JP2004511375A - 6色インクジェットモジュラプリントヘッドのアセンブリ方法 - Google Patents
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Abstract
受け取り部材(12)、及び受け取り部材(12)の中で端と端をつなぐように配列された複数のプリントヘッドモジュール(22)を有するプリントヘッド(10)をアセンブルする方法は、受け取り部材(12)の製造を完了したとき、モジュール(22)が受け取られる受け取り部材の各々のベイ(20)をテストして、そのベイ(20)について仕様からの製造偏差を決定することを含む。プリントヘッドモジュール(22)が選択された受け取り部材(12)のベイ(20)について、そのベイの偏差を補償する仕様からの製造偏差を有するプリントヘッドモジュール(22)が選択される。次に、プリントヘッドモジュール(22)は、受け取り部材(12)の関連したベイ(20)の中に挿入される。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モジュラプリントヘッドに関する。更に具体的には、本発明は、そのようなモジュラプリントヘッドのアセンブリに関する。具体的には、本発明は、プリントヘッドのアセンブリ方法に関する。
【0002】
【発明の背景】
本出願人は、以前に、ページ幅プリントヘッドを使用して写真品質の印刷を提供することを提案している。しかし、必要な寸法を有するそのようなページ幅プリントヘッドを製造することは、プリントヘッドのノズルが故障したとき、全体のプリントヘッドをスクラップにして置換する必要があるという意味で問題があった。
【0003】
従って、本出願人は、複数の小さな置換可能プリントヘッドモジュールから作られ、このようなモジュールが端部と端部とをつなぐように配列されるページ幅プリントヘッドの使用を提案している。この配列の利点は、全体のプリントヘッドをスクラップにする必要なしに、ページ幅プリントヘッドの中で故障したモジュールを除去及び置換できることである。
【0004】
更に、ページ幅プリントヘッドを構成するアセンブリの中で、個々のモジュールの熱膨張を吸収して、隣り合ったモジュールが相互に対して必要な整列を維持することを確実にする必要がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、受け取り手段、及び受け取り手段の中で端と端とをつなぐように配列された複数のプリントヘッドモジュールを有するプリントヘッドをアセンブルする方法であって、
受け取り手段の製造が完了したとき、モジュールが受け取られる受け取り手段の各々のベイをテストして、そのベイについて仕様からの製造偏差を決定するステップと、
プリントヘッドモジュールが選択された受け取り手段のベイについて、そのベイの偏差を補償する仕様からの製造偏差を有するプリントヘッドモジュールを選択するステップと、
選択されたプリントヘッドを、受け取り手段の関連したベイの中へ挿入する
ステップと
を含む方法が提供される。
【0006】
本発明方法は、各々のプリントヘッドモジュールを製造した後、プリントヘッドモジュールをテストして、その製造偏差を決定するステップを含んでもよい。さらに、本発明方法は、各々のテストされたプリントヘッドに、その製造偏差をマークするステップを含んでもよい。
【0007】
本発明方法は、同じ製造偏差を有する全てのテストされたプリントヘッドモジュールを、一緒に貯蔵ゾーンへ貯蔵するステップを含んでもよい。次いで、プリントヘッドモジュールを選択するステップは、貯蔵ゾーンの中の指定された位置から除去するステップを含んでもよい。
【0008】
本発明方法は、統計的分析プロセスを使用して、非常に大きな数の大多数のモジュールの使用を確実にしてもよい。事実、出願人は、統計的分析プロセスを使用して、全てではないが殆ど全てのモジュールが使用される。使用した統計的分析プロセスは、中心極限定理であってもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は、以下添付の図面を参照し、例を挙げて説明される。
【0010】
本発明に従ったプリントヘッドは、概略的に参照番号10で示される。プリントヘッド10は、図1〜図4で示されるマルチモジュールプリントヘッドであるか、図5〜図15で示されるシングルモジュールプリントヘッドであることができる。実際には、プリントヘッドはマルチモジュールプリントヘッドである可能性が高いが、多くの場合、例示されるシングルモジュールプリントヘッドが説明目的のために提供される。
【0011】
プリントヘッド10は、溝形部材12の形式をした取り付け部材を含む。溝形部材12は、一対の対向する側壁14及び16を有する。これらの側壁は、ブリッジ部分又は床部分18によって相互に接続され、溝20を画成する。
【0012】
モジュール又はタイル22の形式をした複数のプリントヘッド構成部品は、溝形部材12の溝20の中で端部と端部とをつなぐように配列される。
【0013】
例示されるように、各々のタイル22は段差のある端部領域24を有し、隣り合ったタイル22が端部と端部とを合わせられるとき、隣り合ったタイルのプリントヘッドチップ26が重なるようになっている。更に、注意すべきは、プリントヘッドチップ26は、関連したタイル22の長手方向側面に対して或る角度で伸び、隣り合ったタイル22のチップ26が重なるのを容易にしていることである。重なりの角度は、隣り合ったチップ26の間のオーパラップ区域が、プリントヘッドチップ26のインクノズルの間の共通ピッチの上にあることを可能にする。更に、隣り合ったタイル22のプリントヘッドチップ26を重ねることによって、プリントヘッド10を通過する印刷媒体(図示されない)に印刷が行われるとき、印刷の不連続が生じないことが分かるであろう。
【0014】
もし所望であれば、プリントヘッド10の長さを伸長するため、複数の溝形部材12を、端部と端部とをつなぐように配列することができる。この目的のために、クリップ28及び受け取り形成部分30(図4)が溝形部材12の1つの端部に配列されて、隣り合った溝形部材12の対応する形成部分(図示されない)と接続して噛み合うようにされる。
【0015】
プリントヘッドチップのノズルは、マイクロメートルで測定される寸法を有することが、当業者によって理解されるであろう。例えば、各々のノズルのノズル開口は、約11又は12マイクロメートルであってもよい。写真品質の印刷を確保するためには、プリントヘッド10のタイル22は、相互に対して正確に整列し、動作条件のもとで、その整列を維持することが重要である。そのような動作条件のもとでは、温度の上昇によってタイル22の膨張が生じる。この膨張を考慮に入れて、隣り合ったタイル22の相互間の整列を維持することが必要である。
【0016】
この目的のため、溝形部材12及び各々のタイル22は、溝形部材12の溝20の中にタイル22を位置決めする相補的位置決め形成部分を有する。溝形部材12の位置決め形成部分は、溝形部材12の壁14の内面に配列されて長手方向に間隔を明けられた一対の噛み合い又は位置決め形成部分32を含む。更に具体的には、各々のタイル22は、それに関連して、2つのそのような位置決め形成部分32を有する。更に、溝形部材12の位置決め形成部分は、溝形部材12の壁16の内面に配列されたスナップリリース又はクリップ34の形式をした固定手段を含む。各々のタイル22は、それに関連して、1つのスナップリリース34を有する。より明瞭な取り付け形成部分32の1つが図12に示される。
【0017】
図6で最も明瞭に示されるように、各々のタイル22は、第1の成形物36、及び第1の成形物36と接合する第2の成形物38を含む。成形物36は、プリントヘッドチップ26が受け取られる長手方向に伸びる溝39を有する。更に、溝39の1つの側に、プリントヘッドチップ26から所望の間隔を明けてプリントヘッドチップ26の上を通過する印刷媒体を維持するため、複数の隆起リブ40が画成される。溝39の反対側には、複数の導電性リブ42が画成される。導電性リブ42は、成形プロセスの間にホットスタンピングによって成形物36へ成形される。これらのリブ42は、チップ26と電気的に接触させてチップ26の動作を制御するため、チップ26の電気接点へ配線される。言い換えれば、リブ42は、後で詳細に説明するように、チップ26のノズルへ制御回路を接続するためのコネクタ44を形成する。
【0018】
タイル22の位置決め形成部分は、長手方向に間隔を明けられた一対の協調エレメントを含む。この協調エレメントは、タイル22の第2の成形物38の1つの側壁50に沿って配列された受け取り凹部46及び48の形式をしている。これらの凹部46及び48は、図6で最も明瞭に示される。
【0019】
凹部46及び48の各々は、関連した位置決め形成部分32の1つを受け取る。
【0020】
タイル22の成形物36は、更に、凹部46及び48を有する側とは反対の成形物36の側で、その長さに沿ったほぼ中間点に相補的エレメント又は凹部50を画成する。成形物36が成形物38へ取り付けられるとき、段差のある凹部部分52(図7)が画成され、凹部部分52は溝形部材12のスナップリリース34を受け取る。
【0021】
溝形部材12の位置決め形成部分32は、壁14の内面から伸びた実質的に半球の突起物の形状をしている。
【0022】
タイル22の凹部46は、図12で、より明瞭に示されるように、実質的に円錐形である。凹部48は細長く、その長手方向軸は溝形部材12の長手方向軸と平行な方向に伸びている。更に、形成部分48は、その長手方向軸と直角の断面で見たとき実質的に三角形であり、その関連した位置決め形成部分32が滑るように受け取られる。
【0023】
タイル22が溝形部材12の溝20の割り当てられた位置へ挿入されるとき、溝形部材12の位置決め形成部分32は、関連した受け取り形成部分46及び48の中に受け取られる。スナップリリース34はタイル22の凹部50の中に受け取られ、スナップリリース34の内側の端部は凹部50の壁54(図7)と接する。
【0024】
更に、注意すべきは、タイル22の幅が溝形部材12の壁14及び16の間の間隔よりも小さいことである。その結果、タイル22が溝形部材12の割り当てられた位置へ挿入されるとき、スナップリリース34はタイル22を配置できるように外側へ動かされる。次に、スナップリリース34は解放されて、凹部50へ受け取られる。これが起こるとき、スナップリリース34は、凹部50の壁54を押圧し、タイル22を壁14の方向へ強制し、突起物32が凹部46及び48の中に受け取られるようにする。凹部の中に受け取られた突起物32は、タイル22を長手方向に位置決めする。しかし、動作中に、タイル22の膨張に起因する長さの増加に対処するため、他の突起物32はスロット形凹部48の中で滑ることができる。更に、スナップリリース34は凹部50よりも短いので、溝形部材12に対するタイル22の側面の運動は、長手方向で吸収される。
【0025】
更に注意すべきは、スナップリリース34は、弾力可撓性アーム56の上に設けられることである。このアーム56は、溝形部材12の長手方向を横切る方向でスナップリリースを移動させる。従って、溝形部材12に対するタイル22の横方向の膨張が容易になる。最後に、突起物46及び48の傾いた壁によって、溝形部材12のの床18に対するタイル22の垂直膨張が、或る程度まで吸収される。
【0026】
こうして、これらの取り付け形成部分32、34、46、48及び50の存在によって、タイル22の全てが多かれ少なかれ同じ率で膨張すると仮定すれば、タイル22の整列が容易になる。
【0027】
図14で更に明瞭に示されるように、成形物36は、長手方向に間隔を明けられて画成された複数の入口開口58を有する。これらの開口58が配列されたラインの隣に、空気供給ギャラリー60が画成される。開口58は、インク及び関連の液体物質、例えば、定着剤又はワニスを、タイル22のプリントヘッドチップ26へ供給するために使用される。ギャラリー60は、空気をチップ26へ供給するために使用される。この点に関して、チップ26は、チップ26のノズル層63をカバーするノズル保護部分61(図12)を有する。ノズル層63は、本出願人の同時係属出願第PCT/AU00/00744号明細書で詳細に説明されるようなシリコン入口背面の上に取り付けられる。この同時係属出願の開示は、参照によって、特にここに組み込まれる。
【0028】
開口58は、対応する開口62と連絡する。開口62は、成形物36と接合する成形物38の表面64の中で、長手方向に間隔を明けて画成される。更に、開口66が表面64の中に画成される。開口66は、空気ギャラリー60へ空気を供給する。
【0029】
図14で更に明瞭に示されるように、下面68は、開口62が開いている複数の凹部70を画成される。更に、開口66が開いている2つの凹部72が画成される。
【0030】
凹部70は、溝形部材12の床18から立ち上がっているカラー74を収容する大きさである。これらのカラー74は、2つの同心円環によって画成され、溝形部材12の溝20に対するタイル22の移動を吸収し、依然として緊密なシーリングを確保する。凹部66は類似のカラー76を受け取る。これらのカラー76も、2つの同心円環の形状をしている。
【0031】
カラー74及び76は、溝形部材12の床18を通って伸びる通路78(図10)の開口を取り巻く。
【0032】
カラー74及び76は、エラストマー性及び疎水性の物質で、溝形部材12の成形の間に成形される。溝形部材12は、こうして2つの射出成形プロセスによって成形される。
【0033】
成形物36に関して成形物38を位置決めするため、成形物36は、対向する端部に配列された位置決めペグ80(図14)を有する。ペグ80は、成形物38のソケット82(図6)の中に受け取られる。
【0034】
更に、成形物36の上面、即ち、チップ26を有する表面は、一対の対向する凹部82を有する。凹部82は、タイル22を選択及び配置するロボットピックアップポイントとして働く。
【0035】
タイル22のチップ26へインク及び空気を供給する構成部品は、図15で詳細に示される。
【0036】
このように、通路78.1の最初の系列を介して、シアンインクがチップ26へ提供される。マゼンタインクは通路78.2を介して提供され、イエローインクは通路78.3を介して提供され、ブラックインクは通路78.4を介して提供される。可視スペクトルで見ることができないが、赤外線スペクトルでは見ることのできるインクは、通路78.5の系列によって提供され、定着剤は通路78.6の系列を介して提供される。従って、説明されたチップ26は、6「色」チップ26である。
【0037】
タイル22及び溝形部材12の公差の中に製造変動を収めるため、標本抽出手法が使用される。
【0038】
製造が完了した後、各々のタイル22は、その公差を評価するため測定される。ゼロ公差に対して、特定タイル22の仕様からの偏差が記録され、そのタイル22は、各々が同じ偏差を有するタイル22を含むビンに置かれる。20ミクロンの公差帯域を提供する約+10ミクロン又は−10ミクロンの最大公差が、タイル22について推定される。
【0039】
タイル22の貯蔵は、中心極限定理によって決定される。中心極限定理は、非正規分布母集団からの標本の平均が正規分布であり、標本のサイズが大きくなると、任意の分布の母集団から取られた標本の平均が母数に近づくことを規定する。
【0040】
言い換えれば、中心極限定理は、通常の統計分析と対比して、平均を変量自身として使用する。そうすることによって、母集団の個々の項目ではなく平均の分布が設定される。平均のこの分布は、それ自身の平均、及びそれ自身の分散並びに標準偏差を有するであろう。
【0041】
中心極限定理は、元の分布の形状がどのようなものであれ、元の分布から取られた標本の平均から生じる新しい分布は、標本のサイズが増加するにつれて、実質的に鐘形の正規分布曲線を生じることを記述している。
【0042】
一般的に、母集団平均の両側における変量は、全ての標本で等しく表されなければならない。その結果、標本平均は母集団平均の周りに集まる。ゼロ位置の周りの対称単峰正規分布となる分布の形状とは無関係に、ゼロに近い標本平均は、公差が増加するにつれて、ますます普通にならなければならない。
【0043】
従って、製造が完了したとき、各々のタイル22は、チップ26と成形物36及び38との間の変動を光学的に測定される。タイルアセンブリが測定されたとき、それは公差シフト、例えば、+3ミクロンを反射するように、レーザでマークされるかバーコードを付けられる。次に、このタイル22は、+3ミクロンタイルのビンの中に置かれる。
【0044】
各々の溝12は光学的にチェックされ、位置決め形成部分32及び34の位置が記録される。これらの形成部分は、各々のタイルのロケーション又はベイについて様々な量だけ整列から外れていてよい。例えば、これらの位置決め形成部分32及び34は、最初のタイルベイで−1ミクロンだけ仕様から外れ、第2のタイルベイで+3ミクロンだけ外れ、第3のタイルベイで−2ミクロンだけ外れていてもよい。以下同様である。
【0045】
タイル22は、ロボットでピックアップされ、位置決め形成部分32及び34の偏差に従って配置される。更に、各々のタイル22も、その隣り合ったタイル22に対して選択される。
【0046】
この配列によって、タイル22及び溝形部材12の製造公差の変動は吸収され、溝形部材12の中で位置又はベイに合ったタイル22を適切に選択することによって、ゼロ偏差平均が可能となるようにされる。
【0047】
タイル22の1つを置換することが望まれるか要求されるとき、類似の作業を実行することができる。
【0048】
ここで図16を参照すると、本発明に従ったプリントヘッドアセンブリが、概略的に参照番号90によって示される。アセンブリ90は、プリントヘッド10を受け取ることのできる溝94を画成する本体部材92を含む。
【0049】
本体92はコア部材96を含む。コア部材96は、平行間隔関係で配列された複数の溝画成エレメント又はプレート98を有する。囲い部材100はコア部材96と接合して、隣り合ったプレートの間に画成された溝を閉止し、インクギャラリー102を形成する。囲い部材100は、その動作的に内側の表面に、間隔平行関係で伸びる複数の隆起リブ様の形成部分104を有する。各々のリブ様部材104は、最上部のもの(即ち、溝94に最も近いもの)を除いて、スロット106を画成する。コア部材96のプレート98の1つの自由端は、スロット106の中に受け取られて、ギャラリー102を画成する。
【0050】
複数のインク供給路は、コア部材96の動作的に外側の表面に沿って、間隔平行関係で画成される。これらの供給路は、インク給送通路108を画成するため、カバー部材110によって閉止される。これらのインク給送通路108は、関連するギャラリー102からタイル22のプリントヘッドチップ26へインクを供給するため、プリントヘッド10の溝形部材12の通路78と連絡する溝94へ開いている。
【0051】
更に、タイル22の空気供給ギャラリー60と連絡して、各々のプリントヘッドチップ26のノズル層63の上に空気を送るため、空気供給溝112が溝94の下に画成される。
【0052】
タイル22の導電性リブ42と同じように、本体92のカバー部材110は、その外面116に導電性リブ114を保有する。導電性リブ114も、カバー部材110の成形の間に、ホットスタンピングによって形成される。これらの導電性リブ114は、プリントヘッドアセンブリ90の足部分120の外面118の上にある接触パッド(図示されていない)と電気的に接触する。
【0053】
プリントヘッド10が溝94の中へ挿入されるとき、各々のタイル22のコネクタ44の導電性リブ42は、導電性ストリップ122によって、本体92の導電性リブ114の対応するセットと電気的に接触するように配置される。導電性ストリップ122は、各々のタイル22のコネクタ44と本体92のリブ114のセットとの間に配置される。ストリップ122はエラストマーストリップである。このエラストマーストリップは、各々のリブ42を、カバー部材110の導電性リブ114の1つと電気的に導通させるため横方向に配列された導電性通路(図示されていない)を有する。
【0054】
従って、本発明の利点は、モジュール性を有し、ロボット手法によって迅速に組み立てることができ、その点に関して、製造公差を考慮に入れた高品質の印刷を容易にするプリントヘッド10が提供されることである。更に、プリントヘッドアセンブリ90も高速及び低コストで製造されることができる。
【0055】
当業者は、広範囲に記述された本発明の思想又は範囲から逸脱することなく、特定の実施形態として示された本発明に対して、多数の変形及び/又は修正がなされてよいことを理解するであろう。従って、本発明の実施形態は、全ての点で例示として考えるべきであり、制限として考えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明に従ったマルチモジュールプリントヘッドの3次元の図である。
【図2】
図1のプリントヘッドの3次元の組立分解図である。
【図3】
本発明に従ったプリントヘッドの取り付け部材を、1つの側面から見た3次元の図である。
【図4】
他の側面から見た取り付け部材の3次元の図である。
【図5】
本発明に従ったシングルモジュールプリントヘッドの3次元の図である。
【図6】
図5のプリントヘッドの3次元の組立分解図である。
【図7】
図5のプリントヘッドの平面図である。
【図8】
図5のプリントヘッドを1つの側面から見た側面図である。
【図9】
図5のプリントヘッドを反対側から見た側面図である。
【図10】
図5のプリントヘッドの底面図である。
【図11】
図5のプリントヘッドの端面図である。
【図12】
図7の線XII−XIIに沿って取られた図5のプリントヘッドの断面図である。
【図13】
図10の線XIII−XIIIに沿って取られた図5のプリントヘッドの断面図である。
【図14】
プリントヘッド構成部品を底面から見た3次元の図である。
【図15】
構成部分のプリントヘッドチップへ流体を供給する構成部品の底面図である。
【図16】
本発明に従ったプリントヘッドを含むプリントヘッドアセンブリの3次元の略図である。
【符号の説明】
10 プリントヘッド
12 溝形部材
14、16 側壁
18 床部分
20 溝
22 モジュール又はタイル
26 プリントヘッドチップ
32 位置決め形成部分
34 スナップリリース又はクリップ
46 凹部
58 入口開口
60 空気供給ギャラリー
61 ノズル保護部分
62 開口
63 ノズル層
65 シリコン入口背面
70 凹部
74 カラー
78 通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、モジュラプリントヘッドに関する。更に具体的には、本発明は、そのようなモジュラプリントヘッドのアセンブリに関する。具体的には、本発明は、プリントヘッドのアセンブリ方法に関する。
【0002】
【発明の背景】
本出願人は、以前に、ページ幅プリントヘッドを使用して写真品質の印刷を提供することを提案している。しかし、必要な寸法を有するそのようなページ幅プリントヘッドを製造することは、プリントヘッドのノズルが故障したとき、全体のプリントヘッドをスクラップにして置換する必要があるという意味で問題があった。
【0003】
従って、本出願人は、複数の小さな置換可能プリントヘッドモジュールから作られ、このようなモジュールが端部と端部とをつなぐように配列されるページ幅プリントヘッドの使用を提案している。この配列の利点は、全体のプリントヘッドをスクラップにする必要なしに、ページ幅プリントヘッドの中で故障したモジュールを除去及び置換できることである。
【0004】
更に、ページ幅プリントヘッドを構成するアセンブリの中で、個々のモジュールの熱膨張を吸収して、隣り合ったモジュールが相互に対して必要な整列を維持することを確実にする必要がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、受け取り手段、及び受け取り手段の中で端と端とをつなぐように配列された複数のプリントヘッドモジュールを有するプリントヘッドをアセンブルする方法であって、
受け取り手段の製造が完了したとき、モジュールが受け取られる受け取り手段の各々のベイをテストして、そのベイについて仕様からの製造偏差を決定するステップと、
プリントヘッドモジュールが選択された受け取り手段のベイについて、そのベイの偏差を補償する仕様からの製造偏差を有するプリントヘッドモジュールを選択するステップと、
選択されたプリントヘッドを、受け取り手段の関連したベイの中へ挿入する
ステップと
を含む方法が提供される。
【0006】
本発明方法は、各々のプリントヘッドモジュールを製造した後、プリントヘッドモジュールをテストして、その製造偏差を決定するステップを含んでもよい。さらに、本発明方法は、各々のテストされたプリントヘッドに、その製造偏差をマークするステップを含んでもよい。
【0007】
本発明方法は、同じ製造偏差を有する全てのテストされたプリントヘッドモジュールを、一緒に貯蔵ゾーンへ貯蔵するステップを含んでもよい。次いで、プリントヘッドモジュールを選択するステップは、貯蔵ゾーンの中の指定された位置から除去するステップを含んでもよい。
【0008】
本発明方法は、統計的分析プロセスを使用して、非常に大きな数の大多数のモジュールの使用を確実にしてもよい。事実、出願人は、統計的分析プロセスを使用して、全てではないが殆ど全てのモジュールが使用される。使用した統計的分析プロセスは、中心極限定理であってもよい。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は、以下添付の図面を参照し、例を挙げて説明される。
【0010】
本発明に従ったプリントヘッドは、概略的に参照番号10で示される。プリントヘッド10は、図1〜図4で示されるマルチモジュールプリントヘッドであるか、図5〜図15で示されるシングルモジュールプリントヘッドであることができる。実際には、プリントヘッドはマルチモジュールプリントヘッドである可能性が高いが、多くの場合、例示されるシングルモジュールプリントヘッドが説明目的のために提供される。
【0011】
プリントヘッド10は、溝形部材12の形式をした取り付け部材を含む。溝形部材12は、一対の対向する側壁14及び16を有する。これらの側壁は、ブリッジ部分又は床部分18によって相互に接続され、溝20を画成する。
【0012】
モジュール又はタイル22の形式をした複数のプリントヘッド構成部品は、溝形部材12の溝20の中で端部と端部とをつなぐように配列される。
【0013】
例示されるように、各々のタイル22は段差のある端部領域24を有し、隣り合ったタイル22が端部と端部とを合わせられるとき、隣り合ったタイルのプリントヘッドチップ26が重なるようになっている。更に、注意すべきは、プリントヘッドチップ26は、関連したタイル22の長手方向側面に対して或る角度で伸び、隣り合ったタイル22のチップ26が重なるのを容易にしていることである。重なりの角度は、隣り合ったチップ26の間のオーパラップ区域が、プリントヘッドチップ26のインクノズルの間の共通ピッチの上にあることを可能にする。更に、隣り合ったタイル22のプリントヘッドチップ26を重ねることによって、プリントヘッド10を通過する印刷媒体(図示されない)に印刷が行われるとき、印刷の不連続が生じないことが分かるであろう。
【0014】
もし所望であれば、プリントヘッド10の長さを伸長するため、複数の溝形部材12を、端部と端部とをつなぐように配列することができる。この目的のために、クリップ28及び受け取り形成部分30(図4)が溝形部材12の1つの端部に配列されて、隣り合った溝形部材12の対応する形成部分(図示されない)と接続して噛み合うようにされる。
【0015】
プリントヘッドチップのノズルは、マイクロメートルで測定される寸法を有することが、当業者によって理解されるであろう。例えば、各々のノズルのノズル開口は、約11又は12マイクロメートルであってもよい。写真品質の印刷を確保するためには、プリントヘッド10のタイル22は、相互に対して正確に整列し、動作条件のもとで、その整列を維持することが重要である。そのような動作条件のもとでは、温度の上昇によってタイル22の膨張が生じる。この膨張を考慮に入れて、隣り合ったタイル22の相互間の整列を維持することが必要である。
【0016】
この目的のため、溝形部材12及び各々のタイル22は、溝形部材12の溝20の中にタイル22を位置決めする相補的位置決め形成部分を有する。溝形部材12の位置決め形成部分は、溝形部材12の壁14の内面に配列されて長手方向に間隔を明けられた一対の噛み合い又は位置決め形成部分32を含む。更に具体的には、各々のタイル22は、それに関連して、2つのそのような位置決め形成部分32を有する。更に、溝形部材12の位置決め形成部分は、溝形部材12の壁16の内面に配列されたスナップリリース又はクリップ34の形式をした固定手段を含む。各々のタイル22は、それに関連して、1つのスナップリリース34を有する。より明瞭な取り付け形成部分32の1つが図12に示される。
【0017】
図6で最も明瞭に示されるように、各々のタイル22は、第1の成形物36、及び第1の成形物36と接合する第2の成形物38を含む。成形物36は、プリントヘッドチップ26が受け取られる長手方向に伸びる溝39を有する。更に、溝39の1つの側に、プリントヘッドチップ26から所望の間隔を明けてプリントヘッドチップ26の上を通過する印刷媒体を維持するため、複数の隆起リブ40が画成される。溝39の反対側には、複数の導電性リブ42が画成される。導電性リブ42は、成形プロセスの間にホットスタンピングによって成形物36へ成形される。これらのリブ42は、チップ26と電気的に接触させてチップ26の動作を制御するため、チップ26の電気接点へ配線される。言い換えれば、リブ42は、後で詳細に説明するように、チップ26のノズルへ制御回路を接続するためのコネクタ44を形成する。
【0018】
タイル22の位置決め形成部分は、長手方向に間隔を明けられた一対の協調エレメントを含む。この協調エレメントは、タイル22の第2の成形物38の1つの側壁50に沿って配列された受け取り凹部46及び48の形式をしている。これらの凹部46及び48は、図6で最も明瞭に示される。
【0019】
凹部46及び48の各々は、関連した位置決め形成部分32の1つを受け取る。
【0020】
タイル22の成形物36は、更に、凹部46及び48を有する側とは反対の成形物36の側で、その長さに沿ったほぼ中間点に相補的エレメント又は凹部50を画成する。成形物36が成形物38へ取り付けられるとき、段差のある凹部部分52(図7)が画成され、凹部部分52は溝形部材12のスナップリリース34を受け取る。
【0021】
溝形部材12の位置決め形成部分32は、壁14の内面から伸びた実質的に半球の突起物の形状をしている。
【0022】
タイル22の凹部46は、図12で、より明瞭に示されるように、実質的に円錐形である。凹部48は細長く、その長手方向軸は溝形部材12の長手方向軸と平行な方向に伸びている。更に、形成部分48は、その長手方向軸と直角の断面で見たとき実質的に三角形であり、その関連した位置決め形成部分32が滑るように受け取られる。
【0023】
タイル22が溝形部材12の溝20の割り当てられた位置へ挿入されるとき、溝形部材12の位置決め形成部分32は、関連した受け取り形成部分46及び48の中に受け取られる。スナップリリース34はタイル22の凹部50の中に受け取られ、スナップリリース34の内側の端部は凹部50の壁54(図7)と接する。
【0024】
更に、注意すべきは、タイル22の幅が溝形部材12の壁14及び16の間の間隔よりも小さいことである。その結果、タイル22が溝形部材12の割り当てられた位置へ挿入されるとき、スナップリリース34はタイル22を配置できるように外側へ動かされる。次に、スナップリリース34は解放されて、凹部50へ受け取られる。これが起こるとき、スナップリリース34は、凹部50の壁54を押圧し、タイル22を壁14の方向へ強制し、突起物32が凹部46及び48の中に受け取られるようにする。凹部の中に受け取られた突起物32は、タイル22を長手方向に位置決めする。しかし、動作中に、タイル22の膨張に起因する長さの増加に対処するため、他の突起物32はスロット形凹部48の中で滑ることができる。更に、スナップリリース34は凹部50よりも短いので、溝形部材12に対するタイル22の側面の運動は、長手方向で吸収される。
【0025】
更に注意すべきは、スナップリリース34は、弾力可撓性アーム56の上に設けられることである。このアーム56は、溝形部材12の長手方向を横切る方向でスナップリリースを移動させる。従って、溝形部材12に対するタイル22の横方向の膨張が容易になる。最後に、突起物46及び48の傾いた壁によって、溝形部材12のの床18に対するタイル22の垂直膨張が、或る程度まで吸収される。
【0026】
こうして、これらの取り付け形成部分32、34、46、48及び50の存在によって、タイル22の全てが多かれ少なかれ同じ率で膨張すると仮定すれば、タイル22の整列が容易になる。
【0027】
図14で更に明瞭に示されるように、成形物36は、長手方向に間隔を明けられて画成された複数の入口開口58を有する。これらの開口58が配列されたラインの隣に、空気供給ギャラリー60が画成される。開口58は、インク及び関連の液体物質、例えば、定着剤又はワニスを、タイル22のプリントヘッドチップ26へ供給するために使用される。ギャラリー60は、空気をチップ26へ供給するために使用される。この点に関して、チップ26は、チップ26のノズル層63をカバーするノズル保護部分61(図12)を有する。ノズル層63は、本出願人の同時係属出願第PCT/AU00/00744号明細書で詳細に説明されるようなシリコン入口背面の上に取り付けられる。この同時係属出願の開示は、参照によって、特にここに組み込まれる。
【0028】
開口58は、対応する開口62と連絡する。開口62は、成形物36と接合する成形物38の表面64の中で、長手方向に間隔を明けて画成される。更に、開口66が表面64の中に画成される。開口66は、空気ギャラリー60へ空気を供給する。
【0029】
図14で更に明瞭に示されるように、下面68は、開口62が開いている複数の凹部70を画成される。更に、開口66が開いている2つの凹部72が画成される。
【0030】
凹部70は、溝形部材12の床18から立ち上がっているカラー74を収容する大きさである。これらのカラー74は、2つの同心円環によって画成され、溝形部材12の溝20に対するタイル22の移動を吸収し、依然として緊密なシーリングを確保する。凹部66は類似のカラー76を受け取る。これらのカラー76も、2つの同心円環の形状をしている。
【0031】
カラー74及び76は、溝形部材12の床18を通って伸びる通路78(図10)の開口を取り巻く。
【0032】
カラー74及び76は、エラストマー性及び疎水性の物質で、溝形部材12の成形の間に成形される。溝形部材12は、こうして2つの射出成形プロセスによって成形される。
【0033】
成形物36に関して成形物38を位置決めするため、成形物36は、対向する端部に配列された位置決めペグ80(図14)を有する。ペグ80は、成形物38のソケット82(図6)の中に受け取られる。
【0034】
更に、成形物36の上面、即ち、チップ26を有する表面は、一対の対向する凹部82を有する。凹部82は、タイル22を選択及び配置するロボットピックアップポイントとして働く。
【0035】
タイル22のチップ26へインク及び空気を供給する構成部品は、図15で詳細に示される。
【0036】
このように、通路78.1の最初の系列を介して、シアンインクがチップ26へ提供される。マゼンタインクは通路78.2を介して提供され、イエローインクは通路78.3を介して提供され、ブラックインクは通路78.4を介して提供される。可視スペクトルで見ることができないが、赤外線スペクトルでは見ることのできるインクは、通路78.5の系列によって提供され、定着剤は通路78.6の系列を介して提供される。従って、説明されたチップ26は、6「色」チップ26である。
【0037】
タイル22及び溝形部材12の公差の中に製造変動を収めるため、標本抽出手法が使用される。
【0038】
製造が完了した後、各々のタイル22は、その公差を評価するため測定される。ゼロ公差に対して、特定タイル22の仕様からの偏差が記録され、そのタイル22は、各々が同じ偏差を有するタイル22を含むビンに置かれる。20ミクロンの公差帯域を提供する約+10ミクロン又は−10ミクロンの最大公差が、タイル22について推定される。
【0039】
タイル22の貯蔵は、中心極限定理によって決定される。中心極限定理は、非正規分布母集団からの標本の平均が正規分布であり、標本のサイズが大きくなると、任意の分布の母集団から取られた標本の平均が母数に近づくことを規定する。
【0040】
言い換えれば、中心極限定理は、通常の統計分析と対比して、平均を変量自身として使用する。そうすることによって、母集団の個々の項目ではなく平均の分布が設定される。平均のこの分布は、それ自身の平均、及びそれ自身の分散並びに標準偏差を有するであろう。
【0041】
中心極限定理は、元の分布の形状がどのようなものであれ、元の分布から取られた標本の平均から生じる新しい分布は、標本のサイズが増加するにつれて、実質的に鐘形の正規分布曲線を生じることを記述している。
【0042】
一般的に、母集団平均の両側における変量は、全ての標本で等しく表されなければならない。その結果、標本平均は母集団平均の周りに集まる。ゼロ位置の周りの対称単峰正規分布となる分布の形状とは無関係に、ゼロに近い標本平均は、公差が増加するにつれて、ますます普通にならなければならない。
【0043】
従って、製造が完了したとき、各々のタイル22は、チップ26と成形物36及び38との間の変動を光学的に測定される。タイルアセンブリが測定されたとき、それは公差シフト、例えば、+3ミクロンを反射するように、レーザでマークされるかバーコードを付けられる。次に、このタイル22は、+3ミクロンタイルのビンの中に置かれる。
【0044】
各々の溝12は光学的にチェックされ、位置決め形成部分32及び34の位置が記録される。これらの形成部分は、各々のタイルのロケーション又はベイについて様々な量だけ整列から外れていてよい。例えば、これらの位置決め形成部分32及び34は、最初のタイルベイで−1ミクロンだけ仕様から外れ、第2のタイルベイで+3ミクロンだけ外れ、第3のタイルベイで−2ミクロンだけ外れていてもよい。以下同様である。
【0045】
タイル22は、ロボットでピックアップされ、位置決め形成部分32及び34の偏差に従って配置される。更に、各々のタイル22も、その隣り合ったタイル22に対して選択される。
【0046】
この配列によって、タイル22及び溝形部材12の製造公差の変動は吸収され、溝形部材12の中で位置又はベイに合ったタイル22を適切に選択することによって、ゼロ偏差平均が可能となるようにされる。
【0047】
タイル22の1つを置換することが望まれるか要求されるとき、類似の作業を実行することができる。
【0048】
ここで図16を参照すると、本発明に従ったプリントヘッドアセンブリが、概略的に参照番号90によって示される。アセンブリ90は、プリントヘッド10を受け取ることのできる溝94を画成する本体部材92を含む。
【0049】
本体92はコア部材96を含む。コア部材96は、平行間隔関係で配列された複数の溝画成エレメント又はプレート98を有する。囲い部材100はコア部材96と接合して、隣り合ったプレートの間に画成された溝を閉止し、インクギャラリー102を形成する。囲い部材100は、その動作的に内側の表面に、間隔平行関係で伸びる複数の隆起リブ様の形成部分104を有する。各々のリブ様部材104は、最上部のもの(即ち、溝94に最も近いもの)を除いて、スロット106を画成する。コア部材96のプレート98の1つの自由端は、スロット106の中に受け取られて、ギャラリー102を画成する。
【0050】
複数のインク供給路は、コア部材96の動作的に外側の表面に沿って、間隔平行関係で画成される。これらの供給路は、インク給送通路108を画成するため、カバー部材110によって閉止される。これらのインク給送通路108は、関連するギャラリー102からタイル22のプリントヘッドチップ26へインクを供給するため、プリントヘッド10の溝形部材12の通路78と連絡する溝94へ開いている。
【0051】
更に、タイル22の空気供給ギャラリー60と連絡して、各々のプリントヘッドチップ26のノズル層63の上に空気を送るため、空気供給溝112が溝94の下に画成される。
【0052】
タイル22の導電性リブ42と同じように、本体92のカバー部材110は、その外面116に導電性リブ114を保有する。導電性リブ114も、カバー部材110の成形の間に、ホットスタンピングによって形成される。これらの導電性リブ114は、プリントヘッドアセンブリ90の足部分120の外面118の上にある接触パッド(図示されていない)と電気的に接触する。
【0053】
プリントヘッド10が溝94の中へ挿入されるとき、各々のタイル22のコネクタ44の導電性リブ42は、導電性ストリップ122によって、本体92の導電性リブ114の対応するセットと電気的に接触するように配置される。導電性ストリップ122は、各々のタイル22のコネクタ44と本体92のリブ114のセットとの間に配置される。ストリップ122はエラストマーストリップである。このエラストマーストリップは、各々のリブ42を、カバー部材110の導電性リブ114の1つと電気的に導通させるため横方向に配列された導電性通路(図示されていない)を有する。
【0054】
従って、本発明の利点は、モジュール性を有し、ロボット手法によって迅速に組み立てることができ、その点に関して、製造公差を考慮に入れた高品質の印刷を容易にするプリントヘッド10が提供されることである。更に、プリントヘッドアセンブリ90も高速及び低コストで製造されることができる。
【0055】
当業者は、広範囲に記述された本発明の思想又は範囲から逸脱することなく、特定の実施形態として示された本発明に対して、多数の変形及び/又は修正がなされてよいことを理解するであろう。従って、本発明の実施形態は、全ての点で例示として考えるべきであり、制限として考えるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明に従ったマルチモジュールプリントヘッドの3次元の図である。
【図2】
図1のプリントヘッドの3次元の組立分解図である。
【図3】
本発明に従ったプリントヘッドの取り付け部材を、1つの側面から見た3次元の図である。
【図4】
他の側面から見た取り付け部材の3次元の図である。
【図5】
本発明に従ったシングルモジュールプリントヘッドの3次元の図である。
【図6】
図5のプリントヘッドの3次元の組立分解図である。
【図7】
図5のプリントヘッドの平面図である。
【図8】
図5のプリントヘッドを1つの側面から見た側面図である。
【図9】
図5のプリントヘッドを反対側から見た側面図である。
【図10】
図5のプリントヘッドの底面図である。
【図11】
図5のプリントヘッドの端面図である。
【図12】
図7の線XII−XIIに沿って取られた図5のプリントヘッドの断面図である。
【図13】
図10の線XIII−XIIIに沿って取られた図5のプリントヘッドの断面図である。
【図14】
プリントヘッド構成部品を底面から見た3次元の図である。
【図15】
構成部分のプリントヘッドチップへ流体を供給する構成部品の底面図である。
【図16】
本発明に従ったプリントヘッドを含むプリントヘッドアセンブリの3次元の略図である。
【符号の説明】
10 プリントヘッド
12 溝形部材
14、16 側壁
18 床部分
20 溝
22 モジュール又はタイル
26 プリントヘッドチップ
32 位置決め形成部分
34 スナップリリース又はクリップ
46 凹部
58 入口開口
60 空気供給ギャラリー
61 ノズル保護部分
62 開口
63 ノズル層
65 シリコン入口背面
70 凹部
74 カラー
78 通路
Claims (7)
- 受け取り手段、及び受け取り手段の中で端と端とをつなぐように配列された複数のプリントヘッドモジュールを有するプリントヘッドをアセンブルする方法であって、
受け取り手段の製造が完了したとき、モジュールが受け取られる受け取り手段の各々のベイをテストして、そのベイについて仕様からの製造偏差を決定するステップと、
プリントヘッドモジュールが選択された受け取り手段のベイについて、そのベイの偏差を補償する仕様からの製造偏差を有するプリントヘッドモジュールを選択するステップと、
選択されたプリントヘッドを、受け取り手段の関連したベイの中へ挿入する
ステップと
を含む方法。 - 各々のプリントヘッドモジュールを製造した後、プリントヘッドモジュールをテストして、その製造偏差を決定するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 各々のテストされたプリントヘッドに、その製造偏差をマークするステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 同じ製造偏差を有する全てのテストされたプリントヘッドモジュールを、一緒に貯蔵ゾーンへ貯蔵するステップを含む、請求項3に記載の方法。
- プリントヘッドモジュールを選択するステップが、選択されたプリントヘッドモジュールを、貯蔵ゾーンの中の指定された位置から除去するステップを含む、請求項4に記載の方法。
- 統計的分析プロセスを使用して、非常に大きな数の大多数のモジュールの使用を確実にする、請求項1に記載の方法。
- 統計分析ツールとして中心極限定理を使用するステップを含む、請求項6に記載の方法。
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