(57)【要約】【課題】液滴付着装置【解決手段】インクジェットプリンタは、各列が、異なる色のインクを受容することができる、４つの平行なノズルの列を有するプリントヘッドを有する。各列の長さは、プリントヘッドユニットの長さよりも小さい。多数のプリントヘッドユニットを整列させて、ノズルからなる細長いアレイを形成してもよい。アレイに沿ったノズル間隔は均等ではなく、列内のノズル間の間隔は、隣接するプリントヘッドユニット間の列間の間隔よりも小さい。動作中、各プリントヘッドユニットは、非連続的なスワスを紙の上に付着させ、全てのユニットは、同じ距離だけ移動し、それによってプリントされた別のスワスが、このスワスをインターリーブする。インクを供給する方法及びインク供給部材も提供される。
2005515101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、前記基板が、プリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、このプリントヘッドの長さが、前記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、前記プリントヘッドは、前記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を前記基板の移動方向に離間した状態で備えた少なくとも１つのプリントヘッドユニットと、夫々のノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段と、異なる流体が、ノズルの各列に供給さけることができるように配置された液滴用流体の供給装置とを具備する液滴付着装置。
【請求項２】
各プリントヘッドユニットは、少なくとも３つ、好ましくは４つの、ノズルの列を備え、ノズルの各列が、前記供給装置から異なる色のインクを受け入れる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノズルの１つの列における各ノズルは、ノズルの他の列の各々におけるノズルと、前記プリントヘッド方向の定位置で位置合わせされている、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４】
前記ノズルの各列は、同じ長さを有する、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ノズルの各列は、同じノズル間の間隔を有する、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段は、前記ノズルと連通し、かつ前記流体の供給装置と連通する圧力チャンバを、各ノズルに対して備える、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記圧力チャンバは細長く、この延長方向は、前記基板の移動方向にある、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記圧力チャンバは、圧電材からなる少なくとも１つの壁部を備える、請求項６または請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記壁部は、前記圧電材に電界を加えることができるように配置された電極を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記壁部は、加えられた電界と直交する方向に極性化されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ノズルの１つの列に対応する前記圧力チャンバは、基部上の圧力チャンバからなる１つの列に設けられており、ノズルの他の列の各々に対応する前記圧力チャンバは、同じ基部上の圧力チャンバの他の列のそれぞれに設けられている、請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記列のチャンバへの流体の供給に用いるための流体マニホルド領域を、各チャンバの列の周囲に形成するディバイダ手段が前記基部上に設けられており、各マニホルド領域が、互いに離れている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記各流体マニホルド領域との連通のために、前記基部に複数のポートが形成されている、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記ポートの少なくとも２つは、各チャンバを通る流れを形成するために、各マニホルド領域と連通している、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記基部は、平坦であり、前記ディバイダ手段は、前記各マニホルド領域を形成する開口を有する開口したディバイダプレートを備える、請求項１１ないし１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記プリントヘッドは、前記プリントヘッド方向に離間した複数の同様のプリントヘッドを備えている、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
各プリントヘッドユニットは、実質的に同一である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記複数のユニットは、１つのユニットにおける前記ノズル列が、異なるユニットからのノズル列と結合してアレイを形成するように配置され、１つのアレイ内のノズルには、同じ射出流体が供給される、請求項１６または請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記アレイは、直線状である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記アレイは、アレイに沿ったノズル間隔が、均等でないように配置されている、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記アレイの１つの列の端部ノズルと、前記アレイにおける異なる列の隣接する端部ノズルとの間の間隔が、両列におけるノズル間の間隔よりも大きい、請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記間隔は、前記列の長さに、前記ノズル間の間隔の２倍を加えたものと等しい、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ノズルから射出された液滴を受けるように配置されたプリントゾーンに、プリント可能な基板を供給する移送手段をさらに具備する、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記移送手段は、前記プリント可能な基板を、前記基板の移動方向で前記プリントゾーンに供給する、請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記移送手段は、紙処理ドラムを備える、請求項２３または請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、前記基板が、このプリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、前記プリントヘッドの長さが、上記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、このプリントヘッドが、各々が共通の基部を備える少なくとも１つのプリントヘッドユニットと、前記基部上に設けられ、かつ上記プリントヘッド方向に延びる、液滴用流体のチャンバからなる少なくとも２つの平行な列であって、各チャンバが、上記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を上記基板の移動方向に離間した状態で形成するように、液滴射出ノズルと連通している少なくとも２つの平行な列と、各ノズルからの液滴の射出を果たさせるために、各選択されたチャンバへ圧力を加える駆動手段と、異なる流体を、チャンバの各列に供給するように配置された液滴用流体の供給装置とを具備する液滴付着装置。
【請求項２７】
前記列のチャンバへの流体の供給に用いるための流体マニホルド領域を、各チャンバの列の周囲に形成するディバイダ手段が前記基部上に設けられており、各マニホルド領域が、互いに離れている、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
各流体マニホルド領域との連通のために、前記基部に複数のポートが形成されている、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記ポートの少なくとも２つは、各チャンバを通る流れを形成するために、各マニホルド領域と連通している、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記基部は平坦であり、前記ディバイダ手段は、前記各マニホルド領域を形成する開口を有する開口したディバイダプレートを備える、請求項２６ないし２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
各プリントヘッドユニットは、少なくとも３つ、好ましくは４つの、ノズルの列を備え、チャンバからなる各列が、前記供給装置から異なる色のインクを受け入れる、請求項２６ないし３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記圧力チャンバは細長く、この延長方向は、前記基板の移動方向にある、請求項２６ないし３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記チャンバは、圧電材からなる少なくとも１つの壁部を備える、請求項２６ないし３２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
前記壁部は、前記圧電材に電界を加えることができるように配置された電極を備える、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記壁部は、加えられた電界と直交する方向に極性化されている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、前記基板が、このプリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、前記プリントヘッドの長さが、上記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、このプリントヘッドが、各々が上記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を上記基板の移動方向に離間した状態で備える、このプリントヘッドの長さに沿って離間した複数の同様のプリントヘッドと、各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段と、異なる流体を、チャンバの各列に供給するように配置された液滴用流体の供給装置とを備える液滴付着装置。
【請求項３７】
前記プリントヘッドは、いずれかのノズルの列のノズルが、このノズル列の長さよりも広い基板の領域上に液滴を付着できるように、前記基板に対して前記プリントヘッド方向に移動可能である、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
各プリントヘッドユニットは、少なくとも３つ、好ましくは４つの、ノズルの列を備え、ノズルの各列が、前記供給装置から異なる色のインクを受け入れる、請求項３６または請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記ノズルの各列は、同じノズル間間隔を有する、請求項３６ないし３８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４０】
前記各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段は、前記ノズルと連通し、かつ前記流体の供給装置と連通する圧力チャンバを、各ノズルに対して備える、請求項３６ないし３９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４１】
前記圧力チャンバは細長く、この延長方向は、前記基板の移動方向にある、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記圧力チャンバは、圧電材からなる少なくとも１つの壁部を備える、請求項４０または請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記壁部は、前記圧電材に電界を加えることができるように配置された電極を備える、請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記壁部は、加えられた電界と直交する方向に極性化されている、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記ユニットは、１つのユニットにおける前記ノズル列が、異なるユニットからのノズル列と結合してアレイを形成するように配置され、１つのアレイのノズルには、同じ射出流体が供給される、請求項３６ないし４４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４６】
前記アレイは直線状である、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記アレイは、アレイに沿ったノズル間隔が、均等でないように配置されている、請求項４５に記載の装置。
【請求項４８】
前記アレイの１つの列の端部ノズルと、前記アレイにおける異なる列の隣接する端部ノズルとの間の間隔が、両列におけるノズル間の間隔よりも大きい、請求項４５ないし４７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項４９】
前記間隔は、前記列の長さに、前記ノズル間の間隔の２倍を加えたものと等しい、請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
各プリントヘッドのための前記液滴用流体の供給装置は、ノズルの各列に対して、少なくとも１つの流体マニホルドを備える、請求項３６ないし４９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５１】
前記インクマニホルドは、各ノズルに関連する圧力チャンバに射出流体を供給する、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
射出流体は、前記圧力チャンバを通って、ノズルの各列に関連する別のインクマニホルドへ流される、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
インクマニホルドとインク供給チャンバとの間に延びるポートが設けられている、請求項５０ないし５２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５４】
前記インク供給チャンバは、インク供給ユニット内に配設されている、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記ヘッドユニットは、インク供給ユニットに設けられている、前記全ての請求項のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５６】
前記インク供給ユニットは、前記プリントヘッドユニットの長さの合計以上の長さである、請求項５５に記載の装置。
【請求項５７】
前記インク供給ユニットは、複数のインク供給キャビティを備え、少なくとも１つのインク供給キャビティは、ノズルの各列と連通している、請求項５４ないし５６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５８】
前記供給キャビティは、各種の射出流体に対して設けられている、請求項５７に記載の装置。
【請求項５９】
前記供給キャビティは、インレット供給キャビティと、アウトレット供給キャビティとに分割されている、請求項５８に記載の装置。
【請求項６０】
前記ヘッドユニットは、インク供給ユニットに設けられており、前記インク供給ユニットは、各々が各アレイと連通している複数の供給キャビティを備える、請求項１８または請求項４５に記載の装置。
【請求項６１】
プリントヘッドユニットにインクを供給する方法であって、プリントヘッド基板に沿って延びた少なくとも２つのノズルの列を備えるプリントヘッドユニットを設ける工程であって、各列の長さがプリントヘッド方向にあり、前記列が、前記列の長さと直交する方向の他の列と平行にあり、各列が、圧力チャンバからなる関連する列を備える工程と、供給マニホルドと、除去マニホルドとを備えるインク供給ユニットを設ける工程と、圧力チャンバからなる前記列の各々が、供給マニホルド及び除去マニホルドと連通するような関係で、前記インク供給ユニット及び前記プリントヘッドユニットを配置する工程であって、前記供給マニホルド及び前記除去マニホルドが隣接している工程と、射出流体をフロー方向に圧力チャンバを介して供給マニホルドから除去マニホルドへ流す工程であって、圧力チャンバからなる隣接する列に対する前記フロー方向が逆である工程とを備える方法。
【請求項６２】
前記プリントヘッドユニットは、少なくとも３つの、ノズルの列を備える、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
マルチカラー画像をプリントする方法であって、請求項１ないし６０のいずれか１項に係るプリント装置を設ける工程と、異なる色のインクを、圧力チャンバからなる列に供給する工程と、プリントヘッドからマルチカラースワスを射出する工程と、プリントヘッドユニットを、前記プリントヘッド方向に指示する工程と、前記プリントヘッドユニットから別のマルチカラースワスを射出する工程とを備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴付着装置、その製造方法及び操作方法、並びにそのような装置を含むプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリントヘッドの幅広い用途は、それらを今日の多くの市場に適応させており、また、レーザプリンタやスクリーンプリンタ等の他のプリント技術が一般に優位を占める市場に、最近では著しい利益をもたらしている。
【０００３】
約４ないし１０枚／分（カラー）及び２０ないし３０枚／分（黒色）のプリントが可能なレーザプリンタは、今でも高級顧客向けのオフィス市場で優位を占めている。約１０枚／分（カラー）の速度でプリントできるインクジェットプリンタは、既に販売されており、１００枚以上／分（フルカラー）のプリントが可能なページワイドアレイプリントヘッドが開発中である。
【０００４】
これらのページワイドプリントヘッドは、１０００以上のノズルを有してもよく、また、端と端を密着させた複数の同様のモジュールとして、あるいは、単一の棒状部として形成してもよい。上記プリントヘッドを複数のモジュールとして構成することにより、モジュールを予備検査することができ、欠陥がある場合、組立て前に廃棄することができる。しかし、ページワイドアレイは、一般に静止しており、紙は、上記ヘッドの下を通過するので、インクがそれを介して射出されるノズルの間隔が、このヘッドの幅の全域で均一であることが必要である。
【０００５】
一般に、ドット密度の増加が、画像品質を改善することがよく知られているので、ノズルが、可能な限り近接して配置されていることが一般に要求される。最高の画像品質用途には、９０ｄｐｉよりも大きい、より好ましくは、１８０ｄｐｉよりも大きいノズル間隔が、一般に要求される。上記ヘッドの幅の全域にわたって均等なドット間隔を実現することは、密着接合部においては困難であり、問題は、上記ページワイドアレイを、密着接合部がない単一の棒状部として形成することによって克服される。しかし、そのような単一のユニットを形成することは、単一のノズル又は圧力チャンバが欠陥を有する場合、ヘッド全体を廃棄する必要がある可能性があることを意味する。
【０００６】
米国特許第６，２９３，６５１号明細書には、低仕様のプリントヘッドが提案されている。複数の別個のモジュールが、その上に均一な間隔で取付けられる単一の棒状部が設けられている。各モジュールは、走査方向下に通過する基板の一部をプリントするのみであり、この棒状部は、ドラムの毎回転後に、プリントヘッド方向に指示される。各ｎ番目のモジュールが同じ色である（ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の場合、ｎは、通常４である）カラーアレイが提案されているが、このプリントヘッドは、通常単色である。
【０００７】
この原理に従う連続アレイは、国際公開第９８／３６９１０号パンフレットに記載されている。カラーのスワスは、繰り返し帯状にプリントされ、ヘッドは、最初に塗布されたスワスが、他のカラーと重ねて塗布されるまで、各スワス後に指示される。この出願で特に言及されているように、上記スワスが塗布される順番は、画像のカラーに対する材料効果を有する、即ち、ＣＭＹＫはＫＹＭＣと異なる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記及び他の問題を処理する改良された装置、方法及び手順を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従って、本発明は、液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、この基板が、プリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、このプリントヘッドの長さが、上記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、このプリントヘッドが、上記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を上記基板の移動方向に離間した状態で備える少なくとも１つのプリントヘッドユニットと、各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段と、異なる流体を、ノズルの各列に供給することができるように配置された液滴用流体の供給装置とを備える、液滴付着装置における一つの態様からなる。
【００１０】
有利には、各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる上記駆動手段は、各ノズルについて、ノズルと連通し、かつ上記流体の供給装置と連通する圧力チャンバを備える。
【００１１】
上記圧力チャンバからなる列は、好ましくは、各々に、異なる色または特性からなるインクを供給できるように配置される。一般に、４列設けられているが、本発明の範囲を逸脱しないで、例えば、２、３、５又は６等の他の数も用いることができる。また、２つ以上の列が、同じインクを射出する場合、全ての列が、異なるインクを有しなければならないわけではない。
【００１２】
単色ヘッドにおいては、上記列のノズルが、インターリーブされ、それによって上記基板上に高密度の画像を形成することが好適である。マルチカラー装置においては、第１の列からの射出流体の液滴が、第２の列及び後続の列からの射出流体の液滴と重ねてプリントされるように、上記列のノズルが、列の延長方向と直交するラインに沿って、見当合わせされていることが好適である。
【００１３】
好ましくは、１列のノズルに対応する上記圧力チャンバは、各他のノズルの列に対応する圧力チャンバを、同じ基部上の各他の圧力チャンバの列に設けた状態で、基部上に、圧力チャンバからなる列状に設けられている。
【００１４】
実用的には、上記列のチャンバへ流体を供給するのに使用するために、各チャンバの列の周囲に流体マニホルド領域を形成するディバイダ手段が、上記基部上に設けられており、各マニホルド領域は、上記基部内に形成されたポートを、各流体マニホルド領域と連通させた状態で、互いに離れている。
【００１５】
適切には、上記基部は平坦であり、また上記ディバイダ手段は、開口が各マニホルド領域を画定する状態で、開口したディバイダプレートを備える。
【００１６】
別法として、上記ディバイダ手段は、２つの異なるマニホルドの一部を形成してもよい、あるいは形成しなくてもよい独立した部分、壁部又はシールであってもよい。インクマニホルドは、射出チャンバを介して接続されたインレット及びアウトレットマニホルドとして設けてもよく、それによってインクの循環が可能になる。好ましくは、上記インクマニホルドを部分的に形成して、流体を、インク供給ユニット内に設けられた供給チャンバからインクポートを解して流すこと、およびこれらインクポートを介して前記供給チャンバへ流すことができる基部基板によって、インクポートが設けられている。
【００１７】
ヘッドユニット及び射出チャンバからなる列が特定のサイズからなる場合、前記インクマニホルドチャンバ内に、２つ又はそれ以上のインクポートを配置することが有益である。均一なインクの流れを保証するために、上記アレイの両側に同数のこれらのポートが配置されていることが好ましい。
【００１８】
プリントヘッドユニット内のノズルの各列が、同じ長さを有することが好ましい。また、これら列が、同じノズル間の間隔を有することが好ましく、これらノズル間の間隔は、同じノズル列における隣接するノズル間の距離である。
【００１９】
上記圧力チャンバは、好ましくは、延長方向が上記ノズル列の長さと直交した状態で延長している。
【００２０】
この構造は、限定するものではないが、バブルジェット、圧電、静電、ＭＥＭＳ又はバイモルフを含むほとんどのインクジェット射出機構に適している。特に好適なアクチュエータは、欧州特許第０２７７７０３号明細書に記載されているようなシェアモード圧電素子である。
【００２１】
上記圧力チャンバは、好ましくは、電界を圧電壁部に加えることができるように、電極を配置した圧電材を有する少なくとも１つの壁部を備える。好ましくは、この壁部は、シェアモードにより、前記圧力チャンバ内に偏向されて、これにより上記ノズルから液滴を射出する。
【００２２】
３つ以上の圧力チャンバからなる列が設けられている場合、内部の列への電気的接続を実現することは、各列の配置により、直線状の接続が不可能であるため、困難である。複雑な多層回路が、外部アレイへのトラックの下に配置されている内部アレイへのトラックを備えることが、従来案されている。これは、短絡等を伴う追加的な複雑性による問題を生じる可能性がある。また、プリントヘッドユニットの一方の縁部に沿って、非常に高い連結密度を必要とする。
【００２３】
好適な実施の形態においては、圧力チャンバからなる内部の列への電気的接続は、外部の列の縁部の周囲に、即ち、上記プリントヘッドユニットの縁部により近い列の周囲に、トラックをそらすことによって実現される。
【００２４】
上記プリントヘッドの方向には、プリントヘッドユニットの少なくとも一方の縁部に沿って延びる接続パッドが設けられている。これらパッドは、例えば、フリップチップ又はワイヤボンディング等の周知の手段によって駆動回路に接続する。これらパッドは、好ましくは、圧力チャンバからなる列の長さよりもより長く延びている。両端部における上記縁部に沿った外部パッドは、チャンバからなる内部の列に影響を及ぼすトラックに接続され、この縁部に沿った内部パッドは、チャンバからなる外部の列に影響を及ぼすトラックに接続されている。
【００２５】
上記縁部に沿ったパッドは、駆動チップを含む外部回路への電気的及び機械的接続を形成するための強度及びエラー強さに関して適切であるべきである。
【００２６】
４つの列が設けられている場合、上記基板の一方の縁部において、２つの列をコネクタに電気的に接続すること、およびこの基板の反対側の縁部において、２つの列をコネクタに接続することが好ましい。
【００２７】
上記トラックは、いずれかの適切な方法により、好ましくは、相似（conformal）被覆を付着した後に、レーザパターニングにより前記トラックを形成する無電解方法により形成することができる。代替の方法は、例えば、パターン化された基板を形成し、材料を付着させた後、このパターンを除去することである。
【００２８】
好適な実施の形態においては、複数のプリントヘッドユニットが、プリントヘッド方向に沿って配置されている。好ましくは、各プリントヘッドユニットは、ノズルからなる各アレイを形成するために結合する上記プリントヘッドユニット上の列と実質的に同一である。
【００２９】
各ヘッドユニット上の列が、同じ順序で設けられて、特定のインクが、上記第１の列から要求され、異なるインクが、特定のユニットの第２の列から要求され、全てのユニットの第１の列が同じインクを射出し、かつ第２の列が、異なるインクを射出することが好ましい。従って、各アレイは、好ましくは、同じ種類の射出流体を射出する。
【００３０】
好適な実施の形態においては、上記アレイに沿ったノズル間隔が、均等でないことが好ましい。好ましくは、１つのアレイにおける１列の端部ノズルと、前記アレイにおける異なる列の隣接する端部ノズルとの間の間隙間隔は、両列におけるノズル間の間隔よりも大きい。更により好ましくは、この間隙の間隔は、上記列の長さにこのノズル間の間隔の２倍を足したものに等しい。
【００３１】
上述した電気的接続を可能にするのは、１つのアレイにおけるこの比較的大きな列間の間隔である。
【００３２】
保護的態様及び更なる能力の向上を可能にするために、パリレン等の重合材からなる層を、前記ヘッドユニットの表面に設けることができる。
【００３３】
上面及び底面を有する支持体であって、プリントヘッドを、前記上面に直接または間接的に取付けることができる支持体と、前記底面から延びて複数の仕切られた室を形成する複数の壁部と、この仕切り間に設けられたインサートであって、少なくとも１つのチャンバを形成するインサートとを備えるインク供給支持体を設けることができる。
【００３４】
上記インク供給支持体は、はんだ、ウッド合金を用いるコネクタあるいはその他の適当なコネクタを用いて、上記プリントヘッドユニットに取付けてもよい。
【００３５】
上記インサートは、上記チャンバを完全に画定することができ、あるいは、上記室内にさらに別の仕切りを形成することができる。上記モジュール基板内の穴、および上記支持体の上部に形成された穴と位置が合うポートを、上記インサートに設けてもよい。
【００３６】
別法として、供給部取付け部を含むプラスチック製インサートを設けてもよく、また、別個になっている仕切り部に積層してもよい。そのようにして形成され、上記プリントヘッドユニットをその上に取付けることができる上面は、機械加工またはラップ仕上げして平坦面を形成することができる。アライメント特性等の他の特性を、上記インサートに与えてもよい。
【００３７】
上記インサートは、好ましくはプラスチックであり、パリレンからなる層で被覆されてもよく、前記パリレンからなる層は、上記支持体の上部に形成された上記穴を通って延び、シールを形成する。また、パリレンは、ほこりを捕捉し、上記プラスチック材からの繊維質の発散を防ぎ、また、ある種のインクからの腐蝕作用を防ぐ。
【００３８】
別の態様においては、本発明は、液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、この基板が、前記プリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、このプリントヘッドの長さが、上記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、このプリントヘッドが、各々が共通の基部を備える少なくとも１つのプリントヘッドユニットと、この基部上に設けられ、かつ上記プリントヘッド方向に延びる、液滴用流体のチャンバからなる少なくとも２つの平行な列であって、各チャンバが、列を上記基板の移動方向に離間した状態で、上記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を形成するように、液滴射出ノズルと連通している少なくとも２つの平行な列と、各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせるために、各選択されたチャンバへ圧力を加える駆動手段と、異なる流体を、チャンバの各列に供給するように配置された液滴用流体の供給装置とを備える液滴付着装置からなる。
【００３９】
さらに別の態様においては、本発明は、液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、この基板が、このプリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、このプリントヘッドの長さが、上記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴装置であって、このプリントヘッドが、プリントヘッドの長さに沿って離間した複数の同様のプリントヘッドユニットであって、各々が、上記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を上記基板の移動方向に離間した状態で備える複数の同様のプリントヘッドユニットと、各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段と、異なる流体をノズルの各列に供給することができるように配置された液滴用流体の供給装置とを備える、液滴付着装置からなる。
【００４０】
４列のプリントヘッドユニットにおいては、上記支持体内のインクの流れは、２つの外部供給キャビティが、圧力チャンバからなる列から流れるインクを含むように好ましくは構成されるべきである。これら２つのキャビティは、上記駆動チップに隣接しており、それに伴って熱を急速に除去する。各色のインクインレットに関する温度差は、プリント品質に対して有害な影響を有し、そのため、互いに隣接するアレイのインレットを含む上記キャビティを配置することが好ましい。
【００４１】
従って、プリントヘッドユニットにインクを供給する方法であって、プリントヘッド基板に沿って延びた少なくとも２つのノズルの列を備えるプリントヘッドユニットを設ける工程であって、各列の長さがプリントヘッド方向にあり、前記列が、前記列の長さと直交する方向の他の列と平行にあり、各列が、圧力チャンバからなる関連する列を備える工程と、供給マニホルドと、除去マニホルドとを備えるインク供給ユニットを設ける工程と、圧力チャンバからなる前記列の各々が、供給マニホルド及び除去マニホルドと連通するような関係で、前記インク供給ユニット及び前記プリントヘッドユニットを配置する工程であって、前記供給マニホルド及び前記除去マニホルドが隣接している工程と、射出流体を、フロー方向に圧力チャンバを介して供給マニホルドから除去マニホルドへ流す工程であって、圧力チャンバからなる隣接する列に対する前記フロー方向が逆である工程とを備える方法が提供される。
【００４２】
また、マルチカラー画像をプリントする方法であって、上述したようなプリント装置を設けて、異なる色のインクを、前記圧力チャンバからなる列に供給する工程と、前記プリントヘッドユニットからマルチカラースワスを射出する工程と、前記プリントヘッドユニットを、前記プリントヘッド方向に指示する工程と、前記プリントヘッドユニットから別のマルチカラースワスを射出する工程とを備える方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
次に、本発明を、以下の図面に関する実施例によって説明する。
【００４４】
図１に関して、プリントヘッドユニットは、上面に取付けられ、かつ基板の移動方向に適切な距離（ｄ）をもって互いに離間し圧電材からなる４つのストリップ２ａないし２ｄが設けられている、実質的にＩ字状の基部１として形成されている。
【００４５】
上記基板の移動方向に延びているチャネル５、即ち、圧力チャンバは、ソーイングにより、上記圧電材からなるストリップに形成されている。これら圧力チャンバの各々は、圧電材からなる他のストリップに形成されたチャンバと見当合わせされている。
【００４６】
上記圧電材は、ジルコニウムチタン酸鉛又はＰＺＴであり、上記基部は、ＰＺＴプリントヘッドの基部と同様の熱膨張特性を有する材料で形成されている。この基部は、上記プリントヘッドユニットの製造に用いる様々な製造プロセスに十分耐えるような強度でなければならない。窒化アルミニウム、アルミナ、ＩＮＶＡＲ又は特殊なガラスＡＦ４５が、全て、適切な候補材料の実例である。
【００４７】
ポート４が、列間間隔ｄの範囲内の位置で、上記基部を貫通して形成されている。製造する際には、これらポートは、上記ストリップ２ａないし２ｄを形成する圧電材を取付ける前に形成するのが好適であるが、後に、前記ポートを穿孔することも当然可能である。除去、穿孔、エッチング等を含むどのような適当な穴形成プロセスも許容可能である。
【００４８】
有益には、ＰＺＴを、上記基部から外れて配置された駆動チップに電気的に接続するためのトラックが、この基部上に形成されている。それらのトラックの製造は、国際公開第００／２９２１７号に詳細に記載されているが、ここにも要約しておく。
【００４９】
無電解めっきによる相似被覆は、上記基部及びソーイングされたＰＺＴを覆って付着される。この被覆は、上記トラック及び電極を形成するようにパターン化され、前記電極は、上記圧力チャンバの内壁を越えて延びている。この電極及びトラックの両方から選択した材料を除去して、それにより、個別のコネクタを形成するために、上記基部の面と直角な角度でレーザが照射される。上記圧電材のストリップの縁部は、このプロセスを補助するために面取りされる。
【００５０】
適当な電極材及び付着方法は、当該技術分野で公知である。単独で使用するまたは組み合わせて使用する銅、ニッケル及び金は、無電解処理によって有利に付着させることができ、また、パラジウム触媒を用いると、必要な完全性、上記圧電材への付着性、耐腐食性、および、例えば、当該技術分野で公知のシリコン窒化膜やパリレンを用いた後続のパッシベーションのための基礎の実現が促進される。
【００５１】
各アクチュエータ壁部の対向する側部上の電極は、これら電極間に、および前記アクチュエータ壁部の圧電材の全域に電界を生成するために、互いに電気的に絶縁しなければならない。各電極を各電圧源に接続する対応する導電性トラックは、同様に絶縁しなければならない。
【００５２】
この絶縁は、導電材が必要ない当該領域からこの導電材を除去することにより、付着後に実現される。材料の蒸発は、レーザビームによって局所化される。また、材料は、被覆部材との接合に利用できる壁部上部領域を最大化するように、この壁部の上面全体から、あるいは、この壁部の上部に広がる狭い帯域から除去することができる。
【００５３】
各壁部の両側の電極を分離するために、各圧電アクチュエータの上面から導電材を除去するのに加えて、各電極に対してそれぞれの導電性トラックを形成するように、導電材料も、上記基板の表面から除去しなければならない。
【００５４】
また、上記電極及び活性部分に関連する導電性トラックは、ノズルの列を独立して作動させるために、絶縁する必要があることを認識されたい。このことも、２つの圧電ストリップの間に延びる上記基板の表面に沿ったレーザ“カット”によって実現できるが、電極付着プロセス中に物理的マスクを用いることにより、あるいは、放電加工を用いることにより、より簡単に実現される。
【００５５】
レーザによって形成された上記導電性トラックは、上記圧電材から、上記基板の縁部７に沿って配置された接続パッドへ延びている。別法として、前記レーザトラック形成プロセスは、上記圧電材に直に隣接する領域に限定してもよく、また、異なるプロセス、例えば、フォトリソグラフィプロセスを、上記レーザで形成したトラックを集積回路に接続する別の導電性トラックを形成するのに用いてもよい。
【００５６】
その後、上記電極及びトラックは共に、例えば、国際公開第９５／０７８２０号パンフレットに従って成膜されたシリコン窒化膜を用いて不動態化される。このことは、電界とインクの組み合わさった影響による腐食に対する保護を付与するだけでなく（上記インクマニホルド内に含まれる全ての導電材が、インクにさらされることを認識されたい）、後述する平坦なカバー部材によって、各壁部の対向側部の電極が短絡することも防ぐ。
【００５７】
接続パッドが、上記基板の移動方向に配置された対向する縁部に隣接して、上記基部の上面に沿って設けられている。これらパッドは、上記トラック及び電極を形成するのと同じ工程で形成することができ、または、バンプ形成等の代替技術で形成してもよい。前記パッドは、上記トラックを、駆動チップおよび／または電力チップを有するフレキシブル回路に電気的に接続するのに使用される。好ましくは、前記パッドは、上記基部を上記フレキシブル回路に機械的に接続する。接着剤を用いたまたは用いないフリップチップまたはスタッドバンプボンディング技術が好適である。
【００５８】
上記プリントヘッドユニットは、４色のスルーフロープリントヘッドであり、圧電材からなる各ストリップは、各ストリップの両側に１つある、２つの独立したポートを備えている。絶縁し、かつ色混合を防ぐために、隣接するストリップに対して上記ポートを切開するディバイダプレート８が設けられている。
【００５９】
上記基部は、圧電材からなる内部ストリップへの電気トラックが、上記基板の移動方向に配置された対向する縁部に隣接するこの基部の上面に沿って配置されたパッドを起点とし、かつ圧電材からなる外部ストリップの端部の周囲のルートをたどるようにサイズ付けされ、かつ配置される。
【００６０】
有益には、このことは、圧電材からなる４つ全てのストリップを、複雑な多層配線に頼ることなく、起点又はパッドに接続された２つのフレキシブル回路を介して作動させることができるようにする。上記基板及び圧電材からなるストリップと、上記フレキシブル回路の両方は、全体の歩留まりを向上させるために、結合する前に個別に検査してもよい。
【００６１】
上記ディバイダは、有利には、上記プリントヘッドのどこかで使用されるアルミナに対して同様の熱膨張特性を有するのに加えて、例えば、エッチング、レーザカッティング又は穿孔によって精度よく容易に機械加工することができるモリブデンまたはＮＩＬＯ４２で形成される。
【００６２】
ディバイダプレート８によって画定されたマニホルド３は、バブルトラップ、およびその中に入っている流体が流れない領域を低減するような形状に形成されている。圧電材からなるストリップの長さは、複数のポートが、各マニホルド内に開口するように設けてもよい。上記ディバイダプレートの輪郭は、流れない領域の可能性を低減するように修正することができる。
【００６３】
このディバイダプレートは、接着剤からなる層によって、上記基部の上面に固着される。その主要な固定機能に加えて、この層は、上記基板上の導電性トラックと、導電性であるこのディバイダプレートとの間の電気的絶縁のバックアップも付与する。ノッチ等の見当合わせ機構は、上記基部との正確な位置合わせを保証するのに用いることができる。
【００６４】
別々に、または組立ての後に互いに接着取付けすべき最後の２つの部材は、上記平坦なカバー部材とノズルプレートである。このノズルプレートに形成されたノズルと、それら自体のチャネルとの間の正確な見当合わせを保証するために、光学的手段を用いてもよい。別法として、これらノズルは、例えば、国際公開第９３／１５９１１号から知られているように、上記ノズルプレートがそのままの位置にあれば形成することができる。
【００６５】
次に、図２を参照して、相補的なチップを有する完成したプリントヘッドユニットについて説明する。ＰＺＴのストリップ２ａないし２ｄは、上述したように、上記トラックのパターニングを補助するために面取りされている。上記チャネルの端部とインクマニホルド３との間の界面は、音響境界を形成する。前記チャネルの壁部は、この壁部の側部に設けられた電極２１間の壁部の全域に電界が加えられたときに、この壁部が、前記チャネル内にずれて偏向するように極性化される。
【００６６】
この偏向は、上記チャンバ内で音波を生成し、この音波は、上記音響境界で反射されて、上記ノズルにおいて収束してノズル２３から液滴を射出する。
【００６７】
カバープレート１７及びノズルプレート１９は、単一の構成部材として形成してもよいが、２つの別々の構成部材を設けるときには利点がある。主要な利点は、このノズルプレートを前記カバープレートに取り付ける接着剤、およびこのカバープレートを上記ディバイダプレート及びアクチュエータに取り付ける接着剤は、異なる特性を有してもよいということである。
【００６８】
具体的には、前記ノズルプレートをカバープレートに取り付ける接着剤は、このカバープレートをディバイダプレートに取り付ける接着剤よりも弱い。有益には、前記ノズルプレートは、前記カバープレートを取り除くことなく除去してもよい。このことは、例えば、ノズルが、使用中または製造中に遮断または損傷した場合に有用である。
【００６９】
そして、上記カバープレートは、クリーニングして、取付けるべき新たなノズルプレートを予め準備することができる。上記圧電材は、比較的もろく、上記カバープレートが除去されすぎた場合には、破壊される可能性がある。
【００７０】
チップ１１は、接続パッド１５に取付けられた上記フレキシブル回路に設置されている。好ましくは、これらのチップは、相当量の熱を上記インク供給装置へ伝達できるように配向されている。
【００７１】
上記ノズルの形成前または形成後に、好ましくは形成前に実行してもよい１つの追加的な製造工程は、上記アクチュエータに、パリレンからなる相似被覆を施すことである。この被覆は、気相中で施され、上記プリントヘッドユニット全体を覆って拡散させることができる。本出願人により見出されたパリレンに関する１つの利点は、このパリレンが、そこを通って拡散する上記ポートのサイズが、このパリレンが付着される速度、およびそれに応じて形成された層の厚さに対して限定的な影響を有するということである。
【００７２】
すなわち、上記チャネルの上記インク供給口に対する相対的なサイズにより、単一の工程において、不動態物からなる薄い被覆で上記アクチュエータチャネルを不動態化し、不動態物からなる厚い被覆で上記インク供給マニホルドおよびポートを不動態化することが可能になる。上記チャンバは、ダブルエンドであるため、パリレンは、両端部に沿って拡散して、対称的な被覆を生じる。同様に、圧電材からなる各ストリップは、実質的に対称的なマニホルド内に配置されているため、チャネル及びマニホルドからなる各ストリップに対して、均一な被覆を形成することができる。
【００７３】
有益には、ほこりの粒子、あるいは上記プリントヘッド内に残留する製造屑も、パリレンからなる層の下の上記壁部に拘束することができ、それにより、上記ヘッドがインクで充たされると生じるノズルの閉塞の機会を最少化できる。
【００７４】
スルーフローインク供給、および特に、プリント中でも、インクが上記圧力チャンバを通って連続的に流れている場合の利点は、例えば、国際公開００／３８９２８号から知られている。
【００７５】
図３を参照して示すように、複数のプリントヘッドユニットを、インク供給支持体２７上で、プリントヘッド方向に並べて配置してもよい。各プリントヘッドは、好ましくは、上記プリントヘッドユニットと実質的に同一であり、また、独立して整列または除去してもよい。
【００７６】
上記プリントヘッドユニットは、上記インク供給支持体上の機構に関して位置決めできるように形成される。これらの位置合わせ機構は、ドエルピン等の静止手段、あるいは、位置合わせねじ等の動的手段であってもよい。位置合わせを補助する他の機構を、前記プリントヘッドユニット自体に設けてもよい。
【００７７】
上記ユニットを位置合わせおよび／または取付ける特に優れた１つの方法は、低温はんだ、ウッド合金または他の適切な材料を用いることであり、図４ａないし４ｂを参照して説明する。上記インク供給支持体または上記基部の下面のいずれかは、成形突出部を備えており、また反対側の面は、この突出部が挿入されるソケットを備えている。ソケット３１の形状は、突出部２９と異なっていてもよい。
【００７８】
上記ソケットは、低温はんだ、ウッド合金、あるいは、それが凝固する温度に保たれる他の適当な材料３３で充填される。次いで、上記プリントヘッドユニット及びインク供給ユニットは、正しい位置合わせがなされるまで、全ての３軸内で互いに対して配向されてもよい。これらのユニットは定位置に保持され、はんだ、ウッド合金または他の適当な材料が凝固して、それら２つの構成部材を正しい位置合わせで付着及び固定させる。
【００７９】
取り付け後、はんだまたは他の材料を加熱することにより、欠陥が見つかったプリントヘッドユニットを除去して交換することができる。
【００８０】
上記インク供給支持体は、上記プリントヘッドの長さに延びる複数のキャビティを備える。上記基部の各ポートは、１つのキャビティと連通し、それに伴って、インクが上記プリントヘッドに供給される。このインク供給支持体の他の形態は、後述する。
【００８１】
一旦、上記プリントヘッドユニットが作動することがわかって、インク供給支持体に接合されると、パリレンは、プリントヘッド構造全体に拡散することができる。有益には、このパリレンは、上記装置内におけるあらゆるインクの漏れを封じるのに利用することができる。パリレンは、装置に受動的に拡散しうるが、パリレンをこの装置に強制的に通すことが有益な場合もあり、これは、上記ダブルエンドチャンバを設けることによって可能になる。
【００８２】
上記アレイの色構成を図５に示し、上記プリントヘッドユニットの各々に対する、ノズルの列Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１、Ｋ１、Ｃ２、Ｍ２等を示す。これらのカラーは、これらプリントヘッドユニットの各々に対して同じ位置に配置されている。この実施形態においては、上記圧力チャンバは、上記各アレイに１８０ｄｐｉで配設されている。
【００８３】
上記プリントヘッドに沿ったアレイは、均等なノズル間隔を有していない。具体的には、１つ列の端部におけるノズルと、隣接するプリントヘッドユニットにおける列の端部におけるノズルとの間の列間の間隔は、列内でのノズル間の間隔よりも大きい。
【００８４】
次に、図６に関して、プリンタの好適な動作について説明する。プリントヘッド３７は、紙が装填されるドラムを備えるプリンタに取付けられている。ドラム３５は、プリントすべき画像に応じて、一度またはそれ以上、プリントヘッド３７の下で回転する。紙又は基板３９は、真空またはいくつかの他の機械的手段により、このドラム上に保持され、このドラムが回転すると、基板の移動方向に前記プリントヘッドを通過する。
【００８５】
本発明によって提案された上記プリントヘッド構造は、その基板移動方向に比較的コンパクトな構造であるため、ドラムプリント用途において特に有用である。１つのプリントヘッドユニットにおける上記列間の大きな間隔は、射出された液滴が移動して上記基板に到達しなければならない距離の差によって生じる液滴配置における大きなエラーにつながる。上記ドラムの湾曲面によりこの距離の変化が生じる。
【００８６】
図３のプリントヘッド構造は、ヘッドが、上記ドラムに対する固定位置に配置されたときに、上記基板上に複数のマルチカラースワスを付着させる。各スワスは、上記基板の単一の通過でプリントしてもよく、あるいは、各カラーは、通過の間に、付着したインクを乾燥させるべく、別々にプリントしてもよい。ドラムの使用により、上記基板は、複数回上記プリントヘッドを通過することができる。
【００８７】
この画像は、許容可能である場合があるが、たいていの場合、隣接するプリントヘッドユニットにおける隣接する列の間の距離である、隣接するスワス間の間隙を充填することによって、この画像を完成させることを要する。
【００８８】
好適な方法においては、上記プリントヘッド全体は、このプリントヘッド方向に、１つのノズル列に、上記マルチカラースワスがプリントされた後のノズル間の間隔を加えた距離だけ移動する。そして、マルチカラースワスの第２のセットが付着されて、マルチカラースワスの第１のセットの間の領域に充填される。この方法においては、当然、隣接するプリントヘッドユニットの列を、このプリントヘッド方向に、この列の長さにノズル間の間隔の２倍を加えた距離に等しい距離だけ離間させることが必要である。
【００８９】
図７ａないし７ｄは、このことの詳細及び他のプリント手順を示す。メディアは、上記ドラム上に装填されて、真空装置により、またはグリッパにより定位置に保持され、好ましくは、前記ドラムは、既にプリント速度で回転している。このドラムのほぼ幅にわたって延びる上記プリントヘッドアレイは、このドラムに隣接して配置され、このドラム上の紙の第１の通過においては、全４色のカラーが、図７ａに示すように、この場合においては、１８０ｄｐｉで付着される。
【００９０】
そして、紙は、上記ドラム上で一度、または複数回回転し、同時に、上記プリントヘッド全体は、プリントすることなく、矢印８０の方向に移動する。最も単純な構成においては、上記プリントヘッドに沿った個々の列の間の間隔が、この列の長さに、ノズル間隔の２倍を加えたものに等しく、かつ１８０ｄｐｉでのプリントが要求される場合、このプリントヘッドは、単純に、１つの列の長さに１つのノズルの間隔を加えた距離だけ移動して、図７ｂに示すように最初の通過後に残ったプリントされていない領域を充填することができる。
【００９１】
ノズルピッチのそれの２倍であるドット密度が要求される場合、上記プリントヘッドは、図７ａと組み合わせて３６０ｄｐｉで画像を形成する、１／２ノズルピッチ７ｃないし７ｅの倍数で移動できる。
【００９２】
上記アレイは、先にプリントされたドットのオーバープリントを避けるために、第３のスワス７ｄをプリントする前に、その起点からその長さに等しい距離の位置まで移動していなければならない。
【００９３】
そして、紙は、上記ドラムの表面から取り除かれて、新たなシートが充当される。有益には、上記プリントヘッドは、その起点へすぐに戻される必要はないが、矢印８０と反対側の方向に移動して、このプリント工程を繰り返すことができる。
【００９４】
工程長を、例えば、上記アレイ長さの１／４に液滴間隔の１／４を加えたものに変更することにより、ドット間隔をさらに、この場合、７２０ｄｐｉに増加させることが可能であるが、多数回の通過が必要となる。
【００９５】
複数のプリントヘッドユニットからなる上記ヘッド全体は、上記列の長さの２倍よりも小さい距離だけ移動するので、大きなヘッドの加速及び減速に関連する困難性は、観察されない。この距離は、通常５ｃｍ以下であり、また、上記ドラムは、一定速度で回転するので、正確な液滴配置を実現できる。
【００９６】
上記アレイにおける第１の列からのプリントを、第２の列からのプリントと重ねることが有益な場合もある。このことは、例えば、上記プリントヘッドユニット内のノズルが見当合わせされていないように、前記ノズルを配置することによって実現できる。単色の４つ及び５つのノズルアレイの場合の特定の実施例を図８に示す。本願明細書に記載した本発明の範囲を逸脱することなく、より多くのノズルを有するカラーアレイを作動させることが可能である。
【００９７】
上記手順の背後の数学的処理は、本発明を要することなく、本願明細書に記載された教示を推定することにより計算できる。このことは、列またはスワスの幅に等しくない距離で配置された列にも適用される。
【００９８】
図９に示すように、上記第１のプリントヘッドのノズルの列を、第２のプリントヘッドのノズルの列にインターリーブした状態で、この第２のプリントヘッドをプリンタ機構に取付けることにより、基板上に射出したドットの連続的なアレイを設けることができる。このことは、当然、プリンタのコスト増になり、プリントされたアレイは、わずかに、このヘッドの元の１８０ｄｐｉになる可能性がある。しかし、このプリントヘッドをステップさせることにより、この液滴間隔を増加させることが可能である。
【００９９】
次に、インク供給ユニットについて説明すると、本発明に係るインク供給部の切取図が図１０に記載されている。
【０１００】
支持体２０は、好適な製造材料であるアルミニウムまたはアルミナによる押出し成形品として、または鋳造モジュールとして形成される。この材料は、可能な限り多くの熱を駆動チップ２４から、キャビティ３０に収容されたインクへ伝達するために、比較的高い熱伝達係数を有するプリントヘッドユニット２２の熱膨張率と同様の熱膨張率を有することが好ましい。
【０１０１】
前記支持体は、異なる４色のインクを、圧力チャンバ２ａないし２ｄからなる列に供給し、そのため、仕切り２６の間に、４つのキャビティが設けられて画定されている。好ましくは、全ての仕切りは、押出し成形または鋳造工程で形成される。循環するインクを供給及び除去するインレット及びアウトレットマニホルドを設けるために、プラスチック製インサート２８が、これら仕切りの間に配置されている。
【０１０２】
前記インサートを、図１１を参照してより詳細に説明する。このインサートは、それ自体に、あるいは、上記仕切り自体と共に、２つのキャビティを形成する。このインサートが、それ自体にインク供給キャビティを形成する場合、各インサートの外部壁部を、このキャビティを分割する内部壁部よりも薄くした状態で、壁部を異なる厚さにすることが好適である。
【０１０３】
この構造は、導電性の外側の仕切りの全域で、上記チップからインクへの良好な熱伝達を可能にすると共に、上記絶縁性プラスチック仕切りによって分離された上記インレット及びアウトレットチャンバ間の熱伝達を最少化する。
【０１０４】
圧力チャンバ内の流体の温度は、射出された液滴の容積に影響を及ぼすことが知られている。また、アウトレットキャビティに含まれる熱を、インレットキャビティへ伝達し、それによってヘッドの全体の温度を上昇させて、射出特性に顕著な変化をもたらすことが、本出願人によって既に見出されている。本発明におけるものと同様のコンパクトなプリントヘッドユニットにおいては、インレットキャビティとアウトレットキャビティとの間の熱境界の数は、最小限にとどめるべきである。このことは、プリントヘッドユニット内の圧力チャンバからなる隣接する列からインクを供給または除去する隣接するキャビティが、同じ方向に流れる流体を有することを保証することによって実現される。
【０１０５】
従って、４列のプリントヘッドユニットの場合、上記熱境界の最少数は、次の順番で実現される。
【表１】
2005515101.tif 000003
【０１０６】
これらの熱境界は、熱伝達をさらに低下させる上記プラスチック製インサートの絶縁壁部にも影響を及ぼす。
【０１０７】
上記プリントヘッドユニットの１つの列のみ、例えば、列１（２ａ）に対するフロー方向を変えると、次の結果が得られた。
【表２】
2005515101.tif 000004
【０１０８】
追加的に、上記第２の熱境界は、熱伝達をさらに増加させるインク供給部の非絶縁性の壁部に影響を及ぼす。
【０１０９】
４列のプリントヘッドユニットにおいては、上記外側キャビティがアウトレットキャビティである場合、上記駆動チップからの熱が、上記プリントヘッドを離れる流体に吸収されることが好ましい。
【０１１０】
インクは、好ましくは、上記支持体の端部からではなく、上記基部を介して上記キャビティへおよびこのキャビティから供給される。有益には、このことは、以下に説明する幅広のヘッド構造におけるより単純でより優れた接続可能性、および低減された圧力低下を可能にする。本発明においては、迅速な嵌合いおよびねじ型のコネクタを含むどのような取付け部材も可能であり、また上記インサートに成形することもできる。上記プリントヘッドに沿った上記インク供給箇所の位置決めは、常套実験によって決定される。
【０１１１】
流体を上記キャビティから上記圧力チャンバへ通過させるために、上記インク供給支持体の上部に形成されたポート、および上記プリントヘッドユニットの基部のポートと整列される穴が、上記プラスチック製インサートに設けられる。有益には、液密で漏れのないシールを形成するために、パリレンからなる被覆を施して、上記インレット及びアウトレットキャビティを被覆することができる。
【０１１２】
上記インク供給ユニットの長さは、このユニットに複数のプリントヘッドユニットを取り付けることができるように延びていてもよい。別法として、細長いプリントヘッドが必要な場合、各プリントヘッドユニットは、それ自体、絶縁されたインク供給ユニットを備えてもよい。
【０１１３】
上記インク供給ユニットのこの構造においては、上記仕切りは、複数のプラスチック製インサート及びこのユニットに設けられた１つのプリントヘッドユニットまたは多数のプリントヘッドの長さを有する単一の同種のユニットとしての鋳造物であってもよい。
【０１１４】
上記インサートを形成するプラスチック材の選択は、重要であると共に、上記構造を用いることによって広がっている。熱膨張のミスマッチによって生じる問題は、上記インサートを、適当に固い構造内に配設すること、粒子の発散及びインクの非互換性によって低減され、ある種の粒子に伴う特定の問題は、上記キャビティの内面を、パリレンでコーティングすることによって有効に排除される。
【０１１５】
構造及び支持装置の代替の方法を、図１２を参照して説明する。好ましくは、供給取付け部３４を含むプラスチック製インサート２８には、仕切り３２が貼り合わされている。上記プリントヘッドユニットが取り付けられる上面３６は、機械加工またはラップ仕上げされて平坦面を形成することができる。
【０１１６】
独立したインサートが設けられている場合には、全ての接続箇所が、上記射出ノズルに対する上記プリントヘッドの対向面にあるため、インク供給の容易性は損なわれない。同様に、電気的接続箇所も、上記ノズルから離れて位置していることは明白である。この構成は、単純で容易に交換可能なプリントヘッドをもたらす。
【０１１７】
本発明を、圧電アクチュエータに関して説明してきたが、本発明を、バブルジェットまたは他の機械的に作動された液滴オンデマンドプリンタを含むがこれらに限定されない他の付着装置と置換することも同様に可能である。
【０１１８】
本発明は、ほんの一例として説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、多種多様な変更例が可能である。
【０１１９】
この明細書（この用語は、特許請求の範囲を含む）開示され、および／または図面に図示された各特徴は、他の開示されたおよび／または図示された特徴とは無関係に、本発明に包含されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明に係るプリントヘッドモジュール／プリントヘッドユニットの分解組立図である。
【図２】フレキシブル回路基板及び取付けられた関連するチップを有する、図１のプリントヘッドユニットの線ＸＸ−ＸＸに沿った断面図である。
【図３】複数の同様のプリントヘッドユニットからなるワイドプリントヘッドを示す図である。
【図４】２つの構成部材を取付ける方法を示す図である。
【図５】Ｃ，シアン、Ｍ，マゼンタ、Ｙ，イエロー、Ｋ，ブラックからなる前記プリントヘッドユニットのカラー構成を示す図である。
【図６】プリンタの外形を示す図である。
【図７】プリント手順を示す図である。
【図８】別のプリント手順を示す。
【図９】単一パスプリントヘッドの場合のプリントヘッドの配置を示す図である。
【図１０】供給部支持体を示す図である。
【図１１】前記支持体及びプリントヘッドユニット内でのインクの流れの方向を示す図である。
【図１２】供給部支持体を示す図である。
【図１】
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【図２】
2005515101.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年8月31日(2004.8.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、前記基板が、プリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、このプリントヘッドの長さが、前記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、前記プリントヘッドは、前記プリントヘッド方向に離間した少なくとも２つのプリントヘッドユニットを有し、各プリントヘッドユニットは、前記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を前記基板の移動方向に離間した状態で備え、夫々のノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段と、異なる流体が、ノズルの各列に供給さけることができるように配置された液滴用流体の供給装置とを具備し、前記プリントヘッドユニットは、１つのプリントヘッドユニットに備えられた前記ノズルの列が、異なるプリントヘッドユニットに備えられたノズルの列と結合してアレイを形成するように配置され、このアレイ内のノズルには、同じ射出流体が供給され、また、前記アレイ内の１つの列の端部のノズルと、前記アレイ内の異なる列の隣接する端部のノズルとの間の間隔が、どの列に配置されたノズル間の相互間隔よりも大きい液滴付着装置。
【請求項２】
各プリントヘッドユニットは、少なくとも３つ、好ましくは４つの、ノズルの列を備え、ノズルの各列が、前記供給装置から異なる色のインクを受け入れる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ノズルの１つの列における各ノズルは、ノズルの他の列の各々におけるノズルと、前記プリントヘッド方向の定位置で位置合わせされている、請求項１もしくは２項に記載の装置。
【請求項４】
前記ノズルの各列は、同じ長さを有する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段は、前記ノズルと連通し、かつ前記流体の供給装置と連通する圧力チャンバを、各ノズルに対して備えている、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記圧力チャンバは、圧電材からなる少なくとも１つの壁部を備えている、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ノズルの１つの列に対応する前記圧力チャンバは、基部上の圧力チャンバからなる１つの列に設けられており、ノズルの他の列の各々に対応する前記圧力チャンバは、同じ基部上の圧力チャンバの他の列のそれぞれに設けられている、請求項５もしくは６項に記載の装置。
【請求項８】
前記列のチャンバへの流体の供給に用いるための流体マニホルド領域を、各チャンバの列の周囲に形成するディバイダ手段が、前記基部上に設けられており、各マニホルド領域が、互いに離れている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記各流体マニホルド領域との連通のために、前記基部に複数のポートが形成されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ポートの少なくとも２つは、各チャンバを通る流れを形成するために、各マニホルド領域と連通している、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記基部は、平坦であり、前記ディバイダ手段は、前記各マニホルド領域を形成する開口を有する開口したディバイダプレートを備えている、請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記アレイは、直線状である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記間隔は、前記列の長さに、前記ノズル間の間隔の２倍を加えたものと等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ノズルから射出された液滴を受けるように配置されたプリントゾーンに、プリント可能な基板を供給する移送手段をさらに具備する、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記移送手段は、前記プリント可能な基板を、前記基板の移動方向で前記プリントゾーンに供給する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記移送手段は、紙処理ドラムを備えている、請求項１４または１５項に記載の装置。
【請求項１７】
液滴を基板上に付着させ、かつ細長いプリントヘッドを備え、前記基板が、このプリントヘッドに対して基板の移動方向に移動可能であり、前記プリントヘッドの長さが、上記基板の移動方向と直交するプリントヘッド方向に延びている液滴付着装置であって、このプリントヘッドが、各々が上記プリントヘッド方向に延びた少なくとも２つの平行なノズルの列を上記基板の移動方向に離間した状態で備える、このプリントヘッドの長さに沿って離間した複数の同様のプリントヘッドと、各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段と、異なる流体を、チャンバの各列に供給するように配置された液滴用流体の供給装置とを備え、前記プリントヘッドは、ノズルの列のノズルが、ノズルの列の長さよりも広い基板の領域上に液滴を付着できるように、前記基板に対して前記プリントヘッド方向に移動可能である、液滴付着装置。
【請求項１８】
各プリントヘッドユニットは、少なくとも３つ、好ましくは４つの、ノズルの列を備え、ノズルの各列が、前記供給装置から異なる色のインクを受け入れる、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記各ノズルからの液滴の選択的な射出を果たさせる駆動手段は、前記ノズルと連通し、かつ前記流体の供給装置と連通する圧力チャンバを、各ノズルに対して備える、請求項１７もしくは１８項に記載の装置。
【請求項２０】
前記圧力チャンバは、圧電材からなる少なくとも１つの壁部を備えている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ユニットは、１つのユニットにおける前記ノズル列が、異なるユニットからのノズル列と結合してアレイを形成するように配置され、１つのアレイのノズルには、同じ射出流体が供給される、請求項１７ないし１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記アレイは直線状である、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記アレイは、アレイに沿ったノズル間隔が、均等でないように配置されている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記アレイの１つの列の端部ノズルと、前記アレイにおける異なる列の隣接する端部ノズルとの間の間隔が、両列におけるノズル間の間隔よりも大きい、請求項２１ないし２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記間隔は、前記列の長さに、前記ノズル間の間隔の２倍を加えたものと等しい、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
各プリントヘッドのための前記液滴用流体の供給装置は、ノズルの各列に対して、少なくとも１つの流体マニホルドを備えている、請求項１７ないし２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
前記インクマニホルドは、各ノズルに関連する圧力チャンバに射出流体を供給し、この射出流体は、前記圧力チャンバを通って、ノズルの各列に関連する別のインクマニホルドへ流される、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
インクマニホルドとインク供給チャンバとの間に延びるポートが設けられている、請求項２６もしくは２７項に記載の装置。
【請求項２９】
前記インク供給チャンバは、インク供給ユニット内に配設されている、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記複数のヘッドユニットは、インク供給ユニットに設けられている、請求項１ないし２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記インク供給ユニットは、複数のインク供給キャビティを備え、少なくとも１つのインク供給キャビティは、ノズルの各列と連通している、請求項２９もしくは３０項に記載の装置。
【請求項３２】
前記供給キャビティは、各種の射出流体に対して設けられている、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記供給キャビティは、インレット供給キャビティと、アウトレット供給キャビティとに分割されている、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記インク供給ユニットは、各々が各アレイと連通している複数の供給キャビティを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３５】
プリントヘッドユニットにインクを供給する方法であって、プリントヘッド基板に沿って延びた少なくとも２つのノズルの列を備えるプリントヘッドユニットを設ける工程であって、各列の長さがプリントヘッド方向にあり、前記列が、前記列の長さと直交する方向の他の列と平行にあり、各列が、圧力チャンバからなる関連する列を備える工程と、供給マニホルドと、除去マニホルドとを備えるインク供給ユニットを設ける工程と、圧力チャンバからなる前記列の各々が、供給マニホルド及び除去マニホルドと連通するような関係で、前記インク供給ユニット及び前記プリントヘッドユニットを配置する工程であって、前記供給マニホルド及び前記除去マニホルドが隣接している工程と、射出流体をフロー方向に圧力チャンバを介して供給マニホルドから除去マニホルドへ流す工程であって、圧力チャンバからなる隣接する列に対する前記フロー方向が逆である工程とを備えている方法。
【請求項３６】
前記プリントヘッドユニットは、少なくとも３つの、ノズルの列を備えている、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
マルチカラー画像をプリントする方法であって、請求項１ないし３４のいずれか１項に係るプリント装置を設ける工程と、異なる色のインクを、圧力チャンバからなる列に供給する工程と、プリントヘッドからマルチカラースワスを射出する工程と、プリントヘッドユニットを、前記プリントヘッド方向に指示する工程と、前記プリントヘッドユニットから別のマルチカラースワスを射出する工程とを備えている方法。
【国際調査報告】
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