JP2024091463A - Mounting and positioning means for printhead devices - Patents.com - Google Patents

Mounting and positioning means for printhead devices - Patents.com Download PDF

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JP2024091463A JP2023198513A JP2023198513A JP2024091463A JP 2024091463 A JP2024091463 A JP 2024091463A JP 2023198513 A JP2023198513 A JP 2023198513A JP 2023198513 A JP2023198513 A JP 2023198513A JP 2024091463 A JP2024091463 A JP 2024091463A
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Abstract

Figure 2024091463000001

【課題】本発明は、液滴噴射デバイスのためのシンプルな方法であって、これらをプリンタに取り付ける際に後の位置調整を必要としない方法を提供する。
【解決手段】第1の平坦な取付け面(82)を備えるキャリア(80)を付与することと、前記第1の平坦な取付け面(82)に対して位置合わせされた前記キャリア(80)上に液滴噴射デバイス(10)を付与することと、前記第1の取付け面(82)上に所定の直径の複数の取付け球(72)を付与することと、を備え、個々の取付け球(72)は、円形状のホルダ(74)に挿入され、前記ホルダ(74)は、前記取付け球(72)が前記第1の取付け面(82)に直接接触するように、前記第1の取付け面(82)に固着されている。
【選択図】図5

Figure 2024091463000001

The present invention provides a simple method for droplet ejection devices that does not require subsequent alignment when mounting them in a printer.
[Solution] The method includes providing a carrier (80) having a first flat mounting surface (82), providing a droplet ejection device (10) on the carrier (80) aligned with the first flat mounting surface (82), and providing a plurality of mounting spheres (72) of a predetermined diameter on the first mounting surface (82), each of which is inserted into a circular holder (74) that is fixed to the first mounting surface (82) so that the mounting spheres (72) are in direct contact with the first mounting surface (82).
[Selected figure] Figure 5

Description

本発明は、プリントヘッドデバイスのための取付け及び位置付け手段に関する。 The present invention relates to mounting and positioning means for printhead devices.

発明の背景
1.発明の分野
本発明は、プリントヘッドデバイスと、そのようなプリンタヘッドデバイスをプリンタに取り付けるための方法と、に関連する。
BACKGROUND OF THEINVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to printhead devices and methods for installing such printhead devices in printers.

2.背景技術の説明
プリントヘッドデバイスは、少なくとも1つの液滴噴射デバイス(dropletjetting device)を備える。複数のプリントヘッドデバイスがプリンタに適用されるとき、これらは、印刷媒体(print medium)上のインク滴の正確な位置を確保するため、互いに対する位置合わせ(alignment)を要する。プリンタの固定フレーム(stationary frame)に対するプリントヘッドデバイスの位置合わせを助ける取付け及び位置付け(position(位置決め、配置))手段を伴うプリントヘッドデバイスを提供することが知られている。公知の取付け及び位置付け手段は、例えば米国特許第7401899号から知られるように、取付け球(mounting spheres(実装球))、及び/又は、水平面に対してプリントヘッドデバイスを位置合わせするための調整ネジ、を備えうる。プリントヘッドデバイスの取付けの際における取付け及び位置付け手段の調整(adjusting)は、しかしながら、時間を消費する。更に、動作(operation(処理))中において公知の取付け及び位置付け手段の初期の位置合わせは失われ又は削減されうることが分かった。
2. Description of the Background Art A printhead device comprises at least one dropletjetting device. When multiple printhead devices are applied in a printer, they require alignment relative to one another to ensure a correct position of the ink drops on the print medium. It is known to provide printhead devices with mounting and positioning means that aid in the alignment of the printhead device relative to a stationary frame of the printer. Known mounting and positioning means may comprise mounting spheres and/or adjustment screws for aligning the printhead device relative to a horizontal surface, as known for example from US Pat. No. 7,401,899. Adjusting the mounting and positioning means during mounting of the printhead device is, however, time consuming. Furthermore, it has been found that during operation the initial alignment of known mounting and positioning means may be lost or reduced.

発明の概要
本発明の目的は、プリントヘッドデバイスを取付け及び位置付けの向上された方法(improved method)を提供することにある。
SUMMARY OF THE PRESENT DISCLOSURE It is an object of the present invention to provide an improved method of mounting and positioning a printhead device.

本発明によれば、請求項1に従うプリントヘッドを取り付けるための方法、請求項6に従うプリントヘッドデバイス、及び、請求項15に従うプリンタが提供される。
その方法は、
第1の平坦な取付け面(first planar mounting surface(第1の平坦な実装面))を備えるキャリアを付与することと、
前記第1の平坦な取付け面に対して位置合わせされた前記キャリア上に液滴噴射デバイスを付与することと、
前記第1の取付け面上に所定の直径の複数の取付け球を付与することと、を備え、個々の取付け球は、円形状のホルダ(circular holder)に挿入され、前記ホルダは、前記取付け球が前記第1の取付け面に直接接触するように、前記第1の取付け面に固着されている(adhered to)。
According to the invention there is provided a method for mounting a printhead according to claim 1, a printhead device according to claim 6 and a printer according to claim 15.
The method is:
providing a carrier having a first planar mounting surface;
providing a droplet ejection device on the carrier aligned with the first planar mounting surface;
providing a plurality of mounting spheres of a predetermined diameter on the first mounting surface, each mounting sphere being inserted into a circular holder that is adhered to the first mounting surface such that the mounting spheres directly contact the first mounting surface.

各取付け球の直径は、例えば、非常に高い正確さで形成可能な、いわゆる高正確(high accuracy)または高精度(high precision)の球を適用することにより、高正確に予め決定されている。各取付け球は、それが第1の取付け面に直接接触するように、キャリアに固定される。液滴噴射デバイスは第1の取付け面に対して位置合わせされるため、取付け球は、第1の取付け面に、その結果(consequently)、接触の際に液滴噴射デバイスに位置合わせされる。各取付け球の最高の点は、第1の取付け面、その結果、液滴噴射デバイスに対して、更に正確に定義される(defined(規定、画定される))。よって、プリントヘッドデバイスは、取付け球を適切な所定のレシーバ(receivers)内に取り付け及び位置付けることにより、容易に位置合わせ可能である。例えば、全ての取付け球が同一の直径を有し、レシーバが水平に位置合わせされる場合、プリントヘッドデバイスがレシーバ上に取り付けられるとき、プリントヘッドデバイスの液滴噴射デバイスは水平に位置合わせされうる。追加的な調整は不要である。追加的な利点は、提案された方法は、実装するのに比較的シンプルで低コストである。よって、本発明の目的は実現された。 The diameter of each mounting sphere is pre-determined with high accuracy, for example by applying so-called high accuracy or high precision spheres that can be formed with very high accuracy. Each mounting sphere is fixed to the carrier so that it directly contacts the first mounting surface. Since the droplet ejection device is aligned with respect to the first mounting surface, the mounting sphere is aligned with the first mounting surface and, consequently, with the droplet ejection device upon contact. The highest point of each mounting sphere is furthermore precisely defined with respect to the first mounting surface and, consequently, with the droplet ejection device. Thus, the printhead device can be easily aligned by mounting and positioning the mounting spheres in suitable predetermined receivers. For example, if all mounting spheres have the same diameter and the receivers are aligned horizontally, the droplet ejection devices of the printhead device can be aligned horizontally when the printhead device is mounted on the receiver. No additional adjustments are required. An additional advantage is that the proposed method is relatively simple and low-cost to implement. Thus, the object of the present invention has been realized.

本発明の更に具体的な付随的特徴は従属請求項に示される。 Further specific additional features of the present invention are set forth in the dependent claims.

ある実施形態では、前記キャリアを処理することは、前記キャリアの前記第1の平坦な取付け面と平行に第2の平坦な取付け面を前記キャリア上に形成することを備え、前記液滴噴射デバイスを付与することは、前記第2の平坦な取付け面上に前記液滴噴射デバイスを取り付けることを備える。印刷媒体に接触することなく近接して配置されうるコンパクトなプリントヘッドデバイスを許容するため、キャリアは好適にはキャリアの反対側の取付け面に与えられる。キャリアは、好適には、2つの正確で、平らで且つ平行な取付け面が、例えば両面摩耗(double-sided abrasion)により非常に高い精度で形成されうるように、平坦な構造である。液滴噴射デバイスは第2の取付け面上に取り付けられる。液滴噴射デバイスを第2の取付け面に位置合わせすることにより、それらは第1の取付け面に、その結果、取付け球に位置合わせされる。位置合わせは‘保存され’るため、液滴噴射デバイスを位置させるのに、それらをレシーバに取り付けた後においては調整不要である。ここでいう平坦(planar)は、少なくとも取付け球がキャリアに接触するところにおいて平ら(flat)又は滑らか(smooth)な表面を定義することが理解されよう。取付け面は平坦であり、少なくとも取付け球の位置において、実質的に、凹み又は窪みを含まないこと(free of indentations or recesses)を意味する。好適には、取付け面は、接触領域が取付け球を伴って全て同一面内にある(lie(横たわる))ように、単一の平面(plane)により定義される。 In one embodiment, preparing the carrier comprises forming a second flat mounting surface on the carrier parallel to the first flat mounting surface of the carrier, and applying the droplet ejection devices comprises mounting the droplet ejection devices on the second flat mounting surface. To allow a compact printhead device that can be placed in close proximity to the print medium without contacting it, the carrier is preferably provided with opposing mounting surfaces on the carrier. The carrier is preferably of flat construction so that two precise, flat and parallel mounting surfaces can be formed with very high precision, for example by double-sided abrasion. The droplet ejection devices are mounted on the second mounting surface. By aligning the droplet ejection devices to the second mounting surface, they are aligned to the first mounting surface and, therefore, to the mounting spheres. The alignment is 'preserved' so that no adjustments are required to position the droplet ejection devices after they are attached to the receiver. Planar, as used herein, will be understood to define a flat or smooth surface at least where the mounting balls contact the carrier. The mounting surface is planar, meaning that it is substantially free of indentations or recesses, at least at the locations of the mounting balls. Preferably, the mounting surface is defined by a single plane, such that the contact areas all lie in the same plane with the mounting balls.

ある実施形態では、本発明に係る方法は、前記プリントヘッドデバイスをプリンタのプリントヘッドサポートに取り付けることを更に備え、前記プリントヘッドサポートは複数のレシーバを備え、前記取付け球は対応のレシーバ(their respective receivers)内に配置されている。レシーバは、高い正確さで所定の位置にてプリンタのフレームに接続される。ある好適な実施形態では、異なるレシーバは、それらが受け取る表面が使用中に同一水平面に位置されるように、取り付けられる。仮にそれから同一の直径の取付け球が適用されたら、取付け球がそれらレシーバに挿入されたとき、第1の取付け面および液滴噴射デバイスは水平に位置合わせされる。 In one embodiment, the method further comprises mounting the printhead device on a printhead support of a printer, the printhead support comprising a plurality of receivers, the mounting balls being located in their respective receivers. The receivers are connected to a frame of the printer in predetermined positions with high accuracy. In a preferred embodiment, the different receivers are mounted such that their receiving surfaces are located in the same horizontal plane during use. If mounting balls of the same diameter are then applied, the first mounting surface and the droplet ejection device are aligned horizontally when the mounting balls are inserted into the receivers.

ある実施形態では、前記取付け球は、セラミック材料で形成され、また、同一の直径を備える。セラミック球または玉(spheres or balls)は、高い正確さの直径を伴って商業的に利用可能である。そのような球は、ジルコニア、アルミナ、シリカ等、金属酸化物で一般に形成される。金属酸化組成物(metal-oxide composition)は、高い硬度および剛性を更に確保し、製造および動作の間に取付け球がそれらの形状を維持することを確保する。取付け球を(再)配置((re-)positioning)を可能にするのに摺動接触を許容するために、取付け球およびプリンタ上の其れらのレシーバとの間の摩擦の係数が比較的低いことが更に理解されよう。好適には、セラミック材料はアルミナ(Al)であり又はそれを備える。 In one embodiment, the mounting balls are formed of a ceramic material and have the same diameter. Ceramic spheres or balls are commercially available with high accuracy of diameter. Such balls are commonly formed of metal oxides, such as zirconia, alumina, silica, etc. The metal-oxide composition further ensures high hardness and rigidity, ensuring that the mounting balls maintain their shape during manufacture and operation. It will be further appreciated that the coefficient of friction between the mounting balls and their receivers on the printer is relatively low to allow sliding contact to allow (re-)positioning the mounting balls. Preferably, the ceramic material is or comprises alumina (Al 2 O 3 ).

ある実施形態では、各ホルダおよび対応の取付け球は、それらの組み立てられた状態において、前記第1の平坦な取付け面に垂直な軸に対して、円対称性(circularsymmetry)を備える。各取付け球およびそのホルダは、第1の取付け面に上下に見たとき、任意の角度に回転したときに同一に見える。ホルダは、好適にはリング状であり、上方から見たとき、取付け球およびそのホルダは、取付け球が中央で受け取られるリングとして見える。円対称性は動作中における連続する正確な配置を確保し、プリントヘッドデバイスは加熱し、取付け球及び/又はホルダは熱膨張をする(experience thermal expansion)。取付け球およびホルダはそれぞれ円対称であり、それらの熱膨張は、第1の取付け面に平行な全ての方向において実質的に同一である。その結果、熱膨張、応力、歪み(strains)及び変形(deformations)は、第1の取付け面に平行な全ての方向において同一であるため、配置の正確さは影響しない。液滴噴射デバイスは、従って、プリントヘッドデバイス内の加熱に起因して位置移動しない(not shifted in position(位置シフトしない))。 In one embodiment, each holder and corresponding mounting ball, in their assembled state, have circular symmetry with respect to an axis perpendicular to the first flat mounting surface. Each mounting ball and its holder appear identical when viewed above and below the first mounting surface and when rotated to any angle. The holder is preferably ring-shaped, and when viewed from above, the mounting ball and its holder appear as a ring with the mounting ball received in the center. The circular symmetry ensures continuous accurate alignment during operation, when the print head device heats up and the mounting ball and/or holder experience thermal expansion. The mounting ball and holder are each circularly symmetric and their thermal expansion is substantially the same in all directions parallel to the first mounting surface. As a result, thermal expansion, stresses, strains and deformations are the same in all directions parallel to the first mounting surface, so that alignment accuracy is not affected. The droplet ejection devices are therefore not shifted in position due to heating within the print head device.

更なる側面では、本発明は、キャリア上に配置された少なくとも1つの液滴噴射デバイスを備えるプリントヘッドデバイスに関連し、キャリアは、互いに及び前記少なくとも1つの液滴噴射デバイスに対して、固定された所定の位置および向きに与えられた複数の取付け面領域(mounting surface areas(実装面領域))を備え、所定の半径を伴う取付け球は各取付け面領域に取り付けられ、各取付け球は、対応のホルダを用いて対応の取付け面領域に直接接触して保持される。各取付け球は、対応の取付け面領域に直接的に位置される。取付け面領域は、互いに正確に定義された位置関係を有する。ある例では、取付け面領域は全て単一の平坦平面内に位置される。より複雑な実施形態では、取付け面領域は互いに平面の外に与えられうるが、それらの相対位置ベクトルは、例えばMEMS処理等、正確なプロセスで異なる領域を形成することにより、正確に予め決定される。取付け球は正確な所定の直径を有するため、取付け球の頂(top)と、少なくとも1つの液滴噴射デバイスとの間の位置関係は、正確に定義される。従って、予め配置されたレシーバ上に取付け球を取り付けることにより、プリントヘッドデバイスはレシーバに対して正確に位置されうる。好適には、全ての取付け球は同一の半径を有し、(それらの取付け面領域から測定される)それらの最高の点により定義される平面は、前記取付け面領域により定義される平面に対して平行である。例えば単一の第1の取付け面の一部となることにより、取付け面領域が同一平面内に位置される場合、それから、同一の直径の取付け球は、それらの頂により定義される平面が、液滴噴射デバイスとも平行な前記平面に、平行となることを確保する。レシーバ上に取付け球を取り付けることにより、液滴噴射デバイスは、好適には水平な、レシーバにより定義される平面に平行に位置合わせされうる。 In a further aspect, the invention relates to a printhead device comprising at least one droplet ejection device arranged on a carrier, the carrier comprising a plurality of mounting surface areas provided in fixed, predefined positions and orientations relative to each other and to the at least one droplet ejection device, a mounting sphere with a predefined radius being attached to each mounting surface area, each mounting sphere being held in direct contact with the corresponding mounting surface area by means of a corresponding holder. Each mounting sphere is directly located on the corresponding mounting surface area. The mounting surface areas have a precisely defined positional relationship to each other. In one example, the mounting surface areas are all located in a single flat plane. In more complex embodiments, the mounting surface areas can be provided out of plane with each other, but their relative position vectors are precisely predetermined, for example by forming the different areas with a precise process, such as MEMS processing. Since the mounting sphere has a precise, predefined diameter, the positional relationship between the top of the mounting sphere and the at least one droplet ejection device is precisely defined. Thus, by mounting the mounting sphere on a pre-positioned receiver, the printhead device can be precisely positioned with respect to the receiver. Preferably, all mounting spheres have the same radius, and the plane defined by their highest points (measured from their mounting surface areas) is parallel to the plane defined by said mounting surface areas. If the mounting surface areas are located in the same plane, for example by being part of a single first mounting surface, then mounting spheres of the same diameter ensure that the plane defined by their apexes is parallel to said plane, which is also parallel to the droplet ejection device. By mounting the mounting spheres on the receiver, the droplet ejection device can be aligned parallel to the plane defined by the receiver, which is preferably horizontal.

ある実施形態では、各ホルダは、対応の取付け球の周囲において全周に(fully circumferentially)延びている。取付具(mounting)のようなホルダは、好適には、其々の取付け面領域に垂直に見たときに円対称である。このことは、熱膨張が各ホルダおよび取付け球に円対称に影響することを確保し、それにより、熱影響に起因する液滴噴射デバイスのシフトの機会を減らす。ある好適な実施形態では、各ホルダはクランプリング(clamping ring)である。クランプリングは、対応の取付け球のそれより僅かに小さい断面直径(cross-sectional diameter)を伴う中央開口(central opening)を有する。これにより、取付け球は、シンプルかつ信頼性のある手法により、例えばプレスにより、ホルダに安全に取り付けられうる。好適には、取付け球はホルダに挿入され、それが、組立て後における取付け面領域に対向するホルダの側において取付け面を越えて延びる。 In one embodiment, each holder extends fully circumferentially around the corresponding mounting sphere. The holders, such as the mounting fixtures, are preferably circularly symmetric when viewed perpendicular to the respective mounting surface area. This ensures that thermal expansion affects each holder and mounting sphere circularly symmetrically, thereby reducing the chance of shifting of the droplet ejection device due to thermal effects. In one preferred embodiment, each holder is a clamping ring. The clamping ring has a central opening with a cross-sectional diameter slightly smaller than that of the corresponding mounting sphere. This allows the mounting sphere to be safely attached to the holder in a simple and reliable manner, for example by pressing. Preferably, the mounting sphere is inserted into the holder so that it extends beyond the mounting surface on the side of the holder opposite the mounting surface area after assembly.

ある実施形態では、各クランプリングは、対応の取付け面領域に接着剤を用いて固着される。接着剤はホルダの取付け面の間に適用(塗布)され、取付け面はキャリア上の取付け面領域と対向する。取付け球が取付け面領域に接触すべき領域または区域(area or zone)は、接着剤を含まず(free ofadhesive)、2つの間で直接的に接触する。接着剤は、好適には周囲に適用されるが、この接触領域内には適用されない。 In one embodiment, each clamp ring is secured to a corresponding mounting surface area with an adhesive. The adhesive is applied between the mounting surfaces of the holder, which face the mounting surface areas on the carrier. The area or zone where the mounting ball should contact the mounting surface area is free of adhesive, providing direct contact between the two. Adhesive is preferably applied around the perimeter, but not within this contact area.

ある実施形態では、全ての取付け面領域は、前記キャリアの第1の平坦な取付け面上の単一の平らな平面に位置される。平坦平面は、単一の第1の取付け面を定義し、全ての取付け面領域を備える平面または直線である。第1の取付け面は、例えば研磨により、容易に且つ正確に形成されうる。キャリア上の全ての取付け面領域を単一の第1の取付け面として形成することにより、取付け面領域は容易に互いに位置合わせされる。仮に同一の直径の取付け球と組み合わされたら、液滴噴射デバイスの位置合わせを正確に転写(transfer)する容易な取付け及び位置付け手段が実現される。 In one embodiment, all mounting surface areas are located in a single flat plane on the first flat mounting surface of the carrier. The flat plane is a plane or line that defines a single first mounting surface and comprises all mounting surface areas. The first mounting surface can be easily and accurately formed, for example by grinding. By forming all mounting surface areas on the carrier as a single first mounting surface, the mounting surface areas are easily aligned with each other. If combined with mounting spheres of the same diameter, an easy mounting and positioning means is realized that accurately transfers the alignment of the droplet ejection device.

ある実施形態では、前記キャリアは、前記第1の平坦な取付け面と平行に第2の平坦な取付け面を更に備え、第2の面の上に前記液滴噴射デバイスが取り付けられる。第2の取付け面は、好適には、スペース効率のよいプリントヘッドデバイスを作るためキャリアの反対側であり、液滴噴射デバイスが印刷媒体に近接して(いわゆる小さな印刷ギャップ間隔で)位置されることを許容する。平行かつ正確な第1及び第2の取付け面は、例えばキャリアの両面摩耗により容易に形成されうる。キャリアは、好適には平坦な構造として形成され、第1及び第2の取付け面は反対側のキャリア上で最大の表面である。液滴噴射デバイスは、第2の取付け面に、それとの位置合わせにて取付けられる。その結果、液滴噴射デバイスは、第1の取付け面に、それから、取付け球およびレシーバにも正確に位置合わせされ、それらは取り付けられる。 In one embodiment, the carrier further comprises a second flat mounting surface parallel to the first flat mounting surface, on which the droplet ejection device is mounted. The second mounting surface is preferably on the opposite side of the carrier to create a space-efficient printhead device, allowing the droplet ejection device to be positioned closer to the print medium (so-called small print gap spacing). Parallel and accurate first and second mounting surfaces can be easily formed, for example, by double-sided abrasion of the carrier. The carrier is preferably formed as a flat structure, with the first and second mounting surfaces being the largest surfaces on the opposite carrier. The droplet ejection device is mounted on the second mounting surface in registration therewith. As a result, the droplet ejection device is precisely aligned with the first mounting surface, and then with the mounting ball and receiver, which are also mounted.

ある実施形態では、本発明に従うプリントヘッドデバイスは、3つの取付け球を備える。位置の安定性の達成のため、好適には、3つの取付け球が取付け及び位置付け手段として適用される。レシーバ上にプリントヘッドデバイスを固定するための追加的な手段が与えられうるが、これらは好適には第1の取付け面に垂直な保持力を加える(incur a holding force)のみであり、それに対し、レシーバに対するプリントヘッドデバイスの位置は取付け球により完全に決定される。ある実施形態では、前記取付け球はセラミック材料で形成されている。 In one embodiment, the printhead device according to the invention comprises three mounting spheres. To achieve positional stability, preferably three mounting spheres are applied as mounting and positioning means. Additional means for fixing the printhead device on the receiver may be provided, but these preferably only incur a holding force perpendicular to the first mounting surface, whereas the position of the printhead device relative to the receiver is entirely determined by the mounting spheres. In one embodiment, the mounting spheres are made of a ceramic material.

本発明の更なる側面は、上述のとおりプリントヘッドデバイスを備えるプリンタに関連する。プリンタは、好適には、例えばページ幅のプリントヘッドアレイを形成するため、前記プリントヘッドデバイスを複数備える。上述の方法または設計(design)を適用することにより、異なるプリントヘッドデバイスおよび具体的には其れらの液滴噴射デバイスは、使用中において互いに及び/又は同一の水平面に、容易に且つ正確に位置合わせされうる。 A further aspect of the invention relates to a printer comprising a printhead device as described above. The printer preferably comprises a plurality of said printhead devices, for example to form a page-width printhead array. By applying the above-described method or design, the different printhead devices, and in particular their droplet ejection devices, can be easily and accurately aligned with each other and/or to the same horizontal plane during use.

本発明の更なる適用の範囲は、以下に与えられた詳細な説明から明らかになろう。しかしながら、詳細な説明および具体例は、本発明の好適な実施形態を示すものの、例示のみの目的で与えられることが理解されるべきであり、本発明の精神および範囲内での多様な変更および修正が本詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。 Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description given hereinafter. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, while indicating preferred embodiments of the present invention, are given by way of illustration only, and various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description.

図面の簡単な説明
本発明は、以下で与えられる詳細な説明および例示のみの目的で与えられる添付図面から完全に理解され、よって本発明に限定されない:
図1は、プリントヘッドデバイスのための液滴噴射デバイスの模式的断面図であり;
図2は、キャリア上に液滴噴射が取り付けられ且つ位置合わせされた、液滴噴射デバイスのキャリアの模式的断面図であり;
図3は、キャリア上の取付け及び位置付け手段を取り付けるステップにおける図2のキャリアの模式的断面図であり;
図4は、図3のキャリアの模式的断面図であり、ここで、取付け及び位置付け手段がキャリア上に固着され;
図5は、取付け及び位置付け手段をプリンタにおける対応のホルダに配置するステップにおける図4のキャリアの模式的断面図であり;また、
図6は、図4のキャリアの模式的断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be more fully understood from the detailed description given below and the accompanying drawings, which are given by way of example only and are not intended to be limiting thereof:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a droplet ejection device for a printhead device;
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a carrier of a droplet ejection device with the droplet ejectors mounted and aligned on the carrier;
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the carrier of FIG. 2 in a step of mounting and positioning means on the carrier;
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the carrier of FIG. 3, in which mounting and positioning means are secured onto the carrier;
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the carrier of FIG. 4 during the step of placing the mounting and positioning means in a corresponding holder in a printer; and
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the carrier of FIG.

参照される実施形態の詳細な説明
本発明は、ここで添付図面を参照しながら説明され得、同一の参照番号は、幾つかの図面において同一又は類似の要素を識別するのに用いられる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE REFERENCED EMBODIMENTS The present invention may now be described with reference to the accompanying drawings, in which like reference numerals are used to identify the same or similar elements in the several drawings.

液滴噴射デバイス
図1は、同一の設計を有し、且つ、例えばインクジェットプリントヘッドに使用されうる共通のMEMSチップに統合される、複数の噴射デバイスのうちの1つである単一の液滴噴射デバイス10を示す。MEMSチップ、従って噴射デバイス10は、分配層12、膜層(membrane layer(メンブレン層))14およびノズル層16を主な層として備える層状構造(layered structure)を有する。このような液滴噴射デバイス10は、米国特許第10391768号から公知であり、その記載はここで参照により組み込まれる。
Droplet Ejection Device Figure 1 shows a single droplet ejection device 10 which is one of a number of ejection devices having the same design and integrated into a common MEMS chip which may be used, for example, in an inkjet printhead. The MEMS chip, and thus the ejection device 10, has a layered structure comprising as main layers a distribution layer 12, a membrane layer 14 and a nozzle layer 16. Such a droplet ejection device 10 is known from US Pat. No. 1,039,768, the description of which is incorporated herein by reference.

分配層12は、少なくとも400ミクロンの比較的大きい厚さを有する単一のシリコン層である。分配層12はインク供給ライン18を定義し、その中を通って、液体インクは、インク貯蔵器(ink reservoir(インクリザーバ))19から、膜層14の底面に形成された圧力室20に供給される。図1にて模式的によみ示されたインク貯蔵器19は、複数の噴射デバイスに共通であり、また、分離層の上面において、即ち膜層14の反対側に、分配層12から分離して形成される。このことは、分離層12が貯蔵器を形成する何れの空洞(cavity)によっても弱められないという利点を有する。 The distribution layer 12 is a single silicon layer having a relatively large thickness of at least 400 microns. It defines ink supply lines 18 through which liquid ink is supplied from an ink reservoir 19 to pressure chambers 20 formed in the bottom surface of the membrane layer 14. The ink reservoir 19, which is diagrammatically illustrated in FIG. 1, is common to several jetting devices and is formed separately from the distribution layer 12, at the top surface of the separation layer, i.e. opposite the membrane layer 14. This has the advantage that the separation layer 12 is not weakened by any cavities forming the reservoir.

膜層14は、絶縁体層22と、その両面に形成されたシリコン層24及び26とを有するSOIウェハから得られる。この実施形態では、最終膜層(final membrane layer)14は約75ミクロンの厚さを有しうる。圧力チャンバ20は、底部シリコン層26内に形成される。上部シリコン層24および絶縁体層22は、均一な厚さを伴う連続した可撓性膜30を形成し、この膜30は、MEMSチップの全領域にわたって延在し、かつ、圧力チャンバ20へのインク供給ラインに接続されるようにインク供給ライン18の位置でのみ開口部28により突き刺される(pierced)。圧電アクチュエータ32は、圧力チャンバ20を覆うメンブレン30の一部の上面に形成される。アクチュエータ32は、分配層12の底面側に形成されたアクチュエータチャンバ34内に収容される。 The membrane layer 14 is obtained from an SOI wafer having an insulator layer 22 and silicon layers 24 and 26 formed on both sides thereof. In this embodiment, the final membrane layer 14 may have a thickness of about 75 microns. The pressure chamber 20 is formed in the bottom silicon layer 26. The top silicon layer 24 and the insulator layer 22 form a continuous flexible membrane 30 with uniform thickness, which extends over the entire area of the MEMS chip and is pierced with openings 28 only at the locations of the ink supply lines 18 to connect to the ink supply lines to the pressure chamber 20. A piezoelectric actuator 32 is formed on the upper surface of the portion of the membrane 30 covering the pressure chamber 20. The actuator 32 is housed in an actuator chamber 34 formed on the bottom side of the distribution layer 12.

電気的に絶縁する酸化シリコン層36は、アクチュエータ32およびその電極をシリコン層24から絶縁し、また、アクチュエータ32の上面および下面の電極に接触するように配置されたリード線38を担持する(carries)。リード線38は、分配層2が除去された接触領域40にて露出され接触可能である。 An electrically insulating silicon oxide layer 36 insulates the actuator 32 and its electrodes from the silicon layer 24 and carries leads 38 arranged to contact the electrodes on the top and bottom of the actuator 32. The leads 38 are exposed and accessible at contact areas 40 where the distribution layer 2 has been removed.

ノズル層16は、ダブルSOIウェハから得られ、上部シリコン層42と、2つの絶縁体層46及び48の間に介在する、より薄いシリコン層44と、を有する。ノズル50は、2つの絶縁体層46及び48、並びに、それらの間に介在するシリコン層44内に形成され、これら3つの層の厚さはノズルの長さを定義する。ノズル層16の上部シリコン層42は、圧力チャンバ20をノズル50に接続するフィードスルー(feedthrough)52を定義するが、ノズル50の断面より大幅に大きい断面を有する。 The nozzle layer 16 is obtained from a double SOI wafer and has a top silicon layer 42 and a thinner silicon layer 44 interposed between two insulator layers 46 and 48. The nozzle 50 is formed in the two insulator layers 46 and 48 and the interposed silicon layer 44, the thicknesses of these three layers defining the length of the nozzle. The top silicon layer 42 of the nozzle layer 16 defines a feedthrough 52 that connects the pressure chamber 20 to the nozzle 50, but has a cross section significantly larger than that of the nozzle 50.

MEMSチップの液滴噴射デバイス10が、それらのノズル50が、例えば、プリントヘッドの空間解像度(spatial resolution)を決定するノズル‐ノズル間の均一な間隔を伴う1つ、2つ又はそれより多い平行なノズル列からなるノズルアレイを定義するように配置される、ことが理解されよう。接触領域40内にて、リード38の其々は、例えばバンプ54を介して、電気電圧パルスの形態の活性化信号(energizing signals)が各アクチュエータ32に個別に印加されうるように、接触されうる。アクチュエータ32の電極に電圧が印加されるとき、アクチュエータの圧電材料が曲げモード(bending mode)へ変形させられ、それにより、膜30を曲げ(flexing)、その結果、圧力チャンバ20の体積(volume(容積))を変化させる。典型的には、電圧パルスがアクチュエータに印加されて圧力チャンバ20の体積を増加させる変形を起こし、インクが供給ライン18から吸い込まれる。それから、電圧パルスが低下し又は逆極性のパルスに変化するととき、圧力チャンバ20の容積が急激に減少し、圧力チャンバ20を通って及びフィードスルー52を通ってノズル50に伝播する音響圧力波(acoustic pressure wave(音圧波))が、ノズル50からインク滴が噴射されるという結果を伴って、生成される。 It will be appreciated that the MEMS chip droplet ejection device 10 is arranged such that its nozzles 50 define, for example, a nozzle array consisting of one, two or more parallel rows of nozzles with uniform nozzle-to-nozzle spacing that determines the spatial resolution of the printhead. Within the contact area 40, each of the leads 38 can be contacted such that energizing signals in the form of electrical voltage pulses can be applied individually to each actuator 32, for example via bumps 54. When a voltage is applied to the electrodes of the actuators 32, the piezoelectric material of the actuators is deformed into a bending mode, thereby flexing the membrane 30 and thus changing the volume of the pressure chamber 20. Typically, a voltage pulse is applied to the actuator to cause a deformation that increases the volume of the pressure chamber 20, and ink is sucked from the supply line 18. Then, when the voltage pulse is reduced or changed to a pulse of the opposite polarity, the volume of the pressure chamber 20 decreases suddenly, creating an acoustic pressure wave that propagates through the pressure chamber 20 and through the feedthrough 52 to the nozzle 50, with the result that a droplet of ink is ejected from the nozzle 50.

アクチュエータ32が吸引ストローク(stroke(行程))を実行するとき、インクはインク供給ライン18から吸引される一方で、ノズル50内の毛細管力(capillary forces)はノズルを通って侵入する周囲空気を防止する。それから、後続のアクチュエータ32の圧縮ストロークの間、インクをノズル50から噴射させる音響圧力は、ノズル内の毛細管力に、同様に、液体インクの特定の粘度に起因してノズル50内およびフィードスルー52内で生成される摩擦力(frictional forces)に勝たなければならない。インク供給ライン18は、これらの抵抗に関わらず、インクの大部分がインク供給ライン18内に押し戻されるのみというよりはノズル50を通って液滴として押し出されるように、設計されなければならない。そのために、インク供給ライン18は、吸引ストローク中に流入する液体の慣性(inertia)が、圧縮ストローク中に液体を反対方向に促そうとする力を補償するように、一定の慣性(inertance)を有するように設計される。 When the actuator 32 performs a suction stroke, ink is sucked from the ink supply line 18, while capillary forces in the nozzle 50 prevent ambient air from entering through the nozzle. Then, during the subsequent compression stroke of the actuator 32, the acoustic pressure that ejects the ink from the nozzle 50 must overcome the capillary forces in the nozzle, as well as the frictional forces that are generated in the nozzle 50 and in the feedthrough 52 due to the specific viscosity of the liquid ink. The ink supply line 18 must be designed so that, regardless of these resistances, most of the ink is pushed out as droplets through the nozzle 50 rather than only pushed back into the ink supply line 18. To that end, the ink supply line 18 is designed to have a certain inertance, so that the inertia of the liquid entering during the suction stroke compensates for the forces that tend to urge the liquid in the opposite direction during the compression stroke.

示された例では、リストリクタ56は、トレンチ(trench(溝))58とリストリクタキャビティ(cavity(空洞))60との間において延びており、インク供給ライン18の端部(end part)を形成し、それらは分配層12の上面および底面にそれぞれ形成される。このことは、分配層12の合計の厚さから独立的にリストリクタ56の長さLを選択することを許可する。それにも関わらず、リストリクタの長さLは、分配層12の合計の厚さが公知であり又は高正確に計測されうるため、高精度に制御可能であり、また、トレンチ58及びリストリクタキャビティ60のそれぞれの深さは、トレンチ及び/又はリストリクタキャビティはエッチングにより形成されるときのエッチング時間を制御することにより、正確に決定されうる。 In the illustrated example, the restrictor 56 extends between a trench 58 and a restrictor cavity 60, which form the end part of the ink supply line 18, and which are formed on the top and bottom surfaces of the distribution layer 12, respectively. This allows the length L of the restrictor 56 to be selected independently of the total thickness of the distribution layer 12. Nevertheless, the length L of the restrictor can be controlled with high precision since the total thickness of the distribution layer 12 is known or can be measured with high precision, and the respective depths of the trench 58 and the restrictor cavity 60 can be precisely determined by controlling the etching time when the trench and/or the restrictor cavity are formed by etching.

図1に示されているように、分配層12は、接着層62により膜層14に接続される。同様に、膜層14は、接着層(bonding layer)64によりノズル層16に接続される。 As shown in FIG. 1, the distribution layer 12 is connected to the membrane layer 14 by a bonding layer 62. Similarly, the membrane layer 14 is connected to the nozzle layer 16 by a bonding layer 64.

複数の液滴噴射デバイス10がプリンタに取り付けられ、プリントヘッドアレイを形成する。異なる液滴噴射デバイス10は、噴射された液滴が正確に付着されることを確保するため、位置および向きの点で互いに位置合わせされる必要がある。他(the others(他のデバイス))に対する液滴噴射デバイス10の位置ずれは、印刷物における視認可能な印刷アーチファクト(visible print artifacts)をもたらしうる。そこへ(thereto)、1つ又はそれより多い液滴噴射デバイス10は、キャリア80上に付与され、少なくとも1つの液滴噴射デバイス10をプリンタに正確に取り付けるための取付け及び位置付け手段70を伴って付与される。図2から図5は、プリンタ内で液滴噴射デバイス10を位置付けるための簡単かつ低コストで正確な方法のステップを示す。 A number of droplet ejection devices 10 are mounted in a printer to form a printhead array. Different droplet ejection devices 10 need to be aligned with each other in terms of position and orientation to ensure that the ejected droplets are deposited accurately. Misalignment of a droplet ejection device 10 with respect to the others can result in visible print artifacts in the print. Thereto, one or more droplet ejection devices 10 are provided on a carrier 80, provided with mounting and positioning means 70 for accurately mounting at least one droplet ejection device 10 in the printer. Figures 2 to 5 show the steps of a simple, low-cost and accurate method for positioning a droplet ejection device 10 in a printer.

取付け及び位置付け手段
図2は、キャリア80を付与し且つその上に少なくとも1つの液滴噴射デバイス10を取り付けるステップを示す。キャリア80は、互いに平行な2つの平面取付面82、84を備える。上部および底部の取り付け面82、84は、互いに位置合わせされ、両方とも高い平坦度を有するように処理されている。取付面82、84は、非常に平坦であり、また、互いに非常に正確に位置合わせされており、これらは平行である。図3の例では、キャリア80は、好適には、研削、具体的には両面研削(double-sided grinding)により処理され、2つの平らで平行な取付け面82、84を形成するセラミック基板で形成される。両面研削は、2つの平行な取付け面82、84をキャリア80上に形成する、正確で、比較的低コストで、かつ、効率的な方法である。キャリア80のために適切な材料は、金属酸化物または他の適切な硬い材料を含みうる。
Mounting and Positioning Means FIG. 2 illustrates the steps of providing a carrier 80 and mounting at least one droplet ejection device 10 thereon. The carrier 80 comprises two planar mounting surfaces 82, 84 that are parallel to one another. The top and bottom mounting surfaces 82, 84 are aligned with one another and are both processed to have a high degree of flatness. The mounting surfaces 82, 84 are very flat and are very precisely aligned with one another and are parallel. In the example of FIG. 3, the carrier 80 is preferably formed of a ceramic substrate that is processed by grinding, specifically double-sided grinding, to form the two flat, parallel mounting surfaces 82, 84. Double-sided grinding is an accurate, relatively low-cost, and efficient method of forming the two parallel mounting surfaces 82, 84 on the carrier 80. Suitable materials for the carrier 80 may include metal oxides or other suitable hard materials.

平らな取付け面82、84の一方は、その上に液滴噴射デバイス10を取り付けるように配され、それに対し、取付け面82、84の他方は、取付け及び位置付け手段70を保持するように設計される。液滴噴射デバイス10は、好適には、それ自体の平坦な取付け面をも備え、液滴噴射デバイス10が対応のキャリア80上に正確に取り付けられることを許容する。これにより、図6に示されるように、異なる液滴噴射デバイス10は、キャリア80上に正確に位置合わせされうる。液滴噴射デバイス10は、各液滴噴射デバイス10、具体的にはノズル50の列、がキャリア80の第2の取付け面84と平行になるように、キャリア80の第2の取付け面84(図2における底面)上に取り付けられる。取り付けられた状態において、液滴噴射デバイス10のインク供給ライン18は、キャリア80内の対応の分配チャネル86に流体接続されており、全ての取り付けられた液滴噴射デバイス10に流体がキャリア80を介して分配されることを許容する。 One of the flat mounting surfaces 82, 84 is arranged to mount the droplet ejection device 10 thereon, whereas the other of the mounting surfaces 82, 84 is designed to hold the mounting and positioning means 70. The droplet ejection device 10 preferably also has its own flat mounting surface, allowing the droplet ejection device 10 to be accurately mounted on the corresponding carrier 80. This allows the different droplet ejection devices 10 to be accurately aligned on the carrier 80, as shown in FIG. 6. The droplet ejection devices 10 are mounted on the second mounting surface 84 (bottom surface in FIG. 2) of the carrier 80 such that each droplet ejection device 10, specifically the row of nozzles 50, is parallel to the second mounting surface 84 of the carrier 80. In the mounted state, the ink supply lines 18 of the droplet ejection devices 10 are fluidly connected to corresponding distribution channels 86 in the carrier 80, allowing fluid to be distributed through the carrier 80 to all mounted droplet ejection devices 10.

図3は、取付け及び位置付け手段70を付与するステップを示す。取付け及び位置付け手段70は、ホルダ74内に取付け球72を備える。取付け球72は、高い真円度で形成されたボールの形状をしている。好適には、取付け球は金属酸化物など、セラミック材料で形成される。一般に使用される材料は、ジルコニア、アルミナ、ガラス(酸化ケイ素)などを含む。そのような取付け球72は、“(高)精密ボール”または“(高)精度ボール”として商業的に利用可能であり、また、例えば、同心、偏心、及び/又は、スパイラルV溝プレート法を含むV溝プレート法(V-groove plate methods)、制御可能なボールスピン角法(controllable ball-spin angle methods)、磁気研磨スラリー処理法(magnetic abrasive slurryprocessing methods)等、最先端技術で知られるプロセスにより正確に形成されうる。取付け球72は、更に、高い正確さの直径で形成されており、その真円度は取付け球72の表面全体にわたって正確に同一である。 3 shows the step of applying the mounting and positioning means 70. The mounting and positioning means 70 comprises a mounting sphere 72 in a holder 74. The mounting sphere 72 is in the shape of a ball formed with high roundness. Preferably, the mounting sphere is formed of a ceramic material, such as a metal oxide. Commonly used materials include zirconia, alumina, glass (silicon oxide), etc. Such mounting spheres 72 are commercially available as "(high) precision balls" or "(high) precision balls" and can be precisely formed by processes known in the state of the art, such as, for example, V-groove plate methods, including concentric, eccentric, and/or spiral V-groove plate methods, controllable ball-spin angle methods, magnetic abrasive slurry processing methods, etc. The mounting sphere 72 is further formed with a high precision diameter, and its roundness is precisely the same over the entire surface of the mounting sphere 72.

取付け球72は、図3において、そのホルダ74内に固定される。ホルダ74は、図6に見られるように、環状の(annular)クランプリングを備え、組立て後においては取付け球72の周囲全体に延在する。ホルダ74は、取付け球72がホルダ74に挿入される方向と平行な軸に対して円対称性を有する。ホルダ74は、取付け球74を中に受け入れるための中央開口を備える。中央開口74は、取付け球72の所定の直径より僅かに小さい初期直径を伴う円形の断面を有する。取付け球72は、図3において、取付け球72がクランプされ、それによりホルダ74内に固定されるように、ホルダ74の中央開口に押し込まれる。挿入を容易にし、及び/又は、クランピングを改善するため、加熱および冷却が適用されうる。取付け球72は、その接触部分73がホルダ74の取付け面76を越えて延びるように、ホルダ74に圧入される。ホルダ74は、金属、セラミック等、何れの適切な材料でも形成されうる。 The mounting ball 72 is fixed in its holder 74 in FIG. 3. The holder 74, as seen in FIG. 6, has an annular clamping ring, which extends around the entire circumference of the mounting ball 72 after assembly. The holder 74 has a circular symmetry about an axis parallel to the direction in which the mounting ball 72 is inserted into the holder 74. The holder 74 has a central opening for receiving the mounting ball 74 therein. The central opening 74 has a circular cross section with an initial diameter slightly smaller than the predetermined diameter of the mounting ball 72. The mounting ball 72 is pressed into the central opening of the holder 74 in FIG. 3 so that the mounting ball 72 is clamped and thereby fixed in the holder 74. Heating and cooling can be applied to facilitate insertion and/or improve clamping. The mounting ball 72 is pressed into the holder 74 so that its contact portion 73 extends beyond the mounting surface 76 of the holder 74. The holder 74 may be made of any suitable material, such as metal, ceramic, etc.

図4は、キャリア80上に取付け球72を固定するステップを示す。接着剤78は、ホルダ74の取付け面76の上、又は、キャリア80の第1の取付け面82の対応領域上に提供される。接着剤78は、取付け球72の接触部分73が接着剤78を含まないように適用される。取付け球72は、それから、キャリア80の第1の取付け面82と直接接触することとなる:接触部分73と第1の取付け面82との間に接着剤78は存在しない。ホルダ74は、接着剤76により第1の取付け面82に固定される。接着剤78は、キャリア80へのホルダ74の強い結合を促進するため、硬化(curing)、アニール及び/又は加熱により更に処理されうる。ホルダ74内にクランプされた取付け球72は、それによりキャリア80に固定される。取付け球72の接触部分73が第1の取付け面82に直接接触し、かつ、取付け球72の直径が高正確に決定されているため、高正確な取付け及び位置付け手段が形成される。第2の面82に垂直に測定された取付け球72の高さは、高精度に形成された取付け球72の直径と等しい。取付け球72の頂により定義される平面も、それから正確に定義される。この例では、すべての取付け球72が同一の直径を有するため、この平面は、第1及び第2の取付け面82、84に、並びに、液滴噴射デバイス10に対して平行である。第1の取付け面82に対して垂直に測定された取付け球72の高さは、従って非常に正確に決定されるが、第1の取付け面82に対して平行な取付け球72の面内位置(in-plane position)は、このステップでは同程度の精度で決定される必要はない。例えば、ホルダ74は、公知の接着剤型(glue mold)または接着剤テンプレート(glue template)を用いて固着されうる。取付け球72およびそれらのホルダ74は、先ずキャリア80上に取り付けられる。後続のステップでは、液滴噴射デバイス10は、取付け球72の位置に基づいてキャリア80上に取り付けられる。この例では、液滴噴射デバイス10の面内位置は、既にキャリア80に固定された取付け球72に対して位置合わせされる。このことは、取付け球72及びホルダ74の容易かつ迅速な取付けを許容する。液滴噴射デバイス10は、例えばMEMS処理等から、公知の位置合わせ処理を用いて正確に位置付けられうる。 4 shows the step of fixing the mounting ball 72 on the carrier 80. Adhesive 78 is provided on the mounting surface 76 of the holder 74 or on a corresponding area of the first mounting surface 82 of the carrier 80. The adhesive 78 is applied such that the contact portion 73 of the mounting ball 72 is free of adhesive 78. The mounting ball 72 is then in direct contact with the first mounting surface 82 of the carrier 80: there is no adhesive 78 between the contact portion 73 and the first mounting surface 82. The holder 74 is fixed to the first mounting surface 82 by the adhesive 76. The adhesive 78 may be further treated by curing, annealing and/or heating to promote a strong bond of the holder 74 to the carrier 80. The mounting ball 72 clamped in the holder 74 is thereby fixed to the carrier 80. Because the contact portions 73 of the mounting spheres 72 are in direct contact with the first mounting surface 82 and the diameters of the mounting spheres 72 have been determined with high accuracy, a highly accurate mounting and positioning means is formed. The heights of the mounting spheres 72 measured perpendicular to the second surface 82 are equal to the diameters of the mounting spheres 72 which have been formed with high accuracy. The plane defined by the tops of the mounting spheres 72 is then also accurately defined. In this example, because all the mounting spheres 72 have the same diameter, this plane is parallel to the first and second mounting surfaces 82, 84 and to the droplet ejection device 10. The heights of the mounting spheres 72 measured perpendicular to the first mounting surface 82 are thus determined with high accuracy, but the in-plane positions of the mounting spheres 72 parallel to the first mounting surface 82 do not need to be determined with the same degree of accuracy in this step. For example, the holder 74 may be secured using a known glue mold or glue template. The mounting spheres 72 and their holders 74 are first mounted on the carrier 80. In a subsequent step, the droplet ejection device 10 is mounted on the carrier 80 based on the position of the mounting spheres 72. In this example, the in-plane position of the droplet ejection device 10 is aligned with respect to the mounting spheres 72 already fixed to the carrier 80. This allows for easy and quick attachment of the mounting spheres 72 and holders 74. The droplet ejection device 10 can be accurately positioned using known alignment processes, for example from MEMS processing.

他の実施形態において、ホルダ74が最初にキャリア80に接着されてもよく、その後、取付け球72がホルダ74内に押し込まれることが理解されよう。接着剤78は、組み立てられた状態において取付け球72の接触部分73が接着剤78を含まないことが確保される限り、第1の取付け面82、ホルダ72、または、双方に適用され得、そして、取付け球72と第1の取付け面82との間で直接接触する。 It will be appreciated that in other embodiments, the holder 74 may first be glued to the carrier 80, and then the mounting ball 72 is pressed into the holder 74. The adhesive 78 may be applied to the first mounting surface 82, the holder 72, or both, as long as it is ensured that the contact portion 73 of the mounting ball 72 is free of adhesive 78 in the assembled state, and is in direct contact between the mounting ball 72 and the first mounting surface 82.

図5にて、取付け及び位置付け手段は其れらの対応のレシーバ(receiver(受取り部))92内に位置付けられる。レシーバ92は、プリンタのフレーム90上に正確に位置付けられる。フレームは、プリンタの印刷領域に亘るページ幅に広がるプリントヘッドサポートの形態であってもよい。各レシーバ92は、取付け球72が押し付けられた受取り面(receiving surface)94を備える。ロック手段(不図示)は、取付け球72が、それらのレシーバ92と接触したままであることを確保する。この例では、レシ-バ92は同一の水平面に位置合わせされて取り付けられている。 In FIG. 5, the mounting and positioning means are positioned within their corresponding receivers 92. The receivers 92 are precisely positioned on the frame 90 of the printer. The frame may be in the form of a printhead support that spans the page width across the printing area of the printer. Each receiver 92 has a receiving surface 94 against which the mounting balls 72 press. Locking means (not shown) ensure that the mounting balls 72 remain in contact with their receivers 92. In this example, the receivers 92 are mounted aligned in the same horizontal plane.

取付け球72の直径は非常に正確に決定されるため、レシーバ94と第2の面82との間の距離も正確に決定される。このことは、図6に示される全ての取付け及び位置付け手段に当てはまる:全ての取付け球体72において、対応のレシーバ92と第2の面82との間の距離は、そこで取付け球体72の直径により決定される。全ての取付け球体72が同一の正確な直径を有する場合、このことは、第2の面82がレシーバ92により定義される平面と平行になることを確保する。第1の面84が第2の面82に平行であり、液滴噴射デバイス10が第2の面82に平行に取り付けられるという事実により、このことは、液滴噴射デバイスがプリンタのプリントヘッドサポートフレーム90に正確に位置合わせされるようになる、という結果をもたらす。位置合わせを確実にするために取付け及び位置付け手段を調整する必要はない。この例では、レシーバ92は同一の(水平な)面内に位置合わせされ、全ての取付け球72は同一の直径を備える。取付け球72とレシーバ92とが接触すると、液滴噴射デバイス10はレシーバ92により定義される平面と平行になる。更なる調整やチューニングを必要とせずに正確な位置合わせが達成される。 Since the diameter of the mounting spheres 72 is determined very precisely, the distance between the receiver 94 and the second surface 82 is also determined precisely. This is true for all mounting and positioning means shown in FIG. 6: for all mounting spheres 72, the distance between the corresponding receiver 92 and the second surface 82 is then determined by the diameter of the mounting sphere 72. If all mounting spheres 72 have the same precise diameter, this ensures that the second surface 82 is parallel to the plane defined by the receiver 92. Due to the fact that the first surface 84 is parallel to the second surface 82 and the droplet ejection device 10 is mounted parallel to the second surface 82, this has the consequence that the droplet ejection device becomes precisely aligned to the printhead support frame 90 of the printer. There is no need to adjust the mounting and positioning means to ensure alignment. In this example, the receivers 92 are aligned in the same (horizontal) plane and all mounting spheres 72 have the same diameter. When the mounting ball 72 and the receiver 92 are in contact, the droplet ejection device 10 is parallel to the plane defined by the receiver 92. Precise alignment is achieved without the need for further adjustments or tuning.

本発明の追加的な利点は、動作中における継続されたその正確さである。プリントヘッド内で発生した熱は、取付け及び位置付け手段を加熱させ、取付け及び位置付け手段の熱膨張という結果をもたらす。取付け及び位置付け手段は、図6において、第2の面82に垂直な軸に対して円対称に形成される。その結果、取付け及び位置付け手段は、図6における全ての面内方向に均等に拡がり、それにより、動作温度が上昇した際の液滴噴射デバイス10の位置のシフトを防止する。 An additional advantage of the present invention is its continued accuracy during operation. Heat generated within the printhead causes the mounting and positioning means to heat, resulting in thermal expansion of the mounting and positioning means. The mounting and positioning means is formed with circular symmetry about an axis perpendicular to the second face 82 in FIG. 6. As a result, the mounting and positioning means expands evenly in all in-plane directions in FIG. 6, thereby preventing a shift in the position of the droplet ejection device 10 as the operating temperature increases.

ここでは本発明の特定の実施形態が図示され及び説明されたが、様々な代替及び/又は同等の実装が存在することが当業者により理解されよう。例示的な実施形態または例示的な実施形態らは単なる例であり、決して、範囲、適用または構成を限定することを意図されたものではないことが理解されるべきである。寧ろ、上述の概要および詳細な説明は、少なくとも1つの例示的な実施形態を実施するための便利なロードマップを当業者に提供し得、例示的な実施形態において記載された要素の機能および配置において、添付の請求項および其れらの法的な均等物に記載されている範囲から逸脱しないで、多様な変更が行われうることが理解される。一般に、本出願は、ここで議論された特定の実施形態の如何なる適応または変形を包含することを意図する。 While specific embodiments of the present invention have been illustrated and described herein, those skilled in the art will recognize that various alternative and/or equivalent implementations exist. It should be understood that the exemplary embodiment or exemplary embodiments are merely examples and are not intended to be limiting in any way in scope, application or configuration. Rather, the foregoing summary and detailed description may provide one skilled in the art with a convenient road map for implementing at least one exemplary embodiment, and it will be understood that various changes may be made in the function and arrangement of elements described in the exemplary embodiments without departing from the scope as set forth in the appended claims and their legal equivalents. In general, the present application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein.

本書において、“備える”、“備えている”、“含む”、“含んでいる”、“含有する”、“含有している”、“有する”、“有している”、及び、それらの変形の用語は、包括的なもの(即ち、非排他的なもの)の意味で理解されるべきであり、ここで記載されたプロセス、方法、デバイス、装置またはシステムは、それらの特徴または部分または要素またはステップに限られないが、そのようなプロセス、方法、物品または装置に明示的にリストされ又は固有ではない他の要素、特徴、部分またはステップを含みうる。更に、ここで使用される単一(“a” and “an”(1つ、或る))の用語は、そうでないことが明示的に言及されない限り、1つ又はそれより多いものとして理解されることが意図される。更に、“第1”、“第2”、“第3”等の用語は、単にラベルとして使用され、それらのオブジェクトに数値要件を課したり又は重要性の特定の順位を確立したりすることを意図したものではない。 In this specification, the terms "comprise", "comprises", "includes", "includes", "contains", "containing", "has", "having", and variations thereof are to be understood in an inclusive (i.e., non-exclusive) sense, and the processes, methods, devices, apparatuses, or systems described herein may include, but are not limited to, features or portions or elements or steps thereof, other elements, features, portions or steps not expressly listed or inherent in such processes, methods, articles, or apparatuses. Furthermore, singular terms ("a" and "an") used herein are intended to be understood as one or more, unless expressly stated otherwise. Furthermore, terms such as "first", "second", "third", etc. are used merely as labels, and are not intended to impose numerical requirements on their objects or to establish a particular order of importance.

本発明は従って説明されたが、同様のことが多数の方法で変更されうることは明らかである。このような変形は、本発明の精神および範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、当業者にとって明らかであろうそのような全ての修正は、後述の請求項の範囲内に含まれることが意図される。 The present invention having thus been described, it will be apparent that the same may be varied in many ways. Such variations are not to be regarded as a departure from the spirit and scope of the invention, and all such modifications which would be apparent to one skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.

Claims (15)

プリントヘッドデバイスを取り付ける方法であって、
第1の平坦な取付け面(82)を備えるキャリア(80)を付与することと、
前記第1の平坦な取付け面(82)に対して位置合わせされた前記キャリア(80)上に液滴噴射デバイス(10)を付与することと、
前記第1の取付け面(82)上に所定の直径の複数の取付け球(72)を付与することと、を備え、
個々の取付け球(72)は、円形状のホルダ(74)に挿入され、
前記ホルダ(74)は、前記取付け球(72)が前記第1の取付け面(82)に直接接触するように、前記第1の取付け面(82)に固着されている、
方法。
1. A method of installing a print head device, comprising the steps of:
providing a carrier (80) having a first flat mounting surface (82);
providing a droplet ejection device (10) on the carrier (80) aligned with respect to the first planar mounting surface (82);
providing a plurality of mounting balls (72) of a predetermined diameter on said first mounting surface (82);
Each mounting ball (72) is inserted into a circular holder (74)
The holder (74) is fixed to the first mounting surface (82) such that the mounting ball (72) is in direct contact with the first mounting surface (82).
Method.
請求項1記載の方法であって、
前記キャリア(80)を付与することは、前記キャリア(80)の前記第1の平坦な取付け面(82)と平行に第2の平坦な取付け面(84)を前記キャリア(80)上に形成することを備え、
前記液滴噴射デバイス(10)を付与することは、前記第2の平坦な取付け面(84)上に前記液滴噴射デバイス(10)を取り付けることを備える
方法。
2. The method of claim 1,
applying the carrier (80) comprises forming a second planar mounting surface (84) on the carrier (80) parallel to the first planar mounting surface (82) of the carrier (80);
The method of claim 1, wherein applying the droplet ejection device (10) comprises mounting the droplet ejection device (10) on the second planar mounting surface (84).
請求項1記載の方法であって、
前記プリントヘッドデバイスをプリンタのプリントヘッドサポート(90)に取り付けることを更に備え、
前記プリントヘッドサポートは複数のレシーバ(92)を備え、前記取付け球(72)は対応のレシーバ(92)内に配置されている
方法。
2. The method of claim 1,
and mounting the printhead device on a printhead support (90) of a printer,
the printhead support comprises a plurality of receivers (92), and the mounting balls (72) are disposed within corresponding receivers (92).
請求項1記載の方法であって、
前記取付け球(72)は、セラミック材料で形成され、また、同一の直径を備える
方法。
2. The method of claim 1,
The mounting balls (72) are formed of a ceramic material and have the same diameter.
請求項1記載の方法であって、
各ホルダ(74)および対応の取付け球(72)は、それらの組み立てられた状態において、前記第1の平坦な取付け面(82)に垂直な軸に対して、円対称を備える
方法。
2. The method of claim 1,
each holder (74) and corresponding mounting sphere (72), in their assembled state, has circular symmetry about an axis perpendicular to said first planar mounting surface (82).
キャリア(80)上に配置された少なくとも1つの液滴噴射デバイス(10)を備え、前記キャリア(80)は、互いに及び前記少なくとも1つの液滴噴射デバイス(10)に対して、固定された所定の位置および向きに与えられた複数の取付け面領域を備え、所定の半径を伴う取付け球(72)は各取付け面領域に取り付けられ、各取付け球(72)は、対応のホルダ(74)を用いて対応の取付け面領域に直接接触して保持される
プリントヘッドデバイス。
A printhead device comprising at least one droplet ejection device (10) disposed on a carrier (80), the carrier (80) comprising a plurality of mounting surface areas provided in fixed, predetermined positions and orientations relative to one another and to the at least one droplet ejection device (10), a mounting sphere (72) with a predetermined radius is attached to each mounting surface area, and each mounting sphere (72) is held in direct contact with a corresponding mounting surface area using a corresponding holder (74).
請求項6記載のプリントヘッドデバイスであって、
全ての取付け球(72)は、同一の半径を有する
プリントヘッドデバイス。
7. A print head device according to claim 6,
All mounting spheres (72) of the printhead device have the same radius.
請求項6記載のプリントヘッドデバイスであって、
各ホルダ(74)は、対応の取付け球(72)の周囲において全周に延びている
プリントヘッドデバイス。
7. A print head device according to claim 6,
Each holder (74) extends circumferentially around a corresponding mounting sphere (72) of the printhead device.
請求項8記載のプリントヘッドデバイスであって、
各ホルダ(74)はクランプリングである
プリントヘッドデバイス。
9. A print head device according to claim 8,
Each holder (74) is a clamp ring for a print head device.
請求項9記載のプリントヘッドデバイスであって、
各クランプリングは、対応の取付け面領域に接着剤を用いて固着されている
プリントヘッドデバイス。
10. A print head device according to claim 9,
Each clamp ring is secured with an adhesive to a corresponding mounting surface area of the printhead device.
請求項6記載のプリントヘッドデバイスであって、
全ての取付け面領域は、前記キャリアの第1の平坦な取付け面(82)上の単一の平らな平面に位置される
プリントヘッドデバイス。
7. A print head device according to claim 6,
All mounting surface areas are located in a single flat plane on the first flat mounting surface (82) of the carrier.
請求項11記載のプリントヘッドデバイスであって、
前記キャリア(80)は、前記少なくとも1つの液滴噴射デバイス(10)が取り付けられ、前記第1の平坦な取付け面(82)と平行な第2の平坦な取付け面(84)を更に備える
プリントヘッドデバイス。
12. A print head device according to claim 11,
The carrier (80) further comprises a second planar mounting surface (84) parallel to the first planar mounting surface (82) on which the at least one droplet ejection device (10) is mounted.
請求項6記載のプリントヘッドデバイスであって、
3つの取付け球(72)を備える
プリントヘッドデバイス。
7. A print head device according to claim 6,
A printhead device with three mounting spheres (72).
請求項13記載のプリントヘッドデバイスであって、
前記取付け球(72)はセラミック材料で形成されている
プリントヘッドデバイス。
14. A print head device according to claim 13,
The mounting ball (72) is formed of a ceramic material.
請求項6から請求項14の何れか1項記載のプリントヘッドデバイスを備えるプリンタ。 A printer comprising a print head device according to any one of claims 6 to 14.
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