KR100796081B1 - 열 잉크젯 프린터 및 열 잉크젯 프린터의 조립 방법 - Google Patents

열 잉크젯 프린터 및 열 잉크젯 프린터의 조립 방법 Download PDF

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Abstract

향상된 열제거 능력을 갖는 열 잉크젯 프린터(10)와 이 프린터를 제조하는 방법이 개시된다. 열 잉크젯 프린터는 잉크본체(240)를 그 안에 유지하기에 적합한 열 잉크젯 프린트헤드를 구비한다. 가열 요소(270a, 270b)는 잉크본체를 가열하는 열을 발생하기 위해 잉크본체와 유체전달하기에 적합하다. 증기 기포(260)가 잉크본체내에 형성되어 가열 요소가 잉크본체를 소정의 온도에 도달시켰을 때 잉크 방울(180)을 분출한다. 증기 기포로 인해 잉크 방울이 프린터 밖으로 분출되어 기록 매체(30)상에 이미지(20)를 형성한다. 전도성 열제거 구조체(290)는 가열 요소와 열전달하고 있으며 또한 잉크본체와 유체전달하고 있다. 가열 요소에 의해 발생된 열은 가열 요소로부터 열제거 구조체로 전달된다. 그 후 열제거 구조체는 이 열을 무한 히트싱크로서 기능하는 잉크본체에 인도한다. 이러한 방식으로, 열제거 구조체는 가열 요소에 의해 발생된 열에 대한 향상된 제거를 제공한다.

Description

열 잉크젯 프린터 및 열 잉크젯 프린터의 조립 방법{THERMAL INKJET PRINTER HAVING ENHANCED HEAT REMOVAL CAPABILITY AND METHOD OF ASSEMBLING THE PRINTER}
도 1은 설명의 편의를 위해 일부 부분이 제거된, 다수의 카트리지를 구비하는 프린트헤드를 포함하는 본 발명에 따른 열 잉크젯 프린터의 사시도,
도 2는 카트리지의 제 1 실시예의 정면도,
도 3은 도 2의 3-3선 방향에서 본 도면,
도 4는 카트리지의 제 2 실시예의 정면도,
도 5는 카트리지의 제 3 실시예의 정면도,
도 6은 카트리지의 제 4 실시예의 정면도,
도 7은 카트리지의 제 5 실시예의 정면도,
도 8은 카트리지의 제 6 실시예의 정면도,
도 9는 카트리지의 제 7 실시예의 사시도,
도 10은 도 9의 10-10 선을 따라 취한 부분 단면도,
도 11은 카트리지의 제 8 실시예의 부분 사시도,
도 12는 도 11의 12-12 선을 따라 취한 부분 단면도,
도 13은 카트리지의 제 9 실시예의 부분 사시도,
도 14는 설명의 편의를 위해 일부 부분이 제거된, 카트리지의 제 9 실시예의 분해 사시도,
도 15는 카트리지의 제 9 실시예의 부분도,
도 16은 카트리지의 제 10 실시예의 부분 사시도,
도 17은 설명의 편의를 위해 일부 부분이 제거된, 카트리지의 제 10 실시예의 부분 분해 사시도,
도 18은 설명의 편의를 위해 일부 부분이 제거된, 대표적 카트리지의 제 11 실시예의 부분 분해 사시도,
도 19는 카트리지의 제 11 실시예의 부분도,
도 20은 설명의 편의를 위해 일부 부분이 제거된, 카트리지의 제 12 실시예의 부분 분해 사시도,
도 21은 카트리지의 제 12 실시예의 부분도,
도 22는 카트리지의 제 12 실시예의 부분 사시도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110a, 110b, 110c, 110d : 잉크 카트리지
180 : 잉크 방울 200 : 카트리지 쉘
210a : 제 1 측벽 210b : 제 2 측벽
210c : 상벽 210d : 노즐판
220a, 220b : 노즐 오리피스 225 : 후벽
230 : 챔버 240 : 잉크 본체
250 : 기판 255 : 하부면
257 : 상면 265 : 기부
270a, 270b : 열저항기 280 : 필터
285 : 잉크 저장소 영역 287 : 발사 챔버 영역
290 : 열제거 구조체
본 발명은 프린터 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 인쇄에 적합하고 열저항기의 수명이 증대된, 향상된 열제거 능력을 갖는 열 잉크젯 프린터와 이 프린터를 조립하는 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 잉크 방울을 이미지와이즈(image-wise) 방식으로 기록 매체상에 분출함으로써 기록 매체상에 이미지를 만들어 낸다. 백지상에 인쇄하는 프린터의 능력에 부가하여, 충격이 없고, 소음이 적고, 에너지 사용이 적으며, 운전 비용이 낮은 장점이 있기 때문에, 잉크젯 프린터는 시장에서 널리 받아들여지고 있다.
열 잉크젯 프린터의 경우, 프린트헤드 구조체는 하나 또는 다수의 잉크 카트리지를 포함하며 각 카트리지는 다수의 노즐을 구비하는 노즐판을 갖는다. 각 노즐은 프린트헤드 카트리지내에 형성된 상응하는 잉크 분출 챔버와 연통하고 있다. 카트리지내의 각 잉크 분출 챔버는 예컨대 노랑, 청록, 심홍 또는 검정 잉크를 포함하고 있는 잉크 공급 저장소로부터 잉크를 수용한다. 이 점에서, 잉크 공급 저장소는 카트리지 내부에 있을 수 있으며 따라서 탑재형 또는 내부 잉크 저장소를 규정할 수 있다. 변형예로서, 각 카트리지는 외부형 또는 떨어져 있는 잉크 공급 저장소에 의해 공급될 수 있다. 어느 경우에서든, 각 잉크 분출 챔버는 그 각각의 노즐에 대향하여 형성되며 잉크는 잉크 분출 챔버와 노즐 사이에 모일 수 있다. 또한, 저항 히터가 각 잉크 분출 챔버내에 배치되고 컨트롤러에 접속되며, 컨트롤러는 히터를 작동하기 위해 히터에 순차적인 전기 신호를 제공한다. 컨트롤러가 전기 펄스를 히터에 제공할 때, 히터는 히터 부근의 잉크의 일부를 가열하며, 히터 부근의 잉크의 일부는 증발되고 증기 기포를 형성한다. 증기 기포가 형성됨으로써 잉크 분출 챔버내의 잉크가 가압되고, 잉크 방울이 노즐로부터 분출되어 노즐에 대향하게 위치한 기록 매체상에 표시를 만든다.
인쇄 도중, 컨트롤러가 기록 매체상에 한 줄의 정보를 인쇄하기 위해 개별 잉크 분출 챔버를 선택적으로 발사하면서 프린트헤드는 기록 매체의 폭을 가로질러 이동한다. 한 줄의 정보를 인쇄한 후, 프린터는 한 줄의 폭만큼 기록 매체를 전진시키고 상기한 방식으로 다른 한 줄의 정보를 인쇄한다. 이 과정은 소망의 이미지가 기록 매체상에 프린트될 때까지 반복된다. 이러한 열 잉크젯 프린터는 널리 공지되어 있으며, 예컨대, 벅(Buck) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,500,895 호, 카우거(Cowger) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,794,409 호, 베이커(Baker) 등에게 허여 된 미국 특허 제 4,771,295 호, 키이프(Keefe) 등에게 허여된 미국 특허 제 5,278,584 호, 휴렛-팩커드 저널 제 39권 제 4호(1988년 8월) 등에 개시되어 있으며, 이들 개시내용은 본 명세서에 참조로서 인용 합체된다.
또한, 인쇄 해상도를 증대하기 위해, 노즐과 각각의 히터를 프린트헤드상에 서로 비교적 가깝게 위치시키는 것이 현재 실시되고 있다. 또한, 프린터 속도를 증대하기 위해, 프린트헤드내에 많은 수의 노즐과 그에 상응하는 히터를 구비함으로써 한 줄의 인쇄의 폭이 증가되어 있다. 프린터 속도를 높이는 데 더 도움을 주기 위해, 히터는 통상 비교적 높은 횟수로 발사된다.
그러나, 인쇄 해상도와 프린터 속도를 증대하기 위한 이러한 노력들 때문에 프린트헤드내에 과도한 발열이 나타나는 것으로 관찰되었다. 프린터헤드내의 과도한 발열은 바람직하지 않다. 이 점에서, 열 잉크젯 프린트헤드내의 기포 형성은 온도에 직접적으로 영향을 받으며 과도한 발열은 적절한 기포 형성(예를 들면, 증기 기포의 크기)을 방해한다. 또한, 과도한 발열은 잉크 방울을 일찍 분출시킨다. 잉크 방울의 조속한 분출이 기록 매체상에 나타나는 인쇄 이상(예를 들면, 의도하지 않은 잉크 마크)을 유발한다. 또한, 과도한 발열은 의도하지 않은 증기 기포가 잉크내에 축적되게 하여, 노즐 통과를 막고 필요한 때의 잉크 방울의 분출을 방해한다. 또한, 과도한 발열은 결국에는 히터의 작동 수명을 단축시킨다.
과도한 발열을 저감하기 위해 열 잉크젯 프린트헤드를 냉각하는 기술이 공지되어 있다. 이러한 기술 중의 하나가, 윈드롭 차일더스(Winthrop Childers) 등의 이름으로 2000년 9월 19일 허여된, "잉크젯 프린트헤드로부터 열제거를 증가시키고 공기 축적에 대비하기 위한 잉크 유동 설계(Ink Flow Design To Provide Increased Heat Removal From An Inkjet Printhead And To Provide For Air Accumulation)"라는 명칭의 미국 특허 제 6,120,139 호에 개시되어 있다. 상기 차일더스 등의 특허는 기판을 구비하는 프린트헤드 조립체를 갖는 잉크젯 프린터를 개시한다. 기판상에 잉크 분출 챔버와 이들의 각각의 잉크 분출 저항 히터가 형성되어 있다. 유동 지향기(flow director)가 잉크 유동을 기판상에 지향시키며, 따뜻한 잉크가 기록 매체상에 분출되는 잉크 방울 분출 챔버를 향해 잉크가 흐름에 따라 기판으로부터 잉크로 열이 전달된다. 이러한 방식으로, 유동 지향기가 잉크 유동 통로를 내는 것을 도와 분출된 잉크 방울로의 열전달을 최대화한다. 따라서, 분출된 잉크 방울은 기판으로부터 또한 프린트헤드 조립체로부터 열을 제거하는 히트싱크(heat sink)로서 작용하게 된다. 그러나, 잉크 방울 자체는 잉크 방울의 체적이 한정되기 때문에 히트싱크로서 작용하기에는 한정된 용량 또는 능력을 갖는다. 차일더스 등의 장치가 의도된 그 기능을 수행할 지라도, 분출된 잉크 방울의 한정된 체적에 의해 제공되는 열제거 능력을 넘어서 열제거를 향상시키는 것이 요구된다. 따라서, 차일더스 등의 장치에서의 열제거를 향상시키는 것이 프린터 속도와 히터 수명을 증대시킨다.
그러므로, 고속 인쇄에 적합하고 내열 수명이 증대된, 향상된 열제거 능력을 갖는 열 잉크젯 프린터와, 이 프린터를 조립하는 방법이 필요하다.
개괄적으로, 본 발명은 향상된 열제거 능력을 갖는 열 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 열 잉크젯 프린터는, 잉크본체를 유지하기에 적합한 열 잉크젯 프린트헤드로서, 잉크본체와 유체전달하기에 적합한 가열 요소를 구비한 프린트헤드로서, 가열 요소로부터 잉크본체로 열을 전달하기 위해 가열 요소와 열전달하는 열제거 구조체를 구비하는, 프린트헤드와; 가열 요소에 결합된 컨트롤러를 특징으로 한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 열 잉크젯 프린터는 잉크본체를 그 안에 유지하기에 적합한 열 잉크젯 프린트헤드를 구비한다. 프린트헤드는 열전도성 기판과 기판에 결합된 저항 가열 요소를 구비하는 잉크 카트리지를 포함한다. 카트리지는 또한 가열 요소에 대향 배치된 노즐 오리피스를 갖는 면판을 구비한다. 가열 요소는 가열 요소 부근의 잉크본체의 일부를 가열하는 열을 발생하기 위해 잉크본체와 유체전달하기에 적합하다. 가열 요소 부근의 잉크본체의 일부가 소정 온도에 도달할 때 증기 기포가 가열 요소와 노즐 사이에서 잉크본체내에 형성된다. 증기 기포로 인해 잉크 방울이 노즐 오리피스 밖으로 분출되어 기록 매체상에 이미지를 형성한다. 전도성 열제거 구조체는 가열 요소와 열전달하고 또한 잉크본체와 유체전달한다. 열은 가열 요소로부터 기판을 통해 열제거 구조체로 전달된다. 그러면 열제거 구조체는 이 열을 잉크본체에 인도하며, 잉크본체는 향상된 열제거를 제공하기 위해 무한 히트싱크로서 기능한다.
본 발명의 일 특징은 가열 요소에 의해 발생된 열의 제거를 향상하기 위한 열제거 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 장점에 따르면 인쇄 속도가 증가한다는 것이다.
본 발명의 다른 장점에 따르면 적합한 기포 형성(예를 들면, 증기 기포의 크기)이 가능하다는 것이다.
본 발명의 또 다른 장점에 따르면 잉크 방울의 조속한 분출의 위험이 감소된다는 것이다.
본 발명의 상기한 특징 및 다른 특징과 장점은 본 발명의 예시적 실시예가 도시되고 기술된 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명으로부터 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이다.
본 발명의 또 다른 장점에 따르면 의도하지 않은 잉크내의 증기 기포의 축적의 위험이 감소한다는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 장점에 따르면 가열 요소의 작동 수명을 신장시킨다는 것이다.
본 발명은 본 발명에 따른 장치 부분을 형성하거나 또는 장치와 협동하는 요소에 관한 것이다. 특별히 도시되지 않거나 설명되지 않은 요소는 당업자에게 공지된 형태를 갖는다.
도 1을 참조하면, 기록 매체(30)상에 이미지(20)를 인쇄하는 열 잉크젯(thermal inkjet) 프린터(10)가 도시되어 있다. 기록 매체(30)는 반사 기록 매체(예를 들면, 종이) 또는 투과성 기록 매체(예를 들면, 투명지) 또는 이미지(20)를 수용하기에 적합한 다른 유형의 기록 매체일 수 있다. 프린터(10)는 제 1 개구(45)와 제 2 개구(47)가 형성된 하우징(40)을 포함한다. 개구(55)가 형성된 수직 프레임(50)이 하우징(40)내에 배치된다. 스핀들(70)을 회전하기 위해 기다란 스피들(70)에 결합하는 제 1 모터(60)가 프레임(50)에 연결되어 있으며, 제 1 모터(60)는 스텝 모터일 수 있다. 스핀들(70)이 제 1 모터(60)에 의해 회전함에 따라 회전하는 다수의 롤러(80)가 스핀들(70)상에 고정 장착되어 있다. 스핀들(70)에 평행하게 배향된 기다란 슬라이드 바(90)가 또한 프레임(50)에 연결되어 있다. 대체로 직사각형 형상인 다수의 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)를 유지하기에 적합한 잉크 카트리지 홀더(100)가 슬라이드 바(90)에 미끄럼 가능하게 결합한다. 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)는 노랑, 심홍, 청록 및 검정 잉크와 같은 착색제를 각각 포함한다.
도 1을 참조하면, 벨트 구동 조립체(120)가 또한 프레임(50)에 연결되어 있다. 벨트 구동 조립체(120)는 프레임(50)에 회전 가능하게 연결된 다수의 대향 배치된 롤러(130a, 130b)를 포함한다. 롤러 중의 하나(130b)가, 롤러(130b)를 구동하기 위한 가역의 제 2 모터(140)에 결합하며, 제 2 모터(140)는 스텝 모터일 수 있다. 이 경우, 롤러(130a)는 자유로이 회전하도록 구성되며 롤러(130b)는 제 2 모터(140)에 의해 회전된다. 잉크 카트리지 홀더(100)에 고정된 연속 벨트(150)가 롤러(130a, 130b) 둘레에 둘러져 있고 이들 사이의 거리에 걸쳐져 있다. 따라서, 롤러(130b)가 제 2 모터(140)와 결합하고 있기 때문에 제 2 모터(140)의 작동이 롤러(130b)를 회전시킨다. 벨트(150)가 롤러(130b)와 결합하기 때문에 롤러(130b)가 회전함에 따라 벨트(150)가 회전할 것이다. 물론, 롤러(130a)가 벨트(150)와 결합 하고 자유로이 회전 가능하기 때문에 롤러(130a)가 또한 벨트(150)가 회전함에 따라 회전할 것이다. 이러한 방식으로, 가역의 제 2 모터(140)가 벨트(150)를 먼저 시계방향으로 그 후 반시계방향으로 회전시킴에 따라 카트리지 홀더(100)는 슬라이드 바(90)를 따라서 전후로 미끄럼 운동 또는 왕복 운동할 것이다. 이 전후 왕복 운동으로 인해 카트리지 홀더(100)와 카트리지 홀더(100)에 의해 유지된 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)는 기록 매체(30)의 폭을 가로질러 기록 매체(30)상에 한 줄의 정보를 인쇄할 것이다. 한 줄의 정보의 인쇄 후, 스핀들(70)과 그에 결합된 롤러(80)는 상기 개시된 방식으로 회전하여 기록 매체(30)를 한 줄의 폭 만큼 전진시키고 다른 한 줄의 정보를 인쇄한다. 이 과정은 소망의 이미지(20)가 기록 매체(30)상에 인쇄될 때까지 반복된다. 컨트롤러(160)가 또한 프레임(50)에 연결되어 있다. 컨트롤러(160)는 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 작동을 선택적으로 제어하기 위해 전류 통로 또는 와이어(170a)에 의해 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)에 전기적으로 결합되어 있으며, 따라서 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)는 요구에 응하여 잉크 방울(180)을 분출한다(도 2 참조). 더욱이, 도 1에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(160)는 제 2 모터(140)의 동작을 제어하기 위해 전류 통로 또는 와이어(170b)에 의해 제 2 모터(140)에 전기적으로 결합되어 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 제 1 모터(60)의 작동을 제어하기 위해 다른 전류 통로 또는 와이어(도시되지 않음)에 의해 제 1 모터(60)에 전기적으로 결합되어 있다. 또한, 컨트롤러(160)는 피커(picker) 메커니즘의 작동을 제어하기 위해 프린터(10)에 속 하는 피커 메커니즘(도시하지 않음)에 결합되어 있다. 피커 메커니즘은 제 2 개구(47)를 통해 하우징(40)내로 삽입 가능한 기록 매체 공급 용기 또는 트레이(190)로부터 기록 매체(30)의 개별 시트를 집어 올린다. 이 점에서, 피커 메커니즘은 기록 매체의 개별 시트를 집어 올린 후 공급 트레이(190)로부터 개구(55)를 통해 롤러(80)와 맞물리도록 공급하여, 기록 매체(30)의 시트는 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)와 롤러(80) 사이에 개재된다. 따라서, 컨트롤러(160)가 기록 매체(30)상에 소망의 이미지(20)를 만들어내기 위해 제 1 모터(60), 제 2 모터(140), 피커 메커니즘 및 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 동시 작동을 제어한다. PC 또는 스캐너(도시하지 않음)와 같은 이미지 프로세서로부터 컨트롤러(160)로 입력될 수도 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 1 실시예가 도시되어 있다. 잉크 카트리지(110a)는, 제 1 측벽(210a)과 제 1 측벽에 대향하고 평행하게 배치된 제 2 측벽(210b)을 구비하고, 측벽(210a, 210b)에 일체로 연결된 상벽(210c)을 더 구비하는 카트리지 쉘(200)을 포함한다. 바닥벽 또는 노즐판(210d)이 측벽(210a, 210b)에 걸쳐지고 이들에 일체로 연결되어 있고 상벽(210c)에 평행하게 대향 배치되어 있으며, 바닥벽 또는 노즐판(210d)은 이것을 관통해 형성되어 있고 평행 열로 배치되어 있는 다수의 정렬된 노즐 오리피스(220a, 220b)를 갖는다. 물론, 전벽(도시하지 않음)이 측벽(210a, 210b), 상벽(210c) 및 노즐판(210d)에 일체로 연결되어 있다. 또한, 후벽(225)이 측벽(210a, 210b), 상벽(210c) 및 노즐판(210d)에 일체로 연결되어 있다. 따라서, 측벽(210a, 210b), 상벽(210c), 노즐판(210d), 전벽 및 후벽(225)이 함께 잉크본체(240)를 수용하는 챔버를 규정한다.
도 2 및 도 3을 계속해서 참조하면, 상면(255)과 상면(255)에 대향하는 하부면(257)을 규정하는 직사각형 형상의 열전도성 다이 또는 기판(250)이 챔버(230)내에 배치된다. 기판(250)은 현재 개시된 방식으로 증기 기포(260)를 형성하기 위해 그 사이에 갭이 형성되도록 노즐판(210d)과 이격되어 있다. 기판(250)은 이산화규소로 형성되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서 플라스틱, 금속, 유리 또는 세라믹으로 형성될 수도 있다. 또한, 기판(250)은 노즐판(210d)에 결합된 기부(265)에 의해 지지된다. 직사각형 형상의 기판(250)의 길이를 따라서 이격되고 노즐 오리피스(220a)의 각각에 대향 배치되는 다수의 정렬된 제 1 가열 요소 또는 박막 열저항기(270a)가 하부면(257)에 결합되어 있다. 또한, 직사각형 형상의 기판(250)의 길이를 따라서 이격되고 노즐 오리피스(220b)의 각각에 대향 배치되는 다수의 정렬된 제 2 가열 요소 또는 제 2 박막 열저항기(270b)가 하부면(257)에 결합되어 있다. 각 저항(270a, 270b)은 상기 언급된 컨트롤러(160)에 전기적으로 접속되어 있으며, 컨트롤러(160)는 저항기(270a, 270b)로의 전류의 흐름을 선택적으로 제어한다. 물론, 컨트롤러(160)가 저항기(270a, 270b) 중의 임의의 하나에 전기를 공급할 때, 저항기(270a, 270b)는 열을 발생시키고, 이에 의해 저항기(270a, 270b) 부근의 잉크를 가열하여 증기 기포(260)를 형성한다. 즉, 컨트롤러(160)는 증기 기포(260)가 형성되도록 저항기(270a, 270b)에 선택적으로 전압을 가하기 위해 저항기(270a, 270b)에 다수의 전기 펄스를 제어 가능하게 공급한다. 그러면 증기 기포(260)는 잉크본체(240)를 가압하여 저항기(270a, 270b)에 대향 배치된 노즐 오리피스(220a, 220b) 밖으로 잉크 방울(180)을 밀어내거나 또는 짜낸다. 이러한 열 저항기(270a, 270b)와 이에 결합된 전기 회로는, "고속 인쇄용 잉크 전달 시스템(Ink Delivery System for High Speed Printing)"이라는 명칭으로 1997년 10월 31일 출원된 미국 특허 출원 제 08/962,031 호에 개시되어 있으며, 이 출원의 개시내용은 본 명세서에 참조로서 인용 합체된다. 챔버(230)를 잉크 저장소 영역(285)과 발사 챔버 영역(287)으로 이분하는 필터(280)가 또한 챔버(230)내에 배치되어 있고 측벽(210a, 210b)에 연결되어 있다. 필터(280)의 목적은 미립자 물질이 노즐 오리피스(220a, 220b)로 옮겨가 이를 막지 않도록 잉크본체(24)로부터 미립자 물질을 걸러내는 것이다. 따라서, 잉크본체(240)는 잉크 저장소 영역(285)으로부터 필터(280)를 통해 발사 챔버 영역(287)내로 흘러 저항기(270a, 270b)와 접촉하게 되며, 저항기(270a, 270b)는 잉크본체(240)와 유체전달하게 된다.
상기 언급한 바와 같이, 프린트헤드상의 열저항기의 수와 밀도를 증가시키고 열저항기의 발사 횟수를 증가시킴으로써 프린트 해상도와 인쇄 속도를 증가하려는 종래의 노력은 프린트헤드내의 과도한 발열을 유발할 수 있다. 프린트헤드내의 과도한 발열은 적절한 기포 형성을 방해하고, 잉크 방울을 조속히 분출시키며, 잉크내에 축적되는 의도하지 않은 증기 기포를 발생시켜, 결국에는 저항기의 작동 수명을 단축시킬 수 있다. 그러므로, 증기 기포의 형성 후, 저항기에 의해 발생된 프린트헤드내의 열을 제거하는 것이 매우 요망된다.
그러므로, 도 2에 도시된 바와 같이, 직사각형 형상의 열제거 구조체(290)는 기판(250)의 상면(255)에 연결되어 있다. 열제거 구조체(290)는 212℉에서 대략 119Btu/hrft℉인 열전도성을 갖는 알루미늄과 같은 열전도성이 높은 재료로 이루어진다. 변형예로서, 열제거 구조체(290)는 온도 증가에 따라 증가하고 온도 감소에 따라 감소하는 열전도성을 갖는, 규산염칼륨, 규산염납, 삼탄화물, 삼산화물 및 삼질화물과 같은 재료로 이루어질 수도 있다. 열제거 구조체(290)의 폭은 기판(250)의 길이만큼 연장되고 바람직하게는 열전도성이 높은 적절한 접착제로 기판에 연결되어 있다. 또한, 열제거 구조체(290)의 높이는 열제거 구조체(290)가 필터(280)를 통해 돌출할 수 있도록 되어 있다.
도 2를 참조하면, 컨트롤러(160)가 저항기(270a, 270b) 중의 하나에 전압을 가할 때, 증기 기포(260)가 형성되면서 열이 저항기(270a, 270b)로부터 기판(250)으로 전달된다. 이 열은 기판(250)을 통해 열제거 구조체(290)로 전도된다. 열제거 구조체(290)는 이 열을 주변의 잉크본체(240)에 인도한다. 이 점에서, 잉크본체(240)는 대략 20㎤의 체적을 가지므로 무한 히트싱크로서 효과적으로 기능한다. 일부의 열이 잉크 방울(180)에 의해 기판(250)을 벗어날지라도, 잉크 방울(180)의 체적(예를 들면, 대략 4 내지 20피코리터)이 제한되어 있으므로, 잉크 방울(180)에 의해 기판(250)으로부터 벗어난 열량도 마찬가지로 제한된다. 그러나, 본 발명의 열제거 구조체(290)는 열제거 구조체(290)가 이 열을 실질적으로 무한한 히트싱크[예컨대, 잉크본체(240)]로 옮기기 때문에 기판(250)으로부터 실질적으로 보다 많은 열을 제거한다.
도 4를 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 2 실시예가 도시되어 있다. 본 제 2 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 실질적으로 유사하며, 열제거 구조체(290)가 212℉에서 대략 9.4Btu/hrft℉인 열전도성을 갖는 스테인리스스틸과 같은 다공성의 소결 필터 재료라는 것이 다르다. 열제거 구조체(290)는 하부면(257)을 제외한 기판(250)의 모든 표면을 덮으며 카트리지(110a)의 측벽(210a, 210b), 후벽(225) 및 전벽과 접촉하도록 연장된다. 열제거 구조체(290)는 기판(250)으로부터 열을 제거하고 잉크본체(240)를 필터링하는 이중 기능을 하는 것을 할 수 있을 것이다. 그러므로, 열제거 구조체(290)는 별개의 필터 부재가 필요하지 않다.
도 5를 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 3 실시예가 도시되어 있다. 본 제 3 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 실질적으로 유사하며, 열제거 구조체(290)가 잉크본체(240)의 온도보다 낮을 수 있는 소정의 온도의, 예컨대 물 또는 잉크인 수성 냉각제(305)를 수용하는 냉각 챔버(300)를 규정한다는 것이 다르다. 냉각제(305)는 기판(250)의 상면(255)과 접촉하고 열은 기판(250)으로부터 냉각제(305)로 전달된다. 열제거 구조체(250)는 또한 잉크본체(24)내로 연장되고 냉각제(305)로 채워져 있는 다수의 손가락 형상의 돌기부 또는 돌출부(310)를 규정한다. 돌출부(310)의 존재로 인해 열제거 구조체(290)의 표면적이 증가하여 열제거 구조체(290)[기판(250)]로부터 잉크본체(240)로의 열전달이 향상된다.
도 6을 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 4 실시예가 도시되어 있다. 본 제 4 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카 트리지와 실질적으로 유사하며, 열제거 구조체(290)와 기판(250)이 일체형 부재로서 일체로 형성되어 있다는 것이 다르다. 즉, 개재되는 홈(325)에 의해 분리된 다수의 인접한 기다란 평행 핀(320)이 기판(250)의 상면(255)에 부착 또는 에칭되어 있다. 핀(320)과 이에 결합된 홈(325)은 직사각형 형상의 기판(250)의 길이를 따라서 종방향으로 연장된다. 핀(320)의 존재로 인해 일체형 열제거 구조체(290) 및 기판(250)의 표면적이 증가하여 잉크본체(240)로의 열전달이 향상한다.
도 7을 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 5 실시예가 도시되어 있다. 본 제 5 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 실질적으로 유사하며, 열제거 구조체가 예컨대 측벽(210a)의 내부에 연결된 회전 가능한 프로펠러(340) 형태의 제 1 실시예의 교반기(330)를 포함한다는 것이 다르다. 프로펠러(340)를 회전시키기 위해 프로펠러(340)는 모터(335)에 결합되어 있다. 프로펠러(340)는 잉크본체(240)를 교반하기 위해 잉크본체(240)와 유체전달하며 기판(250)으로부터 잉크본체(240)로 전달된 열은 잉크본체(240)를 통해 균일하게 분산된다. 잉크본체(240)를 통하여 열을 균일하게 분산시키는 것이 기판(250) 부근에서 열을 제거하는 것을 돕는다. 즉, 프로펠러(340)는 잉크 저장소 영역(285)과 발사 챔버 영역(287)내의 열의 강제 대류를 제공하여, 자연 대류에 의해서만 얻을 수 있는 열전달보다 향상된 열전달을 얻을 수 있다.
도 8을 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 6 실시예가 도시되어 있다. 본 제 6 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 실질적으로 유사하며, 열제거 구조체가 카트리지(110a)의 측벽(210a)에 배치된 진동 가능한 탄성 박막(360)의 형태의 제 2 실시예의 교반기(350)를 포함한다는 것이 다르다. 박막(360)은 고무일 수 있으며, 탄성 박막(360)을 잉크본체(240)내로 연장시키기 위해 피스톤 부재(365)와 결합한다. 피스톤 부재(365)는 피스톤 부재(365)를 작동시키는 피스톤 액추에이터(367)와 결합하며, 피스톤 부재(365)는 화살표(368)의 방향으로 왕복운동 한다. 박막(360)은 잉크본체(240)를 교반하기 위해 진동식으로 잉크본체(240)내로 연장되며, 기판(250)으로부터 잉크본체(240)로 전달된 열은 잉크본체(240)를 통해 균일하게 분산된다. 잉크본체(240)를 통해 열을 균일하게 분산하는 것이 기판(250) 부근으로부터 열을 제거하는 것을 돕는다. 즉, 박막(360)은 잉크 저장소 영역(285)과 발사 챔버 영역(287)내의 열의 강제 대류를 제공하여, 자연 대류에 의해서만 얻을 수 있는 열전달보다 향상된 열전달을 얻을 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 7 실시예가 도시되어 있다. 본 제 7 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 실질적으로 유사하며, 열제거 구조체가 기판(250)과 노즐판(210d)에 연결되어 있고 이들 사이에 개재되어 있는 기다란 격벽(370)을 포함한다는 것이 다르다. 다수의 제 1 리세스(375a)와 제 2 리세스(375b)가 격벽(370)내에 형성되어 있다. 격벽(370)은 직사각형 형상의 기판(250)의 길이만큼 연장되며 저항기(270a, 270b) 사이로 이어진다. 이러한 방식으로, 격벽(370)은 발사 챔버 영역(287)을 제 1 잉크 유동 채널(380a)과 제 2 잉크 유동 채널(380b)로 분할한다. 제 2 잉크 유동 채널(380b)은 제 1 잉크 유동 채널(380a)에 평행하게 연장된다. 제 1 저항기(270a)는 제 1 리세스(375a)내에 배치되고 제 2 저항기(270b)는 제 2 리세스(375b)내에 배치된다. 또한, 노즐판(210d)과 기판(250)에 연결되는 제 1 배리어 블록(410a)(이중 2개만이 도시되어 있음)이 제 1 잉크 유동 채널(380a)내에 각각의 제 1 저항기(270a) 부근에 배치된다. 또한, 노즐판(210d)과 기판(250)에 연결되는 제 2 배리어 블록(410b)(이중 2개만이 도시되어 있음)이 제 2 잉크 유동 채널(380b)내에 각각의 제 2 저항기(270b) 부근에 배치된다. 배리어 블록(410a, 410b)의 목적은 저항기(270a, 270b)의 모든 발사의 경우에 리세스(375a, 375b)를 통해 잉크를 냉각시키는 흐름을 증가시키기 위해 압력 차동 리세스(375a, 375b)를 생성하는 것이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 8 실시예가 도시되어 있다. 본 제 8 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 실질적으로 유사하며, 기판(250)과 열제거 구조체(290)를 포함하는 단일 구조체를 따라서 종방향으로 연장되는 제 1 터널(412a) 및 제 2 터널(412b)을 규정하도록 열제거 구조체(290)가 기판(250)과 함께 단일 구조체로서 일체로 형성되어 있다는 것이 다르다. 조합된 기판(250) 및 열제거 구조체(290)로부터 열을 제거하기 위해 펌프(도시하지 않음)가 화살표(415a, 415b)로 나타낸 방향으로 터널(412a, 412b)의 안팎으로 냉각제를 공급한다.
도 13, 도 14 및 도 15를 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 9 실시예가 도시되어 있다. 본 제 9 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 1 실시예의 잉크 카트리지와 유사하며, 열제거 구조체(290)가 기판(250)으로부터 열을 제거하기 위해 직사각형 형상의 방열기(radiator) 조립체를 포함한다는 것이 다르다. 방열기(420)는 기판(250)의 상면(255)에 연결되는 방열기 블록(430)을 포함한다. 방열기 블록(430)은 열전도성이 높은 적절한 접착제에 의해 상면(255)에 연결되어 있다. 방열기 블록(430)은 커버(435)를 구비하며 방열기 블록(430)내에 종방향으로 형성된 사행형의 잉크 유동 채널(440)을 규정한다. 또한, 방열기 블록(430)은 유동 채널(440)로의 잉크의 진입을 위한 잉크 입구(445)와 유동 채널(440)로의 잉크의 유출을 위한 출구(447)를 구비한다. 잉크 유동 채널(440)내의 잉크의 유동은 유동 채널(440)내에 배치된 제 1 실시예의 내부 마이크로펌프조립체(450)의 작동에 의해 달성된다. 마이크로펌프 조립체(450)는 자유로이 회전 가능한 회전축(470)을 구비하는 휠(460)을 구비한다. 다수의 이격된 자기 스포크(480)가 회전축(470) 둘레에 배치되고 회전축(470)에 연결되어 있다. 스포크(480)상에 전자기력을 가하기 위한 다수의 전자석(490)이 스포크(480)를 둘러싸고 있다. 전자석(490)은 전자석(490)을 선택적으로 활성화하는 전기 접점(495)에 접속되어 있다. 이 점에서, 전기 접점(495)은 전기 접점(495)에 제어 가능하게 전류를 공급하기 위해 컨트롤러(160)에 접속될 수도 있다. 전자석(490)은 시계방향으로 순차적으로 작동되며, 따라서 자기 스포크(480)는 스포크(480)상에 가해진 전자기력에 의해 화살표(497)의 방향으로 시계방향으로 회전될 것이다. 이 방식으로, 마이크로펌프 조립체(450)는 기판(250)으로부터 열을 제거하기 위해 잉크 유동 채널(440)을 통해 잉크를 공급한다. 즉, 기판(250)은 발사 챔버 영역(287)으로부터 방열기 블록(430)으로 열을 전달하며, 잉크 유동 채널(440)을 통해 공급된 잉크가 열을 제거하고 이 열을 잉크본체(240)로 전달한다. 변형예로서, 사행형의 잉크 유동 채널(440)은 기판(250)의 배면에 에칭될 수도 있으며, 이에 의해 방열기 블록(430)가 필요 없게 되고 커버(435)만이 필요하게 된다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 10 실시예가 도시되어 있다. 본 제 10 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 9 실시예의 잉크 카트리지와 유사하며, 내부 마이크로펌프 조립체(450)가 없다는 것이 다르다. 오히려, 방열기 블록(430)의 외부에 있고 출구(447)에 연결된 펌프(500)가 기판(250)으로부터 열을 제거하기 위해 잉크 유동 채널(440)을 통해 잉크를 공급한다. 기판(250)으로부터 제거된 열은 펌프(500)에 의해 잉크본체(240)로 전달된다. 변형예로서, 사행형의 잉크 유동 채널(440)은 기판(250)의 배면에 에칭될 수도 있으며, 이에 의해 방열기 블록(430)는 필요 없게 되고 커버(435)와 펌프(500)만이 필요하게 된다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 11 실시예가 도시되어 있다. 본 제 11 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 9 실시예의 잉크 카트리지와 유사하며, 방열기 블록(430)이 없고 제 1 실시예의 마이크로펌프 조립체(450)가 제 2 실시예의 마이크로펌프 조립체(510)로 대체되어 있다는 것이 다르다. 제 2 실시예의 마이크로펌프 조립체(510)는 기판(250)의 상면(255)에 형성된 유동 채널 또는 홈(530)내에 배치된 다수의 이격된 열저항기(520)를 포함한다. 홈(530)은 기판(250)을 따라서 종방향으로 연장되고 다수의 연결된 셀(535)을 구비하며, 각 셀은 저항기(520)를 수용하기 위한 오목부(alcove)(537)를 구비한다. 각 셀(535)은 좁은 부분(540)으로 테이퍼지는 넓은 부분(539)을 더 구비한다. 저항기(520)는 당해 분야에서 통상 차동 리필(differential refill)로 지칭되는 시한식 발사 펄스와 메커니즘에 의해 홈(530)을 통해 잉크를 이동시킨다. 변형예로서, 경우에 따라서 저항기(520) 대신 압전 부재(525)가 사용될 수도 있다.
도 20, 도 21 및 도 22를 참조하면, 잉크 카트리지(110a, 110b, 110c, 110d)의 제 12 실시예가 도시되어 있다. 본 제 12 실시예의 잉크 카트리지(110a)는 제 9 실시예의 잉크 카트리지와 유사하며, 열제거 구조체(290)가 기판(250)내에서 종방향으로 이어지는 제 1 도관(550a)과 제 2 도관(550b)과 같은 다수의 평행 잉크 유동 채널을 구비한다는 것이 다르다. 도체 브리지(560a)가 저항기(270a)와 그에 연관된 도관(550a)을 연결한다. 또한, 도체 브리지(560b)는 저항기(270b)와 그에 연관된 도관(550b)을 연결한다. 저항기(270a, 270b)에 의해 발생된 열은 열 도체 브리지(560a, 560b)에 의해 도관(550a, 550b)으로 전도된다. 제 1 도관(550a) 및 제 2 도관(550b)을 따라서 유동하는 잉크가 열도체 브리지(560a, 560b)와 접촉하게 되며, 열도체 브리지(560a, 560b)는 저항기(270a, 270b)에 의해 발생된 열을 받아들여 이 열을 도관(550a, 550b)내의 잉크로 전달한다. 이러한 방식으로, 열이 잉크본체(240)로 전달된다.
상기의 설명으로부터, 본 발명의 장점은 인쇄 속도를 증가시키는 것임을 알 수 있을 것이다. 이것은 프린트헤드로부터의 열전달이 향상되어, 저항기 발사 횟수의 증가가 가능하기 때문이다. 저항기 발사 횟수의 증가로 인해 인쇄 속도의 증가가 가능하다.
본 발명의 다른 장점은 적합한 기포 형성(예를 들면, 증기 기포의 크기)이 가능하다는 것이다. 이것은 과도한 발열이 향상된 열제거에 의해 개선되기 때문이다.
본 발명의 또 다른 장점은 잉크 방울의 조속한 방출이 감소된다는 것이다. 이것은 과도한 발열이 잉크 방울을 때 이르게 분출시키지만 본 발명이 과도한 열을 제거하기 때문이다.
본 발명의 또 다른 장점은 잉크내에 의도되지 않은 증기 기포가 축적되는 위험이 감소된다는 것이다. 과도한 발열에 의해 의도하지 않은 증기 기포가 축적되지만, 본 발명을 사용함으로써 과도한 발열이 감소된다.
또한, 본 발명의 또 다른 장점은 저항 히터의 작동 수명을 연장한다는 것이다. 이것은 과도한 발열이 시간에 걸쳐 저항 히터에 손상을 주지만, 본 발명을 사용함으로써 과도한 발열이 감소되기 때문이다.
본 발명을 그 바람직한 실시예를 특별히 참조하여 설명하였지만, 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 벗어나지 않고 다양한 변경이 행해질 수 있고 바람직한 실시예의 요소에 대하여 등가물이 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들면, 잉크본체내에 와류를 만들어내기 위해 잉크본체를 교반하는 음파가 발사 챔버 영역내로 도입될 수도 있다. 잉크본체내에 와류를 발생시킴으로써 잉크본체를 통해 열을 분산시키는 경향이 있다. 잉크본체를 통한 열의 분산이 열 저항기 부근으로부터 열의 제거를 향상시킨다.
따라서, 고속 인쇄에 적합하고 열저항기 수명이 증대된, 향상된 열제거 능력을 갖는 열 잉크젯 프린터와 이 프린터를 조립하는 방법이 제공된다.
본 발명에 따른 열 잉크젯 프린터에 의하면, 프린트헤드내의 가열 요소에 의해 발생된 열의 제거를 향상한 열제거 구조체를 제공함으로써, 인쇄 속도가 증가하고, 적합한 증기 기포 형성이 가능하고, 잉크 방울의 때 이른 분출의 위험이 감소하고, 의도하지 않은 잉크내의 증기 기포의 축적의 위험이 감소하며, 가열 요소의 작동 수명을 신장시킬 수 있다.

Claims (37)

  1. 열제거 능력을 향상시킨 열 잉크젯 프린터(10)에 있어서,
    잉크 본체(240)를 유지하도록 구성된 열 잉크젯 프린트 헤드로서, 상기 프린트 헤드는,
    상기 잉크 본체와 유체 연통하도록 구성된 가열 요소(270a, 270b)와,
    상기 가열 요소에 결합되어 상기 가열 요소를 지지하고 상기 가열 요소로부터의 열을 전도하는 열 전도성 지지 부재(250)와,
    상기 가열 요소(270a, 270b)와 열전달 관계에 있어 상기 가열 요소로부터 상기 잉크 본체(240)로 열을 전달하는 열제거 구조체를 포함하는, 상기 열 잉크젯 프린트 헤드와,
    상기 가열 요소(270a, 270b)에 결합된 컨트롤러(160)를 포함하며, 상기 열제거 구조체는 상기 지지 부재(250)에 연결되고 상기 지지 부재의 길이로 연장하며 잉크 유동 채널(380a, 380b)을 형성하는 기다란 격벽(370)을 포함하며, 상기 격벽은 상기 가열 요소(270a, 270b)가 배치되는 리세스(375a, 375b)를 내부에 구비하며,
    배리어 블록(410a, 410b)이 상기 가열 요소(270a, 270b)에 인접하는 상기 잉크 유동 채널(380a, 380b)내에 배치되어, 사용시 상기 리세스(375a, 375b)내에 압력 차동을 발생시키는 것을 특징으로 하는
    열 잉크젯 프린터.
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  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열 요소는 상기 잉크 본체를 가열하기 위한 열을 발생시키기 위해 상기 잉크 본체(240)와 유체 연통하도록 구성되어 상기 잉크 본체내에 증기 기포(260)를 형성시키는 저항 가열 요소(270a, 270b)를 포함하며,
    상기 컨트롤러(160)는 상기 가열 요소를 전기적으로 작동시키기 위해 상기 가열 요소(270a, 270b)에 복수의 전기 펄스를 제어 가능하게 공급도록 하는 것을 특징으로 하는
    열 잉크젯 프린터.
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  24. 열제거 능력을 향상시킨 열 잉크젯 프린터(10)를 조립하는 방법에 있어서,
    잉크 본체(240)와 유체 연통하도록 구성된 가열 요소(270a, 270b)를 포함하는 열 잉크젯 프린트 헤드를 제공하는 단계와,
    상기 가열 요소로부터의 열을 전도하기 위한 열 전도성 지지 부재(250)를 상기 가열 요소(270a, 270b)에 결합하는 단계와,
    상기 가열 요소로부터의 열을 상기 잉크 본체(240)로 전달하기 위해 열제거 구조체를 상기 가열 요소(270a, 270b)와 열전달 관계에 있도록 배치하는 단계와,
    상기 가열 요소(270a, 270b)에 컨트롤러(160)를 결합하는 단계로서, 상기 열 제거 구조체를 배치하는 단계는, 기다란 격벽(370)을 상기 지지 부재(250)에 결합시키고 그 결합 길이를 연장하여 잉크 유동 채널(380a, 380b)을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 가열 요소(270a, 270b)에 인접하는 상기 잉크 유동 채널(380a, 380b)내에 배리어 블록(410a, 410b)을 배치하여, 사용시 리세스(375a, 375b)내에 압력 차동을 발생시키는 단계를 포함하는, 상기 결합 단계를 포함하며,
    상기 가열 요소(270a, 270b)가 내부에 배치되는 상기 리세스(375a, 375b)는 상기 격벽의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는
    열 잉크젯 프린터 조립 방법.
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  33. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    복수의 제 1 가열 요소(270a) 및 복수의 제 2 가열 요소(270b)를 포함하며,
    상기 격벽(370)은 제 1 잉크 유동 채널(380a) 및 제 2 잉크 유동 채널(380b)을 형성하고 상기 격벽의 내부에는 복수의 제 1 리세스(375a) 및 복수의 제 2 리세스(375b)가 형성되며, 각각의 제 1 가열 요소(270a)가 각각의 제 1 리세스(375a)내에 배치되고 각각의 제 2 가열 요소(270b)가 각각의 제 2 리세스(375b)내에 배치되며, 제 1 배리어 블록(410a)이 각각의 제 1 가열 요소(270a)에 인접하여 형성되고 제 2 배리어 블록(410b)이 각각의 제 2 가열 요소(270b)에 인접하여 형성되는
    열 잉크젯 프린터.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 잉크 유동 채널(380a, 380b)은 서로 평행한
    열 잉크젯 프린터.
  35. 제 24 항에 있어서,
    상기 가열 요소는 열을 발생시켜 상기 잉크 본체를 가열하도록 상기 잉크 본체(240)와 유체 연통하는 저항성 가열 요소(270a, 270b)를 포함하여 증기 기포(260)가 상기 잉크 본체내에 형성되며, 상기 컨트롤러(160)는 상기 가열 요소를 전기적으로 작동시키기 위해 상기 가열 요소(270a, 270b)에 복수의 전기 펄스를 제어 가능하게 공급하는
    열 잉크젯 프린터 조립 방법.
  36. 제 24 항 또는 제 35 항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트 헤드는 복수의 제 1 가열 요소(270a) 및 복수의 제 2 가열 요소(270b)를 포함하며, 상기 격벽(370)은 제 1 잉크 유동 채널(380a) 및 제 2 잉크 유동 채널(380b)을 형성하며, 상기 격벽의 내부에는 복수의 제 1 리세스(375a) 및 복수의 제 2 리세스(375b)가 형성되며, 각각의 제 1 가열 요소(270a)가 각각의 제 1 리세스(375a)내에 배치되고 각각의 제 2 가열 요소(270b)가 각각의 제 2 리세스(375b)내에 배치되며, 제 1 배리어 블록(410a)이 각각의 제 1 가열 요소(270a)에 인접하여 형성되고 제 2 배리어 블록(410b)이 각각의 제 2 가열 요소(270b)에 인접하여 형성되는
    열 잉크젯 프린터 조립 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 잉크 유동 채널(380a, 380b)은 서로 평행한
    열 잉크젯 프린터 조립 방법.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6951382B2 (en) * 2002-03-25 2005-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet printing apparatus and ink jet printing method
US7565723B2 (en) * 2004-03-30 2009-07-28 Brother Kogyo Kabushik Kaisha Piezoelectric actuator and method of fabricating piezoelectric actuator
US7010258B2 (en) * 2004-03-31 2006-03-07 Eastman Kodak Company High heat transfer fuser roller
US20060284931A1 (en) * 2005-06-16 2006-12-21 Blair Dustin W Print head having extended surface elements
JP5049969B2 (ja) * 2005-07-13 2012-10-17 フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド 拡張可能な液滴噴出製造の方法および装置
US7828424B2 (en) * 2006-05-19 2010-11-09 Xerox Corporation Heater and drip plate for ink loader melt assembly
JP2009083379A (ja) * 2007-10-01 2009-04-23 Brother Ind Ltd 液滴吐出装置
JP5007644B2 (ja) * 2007-10-01 2012-08-22 ブラザー工業株式会社 液滴吐出装置
JP5288825B2 (ja) 2008-02-22 2013-09-11 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
US8348393B2 (en) * 2008-03-17 2013-01-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Print head diaphragm support
KR20100008868A (ko) * 2008-07-17 2010-01-27 삼성전자주식회사 잉크젯 타입 화상형성장치의 헤드칩
JP5202371B2 (ja) * 2009-02-06 2013-06-05 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP5665363B2 (ja) * 2010-05-14 2015-02-04 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド
US8690295B2 (en) 2010-09-15 2014-04-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid nozzle array
TWI412716B (zh) * 2010-10-13 2013-10-21 Microjet Technology Co Ltd 可吸熱式流體輸送裝置
JP5755056B2 (ja) * 2011-07-04 2015-07-29 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP2013158969A (ja) * 2012-02-02 2013-08-19 Seiko Epson Corp 印刷装置及びインク貯蔵部の昇温抑制方法
CN102582260A (zh) * 2012-02-17 2012-07-18 上海美杰彩喷材料有限公司 水性树脂墨喷墨打印机
ITVI20120276A1 (it) * 2012-10-19 2014-04-20 New System Srl Dispositivo di compensazione per una testa di stampa e gruppo di stampa comprendente tale dispositivo di compensazione
EP3302984B1 (en) * 2015-06-04 2020-11-04 Canon Production Printing Netherlands B.V. Ink handling unit and ink jet imaging device comprising such ink handling unit
US11235574B2 (en) 2016-02-29 2022-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid propelling apparatus including a heat sink
WO2018022019A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device with a portioning wall
CN106393968B (zh) * 2016-09-05 2018-10-30 泉州台商投资区春凯机械科技有限公司 一种基于物联网的智能不干胶打印机
EP3301999B1 (en) * 2016-09-30 2020-06-17 HP Scitex Ltd Light emitting diode heatsink
EP3565721B1 (en) 2017-04-05 2022-08-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection die heat exchangers
WO2022025899A1 (en) * 2020-07-30 2022-02-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Warming heater control for fluid dispensing devices
CN112810321A (zh) * 2021-02-02 2021-05-18 赛珂无锡医疗科技有限公司 一种激光热成像新型医用激光胶片打印机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272491A (en) * 1990-10-31 1993-12-21 Hewlett-Packard Company Thermal ink jet print device having phase change cooling
JPH0911469A (ja) * 1995-06-30 1997-01-14 Canon Inc インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法
US6007176A (en) * 1998-05-05 1999-12-28 Lexmark International, Inc. Passive cooling arrangement for a thermal ink jet printer
US6254214B1 (en) * 1999-06-11 2001-07-03 Lexmark International, Inc. System for cooling and maintaining an inkjet print head at a constant temperature

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4500895A (en) 1983-05-02 1985-02-19 Hewlett-Packard Company Disposable ink jet head
US4771295B1 (en) 1986-07-01 1995-08-01 Hewlett Packard Co Thermal ink jet pen body construction having improved ink storage and feed capability
US4794409A (en) 1987-12-03 1988-12-27 Hewlett-Packard Company Ink jet pen having improved ink storage and distribution capabilities
US4899180A (en) 1988-04-29 1990-02-06 Xerox Corporation On chip heater element and temperature sensor
US4994826A (en) 1990-01-19 1991-02-19 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with increased operating temperature and thermal efficiency
JP3187489B2 (ja) * 1991-12-02 2001-07-11 キヤノン株式会社 微小物体搬送装置
US5278584A (en) 1992-04-02 1994-01-11 Hewlett-Packard Company Ink delivery system for an inkjet printhead
US6120139A (en) 1996-11-13 2000-09-19 Hewlett-Packard Company Ink flow design to provide increased heat removal from an inkjet printhead and to provide for air accumulation
US6193349B1 (en) 1997-06-18 2001-02-27 Lexmark International, Inc. Ink jet print cartridge having active cooling cell
US6280013B1 (en) * 1997-11-05 2001-08-28 Hewlett-Packard Company Heat exchanger for an inkjet printhead
US6065823A (en) * 1999-04-16 2000-05-23 Hewlett-Packard Company Heat spreader for ink-jet printhead
US6247779B1 (en) 1999-07-30 2001-06-19 Lexmark International, Inc. Printhead configuration
US6273555B1 (en) 1999-08-16 2001-08-14 Hewlett-Packard Company High efficiency ink delivery printhead having improved thermal characteristics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272491A (en) * 1990-10-31 1993-12-21 Hewlett-Packard Company Thermal ink jet print device having phase change cooling
JPH0911469A (ja) * 1995-06-30 1997-01-14 Canon Inc インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、インクジェット記録方法
US6007176A (en) * 1998-05-05 1999-12-28 Lexmark International, Inc. Passive cooling arrangement for a thermal ink jet printer
US6254214B1 (en) * 1999-06-11 2001-07-03 Lexmark International, Inc. System for cooling and maintaining an inkjet print head at a constant temperature

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