JP2019507037A - 液滴堆積ヘッド及びそのためのマニホールド構成要素 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図3A
Description
近年、高い信頼性及びスループットでインクをセラミックタイルに直接堆積させることができるインクジェットプリントヘッドが開発されている。これは、タイル上のパターンが顧客の正確な仕様になるようにカスタマイズされることを可能にし、全てのタイルを在庫する必要性を低減することも可能にする。
したがって、新たな、かつ/またはますます困難な堆積用途に好適になるように、液滴堆積ヘッドが進化及び特殊化し続けることを理解されたい。しかしながら、液滴堆積ヘッドの分野において非常に多くの開発がなされてきたが、液滴堆積ヘッドの分野において改善の余地が残されている。
一態様において、以下の開示は、1つ以上のマニホールド構成要素であって、1つ以上の流体入口を提供し、流体入口の各々が、ヘッドが流体の液滴を受けることができるように流体供給システムに接続可能である、1つ以上のマニホールド構成要素を備える、液滴堆積ヘッドを説明する。
液滴堆積ヘッドは、流体チャンバの2つ以上のアレイ(一般に、規則的に間隔を置いて配置され得る)であって、各チャンバにそれぞれの作動素子及びそれぞれのノズルが提供され、各作動素子が、ノズルのうちの対応する1つを通って吐出方向に流体の液滴を吐出するように、作動可能であり、各アレイがアレイ方向に延在する、流体チャンバの2つ以上のアレイを備える。
ヘッドは、吐出方向に、1つ以上の流体入口が位置している第1の端部から、流体チャンバのアレイが位置している第2の端部へ延在する。1つ以上の分岐入口経路は、マニホールド構成要素内に、吐出方向のマニホールド構成要素の高さの第1の部分にわたって提供され、分岐経路の各々が、その主分岐において、流体入口のうちのそれぞれの1つから流体を受けるように、流体的に接続され、1つ以上の分岐点において分岐し、その結果、対象の分岐経路は、流体が送られる複数の末端副分岐になる。
分岐入口経路の各々は、拡大入口チャンバのうちの2つ以上へ流体を供給するように、流体的に接続されている。
いくつかの配列では、分岐経路及び拡大チャンバを含むかかる構造を提供することによって、アレイが延在する方向と直角な方向にヘッドのサイズを減少し得る。これは、ヘッドと媒体とが互いに対して相対的に移動しながら、媒体をアレイに対して所望の空間関係に維持することは、ヘッドが移動方向(一般に、アレイ方向に直角)において比較的より大きい場合には、典型的により複雑であるため、堆積媒体上の液滴配置の所望のレベルの精度を達成するのを支援し得る。これは、ボトル、缶等にグラフィックを印刷する場合等、堆積媒体が湾曲している場合に特に重要であり得る。
加えてまたは代わりに、吐出方向から見ると、各分岐入口経路のフットプリントは、別の分岐入口経路のフットプリントと重なり合い、好ましくは、吐出方向から見ると、フットプリントは、分岐入口経路の全てと重なり合う。追加的にまたは代替的に、分岐入口経路のうちの少なくとも1つは、別の分岐入口経路と絡み合い、好ましくは、各分岐入口経路が別の分岐入口経路と絡み合う。加えてまたは代わりに、吐出方向から見ると、1つの分岐入口経路の副分岐は、別の分岐入口経路の副分岐と交差し、好ましくは、吐出方向から見ると、各分岐入口経路のうちの少なくとも1つの副分岐は、別の分岐入口経路の副分岐と交差する。
加えてまたは代わりに、同じ下方マニホールド構成要素に及び同じグループに対応するアレイは、それらのノズルがアレイ方向に対して散在するように、アレイ方向において互いに対してオフセットされる。追加的にまたは代替的に、各下方マニホールド構成要素について、同じグループからの対応する対のアレイが並んで提供され、両方とも同じ拡大入口チャンバまたは同じ狭窄出口チャンバに流体的に接続され、好ましくは、吐出方向から見ると、各対内のアレイは、共有された拡大入口または狭窄出口チャンバのいずれかの側に配列される。追加的または代替的に、各下方マニホールド構成要素のための狭窄出口チャンバのうちの少なくとも1つは、その下方マニホールド構成要素の外面に隣接して提供される。
用途に応じて、様々な流体が液滴堆積ヘッドによって堆積し得ることを理解されたい。例えば、液滴堆積ヘッドは、一枚の紙もしくはカード、または他の受容媒体、例えば、セラミックタイルもしくは成形物品(例えば、缶、ボトル等)に移動し得るインクの液滴を吐出して、(液滴堆積ヘッドがインクジェットプリントヘッドであり得、より具体的には、ドロップオンデマンドのインクジェットプリントヘッドであり得る)インクジェット印刷用途の場合と同様に、画像を形成し得る。
別の例では、(3D印刷の場合のように)物体を含むプロトタイプモデルを生成するように、ポリマー含有流体または溶融ポリマーが、連続した層に堆積され得る。
本発明の実施形態による液滴堆積ヘッドの断面図及び液滴堆積ヘッドの端面図をそれぞれ示す(図1Aの断面が図1Bの線1Aで示される平面で取られる)、図1A及び図1Bの実施形態の例では、液滴堆積ヘッド10は、吐出方向において、流体入口120が位置している第1の端部から、流体チャンバの2つのアレイ150が位置している第2の端部まで、延在する。分かるように、ヘッド10は、マニホールド構成要素80を更に含み、2つのアレイ150が、マニホールド構成要素80の端部に取り付けられている。
図1Bにも示されるように、アレイ方向500における重なり合いの量は、アレイ方向500における各アレイ150の長さと比較して小さい。この重なり合いは、2つのアレイ150が2つのアレイの全体的な幅を有する単一のアレイと同様の方法で、例えば深さ方向510において、ヘッド10を通過して指定されるように、堆積媒体(例えば、紙、セラミックタイル、回路基板等のシート等)に集合的にアドレス指定することを可能にし得る。2つのアレイは、例えば、それらの全体の幅が十分に大きい単一通路で媒体がアドレス指定することを可能にし得る。場合によっては、重なり合い領域は、例えば、重なり合い領域のアレイ間の適切なノズルを選択すること、及びそれらの個々の駆動波形を通してそれらの液滴吐出特性を制御することによって、電子手段による2つのアレイ間の微細な位置合わせを可能にし得る。
図1A〜図1Dの特定の液滴堆積ヘッドでは、各拡大入口チャンバ55の深さは、拡大入口チャンバ55の高さにわたって大幅に変化しない、しかしながら、他の例では、深さは、拡大入口チャンバ55の第2の端部に向かって先細になり得、アレイ150のうちの対応する1つに流体的に接続されることに留意されるべきである。例えば、拡大入口チャンバの深さ方向510のサイズは、吐出方向505の距離が増加するにつれて減少し得る。拡大入口チャンバの深さ及び幅は、例えば、拡大入口チャンバの断面積が実質的にその高さ全体にわたって一定に保たれるように変化し得る。
図1Aからも分かるように、アレイ方向500の、拡大入口チャンバ55の各々のその第2の端部(アレイ150に最も近い)における幅は、そこに流体を供給するアレイ150の幅に実質的に等しい。これは、アレイ150の長さにわたって流体を均一に分配するのを支援し得る。
図1Aからも分かるように、吐出方向505の各拡大入口チャンバ55の広がりは、アレイ方向500のその広がりよりも大きい。これは、アレイ150に接続されている拡大入口チャンバ55の端部において流体の均一に分配された流れを発生させるのを支援し得る。より一般的には、吐出方向505の各拡大入口チャンバ55の広がりがアレイ方向500のその広がりと略等しいかまたはそれよりも大きい場合に、同様の効果が得られる。
流体入口120は、正の圧力で流体を供給し得る、流体供給システムから流体を受けるように構成される。アレイ150の作動素子は、IC(集積回路)またはASIC(特定用途向け集積回路)等の、駆動回路(図示せず)によって作動可能に構成されて、チャンバのノズルから、堆積媒体上に堆積されている液滴を吐出する。
いくつかの例では、図1A及び図1B(図1Cの断面が図1Dの破線1Cによって示された平面で取られている)に示される液滴堆積ヘッドの変形バージョンの断面図及び端面図をそれぞれ示す、図1C及び1Dに示されるように、液滴堆積ヘッド10は、上方マニホールド構成要素100と下方マニホールド構成要素50とを含む。
図3B及び図3Cから分かるように、各下方マニホールド構成要素50内には、1つの拡大入口チャンバ55(a)、55(b)及び1つの狭窄出口チャンバ60(a)、60(b)が提供される。アレイ方向の各狭窄出口チャンバ60(a)、60(b)の幅は、対応する流体アレイ150に流体的に連結されている、第1の端部(アレイ150に最も近い)から、分岐出口経路280によって提供される末端副分岐282(a)、282(b)のうちの対応する1つに流体的に連結されている、第2の端部(アレイ150から最も遠い)まで、吐出方向505とは反対側の方向の距離と共に減少する。図3Aから明らかであるように、各狭窄出口チャンバ60の各々の、アレイ方向500の幅は、その第1の端部において、そこから流体を受けるアレイ150の幅に実質的に等しい。上述したように、これは、各アレイ150の長さにわたって流体を均一に分配するのを支援し得る。
図3Aからも明らかであるように、吐出方向505の各拡大入口チャンバ55の広がりは、アレイ方向500のその広がりよりも大きい。上述したように、これは、アレイ150に接続されている拡大入口チャンバ55の端部において流体の均一に分配された流れを発生させるのを支援し得る。
流体出口220は、ヘッド10が流体供給システムに液滴流体を戻すことができるように、流体供給システムに接続可能である。流体供給システムは、例えば、システムを通って液滴流体を引き出すように、流体出口220に負圧を印加するように構成されてもよい。加えて、流体供給システムは、典型的には、流体入口120に正圧を印加するように構成されている(ただし、場合によっては、流体出口220の負圧が単独で使用され得る可能性もある)。
より一般的には、アレイ方向500の各拡大入口チャンバ55の幅は、吐出方向505の第1の端部から第2の端部までの距離と共に、任意の適切な方法で増加し得る。この増加は、例えば、図3Aの場合のように、段階的であり、かつ/またはアレイ方向の幅が、吐出方向505の距離に対して実質的に単調に増加し得る。
図4〜図12Bは、本発明の更なる実施形態による液滴堆積ヘッド10を示す。図4は、液滴堆積ヘッド10の例の分解斜視図を示す。 分かるように、液滴堆積ヘッド10は、上方マニホールド構成要素100と、4つの下方マニホールド構成要素50とを備える。
各下方マニホールド構成要素50は、流体チャンバ150のいくつかのアレイに流体を供給し、それから流体を受ける。より具体的には、各下方マニホールド構成要素50は、流体チャンバ150の2つのアレイに第1のタイプの流体を供給し、それから第1のタイプの流体を受け、また、流体チャンバ150の2つのアレイに第2のタイプの流体を供給し、それから第2のタイプの流体を受ける。
アレイ150への近接を増加させるために層をアドレス指定することは、図6から分かるように、第1の下方マニホールド層70は、入口ポート65(1)、65(2)及び出口ポート67(1)、67(2)を備える。入口ポート65(1)、65(2)は、下方マニホールド構成要素50の第1の層70の中心に向かって位置しており(図6Aでは最も上に位置する)、出口ポート67(1)、67(2)は、下方マニホールド構成要素50の第1の層70の側部に向かって位置している。したがって、入口ポート65(1)、65(2)は、出口ポート67(1)、67(2)よりも比較的より中央に(アレイ方向500から見ると)配置される。
ここでキャリア層76に移ると、図6から明らかなように、この層は第3の下方マニホールド層74に流体的に連結される。キャリアは、拡大入口チャンバ55及び狭窄出口チャンバ60の端部を含み、これらのチャンバは、アレイ方向500において実質的に一定の幅のままである。深さ方向510から見ると、狭窄出口チャンバ60及び拡大入口チャンバ55の端部は狭くならないか、または広がらず、それらは、一般に、吐出方向505に平行に延在する側部を有する。この一定の幅部分は、流体チャンバアレイ150をわたって実質的に均一な速度分布への更なる流れの発生を可能にし得る。
それでもなお、CTEのいくつかの差は、かかる努力にもかかわらず残る可能性がある。更に、様々な下方マニホールド層の材料のCTE値には、他の理由により、差が存在し得る。
次いで、貫通孔960(1)(i)は、第1の(最上)910層、第2の(フィルタ)層920及び第3の層930によって一緒に画定された多数の蛇行したまたは湾曲した経路の1つに流体を供給する。これらの湾曲経路は同じ平面にあり、具体的には、それらは、フィルタ925と略同じ平面にあり、その結果、フィルタ925は、これらの湾曲経路の各々をその長さに沿って分割する。
図8Bから明らかであるように、流体は、貫通孔960(1)(i)から通じ、第1、第2及び第3の層910、920、930によって画定される湾曲経路に沿って分岐点186(1)(i)へ流れ、そこから2つの更なる湾曲経路が延在する。これら2つの更なる湾曲経路の各々は、第1、第2及び第3の層910、920、930によって画定され、分岐点186(1)(i)からそれぞれの貫通孔960(1)(ii)(a)、960(1)(ii)(b)へ延在する。湾曲経路の各々は、それぞれの第1のレベルの副分岐185(1)(i)(a)、185(1)(i)(b)(185は一般に副分岐を示し、添え字(i)は、以前と同様、分岐構造内のレベルを示し、主分岐181への近接を示す若い数字、及び(a)、(b)等は、対象のレベル内の特定の副分岐を示す)に対応する。分岐点186(1)(i)において、分岐入口経路180(1)の主要分岐181(1)は、2つの第1のレベルの副分岐185(1)(i)(a)、185(1)(i)(b)に分岐する。
分岐点186(1)(ii)(b)を含む湾曲経路は、一方の端部で貫通孔960(1)(iv)(b)に、他方の端部で貫通孔960(1)(iv)(c)に流体的に接続され、それらの両方とも第4層940に形成される。貫通孔960(1)(iv)(b)は、次に第5の層950の貫通孔960(1)(v)(c)に直接接続され、同様に、貫通孔960(1)(iv)(c)は、第5の層950の貫通孔960(1)(v)(d)に直接接続される。このようにして、末端副分岐182(1)(c)、182(1)(d)は、第4及び第5の層940、950を通って延在し、これにより、流体がそれぞれの下方マニホールド構成要素50(c)、50(d)に供給されることを可能にする。
図4、図5及び図8〜図11の上方マニホールド構成要素100は、液滴堆積ヘッドの一例に過ぎず、分岐経路は、重力に対抗してフィルタに通して流体を方向づけ、同じ原理に従って動作する他の配置が可能であることが留意されるべきである。例えば、他の液滴堆積ヘッドは、フィルタが、分岐経路の主分岐及び/または副分岐をその/それらの長さに沿って分割しないように構成され得る(ただし、上述したように、これは、濾過がより大きなエリアにわたって生じることを可能にし得る)。
いくつかの例では、フィルタ925を省略してもよいことが更に留意されるべきである。例えば、液滴流体がヘッド10に到達する前に、液滴流体の十分な濾過が流体供給システム内で行われてもよい。
液滴流体との化学的適合性(特に、液滴流体を吐出前に加熱することが望ましい場合)、
アクチュエータ構成要素(接着剤接着等の接続部の応力を構成要素間で減少させる可能性がある)等の、マニホールド構成要素が取り付けられる構成要素と比較して、又は例えば、セラミック材料から形成されている場合のキャリア層76に関して上述したような、異なる材料(例えば、非ポリマー材料)で形成されたマニホールド構成要素内の層と比較して、熱膨張係数の差がほとんどないこと、
例えば、成形後に各成形部品の幾何学形状が維持される(例えば、平面部品は平坦なままである)ような機械的安定性、
マニホールド構成要素の部品を一緒に接続するため、又はマニホールド構成要素を一緒に接続するために使用される任意の接着剤に対する接着/硬化速度、及び
適切な材料が、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、又はポリフェニレンスルフィド(PPS)等の多くの例が知られている注入可能な熱可塑性樹脂を含み得ることを含む。しかしながら、注入可能な熱硬化性材料もまた、いくつかの状況では適切であり得る。
また、図1〜図11を参照して上述した構成では、末端副分岐は、分岐構造内で同じレベルであったが、他の構成では、末端副分岐は異なるレベルに属し得、例えば、いくつかの末端副分岐は第1のレベルに属し得る一方で、他の末端副分岐は第2のレベルに属し得る。それでもなお、分岐構造において同じレベルの末端副分岐を有することは、末端副分岐内の流体の所望の流体特性(流量、圧力等を平衡すること等)を提供するように、分岐経路を形成することを単純化し得る。
図13Aから分かるように、流体チャンバ710の各々は、それと流体連絡する流体入口ポート713を有する。
使用中、液滴流体は、流体入口ポート713から流体チャンバ710に供給される。したがって、入口ポート713は、拡大入口チャンバ55から流体を受けるように流体的に接続される。
アクチュエータ構成要素701は、流体チャンバ710と流体連通する流体チャンバ基板702内に提供され、その間を流れる液滴流体のための経路を提供するように配置されている、流体チャネル714を更に含む。
ダイ701の様々な特徴部の表面は、例えば、パッシベーション材料又は湿潤材料の適切なコーティング等の保護又は機能材料でコーティングされ得る。
膜720は、例えば、ALD、スパッタリング、電気化学プロセス及び/又はCVD技術等の任意の適切な処理技法を使用して形成され得る。膜720が上面に提供される場合、流体ポート713/716に対応する開口が、例えば膜720の形成中に、例えば適切なパターン化技法を使用して膜720に提供され得る。
しかしながら、例えば、共有壁構成で動作するインクジェットプリントヘッド等の、液滴生成を行うことができる任意の適切なタイプのアクチュエータ又は電極構成が使用され得、作動素子は、アレイ内の隣接する流体チャンバを分離する圧電材料から形成された作動可能壁として構成される。
Claims (78)
- 液滴堆積ヘッドであって、
1つ以上のマニホールド構成要素であって、1つ以上の流体入口を提供し、前記流体入口の各々が、前記ヘッドが液滴流体を受けることができるように、流体供給システムに接続可能である、1つ以上のマニホールド構成要素と、
流体チャンバの2つ以上のアレイであって、各チャンバにそれぞれの作動素子及びそれぞれのノズルが提供され、各作動素子が、前記ノズルのうちの対応する1つを通って吐出方向に流体の液滴を吐出するように作動可能であり、各アレイが、アレイ方向に延在する、流体チャンバの2つ以上のアレイと、を備え、
前記ヘッドが、前記吐出方向に、前記1つ以上の流体入口が位置している第1の端部から、流体チャンバの前記アレイが位置している第2の端部へ、延在し、
1つ以上の分岐入口経路が、前記マニホールド構成要素内に、前記吐出方向の前記マニホールド構成要素の高さの第1の部分にわたって提供され、前記分岐経路の各々が、その主分岐において、前記流体入口のうちのそれぞれの1つから流体を受けるように流体的に接続され、1つ以上の分岐点において、2つ以上の副分岐に分岐し、流体が送られる複数の末端副分岐になり、
複数の拡大入口チャンバが、前記マニホールド構成要素内に、前記吐出方向の前記マニホールド構成要素の高さの第2の部分にわたって提供され、前記アレイ方向の各拡大入口チャンバの幅は、前記吐出方向の、前記各拡大入口チャンバの第1の端部から第2の端部までの距離と共に増加し、前記第1の端部は、前記分岐経路のうちの1つ以上から流体を受けるように流体的に接続され、前記第2の端部は、前記アレイのうちの1つ以上へ流体を供給するように流体的に接続され、
前記分岐入口経路の各々が、前記拡大入口チャンバのうちの2つ以上へ流体を供給するように流体的に接続されている、液滴堆積ヘッド。 - 各拡大入口チャンバの各々の、前記アレイ方向の前記幅は、その第2の端部において、流体を供給する前記アレイの幅に実質的に等しい、請求項1に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記吐出方向の各拡大入口チャンバの範囲は、前記アレイ方向のその範囲に略等しいか又はそれより大きい、請求項1又は2に記載の液滴堆積ヘッド。
- 2つ以上の前記分岐入口経路が存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 第1の分岐入口経路の第1の副分岐が、前記吐出方向に対して一方の側で第2の分岐入口経路の第1の副分岐と交差し、前記第1の分岐入口経路の第2の副分岐は、前記吐出方向に対して他方の側で前記第2の分岐入口経路の第2の副分岐と交差している、請求項4に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記分岐入口経路を横切る、略平面状のフィルタを更に備え、好ましくは、前記フィルタが、メッシュから形成されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記フィルタは、前記吐出方向に直角な平面に延在する、請求項6に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記分岐入口経路の各々は、重力に対抗して前記フィルタを通して流体を方向づける、請求項6又は7に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記複数のマニホールド構成要素は、1つ以上の流体出口を更に提供し、前記流体出口の各々が、前記ヘッドが液滴流体を流体供給システムに戻すことができるように、前記流体供給システムに接続可能であり、
1つ以上の分岐入口経路が、前記マニホールド構成要素内に、前記吐出方向の前記マニホールド構成要素の高さの第3の部分にわたって提供され、前記分岐経路の各々が、その主分岐において、前記流体出口のうちのそれぞれの1つから流体を受けるように、流体的に接続され、1つ以上の分岐点において、2つ以上の副分岐に分岐し、流体が送られる複数の末端副分岐になり、
複数の狭窄出口チャンバが、前記マニホールド構成要素内に、前記吐出方向の前記マニホールド構成要素の高さの第4の部分にわたって提供され、前記アレイ方向の各狭窄出口チャンバの幅は、前記吐出方向の、前記各狭窄出口チャンバの第1の端部から第2の端部までの距離と共に減少し、前記第1の端部は、前記分岐経路のうちの1つ以上から流体を受けるように流体的に接続され、前記第2の端部は、前記アレイのうちの1つ以上へ流体を供給するように流体的に接続され、
前記分岐出口経路の各々が、前記狭窄出口チャンバのうちの2つ以上から流体を受けるように流体的に接続されている、請求項1〜8のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。 - 前記マニホールド構成要素の前記高さの前記第1の部分は、前記第3の部分と同じであり、かつ/又は前記マニホールド構成要素の前記高さの前記第2の部分は、前記第4の部分と同じである、請求項9に記載の液滴堆積ヘッド。
- 各狭窄出口チャンバの各々の、前記アレイ方向の前記幅は、その第1の端部において、流体を受ける前記アレイの前記幅に実質的に等しい、請求項9又は10に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記吐出方向の各狭窄出口チャンバの広がりは、前記アレイ方向の各狭窄出口チャンバの広がりに略等しいか又はそれより大きい、請求項9〜11に記載のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 請求項6に従属する場合、前記フィルタは、前記分岐出口経路を横切る、請求項9〜12のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 各分岐経路は、前記アレイ方向、並びに前記アレイ方向に及び前記吐出方向に直角である深さ方向において、別の分岐経路と重なり合い、
好ましくは、前記分岐経路は全て、前記アレイ方向及び前記深さ方向で重なり合う、請求項9〜13のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。 - 前記吐出方向から見ると、各分岐経路のフットプリントは、別の分岐経路のフットプリントと重なり合い、
好ましくは、前記吐出方向から見ると、前記分岐経路の全ての前記フットプリントが重なり合う、請求項9〜14のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。 - 前記分岐経路のうちの少なくとも1つは、別の分岐経路と絡み合い、好ましくは、各分岐経路は、別の分岐経路と絡み合う、請求項9〜15のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記吐出方向から見ると、1つの分岐経路の副分岐は、別の分岐経路の副分岐と交差し、好ましくは、前記吐出方向から見ると、各分岐経路のうちの少なくとも1つの副分岐は、別の分岐経路の副分岐と交差する、請求項9〜16のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 第1の分岐経路の第1の副分岐は、前記吐出方向に対して一方の側の第2の分岐経路の第1の副分岐と交差し、前記第1の分岐経路の第2の副分岐は、前記吐出方向に対して他方の側の前記第2の分岐経路の第2の副分岐と交差し、
好ましくは、前記第1の分岐経路の前記第1及び第2の副分岐、並びに前記第2の分岐経路の前記第1及び第2の副分岐は、少なくとも第2のレベルの副分岐である、請求項17に記載の液滴堆積ヘッド。 - 前記アレイのうちの少なくとも2つが、前記アレイ方向に重なり合う、請求項1〜18のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 第1のタイプの液滴流体を堆積するための2つ以上のアレイの第1のグループと、第2のタイプの液滴流体を堆積するためのアレイの第2のグループと、を含み、各タイプの液滴流体が、前記流体入口のうちのそれぞれの1つから受けられ、好ましくは、前記同じグループ内のアレイが、前記アレイ方向に重なり合う、請求項1〜19のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記第1のグループの前記アレイの各々は、前記第2のグループの前記アレイのうちのそれぞれの1つと、前記アレイ方向に位置合わせされる、請求項20に記載の液滴堆積ヘッド。
- 請求項9に従属する場合、液滴流体の各タイプは、前記流体出口のうちのそれぞれの1つに送られる、請求項20及び21のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記1つ以上のマニホールド構成要素は、複数の層から、少なくとも部分的に、好ましくは実質的に形成され、それらの各々が、好ましくは前記吐出方向へ略垂直に延在する、請求項1〜22のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 前記1つ以上のマニホールド構成要素は、少なくとも1つの上方マニホールド構成要素及び1つ以上の下方マニホールド構成要素を含み、前記分岐経路に、前記上方マニホールド構成要素内で、前記拡大入口チャンバが提供され、かつ存在する場合、前記狭窄出口チャンバは、前記下方マニホールド構成要素内に提供される、請求項1〜23のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 各分岐経路は、少なくとも4つの末端副分岐になる、請求項1〜24のうちのいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 各分岐経路は、少なくとも2つのレベルの分岐化を含む、請求項1〜25のいずれか一項に記載の液滴堆積ヘッド。
- 実質的に、図面を参照して本明細書に記載されている、液滴堆積ヘッド。
- 液滴堆積ヘッドのためのマニホールド構成要素であって、複数の層であって、そのうちの各々が第1の方向に略垂直である、複数の層を備え、
前記複数の層が、前記層に平行な複数の平面の各々において、複数の湾曲流体経路、及び異なる平面の湾曲経路を一緒に流体的に接続する、前記層に直角な複数の流体経路を提供し、
前記直角経路及び前記湾曲経路が、前記マニホールド構成要素内に1つ以上の分岐流体経路を提供し、前記分岐経路のうちの各々は、主分岐を有し、1つ以上の分岐点において2つ以上の副分岐に分岐し、複数の末端副分岐になる、マニホールド構成要素。 - 各分岐流体経路の前記主分岐が、前記第1の方向に対して、前記マニホールド構成要素の第1の端部に向かって位置し、各分岐流体経路の前記末端副分岐は、前記マニホールド構成要素の第2の端部に向かって位置している、請求項28に記載のマニホールド構成要素。
- 前記直角経路が、前記層内で貫通孔によって画定される、請求項28又は29に記載のマニホールド構成要素。
- 各主分岐が、前記マニホールド構成要素の外側に提供された流体入口又は流体出口ポートに流体的に接続されている、請求項28〜30のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記分岐流体経路が2つ以上存在する、請求項28〜31のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第1の方向から見ると、各分岐経路のフットプリントが、別の分岐経路のフットプリントと重なり合い、
好ましくは、前記第1の方向から見ると、前記分岐経路の全ての前記フットプリントが重なり合う、請求項32に記載のマニホールド構成要素。 - 前記分岐経路のうちの少なくとも1つが、別の分岐経路と絡み合い、好ましくは、各分岐経路が、別の分岐経路と絡み合う、請求項32又は33に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第1の方向から見ると、1つの分岐経路の副分岐が、別の分岐経路の副分岐と交差し、好ましくは、前記第1の方向から見ると、各分岐経路のうちの少なくとも1つの副分岐が、別の分岐経路の副分岐と交差する、請求項32〜34のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 第1の分岐経路の第1の副分岐が、前記第1の方向に対して一方の側の第2の分岐経路の第1の副分岐と交差し、前記第1の分岐経路の第2の副分岐が、前記第1の方向に対して他方の側の前記第2の分岐経路の第2の副分岐と交差し、
好ましくは、前記第1の分岐経路の前記第1及び第2の副分岐、並びに前記第2の分岐経路の前記第1及び第2の副分岐は、少なくとも第2のレベルの副分岐である、請求項35に記載の液滴堆積ヘッド。 - 前記同じ平面にある前記湾曲経路のN+1が、合流部で交わり、前記合流部は、前記分岐経路のうちの1つがNの副分岐に分岐する分岐点を提供する、請求項28〜36のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 第1の直角経路が、その長さの途中で合流部において、第1の湾曲経路と交わり、前記合流部は、前記分岐経路のうちの1つの分岐点を提供する、請求項27〜37のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 第2及び第3の直角経路が、その端部において第1の湾曲経路と交わり、好ましくは、前記第2及び第3の直角経路は、前記吐出方向に対して、前記第1の直角経路に対して前記第1の湾曲経路の反対側に配列されている、請求項38に記載のマニホールド構成要素。
- 前記層に平行に延在する略平面状のフィルタを更に備え、前記フィルタが、前記分岐経路のうちの少なくともいくつかを横切り、好ましくは、前記フィルタが、メッシュで形成され、好ましくは、前記層のうちの1つが前記フィルタを提供する、請求項28〜39のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 請求項37〜39のいずれか一項に従属する場合、前記フィルタが、前記合流部のうちの1つ又は前記合流部と同じ平面にある、請求項40に記載のマニホールド構成要素。
- 前記フィルタが、複数の湾曲経路がこれらの湾曲経路の各々をそれらの長さに沿って分割するように、複数の湾曲経路と同じ平面にある、請求項40に記載のマニホールド構成要素。
- 前記このように分割された湾曲経路のうちの1つ以上が、各々、前記分岐経路のうちのそれぞれの1つの主分岐の部分を形成する、請求項42に記載のマニホールド構成要素。
- 前記このように分割された湾曲経路のうちの少なくともいくつかが、各々、分岐経路の副分岐の部分を形成する、請求項42又は請求項43に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第1の方向が、液滴堆積ヘッドが液滴を吐出する方向である、請求項28〜44のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 各分岐経路が、少なくとも4つの末端副分岐になる、請求項28〜45のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 各分岐経路が、少なくとも2つのレベルの分岐化を含む、請求項46に記載のマニホールド構成要素。
- 前記層の大半、好ましくは、実質的に全てが、ポリマー材料で形成され、好ましくは、前記ポリマー材料が、充填ポリマー材料である、請求項28〜47のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 液滴堆積ヘッドのためのマニホールド構成要素であって、複数の層であって、それらの各々が吐出方向に対して略垂直である、複数の層と、
前記吐出方向に対して、前記マニホールド構成要素の第1の端部に位置する少なくとも1つの流体入口と、を備え
前記マニホールド構成要素が、前記吐出方向に対して前記マニホールド構成要素の、前記第1の端部と反対側である第2の端部において、流体チャンバのうちの少なくとも1つのアレイを提供するアクチュエータ構成要素を受けるためのマウントを提供し、各チャンバに、それぞれの作動素子及びそれぞれのノズルが提供され、各作動素子は、前記ノズルのうちの対応する1つを通って前記吐出方向に流体の液滴を吐出するように作動可能であり、各アレイは、アレイ方向に延在し、
少なくとも1つの拡大入口チャンバが、前記マニホールド構成要素内に提供され、前記アレイ方向の各拡大入口チャンバの幅は、前記吐出方向のマニホールド構成要素の第1の端部から第2の端部までの距離と共に増加し、前記第1の端部は、前記流体入口のうちの1つ以上から流体を受けるように、流体的に接続され、前記第2の端部は、前記アレイのうちの1つ以上へ流体を供給するように、前記マウントにおいて流体接続を提供する、マニホールド構成要素。 - 前記マウントが、前記アレイ方向に略細長い、請求項49に記載のマニホールド構成要素。
- 前記拡大入口チャンバの各々の前記流体接続は、前記アレイ方向に細長い開口部であり、好ましくは、前記マウントの広がりに略等しい、前記アレイ方向における広がりを有する、請求項49又は50に記載のマニホールド構成要素。
- 各拡大入口チャンバの各々の、前記アレイ方向の前記幅が、その第2の端部において、前記アレイ方向の前記マウントの幅と略等しい、請求項49〜51のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記吐出方向の各拡大入口チャンバの広がりが、前記アレイ方向のその広がりに略等しいか又はそれより大きい、請求項49〜52に記載のマニホールド構成要素。
- 前記マニホールド構成要素の前記第1の端部に位置している少なくとも1つの流体出口を更に備え、
少なくとも1つの狭窄出口チャンバが、前記マニホールド構成要素内に提供され、前記アレイ方向の各狭窄出口チャンバの前記幅が、前記吐出方向の第1の狭窄出口チャンバ端部から第2の狭窄出口チャンバ端部までの距離と共に減少し、各狭窄出口チャンバの第1の端部は、前記アレイのうちの1つ以上から流体を受けるように、前記マウントにおいて流体接続を提供し、各狭窄出口チャンバの第2の端部は、前記流体出口のうちの1つへ流体を戻すように、流体的に接続される、請求項49〜53のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。 - 少なくとも1つの狭窄出口チャンバが、前記マニホールド構成要素の外面に隣接して提供され、前記外面は、ドライバICをその上に取り付けることができる、請求項54に記載のマニホールド構成要素。
- 前記マニホールド構成要素の外面に隣接した前記又は各狭窄出口チャンバが、略平面状であり、前記対応する外面に平行な平面内で延在する、請求項55に記載のマニホールド構成要素。
- 各拡大入口チャンバ、及び存在する場合、各狭窄出口チャンバが、略平面状であり、前記吐出方向及び前記アレイ方向によって画定される平面内で延在する、請求項49〜56のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記拡大入口チャンバ、及び存在する場合、前記狭窄出口チャンバは、前記アレイ方向に位置合わせされる、請求項49〜57のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記層の大半が、ポリマー材料で形成され、好ましくは、前記ポリマー材料が、充填ポリマー材料であり、更に好ましくは、前記充填材が、繊維材料である、請求項49〜58のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記複数の層は、前記マニホールド構成要素の前記第2の端部に位置し、前記マニホールド構成要素の他の層とは異なる、熱伝導性がより高い材料から形成されている、1つ以上の取り付け層を含み、好ましくは、前記1つ以上の取り付け層は、セラミック材料から実質的に形成されている、請求項49〜59のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 請求項55に従属する場合、前記外面が、前記ドライバICを、前記1つ以上の取り付け層と熱的に接触するように取り付けることができるように構成されている、請求項60に記載のマニホールド構成要素。
- 各拡大入口チャンバ、及び存在する場合、前記1つ以上の取り付け層内に形成されている各狭窄出口チャンバの部分は、前記アレイ方向に略一定幅を有する、請求項60又は61に記載のマニホールド構成要素。
- 各拡大入口チャンバ、及び存在する場合、各狭窄出口チャンバが、前記複数の層のうちの2つ以上の中に形成されている、請求項49〜62のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記複数の層が、第1の材料から形成されている第1の層、及び前記第1の層に隣接して配列され、第2の材料から形成されている第2の層を含み、前記第2の材料は、前記第1の材料よりも低い熱膨張係数を有し、
好ましくは、前記第2の層が、前記第1の層よりも前記マニホールド構成要素の前記第2の端部の近くに位置し、更に好ましくは、前記第2の層は、前記マニホールド構成要素の前記第2の端部に位置している、請求項63に記載のマニホールド構成要素。 - 前記第1の層及び前記第2の層が、各々、前記吐出方向に略直角に延在する接着側を有し、前記第1の層の接着側は、前記第2の層の接着側の反対側にあり、
前記接着側のうちの一方が、その上に複数の隆起部を形成しており、
前記接着側のうちの他方が、その上に、前記複数の隆起部に対応するパターンの接着剤を配列し、前記接着剤は、前記接着側を一緒に接着し、
好ましくは、前記接着側のうちの前記一方が、前記第1の層の接着側である、請求項64に記載のマニホールド構成要素。 - 前記複数の隆起部が、前記接着側の前記一方と接触し、
好ましくは、実質的に、前記接着側の間の接触のみが、前記隆起部を通る、請求項65に記載のマニホールド構成要素。 - 前記接着側の各々が、その中に、各拡大入口チャンバ、及び存在する場合、各狭窄出口チャンバのためのそれぞれの開口を形成しており、
前記隆起部が、前記接着側のうちの前記一方の中に形成されている前記開口のうちの各々を個別に取り囲む、請求項65又は請求項66に記載のマニホールド構成要素。 - 前記第2の層に隣接する前記第1の層の部分の、前記吐出方向の厚みは、前記第1の層の縁部に向かって減少して、前記第1の層の前記縁部において1つ以上の厚み減少領域を提供し、
好ましくは、1つ以上の凹部が、前記第1の層の前記縁部に形成され、各凹部は、前記吐出方向に対して、前記厚み減少領域のうちのそれぞれの1つを前記第1の層の別の部分から分離し、
より好ましくは、前記複数の層が、前記第2の層に対して前記第1の層の反対側に配列されている第3の層を更に含み、各凹部が、前記吐出方向に対して、前記厚み減少領域のうちのそれぞれの1つを第3の層に隣接する前記第1の層の部分から分離する、請求項64〜67のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。 - 前記第2の層に隣接する前記第1の層の前記部分の、前記吐出方向の前記厚みが、前記アレイ方向に対して、前記第1の層のうちの各端部に向かって減少して、各端部において、それぞれの厚み減少領域を提供し、
好ましくは、凹部が、前記アレイ方向に対して、前記第1の層のうちの各端部に形成され、各凹部は、前記吐出方向に対して、前記厚み減少領域のうちのそれぞれの1つを前記第1の層の別の部分から分離し、
より好ましくは、前記複数の層が、前記第2の層に対して前記第1の層の反対側に配列されている第3の層を更に含み、各凹部が、前記吐出方向に対して、前記厚み減少領域のうちのそれぞれの1つを第3の層に隣接する前記第1の層の部分から分離する、請求項64〜67のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。 - 請求項65に従属する場合、前記吐出方向から見ると、前記隆起部のうちの1つ以上が、前記減少厚み領域のうちの各々の境界に少なくとも部分的に追従する、請求項68又は69に記載のマニホールド構成要素。
- 1つ以上の空隙が、前記第2の層に隣接する前記第1の層の前記部分の中に形成され、各空隙は、前記第1の層の角部に位置し、前記第1の層内へ前記吐出方向に延在し、
好ましくは、前記空隙の各々が、前記第2の層に隣接する前記第1の層の前記部分の全体を通って延在する、請求項64〜70のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。 - 前記第1の層よりも前記第1の端部に近い前記複数の層のうちのいずれかが、前記第1の材料から形成されている、請求項64〜71のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第2の層よりも前記第2の端部に近い前記複数の層のうちのいずれかが、前記第2の材料から構成されている、請求項64〜72のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 各拡大入口チャンバ、及び存在する場合、前記第2の層内に形成されている各狭窄出口チャンバの前記部分が、前記アレイ方向に略一定幅を有する、請求項64〜73のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第1の材料が、ポリマー材料であり、好ましくは、充填ポリマー材料であり、より好ましくは、前記充填剤が、繊維材料である、請求項64〜74のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第2の材料が、セラミック材料である、請求項64〜75のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 請求項60に従属する場合、前記第2の層が、前記マニホールド構成要素の前記第1の端部に最も近い前記1つ以上の取り付け層のうちのその1つである、請求項64〜76のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
- 前記第1の層が、成形され、好ましくは、射出成形される、請求項64〜76のいずれか一項に記載のマニホールド構成要素。
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