JP2011168057A - 再循環アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】好適な再循環アセンブリを提供する。
【解決手段】再循環アセンブリ１０５は、インク供給源からのインクを受けるように構成された主インク流入部１３０とインク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部１３５と主インク流入部から主インク流出部に延びるチャネル２００を備える。チャネルは、流入部分および流出部分を備え、圧力差は流入部分および流出部分にわたってその両部分を分離する締め具によって形成される。流入部分はインクを主インク流入部から流入部分に形成された開口部に移動するように構成され、開口部は多数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流入チャネルへ導くように構成される。流出部分はインクを流出部分に形成された開口部から主インク流出部へ移動して出すように構成され、この開口部は多数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流出チャネルからインクを受けるように構成される。
【選択図】図２Ａ

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、米国仮出願第６０／５６７，０３５号（発明の名称「Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」、２００４年４月３０日出願）、および係属中の米国仮出願第６０／５６７，０７０号（発明の名称「Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」、２００４年４月３０日出願）についての優先権を主張する。

以下の記述は、再循環アセンブリに関する。

インクジェットプリンタは、典型的には、インク供給部からインクノズルアセンブリへのインク経路を備える。このインクノズルアセンブリは、インク滴が排出される開口部を備える。インク滴排出は、インク経路のインクにアクチュエータで圧力をかけて制御され得る。このアクチュエータは、例えば、圧電偏向器、サーマルバブルジェット（登録商標）発生器、または、静電気偏向素子であり得る。典型的なプリントヘッドは、インク経路の対応するアレイを備えたノズル開口部のラインと、関連アクチュエータとを有し、各ノズル開口部からの滴排出は、独立に制御され得る。いわゆる「ドロップオンデマンド」プリントヘッドにおいて、各アクチュエータは、画像の特定の画素位置に、滴を選択的に排出するように作動される。なぜなら、プリントヘッドおよび印刷媒体は、お互いに相対的に動くからである。高性能プリントヘッドにおいて、ノズル開口部は、典型的に、５０マイクロメートル以下（例えば、２５マイクロメートル）の直径を有し、１インチ当たり１００〜３００個のノズルのピッチで離れており、約１〜７０ピコリットル（ｐｌ）以下の滴サイズを提供する。滴排出周波数は、典型的には、１０ｋＨｚ以上である。

プリントヘッドは、半導体プリントヘッド本体および圧電アクチュエータを備え得る。例えば、このプリントヘッドは、Ｈｏｉｓｉｎｇｔｏｎらによる特許文献１に記載されている。プリントヘッド本体は、シリコンで製造され得、このシリコンは、インク室を規定するためにエッチングされている。ノズル開口部は、シリコン本体に取り付けられた個別のノズルプレートによって規定され得る。圧電アクチュエータは、圧電材料の層を有し得る。この層は、印加電圧に応答して、幾何学的位置または曲げを変化させる。圧電層が曲がると、インク経路に沿って位置するポンピングチャンバ内のインクに圧力がかかる。

印刷精度は、１つのプリントヘッド内およびプリンタ内の多数のプリントヘッド間のノズルによって排出されるインク滴のサイズおよび速度の均一性を含む数多くの要因によって影響を受け得る。次いで、滴のサイズおよび滴速度の均一性は、インク経路の寸法、音響干渉効果、インク流れ経路内の汚染、および、アクチュエータによって発生した圧力パルスの均一性のような要因によって影響を受ける。インク流れ内の汚染またはデブリがあると、インク流れ経路内の１つ以上のフィルタの使用が減らされ得る。

一部の用途において、インクは、インク供給源からプリントヘッドへと、そしてインク供給源に戻って再循環される。これは、例えば、インクの凝固を防止するため、および／または、例えば、加熱インク供給源を用いて、雰囲気温度より高い特定温度にインクを維持するためである。

米国特許第５，２６５，３１５号明細書

（概要）
インク再循環アセンブリが、記載される。一般的に、一局面において、本発明は、インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部と、インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部とを備えるインク再循環アセンブリを特徴とする。再循環アセンブリは、主インク流入部から主インク流出部に延びるチャネルをさらに備え、チャネルは、締め具によって分離された流入部分および流出部分を備え、流入部分と流出部分との間に圧力差を形成する。複数の第一の開口部が、チャネルの流入部分内に形成され、流入部分は、主インク流入部から第一の開口部に、インクを移動させるように構成される。第一の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流入チャネルへ、インクを導くように構成される。複数の第二の開口部は、チャネルの流出部分内に形成され、流出部分は、第二の開口部から主インク流出部へ、インクを移動させて出すように構成される。第二の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流出チャネルから、インクを受けるように構成される。

再循環アセンブリの実施形態は、以下の１つ以上を備え得る。アセンブリは、上部層および下部層をさらに備え得る。ここで、チャネルの流入部分および流出部分は、下部層内に形成される。インク流入導管が、下部層に形成され、主インク流入部から流入部分への経路を提供する。インク流出導管は、上部層に形成され、主インク流出部から流出部分への経路を提供する。上部層および下部層は、結晶ポリマーから形成され得る。そして、上部層は、Ｂステージエポキシによって、下部層に接着され得る。締め具は、チャネルを介するインクの流れに実質的に垂直な方向に置かれたネジであり得、チャネルの流入部分と流出部分との間の圧力差を調整するために可動であり得る。

一般的に、別の局面において、本発明は、インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部と、インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部と、主インク流入部と主インク流出部との間に延びるチャネルとを備える、インク再循環アセンブリを特徴とする。チャネルは、複数の流入部分および複数の流出部分を備える。ここで、流入部分のそれぞれは、複数の流出部分のうちの一つと締め具によって分離され、この流入部分と流出部分との間に圧力差を形成する。流入部分と流出部分との間に圧力差を形成する。複数の第一の開口部が、チャネルの各流入部分内に形成され、流入部分は、主インク流入部から該第一の開口部に、インクを移動させるように構成される。第一の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流入チャネルへインクを導くように構成される。複数の第二の開口部は、チャネルの各流出部分内に形成され、流出部分は、第二の開口部から主インク流出部へインクを移動させて出すように構成される。第二の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流出チャネルから、インクを受けるように構成される。

再循環アセンブリの実施形態は、以下の１つ以上を備え得る。アセンブリは、上部層および下部層をさらに備え得る。ここで、チャネルの流入部分および流出部分は、下部層内に形成される。インク流入導管が、下部層に形成され、主インク流入部から流入部分への経路を提供する。インク流出導管は、上部層に形成され、主インク流出部から流出部分への経路を提供する。上部層および下部層は、結晶ポリマーから形成され得る。そして、上部層は、Ｂステージエポキシによって、下部層に接着され得る。各締め具は、チャネルを介するインクの流れに実質的に垂直な方向に置かれたネジであり得、チャネルの対応する流入部分と流出部分との間の圧力差を調整するために可動であり得る。

一般的に、別の局面において、本発明は、インク再循環用のシステムを特徴とする。本システムは、複数のプリントヘッドモジュールと、再循環アセンブリとを備える。各プリントヘッドモジュールは、インク流入チャネルおよびインク流出チャネルを備える。再循環アセンブリは、インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部と、インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部と、主インク流入部から主インク流出部に延びるチャネルとを備える。チャネルは、締め具によって分離された流入部分および流出部分を備え、流入部分と流出部分との間に圧力差を形成する。複数の第一の開口部は、チャネルの流入部分内に形成され、流入部分は、主インク流入部から第一の開口部にインクを移動させるように構成される。第一の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流入チャネルへインクを導くように構成される。複数の第二の開口部は、チャネルの流出部分内に形成され、流出部分は、該第二の開口部から該主インク流出部へインクを移動させて出すように構成される。第二の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールの一つに対するインク流出チャネルから、インクを受けるように構成される。

本発明は、以下の１つ以上の利点を実現するために、実行され得る。再循環アセンブリは、インクを２つ以上のプリントヘッドモジュールに運び、それらモジュールから出すために、単一の流入／流出経路を使用する。こうして、個別の経路が、各プリントヘッドモジュールに対して必要とされる場合も、よりコンパクトな設計が可能となる。流入口と流出口とでの流れの間の圧力差は、調整され得る。そして、この圧力差は、インクがプリントヘッドモジュールに流入し、そのモジュールから流出するように、プリントヘッドモジュールにわたって圧力差を提供するために使用され得る。流入／流出経路は、再循環アセンブリを介して、インクを効率的に移動させることができ、こうして、インクがインク供給源から出る時間を最小化する。インク供給源が、インクを雰囲気温度より高い特定温度に維持するために使用される場合、このことは、重要であり得る。流入／流出経路によって、プリントヘッドモジュールのインク充填、エア抜き、プリントヘッドモジュールのフラッシング、および、供給ラインおよび再循環アセンブリ自身のクリーニングおよびパージが容易になる。

１つ以上の実施の詳細は、添付図面および以下の記述で説明される。他の特徴および利点は、その記述および図面から、ならびに、請求項から明らかになり得る。
（項目１）
インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部と、
インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部と、
該主インク流入部から該主インク流出部に延びるチャネルと
を備える、インク再循環アセンブリであって、
該チャネルは、締め具によって分離された流入部分および流出部分を備え、該流入部分と該流出部分との間に圧力差を形成し、
該チャネルの該流入部分は、１つ以上のプリントヘッドモジュールにインクを届けるように構成され、該流出部分は、１つ以上のプリントヘッドモジュールからインクを受けるように構成される、インク再循環アセンブリ。
（項目２）
前記チャネルは、可撓性のチューブから形成される、項目１に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目３）
上部層および下部層をさらに備える、項目１に記載の再循環アセンブリであって、
前記チャネルの前記流入部分および前記流出部分は、該下部層に形成され、
インク流入導管が、該下部層に形成され、前記主インク流入部から該流入部分への経路を提供し、
インク流出導管が、該上部層に形成され、前記主インク流出部から該流出部分への経路を提供する、インク再循環アセンブリ。
（項目４）
前記締め具は、前記チャネルを介するインクの流れに実質的に垂直な方向に配置されたネジを備え、該チャネルの前記流入部分と前記流出部分との間の前記圧力差を調整するために可動である、項目１に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目５）
前記締め具は、クランプを備え、前記チャネルの前記流入部分と前記流出部分との間の前記圧力差を調整するために調整可能である、項目１に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目６）
インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部と、
インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部と、
該主インク流入部から該主インク流出部に延びるチャネルであって、該チャネルは、締め具によって分離された流入部分および流出部分を備え、該流入部分と該流出部分との間に圧力差を形成する、チャネルと、
該チャネルの該流入部分に形成された複数の第一の開口部であって、該流入部分は、該主インク流入部から該第一の開口部にインクを移動させるように構成され、該第一の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流入チャネルへインクを導くように構成される、複数の第一の開口部と、
該チャネルの該流出部分に形成された複数の第二の開口部であって、該流出部分は、該第二の開口部から該主インク流出部へインクを移動させて出すように構成され、該第二の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流出チャネルからインクを受けるように構成される、複数の第二の開口部と
を備える、インク再循環アセンブリ。
（項目７）
上部層および下部層をさらに備える、項目６に記載の再循環アセンブリであって、
前記チャネルの前記流入部分および前記流出部分は、該下部層に形成され、
インク流入導管が、該下部層に形成され、前記主インク流入部から該流入部分への経路を提供し、
インク流出導管が、該上部層に形成され、前記主インク流出部から該流出部分への経路を提供する、インク再循環アセンブリ。
（項目８）
前記上部層および前記下部層は、結晶ポリマーから形成され、該上部層は、Ｂステージエポキシによって、該下部層に接着される、項目７に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目９）
前記締め具は、前記チャネルを介するインクの流れに実質的に垂直な方向に配置されたネジを備え、該チャネルの前記流入部分と前記流出部分との間の前記圧力差を調整するために可動である、項目６に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目１０）
インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部と、
インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部と、
該主インク流入部と該主インク流出部との間に延びるチャネルであって、該チャネルは、複数の流入部分および複数の流出部分を含み、該複数の流入部分のそれぞれは、締め具によって該複数の流出部分のうちの一つから分離され、それぞれの該流入部分と該流出部分との間に圧力差を形成する、チャネルと、
該チャネルの各流入部分に形成された複数の第一の開口部であって、各流入部分は、該主インク流入部から該第一の開口部に、インクを移動させるように構成され、該第一の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流入チャネルへインクを導くように構成される、複数の第一の開口部と、
該チャネルの各流出部分に形成された複数の第二の開口部であって、各流出部分は、該第二の開口部から該主インク流出部へインクを移動させて出すように構成され、該第二の開口部のそれぞれは、複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれに対するインク流出チャネルから、インクを受けるように構成される、複数の第二の開口部と
を備える、インク再循環アセンブリ。
（項目１１）
上部層および下部層をさらに備える、項目１０に記載のインク再循環アセンブリであって、
前記チャネルの前記流入部分および前記流出部分は、該下部層に形成され、
インク流入導管が、該下部層に形成され、前記主インク流入部から該流入部分への経路を提供し、
インク流出導管が、該上部層に形成され、前記主インク流出部から該流出部分への経路を提供する、インク再循環アセンブリ。
（項目１２）
前記上部層および前記下部層は、結晶ポリマーから形成され、該上部層は、Ｂステージエポキシによって、該下部層に接着される、項目１１に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目１３）
前記締め具のそれぞれは、前記チャネルを介するインクの流れに実質的に垂直な方向に配置されたネジを備え、該チャネルの対応する流入部分と流出部分との間の前記圧力差を調整するために可動である、項目１０に記載のインク再循環アセンブリ。
（項目１４）
複数のプリントヘッドモジュールであって、該複数のプリントヘッドモジュールのそれぞれは、インク流入チャネルとインク流出チャネルとを備える、複数のプリントヘッドモジュールと、
インク供給源からインクを受けるように構成された主インク流入部；
インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部；
該主インク流入部から該主インク流出部に延びるチャネルであって、締め具によって分離された流入部分および流出部分を備え、該流入部分と該流出部分との間に圧力差を形成する、チャネル；
該チャネルの該流入部分に形成された複数の第一の開口部であって、該流入部分は、該主インク流入部から該第一の開口部にインクを移動させるように構成され、該第一の開口部のそれぞれは、該複数のプリントヘッドモジュールのうちの一つに対するインク流入チャネルへインクを導くように構成される、複数の第一の開口部；および、
該チャネルの該流出部分に形成された複数の第二の開口部であって、該流出部分は、該第二の開口部から該主インク流出部へインクを移動させて出すように構成され、該第二の開口部のそれぞれは、該複数のプリントヘッドモジュールのうちの一つに対するインク流出チャネルからインクを受けるように構成される、複数の第二の開口部
を備える、再循環アセンブリと
を備える、インク再循環用のシステム。

これらの局面および他の局面は、以下の添付図面を参考にして、詳細に記載される。
図１は、取り付けアセンブリに固定された再循環アセンブリを示す。 図２Ａは、再循環アセンブリを示す。 図２Ｂは、図２Ａの再循環アセンブリの上部層を示す。 図３Ａは、再循環アセンブリの下部層の内側表面を示す。 図３Ｂは、再循環アセンブリの下部層の外側表面を示す。 図４Ａは、取り付けアセンブリを示す。 図４Ｂは、上部プレートを外した取り付けアセンブリを示す。 図５Ａは、再循環アセンブリを介するインク経路を示す。 図５Ｂは、再循環アセンブリの一部の断面図を示す。 図６Ａ〜図６Ｄは、フィルタアセンブリおよびプリントヘッド筐体を示す。 図６Ａ〜図６Ｄは、フィルタアセンブリおよびプリントヘッド筐体を示す。 図６Ａ〜図６Ｄは、フィルタアセンブリおよびプリントヘッド筐体を示す。 図６Ａ〜図６Ｄは、フィルタアセンブリおよびプリントヘッド筐体を示す。 図７Ａは、プリンタヘッド筐体の上部表面の平面図である。 図７Ｂは、プリンタヘッド筐体の下部表面の平面図である。 図７Ｃは、図７Ｂのプリンタヘッド筐体の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図８Ａは、再循環インク流れ経路を示すフィルタアセンブリの側面図である。 図８Ｂは、再循環インク流れ経路を示すフィルタアセンブリおよびプリンタヘッドの分解図である。

様々な図面において、同じ参照記号は、同じ要素を示す。

（詳細な説明）
インク再循環アセンブリは、インク供給源からのインクを受けるように構成された主インク流入部と、インク供給源へインクを導くように構成された主インク流出部とを備える。チャネルは、主インク流入部から主インク流出部に延びる。チャネルは、流入部分および流出部分を備え、この流入部分と流出部分との間で、圧力差を形成するように、締め具（ｃｏｎｓｔｒｉｃｔｏｒ）によって分離されている。チャネルの流入部分は、１つ以上のプリントヘッドモジュールにインクを配送するように構成され、流出部分は、１つ以上のプリントヘッドモジュールからインクを受けるように構成されている。一実施形態において、チャネルは、可撓性のチューブ（ｔｕｂｉｎｇ）から形成され得、締め具は、チューブ内の弁、チューブ上のクランプ（ｃｌａｍｐ）、または、チューブを介したネジであり得る。

図１は、再循環アセンブリ１０５の別の実施形態を示す。再循環アセンブリは、上部層１１０および下部層１１５を備え、チャネルは、層１１０と１１５との内部に形成される。再循環アセンブリ１０５は、複数のプリントヘッドモジュールを収納する取り付けアセンブリ１２０に、固定されて示されている。プリントヘッドモジュールは、米国仮出願第６０／５１０，４５９号（発明の名称「Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ ｗｉｔｈ Ｔｈｉｎ Ｍｅｍｂｒａｎｅ」、２００３年１０月１０日出願）に記載された半導体プリントヘッドユニットのようなプリントヘッドユニットを備え得る。プリントヘッドユニットは、プリントヘッドユニットと相対的に動く印刷媒体上にインク滴を排出するインクノズルを備える。フレキシブルな回路１２５は、複数のプリントヘッドモジュール（フレキシブルな回路の一部しか示されていない）から、再循環アセンブリ１０５の上部層１１０内のアパーチャ１６０を介して外に延びる。回路１２５は、プリンタ内に収納されたプロセッサを、プリントヘッドモジュール内の圧電アクチュエータに接続し得る。それは、プリントヘッドモジュールからのインク滴の排出を制御するためである。

インクは、主インク流入部１３０を介して再循環アセンブリ１０５に入ることができ、主インク流出部１３５を介して出ることができる。インクは、主インク流入部１３０から再循環アセンブリ１０５を介して流れ、ここで、インクの一部は、複数のプリントヘッドモジュールへと移動される。残りのインクは、再循環アセンブリ１０５を介して移動し、主インク流出部１３５を介して出る。複数のプリントヘッドモジュールへと移動されるインクは、印刷動作中に消費され得るか、あるいは、プリントヘッドモジュールを介する再循環をして、再循環アセンブリ１０５に戻り、主インク流出部１３５を介して出得るかである。再循環アセンブリ１０５内のインク流れは、以下により詳細に記載される。

インク流れは、ボトル、バッグまたは特注インク補給貯蔵部のようなインク供給源から始まる。一部の用途において、インク供給源は、雰囲気温度より高い特定温度にインクを維持するように加熱される。それは、例えば、インクの所望の粘性を維持するためである。一度、インクが、再循環アセンブリ１０５およびプリントヘッドモジュールを介して流れると、インクは、温度が維持され得るように、同じインク供給源に戻され得る。代替的に、インクは、異なる位置に戻され得る。この異なる位置は、インク供給源との流体連絡であることも、ないこともあり得る。例えば、インクが異なる位置に戻され得るのは、インクの色を変えるため、再循環アセンブリをクリーニングするため、古いインクまたは品質の落ちたインクをパージするため、あるいは、クリーニング流体または格納流体とインクの位置交換のためである。

図２Ａは、下部層１１５に固定された再循環アセンブリ１０５の上部層１１０を示す。上部層１１０は、下部層１１５内に形成されたチャネル２００が見えるように、透明なものとして描かれている。主インク流入部１３０から下部層１１５の一側面に沿って延びるインク流入導管２０５は、主インク流入部１３０から、チャネルの４セットの流入／流出部にインクを運ぶ。ここで、各セットの流入／流出部分は、取り付けアセンブリ１２０内に収納された１セットのプリントヘッドモジュールに対応する。インク流入導管２０５は、下部層１１５の内部表面３０５を示す図３Ａに、明瞭に示されている。インク流出導管２１０（図２Ｂに明瞭に図示）は、上部層１１０内に形成され、チャネル２００の各流出部分を接続する。インク流出導管２１０は、上部層１１０内に形成された主インク流出部１３５で終了する。

２つ以上のプリントヘッドモジュールにインクを再循環するために、チャネルの単一の流入／流出部分を使用すると、インク経路の累積長は、最小化され得る。こうして、再循環アセンブリ１０５内にインクが残る時間を減らして、加熱インク供給源は不要となる。インクの特定粘性での維持のために、および／または、インクの凝固防止のために、再循環アセンブリ１０５内の温度より高い特定温度にインクが維持されなければならない場合、この加熱インク供給源は重要であり得る。

図２Ａに示される再循環アセンブリ１０５の実施形態は、プリントヘッドモジュールの５つの行を収納する取り付けアセンブリと結合するように構成されている。取り付けアセンブリ１２０の一部分は、図４Ａおよび図４Ｂに示され、プリントヘッドモジュール４１０の行を少なくとも５つ収納するように構成されている。再循環アセンブリ１０５は、このような取り付けアセンブリ１２０と結合し得る。一実施形態において、取り付けアセンブリ１２０は、Ｋｅｖｉｎ ｖｏｎ ＥｓｓｅｎおよびＪｏｈｎ Ｈｉｇｇｉｎｓｏｎによる米国仮出願第６０／５６７，０７０号（発明の名称「Ｍｏｕｎｔｉｎｇ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」、２００４年４月３０日出願）に記載されたような取り付けアセンブリであり得る。プリントヘッドモジュールは、典型的には、多数のノズルを有するインクノズルユニットを備え、各ノズルは、インク滴を排出可能である。例えば、インクノズルユニットは、６０個のノズルを有し得る。それゆえ、互いに並んで整列された５つの一列のプリントヘッドモジュールは、同時に３００のノズルから印刷し得る。プリントヘッドモジュール４１０の各セットは、隣接するプリントヘッドモジュール４１０の最も外側のノズルが、それぞれ間隔を空けるように構成されている。それは、隣接するプリントヘッドモジュール４１０から同時に印刷するとき、排出されるインク滴は、一貫したピッチの間隔を空けるようにするためである。一実施形態において、例えば、各行が異なる色を印刷し得るように（詳細は以下に記載）、４セットのプリントヘッドモジュールが使用され得る（例えば、図に示すように、５セット以上のプリントヘッドモジュール）。

図３Ａ、図３Ｂおよび図４Ａを参照すると、下部層１１５の外部表面３１０は、取り付けアセンブリ１２０の上部プレート４０５と結合するように構成される。開口部２１５〜２２４は、チャネル２００内に形成され、下部層１１５の外部表面３１０上に形成されるインクチャネル３１５に通じる。インクチャネル３１５は、取り付けアセンブリ１２０の上部プレート４０５内に形成された対応するアパーチャ４１５に係合するように構成され、図４Ｂに示すように、取り付けアセンブリ１２０によって収納されたプリントヘッドモジュール内に形成されたインクチャネル４２０と結合する。このようにして、チャネル２００を介するインク流れは、取り付けアセンブリ１２０によって収納されたプリントヘッドモジュールと流体連絡状態にある。

再循環アセンブリは、異なる数のプリントヘッドモジュールおよび／または異なる配置をされたプリントヘッドモジュールを収納する取り付けアセンブリと結合するように構成され得る。図２〜図３に示される再循環アセンブリ１０５は、一実施形態であり、説明の目的のために記載されたもので、他の実施形態も可能であることは理解されるべきである。

再び、図２Ｂおよび図３Ａを参照すると、チャネル２００は、インク流入導管２０５を含む再循環アセンブリ１０５の下部層１１５内に形成され、インク流出導管２１０は、上部層１１０内に形成される。下部層１１５および上部層１１０内に形成されるチャネルは、一緒になって、再循環アセンブリ１０５を介するインク循環用の流れ経路を形成する。図５Ａは、再循環アセンブリ１０５の双方の層１１０および１１５内に形成されたチャネルの平面図を、インク用の流れ経路を示すように記した経路５１０とともに示す。インクは、主インク流入部１３０を介して、再循環アセンブリに入る。図１、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、この主インク流入部１３０は、上部層１１０内で開始し、上部層１０５を介し、下部層１１５内で終了する。主インク流入部１３０は、インク供給源に接続され得る。このインク供給源は、例えば、エラストマー材料、あるいは、半頑強または頑強なチューブから形成されるチューブを用いる。インクは、インク供給源から、主インク流入部１３０の中に、および、インク流入導管２０５の中に流れ、ここから、インクは、チャネル２００の４つの流入部分５２０ａ〜５２０ｄのうちの１つの中に流れ得る。ここには、プリントヘッドモジュールの各セットに対する個別の流入部分がある（しかしながら、追加の流入部分もあり得るが、説明の目的のために、発明者らは図に示す４つの流入部分で議論する）。

図５Ｂは、再循環アセンブリ１０５およびプリントヘッドモジュール１２５の一部分の断面図を示す。この図は、説明目的のために簡略化したものであって、図１〜図５Ａに示される実施形態と対応していないし、それらの特徴の全てを示していない。上部層１１０に形成された流出経路２１０の断面図、および、下部層１１５に形成された流入経路２０５の断面図が示される。下部層１１５の外側表面３１０内に形成されたインクチャネル３１５は、プリントヘッドモジュール１２５内に形成されたインクチャネル４２０に結合されている。圧縮性シール（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅ ｓｅａｌ）５５０が、再循環アセンブリ１０５の各インクチャネル３１５と、プリントヘッドモジュール１２５の対応するインクチャネル４２０との間に、配置されている。チャネル２００の流入部分５２０のパーツは、プリントヘッドモジュール１２５のインクチャネル４２０に入るインク流れの一部と、チャネル２００の流入部分５２０を介して続くインク流れのバランスとともに、示される。チャネル２００の流出部分５３０のパーツは、プリントヘッドモジュール１２５のインクチャネル４２０から流出部分５３０に入り、流出部分５３０を介して流れているインクと結合するように、示される。

再び、図５Ａを参照して、チャネル２００の流入部分を介するインク流れが、説明の目的で記載され、流入部分５２０ａが議論される。チャネルの流入部分５２０ａは、５つの開口部２１５〜２１９を備える。各開口部２１５〜２１９は、再循環アセンブリ１０５が取り付けアセンブリ１２０に固定（ａｆｆｉｘ）されるとき、インク流入部の下に配置された５つのプリントヘッドモジュールのうちの１つのインク流入チャネル４２０と流体連絡状態にある。流入部分５２０ａは、開口部２１５、２１６、２１７、２１８および２１９を含み、これらは、開口部Ａ、Ｂ、Ｃ、ＤおよびＥの直下に配置されたプリントヘッドモジュール内のインク流入チャネルにそれぞれ対応する。そのため、インクの一部は、チャネルの流入部分５２０ａから、プリントヘッドモジュールの中に、そして、インクノズルユニットの中に流れ得る。これは、印刷基板上への排出のためである。

開口部２１５〜２１９のうちの１つの中へと流れていかないインクは、流入部分５２０ａを介して流れ続け、締め具５２８に到達する。締め具５２８は、インク流れを抑える。これが、締め具５２８にわたっての圧力差を生じる原因となる。締め具５２８のチャネル下流部分は、流出部分５３０ａと称される。流出部分５３０ａ内の圧力は、流入部分５２０ａ内の圧力より低い。締め具５２８は、流入部分５２０ａと流出部分５３０ａとの圧力差を変化させるように調整可能である。再び、図２Ａを参照すると、一実施形態において、締め具は、ネジであり、チャネル２００を介する流れを一部抑えるように、上部層１１０全体を通し、下部層内の一部まで、ネジで締め付けられ得る。

チャネル２００の流出部分５３０ａも、また、開口部２２０〜２２４を備え、対応するプリントヘッドモジュールと流体連絡状態にある。インクは、プリントヘッドモジュール用インク流出口から、流出部分５３０ａの中に流れる。これは、インクが、最終的には、インク供給源に戻って再循環され得るようにするためである。流出部分５３０ａは、開口部２２０、２２１、２２２、２２３および２２４を含み、これらは、開口部Ｅ、Ｄ、Ｃ、ＢおよびＡの直下に配置されたプリントヘッドモジュールのインク流出チャネルにそれぞれ対応する。インクは、プリントヘッドモジュールから、開口部２２０〜２２４を介して、流出部分５３０ａの中に流れ（図３Ｂを参照して、上記で議論したように）、再循環アセンブリ１０５の主インク流出部１３５へと導かれる。

流入部分５２０ａと流出部分５３０ａ部分との圧力差は、流入部分５２０ａおよび流出部分５３０ａ部分と、流体連絡状態にある各プリントヘッドモジュールにわたって、圧力差を形成する。こうして、インクは、流入部分５２０ａから各プリントヘッドモジュールの中に流れ、プリントヘッドモジュールを介して循環し（インクの一部は、印刷動作によって消費される）、プリントヘッドモジュールを出て、流出部分５３０ａの中に入る。流入部分５２０ａの圧力は、流出部分５３０ａ部分の圧力より高い。

再循環アセンブリ１０５は、インクを再循環せずに動作可能であり得る。例えば、主インク流入部１３０および主インク流出部１３５は、いずれも、再循環アセンブリ１０５の中にインクを供給するために使用され得る。締め具５２８は、インクが、再循環アセンブリ１０５内を流れることができるように、開かれ得る。一つのインプリメンテーションにおいて、インクは、印刷中に、主インク流入部１３０および主インク流出部１３５の双方を介して供給され得る。次いで、アイドル時に、および／または、再循環アセンブリ１０５の注入、フラッシングおよびクリーニングのために、再循環できるように再循環モードに（例えば、バルブ操作で）切り替わる（上述のように）。

一実施形態において、プリントヘッドモジュールの各セットは、異なる色のインクを印刷するために使用され、再循環アセンブリ１０５は、各色のインクに対する別個の流入／流出経路を提供するように構成される。例えば、別個のインク流入口およびインク流出口は、上述した単一の主インク流入部１３０および主インク流出部１３５よりも、むしろ、各流入／流出部分に対して提供され得る。各流入／流出部分は、対応するインク流入導管およびインク流出導管を介して、対応するインク流入口およびインク流出口と流体連絡状態にあり得る。

再循環アセンブリ１０５の上部層１１０および下部層１１５は、任意の都合のよい材料から形成され得る。一実施形態において、Ｔｉｃｏｎａ Ａ１３０ ＬＣＰ（液晶ポリマー）のような結晶ポリマーが使用され、チャネルが射出形成で、上部層１１０および下部層１１５内に形成される。しかしながら、例えば、機械加工、真空形成または加圧形成、鋳造などのような他の技術も、チャネルを形成するために使用され得る。上部層１１０および下部層１１５は、両層の間を通るインクが漏れないことを確実にするように、液体のタイトな接続で、互いに接続されている。例えば、Ｂステージエポキシは、両層を結合するために、および、インク漏れを防ぐ密封を提供するために、使用され得る。代替的に、Ｂステージエポキシのような接着剤の代わりに、またはそのような接着剤に加えて、上部層１１０と下部層１１５とを結合するために、図１に示されるように、多数のネジ１５０も使用され得る。両層を結合する他の技術には、超音波溶接または溶剤接着、エラストマーシールまたはガスケット、調合接着剤（ｄｉｓｐｅｎｓｅｄ ａｄｈｅｓｉｖｅ）、または、金属−金属溶着が含まれ得る。

下部層１１５は、ネジ、接着剤またはその双方のような任意の都合のよい手段を用いて、取り付けアセンブリ１２０に固定され得る。図５Ｂに示すように、圧縮性シール５５０は、下部層１１５の外側表面上に形成された各インクチャネル３１５と、プリントヘッドモジュール上に形成された対応するインクチャネル４２０との間に配置され得る。これは、インクが、再循環アセンブリ１０５とプリントヘッドモジュールとの間を移動する間に、漏れ得ないようにするためである。

一つのインプリメンテーションにおいて、下部層１１５および上部層１１０は、鋳造で形成される。そして、締め具５２８は、下部層１１５および上部層１１０の一方または双方のパーツとして、鋳造される。このインプリメンテーションにおいて、締め具５２８は、調整可能ではない。

取り付けアセンブリ１２０内に収納されたプリントヘッドモジュールは、プリントヘッドモジュールが少なくとも１つのインク流入チャネルおよび１つのインク流出チャネルを備える限り、任意の構成を有し得る。こうして、インクが、再循環アセンブリ１０５を介して、各プリントヘッドモジュールを介して、再循環され得るようにするためである。これは、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、上述した通りである。一実施形態において、プリントヘッドモジュールは、Ｋｅｖｉｎ ｖｏｎ Ｅｓｓｅｎの米国特許出願第１０／８３６，４５６号（発名の名称「Ｅｌｏｎｇａｔｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ」、２００４年４月３０日出願）に記載されたように、構成され得る。そのようなプリントヘッドモジュール４１０は、図４Ｂに示され、さらに詳細に、図６Ａ〜図６Ｄに示される。

図６Ａ〜図６Ｃは、フィルタアセンブリ６００およびプリントヘッド筐体６２０を含むプリントヘッドモジュールを示す。フィルタアセンブリ６００は、上部部分６０５、下部部分６１０、および、上部部分６０５と下部部分６１０との間に配置された薄膜６１５を含む。フィルタアセンブリ６００は、プリントヘッド筐体６２０上に取り付けられ、筐体６２０は、インクノズルユニットからインク滴を排出するため、米国仮出願第６０／５１０，４５９号（発明の名称「Ｐｒｉｎｔ Ｈｅａｄ ｗｉｔｈ Ｔｈｉｎ Ｍｅｍｂｒａｎｅ」、２００３年１０月１０日出願）に記載されたような半導体プリントヘッド本体のようなプリントヘッド本体を収納するように構成される。

上部部分６０５と下部部分６１０とのそれぞれは、少なくとも１つのインクチャネルを含む。図６Ａに示されるような実施形態において、上部部分６０５に２つのインクチャネル６２２、６２４があり、下部部分６１０に２つのインクチャネル６２６、６２８がある。インクチャネルは、インク流れの方向と、インクがプリントヘッドモジュール６００を介して再循環するかどうかとに従って、流入チャネルまたは流出チャネルのいずれかとして機能し得る。インクが再循環する場合、上部部分６０５内のインクチャネルの一方が流入口として、他方が流出口として動作する。同様に、下部部分６１０内のインクチャネルの一方が流入口として、他方が流出口として動作する。

図６Ｄは、上部部分６０５と下部部分６１０との関係を説明するために、下部部分６１０の平面図、上部分６０５の傾斜側面図を示す。上部部分６０５および下部部分６１０が、図６Ａに示すように、アセンブリされると、部分６０５と部分６１０との間に、インクチャネルの各ペアに対し、内部細長チャンバが形成される（ペアは、上部部分内のインクチャネルと、これに対応する下部部分内のインクチャネルである）。すなわち、示した実施形態において、インクチャネルの２つのペアがあり、それゆえ、上部部分６０５と下部部分６１０とがアセンブリされると、その両者の間に、２つの内部細長チャンバがある。

第一の細長チャンバ６３０の上部セクションは、フィルタアセンブリ６００の上部部分６０５内に形成され、これは、フィルタアセンブリ６００の下部部分６１０内に形成される第一の細長チャンバ６３５の下部セクションに対応する。第一の細長チャンバ６３０〜６３５は、上部部分６０５内に形成されたインクチャネル６２４と、下部部分６１０の逆側の端部上に形成された対応するインクチャネル６２６との間を流れるインクのための第一のインク経路を形成する。

同様に、第二の細長チャンバ６４０の上部セクションは、上部部分６０５内に形成され、これは、下部部分６１０内に形成される第二の細長チャンバ６４５の下部セクションに対応する。第二の細長チャンバ６４０〜６４５は、上部部分６０５内に形成されたインクチャネル６２２と、下部部分６１０の逆側の端部上に形成された対応するインクチャネル６２８との間を流れるインクのための第二のインク経路を形成する。

フィルタアセンブリ６００内に形成された細長チャンバの上部セクションと下部セクションとの間の浸透分離帯（ｐｅｒｍｅａｂｌｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）を提供する膜は、細長チャンバの一端から他端へとインクが流れるときに、インクをフィルタし得る。例えば、膜６１５は、図６Ａに示すように、フィルタアセンブリ６００の上部部分６０５と下部部分６１０との間に配置され得る。こうして、下部セクション６３５を第一の細長チャンバの上部セクション６３０と分離し、上部セクション６４５を第二の細長チャンバの下部セクション６４０と分離する。代替的に、分離膜が、細長チャンバのそれぞれを分離するために、使用され得る。

図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、プリントヘッド筐体６２０が示される。図７Ａは、フィルタアセンブリ６００の下部部分６１０と結合するプリントヘッド筐体６２０の表面７５０の平面図を示す。インクチャネル７５５に対する開口部は、フィルタアセンブリ６００の下部部分６１０内に形成されるインクチャネル６２６と一直線になる。第二のインクチャネル７６０に対する第二の開口部は、下部部分６１０内に形成されるインクチャネル６２８と一直線になる。図７Ｂは、プリントヘッド筐体６２０の逆側の表面７５２の平面図を示す。開口部７６５は、例えば、半導体プリントヘッドのようなプリントヘッドアセンブリを収納するように構成される。プリントヘッドは、インク滴を排出するインクノズルユニットを含む。インクチャネル７５５および７６０は、開口部７６５の両側に形成されるチャネル７７０および７７２内で終了する。線Ａ−Ａに沿ったプリントヘッド筐体７２０の断面図が、図７Ｃに示され、プリントヘッドアセンブリの長さ方向に沿って形成されたチャネル７７０および７７２を示す。インクは、チャネル７７０、７７２から、開口部７６５内に取り付けられ得るプリントヘッド（図示せず）のインクノズルアセンブリへの方向に向かって、その中へと示される経路７７１に沿って流れる。

図６Ａ〜図６Ｄに示され、２つのペアのインクチャネルを含むプリントヘッドモジュールの実施形態においては、少なくとも２つのインク流れパターンがある。第一のインク流れパターンにおいて、上部部分６０５内に形成されるインクチャネル６２２、６２４の双方は、インク流入口として動作し、下部部分６１０内に形成されるインクチャネル６２６、６２８の双方は、インク流出口として動作する。第二のインク流れパターンにおいては、上部部分６０５内の１つのインクチャネル６２４と、下部部分６１０内の１つのインクチャネル６２８とが、インク流入口として動作し、残りの上部部分６０５内の１つのインクチャネル６２２と、下部部分６１０内のインクチャネル６２６とが、インク流出口として動作する。第二のインク流れパターンは、再循環スキームであり得る。一部の用途では、インクは、凝固しないように、移動しつづけなくてはならないし、および／または、雰囲気温度より有意に高い温度に維持されなくてはならない。このような用途において、再循環スキームは適切であり得る。

図８Ａおよび図８Ｂは、再循環アセンブリ１０５からフィルタアセンブリ６００に入り、インクノズルアセンブリと流体連絡状態にあるプリントヘッド筐体６２０の中に出る１つのインク流れ８０５で構成されるプリントヘッドモジュールを示す。インクは、プリントヘッド筐体６２０を介して流れる。ここで、インクの一部は、インクノズルアセンブリによって消費される（すなわち、インクジェット印刷プロセス中に使用される）。残りのインクは、プリントヘッド筐体６２０を介して流れ、フィルタアセンブリ６００の中に戻り、最終的にフィルタアセンブリ６００を出て、再循環アセンブリ１０５に戻る。

図８Ｂを参照すると、インク流れ８０５は、再循環アセンブリ６０５から、上部部分６０５内に形成されるインクチャネル６２４を介して、フィルタアセンブリ６００に入る。インクは、インクチャネル６２４を介して、第一の細長チャンバの上部セクション６３０の中に流れる。インクが、第一の細長チャンバの長さ方向に沿って、右から左へ流れると、インクは、膜（図示せず）を介してフィルタされ得る。この膜は、第一の細長チャンバの上部セクション６３０と、チャンバの下部セクション６３５との間の浸透分離帯を提供している。インク流れ８０５は、第一の細長チャンバの上部セクション６３０内の経路として示されているが、インクが膜を介して染み出るにつれて、インクは、経路が示されてなくとも、第一の細長チャンバの下部セクション６３５に沿って流れることは、理解されるべきである。

一度、インクが第一の細長チャンバの端に到達すると、インクはインクチャネル６２６を介して流れ、フィルタアセンブリ６００の下部部分６１０を出る。インク流れ８０５は、プリントヘッド筐体６２０内のインクチャネル７５５に入り、インクチャネル７５５から、プリントヘッド筐体６２０の下部表面内に形成されたチャネル７７０および７７２に沿って流れる。インク流れ８０５の一部は、プリントヘッド筐体６２０内に収納されたプリントヘッドに入り、その内部のインクノズルアセンブリによって消費される。残りのインクは、チャネル７７０、７７２から、インクチャネル７６０の方に向かい、その中に流れる。

インク流れ８０５は、プリントヘッド筐体６２０を出て、インクチャネル６２８を介して、フィルタアセンブリ６００の下部部分６１０に入る。インクは、インクチャネル６２８から、第二の細長チャンバの下部セクション６４５の中に流れる。インク流れ８０５が、第二の細長チャンバの長さ方向に沿って、右から左に移動するにつれて、インクは、第二の細長チャンバの上部セクション６４０と下部セクション６４５との間の浸透分離帯を提供する膜（図示せず）によって、フィルタされ得る。代替的に、第二の細長チャンバの上部セクション６４０と下部セクション６４５との間を分離する膜がないこともあり得る。なぜなら、インクがフィルタアセンブリ６００を出て行くので、インク流れ８０５をフィルタすることが、必要とされないか、あるいは、望ましくないこともあり得るからである。インク流れ８０５は、上部部分６０５内に形成されるインクチャネル６２２を介してフィルタアセンブリ６００を出て、再循環アセンブリ１０５に戻る。

本明細書および請求項を通しての「上部」および「下部」のような用語の使用は、再循環アセンブリの様々なコンポーネントの間での区別をするためであり、説明の目的のために過ぎない。「上部」および「下部」の使用は、アセンブリの特定の方向を意味しない。例えば、再循環アセンブリが、表を水平方向上側に、表を水平方向下側に、あるいは、垂直に配置されるかによって、上部層が、下部層の上、下または横に向き得るし、その逆もあり得る。

数少ない実施形態のみが、以上に詳細に記載されてきたが、他の修正も可能である。他の実施形態も、以下の請求の範囲内に収まり得る。

Claims (1)

1. 本明細書に記載の発明。

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