KR102365850B1 - 유체 재순환 채널 - Google Patents

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론 번즈
에릭 디. 토니아이넨
갈렌 피. 쿡
데이비드 피. 마켈
가라드 흄
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Abstract

복수의 유체 액적 중량을 분배하기 위한 유체 재순환 채널은 다수의 서브채널을 포함한다. 서브채널은 적어도 하나의 펌프 채널 및 적어도 하나의 펌프 채널에 유체 연결되어 있는 복수의 액적 발생기 채널을 포함한다. 유체 재순환 채널은, 적어도 하나의 펌프 채널에 결합되어 있는 다수의 펌프 발생기; 액적 발생기 채널에 결합되어 있는 다수의 액적 발생기; 및 액적 발생기 채널 내부에 형성되어 있고, 적어도 액적 발생기의 갯수 만큼 있는 복수의 노즐을 더 포함한다. ,

Description

유체 재순환 채널
잉크젯 프린터에 있는 유체 방출 장치는 유체 액적을 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 방식으로 방출한다. 잉크젯 프린터는 복수의 노즐을 통해 잉크 액적을 종이와 같은 인쇄 매체에 방출하여 이미지를 생성하게 된다. 노즐은 다수의 어레이로 배열될 수 있고, 그래서, 프린트헤드 및 인쇄 매체가 서로에 대해 이동함에 따라, 잉크 액적이 노즐로부터 적절한 순서로 방출되면 문자 또는 다른 이미지가 인쇄 매체 상에 인쇄된다. 일 예로, 열 잉크젯 프린트헤드는, 열을 발생시켜 발사 챔버 내의 유체의 작은 부분을 증발시키기 위해 가열 요소에 전류를 흘려 노즐로부터 액적을 방출한다. 다른 예로, 압전형 잉크젯 프린트헤드는 압전 재료 액츄에이터를 사용하여, 잉크 액적을 노즐 밖으로 내보내는 압력 펄스를 발생시킨다.
첨부 도면은 여기서 설명되는 원리의 다양한 예를 도시하며 명세서의 일부분이다. 도시된 예는 단지 실례를 들기 위해 주어진 것이며, 청구 범위를 한정하는 것은 아니다.
도 1은 여기서 설명하는 원리의 일 예에 따른, 다수의 유체 재순환 채널을 포함하는 유체 방출 어셈블리의 상면도이다.
도 2는 여기서 설명하는 원리의 다른 예에 따른, 다수의 유체 재순환 채널을 포함하는 유체 방출 어셈블리의 상면도이다.
도 3은 여기서 설명하는 원리의 다른 예에 따른, 도 1에 나타나 있는 2개의 유체 재순환 채널을 나태낸다.
도 4는 여기서 설명하는 원리의 다른 예에 따른, 도2에 나타나 있는 2개의 유체 재순환 채널을 나태낸다.
도 5는 여기서 설명하는 원리의 다른 예에 따른, 일 어레이의 프린트헤드 내에 있는 도 1의 유체 방출 어셈블리를 나타낸다.
도 6은 여기서 설명하는 원리의 다른 예에 따른, 일 어레이의 프린트헤드 내에 있는 도 2의 유체 방출 어셈블리를 나타낸다.
도 7은 여기서 설명하는 원리의 일 예에 따른, 도 1 또는 2의 유체 방출 어셈블리를 포함하는 유체 방출 장치의 블럭도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호는 유사한, 하지만 반드시 동일할 필요는 없는 요소를 나타낸다.
잉크젯 프린터는 적정한 비용으로 높은 인쇄질을 제공하지만, 잉크젯 인쇄에서의 지속적인 개선에 의해, 유사하거나 더 낮은 비용으로도 심지어 더 높은 질의 인쇄가 사용자에게 가능하다. 잉크젯 인쇄에서의 이러한 발전으로, 인쇄질을 악화시키는 잉크젯 인쇄 장치 내에서의 불리한 과정 및 사건 발생이 줄어들거나 없어질 수 있다. 예컨대, 인쇄 중에, 잉크와 같은 분출 가능 재료로부터 공기가 방출되어 기포를 형성하며, 이 기포는 프린트헤드의 발사 챔버로부터 프린트헤드 내의 다른 곳으로 이동할 수 있다. 기포의 이러한 이동은 잉크 유동을 차단하고 인쇄질을 악화시키며 또한 부분적으로 충만된 인쇄 카트리지가 비워진 것처럼 보이고 또한 시스템 내에서 잉크 누출이 일어난다.
추가로, 안료계 잉크가 사용될 때 안료-잉크 비히클 분리(PIVS)가 또한 인쇄질을 악화시킬 수 있다. 안료계 잉크가 잉크젯 인쇄에 사용될 수 있는데, 염료계 잉크 보다 내구적이고 영구적인 경향이 있기 때문이다. 그러나, 저장 또는 비사용 기간 중에,안료 입자가 잉크 비히클 밖으로 침전하거나 충돌할 수 있다. 이 PIVS는 프린트헤드에 있는 발사 챔버와 노즐로 가는 잉크 유동을 방해하거나 완전히 차단할 수 있다. 수성 잉크 내의 물의 증발 및 비수성 잉크 내의 용매의 증발과 같은 다른 요인 역시 PIVS 및/또는 증가된 잉크 점도와 점성 플러그 형성에 기여할 수 있는데, 이는 비사용 기간 후에 즉각적인 인쇄를 방지할 수 있다.
위의 요인은 "디캡(decap)"을 유발할 수 있는데, 이 디캡은 잉크젯 노즐이 방출된 잉크 액적의 악화를 야기함이 없이 언캡된(uncapped) 상태로 유지되어 주변 환경에 노출되는 시간의 양으로 정의될 수 있다. 디캡의 영향은 액적 방출 궤도, 속도, 형상 및 색을 변화시킬 수 있고, 이는 잉크젯 프린터의 인쇄질에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
여기서 설명하는 예는 복수의 유체 액적 중량을 분배하기 위한 유체 재순환 채널을 제공한다. 유체 재순환 채널은 다수의 서브채널을 포함할 수 있다. 다수의 서브채널은 적어도 하나의 펌프 채널 및 적어도 하나의 펌프 채널에 유체 연결되는 복수의 액적 발생기 채널을 포함할 수 있다. 다수의 펌프가 적어도 하나의 펌프 채널에 결합될 수 있다. 또한, 다수의 액적 발생기가 액적 발생기 채널에 결합될 수 있다. 또한, 다수의 펌프 발생기가 적어도 하나의 펌프 채널에 결합될 수 있다.
유체 재순환 채널은, 액적 발생기 채널 내부에 형성되어 있는 복수의 노즐을 더 포함할 수 있다. 이 노즐은 적어도 액적 발생기의 갯수 만큼 있을 수 있다. 또한, 상기 노즐은 유체의 적어도 2개의 다른 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 다른 노즐을 포함할 수 있다. 2개의 다른 액적 중량은 제 1 액적 중량 및 제 2 액적 중량을 포함하고, 제 2 액적 중량은 제 1 액적 중량 보다 상대적으로 더 높은 액적 중량을 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 유체 재순환 채널은 N:1의 액적 발생기 대 펌프 비를 포함하고, 여기서 N은 적어도 1 이다. 다른 예에서, 유체 재순환 채널은 N:1의 액적 발생기 대 펌프 비를 포함하고, 여기서 N은 적어도 2 이다. 또한, 일 예에서, 유체 재순환 채널에 포함되는 펌프의 수는 상기 유체 재순환 채널 내부의 펌프 채널의 수로 정해질 수 있다. 또한, 일 예에서, 상기 액적 발생기의 수는 상기 유체 재순환 채널 내부의 액적 발생기 채널의 수로 정해질 수 있다.
여기서 설명하는 예는 더 적거나 더 많은 여분의 슬롯 인치 당 노즐(npsi)의 물리적 포함 없이 비교적 더 높은 유효 노즐 밀도를 제공한다. 또한, 여기서 설명하는 예는 현 유체 재순환 채널을 포함하지 않는 시스템 보다 비교적 더 높은 해상도의 인쇄 이미지를 제공한다. 구체적으로, 일 예에서, 유체 재순환 채널은 최대 1800 npsi의 제공하며, 또한 이들 예를 이용하지 않는 시스템 보다 1.5 내지 3 배 더 높은 유효 노즐 밀도인 재순환 능력을 갖는다. npsi는 시스템 내에서 이용 가능한 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 구동 회로의 존재로 결정된다. 여기서 설명하는 예는 2400 npsi를 가능하게 하는 고밀도(HD) 규소 회로를 제공한다. 여기서 설명하는 예에서 재순환 펌프가 사용되면, 펌프 발생기를 구동시키는데 사용될 수 있는 이용 가능한 FET의 수가 감소된다. 다시 말해, 여기서 설명하는 예에서 재순환 펌프가 사용되면 npsi가 감소되는데, 액적 발생기에 의해 이용될 수 있는 FET가 펌프 발생기에 의해 이용되기 때문이다. FET가 이렇게 펌프 발생기에 재할당됨에도 불구하고, 재순환 채널 및 그의 각각의 펌프 발생기의 사용으로, 인쇄에 할당된 노즐 또는 npsi의 최소 손실로, 분출이 어려운 잉크가 생길 수 있다. 여기서 설명하는 예는 유체 연결되어 있는 다수의 액적 발생기 채널 내에 위치되어 있는 복수의 노즐에 대해 서비스하는 단일 펌프 발생기를 갖는 재순환 구성을 제공한다. 이 구성은 노즐 당 단일 펌프 발생기와는 대조적일 수 있다. 따라서, npsi 손실의 정도 또는 양은, 1:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비 구성에 비해 감소된다. 여기서 설명하는 재순환 구성은 npsi의 손실을 일으키지만, N:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비 구성을 제공하는데, 이러한 비 구성은 유체 재순환 채널 내에서 잉크가 재순환하는 이득을 추가하면서 npsi의 손실을 어느 정도 감소시킨다.
여기서 설명하는 유체 재순환 채널 내의 재순환은 낮은 잉크 플럭스 방출을 해결하고 또한 디캡이 일어날 수 있는 잉크의 25 내지 50% 더 높은 잉크 플럭스를 가능하게 해준다. 유체 방출 어셈블리의 휴지 시간과 작용 작동 모두 중에 유체가 재순환함으로써, 잉크젯 프린트헤드에서의 잉크 막힘 또는 덩어리짐을 방지하는데 도움이 된다. 또한, 여기서 설명하는 유체 재순환 채널을 통과하는 유체의 재순환은, 자외선(UV) 경화성 잉크와 같은 높은 고형물 로드(load)를 포함하는 잉크가 프린트헤드 내에 사용될 수 있게 해준다. 따라서, 여기서 설명하는 유체 재순환 채널 내의 재순환은, PIVS로 인해 생길 수 있는 디캡 문제 및 프린트헤드와 노즐 내부에서의 점성 플러그 형성을 극복할 수 있다.
또한, 여기서 설명하는 유체 재순환 채널은 인쇄 준비를 위해 노즐을 디캡하는데에 사용되는 잉크 뱉음에 대한 필요성을 없애준다. 유체 방출 어셈블리의 휴지 시간과 작용 작동 모두 중에 유체가 재순환함으로써, 고 고형물 로드 잉크의 비교적 더 짧은 디캡 시간이 실현될 수 있다. 일 예에서, 여기서 설명하는 유체 재순환 채널은 심지어 고형물 로드(load)가 높은 잉크에 대해서도 디캡 시간을 상당히 줄여, 디캡 회복 목적을 위한 잉크 뱉음에 대한 필요성을 없애준다. 이 디캡 회복은 인쇄 시스템 내에서 고 효율 잉크의 사용을 가능하게 해준다. 따라서, 여기서 설명하는 예는 다양한 인쇄 상황 및 다양한 잉크 종류와 관련하여 유용하고, 또한 높은 질의 인쇄를 원하는 다수의 소비자에 의해 사용될 수 있다. 유체 방출 시스템의 휴지(idle) 시간 및 능동적인 작동 중에 유체의 재순환으로 인한 잉크 뱉음의 제거와 관련하여, 여기서 설명하는 예는 작동 전과 중에 서비스 중에 잉크 내뱉음을 필요로 하지 않아 더 높은 잉크 효율을 게공한다.
또한, 여기서 설명하는 예는 종종 페이지에 대한 뱉음이라고 하는 매체에 대한 잉크 뱉음을 줄이거나 없앤다. 여기서 설명하는 유체 재순환이 없으면, 인쇄 시스템은,노즐의 디캡을 용이하게 하기 위해 매체 상으로 잉크를 뱉거나 방출함으로써 잉크를 낭비할 수 있고 인쇄된 이미지의 질을 저하시킬 수 있다. 여기서 설명하는 예의 이러한 점 및 다른 점에 의해, 서비스 중에 일어나는 높은 잉크 소비, 디캡 회복, 페이지에 대한 뱉기 과정, 및 더 낮은 전체 노즐 양호 상태로 인해 생기게 되는 총 작업 비용(TCO)을 낮출 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용되는 바와 같이, "액적 중량"이라는 용어는, 액적 발생기의 발사 이벤트 중에 프린트헤드의 노즐로부터 방출되는 분출 가능 재료의 양(나노그램으로 측정됨)으로서 넓게 이해되어야 한다. 일 예에서, 분출 가능 재료는 잉크이다. 액적 중량은 노즐 직경 및 저항 면적에 비례한다. 따라서, 액적 중량은 노즐 직경 및 액적 발생기(저항기) 면적을 증가시켜 증가될 수 있다. 더 높은 액적 중량 노즐 어레이는, 방출되는 잉크의 나노그램 당 더 적은 에너지를 필요로 하고 또한 그의 수명에 걸쳐 더 많은 양의 잉크를 전달할 수 있기 때문에, 더 낮은 액적 중량 노즐 어레이 보다 열적으로 더 효율적이다. 이는 인쇄 및 소유 비용을 저하시킨다.
또한, 본 명세서 및 첨부된 청구 범위에서 사용되는 바와 같이, "∼의 수" 또는 그와 유사한 표현은, 1을 포함하여 무한대까지의 임의의 양수로서 넓게 이해되어야 하며, 제로는 숫자가 아니고 수가 없는 것이다.
이하의 설명에서, 설명의 목적으로, 본 시스템 및 방법에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 많은 특정한 상세가 제시된다. 그러나, 당업자에게 명백한 바와 같이, 본 장치, 시스템, 및 방법은 이들 특정한 상세 없이도 실행될 수 있다. 명세서에서 "예" 또는 그와 유사한 표현은, 그 예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조 또는 특징이 설명한 대로 포함되지만 다른 예에는 포함되지 않을 수 있음을 의미한다.
이제 도 1을 참조하면, 도 1은 여기서 설명하는 원리의 일 예에 따른, 다수의 유체 재순환 채널(106)을 포함하는 유체 방출 어셈블리(100)의 상면도이다. 도 1의 유제 재순한 채널(106)은 도 3과 관련하 상세히 설명할 것이다. 그러나, 대시선 박스(108)로 나타나 있는 바와 같은 다수의 유체 재순환 채널(106) 및 다수의 관련된 단일 노즐 채널(112)은 유체 방출 어셈블리(100)의 다이(102) 내부에 형성된다. 잉크와 같은 분출 가능한 재료를 공급하기 사용되는 유체 슬롯(104)이 또한 유체 방출 어셈블리(100) 내부에 형성되어 있다. 이 슬롯(104)은 각 유체 재순환 채널(106) 및 각 단일 노즐 채널(112)에 유체 연결되어 있다.
관련된 단일 노즐 채널(112)은 유체 재순환 채널(106)에 직접 유체 연결되어 있지 않고, 동일한 유체 슬롯(104)으로부터 유체를 끌어내는 관련된 단일 노즐 채널(112)로 인해 유체 재순환 채널(106)에 간접적으로 유체 연결되어 있다. 대시선 박스(110)는, 단일 노즐 채널(112) 중의 하나가 어느 유체 재순환 채널(106)과 관련되어 있는지를 예시적으로 나타낸다.
유체 재순환 채널(106)은 슬롯(104)의 각 측에 나타나 있고(총 10개의 유체 재순환 채널(106)) 7개의 관련된 단일 노즐 채널(112)이 슬롯(104)의 각 측에 나타나 있지만(총 14개의 단일 노즐 채널(112)), 어떤 수의 또는 구성의 유체 재순환 채널(106) 및 단일 노즐 채널(112)이라도 유체 방출 어셈블리(100) 내부에 포함될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 유체 재순환 채널(106)과 단일 노즐 채널(112)이 슬롯(104)의 양측에 위치되는 순서에 의해 효과적으로 더 높은 노즐 밀도가 얻어지고, 유체 재순환 채널(106) 및 단일 노즐 채널(112) 내부의 노즐들이 서로를 보완하고 함께 작용하여, 여기서 설명하는 예를 이용하지 않는 장치에서 얻어질 수 있는 것 보다 더 높은 질의 인쇄가 매체에 이루어지게 해준다. 또한, 유체 재순한 채널(106) 및 단일 노즐 채널(112) 내부의 노즐은 서로 보완하고, 도 5와 관련하여 여기서 설명하는 바와 같은 프린트헤드 어레이 내부에 배치되어 있는 추가적인 유체 방출 어셈블리(100)에 대해 함께 작용한다.
계속 도 1을 참조하고, 도 3은 여기서 설명되는 원리의 다른 예에 따른, 도 1에 나타나 있는 2개의 유체 재순환 채널(106)을 나타낸다. 도 1 및 3의 실시예의 유체 재순환 채널(106) 각각은, m-형 연결 채널(124)을 통해 2개의 액적 발생기 채널(122)에 유체 연결되어 있는 펌프 채널(120)을 포함한다. 유체 재순환 채널(106)과 관련된 단일 노즐 채널(112)은 유체 재순환 채널(106)들 사이에 위치된다.
펌프 채널(120) 각각은 도 1 및 3에서 실선 박스로 나타나 있는 적어도 하나의 펌프 발생기(126)를 포함한다. "펌프" 및 "펌프 발생기"라는 용어는, 펌프 채널을 통해 유체를 이동시키기 위해 사용되는 장치를 나타내기 위해 상호 교환적으로 사용된다. 도 3의 유체 재순환 채널(106) 내부에 나타나 있는 대시선 화살표로 표시되어 있는 바와 같이, 펌프 발생기(126)는 펌프 발생기(126)는 유체 슬롯(104)으로부터 분출 가능한 재료를 끌어내고, 이 재료는 각각의 펌프 펌프 채널(120) 안으로 들어가 m-형 연결 채널(124)을 통과하고 액적 발생기 채널(122) 안으로 들어가 다시 밖으로 나와 유체 슬롯(104) 안으로 들어가게 된다. 일 예에서, 펌프 발생기(126)는, 저항 가열 요소를 여기시켜 기포를 생성시켜 분출 가능 재료를 유체 재순환 채널(106)을 통해 이동시키는 열 저항기 요소일 수 있다. 다른 예에서, 펌프 발생기(126)는 유체 방출 어셈블리(100)의 펌프 채널(120) 내부에 적절히 전개될 수 있는 다양한 종류의 펌핑 요소, 예컨대, 특히 압전형 펌프, 정전형 펌프, 및 전기 유체역학적 펌프 중 어떤 것이라도 될 수 있다. 일 실시예에서, 펌프 발생기(126)는 분할형 저항 요소일 수 있는데, 이 경우 분할형 저항 구조는 서로 이격되어 있는 2개의 직사각형 영역 또는 다리부를 포함한다. 이 예에서, 가열을 위한 전기 에너지가 분할형 저항 요소에 공급되어 붕괴 가능한 유체 기포를 생성한다.
도 1 및 3의 펌프 발생기(126) 및 여기서 설명되는 다른 예는 유체 재순환 채널(106) 전체에 걸쳐 분출 가능 유체를 개시하여 그의 재순환을 유지하는 다수의 작동 프로파일 중 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 일 실에서, 여기서 설명되는 예는 마이크로 재순환 연속(MRC) 작동 프로파일을 사용할 수 있는데, 이 경우, 노즐의 가열 및 그에 대한 서비스 후에 펌프 발생기(126)는 연속적으로 작동된다. 이 예에서, MRC는 작동 프로파일은 2 내지 500 Hz로 작동할 수 있다.
다른 예에서, 마이크로 재순환 보조 버스팅/매립 확률적 버스팅(MAB/ESB) 작동 프로파일이 펌프 발생기(126)에 의해 사용될 수 있고, 이 경우, 노즐의 가열 및 그에 대한 서비스 후에 주기적으로 짧은 버스트의 재순환 펄스가 발생된다. 지연(△t)이 펌프 발생기(126)로부터 나온 재순환 펄스의 버스트 사이의 시간을 규정할 수 있다. 따라서, MAB/ESB 작동 프로파일은 확률적 버스팅 패턴을 사용한다.
또 다른 예에서, 펌프 발생기(126)는 마이크로-재순환-온-디맨드/에뮬레이션(MOD/e) 작동 프로파일을 사용할 수 있는데, 이 경우, 펌프 발생기(126)가 활성화되어, 인쇄 매체에 대한 액적 방출(즉, 인쇄)이 일어나기 직전에 유체 재순환 채널(106) 내부의 잉크를 새롭게 한다. 이 예에서, MOD/e 작동 프로파일은 2 내지 36 kHz로 작동할 수 있고 100 내지 5000 개의 펄스를 발생시킬 수 있다.
도 1 및 3의 예에서, 펌프 채널(120)은 m-형 연결 채널(124)을 통해 2개의 액적 발생기 채널(122)에 유체 연결되어 있다. 액적 발생기 채널(122) 각각은 적어도 하나의 노즐(128) 및 적어도 하나의 액적 발생기(130)를 포함한다. 노즐(128)은 유체 방출 어셈블리(100)의 유체 재순환 채널(106)의 액적 발생기 채널(122) 내부에 형성된 구멍이다. 액적 발생기(130)는 도 1 및 3에서 대시선 박스로 나타나 있는데, 액적 발생기는 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128) 뒤에 위치된다. 일 예에서, 액적 발생기(130)는 열 잉크젯 프린트헤드에서 사용되는 가열 요소를 포함할 수 있고, 가열 요소는 기포의 팽창을 이용하여 분출 가능 재료를 가열해서 방출하여 분출 가능 재료 내부에 기포를 발생시킨다. 다른 예로, 액적 발생기(130)는, 전기장이 가해지면 압전 재료의 형상을 변화시키는 압전형 액적 발생기를 포함할 수 있다. 또 다른 예에서, 액적 발생기(130)는 전기적으로 작동되는 형상 기억 합금을 포함할 수 있고, 전기가 흐르면 줄(Jule) 가열이 일어나고 주변 환경으로의 대류 열전달에 의해 비활성화가 일어난다.
도 1 및 3의 예에서, 유체 재순환 채널(106)과 관련되어 있는 단일 노즐 채널(112)은 유체 슬롯(104)과 유체 연결되어 있다. 단일 노즐 채널(112) 각각은 적어도 하나의 노즐(132) 및 적어도 하나의 액적 발생기(134)를 포함한다. 노즐(132)은 유체 방출 어셈블리(100)의 단일 노즐 채널(112) 내부에 형성되는 구멍이다. 일 예에서, 액적 발생기(134)는 다른 종류의 액적 발생 요소들 중에서도 열 잉크젯 프린트헤드, 압전형 액적 발생기, 또는 형상 기억 합금에 사용되는 가열 요소를 포함할 수 있다.
액적 발생기 채널(122)의 노즐(128) 및 단일 노즐 채널(112)의 노즐(132)은 서로 다른 액적 중량을 방출할 수 있다. 도 1 및 3의 예에서, 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은 단일 노즐 채널(112)의 저 액적 중량 노즐(132)에 비해 분출 가능 재료의 비교적 더 높은 액적 중량을 방출하는 고 액적 중량 노즐을 포함할 수 있다. 일 예에서, 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은 7 내지 11 나노그램(ng)의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출하고, 단일 노즐 채널(112)의 노즐(132)은 2 내지 7 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출한다. 다른 예에서, 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은 9 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출하고, 단일 노즐 채널(112)의 노즐(132)은 4 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출한다.
다른 예에서, 노즐은 유체의 대략 동일한 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 서로 다른 노즐을 포함한다. 이 예에서, 노즐은 2 내지 11 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출할 수 있다.
액적 발생기 채널(122)의 노즐(128) 및 단일 노즐 채널(112)의 노즐(132)의형상 또한 서로 다를 수 있다. 도 1 및 3의 예에서, 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은 숫자 "8"의 형상을 갖는데, 이러한 형상은, 단일 노즐 채널의 비교적 더 작은 노즐(132)의 원형 형상에 비해 분출 가능 재료의 비교적 더 높은 액적 중량을 방출할 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 노즐(128, 132)의 형상은 유사할 수 있지만, 분출 가능 재료의 다른 액적 중량이 방출되도록 크기는 다를 수 있다.
유체 방출 어셈블리(100)는 입자 내성 필라(136, 138)의 형태로 되어 있는 입자 내성 구조(114)를 더 포함한다. 이들 입자 내성 필라(136, 138)는 유체 슬롯(104)과 유체 재순환 채널(106) 및 단일 노즐 채널(112) 사이의 선반(shelf)에 위치될 수 있다. 입자 내성 필라(136, 138)는 유체 방출 어셈블리(100)의 제조 중에 형성될 수 있고, 유체 재순환 채널(106)과 단일 노즐 채널(112)의 입구들의 선반에 위치된다. 입자 내성 필라(136, 138)는 분출 가능 재료내의 작은 입자들이 유체 재순환 채널(106)과 단일 노즐 채널(112)의 입구에 들어가 채널(106,122)로 가는 분출 가능 재료의 유동을 막는 것을 방지하는데 도움을 준다. 입자 내성 필라(136,138)는 유체 재순환 채널(106) 및 단일 노즐 채널(112)에 인접하여 유체 슬롯(104)에 위치될 수 있다.
또한 유체 방출 어셈블리(100) 내부에는, 각 펌프 발생기(126) 및 액적 발생기(130, 134)를 선택적으로 활성화시키기 위한 추가적인 집적 회로(140)가 있다. 집적 회로(140)는 예컨대 각 펌프 발생기(126) 및 액적 발생기(130,134)와 관련되어 있는 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 구동 트랜지스터를 포함한다. 일 예에서, 액적 발생기(130,134)는 각 액적 발생기(130, 134)를 개별적으로 활성화시키기 위해 전용의 구동 트랜지스터를 가질 수 있고, 각 펌프 발생기(126)는 전용의 구동 트랜지스터를 갖지 않을 수 있는데, 왜냐하면 어떤 예에서 펌프 발생기(126)는 개별적으로 활성화되지 않을 수 있기 때문이다. 오히려, 단일 구동 트랜지스터가 사용되어 펌프 발생기(126)의 그룹에 전력을 공급할 수 있다. 따라서, 도 1의 유체 방출 어셈블리(100)에 나타나 있는 액적 발생기(130, 134) 및 펌프 발생기(126) 배치는 고작 35개의 구동 트랜지스터를 가질 수 있고, 또는 어떤 극단적인 경우에는, 44개 까지의 구동 트랜지스터를 가질 수 있다. 후자의 경우, 기판에서 서로 다른 크기의 공간을 차지하는 상이한 크기의 FET가 사용될 수 있다. 예컨대, 펌프 발생기(126)에서는 더 작은 FET가 사용될 수 있고, 반면 액적 발생기(130, 134)의 경우에는 더 큰 FET가 사용될 수 있다.
여기서 설명하는 예에서, 유체 방출 어셈블리(100)의 노즐 밀도는 유체 방출 어셈블리(100)의 복수의 특성에 근거할 수 있고 적어도 부분적으로 거기에 사용되는 고밀도 규소 플랫폼(HD Si)의 특성에 의해 결정된다. 이들 특성은 다른 특성들 중에서도, (1) 유체 방출 어셈블리(100)를 이용하는 시스템 내의 구동 트랜지스터(즉, FET)의 밀도; (2) 유체 방출 어셈블리(100) 내에 있는, 유체 방출 어셈블리(100)의 슬롯 인치 당 고액적 중량 및 저 액적 중량 노즐의 물리적 레이아웃; 및 (3) 서로 이웃하는 노즐들의 중심간 거리로 정의될 수 있는 유체 방출 어셈블리(100) 내의 노즐 피치를 포함한다. 일 예에서, 유체 슬롯(104) 당 2400 개의 FET 트랜지스터와 함께 여기서 예와 관련하여 설명한 HD Si를 사용하여, 인치(dpi) 노즐 피치 당 적어도 1200 도트로 적어도 1800 npsi의 높은 노즐 밀도를 얻을 수 있다. 동시에, 이 예는 유체 재순환 채널(106)로 인해 높은 잉크 유동을 전달할 수 있고 또한 유체 재순환 채널(106) 및 단일 노즐 채널(112) 내부의 서로 다른 크기의 노즐(128, 132)로 인해 이중 액적 중량 능력을 제공할 수 있다. 여기서 설명하는 예의 이러한 점은 고 이미지 인쇄질(IPQ)을 제공하고, 또한 최대 30 부피%의 매우 높은 고형물 로드로 디캡(decap) 회복 및 수성 UV 경화 잉크의 분출성을 가능하게 한다.
이제 도 1 내지 3의 펌프 채널(120), 펌프 발생기 채널(122), m-형 연결 채널(124), 펌프 발생기(126), 노즐(128, 132), 및 액적 발생기(130,134)의 치수에 대해 설명한다. 펌프 채널(120)의 폭은 5 내지 16 ㎛ 이다. 액적 발생기 채널(122)의 폭은 5 내지 16 ㎛ 이다. 펌프 발생기(126)의 폭은 2 내지 12 ㎛ 이고, 길이는 0 내지 75 ㎛ 이다. 일 예에서, 펌프 발생기(126)는 11 ㎛의 폭 및 29 ㎛의 길이를 포함할 수 있다. 액적 발생기(130,134)는 펌프 발생기(126)와 유사한 치수를 가질 수 있다.
m-형 연결 채널(124)의 폭은 5 내지 15 ㎛일 수 있다. m-형 연결 채널(124)의 길이는 20 내지 30 ㎛일 수 있다. 일 예에서, m-형 연결 채널(124)의 길이는 25 ㎛일 수 있다. 또한, 일 예에서, m-형 연결 채널(124)의 폭은 7 ㎛일 수 있다. 다른 예에서, m-형 연결 채널(124)의 폭은 10 ㎛일 수 있다. 또한, 또 다른 예에서, m-형 연결 채널(124)의 폭은 13 ㎛일 수 있다. m-형 연결 채널(124)의 예에서, m-형 연결 채널(124)은 정사각형, 둥근형, 타원형 또는 다른 형상의 단면 형상을 가질 수 있다. m-형 연결 채널(124)의 둥근 단면 형상은 잠재적인 잉크 충돌을 자극하는 비좁은 코너에서의 유동 정체 및 정사각형 단면 형상을 갖는 m-형 연결 채널(124)에서 일어날 수 있는 기포 축적을 감소시키거나 없앨 수 있다. m-형 연결 채널(124)을 여기서 도 1, 3 및 5와 관련하여 일 예로서 설명했지만, 이 연결 채널은 펌프 채널과 액적 발생기 채널 사이에 유체 연결을 제공하는 한 어떤 형상이라도 가질 수 있다.
액적 발생기(130)와 관련된 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은, 예컨대 x 및 y 방향 모두로 대칭적인 비원형 보어(NCB)를 가질 수 있다. 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은 도 1 및 3에 나타나 있는 바와 같은 2개의 절반부 또는 로브(lobe)를 가질 수 있고, 이는 15 내지 18 ㎛의 폭 및 12 내지 18 ㎛의 길이를 가지며 그래서 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)은 24 내지 39 ㎛의 길이를 갖는다. 일 예에서, 액적 발생기 채널(122)의 노즐(128)의 NCB의 로브는 약 15 ㎛의 폭을 가질 수 있고 노즐(128)의 총 길이는 대략 28 ㎛일 수 있다.
단일 노즐 채널(112)의 노즐(132)은 12 내지 16 ㎛의 직경을 가질 수 있다. 다른 예에서, 단일 노즐 채널(112)의 노즐(132)은 대략 14.5 ㎛의 직경을 가질 수 있다.
액적 발생기 노즐(122)의 액적 발생기(130)는 대략 16 ㎛의 폭 및 대략 29 ㎛의 길이를 가질 수 있다. 단일 노즐 채널(112)의 액적 발생기(134)는 대략 11 ㎛의 폭 및 대략 29 ㎛의 길이를 가질 수 있다.
다시 도 1 및 3을 참조하면, 도 1 및 3의 예에 있는 유체 재순환 채널(106)은 2:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비로서 분류될 수 있다. 여기서 설명하는 예 전체에 걸쳐, 유체 재순환 채널(106)은 N:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비를 포함하고, 여기서 N은 적어도 1 이다. 다른 예에서, N은 적어도 2 이다. 또 다른 예에서, N은 적어도 3 이다. 다른 예에서, N:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비를 갖는 다른 유체 재순환 채널이 유체 방출 어셈블리(100) 내에 포함될 수 있다. 이 예에서, 1:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비를 갖는 다수의 유체 재순환 채널이 2:1 또는 3:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비를 갖는 다수의 유체 재순환 채널에 의해 분리될 수 있다. 이제, 유체 방출 어셈블리의 다른 예를 도 2 및 4와 관련하여 설명한다.
여기서 도 1 내지 7과 관련하여 설명한 다른 예에서, 유체 재순환 채널은 어떤 예에서도 하나 보다 많은 단일 펌프 발생기를 이용할 수 있다. 예컨대, 단일 펌프 채널 또는 복수의 펌프 채널에 2개 이상의 펌프 발생기가 존재할 수 있다. 또한, 여기서 설명하는 예에서, 유체 재순환 채널은 N:P의 비(노즐 대 펌프 비)를 포함할 수 있고, 여기서 N 및 P 모두는 적어도 1이다. 예컨대, 일 예에서 N:P 비는 1:1, 2:1, 3:1, 4:2, 5:2 등일 수 있다. 다른 예에서, N:P 비에서 N은 적어도 2이고 P는 적어도 2일 수 있다. 예컨대, 이 예에서 N:P 비는 2:2, 3:2, 4:2, 5:2, 6:2, 6:3, 6:4 등일 수 있다.
도 2는 여기서 설명하는 원리의 다른 예에 따른, 다수의 유체 재순환 채널(206)을 포함하는 유체 방출 어셈블리(200)의 상면도이다. 도 1 및 3에 대해 유사한 요소는 도 2 및 3에서 유사하게 참조 번호가 지정되어 있다. 그러나, 유체 재순환 채널(206)을 포함하는 예시적인 유체 방출 어셈블리(200)는, 도 2 및 4의 예는 2:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비를 갖는 유체 재순환 채널(206)을 포함한다는 점에서 도 1 및 3의 예와 다르다. 따라서, 예시적인 유체 재순환 채널(206)은 도 1 및 3의 예처럼 관련된 단일 노즐 채널(112)을 포함하지 않는다. 대신에, 관련된 단일 노즐 채널(212)은 3-루프 연결 채널(224)을 통해 유체 재순환 채널(206)에 유체 연결된다.
액적 발생기 채널(222)의 요소 및 관련된 단일 노즐 채널(212)을 구별하기 위해, 고 액적 중량(HDW) 액적 발생기 채널(222) 및 저 액적 중량(LDW) 액적 발생기 채널(212)이라고 할 것이다. 대시선 박스(208)로 나타나 있는 다수의 유체 재순환 채널(206)이 도 1 및 3의 예와 유사한 유체 방출 어셈블리(200)의 다이(102) 내부에 형성된다. 잉크와 같은 분출 가능 재료를 공급하기 위해 사용되는 유체 슬롯(104)이 유체 방출 어셈블리(206) 내부에 형성된다. 슬롯(104)은 유체 재순환 채널(206) 각각에 유체 연결된다. 유체 재순환 채널(206)은 슬롯(104)의 각 측에 있는 것으로 나타나 있지만(총 10개의 유체 재순환 채널(206)), 임의의 수의 또는 구성의 유체 재순환 채널(206)이 유체 방출 어셈블리(200) 내부에 포함될 수 있다. 아래에서 더 상세히 설명하는 바와 같이, 유체 재순환 채널(206)이 슬롯(104)의 양측에 위치되는 순서에 의해 효과적으로 더 높은 노즐 밀도가 얻어지고, 유체 재순환 채널(206) 내부의 노즐들이 서로를 보완하고 함께 작용하여, 여기서 설명하는 예를 이용하지 않는 장치에서 얻어질 수 있는 것 보다 더 높은 질의 인쇄가 매체에 이루어지게 해준다. 또한, 유체 재순한 채널(206) 내부의 노즐은 서로 보완하고, 도 6과 관련하여 여기서 설명하는 바와 같은 프린트헤드 어레이 내부에 배치되어 있는 추가적인 유체 방출 어셈블리(200)에 대해 함께 작용한다.
계속 도 2를 참조하고, 도 4는 여기서 설명되는 원리의 다른 예에 따른, 도 2에 나타나 있는 2개의 유체 재순환 채널(206)을 나타낸다. 도 2 및 4의 예의 유체 재순환 채널(206) 각각은, 3-루프 연결 채널(224)을 통해 HDW 액적 발생기 채널(222) 및 LDW 액적 발생기 채널(212)에 유체 연결되는 펌프 채널(220)을 포함한다.
펌프 채널(220) 각각은 도 2 및 4에 실선 박스로 나타나 있는 펌프 발생기(226)를 포함한다. 도 4의 유체 재순환 채널(206) 내부에 대시선 화살표로 나타나 있는 바와 같이, 펌프 발생기(226)는 유체 슬롯(104)으로부터 분출 가능한 재료를 끌어내고, 이 재료는 각각의 펌프 펌프 채널(220) 안으로 3-루프 연결 채널(224)을 통과하고 액적 발생기 채널(212, 222) 안으로 들어가 다시 밖으로 나와 유체 슬롯(104) 안으로 들어가게 된다. 도 1 및 3과 관련하여 유사하게 전술한 바와 같이, 펌프 발생기(226)는 유체 방출 어셈블리(200)의 펌프 채널(220) 내부에 적절히 전개될 수 있는 다양한 종류의 펌핑 요소, 예컨대, 특히 열 레지스터 펌프, 압전형 펌프, 정전형 펌프, 및 전기 유체역학적 펌프 중 어떤 것이라도 될 수 있다.
도 2 및 4의 예에서, 펌프 채널(220)은 3-루프 연결 채널(224)을 통해 액적 발생기 채널(212, 222)에 유체 연결된다. 액적 발생기 채널(212, 222) 각각은 적어도 하나의 노즐(228, 232) 및 적어도 하나의 액적 발생기(230, 234)를 포함한다. 노즐(228, 232)은, 유체 방출 어셈블리(200)의 유제 재순환 채널(206)의 액적 발생기 채널(212, 222) 내부에 형성되는 구멍이다. 액적 발생기(230, 234)는 액적 발생기 채널(212, 122)의 노즐(228, 232)의 뒤에 위치되기 때문에 도 2 및 4에 대시선 박스로 나타나 있다. 일 예에서, 액적 발생기(230, 234)는 다른 종류의 액적 발생기(230, 234) 중에서도 열 잉크젯 프린트헤드, 압전, 형상 기억에 사용되는 가열 요소를 포함할 수 있다.
액적 발생기 채널(212, 122)의 노즐(228, 232)은 도 1 및 3과 관련하여 전술한 바와 유사하게 다른 액적 중량을 방출할 수 있다. 따라서, 도 2 및 4의 예에서, HDW 액적 발생기 채널(222)의 노즐(228)은, LDW 액적 발생기 채널(212)의 저 액적 중량 노즐(232)에 비해 비교적 높은 액적 중량의 분출 가능 재료를 방출하는 고 액적 중량 노즐을 포함할 수 있다. 일 예에서, HDW 액적 발생기 채널(222)의 노즐(228)은 7 내지 11 나노그램(ng)의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출하고, LDW 액적 발생기 채널(212)의 노즐(232)은 2 내지 7 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출한다. 다른 예에서, HDW 액적 발생기 채널(222)의 노즐(228)은 9 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출하고, LDW 액적 발생기 채널(212)의 노즐(232)은 4 ng의 액적 중량을 갖는 양의 분출 가능 재료를 방출한다.
다른 예에서, 노즐(228, 232)의 형상은 도 1 및 3과 관련하여 전술한 바와 유사하게 서로 다를 수 있다. 도 2 및 4의 예에서, HDW 액적 발생기 채널(222)의 노즐(228)은 숫자 "8"의 형상을 갖는데, 이러한 형상은, LDW 액적 발생기 채널(212)의 비교적 작은 노즐(232)의 원형 형상에 비해 분출 가능 재료의 비교적 더 높은 액적 중량을 방출할 수 있다. 그러나, 다른 예에서, 노즐(228, 232)의 형상은 유사할 수 있지만, 분출 가능 재료의 다른 액적 중량이 방출되도록 크기는 다를 수 있다.
유체 방출 어셈블리(200)는 도 1 및 3과 관련하여 전술한 바와 같이 입자 내성 필라(136, 138)의 형태로 되어 있는 입자 내성 구조(114)를 더 포함한다. 이들 입자 내성 필라(136, 138)는 도 1 및 3과 관련하여 전술한 바와 동일한 특성을 포함한다. 또한 유체 방출 어셈블리(200) 내부에는, 도 1 및 3과 관련하여 전술한 바와 유사하게 각 펌프 발생기(226) 및 액적 발생기(230, 234)를 선택적으로 활성화시키기 위한 추가적인 집적 회로(140)가 있다. 따라서, 이 집적 회로(140)는 전술한 특성을 갖는 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 구동 트랜지스터를 포함한다.
전술한 예에서, 도 1 및 3과 관련하여 전술한 바와 유사하게, 유체 방출 어셈블리(200)의 노즐 밀도는 이 유체 방출 어셈블리(200)의 복수의 특성에 근거할 수 있고 적어도 부분적으로 거기에 사용되는 고밀도 규소 플랫폼(HD Si)의 특성에 의해 결정된다.
도 2 및 4의 펌프 채널(220), 액적 발생기 채널(212, 222), 3-루프 연결 채널(224), 펌프 발생기(226), 노즐(228, 232), 및 액적 발생기(230, 234)는 도 1 및 3과 관련하여 설명한 바와 유사하다. 다시 도 2 및 4를 참조하면, 도 2 및 4의 예 내부에 있는 유체 재순환 채널(206)은 3:1의 액적 발생기 대 펌프 발생기 비로서 분류될 수 있다.
도 5는 여기서 설명되는 원리의 다른 예에 따른, 프린트헤드(500, 550)의 어레이 내부의 도 1의 유체 방출 어셈블리(100)를 나타낸다. 단일 유체 방출 어셈블리(100) 내에 있는 상호 반대편 뱅크 및 다른 프린트헤드에 대한 HDW 노즐(128), LDW 노즐(132), 및 펌프(126)의 정렬에 의해, 더 작거나 더 많은 여분의 노즐의 물리적 포함 없이, 슬롯 인치 당 비교적 더 높은 유효 노즐 밀도가 얻어진다. 도 5에 나타나 있는 타원은 더 넓은 프린트헤드를 제공하기 위해 추가 요소가 아래에서 설명되는 순서로 추가될 수 있음을 나타낸다.
도 5에 나타나 있는 바와 같이, 도 1 및 3의 2개의 유체 방출 어셈블리(100)는 제 1 프린트헤드(500)를 형성하고, 2개의 유체 방출 어셈블리(100)는 제 2 프린트헤드(550)를 형성한다. 예의 열(150) 내에 있는 요소들의 순서는 아래의 표에 나타나 있다. 유체 방출 어셈블리(100)의 HDW 노즐(128), LDW 노즐(132), 및 펌프(126)의 이 배치는 예시적인 것이고, 비교적 높은 유효 노즐 밀도라는 동일한 목표를 달성하기 위해 다른 배치도 생각할 수 있다.
좌측 뱅크 우측 뱅크
H L
P H
H P
L H
H L
P H
H P
L H
표 1: 도 1의 예 내의 요소들의 순서, H = HDW 노즐(128), L = LDW 노즐(132), 및 P = 펌프(126)
따라서, 제 1 프린트헤드(500)와 제 2 프린트헤드(550)가 인쇄 장치 내에서 일렬로 이용될 때, 유체 방출 어셈블리(100)의 HDW 노즐(128), LDW 노즐(132), 및 펌프(126)의 배치는 열(152)로 나타나 있는 바와 같이 배치될 수 있다.
제 1 프린트헤드(500) 제 2 프린트헤드(550)
좌측 뱅크 우측 뱅크 좌측 뱅크 우측 뱅크
H L H P
P H L H
H P H L
L H P H
H L H P
P H L H
H P H L
L H P H
표 2: 도 5의 예 내의 요소들의 순서, H = HDW 노즐(128), L = LDW 노즐(132), 및 P = 펌프(126)(적어도 2개의 열은 외삽됨)
도 6은 여기서 설명되는 원리의 다른 예에 따른, 프린트헤드(600, 650)의 어레이 내부의 도 2의 유체 방출 어셈블리(200)를 나타낸다. 단일 유체 방출 어셈블리(200) 내에 있는 상호 반대편 뱅크 및 다른 프린트헤드에 대한 HDW 노즐(228), LDW 노즐(232), 및 펌프(226)의 정렬에 의해, 더 작거나 더 많은 여분의 노즐의 물리적 포함 없이, 슬롯 인치 당 비교적 더 높은 유효 노즐 밀도가 얻어진다. 여기서도, 도 6에 나타나 있는 타원은 더 넓은 프린트헤드를 제공하기 위해 추가 요소가 아래에서 설명되는 순서로 추가될 수 있음을 나타낸다.
도 6에 나타나 있는 바와 같이, 도 2 및 4의 2개의 유체 방출 어셈블리(200)는 제 1 프린트헤드(600)를 형성하고, 2개의 유체 방출 어셈블리(200)는 제 2 프린트헤드(650)를 형성한다. 예의 열(250) 내에 있는 요소들의 순서는 아래의 표에 나타나 있다. 유체 방출 어셈블리(200)의 HDW 노즐(228), LDW 노즐(232), 및 펌프(226)의 이 배치는 예시적인 것이고, 비교적 높은 유효 노즐 밀도라는 동일한 목표를 달성하기 위해 다른 배치도 생각할 수 있다.
좌측 뱅크 우측 뱅크
H L
P H
H P
L H
H L
P H
H P
L H
표 3: 도 2의 예 내의 요소들의 순서, H = HDW 노즐(228), L = LDW 노즐(232), 및 P = 펌프(226)
따라서, 제 1 프린트헤드(600)와 제 2 프린트헤드(650)가 인쇄 장치 내에서 일렬로 이용될 때, 유체 방출 어셈블리(200)의 HDW 노즐(228), LDW 노즐(232), 및 펌프(226)의 배치는 열(252)로 나타나 있는 바와 같이 배치될 수 있다.
제 1 프린트헤드(600) 제 2 프린트헤드(650)
좌측 뱅크 우측 뱅크 좌측 뱅크 우측 뱅크
H L H L
P H L H
H P H P
L H P H
H L H L
P H L H
H P H P
L H P H
표 4: 도 6의 예 내의 요소들의 순서, H = HDW 노즐(228), L = LDW 노즐(232), 및 P = 펌프(226)(열은 외삽됨)
도 7은 여기서 설명하는 원리의 일 예에 따른, 도 1 또는 2의 유체 방출 어셈블리(100, 200)를 포함하는 유체 방출 장치(700)의 블럭도이다. 유체 방출 장치(700)는 적어도 하나의 프린트헤드(706) 내에서 전자 제어기(704) 및 유체 방출 어셈블리(100,200)를 포함한다. 유체 방출 어셈블리(100, 200)는 유체 재순환 채널(106,206)을 포함할 수 있다. 유체 방출 어셈블리(100,200)는 본 개시에 의해 설명되고 도시되고 그리고/또는 고려되는 어떤 예시적인 유체 방출 어셈블리라도 될 수 있다. 유체 방출 어셈블리(100,200)는 여기서 설명하는 유체 재순환 채널(106, 206)을 포함할 수 있다.
전자 제어기(704)는 유체 액적을 정밀하게 방출하기 위해 집적 회로(140) 및 유체 방출 어셈블리(100, 200)와 통신하고 이것들을 제어하기 위한 프로세서, 펌웨어, 및 다른 전자 장치를 포함할 수 있다. 전자 제어기(704)는 컴퓨터와 같은 호스트 시스템으로부터 데이타를 수신한다. 데이타는 예컨대 인쇄될 문서 및/또는 파일을 나타내고, 적어도 하나의 인쇄 작업 명령 및/또는 명령 파라미터를 포함하는 인쇄 작업을 형성한다. 데이타로부터, 전자 제어기(704)는, 문자, 기호 및/또는 다른 그래픽 또는 이미지를 형성하는 방출 대상 액적의 패턴을 규정한다.
일 예에서, 유체 방출 장치(700)는 잉크젯 인쇄 장치일 수 있다. 이 예에서, 유체 방출 장치(700)는 분출 가능 재료를 공급하기 위해 유체 방출 어셈블리(100, 200)의 유체 재순환 채널(106, 206)에 유체 연결되는 유체적으로 연결되는 분출 가능 재료 저장부(708)를 더 포함할 수 있다.
유체 재순환 채널(106, 206)로부터 분출 가능 재료를 방출하여 매체에 이미지를 생성하기 위해 유체 방출 장치(700)를 위한 매체를 제공하기 위해 매체 전달 어셈블리(710)가 유체 방출 장치(700)에 포함될 수 있다. 유체 방출 장치(700)는 유체 방출 장치(700)의 다양한 전자 요소에 전력을 공급하기 위해 전력 공급부(712)를 더 포함할 수 있다.
본 시스템 및 방법의 양태를 여기서 설명되는 원리의 예에 따라 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램의 제품의 흐름도 및/또는 블럭도를 참조하여 설명한다. 흐름도와 블럭도의 각 블럭 및 흐름도와 블럭도에 있는 블럭의 조합이 컴퓨터 사용가능 프로그램 코드에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 기계를 제조하는 다른 프로그램 가능한 데이타 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있으며, 그래서, 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 예컨대 유체 방출 장치(700) 또는 다른 프로그램 가능한 데이타 처리 장치의 전자 제어기(704)를 통해 실행되면 흐름도 및/또는 블럭도의 블럭(들)에 특정되어 있는 기능 또는 조치를 실행하게 된다. 일 예에서, 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 내에 구현될 수 있고, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부분이다. 일 예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이다.
명세서 및 도면은 복수의 유체 액적 중량을 분배하기 위한 유체 재순환 채널을 설명하고, 다수의 서브채널을 포함한다. 서브채널은 적어도 하나의 펌프 채널, 및 적어도 하나의 펌프 채널에 유체 연결되는 복수의 액적 발생기 채널을 포함한다. 유체 재순환 채널은 적어도 하나의 펌프 채널에 결합되어 있는 다수의 펌프 발생기, 액적 발생기 채널에 결합되는 다수의 액적 발생기, 및 액적 발생기 채널내에 형성되어 있는 복수의 노즐을 포함하고, 노즐은 적어도 액적 발생기의 갯수만큼 많다. 노즐은 유체의 적어도 2개의 서로 다른 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 서로 다른 노즐을 포함하고, 2개의 서로 다른 액적 중량은 제 1 액적 중량 및 제 2 액적 중량을 포함하고, 제 2 액적 중량은 제 1 액적 중량 보다 비교적 더 높은 액적 중량을 포함한다.
여기서 설명하는 유체 재순환 채널은 특히, (1) 저 잉크 플럭스 문제를 해결하고 또한 디캡을 받을 수 있는 잉크의 25 내지 50% 더 높은 잉크 플럭스를 가능하게 하며, (2) 프린트헤드 내부에 사용될 자외선(UV) 경화 잉크와 같은 높은 고형물 로드를 갖는 잉크를 사용할 수 있고, (3) PIVS로 인해 생길 수 있는 디캡 문제 및 프린트헤드와 노즐 내부에서의 다양한 점성 플러그 형성을 극복할 수 있고, (4) 인쇄 준비를 위해 노즐을 디캡하기 위해 사용되는 잉크 뱉기에 대한 필요성을 줄이거나 없애며, (5) 높은 고체 로드 잉크의 비교적 더 짧은 디캡 시간을 제공하며, (6) 심지어 높은 고체 로드 잉크에 대한 디캡 시간을 상당히 줄여 디캡 회복 목적을 위한 잉크 뱉기에 대한 필요성을 없애주고, (7) 인쇄 시스템 내에서 고효율 잉크의 사용을 가능하게 하고 또한 더 넓은 어레이의 잉크 종류와 관련하여 더 넓은 어레이의 인쇄 경우의 사용을 가능하게 하며 또한 고품질 인쇄를 원하는 많은 소비자에 의한 사용을 가능하게 하며,(8) 작업 전 또는 중에 잉크 뱉기를 필요로 하지 않아 더 높은 잉크 효율을 제공하며, (9) 매체에 대한 잉크 뱉기를 줄이거나 없애며, 그리고 (10) 서비스 중에 일어나는 높은 잉크 소비, 디캡 회복, 페이지에 대한 뱉기 과정, 및 더 낮은 전체 노즐 양호 상태로 인해 생기게 되는 총 작업 비용을 낮출 수 있는 많은 이점을 가질 수 있다.
위의 설명은 설명되는 원리의 예를 예시하고 설명하기 위해 주어진 것이다. 이 설명은 배타적인 것이 아니고 이들 원리를 개시된 정확한 형태에 한정하는 것은 아니다. 위의 교시에 비추어 많은 변형예와 변화예가 가능하다.

Claims (15)

  1. 복수의 유체 액적 중량을 분배하기 위한 유체 재순환 채널로서,
    적어도 하나의 펌프 채널과, 상기 적어도 하나의 펌프 채널에 유체 연결되어 있는 복수의 액적 발생기 채널을 포함하는 다수의 서브채널;
    상기 적어도 하나의 펌프 채널에 통합되어 있는 다수의 펌프 발생기;
    상기 액적 발생기 채널에 통합되어 있는 다수의 액적 발생기; 및
    상기 액적 발생기 채널 내부에 형성되어 있고, 적어도 상기 액적 발생기의 갯수 만큼 있는 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 노즐은 유체의 적어도 2개의 다른 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 다른 노즐을 포함하고, 상기 2개의 다른 액적 중량은 제 1 액적 중량 및 제 2 액적 중량을 포함하고, 상기 제 2 액적 중량은 상기 제 1 액적 중량 보다 상대적으로 더 큰 액적 중량을 포함하는, 유체 재순환 채널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체 재순환 채널은 N:1의 액적 발생기 대 펌프 비를 포함하고, 여기서 N은 적어도 1인, 유체 재순환 채널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    N은 적어도 2인, 유체 재순환 채널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프의 수는 상기 유체 재순환 채널 내부의 상기 펌프 채널의 수로 정해지는, 유체 재순환 채널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액적 발생기의 수는 상기 유체 재순환 채널 내부의 상기 액적 발생기 채널의 수로 정해지는, 유체 재순환 채널.
  6. 유체 방출 어셈블리로서,
    유체 슬롯; 및
    상기 유체 슬롯에 유체 연결되어 있는 다수의 유체 재순환 채널을 포함하고,
    각 유체 재순환 채널은,
    상기 유체 슬롯에 유체 연결되어 있는 적어도 하나의 펌프 채널;
    제 1 단부에서 다수의 연결 채널을 통해 상기 적어도 하나의 펌프 채널에 유체 연결되고 제 2 단부에서는 상기 유체 슬롯에 유체 연결되는 복수의 액적 발생기 채널;
    상기 적어도 하나의 펌프 채널 내부에 배치되고, 유체를 상기 유체 슬롯으로부터 상기 펌프 채널 및 상기 액적 발생기 채널을 통해 순환시키는 적어도 하나의 펌프;
    상기 액적 발생기 채널의 각각의 내부에 배치되는 다수의 액적 발생기; 및
    상기 액적 발생기 채널 내부에 형성되어 있는 복수의 노즐을 포함하고,
    상기 노즐은 유체의 적어도 2개의 다른 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 다른 노즐을 포함하고, 상기 2개의 다른 액적 중량은 제 1 액적 중량 및 제 2 액적 중량을 포함하고, 상기 제 2 액적 중량은 상기 제 1 액적 중량 보다 상대적으로 더 큰 액적 중량을 포함하는,
    유체 방출 어셈블리.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 노즐은 유체의 대략 동일한 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 다른 노즐을 더 포함하는, 유체 방출 어셈블리.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 노즐은 유체 방출 어셈블리 내의 물리적 노즐 밀도 보다 높은 유효 노즐 밀도가 나타나도록 상기 유체 슬롯을 가로질러 정렬되어 있는, 유체 방출 어셈블리.
  10. 유체 방출 장치로서,
    다수의 유체 방출 어셈블리를 포함하는 유체 방출 어레이; 및
    제어기를 포함하고,
    상기 유체 방출 어셈블리는 유체를 분배하기 위한 다수의 유체 재순환 채널을 포함하고,
    각 유체 재순환 채널은,
    적어도 하나의 펌프 채널;
    상기 적어도 하나의 펌프 채널에 유체 연결되어 있는 다수의 액적 발생기 채널;
    상기 적어도 하나의 펌프 채널에 통합되어 있는 다수의 펌프;
    상기 액적 발생기 채널에 통합되어 있는 다수의 액적 발생기; 및
    상기 액적 발생기 채널 내부에 형성되어 있는 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 노즐은 유체의 적어도 2개의 다른 액적 중량을 방출하는 적어도 2개의 다른 노즐을 포함하고, 상기 2개의 다른 액적 중량은 제 1 액적 중량 및 제 2 액적 중량을 포함하고, 상기 제 2 액적 중량은 상기 제 1 액적 중량 보다 상대적으로 더 큰 액적 중량을 포함하고,
    상기 제어기는 상기 펌프를 활성화시켜, 상기 유체 재순환 채널 내부에서 유체 변위를 발생시켜 상기 유체 재순환 채널 내부에서 유체 유동을 일으키는, 유체 방출 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는 재순환 타이밍 프로파일에 따라 상기 펌프를 활성화시키는, 유체 방출 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 유체 재순환 채널들 중의 제 1 유체 재순환 채널 내부에 있는 액적 발생기의 휴지(idle) 시간 중에, 또는 상기 유체 재순환 채널 내부에 있는 액적 발생기의 능동 작동 중에, 또는 이의 조합 중에 상기 펌프를 활성화시키는, 유체 방출 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어기는 복수의 다른 펌프 펄스 모드를 사용하여 상기 펌프를 활성화시키고, 상기 펌프 펄스 모드는 액적 발생기 휴지 시간에 근거하여 구동되는 펌프 펄스 모드, 일정한 시간 간격으로 구동되는 펌프 펄스 모드, 상기 액적 발생기의 발사에 근거하여 구동되는 펌프 펄스 모드 또는 이들 모드의 조합을 포함하는, 유체 방출 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 방출 어셈블리 각각의 내부에 복수의 유체 재순환 채널이 포함되어 있고, 상기 복수의 유체 재순환 채널은 복수의 조건이 만족되도록 프린트헤드의 유체 슬롯의 다른 측에 배치되며, 상기 조건은,
    상기 슬롯의 제 1 측에 있는 제 1 노즐은 유체의 상기 제 1 액적 중량을 방출하고, 상기 슬롯의 제 2 측에서 상기 제 1 노즐과 정렬되어 있는 제 2 노즐은 유체의 상기 제 2 액적 중량을 방출하는 것,
    상기 슬롯의 상기 제 1 측에 있는 상기 제 2 노즐은 유체의 상기 제 1 액적 중량을 방출하고, 상기 슬롯의 상기 제 2 측에서 상기 제 2 노즐과 정렬되어 있는 상기 제 1 노즐은 유체의 상기 제 2 액적 중량을 방출하는 것,
    상기 슬롯의 상기 제 1 측에 있는 상기 제 1 노즐은 상기 슬롯의 상기 제 2 측에 있는 펌프와 정렬되며, 상기 제 1 노즐은 상기 제 2 액적 중량을 방출하는 것,
    상기 슬롯의 상기 제 2 측에 있는 상기 제 2 노즐은 상기 슬롯의 상기 제 2 측에 있는 펌프와 정렬되며, 상기 제 2 노즐은 상기 제 2 액적 중량을 방출하는 것, 또는
    상기한 사항의 조합을 포함하는, 유체 방출 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 유체 방출 장치 내부에 복수의 유체 방출 어셈블리가 포함되어 있고, 복수의 프린트헤드는, 제 1 유체 방출 어셈블리에 위치되어 있는 제 1 노즐과 제 2 노즐이 제 2 유체 방출 어셈블리에 위치되어 있는 제 3 노즐과 제 4 노즐에 의해 방출되는 유체의 제 2 총 액적 중량과는 다른 유체의 제 1 총 액적 중량을 방출하도록 정렬되어 있는, 유체 방출 장치.
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