JPH08207312A - インクジェットペンのための脱気機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク中の気泡による機能不良を防止するインク供
給システムを提供する。 【解決手段】 インクシ゛ェット印刷カートリッシ゛ではインクはインク溜め
からシリコン基板の縁部の周りを通って流れた後にノス゛ルから
射出される。動作時にはインクの温かい熱境界層が基板の
隣接部分を形成し、その熱境界層内の溶解気体が気泡を
形成する。気泡が後続のインク通路の直径より大きくなる
とその気泡で気化室へのインクの流れがふさがれ、その結
果、印刷ヘット゛のノス゛ルが一時的に動作不能になる。本発明
は、主インク溜めを設け、その主インク溜めから脱気ステーションを
通過させてインク気化室へと液体インクを移送することによ
り、液体インクシ゛ェット印刷システムにおける上記機能不良を防止
する方法を提供する。キャリッシ゛上に取り付けられた印刷ヘッ
ト゛は、ノス゛ルアレイを有し、ノス゛ルからインク滴を射出させるため
の起動素子を有するインク気化室を内部に備える。液体インク
が脱気ステーションを通過した後にインク気化室にそのインクが充填
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般にインクジェッ
トプリンタ及びその他の種類のプリンタに関し、特にイ
ンクジェットプリンタの印刷ヘッド部分へのインクの流
れに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、印刷媒体に
ついて予め規定された配列の特定位置に個々のドットか
らなるパターンを印刷することによって印刷画像を形成
する。かかる位置は、好適には直線的な配列をなす小さ
なドットとして可視化される。かかる位置は「ドット位
置」又は「画素」とも呼ばれる。したがって、印刷動作
は、ドット位置からなるパターンをインクのドットで埋
める動作とみなすことができる。

【０００３】サーマルインクジェット印刷カートリッジ
は、少量のインクを急激に加熱して気化させ、複数のオ
リフィスのうちの１つを通して射出させ、これにより、
シート紙等の記録媒体上にインクドットが印刷されるよ
うに動作する。典型的には、かかるオリフィスは、ノズ
ル部材に１つ又はそれ以上の直線的なアレイをなして構
成される。各オリフィスからインクを適当な順序で射出
させることにより、印刷ヘッドが用紙に対して移動する
際に文字その他の画像が印刷される。用紙は、通常は、
印刷ヘッドが用紙の横断を完了する度にシフトされる。
サーマルインクジェットプリンタは、用紙にインクが当
たるだけなので、その動作が高速で静かなものとなる。
かかるプリンタは、高品質の印刷を行なうことができ、
小型かつ安価に製造することができる。

【０００４】インクジェット印刷ヘッドは一般に、(1)
インク溜めからオリフィスの近傍の各気化室にインクを
供給するためのインク流路と、(2)必要とされるパター
ンでオリフィスが形成された金属製のオリフィス板又は
ノズル部材と、(3)一連の薄膜抵抗器（各気化室に１つ
ずつ設けられたもの）を有するシリコン基板とを備えて
いる。

【０００５】１つのインクドットの印刷は、選択された
薄膜抵抗器に外部電源からの電流を流すことにより行な
われる。次いで薄膜抵抗器が加熱され、それに隣接する
気化室内の薄いインク層が過熱されて爆発的な気化が生
じ、その結果としてインク滴が対応するノズルを介して
用紙上に射出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット印刷で
重要なのは、用紙その他の印刷媒体へのインクの流れが
充分なことである。印刷品質は、印刷ヘッドを通るイン
クの流れの関数となる。印刷すべき用紙その他の媒体に
射出されるインクの量が少なすぎると、文書はかすれた
読みにくいものになる。

【０００７】インクジェット印刷ヘッドの場合、インク
はその印刷ヘッドに一体となったインク溜めから、又
は、印刷ヘッドと接続されたチューブを介してその印刷
ヘッドにインクを供給する「軸外」インク溜めから供給
される。次いでインクは、基板底部の中央に形成された
細長い穴を介して様々な気化室へと供給され（中央供
給:center feed）、又は、基板の外縁の周囲を通って様
々な気化室へと供給される（縁部供給:edge feed）。中
央供給の場合、インクは次いで基板とノズル部材との間
の障壁層に形成されたマニホルド領域へと流れ、次いで
複数のインク流路へと流れ、最終的に各気化室へと流れ
る。このインク溜めからの流路及びマニホルドによっ
て、射出室へのインクの流れがある程度制限されること
になる。

【０００８】空気その他の気体による泡は、インク供給
システムに大きな問題を発生させるものとなり得る。イ
ンク供給システムは、気体を解放して気泡を生じさせ得
るものであり、これによりシステムに詰まりや劣化が生
じることがある。良好なインク供給システムを設計する
に当たり、気泡の問題を解決し又は低減させる手法を検
討することが重要である。通常の環境では、インクを含
むあらゆる液体には空気その他の溶解気体が含まれてい
る。ある液体が保持することのできる気体の量は温度と
圧力によって決まるが、気体と液体の混合の程度や気体
が逃げる機会がどの程度あるかにも左右される。

【０００９】大気圧は十分に一定したものであるため、
大気圧の変化は通常は無視することができる。しかし、
インクジェットカートリッジ内の温度が変化するとイン
ク中に含有可能な気体の量が大きく変化することがあ
る。気泡は低温では発生し難く、またその成長も遅い。
液体の温度が低いほど、獲得可能な運動エネルギーが小
さく、気泡の形成が始まる位置に必要なエネルギーが集
まるのに時間がかかる。

【００１０】大気にさらされた流体には、ほとんどの場
合、その流体自体の温度に比例した量の溶解気体が含ま
れている。流体の温度が低いほど、気体を吸収する容量
が大きくなる。気体で飽和した流体が加熱されると、溶
解気体の平衡状態が崩れて、その溶液外へと拡散する。
流体の表面に核形成場(nucleation seed site)がある場
合には、気泡が形成され、流体の温度が上がるにつれて
かかる気泡が成長することになる。

【００１１】気泡は空気のみからなるものではなく、水
蒸気や他のインクビヒクル成分からなる蒸気も含まれ
る。しかし、あらゆる液体の挙動は同様のものであり、
即ち、液体の温度が高くなるほどその液体が保持できる
気体の量が小さくなる。気体の放出と蒸気の生成により
気泡が生じ、温度の上昇につれて成長する。水性インク
中の気泡内の気体は常に水蒸気で飽和しているものとみ
なすことができる。したがって、気泡は、気体（ほとん
どが空気）とインクビヒクルの蒸気（ほとんどが水）と
の両者からなる。室温では、気泡内の気体に占める水蒸
気はほぼ無視することができる。しかし、インクジェッ
ト印刷ヘッドが動作し得る50℃という温度では、水蒸気
によって気泡の体積はかなり大きくなる。温度が上昇す
ると、気泡内の水蒸気の含有量は空気の含有量と比較し
てはるかに急激に増大する。

【００１２】気泡が最も生じやすい条件は、(1)発生場
所と、(2)インクの流れと、(3)気泡を蓄積させるもの(b
ubble accumulator)とが同時に存在することである。こ
れら３つが同時にはたらいて大きな気泡が発生し、これ
により、インク供給システムに詰まりやインクの流れの
停止が生じることになる。空気が気泡として溶液から出
る場合、その気泡は、選択的な位置、即ち発生場所又は
核形成場所で溶液から出ることになる。気泡は、縁部や
隅部、又は表面の傷や粗い部分あるいは欠落部分で生じ
やすいものである。微小な気泡は、表面に固着して浮遊
に抗したりインクの流れによる除去に抗したりする傾向
を有するものとなる。気泡は、大きくなるとその切り離
し及び移動が一層容易なものとなる。しかし、気泡が隅
部やその他の邪魔にならない場所に形成されると、その
気泡をインクの流れで除去することはほとんど不可能と
なる。

【００１３】気体生成場所にインクが流れていない場合
には、その気体生成場所に気泡が生じることはないが、
インクが流れている場合には、その気泡生成場所は溶解
気体分子を含んだはるかに大量のインクにさらされるこ
とになる。インクが気体生成場所を通って流れると気体
の分子が溶液から出て気泡が形成されるが、インクが流
れなければこれは起こらない。

【００１４】気泡を生成させる第３の要因は、蓄積を行
うもの、即ち気泡トラップ(trap)であり、この気泡トラ
ップは、インク通路に沿った拡張部とそれに続く狭小部
として定義することができる。この構成は、入口と出口
を有するインク流路上のチャンバと等しいものである。
一秒あたりの単位断面積についてのインク量で表した平
均インク流量は、入口又は出口よりもチャンバ内部の方
が小さくなる。チャンバの入口縁部が鋭いこと、及びそ
の入口縁部でインクの流れが不連続になることにより、
その入口縁部は気体生成場所として機能する。気泡は、
この場所で生成されることになり、その後十分に大きく
なると、出口ダクトが塞がれるまでその出口ダクトに向
かって移動する。次いで、このインク供給システムが気
泡を押しだすだけの圧力を生成し得ない限り、インク供
給システムが詰まってインク供給が停止することにな
る。従って、気泡は、チャンバ内でそれに続くインク通
路の直径よりも大きく成長してインク通路を塞ぐことに
なる。

【００１５】これに対する解決策の１つとして、インク
カートリッジに充填する直前にインクの脱気を行なう方
法がある。しかし、この方法を取る場合には、いくつか
の本質的な問題が生じる。最も顕著な問題は、印刷カー
トリッジ本体自体が気体の拡散に対して不透過性のもの
でないことである。時間が十分にあれば、結局は、イン
クの充填前に除去された溶解気体の（全てではなくと
も）殆どが印刷カートリッジ内のインクに戻ってしま
う。インクの脱気処理は、インクを基板から射出する直
前に行うこと、換言すれば、印刷カートリッジ自体の内
部で行なうことが理想的である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】インクジェット印刷カー
トリッジでは、インクはインク溜めからシリコン基板の
縁部の周りを通って流れた後にノズルから射出される。
動作時には、インクの温かい熱境界層が基板に隣接する
部分を形成し、そのインクの熱境界層内の溶解気体が気
泡を形成する。その気泡が後続のインク通路の直径より
も大きくなると、その気泡により気化室へのインクの流
れがふさがれる。その結果、印刷ヘッドのノズルの幾つ
かが一時的に動作不能になる。

【００１７】本発明は、主インク溜めを設け、ノズルア
レイを有する印刷ヘッドをキャリッジに取り付け、前記
ノズルアレイにおけるノズルからインク滴を射出させる
ための起動素子を内部に有するインク気化室を設け、液
体インクを前記主インク溜めから脱気ステーションを通
過させて前記インク気化室へと移送し、その脱気ステー
ションの通過後に前記液体インクを前記インク気化室に
充填することにより、液体インクジェット印刷システム
における上記の機能不良を防止する方法を提供するもの
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１を参照する。同図の符号10は
インクジェットプリンタのキャリッジに取り付けられる
インクジェット印刷カートリッジを示している。このイ
ンクジェット印刷カートリッジ10は、印刷ヘッド14とイ
ンク溜め12を有している。このインク溜めは、「一体
型」インク溜め、「スナップ嵌合式」インク溜め、又は
軸外インク溜めからのインクを受容する「インク溜め」
のいずれかとすることができる。印刷カートリッジ10
は、インク溜め12から印刷ヘッドへとインクを搬送する
ための内部直立管(standpipe)15（図８参照）を有する
突出部11を有している。印刷ヘッド14は、回路18内に形
成された穴又はオリフィス17を備えたノズル部材16を有
している。回路18は、窓22,24で基板の電極に接続され
ると共に接点パッド20で終端する導電トレース（図示せ
ず）を有しており、その接点パッド20は、プリンタとの
接続を行って、インク滴を射出させるよう抵抗器を加熱
するための外部で生成された付勢信号を印刷ヘッドに提
供するように設計されている。印刷ヘッド14は、複数の
個々に付勢可能な薄膜抵抗器を有するシリコン基板28
（図５参照）を回路18の背面に取り付けたものである。
各薄膜抵抗器は、オリフィスのほぼ裏側に１つずつ配置
されており、１つ又はそれ以上の接点パッド20に順次に
又は同時に印加される１つ又はそれ以上のパルスにより
選択的に付勢されたときにオーミックヒータとして動作
する。

【００１９】図２は、図１の印刷カートリッジ10の印刷
ヘッド14を取り外して、印刷ヘッド14と印刷ヘッド本体
との間のシールを提供するのに用いられる突起パターン
50が見えるようにした斜視図である。図３は、その突起
領域を拡大して示す平面図である。図１および図２に
は、インクがインク溜め12から印刷ヘッド14の背面に隣
接するチャンバへと流れるのを可能にする印刷カートリ
ッジ10内の中央スロット52が示されている。印刷カート
リッジ10に形成された突起パターン50は、内側の隆起し
た壁部54とその壁部の開口部55,56とに塗布されたエポ
キシ接着剤（図示せず）のビードにより、印刷ヘッド14
が突起パターン50に押し込まれた際に印刷カートリッジ
10の本体15と印刷ヘッド14の背面との間にインクシール
が形成されるように構成される。

【００２０】図４は、基板が薄い接着層84を介して回路
18の背面に固着された後の、単一の気化室72と薄膜抵抗
器70と錐台形のオリフィス17とを拡大して示す斜視図で
ある。シリコン基板28上には薄膜抵抗器70が形成され、
その薄膜抵抗器70は障壁層30内に形成されている。ま
た、シリコン基板28上には、回路18上の導電パターン
（図示せず）との接続のための電極（図示せず）も形成
されている。また、シリコン基板28の表面上に障壁層30
が形成され、その内部には気化室72及びインク流路80が
形成されている。シリコン基板28の側縁部は縁部86とし
て示されている。動作時には、インクがインク溜め12か
ら矢印88で示すようにシリコン基板28の縁部86の周りを
通ってインク流路80とそれに対応する気化室72へと流れ
込む。薄膜抵抗器70を付勢すると、それに隣接する薄い
インク層が過熱されて爆発的な気化が生じ、その結果、
オリフィス17を介してインク滴が射出される。次いで、
気化室72が毛管作用によって再充填される。

【００２１】図５は、シリコン基板28を取り囲む印刷カ
ートリッジ本体の内側の隆起した壁部54とその壁部の開
口部55,56とに塗布された接着シール90の部分と、イン
ク流路及び気化室72を含む障壁層30の上面の薄い接着層
84により回路18の中央部分に接着して固定されたシリコ
ン基板28とを示す側面断面図である。また隆起した壁部
54を含む印刷カートリッジ10のプラスチック製の本体の
一部が示されている。

【００２２】図５はまた、インク溜め12からのインク88
が印刷カートリッジ10に形成された中央スロット52を通
り、シリコン基板28の縁部86を回り、インク流路80を通
って気化室72に流れ込む態様を示している。気化室72内
には薄膜抵抗器70が示されている。薄膜抵抗器70が付勢
されると、射出されたインク滴102で示すように気化室7
2内のインクが射出される。

【００２３】インクは、インク溜め12から、フィルタ
（図示せず）を通り、突出部11内の直立管（図８に示
す）とスロット52とシリコン基板28の縁部86のまわりと
を通って流れた後にノズル17から射出される。動作時に
は、インク88の温かい熱境界層がシリコン基板28に隣接
して形成される。したがって、シリコン基板28の裏側の
インク88の熱境界層内の溶解気体は気泡89を形成し易い
ものとなる。これにより、ノズル17の幾つかが一時的に
動作不能になる。熱境界層の流体体積中に含まれる溶解
気体の総量は少ないが、実際には、印刷カートリッジ10
の全寿命にわたってインク溜め12内のインクの全てが最
終的には直立管（図８参照）、スロット52を通り、シリ
コン基板28を越えて流れる。インク溜め12内の溶解気体
の全てが（又はその一部でも）放出されると、かなりの
気泡が形成されることになる。また、それよりも程度は
低いが、気泡91が、中央スロット52内のインク流路88に
沿って壁部55の隅部や縁部に形成される。これに加え
て、スロット52とシリコン基板28との間の領域が気泡を
蓄積するもの、即ち気泡トラップとして作用する。この
構成により、インク流路88に入口及び出口を有するチャ
ンバが形成される。１秒あたりの単位断面積についての
インク量で表わした平均インク流量は、入口又は出口よ
りもチャンバ内部の方が小さくなる。チャンバの入口縁
部の鋭さとこの縁部でインクの流れが不連続になること
から、入口縁部は気体生成場所として作用する。気泡は
このチャンバ内で生成され、その後十分に大きくなる
と、インク室に向かって移動する。チャンバ内で気泡が
後続のインク通路の直径よりも大きく成長するとインク
通路がふさがれることがある。かかる気泡は、特に８KH
zよりも高い射出周波数で気化室72へのインクの流れを
止めるものとなる。これにより、ノズル17の幾つかが一
時的に動作不能になる。

【００２４】図６には、障壁層30内に形成された気化室
72及びインク流路80が示されている。インク流路80は、
インク供給源と気化室72との間のインクの流路を提供す
る。インク流路80及び気化室72へのインクの流れは、シ
リコン基板28の長い方の側縁部86を回ってインクチャネ
ル80へと流れ込むものとなる。インク流路80内の狭い制
限部、即ち狭窄点146により形成される狭窄点ギャップ1
45によって、射出後の気化室72の再充填中に粘性減衰が
提供される。狭窄点146は、射出後のインクのブローバ
ック(blow-back)や気泡崩壊(bubble collapse)の制御を
助けてインク滴の射出の均一性を改善する。障壁体から
基板縁部へと外方に延びる「半島部」149を付加するこ
とにより、気化室72間の流体絶縁が提供される。図６お
よび図７に示す各要素の寸法の定義を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】サーマルインクジェット印刷カートリッジ
の周波数限界は、ノズルへのインクの流れにおける抵抗
によって制限される。しかし、メニスカス振動を減衰さ
せるためにインクの流れに或る程度の抵抗が必要とな
る。このインク流抵抗は、抵抗器に隣接する狭窄点ギャ
ップ145により意図的に制御される。流体インピーダン
スの更なる構成要素として、射出室への入口がある。こ
の入口は、ノズル部材16とシリコン基板28との間の薄い
領域からなり、その高さは基本的には障壁層30の厚さに
よって決まる。その領域は、その高さが低いため高い流
体インピーダンスを有する。図６に示す障壁層30内に形
成される各要素の寸法を表２に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】図７は、ノズル部材18が基板構造28上に適
当に配置されて印刷ヘッド14が形成された後の回路又は
ノズル部材18の部分を拡大して示す部分断面斜視図であ
る。同図に示すように、ノズル17は気化室72上に位置合
わせされる。図７はまた、インクがシリコン基板28の縁
部86を越えて流れてインク流路80に入る場合における、
そのシリコン基板28の下方にほぼ位置するインク溜め28
からのインクの流れ88を示している。

【００２９】図７の好適寸法Ａ、ＢおよびＣを次の表３
に示す。ここで、寸法Ｃはノズル部材18の厚さ、寸法Ｂ
は障壁層30の厚さ、寸法Ａはシリコン基板28の厚さであ
る。

【００３０】

【表３】

【００３１】上記の表２及び表３から、公称流路幅を30
μm、公称流路高さを25μmとすると非常に小さい直径の
気泡でも流路の詰まりが発生することがわかる。

【００３２】上述したようなインクからの気体の放出と
気泡の形成は、インクが基板の裏側の熱境界層に達する
前に脱気を行なうことによって防止することができる。
図８は、溶解気体を含むインクが、インクカートリッジ
10のインク溜め12から直立管15を通り、インクの流れ88
から空気及びその他の蒸気91を分離する脱気用加熱素子
93を通って流れる態様を示すものである。加熱素子93
は、例えば接点パッド20を介してプリンタに接続可能な
電気接点95に接続される。この手順により、インクカー
トリッジ10の直立管15の領域内の気体91が除去される。
その直立管15の領域内では、気泡91の存在により印刷ヘ
ッドの動作が害されることはない。脱気されたインク
は、シリコン基板28を越えて印刷ヘッド14へと流れ、そ
の一方、除去された気体91は、直立管15から上方に流れ
てインク溜め12へと入り、この場合には印刷ヘッドの閉
塞は起こり得ない。代替的に、放出バルブ（図示せず）
を介して気体91をシステムから放出することも可能であ
る。

【００３３】図８は、インク通路、即ち印刷カートリッ
ジ10の突出部11の直立管15内に挿入された抵抗コイルと
して加熱素子91を示したものである。本発明の代替実施
例では、加熱素子93は、直立管15内に挿入された粗面の
内面を有する管状のダクトを備えており、このダクト
は、外部から熱を加えることにより過熱されて、熱境界
層だけでなく、気泡の形成及び成長を促進させるための
多数の気泡生成場所又は核形成場所を提供するものとな
る。また、本発明の別の代替実施例では、加熱素子93
は、直立管15内におけるシリコン基板28の上流側に挿入
された第２のシリコン基板を備えたものとなる。この加
熱素子基板は、抵抗器70等の多数の抵抗器がエッチング
されたものであり、パルスウォーミングモード、即ち周
囲のインクを気化しない程度に加熱するモードでのみ動
作する。このパルスウォーミングは、射出用のパルスに
必要とされるものよりも狭いパルス幅を用いて達成する
ことができる。当業者であれば、最終的に得られる加熱
素子93は、印刷カートリッジ10の設計及びスペース上の
制約に適合するように最適化されたものとなることが理
解されよう。

【００３４】脱気中には、インクが沸騰することはな
く、加熱素子93は、印刷ヘッドのシリコン基板28に隣接
する熱境界層でインクにさらされることになる最高温度
（例えば約70℃）よりも少し高い温度までインクを温め
る。脱気中に気体91の全てがインクから除去されなくと
も、インクの温度がシリコン基板28の温度を越えない限
り、気泡が形成されることはない。脱気機構として熱を
用いることの大きな利点は、加熱されたシリコン基板28
及びインク室72にインクが接触する際に通常生じるもの
にしかインクがさらされないことである。脱気場所は、
単に、印刷ヘッド領域から気体を除去することができる
インクカートリッジ10の一層許容可能な領域へと移動さ
れる。

【００３５】以上、「一体型」インク溜め又は「スナッ
プ嵌合式」インク溜めを有する印刷カートリッジ内で脱
気動作が実行されるものとして本発明を説明してきた
が、その理由は、その実施例が最も実施困難なものだか
らである。図９は、軸外インク供給システムを概略的に
示す斜視図である。このシステムの印刷カートリッジ1
0'は、インクジェットプリンタ（図示せず）のキャリッ
ジに取り付けられるものである。この印刷カートリッジ
は、可撓性の供給管13により軸外インク供給バッグ19に
接続される。「軸外」とは、インク供給バッグ19が好適
にはプリンタ本体（図示せず）に取り付けられ、印刷カ
ートリッジ10'を有するキャリッジ上には取り付けられ
ていないことを意味している。脱気ステーションは、キ
ャリッジ上の位置93C又はプリンタ上の位置93Pに設ける
ことができる。しかし、一般的には、脱気場所はできる
限り印刷カートリッジの近くに配設するのがよい。軸外
インク供給システム内の場合であっても脱気は印刷カー
トリッジ自体で実行可能である。当業者であれば、この
軸外システムでも同一の脱気機構を使用可能であること
が理解されよう。

【００３６】図１０は、軸外インク供給システムで用い
るインクジェット印刷カートリッジを示す斜視図であ
る。インクジェット印刷カートリッジ10'は、印刷ヘッ
ド14'と随意選択による容量の小さい搭載式インク溜め1
2'とを備えている。インクジェット印刷カートリッジ10
は、供給管13を介して軸外インク供給源からインクを受
け取る。符号14',16',17',18',20',22',24'及び36'で示
す印刷カートリッジ10'の他の機構は、図１の印刷カー
トリッジ10と同様のものである。図２ないし図７に示す
印刷カートリッジ10の特徴は、印刷カートリッジ10'に
もあてはまる。

【００３７】以上の説明は、本発明を例示したものにす
ぎず、本発明の範囲を限定するものではく、本発明の範
囲は特許請求の範囲によってのみ判断すべきものである
ことが理解されよう。

【００３８】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００３９】１．インクジェット印刷システムにおける
機能不良を防止する方法であって、インク溜めを設ける
ステップと、流路を設けるステップと、プリンタキャリ
ッジに印刷ヘッドを取り付けるステップと、前記印刷ヘ
ッド上のノズルアレイのノズルからインク滴を射出する
ための起動素子を内部に備えたインク気化室を設けるス
テップと、前記インク溜めから前記流路を介して前記イ
ンク気化室へとインクを移送するステップであって、液
体インクを前記流路内の脱気ステーションを通過させる
ステップを含む、前記移送ステップと、前記インク気化
室を前記インクで充填するステップであって、前記の脱
気ステーションを通過させるステップの後に実行され
る、前記充填ステップとからなることを特徴とする、前
記方法。

【００４０】２．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップが前記インク気化室に近接して実行される、前
項１に記載の方法。

【００４１】３．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップが前記インク溜めに隣接して実行される、前項
１に記載の方法。

【００４２】４．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップが前記印刷ヘッドの上流側の前記流路内で実行
される、前項１に記載の方法。

【００４３】５．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップが前記プリンタキャリッジ上で実行される、前
項１に記載の方法。

【００４４】６．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップにおいて、前記脱気ステーションが加熱素子を
含む、前項１に記載の方法。

【００４５】７．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップにおいて、前記脱気ステーションが大気中への
排気処理を含む、前項１に記載の方法。

【００４６】８．前記の脱気ステーションを通過させる
ステップがインクを温めて溶解気体に対するインクの可
溶性を低下させるステップを含む、前項１に記載の方
法。

【００４７】９．上面とそれに対向する底面とを有する
基板と、複数のインクオリフィスが形成されたノズル部
材であって、前記基板の前記上面の上に横たわるように
位置決めされた、前記ノズル部材と、前記基板の前記上
面に形成された複数のインク気化室であって、前記オリ
フィスからインクの一部を射出させるために対応する前
記オリフィスに１つずつ近接して各々が配置された、前
記インク気化室と、インク溜めと連通すると共に前記オ
リフィス及び前記インク気化室の各々へと通じる流路で
あって、前記インク溜めから前記基板の前記上面へのイ
ンクの流れが前記オリフィス及び前記インク気化室に近
接するようにする、前記流路と、前記流路内に配置され
た脱気ステーションとからなることを特徴とする、液体
インクジェット印刷システム。

【００４８】１０．前記脱気ステーションが前記インク
気化室に近接している、前項９に記載のインクジェット
印刷システム。

【００４９】１１．前記脱気ステーションが前記インク
溜めに隣接している、前項９に記載のインクジェット印
刷システム。

【００５０】１２．前記脱気ステーションが前記流路の
直立管部分内に配置されている、前項９に記載のインク
ジェット印刷システム。

【００５１】１３．前記脱気ステーションが加熱素子を
含む、前項９に記載のインクジェット印刷システム。

【００５２】１４．前記脱気ステーションが大気中への
排気を含む、前項９に記載のインクジェット印刷システ
ム。

【００５３】１５．前記脱気ステーションが、インクを
温めて溶解気体に対するインクの可溶性を低下させるこ
とを含む、前項９に記載のインクジェット印刷システ
ム。

【００５４】１６．上面とそれに対向する底面とを有す
る基板と、複数のインクオリフィスが形成されたノズル
部材であって、前記基板の前記上面の上に横たわるよう
に位置決めされた、前記ノズル部材と、前記基板の前記
上面に形成された複数のインク気化室であって、前記オ
リフィスからインクの一部を射出させるために対応する
前記オリフィスに１つずつ近接して各々が配置された、
前記インク気化室と、主インク溜めと連通して副インク
溜めへと通じる第１の流路であって、前記主インク溜め
から前記副インク溜めへとインクが流れるのを可能にす
る、前記第１の流路と、前記第１の流路内に配置された
脱気ステーションと前記副インク溜めと連通すると共に
前記オリフィス及び前記インク気化室の各々へと通じる
第２の流路であって、前記第２のインク溜めから前記基
板の前記上面へのインクの流れが前記オリフィス及び前
記インク気化室に近接するようにする、前記第２の流路
とを備えることを特徴とする、液体インクジェット印刷
システム。

【００５５】１７．前記脱気ステーションが前記主イン
ク溜めと近接している、前項１６に記載のインクジェッ
ト印刷システム。

【００５６】１８．前記脱気ステーションが前記副イン
ク溜めと近接している、前項１６に記載のインクジェッ
ト印刷システム。

【００５７】１９．前記脱気ステーションが加熱素子で
ある、前項１６に記載のインクジェット印刷システム。

【００５８】２０．前記脱気ステーションが大気中への
排気を行なう、前項１６に記載のインクジェット印刷シ
ステム。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット印刷カートリッジを示す斜視図
である。

【図２】図１のインクジェット印刷カートリッジの突起
領域を示す斜視図である。

【図３】図１のインクジェット印刷カートリッジの突起
領域を示す平面図である。

【図４】印刷ヘッドアセンブリの一部を示す部分断面斜
視図であり、インク気化室、加熱抵抗器、及び基板の縁
部に対するオリフィスの関係を示すものである。

【図５】印刷ヘッドアセンブリと印刷カートリッジ並び
に基板の縁部の周囲のインク流路を概略的に示す断面図
である。

【図６】印刷ヘッドアセンブリの部分拡大平面図であ
り、インク流路、インク気化室、加熱抵抗器、障壁層、
及び基板縁部の関係を示すものである。

【図７】ノズル部材を基板構造上に適切に配置して印刷
ヘッドが形成された後の回路又はノズル部材の部分を拡
大して示す部分断面斜視図である。

【図８】印刷ヘッドの直ぐ上流側に配設された印刷カー
トリッジベースの脱気機構を概略的に示す断面図であ
る。

【図９】軸外インク供給システムを概略的に示す斜視図
である。

【図１０】軸外インク供給システムに用いるインクジェ
ット印刷カートリッジを示す斜視図である。

【符号の説明】

11 突出部 15 直立管 18 回路 28 シリコン基板 30 障壁層 70 薄膜抵抗器 72 気化室 80 インク流路 86 縁部 88 インクの流れ 91 気体 93 脱気用加熱素子 95 電気接点 102 インク滴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インクジェット印刷システムにおける機能
   不良を防止する方法であって、 インク溜めを設けるステップと、 流路を設けるステップと、 プリンタキャリッジに印刷ヘッドを取り付けるステップ
   と、 前記印刷ヘッド上のノズルアレイのノズルからインク滴
   を射出するための起動素子を内部に備えたインク気化室
   を設けるステップと、 前記インク溜めから前記流路を介して前記インク気化室
   へとインクを移送するステップであって、液体インクを
   前記流路内の脱気ステーションを通過させるステップを
   含む、前記移送ステップと、 前記インク気化室を前記インクで充填するステップであ
   って、前記の脱気ステーションを通過させるステップの
   後に実行される、前記充填ステップとからなることを特
   徴とする、前記方法。