JP2010537810A - モジュラプリントヘッドおよびアダプタの為の方法および装置とインクジェットプリンタシステムによる回転 - Google Patents

Abstract

インクジェットプリントシステムと使用するための方法、システムおよび装置が提供される。一部の実施形態において、１つ以上の供給ラインを含むアダプタを備える装置が提供され、該１つ以上の供給ラインは、インクおよび溶媒の少なくとも一方をプリントヘッドに送信するように適合されている。多数の他の態様も提供されている。
【選択図】 図３Ａ

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２００７年８月２９日に出願され、「ＭＯＤＵＬＡＲ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤ ＡＮＤ ＡＤＡＰＴＥＲ ＦＯＲ ＩＮＫＪＥＴ ＰＲＩＮＴＥＲ ＳＹＳＴＥＭＳ」（代理人整理番号第１１５３４／Ｌ１号）と題された米国仮特許出願第６０／９６８，８７２号と、２００７年１２月６日に出願され、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＦＡＣＩＬＩＴＡＴＩＮＧ ＲＯＴＡＴＩＯＮ ＯＦ ＩＮＫＪＥＴ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤＳ」（代理人整理番号第１１５３４／Ｌ２号）と題された米国仮特許出願第６０／９９２，７２５号の優先権を主張するものであり、両者はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。

本出願は、以下の共に譲渡され、かつ同時係属の米国特許出願に関連し、これらの各々はその全体が参照により本明細書に組み入れられる：
２００４年１２月２２日に出願され、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＡＬＩＧＮＩＮＧ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤＳ」（代理人整理番号第９５２１−３号）と題された米国特許出願第１１／０１９，９３０号と、
２００６年８月２３日に出願され、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＩＮＫＪＥＴ ＰＲＩＮＴＩＮＧ ＣＯＬＯＲ ＦＩＬＴＥＲＳ ＦＯＲ ＤＩＳＰＬＡＹＳ ＵＳＩＮＧ ＰＡＴＴＥＲＮ ＤＡＴＡ」（代理人整理番号第９５２１−Ｐ０４号）と題された米国特許出願第１１／４６６，５０７号。

発明の分野

本発明は概して、フラットパネルディスプレイ製造、より具体的にはインクジェットプリント用の方法および装置に関する。

発明の背景

インクジェットプリントは、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタを生成するための方法として用いられてきた。この方法によると、インク滴は、インクジェットプリントヘッドの複数のノズルを介して、基板上に配列された画素ウェルのアレイに噴射される。ノズルは、固定ピッチで一列に配列されてもよい。プリントヘッドは複数の活性化チャネルを含んでもよく、これらの各々は、例えば、プリントヘッドの対応する個別ノズルからインクを噴射するために使用される圧電変換器（ＰＺＴ）を含んでもよい。プリントヘッドは通常、プリントヘッドを正確に位置決めして、移動基板上にインクを堆積することができるキャリッジに組み込まれる。

ジェットデータ生成器（ＪＤＧ）は、動作を制御して（例えば、ファイヤパルス信号をＰＺＴに提供して）、プリントヘッドを位置決めするために使用可能である。しかしながら、時には、インクジェットプリントヘッドのノズルはインクが詰まることがあり、保守や交換を必要とし、これには時間がかかり、ひいてはコストがかかることになる。場合によっては、新たなプリントヘッドの個別ノズルが、例えば製造不整合や他の原因によって画素ウェルと正確に整列されないこともあり、これはプリントに悪影響を及ぼすことがある。プリントヘッドキャリッジ内でのプリントヘッドの正確な整列は通常、プリントヘッドが組み込まれた後、プリント前に必要とされる。さらに、プリントヘッドは通常、一定の配列で一定のノズルを含んでいるため、個別プリントヘッドをすべてのプリント用途に対して不適切なものとしてしまう。

加えて、１つ以上のケーブルが、ジェットデータ生成器をプリントヘッドと、プリントヘッドをサポートするキャリッジとに結合させるために使用可能である。従来、インクジェットプリントヘッドは、有効ピッチ（ノズルから噴射されたインク滴間の空間）を調整するために回転される。場合によっては、ジェットデータ生成器をプリントヘッドに結合するケーブルの延長部は、プリントヘッドの回転を可能にするために必要とされてきた。ケーブルが回転可能となるのに十分な長さである場合、ケーブルは、延長部と同様に、摩耗および損傷に悩まされるか、システムの移動パーツ（例えば、回転プリントヘッドおよびプリントヘッドの回転を容易にするパーツ）の妨げとなるか、ケーブルの摩耗に伴って潜在的な汚染粒子源となるかのいずれかである。

したがって、プリントヘッドの効率的な交換を可能にする方法および装置の改良と、プリント時に回転するプリントヘッドと併用されるケーブル設計の改良とが必要とされる。

本発明の複数の態様で装置が提供される。該装置は、１つ以上の供給ラインを含むアダプタを備えており、その１つ以上の供給ラインは、インクおよび溶媒の少なくとも一方をプリントヘッドに送るように適合される。

本発明の他の態様では、インクジェットプリントシステムが提供される。このシステムは、サポートキャリッジと、上記サポートキャリッジに結合され、かつ調整特徴部を含むアダプタと、上記アダプタに開放可能かつ調整可能に結合されるように適合されたモジュラプリントヘッドとを備えている。

本発明のさらに別の態様では、一つの方法が提供される。この方法は、サポートキャリッジの搭載ブラケットに近接してアダプタを位置決めするステップと、上記アダプタを第１の方向で該搭載ブラケットに整列させるステップと、上記アダプタを第２の方向で上記搭載ブラケットに整列させるステップと、上記アダプタを上記搭載ブラケットに結合させるステップとを備えている。

本発明の他の特徴および態様は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲および添付の図面からより完全に明らかになるであろう。

インクジェットプリントに使用する従来技術のプリントヘッドアセンブリの概略図である。 本発明の実施形態にしたがった、インクジェットプリントに使用するシステムの概略図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットヘッドアセンブリの拡大概略図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットヘッドアセンブリの代替実施形態の拡大概略図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の底部斜視図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の斜視図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の斜視図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の概略図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の概略図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の概略図である。 本発明の実施形態にしたがった例示的方法を図示するフローチャートである。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の底部斜視図である。 本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置の概略図である。 本発明の実施形態にしたがった１対のケーブルの斜視図である。 本発明の実施形態にしたがった、インクジェットプリントヘッドの回転を容易にするための例示的方法を示すフローチャートである。

詳細な説明

本発明は、プリントヘッドをコントローラに接続させるケーブルの摩耗を最小化しつつ、プリントヘッドの交換および較正ならびにプリントヘッドの回転を容易にするための方法、システムおよび装置を提供する。

インクジェットヘッドは、微小レベルの（数ピコリットル程度の）インク滴および（数ミクロン程度の）画素ウェルゆえに必要とされる高度な正確さを維持するために、定期的に保守および／または交換を施されるインクジェットプリントシステムの消耗部分であってもよい。例えば、プリントヘッドにおける極めて小さな製造欠陥や不具合が不適切なプリント性能を招くことがある。実際、プリントヘッドはしばしば、わずかな欠陥や詰まりなどによる保守をオフラインで施される。これらのヘッドが保守を受けたり交換されたりすると、インクジェットヘッド位置が、画素ウェルに対して再較正される必要がある場合もある。在来のプリントヘッドを使用すると、シフトされたノズル場所は、プリントされたインク滴の場所において対応するシフトを招く可能性がある。このことは、画素ウェル境界が実際のインク滴場所と意図するインク滴場所の間にある場合に特に問題となる。このような場合、インク滴は、境界の間違った側に堆積されることもあり、あるいは不正確なインク量または不正確な色のいずれかが、画素ウェル境界の２つの側の一方またはもう一方（または両方）のウェルに堆積されることもある。在来、再較正手順はコストがかかり、再較正には時間がかかるので、ツールは再較正手順時にアイドル状態のままのこともある。

これらの難題を緩和するために、本発明は、容易に除去可能および交換可能であり、機能的な交換による不具合のあるプリントヘッドの迅速かつコスト効率の高い置換や、特定の用途に適したプリントヘッドとの交換を容易にするモジュラプリントヘッドを提供する。モジュラプリントヘッドの使用による利点を実現するために、プリントアセンブリへのモジュラプリントヘッドの組み込みには高度な正確さが必要とされるが、それは、プリントアセンブリ内のプリントヘッドの位置決めおよび整列におけるわずかなずれ（deviation）は、他のタイプの不具合同様にプリント性能にダメージを与えることがあり、またモジュラ設計の利点を打ち消すこともあるからである。例えば、シフトノズルの問題を解決するためには、一部の実施形態において、本発明は、中央ノズルポイントなどの、プリントヘッドの所定のポイントをアダプタに整列させるステップと、アダプタへの整列後にプリントヘッドを固定するステップと、アダプタをプリンタアセンブリの固定場所に取り付けるステップとを提供する。一部の実施形態において、アダプタは、インクジェットツールの基準表面に対応可能な１つ以上の基準平面や表面を含んでもよい。プリントヘッドの位置は基準表面に対して較正可能であるため、アダプタに結合されたインクジェットプリントヘッドが別の較正済みインクジェットプリントヘッドと交換される場合、ノズルは、インクウェルに対して的確に位置決め可能である。

この「モジュラ」アプローチに関する多数のさらなる関連利点もある。例えば、ノズルの数、サイズおよび間隔に関する様々な特徴を有する異なるプリントヘッドが用いられて、特殊用途向けのプリンタアセンブリに選択的に組み込まれてもよい。

本発明のシステムおよび方法は、交換または代替物としてプリントアセンブリに容易に組み込み可能なモジュラプリントヘッドを提供することによって、プリントヘッドの不具合および／または保守に伴う潜在的な否定的側面（downside）を削減する。モジュラコンポーネントとして、プリントヘッドは、具体的な機能について設計および／またはカスタマイズされてもよい。本発明のモジュラプリントヘッドおよびアダプタはさらに、修理、保守および／または欠陥検証のためのプリンタアセンブリからの簡単な除去、および代わりの動作可能なプリントヘッドとの容易な交換を可能にする。

本発明はまた、インクジェットヘッドをジェットデータ生成器（ＪＤＧ）やコントローラに動作可能に結合させ、ケーブルにダメージを与えたり摩耗させたりせずにインクジェットヘッドを回転させ、特定のケーブル配向を維持し、ケーブルが移動パーツ（例えば、回転プリントヘッドおよびプリントヘッドの移動を容易にするパーツ）に絡むのを防止するように適合されている。上述したように、プリントヘッドの回転は望ましいが、それは、ピッチ（インク滴間の距離）の調整が可能であり、このことが、インク滴のより的確／正確な配置を可能にし、また、表示対象をプリントするのに必要なプリントパス数が削減可能であるためにより高速かつより効率的なスループットを提供することができるからである。

従来の技術において、図１に示されているように、プリントヘッドアセンブリ１００は、１対のケーブル１０６を介してプリントヘッド１０４に結合されたコントローラ１０２を含んでもよい。各ケーブル１０６の第１の端部１０８はコントローラ１０２に結合するように構成されてもよく、また各ケーブル１０６の第２の端部１１０はプリントヘッド１０４に結合するように構成されてもよい。ケーブル１０６は、プリントヘッド１０４を回転させるのに十分な長さであってもよいが、ケーブル１０６は摩耗および損傷を受けることもある。加えて、ケーブル１０６からのたるみは、システムの移動パーツ（例えば、回転プリントヘッドと、該プリントヘッドおよび他のプリントヘッドの移動を容易にするパーツ）の妨げとなることもある。従来のケーブル１０６に伴うもう１つの問題は、ケーブル１０６が被る摩耗および損傷は、アセンブリ１００の移動パーツおよびケーブル１０６そのものをケーブル１０６が磨耗させてしまうということを含み、これが、アセンブリ１００と、プリントヘッド１０４からインクを受け取る基板とを汚染しうる粒子を生成させうる。

本発明の一実施形態において、１セットのケーブルの各ケーブルの第１の端部が、事前設定された長さに対してわずかに平行に、ＪＤＧの反対側から延びることがある。一部の実施形態において、ケーブルはリボンケーブルであってもよい。事前設定された長さの後に、２つのケーブルは相互に接触し、インクジェットプリントヘッドから離れて延びる弓型形状を形成するように構成されている。１セットの各ケーブルの第２の端部はインクジェットプリントヘッドの反対側に結合されてもよい。２つのケーブルは、インクジェットプリントヘッドに取り付けるインク供給用経路を提供するために、インクジェットプリントヘッドの反対側に取り付けられてもよい。弓型形状は、ケーブルがインクジェットプリントヘッドにもつれたり接触したりしないようにしつつ、ケーブルを摩耗させずに回転するインクジェットプリントヘッドのたるみを提供可能である。たるみは、ケーブルの弓型形状がプリントヘッドの幅（プリントヘッドの「フットプリント」）を超えて延び、かつ他のプリントヘッドと干渉するほど多くない点に注目すべきである。加えて、２つのケーブルによって形成された弓型形状の形状および場所は、インクジェットプリントヘッドの回転に伴ってケーブルがもつれないようにするものである。この装置は、特定のケーブル配向、とりわけ弓型形状を維持し、所望の場所に弓型を形成させるためのカバーを含んでもよい。装置はまた、ケーブルが可動パーツにもつれるのを防止するためのサポートやガイドを含んでもよい。ケーブルは固定長であるため、ケーブルは、プリントヘッドが回転されない場合には余分なたるみで曲げられており、またプリントヘッドが回転される場合には、たるみは、回転を収容するために使用され、完全に９０°回転される場合には弓型形状を除去することができる。上述したように、本発明は、摩耗および損傷を最小化し、ケーブルに対する潜在的なダメージを防止しつつ、プリント中にプリントヘッドを回転させることができる。加えて、従来のケーブルに代わって本発明のケーブルを使用することは粒子生成を大きく削減することができ、これは、本発明のケーブルは、プリントヘッドアセンブリの移動パーツおよびケーブルそのものを擦る形態の摩耗および損傷に耐える必要なく、プリントヘッドの回転を収容するように延長可能であるからである。上述のカバーはまた、プリントヘッドアセンブリと、プリントヘッドからインクを受け取る基板の汚染を防止するために、生成されうる粒子が含有されることを保証する。

図２を参照すると、インクジェットプリントで使用するシステム２００の概略図が描かれている。システム２００は、インクジェットプリントに汚染のない環境を提供可能なインクジェットプリントエンクロージャ２０２を含んでもよい。インクジェットステーション２０４がインクジェットプリントエンクロージャ２０２に包囲されている。インクジェットステーション２０４は、インクジェットプリントヘッドアセンブリ２０６を位置決めするための手段（例えば、モータ）を提供可能である。インクジェットプリントヘッドアセンブリ２０６は、この拡大図が図３に提供されているが、１つ以上のインクジェットプリントヘッド２０８およびヘッド空気圧モジュールを含んでもよい。上述したように、一部の実施例において、プリントヘッド２０８は、例えば圧電変換器（ＰＺＴ）を備えてもよい複数の活性化チャネルを含んでもよく、これらが、プリントヘッドの対応する個別ノズルにインクを提供する。一部の実施形態において、ノズルはノズルプレート（図示せず）に配向されてもよい。一部の実施形態において、チャネルは独立して動作可能であってもよい。インクジェットプリントヘッドは、例えば１２８個のＰＺＴチャネルおよびノズルを含んでもよい。プリントヘッド２０８は、一部の実施例において、９０度回転することができる。インク送出モジュール２１０は、インクジェットプリントシステムエンクロージャ２０２に（例えば、流体連通して、かつ／または電気的に）結合されてもよく、またプリントヘッド２０８にインクを送出するように適合されてもよい。インク送出モジュールの例示的実施形態は、「ＩＮＫＪＥＴ ＰＲＩＮＴ ＨＥＡＤ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＲＥＧＵＬＡＴＯＲ」（１１５２２／Ｌ号）に関する出願第６０／８６８，３１３号に説明されており、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。

図３Ａに示されているように、かつ上述したように、プリントヘッドアセンブリ２０６は、例えばプリントヘッド２０８をサポートするためのキャリッジ２１２を含んでもよい。キャリッジ２１２は、キャリッジ２１２のコンポーネントのうちの複数に機械的サポートを提供するように適合されたサポートフレーム２１４を含んでもよい。キャリッジ２１２はまた、例えばこれに結合されているコントローラ２１６を含んでもよい。コントローラ２１６はまた、例えばケーブルコネクタ２１９において、例えば１対のケーブル２１８を介してプリントヘッド２０８に結合されてもよい。１対のケーブル２１８の各ケーブルは多数の、別個の導電性チャネル（例えばワイヤ）を含んでもよい。一部の実施形態において、各ケーブル２１８は、プリントヘッド２０８の６４個のノズル圧電アクチュエータを動作させるための少なくとも６４個のコンダクタラインを有してもよい。上述したように、１対のケーブル２１８の各ケーブルの第１の端部２２０は、例えば数インチの事前設定長で、わずかに平行にケーブルコネクタ２１９の反対側から延びてもよい。他の適切な事前設定長が使用されてもよい。プリントヘッド２０８のチャネルは、ケーブル２１８を介してコントローラ２１６から送信される信号によって制御可能である。一部の実施形態において、プリントヘッド２０８の各々の個別ノズルを介するインクの噴射は、コントローラ２１６によって送信された信号に応答して起動または起動解除される個別チャネルによって制御可能である。事前設定長の後、２つのケーブルは相互に接触し、インクジェットプリントヘッド２０８から離れて延びる弓型形状（Ｂ）を形成するように構成されている。１対のケーブル２１８の各々の第２の端部２２２はインクジェットプリントヘッド２０８の反対側に結合されてもよい。２つのケーブル２１８は、インクジェットプリントヘッド２０８に取り付けるインク供給用経路を提供するために、インクジェットプリントヘッド２０８の反対側に取り付けられてもよい。

一部の実施形態において、図３Ｂに示されているように、１対のケーブル２１８の第１のケーブル３０１は第１のプリントヘッド３０５に接続可能であり、１対のケーブル２１８の第２のケーブル３０３は第２のプリントヘッド３０７に結合可能である。第１および第２のケーブル３０１、３０３は、第１および第２のケーブル３０１、３０３間のギャップが、第１および第２のプリントヘッド３０５、３０７にインクを提供するのに十分な程度に配置されてもよい。しかしながら、第１および第２のケーブル３０１、３０３の各々は、モジュラプリントヘッドが第１の位置に配置される場合に弓型が形成され、かつこの弓型が、コンダクタを引き伸ばさずに第２の位置にモジュラプリントヘッドを回転させるのに十分な長さを含むことができる。

コントローラ２１６は、プリントヘッド２０８に対して（ケーブルコネクタ２１９およびケーブル２１８を介して）ハードワイヤ接続されるように示されているが、一部の実施形態において、コントローラ２１６は、例えばプリントヘッド２０８にワイヤレス結合されてもよい。コントローラ２１６は、インクジェットを制御するための信号を生成するように適合されたマイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、専用のアナログおよび／またはディジタル回路、論理回路、メモリコンポーネントまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせなどであってもよい。コントローラ２１６はこのような信号を１つ以上の出力ポートを介してモジュラプリントヘッドアセンブリ２０６に送信可能である。

１つ以上の実施形態において、プリントヘッド２０８は、さらに後述されるように、アダプタ２２４と整列されて、これに固定されてもよい。一部の実施形態において、アダプタ２２４は、（例えば、ノズルプレート上のノズルのラインが延びる方向に）プリントヘッド２０８のノズルプレートの長手方向長さに少なくとも等しい長さを有する細長いトップクロスバーを有する略Ｔ形状であってもよい。

アダプタ２２４は、サポートフレーム２１４の第１の端部の事前設定位置に結合されてもよく、これによってモジュラプリントヘッドアセンブリ２０６は、アダプタ２２４への結合によってキャリッジ２１２に固定可能である。フレーム構造２１４は、第２の端部において、１つ以上のモータの動作によって垂直軸を中心に水平平面で回転するように適合されたプラットフォーム、つまりプリントヘッド回転ステージ２２６に結合されてもよい。プラットフォーム２２６の回転は、プリントヘッド２０８の配向、つまり「サーベル角度」を水平（Ｘ−Ｙ）平面に設定するために、コントローラ２１６や他のコントローラによって制御されてもよい。プラットフォーム２２６は、（例えば、ベアリング、ワッシャなどによって）サポートフレーム２１４に回転可能に結合されてもよい。

１つ以上の実施形態において、キャリッジ２１２は、キャリッジ２１２内のプリントヘッド２０８の相対的な位置および配向を調整するための機構を含んでもよい。例えば、プリントヘッド調整機構２２７が、湾曲した破線矢印によって示されている「ｘ」軸を中心としたピッチ２３０、つまり配向の細かい手動または自動調整を提供可能なピッチ調整機構２２８を含んでもよく、またロール調整機構２３１が、所望の場合にはプラットフォーム２２６の湾曲した破線矢印によって示されている「ｙ」軸を中心としたロール２３２、つまり配向の細かい手動または自動調整を提供可能である。ピッチおよび／またはロールの調整の大きさは、数度程度、あるいは他の適切な調整であってもよい。

図４を参照すると、図３Ａを参照して上述されたプリントヘッド２０８およびケーブル２１８を含む装置３００の概略図が描かれている。上述したように、プリントヘッド２０８は、例えば、移動基板（図示せず）にインクを堆積するように適合された１２８個のノズル３０２を含んでもよい。プリントヘッド２０８は、例えば、方向矢印３０４によって示されているように、中心ライン（Ｃ）を中心に０〜９０度回転可能である。上述したように、この回転は、有効ピッチ２３０（ノズル３０２から噴射されたインク滴間の空間）の調整を許容可能であり、これによって、表示対象をプリントするのに必要なプリントパス数が削減されるのに伴って、インク滴のより的確／正確な配置を許容し、より高速かつより効率的なスループットを提供することができる。

プリントヘッドアセンブリ２０６はさらに搭載ブラケット３０６を含んでもよい。一部の実施形態において、搭載ブラケット３０６は、図６を参照してさらに後述されるように、インクおよび溶媒の供給ラインを含んでもよい。一部の実施形態において、アダプタ２２４は、例えばスクリュー３０８や、他の適切な結合デバイスを介して搭載ブラケット３０６に結合可能である。一部の実施形態において、プリントヘッドアセンブリ２０６へのアダプタ２２４の組込み時に、アダプタ２２４およびプリントヘッドアセンブリ２０６は、プリントヘッド２０８が交換される場合に整列を調整する必要がないように、整列されてもよい。一部の実施形態において、アダプタ２２４は、Ｚ方向（高さ）に整列するために、少なくとも２つの整列機構３１０（図５）を含んでもよい。アダプタ２２４はまた、Ｘ方向に整列するために、少なくとも１つの整列機構３１２（図５）を含んでもよい。一部の実施形態において、整列機構３１０、３１２は、例えばコントローラ２１６によって操作可能なセンサであってもよい。他の適切な整列機構も使用可能である。一部の実施形態において、プリントヘッド２０８およびアダプタ２２４は、例えば整列ベンチ（図示せず）や製造者のもとで事前整列されてもよく、また整列機構３１０および３１２はアダプタ２２４と整列されてもよい。このように、整列は、プリントヘッド２０８およびアダプタが交換される場合に維持可能である。代替実施形態において、整列は、プリントヘッド２０８およびアダプタ２２４が、ジグおよび／または自動化手段によってプリントヘッドアセンブリ２０６に結合される際に生じてもよい。整列機構は、整列手順時に任意の方向のアダプタの操作を容易にするために、例えば球形であってもよい。他の適切に成形された整列機構が使用されてもよい。一部の実施形態において、プリントヘッドアセンブリヘッド２０６とアダプタ２２４間の整列が確認された後、プリントヘッドアセンブリ２０６は、例えば接着剤などの適切な結合手段を介してアダプタ２２４に結合可能である。

図９に見られるように、１対のケーブル２１８の第１の端部２２０はケーブルコネクタ２１９に結合される。図４および図９に示されているように、１対のケーブル２１８は、プリントヘッド２０８の一部に延びると、相互に接触して、単一のケーブルとして現れるため、ケーブル２１８の第２の端部２２２はプリントヘッド２０８の反対側に結合可能である。

装置３００はさらに、プリントヘッド２０８にケーブル２１８を案内するように適合されたケーブルガイド３１４を含んでもよい。さらに後述されるように、ケーブルガイド３１４は、プリントヘッド２０８が回転するのに伴ってケーブル２１８が装置３００の可動パーツに絡むのを防止するように成形可能である。本明細書に示されているように、ケーブルガイド３１４は、後方Ｃ型に成形されてもよい。しかしながら、他の適切な形状も使用可能である。ケーブルガイド３１４は、任意の適切な手段によって装置３００に不動に結合可能である。ケーブルガイド３１４はプリントヘッド２０８に伴って回転可能である。ケーブルガイド３１４は、金属、プラスチック、または任意の他の適切な材料からなってもよい。

図６を参照すると、本発明の実施形態にしたがったインクジェットプリント装置３００の斜視図が提供されている。上述したように、搭載ブラケット３０６（図４）は、インクおよび溶媒を、インク送出モジュール２１０におけるインクリザーバまたは供給部および溶媒リザーバまたは供給部から、インク／溶媒インタフェース２３４（図３Ａ）を介してプリントヘッド２０８のノズル３０２に移送するように適合されたインク６０２および溶媒６０４の供給ラインを含んでもよい。一部の実施形態において、インクおよび溶媒の組み合わせは、ノズル３０２（図４）から噴射されてもよい。一部の実施形態において、例えば搭載ブラケット３０６のバルブ６０６が、供給部からのインクおよび溶媒の流れを選択的に方向づけてもよい。バルブは、２方向、３方向または４方向バルブ、あるいは任意の他の適切なバルブであってもよい。使用に適した例示的バルブは、ゲートバルブ、ニードルバルブ、ベローズバルブ、ダイアフラムバルブまたはボールバルブ、あるいは他のタイプのバルブを含んでもよい。バルブ６０６は、例えばコントローラ２１６によって電子的に制御可能である。アダプタ２２４はさらに、アダプタインク／溶媒供給ライン６０８を含んでもよい。アダプタインク／溶媒供給ライン６０８は、搭載ブラケット３０６において、インク６０２および溶媒６０４の供給ラインに流体的に結合されてもよい。プリントヘッド２０８はまた、プリントヘッドインク／溶媒供給ライン６１０を含んでもよい。プリントヘッドインク／溶媒供給ライン６１０は、アダプタインク／溶媒供給ライン６０８に流体的に結合されてもよい。例えば、プリントヘッド２０８がインクを噴出する用意ができた旨を示す情報に応答して、コントローラ２１６はバルブ６０６を開くことができ、これによって、インクおよび溶媒を、インク６０２および溶媒６０４の供給ラインからインク／溶媒供給ライン６０８へ、次いでプリントヘッドインク／溶媒供給ライン６１０に流し、ノズル３０２を介して流出させる。アダプタ２２４およびプリントヘッド２０８は、それぞれ１つ以上のインク／溶媒供給ライン６０８、６１０を含んでもよい。任意の適切な数のインク供給ラインが使用可能である。インクおよび溶媒の経路は、点線矢印付きラインによって図６に示されている。

図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、本発明のアダプタ２２４およびプリントヘッド２０８の例示的実施形態の概略図が提供されている。上述したように、アダプタ２２４は１つ以上の基準または整列表面７００を含んでもよい。本明細書に示されている実施形態において、アダプタ２２４は３つの基準表面７００を含んでいる。これらの基準表面７００は、プリントヘッド２０８へのアダプタ２２４の初期組込み時にアダプタ２２４を整列させるために使用可能である。一部の実施形態において、アダプタインク／溶媒供給ライン６０８がプリントヘッドインク／溶媒供給ライン６１０に対して容易に接続および接続解除可能であるため、プリントヘッド２０８の交換時にアダプタ２２４を調整する必要はないこともある。プリントヘッド２０８の組込み時には、所定のノズル７０２が、プリントヘッド２０８をアダプタ２２４の基準表面と整列させるために使用可能である。所定のノズル７０２は中央ノズルや任意の他の適切なノズルであってもよい。一部の実施形態において、所定のノズル７０２の中心は整列時に使用可能である。一部の実施形態において、所定のノズル７０２は、マイクロスコープ、ロボット、フィードバックセンサまたは任意の他の適切な整列機構を介して基準表面７００と整列されてもよい。アダプタ２２４およびプリントヘッド２０８が整列された後、アダプタ２２４およびプリントヘッド２０８は、ボルト、スクリュー、接着剤または任意の他の適切な結合手段を介して係合可能に結合されてもよい。

本発明はプリントヘッドを迅速に（例えば数分未満）交換可能であり、また、とりわけ交換プロセス時の機械的調整の必要性を排除することができる。いくつかのインクジェットプリントヘッドは消耗部分とみなされることがあり、また３、４カ月の動作後に交換されることもある（例えば、プリントヘッドは２５０億インク滴の寿命を有する）。例えば、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタの生産ラインは通常、時間スループットごとにおよそ１２０個の基板（フラットパネルディスプレイ）のプリントレートを達成するように設計可能である。このような実施例において、およそ７２個のプリントヘッドが、３、４カ月ごとに交換される必要がある。プリントヘッドノズルの機械的な位置の許容範囲は±２５マイクロメートルであってもよい。プロセス要件は、プリントヘッドノズルの位置が、±５マイクロメートル未満の精度レベルを達成するために、各交換の後に調整されるということを明記してもよい。本発明によれば、プリントヘッド２０８は、ノズル整列エラーを±２５μｍから±５μｍレベルに低下させるために、アダプタ２２４に機械的に事前整列されてもよい。

図８を参照すると、アダプタ２２４を組み込んで、プリントヘッド２０８をアダプタ２２４に整列させるための例示的方法８００が提供されている。ステップＳ８０２において、アダプタ２２８は搭載ブラケット３０６に近接して位置決めされる。ステップＳ８０４において、アダプタ２２４は、ｚ整列機構３１０によって、ｚつまり第１の方向にプリントヘッドアセンブリ２０６と整列させられる。一部の実施形態において、整列機構はセンサを含んでもよい。ステップＳ８０６において、アダプタ２２４は、ｘ整列機構３１２を介して、ｘつまり第２の方向にプリントヘッドアセンブリ２０６と整列させられる。ステップＳ８０４およびＳ８０６は任意の順序で生じてもよい点に注目すべきである。アダプタ２２４は次いで、ステップＳ８０８において、プリントヘッドアセンブリ２０６の搭載ブラケット３０６に結合されてもよい。上述したように、結合はスクリュー３０８、ボルト、接着剤または任意の適切な結合デバイスを介して生じてもよい。次いで、ステップＳ８１０において、プリントヘッド２０８はアダプタ２２４と整列される。上述したように、基準表面７００ならびに所定のノズル７０２は、プリントヘッド２０８をアダプタ２２４に整列させるために使用可能である。次いで、ステップＳ８１２において、プリントヘッド２０８はアダプタ２２４に結合可能である。上述したように、アダプタ２２４およびプリントヘッド２０８は、ボルト、スクリュー、接着剤または任意の他の適切な結合手段によって結合されてもよい。一部の実施形態において、例えばセンサが、例えばノズルから噴射されたインク滴数の検出、およびノズルのビルドアップの検出に基づいて、プリントヘッド２０８は交換が必要であると判断してもよい。コントローラ２１６はまた、プリントヘッド２０８が、例えば所定の日時または使用時間に基づいて、交換期限であると判断してもよい。プリントヘッド２０８が交換の必要があるか否かを判断するための他の適切な方法も使用可能である。

図９を参照すると、本発明の実施形態にしたがった、図３および図４に示されたインクジェットプリント用の装置３００の底部斜視図が提供されている。装置３００はさらに、プリントヘッド２０８に結合されたケーブル２１８の第２の端部２２２を維持するように適合されたケーブルクランプ９００を含んでもよい。ケーブルクランプ９００は、金属、プラスチックまたは任意の他の適切な材料からなってもよい。動作時に、プリントヘッド２０８が静止している場合、ケーブル２１８は、点線で示されて、図４にも示されているような弓型形状（Ｂ）を形成するために、プリントヘッド２０８から離れて延びる。上述したように、弓型形状（Ｂ）は、ケーブル２１８の弓型形状（Ｂ）がプリントヘッド２０８の幅（プリントヘッドの「フットプリント」）を超えて延び、かつ他のプリントヘッド（図示せず）と干渉するほどは大きくない。プリントヘッド２０８が回転を開始すると、方向矢印３０４によって示され、かつ図４に示されているように、ケーブル２１８によって形成された弓型形状（Ｂ）やたるみは、ケーブル２１８がプリントヘッド２０８に絡みついたり接触したりするのを防止しつつ、ケーブル２１８を摩耗させずにプリントヘッド２０８を回転させるために使用可能である。加えて、ケーブル２１８は固定長であるため、プリントヘッド２０８が回転を開始すると、コントローラ２１６に近い端部でのケーブル２１８の一部は、余分なたるみを持ち始めることもある。ケーブル２１８におけるたるみは、例えば、プリントヘッド２０８が回転するに伴って移動パーツを巻き込むことがある。しかしながら、ケーブルガイド３１４は、上述したように、ケーブルガイド３１４がケーブル２１８のたるみをサポートして、装置３００の移動パーツにケーブル２１８が絡むのを防止するように位置決めされてもよい。

図１０を参照すると、図１０に示されているプリントヘッドアセンブリ２０６は、図３に示されたプリントヘッドアセンブリ２０６が上述したように本発明のカバー１０００を含む点を除いて、図３を参照して示され、かつ説明されたのと同じプリントヘッドアセンブリである。したがって、本発明のカバー１０００のみが図１０を参照して説明されている。

上述したように、ケーブル２１８の余分なたるみは、プリントヘッド２０８が静止している場合に弓型形状を形成可能である。しかしながら、この弓型形状は、ケーブル２１８が移動パーツに絡むのを引き起こし、かつ／または他のプリントヘッドと干渉したりする可能性がある場所を含む、ケーブル２１８の長さに沿った任意の場所に形成可能である。カバー１０００は特定の場所に弓型形状を形成するためのガイドとして作用できるように成形されて、アセンブリ２０６に結合されてもよい。カバー１０００は、プラスチック、金属または任意の他の適切な材料からなってもよい。カバー１０００はまた、他のプロセス時に生成される任意の粒子にプリントヘッドアセンブリ２０６が暴露されるのを防止可能である。

図１１を参照すると、図３〜図６および図９〜図１０に示されている１対の本発明のケーブル２１８の一方の平面図がここに描かれている。上述したように、ケーブル２１８の第１の端部２２０はコントローラ２１６に結合しており、ケーブル２１８の第２の端部２２２はプリントヘッド２０８に結合している。平面図に見られるように、ケーブル２１８は準Ｓ字型形状を有する。準Ｓ字型形状は、ケーブル２１８への潜在的なダメージを防止するのに加えて、ケーブル２１８の摩耗および損傷を最小化しつつ、プリント時にプリントヘッド２０８を回転させることができる。

図１２を参照すると、インクジェットプリントヘッドの回転を容易にするための例示的方法１２００を図示するフローチャートが描かれている。ステップＳ１２０２において、プリントヘッドは静止している。上述したように、プリントヘッドが静止しているため、ケーブルの一部は弓型形状を有することができる。次いで、ステップＳ１２０４において、プリントヘッドは回転し始める。上述したように、回転は０〜９０度に及ぶこともある。次いでステップＳ１２０６において、ケーブルのたるみの場所が変化する。上述したように、弓型形状を形成するケーブルのたるみは、プリントヘッドの回転によって巻き取られ、回転が止まるまで弓型形状を縮小させる。しかしながら、ケーブルは固定長であるため、コントローラに近い端部におけるケーブルの一部は余分なたるみを有していることもある。ステップＳ１２０８において、ケーブルガイドは、プリントヘッドが回転するに伴ってケーブルが移動パーツに絡むのを防止する。

本発明は、インクジェットプリントヘッドを交換するのに必要な時間を短縮して、インクジェットヘッドの位置的精度を改良し、またプリントヘッドケーブルおよびインク供給ラインの管理を改良する。ケーブルはプリントヘッドの前面および背面の両側で接続され、インク供給ラインは従来的にケーブル間に配置される。一部の実施形態において、本発明はインク供給ラインのインタフェースを再配置し、供給ラインはケーブルの外側になる。

上述の説明は本発明の例示的実施形態のみを開示している。本発明の範囲内にある上述の開示された装置および方法の修正は、当業者には容易に明らかになるであろう。例えば、カバーではなく柔軟な形態や形状が、適切な配向にケーブルを維持するために使用可能である。柔軟な形態はプラスチックや任意の他の適切な材料からなってもよい。柔軟な形態はケーブルに結合可能である。別の実施例において、ケーブルはコイル状にされてもよく、また引き伸ばされる場合には、ケーブルの摩耗および損傷なくインクジェットヘッドを回転させるのに十分なたるみを提供することができる。

したがって、本発明はこの例示的実施形態と関連して開示されてきたが、他の実施形態も、以下の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の主旨および範囲内にあることが理解されるべきである。

１００…プリントヘッドアセンブリ、１０２…コントローラ、１０４…プリントヘッド、１０６…ケーブル、１０８…第１の端部、１１０…第２の端部、２０２…インクジェットプリントエンクロージャ、２０４…インクジェットステーション、２０６…インクジェットプリントヘッドアセンブリ、２０８…インクジェットプリントヘッド、２１０…インク送出モジュール、２１２…キャリッジ、２１８…ケーブル、２１９…ケーブルコネクタ、２２０…第１の端部、２２２…第２の端部、２２４…アダプタ、２２６…プラットフォーム、２２７…プリントヘッド調整機構、２２８…ピッチ調整機構、２３１…ロール調整機構、２３２…ロール、２３４…インク／溶媒インタフェース、３００…装置、３０１…第１のケーブル、３０２…ノズル、３０３…第２のケーブル、３０５…第１のプリントヘッド、３０６…搭載ブラケット、３０７…第２のプリントヘッド、３０８…スクリュー、３１０…整列機構、３１２…整列機構、６０６…バルブ、６０８…アダプタインク／溶媒供給ライン、６１０…プリントヘッドインク／溶媒供給ライン、７００…整列表面、７０２…ノズル、１０００…カバー。

Claims (15)

1. インクジェットプリント装置であって、プリントヘッドをサポートキャリッジに調整可能に固定するためのアダプタを備え、前記アダプタは1つ以上の供給ラインを含み、前記1つ以上の供給ラインが、インクおよび溶媒の少なくとも一方を前記プリントヘッドに送るように適合された装置。
2. 前記アダプタが１つ以上の整列機構を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記整列機構が、前記アダプタをインクジェットプリントシステムの前記サポートキャリッジに整列させるように適合された、請求項２に記載の装置。
4. 前記整列機構が、インクジェットプリントシステムの前記プリントヘッドを整列させるように適合された、請求項２に記載の装置。
5. サポートキャリッジと、
   前記サポートキャリッジに結合され、かつ調整特徴部を含むアダプタと、
   前記アダプタに開放可能かつ調整可能に結合されるように適合されたモジュラプリントヘッドと、
   を備えるインクジェットプリントシステム。
6. 前記モジュラプリントヘッドに結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、前記モジュラプリントヘッドの動作を制御するように適合された、請求項５に記載のシステム。
7. 前記アダプタが１つ以上の供給ラインを含む、請求項５に記載のシステム。
8. インクおよび溶媒の少なくとも一方が前記１つ以上の供給ラインを流れる、請求項７に記載のシステム。
9. 前記プリントヘッドが１つ以上の供給ラインを含む、請求項７に記載のシステム。
10. 前記プリントヘッドにおける前記１つ以上の供給ラインが、前記アダプタにおける前記１つ以上の供給ラインに流体的に結合されている、請求項９に記載のシステム。
11. 前記サポートキャリッジが搭載ブラケットを含み、前記アダプタが前記搭載ブラケットに結合されるように適合された、請求項５に記載のシステム。
12. 前記アダプタが１つ以上の基準表面を含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記１つ以上の基準表面が、前記アダプタを前記プリントヘッドに整列させるように適合された、請求項１２に記載のシステム。
14. サポートキャリッジの搭載ブラケットに近接してアダプタを位置決めするステップと、
    前記アダプタを第１の方向で前記搭載ブラケットに整列させるステップと、
    前記アダプタを第２の方向で前記搭載ブラケットに整列させるステップと、
    前記アダプタを前記搭載ブラケットに結合させるステップと、
    を備える方法。
15. プリントヘッドを前記アダプタに整列させて、前記プリントヘッドを前記アダプタに結合させるステップをさらに備える、請求項１４に記載の方法。

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