KR20060027805A - 잉크방울 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

방울을 기질에 증착하기 위한 장치. 상기 장치는 기질을 위한 지지수단, 상기 지지수단상의 기질에 방울을 증착하기 위해 지지수단 위로 위치하는 방울 방출 조립체, 기질로 방울이 방출되는 둘러싸인 영역을 지지수단과 함께 한정하는 엔클로저 구조를 포함하고, 상기 엔클로저 구조는 지지수단과 함께 기질이 진행하는 인입 간격과 배출간격 및 간격을 한정하고, 압력조절된 가스자원이 상기 엔클로저 구조로부터 상기 간격을 통해 가스 흐름을 제공하기 위해 엔클로저 구조에 연결된다.
잉크젯 프린터, 엔클로저

Description

잉크방울 증착 장치{APPARATUS FOR DEPOSITING DROPLETS}
본 발명은 기질에 잉크방울을 증착하는 것에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 방울을 기질에 증착하기 위한 한가지 형태의 장치이다. 잉크젯 프린터는 통상 잉크 공급부로 부터 노즐 통로까지의 잉크 통로를 포함한다. 잉크 방울이 방출되는 노즐 구멍에서 노즐 통로는 종료한다. 잉크 방울 방출은 작동 장치와 함께 잉크 통로내 잉크의 압력 조절로 제어된다, 상기 작동 장치는 예를 들면 압전 편향기, 열 버블 제트 발생기 또는 정전 편향 요소일 수 있다. 통상의 인쇄 조립체는 상응하는 노즐 구멍 및 관련된 작동 장치와 함께 잉크 통로 배열을 가진다. 각 노즐 구멍으로부터의 방울 방출은 독립적으로 제어될 수 있다. 드롭-온-디맨드 인쇄 조립체에서, 각 작동 장치는 인쇄 조립체와 인쇄 기질이 서로에 대해 이동됨에 따라 이미지의 특정 픽셀위치에서 선택적으로 방울을 방출하게 된다. 고성능 인쇄 조립체에서, 노즐 구멍은 예를들어 25 미크론과 같은 통상 50미크론 이하의 직경을 가지고 100-300 노즐/인치의 피치에 분리되며, 100-3000dpi의 해상도를 가지고 1-70 피코리터(pl)이하의 부피를 가진 방울을 제공한다. 방울 방출 주파수는 통상 10 kHz 이상이다.
본원발명의 참조로 사용된 호이싱톤(Hoisington)등의 미국 특허 제 5,265,315호는 반도체 몸체와 압전 작동기를 가지는 인쇄 조립체를 서술하고 있다. 상기 몸체는 잉크 챔버를 한정하도록 에칭된 실리콘으로 만들어진다. 노즐 구멍은 분리된 노즐 플레이트에 의해 한정되고 실리콘 몸체에 부착된다. 압전 작동기는 적용된 전압에 의해 형상이 변하거나 구부러지는 압전재 층을 가진다. 압전 층의 밴딩(bending)은 잉크 통로를 따라 위치하는 펌핑챔버내의 잉크압력을 조절한다. 압전 잉크 제트 인쇄 조립체는 또한 본 발명의 참조로 사용된 피시벡등의 미국특허 제 4,825,227호와 하이네의 미국특허 제 4,937,598호에서도 서술된다.
인쇄 정확도는 조립체내 및 프린터내의 다중 조립체사이의 노즐에 의해 방출되는 방울의 크기 및 속도 균일성을 포함하는 많은 요인에 의해 영향을 받는다. 방울 크기와 방울 속도 균일성은, 예컨대 잉크 통로의 크기 균일성, 음향 간섭 효과, 잉크 흐름 통로의 오염 및 작동 장치의 작동 균일성과 같은 요인에 의해 차례로 영향을 받는다. 상업상의 인쇄지는 인쇄품질이 감소될 수 있는 성긴 입자를 가질 수 있다.
본 발명의 한 특징은 일반적으로 방울을 기질에 증착하기 위한 장치를 특징으로 한다. 상기 장치는 기질을 위한 지지수단, 기질상에 방울을 증착하기 위한 지지수단위로 위치하는 방울 방출 조립체, 엔클로저 구조 및 상기 엔클로저 구조에 연결된 압력 조절된 가스자원을 포함한다. 지지수단과 함께 엔클로저 구조는 방울이 기질 위로 방출된 둘러싸인 영역을 한정한다. 지지수단과 함께 엔클로저 구조 역시 기질이 진행하는 인입 간격과 배출 간격을 한정한다. 엔클로저 구조에 연결된 압력 조절된 가스는 상기 간격을 통하여 엔클로저 구조로부터 가스의 흐름을 제공한다.
일부 실행에서, 상기 엔클로저 구조는 방울 방출 조립체 위에 배치된 엔클로저를 포함한다. 인입 및 배출 간격과 가스 압력은 기질보다 더 큰 속도로 상기 간격을 통하여 가스를 분배하기 위해 조절될 수 있다. 인입 및 배출 간격은 0.004 인치 기질에 대해 약 0.006-0.100인치 사이에 있을 수 있다. 가스자원으로부터 미립자 물질과 수분을 제거하는 것은 유리할 수 있다. 일부 경우, 물 또는 다른 용매를 압력 조절된 가스 자원에 추가하는 것은 유리할 수 있다. 일부 경우, 압력 조절된 가스의 압력이 정상 대기 압력보다 이상의 수두압 약 0.1인치-10인치까지 있다. 다른 실행에서, 엔클로저 구조는 각 간견에 인접하여 각각 나누어지도록 압력조절된 가스를 분배하는 매니폴드 분배 시스템을 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면과 함께 하기에 서술된다. 다른 특징, 대상 및 본 발명의 장점은 명세서와 도면 및 청구범위로부터 명백하다.
도 1은 기질 위에 인쇄하기 위한 장치의 개략적 측면도이다.
도 2는 도 1에 나타나는 인쇄 스테이션의 사시도이다.
도 2A는 도 2에 도시된 인쇄 스테이션의 2A-2A를 따른 단면도이다.
도 3은 선택적인 인쇄 스테이션의 사시도이다.
도 3A는 도 3에 나타나는 인쇄 스테이션의 3A-3A를 따른 단면도이다.
동일한 참조번호는 여러 도면에서 같은 요소를 나타낸다.
도 1은 잉크 방울을 기질(12)(예를 들면 종이)에 계속 증착하기 위한 장치(10)를 도시한다. 기질(12)은 공급 스탠드(16) 위에 있는 롤(14)에서 당겨져서 구해지고, 복수의 다른 색상의 방울을 기질(12)에 증착하기 위해 일련의 방울-증착 스테이션(18)에 공급된다. 각 방울-증착 스테이션(18)은 기질(12) 위에 방울을 증착하기 위해 기질(12)위로 위치되는 정지 방울 방출 조립체(20)를 가진다. 기질 지지수단 구조(22)(예를 들면 다공성 압반)는 각 증착 스테이션(18)에서 기질(12) 아래에 있다. 기질(12)은 최종 스테이션(24)을 빠져나온 후에, 사전 마감 스테이션(26)으로 갈 수 있다. 사전 마감 스테이션(26)은 기질(12)을 건조시키기 위해 사용될 수 있다. 또한 기질(12)의 UV 또는 다른 방사 큐어링을 위해 사용될 수 있다. 다음에, 기질(12)은 마감 스테이션(28)으로 진행하여, 거기서 접히고 최종 제품(30)으로 분리된다. 기질 공급률은 약 0.25-5.0 m/sec 또는 그 이상이다. 방울 방출 조립체는 잉크 방울을 방출할 수 있고 또한 UV 건조가능 물질, 방사 건조 물질 또는 방울로 분배되어 건조가능한 다른 물질을 방출할 수 있다.
도 2는 방울 방출 조립체(20)의 아래에 세로 기계 방향에서 진행하는 인쇄가능한 기질(12)와 함께 장치(32)를 도시한다. 상기 실시예에서, 방울 방출 조립체(20)는 인쇄 유닛 지지수단(23)에 장착되고 밀봉되는 복수의 분리된 인쇄 장치(21)로 이루어진다. 인쇄 되지 않은 기질(12)은 인입측면(36)에 들어가고 인쇄된 기질 (38)은 배출 측면(40)으로 나온다. 기질 지지 구조(22)(예를 들면 다공성 압반)은 인쇄할 수 있는 기질(12)을 지지한다. 기질 지지 구조(22)는 또한 만곡된 비다공성 압반 또는 회전드럼(도시되지 않음)일 수 있다. 인입부(46)를 통하여 압력 조절된 가스(44)를 받아들이기 위한 엔클로저(42)는 방울 방출 조립체 위에 장착된다.
도 2A는 도 2에 나타나는 장치를 2A-2A를 따라 도시한다. 엔클로저(42)로 들어오는 압력 조절된 가스는 인쇄 유닛 지지수단(23)과 지지 구조(22)에 의해 한정된 둘러싸인 영역(50)의 인접변부(52)와 말단변부(54)로 진행한다. 여기로부터, 압력 조절된 가스는 종이 인입 간격(56)과 종이 배출 간격(58)을 빠져나온다. 상기 형태의 구조는 그것이 인쇄 영역에 들어가기 전에 파편을 제거할 수 있다. 또한, 압력 조절된 가스는 평평한 기질을 지지 구조에 대해 고정하는 것을 도울 수 있다. 엔클로저(42)내의 압력은 대기압상의 약 수두압 0.1-10인치사이에 있다. 예를 들면 종이 인입 간격(56)과 종이 배출 간격(58)을 가지는 둘러싸인 영역 (50)의 아래에서 압력균형을 유지하여 종이 걸림의 위험을 줄이기 위한 것이다.
가스 압력은 간격을 통한 가스 속도는 약 0.25-5m/sec사이가 되도록 조절되어야 한다. 만일 압력이 너무 높으면, 이미지가 손상될 수 있고, 전원요건이 제한되어 노이즈가 발생할 수 있다. 과도한 노이즈는 난류로 비롯될 수 있고 속도가 더 높아지면 난류가 더 커져서 노이즈가 더 커진다. 주어진 흐름율을 위한 전원요건은 가스의 흐름에 비례하여 흐름율이 높아지면 파워요건도 더 커진다.
인입 간격이 약 0.006--0.100인치까지이고 배출 간격은 0.004 인치 기질(예를 들면 종이)를 위해 약 0.006-0.100인치까지이다. 만일 간격이 너무 크면, 전원요건이 제한될 수 있고, 간격이 너무 작으면 이미지가 오염될 수 있거나 종이 걸림 이 발생할 수 있다. 기질은 종이, 플라스틱 또는 다른 인쇄할 수 있는 기질일 수 있다. 통상의 기질은 두께가 약 0.008-0.002인치이다.
미립자 물질 및 과도한 수분을 제거하기 위해 예를들어 HEPA 필터로 압력 조절된 가스가 여과될 수 있다. 일부의 경우, 물 또는 다른 용매가 방울 방출 조립체의 막힘을 방지하기 위해 첨가될 수 있다. 일부의 경우, 방울 큐어링을 돕기위해 불활성 가스 환경이 요구될 수 있다. 다른 예에서, 방울 큐어링을 돕기위해 다른 가스가 요구될 수 있다.
도 3은 인쇄 통로를 청소 하기 위한 대체 장치(60)를 도시한다. 상기 실시예에서, 압력 조절된 가스는 인쇄 유닛 지지수단(23)에 포함되는 매니폴드 분배 시스템(62)에 분배된다. 도 3A는 라인 3A-3A를 따라 대체 장치(60)를 도시하고, 압력 조절된 가스가 분배 시스템내의 슬릿(64)를 통하여 매니폴드 분배 시스템(62)으로부터 진행하는 것을 도시한다. 상기 실시예에서, 슬릿(64)은 인쇄 유닛 지지수단(23)의 전체 측면 길이를 따라 계속된다. 상기 슬릿(64)은 압력 조절된 가스를 둘러싸인 영역(50)으로 분배하고 그 후 종이 인입 간격(56)과 종이 배출 간격(58)으로 분배한다.
인입 및 배출간격은 가스 압력과 슬릿 폭과 함께 조절되어 상기 간격을 통한 가스 속도 약 1.0m/sec가 되는 것이 바람직하다. 인입 간격과 배출 간격은 0.004 기질(예를 들면 종이)을 위해 약 0.006-0.100인치가 된다.
본 발명의 다수의 실시예가 기술되었다. 여러 가지 수정에도 불구하고 본 발 명의 사상과 범위를 벗어나지 않는다고 이해될 것이다. 예를 들면, 도 3에서 설명된 장치는 압력 조절된 가스를 둘러싸인 영역(50)으로 운반하기 위해 슬릿(64)대신 인쇄 유닛 지지수단(23)내의 복수의 구멍(도시되지 않음)을 이용하는 것으로 바뀔 수 있다. 상기 구멍은 압력 조절된 가스가 방울을 기질(12)에 증착하는 것을 방해하지 않기 위해 형성될 수 있다. 증착된 방울은 잉크 또는 다른 물질일 수 있다. 예를 들면, 증착되는 방울은 방울로 분배될 수 있는 UV 또는 다른 방사 건조가능한 물질 또는 다른 물질일 수 있다. 따라서, 다른 실시예는 하기하는 청구범위의 범위를 벗어나지 않는다.

Claims (22)

  1. 방울을 기질에 증착하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치가,
    기질을 위한 지지수단,
    상기 지지수단상의 기질에 방울을 증착하기 위해 지지수단 위로 위치하는 방울 방출 조립체,
    기질로 방울이 방출되는 둘러싸인 영역을 지지수단과 함께 한정하는 엔클로저 구조를 포함하고,
    상기 엔클로저 구조는 지지수단과 함께 기질이 진행하는 인입 간격과 배출간격 및 간격을 한정하고,
    압력조절된 가스자원이 상기 엔클로저 구조로부터 상기 간격을 통해 가스 흐름을 제공하기 위해 엔클로저 구조에 연결되는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 엔클로저 구조가 상기 방울 방출 조립체위로 배치되는 엔클로저를 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 압력조절된 가스의 압력이 대기압상에서 수두압 0.1-1.0인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 인입 간격이 약 0.006-1.00인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 배출 간격이 0.006-1.00인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 엔클로저 구조가 압력조절된 가스를 각 간격에 인접한 슬릿에 분배하기 위한 매니폴드 분배시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 압력조절된 가스의 압력이 대기압상에서 수두압 0.1-10인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 인입간격이 0.006-0.100인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 배출간격이 0.006-0.100인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 방울이 잉크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 기질이 종이를 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  12. 제 1항에 있어서, 연속적으로 움직이는 지지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  13. 제 1항에 있어서, 압력조절된 가스자원으로부터 입자물질을 제거하는 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  14. 제 1항에 있어서, 압력조절된 가스 자원에 습기를 더하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 압력조절된 가스 자원에 용매를 더하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 간격과 가스 압력이 상기 기질보다 큰 속도로 간격을 통하여 상기 가스를 분배하는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  17. 제 1항에 있어서, 상기 가스가 공기인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  18. 제 1항에 있어서, 상기 가스가 공기보다 적은 산소함유량을 가지는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 가스가 공기보다 큰 산소함유량을 가지는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 인입 간격이 0.006-0,100인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 배출 간격이 0.006-0,100인치인 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
  22. 제 1항에 있어서, 상기 간격과 상기 가스압력이 상기 지지수단에 대해 상기 기질을 평탄하게 하는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 방울을 기질에 증착하기 위한 장치.
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