JP2009501099A - 流体堆積デバイス - Google Patents

Abstract

プラテン（１０２）およびカートリッジ搭載アセンブリ（１０４）を含む流体堆積デバイス（１００）が記載されている。プラテン（１０２）は、流体が堆積される基板を支持するように構成されている。カートリッジ搭載アセンブリ（１０４）は、プリントカートリッジ（１１４）を受け入れるように構成されたソケット（１２２）と、プリントカートリッジ（１１４）上の対応する電気的接触と組み合わさるように構成された複数の電気的接触（１２４）とを含んでいる。１つの実装において、カートリッジ搭載アセンブリ（１０４）は、プリントカートリッジ（１１４）に含まれる真空入口と組み合わさるように構成された真空コネクタ（１３１）をさらに含んでいる。プリントカートリッジがソケットに受け入れられるとき、プリントカートリッジは、電気的接触と、ソケットの真空コネクタ（１１３）との接続を実質的に同時に形成し得る。

Description

（技術分野）
以下の記述は、基板上に流体を堆積させるシステムに関する。

（背景）
流体堆積デバイスの例は、インクジェットプリンタである。典型的にインクジェットプリンタは、インクサプライからインクノズルアセンブリまでのインク経路を含んでおり、上記インクノズルアセンブリは、ノズル（これからインクが放出される）を含んでいる。インク滴の放出は、アクチュエータを用いてインク経路内のインクを圧縮することによって制御され得、上記アクチュエータは、例えば圧電デフレクター、サーマルバブルジェット（登録商標）ジェネレータ、または静電偏向要素であり得る。典型的なプリントヘッドは、ノズルのラインと共に、対応するインク経路のアレイと関連するアクチュエータとを有しており、ノズルからの滴の放出は、独立的に制御され得る。いわゆる「ドロップオンデマンド（ｄｒｏｐ−ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ）」のプリントヘッドにおいて、各アクチュエータは、画像の特定のピクセル位置に滴を選択的に放出するように発射され、その際プリントヘッドおよび印刷媒体は互いに対して移動させられる。

プリントヘッドは、半導体プリントヘッド本体と圧電アクチュエータとを含み得、例えば、特許文献１（Ｈｏｉｓｉｎｇｔｏｎ他による）に記載されている。プリントヘッド本体は、シリコンから構成され得、これは、インクチャンバを規定するためにエッチングされ得る。ノズルは、シリコン本体に取り付けられた分離したノズルプレートによって規定され得る。圧電トランスデューサは、圧電材料の層を有し得、印加された電圧に応答して、幾何学的形状を変化させたり、屈曲したりし得る。圧電層の屈曲は、インク経路に沿って配置されたポンピングチャンバにインクを圧縮し得る。

印刷精度は、多数の要因によって影響され得、それら要因は、例えば、サイズの不均一性、プリンタのプリントヘッドにおいて、または複数のプリントヘッドにおいてノズルによって放出されるインク滴の速度を含む。そして、滴のサイズおよび滴の速度の不均一性は、例えば、インク経路のサイズの不均一性、音響的干渉、インク流路内の汚濁、およびアクチュエータによって生成される圧力パルスのような要素によって影響され得る。

流体堆積デバイス（例えば、インクジェットプリンタ）に用いられる典型的な流体は、インクである。しかしながら、その他の流体が堆積され得る。例えば、エレクトロルミネセント材料が、液晶ディスプレイの製造に用いられたり、あるいは流体金属が、回路基板の製造に用いられたりする。
米国特許第５，２６５，３１５号明細書

（概要）
基板上に流体を堆積させるための装置および方法が記載される。一般に、一局面において、本発明は、プラテンおよびカートリッジ搭載アセンブリを含む流体堆積デバイスを特徴としている。プラテンは、基板を支持するように構成されている。カートリッジ搭載アセンブリは、基板上に流体を堆積させるように構成されたプリントカートリッジを受け入れるように構成されたソケット（ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を含んでいる。ソケットは、プリントカートリッジ上の複数の電気的接触と組み合わさるように構成された複数の電気的接触と、プリントカートリッジ上に含まれている真空入口と組み合わさるように構成された真空コネクタとを含んでいる。ソケットは、プリントカートリッジがソケットに挿入されたときに、プリントカートリッジおよびソケットの電気的接触および真空コネクタの間の接続が、実質的に同時に形成されるように構成されている。

流体堆積デバイスの実装は、以下の特徴の１つ以上を含む。プラテンは、第１の方向に進行するように構成され得、カートリッジ搭載アセンブリは、第１の方向に対して実質的に垂直な第２の方向に進行するように構成されている。カートリッジ搭載アセンブリはさらに、第１および第２の方向に対して実質的に垂直な第３の方向に移動するようにも構成されている。

流体堆積デバイスは、基板上に流体を堆積させ、ソケットに受け入れられるように構成されたプリントカートリッジを含み得、このプリントカートリッジは、流体を放出するように構成された１つ以上のノズルと、ソケットの複数の電気的接触と組み合わさるように構成された複数の電気的接触と、ソケットの真空コネクタと組み合わさるように構成されて真空入口とを含んでいる。ソケットの電気的接触および真空コネクタならびにプリントカートリッジの電気的接触および真空入口の相対的な位置は、プリントカートリッジがソケットに挿入されたときに、２つの間の電気的および真空の接続が、実質的に同時に形成されるようなものである。

流体堆積デバイスは、プリントカートリッジに含まれている１つ以上のノズルを発射させるための信号を提供するように構成されたプロセッサをさらに含み得る。ソケットに含まれている電気的接触は、プロセッサに電気的に接続され得、プロセッサから受信した信号をプリントカートリッジに提供するように構成されている。流体堆積デバイスは、フレームをさらに含み得、カートリッジ搭載アセンブリは、フレームに搭載されており、プレテンの上に配置されている。１つの実装において、流体堆積デバイスは、ハウジングを含み得、プレテンおよびカートリッジ搭載アセンブリは、ハウジング内に含まれており、実質的に清潔な、汚濁のないゾーンを提供する。

プラテンは、真空ソースと連通する１つ以上のアパーチャを含んでおり、アパーチャは、基板をプラテンに真空チャックするように構成されている。カートリッジ搭載アセンブリは、開位置と閉位置との間で軸回転可能なキャップをさらに含み得、閉位置において、キャップは、プリントカートリッジのノズル領域の周辺にシールを形成し、開位置において、キャップは、プリントカートリッジのノズル領域に接触しない。キャップは、ノズル領域に含まれている１つ以上のノズルから堆積された流体を吸収するように構成された多孔性部材を含んでいる。

一般に、別の局面において、流体堆積デバイスは、基板を支持するように構成されたプラテンと、カートリッジ搭載アセンブリとを含んでいる。カートリッジ搭載アセンブリは、基板上に流体を堆積させるように構成されたプリントカートリッジを受け入れるように構成されたソケットと、開位置と閉位置との間で軸回転可能なキャップとを含んでいる。閉位置において、キャップは、プリントカートリッジのノズル領域の周辺にシールを形成し、開位置において、キャップは、プリントカートリッジのノズル領域に接触しない。

流体堆積デバイスの実装は、以下の１つ以上の特徴を含み得る。カートリッジ搭載アセンブリは、第１の方向に移動して、カートリッジ搭載アセンブリに搭載されたプリントカートリッジと、プラテン上に支持されている基板との間の距離を増減させるように構成され得る。キャップが開位置と閉位置との間で軸回転するときに、カートリッジ搭載アセンブリは、第１の方向に移動して、キャップに対するクリアランスを提供する。キャップは、ノズル領域に含まれている１つ以上のノズルから堆積された流体を吸収するように構成された多孔性部材を含み得る。

本発明は、以下の１つ以上の利点を実現するように実施され得る。カートリッジの搭載は、基板上に堆積されるインクまたはその他の流体のテストに適した使い捨てのプリントカートリッジを受け入れるように構成され得る。カートリッジ搭載アセンブリに含まれるキャップは、オンザフライでキャップすることが可能であり、例えば蒸発による印刷液の損失を低減させる。プリントカートリッジは、任意の位置にキャップされ得る。キャップの実施形態は、キャップされている間にノズルが連続的に発射することを可能であり得るので、ノズルにおける乾燥または速度の変化を防止する。キャップされているときでさえも、連続的に発射することによってノズルを「湿潤」に維持することにより、ノズルの発射、ドットの配置、および反復性が改善され得る。カートリッジの搭載は、使い捨てのカートリッジを受け入れることができ、実質的に同時の１回のステップで、電気的および真空の接続を形成することができる。

１つ以上の実装の詳細は、添付の図面および以下の詳細な説明に記載されている。その他の特徴および利点は、詳細な説明および図面から、および請求の範囲から理解される。

これらの局面およびその他の局面は、図面を参照することによって詳細に記載される。

（詳細な説明）
プリントカートリッジを搭載するためのカートリッジ搭載と、基板（この上に流体が堆積される）を支持するためのプラテンとを含む、流体堆積デバイスが記載される。プリントカートリッジおよび基板は、印刷動作の間、互いに対して移動する。１つの実装において、プリントカートリッジは、静止基板の上を通過し、別の実装において、プリントカートリッジは、基板が進行する間に、静止を維持する。プリントカートリッジは、流体放出モジュール、プリントヘッドモジュール、等と呼称され得ることに留意されたい。

図１Ａを参照すると、流体堆積デバイス１００の一実施形態が示されている。流体堆積デバイス１００は、動作の間に基板を支持するように構成されたプラテン１０２を含んでいる。カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、フレーム１０６に取り付けられており、プラテン１０２の上方に配置されている。カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、レール１０８に沿ってｙ方向に平行移動し得、プラテン１０２上に配置された基板に対する移動を提供し得る。加えて、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、プラテン１０２に対して上方または下方に、すなわちｚ方向に移動し得、そこに搭載されたプリントカートリッジと基板との間の垂直方向の相対運動を提供する。

プラテン１０２は、ｘ方向に前進または後退するように構成されている。例えば、カートリッジ搭載アセンブリ１０４が基板の第１のパス（ｐａｓｓ）を形成した後（すなわち、基板の幅に沿った全体または一部の距離をｙ方向に平行移動した後）、プラテン１０２はｘ方向に進行し得る。カートリッジ搭載アセンブリ１０４が、基板の次のパスを行うと、プリントカートリッジは、基板の様々な部分に流体を堆積し得る。流体堆積デバイス１００は、ハウジング１１０内に包囲されて示されている。ハウジング１１０は、オプションであり、印刷動作を行うために、実質的に清潔な、汚濁のないゾーンを提供するために用いられ得る。

図１Ｂを参照すると、ハウジング１１０内の流体堆積デバイス１００の概略図が示されている。この実装において、流体堆積デバイス１００は、プロセッサ１０１に接続されている。プロセッサ１０１は、ディスプレイ１０３（例えば、モニタ）およびユーザ入力デバイス１０５（例えば、キーボードおよび／またはマウス）に接続されている。以下に記載されるように、プロセッサ１０１は、流体堆積デバイス１００の様々なコンポーネントに命令を提供し得る。以下に記載されるように、ディスプレイ１０３およびユーザ入力デバイス１０５は、ユーザが入力動作パラメータを入力すること、流体堆積プロセスの調整を行うこと、ならびにプロセッサ１０１によって提供されたフィードバックを視認することを可能にし得る。

図２を参照すると、ハウジング１１０抜きで流体堆積デバイス１００の拡大図が示されている。プラテン１０２は、真空ソースに接続された複数のアパーチャ１１２を含んでいる。真空ソースおよびアパーチャ１１２は、基板をプラテン１０２に真空チャック（ｖａｃｕｕｍ ｃｈｕｃｋ）するように動作し得る。その他の実装において、基板をプラテン１０２に固定するために、クリップまたはネジを含む、その他の技術が用いられ得る。プラテン１０２は、ｘ方向にインクリメンタルに進行するように構成され得る。モータが、流体堆積デバイス１００内に、プラテン１０２の下方に含まれ得、プラテン１０２をｘ方向に前進または後退させるように動作し得る。例えば、１つの実装において、モータは、プラテン１０２の下方に配置され得、モータシャフト上に親ねじを含み得る。親ねじは、プラテン１０２の底面に固定され、親ねじが軸に沿って移動するときに、プラテン１０２はｘ方向に押されたり引いたりされる。プラテン１０２は、プラテン１０２がｘ方向に沿って移動することを保証するために、ガイドレールに沿って移動し得る。

加えて、プラテン１０２の位置をモニタするために、直線エンコーダが、プラテン１０２の下方に含まれ得る。エンコーダの精度は、インクドットの配置の精度要求に適合される。例えば、比較的高い解像度の印刷に対しては、約５ミクロンの直線エンコーダの精度が用いられ得る。１つの実装において、プラテン１０２は、プラテン１０２から基板をロボットピックアップ（ｒｏｂｏｔ ｐｉｃｋｉｎｇ ｕｐ）することを容易にするために、プラテンの上面から基板を持ち上げるように構成されたリフトピンを含み得る。流体堆積動作の間に、プラテンに対して基板を実質的に平坦に配置するために、リフトピンは、プラテン内に引っ込むことができたり（ｒｅｔｒａｃｔａｂｌｅ）、引っ込むことができなかったりし得る。

カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、プラテン１０２の１つの側から離れた休止位置に示されている。プリントカートリッジ１１４は、カートリッジ搭載アセンブリ１０４内に搭載されて示されている。カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、フレーム１０６に取り付けられたモータによって、レール１０８に沿ってｙ方向に平行移動され得、レール１０８の実質的な長さだけ延びるベルトを含んでいる。ベルトは、カートリッジ搭載アセンブリ１０４に固定され、モータシャフト（ベルトに接続されている）が回転するときに、レール１０８に沿って、カートリッジ搭載アセンブリ１０４をｙ方向に前後に引く。モータの異なる配置を含む、モータアセンブリのその他の構成が用いられ得る。

図３Ａ〜図３Ｃは、カートリッジ搭載アセンブリ１０４の拡大図を示している。この実装において、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、図３Ｃに示されている使い捨てのプリントカートリッジ１１４を搭載するように構成されている。例えば、２００５年１２月１６日に出願された、Ｂｉｂｌ他による、「Ｓｉｎｇｌｅ−Ｕｓｅ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｅｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｄｕｌｅ」と題された、米国特許出願第１１／３０５，８２４号（その全体の内容は、参照により本明細書に援用される）に記載されている、使い捨てのプリントモジュールが、カートリッジ搭載アセンブリ１０４に搭載され得るが、様々に構成されたプリントカートリッジ（使い捨てまたは再使用可能）もまた、用いられ得る。

図３Ａを参照すると、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、そこに搭載されるプリントカートリッジ１１４抜きで示されている。カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、プリントカートリッジ１１４を受け入れるように構成されたソケット１２２を含んでいる。ソケット１２２は、多数の電気的接触１２４を含んでおり、これらは、プリントカートリッジ１１４に含まれる対応する電気的接触と組み合わされるように構成され、配置される。プリントカートリッジ１１４が、ソケット１２２内に搭載されると、ソケット内の電気的接触１２４は、プリントカートリッジ１１４上の対応する電気的接触と組み合わさり、カートリッジ搭載アセンブリ１０４からプリントカートリッジ１１４への電気的信号の経路を提供する。ソケット１２２に含まれる電気的接触１２４は、フレキシブル回路１２６に電気的に接続され、このフレキシブル回路は、プロセッサ（例えば、図１Ｂのプロセッサ１０１）に直接的または間接的に接続され得、プリントカートリッジ１１４に含まれる１つ以上のノズルに発射させるための信号を提供する。

電気的接触１２４は、弾性の導電性材料から形成され得る。図４Ｂを参照すると、カートリッジ搭載アセンブリ１０４の一部分の拡大断面図が示されており、電気的接触１２４拡大図を含んでいる。再び図３Ｃを参照すると、ソケット１２２内の所定の位置に搭載されたプリントカートリッジ１１４が示されている。一旦プリントカートリッジ１１４が所定の位置に配置されると、プリントカートリッジ１１４をソケット１２２内の所定の位置に固定するために、ピボティングラッチ（ｐｉｖｏｔｉｎｇ ｌａｔｃｈ）１２９が、ロック位置に回転させられ得る。図示のために、ラッチ１２９は、その他の特徴をあいまいにすることがないように、図３Ａに示されてはいない。図３Ｄおよび図３Ｅを参照すると、ラッチ１２９を図示するために、カートリッジ搭載アセンブリ１０４の一部分の図が示されている。図３Ｄにおいて、ラッチ１２９は開位置に示されており、図３Ｅにおいて、ラッチ１２９は閉位置に示されている。ラッチは点Ａの回りで軸回転し、スナップフィット接続またはその他の任意の都合のよい接続によって、閉じられ得る。

図３Ａを参照すると、ソケット１２２の１つの端部に配置された真空コネクタ１３１が示されている。真空コネクタ１３１の拡大図は、図４Ｂに示されている。真空コネクタ１３１は、真空ソースと連通している。１つの実装において、真空ソースは、チューブによって、ほぼ位置１２７（図３Ａ）において、カートリッジ搭載アセンブリ１０４上に配置された真空入口に接続されている。真空入口は、真空コネクタ１３１に流体連通されている。

ソケット上の電気的接触１２４とプリントカートリッジ１１４上の対応する電気的接触との相対的位置、ならびにソケット上の真空コネクタ１３１とプリントカートリッジ１１４上の対応する真空入口との相対的位置は、プリントカートリッジ１１４がソケット１２２に挿入されたときに、電気的接触１２４とプリントカートリッジ１１４上の対応する接触との間の電気的接続、および真空コネクタ１３１とプリントカートリッジ１１４上の対応する真空入口との間の接続が、実質的に同時に形成されるようなものである。このようにして、真空ソースは、印刷カートリッジのハウジング内に真空を提供し、ノズルにおいてメニスカス圧を維持し、漏れを防止するために、背圧を提供する。ソケット１２２内の位置へのプリントカートリッジ１１４の単一ステップの配置により、ユーザはこれらの接続の両方を実質的に同時に行い得る。

図３Ａを参照すると、キャップ１２８が、カートリッジ搭載アセンブリ１０４に含まれている。キャップ１２８は、軸１３０の回りで軸回転可能である。キャップ１２８は、プリントカートリッジ１１４が印刷動作において係合されていないときに、プリントカートリッジ１１４に含まれるノズルをキャップするために用いられ得る。プリントカートリッジ１１４をキャップすることは、プリントカートリッジ１１４からの流体の蒸発を低減または排除するために、そして漏れを防止するために重要であり得る。印刷動作の間、またはプリントカートリッジ１１４をキャップすることが所望されていないときに、キャップは、図３Ａに示されている「開」位置に維持され得る。プリントカートリッジ１１４をキャップする必要があるとき、キャップは軸１３０の回りを、図３Ｃに示されている閉位置へと、約１８０°軸回転する。

一般に、印刷動作の間、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、プラテン１０２に搭載された基板の比較的近くに配置される。プリントカートリッジ１１４に含まれるノズルと基板との間の距離は、「飛行高度（ｆｌｉｇｈｔ ｈｅｉｇｈｔ）」と呼称され得る。カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、飛行高度を調整するために、あるいは基板の厚さの変化を調整するために、ｚ方向に上下に移動され得る。１つの実装において、ユーザは基板の厚さをユーザインターフェースに入力し得、カートリッジ搭載アセンブリ１０４が、それに応じてｚ方向に調整し得る。代替的に、ユーザは指示された基板の厚さに対して適切な高い飛行高度および低い飛行高度を提示され得、ユーザは飛行高度を選択し得る。別の代替において、ユーザは特定の飛行高度を入力し得、カートリッジ搭載アセンブリ１０４はそれに応じて調整する。

加えて、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、十分な距離をｚ軸方向に上方に向けて移動し、キャップ１２８に対して、軸１３０の回りを閉位置へと軸回転するためのクリアランスを提供する。１つの実装において、手動で、またはプロセッサ（例えば、プロセッサ１０１）に接続されたフレキシブル回路１２６を介して自動的に、カートリッジ搭載アセンブリ１０４が、プリントカートリッジ１１４をキャップする命令を受信すると、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、ｚ方向に所定の距離だけ上方に自動的に移動し、キャップ１２８を開位置から閉位置へと軸回転させ、元の位置まで下げるか、あるいはさらなる命令を待機する。カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、印刷動作を再開するために、キャップを開位置に移動させる必要があり得るので、キャップを元の開位置に切り替えるための命令を受信するまでは、より高い位置に維持させることがより効率的であり得る。

図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、キャップ１２８がより詳細に示されている。図４Ａは、カートリッジ搭載アセンブリ１０４の底面を示しており、開位置に示されているキャップ１２８のより良好な視認を提供するために、底面パネル１２３が（図３Ａ〜図３Ｃに示されている）除去されている。図４Ｂは、カートリッジ搭載アセンブリ１０４の一部分の拡大断面図を示しており、キャップ１２８は閉位置にある。キャップ１２８は、キャップ１２８を開位置と閉位置との間で軸回転させるように構成されたピボットアーム１３２を含んでいる。ピボットアーム１３２は、キャップ１２８の周辺を延長している外部ハウジング１３４に取り付けられている。モータ１２５は、ピボットアーム１３２を開位置と閉位置との間で駆動させる。モータ１２５は、フレックス回路１２６に接続されたプロセッサ（例えば、プロセッサ１０１）からの、および／またはフレックス回路１２６に接続されたユーザインターフェースからの命令を受信するために、フレックス回路１２６に電気的に接続され得る。

キャップ１２８の中央部分１３６は、外部ハウジング１３４に取り付けられており、凹部（この中にバネ部材１３８が配置される）を含んでいる。バネ部材１３８はシールハウジング１４０と接触し、キャップ１２８が閉位置にあるときに、バネ部材１３８は、シールハウジング１４０およびそこに配置されたシール１４２を、プリントカートリッジ１１４のノズル面に接触させる。シール１４２は、シールハウジング１４０に形成された溝の内部に配置され、圧縮可能材料（例えば、印刷液と両立するエラストマ）から形成される。シール１４２の上面に形成されたリップ１４４は、ノズルを含むプリントカートリッジ１１４のノズル面上の領域の周辺に液密シールを形成するように構成され得る。キャビティ１４６は、シールハウジング１４０内に形成される。キャビティ１４６は比較的小さく、プリントカートリッジ１１４に含まれる流体によって直ぐに飽和され得る。一旦飽和されると、平衡に達し、プリントカートリッジ１１４からの流体の蒸発が発生しなくなる。したがって、ダウン時間（すなわち、印刷していないとき）の間の蒸発に起因する流体の損失は、最小化され得る。

図５Ａ〜図５Ｃを参照すると、キャップ２００の代替的な実施形態が示されている。キャップ２００のこの実装は、キャップ２００が閉位置にある間に、ノズルが発射を継続する（例えば、ノズルにおいて印刷液の所望の速度を維持する）必要がある場合のアプリケーションに適している。キャップ２００は、キャップ２００を開位置と閉位置との間で軸回転させるように構成された、ピボットアーム２０２を含んでいる。ピボットアーム２０２は、外部ハウジング２０４に取り付けられている。モータ２３０は、ピボットアーム２０２を開位置と閉位置との間で駆動させる。モータ２３０は、フレックス回路１２６に電気的に接続され得、フレックス回路１２６に接続されたプロセッサから、および／またはフレックス回路１２６に接続されたユーザインターフェースから受信する。

キャップ２００の中央部分２０６は、外部ハウジング２０４に取り付けられており、凹部（この中にバネ部材２０８が配置される）を含んでいる。バネ部材２０８は、多孔性部材２１０と接触し、キャップ２００が閉位置にあるときに、バネ部材２０８は、多孔性部材２１０を少なくとも部分的にプリントカートリッジ１１４のノズル面に接触させる。多孔性部材は、実質的に剛性であり、キャップ２００が閉位置にあり、ノズルが発射を継続する間に、多孔性部材２１０に堆積された流体を吸収するように構成された、多孔性材料から形成されている。１つの実装において、多孔性部材２１０は、Ｐｏｒｅｘから入手可能な約９０〜１１０ミクロンのポアサイズを有するＸＭ１５３８ ＵＨＭＷＰＥ（ＵｌｔｒａＨｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）として公知な多孔性の重合体から形成される。

図５Ｂを参照すると、キャップ２００が、プリントカートリッジ１１４のノズル面に対して閉位置に示されている。多孔性部材２１０は、キャップ２００が閉じられている間に、ノズルによって多孔性部材２１０に堆積された流体を収集および吸収するように構成されている。図５Ｃは、プリントカートリッジ１１４に対して閉位置にある、キャップ２００の長手方向の断面図を示している。流体をノズルから放出し、多孔性部材２１０上で収集するために、ギャップ２１２が、プリントカートリッジ１１４と多孔性部材２１０との間に提供されている。

１つの実装において、キャップ１２８または２００は、ウォームギア駆動を有するモータ１２５または２３０によって、閉位置へと駆動される（図５Ａ参照）。モータは、比較的大きなメカニカルアドバンテージを有しており、バックドライブすることができない。モータは、キャップ１２８がプリントカートリッジ１１４と接触し、その後に停止するまで、キャップ１２８を回転させる。キャップ１２８を開位置へと軸回転させるために、キャップ１２８を反対方向に駆動するように、モータが（例えば、プロセッサ１０１によって）命令されるまで、キャップ１２８は、モータによって閉位置に維持される。

再び図２を参照すると、プラテン１０２は、プリンティングカートリッジ１１４に対して基板が適合するように、ｚ軸の回りで回転するように構成され得る。例えば、流体堆積デバイス１００に含まれるカメラが、基板の縁を検出するために用いられ得る。カメラに接続されたプロセッサ（例えば、プロセッサ１０１）が、カートリッジ搭載アセンブリ１０４に対する基板の位置を決定し得る。プロセッサは、決定された位置に基づいて、カートリッジ搭載アセンブリ１０４に対して、そしてその中のプリントカートリッジ１１４に対して、基板をしかるべく適合させるように、プラテン１０２に接続されたモータに回転するように命令を提供し得る。

別の実装において、カメラは、基板上の基準（ｆｉｄｕｃｉａｌ）（すなわち、レジストレーションマーク（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｍａｒｋ））を見つけ、それに応じてカートリッジ搭載アセンブリ１０４に対して基板を位置合わせし得る。別の実装において、基板は基準を用いて位置合わせされ得、テストドットの組が基板上に印刷され得る。カメラはプリントドットを見つけ、基準に対するそれらの位置を決定し、それに応じて基板を再度位置合わせし得る。図３Ｂを参照すると、カメラ１５０の一例が示されている。カメラ１５０は、カートリッジ搭載アセンブリ１０４に取り付けられており、カートリッジ搭載アセンブリと共に移動し、カートリッジ搭載アセンブリ１０４が、基準を見つける等のためにトラバースする間に、プリントカートリッジ１１４がキャップされ続けるように、特徴の大部分をキャップする。図１Ｂに示されているように、カメラ１５０は、例えば、フレックス回路１２６を介して、プロセッサ１０１に電気的に接続され得る。

図３Ｂを参照すると、１つの実装において、カートリッジ搭載アセンブリ１０４は、紫外線管１５１を含んでいる。紫外線管１５１は、紫外線によって直ちに固化され得る流体を印刷することを含む用途に有用である。紫外線管１５１は、カートリッジ搭載アセンブリ１０４の後縁１５２（前縁１５４とは反対にある）に搭載される。この実装において、印刷動作は、カートリッジ搭載アセンブリ１０４が移動して、基板をトラバースするときに、前縁１５４が前面に立つ（ｌｅａｄ）ときのみに、行われる。したがって、紫外線管１５１は、基板上の堆積の直後に、流体上を通過する間に、後に続いて、印刷液を固化する。基板にわたる戻り工程の間に、すなわち、後縁１５２が前面に立つときに、印刷動作は一時的に停止する。１つの実装において、キャップ１２８は、戻り工程の間にノズルをシールし得る。

再び図２を参照すると、滴観察カメラシステム１６０が、プラテン１０２の１つの側に搭載されている。カメラシステム１６０は、滴がプリントカートリッジ１１４から放出され、カメラシステム１６０の前面に配置されたテストパッド１６２に印刷されるときに、ユーザが液滴を観察することを可能にする。ストロボ光源１６４は、ノズルから滴が発射される速度とほぼ等しい速度で光をストロボ発光する。ノズルの発射からわずかにずれて光をストロボ発光することにより、ノズルとテストパッド１６２との間を飛行する一連の液滴の一連の画像が取得される。視認される一連の写真の合成は、ノズルから放出された１つの滴のビデオクリップの錯覚を提供し得る。実際のところ、「ビデオ」は、形成および飛行のわずかに異なる段階で撮影された、多くの異なる滴の一連の静止画像の合成である。

１つの実装において、ディスプレイ１０３は、ユーザに対して、カメラシステム１６０によってキャプチャされた滴のグラフィカル表示を提供するために用いられ得る。同時に、例えば、別々のスクリーンまたは１つのスクリーンにおける複数のフレームを用いることにより、プリントカートリッジ１１４に含まれるアクチュエータに対する、ノズルに発射させる駆動パルスに対応する波形のグラフィカル表示が、表示され得る。ユーザは液滴を観察および波形を観察し、ユーザ入力デバイス１０５を用いることにより、所望の調整を行い得る。例えば、ユーザはプリントカートリッジ１１４内のプリントヘッドに伝達された駆動電圧、電圧パルスの持続時間、波形のスロープ、パルスの数、およびその他の調整パラメータを調整し得る。ユーザ入力は、プロセッサ１０１によって、例えば、プロセッサ内で実行するソフトウェアアプリケーションにより、プリントカートリッジ１１４ないに配置された（単数または複数の）アクチュエータに送信された信号を調整するために用いられ得る。

再び図３Ａを参照すると、目盛りが刻まれたガイド１３７が、カートリッジ搭載アセンブリ１０４上に含まれ得る。ユーザは、ラッチカム１３３を示されている閉位置から開位置へと移動させ得る。開位置において、カートリッジ搭載アセンブリ１０４のフレーム１３９は、わずかに解放され、目盛りが刻まれたガイド１３７によって形成される周辺内に含まれるカートリッジ搭載アセンブリ１０４のコンポーネントは、ｚ軸の回りで回転可能である。カートリッジ搭載アセンブリ１０４のコンポーネント（ソケット１２２およびそれに搭載されるプリントカートリッジ１１４の位置を含む）を回転させることによって、印刷の解像度が調整され得る。例えば、プリントカートリッジ１１４が、ｘ方向にプリントカートリッジ１１４の長さに沿って配置された、１列のノズルを含んでいることを考慮する。プリントカートリッジ１１４のゼロ回転において、ドットは、ノズルから、ラインからｘ方向に印刷される。２〜３°回転されると、ドットは互いに対して近くに印刷され得、所望の解像度に依存して、カートリッジ搭載アセンブリのフレーム１３９に対するプリントカートリッジ１１４の回転の角度が、調整され得る。１つの実装において、目盛りが刻まれたガイド１３７をスケールするために、Ｖｅｒｎｉｅｒスケールが用いられるが、その他のスケールもまた用いられ得る。

１つの実装において、滴観察カメラシステム１６０は、目盛りが刻まれたガイド１３７を用いることによって、ユーザによって設定されるように、プリントノズルの実際の角度を決定するために用いられ得る。滴観察カメラシステム１６０は、第１のノズルの位置の座標と、第１のノズルから既知の距離にある第２のノズルの位置の座標とを見つけ得る。これにより、滴観察カメラシステム１６０に接続されているプロセッサ１０１は、互いに対するノズルのオフセット角度を計算し得る。滴の配置のタイミングは、オフセット角度に依存し得るので、ユーザが、彼／彼女が目盛りの刻まれたガイド１３７に対して設定した角度に比べて有意であると考える実際の角度を知ることができる。したがって、オフセット角度の精度が上がると、印刷の精度が上がる。プロセッサ１０１（すなわち、プロセッサ内で実行しているソフトウェアアプリケーション）は、実際の角度を用いることにより、動作パラメータ（例えば、プリンとカートリッジ１１４に対する駆動信号）を調整し得る。

プロセッサ１０１によって実行され得る機能に対する多くの参照が、上述された。２つ以上のプロセッサが用いられ得、プロセッサ１０１に対する参照は、例示的であることに留意されたい。加えて、１つの実装において、例えばタッチパッド／スクリーンのようなユーザ入力デバイスが、流体堆積デバイス１００上に直接的に搭載され得る。その他の形態のユーザ入力デバイスもまた、用いられ得る。

流体堆積デバイス１００の要素（プロセッサ１０１を含むが、これには限定されない）ならびに本明細書に記載されている基本的な動作の少なくとも一部は、デジタル電気回路において実装され得、あるいはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェア（本明細書に記載されている構造的手段およびそれと構造が同じもの、あるいはそれらの組み合わせ）において実装され得る。流体堆積デバイス１００の要素は、データ処理装置（例えば、プログラム可能なプロセッサ、コンピュータ、または複数のプロセッサまたはコンピュータ）による実行のために、またはこのデータ処理装置の動作を制御するために、１つ以上のコンピュータプログラム（すなわち、情報キャリアに具体的に実現された１つ以上のコンピュータプログラム）として、情報キャリア（例えば、機械可読格納デバイス、または伝播信号）に実装され得る。コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても公知）は、任意の形式のプログラミング言語（コンパイルまたはインタープリットされた言語を含む）で記述され得、これは、任意の形式で（スタンドアロン型のプログラムとして、あるいはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、またはコンピューティング環境における使用に適したその他のユニットとして）配備され得る。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルに対応していなくても良い。プログラムは、その他のプログラムまたはデータを保持するファイルの一部分に格納されたり、目的のプログラムに専用の単一のファイルに格納されたり、あるいは複数の仕様のファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、またはコードの一部分を格納するファイル）に格納されたりし得る。コンピュータプログラムは、１つのサイトにおけるコンピュータまたは複数のコンピュータ、または複数のサイトにわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続されたコンピュータまたは複数のコンピュータにおいて、実行されるように配備され得る。

本発明の方法ステップ（例えば、プリントカートリッジに対して基板を適合させること、プリントカートリッジの回転の実際の角度を計算すること、等）を含む、本明細書において記載されたプロセスおよび論理の流れは、データを入力して出力を生成することにより、本発明の機能を実行するための、１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラム可能なプロセッサ（例えば、プロセッサ１０１）を用いることにより、実行され得る。プロセスおよび論理の流れはまた、特定用途論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）として実装され得る、本発明の装置によって、実行され得る。

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例えば、汎用および特定用途の両方のプロセッサ、デジタルコンピュータの任意の種類の任意の１つ以上のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、読取り専用メモリまたはランダムアクセスメモリまたはその両方から、命令およびデータを受信し得る。コンピュータの主要な要素は、命令を実行するためのプロセッサ、および命令およびデータを格納するための１つ以上のメモリデバイスである。一般に、コンピュータはまた、データを格納するための１つ以上の大容量格納デバイス（例えば、磁気ディスク、磁気光学ディスク、または光学ディスク）を含んだり、あるいは上記大容量格納デバイスからデータを受信するように、またはデータを送信するように、またはその両方を行うように、動作可能なように接続されたりし得る。しかしながら、コンピュータは、そのようなデバイスを必ずしも有していなくても良い。さらに、コンピュータは、例えば、いくつか例を挙げると、モバイル電話、個人用情報端末（ＰＤＡ）、モバイルオーディオプレイヤー、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器のような別のデバイスに、埋め込まれ得る。コンピュータプログラムの命令およびデータを実体化することに適した情報キャリアは、半導体メモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリデバイス、磁気ディスク（例えば、内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスク）、磁気光学ディスク、ならびにＣＤ−ＲＯＭディスクおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む、不揮発メモリの全ての形式を含む。プロセッサおよびメモリは、特定用途論理回路によって補足されたり、特定用途論理回路に組み込まれたりし得る。

ユーザとの相互作用を提供するために、本発明は、ユーザに対して情報を表示するための、例えばＣＲＴ（ｃａｔｈｏｄｅ ｒａｙ ｔｕｂｅ）またはＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）のような、ディスプレイデバイス（例えば、ディスプレイ１０３）、ユーザがコンピュータに入力を提供することができるようにするための、例えばマウスまたはトラックボールのような、キーボードおよびポインティングデバイス（例えば、ユーザ入力デバイス１０５）有するコンピュータで実施され得る。同様にその他の種類のデバイスが、ユーザとの相互作用を提供するために用いられ得る。例えば、ユーザに対して提供されるフィードバックは、知覚的フィードバック（例えば、視覚的フィードバック、音響的フィードバック、または触覚的フィードバック）であり得、ユーザからの入力は、任意の形式（音響的入力、音声的入力、または触覚的入力を含む）で受信され得る。

上述されたように、インクは、印刷液の一例に過ぎない。印刷液としてのインクに対する参照は、単に例示を目的としたものに過ぎず、形容詞「インク」を有している、上述のプリントヘッドモジュール内のコンポーネントに対する参照もまた、例示的であることに留意されたい。さらに、上述されたように、流体堆積カートリッジは、例示を目的としてプリントカートリッジ１１４として参照されているが、用途は印刷動作そのものよりも広範であり得、様々な目的のために任意の種類の流体の滴の放出に用いられ得る。

本明細書および請求の範囲を通した「前」および「後」および「上」および「下」のような用語の使用は、流体堆積デバイスの様々なコンポーネントおよび本明細書に記載されているその他の要素との間での判別のために、単に例示を目的としたものである。「前」および「後」および「上」および「下」の使用は、本明細書に含まれている要素の流体堆積デバイスの特定の動作を示唆することは意図されていない。

上述では、２〜３の実施形態が詳細に記載されたに過ぎないが、その他の変更が可能である。その他の実施形態は、以下の請求の範囲の範囲内にある。

様々な図面における同じ参照記号は、同じ要素を示している。
図１Ａは、流体堆積デバイスを示している。 図１Ｂは、プロセッサに接続された流体堆積デバイスを示している。 図２は、ハウジング抜きで図１Ａの流体堆積デバイスを示している。 図３Ａは、図１の流体堆積デバイスのカートリッジ搭載アセンブリを示している。 図３Ｂは、図１の流体堆積デバイスのカートリッジ搭載アセンブリを示している。 図３Ｃは、図１の流体堆積デバイスのカートリッジ搭載アセンブリを示している。 図３Ｄは、図１の流体堆積デバイスのカートリッジ搭載アセンブリを示している。 図３Ｅは、図１の流体堆積デバイスのカートリッジ搭載アセンブリを示している。 図４Ａは、図３Ａ〜図３Ｃのカートリッジ搭載アセンブリに含まれるキャップアセンブリを示している。 図４Ｂは、図３Ａ〜図３Ｃのカートリッジ搭載アセンブリに含まれるキャップアセンブリを示している。 図５Ａは、図３Ａ〜図３Ｃのカートリッジ搭載アセンブリに含まれる代替的なキャップアセンブリを示している。 図５Ｂは、図３Ａ〜図３Ｃのカートリッジ搭載アセンブリに含まれる代替的なキャップアセンブリを示している。 図５Ｃは、図３Ａ〜図３Ｃのカートリッジ搭載アセンブリに含まれる代替的なキャップアセンブリを示している。

Claims (13)

1. 基板を支持するように構成されたプラテンと、
   カートリッジ搭載アセンブリであって、
   該基板上に流体を堆積させるように構成されたプリントカートリッジを受け入れるように構成されたソケット
   を含んでいる、カートリッジ搭載アセンブリと
   を備えている、流体堆積デバイスであって、
   該ソケットは、
   該プリントカートリッジ上の複数の電気的接触と組み合わさるように構成された複数の電気的接触と、
   該プリントカートリッジ上に含まれている真空入口と組み合わさるように構成された真空コネクタと
   を含んでおり、
   該ソケットは、プリントカートリッジが該ソケットに挿入されたときに、該プリントカートリッジおよび該ソケットの電気的接触および真空コネクタの間の接続が、実質的に同時に形成されるように構成されている、流体堆積デバイス。
2. 前記プラテンは、第１の方向に進行するように構成されており、前記カートリッジ搭載アセンブリは、該第１の方向に対して実質的に垂直な第２の方向に進行するように構成されている、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
3. 前記カートリッジ搭載アセンブリは、前記第１の方向および前記第２の方向に対して実質的に垂直な第３の方向に移動するようにさらに構成されている、請求項２に記載の流体堆積デバイス。
4. 前記基板上に流体を堆積させ、前記ソケット内に受け入れられるように構成されたプリントカートリッジ
   をさらに含んでおり、該プリントカートリッジは、
   該流体を放出するように構成された１つ以上のノズルと、
   該ソケットの複数の電気的接触と組み合わさるように構成された複数の電気的接触と、
   該ソケットの真空コネクタと組み合わさるように構成された真空入口と
   を含んでおり、
   該ソケットの該電気的接触および該真空コネクタならびに該プリントカートリッジの該電気的接触および該真空入口の相対的な位置は、該プリントカートリッジが該ソケットの中に挿入されたときに、２つの間の電気的および真空の接続が、実質的に同時に形成されるようなものである、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
5. 前記プリントカートリッジに含まれている１つ以上のノズルを発射させるための信号を提供するように構成されたプロセッサ
   をさらに含んでおり、
   前記ソケットに含まれている前記電気的接触は、該プロセッサと電気的に接続されており、該プロセッサから受信した信号を該プリントカートリッジに提供するように構成されている、請求項４に記載の流体堆積デバイス。
6. フレーム
   をさらに含んでおり、
   前記カートリッジ搭載アセンブリは、該フレーム上に搭載されており、前記プラテンの上に配置されている、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
7. ハウジング
   をさらに含んでおり、
   前記プラテンおよび前記カートリッジ搭載アセンブリは、該ハウジング内に含まれている、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
8. 前記プラテンは、真空ソースと連通する１つ以上のアパーチャを含んでおり、該アパーチャは、前記基板を該プラテンに真空チャックするように構成されている、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
9. 前記カートリッジ搭載アセンブリは、
   開位置と閉位置との間で軸回転可能なキャップ
   をさらに含んでおり、
   該閉位置において、該キャップは、前記プリントカートリッジのノズル領域の周辺にシールを形成し、該開位置において、該キャップは、該プリントカートリッジの該ノズル領域に接触しない、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
10. 前記キャップは、前記ノズル領域に含まれている１つ以上のノズルから堆積された流体を吸収するように構成された多孔性部材を含んでいる、請求項１に記載の流体堆積デバイス。
11. 基板を支持するように構成されたプラテンと、
    カートリッジ搭載アセンブリであって、
    該基板上に流体を堆積させるように構成されたプリントカートリッジを受け入れるように構成されたソケットと、
    開位置と閉位置との間で軸回転可能なキャップであって、該閉位置において、該キャップは、該プリントカートリッジのノズル領域の周辺にシールを形成し、該開位置において、該キャップは、該プリントカートリッジの該ノズル領域に接触しない、キャップと
    を含んでいる、カートリッジ搭載アセンブリと
    を備えている、流体堆積デバイス。
12. 前記カートリッジ搭載アセンブリは、第１の方向に移動して、該カートリッジ搭載アセンブリに搭載されたプリントカートリッジと、前記プラテン上に支持されている基板との間の距離を増減させるように構成されており、前記キャップが該開位置と該閉位置との間で軸回転するときに、該カートリッジ搭載アセンブリは、該第１の方向に移動して、該キャップに対するクリアランスを提供する、請求項１１に記載の流体堆積デバイス。
13. 前記キャップは、前記ノズル領域に含まれている１つ以上のノズルから堆積された流体を吸収するように構成された多孔性部材を含んでいる、請求項１１に記載の流体堆積デバイス。

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