KR101235247B1 - 유체 드롭 사출 시스템 및 방법 - Google Patents

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에드워드 알. 모이니한
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후지필름 디마틱스, 인크.
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Abstract

드롭 사출 장치가 압력 챔버당 몇 개의 오리피스를 포함한다. 이러한 몇 개의 오리피스로부터 사출된 유체는 하나의 유체 드롭으로 병합된다. 몇 개의 오리피스들이 비-선형 패턴으로 정렬된다. 그 오리피스들은 원형 구역내에 형성될 수 있고, 이때 보다 넓은 오리피스가 중심에 배치되고 보다 좁은 오리피스들이 상기 보다 넓은 오리피스를 둘러싼다.

Description

유체 드롭 사출 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHODS FOR FLUID DROP EJECTION}
본 출원은 유체 드롭 사출 분야에 관한 것이다.
잉크 젯 프린터는 잉크 공급부로부터 노즐 경로까지의 잉크 경로를 통상적으로 포함한다. 노즐 경로는 잉크 드롭이 사출되는 노즐 개구부에서 종료된다. 잉크 드롭 사출은 잉크 경로내의 잉크를 액츄에이터로 가압함으로써 조절되며, 상기 액츄에이터는, 예를 들어, 압전(piezoelectric) 편향기(deflector), 열적 버블 제트 생성기, 또는 정전기식으로 편향되는 소자일 수 있다. 통상적인 프린트헤드는 대응 노즐 개구부 및 관련 액츄에이터를 구비하는 잉크 경로 어레이(array)를 포함하며, 각 노즐 개구부로부터의 드롭 사출은 독립적으로 제어될 수 있다. 드롭-온-디멘드(drop-on-demand) 프린트헤드에서, 프린트헤드 및 프린팅 기판이 서로에 대해 상대적으로 이동될 때 각 액츄에이터가 특정 픽셀 위치에서 드롭을 선택적으로 사출하도록 점화(fire)된다. 일반적으로, 잉크 젯 프린팅 시스템의 잉크 도관내의 잉크가 음압으로 유지되어 잉크가 노즐 플레이트상에서 흐르는 것을 방지한다. 또한, 잉크 노즐들이 적절한 잉크 드롭 사출을 위해 잉크 유체로 미리 채워질(primed) 필요가 있다.
일 측면에서, 드롭 사출 장치는 유체 드롭을 사출하도록 구성된 오리피스(orifice) 그룹, 상기 오리피스 그룹에 유체적으로 연결된 유체 도관, 둘 이상의 오리피스를 통해 유체 도관내에 수용된 유체를 사출하기 위한 액츄에이터, 및 상기 액츄에이터에 연결된 제어부를 포함한다. 오리피스로부터 사출된 유체가 유체 드롭으로 병합(merge)되도록 상기 오리피스 및 제어부가 구성된다.
다른 측면에서, 드롭 사출 장치가 유체 드롭을 사출하도록 구성된 다수의 오리피스 그룹, 각 오리피스 그룹에 유체적으로 연결된 유체 도관, 및 각 오리피스 그룹과 연관된 액츄에이터를 포함한다. 액츄에이터는 오리피스를 통해 유체 도관으로부터 유체를 사출할 수 있다. 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다 동일 그룹내의 다른 오리피스들과 보다 더 가까우며, 하나의 그룹내의 오리피스들은 실질적으로 비-선형 패턴으로 배치된다.
또 다른 측면에서, 잉크 젯 프린트 헤드는 잉크 드롭을 사출하도록 구성된 오리피스 그룹, 오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관, 둘 이상의 오리피스를 통해 유체 도관내의 잉크 유체를 사출할 수 있는 액츄에이터, 및 상기 액츄에이터에 연결된 제어부를 구비한다. 오리피스들로부터 사출된 잉크 유체가 잉크 드롭내로 병합되도록 오리피스들 및 제어부가 구성된다.
또 다른 측면에서, 잉크 젯 프린트 헤드는 잉크 드롭을 사출하도록 구성된 다수의 오리피스 그룹, 각각의 오리피스 그룹에 유체적으로 연결된 유체 도관, 각각의 오리피스 그룹과 연관된 액츄에이터를 구비한다. 액츄에이터는 오리피스를 통해 유체 도관으로부터 잉크 유체를 사출할 수 있다. 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다 동일 그룹내의 다른 오리피스들과 보다 더 가까우며, 하나의 그룹내의 오리피스들은 실질적으로 비-선형 패턴으로 배치된다.
다른 측면에서, 유체 사출 방법은 오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관을 제공하는 단계, 상기 오리피스 그룹내의 둘 이상의 오리피스를 통해 유체 도관으로부터 유체를 사출하는 단계, 및 사출된 유체를 유체 드롭으로 병합하는 단계를 포함한다.
다른 측면에서, 유체 사출 방법은 유체 드롭을 사출하도록 구성된 다수의 오리피스 그룹을 제공하는 단계, 하나의 그룹내에서 오리피스들을 실질적으로 비-선형인 패턴으로 배치하는 단계, 및 유체 도관을 각 오리피스 그룹에 결합시키는 단계를 포함한다. 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다 동일한 그룹내의 오리피스들과 보다 더 가깝다.
실시예는 이하의 구성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 드롭 사출 장치가 유체 드롭을 사출하도록 구성된 오리피스 그룹, 상기 오리피스 그룹에 유체적으로 연결된 유체 도관, 둘 이상의 오리피스를 통해 유체 도관내에 수용된 유체를 사출하기 위한 액츄에이터, 및 상기 액츄에이터에 연결된 제어부를 포함하며, 상기 오리피스로부터 사출된 유체가 유체 드롭으로 병합되도록 상기 오리피스 및 제어부가 구성된다. 드롭 사출 장치는 실질적으로 동일한 크기(dimension) 또는 서로 상이한 크기를 가지는 둘 이상의 오리피스를 포함할 수 있다. 오리피스 그룹은 제 1 오리피스 및 다수의 제 2 오리피스를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 오리피스는 다수의 제 2 오리피스에 의해 둘러싸인다. 제 1 오리피스의 개구부는 제 2 오리피스의 개구부 보다 넓다. 오리피스 그룹내의 모든 오리피스로부터 사출되는 유체는 하나의 유체 드롭으로 병합될 수 있다. 오리피스들을 분리하는 노즐 플레이트 부분들은 오리피스들로부터 사출되는 유체의 폭(width)과 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 작을 수 있다. 드롭 사출 장치는 유체 사출 액츄에이터를 포함할 수 있으며, 그 액츄에이터는 오리피스들을 통한 유체 사출을 활성화시킬 수 있다. 유체 사출 액츄에이터는 압전 변환기 또는 히터를 포함할 수 있다. 전자 제어 유닛은 유체 사출 액츄에이터에 대한 제어를 제공할 수 있다. 전자 제어 유닛은 유체 사출 액츄에이터를 제어하여 기판상에 이미지를 형성하도록 유체 드롭을 사출시킬 수 있다.
드롭 사출 장치는 유체의 사출을 활성화시킬 수 있는 전자 선택기를 더 포함할 수 있다. 유체 드롭은 전자 제어 유닛에 의해 유체 사출 액츄에이터로 인가되는 여러 구동 전압 파형에 응답하여 체적이 변화될 수 있다. 유체 드롭은 유체-수용 기판상에 실질적으로 하나의 유체 도트(dot)를 형성할 수 있다. 개별적인 메니스커스(meniscuses)가 오리피스 그룹내의 여러 오리피스들에서 형성될 수 있다. 오리피스들은 원형, 육각형, 삼각형, 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 오리피스 그룹은 노즐 플레이트상의 실질적으로 원형인 영역내에서 형성될 수 있다. 제어부는 다수의 여러 구동 전압 파형들 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 다수의 여러 구동 전압 파형 중 첫번째는 오리피스들 중 하나 이상으로부터 유체가 사출되지 않도록 하고, 다수의 여러 구동 전압 파형 중 두번째는 오리피스들 중 하나 이상으로부터 유체가 사출되게 할 수 있다.
오리피스들은 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 또는 3 ㎛ 내지 50 ㎛의 개구부 크기를 가질 수 있다. 오리피스들은 6 인치 wg 이상 또는 8 인치 wg 이상의 버블(bubble) 압력을 가질 수 있다. 드롭 사출 장치는 실리콘 기판을 더 포함할 수 있다. 오리피스들은 에칭, 레이저 가공, 및 전자 주조(electroforming) 중 하나 이상으로 제조될 수 있다. 유체는 하나 이상의 염료(dye) 또는 안료(pigment)를 선택적으로 포함하는 하나 이상의 착색제(colorant)를 포함할 수 있다.
또한, 실시예는 다음 구성들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 드롭 사출 장치가 유체 드롭을 사출하도록 구성된 다수의 오리피스 그룹, 상기 각 오리피스 그룹에 유체적으로 연결된 유체 도관, 및 각 오리피스 그룹과 연관된 액츄에이터를 포함하며, 상기 액츄에이터는 오리피스를 통해 유체 도관으로부터 액체를 사출할 수 있다. 상기 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다 동일 그룹내의 다른 오리피스들에 보다 더 가까우며, 하나의 그룹내의 오리피스들은 실질적으로 비-선형인 패턴으로 배치된다. 하나의 오리피스 그룹내의 둘 이상의 오리피스로부터 사출된 유체는 유체 드롭으로 병합될 수 있다. 하나의 오리피스 그룹내의 오리피스들은 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있다. 하나의 오리피스 그룹내의 오리피스들이 서로 상이한 크기를 가질 수 있다. 하나의 오리피스 그룹내의 오리피스들은 제 1 오리피스 및 상기 제 1 오리피스를 둘러싸는 다수의 제 2 오리피스를 포함한다. 유체 사출 액츄에이터는 압전 변환기 또는 히터를 포함할 수 있다. 드롭 사출 장치는 유체 사출 액츄에이터를 제어하여 유체 드롭을 사출하고 기판상에 이미지를 형성하는 전자 제어 유닛을 더 포함할 수 있다. 드롭 사출 장치는 유체 드롭의 사출을 활성화시키기 위해 유체 사출 액츄에이터를 선택할 수 있는 전자 선택기를 더 포함할 수 있다. 유체 드롭은 전자 제어 유닛에 의해 유체 사출 액츄에이터로 인가되는 여러 구동 전압 파형에 응답하여 체적이 변화될 수 있다. 개별적인 메니스커스가 각 오리피스 그룹내의 여러 오리피스들에서 형성될 수 있다. 각 오리피스 그룹은 노즐 플레이트상에서 실질적으로 조밀한(compact) 영역내에 형성될 수 있다. 하나 이상의 오리피스 그룹이 노즐 플레이트 상에서 실질적으로 원형 영역내에 형성될 수 있다. 오리피스들은 원형, 육각형, 삼각형, 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 오리피스들은 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 예를 들어 3 ㎛ 내지 50 ㎛의 개구부 크기를 가질 수 있다. 오리피스들은 6 인치 wg 이상, 예를 들어 8 인치 wg 이상의 버블 압력을 가질 수 있다. 드롭 사출 장치는 실리콘 기판을 더 포함할 수 있다. 오리피스들은 에칭, 레이저 가공, 및 전자 주조 중 하나 이상으로 제조될 수 있다. 유체는 하나 이상의 착색제를 포함할 수 있다.
실시예들은 이하의 이점들 중 하나 이상을 포함할 것이다. 본 명세서에 개시된 잉크 젯 프린팅 시스템은 넓은 작동조건범위하에서 신뢰할 수 있는 성능을 제공한다. 개시된 시스템은 큰 잉크 드롭을 사출할 수 있다. 잉크 노즐들은 적절하게 미리 채워지고(primed), 이때 잉크 유체들은 노즐 플레이트로부터 흐르는 것이 방지된다. 잉크 젯 프린트 헤드는 일정한 잉크 사출 방향을 제공할 수 있고, 그에 따라 잉크 수신부상에 잉크 도트를 정밀하게 배치할 수 있다. 개시된 잉크 젯 프린팅 시스템은 프린트 헤드의 큰 가속도에서 전술한 성능을 제공할 수 있다.
개시된 잉크 젯 프린트 헤드의 다른 이점은, 프린트 헤드가 상당한 가속도를 받는 경우에 또는 주변에 기계적 진동이 있는 상태에서 확실한 성능을 제공한다는 것이다. 잉크 메니스커스는 프린트 헤드가 주변환경의 힘에 의해 교란(perturb)되는 경우에도 잉크 오리피스내의 정위치에서 유지될 수 있다.
또 다른 이점은, 개시된 잉크 젯 프린트 헤드가 실리콘-기반(silicon-based) 제조 기술을 이용하여 제조될 수 있다는 것이다. 개시된 시스템 및 방법은 또한 압전, 열적(thermal) 및 MEMS-기반 잉크 젯 프린팅 시스템과 양립(compatible)될 수 있다. 개시된 시스템 및 방법은 또한 수성 잉크, 솔벤트-계 잉크, 고온-용융 잉크들에도 적용될 수 있으며, 그러한 잉크들은 염료 또는 안료와 같은 착색제를 포함할 수 있고 또 착색제를 포함하지 않는 기타 유체를 포함할 수 있을 것이다.
하나 이상의 실시예에 관한 구체적인 구성이 이하의 설명 및 첨부 도면에 개시되어 있다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점들이 상세한 설명, 도면 및 특허청구범위로부터 분명히 이해될 수 있을 것이다.
도 1 은 잉크 노즐을 구비하는 잉크 젯 프린팅 시스템의 블록도이다.
도 2a 는 잉크 노즐의 일 실시예의 평면도이다.
도 2b 는 도 2a 의 잉크 노즐의 단면도이다.
도 3a 는 잉크 노즐의 다른 실시예의 평면도이다.
도 3b 는 도 3a 의 잉크 노즐의 단면도이다.
도 4a 는 다수의 잉크 오리피스를 구비하는 각 잉크 노즐을 포함하는 다수의 잉크 노즐의 평면도이다.
도 4b 는 도 4a 의 잉크 노즐의 단면도이다.
도 1 은 통상적으로 노즐 플레이트(121)상에 어레이로 정렬되는 다수의 잉크 노즐(120)을 구비하는 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110), 상기 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)로 잉크를 공급하기 위한 유체 도관(130), 상기 유체 도관(130)으로 공급되는 잉크를 저장하기 위한 잉크 저장용기(140), 및 상기 잉크 저장용기(140)와 유체 도관(130) 사이의 유체 연결을 제공하는 잉크 통로(150)를 포함한다. 프린팅 중에, 잉크 수용부(180; ink receiver)상에 잉크 도트의 이미지 패턴을 형성하기 위해 입력 이미지 데이터에 응답하여 전자 제어 유닛(190)의 제어에 따라 잉크 드롭이 잉크 노즐(120)로부터 사출된다. 잉크 젯 프린팅 시스템(100)은 다수의 잉크 노즐(120)을 포함할 수 있으며, 각 노즐은 하나 이상의 잉크 사출 액츄에이터와 연관된다. 잉크 사출 액츄에이터는 압전 변환기, 히터, MEMS 변환 장치를 포함할 수 있다. 잉크 젯 프린팅 시스템(100)은 유체 드롭이 사출되는 잉크 노즐(120)과 연관된 잉크 사출 액츄에이터를 선택할 수 있는 전자 선택기를 더 포함할 수 있다. 도 1, 2a, 및 2b 에 도시된 바와 같이, 각 잉크 노즐(120)은 조밀하게 분포된 다수의 오리피스(230)를 포함할 수 있다. 잉크 노즐(120)은 각 잉크 노즐내에서 이웃하는 오리피스(230)들 사이의 거리 보다 상당히 큰 거리만큼 분리된다. 유체 도관(130)내에 수용된 잉크 유체는 제어 유닛(190)의 제어하에서 각 잉크 노즐(120)에 대응하는 오리피스들로부터 사출된다. 오리피스들로부터 사출되는 잉크 유체가 사출 후에 잉크 드롭으로 병합될 수 있다. 전자 제어 유닛(190)에 의해 잉크 사출 액츄에이터로 인가되는 여러 구동 전압 파형에 응답하여, 사출된 잉크 드롭의 체적이 변화될 수 있다.
잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)은 압전 잉크 젯, 열적 잉크 젯, MEMS 기반 잉크 젯 프린트 헤드의 형태로, 그리고 기타 잉크 활성화 메카니즘 유형으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 참조되는 Hoisington 등의 미국 특허 제 5,265,315 호에는 반도체 프린트 헤드 본체 및 압전 액츄에이터를 구비하는 프린트 헤드가 개시되어 있다. 프린트 헤드 본체는 실리콘으로 제조되고, 그 실리콘은 유체 도관 형성을 위해 에칭된다. 노즐 개구부들은 독립된 노즐 플레이트(121)에 의해 형성되고, 그 플레이트는 상기 실리콘 본체에 부착된다. 압전 액츄에이터가 압전 물질 층을 구비하고, 상기 압전 물질은 인가 전압에 응답하여 기하학적 형상이 변화되거나 벤딩(bending)된다. 압전 층의 벤딩은 유체 도관내의 잉크를 가압하고, 이는 잉크를 잉크 오리피스로 공급한다.
다른 잉크 젯 프린트 헤드가 본 출원인에게 양도된 미국 특허 출원 제 10/189,947 호, 2002년 7월 3일자로 출원된 "프린트 헤드"라는 명칭의 미국 특허출원 제 US20040004649A1 호, 2003년 10월 10일자로 출원된 "박막을 구비한 프린트 헤드"라는 명칭의 미국 가명세서 출원 제 60/510,459 호에 개시되어 있다. 이들 관련 출원들 및 공보들의 내용이 본 명세서에서 참조된다. 미국 가명세서 출원 제 60/510,459 호에는 상부면 및 하부면을 가지는 단결정 반도체 본체를 구비한 프린트 헤드가 개시되어 있다. 상기 본체는 유체 도관을 포함하는 유체 경로, 및 노즐 개구부를 형성한다. 상기 노즐 개구부는 본체의 하부면내에 형성되고, 상기 노즐 유동 경로는 가속 영역을 포함한다. 압전 액츄에이터는 유체 도관과 연관된다. 액츄에이터는 두께가 약 50 미크론 이하인 압전 층을 포함한다.
잉크 저장용기(140)는 잉크 필터(161)를 구비하고 잉크 저장용기(140)로 잉크를 공급하는 잉크-공급 경로(160)를 포함한다. 잉크 저장용기(140)는 또한 잉크 저장용기(140)내에서 잉크 높이(level)가 변화될 수 있게 허용하는 공기 필터(156)를 구비하는 공기 유입구(155)를 구비한다.
전술한 잉크 젯 프린팅 시스템과 양립될 수 있는 잉크 타입은 수성 잉크, 솔벤트-계 잉크, 고온-용융 잉크들을 포함한다. 잉크 유체는 염료 또는 안료와 같은 착색제를 포함할 수 있다. 유체가 또한 어떠한 착색제도 포함하지 않을 수도 있다. 시스템과 양립될 수 있는 다른 유체들이 폴리머 용액, 겔 용액, 입자나 저분자량 분자를 수용하는 용액들을 포함할 수 있다.
유체 도관(130), 잉크 저장용기(140), 및 잉크 통로(150)내의 정유압(hydrostatic pressure)은 적절한 잉크 젯 프린팅 작업 및 헤드 유지보수 작업을 위해 제어될 필요가 있다. 잉크 젯 노즐(120)에서의 불충분한 정유압은 노즐에서의 잉크 메니스커스를 잉크 젯 노즐(120)내로 후퇴시킬 수 있다. 한편, 잉크 젯 노즐(120)에서의 과다한 정유압은 잉크 젯 노즐(120)에서 잉크를 누출시킬 수 있으며, 그에 따라 노즐 플레이트(121)에서 잉크가 흐를수도 있게 된다.
잉크 저장용기(140)내의 유체 위쪽의 공간(165)에서의 공기압은 노즐에서의 압력이 대기압 보다 약간 낮게(예를 들어, -1 인치 내지 -4 인치 물(inches of water)) 유지되도록 통상적으로 제어된다. 공간(165)내의 공기압은 제어 유닛(190)의 제어하에서 공간(165)으로부터 공기를 펌핑할 수 있는 공압 조정기(170)에 의해 조정된다.
잉크 젯 프린팅 시스템(100)은 또한 잉크 수용부(180)를 방향(187)을 따라 이송하는 메카니즘(185)을 포함한다. 일 실시예에서, 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)은 무한 벨트를 통해 모터에 의해 왕복 운동으로 구동될 수 있다. 이동 방향은 고속 스캔 방향(fast scan direction)이라고 주로 지칭된다. 제 2 메카니즘이 상기 제 1 방향(187)에 수직인 제 2 방향(저속 스캔 방향이라고 통칭된다)을 따라 잉크 수용부(180)를 이송할 수 있다. 잉크 젯 프린팅 작동중에, 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)은 잉크 드롭을 부착시켜 잉크 수용부(180)상에 잉크 도트 행렬(swath)을 형성한다. 다른 실시예에서, 페이지-넓이(page-wide) 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)이 프린트 헤드 바아(bar) 또는 프린트 헤드 모듈 조립체에 의해 형성된다. 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)이 프린팅 중에 정지되는 반면, 잉크 수용 매체가 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)의 아래쪽에서 저속 스캔 방향을 따라 이송된다. 잉크 젯 시스템 및 방법은 소위 당업계에 공지된 여러가지 프린트 헤드 장치들과 양립될 수 있다. 예를 들어, 그러한 시스템 및 방법은 본 명세서에서 참조되고 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 5,771,052 호에 개시된 오프셋(offset) 잉크 젯 모듈을 구비한 단일 통과(single pass) 잉크 젯 프린터에 적용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 특히 잉크 젯 프린트 헤드의 높은-가속도 이동 중에 잉크가 노즐 플레이트상에서 흐르는 것을 방지하기 위해서, 잉크 젯 프린팅 시스템의 잉크 도관내의 잉크 압력은 음압으로 유지된다. 또한, 잉크 노즐들은 적절한 잉크 드롭 사출을 위해 잉크 유체로 미리 채워질 필요가 있다. 특정 시스템 구성 및 특정 작동 조건하에서, 잉크가 노즐 플레이트상에서 흐르는 것이 방지되면서 동시에 잉크 노즐이 잉크로 미리 채워진 상태로 유지되는 작동 압력을 찾을 수 없는 경우가 있다. 그러한 상황은 프린트 헤드가 큰 잉크 드롭 체적을 만들어낼 필요가 있을 때 그리고 높은-가속도로 이동되어야 할 필요가 있을 때 발생한다. 큰 잉크 드롭을 사출하기 위해서는 노즐 직경이 커야한다. 가속이나 감속 중에 노즐 플레이트상에서 잉크가 흐르는 것을 방지하기 위해서는 큰 음압이 요구된다. 그러나, 노즐 개구부는 잉크가 노즐에 미리 채워지는 것을 방해한다.
일 실시예에서, 잉크 젯 프린팅 시스템(100)은 잉크 노즐의 적절한 사전 충진(priming; 마중 물 붓기) 뿐만 아니라 큰 잉크 드롭 체적을 제공함으로써 전술한 문제점을 극복한다. 버블 압력(bubble pressure)이라고 하는 특성에 의해 잉크 노즐과 같은 개구부를 미리 충진하는 잉크의 능력이 결정된다. 버블 압력은 노즐 직경(또는 개구부 크기) 및 잉크의 표면 장력의 함수이다. 표 1에 기재된 바와 같이, 버블 압력은 노즐 직경이 커짐에 따라 감소된다. 잉크 유체내의 음압의 크기가 노즐의 버블 압력 보다 클 때, 잉크가 노즐로부터 뒤쪽으로 당겨질 것이다. 공기 버블이 유체 도관(130)내에서 잉크내로 빨려들어갈 것이다. 노즐은 적절하게 미리 충진되지 않는다. 다시 말해, 잉크의 음압의 크기가 버블 압력 보다 작아야 한다.
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* 30 dyne/cm의 잉크 표면 장력
일 측면에서, 잉크 젯 프린팅 시스템(100)내의 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)이 높은 버블 압력을 가지면서도 큰 잉크 드롭 체적을 제공할 수 있는 잉크 노즐을 제공한다. 다른 측면에서, 드롭 체적의 증대 및 노즐 버블 압력의 감소가 분리(decouple)된다.
일 실시예에서, 도 2a 는 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)과 양립될 수 있는 노즐 플레이트(121)상의 잉크 노즐(210)의 평면도를 도시한다. 잉크 노즐(210)은 오리피스(230) 그룹을 포함하는 노즐 영역(220)을 형성한다. 일 실시 형태에서, 오리피스(230)들은 노즐 영역(220)에 의해 형성된 실질적으로 원형인 구역내에 조밀한 형태로 배치된다. 일 실시 형태에서, 그룹내의 오리피스(230)들은 실질적으로 크기가 동일한 육각형 형상을 가진다. 그 대신에, 오리피스 그룹은 삼각형, 사각형, 또는 원형과 같은 기타 형상을 가질 수도 있다. 각 그룹내의 오리피스들은 크기가 동일하거나 서로 상이할 수 있다. 통상적으로, 노즐 영역(220)은 1 ㎛ 내지 300 ㎛의 길이 범위를 가진다. 오리피스 개구부 크기는 통상적으로 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 50 ㎛ 이다.
도 2b 는 도 2a의 잉크 노즐(210)의 선 2B-2B를 따른 단면도를 도시한다. 잉크 노즐(210)이 노즐 플레이트(215)내에 형성된다. 잉크 노즐(210)의 단면은 분리 벽(235)에 의해 분리된 오리피스(230) 그룹을 포함한다. 잉크 유체가 유체 도관(130)으로부터 방향(240)을 따라 공급된다. 분리된 메니스커스(250)들이 오리피스(230)들 내에 형성된다. 비(non)-사출 상태에서, 잉크 본체에 가해진 음압으로 인해 유체 도관(130) 방향을 향해 곡면을 이루는 오목한 형상을 메니스커스(250)가 형성한다. 잉크의 음압이 잉크 오리피스(230)의 내측 단부에서 잉크 메니스커스(250)를 유지하고 노즐 플레이트(215)로 잉크가 흐르는 것을 방지한다. 잉크 사출 전에, 제어 유닛(190)의 제어하에서 잉크 액츄에이터에 의해 외측을 향하는 압력 파동이 잉크 유체내에 생성된다. 잉크 유체는 방향(260)을 따라 외측으로 가압된다. 독립된 오리피스(230)로부터 사출된 잉크 유체가 병합되어 외측 방향(280)을 따라 이동하는 공통 잉크 표면(270)을 형성한다. 이어서, 잉크 드롭이 분리되며, 이는 결국 잉크 수용부(180)상에 안착될 것이다. 따라서, 이러한 실시 형태에서, 사출된 잉크가 여러 오리피스(230)들로부터 빠져나옴에 따라 병합된다.
일 실시 형태에서, 여러 오리피스(230)들로부터 사출된 잉크가 공중에서(in flight) 독립된 잉크 드롭을 형성하고 잉크 수용부(180)상의 잉크 도트로 함께 병합된다. 잉크가 병합되는 위치는 잉크 드롭의 체적, 오리피스(230)들 사이의 간격, 및 제어 유닛(190)에 의해 액츄에이터에 인가되는 파형 등과 같은 여러 인자들에 따라 달라질 수 있다. 도 4 와 관련하여 이하에서 설명하는 바와 같이, 서로 다른 노즐에 속하는 오리피스들로부터 사출된 잉크 유체는 잉크 수용부(180)에 도달하기 전에는 병합될 수 없는데, 이는 이웃하는 노즐들내의 오리피스들 사이의 거리가 상당히 크기 때문이다.
다른 실시 형태에서, 여러 오리피스(230)들로부터 사출된 잉크가 공중에서 하나 이상의 잉크 드롭으로 병합되기 전에 독립된 잉크 드롭들을 먼저 형성할 수 있다. 오리피스(230)들로부터 사출되는 유체가 유체 드롭으로 병합될 수 있도록, 분리 벽(235)들의 폭은 오리피스(230)들로부터 사출된 유체의 폭과 실질적으로 동일하거나 그보다 작다. 잉크 유체의 병합은 오리피스들로부터 잉크 유체가 배출된 직후에, 또는 각각의 잉크 드롭이 공기중에서 형성된 후에 "공기중에서" 이루어질 수 있다.
오리피스(230), 노즐 플레이트(215), 및 유체 도관(130)이 실리콘 기판내에 형성될 수 있다. 오리피스들은 에칭, 레이저 가공, 및 전자 주조 중 하나 이상을 이용하여 형성된다. 예를 들어, 그러한 형성 기술이 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 5,265,315 호, 미국 특허 출원 제 10/189,947 호, 2002년 7월 3일자로 출원된 "프린트 헤드"라는 명칭의 미국 특허출원 제 US20040004649A1 호, 2003년 10월 10일자로 출원된 "박막을 구비한 프린트 헤드"라는 명칭의 미국 가명세서 출원 제 60/510,459 호에 개시되어 있다. 이들 특허 출원 및 공보들의 내용이 본 명세서에서 참조된다.
잉크 노즐(210)내의 버블 압력이 잉크 표면장력 및 오리피스(230)의 크기에 의해 결정된다. 병합된 잉크 드롭의 체적은 노즐 영역(220)내의 일부 또는 모든 오리피스(230)로부터 집합적으로 사출된 모든 잉크에 의해 결정된다. 이와 대조적으로, 동일한 잉크 드롭이 하나의 개구부를 가지는 하나의 노즐로부터 사출된다면, 큰 단일-개구부 노즐이 필요할 것이다. 그에 따라, 오리피스(230)들의 버블 압력이 단일-개구부 노즐의 버블 압력 보다 상당히 클 수 있다. 오리피스(230)들의 버블 압력이 소정(所定) 잉크 압력 보다 높도록 디자인될 수 있다. 예를 들어, 표 1 에 기재된 바와 같이, 아무리 큰 잉크 드롭이 사출되더라도, 직경이 50 ㎛ 이하인 오리피스들은 30 dyne/cm의 표면 장력에서 8 인치 wg 이상의 버블 압력을 초래할 수 있다. 병합된 잉크 드롭의 체적은 오리피스(230)들의 개체수를 늘림으로써 탄력적으로 증대될 수 있다. 정해진(fixed) 오리피스(230) 그룹의 경우에, 제어 유닛(190)으로부터 잉크 액츄에이터로 인가되는 파형을 변경함으로써 병합된 잉크 드롭 체적도 변화시킬 수 있을 것이다.
다른 실시예에서, 도 3a 는 잉크 젯 프린트 헤드 모듈(110)과 양립할 수 있는 잉크 노즐(310)의 다른 실시 형태의 평면도를 도시한다. 잉크 노즐(310)은 중심의 제 1 오리피스(325) 및 상기 제 1 오리피스(325)를 둘러싸는 다수의 제 2 오리피스(330)를 포함한다. 상기 오리피스(325, 330)들은 노즐 영역(320)에 의해 형성된 실질적으로 원형인 구역내에 조밀한 형태로 배치된다. 오리피스(325, 330)들은 육각형, 삼각형, 사각형, 원형, 또는 다각형 등과 같은 형상을 가질 수 있다. 오리피스(330)들은 실질적으로 동일한 크기를 가질 수 있고, 반면에 오리피스(325)는 보다 큰 크기를 가진다. 통상적으로, 노즐 영역(320)은 1 ㎛ 내지 300 ㎛의 길이 범위를 가진다. 오리피스 개구부 크기는 통상적으로 1 ㎛ 내지 100 ㎛, 바람직하게는 3 ㎛ 내지 50 ㎛ 이다.
도 3b 는 도 3a의 잉크 노즐(310)의 선 3B-3B를 따른 단면도를 도시한다. 잉크 노즐(310)이 노즐 플레이트(315)내에 형성된다. 잉크 노즐(310)의 단면은 분리 벽(335)에 의해 분리된 오리피스(325) 및 오리피스(330)를 포함한다. 잉크 유체가 유체 도관(130)으로부터 방향(340)을 따라 공급된다. 비-사출 상태에서, 독립적인 메니스커스(350 및 355)가 오리피스(325) 및 오리피스(330)내에 형성된다. 잉크 본체에 가해진 음압으로 인해 메니스커스(350 및 355)는 유체 도관(130) 방향을 향해 곡면을 이루는 오목한 형상이 된다. 잉크의 음압이 잉크 오리피스(325, 330)의 내측 단부에서 잉크 메니스커스(350 및 355)를 유지하고 노즐 플레이트(215)로 잉크가 흐르는 것을 방지한다. 잉크 사출 전에, 제어 유닛(190)의 제어하에서 잉크 액츄에이터에 의해 외측을 향하는 압력 파동이 잉크 유체내에 생성된다. 잉크 유체가 방향(360)을 따라 외측으로 가압된다. 독립된 오리피스(325, 330)로부터 사출된 잉크 유체가 병합되어 외측 방향(380)을 따라 이동하는 공통 잉크 표면(370)을 형성한다. 이어서, 잉크 드롭이 분리되며, 이는 결국 잉크 수용부(180)상에 안착될 것이다.
일 실시 형태에서, 여러 오리피스(325, 330)들로부터 사출된 잉크가, 공중에서 또는 잉크 수용부(180)상에서 하나 이상의 잉크 드롭으로 병합되기 전에, 배출되는 동안 독립된 잉크 드롭을 먼저 형성할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 오리피스(325, 330)로부터 사출되는 유체가 유체 드롭으로 병합될 수 있도록 분리 벽(335)의 폭이 오리피스(325, 330)로부터 사출되는 유체의 폭과 실질적으로 동일하거나 그 보다 작다.
보다 넓은 오리피스(325)는 오리피스들이 실질적으로 동일한 잉크 노즐(210)과 비교할 때 몇 가지 기능을 제공한다. 첫 번째로, 오리피스(325)는 노즐 영역(320)의 중심에서 보다 큰 사출 잉크 유체를 생성하며, 이는 병합된 잉크 드롭의 대칭 방향을 보다 양호하게 규정한다. 두 번째로, 오리피스(325)는 오리피스(330) 보다 낮은 버블 압력을 가진다. 그에 따라, 잉크가 오리피스(330)를 제외하고 오리피스(325)에서만 사출되도록, 제어 유닛(190)에 의해 잉크 액츄에이터로 인가되는 파형을 조작할 수 있다. 보다 작은 잉크 드롭을 사출할 수 있는 능력은 고해상도 잉크 프린팅 용도에서 특히 매우 바람직하다.
상이한 크기의 오리피스(325, 330)들 및 노즐 플레이트(315)가 실리콘 기판내에 형성될 수 있다. 오리피스들은 에칭, 레이저 가공, 및 전자 주조 중 하나 이상을 이용하여 형성된다. 예를 들어, 그러한 형성 기술이 본 출원인에게 양도된 미국 특허 제 5,265,315 호, 미국 특허 출원 제 10/189,947 호, 2002년 7월 3일자로 출원된 "프린트 헤드"라는 명칭의 미국 특허출원 제 US20040004649A1 호, 2003년 10월 10일자로 출원된 "박막을 구비한 프린트 헤드"라는 명칭의 미국 가명세서 출원 제 60/510,459 호에 개시되어 있다. 이들 특허 출원 및 공보들의 내용이 본 명세서에서 참조된다.
일 실시 형태에서, 도 4a 에 도시된 바와 같이, 프린트 헤드가 다수의 잉크 노즐(410 및 450)을 포함할 수 있으며, 상기 각각의 잉크 노즐은 노즐 플레이트(400)상의 오리피스(430, 470) 그룹을 포함한다. 잉크 노즐(410)은 노즐 영역(420)내에 분산된 잉크 오리피스(470) 그룹을 포함한다. 노즐 영역(420, 460)은 대체적으로 원형이다.
인접한 잉크 노즐(410, 450)들 사이의 간격은 각 노즐 그룹내의 이웃한 잉크 오리피스(430, 470)들 사이의 거리 보다 상당히 크며, 이는 하나의 노즐 그룹내의 여러 오리피스들로부터 사출된 잉크가 병합될 수 있게 한다. 대조적으로, 여러 노즐들로부터 사출된 잉크 유체들은 잉크 수용부(180)에 도달하기 전에는 병합될 수 있는데, 이는 이웃하는 노즐들 사이의 거리가 동일한 노즐내의 인접 오리피스들 사이의 거리 보다 크기 때문이다. 잉크 오리피스(430, 470)들은 잉크 드롭의 효과적인 부착을 위해 선형 어레이 또는 기타 패턴을 형성할 수 있다. 선형 어레이내의 노즐들은 잉크 수용부(180)에 대한 프린트 헤드 모듈(110)의 고속 스캔 방향에 대해 직교하도록 또는 비스듬하도록 정렬될 수 있다. 오리피스 그룹들을 각각 포함하는 여러 잉크 노즐들을 최적화하여 여러 체적의 잉크 드롭을 사출하기에 적합하게 만들 수도 있다.
실리콘 본체(405)내에 형성된 유체 도관(440, 480)은 각 노즐(410, 450)로 잉크를 제공한다. 도관(440, 480) 중 하나내의 유체가 관련 노즐(410, 450)로부터 독립적으로 사출될 수 있도록 각 유체 도관(440, 480)은 자체적인 관련 액츄에이터(445, 485)를 각각 구비할 수 있다. 도시된 바와 같이, 특정 노즐을 형성하는 모든 오리피스들이 동일한 도관에 유체적으로 결합되나, 각각의 특정 노즐은 자체적인 도관을 가진다. 그 대신에, 다수의 노즐 중 둘 이상의 노즐이 공통 액츄에이터를 가지는 동일한 도관에 유체적으로 결합될 수 있다. 그 대신에, 하나의 노즐을 형성하는 오리피스 그룹 중 일부 오리피스가 독립된 액츄에이터들을 가지는 여러 도관에 연결될 수 있다. 이러한 경우에, 제어부를 이용하여 액츄에이터의 작용을 조정함으로써, 해당 노즐과 관련된 액츄에이터가 동시에 점화되고 오리피스들로부터 배출되는 잉크가 유체 드롭으로 병합되게 할 수 있다.
본 발명의 다수의 실시예를 설명하였다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 사상 및 범위내에서도 여러 변형예가 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 다른 실시예들도 이하의 특허청구범위내에 포함될 것이다.

Claims (48)

  1. 드롭 사출 장치로서:
    유체 드롭을 사출하도록 구성된 노즐 플레이트의 오리피스 그룹으로서, 상기 오리피스 그룹의 오리피스들의 일부는 제1 면적을 가지며 인접하고, 상기 오리피스 그룹의 모든 인접하는 오리피스 사이의 거리는 상기 제1 면적을 갖는 오리피스들 각각의 가장 작은 가로 치수 보다 가까운, 오리피스 그룹;
    상기 오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관;
    상기 오리피스 그룹의 상기 오리피스들 중 둘 이상을 통해 유체 도관내의 유체를 사출할 수 있는 액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터에 결합된 제어부;를 포함하고,
    상기 오리피스들로부터 사출된 유체들이 상기 노즐 플레이트 상에서 유체 드롭으로 병합되도록 상기 오리피스 및 제어부가 구성되는
    드롭 사출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹내의 오리피스들이 실질적으로 동일한 크기를 가지는
    드롭 사출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹내의 둘 이상의 오리피스들이 서로 상이한 크기를 가지는
    드롭 사출 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹이 제 1 오리피스 및 다수의 제 2 오리피스를 포함하며, 상기 제 1 오리피스가 상기 다수의 제 2 오리피스에 의해 둘러싸이는
    드롭 사출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 오리피스의 개구부가 상기 제 2 오리피스의 개구부 보다 넓은
    드롭 사출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹내의 모든 오리피스들로부터 사출된 유체가 하나의 유체 드롭으로 병합되는
    드롭 사출 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스들을 분리하는 본체의 부분들이 상기 오리피스들로부터 사출되는 유체의 폭과 실질적으로 동일하거나 또는 그보다 작은
    드롭 사출 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 액츄에이터가 압전 변환기 또는 히터를 포함하는
    드롭 사출 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부가 다수의 여러 구동 전압 파형 중 하나를 선택하도록 구성되는
    드롭 사출 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 다수의 여러 구동 전압 파형 중 제 1 의 파형은 오리피스들 중 하나 이상으로부터 유체가 사출되지 않게 하며, 상기 다수의 여러 구동 전압 파형 중 제 2 파형은 오리피스들 중 하나 이상으로부터 유체가 사출될 수 있게 하는
    드롭 사출 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹내의 여러 오리피스들에서 분리된(separate) 메니스커스들이 형성되도록 상기 오리피스들이 구성되는
    드롭 사출 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스들이 원형, 육각형, 삼각형, 또는 다각형 중 하나 이상의 형상을 가지는
    드롭 사출 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹은 실질적으로 원형인 구역내에 위치되는
    드롭 사출 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 오리피스들은 6 인치 wg 이상의 버블 압력을 가지는
    드롭 사출 장치.
  15. 드롭 사출 장치로서:
    유체 드롭을 사출하도록 구성된 노즐 플레이트의 다수의 오리피스 그룹으로서, 각각의 오리피스 그룹의 오리피스들은 2차원 어레이로 배열되고, 상기 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다는 동일 그룹내의 오리피스들과 더 가깝고, 상기 오리피스들의 일부는 제1 면적을 가지며 인접하고, 오리피스 그룹의 모든 인접하는 오리피스 사이의 거리는 상기 제1 면적을 갖는 오리피스들 각각의 가장 작은 가로 치수 보다 가까워서, 오리피스 그룹의 오리피스들이 유체를 사출할 때, 상기 유체가 상기 노즐 플레이트 상에서 유체 드롭으로 병합되도록 하는, 다수의 오리피스 그룹;
    각각의 오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관;
    각각의 오리피스 그룹과 연관되고, 상기 오리피스들을 통해 유체 도관으로부터 유체를 사출할 수 있는 액츄에이터;를 포함하는
    드롭 사출 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 액츄에이터에 결합된 제어부를 더 포함하고, 동일한 오리피스 그룹내의 둘 이상의 오리피스로부터 사출된 유체들이 유체 드롭으로 병합되도록 상기 오리피스 및 제어부가 구성되는
    드롭 사출 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 하나의 오리피스 그룹내의 오리피스들이 실질적으로 동일한 크기를 가지는
    드롭 사출 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 하나의 오리피스 그룹내의 오리피스들이 서로 상이한 크기를 가지는
    드롭 사출 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 하나의 오리피스 그룹내의 오리피스들이 제 1 오리피스 및 상기 제 1 오리피스를 둘러싸는 다수의 제 2 오리피스를 포함하는
    드롭 사출 장치.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 액츄에이터가 압전 변환기 또는 히터를 포함하는
    드롭 사출 장치.
  21. 제 15 항에 있어서, 분리된 메니스커스들이 각 오리피스 그룹내의 여러 오리피스에서 형성되는
    드롭 사출 장치.
  22. 제 15 항에 있어서, 각각의 오리피스 그룹이 노즐 플레이트상의 실질적으로 조밀한 구역내에 형성되는
    드롭 사출 장치.
  23. 제 15 항에 있어서, 상기 하나 이상의 오리피스 그룹이 노즐 플레이트상의 실질적으로 원형인 구역내에 형성되는
    드롭 사출 장치.
  24. 제 15 항에 있어서, 상기 오리피스들이 원형, 육각형, 삼각형, 또는 다각형 중 하나 이상의 형상을 가지는
    드롭 사출 장치.
  25. 제 17 항에 있어서, 상기 오리피스들이 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 크기의 개구를 포함하는
    드롭 사출 장치.
  26. 제 17 항에 있어서, 상기 오리피스들이 3 ㎛ 내지 50 ㎛ 크기의 개구를 포함하는
    드롭 사출 장치.
  27. 잉크 젯 프린트 헤드로서:
    잉크 드롭을 사출하도록 구성된 오리피스 그룹으로서, 상기 오리피스 그룹의 오리피스들의 일부가 제1 면적을 가지며 인접하고, 상기 오리피스 그룹의 모든 인접하는 오리피스 사이의 거리는 상기 제1 면적을 갖는 오리피스들 각각의 가장 작은 가로 치수 보다 가까운 오리피스들의 그룹;
    상기 오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관;
    상기 오리피스 그룹의 둘 이상의 오리피스들을 통해 유체 도관내의 잉크 유체를 사출할 수 있는 액츄에이터; 및
    상기 액츄에이터에 결합된 제어부;를 포함하며,
    상기 오리피스들로부터 사출된 잉크 유체들이 노즐 플레이트 상에서 잉크 드롭으로 병합되도록 상기 오리피스들 및 제어부가 구성되는
    잉크 젯 프린트 헤드.
  28. 잉크 젯 프린트 헤드로서:
    잉크 드롭을 사출하도록 구성된 노즐 플레이트의 다수의 오리피스 그룹으로서, 각각의 오리피스 그룹의 오리피스들은 2차원 어레이로 배열되고, 상기 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다는 동일 그룹 내의 오리피스들과 더 가깝고, 상기 오리피스들의 일부는 제1 면적을 가지며 인접하고, 오리피스 그룹의 모든 인접하는 오리피스 사이의 거리는 상기 제1 면적을 갖는 오리피스들 각각의 가장 작은 가로 치수 보다 가까워서, 오리피스 그룹의 오리피스들이 유체를 사출할 때, 상기 유체가 상기 노즐 플레이트 상에서 유체 드롭으로 병합되도록 하는, 다수의 오리피스 그룹;
    각각의 오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관;
    각각의 오리피스 그룹과 연관되고, 상기 오리피스들을 통해 유체 도관으로부터 잉크 유체를 사출할 수 있는 액츄에이터;를 포함하는
    잉크 젯 프린트 헤드.
  29. 유체 사출 방법으로서:
    오리피스 그룹에 유체적으로 결합된 유체 도관을 제공하는 단계로서, 상기 오리피스 그룹의 오리피스들의 일부는 제1 크기를 가지며 인접하고, 상기 오리피스 그룹의 모든 인접하는 오리피스 사이의 거리는 상기 제1 크기를 갖는 오리피스들 각각의 가장 작은 가로 치수 보다 가까운, 유체 도관을 제공하는 단계;
    상기 오리피스 그룹내의 둘 이상의 오리피스를 통해 상기 유체 도관으로부터 유체를 사출하는 단계; 및
    상기 사출된 유체를 유체 드롭으로 병합하는 단계;를 포함하는
    유체 사출 방법.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹내의 오리피스들에서 분리된 유체 메니스커스를 형성하는 단계를 더 포함하는
    유체 사출 방법.
  31. 제 29 항에 있어서, 상기 유체 도관내의 유체를 액츄에이터에 의해 활성화시키는 단계를 더 포함하는
    유체 사출 방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 액츄에이터를 제어하여 유체 드롭의 체적을 변화시키는 단계를 더 포함하는
    유체 사출 방법.
  33. 제 29 항에 있어서, 유체-수용 기판상에 도트를 형성하는 단계를 더 포함하는
    유체 사출 방법.
  34. 제 29 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹이 제 1 오리피스 및 다수의 제 2 오리피스를 포함하며, 상기 제 1 오리피스는 상기 다수의 제 2 오리피스에 의해 둘러싸이는
    유체 사출 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 제 1 오리피스가 상기 제 2 오리피스 보다 더 넓은 개구부를 가지는
    유체 사출 방법.
  36. 제 29 항에 있어서, 상기 오리피스 그룹이 노즐 플레이트상에서 실질적으로 원형인 구역내에 배치되는
    유체 사출 방법.
  37. 제 29 항에 있어서, 상기 그룹내의 오리피스들이 노즐 플레이트 상에서 실질적으로 비-선형 패턴으로 분포되는
    유체 사출 방법.
  38. 잉크 사출 시스템 형성 방법으로서:
    유체 드롭을 사출하도록 구성된 노즐 플레이트의 다수의 오리피스 그룹을 본체내에 형성하는 단계로서, 각각의 오리피스 그룹의 오리피스들은 2차원 어레이로 배열되고, 상기 오리피스들은 다른 그룹내의 오리피스들 보다는 동일 그룹 내의 오리피스들과 더 가깝고, 상기 오리피스들의 일부는 제1 면적을 가지며 인접하고, 오리피스 그룹의 모든 인접하는 오리피스 사이의 거리는 상기 제1 면적을 갖는 오리피스들 각각의 가장 작은 가로 치수 보다 가까운, 다수의 오리피스 그룹 형성 단계; 및
    다수의 유체 도관을 다수의 오리피스 그룹에 결합시키는 단계;를 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 다수의 오리피스 그룹으로부터 유체를 사출하도록 상기 다수의 유체 도관과 연관되는 다수의 액츄에이터를 형성하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 다수의 액츄에이터에 제어부를 연결하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 동일한 오리피스 그룹내의 둘 이상의 오리피스로부터 사출된 유체가 하나의 유체 드롭으로 병합되도록 상기 제어부를 구성하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  42. 제 39 항에 있어서, 분리된 메니스커스들이 동일한 오리피스 그룹내의 여러 오리피스에서 형성되도록 상기 오리피스들이 형성되는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  43. 제 38 항에 있어서, 제 1 오리피스 및 하나 이상의 제 2 오리피스를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제 1 오리피스는 상기 제 2 오리피스 보다 넓은 개구부를 구비하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  44. 제 38 항에 있어서, 실질적으로 원형, 육각형, 삼각형, 사각형 또는 다각형 형상으로 오리피스를 형성하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  45. 제 38 항에 있어서, 노즐 플레이트상의 실질적으로 원형인 구역내에 오리피스 그룹을 배치하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  46. 제 38 항에 있어서, 개구부 크기가 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 오리피스를 형성하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  47. 제 38 항에 있어서, 상기 유체 도관을 실리콘 기판내에 형성하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
  48. 제 38 항에 있어서, 에칭, 레이저 가공, 및 전자 주조 중 하나 이상을 이용하여 오리피스들을 형성하는 단계를 더 포함하는
    잉크 사출 시스템 형성 방법.
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