特開2022-167899インクジェット印刷システムと共に使用するための印刷ヘッドユニットアセンブリ
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022167899
(43)【公開日】2022-11-04
(54)【発明の名称】インクジェット印刷システムと共に使用するための印刷ヘッドユニットアセンブリ
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20221027BHJP
B05C 5/00 20060101ALI20221027BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20221027BHJP
B41J 2/14 20060101ALI20221027BHJP
B41J 2/175 20060101ALI20221027BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 307
B05C5/00 101
B05C11/10
B41J2/14
B41J2/175 133
B41J2/01 401
B41J2/01 305
【審査請求】有
【請求項の数】26
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022122564
(22)【出願日】2022-08-01
(62)【分割の表示】P 2021093840の分割
【原出願日】2013-03-15
(31)【優先権主張番号】61/625,659
(32)【優先日】2012-04-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/646,159
(32)【優先日】2012-05-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】61/697,479
(32)【優先日】2012-09-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513317345
【氏名又は名称】カティーバ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100140833
【弁理士】
【氏名又は名称】岡東 保
(72)【発明者】
【氏名】ジャスティン マック
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー ソ－カン コー
(72)【発明者】
【氏名】イリアフ ブロンスキー
(57)【要約】
【課題】インクジェット印刷システムと共に使用するための好適な印刷ヘッドユニットアセンブリを提供する。
【解決手段】オンボード流体システム迅速結合式電気および気体インターフェースを含む自給式印刷ヘッドユニット１０００の種々に関する特徴は、運動学的装着および空気軸受クランプ締めアセンブリならびに廃棄アセンブリへの非接触統合の種々の特徴と併せて、ともに、印刷プロセスの間、印刷システム内の複数の印刷ヘッドユニットの容易な相互交換性を提供し、同時に、複数の印刷ヘッドユニットのそれぞれ内に含まれる複数のエンドユーザ選択インクの相互汚染を防止する。
【選択図】図２
【解決手段】オンボード流体システム迅速結合式電気および気体インターフェースを含む自給式印刷ヘッドユニット１０００の種々に関する特徴は、運動学的装着および空気軸受クランプ締めアセンブリならびに廃棄アセンブリへの非接触統合の種々の特徴と併せて、ともに、印刷プロセスの間、印刷システム内の複数の印刷ヘッドユニットの容易な相互交換性を提供し、同時に、複数の印刷ヘッドユニットのそれぞれ内に含まれる複数のエンドユーザ選択インクの相互汚染を防止する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
産業用インクジェット印刷システムであって、前記産業用インクジェット印刷システムは、印刷システムを備え、前記印刷システムは、
印刷ヘッドユニットを備え、前記印刷ヘッドユニットは、
流体システムを備え、前記流体システムは、
加工された複数のチャネルを有する流体マニホールドブロックと、弁および廃棄物システムから選択された少なくとも1つの流体マニホールドブロックアセンブリの構成要素と、を含む流体マニホールドブロックアセンブリと、
前記流体マニホールドブロックの第1の表面で前記流体マニホールドブロックのチャネルに流体結合されたバルクリザーバと、
前記第１の表面で前記流体マニホールドブロックのチャネルに流体結合された一次分配リザーバと、を備え、
さらに、前記印刷ヘッドユニットは、
少なくとも1つの印刷ヘッドを有する印刷ヘッドアセンブリと、
前記流体マニホールドブロックの第2の表面で前記流体マニホールドブロックに結合し、前記一次分配リザーバを前記印刷ヘッドアセンブリに流体結合するアダプタプレートマニホールドアセンブリと、を備え、
さらに、前記印刷システムは、前記印刷ヘッドユニットの位置を制御するモーションシステムを備え、前記モーションシステムは、前記印刷ヘッドユニットを受け入れるベースプレートと、前記ベースプレートを受け入れる支持アームとを備える印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリにおいて、前記印刷ヘッドユニットを受け入れるように構成される、産業用インクジェット印刷システム。
印刷ヘッドユニットを備え、前記印刷ヘッドユニットは、
流体システムを備え、前記流体システムは、
加工された複数のチャネルを有する流体マニホールドブロックと、弁および廃棄物システムから選択された少なくとも1つの流体マニホールドブロックアセンブリの構成要素と、を含む流体マニホールドブロックアセンブリと、
前記流体マニホールドブロックの第1の表面で前記流体マニホールドブロックのチャネルに流体結合されたバルクリザーバと、
前記第１の表面で前記流体マニホールドブロックのチャネルに流体結合された一次分配リザーバと、を備え、
さらに、前記印刷ヘッドユニットは、
少なくとも1つの印刷ヘッドを有する印刷ヘッドアセンブリと、
前記流体マニホールドブロックの第2の表面で前記流体マニホールドブロックに結合し、前記一次分配リザーバを前記印刷ヘッドアセンブリに流体結合するアダプタプレートマニホールドアセンブリと、を備え、
さらに、前記印刷システムは、前記印刷ヘッドユニットの位置を制御するモーションシステムを備え、前記モーションシステムは、前記印刷ヘッドユニットを受け入れるベースプレートと、前記ベースプレートを受け入れる支持アームとを備える印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリにおいて、前記印刷ヘッドユニットを受け入れるように構成される、産業用インクジェット印刷システム。
【請求項2】
前記流体マニホールドブロックアセンブリは、前記一次分配リザーバと前記印刷ヘッドアセンブリとの間の流体の流れを制御する、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項3】
前記流体マニホールドブロックアセンブリは、前記バルクリザーバと前記一次分配リザーバとの間の流体の流れを制御する、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項4】
前記流体マニホールドブロックアセンブリは、前記バルクリザーバからのインクの流れを制御して、前記一次分配リザーバ内の液体レベルを一定に維持する、請求項３に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項5】
前記流体マニホールドブロックアセンブリは、前記印刷ヘッドアセンブリと前記廃棄物システムとの間の流体の流れを制御する、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項6】
前記流体マニホールドブロックと少なくとも1つの前記流体マニホールドブロックの構成要素との間の接続は、Oリングシールを有するポート接続を備える、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項7】
前記アダプタプレートマニホールドアセンブリは、前記印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリと係合するように構成される、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項8】
前記印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリは、運動学的装着アセンブリを含む、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項9】
前記印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリは、空気軸受クランプ締めアセンブリを備える、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項10】
前記空気軸受クランプ締めアセンブリは、前記印刷ヘッドユニットを前記印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリ内に位置付けるための最初の非接触式クランプ締め力と、印刷中に前記印刷ヘッドユニットを前記印刷ヘッド装着およびクランプ締めアセンブリ内に安定して位置付けるための安定した機械クランプ締め力を提供するように構成されている、請求項９記載の産業用インクジェット印刷装置。
【請求項11】
前記ベースプレートは、交換可能な複数の前記ベースプレートのうちの1つであり、前記複数のベースプレートの各々は異なるサーベル角度を有する、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項12】
加工された複数のチャネルを有する気体マニホールドブロックアセンブリをさらに備え、前記気体マニホールドブロックは、前記一次分配リザーバと少なくとも1つの外部気体源との間のガスの流れを制御する、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項13】
前記気体マニホールドブロックは、前記一次分配リザーバと真空源との間のガスの流れをさらに制御する、請求項１２に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項14】
ガスの流れの制御は、前記一次分配リザーバに部分的真空を適用することを含む、請求項１３に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項15】
前記気体マニホールドブロックアセンブリは、弁、リザーバ、真空源、および不活性ガス源から選択されるマニホールドの構成要素と通信するためにポート接続されている、請求項１２に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項16】
前記流体マニホールドブロックと前記マニホールドの構成要素との間の接続は、Oリングシールを有するポート接続を備える、請求項１５に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項17】
前記印刷ヘッドユニットは、前記印刷ヘッドユニットに関連する動作情報にアクセスするための識別コードを有する、請求項１記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項18】
前記印刷ヘッドユニットに関連する動作情報は、メモリデバイスに格納されている請求項１７に記載の産業用インクジェット印刷装置。
【請求項19】
前記印刷ヘッドアセンブリの前記少なくとも1つの印刷ヘッドは、複数のノズルを有する、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項20】
前記少なくとも1つの印刷ヘッドの前記複数のノズルは、16個のノズルから2048個のノズルの間であり、各ノズルは、0.1pLから200pLの間の体積の液滴を排出する、請求項１９に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項21】
前記基板を支持するチャックをさらに備える、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項22】
前記基板を支持する浮動台をさらに備える、請求項１に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項23】
前記印刷システムを格納するガスエンクロージャをさらに備える請求項１記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項24】
前記ガスエンクロージャに結合されたガス循環および濾過システムをさらに含む、請求項２３に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項25】
前記ガスエンクロージャに結合されたガス精製システムをさらに含む、請求項２３に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【請求項26】
前記ガスエンクロージャは、クリーンドライエア、窒素、貴ガス、およびそれらの組み合わせから選択されるガスを使用する、請求項２３に記載の産業用インクジェット印刷システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、米国仮特許出願第６１／６２５，６５９号（２０１２年４月１７日出願）の利益を主張し、米国仮特許出願第６１／６４６，１５９号（２０１２年５月１１日出願）の利益を主張し、さらに、米国仮特許出願第６１／６９７，４７９号（２０１２年９月６日出願）の利益を主張する。本明細書に挙げられるすべての相互参照出願は、その全体が参照によって援用される。
【0002】
本教示の分野は、産業用インクジェット薄膜印刷システムにおいて使用するための相互交換可能な印刷ヘッドユニットアセンブリに関する。
【背景技術】
【0003】
本教示によると、印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態は、印刷ヘッドユニットと、装着およびクランプ締めアセンブリと、インターフェースアセンブリとを含むことができる。本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態に関して、印刷ヘッドユニットと装着およびクランプ締めアセンブリとは、印刷システム内における印刷ヘッドユニットの再現可能な歪みのない位置決めを提供することができる。本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態では、印刷ヘッドユニットおよびインターフェースアセンブリは、印刷システムと種々の印刷ヘッドユニットとの容易な相互交換性を可能にする特徴を有することができる。印刷システム内における印刷ヘッドユニットの歪みのない、再現可能な位置決めを提供する容易な相互交換性は、標的薄膜プロセスを提供する際の順応性ならびに信頼性のある高処理量生産印刷を可能にする。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
産業用インクジェット印刷のための印刷ヘッドユニットであって、前記印刷ヘッドユニットは、
流体システムであって、前記流体システムは、
制御の配分を提供する気体マニホールドブロックのアセンブリであって、前記気体マニホールドブロックは、第１の表面および第２の表面を含み、複数のチャネルをその中に加工され、前記気体マニホールドブロックは、弁、リザーバ、真空源、および、不活性ガス源から選択されたマニホールド構成要素と連絡するためにポート接続されている、気体マニホールドブロックのアセンブリと、
流体マニホールドブロックのアセンブリであって、前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、第１の表面および第２の表面を備え、複数のチャネルをその中に加工され、前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、弁、リザーバ、印刷ヘッド、および、廃棄システムから選択されたマニホールド構成要素と連絡するためにポート接続されている、流体マニホールドブロックのアセンブリと、
少なくとも１つの入口ポートおよび少なくとも１つの出口ポートを含む一次分配リザーバであって、前記一次分配リザーバは、前記気体マニホールドブロックのアセンブリおよび前記流体マニホールドブロックのアセンブリと流体連絡している、一次分配リザーバと
を備える、流体システムと、
電気相互接続部を受け取るための第１の表面と、前記気体マニホールドブロックの前記第１の表面に隣接する第２の表面とを含む電気インターフェースプレートであって、前記電気相互接続部を受け取るための第１の表面は、迅速結合式に適合されている、電気インターフェースプレートと、
前記流体マニホールドブロックのアセンブリの前記第２の表面に隣接する第１の部材と、印刷ヘッドアセンブリを受け取るように構成された第２の部材とを備えるアダプタプレートマニホールドアセンブリであって、前記アダプタプレートマニホールドアセンブリは、前記一次分配リザーバおよび前記印刷ヘッドアセンブリと流体連絡している、アダプタプレートマニホールドアセンブリと
を備える、印刷ヘッドユニット。
（項目２）
前記気体マニホールドブロックと、弁、リザーバ、真空源、および、不活性ガス源から
選択されたマニホールド構成要素との間の連絡は、Ｏリングシールを伴うポート接続を備える、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目３）
前記流体マニホールドブロックのアセンブリと、弁、リザーバ、印刷ヘッド、および、廃棄システムから選択されたマニホールド構成要素との間の連絡は、Ｏリングシールを伴うポート接続を備える、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目４）
前記アダプタプレートマニホールドアセンブリは、前記印刷ヘッドユニットを運動学的マウントに装着するための嵌合表面を提供する、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目５）
前記印刷ヘッドユニットは、前記印刷ヘッドユニットに関連する動作情報にアクセスするための識別コードを有する、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目６）
前記印刷ヘッドユニットに関連する前記動作情報は、メモリデバイス上にある、項目５に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目７）
前記メモリは、前記印刷ヘッドユニット上に位置するデバイスである、項目６に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目８）
少なくとも１つの入口ポートおよび少なくとも１つの出口ポートを含むバルクインクリザーバをさらに備え、前記バルクインクリザーバは、前記一次分配リザーバおよび前記流体マニホールドブロックのアセンブリと流体連絡している、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目９）
前記一次分配リザーバは、前記一次分配リザーバのための定義された充填レベルを維持するための少なくとも１つの液体レベルインジケータを有し、前記バルクリザーバからのインクは、前記一次分配リザーバを前記定義された充填レベルに継続的に補充する、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１０）
迅速結合式に適合されている、前記電気インターフェースプレートの前記第１の表面は、ポゴピンパッドを含む、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１１）
前記気体マニホールドブロックのアセンブリは、
真空アセンブリと連絡している第１のマニホールドポートと、不活性ガス源と連絡している第２のマニホールドポートと、前記一次分配ユニットの前記入口ポートと流体連絡している第３のマニホールドポートと、
前記気体マニホールドブロックのアセンブリの第１の弁であって、前記第１の弁は、前記不活性ガス源と前記一次分配リザーバとの間の流体連絡と、第２の弁と前記一次分配リザーバとの間の流体連絡との両方を制御し、前記気体マニホールドブロックのアセンブリの第２の弁は、前記第１の弁と前記真空アセンブリとの間の連絡を制御する、第１の弁と
を備える、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１２）
前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、
前記一次分配リザーバの出口ポートと流体連絡している第１のマニホールドポートおよび前記インクジェットヘッドアセンブリの入口ポートと流体連絡している第２のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第１の弁は、前記一次分配ユニットと前記インクジェットヘッドアセンブリとの間の連絡を制御する、第１のマニホールドポートおよび第２のマニホールドポートと、
インクジェットヘッドアセンブリの出口ポートと流体連絡している第３のマニホールドポートおよび廃棄物排出管と流体連絡している第４のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第２の弁は、前記インクジェットヘッドアセンブリと前記廃棄物排出管との間の連絡を制御する、第３のマニホールドポートおよび第４のマニホールドポートと
を備える、項目１１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１３）
前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、
入口ポート、孔、および、出口ポートを含むバルクリザーバであって、前記バルクリザーバは、前記一次分配リザーバと流体連絡している、バルクリザーバと、
前記バルクリザーバの出口ポートと流体連絡している第１のマニホールドポートおよび一次分配リザーバの入口ポートと流体連絡している第２のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第１の弁は、前記バルクリザーバと前記一次分配ユニットとの間の連絡を制御する、第１のマニホールドポートおよび第２のマニホールドポートと、
前記一次分配リザーバの出口ポートと流体連絡している第３のマニホールドポートおよび前記インクジェットヘッドアセンブリの入口ポートと流体連絡している第４のマニホー
ルドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第２の弁は、前記一次分配ユニットと前記インクジェットヘッドアセンブリとの間の連絡を制御する、第３のマニホールドポートおよび第４のマニホールドポートと、
インクジェットヘッドアセンブリの出口ポートと流体連絡している第５のマニホールドポートおよび廃棄物排出管と流体連絡している第６のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第３の弁は、前記インクジェットヘッドアセンブリと前記廃棄物排出管との間の連絡を制御する、第５のマニホールドポートおよび第６のマニホールドポートと
を備える、項目１１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１４）
前記一次分配リザーバのための定義された充填レベルを維持するための液体レベルインジケータをさらに備え、前記バルクリザーバからのインクは、前記一次分配リザーバを前記定義された充填レベルに継続的に補充する、項目１３に記載の印刷ヘッドユニット。
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
産業用インクジェット印刷のための印刷ヘッドユニットであって、前記印刷ヘッドユニットは、
流体システムであって、前記流体システムは、
制御の配分を提供する気体マニホールドブロックのアセンブリであって、前記気体マニホールドブロックは、第１の表面および第２の表面を含み、複数のチャネルをその中に加工され、前記気体マニホールドブロックは、弁、リザーバ、真空源、および、不活性ガス源から選択されたマニホールド構成要素と連絡するためにポート接続されている、気体マニホールドブロックのアセンブリと、
流体マニホールドブロックのアセンブリであって、前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、第１の表面および第２の表面を備え、複数のチャネルをその中に加工され、前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、弁、リザーバ、印刷ヘッド、および、廃棄システムから選択されたマニホールド構成要素と連絡するためにポート接続されている、流体マニホールドブロックのアセンブリと、
少なくとも１つの入口ポートおよび少なくとも１つの出口ポートを含む一次分配リザーバであって、前記一次分配リザーバは、前記気体マニホールドブロックのアセンブリおよび前記流体マニホールドブロックのアセンブリと流体連絡している、一次分配リザーバと
を備える、流体システムと、
電気相互接続部を受け取るための第１の表面と、前記気体マニホールドブロックの前記第１の表面に隣接する第２の表面とを含む電気インターフェースプレートであって、前記電気相互接続部を受け取るための第１の表面は、迅速結合式に適合されている、電気インターフェースプレートと、
前記流体マニホールドブロックのアセンブリの前記第２の表面に隣接する第１の部材と、印刷ヘッドアセンブリを受け取るように構成された第２の部材とを備えるアダプタプレートマニホールドアセンブリであって、前記アダプタプレートマニホールドアセンブリは、前記一次分配リザーバおよび前記印刷ヘッドアセンブリと流体連絡している、アダプタプレートマニホールドアセンブリと
を備える、印刷ヘッドユニット。
（項目２）
前記気体マニホールドブロックと、弁、リザーバ、真空源、および、不活性ガス源から
選択されたマニホールド構成要素との間の連絡は、Ｏリングシールを伴うポート接続を備える、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目３）
前記流体マニホールドブロックのアセンブリと、弁、リザーバ、印刷ヘッド、および、廃棄システムから選択されたマニホールド構成要素との間の連絡は、Ｏリングシールを伴うポート接続を備える、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目４）
前記アダプタプレートマニホールドアセンブリは、前記印刷ヘッドユニットを運動学的マウントに装着するための嵌合表面を提供する、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目５）
前記印刷ヘッドユニットは、前記印刷ヘッドユニットに関連する動作情報にアクセスするための識別コードを有する、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目６）
前記印刷ヘッドユニットに関連する前記動作情報は、メモリデバイス上にある、項目５に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目７）
前記メモリは、前記印刷ヘッドユニット上に位置するデバイスである、項目６に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目８）
少なくとも１つの入口ポートおよび少なくとも１つの出口ポートを含むバルクインクリザーバをさらに備え、前記バルクインクリザーバは、前記一次分配リザーバおよび前記流体マニホールドブロックのアセンブリと流体連絡している、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目９）
前記一次分配リザーバは、前記一次分配リザーバのための定義された充填レベルを維持するための少なくとも１つの液体レベルインジケータを有し、前記バルクリザーバからのインクは、前記一次分配リザーバを前記定義された充填レベルに継続的に補充する、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１０）
迅速結合式に適合されている、前記電気インターフェースプレートの前記第１の表面は、ポゴピンパッドを含む、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１１）
前記気体マニホールドブロックのアセンブリは、
真空アセンブリと連絡している第１のマニホールドポートと、不活性ガス源と連絡している第２のマニホールドポートと、前記一次分配ユニットの前記入口ポートと流体連絡している第３のマニホールドポートと、
前記気体マニホールドブロックのアセンブリの第１の弁であって、前記第１の弁は、前記不活性ガス源と前記一次分配リザーバとの間の流体連絡と、第２の弁と前記一次分配リザーバとの間の流体連絡との両方を制御し、前記気体マニホールドブロックのアセンブリの第２の弁は、前記第１の弁と前記真空アセンブリとの間の連絡を制御する、第１の弁と
を備える、項目１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１２）
前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、
前記一次分配リザーバの出口ポートと流体連絡している第１のマニホールドポートおよび前記インクジェットヘッドアセンブリの入口ポートと流体連絡している第２のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第１の弁は、前記一次分配ユニットと前記インクジェットヘッドアセンブリとの間の連絡を制御する、第１のマニホールドポートおよび第２のマニホールドポートと、
インクジェットヘッドアセンブリの出口ポートと流体連絡している第３のマニホールドポートおよび廃棄物排出管と流体連絡している第４のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第２の弁は、前記インクジェットヘッドアセンブリと前記廃棄物排出管との間の連絡を制御する、第３のマニホールドポートおよび第４のマニホールドポートと
を備える、項目１１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１３）
前記流体マニホールドブロックのアセンブリは、
入口ポート、孔、および、出口ポートを含むバルクリザーバであって、前記バルクリザーバは、前記一次分配リザーバと流体連絡している、バルクリザーバと、
前記バルクリザーバの出口ポートと流体連絡している第１のマニホールドポートおよび一次分配リザーバの入口ポートと流体連絡している第２のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第１の弁は、前記バルクリザーバと前記一次分配ユニットとの間の連絡を制御する、第１のマニホールドポートおよび第２のマニホールドポートと、
前記一次分配リザーバの出口ポートと流体連絡している第３のマニホールドポートおよび前記インクジェットヘッドアセンブリの入口ポートと流体連絡している第４のマニホー
ルドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第２の弁は、前記一次分配ユニットと前記インクジェットヘッドアセンブリとの間の連絡を制御する、第３のマニホールドポートおよび第４のマニホールドポートと、
インクジェットヘッドアセンブリの出口ポートと流体連絡している第５のマニホールドポートおよび廃棄物排出管と流体連絡している第６のマニホールドポートであって、前記流体マニホールドブロックの第３の弁は、前記インクジェットヘッドアセンブリと前記廃棄物排出管との間の連絡を制御する、第５のマニホールドポートおよび第６のマニホールドポートと
を備える、項目１１に記載の印刷ヘッドユニット。
（項目１４）
前記一次分配リザーバのための定義された充填レベルを維持するための液体レベルインジケータをさらに備え、前記バルクリザーバからのインクは、前記一次分配リザーバを前記定義された充填レベルに継続的に補充する、項目１３に記載の印刷ヘッドユニット。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【発明を実施するための形態】
【0005】
（詳細な説明）
本教示は、種々の印刷プロセスのために使用され得る、産業用インクジェット薄膜印刷システムにおいて使用するための印刷ヘッドユニットアセンブリの実施形態を開示する。本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態アセンブリは、印刷ヘッドユニットと、装着およびクランプ締めアセンブリと、インターフェースアセンブリとを含むことができる。本教示によると、本明細書に開示されるデバイス、装置、システム、および方法は、例えば、限定ではないが、種々の印刷プロセスを開発すること、および、効率的な生産規模の印刷を提供することのために有用であり得る。
本教示は、種々の印刷プロセスのために使用され得る、産業用インクジェット薄膜印刷システムにおいて使用するための印刷ヘッドユニットアセンブリの実施形態を開示する。本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態アセンブリは、印刷ヘッドユニットと、装着およびクランプ締めアセンブリと、インターフェースアセンブリとを含むことができる。本教示によると、本明細書に開示されるデバイス、装置、システム、および方法は、例えば、限定ではないが、種々の印刷プロセスを開発すること、および、効率的な生産規模の印刷を提供することのために有用であり得る。
【0006】
その点において、例えば、限定ではないが、インクジェット印刷プロセスを使用したＯＬＥＤパネル基材の製造において使用するための印刷ヘッドユニットアセンブリに望ましい属性として、印刷プロセスの間、基材上に種々の調合物の種々のインクを効率的に順次に印刷するための順応性をエンドユーザに提供することが挙げられ得ると想定されていた。しかしながら、印刷プロセスの間、複数のインク印刷の順次印刷を提供することは、望ましいが、複数のインクおよびインク調合物の相互汚染は、望ましくない。したがって、種々の調合物の種々のインクの効率的な順次印刷を実装する設計はさらに、相互汚染を排除すべきである。
【0007】
印刷システムの内外を常に移動させられる印刷ヘッドユニットの位置決めに関して、装着およびクランプ締めによって、印刷ヘッドユニットの歪みのない、再現可能な位置決めを提供し、かつ、完全に自動化された印刷ヘッド交換を提供することが望ましい。本明細書で使用される場合、「歪みのない」とは、装着およびクランプ締めアセンブリ内において、印刷ヘッドユニットの都合の悪い変位を生じさせ得る側方力を、本質的に排除しないとしても、実質的に低減させることを指す。印刷システム内外の印刷ヘッドユニットの柔軟な移動に関して、印刷システムから印刷ヘッドユニットまでに要求される相互接続のタイプ（例えば、電気、気体、および流体）は、種々の印刷ヘッドユニットの迅速かつ効率的な相互交換を提供することに関して問題を呈し得る。印刷システム内外を常に移動させられ得る印刷ヘッドユニットの数が与えられると、各印刷ヘッドユニットの識別およびその動作情報を提供することは、印刷ヘッドユニットの自動交換の間、選択エラーを防止するために使用されることができる。さらに、印刷ヘッドユニットアセンブリの設計は、実質的休止時間を回避するために、使用の間の印刷ヘッドユニットのロバスト性および保守の容易性を提供するべきである。
【0008】
故に、属性および課題を想定して、本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリおよびシステムの種々の実施形態は、自給式印刷ヘッドユニットと、再現可能な歪みのない印刷ヘッドユニット位置決めを提供するように印刷ヘッドユニットを印刷システム上に装着するための装着およびクランプ締めアセンブリと、迅速かつ自動化された電気相互接続および気体相互接続を提供するインターフェースアセンブリとを含むことができる。そのような構成要素は、薄膜のインクジェット印刷、例えば、限定ではないが、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）薄膜のインクジェット印刷のための効率的かつ信頼性のある印刷プロセスを提供するように設計された。加えて、本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリおよびシステムの種々の実施形態は、印刷ヘッドユニットの識別および追跡を提供することはもちろん、本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態のための保守の容易性を提供することができる。
【0009】
本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態に関して、印刷ヘッドユニットのそれぞれは、自給式アセンブリであることができ、その複数の自給式印刷ヘッドユニットは、印刷プロセスの間、印刷システムの中に容易に相互交換されることができる。自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、気体マニホールドブロックアセンブリと、流体マニホールドブロックアセンブリと、気体マニホールドおよび流体マニホールドと流体連絡し得る一次分配リザーバとを含み得る流体システムを有することができる。印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、一次分配リザーバと流体連絡し得るバルクインクリザーバをさらに含む流体システムを有することができる。バルクインクリザーバの種々の実施形態は、入口ポートと、バルクインクリザーバを充填することが可能であり得る孔とを有することができる。バルクインクリザーバの充填は、手動モードまたは自動化モードで行なわれることができる。種々の実施形態では、バルクインクリザーバの充填は、物理的コネクタを介してバルクインクリザーバ入口ポートに継合された供給ポートを介して、外部供給源からバルクインクリザーバ内にインクを周期的に供給することによって行なわれることができ、物理的コネクタは、可逆的に、そのような再充填の前に取り付けられ、そのような再充填の後に取り外される。種々の実施形態では、バルクインクリザーバの充填は、入口ポートの近位の供給ポートを介して、外部供給源からバルクインクリザーバの中にインクを周期的に供給することによって行なわれることができ、インクは、供給ポートおよび入口ポートを継合するための物理的コネクタを使用せずに、供給ポートを通して外部供給源から導かれ得る。
【0010】
自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、印刷プロセスの過程の間、一次分配リザーバへのインクの継続供給を提供するために十分な容積を有し得るバルクインクリザーバを有することができる。一次分配リザーバにインクへの継続供給は、印刷の間、印刷ヘッドと流体連絡し得る一次分配リザーバ内に一定容量を維持することができる。したがって、一次分配リザーバ内の一定容量は、印刷ヘッド内の複数の印刷ヘッドノズルにおけるインクの無視できる圧力変動を提供し得る。その点において、印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、一次分配リザーバの定義された充填レベルを維持するための少なくとも１つの液体レベルインジケータを含み、それによって、バルクインクリザーバからのインクが、印刷の間、一次分配リザーバを定義された充填レベルまで継続的に補充する。種々の実施形態では、外部供給源からバルクインクリザーバへのインクの周期的供給は、保守場所において、印刷動作間に生じてもよい。故に、インク供給のために印刷ヘッドユニットの外部の源からの管類接続を必要としない自給式印刷ヘッドユニットは、種々の印刷ヘッドユニットの交換の間、煩雑な管類の接続解除および再接続の必要性を排除することができ、さらに、能動的印刷動作の間、印刷ヘッドに提供される煩雑な管類ラインの必要性を排除することができる。
【0011】
本教示のマニホールドアセンブリの種々の実施形態は、マニホールドアセンブリの内部に加工された複数のチャネルと、例えば、限定ではないが、チャネルと流体制御を提供する複数の弁との間の流体連絡を提供する複数のポートとを有することができる。したがって、本教示のマニホールドアセンブリの種々の実施形態は、流体配分および制御を提供することができる。本教示による印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態に関して、マニホールドと連絡する各構成要素（例えば、限定ではないが、ポートと連絡するマニホールド、弁、リザーバ、真空源、不活性ガス源等のガス源、インクジェット印刷ヘッドアセンブリ、および同様のもの）は、マニホールド上に装着されることができ、Ｏリングシールを使用して密閉され、それによって、管類接続の使用を避けることができる。したがって、本教示のマニホールドアセンブリの種々の実施形態は、望ましくない死容積を最小限にし、かつ、種々の管類および管類接続に一般的な故障モードを回避することによって、印刷ヘッドユニットのロバスト性を増加させることができる。
【0012】
印刷ヘッドユニットの種々の実施形態では、複数の相互交換可能な印刷ヘッドユニットはそれぞれ、一意の識別または認識コードを有することができる。種々の実施形態に関して、識別または認識コードは、印刷ヘッドユニット上に物理的に示され、かつ、各印刷ヘッドユニットと電子的に関連付けられることができる。印刷ヘッドユニットの種々の実施形態に関して、識別または認識コードは、各印刷ヘッドユニットに関する一意の一式の動作情報と各ユニットとを関連付けることができる。例えば、限定ではないが、一意の動作情報は、保守モジュール内の印刷ヘッドユニットの一意の場所、印刷ヘッドユニット内に含まれるインク調合物、および印刷ヘッド較正データを含むことができる。そのような一意の動作情報は、メモリデバイス上に記憶されることができる。種々の実施形態に関して、メモリデバイスは、各印刷ヘッドユニットとともに移動するオンボードメモリデバイスであることができる。
【0013】
印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、装着およびクランプ締めアセンブリの内外への容易な相互交換のために、印刷システムのインターフェースアセンブリと嵌合する、迅速結合式電気インターフェースプレートを含むことができる。装着およびクランプ締めアセンブリの種々の実施形態は、基材に対する印刷ヘッドユニット位置を制御するためのモーションシステムの一部として、印刷システムに添着されることができる。さらに、本教示による印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、流体マニホールドブロックに隣接して、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリを有することができる。本教示のアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態は、流体マニホールドブロックと印刷ヘッドとの間の流体連絡を提供し、かつ、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリへの印刷ヘッドアセンブリの取付を提供することができる。加えて、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態は、印刷ヘッドユニットを装着およびクランプ締めアセンブリに装着するための嵌合表面を含むことができる。産業用インクジェット薄膜印刷システムの種々の実施形態では、装着およびクランプ締めアセンブリは、産業用インクジェット薄膜印刷システムへの印刷ヘッドユニットの運動学的装着を提供し、かつ、歪みのないクランプ締めを提供することができる。その点において、装着およびクランプ締めアセンブリの種々の実施形態は、装着およびクランプ締めプロセスの間、産業用インクジェット薄膜印刷システムに印刷ヘッドユニットを安定してクランプ締めするための非接触空気軸受アセンブリを含む。故に、本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリの装着およびクランプ締めアセンブリの種々の実施形態は、印刷システムへの印刷ヘッドユニットの歪みのない、再現可能な位置決めを提供する。
【0014】
図１は、本教示による、自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態のいくつかの側面を描写する概略表現である。図１は、外部システムＩＩとして指定される気体入力（例えば、真空および不活性ガス）に関連し、かつ外部システムＩＩＩとして指定される流体出力（例えば、局所的外部廃棄アセンブリ）に関連する、種々の実施形態による印刷ヘッドユニットＩを描写する。自給式印刷ヘッドユニットＩの種々の実施形態に関して、気体マニホールドブロックアセンブリＩＡは、例えば、限定ではないが、一次分配リザーバＩＣと、気体制御を要求する種々の外部源（例えば、不活性ガス源ＩＩＡおよび真空源ＩＩＢ）との間に流体配分および制御を提供することが可能であることができる。本教示による自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態では、気体マニホールドブロックアセンブリＩＡは、例えば、弁ＰＭＡＶ１およびＰＭＡＶ２を通して、一次分配リザーバＩＣと種々の気体源との間に制御を提供することができる。自給式印刷ヘッドユニットＩの種々の実施形態によると、流体マニホールドブロックアセンブリＩＢは、例えば、限定ではないが、一次分配リザーバＩＣならびにバルクインクリザーバＩＤへの流体配分および制御を提供することが可能であることができる。本教示による自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態では、流体マニホールドブロックアセンブリＩＢは、例えば、弁ＦＭＡＶ１を通して、一次分配リザーバＩＣと印刷ヘッドＩＥとの間の流体連絡を制御することができる。本教示の自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態によると、流体マニホールドブロックアセンブリＩＢは、例えば、弁ＦＭＡＶ２を通して、一次分配リザーバＩＣとバルクインクリザーバＩＤとの間の流体連絡を制御することができる。本教示による自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態に関して、流体マニホールドブロックアセンブリＩＢは、例えば、弁ＦＭＡＶ３を通して、印刷ヘッドＩＥと局所的廃棄物リザーバＩＩＩＡとの間の流体連絡を制御することができる。本教示の自給式印刷ヘッドアセンブリの種々の実施形態は、一次分配リザーバＩＣならびにバルクインクリザーバＩＤを有することができ、それぞれ、ＩＬＸ、ＩＭＸ、およびＩＵｘ等の複数のレベルインジケータを含む。本教示による自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、一次分配リザーバＩＣならびにバルクインクリザーバＩＤのための種々のレベルインジケータを有することができ、それは、一次分配リザーバＩＣ内のインクの一定容量を維持し、それによって、印刷ヘッドＩＥに供給されるインクに対して一定の圧力を維持するための自動化システムの一部である。
【0015】
図１の自給式印刷ヘッドユニットＩの種々の実施形態に関して、バルクインク供給アセンブリＩＤは、印刷プロセス全体の間、一次分配リザーバアセンブリＩＣが定義された充填レベルまで充填されるように保つために十分なインク容量を提供することができる。以下により詳細に論じられるように、外部システムＩＩの気体入力（例えば、真空源、および、不活性ガス源等のガス源）への接続ならびに電気接続は、インターフェースアセンブリの種々の実施形態を使用して、印刷ヘッドユニットＩの種々の実施形態に取り付けられることができる。本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態によると、インターフェースアセンブリは、印刷ヘッドユニットＩの種々の実施形態のための電気相互接続および気体相互接続を提供するための迅速結合式特徴と嵌合する相補的迅速結合式特徴を有することができ、それによって、例えば、限定ではないが、印刷プロセスの間、印刷システムの内外への本教示の複数の自給式印刷ヘッドユニットの容易な相互交換を可能にする。加えて、同様に以下に論じられるように、外部システムＩＩＩに示されるような外部廃棄アセンブリと流体連絡する局所的廃棄アセンブリの種々の実施形態は、印刷プロセスの間、印刷システムの内外への本教示の複数の自給式印刷ヘッドユニットの容易な相互交換性を提供する。
【0016】
図２の印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態は、気体マニホールドブロックアセンブリ６０と、流体マニホールドブロックアセンブリ８０と、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００とを含む流体システムを有することができる。
【0017】
図２の印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、流体システムは、気体マニホールドブロックアセンブリ６０を含むことができる。気体マニホールドブロックアセンブリ６０は、気体マニホールドブロック１０と、第１の気体マニホールドブロック弁２０と、第２の気体マニホールドブロック弁２２とを含むことができる。気体マニホールドブロックアセンブリ６０は、不活性ガス源等のガス源への流体相互接続ならびに真空源への相互接続に加えて、気体マニホールドブロック１０によって提供される配分および制御を介した一次分配リザーバアセンブリ５０への流体相互接続を含むことができる。気体マニホールドブロック１０は、その中に加工されたチャネルを有することができ、種々のマニホールド構成要素、例えば、限定ではないが、マニホールド、弁、リザーバ、真空源、およびガス源（例えば、不活性ガス源）と連絡するためにポート接続されることができる。
【0018】
第１の表面９および第２の表面１１を有する、図２の気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態は、気体マニホールドブロックの第１の弁２０（図示せず）と、気体マニホールドブロックの第２の弁２２とを含むことができる。前述のように、気体マニホールドブロック１０は、限定ではないが、マニホールド、弁、リザーバ、真空源、ならびにガス源（例えば、限定ではないが、不活性ガス源）等の気体マニホールドブロックアセンブリ６０の種々の気体マニホールド構成要素と連絡するためにポート接続されることができる。気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態は、真空ポート１２および不活性ガスポート１４を有することができ、それによって、真空源およびガス源（例えば、限定ではないが、不活性ガス源）と連絡するためにポート接続されることができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態では、真空ポート１２および不活性ガスポート１４のためのＯリングシールは、印刷システムの一部であり得るインターフェースアセンブリの設計と併せて、印刷ヘッドユニット１０００と印刷システムとの間の迅速結合式気体接続を提供する。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、電気インターフェースボード２が、気体マニホールドブロック１０上に装着されることができる。電気インターフェースボード２は、例えば、限定ではないが、ポゴピン結合を使用する種々のタイプの迅速結合式電気接続を含むことができ、電気インターフェースボード２は、印刷システムの一部であり得るインターフェースアセンブリからポゴピンのアレイを受け取るために、電気インターフェースボードの第１の表面１上にポゴピンパッド４を有することができ、印刷ヘッドユニット１０００は、その印刷システムの構成要素であり得る。
【0019】
印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、電気インターフェースボード２によって提供される迅速結合式特徴、インターフェースアセンブリとの容易な統合を提供する、気体マニホールドブロック１０の真空ポート１２および不活性ガスポート１４のＯリングシール、ならびに、以下により詳細に論じられる、印刷ヘッドユニット１０００の運動学的装着および空気軸受クランプ締めアセンブリは、印刷プロセスの間、印刷システムと複数の自給式印刷ヘッドユニット１０００との容易な相互交換性を提供することができる。本教示によると、迅速結合フィッティングは、規則的に移動させられる構成要素のために設計された任意のフィッティングであることができ、構成要素の容易な移動を提供することができる。したがって、当業者によって理解されるように、複数の自給式印刷ヘッドユニット１０００と印刷システムとの容易な相互交換性を提供するために、種々の電気結合、気体結合、および流体結合のいずれかが、印刷ヘッドユニット１０００および相補的接続を提供するインターフェースアセンブリの実施形態において利用されることができる。
【0020】
図２の印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、流体システムは、流体マニホールドブロックアセンブリ８０を含むことができる。流体マニホールドブロックアセンブリ８０は、流体マニホールドブロック３０と、第１の流体マニホールドブロック弁４４と、第２の流体マニホールドブロック弁４６と、第３の流体マニホールドブロック弁４８とを含むことができる。流体マニホールドブロックアセンブリ８０は、流体マニホールドブロック３０によって提供される配分および制御を介して、一次分配リザーバアセンブリ５０と流体連絡し得るバルクインクリザーバアセンブリ７０への流体相互接続を含むことができる。流体マニホールドブロック３０は、その中に加工されたチャネルを有することができ、種々のマニホールド構成要素、例えば、限定ではないが、マニホールド、弁、リザーバ、および廃棄アセンブリと連絡するためにポート接続されることができる。
【0021】
第１の表面３１および第２の表面３３を有する、図２の流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、ここでは、第１の表面３１上に装着されて示される第１の流体マニホールドブロック弁４４と、第２の流体マニホールドブロック弁４６と、第３の流体マニホールドブロック弁４８とを含むことができる。前述のように、流体マニホールドブロック１０００は、例えば、限定ではないが、弁、リザーバ、インクジェット印刷ヘッド、廃棄アセンブリ、およびマニホールド等の種々のマニホールド構成要素と連絡するためにポート接続されることができる。流体マニホールドブロック３０は、一次分配リザーバ本体５５と、一次分配リザーバ上部（図示せず）と、一次分配リザーバベース５４とを含み得る一次分配リザーバと流体連絡することができる。一次分配リザーバの種々の実施形態は、第１のレベルインジケータ１６２および第２のレベルインジケータ１６４と関連付けられることができ、第１のレベルインジケータ１６２は、最大充填レベルを定義し、第２のレベルインジケータ１６４は、最小充填レベルを定義する。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、流体マニホールドブロック３０は、少なくとも１つのエンドユーザ選択印刷ヘッドアセンブリ２００と流体連絡することができ、これは、次に、廃棄システムの一部であり得る排出管４３と流体連絡することができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、排出管４３は、インクを廃棄するための廃棄アセンブリの一部であることができ、これは、廃棄システムと印刷ヘッドユニット１０００との非接触統合を提供する。
【0022】
図２に描写されるように、バルクインクリザーバアセンブリ７０の実施形態は、バルクインクリザーバ本体７５を含むことができる。種々の実施形態では、バルクインクリザーバ本体７５は、第１の支持部材１２４に添着され得るバルクインクリザーバ上部１２２で被覆されることができる。バルクインクリザーバ本体７５は、ルアーアダプタ７１を嵌められて示される、孔７４およびポート７６を含むフィッティング（図示せず）で蓋をされることができる。ルアーアダプタ７１は、例えば、限定ではないが、手動かまたはロボットを用いてかのいずれかによって、基材上に印刷するためのエンドユーザ選択インクの任意のものを伴う注射器を使用して、バルクインクリザーバ本体７５の容易な充填を提供することができる。バルクインクリザーバベース７８は、底部シールならびに流体マニホールドブロック３０へのポート接続を提供することができる。自給式印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、バルクインクリザーバアセンブリ７０は、一次分配リザーバアセンブリ５０と流体連絡することができる。バルクインクリザーバアセンブリ７０は、印刷プロセス全体の間、一次分配リザーバアセンブリ５０が定義された充填レベルまで充填されるように保つために十分なインク容量を提供することができる。一次分配リザーバ内に一定の容量を生じさせるそのような継続補充は、それによって、印刷ヘッドにわたって一定のヘッド圧力を維持する。そのような印刷プロセスの間、複数の容易に相互交換可能な自給式印刷ヘッドユニット１０００が、使用されることができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態において、２段階リザーバシステムを有することは、印刷ヘッドユニット１０００の外部のインク供給源への管類接続を排除することによって、複数の印刷ヘッドユニット１０００の容易な相互交換性を提供することを補助することができる。さらに、複数の相互交換可能な印刷ヘッドユニット１０００に自給式インク供給源を提供することは、複数の自給式印刷ヘッドユニット１０００内に含まれる種々のエンドユーザ選択インクの相互汚染を防止する。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、迅速結合式管類接続は、印刷ヘッドユニット１０００とインク供給外部印刷ヘッドユニット１０００の容易な相互交換性を提供することができる。
【0023】
図２の印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、流体システムは、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００を含むことができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００は、流体マニホールドブロック３０と印刷ヘッドアセンブリ２００の印刷ヘッド２０５との間の流体連絡を提供することができ、かつ、印刷ヘッドアセンブリ２００等のエンドユーザ選択印刷ヘッドアセンブリを本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態に装着するための装着表面を提供することができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、アダプタマニホールドアセンブリ１００は、流体マニホールドブロック３０とアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００との間の構造上の接続ならびに流体連絡を提供し得るアダプタマニホールドアセンブリの第１の部材１１５を有することができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、アダプタマニホールドアセンブリ１００は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００と印刷ヘッドアセンブリ２００との間の構造上の接続ならびに流体連絡を提供し得るアダプタマニホールドアセンブリの第２の部材１１７を有することができる。
【0024】
印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態では、アダプタマニホールドアセンブリの第１の部材１１５は、第１のガイド１１４および第２のガイド１１６のための装着表面を提供することができ、かつ、一式のステンレス鋼ボール（図示せず）のための装着表面を提供することができる。第１のガイド１１４および第２のガイド１１６は、アダプタマニホールドアセンブリの第１の部材１１５に添着され、運動学的装着アセンブリへの印刷ヘッドユニット１０００の位置決め中にガイドとして作用することができる。以下により詳細に論じられるように、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第２の表面９２上に装着された一式のステンレス鋼ボールは、運動学的装着アセンブリの一部である。前述のように、自給式印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、電気および気体迅速結合式構成要素ならびに運動学的装着構成要素は、印刷プロセスの間、複数の印刷ヘッドユニット１０００の容易な相互交換性を提供する構成要素のうちの一部である。
【0025】
【0026】
図３Ａは、種々の実施形態による、気体マニホールドブロックアセンブリ６０を含み得る印刷ヘッドユニット１０００の上側部分の分解図を描写する。電気インターフェースボード２は、ポゴピンアレイを受け取るために、第１の表面１上にポゴピンパッド４を有する。前述のように、ポゴピン接続は、電気迅速結合式接続であることができ、それは、気体迅速結合式接続としてＯリング接続を利用する当接結合式嵌合ポートとともに、複数の印刷ヘッドユニット１０００の容易な相互交換性を提供する要素である。加えて、電気インターフェースボード２の第２の表面３上の第１のリボンケーブル接続部５は、図３Ｃに示される印刷ヘッドアセンブリの第１のＰＣＢ相互接続部２０１に接続する第１のリボンケーブル６の接続のためのものであることができる。同様に、電気インターフェースボード２の第２の表面３上の第２のリボンケーブル接続部７（図示せず）は、図３Ｃに示されるように印刷ヘッドアセンブリの第２のＰＣＢ相互接続部２０３に接続する第２のリボンケーブル８の接続のためのものであることができる。
【0027】
気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態は、図３Ａの上部分解図に示されるような印刷ヘッドユニット１０００に、例えば、限定ではないが、真空源およびガス源（例えば、限定ではないが、不活性ガス源）への相互接続および制御を提供することができる。インクジェット印刷の当業者によって理解され得るように、印刷ヘッド上のリザーバの位置によって生成される、印刷ヘッドに供給されるインクの圧力を相殺するために、部分的真空が、典型的には、インクリザーバ上に印加されることができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態では、気体マニホールドブロック１０の第１の気体マニホールドブロック弁２０は、不活性ガス源等のガス源と図２の一次分配リザーバアセンブリ５０との間の流体配分および制御と、第２の気体マニホールド弁２２と図２の一次分配リザーバアセンブリ５０との間の流体配分および制御との両方を制御することができる。加えて、気体マニホールドブロック１０の第２の気体マニホールドブロック弁２２は、第１の気体マニホールドブロック弁２０と真空源との間の連絡を制御することができる。図３Ａに示されるような気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態は、一次分配リザーバアセンブリ５０と第２の表面１１上で連絡するためにポート接続されることができる。図３Ａに描写されるように、気体マニホールドブロックの第３のポート１６は、第１のポート５１を有する一次分配リザーバ上部５２を介して、一次分配リザーバアセンブリ５０と流体連絡することができ、気体マニホールドブロックの第３のポート１６および一次分配リザーバの第１のポート５１は、Ｏリング１７を使用して密閉される。図３Ａに描写されるような種々の実施形態による気体マニホールドブロック１０は、電気インターフェースボード２を装着するための第１電気接続ボード支持支柱２５および第２の電気接続ボード支持支柱２７を有することができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、ガイドピン２９は、以下により詳細に論じられる、印刷ヘッドユニット１０００とインターフェースアセンブリとの取付を促進する。気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態では、弁（例えば、弁２０および２２）は、例えば、限定ではないが、ソレノイド弁であることができる。気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態に関して、弁２０および２２は、管類接続を伴わずに、マニホールドブロック上に統合されることができる。気体マニホールドブロック１０の種々の実施形態では、弁２０および２２は、管類接続を使用して、マニホールドブロック上に統合されることができる。
【0028】
図３Ｂは、印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態による、流体マニホールドブロックアセンブリ８０を含み得る、印刷ヘッドユニット１０００の中央部分の分解図を描写する。流体マニホールドブロックアセンブリ８０は、流体マニホールドブロック３０を含むことができ、流体マニホールドブロック３０は、種々の流体マニホールド構成要素（例えば、限定ではないが、一次分配リザーバアセンブリ５０、バルクインクリザーバアセンブリ７０、印刷ヘッドアセンブリ２００（図２）、および排出管４３がその構成要素であり得る廃棄アセンブリ）と、流体配分および制御のためにポート接続され得る。流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、第１の表面３１上の流体マニホールドブロックの第１のポート３２と、第２の表面３３上の流体マニホールドブロックの第２のポート３４とを有することができ、一次分配リザーバアセンブリ５０と印刷ヘッドアセンブリ２００（図２）との間に流体連絡を提供する。一次分配リザーバアセンブリ５０と印刷ヘッドアセンブリ２００との間の流体連絡を制御するために、流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、ポート４５によって描写されるように、弁４４によって弁制御を提供するためにポート接続されることができる。流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、第１の表面３１上の流体マニホールドブロックの第３のポート３６と、第１の表面３１上の第４のポート３８とを有することができ、一次分配リザーバアセンブリ５０とバルクインクリザーバアセンブリ７０との間の流体連絡を提供する。一次分配リザーバアセンブリ５０とバルクインクリザーバアセンブリ７０との間の流体連絡を制御するために、流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、ポート４７によって描写されるように、弁４６を使用して弁制御を提供するためにポート接続されることができる。流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、第２の表面３３上の流体マニホールドブロックの第５のポート４１を有することができ、インク戻りのために、印刷ヘッドアセンブリ２００（図２）と一次分配リザーバアセンブリ５０との間の流体連絡を提供し、流体マニホールドブロックの第５のポート４１は、流体マニホールドブロック３０の第２の表面３３上の流体マニホールドブロックの第６のポート４２と流体連絡することができる。流体マニホールドブロックの第６のポート４２は、廃棄アセンブリと流体連絡することができ、排出管４３は廃棄アセンブリの一部であり得、これは、以下により詳細に論じられる。廃棄アセンブリへのインク戻りのために、印刷ヘッドアセンブリ２００（図２）と一次分配リザーバアセンブリ５０との間の流体連絡を制御するために、流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態は、ポート４９によって描写されるように、弁４８を使用して弁制御を提供するためにポート接続されることができる。流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態では、弁（例えば、弁４４、４６、および４８）は、例えば、限定ではないが、ソレノイド弁であることができる。流体マニホールドブロック３０の種々の実施形態に関して、弁４４、４６、および４８は、管類接続を伴わずに、マニホールドブロック上に統合されることができる。流体マニホールドブロック３０の実施形態の種々の実施形態では、弁４４、４６、および４８は、管類接続を使用して、マニホールドブロック上に統合されることができる。
【0029】
図３Ｂに描写されるような印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態では、流体マニホールドブロック３０を有することができ、流体マニホールドブロック３０は、その上に装着された一次分配リザーバアセンブリ５０を含み得る。一次分配リザーバアセンブリ５０は、一次分配リザーバ本体５５を含むことができ、一次分配リザーバ本体５５は、一端において、一次分配リザーバ上部５２によって密閉され得、他端において、一次分配リザーバベース５４によって密閉され得る。一次分配リザーバ上部５２は、一次分配リザーバ上部第２のポート５３を有することができ、一次分配リザーバ上部第２のポート５３は、前述のように気体マニホールドブロック１０（図３Ａ）と連絡し得る一次分配リザーバの第１のポート５１と連絡し得る。一次分配リザーバアセンブリ５０の種々の実施形態では、一次分配リザーバベースの第１のポート５７は、一次分配リザーバベースの第２のポート５６と流体連絡することができる。図３Ｂに描写されるように、Ｏリング３５は、一次分配リザーバベースの第２のポート５６と流体マニホールドブロックの第１のポート３２との間にシールを形成する。一次分配リザーバアセンブリ５０の種々の実施形態は、一次分配リザーバベースの第４のポート５８と流体連絡し得る一次分配リザーバベースの第３のポート５９を有することができる。図３Ｂに描写されるように、Ｏリング３７は、一次分配リザーバベースの第４のポート５８と流体マニホールドブロックの第３のポート３６との間にシールを形成することができる。
【0030】
前述のように、流体マニホールドブロック３０は、一次分配リザーバアセンブリ５０と、バルクインクリザーバアセンブリ上部フィッティング７２を有し得るバルクインクリザーバアセンブリ７０との間に流体配分および制御を提供するようにポート接続されることができる。バルクインクリザーバアセンブリ上部フィッティング７２は、孔７４と、ポート７６と、ポート７６と流体連絡し得る、浸漬管７３とを含むことができる。ポート７６の中に嵌められるルアーアダプタ７１および浸漬管７３は、基材上に印刷するためのエンドユーザ選択インクの任意のものでバルクインクリザーバアセンブリ７０を充填することの容易さを提供する。バルクインクリザーバアセンブリは、バルクインクリザーバベースの第１のポート７７とバルクインクリザーバベースの第２のポート７９とを含むベース７８を有することができる。図３Ｂに描写されるように、Ｏリング３７は、バルクインクリザーバベースの第２のポート７９と流体マニホールドブロックの第４のポート３８との間にシールを形成する。前述のように、バルクインクリザーバアセンブリ７０は、印刷プロセス全体の間、一次分配リザーバアセンブリ５０が定義された充填レベルまで充填されるように保つために十分なインク容量を提供することができる。
【0031】
図３Ｂに描写されるように、印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態は、支持構造アセンブリ１２０の種々の実施形態を有することができる。支持構造アセンブリ１２０は、第１の支持部材上部１２２を含むことができ、第１の支持部材上部１２２は、第１の支持部材１２４に添着され得、かつ、バルクインクリザーバアセンブリ７０を被覆し得る。支持構造アセンブリ１２０の種々の実施形態は、加えて、気体マニホールドブロック１０と流体マニホールドブロック３０との間に装着され得る第２の支持部材１２６を含むことができる。支持構造アセンブリハンドル１２８は、第２の支持部材１２６に取り付けられることができ、印刷ヘッドユニット１０００の手動操作またはロボット操作のいずれかを提供する。引き寄せラッチ１２７は、印刷ヘッドユニット１０００をインターフェースアセンブリに取り付けるための取付構造の一部であることができる。
【0032】
加えて、一次分配リザーバアセンブリ５０のためのレベルインジケータアセンブリ１６０は、ブラケットマウント１６１に添着され得る第１のレベルインジケータブラケット１６３および第２のレベルインジケータブラケット１６５を含むことができる。ブラケットマウント１６１は、気体マニホールドブロック１０（図２）と流体マニホールドブロック３０との間に装着されることができる。一次分配リザーバアセンブリ５０のための印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、第１のレベルインジケータブラケット１６３は、上方充填レベルを決定するために使用され得る第１のレベルインジケータ１６２を支持することができる。第２のレベルインジケータブラケット１６５は、最小充填レベルを示すために使用され得る第２のレベルインジケータ１６４を支持することができる。本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態では、一次分配リザーバアセンブリ５０のためのレベルインジケータの機能は、一次分配リザーバアセンブリ５０内に一定の流体レベルを提供するために、自動感知および制御を介して、流体の継続補充を提供することであり得る。一次分配リザーバアセンブリ５０内の流体レベルの制御は、一次分配リザーバアセンブリ５０と流体連絡し得る印刷ヘッドに供給されるインクの圧力の制御を提供する。
【0033】
図３Ｂの印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して、種々の実施形態のために、第１の印刷ヘッドユニット識別プレート１２３および第２の印刷ヘッドユニット識別プレート１２５は、図２に示されるように、気体マニホールドブロック１０上に装着されることができ、または種々の実施形態のために、図３Ｂに描写されるように、第２の支持部材１２４上に装着されることができる。第１の印刷ヘッドユニット識別プレート１２３および第２の印刷ヘッドユニット識別プレート１２５ケースは、印刷ヘッドユニット１０００上の任意の場所に装着されることができ、識別プレートは、エンドユーザによって可視であるか、あるいはそれらを読み取るように適合された機械またはロボットによって読み取り可能である。前述のように、印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態は、印刷ヘッドユニット上に物理的に示されて各印刷ヘッドユニットと電子的に関連付けられ得る識別または認識コードを有する。印刷ヘッドユニットの種々の実施形態に関して、識別または認識コードは、各印刷ヘッドユニットに関する一意の一式の動作情報と各ユニットとを関連付けることができる。例えば、限定ではないが、一意の動作情報は、印刷システムに関わっていない間の保守モジュール内の一意の場所、印刷ヘッドユニット内に含まれるインク調合物、および印刷ヘッド較正データを含むことができる。そのような一意の動作情報は、メモリデバイス上に記憶されることができる。種々の実施形態に関して、メモリデバイスは、各印刷ヘッドユニットとともに移動するオンボードメモリデバイスであることができる。種々の実施形態では、第１の印刷ヘッドユニット識別プレート１２３は、印刷ヘッドユニット１０００と、例えば、限定ではないが、インクタイプおよび較正データとを関連付ける英字、数字、および英数字文字から選択された識別を有することができる。種々の実施形態に関して、第２の印刷ヘッドユニット識別プレート１２５は、印刷ヘッドユニット１０００と、例えば、限定ではないが、保守またはキャッピングステーション内の位置とを関連付ける英字、数字、および英数字文字から選択された識別を有することができる。種々の実施形態では、識別または認識コードは、１つ以上のバーコードあるいは１つ以上の無線周波数識別タグ（つまりＲＦＩＤタグ）内に具現化される１つ以上の識別または認識コード等の１つ以上の機械読み取り可能なコードを備える。
【0034】
図３Ｃは、種々の実施形態による、印刷ヘッドユニット１０００の下側部分の分解図を描写する。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００は、流体マニホールドブロック３０と印刷ヘッドアセンブリ２００の印刷ヘッド２０５との間の流体連絡を提供し、かつ印刷ヘッドアセンブリ２００等のエンドユーザ選択印刷ヘッドアセンブリを本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態に装着するための装着表面を提供する。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、アダプタマニホールドアセンブリ１００は、流体マニホールドブロック３０とアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００との間の構造上の接続ならびに流体連絡を提供し得るアダプタマニホールドアセンブリの第１の部材１１５を有することができる。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態によると、アダプタマニホールドアセンブリ１００は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００と印刷ヘッドアセンブリ２００との間の構造上の接続ならびに流体連絡を提供し得るアダプタマニホールドアセンブリの第２の部材１１７を有することができる。
【0035】
図３Ｃのアダプタマニホールドアセンブリの第１の部材１１５の種々の実施形態は、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第１の表面９０を有することができ、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第１の表面９０は、流体マニホールドブロック３０を装着するための装着表面を提供し、かつ流体マニホールドブロック３０と第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第１の表面９０との間に流体連絡を提供するようにポート接続される。図３Ｃのアダプタマニホールドアセンブリの第１の部材１１５の種々の実施形態は、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第２の表面９２を有することができ、そこから、アダプタマニホールドアセンブリの第２の部材１１７は、垂下し得る。アダプタマニホールドアセンブリの第２の部材１１７の種々の実施形態は、第１の装着表面９４と、第２の装着表面９６と、底部表面９８と、第１のチャネル部材９５と、第２のチャネル部材９７とを含むことができ、第１のチャネル部材９５は、それを通して加工された第１のチャネルを有し、第２のチャネル部材９７は、それを通して加工された第２のチャネルを有する。
【0036】
アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００の種々の実施形態に関して、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第１の表面９０は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第１のポート１０２と、アダプタマニホールドアセンブリの第２の部材１１７の底部表面９８上にあるアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第２のポート１０４とを有することができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第１のポート１０２は、第１のチャネル部材９５内の第１のチャネルを通して、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第２のポート１０４と流体連絡することができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第２のポート１０４は、印刷ヘッド２０５の印刷ヘッド出口ポート（図示せず）と流体連絡し得、印刷ヘッド出口ポートは、印刷ヘッド２０５の印刷ヘッド入口ポート（図示せず）と流体連絡することができる。図３Ｃに描写されるように、Ｏリング１０１は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第１のポート１０２と流体マニホールドブロックの第２のポート３４との間にシールを形成することができる一方、Ｏリング１０５は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第２のポート１０４と印刷ヘッド２０５の印刷ヘッド入口ポート（図示せず）との間にシールを形成することができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００の種々の実施形態では、印刷ヘッド２０５の印刷ヘッド出口ポート（図示せず）は、アダプタマニホールドアセンブリの第２の部材１１７の底部表面９８上にあるアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第３のポート１０６と流体連絡することができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００の種々の実施形態によると、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第３のポート１０６は、第２のチャネル部材９７内の第２のチャネルを通して、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第４のポート１０８と流体連絡することができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第４のポート１０８は、流体マニホールドブロックの第５のポート４１と流体連絡することができる。図３Ｃに描写されるように、Ｏリング１０７は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第３のポート１０６と印刷ヘッド２０５の印刷ヘッド出口ポート（図示せず）との間にシールを形成することができる一方、Ｏリング１０９は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第４のポート１０８と流体マニホールドブロックの第５のポート４１との間にシールを形成することができる。
【0037】
図３Ａ～図３Ｃを参照して以前に論じられたように、気体構成要素（例えば、限定ではないが、真空源またはガス源（例えば、不活性ガス源）、リザーバ、弁、印刷ヘッド、廃棄アセンブリ、別のマニホールド、および同様のもの）のような種々のマニホールドアセンブリ構成要素は、Ｏリングシールで密閉された相補的ポートを通して、マニホールドブロックに結合されることができる。図４Ａは、例示として、流体マニホールドブロックの第１のポート３２および第３のポート３６を示す。図４Ｂは、種々の実施形態による、流体マニホールドブロック３０の側面図を描写し、流体マニホールドブロックの第６のポート４２を示し、そこから、排出管４３が添着され、Ｏリングシールを使用して密閉されることができる。図４Ｃは、図４Ａに示されるように断面図を示し、流体マニホールドブロックの第１のチャネル１１０と流体連絡する流体マニホールドブロックの第１のポート３２と、流体マニホールドブロックの第３のチャネル１１２と流体連絡する流体マニホールドブロックの第３のポート３６とを描写する。図４Ｃに示されるように、特に、図４Ｄに示されるように、マニホールド構成要素のそれぞれ上のポートならびに気体マニホールドブロックおよび流体マニホールドブロックのそれぞれ上のポートは、Ｏリングを受け入れるように機械加工され、これは、当業者によって理解され得るように、緊密シールを提供し、それによって、流体漏出を防止する。
【0038】
図５の自給式印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、図２の印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して説明されたものに類似する特徴を有することができる。例えば、限定ではないが、図５の印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、気体マニホールドブロックアセンブリ６０と、モジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０と、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００とを含む流体システムを有することができる。
【0039】
図５の自給式印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、気体マニホールドブロック１０を含み得る気体マニホールドブロックアセンブリ６０を有することができ、気体マニホールドブロック１０は、その上に電気インターフェースボード２が装着され得る。図２の印刷ヘッドユニット１０００に関して前述のように、気体マニホールドブロック１０は、その中に加工されたチャネルを有することができ、種々のマニホールド構成要素、例えば、限定ではないが、マニホールド、弁、リザーバ、真空源、およびガス源（例えば、不活性ガス源）と連絡するためにポート接続されることができる。電気インターフェースボード２は、例えば、限定ではないが、ポゴピン結合を使用する種々のタイプの迅速結合式電気接続を含むことができる。図２の印刷ヘッドユニット１０００に関して前述のように、電気インターフェースボード２によって提供される迅速結合式特徴ならびに気体マニホールドブロック１０の気体インターフェース特徴は、印刷ヘッドユニットの種々の実施形態とインターフェースアセンブリとの容易な統合を提供する本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態の構成要素の一部である。
【0040】
図５に描写されるように、印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、一次分配リザーバアセンブリ１５０と流体連絡し得る、バルクインクリザーバアセンブリ１７０を有することができる。バルクインクリザーバアセンブリ１７０は、印刷プロセスの過程の間、一次分配リザーバ１５０にインクの継続供給を提供するために十分な容積を有することができる。図５の印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態に関して、一次分配リザーバアセンブリ１５０へのインクの継続供給は、印刷の間、印刷ヘッドアセンブリ２００と流体連絡し得る一次分配リザーバ内に一定容量を維持することができる。その点において、印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、一次分配リザーバの定義された充填レベルを維持するための少なくとも１つの液体レベルインジケータを含む。図５に描写されるように、一次分配リザーバアセンブリ１５０およびバルクインクリザーバアセンブリ１７０のためのレベルインジケータアセンブリ１６０は、上側一次分配リザーバアセンブリレベルインジケータ１６２と、中央一次分配リザーバアセンブリレベルインジケータ１６４と、下側一次分配リザーバアセンブリレベルインジケータ１６６と、バルクインクリザーバレベルインジケータ１６８とを含むことができる。一次分配リザーバアセンブリ１５０のためのレベルインジケータアセンブリ１６０に関して、第１のレベルの一次分配リザーバアセンブリインジケータ１６２は、上方充填レベルを決定するために使用されることができ、中央の一次分配リザーバアセンブリレベルインジケータ１６４は、標的充填レベルを示すために使用されることができる一方、下側の一次分配リザーバアセンブリレベルインジケータ１６６は、下方充填レベルを決定するために使用されることができる。バルクインクリザーバアセンブリ１７０のためのレベルインジケータアセンブリ１６０に関して、バルクインクリザーバレベルインジケータ１６８は、バルクインクリザーバアセンブリ１７０のための標的充填レベルを示すために使用されることができる。本教示の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態では、一次分配リザーバアセンブリ１５０のためのレベルインジケータアセンブリ１６０の機能は、一次分配リザーバアセンブリ１５０およびバルクインクリザーバアセンブリ１７０の両方内の流体の継続補充を提供するために、自動感知および制御を提供することであり得る。
【0041】
図５に描写されるように、印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、支持構造アセンブリ１２０の種々の実施形態を有することができる。支持構造アセンブリ１２０は、第１の支持部材上部１２２を含むことができ、第１の支持部材上部１２２は、第１の支持部材１２４に添着され得、かつバルクインクリザーバアセンブリ１７０を被覆し得る。支持構造アセンブリ１２０の種々の実施形態は、加えて、第２の支持部材１２６を含むことができ、第２の支持部材１２６は、印刷ヘッドユニット１１００に関して、気体マニホールドブロックアセンブリ６０とアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００との間に装着され得る一式の支柱であり得る。支持構造アセンブリハンドル１２８は、気体マニホールドブロック１０に取り付けられることができ、印刷ヘッドユニット１１００の手動操作またはロボット操作のいずれかを提供する。引き寄せラッチ１２７は、印刷ヘッドユニット１０００とインターフェースアセンブリとを取り付けるための取付構造の一部であることができる。加えて、印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、図２の印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態に関して以前に議論されたように、第１の印刷ヘッドユニット識別プレート１２３と、第２の印刷ヘッドユニット識別プレート１２５とを有することができる。
【0042】
図５の自給式印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、バルクインクリザーバアセンブリ１７０への流体相互接続を含み得るモジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０を有することができる。バルクインクリザーバアセンブリ１７０は、流体マニホールドブロック１３０によって提供される配分および制御を介して、一次分配リザーバアセンブリ１５０と流体連絡することができる。印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態に関して、第１の流体マニホールドブロック１３０は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００を介して、少なくとも１つのエンドユーザ選択印刷ヘッドアセンブリ２００と流体連絡することができる。その点において、印刷ヘッドユニット１１００の第１の流体マニホールドブロック１３０は、印刷ヘッドアセンブリ２００への一定インク供給を提供することができる。廃棄戻しに関して、印刷ヘッドアセンブリ２００は、第２の流体マニホールドブロック１４０と流体連絡し得るアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００と流体連絡することができる。流体マニホールドブロック１４０は、排出管１４３を含むことができる。印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態によると、流体マニホールドブロック１４０の排出管１４３は、インクを廃棄するための廃棄アセンブリの一部であることができ、これは、廃棄システムと印刷ヘッドユニット１１００との非接触統合を提供する。
【0043】
したがって、図５から図１０の印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態は、例えば、限定ではないが、モジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０の第１の流体マニホールドブロック１３０および第２の流体マニホールドブロック１４０を備えるモジュール式流体マニホールドブロックアセンブリを利用することができ、前述のように、流体マニホールドブロックアセンブリ８０の流体マニホールドブロック３０によって提供される均等配分および制御を提供する。
【0044】
図６は、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００上に装着されたモジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０の種々の実施形態の部分的斜視図を描写する。第１の流体マニホールドブロック１３０は、一次分配リザーバアセンブリの種々の実施形態（図３Ｂ参照）を装着するための一次分配リザーバベース１５４を有することができる。一次分配リザーバベース１５４は、一次分配リザーバベースの第１のポート１５７と、一次分配リザーバベースの第３のポート１５９とを有することができる。一次分配リザーバベースの第１のポート１５７は、第１の流体マニホールドブロック弁１４４と流体連絡することができる一方、一次分配リザーバベースの第３のポート１５９は、第２の流体マニホールドブロック弁１４６と流体連絡することができる。バルクインクリザーバアセンブリは、一次分配リザーバベース１５４およびバルクインクリザーバベース１８５と流体連絡し得るバルクリザーバアセンブリベースチャネル部材１７８を有することができる。バルクインクリザーバベース１８５は、バルクインクリザーバベースの第１のポート１７７を有することができる。加えて、バルクインクリザーバベース１８５は、バルクリザーバアセンブリの種々の実施形態（図３Ｂ参照）を装着するために使用されることができる。第２の流体マニホールドブロック弁１４６は、バルクインクリザーバベース１８５の下側に装着されることができる。第２の流体マニホールドブロック１４０は、第３の流体マニホールドブロック弁１４８と、排出管１４３とを有することができる。
【0045】
図７は、図６のモジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０の種々の実施形態の部分的斜視図の分解図を描写する。前述のように、一次分配リザーバベース１５４は、一次分配リザーバアセンブリの種々の実施形態（図３Ｂ参照）を装着する。モジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０の第１の流体マニホールドブロック１３０は、一次分配リザーバベースの第１のポート１５７と一次分配リザーバベースの第３のポート１５９とを有し得る一次分配リザーバベース１５４を有することができる。図７に描写されるように、モジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０の第１の流体マニホールドブロック１３０の種々の実施形態に関して、一次分配リザーバベースの第１のポート１５７は、一次分配リザーバベースの第２のポート１５６と流体連絡することができ、一次分配リザーバベースの第３のポート１５９は、一次分配リザーバベースの第４のポート１５８と流体連絡することができる。一次分配リザーバベースの第２のポート１５６は、第１の流体マニホールドブロック弁マニホールド１４５における流体マニホールドブロックアセンブリの第１のポート１３２を介して、第１の流体マニホールドブロック弁１４４と流体連絡することができる。第１の流体マニホールドブロック弁マニホールド１４５における流体マニホールドブロックアセンブリの第１のポート１３２は、流体マニホールドブロックアセンブリの第２のポート１３４と流体連絡することができる。流体マニホールドブロックアセンブリの第２のポート１３４は、アダプタプレートマニホールドアセンブリ１００を介して、印刷ヘッドと流体連絡することができる。一次分配リザーバベースの第４のポート１５８は、バルクリザーバアセンブリベースチャネル部材１７８における流体マニホールドブロックアセンブリの第３のポート１３６を介して、バルクリザーバアセンブリベースチャネル部材１７８と流体連絡することができる。流体マニホールドブロックアセンブリの第３のポート１３６は、流体マニホールドブロックアセンブリの第４のポート１３８と流体連絡することができ、両方とも、バルクリザーバアセンブリベースチャネル部材１７８にある。その点において、バルクインクリザーバアセンブリベースチャネル部材１７８は、一次分配リザーバベース１５４およびバルクインクリザーバベース１８５と流体連絡することができる。バルクインクリザーバベースの第１のポート１７７とともに示されるバルクインクリザーバベース１８５は、バルクリザーバアセンブリの種々の実施形態（図３Ｂ参照）を装着するために使用されることができる。一次分配リザーバとバルクインクリザーバとの間の流体連絡を制御するための第２の流体マニホールドブロック弁１４６は、バルクインクリザーバベース１８５の下側に装着されることができる。モジュール式流体マニホールドブロックアセンブリ１８０の第２の流体マニホールドブロック１４０は、第３の流体マニホールドブロック弁１４８を有することができ、第３の流体マニホールドブロック弁１４８は、第２の流体マニホールドブロック弁マニホールド１４９上に装着され、かつ流体マニホールドブロックアセンブリの第５のポート１４１と流体連絡し得る。排出管１４３は、廃棄アセンブリと流体連絡し得る流体マニホールドブロックアセンブリの第６のポート１４２内に挿入されることができる。
【0046】
故に、図７に描写されるように、例えば、限定ではないが、第１の流体マニホールドブロック１３０と、第２の流体マニホールドブロック１４０とを有し得るモジュール式マニホールドブロックアセンブリ１８０の種々の実施形態は、前述のように、流体マニホールドブロックアセンブリ８０の流体マニホールドブロック３０によって提供される均等配分および制御を提供する。
【0047】
図８Ａおよび図８Ｂは、一次分配リザーバと印刷ヘッドとの間の流体連絡を制御するインク供給弁（例えば、図５に示される第１の流体マニホールドブロック１３０の第１の流体マニホールドブロック弁１４４）の種々の所望の向きを描写する。流体マニホールドブロック弁の向きが図８Ａおよび図８Ｂに示されるように位置決めされ得る流体マニホールドブロックの種々の実施形態は、気泡が捕捉され得る高点が弁アセンブリ内に存在しないように、チャネル内の流体の流れの制御を提供することができる。その点において、流体マニホールドブロック弁の向きが図８Ａおよび図８Ｂに示されるように位置決めされ得る流体マニホールドブロックの種々の実施形態は、例えば、限定ではないが、チャネル内に気泡形成を助長する傾向にあり得る種々のインク調合物で印刷するときに使用されることができる。
【0048】
図９は、図６のモジュール式マニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態の部分
的斜視図の断面図を描写する。図９の部分的断面図では、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００のアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第１の部材１１５の底部の一式のステンレス鋼ボール１１８が、描写される。以下により詳細に論じられるように、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第２の表面９２上に装着された一式のステンレス鋼ボールは、３次元空間内に印刷ヘッドユニット１１００の６自由度の歪みのない位置決めを提供する運動学的装着アセンブリの一部である。自給式印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態に関して、電気および気体迅速結合式構成要素ならびに運動学的装着構成要素は、印刷プロセスの間、複数の印刷ヘッドユニット１１００の容易な相互交換性を提供する構成要素の一部である。
的斜視図の断面図を描写する。図９の部分的断面図では、アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００のアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第１の部材１１５の底部の一式のステンレス鋼ボール１１８が、描写される。以下により詳細に論じられるように、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第２の表面９２上に装着された一式のステンレス鋼ボールは、３次元空間内に印刷ヘッドユニット１１００の６自由度の歪みのない位置決めを提供する運動学的装着アセンブリの一部である。自給式印刷ヘッドユニット１１００の種々の実施形態に関して、電気および気体迅速結合式構成要素ならびに運動学的装着構成要素は、印刷プロセスの間、複数の印刷ヘッドユニット１１００の容易な相互交換性を提供する構成要素の一部である。
【0049】
図９では、第１の流体マニホールドブロック１３０は、アダプタプレートマニホールドアセンブリ１００のアダプタプレートマニホールドブロックの第１のチャネル１９４と流体連絡する第１の流体マニホールドブロックチャネル１９２を有することができる。第１の流体マニホールドブロックチャネル１９２は、流体マニホールドブロックアセンブリの第２のポート１３４を使用して、アダプタプレートマニホールドブロックの第１のチャネル１９４に接続されることができる。流体マニホールドブロックアセンブリの第２のポート１３４は、第１の流体マニホールドブロックチャネル１９２とアダプタプレートマニホールドブロックの第１のチャネル１９４との間にゼロ死容積接続を提供し、かつ、漏れのないＯリングシールを提供することができる。同様に、第２の流体マニホールドブロック１４０は、アダプタプレートマニホールドアセンブリ１００のアダプタプレートマニホールドブロックの第２のチャネル１９８と流体連絡する第２の流体マニホールドブロックチャネル１９６を有することができる。第２の流体マニホールドブロックチャネル１９６は、流体マニホールドブロックアセンブリの第５のポート１４１を使用して、アダプタプレートマニホールドブロックの第２のチャネル１９４に接続されることができる。流体マニホールドブロックアセンブリの第５のポート１４１は、第２の流体マニホールドブロックチャネル１９６とアダプタプレートマニホールドブロックの第２のチャネル１９８との間にゼロ死容積接続を提供し、かつ、漏れのないＯリングシールを提供することができる。
【0050】
本教示の流体マニホールドアセンブリの実施形態の特徴の種々の実施形態のさらなる例証は、図９に描写されるようなバルクインクリザーバアセンブリ１７０の一部である、図１０に示される。第１の流体マニホールドブロック１３０の種々の実施形態に関して、バルクインクリザーバアセンブリ１７０のバルクリザーバアセンブリベースチャネル部材１７８は、バルクリザーバアセンブリベースチャネル１８４を有することができる。バルクリザーバアセンブリベースチャネル１８４は、バルクインクリザーバベース１８５のバルクインクリザーバベースチャネル１８６および一次分配リザーバベース１５４の一次分配リザーバベースチャネル１８２と流体連絡することができる。流体マニホールドブロックアセンブリの第３のポート１３６は、一次分配リザーバベースチャネル１８２とバルクリザーバアセンブリベースチャネル１８４との間にゼロ死容積接続を提供し、かつ、漏れのないＯリングシールを提供することができる。同様に、流体マニホールドブロックアセンブリの第４のポート１３８は、バルクリザーバアセンブリベースチャネル１８４とバルクインクリザーバベースチャネル１８６との間にゼロ死容積接続を提供し、かつ、漏れのないＯリングシールを提供することができる。
【0051】
故に、図９および図１０に描写されるように、図２の印刷ヘッドユニット１０００および図５の印刷ヘッドユニット１１００に関して説明されるもののような本教示のマニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態は、チャネルを中に加工されたマニホールドブロックを使用して、配分および制御を提供することができる。本教示のマニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態は、加えて、例えば、限定ではないが、種々のチャネル間の流体連絡を提供する複数のポートと、流体制御を提供する弁とを有することができる。本教示のマニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態は、ポート接続を使用して接続されるチャネルを有することができ、ポート接続は、ゼロ死容積接続を提供し、かつ、漏れのないＯリングシールを提供し得る。加えて、本教示によるマニホールドブロックアセンブリの種々の実施形態に関して、マニホールド（例えば、限定ではないが、ポートと連絡するマニホールド、弁、リザーバ、真空源、不活性ガス源等のガス源、インクジェット印刷ヘッドアセンブリ、および同様のもの）と連絡する各構成要素は、マニホールド上に装着されることができ、かつ、Ｏリングシールを使用して密閉されることができ、それによって、管類接続の使用を避ける。したがって、本教示のマニホールドアセンブリの種々の実施形態は、望ましくない死容積を最小限にし、かつ、種々の管類および管類接続に一般的な故障モードを回避することによって、印刷ヘッドユニットのロバスト性を増加させることができる。
【0052】
図１１に描写されるように、印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、各ユニット上の複数の印刷ヘッドを有することができる。印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、約１～約３０個の印刷ヘッドを有することができる。印刷ヘッド、例えば、産業用インクジェットヘッドは、約０．１ｐＬと約２００ｐＬとの間の液滴体積を排出し得る約１６～約２０４８個のノズルを有することができる。図１１に描写されるような印刷ヘッドユニットの種々の実施形態は、共通マニホールド上に装着された複数の印刷ヘッドを有することができる。図１２Ａでは、印刷ヘッドユニット１２００の破断斜視図は、印刷ヘッドアセンブリ２００から印刷ヘッドアセンブリ２４０の５つの印刷ヘッド（そのうち４つが可視である）を有する印刷ヘッドユニットを描写する。図１２Ｂは、印刷ヘッドユニット１２００の底部斜視図を描写し、図１２Ａの印刷ヘッド２００から印刷ヘッド２５０の５つの印刷ヘッドが、基材に向かってどのように向けられているかを示す。図１２Ａおよび図１２Ｂに描写されるように、印刷ヘッドユニット１２００は、印刷ヘッドユニット底部支持プレート１２２０を有する印刷ヘッドユニット筐体１２１０を有することができ、印刷ヘッドユニット底部支持プレート１２２０の上に、例えば、限定ではないが、一次分配リザーバアセンブリ５０およびバルクインクリザーバアセンブリ７０が、種々のマニホールドブロックアセンブリ、例えば、限定ではないが、図１２Ａの第１の流体マニホールドブロックアセンブリ８０上に装着されることができる。図２の印刷ヘッドユニット１０００および図５の印刷ヘッドユニット１１００に関して以前に説明されたように、印刷ヘッドユニット１２００の種々の実施形態は、バルクインクリザーバを有することができ、バルクインクリザーバは、自動感知および制御と併せて継続流体補充を提供するために、印刷プロセスの過程の間、一次分配リザーバにインクの継続供給を提供するために十分な容積を有することができる。
【0053】
印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態を利用し得る印刷システムは、印刷が行なわれる基材を支持するためのチャックまたは浮動台等の基材支持装置と、基材に対する印刷ヘッドユニット位置を制御するためのモーションシステムとを含むことができる。印刷システムの種々の実施形態では、印刷ヘッドユニット１０００は、例えば、複数軸モーションシステムのガントリまたはブリッジ上に装着されることができる。印刷システムの種々の実施形態に関して、印刷ヘッドユニット１０００は、例えば、２軸モーションシステムのガントリ上に装着されることができる。印刷システムの種々の実施形態は、動かないように装着された印刷ヘッドユニット１０００を有することができる一方、チャック上に装着された基材は、印刷ヘッドユニット１０００との関係で移動させられることができる。基材に対する印刷ヘッドユニット位置を制御するためのモーションシステムが、どのように実装されるかに関わらず、自給式印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態は、印刷システム内外への複数の自給式印刷ヘッドユニット１０００の容易な相互交換性を提供し、かつ、印刷プロセスの間、印刷ヘッドユニット１０００の安定性を提供する方式において、装着およびクランプ締めされなければならない。
【0054】
図１３Ａから図１３Ｃは、本教示の印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態による、装着およびクランプ締めアセンブリ３００を描写する。図１３Ａから図１３Ｃの装着およびクランプ締めアセンブリ３００に関して教示される原理が、図２の印刷ヘッドユニット１０００、図５の印刷ヘッドユニット１１００、および図１２Ａの印刷ヘッドユニット１２００等の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態と共に利用され得るが、当業者は、例証目的のために、装着およびクランプ締めアセンブリ３００が、図２の印刷ヘッドユニット１０００に関して示されることを理解する。
【0055】
その点において、図１３Ａは、クランプ締めアセンブリ３００の分解図に関連する、印刷ヘッドユニット１０００の分解図である。印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態は、印刷ヘッドユニット１０００を運動学的マウントに誘導するために、アダプタプレートアセンブリマニホールド１００（図３Ｃ）上に第１のガイド１１４および第２のガイド１１６を含むことができる。当業者によって理解されるように、運動学的マウントは、機械的システム内の一定の位置に関して、ペイロードの歪みのない、高度に再現可能な位置決めを提供する。装着およびクランプ締めアセンブリ３００の種々の実施形態は、精密印刷の目的のために、相互交換可能な印刷ヘッドユニット１０００の歪みのない位置決めを提供する。印刷ヘッドユニット１０００に高度に再現可能な位置決めを提供するが、装着およびクランプ締めアセンブリ３００の種々の実施形態は、加えて、迅速結合式接続が印刷ヘッドユニット１０００の容易な移動を提供する方式と一貫した方式において、印刷システム内外への印刷ヘッドユニット１０００の統合を可能にするように設計される。
【0056】
図１３Ａに示されるように、装着およびクランプ締めアセンブリ３００の種々の実施形態は、ガイド３１０と、第１のガイドフレーム３２０と、第２のガイドフレーム３３０とを含むガイドフレームを有することができる。ガイドフレームの種々の実施形態は、ベースプレート３４０上への印刷ヘッドユニット１０００の誘導を提供する一方、第１のガイド１１４および第２のガイド１１６は、ガイドフレームへの印刷ヘッドユニット１０００の係合および誘導を補助する。ベースプレート３４０は、印刷ヘッドユニット１０００を運動学的マウント上に受け取るための開口部３４２を有することができ、それによって、エンドユーザ選択印刷ヘッドが印刷のために印刷システム内に位置決めされることを可能にする。以下により詳細に論じられるように、種々の相互交換可能なベースプレート３４０は、基材に対して印刷ヘッドユニット１０００の位置の種々の角度を提供するように位置決めされた開口部３４２を有することができる。装着およびクランプ締めアセンブリ３００は、ベースプレート３４０上に装着された局所的廃棄物容器３４６を有することができる。局所的廃棄物容器３４６は、印刷ヘッドユニット１０００の排出管４３を受け取るためのポート３４３を含むことができ、その接触点において、装着およびクランプ締めアセンブリ３００への印刷ヘッドユニット１０００の非接触係合を提供し、それは、システム性能を損なわずに、印刷システム内外への相互交換可能な印刷ヘッドユニット１０００の容易な移動を可能にする付加的設計要素であり得る。装着およびクランプ締めアセンブリ３００の種々の実施形態において、ベースプレート３４０上に装着され得る局所的廃棄物容器３４６は、廃棄物ボトルに接続され得るコネクタ３４４を含むことができる。装着およびクランプ締めアセンブリ３００への印刷ヘッドユニット１０００の非接触係合を提供することに加え、排出管４３と局所的廃棄物容器３４６との非接触統合の設計は、印刷ヘッドユニット１０００の流体システムの出口端におけるインクの相互汚染を防止する。インク供給源の入力端におけるオンボード２段階インクリザーバシステムによって提供される自給式インク供給源と、出力端における局所的廃棄物容器３４６の設計との組み合わせは、複数の相互交換可能な印刷ヘッドユニット１０００のインクの相互汚染を防止する。ベースプレート３４０は、一式の３つの運動学的Ｖ溝マウント３４８を有することができ、一式の３つの運動学的Ｖ溝マウント３４８は、以下により詳細に論じられるように、３次元空間における印刷ヘッドユニット１０００の６自由度の歪みのない位置決めならびに複数の印刷ヘッドユニット１０００の容易な相互交換性を提供する運動学的マウントの一部である。装着およびクランプ締めアセンブリ３００の種々の実施形態に関して、ベースプレート３４０は、印刷システム内の支持体に添着され得るベースプレート支持アーム３５０と係合する。ベースプレート支持体３５０は、クランプ締めアセンブリが取り付けられ得る第１の支持支柱３５２と、第２の支持支柱３５４とを含むことができる。
【0057】
図１３Ｂは装着アセンブリ３００に装着された印刷ヘッドユニット１０００の上面図であり、バルクインクリザーバ上部１２２と、バルクインクリザーバ上部１２２と反対の支持構造アセンブリハンドル１５８とを示す。前述のように、ベースプレート３４０は、運動学的マウント上に印刷ヘッドユニット１０００を受け取るための開口部３４２（図１３Ａ）を有することができ、それによって、エンドユーザ選択印刷ヘッドが、印刷のために印刷システム内に位置決めされることを可能にする。当業者によって理解されるように、各ベースプレートが可変角度で位置決めされる開口部３４２を有し得る異なるベースプレート３４０は、エンドユーザに、サーベル角度の選択を可能にするベースプレートの選択肢を提供することができる。本技術分野における用語「サーベル角度」は、印刷方向を定義する基材上の特徴に対する印刷ヘッドデバイス（例えば、印刷ヘッドユニット１０００）の角度を意味し得、その角度は、印刷方向に直交する平面から決定される非ゼロの数字である。本教示の種々の実施形態によると、印刷ヘッドユニット１０００のサーベル角度は、基材上に印刷され得る、単位面積あたりの特徴の数を変化させるように変更されることができる。その点において、ベースプレート３４０を容易に変更することによって、印刷ヘッドユニット１０００のサーベル角度を容易に変化させることは、エンドユーザに、基材の単位面積あたりの印刷密度を調節する能力を提供することに有利であり得る。
【0058】
図１３Ｃは、種々の実施形態による、印刷ヘッドユニット１０００の底面図であり、第１のアダプタマニホールドアセンブリ部材の第２の表面９２上に装着された一式のステンレス鋼ボール１１８を示す。図１３Ａを再び参照すると、ベースプレート３４０は、一式の３つの運動学的Ｖ溝マウント３４８を有することができる。アダプタプレートマニホールドブロックアセンブリ１００のアダプタプレートマニホールドブロックアセンブリの第１の部材１１５の底部上の一式のステンレス鋼ボール１１８は、一式のＶ溝マウント３４８と嵌合し、３次元空間における印刷ヘッドユニット１０００の６自由度の歪みのない位置決めを提供する。前述のように、印刷ヘッドユニット１０００のための高度に再現可能な位置決めを提供することに加え、装着およびクランプ締めアセンブリ３００の種々の実施形態は、さらに、システム性能を損なわずに印刷ヘッドユニット１０００の容易な移動を提供するために、印刷システム内外への印刷ヘッドユニット１０００の統合を可能にするように設計される。
【0059】
図１４は、装着およびクランプ締めアセンブリ３００（図１３Ａ）内の印刷ヘッドユニット１０００の斜視図を提供し、印刷ヘッドユニット１０００をベースプレート支持体３５０にクランプ締めするために使用される空気軸受アセンブリ４００の位置を示す。図１４から分かるように、空気軸受アセンブリ４００は、複数の印刷ヘッドユニット１０００を容易に相互交換するために、第２の空気軸受支持支柱３５４上に掛止し、同時に、手動またはロボット移動のいずれかによって容易に掛止解除されるように設計され得る、空気軸受支持アーム４６０上に装着されることができる。空気軸受アセンブリ４００は、空気軸受パック４３０の高さを調節するための空気軸受刻み目ノブ４１０を含み、空気軸受パック４３０は、空気軸受シャフト４２０上の空気軸受刻み目ノブ４１０の遠位に取り付けられる。当業者によって理解されるように、ばね機構が、制御されたクランプ締め力を提供するために、空気軸受刻み目ノブ４１０および空気軸受パック４３０を接続する。空気軸受パック４３０は、空気軸受ガス供給ポート４４０を含み、そこから、ガス（例えば、限定ではないが、不活性ガス）が、装着およびクランプ締めアセンブリ３００への印刷ヘッドユニット１０００の初期クランプ締めの間、供給されることができる。装着およびクランプ締めアセンブリ３００に印刷ヘッドユニット１０００を装着およびクランプ締めする種々の実施形態では、装着およびクランプ締めアセンブリ内への印刷ヘッドユニット１０００の空気軸受クランプ締めは、非接触気圧式クランプ締めを提供し、印刷プロセスの間、印刷ヘッドユニット１０００の移動の間の安定したクランプ締め力を提供する。印刷ヘッドユニット１０００を装着およびクランプ締めアセンブリ３００に装着およびクランプ締めする種々の実施形態に関して、最初、装着およびクランプ締めアセンブリ３００への印刷ヘッドユニット１０００の空気軸受クランプ締めは、非接触クランプ締めを提供し、装着およびクランプ締めアセンブリ３００への印刷ヘッドユニット１０００の設置の間、印刷ヘッドユニット１０００にかかるいかなる側方力も防止する。印刷ヘッドユニット１０００の初期設置が完了した後、空気軸受パック４３０への不活性ガス等のガス供給は、オフにされることができる一方、ばね機構は、空気軸受パック４３０をインターフェースアセンブリ５００の上部表面上に制御可能に設置し、それによって、印刷プロセスの間、印刷ヘッドユニット１０００の移動の間の安定したクランプ締め力を提供する。その点において、運動学的装着および歪みのないクランプ締めの組み合わせは、印刷プロセスの間、印刷ヘッドユニット１０００の安定した位置決めを提供し、かつ容易に相互交換可能な印刷ヘッドユニット１０００の種々の実施形態のための再現可能な位置決めを提供する。
【0060】
図１５では、種々の実施形態によるインターフェースアセンブリ５００が、印刷ヘッドユニット１０００と係合する準備ができた状態で示される。インターフェースアセンブリ５００に関して教示される原理が、図２の印刷ヘッドユニット１０００、図５の印刷ヘッドユニット１１００、および図１２Ａの印刷ヘッドユニット１２００等の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態と共に利用され得るが、当業者は、例証目的のために、インターフェースアセンブリ５００が、図２の印刷ヘッドユニット１０００に関して示されることを理解する。
【0061】
インターフェースアセンブリ５００は、印加される真空圧力の制御および接続のための第１のインターフェースアセンブリ弁５１０および真空接続部５１５と、印加される不活性ガス圧力の制御および接続のための第２のインターフェースアセンブリ弁５２０およびガス源（例えば、不活性ガス源）への接続部５２５とを含む。インターフェースアセンブリは、加えて、印刷ヘッドユニット１０００と印刷システムの電気制御インターフェースとの電気接続のためのポゴピンアレイ５４０を含む。インターフェースアセンブリは、例えば、第１のインターフェースアセンブリヒンジ５５０および第２のインターフェースアセンブリヒンジ５５２（図示せず）を第１のインターフェースアセンブリヒンジ溝５５１および第２のインターフェースアセンブリヒンジ溝５５３（図示せず）の中に摺動させることによって、印刷ヘッドユニット１０００上に容易に装着されることができる。種々の実施形態によると、インターフェースアセンブリ５００は、ガイドピン２９を用いて、印刷ヘッドユニット１０００上の定位置に誘導されることができる。インターフェースアセンブリ５００は、引き寄せラッチリップ５３０と併せて、引き寄せラッチ１２７を使用して、印刷ヘッドユニット１０００に掛止されることができる。定位置に位置決めされると、インターフェースアセンブリ５００は、ポゴピンアレイ５４０とポゴピンパッド４を接続し、気体マニホールドブロック１０の真空ポート１２および不活性ガスポート１４とのインターフェースアセンブリ５００（図示せず）からの真空および不活性ガス接続のための相補的ポートを位置付ける。印刷ヘッドユニット１０００およびインターフェースアセンブリ５００の種々の実施形態に関して、気体マニホールドブロック１０の真空ポート１２および不活性ガスポート１４とのインターフェースアセンブリ５００からの真空および不活性ガス接続のための相補的ポートは、Ｏリングシールを使用して密閉されることができる。本教示の種々の実施形態によると、インターフェースアセンブリ５００は、印刷ヘッドユニット１０００から容易に接続解除され、印刷システムの一部として残留することができる。
【0062】
図１６では、本教示の種々の実施形態によると、印刷システム内で使用されていない間、本教示による複数の印刷ヘッドユニットを動作可能状態に維持するための保守モジュールであり得るキャッピングステーションアセンブリ６００が、描写される。キャッピングステーションアセンブリ６００に関して教示される原理が、図２の印刷ヘッドユニット１０００、図５の印刷ヘッドユニット１１００、および図１２Ａの印刷ヘッドユニット１２００等の印刷ヘッドユニットの種々の実施形態と共に利用され得るが、当業者は、例証目的のために、キャッピングステーションアセンブリ６００が、図２の印刷ヘッドユニット１０００に関して示されることを理解する。
【0063】
キャッピングステーションアセンブリ６００の種々の実施形態によると、図８に１０００－Ｉから１０００－Ｖとして示される複数の印刷ヘッドユニット１０００はそれぞれ、複数の印刷ヘッドユニット１０００－Ｉから１０００－Ｖのそれぞれに対して、６１０から６５０として示される特定のキャッピングステーションのそれぞれにドッキングされることができる。キャッピングステーションの定位置に置かれると、各印刷ヘッドユニット１０００は、複数の印刷ヘッドユニット１０００－Ｉから１０００－Ｖのそれぞれに対して６１５から６５５として示されるヒンジ付きアセンブリ上に位置する電気および真空接続部に接続されることができる。キャッピングステーションアセンブリ６００の種々の実施形態によると、ノズルが準備をされたままで閉塞しないことを確実にするために、印刷ヘッドユニットがドッキングされ得る間、印刷ヘッドユニット１０００－Ｉから１０００－Ｖのそれぞれにおけるエンドユーザ選択印刷ヘッドのそれぞれの各ノズルに周期的点火パルスが印加され得るように、電力が、電気および真空ヒンジ付きアセンブリのそれぞれに提供されることができる。その点において、キャッピングステーションアセンブリ６００に複数の印刷ヘッドユニット１０００のそれぞれを保管することは、各印刷ヘッドユニットが、印刷プロセスのために、相互交換可能なユニットとして容易に利用可能であることを確実にすることができる。
【0064】
印刷ヘッドユニットと、装着およびクランプ締めアセンブリと、インターフェースアセンブリとを含み得る印刷ヘッドユニットアセンブリの種々の実施形態が、印刷システムの種々の実施形態上で利用されることができる。ＯＬＥＤインクジェット印刷システムは、いくつかのデバイスおよび装置を含むことができ、基材上の特定の位置へのインクの液滴の確実な配置を可能にする。これらのデバイスおよび装置は、限定ではないが、印刷ヘッドアセンブリ、インク送達システム、モーションシステム、基材装填および取り除きシステム、および印刷ヘッド保守システムを含むことができる。印刷ヘッドアセンブリは、インクの液滴を制御された割合、速度、およびサイズで吐出可能な少なくとも１つのオリフィスを有する少なくとも１つのインクジェットヘッドから成る。印刷ヘッドは、インクを印刷ヘッドに提供するインク供給システムによって供給されることができる。印刷は、印刷ヘッドアセンブリと基材との間の相対運動を必要とする。これは、モーションシステム、典型的には、ガントリまたはスプリット軸ＸＹＺシステムを用いて達成されることができる。印刷ヘッドアセンブリが、動かない基材上を移動することができる（ガントリ式）か、またはスプリット軸構成の場合、印刷ヘッドおよび基材の両方が、移動することができるかのいずれかである。別の実施形態では、印刷ステーションは、固定されることができ、基材が、印刷ヘッドに対してＸ軸およびＹ軸を移動することができ、Ｚ軸運動は、基材または印刷ヘッドのいずれかに提供される。印刷ヘッドが基材に対して移動すると、インクの液滴が、正確な時間に吐出され、基材上の所望の場所に堆積される。基材は、基材装填および取り除きシステムを使用して、プリンタに挿入され、そこから除去されることができる。プリンタ構成に応じて、これは、機械的コンベヤ、基材浮動台、またはエンドエフェクタを有するロボットを用いて達成されることができる。印刷ヘッド保守システムは、限定ではないが、滴容量較正、印刷ヘッドノズルプレート表面からの過剰インクの排除、および廃棄物槽の中にインクを吐出するためのプライミングのような保守タスクを可能にするいくつかのサブシステムを含むことができる。
【0065】
図１７は、ＯＬＥＤインクジェット印刷システム２０００の斜視図である。本教示の印刷システムの種々の実施形態は、いくつかのデバイスおよび装置を含むことができ、それは、基材浮動台１０５４の近位に示される基材１０５８等の基材上の特定の位置へのインク滴の確実な配置を可能にする。基材浮動台１０５４は、基材１０５８の無摩擦運搬のために使用されることができる。ＯＬＥＤ印刷システム２０００を構成し得る種々の構成要素が与えられると、ＯＬＥＤ印刷システム２０００の種々の実施形態は、種々のフットプリントおよび形状因子を有することができる。ＯＬＥＤインクジェット印刷システムの種々の実施形態によると、種々の基材材料、例えば、限定ではないが、種々のガラス基材材料ならびに種々のポリマー基材材料は、基材１０５８のために使用されることができる。
【0066】
ＯＬＥＤ印刷システム２０００は、例えば、ベース１０７０と、第１の印刷ヘッドアセンブリ位置決めシステム１０９０および第２の印刷ヘッドアセンブリ位置決めシステム１０９１を支持し得るブリッジ１０７９とを備えることができる。第１の印刷ヘッドアセンブリ１０８０を基材１０５８上に位置決めするための第１の印刷ヘッドアセンブリ位置決めシステム１０９０は、第１のＸ－軸搬台１０９２と、上に第１の印刷ヘッドアセンブリ封入体１０８４が装着され得る第１のＺ－軸移動プレート１０９４とを含むことができる。第２の印刷ヘッドアセンブリ位置決めシステム１０９１は、同様に、第２の印刷ヘッドアセンブリ１０８１のＸ－Ｚ軸移動を制御するために構成されることができ、第１のＸ－軸搬台１０９１と、上に第１の印刷ヘッドアセンブリ封入体１０８５が装着され得る第１のＺ－軸移動プレート１０９３とを含むことができる。第１の印刷ヘッドアセンブリ封入体１０８４が部分的図に描写される、第１の印刷ヘッドアセンブリ１０８０に関する図１７に描写されるように、印刷ヘッドアセンブリの種々の実施形態は、複数の印刷ヘッドデバイス１０８２を中に装着されることができる。印刷システム２０００の種々の実施形態に関して、印刷ヘッドアセンブリは、約１～約６０個の印刷ヘッドデバイスを含むことができ、各印刷ヘッドデバイスは、各印刷ヘッドデバイス内に約１～約３０個の印刷ヘッドを有することができる。継続保守を必要とする非常に多くの印刷ヘッドデバイスおよび印刷ヘッドを前提として、第１の保守システムアセンブリ１２５０は、第１の印刷ヘッドアセンブリ１０８０への容易なアクセスのために位置決めされることが分かる。ＯＬＥＤ印刷システム２０００の種々の実施形態に関して、ブリッジ１０７９は、第１の印刷ヘッドアセンブリ位置決めシステム１０９０および第２の位置決めシステム１０９１を支持することができる。ＯＬＥＤ印刷システム２０００の種々の実施形態に関して、単一の位置決めシステムおよび単一の印刷ヘッドアセンブリが存在してもよい。ＯＬＥＤ印刷システム２０００の種々の実施形態に関して、単一の印刷ヘッドアセンブリ、例えば、第１の印刷ヘッドアセンブリ１０８０および第２の印刷ヘッドアセンブリ１０８１のいずれかが存在することができる一方、基材１０５８の特徴を検査するためのカメラシステムが、第２の位置決めシステムに装着されることができる。
【0067】
図１８は、図１７の印刷システム２０００を格納し得るガス封入体アセンブリおよびシステム２１００の概略的表現である。図１７は、ガス封入体アセンブリおよびシステム２１００を示す概略図である。ガス封入体アセンブリおよびシステム２１００の種々の実施形態は、本教示によるガス封入体アセンブリ２５００と、ガス封入体アセンブリ２５００と流体連絡するガス精製ループ２１３０と、少なくとも１つの熱調整システム２１４０とを備えることができる。加えて、ガス封入体アセンブリおよびシステムの種々の実施形態は、ＯＬＥＤ印刷システムのための基材浮動台等の種々のデバイスを動作させるための不活性ガスを供給し得る加圧不活性ガス再循環システム２１６９を有することができる。加圧不活性ガス再循環システム２１６９の種々の実施形態は、不活性ガス再循環システム２１６９の種々の実施形態の源として、コンプレッサ、送風機、およびその２つの組み合わせを利用することができる。加えて、ガス封入体アセンブリおよびシステム２１００は、ガス封入体アセンブリおよびシステム２１００（図示せず）の内部に濾過および循環システムを有することができる。
【0068】
図１８に描写されるように、本教示によるガス封入体アセンブリ２１００の種々の実施形態に関して、ガス精製ループ２１３０は、ガス封入体アセンブリ２５００から、溶媒除去構成要素２１３２へ、次いで、ガス精製システム２１３４に至る出口ライン２１３１を含む。溶媒から精製された不活性ガスならびに他の反応性ガス種（例えば、酸素および水蒸気）が、次いで、入口ライン２１３３を通して、ガス封入体アセンブリ２５００に戻される。ガス精製ループ２１３０はまた、適切な導管および接続部と、センサ、例えば、酸素センサ、水蒸気センサ、および溶媒蒸気センサとを含んでもよい。ファン、送風機またはモータ、および同様のもの等のガス循環ユニットが、例えば、ガス精製システム２１３４内に別個に提供されるかまたは統合され、ガス精製ループ２１３０を通してガスを循環させることができる。ガス封入体アセンブリの種々の実施形態によると、溶媒除去システム２１３２およびガス精製システム２１３４は、図１７に示される概略図では、別個のユニットとして示されるが、溶媒除去システム２１３２およびガス精製システム２１３４は、単一の精製ユニットとしてともに格納されることができる。熱調整システム２１４０は、冷却剤をガス封入体アセンブリの中に循環させるための流体出口ライン２１４３と、冷却剤を冷却器に戻すための流体入口ライン２１４５とを有し得る少なくとも１つの冷却器２１４１を含むことができる。
【0069】
ガス封入体アセンブリ２１００の種々の実施形態に関して、ガス源は、窒素、貴ガスのいずれか、および任意のそれらの組み合わせ等の不活性ガスであることができる。ガス封入体アセンブリ２１００の種々の実施形態に関して、ガス源は、クリーンドライエア（ＣＤＡ）等のガス源であることができる。ガス封入体アセンブリ２１００の種々の実施形態に関して、ガス源は、不活性ガスおよびＣＤＡ等のガスの組み合わせを供給する源であることができる。ガス封入体アセンブリおよびシステム２１００の種々の実施形態は、水蒸気および酸素ならびに有機溶媒蒸気等の種々の反応性大気ガスを含む、種々の反応性ガス種の各種に対するレベルを１００ｐｐｍまたはそれより低く、例えば、１０ｐｐｍまたはそれより低く、１．０ｐｐｍまたはそれより低く、または０．１ｐｐｍまたはそれより低く維持することができる。さらに、ガス封入体アセンブリの種々の実施形態は、ＩＳＯ１４６４４のＣｌａｓｓ ３およびＣｌａｓｓ ４クリーンルーム規格を満たす低粒子環境を提供することができる。
【0070】
故に、本教示によって与えられるように、オンボード流体システムと、迅速結合式電気および気体インターフェースとを含む自給式印刷ヘッドユニットの種々の実施形態のための設計特徴は、運動学的装着および空気軸受クランプ締めアセンブリの種々の実施形態ならびに廃棄アセンブリへの非接触統合の設計特徴と併せて、ともに、印刷プロセスの間、印刷システム内の複数の印刷ヘッドユニットの容易な相互交換性を提供すると同時に、複数の印刷ヘッドユニットのそれぞれを充填する複数のエンドユーザ選択インクの相互汚染を防止する。
【0071】
印刷ヘッドユニット、装着およびクランプ締めアセンブリ、インターフェースアセンブリ、ならびに産業用インクジェット薄膜印刷システムの種々の実施形態の原理が、特定の実施形態と併せて説明されたが、これらの説明は、一例として行なわれたにすぎず、本教示の範囲を限定することを意図するものではないことを明確に理解されたい。本明細書に開示されるものは、例証および説明目的のために提供される。網羅的であることも、開示されるものを説明される精密な形態に限定することも意図されない。多くの修正および変形例が、当業者に明白となる。開示されるものは、説明される技術の開示される実施形態の原理および実践的用途を最も良く説明するために、選択および記載されたものであり、それによって、当業者は、想定される特定の使用に好適な種々の実施形態および種々の修正を理解することが可能となる。開示される範囲は、以下の特許請求の範囲およびその均等物によって定義されることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【外国語明細書】