KR101253796B1 - 유체 배출 조립체 - Google Patents

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휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피.
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Abstract

유체 배출 조립체는 제 1 층(50/150/250), 및 상기 제 1 층의 한 측면에 배치된 제 2 층(30/40)을 포함한다. 상기 제 2 층은, 상기 제 1 층 측 근처의 측면(32/42)을 갖고, 상기 측 상에 형성된 액적 배출 소자(70) 및 상기 액적 배출 소자와 연통하는 유체 통로(80/180)를 포함한다. 제 1 층 및 제 2 층의 유체 통로는 노즐(130)을 형성하고, 상기 노즐은 십자형 단면을 가진다.
Figure R1020077024621
유체 배출 조립체, 액적 배출 소자, 유체 통로, 십자형 단면

Description

유체 배출 조립체{FLUID EJECTION ASSEMBLY}
본 발명은 유체 배출 조립체에 관한 것이다.
유체 배출 시스템의 일 실시예로서, 잉크젯 프린트 시스템은 프린트헤드, 그 프린트헤드로 액체 잉크를 공급하는 잉크 공급원, 및 상기 프린트헤드를 제어하는 전자 제어기를 포함한다. 유체 배출 장치의 일 실시예로서, 프린트헤드는, 프린트 매체 상에 프린트하기 위하여 잉크 액적을 복수의 개구부 또는 노즐을 통하여 그리고 종이 등과 같은 프린트 매체를 향하여 배출시킨다. 통상적으로 상기 개구부는, 상기 프린트헤드 및 상기 프린트 매체가 서로에 대해 상대적으로 이동할 때, 상기 개구부로부터 적절히 순차적인 잉크 배출에 의해 문자 또는 다른 상이 프린트 매체 상에 프린트될 수 있도록 하나 이상의 열로 배치된다.
본 발명의 한 측면은 유체 배출 조립체를 제공하는 것이다. 상기 유체 배출 조립체는 제 1 층 및 상기 제 1 층의 한 측면에 배치된 제 2 층을 포함한다. 상기 제 2 층은 상기 제 1 층 측 근처의 측을 갖고, 상기 측 상에 형성된 액적 배출 소자 및 상기 액적 배출 소자와 연통하는 유체 통로를 포함한다. 제 1 층 및 제 2 층의 유체 통로는 노즐을 형성하고, 상기 노즐은 십자형 단면을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 시스템의 일 실시예를 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 프린트헤드 조립체의 일 실시예를 도시한 개략 사시도,
도 3은 도 2의 프린트헤드 조립체의 또다른 실시예를 도시한 개략 사시도,
도 4는 도 2의 프린트헤드 조립체의 외층 일부의 일 실시예를 도시한 개략 사시도,
도 5는 도 2의 프린트헤드 조립체의 일부의 일 실시예를 도시한 개략 단면도,
도 6은 도 2의 프린트헤드 조립체의 내층의 일 실시예를 도시한 개략 평면도,
도 7은 도 2의 프린트헤드 조립체의 내층의 또 다른 실시예를 도시한 개략 평면도,
도 8은 프린트헤드 조립체의 일부의 일 실시예를 도시한 개략 사시도,
도 9는 프린트헤드 조립체의 노즐의 일 실시예를 도시한 개략 사시도,
도 10은 도 9의 노즐에서 액적 접촉의 일 실시예를 도시한 개략 사시도.
이하의 상세한 설명에서, 첨부 도면을 참조하는데, 도면들은 명세서의 일부를 형성하며, 여기서 발명이 실행되는 특별한 실시예를 설명하기 위하여 도시된다. 이와 관련하여, "상단", "바닥", "앞", "뒤", "이끄는", "끌리는" 등과 같은 방향 용어가, 기술된 도면의 방향과 관련하여 사용된다. 본 발명의 실시예들의 구성 성분이 다수의 서로 다른 방향으로 배치될 수 있기 때문에, 상기 방향 용어는 설명을 위하여 사용되며 제한적 의미는 없다. 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 다른 실시예들이 활용될 수 있고 구조상 또는 논리상 변화예가 만들어질 수 있다는 것을 알 수 있다. 그렇기 때문에, 이하의 상세한 설명은 제한적 의미로 기술된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 수반되는 청구범위에 의하여 한정된다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린트 시스템(10)의 일 실시예를 기술한다. 잉크젯 프린트 시스템(10)은, 프린트헤드 조립체(12) 등과 같은 유체 배출 조립체, 및 잉크 공급원 조립체(14) 등과 같은 유체 공급 조립체를 포함하는 유체 배출 시스템의 일 실시예를 구성한다. 상기 기술된 실시예에서, 잉크젯 프린트 시스템(10)은 또한 장착 조립체(16), 매체 수송 조립체(18), 및 전자 제어기(20)를 포함한다.
유체 배출 조립체의 일 실시예로서, 프린트헤드 조립체(12)는 본 발명의 일 실시예에 따라 형성되고, 복수의 개구부 또는 노즐(13)을 통하여 1이상의 유색 잉크를 포함하여 잉크 액적을 배출한다. 이하의 설명이 프린트헤드 조립체(12)로부터의 잉크의 배출을 언급하기는 하나, 투명한 유체를 포함하는 다른 액체, 유체, 또는 유동성 재료가 프린트헤드 조립체(12)로부터 배출되는 것을 알 수 있다.
일 실시예에서, 액적들은, 프린트 매체(19) 상에 프린트하기 위하여, 프린트 매체(19) 등과 같은 매체를 향하여 방향 정해진다. 통상적으로, 노즐(13)은, 상기 프린트헤드 조립체(12) 및 상기 프린트 매체(19)가 서로에 대해 상대적으로 이동할 때, 노즐들(13)로부터의 적절히 순차적인 잉크 배출에 의해, 일 실시예에서, 문자, 부호, 및/또는 다른 그래픽 또는 상들이 프린트 매체(19) 상에 프린트될 수 있도록, 1이상의 행 또는 열로 배치된다.
프린트 매체(19)는 종이, 카드스톡, 봉투, 라벨, 투명막, 카드보드, 고형패널, 등과 같은 임의의 형태의 적당한 시트 재료를 포함한다. 일 실시예에서, 프린트 매체(19)는 연속적 형태 또는 연속적 웹 프린트 매체(19)이다. 그럼으로써, 프린트 매체(19)는 프린트되지 않은 종이의 연속적 롤을 포함할 수 있다.
유체 공급 조립체의 일 실시예로서, 잉크 공급원 조립체(14)는 프린트헤드 조립체(14)에 잉크를 공급하고, 잉크를 저장하기 위한 저장고(15)를 포함한다. 그럼으로써 잉크는 저장고(15)로부터 프린트헤드 조립체(12)로 흐른다. 일 실시예에서, 잉크 공급원 조립체(14) 및 프린트헤드 조립체(12)는 재순환 잉크 분배 시스템을 형성한다. 그럼으로써 잉크는 프린트헤드 조립체(12)로부터 저장고(15)로 다시 흐른다. 일 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12) 및 잉크 공급원 조립체(14)는 잉크젯 또는 유체젯 카트리지 또는 펜 내에 함께 수용된다. 또 다른 실시예에서, 잉크 공급원 조립체(14)는 프린트헤드 조립체(12)와 분리되고, 공급관 등과 같은 인터페이스 연결을 통하여 프린트헤드 조립체(12)로 잉크를 공급한다.
장착 조립체(16)는, 매체 수송 조립체(18)에 상대적으로 프린트헤드 조립체(12)의 위치를 정하고, 매체 수송 조립체(18)는 프린트헤드 조립체(12)에 상대적으로 프린트 매체(19)의 위치를 정한다. 그리하여, 프린트헤드 조립체(12)가 잉크 액적을 증착한 프린트 영역(17)은 프린트헤드 조립체(12)와 프린트 매체(19) 사이의 영역 내 노즐 근처에 형성된다. 프린트 매체(19)는 매체 수송 조립체(18)에 의 해 프린트 중에 프린트 영역(17)을 통하여 전진된다.
일 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12)는 스캐닝형 프린트헤드 조립체이고, 장착 조립체(16)는 프린트 매체(19) 상에 한 줄의 프린트 동안 매체 수송 조립체(18) 및 프린트 매체(19)에 상대적으로 프린트헤드 조립체(12)를 이동시킨다. 또 다른 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12)는 비-스캐닝형 프린트헤드 조립체이고, 매체 수송 조립체(18)가 프린트 매체(19)를 소정의 위치 앞에 전진할 때, 프린트 매체(19) 상에 한 줄의 프린트 동안, 장착 조립체(16)는 프린트헤드 조립체(12)를 매체 수송 조립체(18)에 상대적인 소정의 위치에 고정시킨다.
전자 제어기(20)는 프린트헤드 조립체(12), 장착 조립체(16), 및 매체 수송 조립체(18)와 연통한다. 전자 제어기(20)는 컴퓨터 등과 같은 주 시스템으로부터 데이터(21)를 수신하고, 데이터(21)를 일시적으로 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 통상적으로, 데이터(21)는 전자, 적외선, 광학 또는 다른 데이터 또는 무선 데이터 이동 경로를 따라 잉크젯 프린트 시스템(10)으로 송신된다. 데이터(21)는, 예를 들면 프린트해야 할 서류 및/또는 파일을 나타낸다. 그럼으로써, 데이터(21)는 잉크젯 프린트 시스템(10)에 대한 프린트 작업을 형성하고, 1이상의 프린트 작업 명령들 및/또는 명령 파라미터들을 포함한다.
일 실시예에서, 전자 제어기(20)는, 노즐(13)로부터의 잉크 액적 배출에 대한 시간적 제어를 포함하여 프린트헤드 조립체(12)의 제어를 제공한다. 그럼으로써, 전자 제어기(20)는 프린트 매체(19) 상에 문자, 기호, 및/또는 다른 그래픽 또는 상들을 형성하는 배출된 잉크 액적 패턴을 형성한다. 시간 제어 및 그로 인한 잉크의 액적 패턴은 프린트 작업 명령들 및/또는 명령 파라미터들에 의해 결정된다. 일 실시예에서, 전자 제어기(20)의 일부를 형성하는 로직 및 구동 회로는 프린트헤드 조립체(12) 상에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 로직 및 구동 회로는 프린트헤드 조립체(12)와 떨어져 배치된다.
도 2는 프린트헤드 조립체(12)의 일부의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12)는 다층의 조립체이고 외층(30 및 40)을 포함하고, 적어도 하나의 내층(50)을 포함한다. 외층(30 및 40)은 면 또는 측면(32 및 42) 각각, 및 각 측면(32 및 42)에 접하는 모서리(34 및 44) 각각을 가진다. 외층(30 및 40)은, 측면(32 및 42)이 내층(50)에 면하고 내층(50)에 인접하도록 내층(50)의 반대편에 위치된다. 그럼으로써, 내층(50) 및 외층(30 및 40)은 축(29)을 따라 적층된다.
도 2의 실시예에서 기술된 바와 같이, 내층(50) 및 외층(30 및 40)은 1이상의 열(60)의 노즐(13)을 형성하도록 배치된다. 노즐(13) 열(60)은, 예를 들면 사실상 축(29)에 수직인 방향으로 연장된다. 그럼으로써, 일 실시예에서, 축(29)은 프린트 축 또는 프린트헤드 조립체(12) 및 프린트 매체(19) 사이의 상대적 이동축을 나타낸다. 이리하여, 노즐(13)의 열(60)의 길이는 프린트헤드 조립체(12)에 의하여 프린트 매체(19) 상에 프린트된 일렬의 열 높이를 형성한다. 한 예시적 실시예에서, 노즐(13) 열들(60)은 약 2인치(5.06cm) 이하의 간격에 걸쳐있다. 또 다른 예시적 실시예에서, 노즐(13) 열들(60)은 약 2인치(5.06cm) 이상의 간격에 걸쳐있다.
일 실시예에서, 내층(50) 및 외층(30 및 40)은 두 열(61 및 62)의 노즐(13)을 형성한다. 특히, 내층(50) 및 외층(30)은 외층(30)의 모서리(34)를 따라 노즐(13) 열(61)을 형성하고, 내층(50) 및 외층(40)은 외층(40)의 모서리(44)를 따라 노즐(13) 열(62)을 형성한다. 그럼으로써, 일 실시예에서, 노즐(13) 열들(61 및 62)은 서로로부터 간격이 떨어져 서로 대략 평행방향으로 향한다.
일 예시적 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 열(61 및 62)의 노즐들(13)은 대략 정렬된 상태에 있다. 더욱 특히, 열(61)의 각 노즐(13)은 축(29)에 대략 평행한 방향의 프린트 라인을 따라 열(62)의 하나의 노즐(13)과 대략 정렬되어 있다. 그럼으로써, 도 2의 실시예는, 유체(또는 잉크)가 주어진 프린트 라인을 따라 복수의 노즐들을 통하여 배출될 수 있기 때문에 노즐 여분을 제공한다. 그리하여, 불량 또는 비동작 노즐이 또 다른 정렬된 노즐에 의하여 보상될 수 있다. 추가로, 노즐 여분은, 정렬된 노즐들 사이에서 노즐 활성화를 교대할 수 있게 된다.
도 3은 프린트헤드 조립체(12)의 일부의 또 다른 실시예를 도시한다. 프린트헤드 조립체(12)와 마찬가지로, 프린트헤드 조립체(12')는 다층의 조립체이고 외층(30' 및 40'), 및 내층(50)을 포함한다. 추가로, 외층(30 및 40)과 마찬가지로, 외층(30' 및 40')은 내층(50)의 반대편에 위치된다. 그것에 의하여, 내층(50) 및 외층(30' 및 40')은 노즐(13) 두 열(61' 및 62')을 형성한다.
도 3의 실시예에서 기술된 바와 같이, 열(61' 및 62')의 노즐들(13)은 서로 오프셋된다. 특히, 열(61')의 각 노즐(13)은 축(29)에 대략 평행 방향의 프린트 라인을 따라 열(62')의 하나의 노즐(13)로부터 어긋나거나 오프셋된다. 그럼으로써, 도 3의 실시예는 축(29)에 대략 수직인 방향의 라인을 따라 프린트될 수 있는 인치 당 돗트수(dpi)가 증가하기 때문에 해상도가 증가하게 된다.
일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 외층(30 및 40)(도 4에 도시된 것들 중 하나만 그리고 외층(30' 및 40')을 포함함) 각각은 측면(32 및 42) 상에 각각 형성된 액적 배출 소자(70) 및 유체 통로(80)를 포함한다. 액적 배출 소자(70) 및 유체 통로(80)는, 유체 통로(80)가 액적 배출 소자(70)에 연통하고 유체(또는 잉크)를 공급할 수 있도록 그렇게 배치된다. 일 실시예에서, 액적 배출 소자(70) 및 유체 통로(80)는 외층(30 및 40) 각각의 측면(32 및 42)에 대략 선형의 배열로 배치된다. 그럼으로써, 외층(30)의 모든 액적 배출 소자(70) 및 유체 통로(80)는 단일의 또는 단일 결정의 층으로 형성되고, 외층(40)의 모든 액적 배출 소자(70) 및 유체 통로(80)는 단일의 또는 단일 결정의 층으로 형성된다.
일 실시예에서는, 이하에 기술된 바와 같이, 내층(50)(도 2) 및 외층(30)의 유체 통로(80)는 모서리(44)를 따라 노즐(13) 열(61)을 형성하고, 외층(30 및 40)이 내층(50)의 반대측면에 위치될 때, 내층(50)(도 2) 및 외층(40)의 유체 통로(80)는 모서리(44)를 따라 노즐(13) 열(62)을 형성한다.
도 4의 실시예에 기술된 바와 같이, 각 유체 통로(80)는 유체 입구(84), 유체 챔버(86), 및 유체 출구(88)를 포함하며, 유체 챔버(86)가 유체 입구(84) 및 유체 출구(88)와 연통하도록 설치된다. 유체 입구(84)는 이하에 기술된 바와 같이, 유체(또는 잉크) 공급원과 연통하고, 유체 챔버(86)에 유체(또는 잉크)를 공급한다. 유체 출구(88)는, 일 실시예에서, 유체 챔버(86)와 연통하고, 외층(30 및 40)이 내층(50)의 반대측면에 위치될 때, 각 노즐(13)의 일부를 형성한다.
일 실시예에서, 각 액적 배출 소자(70)는 각각의 유체 통로(80)의 유체 챔버(86) 내에 형성된 발사 레지스터(72)을 포함한다. 발사 레지스터(72)은, 예를 들면, 가동될 때, 유체 챔버(86) 내에서 기포를 발생시켜 액체 방울들을 발생시켜 노즐(13)을 통하여 배출되도록 유체 챔버(86) 내의 유체를 가열하는 가열 저항을 포함한다. 그럼으로써, 일 실시예에서, 각 유체 챔버(86), 발사 레지스터(72), 및 노즐(13)은 각각의 액적 배출 소자(70)의 액적 발생기를 형성한다.
일 실시예에서, 동작 중에, 유체는 유체 입구(84)로부터 유체 챔버(86)로 흐르고, 여기서 유체 방울들은 유체 챔버(86)로부터, 각 발사 레지스터(72) 가동시 유체 출구(88) 및 각 노즐(13)을 통하여 배출되게 된다. 그럼으로써, 유체 방울들은 각각의 외층(30 및 40)의 측면(32 및 42)에 대략 평행하게 매체를 향하여 배출된다. 따라서, 일 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12)는 모서리 또는 "측-슈터" 설계를 구성한다.
일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 외층(30 및 40)(도 5에 도시된 것들 중 하나만 그리고 외층(30' 및 40')을 포함함) 각각은 기판(90) 및 기판(90)에 형성된 박막 구조(92)를 포함한다. 그럼으로써, 액적 배출 소자(70)의 발사 레지스터(72) 및 유체 통로(80)의 장벽(82)이 박막 구조(92) 상에 형성된다. 상술한 바와 같이, 외층(30 및 40)은, 각각의 액적 배출 소자(70)의 노즐(13) 및 유체 챔버(86)를 형성하기 위하여 내층(50)의 반대측면에 위치된다.
일 실시예에서, 내층(50) 및 외층(30 및 40)의 기판(90) 각각은 공통의 재료를 포함한다. 그럼으로써, 내층(50) 및 외층(30 및 40)의 열 확장 계수는 대략 부 합된다. 그리하여, 내층(50) 및 외층(30 및 40) 사이의 열적 경사도가 최소화된다.
내층(50) 및 외층(30 및 40)의 기판(90)에 적당한 재료의 예로는 Corning
Figure 112007076594169-pct00001
1737 유리 또는 Corning
Figure 112007076594169-pct00002
1737 유리 등과 같은 유리를 포함한다. 한 예시적 실시예에서, 내층(50) 및 외층(30 및 40)의 기판(90)이 금속 또는 금속 매트릭스 복합 재료일 때, 산소층이 기판(90)의 금속 또는 금속 매트릭스 복합 재료 상에 형성된다.
일 실시예에서, 박막 구조(92)는 액적 배출 소자(70)를 위한 구동 회로(74)를 포함한다. 구동 회로(74)는, 예를 들면, 파워, 접지, 및, 특히 발사 레지스터(72)을 포함하는 액적 배출 소자(70)용 로직을 설치한다.
일 실시예에서, 박막 구조(92)는, 예를 들면 실리콘 이산화물, 실리콘 탄화물, 실리콘 질화물, 탄탈륨, 폴리실리콘 유리, 또는 다른 적당한 재료 등으로 형성된 1이상의 패시베이션 또는 절연층을 포함한다. 추가로, 박막 구조(92)는 또한, 예를 들면 알루미늄, 금, 탄탈륨, 탄탈륨-알루미늄, 또는 다른 금속 또는 금속 합금 등으로 형성된 1이상의 전도층을 포함한다. 일 실시예에서, 박막 구조(92)는, 액적 배출 소자(70)용 구동 회로(74)의 일부를 형성하는 박막 트랜지스터들을 포함한다.
도 5의 실시예에 도시된 바와 같이, 유체 통로(80) 장벽(82)이 박막 구조(92) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12)의 경로를 통하여 그로부터 배출되어질 유체(또는 잉크)와 호환성 있는 비전도성 재료로 형성된다. 장 벽(82)으로 적당한 재료의 예로는, 감광성 폴리머 및 유리를 포함한다. 감광성 폴리머는 SU8 등과 같은 스펀온 재료 또는 DuPont Vacrel
Figure 112007076594169-pct00003
등과 같은 건식막 재료를 포함할 수 있다.
도 5의 실시예에 도시된 바와 같이, 외층(30 및 40) (외층(30' 및 40') 포함)은 장벽(82)에서 내층(50)과 접합된다. 일 실시예에서, 장벽(82)이 감광성 폴리머 또는 유리로 형성될 때, 외층(30 및 40)은 온도 및 압력에 의하여 내층(50)과 결합된다. 그러나, 다른 적당한 접합 또는 결합 기술이 외층(30 및 40)을 내층(50)에 연결시키는데 사용될 수도 있다.
일 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 내층(50)은 단일의 내층(150)을 포함한다. 단일의 내층(150)은 제 1측면(151) 및 제 1측면(151) 반대편의 제 2측면(152)을 가진다. 일 실시예에서, 외층(30 및 40)이 내층(50)의 반대 측면에 위치할 때, 외층(30)의 측면(32)(도 4)은 제 1측면(151)에 인접하고 외층(40)의 측면(42)은 제 2측면(152)에 인접한다.
일 실시예에서, 단일 내층(150)은 그 내부에 유체 통로(154)를 형성하여 있다. 유체 통로(150)는, 예를 들면, 단일 내층(150)의 제 1측면(151) 및 제 2측면(152)과 연통하는 개구부(155)를 포함하고, 단일 내층(150)의 반대 단들 사이에서 연장된다. 그럼으로써, 외층(30 및 40)이 단일 내층(150)의 반대편에 위치될 때, 유체 통로(154)는 단일 내층(150)을 통하여 외층(30 및 40)의 유체 통로(80)로 유체를 분배한다.
도 6의 실시예에 기술된 바와 같이, 단일 내층(150)은 적어도 하나의 유체 포트(156)를 포함한다. 이 예시적 실시예에서, 단일 내층(150)은 유체 통로(154)와 각각 연통하는 유체 포트(157 및 158)를 포함한다. 일 실시예에서, 유체 포트(157 및 158)는 유체 통로(154)용의 유체 입구 및 유체 출구를 형성한다. 그럼으로써, 유체 포트(157 및 158)는 잉크 공급원 조립체(14)(도 1)와 연통하고, 잉크 공급원 조립체(14) 및 프린트헤드 조립체(12) 사이에서 유체(또는 잉크)가 순환할 수 있도록 한다.
또 다른 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 내층(50)은 복수의 내층들(250)을 포함한다. 일 예시적 실시예에서, 내층들(250)은, 내층(253)이 내층(251 및 252) 사이에 삽입되도록 그렇게 내층(251, 252 및 253)을 포함한다. 그럼으로써, 외층(30 및 40)이 내층(250)의 반대측들 상에 위치할 때 외층(30)의 측면(32)은 내층(251)에 접하고 외층(40)의 측면(42)은 내층(252)에 접하게 된다.
하나의 예시적 실시예에서, 내층들(251, 252 및 253)은 유리 프릿 결합에 의하여 서로 접합된다. 그럼으로써, 유리 프릿 재료가 내층들(251, 252 및 253) 상에 증착 및 패턴화되고, 내층들(251, 252 및 253)은 온도 및 압력 하에서 서로 결합된다. 그리하여, 내층들(251, 252 및 253) 사이의 접합부는 열적으로 부합된다. 또 다른 예시적 실시예에서, 내층들(251, 252 및 253)은 양극 결합에 의하여 서로 결합된다. 그럼으로써, 내층들(251, 252 및 253)은 긴밀하게 접촉되고, 전압이 그 층들을 가로질러 가해진다. 그리하여, 내층들(251, 252 및 253) 사이의 접합부는 열적으로 부합되고 추가의 재료가 사용되지 않기 때문에 화학적으로 비활성이다. 또 다른 예시적 실시예에서, 내층들(251, 252 및 253)은 점착 결합에 의하여 서로 접 합된다. 그러나, 다른 적당한 접합 또는 결합 기술이 내층들(251, 252 및 253)을 접합시키기 위하여 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 내층들(250)은 유체 복합체 또는 유체 통로(254)가 내부에 형성되어 있다. 유체 통로(254)는, 예를 들면 내층(251)에 형성된 개구부(255), 내층(252)에 형성된 개구부(256), 및 내층(253)에 형성된 개구부(257)를 포함한다. 개구부(255, 256 및 257)는, 내층(253)이 내층들(251 및 252) 사이에 삽입될 때, 내층(253)에 형성된 개구부(257)가 내층(251, 252)에 형성된 개구부(255, 256)와 각각 연통하도록 형성 및 배열된다. 그럼으로써, 외층(30 및 40)이 내층(250)의 반대측 상에 위치될 때, 유체 통로(254)는 내층(250)을 통하여 그리고 외층(30 및 40)의 유체 통로(80)로 유체를 분배시킨다.
도 7의 실시예에 기술된 바와 같이, 내층(250)은 적어도 하나의 유체 포트(258)를 포함한다. 한 예시적 실시예에서, 내층(250)은 내층(251 및 252)에 각 형성된 유체 포트(259 및 260)를 포함한다. 그럼으로써, 내층(253)이 내층(251 및 252) 사이에 삽입될 때, 내층(253)의 개구부(257)와 연통한다. 일 실시예에서, 유체 포트(259 및 260)은 유체 통로(254)용의 유체 입구 및 유체 출구를 형성한다. 그럼으로써, 유체 포트(259 및 260)는 잉크 공급원 조립체(14)와 연통하고 잉크 공급원 조립체(14)와 프린트헤드 조립체(12) 사이에 유체(또는 잉크)가 순환할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 외층(30 및 40) 상의 액적 배출 소자(70) 및 유체 통로(80)를 형성하고 외층(30 및 40)을 내층(50)의 반대측 상에 위치시킴으로써, 상술된 바 와 같이 프린트헤드 조립체(12)는 길이를 가변으로 형성할 수 있다. 예를 들면, 프린트헤드 조립체(12)는 공칭 페이지 폭에 걸쳐 있을 수 있거나, 아니면 공칭 페이지 폭보다 더 짧거나 더 긴 페이지 폭에 걸쳐 있을 수 있다. 한 예시적 실시예에서, 프린트헤드 조립체(12)는, 노즐(13) 열(61 및 62)이 공칭 페이지 폭에 걸쳐 있도록 와이드-배열 또는 페이지-와이드 배열로서 형성된다.
한 예시적 실시예에서, 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이, 유체 통로(80)는, 각각의 외층(30 및 40)의 측들(32 및 42) 상에 형성되는 것처럼 장벽(82)에 의해 한정된다. 그럼으로써, 외층(30 및 40)이 내층(50)의 반대편 상에 위치될 때 내층(50)(도 2) 및 외층(30)의 유체 통로(80)는 모서리(34)를 따라 노즐(13) 열(61)을 형성하고, 내층(50)(도 2) 및 외층(40)의 유체 통로(80)는 모서리(44)를 따라 노즐(13) 열(62)을 형성한다. 따라서, 일 실시예에서, 장벽(82)은 유체 통로(80)의 반대편 상에 배치되고 노즐(13)의 측단면을 형성한다.
일 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 유체 통로(80)는 유체 통로(180)를 포함하고, 장벽(82)은 장벽(182)을 포함한다. 일 실시예에서, 장벽(182)은 유체 통로(180)의 반대측 상에 형성되는 다층 장벽을 포함한다. 추가로, 한 실시예에서, 장벽(182)은, 이하에 기술된 바와 같이, 십자형 노즐(130)(도 9)과 같은 노즐(13)을 형성한다.
도 8의 실시예에 기술된 바와 같이, 장벽(182)은 각각 장벽층(1821), 장벽층(1822), 및 장벽층(1821) 및 장벽층(1822) 사이에 삽입되는 적어도 하나의 장벽층(1823)을 포함한다. 한 실시예에서, 예를 들면, 장벽층(1821)은 각 외층(30 및/ 또는 40)의 측면(32 및/또는 42) 상에 형성되고, 장벽층(1823)은 장벽층(1821) 상에 형성되고, 장벽층(1822)은 장벽층(1823) 상에 형성된다. 그럼으로써, 장벽층(1823)은 장벽층(1821) 및 장벽층(1822) 사이에 삽입된다. 하나의 장벽층(1823)이 장벽층들(1821 및 1822) 사이에 삽입되는 것으로서 기술 및 도시되기는 하나, 1 이상의 장벽층(1823)이 장벽층들(1821 및 1822) 사이에 삽입되는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다.
일 실시예에서, 유체 통로(80)와 마찬가지로, 유체 통로(180) 각각은 유체 입구(184), 유체 챔버(186), 및 유체 출구(188)을 포함하며, 유체 챔버(186)가 유체 입구(184) 및 유체 출구(188)와 연통하도록 설치된다. 유체 입구(184)는 상술한 바와 같이, 유체(또는 잉크) 공급원과 연통하고, 유체 챔버(186)에 유체(또는 잉크)를 공급한다. 유체 출구(188)는 유체 챔버(186)와 연통하고, 일 실시예에서, 외층(30 및/또는 40)이 내층(50)의 각 측면에 위치될 때, 각 노즐(130)(도 9)의 일부를 형성한다. 일 실시예에서, 상술한 바와 같이, 액적 배출 소자(70)는 각각의 유체 통로(180)의 유체 챔버(186) 내에 형성된다.
일 실시예에서, 도 5를 참조로 하여, 장벽(82)과 마찬가지로, 장벽(182)은 외층(30 및/또는 40)의 박막 구조(92) 상에 형성된다. 일 실시예에서, 장벽(182)은, 프린트헤드 조립체(12)의 경로를 통하여 그리고 그로부터 배출되어질 유체(또는 잉크)와 호환성 있는 재료로 형성된다. 장벽(182)으로 적당한 재료의 예로는, 감광성 폴리머 또는 유리 등과 같은 비전도성 재료, 또는 증착 금속 등과 같은 전도성 재료를 포함한다. 감광성 폴리머는, 예를 들면, SU8 등과 같은 스펀온 재료 또는 DuPont Vacrel(등록 상표) 등과 같은 건식막 재료를 포함할 수 있고, 증착 재료는, 예를 들면 니켈 을 포함할 수 있다. 도 8의 실시예에서 기술된 바와 같이, 장벽층(1821)은 각 외층(30 및/또는 40)의 모서리(34 및/또는 44)를 따라 형성되는 바와 같은 치수(D1)을 가지고, 장벽층(1822)은 모서리(34 및/또는 44)와 평행한 모서리를 따라 형성되는 바와 같은 치수(D2)을 가지고, 장벽층(1823)은 모서리(34 및/또는 44)와 평행한 모서리를 따라 형성되는 바와 같은 치수(D3)을 가진다. 일 실시예에서, 장벽층(1821)의 치수(D1) 및 장벽층(1822)의 치수(D2)는 대략 동일하고, 장벽층(1823)의 치수(D3)는 치수(D1) 및 치수(D2) 보다 작다. 그럼으로써, 장벽층(1823)은 모서리(34 및/또는 44)를 따라 장벽층(1821 및 1822) 보다 좁다.
일 실시예에서, 장벽층(1823)의 측단면은 유체 통로(180)의 유체 출구(188) 영역에서 장벽층(1821 및 1822)에 비하여 좁다. 그러나, 유체 통로(180)의 유체 챔버(186) 및 유체 입구(184) 영역에서 장벽층(1823)의 단면은 장벽층(1821 및 1822)과 대략 유사하다. 장벽층(1821, 1822 및 1823)이 대략 동일한 두께를 가지는 것으로 도시된다 하더라도, 장벽층(1821, 1822 및/또는 1823)이 서로 다른 두께를 가지는 것은 본 발명의 범위 내에 속한다. 추가로, 장벽층(1821, 1822 및/또는 1823)이 각 외층(30 또는 40)의 모서리(34 또는 44)와 동일 평면 상에 배치될 수 있고, 각 외층(30 또는 40)의 모서리(34 또는 44)에 비하여 오목하며, 그리고/또는 각 외층(30 또는 40)의 모서리(34 또는 44)로부터 돌출 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 장벽(182)이 외층(30 및/또는 40) 상에 분리된 구성 또는 "섬"으로서 형성된다. 분리된 구성으로서 장벽(182)을 형성 함으로써, 층들의 휨 또는 편향 등과 같은, 장벽(182) 및 외층(30 및/또는 40)의 열 확장 계수에서의 부적당에 대한 잠재적 영향 및 전단 스트레스의 축적이, 장벽(182)의 불연속으로 인하여 연속적 재료 층으로부터 형성된 장벽들과 비교하여 완화된다.
도 9의 실시예에서 도시된 바와 같이, 외층(30 및/또는 40)이 내층(50)에 접합될 때, 상술한 바와 같이, 외층(30 및/또는 40), 장벽(182)(장벽층들(1821, 1822 및 1823)을 포함함), 및 내층(50)이 노즐(130)을 형성 및 한정한다. 일 실시예에서, 상술한 바와 같이, 노즐들(130)은 십자형 단면을 가진다. 그럼으로써, 각 노즐(130)의 십자형 단면의 한 아암(131)은 외층(30 및/또는 40) 및 장벽층(1821)에 의해 형성되고, 각 노즐(130)의 십자형 단면의 한 아암(132)은 내층(50) 및 장벽층(1822)에 의해 형성되고, 각 노즐(130)의 십자형 단면의 두 아암(133 및 134)은 장벽층(1823), 및 장벽층(1821 및 1822)에 의해 형성된다.
일 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 노즐(130)은, 각각의 외층(30 및/또는 40)의 모서리(34 및/또는 44)를 따른 치수(d1), 내층(50)의 모서리(54)를 따른 치수(d2), 모서리(34 및/또는 44) 및 모서리(54) 사이에서 평행한 치수(d3)를 가진다.
도 9 및 도 10의 실시예에 기술된 바와 같이, 십자형 단면을 가지는 노즐(130)을 형성함으로써, 노즐(130)을 통하여 배출된 액적(104)의 부착점 또는 접촉점(102)은 외층(30 및/또는 40) 및 내층(50)으로부터 간격이 떨어져 있고, 특히 그로부터 노즐(130)의 중심을 향하여 내부로 이동된다. 일 실시예에서, 예를 들면, 부착점 또는 접촉점(102)은 노즐(130)의 십자형 단면의 아암(131, 132, 133 및 134)의 교차부에 형성된다. 그럼으로써, 액적 형성은 외층(30 및/또는 40) 및 내층(50)의 모서리들로부터 분리된다. 그리하여 십자형 단면의 노즐(130)을 형성함으로써, 노즐들(130)의 주변벽들과의 상호작용 및 잠재적 습윤이 감소되고 그럼으로써 상기 벽들을 따라 뒤범벅이 되거나 액적의 방향이 잘못될 가능성을 최소화되게 된다. 추가로, 노즐(130)의 십자형 단면의 아암(131, 132, 133 및 134)은, 노즐(130) 표면 근처에 형성되는 유체(또는 잉크)의 소용돌이를 고갈시키기 위한 경로 또는 "수로"를 형성한다.
특별한 실시예가 여기서 기술 및 도시되었으나, 당업자는 여러가지의 대안 및/또는 등가물들이 상기 특별한 실시예에 대해 대체될 수 있고 본발명의 범위 내에서 기술될 수 있음을 인식할 수 있을 것이다. 이 출원은 여기서 기술된 특별한 실시예들의 적용예 및 변화예를 포함하고자 한다. 그렇기 때문에, 본 발명은 청구범위 및 그 등가물 만에 의하여 제한될 것이다.

Claims (20)

  1. 유체 배출 조립체에 있어서,
    제 1 층(50, 150, 250)과,
    상기 제 1 층의 일 측면에 위치한 제 2 층(30, 40)으로서, 상기 제 1 층의 상기 측면에 인접한 측면(32, 42)을 갖고, 측면 상에 형성된 액적 배출 소자(70) 및 상기 액적 배출 소자와 연통하는 유체 통로(80, 180)를 포함하는, 상기 제 2 층을 포함하며,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 상기 유체 통로가 노즐(130)을 형성하고,
    상기 노즐은 십자형 단면을 가지며,
    상기 제 2 층의 모서리(34, 44)와 인접한 노즐의 치수(d1) 및 상기 제 1 층의 모서리(54)와 인접한 노즐의 치수(d2)는, 상기 제 1 층의 모서리 및 상기 제 2 층의 모서리의 사이에 있고 상기 제 1 층의 모서리와 상기 제 2 층의 모서리와 평행한 노즐의 치수(d3)보다 각각 더 작고,
    상기 제 2 층은 상기 유체 통로의 대향 측면들 상에 형성된 장벽(82, 182)을 포함하고, 상기 장벽은 상기 노즐의 십자형 단면을 형성하는
    유체 배출 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 그 내부에 형성된 유체 통로(154, 254)를 가지고, 상기 제 2 층의 유체 통로는 상기 제 1 층의 유체 통로와 연통하는
    유체 배출 조립체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 배출 소자는 상기 제 2 층의 측면에 실질적으로 평행한 상기 노즐을 통하여 유체 액적을 배출하도록 되어 있는
    유체 배출 조립체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층의 유체 통로는, 유체 입구(84, 184)와, 상기 유체 입구와 연통하는 유체 챔버(86, 186)와, 상기 유체 챔버와 연통하는 유체 출구(88, 188)를 포함하며, 상기 제 2 층의 액적 배출 소자는 상기 유체 통로의 유체 챔버 내에 형성된 발사 레지스터(72)을 포함하는
    유체 배출 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 각각은 공통의 재료를 포함하며, 상기 공통 재료는, 유리, 세라믹 재료, 탄소 복합 재료, 금속 및 금속 매트릭스 복합 재료 중의 하나를 포함하는
    유체 배출 조립체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 층은 그 측면과 인접한 모서리(34, 44)를 가지며, 노즐의 십자형 단면은 상기 제 2 층의 모서리를 따라 제공되는
    유체 배출 조립체.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 장벽은 감광성 폴리머(photo-imaginable polymer), 유리, 및 증착된 금속 중의 하나로 형성되는
    유체 배출 조립체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 장벽 각각은, 제 2 층에 인접한 제 1 장벽층(1821)과, 제 1 층에 인접한 제 2 장벽층(1822)과, 그리고 제 1 장벽층과 제 2 장벽층 사이에 개재된 제 3 장벽층(1823)을 포함하고, 상기 제 2 층의 모서리(34, 44)를 따른 제 1 장벽층의 치수(D1) 및 상기 제 1 층의 모서리(54)를 따른 제 2 장벽층의 치수(D2)는, 상기 제 2 층의 모서리 및 상기 제 1 층의 모서리와 평행한 모서리를 따른 제 3 장벽층의 치수(D3)보다 각각 더 큰
    유체 배출 조립체.
  11. 유체 배출 조립체를 형성하는 방법에 있어서,
    제 1 층(50, 150, 250)을 형성하는 단계와,
    제 2 층(30, 40)의 일 측면(32, 42)에 액적 배출 소자(70)를 형성하는 단계와,
    상기 제 2 층의 상기 측면에 유체 통로(80, 180)를 형성하는 단계로서, 상기 유체 통로를 상기 액적 배출 소자와 연통시키는 단계를 포함하는, 상기 유체 통로(80, 180) 형성 단계와,
    상기 제 1 층의 한 측면에 상기 제 2 층을 배치하는 단계로서, 상기 제 1 층 및 상기 제 2 층의 상기 유체 통로를 구비한 노즐(130)을 형성하는 단계를 포함하는, 상기 제 2 층 배치 단계를 포함하고,
    상기 노즐은 십자형 단면을 가지며,
    상기 노즐을 형성하는 단계는, 상기 제 2 층의 모서리(34, 44)를 따른 제 1 치수(d1)와, 상기 제 1 층의 모서리(54)를 따른 제 2 치수(d2)와, 상기 제 1 층의 모서리와 상기 제 2 층의 모서리의 사이에 있고 상기 제 1 층의 모서리와 상기 제 2 층의 모서리와 평행한 제 3 치수(d3)를 갖는 노즐을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 치수 및 제 2 치수는 상기 제 3 치수보다 각각 더 작으며,
    상기 유체 통로를 형성하는 단계는, 상기 제 2 층에 장벽(82, 182)을 형성하는 단계와, 상기 장벽으로 십자형 단면의 노즐을 형성하는 단계를 포함하는
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 층을 형성하는 단계는, 상기 제 1 층에 유체 통로(154, 254)를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 층의 한 측면에 상기 제 2 층을 배치하는 단계는, 상기 제 2 층의 유체 통로를 상기 제 1 층의 유체 통로와 연통시키는 단계를 포함하는
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 액적 배출 소자는 상기 제 2 층의 측면에 실질적으로 평행한 상기 노즐을 통하여 유체 액적을 배출하도록 되어 있는
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 유체 통로를 형성하는 단계는, 유체 입구(84, 184)를 형성하는 단계와, 유체 챔버(86, 186)를 상기 유체 입구와 연통시키는 단계와, 유체 출구(88, 188)를 상기 유체 챔버와 연통시키는 단계를 포함하며, 액적 배출 소자를 형성하는 단계는, 상기 유체 통로의 유체 챔버 내에 발사 레지스터(72)을 형성하는 단계를 포함하는
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 층 및 상기 제 2 층 각각은 공통의 재료를 포함하며, 상기 공통 재료는, 유리, 세라믹 재료, 탄소 복합 재료, 금속 및 금속 매트릭스 복합 재료 중의 하나를 포함하는
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 노즐을 형성하는 단계는, 그 측면과 인접한 제 2 층의 모서리(34, 44)를 따라 노즐을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 노즐의 십자형 단면은 상기 제 2 층의 모서리를 따라 제공되는,
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 장벽은 감광성 폴리머, 유리, 및 증착된 금속 중의 하나로 형성되는
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 장벽을 형성하는 단계는, 제 1 장벽층(1821)과, 제 2 장벽층(1822)과, 그리고 제 1 장벽층과 제 2 장벽층 사이에 개재된 제 3 장벽층(1823)을 포함하는 장벽층 각각을 형성하는 단계를 포함하고, 제 1 장벽층은 제 2 층에 인접하고, 상기 제 2 층의 모서리(34, 44)를 따른 제 1 장벽층의 치수(D1) 및 상기 제 2 층의 모서리와 평행한 모서리를 따른 제 2 장벽층의 치수(D2)는, 상기 제 2 층의 모서리와 평행한 모서리를 따른 제 3 장벽층의 치수(D3)보다 각각 더 큰
    유체 배출 조립체를 형성하는 방법.
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