KR101949831B1 - 잉크젯 프린트헤드 장치, 유체 방출 장치 및 유체 방출 방법 - Google Patents

잉크젯 프린트헤드 장치, 유체 방출 장치 및 유체 방출 방법 Download PDF

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아담 엘. 고제일
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Abstract

잉크젯 프린트헤드 장치, 유체 방출 장치 및 유체 방출 방법이 개시된다. 유체 방출 장치는, 유체를 저장하는 유체 공급 챔버, 노즐 및 이 노즐을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재를 포함하는 방출 챔버, 및 유체 공급 챔버와 방출 챔버 사이의 유체 연통을 이루는 채널을 포함한다. 유체 방출 장치는 적어도 하나의 방출 챔버에 있는 유체의 단면적에 대응하는 전압값을 출력하는 센서판을 갖는 압력 센서 유닛을 또한 포함한다 .

Description

잉크젯 프린트헤드 장치, 유체 방출 장치 및 유체 방출 방법{INKJET PRINTHEAD DEVICE, FLUID EJECTION DEVICE, AND METHOD THEREOF}
본 출원은 2011년 10월 24일에 출원된 PCT/US2011/057515의 35 U.S.C. §371 에 따른 국내 단계 출원이며, 그의 전체 내용은 본원에 참조로 관련되어 있다.
본 출원은, Andrew L. Van Brocklin, Adam L. Ghozeil 및 Daryl E. Anderson 이 본원과 동일자로 출원한 발명의 명칭 "INKJET PRINTING SYSTEM, FLUID EJECTION SYSTEM, AND METHOD THEREOF"의 TBA (Attorney Docket No. 82829549); Andrew L. Van Brocklin, Adam L. Ghozeil 및 Daryl E. Anderson이 본원과 동일자로 출원한 발명의 명칭 "FLUID EJECTION DEVICES AND METHODS THEREOF"의 TBA (Attorney Docket No. 82761706; 및 Adam L. Ghozeil, Daryl E. Anderson 및 Andrew L. Van Brocklin이 본원과 동일자로 출원한 발명의 명칭 "FLUID EJECTION SYSTEMS AND METHODS THEREOF"의 TBA (Attorney Docket No. 82878537)의 공동 소유 특허 출원에 관련되어 있으며, 이들 관련 출원의 전체 내용은 본원에 참조로 관련되어 있다.
유체 방출 장치는 유체를 대상물 상에 제공한다. 유체 방출 장치는 유체를 저장하는 유체 공급 챔버를 포함할 수 있다. 유체 방출 장치는 또한 복수의 방출 챔버를 포함할 수 있고, 이 방출 챔버는 노즐 및 각각의 노즐을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재를 포함한다. 유체 방출 장치는 잉크 형태의 이미지를 매체 상에 인쇄하는 잉크젯 프린트헤드 장치를 포함할 수 있다.
본 개시의 비제한적인 실시예들이 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명에서 설명되며 청구 범위를 제한하지 않는다. 도면에서, 하나 이상의 도에 나타나는 동일하고 유사한 구조, 요소 또는 부분은 일반적으로 이들이 나타나 있는 도에서 동일하거나 유사한 참조 부호로 표시되어 있다. 도에 도시되어 있는 구성 요소 및 특징 요소의 치수는 주로 표시의 편리성과 명확성을 위해 선택된 것이며 축척에 맞을 필요는 없다. 첨부된 도면을 참조한다.
도 1 은 일 실시예에 따른 유체 방출 장치를 도시하는 블럭도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 도 1 의 유체 방출 장치의 일 부분의 개략적인 상면도이다.
도 3 은 일 실시예에 따른 도 2 의 유체 방출 장치의 개략적인 단면도이다.
도 4 는 일 실시예에 따라 정상 상태의 유체 레벨에서 도 1 의 유체 방출 장치의 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 전압값과 그 유체 방출 장치내의 배압(back pressure) 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
도 5 는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드 장치를 도시하는 블럭도이다.
도 6 은 일 실시예에 따른 유체 방출 시스템을 도시하는 블럭도이다.
도 7 은 일 실시예에 따른 도 6 의 유체 방출 시스템의 일 부분을 도시하는 개략적인 상면도이다.
도 8 은 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄 시스템을 도시하는 블럭도이다.
도 9 는 일 실시예에 따른 유체 방출 장치에 있는 유체의 양에 대응하는 계수값(count value)을 출력하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 10 은 일 실시예에 따른 유체 방출 시스템의 공급 조건을 결정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
이하의 상세한 설명에서, 이 상세한 설명의 일 부분을 이루는 첨부 도면을 참조할 것이며, 본 개시를 실시할 수 있는 특정 실시예들이 그 첨부 도면에 예시적으로 나타나 있다. 다른 실시예도 이용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변경들이 본 개시의 범위 내에서 가능하다. 그러므로, 이하의 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여져서는 아니 되고, 본 개시의 범위는 첨부된 청구 범위로 규정된다.
유체 방출 장치는 유체를 대상물 상에 제공한다. 유체 방출 장치는 유체를 저장하는 유체 공급 챔버를 포함할 수 있다. 유체 방출 장치는 또한 복수의 방출 챔버를 포함할 수 있고, 이 방출 챔버는 노즐 및 각각의 노즐을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재를 포함한다. 유체 방출 장치는 잉크 형태의 이미지를 매체 상에 인쇄하는 잉크젯 프린트헤드 장치를 포함할 수 있다. 유체 방출 장치에 남아 있는 유체의 양은, 유체를 대상물 상으로 적절히 제공하는 유체 방출 장치의 능력에 영향을 주고/주거나 그 능력을 나타낼 수 있다. 유체가 유체 방출 장치에 남아 있는지의 여부는, 예컨대 유체 방출 장치에서 방출되는 유체 방울을 계수하고 유체 방출 장치에서 방출되는 유체 방울을 물리적으로 검출하고 또한 유체 방출 장치에서 방출되는 유체 방울의 존재 또는 부재를 알기 위한 매체를 검사함으로써 검출되고/검출되거나 결정될 수 있다. 유체가 거의 다 비워진 때를 결정하기 위해 통계학적 계산을 이용할 수도 있다. 그러나 일반적으로 ,그러한 검출 및/또는 결정은 유체 방출 장치내 유체의 양을 걸정하는 제한된 정확성을 가질 수 없고/없거나 갖지 않을 수 있다.
본 개시의 실시예는, 잉크젯 프린트헤드 장치, 유체 방출 장치 및 유체 방출 방법을 포함한다. 실시예에서, 유체 방출 장치는 압력 센서 유닛을 포함한다. 압력 센서 유닛은, 적어도 하나의 방출 챔버에 있는 유체의 단면적에 대응하는 전압값을 출력하는 센서판을 포함한다. 예컨대, 적어도 하나의 방출 챔버는 센서판을 포함할 수 있는 시험 챔버에 대응할 수 있다. 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 전압값은 유체 방출 장치내의 배압의 변화에 따라 변할 수 있다. 즉, 유체 방출 장치내 유체의 양 및/또는 조건은, 배압 범위에 대응하며 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 적어도 전압값의 범위로 인해 더욱 정확하게 결정될 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 유체 방출 장치를 도시하는 블럭도이다. 도 1 을 참조하면, 일부 실시예에서, 유체 방출 장치(100)는 유체 공급 챔버(10), 복수의 방출 챔버(11), 채널(14) 및 압력 센서 유닛(15)을 포함한다. 상기 유체 공급 챔버(10)는 유체를 저장할 수 있다. 상기 채널(14)은 유체 공급 챔버(10)와 방출 챔버(11) 사이의 유체 연통을 이룰 수 있다. 즉, 유체는 유체 공급 챔버(10)로부터 채널(14)을 통과해 방출 챔버(11)에 보내질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 채널(14)은 유체 슬롯과 같은 단일 채널의 형태일 수 있다. 대안적으로, 채널(14)은 복수의 채널의 형태일 수도 있다. 방출 챔버(11)는 노즐(12) 및 각각의 노즐(12)을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재(13)를 포함할 수 있다.
도 1 을 참조하면, 상기 압력 센서 유닛(15)은, 적어도 하나의 방출 챔버(11)에 있는 유체의 단면적(39)(도 3)에 대응하는 전압값을 출력하는 센서판(15a)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서판(15a)은 적어도 하나의 방출 챔버(11), 채널(14) 등에 배치될 수 있다. 예컨대, 센서판(15a)은 적어도 하나의 방출 챔버(11)에 배치될 수 있다. 센서판(15a)은 예컨대 탄탈륨 등으로 형성된 금속 센서판일 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서 유닛(15)은 복수의 방출 챔버(11)에 대응하는 복수의 센서판(15a)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 유체 방출 장치(100)는 복수의 압력 센서 유닛(15)을 포함할 수 있으며, 이 압력 센서 유닛 각각은 각각의 방출 챔버(11)에 배치되는 각각의 센서판(15a)을 갖는다. 일부 실시예에서, 유체 방출 장치(100)는 잉크젯 프린트헤드 장치(500)(도 5)일 수 있다.
도 2 는 일 실시예에 따른 도 1 의 유체 방출 장치의 일 부분의 개략적인 상면도이다. 도 3 은 일 실시예에 따른 도 2 의 유체 방출 장치의 개략적인 단면도이다. 도 2 및 3을 참조하면, 일부 실시예에서, 유체 방출 장치(200)는, 유체 공급 챔버(10), 복수의 방출 챔버(11), 채널(14), 센서판(25a)을 갖는 기포 검출 마이크로-전기-기계식 시스템(ABD MEMS) 압력 센서(25)의 형태로 된 압력 센서 유닛(15), 전류원(21), 그라운딩 부재(22) 및 컨버터 모듈(26)을 포함한다. 일부 실시예에서, 압력 센서 유닛(25)은 그라운딩 부재(22) 및/또는 전류원(21)을 포함할 수 있다.
예컨대, 인쇄 작업 중에, 유체 방울이 각각의 방출 챔버(11)로부터 대응하는 노즐(12)을 통해 방출될 수 있다. 그리고 방출 챔버(11)는 유체 공급 챔버(10)로부터 채널(14)을 통과해서 오는 유체(f)로 다시 채워질 수 있다. 예컨대, 전류 신호가 발사 레지스터와 같은 방출 부재(13)에 제공되어 그로부터 열을 방출시킬 수 있다. 상기 발사 레지스터 가까이에 있는 유체는 과열되어 증발될 수 있고, 그 결과 증기 기포가 대응하는 방출 챔버(11)에서 형성된다. 증기 기포의 팽창에 의해 유체 방울은 대응하는 노즐(12) 밖으로 나갈 수 있다. 발사 레지스터의 냉각에 응하여, 증기 기포는 붕괴될 수 있다. 그 결과, 각각의 노즐(12)을 통해 다른 유체 방울을 방출시키기 위한 준비로, 채널(14)로부터 유체(f)가 방출 챔버에 공급될 수 있다.
도 3 을 참조하면, 일부 실시예에서, 배압(back pressure)이 유체 방출 장치(100)의 방출 챔버(11) 내에 있는 유체(f)의 위치를 변화시킬 수 있다. 예컨대, 방출 챔버내 배압의 변화에 응하여 유체(f)의 메니스커스(meniscus; 38)는 각각의 노즐(12)에서 멀어지게 안쪽 방향으로 움직여 방출 챔버(11)내 유체(f)의 단면적(39)을 변화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 유체(f)의 단면적(39)은 방출 챔버(11) 안에 배치되어 있는 센서판(25a)에서 유체(f)의 메니스커스(38)까지의 높이를 포함할 수 있다. 도 2 및 3 을 참조하면, 검출 작업 중에, ABD MEMS 압력 센서(25)의 각각의 센서판(25a)은 전류원(21)으로부터 전류 신호를 받을 수 있다.
전류 신호는 각각의 센서판(25a)으로부터 이 센서판과 그라운딩 부재(22) 사이에 있는 유체를 통과하여 그 그라운딩 부재에 전달될 수 있다. 그라운딩 부재(22)는 예컨대 유체 챔버(10), 채널(14), 각각의 방출 챔버(11) 등에 있을 수 있다. 예컨대, 그라운딩 부재(22)는 캐비테이션(cavitation) 부재 및/또는 캐비테이션 층의 형태로 각각의 방출 챔버(11) 안에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, ABD MEMS 압력 센서 유닛(25)은 그라운딩 부재(22) 및/또는 전류원(21)을 포함할 수 있다. ABD MEMS 압력 센서 유닛(25)은 적어도 하나의 방출 챔버(11)내의 배압의 함수로 전압값을 출력할 수 있다. 에컨대, ABD MEMS 압력 센서(25)는 센서판(25a)을 통해 전압값을 출력할 수 있다.
도 2 및 3 을 참조하면, 일부 실시예에서, 컨버터 모듈(26)은 각각의 ABD MEMS 압력 센서(25)에 의해 출력되는 유체(f)의 각각의 전압값에 대응하는 계수값(count value)을 출력할 수 있다. 예컨대, 컨버터 모듈(26)은, 각 범위의 전압값의 각 범위에 대응하는 고유의 수를 관련시킬 수 있다. 추가로, 그 고유의 수는 대응하는 범위의 오더에 대응되게 선택될 수 있다. 즉, 더 높은 전압값을 포함하는 범위가 더 낮은 전압값을 포함하는 범위 보다 더 높은 수와 관련될 것이다. 일부 실시예에서, 유체 방출 장치(100)는 센서판(25a) 및/또는 ABD MEMS 압력 센서(25)의 수에 대응하는 복수의 컨버터 모듈(26)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 유체 방출 장치(100)는 잉크젯 프린트헤드 장치(500)(도 5)일 수 있다.
도 4 는 일 실시예에 따라 정상 상태의 유체 레벨에서 도 1 의 유체 방출 장치의 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 전압값과 그 유체 방출 장치내의 배압 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 정상 상태의 유체 레벨은 각각의 방출 부재(13)의 발사 후의 미리 정해진 시간 주기로 확인될 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 시간 주기는 약 1초일 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서 유닛(15)에서 출력되는 전압값은 적어도 하나의 방출 챔버(11) 내의 배압의 함수일 수 있다. 이 배압은 유체 방출 장치(100)가 적절히 기능하도록 그 유체 방출 장치(100) 내부에서 형성될 수 있다. 즉, 배압은 유체가 노즐(12)을 통해 질질 나오는 것을 감소시키면서유체가 방출 챔버(11)에 공급되는 것을 쉽게 해줄 수 있다. 압력 감지는 예컨대 스핏팅(spitting), 인쇄 또는 프라이밍(priming)으로 인한 유체 방출 장치(200)내의 압력 변화로 일어날 수 있다. 즉, 유체의 메니스커스는 움직일 수 있고 또한 센서판(15a)과 각각의 그라운딩 부재(22) 사이에서 적어도 방출 챔버(11) 내의 유체의 단면적을 변화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 유체의 단면적의 변화는 전압 출력 변화에 대응할 수 있고 예컨대 저항 변화로서 측정될 수 있다. 배압은 소진전(pre-exhaustion) 조건과 같은 유체 공급 조건에 근거하여 변할 수 있다.
도 4 를 참조하면, 일부 실시예에서, 센서판(15a)을 갖는 압력 센서 유닛(15)은 각 방출 챔버(11) 내의 배압에 대응하는 전압값을 출력할 수 있다. 예컨대, 센서판(15a)은 각각의 방출 챔버(11)에 배치될 수 있다. 도 4 를 참조하면, 예컨대, 압력 센서 유닛(15)에 의해 출력되는 전압값은 대략 물의 - 4인치(- 4 물 기둥 인치(WCI)) 내지 - 14 WCI의 배압 범위를 갖는 배압의 변화에 비례하여 변할 수 있다. 즉, 예컨대, 배압은 유체와 접촉하는 압력 센서 유닛(15)의 센서판(15a)에 대응할 수 있고, 각 방출 챔버(11) 내의 유체의 단면적에 대응하는 전압값을 출력할 수 있다. 일부 실시예에서, 전압값은 채널(14) 및/또는 유체 공급 챔버(10) 내의 유체의 단면적을 포함할 수 있다. 따라서, 공급 조건은, 배압 범위에 대응하며 압력 센서 유닛(15)에 의해 출력되는 적어도 전압값의 범위로 인해 보다 정확히 결정될 수 있다. 센서판(15a)과 유체 사이의 접촉 부족에 응하여 최대 전압값이 압력 센서 유닛(15)의 센서판(15a)에 의해 출력될 수 있다.
도 5 는 일 실시예에 따른 잉크젯 프린트헤드 장치를 도시하는 블럭도이다. 도 5 를 참조하면, 일부 실시예에서, 잉크젯 프린트헤드 장치(500)는 유체 공급 챔버(10), 복수의 방출 챔버(11), 채널(14) 및 ABD MEMS 압력 센서(25)를 포함한다. 채널(14)은 유체 공급 챔버(10)와 방출 챔버(11) 사이의 유체 연통을 이룰 수 있다. 유체 공급 챔버(10)는 유체를 저장할 수 있다. 복수의 방출 챔버(11)는 노즐(12) 및 각각의 노즐(12)을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재(13)를 포함할 수 있다. 즉, 유체는 유체 공급 챔버(10)로부터 방출 챔버(11)에 보내질 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 방출 챔버(11)는 시험 챔버(11a)일 수 있는데, 이 시험 챔버는 예컨대 비시험 방출 챔버에 대응하는 노즐(12)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 노즐(12a)을 갖는다. 예컨대, 각 노즐(12a)의 직경이 증가되면 배압이 줄어들 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크젯 프린트헤드 장치(500)는 복수의 ABD MEMS 압력 센서(25)를 포함할 수 있으며 이 각각의 압력 센서는 각각의 센서판(25a)을 갖는다. 즉, ABD MEMS 압력 센서(25)의 수 및 그의 센서판(25a)의 수는 복수의 시험 챔버(11a)에 대응할 수 있다.
도 5 를 참조하면, 일부 실시예에서, 각각의 센서판(25a)은, 도 1 ∼ 4 와 관련하여 전술한 바와 유사하게 시험 챔버(11a)에 있는 유체의 단면적에 대응하는 전압값을 출력하기 위해 시험 챔버(11a)에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서판(25a)은 각각의 방출 챔버(11), 채널(14) 등에 배치될 수 있다. 예컨대, 센서판(25a)은 시험 챔버(11a)에 배치될 수 있다. 대안적으로, 잉크젯 프린트헤드 장치(500)는 복수의 시험 챔버(11a)에 대응하는 복수의 센서판(25a)을 포함하는 단일의 ABD MEMS 압력 센서(25)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크젯 프린트헤드 장치(500)는 컨버터 모듈(26), 전류 신호를 받는 ABD MEMS 압력 센서(25), 및 도 1 ∼ 4 와 관련하여 전술한 바와 같이 배압에 대응하는 각각의 전압값을 출력하는 각각의 센서판(25a)을 또한 포함할 수 있다.
도 6 은 일 실시예에 따른 유체 방출 시스템을 도시하는 블럭도이다. 도 6 을 참조하면, 유체 방출 시스템(610)은 도 1 ∼ 4 와 관련하여 전술한 바와 같은 유체 방출 장치(100)를 포함할 수 있다. 즉, 그 유체 방출 장치(100)는 유체 공급 챔버(10), 복수의 방출 챔버(11), 채널(14) 및 압력 센서 유닛(15)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서 유닛(15)은 ABD MEMS 압력 센서(25)의 형태일 수 있다. 유체 공급 챔버(10)는 유체를 저장할 수 있다. 채널(14)은 유체 공급 챔버(10)와 방출 챔버(11) 사이의 유체 연통을 이룰 수 있다. 예컨대, 유체는 유체 공급 챔버(10)로부터 방출 챔버(11)에 보내질 수 있다. 방출 챔버(11)는 노즐(12) 및 각각의 노즐(12)을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재(13)를 포함할 수 있다.
도 6 을 참조하면, 압력 센서 유닛(15)은 센서판(15a)을 포함할 수 있으며, 이 센서판은, 적어도 하나의 방출 챔버(11)에 있는 유체의 단면적에 대응하는 전압값을 출력하게 된다. 예컨대, 압력 센서 유닛(15)에서 출력되는 전압값은 적어도 하나의 방출 챔버(11)내의 배압의 함수일 수 있다. 일부 실시예에서, 센서판(15a)은 적어도 하나의 방출 챔버(11), 채널(14) 등에 배치될 수 있다. 예컨대, 센서판(15a)은 각각의 방출 챔버(11)에 배치될 수 있다. 상기 유체 방출 시스템(610)은 컨버터 모듈(26) 및 결정 모듈(67)을 또한 포함할 수 있다. 컨버터 모듈(26)은 압력 센서 유닛(15)에 의해 출력되는 전압값에 대응하는 계수값을 출력할 수 있다. 결정 모듈(67)은 컨버터 모듈(26)에 의해 출력되는 계수값에 근거하여 적어도 하나의 공급 조건을 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 결정은 유체 방출 시스템(610) 및/또는 사용자에게 그 유체 방출 시스템(610)의 각각의 공급 조건을 알려주는데 사용될 수 있다.
도 7 은 일 실시예에 따른 도 6 의 유체 방출 시스템의 일 부분의 개략적인 상면도이다. 도 7 를 참조하면, 일부 실시예에서, 유체 방출 시스템(610)은 도 6 과 관련하여 전술한 바와 같은 유체 방출 장치(100)를 포함할 수 있다. 즉, 유체 방출 시스템(610)은, 유체 공급 챔버(10), 복수의 방출 챔버(11), 채널(14) 및 압력 센서 유닛(15) 및 컨버터 모듈(26)을 포함할 수 있다. 유체 방출 시스템(610)은 또한 전류원(21) 및 결정 모듈(67)을 포함할 수 있다. 전류원(21)은 압력 센서 유닛(15)에 전류 신호를 공급할 수 있다. 결정 모듈(67)은 재보충 결정 모듈(67a) 및 계수(count) 결정 모듈(67b)을 포함할 수 있다.
도 7 을 참조하면, 재보충 결정 모듈(67a)은 유체 공급 챔버(10)에서 오는 유체로 적어도 하나의 방출 챔버(11)를 다시 채우는데 필요한 시간의 양을 결정할 수 있다. 예컨대, 압력 센서 유닛(15)은 미리 정해진 시간 주기에 걸쳐 각각의 센서판(15a)을 통해 미리 정해진 위치에서의 유체의 존재 및/또는 부재를 주기적으로 검출할 수 있다. 상기 재보충 결정 모듈(67a)은, 각각의 방출 챔버(11)가 다시 채워지는 시간 주기 및/또는 속도와 같은 시간의 양을 예컨대 압력 센서 유닛(15)에 의한 주기적인 검출에 근거하여 결정할 수 있다. 상기 계수 결정 모듈(67b)은, 컨버터 모듈(26)에 의해 출력되는 계수값 및 재보충 결정 모듈(67a)에 의해 결정되는, 적어도 하나의 방출 챔버(11)를 다시 채우는데 필요한 시간의 양에 근거하여 공급 조건을 결정할 수 있다. 유체 방출 시스템(610)은 잉크젯 인쇄 시스템 등과 같은 이미지 형성 시스템의 형태일 수 있다. 유체 방출 장치(100)는 잉크젯 프린트헤드 장치 등의 형태일 수 있다. 추가로, 유체는 잉크 등의 형태일 수 있다.
일부 실시예에서, 공급 조건은 소진전 조건을 포함할 수 있다. 이러한 조건은 방출 챔버(11) 및/또는 채널(14)내 유체의 시간에 대한 위치 변화로 결정될 수 있다. 소진전 조건은 거의 다 비워진 유체 공급 챔버내의 유체에 대응할 수 있다. 즉, 소진전 조건은 유체 방출 시스템(610)이 유체 조건의 상실에 접근하고 있음을 조기에 알려줄 수 있다. 예컨대, 유체 공급 챔버(10)내의 유체가 배출되고 있음에 따라 배압 및 재보충 시간은 꾸준히 증가하게 된다. 따라서, 소진전 조건 때문에 각 방출 챔버(13)의 발사 후 미리 정해진 시간에서 정상 공급 조건에 응하는 경우 보다 더 적은 양의 유체가 방출 챔버(11)에 있을 수 있다. 따라서, 압력 센서 유닛(15)은 연이은 발사 사이클에 걸쳐 미리 정해진 시간에 대해 재보충 시간 및 방출 챔버(11)내 유체의 양을 검출할 수 있다.
컨버터 모듈(26)에 의해 결정되는 계수값 및/또는 센서판(15a)에 의해 출력되는 전압값은 정상 공급 조건에 응하는 경우 보다 소진전 조건으로 인해 더 높을 수 있다. 소진전 조건은 예컨대, 계수값이 문턱값과 같은 경우 및 그 보다 큰 경우 중 적어도 하나의 경우일 때 상기 계수 결정 모듈(67b)에 의해 결정될 수 있고, 적어도 하나의 방출 챔버(11)를 다시 채우는데 필요한 시간의 양은 문턱 파라미터와 같은 경우 및 그 보다 큰 경우 중 적어도 하나의 경우일 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 방출 챔버(11)를 다시 채우는데 필요한 시간의 양은 재보충 속도에 대응할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 문턱값은, 문턱 파라미터 보다 작은 양 및/또는 속도가 소진전 조건의 비존재에 대응할 수 있고 또한 문턱 파라미터 보다 큰 양 및/또는 속도는 소진전 조건의 존재에 대응할 수 있는 미리 정해진 양 및/또는 속도일 수 있다.
도 8 은 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄 시스템을 도시하는 블럭도이다. 도 8 을 참조하면, 일부 실시예에서, 잉크젯 인쇄 시스템(810)은 도 5 와 관련하여 전술한 바와 같은 유체 공급 챔버(10), 복수의 방출 챔버(11), 채널(14) 및 ABD MEMS 압력 센서(22) 및 컨버터 모듈(26)을 포함하는 잉크젯 프린트헤드 장치(500)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 방출 챔버(11)는 시험 챔버(11a)일 수 있는데, 이 시험 챔버는 예컨대 비시험 방출 챔버에 대응하는 노즐(12)의 직경 보다 큰 직경을 갖는 노즐(12a)을 갖는다. 일부 실시예에서, ABD MEMS 압력 센서(25)는 시험 챔버(11)에 배치되는 센서판(25a)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 일부 실시예에서, 센서판(25a)은 채널(14), 유체 챔버(10) 등에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크젯 인쇄 시스템(810)은 예컨대 복수의 시험 챔버(11a)에 대응하는 센서판(25a)을 포함하는 복수의 ABD MEMS 압력 센서(25)를 포함할 수 있다. 각각의 센서판(25a)은 각 시험 챔버(11a)에 있는 유체의 단면적에 대응하는 전압값을 출력할 수 있다. 예컨대, ABD MEMS 압력 센서(25) 유닛에서 출력되는 전압값은 각 시험 챔버(11a) 내의 배압의 함수일 수 있다.
도 8 을 참조하면, 일부 실시예에서, 잉크젯 인쇄 시스템(810)은 결정 모듈(67)을 또한 포함할 수 있다. 즉, 결정 모듈(67)은, 컨버터 모듈(26)에 의해 출력되는 계수값 및 재보충 결정 모듈(67a)에 의해 결정되는, 각 방출 챔버(11a)를 다시 채우는데 필요한 시간의 양에 근거하여 공급 조건을 결정하기 위해 재보충 결정 모듈(67a) 및 계수 결정 모듈(67b)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 공급 조건은 도 6 및 7 에 도시되어 있는 유체 방출 시스템(610)에 대하여 전술한 바와 같은 소진전 조건을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 압력 센서 유닛(15), 컨버터 모듈(26), 결정 모듈(67), 재보충 결정 모듈(67a) 및/또는 계수 결정 모듈(67b)은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서 유닛(15), 컨버터 모듈(26), 결정 모듈(67), 재보충 결정 모듈(67a) 및/또는 계수 결정 모듈(67b)은, 유체 방출 장치(100), 잉크젯 프린트헤드 장치(500), 유체 방출 시스템(610) 및/또는 잉크젯 인쇄 시스템(810)에 국부적으로 또는 원격으로 저장되는 일 세트의 기계 판독가능한 지령과 같은 컴퓨터 프로그램으로서 부분적으로 구현될 수 있다. 예컨대, 컴퓨터 프로그램은 서버 또는 호스트 컴퓨팅 장치와 같은 메모리에 저장될 수 있다.
도 9 는 일 실시예에 따른 유체 방출 장치에 있는 유체의 양에 대응하는 계수값을 출력하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 9 를 참조하면, 블럭(S910)에서, 유체 공급 챔버와 유체 연통하는 유체 방출 장치의 압력 센서 유닛의 센서판이 전류 신호를 받는다. 예컨대, 그 센서판은 방출 챔버에 배치될 수 있다. 블럭(S920)에서, 방출 챔버에 있는 유체의 단면적에 대응하는 전압값이 압력 센서 유닛에 의해 출력된다. 예컨대, 전류 신호는, 센서판과 그라운딩 부재 사이에 위치하여 이들과 접촉하는 유체를 통해 그라운딩 부재에 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 그라운딩 부재는 방출 챔버에 배치될 수 있다. 압력 센서 유닛의 센서판에서 출력되는 각각의 전압값은, 방출 챔버 내의 배압의 함수로서 그 방출 챔버내 유체의 단면적에 대응할 수 있다. 블럭(S930)에서, 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 각각의 전압값에 대응하는 계수값이 컨버터 모듈에 의해 출력된다. 압력 센서 유닛은 ABD MEMS 압력 센서의 형태일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 방법은 복수의 노즐 및 그 노즐들을 통해 유체를 선택적으로 각각 방출시키는 복수의 방출 부재를 포함하는 복수의 방출 챔버를 포함할 수 있다.
도 10 은 일 실시예에 따른 유체 방출 시스템의 공급 조건을 결정하는 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 9 을 참조하면, 블럭(S1010)에서, 유체 방출 장치의 대응하는 노즐을 갖는 방출 챔버와 유체 공급 챔버 사이에 유체 연통이 이루어진다. 예컨대, 그 유체 연통은 채널을 통해 이루어질 수 있다. 블럭(S1020)에서, 방출 챔버내 유체의 단면적에 대응하는 전압값이 센서판을 갖는 압력 센서 유닛에 의해 출력된다. 일부 실시예에서, 센서판은 방출 챔버, 채널, 유체 챔버 등에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서 유닛은 ABD MEMS 압력 센서의 형태일 수 있다. 압력 센서 유닛에서 출력되는 전압값은 적어도 방출 챔버내의 배압의 함수일 수 있다. 블럭(S1030)에서, 압력 센서 유닛에 의해 각각 출력되는 전압값에 대응하는 계수값이 컨버터 모듈에 의해 출력된다.
블럭(S1040)에서, 컨버터 모듈에 의해 각각 출력되는 계수값에 근거하여 공급 조건이 결정 모듈에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 그 공급 조건은 컨버터 모듈에 의해 출력되는 계수값에 근거하여 계수 결정 모듈에 의해 결정될 수 있고, 방출 챔버를 다시 채우는데 필요한 시간의 양은 재보충 결정 모듈에 의해 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 공급 조건은 도 6 및 7 에 도시된 유체 방출 시스템과 관련하여 전술한 바와 같은 소진전 조건을 포함할 수 있다.
도 9 및 10 의 흐름도는 본 개시의 일 실시예의 구조, 기능 및 작동을 도시하는 것임을 이해할 것이다. 소프트웨어로 구현되면, 각각의 블럭은 특정의 논리적 기능(들)을 실행하기 위해 하나 이상의 실행가능한 지령들을 포함하는 코드의 일부 또는 세그먼트, 모듈을 나타낼 수 있다. 하드웨어로 구현되면, 각각의 블럭은 특정의 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 일 회로 또는 서로 연결된 복수의 회로들을 나타낼 수 있다. 도 9 및 10 의 흐름도가 특정의 실행 순서를 나타내지만, 실행 순서는 나타나 있는 것과 달라질 수 있다. 예컨대, 둘 이상의 블럭의 실행 순서는 도시되어 있는 순서에 대해 바뀔 수 있다. 또한, 도 9 및 10 에 연속적으로 도시되어 있는 둘 이상의 블럭은 동시에 또는 부분적으로 동시에 실행될 수 있다. 그러한 모든 변형예도 본 개시의 범위에 속하는 것이다.
본 개시는 그의 실시예에 대한 비제한적인 상세한 설명을 사용하여 설명되었고 본 개시의 범위를 제한하는 것이 아니다. 일 실시예에 대해 설명한 특징 및/또는 작동은 다른 실시예에도 사용될 수 있고 또한 본 개시의 모든 실시예가 특정 도면에 도시되어 있거나 한 실시예와 관련하여 설명한 모든 특징 및/또는 작동을 갖는 것은 아니다. 당업자라면 설명한 실시예에 대한 변경을 생각할 수 있을 것이다. 또한, 용어 "포함한다", "갖는다" 및 이들의 활용어는, 본 개시 및/또는 청구 범위에 사용될 때, "어떤 것을 포함하지만 그에 한정되지 않음"을 의미한다.
전술한 실시예들 중의 일부는, 본 개시에 중요하지 않을 수 있고 또한 예시적인 구조, 행위 또는 구조 및 행위의 상세를 포함할 수 있다. 여기서 설명한 구조 및 행위는, 업계에서 알려져 있는 바와 같이 다르더라도, 동일한 기능을 하는 등가물로 대체될 수 있다. 그러므로, 본 개시의 범위는 청구 범위에서 사용되는 요소 및 한정으로 제한된다.

Claims (15)

  1. 유체 방출 장치로서,
    유체를 저장하는 유체 공급 챔버;
    노즐 및 각각의 노즐을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재를 포함하는 복수의 방출 챔버;
    상기 유체 공급 챔버와 방출 챔버 사이의 유체 연통을 이루는 채널;
    적어도 하나의 방출 챔버에 배치되는 센서판과, 상기 적어도 하나의 방출 챔버에 배치되는 그라운딩 부재;
    상기 각각의 센서판과 상기 그라운딩 부재 사이에 위치하여 이들과 접촉하는 유체를 통해 상기 센서판으로부터 전류 신호를 그라운딩 부재에 전달하는 전류원; 및
    상기 센서판으로부터 노즐에 인접한 유체의 메니스커스(meniscus)까지 연장되는 유체의 높이에 비례하는 전압값을 출력하는 압력 센서 유닛을 포함하고,
    상기 메니스커스는 상기 센서판과 상기 그라운딩 부재 사이에 배치되는, 유체 방출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서 유닛은 마이크로-전기-기계식 시스템(MEMS) 압력 센서의 형태로 된 것인, 유체 방출 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서 유닛에서 출력되는 전압값은 적어도 하나의 방출 챔버내의 배압(back pressure)의 함수인 유체 방출 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방출 챔버에 대응하는 각각의 노즐의 직경은 그 적어도 하나의 방출 챔버 외의 다른 각각의 방출 챔버에 대응하는 각각의 노즐의 직경 보다 큰 유체 방출 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 유체의 각각의 전압값에 대응하는 계수값(count value)을 출력하는 컨버터 모듈을 더 포함하는 유체 방출 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 센서판은 상기 방출 챔버들 중의 적어도 하나에 배치되는 유체 방출 장치.
  8. 잉크젯 프린트헤드 장치로서,
    유체를 저장하는 유체 공급 챔버;
    노즐 및 각각의 노즐을 통해 유체를 선택적으로 방출시키는 대응하는 방출 부재를 포함하는 복수의 방출 챔버 - 이들 방출 챔버 중의 적어도 하나는 시험 챔버에 대응함 -;
    상기 유체 공급 챔버와 방출 챔버 사이의 유체 연통을 이루는 채널;
    상기 시험 챔버에 배치되는 센서판과, 상기 시험 챔버에 배치되는 그라운딩 부재;
    상기 각각의 센서판과 상기 그라운딩 부재 사이에 위치하여 이들과 접촉하는 유체를 통해 상기 센서판으로부터 전류 신호를 그라운딩 부재에 전달하는 전류원; 및
    상기 센서판으로부터 노즐에 인접한 유체의 메니스커스까지 연장되는 유체의 높이에 비례하는 전압값을 출력하는 마이크로-전기-기계식 시스템(MEMS) 압력 센서를 포함하며,
    상기 메니스커스는 상기 센서판과 상기 그라운딩 부재 사이에 배치되는, 잉크젯 프린트헤드 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 MEMS 압력 센서에 의해 출력되는 각각의 전압값에 대응하는 계수값을 출력하는 컨버터 모듈을 더 포함하는 잉크젯 프린트헤드 장치.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 MEMS 압력 센서의 각각의 센서판에서 출력되는 전압값은 각각의 방출 챔버내의 배압의 함수인 잉크젯 프린트헤드 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 시험 챔버에 대응하는 각각의 노즐의 직경은 그 시험 챔버 외의 다른 방출 챔버에 대응하는 각각의 노즐의 직경 보다 큰 잉크젯 프린트헤드 장치.
  13. 유체 방출 장치에 있는 유체의 양에 대응하는 계수값을 출력하는 방법으로서,
    유체 공급 챔버와 유체 연통하는 유체 방출 장치의 압력 센서 유닛의 센서판으로 전류 신호를 받는 단계;
    상기 센서판과 상기 압력 센서 유닛의 그라운딩 부재 사이에 위치하여 이들과 접촉하는 유체를 통해 상기 센서판으로부터 전류 신호를 그라운딩 부재에 인가하는 단계;
    상기 센서판으로부터 노즐에 인접한 유체의 메니스커스까지 연장되는 유체의 높이에 비례하는 전압값을 상기 압력 센서 유닛에 의해 출력하는 단계 - 상기 메니스커스는 상기 센서판과 상기 그라운딩 부재 사이에 배치됨 -; 및
    상기 압력 센서 유닛에 의해 출력되는 각각의 전압값에 대응하는 계수값을 컨버터 모듈에 의해 출력하는 단계를 포함하는, 유체 방출 장치에 있는 유체의 양에 대응하는 계수값을 출력하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 전압값을 상기 압력 센서 유닛에 의해 출력하는 단계는,
    각각의 전압값을 방출 챔버내 배압의 함수로서 출력하는 것을 더 포함하는, 유체 방출 장치에 있는 유체의 양에 대응하는 계수값을 출력하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 방출 장치는, 복수의 노즐 및 그 노즐들을 통해 유체를 선택적으로 각각 방출시키는 복수의 방출 부재를 각각 포함하는 복수의 방출 챔버를 더 포함하는, 유체 방출 장치에 있는 유체의 양에 대응하는 계수값을 출력하는 방법.
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