(57)【要約】インクジェットプリンタ用印刷ヘッドは、端部と端部を突合せたプリントチップ（１１０）のアレイを有する。各プリントチップは単位セルの列を含み、各単位セル（１１４）はインク噴射ノズル（１１５）を有する。プリントチップの接合するエッジ部分（１１２、１１３）は、１つのチップと隣接するチップのノズル（１１５）の正しい位置整合と間隔を確実にするためのジグザグ構造を有する。いくつかのプリントチップ（例えば１０個）を突合せてページ幅の印刷ヘッドを形成することができる。印刷ヘッドの一端または両端の負荷バネ（Ｓ）は、プリントチップのアレイ全体にわたる力を維持し、印刷ヘッド全体に一定の力が維持されることを確実にする。プリントチップの接合するエッジ部分は、１つのチップと隣接するチップのノズルの正しい位置整合と間隔を確実にするためのジグザグ構造を有する。【選択図】図２８
2004521774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタの印刷ヘッドの突合せプリントチップのアレイに組み込むプリントチップであって、前記プリントチップは単位セルの列を含み、各単位セルはインク噴射ノズルを有し、前記プリントチップは前記アレイの他のプリントチップと突合せられる端面を有し、前記端面は、前記プリントチップと前記他のプリントチップのインク噴射ノズル間の所望の位置関係が使用時に維持されることを確実にするために、前記他のプリントチップの端面の対応する形状の特徴と協働する形状の特徴を含む、プリントチップ。
【請求項２】
各列の前記単位セルは、前記インク噴射ノズルが該列に沿って等間隔になるように配置される、請求項１に記載のプリントチップ。
【請求項３】
前記端面の形状の特徴はジグザグ構造を含む、請求項２に記載のプリントチップ。
【請求項４】
１２列の単位セルを含む、請求項１に記載のプリントチップ
【請求項５】
前記１２列の単位セルは６対の列からなり、各対が１色のインクを印刷する、請求項４に記載のプリントチップ。
【請求項６】
突合せプリントチップのアレイを含むインクジェットプリンタの印刷ヘッドであって、各プリントチップは請求項５に記載のプリントチップである、印刷ヘッド。
【請求項７】
１つのプリントチップにおいて１つの色に指定された前記１対の単位セル列は、異なる色を印刷する隣接したプリントチップの１対の単位セル列と長手方向に位置合わせされる、請求項６に記載の印刷ヘッド。
【請求項８】
前記チップの突合せ端面の両端のノズル間の寸法は、前記プリントチップのうちの１つのいずれかの列に沿うノズル間の寸法の２倍に相当する、請求項７に記載の印刷ヘッド。
【請求項９】
前記ジグザグ構造は、角度付き部分の系列と、該角度付き部分が間に散在する整列した長手方向の部分の系列を含む、請求項３に記載のプリントチップ。
【請求項１０】
前記プリントチップのアレイの一端または両端で前記プリントチップの端面を突合せ続ける力を前記アレイを通じて維持する付勢手段をさらに備える、請求項６に記載の印刷ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本発明に関係するさまざまな方法、システムおよび装置が、１９９８年７月１０日付けで本発明の出願人または譲受人によって出願された以下の米国特許出願に開示されている：
09/112,751、09/112,787、09/112,802、09/112,803、09/113,097、09/113,099、09/113,084、09/113,066、09/112,778、09/112,779、09/113,077、09/113,061、09/112,818、09/112,816、09/112,772、09/112,819、09/112,815、09/113,096、09/113,068、09/113,095、09/112,808、09/112,809、09/112,780、09/113,083、09/113,121、09/113,122、09/112,793、09/112,794、09/113,128、09/113,127、09/112,756、09/112,755、09/112,754、09/112,811、09/112,812、09/112,813、09/112,814、09/112,764、09/112,765、09/112,767、09/112,768、09/112,807、09/112,806、09/112,820、09/112,821、09/112,822、09/112,825、09/112,826、09/112,827、09/112,828、09/113,108、09/113,109、09/113,123、09/113,114、09/113,115、09/113,129、09/113,124、09/113,125、09/113,126、09/113,119、09/113,120、09/113,221、09/113,116、09/113,118、09/113,117、09/113,113、09/113,130、09/113,110、09/113,112、09/113,087、09/113,074、09/113,088、09/112,771、09/112,769、09/112,770、09/112,817、09/113,076、09/112,798、09/112,801、09/112,800、09/112,799、09/113,098、09/112,833、09/112,832、09/112,831、09/112,830、09/112,836、09/112,835
これらの関連出願の開示は参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明に関係するさまざまな方法、システムおよび装置が、２０００年５月２４日付けで本発明の出願人または譲受人によって出願された以下の出願に開示されている：
PCT/AU00/00518、PCT/AU00/00519、PCT/AU00/00520、PCT/AU00/00521、PCT/AU00/00522、PCT/AU00/00523、PCT/AU00/00524、PCT/AU00/00525、PCT/AU00/00526、PCT/AU00/00527、PCT/AU00/00528、PCT/AU00/00529、PCT/AU00/00530、PCT/AU00/00531、PCT/AU00/00532、PCT/AU00/00533、PCT/AU00/00534、PCT/AU00/00535、PCT/AU00/00536、PCT/AU00/00537、PCT/AU00/00538、PCT/AU00/00539、PCT/AU00/00540、PCT/AU00/00541、PCT/AU00/00542、PCT/AU00/00543、PCT/AU00/00544、PCT/AU00/00545、PCT/AU00/00547、PCT/AU00/00546、PCT/AU00/00554、PCT/AU00/00556、PCT/AU00/00557、PCT/AU00/00558、PCT/AU00/00559、PCT/AU00/00560、PCT/AU00/00561、PCT/AU00/00562、PCT/AU00/00563、PCT/AU00/00564、PCT/AU00/00565、PCT/AU00/00566、PCT/AU00/00567、PCT/AU00/00568、PCT/AU00/00569、PCT/AU00/00570、PCT/AU00/00571、PCT/AU00/00572、PCT/AU00/00573、PCT/AU00/00574、PCT/AU00/00575、PCT/AU00/00576、PCT/AU00/00577、PCT/AU00/00578、PCT/AU00/00579、PCT/AU00/00581、PCT/AU00/00580、PCT/AU00/00582、PCT/AU00/00587、PCT/AU00/00588、PCT/AU00/00589、PCT/AU00/00583、PCT/AU00/00593、PCT/AU00/00590、PCT/AU00/00591、PCT/AU00/00592、PCT/AU00/00584、PCT/AU00/00594、PCT/AU00/00595、PCT/AU00/00596、PCT/AU00/00597、PCT/AU00/00598、PCT/AU00/00516、PCT/AU00/00517、PCT/AU00/00511、PCT/AU00/00501、PCT/AU00/00503、PCT/AU00/00504、PCT/AU00/00505、PCT/AU00/00506、PCT/AU00/00507、PCT/AU00/00508、PCT/AU00/00509、PCT/AU00/00510、PCT/AU00/00512、PCT/AU00/00513、PCT/AU00/00514、PCT/AU00/00515
これらの関連出願の開示は、参照により本明細書に援用される。
【０００３】
本発明に関係するさまざまな方法、システムおよび装置が、２０００年６月３０日付けで本発明の出願人または譲受人によって出願された以下の出願に開示されている：
PCT/AU00/00754、PCT/AU00/00755、PCT/AU00/00756、PCT/AU00/00757、PCT/AU00/753
【発明の背景】
【０００４】
本発明は、ページ幅の印刷ヘッドにおける突合せプリントチップ、すなわちモジュールのアレイに関する。より詳細には、限定はされないが、本発明は、１６０ｄｐｉまでのカラー写真品質を毎分１６０ページまで印刷可能な、Ａ４ページ幅インクジェット式ドロップオンデマンド印刷ヘッド用の上記突合せプリントチップのアレイに関する。
【０００５】
このような印刷ヘッドにおけるプリントチップのアレイは、長さが約８インチ（２０ｃｍ）であろう。このようなシステムの利点は、印刷ヘッドアレイのいずれの欠陥チップでも簡単に取り外し交換ができることである。これにより、１個だけのチップに欠陥がある場合に印刷ヘッド全体を廃棄する必要がなくなるであろう。
【０００６】
本願の関連出願であるPCT/AU00/00594、PCT/AU00/00595、PCT/AU00/00596、PCT/AU00/00597、PCT/AU00/00598には、マイクロメカニクスおよびマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）による膨大な数の熱アクチュエータを搭載したチップである「Ｍｅｍｊｅｔ」チップからなる印刷ヘッドモジュールが示されている。本発明は、参照した出願に示される印刷ヘッドモジュールの配置の発展形である。
【０００７】
本発明の印刷ヘッドモジュールのアレイを有する印刷ヘッドは、通常は６個のインク室を有し、４色プロセス（ＣＭＹＫ）だけでなく赤外線インクおよび固定剤を印刷することが可能である。エアポンプが印刷ヘッドに濾過されたエアを供給し、このエアは印刷ヘッドのインクノズルから異物の粒子を遠ざけておくために用いることができる。印刷ヘッドモジュールは通常、インク供給源とエアフィルタを内蔵する交換可能なカセットに接続される。
【０００８】
各印刷ヘッドモジュールは、インクを搬送する配給成形体を通じてインクを受け取る。通常、１０個のモジュールが互いに突き合わされ、紙幅にわたる印刷ヘッドのスキャン運動を必要とせずに、Ａ４サイズの紙に印刷するのに適した全８インチの印刷ヘッド組立体を形成する。
【０００９】
印刷ヘッドそれ自体はモジュール式であるため、全８インチ印刷ヘッドアレイは任意の幅の印刷ヘッドを形成するように構成されることが可能である。
【００１０】
さらに、両面高速印刷を可能にするために第２の印刷ヘッド組立体を紙フィード路の反対側に取り付けることが可能である。
【発明の目的】
【００１１】
本発明の目的は、ページ幅プリンタにおける突合せ印刷ヘッドモジュールのアレイを提供することである。
【００１２】
本発明のもう１つの目的は、本明細書に概括的に記載されるページ幅印刷ヘッドに適する突合せ印刷ヘッドモジュールのアレイを提供することである。
【００１３】
本発明のもう１つの目的は、それぞれ複数のＭＥＭＳ印刷デバイスを有するプリントチップを備える突合せ印刷ヘッドモジュールのアレイを提供することである。
【発明の概要】
【００１４】
本明細書は、インクジェットプリンタの印刷ヘッドの突合せプリントチップのアレイに組み立てるためのプリントチップを開示する。プリントチップは単位セルの列を有し、各単位セルはインク噴射ノズルを有し、前記プリントチップは該アレイの他のプリントチップと突合せるための端面を有し、該端面は、使用時に前記プリントチップと前記他のプリントチップのインク噴射ノズル間の所望の位置関係が維持されることを確実にするために、前記他のプリントチップの端面の対応する形状の特徴と協働する形状の特徴を有する。
【００１５】
好ましくは、各列の単位セルは、インク噴射ノズルがその列に沿って等間隔になるように配置される。
【００１６】
好ましくは、端面の形状の特徴はジグザグ構造を有する。
【００１７】
好ましくは、プリントチップは単位セルの１２個の列を有する。
【００１８】
好ましくは、単位セルの１２個の列は、各対が１色のインクを印刷する６対の列からなる。
【００１９】
本明細書は、さらに、インクジェットプリンタの印刷ヘッドにおける突合せプリントチップのアレイを開示する。各プリントチップは上に開示された通りである。
【００２０】
好ましくは、１つのプリントチップにおいて１つの色に指定された単位セル列の対は、異なる色を印刷する隣接プリントチップの単位セル列の対と長手方向に整列される。
【００２１】
好ましくは、突合せ端面の両端のいちばん端のノズル間の寸法は、プリントチップの１つの任意の列に沿うノズル間の寸法の２倍に相当する。
【００２２】
好ましくは、ジグザグ構造は角度付き部分の系列と、それらが間に散在する整列した長手方向部分の系列を有する。
【００２３】
本明細書で使用される場合、用語「インク」は、印刷ヘッドを通って流れてシートに送出される任意の流体を意味することを意図している。流体は、多くの異なる色のインク、赤外線インク、固定剤等のいずれであってもよい。
【００２４】
次に、本発明の好ましい形態が、添付図面を参照して例を用いて説明される。
【００２５】
添付図面の図１〜図３には、プリントエンジン組立体の中心的構成部品が概略的に描かれており、本発明の積層インク配給構造が配置され得る一般的環境を示している。プリントエンジン組立体は、プレスしたスチール、アルミニウム、プラスチック等の剛性材から作製されたシャーシ１０を有する。シャーシ１０は、プリンタ本体内部に取り付けられるように意図され、プリンタの外部プラスチックケースの内部に印刷ヘッド組立体１１、紙フィード機構およびその他の関連構成部品を取り付ける役割を果たす。
【００２６】
一般に、シャーシ１０は印刷ヘッド組立体１１を支持し、フィード機構によって印刷ヘッドの下方、続いて出口スロット１９を通って搬送される紙シート等の印刷媒体上に印刷ヘッド組立体１１からインクが噴射される。紙フィード機構は、フィードローラ１２、フィードアイドラローラ１３、全体として１４で示されるプラテン、出口ローラ１５およびピンホイール組立体１６を含み、すべてステッピングモータ１７で駆動される。これら紙フィード構成部品は１対のベアリング成形体１８の間に取り付けられ、さらにこれらベアリング成形体１８はそれぞれの端部でシャーシ１０に取り付けられている。
【００２７】
印刷ヘッド組立体１１は、シャーシ１０に取り付けられたそれぞれの印刷ヘッドスペーサ２０によってシャーシ１０に取り付けられる。スペーサ成形体２０は、印刷ヘッド組立体の長さを２２０ｍｍまで伸ばし、２１０ｍｍ幅の紙の両側に隙間を与える。
【００２８】
印刷ヘッドの構成は全体として図４〜図８に示されている。
【００２９】
印刷ヘッド組立体１１は、６４ＭＢ  ＤＲＡＭ２２、ＰＥＣチップ２３、ＱＡチップコネクタ２４、マイクロコントローラ２５、および二重モータ駆動チップ２６を含むさまざまな電子的構成部品をその上に搭載したプリント回路板（ＰＣＢ）２１を有する。印刷ヘッドは通常、長さが２０３ｍｍであり、１０個のプリントチップ２７（図１３）を有し、各プリントチップ２７は通常、長さが２１ｍｍである。これらのプリントチップ２７は、それぞれ印刷ヘッド（図１２参照）の縦軸に対してわずかな角度をなし、各プリントチップ間でやや重ねて配置してあり、これによりアレイの全長にわたりインクの連続的伝送を可能にしている。各プリントチップ２７は、テープ自動接続（ＴＡＢ）フィルム２８の１つの一端に電気的に接続され、その他端はＴＡＢフィルムバッキングパッド２９によりプリント回路板２１の底面と電気的接触を保つ。
【００３０】
好ましいプリントチップの構成は、本出願人によって米国特許第6,044,646号に記載されている通りである。それぞれの上記プリントチップ２７は、長さが約２１ｍｍ、幅１ｍｍ未満、高さ約０．３ｍｍであり、その下面には、図９Ａおよび図９Ｂに概略的に示すＭＥＭＳインクジェットノズル３０を数千個有し、適用されるインクのタイプごとに１つずつ、全体で６本のラインとして配列されている。それぞれのノズルのラインは千鳥状パターンに従い、ドット間隔が密になるようにしている。インク通路３１の対応する６本のラインが各ノズルの後部にインクを輸送するためにプリントチップの後部から貫通して延在している。プリントチップの表面上の精密なノズルを保護するために、各プリントチップは、図９Ａに最もよく見られるように、ノズル３０に整合したマイクロアパーチャ４４を持つノズルガード４３を有し、ノズルから高速で噴射されたインクドロップが、これらのマイクロアパーチャを通って、プラテン１４上を通過中の紙の上に置かれるようになっている。
【００３１】
インクは、印刷ヘッド１１の一部を形成する配給成形体３５と積層スタック３６の構成を介してプリントチップに送出される。インクカセット３７（図２６および図２７）からのインクは、個々のインクホース３８を介して、プラスチック製の配給成形体３５上の蓋を形成するプラスチック製のダクトカバー３９と一体に成形された個々のインク取入れ口３４にリレーされる。配給成形体３５は、アレイの全長にわたって延在する６個の長手方向のインクダクト４０およびエアダクト４１を有する。図７を参照して最もよく見られるように、インクは個々のクロスフローインクチャネル４２を介して取入れ口３４からそれぞれのインクダクト４０に搬送される。この点に関し、６個のダクトが描かれているが、異なる数のダクトを備えてもよいことが留意されるべきである。４色プロセス（ＣＭＹＫ）と赤外線インクおよび固定剤の印刷が可能なプリンタに対しては、６個のダクトが適当である。
【００３２】
各プリントチップ２７にエアを供給するために、図６〜図８、図２０および図２１を参照して後述するように、エアはエア取入れ口６１を介してエアダクト４１に送出される。
【００３３】
配給成形体３５の下側に形成された長手方向に延在するスタック収納部４５内にあるのは、積層インク配給スタック３６を形成するいくつかのラミネート状に積層された層である。ラミネートの層は通常、マイクロ成形プラスチック材から形成される。ＴＡＢフィルム２８は、印刷ヘッドＰＣＢ２１の下面から延びて、配給成形体３５の後部を回り、それぞれのＴＡＢフィルム収納部４６（図２１）内に収容され、いくつかのＴＡＢフィルム収納部４６が積層スタック３６のチップハウジング層４７に沿って位置している。ＴＡＢフィルムは電気信号をプリント回路板２１から積層構造によって支持される個々のプリントチップ２７にリレーする。
【００３４】
配給成形体、積層スタック３６および関連の構成部品は、図７〜図１９を参照して最もよく説明される。
【００３５】
図１０は、プラスチック成形体として形成され、その上に上部印刷ヘッドカバー４９を配置する役割を果たすいくつかの位置決め差込み部４８を有する配給成形体カバー３９を示す。
【００３６】
図７に示すように、インク搬送口５０は、インクダクト３９のうちの１つ（左から４番目のダクト）を、配給成形体の下側にある６個の下側のインクダクトすなわち転換ダクト５１のうちの１つに接続する。すべてのインクダクト４０は、転換ダクト５１のそれぞれと流通する、対応する搬送口５０を有する。転換ダクト５１は互いに平行であるが、以下で説明する積層スタック３６の第１の層５２のインクホールの列に整合するように、インクダクト４０に対して鋭い角度をもたせてある。
【００３７】
第１の層５２は、１０個のプリントチップ２７のそれぞれに対して２４個のインクホール５３を組み込んでいる。すなわち、このプリントチップが１０個備えられている場合、第１の層５２は、２４０個のインクホール５３を有する。第１の層５２は、その長手方向のエッジに沿ってエアホール５４の列も有する。
【００３８】
２４個のインクホール５３からなる個々のグループは、整列したインクホールの列を有する概ね長方形のアレイに形成される。４個のインクホールからなるそれぞれの列は転換ダクト５１に整合し、それぞれのプリントチップに平行である。
【００３９】
第１の層５２の下面は、下側凹部５５を有する。各凹部５５は、４個のホール５３の２個の中央寄りの列（層５２を横断する方向で考えて）のインクホールのうちの１個と流通している。すなわち、ホール５３ａ（図１３）は、図１４に示す右側凹部５５ａにインクを送出する一方、ホール５３ｂは、図１４に示す最も左側の下側凹部５５ｂにインクを送出する。
【００４０】
第２の層５６は、１対のスロット５７を含み、各スロット５７が、第１の層の下側凹部５５のひとつからインクを受け取る。
【００４１】
第２の層５６はまた、第１の層５２のインクホール５３の外側の２組と整合するインクホール５３を有する。すなわち、各プリントチップの第１の層５２の外側の１６個のインクホール５３を通過するインクは、第２の層５６を通過する対応するホール５３を直接通過する。
【００４２】
第２の層５６の下側には、インクホール５３ｃおよび５３ｄを通過するインクを中央に向かってリレーするための横断方向に延びるチャネル５８が形成されている。これらのチャネルは、ラミネートの第３の層６０を貫通して形成された１対のスロット５９と整合するように延在している。この点に関し、ラミネートの第３の層６０は、各プリントチップに対応する４個のスロット５９を有し、内側の２個のスロットは第２の層５６に形成されたスロットの対と整合し、それらの内側のスロットは外側のスロットの間にあることが留意されるべきである。
【００４３】
第３の層６０は、第１および第２の層５２および５６に備えられた対応するエアホールアレイ５４と整合するエアホール５４のアレイも含む。
【００４４】
第３の層６０は、各プリントチップに対応する残り８個のインクホール５３だけを有する。これらの最も外側のホール５３は、第１および第２のラミネート層に備えられた最も外側のホール５３と整合する。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、第３の層６０はその下側の表面に、各ホール５３に対応し横断方向に延在するチャネル６１を有する。これらのチャネル６１は、それを通じて対応するホール５３からスロット５９の配列のすぐ外側の位置にインクを送出する。
【００４５】
したがって、図９Ａおよび図９Ｂに最もよく見られるように、積層スタック３６の上側３層は、インク（図９Ｂに破線のハッチングで示す）を、配給成形体の広く離間している方のインクダクト４０から、インク通路３１と整合したスロットに、各プリントチップ２７の上側表面を通じて導く役割を果たす。
【００４６】
積層スタックの上方から見た図１３に示すように、スロット５７および５９は、実際には別個の同一直線上に離間したスロット区画からなることが可能である。
【００４７】
積層スタック３６の第４の層６２は、１０個のチップスロット６５のアレイを有し、各チップスロット６５はそれぞれのプリントチップ２７の上部を収納する。
【００４８】
第５の最終層６４もまた、チップスロット６５のアレイを有し、各チップスロット６５はチップおよびノズルガード組立体４３を収納する。
【００４９】
ＴＡＢフィルム２８は、第４および第５の層６２、６４の間に挟まれ、その一方または両方にＴＡＢフィルムの厚みを収容する凹部を備えることが可能である。
【００５０】
積層スタックは、アセタール系材料で射出成形した精密マイクロ成形体として形成される。積層スタックは、あらかじめＴＡＢフィルムを貼り付けたプリントチップ２７のアレイを収容し、前述のカバー成形体３９と対になる。
【００５１】
マイクロ成形体の下側のリブ細部は、両者が接着されたときにＴＡＢフィルムの支持を提供する。ＴＡＢフィルムは、リブのピッチ間に柔らかいフィルムを支持するのに十分な構造的一体性があるので、印刷ヘッドモジュールの下側壁を形成する。ＴＡＢフィルムのエッジは、カバー成形体３９の下側壁をシールする。チップは、マイクロ成形体の長さにわたる１００ミクロン幅のリブの上に接着され、印刷ノズルへの最終的なインクフィードを提供する。
【００５２】
マイクロ成形体の設計により、プリントチップが１列に衝頭接合をしたときに、物理的な重なり合いができるようになっている。こうして印刷ヘッドチップは、余裕のある許容差を持つ連続したストリップを形成するので、同じ機能を果たすために非常に厳格な許容差を持つ成形体や新種の材料に頼るよりも、ほぼ完全な印刷パターンを生成するようにディジタル的に調節可能である。モジュールのピッチは、通常２０．３３ｍｍである。
【００５３】
積層スタックの個々の層は、カバー成形体３９および配給成形体と同様、密閉ユニットを提供するために、糊付けまたはその他の方法で互いに接着されることが可能である。インク経路は、インクがインク経路にある時を表示する役割を果たす接着された透明なプラスチックフィルムによって密閉することができ、粘着フィルムの上側部分を折り返すと完全に覆うことができる。インクの充填はこれで完了である。
【００５４】
積層スタック３６の４つの上部層５２、５６、６０、６２は、図９ｂおよび図１３に示すように、第４の層６２の底面に形成されたチャネルとして形成されたエア通路６３と流通する、整合したエアホール５４を有する。これらの通路は、プリンタが動作中、プリントチップ表面とノズルガード４３の間のスペースに圧縮空気を供給する。加圧ゾーンからのエアは、ノズルガードのマイクロアパーチャ４４を通過し、これらアパーチャにダストや望ましくないごみが蓄積するのを防ぐ。この圧縮空気の供給は、プリンタが使用されない期間、ノズル表面上のインクの乾燥を防ぐために停止されることが可能であり、このエア供給の制御は、図６〜図８、図２０および図２１に示すエアバルブ組立体によって行われる。
【００５５】
図６〜図８を参照すると、印刷ヘッドのエアダクト４１内に、そのベースに一連のアパーチャ６７を持つチャネルとして形成されたエアバルブ成形体６６が位置している。これらのアパーチャの間隔は、エアダクト４１（図６参照）のベースに形成されたエア通路６８に対応する。アパーチャ６７が、プリントチップとノズルガードの間の空洞に積層スタックを通じて圧縮空気を供給できるように通路６８と整合すること、または、エア供給を停止するために整合からはずれることができるように、エアバルブ成形体はエアダクト内を長手方向に移動可能となっている。圧縮バネ６９は、エアバルブ成形体６６の底部と、エアダクト４１のベースとの密閉相互係合を維持し、バルブが閉じられたときに漏れを防ぐ。
【００５６】
エアバルブ成形体６６は、その一端から延在するカム従動子７０を有し、エアダクト４１内で長手方向にエアバルブ成形体を多機能プラテン１４の回転位置に従って選択的に動かすことができるように、プラテン１４のエンドキャップ７４上のエアバルブカム面７１と係合する。多機能プラテン１４は、図２１〜図２４を参照して以下でさらに詳細に説明するように、プリンタの動作状態に応じて、印刷、キャッピングおよび吸い取り位置の間を回転することができる。プラテン１４が、印刷のための回転位置にあるときは、カムはプリントチップ表面にエアを供給する開位置にエアバルブを保持し、プラテンがノズルガードのマイクロアパーチャを閉塞する非印刷位置に回転されると、カムはエアバルブ成形体をバルブ閉位置に動かす。
【００５７】
図２１〜図２４を参照すると、プラテン部材１４は、印刷ヘッドに平行に延在し、ベアリング成形体１８に取り付けられた回転シャフト７３により支持され、ギア７９（図３参照）により回転可能である。シャフトは、それぞれの端部にカム７６、７７をもつ右側エンドキャップ７４と左側エンドキャップ７５を備える。
【００５８】
プラテン部材１４は、その長手方向に沿って延在するプラテン表面７８、キャッピング部８０および露出吸い取り部８１を有し、それぞれ１２０°ずつ離れている。印刷中は、プラテン部材が回転され、プラテン表面がそのとき印刷中の紙の部分の支持部として作用するように、プラテン表面７８が印刷ヘッドの反対側に位置する。プリンタが使用されていないときは、プラテン部材は、キャッピング部８０が印刷ヘッドの底部と接触しマイクロアパーチャ４４を包囲する場所で密閉するように回転する。これにより、プラテン１４がキャッピング位置にあるとき、エアバルブ構成によるエアバルブの閉塞と協働して、プリントノズル表面での閉じた雰囲気を維持する。これは、プリンタが使用されない間、インク溶剤（通常は水）の蒸発を減らし、プリントノズルでのインクの乾燥を減らす役割を果たす。
【００５９】
回転プラテン部材の第３の機能は、プリンタの立上げまたはプリンタの保守作業時に、プリントノズルのプライミングからインクを受け取るインク吸い取りの機能である。このプリンタモードの間、プラテン部材１４が回転され、露出吸い取り部８１がノズルガード４３の反対側のインク噴射経路に位置する。露出吸い取り部８１は、露出部分８１で受け取られたインクがプラテン部材の本体内へ吸い込まれるように、プラテン部材１４内部の吸い取り材本体８２の露出部分である。
【００６０】
さらに詳しいプラテン部材の構造は、図２３〜図２４から理解され得る。プラテン部材は、一般に成形または押し出し成形された中空のプラテン本体８３からなり、プラテン本体８３は、プラテン表面７８を形成し、吸い取り材８２の成型された本体を収納する。吸い取り材８２の一部は、プラテン本体の長手方向のスロットから突出し、露出吸い取り表面８１を形成する。プラテン本体８３の平坦部８４は、キャッピング部材８０を取り付けるためのベースの役割をもち、キャップハウジング８５、キャップシール部材８６およびノズルガード４３と接触するための発泡体部材８７からなる。
【００６１】
再度、図１を参照すると、各ベアリング成形体１８は１対の垂直なレール１０１に乗っている。すなわち、キャッピング組立体は４個の垂直なレール１０１に取り付けられ、組立体を垂直方向に動かせるようになっている。キャッピング組立体の両端の下にあるスプリング１０２は、組立体を持ち上げた位置に付勢し、カム７６、７７をスペーサ突起部１００と接触させて維持する。
【００６２】
印刷ヘッド１１は、使用しないときは、エラストマー（または同等品）シール８６を用いた全幅にわたるキャッピング部材８０によって遮蔽される。プラテン組立体１４を回転するためには、メインローラ駆動モータを逆転する。これにより、反転ギアをプラテン組立体の端部のギア７９と接触させ、それぞれ１２０°離れた３つの機能位置のひとつにプラテン組立体を回転させる。
【００６３】
プラテンエンドキャップ７４、７５上のカム７６、７７は、プラテン部材の回転位置に応じて、それぞれの印刷ヘッドスペーサ２０上の突起部１００と協働してプラテン部材と印刷ヘッドとの間の間隔を制御する。このようにして、プラテン位置間の移行中は、プラテンは印刷ヘッドから離されて印刷ヘッドから十分なクリアランスをとり、紙支持、キャッピングおよび吸い取りのそれぞれの機能のために適切な距離に戻される。
【００６４】
さらに、回転プラテンのカム配置は、プラテン１４のわずかな回転により、プラテン表面とプリンタノズルの間の距離の微調整機構を提供する。これは、図２５に示す光学的紙厚センサ装置で検出することにより、印刷される紙その他の材料の厚みに応じて、ノズル−プラテン間の距離の補償を行うことができる。
【００６５】
光学的紙センサは、ＰＣＢ２１の下面に取り付けた光センサ８８と、配給成形体から突出するアーム８９に取り付けたセンサフラグ装置を有する。フラグ装置は、ねじりバネ９２によって付勢されたシャフト９１に取り付けられたセンサフラグ部材９０を備える。紙がフィードローラに入ると、フラグ部材の最下部が紙に触れ、紙厚に応じた量だけバネ９２の付勢に抗して回転する。光センサがフラグ部材のこの動きを検出し、ＰＣＢは検出された紙厚に応答してプラテン１４の補償回転を引き起こし、紙面とノズルの間の距離を最適化する。
【００６６】
図２６および図２７は、図示されている印刷ヘッド組立体の交換可能なインクカセット９３への取り付けを示す。プリンタ本体内部に位置するメス型インクバルブ９５のアレイにつながるホース９４を通じて印刷ヘッドに６色の異なるインクが供給される。６個の区画インクブラダと、対応するオス型バルブアレイを有する交換式カセット９３がプリンタに挿入され、バルブ９５と係合される。カセットはまた、エア取り入れ口９６とエアフィルタ（図示せず）も有し、インクバルブの隣にあるエア吸気コネクタ９７と係合し、印刷ヘッドに濾過されたエアを供給するエアポンプ９８につながる。ＱＡチップがカセットに含まれている。カセットが挿入されると、ＱＡチップは、プリンタ内のインクバルブ９５とエア吸気コネクタ９６の間に位置する接点９９と係合して、ＰＣＢ上のＱＡチップコネクタ２４と通信する。
【００６７】
添付図面の図２８〜図３４に、突合せプリントチップ１１０の部分が概略的に描かれている。各プリントチップ１１０は多数の単位セル１１４を含み、それぞれの単位セル１１４がノズル１１５とアクチュエータ１１６を含む。第１ページで参照により本明細書に援用した以下の関連米国特許出願
09/112,751、09/112,787、09/112,802、09/112,803、09/113.097、09/113,099、09/113,084、09/113,066、09/112,778、09/112,779、09/113,077、09/113,061、09/112,818、09/112,816、09/112,772、09/112,819、09/112,815、09/113,096、09/113,068、09/113,095、09/112,808、09/112,809、09/112,780、09/113,083、09/113,121、09/113,122、09/112,793、09/112,794、09/113,128、09/113,127、09/112,756、09/112,755、09/112,754、09/112,811、09/112,812、09/112,813、09/112,814、09/112,764、09/112,765、09/112,767、09/112,768、09/112,807、09/112,806、09/112,820、09/112,821
は、単位セル１１４に用いるのに適したさまざまなノズルとアクチュエータを開示している。各アクチュエータは、要求に応じてインクをノズル１１５から噴射し、矢印Ｐで示す方向にプリントチップ１１０を通過する印刷媒体の上に受け取られるように作動可能である。
【００６８】
通常、１０個の上記のプリントチップ１１０が、印刷装置のページ幅にわたって収容される。例えば、図１２を参照すると、１０個のプリントチップ２７が描かれており、図１２に示される積層構造にわずかな変更を加えることにより、図２８〜図３２のプリントチップの突合せアレイを使用することができる。
【００６９】
再度図２８を参照すると、各プリントチップ１１０は、端面１１１を有し、その間に一連の角度付き部分１１２と長手方向に整列した部分１１３が延在している。部分１１２、１１３は、端面１１１の端部間でプリントチップを横切って「ジグザグ」状の形状を形成する。しかし、異なるプロファイルを備えることも可能である。
【００７０】
図２８のプリントチップ１１０の隣接する部分をよく見ると、各角度付き部分１１２にわたり、ノズル１１５間の通常の間隔にノズルが設けられていないギャップＧがあることがわかる。しかし、突合せプリントチップの拡大された部分を示す図３３を見ると、１つのチップ１１０から次のチップへの変わり目にかけて、同色インク用のノズル間のページ幅方向における等間隔ｄの連続性が維持されていることがわかる。この点に関し、図２９、図３１および図３３のノズル１１５のそれぞれに付けた影は特定のノズルが特定の色のインクを噴射することを示す目的で付けたものであることが留意されるべきである。例えば、図３３の番号１、２、３、および４で示す列は、すべて同じ色のインクを噴射する。突合せチップ１１０間のページ長さ方向の変わり目に不連続があっても、プリンタドライバソフトウェアはこれに対応することができる。
【００７１】
いくつか（例えば１０個）のプリントチップ１１０を含むページ幅印刷ヘッドは、図２９および図３０に示すように、互いに向かってチップを動かすことにより組み立てることができる。図３１および図３２に示すように、一度角度付き部分１１２が突き合わされると、それらの突合せ面間の約１５μｍの滑り移動により長手方向に整列した部分１１３の相互接触が得られる。このとき、ノズル１１５間のページ幅方向の間隔ｄは、突合せチップ１１０間の変わり目にわたって維持される。例えば、列２と列３のノズル間の間隔も、プリンタソフトウェアが動作するように設計された間隔に設定される。
【００７２】
図３４のＳで概略的に示すバネ力が突合せプリントチップ１１０の全体にわたって圧縮を維持する。すなわち、印刷ヘッドのページ幅にわたってこのようなチップが１０個設けられる場合、印刷ヘッドの一端または両端の負荷バネがプリントチップのアレイ全体を通して力Ｓを維持し、印刷ヘッド全体に一定の力が維持されることが確実になる。これにより、周囲温度や使用温度の変動とともにチップの列全体が伸縮するので有利である。プリントチップには、プラスチックおよびシリコンの両方の構成部品が含まれるので、これら２つの材料の変わり得る熱膨張率に対応するための特別に複雑な設計上の配慮は不要である。事実、プリントチップ１１０の列全体がわずかに伸縮し得るが、印刷品質に小さい知覚できない変化を生じるだけである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】プリントエンジン組立体の前方斜視図である。
【図２】図１のプリントエンジン組立体の後方斜視図である。
【図３】図１のプリントエンジン組立体の分解斜視図である。
【図４】印刷ヘッド組立体の概略前方斜視図である。
【図５】図４の印刷ヘッド組立体の概略後方斜視図である。
【図６】印刷ヘッド組立体の分解斜視図である。
【図７】印刷ヘッドの中心を通る断面による、図４〜図６の印刷ヘッド組立体の切断端面図である。
【図８】図４の左端付近で切断した、図４〜図６の印刷ヘッド組立体の概略切断端面図である。
【図９Ａ】印刷ヘッドの積層スタック構造におけるプリントチップとノズルガードの搭載を示す概略端面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの拡大端面切断図である。
【図１０】印刷ヘッドカバー組立体の分解斜視図である。
【図１１】インク配給成形体の概略斜視図である。
【図１２】本発明による積層インク配給構造の一部を形成する層を示す分解斜視図である。
【図１３】図９Ａおよび図９Ｂに示す構造を上方から見た段差断面図である。
【図１４】図１３に示す構造を下方から見た段差断面図である。
【図１５】第１のラミネート層の概略斜視図である。
【図１６】第２のラミネート層の概略斜視図である。
【図１７】第３のラミネート層の概略斜視図である。
【図１８】第４のラミネート層の概略斜視図である。
【図１９】第５のラミネート層の概略斜視図である。
【図２０】エアバルブ成形体の斜視図である。
【図２１】プラテンの右端の後方斜視図である。
【図２２】プラテンの左端の後部斜視図である。
【図２３】プラテンの分解図である。
【図２４】プラテンの横断面図である。
【図２５】光学紙センサ構成の前方斜視図である。
【図２６】印刷ヘッド組立体と、インク貯蔵カセットに取り付けられたインクラインの概略斜視図である。
【図２７】図２６の一部分解図である。
【図２８】プリントチップの突合せ面間のギャップなしに、印刷ヘッドにおいて端部どうしが突合せ接合している、プリントチップのアレイにおける１対のプリントチップの一部の概略平面図である。
【図２９】互いに突合せ接合されようとしている１対のプリントチップの一部の概略拡大平面図である。
【図３０】図２９に示すものの概略斜視図である。
【図３１】図２９に示すプリントチップの一部が突合せ接合された後であるが端面間のすべり移動が完了する前の概略平面図である。
【図３２】図３１に示すものの概略斜視図である。
【図３３】図２９〜図３２に示す突合せ接合しているプリントチップの一部であるが、すべり移動が完了した後の概略平面図である。
【図３４】図３３に示すものの概略斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０：シャーシ、１１：印刷ヘッド組立体、１２：フィードローラ、１３：フィードアイドラローラ、１４：プラテン／プラテン部材／プラテン組立体、１５：出口ローラ、１６：ピンホイール組立体、１７：ステッピングモータ、１８：ベアリング成形体、１９：出口スロット、２０：印刷ヘッドスペーサ／スペーサ成形体、２１：プリント回路板／ＰＣＢ、２２：ＤＲＡＭ、２３：ＰＥＣチップ、２４：ＱＡチップコネクタ、２５：マイクロコントローラ、２６：二重モータ駆動チップ、２７：プリントチップ、２８：ＴＡＢフィルム、２９：ＴＡＢフィルムバッキングパッド、３０：インクジェットノズル、３１：インク通路、３４：インク取入れ口、３５：配給成形体、３６：積層スタック、３７：インクカセット、３８：インクホース、３９：配給成形体カバー／カバー成形体、４０：インクダクト、４１：エアダクト、４２：クロスフローインクチャネル、４３：ノズルガード、４４：マイクロアパーチャ、４５：スタック収納部、４６：ＴＡＢフィルム収納部、４７：チップハウジング層、４８：位置決め差込み部、４９：上部印刷ヘッドカバー、５０：インク転送口、５１：転換ダクト、５２：第１の層、５３：インクホール、５４：エアホール、５５：下側凹部、５６：第２の層、５７，５９：スロット、５８，６１：チャネル、６０：第３の層、６２：第４の層、６３：エア通路、６４：第５の最終層、６５：チップスロット、６６：エアバルブ成形体、６７：アパーチャ、６８：エア通路、６９：圧縮バネ、７０：カム従動子、７１：エアバルブカム面、７３：回転シャフト、７４，７５：プラテンエンドキャップ、７６，７７：カム、７８：プラテン表面、７９：ギア、８０：キャッピング部材、８１：吸い取り部、８２：吸い取り材、８３：プラテン本体、８４：平坦部、８５：キャップハウジング、８６：キャップシール部材、８８：光センサ、８９：アーム、９０：センサフラグ部材、９１：シャフト、９２：バネ、９３：インクカセット、９４：ホース、９５：チップインクバルブ、９６：エア吸気コネクタ、９７：エア吸気コネクタ、９８：エアポンプ、９９：接点、１００：スペーサ突起部、１０１：レール、１０２：スプリング
【国際公開パンフレット】
2004521774.tif 000003
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【国際調査報告】
2004521774.tif 000043
2004521774.tif 000044