JP2011514853A - 印刷ヘッドを取り付けるための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、印刷面上に流体を付着させるための印刷ヘッドを取り付けるための装置に関する。本発明は、より詳細には、付着精度および特性を向上させるための、複数の流体用の印刷ヘッド取り付け器具に関する。その目的のために、本発明は、印刷ヘッドを保持するための少なくとも２つの手段が周りに設けられる幾何学的回転軸を有する印刷ヘッド取り付け器具を提供する。そのために、本発明は、印刷ヘッド（６）を保持するための少なくとも２つの保持手段（４）、並びに、測定モジュール（１２）用の定着手段（１０）を有していて、印刷ヘッド（６）を保持するための保持手段（４）が周りに設けられる幾何学的回転軸（１）を有することを特徴とする印刷ヘッド・ホルダを提供する。

Description

本発明は、印刷面上に複数の流体を連続的に付着させる印刷ヘッドを取り付けるための装置に関する。

本発明は流体印刷装置の技術分野に関し、より詳細には、インクジェット印刷により二次元又は三次元の単一材料（ｍｏｎｏ−ｍａｔｅｒｉａｌ）部品又は多材料（ｍｕｌｔｉ−ｍａｔｅｒｉａｌ）部品を微細加工する分野に関する。

現況技術の種々のインク印刷装置では、各々がいくつかの吐出ノズルを収容している複数の印刷ヘッドを使用することが知られている。これらのノズルは、実質的に一定の距離だけ離間させて、一列に配置することができる。多ノズル印刷ヘッドを使用することにより、１回の通過における印刷面を効果的に増大させることが可能になり、それにより印刷速度を向上させることができる。なお、この場合、吐出ノズル間の距離、即ち、印刷ヘッドの進行方向に対して垂直な方向における二点間の距離により、横方向の印刷解像度が決定される。

しかし、同一の印刷ヘッドにおける、ある１つのノズルから次のノズルまでの距離が一定であることを維持しながら、横方向の解像度を変化させる必要がある。実際には、インクジェット印刷によって得られる付着物の質は、吐出される流体の化学・物理特性により、部分的に左右される。従って、横方向の解像度は、印刷ヘッドが含んでいる流体に応じて印刷ヘッドごとに変化可能であることが必要である。また、ある特定の流体を含んだ同一の印刷ヘッドで複数の層を印刷する場合、通常、横方向に隣接する２つの付着物の間の距離を層ごとに変化させることにより、それらの複数の層の特性を変化させる必要がある。

従って、製造時に、進行方向に対して横方向の印刷解像度を迅速に変更することが可能であることが好ましい。

横方向の解像度を低下させることが、いくつかの現況技術の解決策により知られている。

第１の解決策は、製造方向（ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）に対して垂直の方向における２つの印刷箇所の間の距離を減少させるために、製造方向に対して各印刷ヘッドを傾斜させることからなる。なお、その傾斜角度は、通常は機械的に固定され、必要に応じて印刷ヘッドごとに手動で修正される。しかし、ある同一の流体を、印刷する層に応じて異なる条件で付着させる必要があるような工業生産体制では、使用中に迅速、かつ、正確にヘッドの角度を修正できることが必須であるが、これは、手操作が介在する場合には不可能であることが分かっている。

別の解決策は、横方向の解像度を存在するヘッドの数で分割するために、複数の印刷ヘッドを互いに対して移動させることにより、互いの後ろ側に配置させることからなる。この解決策の主な問題点は、一定の横方向の解像度を得るために、可能な解像度がノズル間の距離の約数のみになってしまうことである。

さらに、これらの印刷ヘッドが互いに対して固定されてしまうと、使用者が、印刷ヘッドの互いに対しての相対位置を修正することなく進行方向に応じてヘッド群の配向角を変化させる場合、印刷幅全体において横方向の解像度が一定となるように、複数の箇所で印刷することが不可能になるという問題がある。

本発明の課題は、上述の現況技術の欠点および制限を取り除くことである。これに関連して、本発明は、複数の流体の付着物の精度および特性を向上させることを可能にする印刷ヘッド・ホルダを提供することを課題とする。

この課題解決のために、本発明は、印刷ヘッドを保持するための少なくとも２つの手段が周りに配置される幾何学的回転軸を有する印刷ヘッド・ホルダを提示する。

これに関連して本発明は、印刷ヘッドを保持するための、少なくとも２つの手段、並びに、測定モジュール用の定着手段を備えていて、印刷ヘッドを保持するための手段が周りに配置される幾何学的回転軸を有する印刷ヘッド・ホルダを提示する。

印刷ヘッドを保持するための少なくとも２つの手段をヘッド・ホルダの幾何学的回転軸の周りに配置することにより、付着される流体および得られる付着物の特性に応じて、各印刷ヘッドの横方向解像度を調整することが可能となる。それにより、互いに干渉することなく、１つの操作中に複数の異なるインクを付着させることが可能となる。

具体的な実施形態によると：
−測定モジュールの光軸が印刷ヘッド・ホルダの幾何学的回転軸に実質的に一本化される。印刷ヘッドの回転に対して固定された状態を維持する測定モジュールを組み込むことにより、再位置決めの精度を高く維持することが可能となり、従って、印刷ヘッドにいかなる角度を適用することも可能になる。また、印刷領域を測定することにより、吐出された付着物によるイメージの取得を実現することが可能になることに加えて、被印刷物自体が再位置決めするための、被印刷物の特定の箇所を示すことも可能になる。この構成はまた、印刷ヘッドが幾何学的回転軸に対していかなる角度であっても、各印刷ヘッドのノズルと測定モジュールの光軸との間の距離を一定に維持することを意図する。
−印刷ヘッドを保持するための手段が、測定モジュールの定着手段に対してある回転自由度を有する。ヘッド・ホルダは、測定モジュールを駆動させることなく、従って、視軸を構成する基準物の位置決めを妨害することなく、幾何学的回転軸を中心に回転するようになる。
−ヘッド・ホルダが、吐出ノズルがヘッド・ホルダの下側保護部材のわずかに下に配置されるように、印刷ヘッドをある特定の高さで保持することを可能にする位置決め軸受けを有する。この位置決め軸受けにより、吐出ノズルを印刷ヘッド・ホルダの下側部分のわずかに下に配置させることを可能にしながら、被印刷物に平行な平面に一致するように印刷ヘッドを保持することが可能となり、それにより、吐出ノズルの掃除が容易になる。
−保持手段が、接触面を減少させるための、即ち、ヘッド・ホルダと印刷ヘッドとの間の熱伝達を減少させるための熱シール部材を有する。
−測定モジュールの定着手段が、定着手段の２つの端部に実質的に位置する高位固定部材および低位固定部材を有する。
−測定モジュールの定着手段が、測定モジュールの光軸方向の調整システムをさらに有する。それにより、測定モジュールの光軸方向の調整が改善されて測定がより正確になる。

−印刷ヘッドの支持手段が、使用される印刷ヘッドに固有の取り外し可能インターフェース用ピースを有する。保持手段と印刷ヘッドとの間にあるこれらのインターフェース用ピースは調整可能であり、それにより、寸法の異なる複数の印刷ヘッドを組み込むことが可能となる。また、これらのインターフェース用ピースにより、再現可能かつ自動で、印刷ヘッドが正確に位置決めされるようになる。

−ヘッド・ホルダが３つの保持手段を有し、これらの保持手段はそれぞれ、隣接する保持手段の中間平面と１２０°の角度をなす中間平面を有する。

本発明はまた、本発明による印刷ヘッド・ホルダを有する流体印刷装置に関する。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な実施形態を読むことにより明らかとなる。

本発明による印刷ヘッド・ホルダの一実施形態の分解組立図である。 図１のヘッド・ホルダを構成する基本部材の平面斜視図である。 図１のヘッド・ホルダを構成する基本部材の底面斜視図である。 図１のヘッド・ホルダを構成する下側保護部材の斜視図である。 図１のヘッド・ホルダを構成する測定モジュールの定着手段の分解組立図である。 図１のヘッド・ホルダの基本部材に固定された測定モジュールの定着手段を示す斜視図である。

図１は、好適には水平の印刷面上に流体の滴を印刷することなどを目的とした、位置決めポータル（図示せず）上に装着され得る印刷ヘッド・ホルダの一実施形態を示している。

印刷ヘッド・ホルダを、印刷面に対して好適には垂直である幾何学的回転軸１に沿って回転駆動可能にするための回転板７が設けられる。

印刷ヘッド・ホルダは、印刷ヘッド６を保持するための保持手段４を有する基本部材２と、下側保護部材８と、測定モジュール１２の定着手段１０とを有する。これらの部材は、通常の操作時に使用者がヘッド・ホルダの内側に手を入れることができないようにし、かつ、印刷ヘッド６およびそれらのコントロール・カードを、外部からのいかなる衝撃からも保護するためのセル１４によって保護される。

また、プリンタ・アタッチメント１５が、好ましくは、パワー・ケーブルの取出口の一体化を可能にして設けられる。好適には、水圧パイプ、空気パイプ又は電気パイプが、誤用を回避するためにそれぞれ、プリンタ・アタッチメント１５内における別区画に配備可能にされる。プリンタ・アタッチメント１５はさらに、印刷ヘッド６に対して直接的に干渉しない限りにおいて、供給ケーブル（ｓｕｐｐｌｙ ｃａｂｌｅ）の交換処理を容易にすることができる。

図１の実施形態では、測定モジュール１２が位置決めポータルに対して固定されるのに対して、印刷ヘッド６を保持するための保持手段４を含む基本部材２は、回転板７によって回転させられることに留意されたい。従って、ヘッド・ホルダを位置決めすることにより、各印刷ヘッドのいかなる動きに対しても、ノズル・ラインの方向と位置決めポータルの進行方向との間に傾斜角を形成することが可能となる。さらに、測定モジュール１２は、ホルダ部材が回転する間も印刷ヘッドに対して固定された状態を維持し、以て、測定モジュール１２とそれぞれの印刷ヘッドの各吐出ノズルとの間の距離は一定に維持される。

また、代替の実施形態によると、測定モジュール１２を基本部材２に連結させて、互いに対して固定されるようにすることも可能である。

図２に示される基本部材２は、測定モジュール１２のための測定空間を画定するために、その中央が中空にされた、好適には正六角形の区間を有する。別法として基本部材２は、円形、三角形、五角形または他の多角形形状であってもよい。

印刷ヘッド６の保持手段４は、好適には幾何学的回転軸１から等距離で、基本部材２の６つの区間のうちの３つの区間に配置される。

保持手段４は、周囲壁１６ａおよび２つの側壁１６ｂによって区切られるポケット１６と、周囲壁１７ａ、２つの側壁１７ｂおよび低位壁１７ｃによって区切られる凹部１７とによって形づくられる。基本部材２に対して印刷ヘッド６を位置決めすることを可能にするインターフェース用ピース１８が、これらの凹部１７内に固定される。図２に示す非限定的な実施形態によると、インターフェース用ピース１８は、保持手段４を形成するポケット１６の両側に位置する凹部１７内に配置される２つのフィンで構成される。

インターフェース用ピース１８は各保持手段４の主要支持部を形成しており、印刷ヘッド６のノズル・プレートに直接に装着されることにより、基本部材２と印刷ヘッド６との間の連結部の一部分をなす。有利なことに、インターフェース用ピース１８は、吐出ノズルを印刷面に対して平行に位置決めすることを可能にし、かつ、吐出ノズルが下側保護部８のわずかに下に配置されるように、印刷ヘッド６を、ある特定の高さに保持することを可能にするための水平位置決め軸受けを形成している。それにより、印刷ヘッド６の吐出ノズルを、例えば、超音波処理器の中に入れるなどして、容易に洗浄することが可能になる。

インターフェース用ピース１８が、取り外し可能であり、かつ、印刷ヘッド６のそれぞれのタイプごとに固有のものであり、さらに、精度を上げるために対になっていることに留意されたい。また、印刷ヘッド６を保持手段４内で位置決めするための全ての工程は、自動化が可能である。従って、印刷ヘッド６を位置決めする際に達成される精度により、ヘッド・ホルダの幾何学的回転軸１に対する印刷ヘッドの位置決めに、再現性がもたらされる。

ポケット１６の周囲壁１６ａは、異なるタイプの印刷ヘッド６のタンクを固定できるように、種々の高さに配置される複数の固定手段２０を有する。周囲壁１６ａは、好ましくは、基本部材２と印刷ヘッド６との間での熱交換を防止することが可能な、一片のプラスチックなどのシール部材２１を備える。別法としてこのシール部材２１の機能は、周囲壁１６ａに肩部を形成することにより、印刷ヘッド６との接触面を減少させることによっても実現することができる。

下側保護部材８は、基本部材２の下面に固定される。この実施形態によると、下側保護部材８は、印刷ヘッド６が印刷面上に流体の滴を付着させることを可能にする、３つの開口部２２を有する薄板である（図３参照）。

下側保護部材８はまた、流体間でのいかなるタイプの汚染も回避し得るようにするために、印刷ヘッド６を互いから保護することなどを目的として、開口部２２の間において放射状に配置される３つの垂直仕切りフィン２４を有する。

さらに、下側保護部材８に、ヘッド・ホルダの幾何学的回転軸１と同軸の測定用開口部２６が形成される。測定用開口部２６はその上に保護カバー２８を有しており、後述する測定モジュール１２のレンズの端部がその中で摺動することで、レンズが外部からの衝撃およびインクの噴射から保護される。好ましくは、測定用開口部２６の直径は、測定モジュール１２内の不純物の侵入を制限するために、比較的小径にされる。

次に、測定モジュール１２の定着手段１０の一実施形態を、図４を参照しつつ説明する。定着手段１０は、幾何学的回転軸１に一致する測定モジュール１２の光軸１２ｃを、安定した形で位置決めすることを意図する。それにより各吐出ノズルの位置が、幾何学的回転軸１に対して正確に決定され得るようになる。

測定モジュール１２は、好適には、カメラ１２ａおよびレンズ１２ｂから構成される。カメラ１２ａは、それ自体が位置決めポータル上で固定される固定ピース１０ａに装着される。固定ピース１０ａは、測定モジュール１２の高位部分を抑えることを可能にする。また、固定ピース１０ａは、カメラ１２ａとレンズ１２ｂとの間の連結部を堅固にすることなどを目的として、測定モジュール１２のレンズ１２ｂにも連結される。

移動中のいかなる屈曲現象をも回避するために、測定モジュール１２の下側部分にも剛性をもたせる必要がある。そのために、測定モジュール１２の定着手段１０は、レンズ１２ｂの下側部分に確固と装着される青銅嵌め輪１０ｃを備える。

青銅嵌め輪１０ｃは、アルミニウム・リング１０ｄと相互作用してピボット・ジョイントを形成する。アルミニウム・リング１０ｄはさらに、３つの位置決めアーム１０ｅによってねじ切り部材１０ｆに連結される。

３つの位置決めアーム１０ｅは保持手段４内に配置され、ねじ切り部材１０ｆを介して定位置に維持される。保持手段４は、同時に基本部材２および適合部材５にも固定されることから、それにより印刷ヘッド・ホルダに剛性がもたらされる。

適合部材５は、有利には、この組立体を回転板７に固定可能にする。適合部材５は、図１に示すように、測定モジュール１２のための空間を画定するために、その中央が中空にされた、好適には正三角形である三角形部分を有する。別法として、適合部材５は、円形、六角形、五角形または他の多角形形状であってもよい。

３つの位置決めアーム１０ｅの位置決めは、ねじ切り部材１０ｆの作用により、測定モジュール１２の光軸１２ｃの位置が、実質的に幾何学的回転軸１の位置にくるように調整できるように、摺動ピボット・ジョイントを介して実施される。それにより、測定モジュール１２の光軸１２ｃが印刷ヘッド６に対して正確に位置決めされ、以て、印刷ヘッド６が、測定モジュール１２が同時に動き始めることなく、基本部材２の幾何学的回転軸１の周りを回転し始めることができる。

測定モジュール１２の光軸１２ｃの方向を正確に監視するために、好ましくは、測定モジュール１２の定着手段１０が、測定モジュールの２つの端部のところに配置されることに留意されたい。また好ましくは、位置決めアーム１０ｅは、測定モジュール１２の光軸１２ｃの方向を、必要に応じて修正するための調整システムを有する。

本発明は、上記説明および図示された実施形態に限定されるものではなく、当業者は、本発明の枠組み内で、以下で説明するような種々の代替実施形態を実現することができる。具体的には、印刷ヘッド・ホルダは、印刷ヘッド６の保持手段４を必要とされる数だけ有することができる。また、印刷ヘッドは、幾何学的回転軸１の周りに留まる限りにおいて、即ち、本特許出願の枠組み内で、幾何学的回転軸１から異なる距離に配置されてもよい。

Claims (10)

1. 印刷ヘッド（６）を保持するための、少なくとも２つの保持手段（４）、並びに、測定モジュール（１２）の定着手段（１０）を有する印刷ヘッド・ホルダであって、幾何学的回転軸（１）を有していて、前記印刷ヘッド（６）の前記保持手段（４）は、前記幾何学的回転軸（１）の周りに配置されることを特徴とする、印刷ヘッド・ホルダ。
2. 前記測定モジュール（１２）の光軸（１２ｃ）が、前記印刷ヘッド・ホルダの前記幾何学的回転軸（１）に実質的に一本化される、請求項１に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
3. 前記印刷ヘッド（６）を保持するための前記手段（４）は前記測定モジュール（１２）の前記定着手段（１０）に対し、ある回転自由度を有する、請求項１又は２に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
4. 吐出ノズルが前記ヘッド・ホルダの下側保護部材（８）のわずかに下に配置されるように、前記印刷ヘッド（６）をある特定の高さで保持することを可能にする位置決めストッパ（１８）を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
5. 前記保持手段（４）が熱シール部材（２１）を備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
6. 前記測定モジュール（１２）の前記定着手段（１０）が、前記定着手段（１０）の両方の端部のところに実質的に位置する高位固定部材（１０ａ、１０ｂ）および低位固定部材（１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ）を有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
7. 前記測定モジュール（１２）の前記定着手段（１０）が、前記測定モジュール（１２）の前記光軸（１２ｃ）の方向を調整するためのシステムをさらに有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
8. 前記印刷ヘッド（６）を保持するための前記保持手段（４）が、使用される前記印刷ヘッド（６）に固有の取り外し可能なインターフェース用ピース（１８）を有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
9. 前記保持手段（４）を３つ有していて、前記保持手段（４）はそれぞれ、隣接する前記保持手段（４）の各中間平面と１２０°の角度をなす中間平面を有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダ。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の印刷ヘッド・ホルダを有する流体印刷装置。
    
    

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