(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷される物体に面するように構成された吐出面を有する支持体と、
前記支持体と結合された複数のピストンと、
前記支持体の前記吐出面に結合された印刷プレートであって、ダイヤフラムプレートを含み、該ダイヤフラムプレートの前記ピストンとは反対の側において、前記物体に印刷される流体を保持するように構成され、前記流体が該印刷プレートから印刷される前記物体の上に吐出される際に通るオリフィスを含む、印刷プレートと、
を備え、
前記ピストンは、前記ダイヤフラムプレートと係合するために吐出方向に作動し、印刷方向に沿って前記印刷プレートの前記オリフィスから流体を吐出させるように構成され、
前記ピストンが作動する前記吐出方向は、前記流体が前記印刷プレートから吐出される前記印刷方向に対して横切る方向に向けられており、
前記ピストンはピストンの１つ又は複数の対で配置され、前記ダイヤフラムプレートと係合して、前記印刷プレートから前記オリフィスを介して前記物体の上に流体を吐出する前記対の前記ピストンの第１の端部は、該対の該ピストンの反対側の第２の端部より互いに近接して配置されており、
前記オリフィスは、各対をなすピストンの前記第１の端部に対して位置合わせされるように１つ又は複数の対で配置されている開口部に連通しているインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項２】
前記ピストンが作動する前記吐出方向は、前記流体が前記印刷プレートから吐出される前記印刷方向に対して鋭角に向けられている、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項３】
前記ピストンが作動する前記吐出方向は、前記流体が前記印刷プレートから吐出される前記印刷方向に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項４】
前記ピストンは、圧電材料を含むか又は圧電材料から形成され、該ピストンに電気エネルギーを印加することにより前記吐出方向に沿って作動する、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項５】
前記ピストンは、前記吐出方向に沿って該ピストンの長さが増大するときに該吐出方向に沿って作動する、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項６】
前記ピストンは前記吐出方向に沿って細長く、該ピストンは、前記電気エネルギーが前記吐出方向に沿って向けられた電圧又は電界のうちの少なくとも一方として印加されるとき、前記吐出方向に沿って作動する、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項７】
前記支持体は、前記ピストンが接続される角度付き支持面を含み、該支持面は、前記ピストンの前記吐出方向に対して平行に向けられている、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項８】
印刷される物体に面するように構成された吐出面を有する支持体と、
前記支持体と結合された複数のピストンであって、前記支持体の前記吐出面と接続された印刷プレートのダイヤフラムプレートと係合するために吐出方向に作動し、該印刷プレート内の流体を印刷方向に沿って該印刷プレートに形成されたオリフィスから吐出させるように構成されたピストンと、
を備え、
前記ピストンが作動する前記吐出方向は、前記流体が前記印刷プレートから吐出される前記印刷方向に対して横切る方向に向けられており、
前記ピストンはピストンの１つ又は複数の対で配置され、前記ダイヤフラムプレートと係合して、前記印刷プレートから前記オリフィスを介して前記物体の上に流体を吐出する前記対の前記ピストンの第１の端部は、該対の該ピストンの反対側の第２の端部より互いに近接して配置されており、
前記オリフィスは、各対をなすピストンの前記第１の端部に対して位置合わせされるように１つ又は複数の対で配置されている開口部に連通しているインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項９】
前記ピストンが作動する前記吐出方向は、前記流体が前記印刷プレートから吐出される前記印刷方向に対して鋭角に向けられている、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１０】
前記ピストンが作動する前記吐出方向は、前記流体が前記印刷プレートから吐出される前記印刷方向に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１１】
前記ピストンは、圧電材料を含むか又は圧電材料から形成され、該ピストンに電気エネルギーを印加することにより前記吐出方向に沿って作動する、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１２】
前記ピストンは、前記吐出方向に沿って該ピストンの長さが増大するときに該吐出方向に沿って作動する、請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１３】
前記ピストンは前記吐出方向に沿って細長く、該ピストンは、前記電気エネルギーが前記吐出方向に沿って向けられた電圧又は電界のうちの少なくとも一方として印加されるとき、前記吐出方向に沿って作動する、請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１４】
前記支持体は、前記ピストンが接続される角度付き支持面を含み、該支持面は、前記ピストンの前記吐出方向に対して平行に向けられている、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１５】
流体によって印刷される物体に面するように構成された印刷端を備える印刷プレートであって、前記流体が前記物体への印刷前に配置される別個のチャンバーと、前記流体が前記印刷プレートから前記物体の上に吐出される際に通るオリフィスとを含む印刷プレートと、
前記印刷プレートと結合されるように構成された支持体と、
前記支持体と結合されるように、かつ前記印刷プレート内で前記チャンバーに打ち当たり、該チャンバー内の前記流体を、前記オリフィスを介して前記印刷プレートから放出させるように作動するように構成された複数のピストンと、
を備え、
前記ピストンは、前記印刷プレートの前記印刷端に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている吐出方向に沿って作動するとき、前記チャンバーに打ち当たるように構成されており、
前記ピストンはピストンの１つ又は複数の対で配置され、前記チャンバーに打ち当たり前記印刷プレートから前記オリフィスを介して前記物体の上に流体を吐出する前記対の前記ピストンの第１の端部は、該対の該ピストンの反対側の第２の端部より互いに近接して配置されており、
前記オリフィスは、各対をなすピストンの前記第１の端部に対して位置合わせされるように１つ又は複数の対で配置されている開口部に連通しているインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１６】
前記ピストンは、圧電材料を含むか又は圧電材料から形成され、電界又は電圧のうちの少なくとも一方が前記吐出方向に沿った又は該吐出方向に対して平行な方向に前記ピストンに印加されるとき、該吐出方向に沿って作動する、請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１７】
前記流体は、印刷方向に沿って前記印刷プレートから前記物体に向かって放出され、前記ピストンの前記吐出方向は、前記印刷方向に対して鋭角に向けられている、請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【請求項１８】
前記支持体は、前記ピストンが接続される角度付き支持面を含み、該支持面は前記ピストンの前記吐出方向に対して平行に向けられている、請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッドアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載する本発明の主題の実施形態は、インクジェット印刷に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１３年１０月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／８９１，０１１号に対する優先権を主張し、その開示全体は引用することにより本明細書の一部をなす。
【発明の概要】
【０００３】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、支持体、複数のピストン及び印刷プレートを備える。支持体は、印刷される物体に面するように構成された吐出面を有する。ピストンは、支持体と結合されている。印刷プレートは、支持体の吐出面に結合されており、ダイヤフラムプレートを含む。印刷プレートは、ダイヤフラムプレートのピストンとは反対の側において、物体に印刷される流体を保持するように構成されている。印刷プレートは、流体が印刷プレートから印刷される物体の上に吐出される際に通るオリフィスを含む。ピストンは、ダイヤフラムプレートと係合するために吐出方向に作動し、印刷方向に沿って印刷プレートのオリフィスから流体を吐出させるように構成されている。ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して横切る方向に向けられている。
【０００４】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、支持体及び複数のピストンを備える。支持体は、印刷される物体に面するように構成された吐出面を有する。ピストンは、支持体と結合されている。ピストンは、支持体の吐出面と接続された印刷プレートのダイヤフラムプレートと係合するために吐出方向に作動し、印刷プレート内の流体を印刷方向に沿って印刷プレートのオリフィスから吐出させるように構成されている。ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して横切る方向に向けられている。
【０００５】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、印刷プレート、支持体及び複数のピストンを備える。印刷プレートは、流体によって印刷される物体に面するように構成された印刷端を備える。印刷プレートはまた、流体が物体への印刷前に配置される別個のチャンバーと、流体が印刷プレートから物体の上に吐出される際に通るオリフィスとを備える。支持体は、印刷プレートと結合されるように構成されている。ピストンは、支持体と結合されるように、かつ印刷プレート内でチャンバーに打ち当たり、チャンバー内の流体を、オリフィスを介して印刷プレートから放出させるように作動するように構成されている。ピストンは、印刷プレートの印刷端に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている吐出方向に沿って作動するとき、チャンバーに打ち当たるように構成されている。
【０００６】
本発明の主題は、添付図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態による正面又は印刷面からのインクジェットプリントヘッドアセンブリの斜視図である。
【図２】図１のアセンブリの、アセンブリの後端又は背面から示す別の斜視図である。
【図３】図１に示すアセンブリの組立分解図である。
【図４】図２に示す一対のピストン及び図１に示す印刷プレートの概略図である。
【図５】図２及び図４に示す吐出方向、後退方向及び印刷方向の関係を示す図である。
【図６】図１に示すアセンブリの一部の断面図である。
【図７】図３の線７−７に沿った図１に示す支持体の断面図である。
【図８】図１の線８−８に沿った図１に示すアセンブリの断面図である。
【図９】本明細書に記載する本発明の主題の一実施形態によるインクジェット印刷方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本明細書に記載する本発明の主題の１つ又は複数の実施形態は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ及び関連する方法を提供する。本プリントヘッドアセンブリを用いて、他の既知のプリントヘッドアセンブリに比較して相対的に高速でかつ高い解像度で印刷することができる。
【０００９】
図１は、一実施形態による正面又は印刷面からのインクジェットプリントヘッドアセンブリ１００の斜視図である。アセンブリ１００を用いて、物体（パッケージ、ボックス、ラベル等）、品物（木材、乾式壁等）又は他の物品に印刷することができる。一例として、アセンブリ１００は、物体に、バーコード、ラベル又は他の識別するしるしを印刷することができる。さらに又は代替的に、アセンブリ１００は、ディスプレイデバイス（例えば、液晶ディスプレイ画面）の製造中にガラスの上にポリイミドを印刷することによる等、様々な機器（例えば、ディスプレイデバイス、太陽電池、紫外線薄膜、コーティング等）の製造において使用される化学薬品を印刷することができる。アセンブリ１００は、流体セグメント１０４と結合された機械的作動セグメント１０２を含む。機械的作動セグメント１０２は、流体（例えば、インク又は他の流動性物質）をアセンブリ１００から吐出させ物体の上に印刷させるために動く、様々な構成要素を含む。流体セグメント１０４は、アセンブリ１００内で流体の内部流を方向付ける様々な構成要素を含み、それにより、機械的作動セグメント１０２で発生している動きにより流体がアセンブリ１００から吐出される。
【００１０】
機械的作動セグメント１０２は、アセンブリ１００の様々な構成要素を支持する支持体１０６を含む。支持体１０６は、流体セグメント１０４の正面印刷端１０８に接続されている。正面印刷端１０８は、チャンバープレート／オリフィスプレート（ＣＰＯＰ）等の印刷プレート１１０を含み、それは、アセンブリ１００内部の流体の流れを制御し、そこで流体がアセンブリ１００から吐出される。幾つかの吐出オリフィス１１２がプレート１１０内に延在している。流体は、これらのオリフィス１１２を出てアセンブリ１００から吐出される。
【００１１】
図２は、図１のアセンブリ１００の、アセンブリ１００の後端又は背面から示す別の斜視図である。機械的作動セグメント１０２は、流体がプレート１１０（図１に示す）のオリフィス１１２から吐出されるように移動する、幾つかのピストン２００を含む。ピストン２００は、吐出方向２０２及び後退方向２０４を含む反対方向に移動するように作動する。種々のピストン２００が、プレート１１０の種々のオリフィス１１２と直線的に位置合せされている。例えば、各ピストン２００が移動する吐出方向２０２及び後退方向２０４は、オリフィス１１２と直線的に位置合せすることができる。ピストン２００の、そのピストン２００の吐出方向２０２における移動により、ピストン２００の吐出方向に位置合せされるオリフィス１１２から流体が吐出される。後退方向２０４におけるピストン２００の移動により、対応するオリフィス１１２から流体を吐出することはできない。ピストン２００の吐出方向２０２及び後退方向２０４は、それぞれのピストン２００のオリフィス１１２内に伸びることができるように、ピストン２００のオリフィス１１２と同一直線状にすることができるため、オリフィス１１２をピストン２００と直線的に位置合せすることができる。
【００１２】
各ピストン２００が吐出方向２０２又は後退方向２０４に別個に移動することができるように、ピストン２００を個々に制御することができ、一方で、１つ若しくは複数又は全ての他のピストン２００は、各ピストン２００が移動するように作動する方向に関らず、同じか又は他方の方向２０２又は２０４に移動する。代替的に、２つ以上のピストン２００の群を、同時に同じ方向２０２又は２０４に移動するように制御することができる。所与の時点で、いずれのピストン２００が吐出方向２０２に移動しているか、及びいずれのピストン２００が後退方向２０４に移動しているかを制御することにより、流体がアセンブリ１００から吐出される場所の制御が可能になり、様々な像、文字等の印刷が可能になる。
【００１３】
一実施形態では、ピストン２００は、圧電（ＰＺＴ）材料を含むか又は圧電材料から形成される。ピストン２００に電気エネルギー（例えば、直流電圧信号又は電界）を印加することによって、ピストン２００を吐出方向２００に移動するように作動させることができ、この電気エネルギーを除去するか又は変更することにより、ピストン２００を後退方向２０４に移動するように作動させることができる。逆に、ピストン２００は、電気エネルギーを印加することによって後退方向２０４に移動し、電気エネルギーを除去することによって吐出方向２０２に移動することができる。電気エネルギー（例えば、電圧）がピストン２００の長さに沿った方向に印加されるとき、ピストン２００の吐出方向２０２に沿った移動は、ピストン２００が大きくなる（例えば、ピストン２００が伸びる方向に沿って長くなる）ことによってもたらすことができる。例えば、ピストン２００は、吐出方向２０２に沿って変位することなく、吐出方向２０２に沿って形状を変化させる（例えば、長くなる）ことにより、吐出方向２０２に移動することができる。ピストン２００は、後退方向２０４に変位することなく、短くなることによる等、後退方向２０４に沿って形状を変化させることにより、後退方向２０４に移動することができる。
【００１４】
ピストン２００を作動させるために使用される電気エネルギーは、電気エネルギーがピストン２００の各々に供給されるときを制御する１つ若しくは複数のプロセッサ、マイクロコントローラー又は他のロジックベースデバイスを含む及び／又はそれに結合されるハードウェア回路によって制御される電圧源による等、アセンブリ１００の電源（図示せず）及びコントローラー（図示せず）によって供給することができる。任意選択的に、ピストン２００を別の方法で作動させることができる。例えば、１つ又は複数の機械的アクチュエーターによって、ピストン２００を吐出方向２００及び後退方向２０４に変位させることができる。
【００１５】
図３は、図１に示すアセンブリ１００の組立分解図である。支持体１０６は、流体がアセンブリ１００から吐出されるのと同じ方向に面する吐出面３０４を含む。幾つかの開口部３００が、支持体１０６の吐出面３０４を通って延在している。これらの開口部３００は、種々のピストン２００と位置合せされる。これらの開口部３００は、ピストン２００のそれぞれの吐出方向２０２（図２に示す）に沿って配置することができ、それにより、吐出方向２０２に沿ったピストン２００の移動により、ピストン２００が、アセンブリ１００から流体を吐出するために、開口部３００に向かって移動し及び／又は開口部３００内に入る。支持体１０６は、支持体１０６の吐出面３０４内に凹んでいるチャネル又はマニホールド３０２を含む。チャネル又はマニホールド３０２は、アセンブリ１００から吐出される流体を保持する空間を提供する。図示する実施形態では、チャネル又はマニホールド３０２は、開口部３００の周囲に延在し又は開口部３００を取り囲んで、流体が、アセンブリ１００から吐出される前に開口部３００の周囲に広がるようにする。
【００１６】
流体セグメント１０４は、合わせて結合された幾つかのプレート３０６、３１０、３１２、３１４から形成されるＣＰＯＰ１１０を含む。支持体１０６の吐出面３０４にダイヤフラムプレート３０６が結合される。ダイヤフラムプレート３０６は、後述するように、流体を保持するチャンバーからピストン２００の端部を分離する。ピストン２００が吐出方向２００に移動するとき、ダイヤフラムプレート３０６にピストン２００が打ち当たる。ピストン２００のうちの１つ又は複数がダイヤフラムプレート３０６に打ち当たることにより、ダイヤフラムプレート３０６の反対側のこれらのピストン２００に位置合せされたチャンバーが圧縮される。この圧縮により、チャンバー内の流体がチャンバーから出て、オリフィス１１２（図１に示す）を介して物体の上に印刷される。ダイヤフラムプレート３０６は、マニホールド又はチャネル３０２内の流体がダイヤフラムプレート３０６を通過するのを可能にする流体通路３０８を含む。ダイヤフラムプレート３０６は、流体がピストン２００と接触しないように、流体からピストン２００を分離する。例えば、ピストン２００は、通路３０８の間に配置されるダイヤフラムプレート３０６の領域において又はその近くでダイヤフラムプレート３０６と係合することができる。
【００１７】
スペーサープレート３１０がダイヤフラムプレート３０６に、ダイヤフラムプレート３０６がスペーサープレート３１０と支持体１０６との間にあるように結合される。スペーサープレート３１０は、ピストン２００の吐出方向２０２に直線的に位置合せされる幾つかのチャンバー３１６を含む。例えば、チャンバー３１６は、ピストン２００が吐出方向２０２に移動するときにピストン２００がチャンバー３０６に向かって移動するように、吐出方向２０２に沿って配置することができる。チャンバー３１６は、流体がオリフィス１１２を介してアセンブリ１１０から吐出される前に流れ込む、アセンブリ１００の流体セグメント１０４の内側の境界が定められた容積を画定している。例えば、スペーサープレート３１０のチャンバー３１６は、開口部とすることができ、スペーサープレート３１０がダイヤフラムプレート３０６及びリストリクタープレート３１２（後述する）と結合されたとき、スペーサープレート３１０の開口部が少なくとも部分的に密閉されてチャンバー３１６を画定する。各ピストン２００を、それぞれのオリフィス１１２から流体を吐出するようにピストン２００によって圧縮されるチャンバー３１６に関連付けることができる。任意選択的に、幾つかのピストン２００は単一のチャンバー３１６を圧縮することができ、又は単一のピストン２００によって幾つかのチャンバー３１６を圧縮して流体を吐出することができる。
【００１８】
例えば、流体は、支持体１０６のチャネル又はマニホールド３０２から、ダイヤフラムプレート３０６の流体通路３０８を通って、スペーサープレート３１０の流体通路３１８を通って流れることができる。そして、流体は、チャンバー３１６内に流れ込むことができる。上述したように、ピストン２００のうちの１つ又は複数がダイヤフラムプレート３０６に打ち当たることにより、ダイヤフラムプレート３０６の反対側でピストン２００に位置合せされたチャンバー３１６が圧縮される。この圧縮により、チャンバー３１６内の流体がチャンバー３１６から出て、オリフィス１１２を介して物体の上に印刷される。一実施形態では、スペーサープレート３１０は、流体がチャンバー３１６に受け入れられ及び／又はチャンバー３１６及びアセンブリ１００から吐出される前に流体から固体粒子を除去するフィルター（例えば、メッシュ又は他の装置）を含むことができる。
【００１９】
リストリクタープレート３１２はスペーサープレート３１０に、スペーサープレート３１０がリストリクタープレート３１２とダイヤフラムプレート３０６との間にあるように結合される。リストリクタープレート３１２は、スペーサープレート３１０によって画定されたチャンバー３１６と流体結合される流路３２０を含む。これらの流路３２０は、流体の流れをチャンバー３１６からアセンブリ１００のオリフィス１１２内に向けることができる。例えば、流路３２０は、互いに別個であるがチャンバー３１６と少なくとも部分的に位置合せされるリストリクタープレート３１２を通る開口部とすることができる。チャンバー３１６がピストン２００によって圧縮されると、チャンバー３１６内の流体は、チャンバー３１６に位置合せされる流路３２０を通ってチャンバー３１６から出る。流体は、流路３２０によって、流路３２０に流体結合されるオリフィス１１２のうちの１つ又は複数に向けることができる。
【００２０】
チャンバー又はオリフィスプレート３１４がリストリクタープレート３１２に、リストリクタープレート３１２がスペーサープレート３１０とチャンバー又はオリフィスプレート３１４との間にあるように結合される。プレート３１４は、流路３２０によってチャンバー３１６に流体結合されるオリフィス１１２を含む。上述したように、ピストン２００がダイヤフラムプレート３０６に打ち当たると、１つ又は複数のチャンバー３１６が圧縮され、圧縮されたチャンバー３１６内の流体が、流路３２０を介してプレート３１４内に流れ込み、オリフィス１１２を介してアセンブリ１００から流れ出る。
【００２１】
図４は、図２に示す一対のピストン２００及び印刷プレート１１０の概略図である。図４の図は、正確な縮尺では描かれていない。図４にはまた、吐出面３０４を含む支持体１０６の一部分４００も示されている。上述したように、ピストン２００は、吐出方向２０２に移動することができる。この移動により、ピストン２００は、プレート３０６、３１０、３１２によって形成されるチャンバー３１６の又はその近くの位置等において、ダイヤフラムプレート３０６に向かって移動しそれに打ち当たる。チャンバー３１６が圧縮されると、チャンバー３１６内の流体は、チャンバー３１６から出て、それぞれの流路３２０を通り、プレート３１４の厚さの少なくとも一部を通って延在する開口部４０２内に流れ込む。開口部４０２は、オリフィス１１２に流体結合されており、そのオリフィス１１２を通って、流体は印刷方向４０４に沿ってアセンブリ１００から吐出される。２つのオリフィス１１２が各開口部４０２に流体結合されているように示されているが、任意選択的に、開口部４０２のうちの１つ又は複数に、より少ないか又は多い数のオリフィス１１２を流体結合することができる。ピストン２００は、反対の後退方向２０４に沿ってダイヤフラムプレート３０６から離れるように移動して、次にピストン２００が吐出方向２０２に移動するように作動するときに、追加の流体がチャンバー３１６に流れ込むようにすることができる。
【００２２】
図４に示すように、吐出方向２０２及び後退方向２０４は、印刷方向４０４に対して横切る方向に向けられている。例えば、ピストン２００は、流体がアセンブリ１００から吐出される方向に対して平行又は垂直ではない方向に作動させることができる。代りに、ピストン２００は、印刷方向４０４に対して鋭角に向けられる方向に移動することができる。
【００２３】
図５は、吐出方向２０２、後退方向２０４及び印刷方向４０４間の関係を示す。図５に示すように、吐出方向２０２及び後退方向２０４は、印刷方向４０４に対して鋭角５００に向けることができる。この角度５００は、１度から３度、又は別の角度等、相対的に小さくすることができ、印刷方向４０４は吐出方向２０２及び後退方向２０４に対して平行でも垂直でもない。平面５０２は、印刷プレート１１０の表面を表し、この表面から流体がアセンブリ１００によって放出される。平面５０２は、印刷方向４０４に対して垂直に向けることができる。吐出方向２０２及び後退方向２０４は、平面５０２に対して鋭角５０４に向けることができる。
【００２４】
図６は、図１に示すアセンブリ１００の一部の断面図である。図６の断面図は、ピストン２００のうちの幾つかと、支持体１０６の一部と、チャンバー又はオリフィスプレート３１４の一部との相対位置を示す。図６に示すように、開口部４０２は、ピストン面６００からチャンバー又はオリフィスプレート３１４を少なくとも部分的に通って反対側の露出面６０２まで延在している。露出面６０２は、流体がアセンブリ１００から印刷される物体に露出しているアセンブリ１００の面を表す。ピストン面６００は、ピストン２００に面するプレート３１４の内面を表している。面６００、６０２は、互いに平行とすることができる。代替的に、面６００、６０２は互いに非平行とすることができる。
【００２５】
図示する実施形態では、開口部４０２は、ピストン面６００から反対側の露出面６０２に向かって、但し貫通せずに、プレート３１４の本体内に延在している。例えば、開口部４０２は、ピストン面６００から露出面６０２まで測定されるプレート３１４の全厚さの約９０％（又は別のパーセンテージ若しくは割合）の距離までプレート３１４内に延在することができる。オリフィス１１２は、開口部４０２からプレート３１４の本体を通って露出面６０２まで延在している。例えば、オリフィス１１２は、開口部４０２と流体結合され、開口部４０２からプレート３１４の本体の厚さを通して残りの距離を延在することができる。図示する例では、２つのオリフィス１１２が開口部４０２の各々に結合されている。逆に、単一のオリフィス１１２又は４つ以上のオリフィス１１２が、開口部４０２のうちの１つ若しくは複数（又は全て）から延在することができる。上述したように、ピストン２００が吐出方向２０２（図２に示す）に作動すると、印刷される流体は、ピストン２００によって開口部４０２内にかつオリフィス１１２を介してアセンブリ１００から出るように押されるか又は他の方法で強制される。
【００２６】
開口部４０２は、中心軸６０４に沿って細長くかつ延在しており、オリフィス１１２は、中心軸６０６に沿って細長くかつ延在している。中心軸６０４、６０６は、互いに平行とするか、又は実質的に互いに平行とすることができる（例えば、軸が正確に平行ではないようにする可能性がある製造公差を考慮する場合）。さらに、軸６０４及び／又は軸６０６は、印刷方向４０４に対して平行又は実質的に平行とすることができる。例えば、流体がオリフィス１１２から出てアセンブリ１００から吐出されるため、オリフィス１１２の位置合せ方向（例えば、軸６０６）は、各オリフィス１１２から吐出される流体に対する印刷方向４０４と同じとすることができる。結果として、開口部４０２の軸６０４及び／又はオリフィス１１２の軸６０６は、吐出方向２０２及び／又は後退方向２０４（図２に示す）に対して横切る方向に向けることができる（例えば、平行でも垂直でもない）。
【００２７】
オリフィス１１２は、図示する実施形態では開口部４０２よりはるかに直径が小さい。オリフィス１１２の長さ（例えば、開口部４０２から露出面６０２まで軸６０６に沿って延在するオリフィス１１２の寸法）は、開口部４０２の長さ（例えば、ピストン面６００からオリフィス１１２まで軸６０４に沿った開口部４０２の寸法）より小さく又ははるかに小さくすることができる。オリフィス１１２は、流体内の汚染物質がオリフィス１１２を詰まらせる可能性を低減させるか又はなくすように、開口部４０２より著しく短くすることができる。
【００２８】
図７は、図３の線７−７に沿った支持体１０６の断面図である。支持体１０６は、反対方向に面する対向する支持面７００を含む。支持面７００は、図１に示すアセンブリ１００による流体の印刷中にピストン２００が沿って移動する境界面を表している。例えば、ピストン２００は、面７００に、又はピストン２００と面７００との間の他の物体に配置することができる。ピストン２００は、面７００に沿って吐出方向２０２及び後退方向２０４に移動することができる。例えば、面７００は、アセンブリ１００の印刷方向４０４に対して角度を付けることができる。面７００は、印刷方向４０４に対して平行でも垂直でもないように、印刷方向４０４に対して横切る方向に向けることができる。面７００は、ピストン２００が吐出方向２０２及び／又は後退方向２０４に作動するときにピストン２００が面７００に対して平行に移動するように、印刷方向４０４に対して角度５００（図５に示す）に向けることができる。
【００２９】
図７に示すように、面７００は、角度を付けて向けられることにより、支持体１０６の吐出面３０４において又はその近くで互いに向かって延在することになる。例えば、面７００は、支持体１０６の反対側の面又は端部等、支持体１０６の他の位置より、支持体１０６の吐出面３０４において又はその近くで互いに近づくように向けることができる。
【００３０】
続けて図７を参照しながら、図８は、図１に示す線８−８に沿ったアセンブリ１００の断面図である。図示する実施形態では、支持体１０６は、回路基板又は他の物体等、対向する基板８００と結合されている。これらの基板８００は、ピストン２００を作動させるようにピストン２００への電流の供給を制御するハードウェア回路を含むことができる。一実施形態では、支持体１０６の面７００が角度を付けて向けられることにより、ピストン２００を面７００に沿って向けることができ、かつ互いに対して横切るように向けられる吐出方向２０２及び後退方向２０４（図２に示す）に沿って作動させることができる。
【００３１】
図８に示すピストン２００は、アセンブリ１００におけるピストン２００の多くの対のうちの１つの対を表すことができる。対でのピストン２００は、支持体１０６の対向する側の面７００に配置することができる。図１及び図８に示すように、オリフィス１１２もまた同様の対で配置することができる。
【００３２】
図８に示すもののような角度付きの配置でピストン２００を向けることにより、アセンブリ１００のオリフィス１１２を、別の配置においてピストン２００によって達成可能であるより互いに近接して配置することができる。オリフィス１１２は、横方向分離距離８０２だけ互いに間隔を空けて配置されている。この距離８０２は、印刷方向４０４に対して垂直である及び／又はアセンブリ１００の正面印刷端１０８に対して平行である方向において測定することができる。
【００３３】
ピストン２００は、アセンブリ１００に流体を物体の上に印刷させるように作動しかつ吐出方向２０２に移動するために最小限のサイズ（例えば、厚さ）である必要がある可能性がある。このように最小限のサイズであるために、ピストン２００は、別の向きである場合に互いにどれくらい近接することができるかに関して制限される可能性がある。例えば、各ピストン２００の吐出方向２０２及び後退方向２０４が互いに平行に向けられた（例えば、ピストン２００が互いに平行に向けられている）場合、ピストン２００の最小限のサイズにより、分離距離８０２が、ピストン２００が図８に示すように向けられた場合より大きくなる可能性がある。ピストン２００は、オリフィス１１２からの流体の吐出をもたらすためにピストン２００を吐出方向２０２に十分作動させるために電気エネルギーがピストン２００に供給されるように、最小限の厚さである必要がある可能性がある。ピストン２００が薄くなることにより、流体がオリフィス１１２から吐出されなくなる可能性がある。薄いピストン２００に対して増大した電気エネルギー（例えば、電圧）を印加することができるが、電気エネルギーは大きくなりすぎる可能性があり、他のピストン２００に干渉をもたらす可能性がある。例えば、互いに近接する相対的に薄いピストン２００では、１つのピストン２００を作動させるために印加される電圧が増大することにより、別のピストン２００がその時点で作動していない場合であっても、不注意でこの別のピストン２００にクロストークが引き起こされ、この別のピストン２００が少なくとも部分的に作動する可能性がある。
【００３４】
さらに又は代替的に、ピストン２００の本体の大部分は、ピストンの間のこのクロストークを防止するか又は大幅に低減させるように、少なくとも最小分離距離、離れて間隔を空けて配置される必要がある可能性がある。そして、この最小分離距離により、一対のピストン２００に対してオリフィス１１２間の分離距離８０２を互いからいかに小さくすることができるかが制限される。一態様では、オリフィス１１２は、対のピストン２００が互いに平行である及び／又はこれらのピストン２００の吐出方向２０２が互いに平行であるとき、互いから少なくとも最小横方向分離距離にある必要がある可能性がある。
【００３５】
しかしながら、ピストン２００をピストン２００の対でピストン２００及び吐出方向２０２が互いに対して横切る方向に向けられるように向けることにより、対におけるピストン２００のオリフィス１１２間の分離距離８０２を、この最小分離距離未満まで低減させることができる。例えば、図８に示すようにピストン２００に角度を付けることにより、ピストン２００を作動させるために相対的に少量の電気エネルギー（例えば、電圧）が使用され及び／又は１つのピストン２００に印加される電気エネルギーが別のピストン２００のクロストーク（及び作動）を引き起こさないように、ピストン２００を十分に厚くすることができるように、ピストン２００を互いから十分に遠くにすることができる。ピストン２００を、角度を付けて向けることにより、オリフィス１１２が互いにより近接することができる。例えば、オリフィス１１２間の分離距離８０２は、互いに平行に向けられている対のピストン２００に対して、対のピストン２００を印刷方向４０４に対して角度５００（図５に示す）で向けることにより、低減させることができる。
【００３６】
横方向分離距離８０２のサイズを低減させることにより、アセンブリ１００の印刷解像度を著しく増大させることができる。例えば、ピストン２００の向きを平行配置（ピストン２００の対の各々のピストン２００が互いに平行である）から図８に示す角度付き配置に変更することにより、分離距離８０２を半分にすること等により、アセンブリ１００の印刷解像度を２倍にすることができる。一例として、対のピストン２００が互いに平行に向けられている場合、アセンブリ１００のドット毎インチ解像度（「ｄｐｉ」）は、６４ｄｐｉである可能性があるが、ピストン２００が互いに対して角度が付けられると、少なくとも１２０ｄｐｉ又は１２８ｄｐｉまで増大することができる。
【００３７】
図９は、本明細書に記載する本発明の主題の一実施形態によるインクジェット印刷方法９００のフローチャートである。方法９００を用いて、本明細書に図示し記載するインクジェット印刷ヘッドアセンブリ１００の１つ又は複数の実施形態を製造及び／又は使用することができる。
【００３８】
９０２において、ピストン２００は、支持体１０６の角度付き支持面７００に結合される。ピストン２００は、作動時に面７００に沿って変位（例えば、摺動）しないが、作動時に面７００に対してサイズ（例えば、長さ）を変更するように、１つ又は複数の位置において面７００に堅固に結合することができる。任意選択的に、ピストン２００は、作動時に面７００に沿って変位（例えば、摺動）することができる。代替的に、ピストン２００は、ピストン２００と面７００との間に配置された１つ又は複数の介在する層又は物体に結合することができる。
【００３９】
９０４において、印刷プレート１１０が支持体１０６の吐出面３０４に結合されて、アセンブリ１００を形成する。９０６において、１つ又は複数の物体に印刷される流体がアセンブリ１００に供給される。例えば、アセンブリ１００に対して、物体に印刷されるためにアセンブリ１００のチャンバー３１６内に広がるインク又は他の液体を少なくとも部分的に供給及び／又は充填することができる。
【００４０】
９０８において、アセンブリ１００及び／又はアセンブリ１００によって上に印刷される物体（複数の場合もあり）のうちの１つ又は複数が互いに対して移動する。例えば、アセンブリ１００は、物体（複数の場合もあり）に比較的近接して配置することができ、物体（複数の場合もあり）は、アセンブリ１００に対してコンベア又は他の機構に沿って移動することができる。逆に又はさらに、アセンブリ１００が物体（複数の場合もあり）に対して移動することができる。
【００４１】
９１０において、アセンブリ１００に近い物体が、アセンブリ１００内の流体によって印刷される。上述したように、アセンブリ１００は、流体がアセンブリ１００から吐出される方向に対して横切る（例えば、鋭角が付けられた）方向に沿ってピストン２００を作動させることにより、アセンブリ１００から物体の上に流体を吐出する。吐出方向２０２に移動した後、ピストン２００は、追加の流体がチャンバー３１６内に入るのを可能にするために、反対の後退方向２０４に沿って後退することができる。
【００４２】
９１２において、物体の上に印刷されている像、文字及び／又は他のしるし（例えば、バーコード、絵、言葉等）が完成したか否かが判断される。像、文字及び／又はしるしの印刷が完了すると、方法９００の流れは９１４に進むことができ、そこで、物体に対する印刷が完了する。代替的に、方法９００の流れは、物体に対する流体の更なる印刷を行うことができるように９０８に戻ることができる。
【００４３】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、支持体、複数のピストン及び印刷プレートを備える。支持体は、印刷される物体に面するように構成された吐出面を有する。ピストンは、支持体と結合されている。印刷プレートは、支持体の吐出面に結合されており、ダイヤフラムプレートを含む。印刷プレートは、ダイヤフラムプレートのピストンとは反対の側において、物体に印刷される流体を保持するように構成されている。印刷プレートは、流体が印刷プレートから印刷される物体の上に吐出される際に通るオリフィスを含む。ピストンは、ダイヤフラムプレートと係合するために吐出方向に作動し、印刷方向に沿って印刷プレートのオリフィスから流体を吐出させるように構成されている。ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して横切る方向に向けられている。
【００４４】
１つの態様では、ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して鋭角に向けられている。
【００４５】
１つの態様では、ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている。
【００４６】
１つの態様では、ピストンは、圧電材料を含むか又は圧電材料から形成され、ピストンに電気エネルギーを印加することにより吐出方向に沿って作動する。
【００４７】
１つの態様では、ピストンは、吐出方向に沿ってピストンの長さが増大するときに吐出方向に沿って作動する。
【００４８】
１つの態様では、ピストンは吐出方向に沿って細長く、ピストンは、電気エネルギーが吐出方向に沿って向けられた電圧又は電界のうちの少なくとも一方として印加されるとき、吐出方向に沿って作動する。
【００４９】
１つの態様では、支持体は、ピストンが接続される角度付き支持面を含む。支持面は、ピストンの吐出方向に対して平行に向けることができる。
【００５０】
１つの態様では、ピストンはピストンの１つ又は複数の対で配置され、ダイヤフラムプレートと係合して、印刷プレートからオリフィスを介して物体の上に流体を吐出する対のピストンの第１の端部は、対のピストンの反対側の第２の端部より互いに近接して配置されている。
【００５１】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、支持体及び複数のピストンを備える。支持体は、印刷される物体に面するように構成された吐出面を有する。ピストンは、支持体と結合されている。ピストンは、支持体の吐出面と接続された印刷プレートのダイヤフラムプレートと係合するために吐出方向に作動し、印刷プレート内の流体を印刷方向に沿って印刷プレートのオリフィスから吐出させるように構成されている。ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して横切る方向に向けられている。
【００５２】
１つの態様では、ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して鋭角に向けられている。
【００５３】
１つの態様では、ピストンが作動する吐出方向は、流体が印刷プレートから吐出される印刷方向に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている。
【００５４】
１つの態様では、ピストンは、圧電材料を含むか又は圧電材料から形成され、ピストンに電気エネルギーを印加することにより吐出方向に沿って作動する。
【００５５】
１つの態様では、ピストンは、吐出方向に沿ってピストンの長さが増大するときに吐出方向に沿って作動する。
【００５６】
１つの態様では、ピストンは吐出方向に沿って細長く、ピストンは、電気エネルギーが吐出方向に沿って向けられた電圧又は電界のうちの少なくとも一方として印加されるとき、吐出方向に沿って作動する。
【００５７】
１つの態様では、支持体は、ピストンが接続される角度付き支持面を含む。支持面は、ピストンの吐出方向に対して平行に向けられている。
【００５８】
１つの態様では、ダイヤフラムプレートと係合して印刷プレートからオリフィスを介して物体に流体を吐出するピストンの第１の端部は、ピストンの反対側の第２の端部より互いに近接して配置されている。
【００５９】
一実施形態では、インクジェットプリントヘッドアセンブリは、印刷プレート、支持体及び複数のピストンを備える。印刷プレートは、流体によって印刷される物体に面するように構成された印刷端を備える。印刷プレートはまた、流体が物体への印刷前に配置される別個のチャンバーと、流体が印刷プレートから物体の上に吐出される際に通るオリフィスとを含む。支持体は、印刷プレートと結合されるように構成されている。ピストンは、支持体と結合されるように、かつ印刷プレート内でチャンバーに打ち当たり、チャンバー内の流体を、オリフィスを介して印刷プレートから放出させるように作動するように構成されている。ピストンは、印刷プレートの印刷端に対して非平行かつ非垂直の角度に向けられている吐出方向に沿って作動するとき、チャンバーに打ち当たるように構成されている。
【００６０】
１つの態様では、ピストンは、圧電材料を含むか又は圧電材料から形成され、電界又は電圧のうちの少なくとも一方が吐出方向に沿った又は吐出方向に対して平行な方向にピストンに印加されるとき、吐出方向に沿って作動する。
【００６１】
１つの態様では、流体は、印刷方向に沿って印刷プレートから物体に向かって放出され、ピストンの吐出方向は、印刷方向に対して鋭角に向けられている。
【００６２】
１つの態様では、支持体は、ピストンが接続される角度付き支持面を含む。支持面はピストンの吐出方向に対して平行に向けられている。
【００６３】
上記記載は、限定的ではなく例示的であるように意図されていることが理解されるべきである。例えば、上述した実施形態（及び／又はその態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。さらに、本発明の主題の範囲から逸脱することなく、その教示に対して特定の状況又は材料を適合させるように、多くの変更を行うことができる。本明細書に記載する材料の寸法及びタイプは、本発明の主題のパラメーターを定義するように意図されているが、決して限定するものではなく、例示的な実施形態である。上記記載を検討して、当業者には他の多くの実施形態が明らかとなろう。したがって、本発明の主題の範囲は、添付の請求項を、こうした請求項に権利が与えられる均等物の全範囲とともに参照することにより、判断されるべきである。添付の請求項において、「含む、備える（including）」及び「ここで（in which）」という用語は、それぞれ「含む、備える（comprising）」及び「ここで（wherein）」という用語の平易な英語の同義語として用いられている。さらに、以下の請求項において、「第１の」、「第２の」及び「第３の」等の用語は、単に標識として用いられており、それらの対象物に対して数値的要件を課すようには意図されていない。さらに、以下の請求項の限定は、こうした請求項の限定がそれ以上の構造がない機能の記述が続く「〜手段（means for）」という句を明示的に使用しない限り、ミーンズプラスファンクション（means-plus-function）形式で書かれておらず、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されるようには意図されていない。例えば、「〜機構」、「〜モジュール」、「〜デバイス」、「〜ユニット」、「〜構成要素」、「〜要素」、「〜部材」、「〜装置」、「〜機械」又は「〜システム」の列挙は、米国特許法第１１２条の第６段落を行使するものとして解釈されるべきではなく、これらの用語のうちの１つ又は複数を列挙するいかなる請求項も、ミーンズプラスファンクションクレームとして解釈されるべきではない。
【００６４】
この書かれている記載は、例を用いて、本発明の主題の幾つかの実施形態を開示するとともに、当業者が、任意のデバイス又はシステムを作製し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、本発明の主題の実施形態を実施するのを可能する。本発明の主題の特許可能な範囲は、請求項によって定義され、当業者には想到する他の例を含むことができる。こうした他の例は、請求項の文字通りの言語とは異ならない構造的要素を有する場合、又は請求項の文字通りの言語から実質的には相違のない均等の構造的要素を含む場合、請求項の範囲内にあるように意図される。
【００６５】
本発明の主題の幾つかの実施形態の上述した記載は、添付の図面とともに読まれるときによりよく理解されるであろう。図が様々な実施形態の機能ブロックの図を示す範囲内で、機能ブロックは、ハードウェア回路間の分割を必ずしも示すものではない。したがって、例えば、機能ブロック（例えば、コントローラー及びメモリー）のうちの１つ又は複数を、単一のハードウェア（例えば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラー、ランダムアクセスメモリ、ハードディスク等）で実施することができる。同様に、プログラムは、スタンドアロンプログラムとすることができ、オペレーティングシステムにおけるサブルーチンとして組み込むことができ、インストールされたソフトウェアパッケージの関数とすることができる等である。様々な実施形態は、図面に示す配置及び手段（instrumentality）に限定されない。
【００６６】
本明細書で用いる、単数で列挙され「１つの（a又はan）」といった語が先行する要素又はステップは、複数の上記要素又はステップの排除が明示的に述べられていない限り、これらを排除しないものとして理解されるべきである。さらに、本明細書に記載する本発明の主題の「１つの実施形態」又は「一実施形態」に言及する場合、それは、列挙された特徴を同様に組み込む更なる実施形態の存在を排除するものとして解釈されるようには意図されていない。さらに、明示的に述べられていない限り、特定の特性を有する要素又は複数の要素を「備えている」、「備える」、「含んでいる」、「含む」、「有している」又は「有する」実施形態は、その特性を有していない更なるこうした要素を含む可能性がある。
【図１】
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【図２】
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【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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