体薄板制成，其在常态下覆盖并密封排气室232中的通气口226。同样，单向防漏阀228也可以是密封和覆盖空气通道231的挡板阀。通常，单向安全阀224和单向防漏阀228都关闭。当排气室232中的压力比环境压力大了足够的量从而能够将单向安全阀224迫压至打开位置时，一定量的空气经由单向安全阀224从排气室232排出。随后，弹性体回复力再次关闭单向安全阀224，使得空气不再能够经由通气口226排放。类似地，当蓄气室230中的压力比排气室232中的压力大了足够的量从而迫使单向防漏阀228打开时，空气从蓄气室230经由空气通道231转移至排气室232。随后，弹性体回复力再次关闭单向防漏阀228。

打印头250包括打印头本体240，该打印头本体240具有多个墨室。在图4A中示出的示例中，墨室241、242、243和244分别容纳黑色、青色、品红色和黄色的墨。其他实施方式可以具有多于四个墨室或者少于四个墨室。墨通过其各自的进入端口245进入墨室241-244，所述进入端口245可选地可以由过滤器覆盖以将诸如悬浮颗粒的污染物挡在墨室外。在每个墨室241、242、243和244的顶部处分别是相对应的膜236、237、238和239。膜236-239是可渗透空气但不可渗透液体的。换言之，空气可以穿过膜236-239，但墨不能穿过。

墨经由相应的墨出口246离开墨室241-244以便向打印头模251供墨。打印头模251包含喷嘴面252上的喷嘴阵列257（图4B），不同的喷嘴阵列被供给来自不同墨室241-244的墨。在图4A中存在两个打印头模251，每个打印头模251包含两个喷嘴阵列。在图4B中，所有四个喷嘴阵列257替代性地示出在一个打印头模251上。喷嘴阵列257沿阵列方向254布置，而阵列沿阵列分离方向258彼此分离。通常，为了减小打印头模251的成本，需要使沿着阵列分离方向258的总宽度与打印头本体240的沿该方向的宽度相比保持相对较小。在一些实施方式中，如图4A中示出的，歧管247用于将墨从每个墨室241-244的墨出口246引至打印头模251的与喷嘴面252相反的一侧上的相对应的墨入口256。墨从墨入口256流至相对应的墨给送部255（图4B），并从墨给送部255流至相应的喷嘴阵列257。图4A中打印头模251下方的小圆圈表示从不同喷嘴阵列257喷射的不同颜色墨的小墨滴。对于在图4A所示示例中的基本位于喷墨头模251的竖向上方的内部墨室242和243，从打印头模251至打印头墨出口246的相对应的歧管通道248可以是大致竖直的。对于外部墨室241和244，相对应的歧管通道248可以具有更大程度的水平或者稍倾斜的部分。在一些实施方式中，打印头模251可以安装在安装基底上，该安装基底位于打印头模251与歧管247之间。在例如图4A中示出的一些实施方式中，歧管247是安装基底。

从打印头250脱气的方法可以参照图2和图4描述。滑车200沿滑车扫描方向305朝向壁306移动，直至伸缩管222被突出部340沿压缩方向223压缩，所述压缩方向223平行于滑车扫描方向305。已经在伸缩管222中的空气被迫压至排气室232中，借此使该室中的压力升高，使得常闭的单向安全阀224被迫压打开并排出一定量的空气。随后，单向安全阀224再次关闭。在滑车200远离壁306移动之后，伸缩管222可以扩展。随着伸缩管222扩展，伸缩管222和排气室232中的总容积增大。由于压力与气体的体积成反比，排气室232中的压力随着伸缩管222扩展而减小。当与蓄气室230中的压力相比，排气室232中的压力变得足够小使得单向防漏阀228被迫压打开时，一些空气穿过空气通道231从蓄气室230到达排气室232。这样减小了蓄气室230中的压力（同时倾向于提升排气室232中的压力）直至单向防漏阀228关闭，并且空气通道231再次密封，使得不再有空气可以在蓄气室230和排气室232之间通行。蓄气室230中的减小的空气压力施加于膜236-239。换言之，蓄气室230中的压力低于墨室241-244中的压力。结果，空气被从墨室241-244穿过膜236-239吸走，因此从打印头250的墨室241-244抽取空气。随着伸缩管222继续扩展并且空气继续被从墨室241-244抽吸至蓄气室230中，蓄气室230中的压力可以再次超过排气室232中的压力而足以迫压单向防漏阀228打开，由此再次使蓄气室230中的压力到达减小的水平。当滑车200再次朝向壁306移动以接合突出部340来压缩伸缩管222时，已经从蓄气室230转移至排气室232和伸缩管222的空气经由单向安全阀224排出。通常，在伸缩管222的压缩过程中，单向防漏阀228处于其常闭位置中。然而，如果单向防漏阀228碰巧在伸缩管222开始被压缩时是打开的，那么排气室232中增大的压力将使单向防漏阀228关闭，从而进一步在排气室232中建立压力，将空气迫压出通气口226。

图4A中还示出了一些优选几何细节。脱气室220的蓄气室230具有沿压缩方向223的长度尺寸L1。从第一膜（例如膜236）的最外侧边缘至第二膜（例如膜239）的相反的最外侧边缘的距离L2优选小于L1。以此方式，单个脱气室220可以从多个墨室经由相对应的多个膜抽吸空气。在图4A中，由于蓄气室230能够给相对应的四个膜236-239提供减小的压力，故而一个脱气室220能够为四个墨室241-244提供空气管理。

喷嘴阵列257沿喷嘴阵列方向254布置，所述喷嘴阵列方向254大致平行于介质前进方向304。喷嘴阵列分离方向258大致平行于滑车扫描方向305。为了简化墨从墨室的墨出口246至打印头模的墨入口256的连接，因此，墨室241-244优选地沿滑车扫描方向305彼此偏置。由于伸缩管222的压缩方向223也大致平行于滑车扫描方向305，因此墨室241-244优选地沿大致平行于压缩方向223的方向彼此偏置。此外，由于滑车扫描方向305大致垂直于介质前进方向304，得出压缩方向223大致垂直于阵列方向254。此外，参照图2，打印机底架300的打印区303的平面大致平行于滑车扫描方向305和介质前进方向304两者。当将打印头250安装在打印头底架300中时，膜236-239优选地大致位于墨出口248、打印头模墨入口256和进入端口245的竖向上方，以利于气泡穿过墨上升，如下文描述的。换言之，优选地，膜236-239沿大致垂直于阵列方向254和压缩方向223的膜移位方向235相对于喷嘴阵列257（即，相对于墨滴喷射器的阵列）偏置。

图5A示出了与图4A的打印头类似但绕平行于膜移位方向235的轴线旋转了的打印头250的立体图。图5B是脱气室220的类似地旋转的视图。图5A的视图透视墨室241侧壁并且示出了沿大致平行于膜移位方向235的方向穿过液体墨218上升的气泡216。气泡216从打印头250的墨出口246以及进入端口245上升。源于墨出口246处的气泡216可能例如由于空气在升高的温度下从墨218出溶而来自于打印头模251。源于进入端口245处的气泡216可能例如在换墨盒262（见图2）的期间进入。脱气室220对于抽取来自两个源的气泡都有效。墨室241的产生液体墨218上方的空气空间217并且从该空气空间217至膜236的开口竖直几何结构便利了气泡216由于其浮力而穿过液体墨218朝向空气空间217和膜236自由上升。另一种又参照图3描述这种竖直几何结构的方式是，墨室241的进入端口245与打印机底架300的支承基部302之间的距离小于脱气室220与支承基部302之间的距离S。类似地，墨室241的墨出口246与打印机底架300的支承基部302之间的距离小于脱气室220与支承基部302之间的距离S（尽管为了清楚而未在图3中示出墨出口246）。

图6A是根据本发明实施方式的打印头组件210的截面图。在此实施方式中，压缩弹簧215保持在排气室232内的固定支承部213与伸缩管222的端部附近的可移动支承部214之间。压缩弹簧215有助于在伸缩管222已经沿压缩方向223被压缩以后使伸缩管222扩展。在一些其他的实施方式中，伸缩管222由具有足够弹性的材料制成，以便在不使用压缩弹簧的情况下提供伸缩管扩展所需的扩展力。在伸缩管222内设置压缩弹簧215可以允许使用更便宜或者其他更理想的材料制造伸缩管222。伸缩管222的非移动端212固定于排气室232，使得空气能够在伸缩管222的内部与排气室232的内部之间自由流动。

图6A图示了在单向安全阀224和单向防漏阀228两者均为图6B中示出的类型的挡板阀的情况下所述单向安全阀224和单向防漏阀228的打开位置和关闭位置。单向安全阀224抵靠通气口226的常闭位置以带灰色阴影实线矩形示出。离开通气口226的打开位置以虚线示出。类似地，单向防漏阀228抵靠空气通道231的常闭位置以带灰色阴影的实线矩形示出，而离开空气通道231的打开位置以虚线示出。

脱气室220中的密封件无需是气密的。在一些实施方式中，包括空气从墨室241-244穿过膜236-239进入脱气室220的效果以及在各密封件处的泄漏，环境压力与脱气室220中的压力之间的压差损失的时间常数可以在约5秒与约1小时之间。

图6A示出了从墨室241-244中的墨出口246穿过液体墨218朝向液体墨218上方的空气空间217自由上升的气泡。对于内部墨室242和243，从打印头模墨入口256穿过歧管247到墨入口246、到空气空间217、再到脱气室220的整个墨通路是大致竖直的，而且这对气泡216的运动是优选的。为了减小打印头模251的成本并且为了在墨室241-244中提供充足的墨，通常最外侧墨入口256之间的距离将稍小于最外侧墨室241和244之间的距离，从而对于如图6A中示出的实施方式，外部歧管通道248将具有相对于水平方向稍倾倾斜的部分。

在其他实施方式中，可以使用图7C中图示的围包墨室的几何结构，以在打印头中提供更多的竖直通路，以便气泡从打印头模251一直流动至液体墨218上方的空气空间217，即使对于外侧墨室也是如此。围包墨室的几何结构与在图7A的分解图中示出的墨入口256沿喷嘴阵列方向254长于墨入口256之间沿阵列分离方向258的间隔的打印头模构型特别相容。两个趋势使此打印头模构型更有利。借助于提供更长的打印幅条、即更长的喷嘴阵列长度而增大打印速度。借助于收缩模的面积而减小打印头模的成本。因此，为了提供成本低、高速度的打印头，使喷嘴阵列比喷嘴阵列之间的间隔更长是有利的。在图7A中示出的实施方式中，存在两个打印头模251，每个打印头模251都在喷嘴面252上具有两个喷嘴阵列并在与喷嘴面252相反的面上具有相对应的墨入口256。打印头模251的墨入口面通常通过墨相容性模结合粘合剂密封地固定于安装基底270的模结合面272以提供流体连接。安装基底270包括安装基底通道274，以便从打印头的墨室向打印头模供墨。在图7A中示出的实施方式中，安装基底通道274为鞋形。在安装基底270的模结合面272上，安装基底通道274的出口为长形引出开口276（见图7B），适于与打印头模251的类似形状的墨入口256相配。在安装基底270的打印头安装面275上，安装基底通道274的出口为较小的引入开口278，该引出开口278沿喷嘴阵列方向254的方向交替地彼此交错。换言之，两个相邻的引入开口278之间的移位具有平行于阵列方向254的分量c1和平行于阵列分离方向的分量c2。在许多实施方式中，c1大于c2。为了提供图7A中示出的实施方式中的引入开口278的交错构型，相邻的鞋形安装基底通道274彼此相反地定方向。长形引出开口276借助于安装基底270内部的安装基底通道274部分流体连接至较小的引入开口278。

在图7C中所示的俯视图中示出了打印头280的围包墨室的几何机构。打印头本体288包括多个墨室281-284以及用于墨室281-284的直线形布置的进入端口286。打印头本体288包括第一外壁295以及与第一外壁295相反的第二外壁296。第一外壁295接近进入端口286（即，在进入端口286处或者在进入端口286附近）设置，而第二外壁296远离进入端口286。在此实施方式中，外部墨室281和284呈L形，并且包绕内部墨室282和283。结果，外部墨室281和284各自具有位于第一外壁295附近处的第一部分和位于第二外壁296附近处的第二部分。内部墨室282和283各自具有位于第一外壁295附近处的部分，但没有位于第二外壁296附近的部分。每个墨室均具有不可渗透液体可渗透空气的膜285、进入端口286和墨出口287。墨出口287以与安装基底270的打印头安装面上的较小引入开口278相同的交错构型设置在墨室281-284的底面上。墨室281-284的每个墨出口287均可以例如用密封垫片流体连接至安装基底270上的相对应的引入开口278。墨室281-284容纳液体墨，并且具有在墨室顶部处且在液体墨上方的空气空间，类似于图5A和图6A中示出的液体墨218和空气空间217的关系。因为存在用于气泡的从安装基底的引入开口278和墨室281-284（用于外部墨室281和284以及内部墨室282和283）的相应墨出口287至空气空间的大致竖直行进的通路，故而气泡的向空气空间的移动不受阻碍。事实上，竖直行进通路延伸至打印头模251的墨入口256，其中墨入口256对应于喷嘴阵列257（见图4B）。此外，因为存在用于气泡的从进入端口286至空气空间的大致竖直行进的通路，气泡的从进入端口286至相应墨室的顶部处的空气空间的移动也不受阻碍。只要膜285与相对应的墨室的空气空间相接触，并且只要膜可以配装在脱气室尺寸内，则膜285在墨室281-284内的位置无关紧要。

在图7C中示出的实施方式中，墨室281具有进入端口286，该进入端口286与墨室282的进入端口286相邻。因为墨出口287的交错构型以及打印头280的围包墨室几何结构，所以墨室281的墨出口287相对于墨室282的墨出口287移位，使得两个出口287之间的位移具有平行于喷嘴阵列方向254的分量c1和平行于阵列分离方向258的分量c2（也见图7A）。围包墨室几何结构的其他可能的结果必须与墨室之间共用的内壁的构型有关。在下面的讨论中，用于墨室281、282、283和284的编号规则（即，分别为第一、第二、第三和第四）基于那些所述墨室的相对应的进入端口的位置。第二墨室282（第一内室）的进入端口286在第一墨室281（第一外室）的进入端口286与第三墨室283（第二内室）的进入端口286之间。类似地，第三墨室283（第二内室）的进入端口286在第二墨室282（第一内室）的进入端口286与第四墨室284（第二外室）的进入端口286之间。第一墨室281和第二墨室282之间共用壁291。壁291在与第二墨室282和第三墨室283之间共用的壁294相交后，进一步延伸至第一墨室281、第二墨室282和第三墨室283之间共用的壁292。第三墨室283和第四墨室284之间也共用壁292。第一墨室281和第四墨室284之间共用与第二外壁296相交的壁293。壁293大致垂直于壁292。

在图7C中示出的实施方式中，可拆卸的墨盒262的墨盒端口263流体连接至墨室281-284的相应进入端口286。在图7C中沿阵列分离方向258从左至右，供给至墨室281-284的进入端口286的不同颜色的墨的顺序为YMCK（黄色、之后为品红色、之后为青色、之后为黑色）。打印头280的围包墨室几何结构的推理结果在于，墨室281-284的墨出口287沿阵列分离方向258以不同的顺序MYCK布置。

图8示出了墨从固定地安装于打印头底架300上的远离的供墨装置265而非从安装在可移动底架200上的墨盒供给至打印头250的墨室241的本发明实施方式。当柔性管266，墨经由连接至进入端口246的柔性管266供给至墨室241。为了清楚，柔性管266在图8中示出为仅连接至四个进入端口中的一个。脱气室220以类似于上文关于其他实施方式所描述的方式操作。

图9示出了使突出部340以不同于上文关于图2和图3进行描述的不同方式移动为进入和脱离与伸缩管222可接合的对准。在图9所示的实施方式中，突出部340可枢转地安装至壁306。当需要沿压缩方向223压缩伸缩管222时，突出部340定向为从壁306沿着与图2中的滑车扫描方向305大致平行的方向向外延伸。当需要使突出部340移动为与伸缩管222脱离对准时，如图9中示出的，将该突出部340枢转为抵靠壁306，使得突出部340处于不与滑车扫描方向305大致平行的定向。

因为本发明的实施方式抽取空气而不抽取墨，所以比常规打印机浪费的墨少。可以取消常规打印机中使用的废墨垫，或者至少尺寸减少以适应例如从喷口喷出的维护操作。这允许打印机操作更经济、更环境友好并且更紧凑。此外，由于本发明的脱气方法可以在任意时间完成，使来自脱气室的减小的压力经过连续的时间间隔施加至打印头，故而没有必要延迟打印操作以从打印头脱气。

零件列表

10    喷墨打印机系统

12    图像数据源

14    控制器

15    图像处理单元

16    电脉冲源

18    第一流体源

19    第二流体源

20    记录介质

100   喷墨打印头

110   喷墨打印头模

111   基底

120   第一喷嘴阵列

121   喷嘴

122   （用于第一喷嘴阵列的）墨输送通路

130   第二喷嘴阵列

131   喷嘴

132   （用于第二喷嘴阵列的）墨输送通路

181   （从第一喷嘴阵列喷射的）墨滴

182   （从第二喷嘴阵列喷射的）墨滴

200   滑车

210   打印头组件

212   非移动端

213   固定支承部

214   可移动支承部

215    压缩弹簧

216    气泡

217    空气空间

218    液体墨

220    脱气室

222    伸缩管

223    压缩方向

224    单向安全阀

225    紧固件

226    通气口

228    单向防漏阀

230    蓄气室

231    空气通道

232    排气室

235    膜移位方向

236    膜

237    膜

238    膜

239    膜

240    打印头本体

241    墨室

242    墨室

243    墨室

244    墨室

245    进入端口

246    墨出口

247    歧管

248    歧管通道

250    打印头

251    打印头模

252    喷嘴面

253    喷嘴阵列

254    喷嘴阵列方向

255    墨给送部

256    墨入口

257    喷嘴阵列

258    阵列分离方向

262    墨盒

265    远离的供墨装置

266    柔性管

270    安装基底

272    模结合面

274    安装基底通道

275    打印头安装面

276    引出开口

278    引入开口

280    打印头

281    墨室

282    墨室

283    墨室

284    墨室

285    膜

286    进入端口

287    墨出口

288    打印头本体

291    壁

292    壁

293    壁

295    第一外壁

296    第二外壁

285    第二外壁

300    打印机底架

302    支承基部

303    打印区

304    介质前进方向

305    滑车扫描方向

306    壁

312    给送辊

313    （给送辊的）向前旋转方向

323    从动辊

324    排出辊

330    维护站

332    盖

340    突出部

342    突出部安装座

344    轴

346    旋转方向

371    记录介质片

380    滑车马达

382    滑车引导杆

383    编码器

384    带

390    电子板

Claims (20)

1.一种喷墨打印头组件，包括：

a）具有对应的墨入口的喷嘴阵列；

b）包括墨出口的墨室，所述墨出口流体连接至与所述喷嘴阵列对应的所述墨入口；

c）能够渗透空气但不能渗透液体的膜；和

d）脱气室，所述脱气室包括：

i）空气室；

ii）单向安全阀，所述单向安全阀具有允许所述空气室向周围环境排气的打开位置和不允许所述空气室向周围环境排气的关闭位置；和

iii）可压缩构件，所述可压缩构件用于迫压空气而使空气经由处于所述打开位置的所述单向安全阀从所述空气室排出，并且用于在所述单向安全阀处于所述关闭位置时向所述膜施加减小的空气压力。

2.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，所述脱气室进一步包括：

a）所述空气室的排气部，所述排气部靠近所述单向安全阀设置；

b）所述空气室的蓄气部；

c）位于所述蓄气部与所述排气部之间的单向防漏阀，所述单向防漏阀具有允许空气在所述蓄气部与所述排气部之间通行的打开位置和不允许空气在所述蓄气部与所述排气部之间通行的关闭位置。

3.如权利要求2所述的喷墨打印头组件，其中，所述单向防漏阀能够借助于所述可压缩构件的扩展而移动至所述单向防漏阀的打开位置。

4.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，进一步包括可拆卸墨盒，所述可拆卸墨盒包括端口，其中，所述墨室进一步包括能够流体连接至所述可拆卸墨盒的所述端口的进入端口。

5.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，进一步包括远离所述墨室的供墨装置，其中，所述墨室包括能够通过柔性管流体连接至远离的所述供墨装置的进入端口。

6.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，其中，所述可压缩构件包括伸缩管。

7.如权利要求6所述的喷墨打印头组件，其中，所述可压缩构件进一步包括弹簧，以在所述伸缩管被压缩之后帮助所述伸缩管扩展。

8.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，所述打印头模的所述喷嘴阵列和对应的墨入口是第一喷嘴阵列和对应的第一墨入口，所述墨室是第一墨室，所述第一墨室的所述墨出口是第一墨出口，所述膜是第一膜，所述喷墨打印头组件还包括：

a）具有对应的第二墨入口的第二喷嘴阵列；

b）包括第二墨出口的第二墨室，所述第二墨出口流体连接至与所述第二喷嘴阵列对应的所述第二墨入口；和

c）能够渗透空气但不能渗透液体的第二膜，其中，当所述可压缩构件扩展的时候，在所述单向安全阀处于单向安全阀的关闭位置时，减小的空气压力施加于所述第二膜。

9.如权利要求8所述的喷墨打印头组件，进一步包括：

包括第一端口的第一可拆卸墨盒；和

包括第二端口的第二可拆卸墨盒，其中，所述第一墨室进一步包括能够流体连接至所述第一可拆卸墨盒的所述第一端口的第一进入端口，并且所述第二墨室进一步包括能够流体连接至所述第二可拆卸墨盒的所述第二端口的第二进入端口。

10.如权利要求8所述的喷墨打印头组件，所述脱气室的所述可压缩构件能够沿压缩方向压缩，其中，所述第二墨室相对于所述第一墨室沿大致平行于所述压缩方向的方向偏置。

11.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，所述喷嘴阵列沿阵列方向设置，其中，所述脱气室的所述可压缩构件能够沿大致垂直于所述阵列方向的压缩方向压缩。

12.如权利要求11所述的喷墨打印头组件，其中，所述膜相对于所述喷嘴阵列沿大致垂直于所述阵列方向和所述压缩方向的方向偏置。

13.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，所述墨室进一步包括液体墨，其中，所述脱气室设置在所述墨室的所述墨出口上方，使得气泡能够从所述墨室的所述墨入口穿过所述液体墨朝向所述脱气室自由地上升。

14.如权利要求1所述的喷墨打印头组件，所述脱气室包括表征环境压力与所述脱气室内的压力之间的逐渐减小的差异的时间常数，其中，所述时间常数大于约5秒并且小于约一小时。

15.如权利要求8所述的喷墨打印头组件，所述第一膜和所述第二膜是多个膜中的最外侧膜，所述可压缩构件能够沿压缩方向压缩，其中，所述第一膜的最外侧边缘至所述第二膜的相反的最外侧边缘之间的距离小于所述脱气室的沿所述压缩方向的尺寸。

16.一种气体和液体容器，包括：

a）第一部分，所述第一部分包括用于经由其供给所述液体的供给开口；和

b）第二部分，所述第二部分包括：

i）第一阀开口，所述第一阀开口包括用于释放来自所述第一部分的气体的阀；

ii）第二阀开口，所述第二阀开口用于在压力下经由所述第二阀开口释放所述气体，其中，所述第一阀防止在压力下的所述气体经由其通过；和

iii）压力开口，所述压力开口用于使所述气体从所述容器的所述第二部分强制性地离开。

17.如权利要求16所述的容器，进一步包括可压缩构件，所述可压缩构件联接至所述压力开口，以便在所述可压缩构件的压缩过程中实现使所述气体从所述容器的所述第二部分的所述强制性离开。

18.如权利要求17所述的容器，其中，所述可压缩构件被弹性偏置以使所述可压缩构件扩展。

19.如权利要求17所述的容器，其中，所述可压缩构件也是可扩展的，以便在所述可压缩构件的扩展过程中从所述容器的所述第一部分抽取空气。

20.如权利要求19所述的容器，其中，所述第一部分和所述第二部分通过膜分隔，所述膜能够渗透所述气体但不能渗透所述液体。

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