(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが放出される少なくとも１つの音響式のインクプリントヘッドを内部に組み込んだ音響式のインクプリンタに使用するためのインク供給システムであって、
駆動ギヤを有するモータと、
底部の中で定義された第１の通路を備えた底部を有すると共に、インクリザーバの中に配置されたヒータおよびフィルタを有するインクリザーバと、
互いに動作的に係合するようにポンプヘッド内に配置され、前記インクリザーバから前記第１の通路を通じて受け入れたインクを、前記ポンプヘッドの外へ排出口を経由して放出させる第１および第２のポンプギヤを有するポンプヘッドと、
前記第１のポンプギヤから前記インクリザーバの第２の通路を通じまた前記インクリザーバを通じ前記駆動ギヤと動作的に係合したシャフトのギヤまで延びる駆動シャフトと、
前記ポンプヘッドの外へ放出されるインクを受けるように配置された熱交換器と、
前記熱交換器を出たインクを前記プリントヘッドのインク注入口に接続する注入口ラインと、
前記プリントヘッドから前記インクリザーバへの戻りラインであって、前記プリントヘッドからインクを受け取るように配置された第１の端部および周囲の大気にさらされた第２の排出口端部を有する戻りラインと、
前記インクリザーバ上に配置されたマニホールドプレートと、
受け取られたインクが前記マニホールドプレートを経由して前記インクリザーバに戻るように、前記戻りラインの前記第２の排出口端部からインクを受け取るように位置決めされたインクダクトであって、前記マニホールドプレート上に配置されたインクダクトと、
前記プリントヘッド内の圧力を維持するために、前記プリントヘッドのインクメニスカス面に応じて前記戻りラインの第２の排出口端部の高さ位置を調整することができる位置調整機構と、
を備えることを特徴とするインク供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載のインク供給システムであって、前記プリントヘッドがセグメントに分かれたマニホールドを備えていることを特徴とするインク供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オリフィスと整列した小滴放出器を有する音響式のインクプリントヘッドを使用する音響式のインクプリンティング（acoustic ink printing）に適用するためのインク供給システムに関する。より詳細には、本発明は、複数の音響式のインクプリントヘッドを通過する高速で、脈動がない、均一なインクのフローを提供する、比較的コンパクトでシールのないシステムに関する。このシステムによって、周囲の圧力、それぞれのインクリザーバ内のインクの体積、またはフィルタのブロッケージの量とは無関係にそれぞれのプリントヘッド内のインクの圧力を受動的に維持することによって、それぞれの異なるプリントヘッドの各オリフィスにおけるメニスカスの正確な位置決めが可能になる。単一のモータおよびマルチヘッドのポンプもこのシステムに設ける。さらに、このシステムは、それぞれのプリントヘッドに対して加熱手段、冷却手段、および熱感知手段を備えて、イメージ（結果として、放出エネルギー）の内容とは無関係にそれぞれのプリントヘッド内のインク温度を維持できるようにする。加えて、このシステムは、インクフィルタおよびインクレベル感知装置を用いるインクリザーバを含んでいる。別の実施形態においては、プリントヘッド上のセグメントに分かれたマニホールドを用いることによってインクをプリントヘッドを通して供給して、複数のインクカラーを単一のプリントヘッドによってプリントすることができる。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は特に音響式のインクプリンティングの技術に関しており、このため、特にそれの説明によって記述されているが、本発明は他の分野および適用における有効性を有していることは理解されよう。例えば、本発明は、均一、一定で高速なインクのフローが使用されている、どのようなタイプのプリントヘッドを用いても適用でき、均一にプリンティングするためにインクの圧力を均一に維持／保持しながら、プリントヘッドの温度を冷却／維持することができる。本発明は、インク以外の材料が音響式の放出器から放出される分野の適用を見つけることもできる。
【０００３】
音響式の小滴放出器を用いて音響式のインクプリンティングを行うためには、それぞれの放出器は、選択された音響ビームを角度収束して、収束する音響ビームをインクのプール内に放射し、音響ビームをプールの自由面（すなわち、液体／空気の界面）すなわちメニスカスに、またはその近くに集中させる。さらに、各ビームがインクの自由面に対して動作する放射圧を変調するためのコントロールを設ける。これにより、各ビームからの放射圧が、短いコントロールされた十分に高い圧力レベルまでのエクスカーションを行って、表面張力の抑止力に打ち勝つことができ、このため、個々のインクの小滴が指令に応じて、十分な速度でインクの自由面から放出され、近くの記録媒体上に小滴を堆積させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
メニスカスに関連する音響式のインクプリントヘッド内の圧力をメンテナンスすることは、均一なプリント品質を維持する上で重要なファクタである。インクを放出するために設けられた開口部、すなわちオリフィス内のメニスカスの位置が一定に保持されて、収束されたビームが一貫してプールの表面にまたは表面近くに収束することが要求される。さらに、プリントヘッド内のインクの温度は、正確に放出するために重要なインクの物理的特性を維持するために、上昇したり下降したりすることを防ぐ必要がある。
【０００５】
音響式のインクプリンティングについての主な関心事は、小滴を放出するノズルのサイズによるのではなく加えられた信号の周波数に基づいて、小滴のサイズをコントロールする能力である。例えば、ＡＩＰプリンタは、大きさがＡＩＰの開口部よりも小さい小滴を放出できる。他方、従来のインクジェットプリンティングでは、小さい小滴を得るために、ノズル自体を最小化する必要がある。
【０００６】
音響式のインクプリンティングシステムにおいては、好適なインク供給システムを備えることが好ましい。特に、このインク供給システムは、均一で、脈動がなく、高い流量で、プリンタのプリントヘッドにインクを供給する必要がある。これらの要求事項についての理由は、前述したように、音響式のインクプリンティングシステムを使用するプリンティングのプロセスは極めて精密であるためである。このため、プリントヘッドに対する流量は、プロセスにおける劣化を避けるために、均一で脈動がないことが必要である。
【０００７】
さらに、音響式のインクプリンティングシステムにおいては、プリントヘッド内の圧力と温度とを均一なレベルに維持することが好ましい。その理由は、前述した開口部内のインクのメニスカスを維持することが、システムを許容できるように動作させるために極めて重要であるからである。圧力を維持するための周知の方法には、インクをポンピングするポンプヘッドを駆動するモータの電圧をコントロールすること、およびインク系統に取り付けた圧力センサからフィードバックを提供することが含まれる。しかしながら、これらの方法は、圧力を維持するためにレギュレータやセンサを使用する必要がある。プリンタの寿命にわたってインク用フィルタ内や熱交換器内の抵抗が少し増加することや、環境が変化したり回路内のインクの量が変化することに関わらず、そのような外部のコンポーネントの使用を避けることが望ましい。
【０００８】
さらに、ある適用においては、前述した困難を処理して、複数カラーのインクを単一のプリントヘッドに供給することが望ましい。
【０００９】
このため、本発明は、音響式のインクプリントヘッドを用いた特別な適用を見出し、またこれまで知られている問題点を克服するような、新規なインク供給システムを企図している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
インクが放出される少なくとも１つの音響式のインクプリントヘッドを内部に組み込んだ、音響式のインクプリンタに使用するためのインク供給システムが提供される。本発明は、音響式のインクプリントヘッドを通過する高速で、脈動がなく、また一定の温度および圧力に維持されたインクの均一なフローを提供する、比較的コンパクトでシールがなく、外部の条件に対して影響されないシステムに関する。
【００１１】
本発明の１つの態様においては、このシステムは、駆動ギヤ／プーリを持つモータと、底部の中に定義された第１の通路を備えた底部を有すると共に、インクリザーバの中に配置されたヒータとフィルタとを有するインクリザーバと、互いに動作的に係合するようにポンプヘッド内に配置されインクリザーバから第１の通路を通じて受け取ったインクをポンプヘッドの外へ排出口を経由して放出する第１および第２のポンプギヤを有するポンプヘッドと、第１のポンプギヤからインクリザーバの第２の通路を通じ、またインクリザーバを通じ駆動ギヤに動作的に係合されたシャフトのギヤ／プーリまで伸びる駆動シャフトと、ポンプヘッドから排出口を通って放出されたインクを受けるようにオプション的に位置決めされた熱交換器と、この熱交換器からプリントヘッドの注入口までの注入口ラインと、プリントヘッドの排出口からインクリザーバまでの戻りラインであって、周囲に開かれた出口端部を有する戻りラインとを備えている。なお本発明では、インクリザーバの上部に位置したマニホールドプレートに取り付けられ、戻ってくるインクを受け取ると共にそれをマニホールドプレート内の内部通路を通ってインクリザーバに戻すじょうご形の構造体とを備えていてもよい。
【００１２】
本発明の別の態様においては、セグメントに分かれたマニホールドをシステムの各プリントヘッドに設けて、複数カラーのインクを単一のプリントヘッドに供給できるようにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による典型的な音響式のインクプリンティング用のエジェクタ１０の図面を示す。別の構成にも、本発明を適用できることは無論である。さらに、単一のエジェクタ１０が図示されているが、音響式のインクプリントヘッドはアレイ構造で配置された多数のエジェクタ１０から構成され、また本発明はそのようなアレイを用いて動作するように意図されている。さらに、本願の実施形態は、プリントヘッドによってインクを放出することを含む適用に関連して説明されているが、インク以外の材料をこのヘッドによって放出することもでき、またこの結果、本発明の態様をそのような応用に適切な限り適用できることは理解されよう。
【００１４】
図示のように、エジェクタ１０は、その上に配置された電極１４を含むガラス層１２を備えている。好ましくは酸化亜鉛で形成された圧電層１６が電極層１４上に配置され、電極１８が圧電層１６上に配置される。電極層１４および電極１８は、ライン２０および２２によって代表的に示した表面配線パターンを介して無線周波（ＲＦ）の電源２４に接続される。この電源２４は、電極１４および１８に送られる電力を生成する。電極層１４の反対側には、同心フレネルレンズまたは他の適当なレンズなどのレンズ２６が形成される。レンズ２６から間隔を置いて、中に開口部すなわちオリフィス３０を形成した液体レベルコントロールプレート２８（オリフィスプレートとも呼ぶ）が配置されている。液体すなわちインク３２が、このオリフィスプレート２８とガラス層１２との間に保持されている。オリフィス３０はレンズ２６と整列して、小滴３４がインク表面すなわちメニスカス３６から放出することを容易にする。インク表面３６は、無論、オリフィス３０により露出している。
【００１５】
レンズ２６、電極層１４、圧電層１６、および電極１８は、フォトリソグラフィ技術によってガラス層１２上に形成される。この後、オリフィスプレート２８が、ガラス層１２から間隔を空けて配置される。インク３２が、インクサプライからオリフィスプレート２８とガラス層１２との間の空間に送られる。
【００１６】
本発明は、インクサプライからプリントヘッド（およびその放出器）へのインクの供給、およびプリンティングの過程の間にすべてのエジェクタの最大放出率の約２０倍の流量でインクを連続的に再循環することに関して、周知のシステムに対して多大な改良を行うことを意図している。この点に関して、図２は、音響式のインクプリンティングシステムの部分図を提供する。プリンタの構成により様々な方法で、図示した装置を音響式のインクプリンタの中に組み込むことができることは理解されるはずである。この点については、例えば、特別なプリンタを内蔵しなおかつ本発明の範囲内に含まれるように、コンポーネントの相対位置を変化させることができる。
【００１７】
図示のように、インク供給システム１１０が、１枚のペーパＰに対する相対関係において示されている。このペーパＰ上に、音響式のインクプリンタ（全体は図示していない）のプリントヘッド１１２がインクの小滴を放出する。インク供給システム１１０には、リザーバおよびポンプのアセンブリー１１４、リザーバ用マニホールド１１６、モータ１１８、および熱交換アセンブリー１２０が含まれる。インクライン１２２も提供される。インクライン１２２の第１のセットが熱交換アセンブリー１２０に動作的に接続されて、熱交換アセンブリー１２０からプリンタキャリッジ１２４上に配置されたプリントヘッド１１２へインクを運ぶ。インクライン１２２の第２のセットは、プリントヘッドに供給されたインクに対する戻りライン１３４（図３に示す）として機能して、インクの連続的な再循環を可能にしている。
【００１８】
モータ１１８は、直流のリバーシブルモータ（約１．５ワット）であることが好ましい。このモータ１１８はまたギヤまたはプーリの構成の適当な駆動機構を有して、複数のポンプヘッドを駆動することが好ましい。ギヤ構成およびプーリ構成の両者とも利点があるが、ある許容度および／またはフレキシビリティが希望される適用においては、プーリ構成が好ましいことは理解されるはずである。図面の外観はギヤ構成を示している。しかしながら、そのような同様の構成は変更すれば容易にプーリ構成にできることは、当業者には理解されよう。
【００１９】
図２を続けて参照する。熱交換アセンブリー１２０は、コイル状のまたは湾曲した肉厚の薄いステンレススチールのチュービングで形成される熱交換器１２８を備える。それぞれのインクカラーに対して設けられた単一の熱交換器１２８があることは、理解されるはずである。熱交換アセンブリー１２０は、複数のファン１２９も備えている。この場合も、１つのファン１２９が１つのインクのカラーごとに設けられる。直流でこれらのファン１２９を駆動することが好ましい。
【００２０】
一般に、インクがリザーバおよびポンプのアセンブリー１１４から、熱交換アセンブリー１２０とインクライン１２２の第１のセットとを通過して、プリントヘッド１１２に供給されることは理解されるはずである。プリントヘッド１１２は、ペーパＰ上に画像をプリントするために、プリンタからのプリント指令に基づいて、ペーパＰを横切って選択的に前後に移動される。インクライン１２２は、無論、キャリッジがペーパＰを横切って移動するとき湾曲するために十分な可撓性を備えている必要がある。戻りインクが、次に、ライン１２２のグループの中の第２のセットすなわち戻りライン１３４によって、リザーバおよびポンプのアセンブリー１１４に再循環される。
【００２１】
今度は図３を参照すると、変更されたインク供給システムが示されている。この図では、モータ１１８が、４つのリザーバおよびポンプのアセンブリー１１４の間に位置するように移動されており、これは上記の実施形態でそのようなアセンブリーの上に配置されていたのとは対照的である。また図３には、じょうご状の円錐部１３２を有するインク戻りダクト１３０（図２では見ることができない）が示されている。これらの円錐部１３２は、ライン１２２内に含まれるインクの戻りライン１３４の端部を受け止めている。その他の構成については、図２および図３に示した部分はほぼ同様である。
【００２２】
今度は特に図４（ａ）を参照すると、インク戻りダクト１３０が断面図で示されている。図示のように、円錐部１３２が戻りライン１３４の排出口端部１３６を受け入れている。この排出口端部１３６は周囲気圧に開放していて、インク戻りダクト１３０に直接接続されていないことは認識されるはずである。また、図４（ａ）には、位置調整機構１３８が示されており、これは固定である受け側のインク戻りダクト１３０に関して戻りライン１３４の相対位置を調整する。この位置調整機構１３８は、カラー１４０および調整可能なセットスクリュー１４２の形態を取ることが好ましい。これらのカラー１４０およびセットスクリュー１４２は、プリントヘッドのオリフィス平面に関して戻りライン１３４の位置を固定し選択的に調整するために、プリンタ内の任意の適当な位置（例えば、フレームまたはポスト１４４上に配置される）に位置決めおよびロックされる。この目的を達成するために、当業者には明白などのような適当な機構でも十分であることは言うまでもない。
【００２３】
インク戻り用の排出口端部１３６およびその位置調整機構１３８との相互作用の動作上の利点は、音響式のインクプリントヘッド内の圧力を維持できることである。前述したように、このことは音響式のインクプリンタにおける重要な特徴である。本発明においては、戻りライン１３４は市場から入手できるシンプルな可撓性のあるチュービングから成り、プリントヘッドと受け側のインク戻りダクト１３０との間に配置される。戻りライン１３４がその排出口端部１３６で周囲気圧に開放しているため、プリントヘッド上の圧力は、プリントヘッドから戻りライン１３４が周囲気圧に開放している位置までの高度差およびチューブ内の流量によってのみ決定される。重要なことには、音響式のインクプリントヘッド内の圧力は、インクリザーバ内のあらゆるインクレベルの変化、およびフィルタ内のインクの蓄積（buildup）、熱交換アセンブリー１２０内のあらゆる蓄積または劣化から分離されている。これらの事象はすべて、プリントヘッドの上流にある。
【００２４】
プリントヘッド内の所望の絶対圧力を維持するため、従って、プリントヘッド内のオリフィスプレート２８に対するメニスカス３６の位置を維持するためには、プリントヘッドから戻りのインクリザーバまでのチュービングの抵抗を考慮しなければならない。このため、戻りのチューブ内の流量が、あるカラーと別のカラーとで変化する可能性があるため、システムはキャリブレーションを必要とする。どのようなわずかな変動でも、結果としてプリントヘッド内のメニスカス３６の位置に影響する可能性がある。
【００２５】
各プリントヘッド内の所望の圧力を維持するための１つの方法は、追って図４（ｂ）に関連して説明するように、４つの独立したバルブを使用することである。しかしながら、好ましい実施形態においては、各プリントヘッド内の圧力は、戻りライン１３４が円錐形のインク戻りダクト１３０上で周囲気圧に開放しているため、戻りライン１３４の高さを調整することによって設定される。好ましい実施形態においては、約１インチ（２．５４ｃｍ）のチューブの調整がメニスカス３６における３μｍの調整に相当する。
【００２６】
前述したバルブ配置に関しては、図４（ｂ）は、選択的に動作させることができるバルブ１４６と接続させたインク戻りダクト１３０’を示している。このバルブ１４６は、インク戻りダクト１３０’と戻りライン１３４との間に配置されている。このバルブ１４６は、任意の好適な形態を取ることができる。さらに、単一のバルブ１４６と戻りライン１３４しか示していないが、バルブ１４６を各戻りライン１３４に設けることは理解されるはずである。
【００２７】
今度は図５を参照すると、リザーバおよびポンプのアセンブリー１１４が示されている。特に、インク１４８がインクリザーバ１５０内に蓄えられている。このインクリザーバ１５０は、インクを熱交換器にポンピングするためのポンプヘッド１５２に取り付けられている。このポンプヘッド１５２は、螺旋形のギヤタイプのヘッドであることが好ましい。
【００２８】
図示のように、駆動シャフト１５４は、一方の端部に、モータの駆動機構と係合するシャフトのギヤ／プーリ１５６を配置させている。駆動シャフト１５４の反対側の端部には、ポンプ受動ギヤ１６０と係合して、インクをヘッドの外へ排出口１７４を通じて放出させるためのポンプ駆動ギヤ１５８がある。図示したように、インクリザーバ１５０の底部１６２には、駆動シャフト１５４がそこを通って延びるための通路１６４が含まれる。
【００２９】
また、図５には、インクリザーバ１５０内のインクのレベルを検出するために使用されるレベル感知器１６６および戻り経路１６８が示されている。戻り経路１６８は、図３および図４に関連して説明したインク戻りダクト１３０に、マニホールドを介して連通している。レベル感知器１６６は、電気伝導、電気容量、周波数振動、および／または光学経路長に基づいて動作する機器を含む種々の形態を取ることができるが、それらの機器に限定されない。
【００３０】
インクリザーバ１５０は、さらに、フィルタ１７０およびヒータ１７２を備える。このフィルタ１７０は、代表的に示してあるが、様々な形態を取ることができ、それらの１つを以下に説明する。ヒータ１７２を選択的に動作させて、所定の基準に基づいてインクを加熱する。排出チューブ１７４も示してあり、これはポンプヘッド１５２から熱交換アセンブリー１２０までの通路を提供する。この熱交換アセンブリー１２０も、所定の基準に基づいて選択的に動作させる。例えば、ヒータ１７２を使用して、プリンティングの初期の間に、所望の動作温度までインクを加熱する。しかしながら、プリンタがある期間プリントすると、インクは熱交換アセンブリー１２０による冷却を必要とする場合がある。
【００３１】
図６（ａ）は、本発明による、変形されているが好ましいリザーバおよびポンプのアセンブリー１１４の立面図である。図６（ｂ）は、その断面図を提供する。特に、インクリザーバ１５０は中にフィルタ１７０を備えており、このフィルタ１７０は、その中に形成されたほぼ円筒形の凹部を備えたシリンダの形態を有している。図示のように、このフィルタ１７０は、インクリザーバ１５０の高さ全体にわたって延びている。駆動シャフト用カラー１８０も示されている。
【００３２】
この好ましいアセンブリーには、テフロン（商標）のスリーブベアリングリング１８２およびテフロン（商標）のスリーブベアリングリング１８４も含まれることに注意されたい。これらはポンプヘッド１５２内で駆動シャフト１５４の回転を容易にするために配置されている。ポンプヘッド１５２とインクリザーバ１５０との間に配置された接合シール１８６も示されている。この接合シール１８６は、インクリザーバ１５０およびポンプヘッド１５２の接合部におけるインクの漏れを防止する。図示のように、インクリザーバ１５０とポンプヘッド１５２は別個の部品であるため、接合シール１８６は好ましいものであることは理解されるはずである。インクリザーバ１５０とポンプヘッド１５２とが、接着または溶接技術を用いることによって、一体または実質的に一体である場合は、接合シール１８６は不要である。
【００３３】
暗示的に、ポート１９０も図６（ｂ）に示されている。選択された断面では見えないが、同様なポートが図５に示した装置の中に存在することは、理解されるはずである。このポート１９０は、インクリザーバ１５０とポンプヘッド１５２との間の通路を提供する。
【００３４】
１つの実施形態では、インクリザーバ１５０は陽極処理アルミニウムで形成され、駆動シャフト１８０はステンレススチールで形成されている。さらに、ヒータ１７２はシリコンのヒータ（８０ワットおよび２４ボルト）であることが好ましい。
【００３５】
この説明はこれまで、各プリントヘッドが一度に１つのインクカラーのみをプリントするような音響式のインクプリントヘッドの放出器にインクを供給することに注目してきた。そのような構成においては、各プリントヘッドに設けたマニホールドがある。前に説明した実施形態では、各プリントヘッドのマニホールドは、戻りラインを経由してインクの再循環を容易にするための出口領域としてのみならず、インク供給ラインによって供給されたインク用の入口領域としての働きをする。
【００３６】
このため、オプションとして、図７（ａ）および図７（ｂ）に図示した実施形態を選択的に採用（１つ以上のインクカラーを同じプリントヘッドを通して放出器に対してポンプで吸い上げることができるように）するセグメントに分かれたマニホールドを、本発明のインク供給システムに設ける。これまで説明したシステムの利点および特徴は、セグメントに分かれたマニホールドに適合するように適当に変更すれば、これらの実施形態に適用することもできることは認識されよう。
【００３７】
図７（ａ）に示すように、音響式のインクプリントヘッド（例えば、カバーのプレートは取り外してあるもの）の一部の代表的な図が、複数カラーのインクに適合するためにプリントヘッドの放出面を効果的に区画しているセグメントに分かれたマニホールド７００を示している。このマニホールド７００は、開口部７０６にわたって延びているパーティション壁によって定義されたインクチャンバ７０２を備える。パーティション壁の１つは７０４として特定される。それぞれのインクチャンバ７０２は、その１つが７０８として特定された注入ポート、およびその１つが７１０として特定された排出ポートを備えている。注入ポート７０８はインクライン１２２の第１のセット（図２）の１つと連通し、排出ポート７１０はインクライン１２２の第２のセット（図２および図３）の戻りライン１３４と連通することは理解されるはずである。放出器は、それらの数個のみが７１２で代表的に示されており、インクを放出させるための適当な位置でインクチャンバ７０２の全体にわたって配置される。
【００３８】
無論、前述した実施形態によって受容された種々のカラーに対して、単一のプリントヘッドしか必要とされないので、単一のプリントヘッドに対して複数のインクリザーバ１５０（および、結果としてインクライン）を接続することを容易にするために、当業者には明白な適当な変更が必要なことがある。セグメントに分かれたマニホールド７００は、本願で説明した実施形態のみの中で使用することに限定されないことは、さらに理解されるはずである。
【００３９】
次に、図７（ｂ）を参照すると、同様のセグメントに分かれたマニホールド７５０の一部が示されている。図７（ａ）と図７（ｂ）のマニホールド７００，７５０の間の主な相違は、パーティション壁７５２が、互いに角度を付けて配置された複数の部分を備えていることである。例えば、部分７５４，７５６および７５８は、インクチャンバ７６０を別のインクチャンバから区画する役目をする。パーティション壁７５２のそれぞれの角度が、インクがインクチャンバ７６０に引き込まれるときおよび放出器に対して供給されるときに、インクのかきまぜを容易にすることも、理解されるはずである。
【００４０】
マニホールド７００，７５０の正確な構成はプリントヘッドの構成（適応の態様に応じて変化する）に大きく依存することは認識されよう。例えば、図７（ｂ）に関連して説明した角度が付いたパーティション壁７５２が、プリントヘッドの表面に存在し、プリントヘッドはインクが放出される表面に垂直であってもよい。しかしながら、どのような構成においても、本発明によるセグメントに分かれたマニホールド７００，７５０の主要な特徴は、着色インクが供給されるインクチャンバ７０２，７６０を定義し、単一のプリントヘッドが複数カラーのインクをプリントできるようにするパーティション壁である。そのようなセグメント化によって、プリンティングシステムにいくつかの変更が必要とされることがあるが、本発明によるセグメントに分かれたマニホールドによって、以下に説明するような各種の利点が結果として発生する。
【００４１】
前述したどの構成においても、各インクチャンバ７０２，７６０は所定の放出器のグループに対応するように配置されることも理解されるはずである。このため、これらの放出器に向かうように指示（address）するどのような方法も、このことを考慮すべきである。この点において、単一のカラーのみに専用のプリントヘッドの指示の方法は、例えば、プリンティングシステムが、放出器＃１はシアンインクを放出し、また放出器＃２５０はマゼンタインクを放出することを認識できるように変更することができる。この変更は、当業者にとっては、複数の単一カラー用プリントヘッドに対する指示方法が異なるプリントヘッドの間をすでに識別しているという事実からすれば、本願の説明を読むことにより明白であろう。この点に関しては、個々のカラーデータを単一ヘッドのデータフォーマットに統合できる。
【００４２】
本発明のセグメントに分かれたマニホールド７００，７５０に対する利点は、すべてのカラーについての放出器（すなわちエジェクタ１０）のコンポーネントが同一のアンカットガラス上にあるため、カラー対カラーの位置合わせが比較的正確であることである。このため、カラーの正確な位置合わせは、複数ヘッドのミスアライメントや非均一性とは無関係である。ヘッド対ヘッドの機構調整に関連する問題やエラーも取り除かれる。
【００４３】
セグメントに分かれたマニホールド７００，７５０についての別の利点は、無線周波（ＲＦ）のチャープ（chirp）を特に単一プリントヘッドに対してカスタマイズすることがより実用的であることである。現在、複数のプリントヘッドを使用する場合、個別の最適化された中心周波数を各ヘッドに対して確立することが可能である。しかしながら、そうすることにより、必要な動作電力や電子機器のコストが増加する。このため、単一の複数カラー用プリントヘッドに対してチャープを最適化するように電子機器を調整することは、結果として動作電力が最小になりまたコストが減少する。
【００４４】
単一のマルチカラー用プリントヘッドのみを多くの適用において使用することが好ましいが、本願で意図したようにセグメントに分かれたマニホールド７００，７５０を使用する別の利点は、複数のマルチカラー用プリントヘッドを整列させてあるカラーのプリンティングの適用を最適化できることである。例えば、ｎ個のマルチカラー用プリントヘッド（それぞれがｎ個の異なるカラーをプリントするためにセグメントに分かれている）が、隣接するプリントヘッドの共通のカラーに対応するセグメントに分かれた部分が千鳥状に配置されるように整列される場合、単一パスのプリンティングをプリントヘッドの長さに等しいプリンティング媒体の長さにわたって達成できる。単一のマルチカラー用プリントヘッドのみを使用する場合、複数のパス（pass）を使用する必要がある。この構成は、マルチカラー用プリントヘッドだけしか利用できない場合には、特別な利点を提供する。さらに別の実施例として、複数のプリントヘッドを、隣接するプリントヘッドが異なる寸法の小滴を放出するように使用できる。
【００４５】
プリントヘッドの幅がより広くなると、結果として速度が速くなる。しかしながら、プリントヘッドの幅は、それにも関わらず、多くのセクション（例えば、８つのセクション）に分割することができ、またなお、前述した利点の結果として、カラーの分解能が一層高い、競争力のあるプリンティング速度を結果として生むことができる。音響式のインクプリントヘッドの技術が、一層幅の広いヘッドを製造するように発達するにつれて、この技術はより多くのインクカラーを加える機会を提供し、またわずか１つのプリントヘッドを用いてそれを手際よく行う。どのカラーを各セグメントを通って循環させるかの選択については、完全にカスタマイズすることができる。例えば、ある選択では、５個のセグメントを黒インクに、３個のセグメントを主要なカラー（primary color）に使用するが、一方別の選択では、８つの異なるカラーに使用する。
【００４６】
また、特殊なスポットカラーのプリンティングは、半透明材料または光散乱材料などの特殊なインクを選択することによって可能である。このため、多くの単一カラー用プリントヘッドを使用することに関連したコストを必要とせずに、「ハイファイ・カラー」のプリンティングを行うことができる。
【００４７】
カラーについての要求事項が変わった場合、インクを容易に洗い落として、新しいカスタムのセットと交換することができる。この製品のセットは、インクや電子機器のサポートを備えることにより、１つより多くのマルチカラー用プリントヘッド（スペース上プリンタ内で利用可能なプリントヘッドの数以上のカラーを与えることができる）を含むようなオプションによって高度化でき、複数のカスタムの構成を用いて顧客を増やしたり維持し続ける（up-and-running）ことができる。前述したように、複数のマルチカラー用プリントヘッドを加えて出力のスピードを増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  音響式のインクプリンティングの基本動作を示す説明図である。
【図２】  本発明の実施形態のインク供給システムの斜視図である。
【図３】  本発明の他の実施形態のインク供給システムの要部斜視図である。
【図４】  （ａ）および（ｂ）はインク戻りダクトの構成例を示す正面図である。
【図５】  マニホールドプレート、およびリザーバおよびポンプのアセンブリーの断面図である。
【図６】  （ａ）はリザーバおよびポンプのアセンブリーの別の実施形態の立面図、（ｂ）はその断面図である。
【図７】  （ａ）および（ｂ）はセグメント化されたマニホールドの構成例を示す平面図である。
【符号の説明】
１０  エジェクタ、１２  ガラス層、１４  電極、１６  圧電層、１８  電極、２４  電源、２６  レンズ、２８  オリフィスプレート、３０  オリフィス、３２  インク、３４  小滴、３６  メニスカス、１１０  インク供給システム、１１２  プリントヘッド、１１４  リザーバおよびポンプのアセンブリー、１１６  マニホールド、１１８  モータ、１２０  熱交換アセンブリー、１２２  インクライン、１２８  熱交換器、１３０  戻りダクト、１３２  円錐部、１３４戻りライン、１３６  排出口端部、１５０  インクリザーバ。
【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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