KR20070057840A - 유체로부터 용해 가스를 제거할 수 있는 유체 방울 분출시스템 - Google Patents

유체로부터 용해 가스를 제거할 수 있는 유체 방울 분출시스템 Download PDF

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KR20070057840A
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Abstract

방울 분출 시스템은 방울 분출 헤드 및 저장부를 포함한다. 공기 펌프는 유체 내의 용해된 공기 또는 증기를 제거하기 위해 저장부 내의 유체 바디 위에 부분 용적을 형성한다.

Description

유체로부터 용해 가스를 제거할 수 있는 유체 방울 분출 시스템 {FLUID DROP EJECTION SYSTEM CAPABLE OF REMOVING DISSOLVED GAS FROM FLUID}
본 출원은 유체 방울 분출 분야에 관한 것이다.
다수의 잉크 제트 시스템에서, 잉크는 노즐로 연결되는 챔버 또는 통로로 공급되고, 통로 내의 잉크에 인가되는 감소 및 증가되는 압력의 연속 사이클의 결과로서 상기 노즐로부터 잉크가 한 방울씩 분출된다. 압력 사이클은 압전 액정, 가열기 또는 마이크로 기계 장치에 의해 발생될 수 있다. 통로로 유입되는 잉크가 용해된 공기를 포함하는 경우, 압력 사이클의 감소된 압력 부분 동안 잉크의 비압축에 의해 용해된 공기가 통로 내의 잉크 내에서 작은 거품을 형성한다. 챔버 내에서의 이크의 반복된 비압축에 의해 이러한 거품이 성장하게 되며 이러한 거품은 잉크 제트 장치의 오작동을 발생시킬 수 있다. 잉크의 탈가스(degassing)는 통상적으로 박막의 일 면에 잉크와 접촉하는 반 투과성 박막을 이용한다. 감소된 압력은 박막의 다른 측부에 인가되어 잉크 경로 내의 잉크로부터 용해된 공기를 추출한다.
하나의 양상에서, 본 발명은 방울 분출 시스템으로서, 유체를 분출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 방울 분출 헤드, 유체를 유지시키고 유체 위에 공간을 가지는 제 1 저장부, 방울 분출 헤드와 제 1 저장부의 하부를 연결하는 제 1 유체 경로, 유체를 유지하고 유체 위에 공간을 가지는 제 2 저장부, 제 1 저장부와 제 2 저장부의 하부를 연결하는 제 2 유체 경로, 및 제 2 저장부 내의 유체 위의 공간 내에 부분 용적을 형성하도록 제 2 저장부의 상부로 결합되는 공기 펌프를 포함한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 방울 분출 시스템으로서, 유체를 분출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 방울 분출 시스템, 하부에 유체를 홀딩하는 저장부, 유체를 저장부의 하부로부터 방울 분출 헤드로 공급할 수 있는 제 1 유체 경로, 저장부의 하부로부터 방울 분출 헤드로의 유출 연결을 차단하는 제 1 유체 밸브, 및 저장부의 상부 내의 부분 용적을 형성하는 공기 펌프를 포함한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 제 1 저장부와 유체 소통되는 제 2 저장부 내에 유체를 제공하는 단계, 제 2 저장부 내의 유체 위의 공간 내에 부분 용적을 형성하는 단계, 제 2 저장부내의 유체를 유체 위에 공간을 가지는 제 1 저장부로 유체를 공급하는 단계, 및 유체 저장부 내의 유체를 방울 분출 헤드로 공급하는 단계를 포함한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 저장부에 유체를 제공하는 단계, 저장부 내에서의 유체의 유체 소통을 밀폐하는 단계, 저장부 내의 유체 위의 공간에 부분 용적을 형성하는 단계, 유체 연결을 개방하는 단계, 및 저장부 내의 유체를 방울 분출 헤드로 공급하는 단계를 포함한다.
상기 발명의 일부 실시예는 하나 또는 그 이상의 후술되는 특징을 포함할 수 있다. 제 2 저장부의 상부 내의 부분 용적은 제 2 저장부 내의 유체로부터 용해된 공기 또는 용해된 증기의 추출을 가능하게 한다. 유체 밸브는 제 2 저장부로부터 상기 제 1 저장부로의 제 2 유체 경로를 차단할 수 있다. 교반 장치는 유체로부터 용해된 공기의 추출을 보조하기 위해 제 2 저장부 내의 유체를 교반할 수 있다. 펌프는 유체를 제 2 저장부로부터 제 2 유체 경로를 통하여 제 1 저장부로 펌핑할 수 있다. 방울 분출 헤드는 수용된 잉크를 제 1 저장부로부터 노즐로 공급할 수 있는 유체 도관을 가질 수 있다. 저장부로의 유체 공급 경로는 부분 용적이 제 2 저장부의 상부에 발생할 때 폐쇄될 수 있다. 방울 분출 헤드는 제 2 저장부의 이동을 요구하지 않고 가동될 수 있다. 제어 유닛은 부분 용적을 형성하기 위해 공기 펌프를 제어할 수 있다. 공기 펌프는 유체의 하나 또는 그 이상의 특성에 응답하여, 방울 분출 헤드의 아이들 시간에 응답하여, 유체 레벨 또는 유체 충전 상태에 응답하여 제어될 수 있다. 유체는 잉크, 염료 기재 잉크, 안료 기재 잉크, 고온 용융 잉크, 착색제 함유 유체, 페인트, 폴리머 용액, 용매, 콜로라이드 현탁액, 및 금속 함유 유체들 중 하나 또는 그 이상을 포함한다. 방울 분출 헤드는 노즐을 통하여 유체를 분출할 수 있는 하나 또는 그 이상의 유체 분출 액츄에이터, 예를 들면, 압전 변환기 또는 히터를 가질 수 있다. 제 1 저장부 내의 유체의 표면은 방울 분출 헤드 내의 노즐에서 메니스커스 압력(meniscus pressure)을 제어할 수 있다.
실시예들은 하나 또는 그 이상의 후술되는 장점을 포함할 수 있다. 유체 분출 시스템의 유체 내에 용해된 가스는 통상적인 공기 제거 박막을 이용하지 않고 소위 벌크 탈가스 장치를 이용하여 제거된다. 유체 내의 가스는 유체 분출 헤드로 상류부의 밀봉가능한 유체 컨테이너 내의 유체 바디 위의 부분 진공에 의해 유체/공기 경계부로부터 제거된다.
유체 컨테이너는 유체 경로를 통하여 유체 분출 헤드와 연결되는 저장부일 수 있다. 탈가스 메카니즘이 유체 저장부 내에 배치될 때, 탈가스 작동은 유체 분출 작동과 간섭하지 않고 수행될 수 있다. 유체 분출 및 탈가스 작동은, 개별적으로 최적화될 수 있기 때문에 둘다 효과적일 수 있다.
공개된 시스템은 간단하고, 가격이 비싸지 않고, 그리고 유지하기가 용이하다. 시스템은 또한 물 및 용매와 같은 높은 증기 압력 재료의 트레이스 양을 포함하는 잉크 형성에 대해 효과적이다.
하나 또는 그 이상의 실시예가 첨부된 도면 및 아래의 상세한 설명에서 상세하게 설명된다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 장점은 상세한 설명 및 도면으로부터, 그리고 청구범위로부터 명백하게 된다.
도 1은 잉크로부터 용해된 가스를 제거하도록 구성된 잉크 제트 프린팅 시스템을 도시하며,
도 2는 잉크로부터 용해된 가스를 제거하도록 구성된 잉크 제트 프린팅 시스 템의 선택적인 일 실시예를 도시한다.
도 1은 벌크 탈가스용 장치를 가지는 잉크 제트 프린팅 시스템(5) 내의 잉크를 도시한다. 잉크 제트 프린팅 시스템(5)은 통상적으로 노즐판(21) 상에 어레이로 배열되는 다수의 잉크 노즐(20), 잉크 노즐(20)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10) 내의 유체 도관(30), 잉크 노즐(20) 내의 메니스커스 압력을 제어하는 잉크를 저장하기 위한 메니스커스 제어 저장부(40), 및 메니스커스 제어 제장부(40)로부터 유체 도관(30)으로 잉크를 공급하기 위한 잉크 통로(50)를 가지는 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)을 포함한다.
작동 중, 잉크는 유체 도관(40)을 완전히 채우는데, 예를 들면, 유체 도관(30)의 실질적인 모든 벽이 잉크 유체와 접촉한다. 따라서, 유체 도관(30) 내에 포함되는 잉크 유체는 실질적으로 자유 표면을 가지지 않는다. 대비하면, 작동 중, 잉크는 메니스커스 제어 저장부(40)를 완전히 채우지 않는다.
메니스커스 제어 저장부(40)는 하부에서 잉크 바디(64) 그리고 위에서 공간(65)을 유지한다. 메니스커스 제어 저장부(40)는 메니스커스 제어 저장부(40)로 잉크를 공급하는 잉크 필터(61)를 가지는 잉크 공급 경로(60)를 포함한다. 메니스커스 제어 저장부(40) 내의 잉크는 잉크 통로(50)를 따라 잉크 펌프(68)에 의해 유체 도관(30)으로 공급된다. 메니스커스 제어 공기 펌프(70)는 잉크 표면 위의 공간(65) 내에 부분적 진공을 형성할 수 있다. 메니스커스 제어 저장부(40) 내의 부분적 진공 및 잉크 표면의 높이는 잉크 노즐(20)의 메니스커스를 제어한다.
잉크 제트 프린팅 시스템(5)은 메니스커스 제어 저장부(40)의 상류부에 잉크 탱크(72)를 더 포함한다. 잉크 탱크(72)의 하부는 잉크 경로(60)를 통하여 메니스커스 제어 저장부(40)로 잉크 펌프(74)에 의해 펌핑될 수 있는 잉크(73)의 바디를 유지한다. 잉크 탱크(72)는 또한 완전히 채워지지 않아, 자유 표면이 잉크 바디(73) 위에 형성된다. 잉크 경로(60)를 따라 잉크 탱크(72)로부터 메니스커스 제어 저장부(40)로의 잉크 유동은 체크 밸브(77)를 폐쇄함으로써 차단될 수 있다. 부분적 진공은 탈가스 진공 펌프(75)에 의해 공기를 당김으로써 잉크 표면 위의 공간(78)에 형성될 수 있다. 용해 가스는 잉크 표면에서 잉크 바디(73)로부터 제거 또는 추출되어, 잉크 바디(73) 내의 용해 가스의 농도를 감소시킨다. 잉크 바디(73)로부터의 가스 제거 율은 자유 표면의 면적에 비례한다. 예를 들면, 대형 자유 표면은 잉크 탱크(72)의 수평방향 단면적을 가로질러 형성될 수 있다. 교반기(76)는 잉크 표면으로 용해 가스의 이동을 보조하기 위해 가스 제거 동안 잉크 바디(73)를 교반할 수 있다. 밸브(77), 잉크 펌프(74), 탈가스 진공 펌프(75) 및 교반기(76)의 작동은 제어 유닛(90)의 제어 하에 있다. 밸브(77)는 체크 밸브, 가변 밸브, 솔레노이드 밸브, 서보 밸브, 등일 수 있다. 밸브(77)는 탈가스 작동에서 수동으로 작동될 수 있다.
도 1에 도시되고 상술된 가스 제거 장치는 벌크 탈가스 시스템으로서 지칭될 수 있다. 탈가스 작동의 결과는 소정의 가스 또는 휘발성 액체의 상대적인 농도가 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)의 작동 상태에서 재료들에 대한 포화 농도 아래가 양호하도록 잉크가 조절되는 것이다. 이는 잉크 노즐(20)의 최상의 가능한 주요 성능, 및 조정된 확산에 대한 최상의 가능한 저항을 보장한다.
전형적인 일 실시예에서, 잉크 제트 프린팅 시스템(5)은 산업적 프린팅 시스템이다. 잉크 탱크(72)는 하나 또는 그 이상의 내부 교반기를 가지는 4 리터 용량의 벌크 페인트 포트(bulk paint-pot)이다. 잉크 탱크(72)는 잉크 제조자로부터 저그(jug)로 주기적으로 재충전된다. 잉크 탱크(72)는 밀봉되고 유용한 진공(예를 들면, 0.001 바아)이 전체 잉크 탱크(72)에 인가된다. 진공의 존재 시 연속적인 교반은 어떠한 용해된 공기 또는 증기를 제거하고, 포화 레벨 아래로 모든 휘발성 성분의 농도를 감소시키기에 유용하다. 잉크 탱크(72)는 잉크 유체를 수용하기 위한 잉크 공급 통로를 포함할 수 있다. 잉크 공급 통로는 탈가스 작업 동안 잉크 탱크(72) 내의 잉크 바디 위에 부분적인 진공을 형성하기 위해 폐쇄될 수 있는 체크 밸브를 포함한다.
공개된 벌크 탈가스 시스템은 기포를 제거할 뿐만 아니라 잉크 바디로부터 용해된 공기 및 다른 용해된 높은 증기 압력 재료(예를 들면, 물, 용매)를 제거하는데 특히 효과적이다. 이는 높은 증기 압력 재료의 분자가 박막을 통과하여 이동하는 것 보다 유체 공기를 가로질러 더 용이하게 이동하기 때문에 박막을 기초로 한 유체 제거기에 비해 유용하다. 더욱이, 공개된 벌크 탈가스 시스템 및 방법은 일반 양도된 미국 특허 제 4,788,556호, 제 4,940,995호, 제 4,961,082호, 제 4,995,940호, 및 제 5,701,148호에 공개된 것과 같은 유체 제거기와 조합되어 적용될 수 있다. 상기 미국 특허들은 본 명세서에서 참조된다.
벌크 탈가스 시스템과 양립되는 잉크 타입은 물 기재 잉크, 용매 기재 잉크, 염료 기재 잉크, 안료 기재 잉크, 및 고온 용융된 잉크를 포함한다. 잉크 유체는 염료 또는 안료와 같은 착색제를 포함할 수 있다. 시스템과 양립할 수 있는 다른 유체는 폴리머 용액, 겔 용액, 입자 또는 저 분자량의 분자를 포함하는 용액을 포함할 수 있다. 제조하는 동안 특별하게 주의하지 않으면, 통상적으로 잉크는 포화 농도에 근접하게 용해 공기를 포함한다. 많은 잉크는 물 및 알콜 및 용매와 같은 다른 휘발성 성분을 포함할 수 있으며, 이는 습도 대기 내의 교반과 같은 제조 공정 또는 잉크 내의 반응의 의도되지 않은 결과에 의해 형성될 수 있다. 예를 들면, 일부 고온 용융 잉크는 반응식에서 소정의 산의 반응 부산물로서 시간에 걸쳐 물이 발생하는 것으로 알려져 있다. 공개된 시스템은 또한 착색제 함유 유체, 폴리머 용액, 용매, 콜로이드 현탁액, 및 금속 함유 유체와 같은 다른 유체와 양립할 수 있다.
일 실시예에서, 잉크 탱크(72) 내에 형성된 부분적 용적은 잉크의 하나 또는 그 이상의 특성에 종속된다. 부분적 용적의 압력 및 지속 시간은 제어 유닛(90)의 제어 하에서 공기의 용해, 또는 잉크 내의 물 및 휘발성 성분의 농축 또는 발생에 대한 잉크의 경향에 따라 변할 수 있다. 작동 중, 제어 유닛(90)은 상술된 특성 및 다른 특성을 수용하고 이에 응답하여 펌핑률 및 지속 시간을 제어하기 위해 탈가스 진공 펌프(75)로 신호를 보낸 다음, 부분적 용적의 압력 및 시간 프로파일을 결정한다.
또 다른 실시예에서, 가스 제거 작업은 잉크 제트 프린팅 시스템(5)의 아이들 타임, 잉크 탱크(72) 내의 잉크 충전 상태 및 충전 레벨을 포함하는 잉크 바디 내의 용해된 공기 또는 증기의 레벨과 충돌할 수 있는 다른 요소에 종속된다. 새로운 잉크가 잉크 탱크(72)에 추가될 때 가스가 제거될 것이 요구된다. 잉크 제트 프린팅 시스템은 일정 시간의 주기 동안 아이들 상태로 남아 있는 경우, 공기는 또한 잉크 노즐(20) 등을 통하여 잉크 바디 내로 용해될 수 있다.
잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 유체 도관(30)과 유체 소통되는 다수의 잉크 노즐(20)을 포함할 수 있다. 각각의 잉크 노즐(20)은 예를 들면 압전 변환기, 히터, 또는 MEMS 변환기 장치를 포함할 수 있는 하나 또는 그 이상의 잉크 분출 액츄에이터와 관련된다. 잉크 제트 프린팅 시스템(5)은 유체 방울이 분출되는 관련된 잉크 액츄에이터 및 잉크 노즐을 선택할 수 있는 전자 선택기를 더 포함할 수 있다. 관련된 액츄에이터에 인접한 유체 도관(30)의 일 부분은 펌핑 챔버(이 챔버는 또한 실질적으로 잉크로 충전된다)를 제공하도록 확대될 수 있다. 노즐판(21) 내의 잉크 노즐(20)은 유체 도관(30)의 분출 부분과 연결된다. 유체 도관(30)의 분출 부분 내의 잉크 유체는 제어 유닛(90)의 제어 하에서 잉크 노즐(20)로부터 분출된다. 분출된 잉크 방울은 전자 제어 유닛(90)에 의해 잉크 분출 액츄에이터로 인가되는 상이한 구동 전압 파동형태에 반응하여 용적이 변화된다.
잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 압전 잉크 제트, 열 잉크 제트, 잉크 제트 프린트 헤드를 기초로 한 MEMS, 및 다른 타입의 잉크 작동 기구의 형태로 존재할 수 있다. 예를 들면, 호이싱톤(Hoisington) 등의 미국 특허 제 5,265,315호는 본 명세서에서 전체적으로 참조되고, 반도체 프린트 헤드 바디 및 압전 액츄에이터를 가지는 프린트 헤드를 설명하고 있다. 프린트 헤드 바디는 실리콘으로 제조되 며, 잉크 유체 도관을 형성하도록 에칭된다. 노즐 개구는 실리콘 바디에 부착되는 개별 노즐판(21)에 의해 형성된다. 압전 액츄에이터는 압전 재료 층을 가지며 이는 인가된 전압에 응답하여 지오메트리가 변화되거나 벤딩된다. 압전 층의 벤딩은 유체 도관의 분출 부분 근처, 예를 들면 잉크 경로를 따라 위치하는 펌핑 챔버 내의 잉크 유체를 가압한다.
다른 잉크 제트 프린트 헤드는 발명의 명칭이 "프린트헤드"이고 2002년 3월 7일에 출원되고 일반 양도된 미국 특허 출원 제 10/189,947호, 미국 특허 공보 제 US 20040004649 A1호, 그리고 발명의 명칭이 "얇은 박막을 구비한 프린트 헤드"이고 2003년 10월 10일에 출원되고 일반 양도된 미국 가특허 출원 제 60/510,459호에 공개되어 있다. 이러한 관련된 특허 출원 및 공보의 내용은 본 명세서에서 참조된다.
잉크 제트 프린팅 시스템(5)은 또한 방향(87)을 따라 잉크 저장부(80)를 이동시키는 메카니즘(85)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 무한 벨트를 경유하여 모터에 의해 구동되는 상호 왕복 운동으로 이동할 수 있다. 운동의 방향은 종종 고속 스캔 방향으로서 지칭된다. 잉크 제트 프린트 헤드는 메니스커스 제어 저장부(40)를 이동하는 것을 요구하지 않고 잉크 저장부(80)에 대해 스캔된다. 잉크 경로(60)의 적어도 일 부분은 가요적이어서 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 잉크 탱크(72)의 이동 없이 이동될 수 있다. 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)로부터 개별 잉크 탱크(72)의 장점은 잉크 내에 용해된 가스 또는 증기가 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)의 이동 또는 프린팅 작동과 간 섭되지 않고 이동할 수 있다는 것이다.
제 2 메카니즘은 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향(통상적으로 저속 스캔 방향으로서 지칭됨)을 따라 잉크 저장부(80)를 운반할 수 있다. 프린팅 동안, 잉크 방울은 잉크 저장부(80) 상의 잉크 도트의 이미지 패턴을 형성하기 위해 잉크 이미지 데이터에 응답하여 전자 제어 유닛(90)의 제어 하에서 잉크 노즐(20)로부터 분출된다. 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 잉크 방울을 배치하여 잉크 저장부(80) 상의 잉크 도트의 작은 조각을 형성한다.
또 다른 실시예에서, 페이지-와이드(page-wide) 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 프린트 헤드 바아 또는 프린트 헤드 모듈의 조립체에 의해 형성된다. 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10)은 프린팅 동안 여전히 남아 있지만 잉크 수용 매체는 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(10) 하에서 저속 스캔 방향을 따라 운반된다. 잉크 제트 시스템 및 방법은 본 기술분야에서 공지된 상이한 프린트 헤드 장치와 양립가능하다. 예를 들면, 시스템 및 방법은 일반 양도된 미국 특허 제 5,771,052호에 공개된 오프셋 잉크 제트 모듈을 구비한 단일 패스 잉크 제트 프린터에 적용가능하며 상기 미국 특허는 본 명세서에서 참조된다.
또 다른 실시예에서, 도 2에는 노즐판(121) 상에 다수의 잉크 노즐(120)을 가지는 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(110), 잉크 노즐(120)로 잉크를 공급하기 위한 잉크 제트 프린트 헤드 모듈(100) 내의 유체 도관(130), 잉크 바디로부터 가스를 제거할 수 있는 메니스커스 제어 저장부(140), 메니스커스 제어 저장부(140) 및 유체 도관(130)으로부터 잉크를 공급하기 위한 잉크 통로(150)를 포함하는 잉크 제트 프린팅 시스템(100)이 도시되어 있다. 작동 중, 유체 도관(130)은 잉크 유체로 실질적으로 완전히 젖는다. 잉크 도관(30)에 들어 있는 잉크 유체는 어떠한 상당한 자유 표면도 포함하지 않는다.
메니스커스 제어 저장부(140)는 잉크 바디(164) 및 공간(165)을 홀딩한다. 대형 자유 표면은 잉크 바디(164) 위에 형성된다. 메니스커스 제어 저장부(140)는 잉크를 메니스커스 제어 저장부(140)로 공급하는 잉크 필터(161)를 가지는 잉크 공급 경로(160)를 포함한다. 잉크 공급 경로는 밸브(162)에 의해 개방 또는 폐쇄된다. 잉크 펌프(168)는 메니스커스 제어 저장부(140) 내의 잉크를 잉크 통로(150)를 따라 유체 도관(130)으로 펌핑한다. 잉크 통로(150)를 따른 잉크 유동은 밸브(163)를 차단할 수 있다. 밸브(162, 163) 및 잉크 펌프(168)의 작동은 제어 유닛(190)의 제어 하에 있다. 밸브(162) 또는 밸브(163)는 체크 밸브, 가변 밸브, 솔레노이드 밸브, 서보 밸브 등일 수 있다. 밸브(162, 163)는 탈가스 작동에서 수동으로 작동된다.
메니스커스 제어 저장부(140)의 외부와 잉크 바디(164) 사이의 유체 소통이 밸브(162, 163)에 의해 차단될 때, 부분적 용적이 제어 유닛(190)의 제어 하에서 공간(165)으로부터 공기를 당기는 공기 펌프 장치(170)에 의해 공간(165) 내에 형성될 수 있다. 잉크 저장부(140) 내의 잉크 바디(164) 위의 공간(165) 내의 공기 압력은 통상적으로 0.001 바아에 대해 -8인치 물로 감소한다. 부분적 용적이 공간(165) 내에 형성될 때, 잉크 바디(164) 내에 용해된 가스 또는 증기는 잉크-공기 경계부를 가로질러 공간(165)으로, 잉크 바디(164) 내로 이동한다. 결과적으로, 용해된 가스의 농도는 잉크 바디(164) 내에서 용해된다. 가스 제거 동안, 잉크 바디(164)는 교반기(175)에 의해 교반될 수 있으며, 상기 교반기는 용해된 가스 또는 증기를 잉크-공기 경계부로 이동시킬 뿐만 아니라 잉크-공기 경계부의 표면적을 증가시킴으로써 가스 제거 효율을 증가시킨다. 통상적으로, 탈가스 작동은 비 프린팅 모드에서 실시되어 메니스커스 제어 저장부(140) 내의 부분적 용적이 잉크 노즐(120)에서의 메니스커스 압력에 영향을 미치지 않는다. 프린팅 동안, 잉크 노즐(120)에서의 메니스커스 압력은 공기 펌프 장치(170) 및 잉크 바디(164)의 자유면을 제어함으로써 적절하게 제어될 것이 요구된다. 통상적으로, 공간(165) 내의 공기 압력은 대기 압력의 약간 아래로 제어된다(예를 들면, 물의 -1 인치 내지 -4 인치로).

Claims (55)

  1. 방울 분출 시스템으로서,
    유체를 분출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 방울 분출 헤드,
    유체를 유지시키고 상기 유체 위에 공간을 가지는 제 1 저장부,
    상기 방울 분출 헤드와 상기 제 1 저장부의 하부를 연결하는 제 1 유체 경로,
    유체를 유지하고 상기 유체 위에 공간을 가지는 제 2 저장부,
    상기 제 1 저장부와 상기 제 2 저장부의 하부를 연결하는 제 2 유체 경로, 및
    상기 제 2 저장부 내의 상기 유체 위의 상기 공간 내의 부분 용적을 형성하도록 상기 제 2 저장부의 상부로 결합되는 공기 펌프를 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부의 상부 내의 부분 용적은 상기 제 2 저장부 내의 유체로부터 용해된 공기 또는 용해된 증기의 추출을 가능하게 하는,
    방울 분출 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부로부터 상기 제 1 저장부로의 상기 제 2 유체 경로를 차단하기 위한 유체 밸브를 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체로부터 용해된 공기의 추출을 보조하기 위해 상기 제 2 저장부 내의 유체를 교반시키기 위한 교반 장치를 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체를 상기 제 2 저장부로부터 상기 제 2 유체 경로를 통하여 상기 제 1 저장부로 펌핑하기 위한 펌프를 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부의 하부로 유체를 제공하기 위해 유체 공급 경로를 더 포함하며, 상기 부분 용적이 상기 제 2 저장부의 상부에 발생할 때 상기 유체 공급 경로가 폐쇄될 수 있는,
    방울 분출 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드는 수용된 잉크를 상기 제 1 저장부로부터 상기 노즐로 공급할 수 있는 유체 도관을 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드는 상기 제 2 저장부의 이동을 요구하지 않고 가동되는,
    방울 분출 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 부분 용적을 형성하기 위해 상기 공기 펌프를 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 유체의 하나 또는 그 이상의 특성에 응답하여 상기 공기 펌프를 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 방울 분출 헤드의 아이들 시간에 응답하여 상기 공기 펌프를 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 제 2 저장부의 유체 레벨 또는 상기 유체 충전 상태에 응답하여 상기 공기 펌프를 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 잉크, 염료 기재 잉크, 안료 기재 잉크, 고온 용융 잉크, 착색제 함유 유체, 페인트, 폴리머 용액, 용매, 콜로라이드 현탁액, 및 금속 함유 유체들 중 하나 또는 그 이상을 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드는 상기 노즐을 통하여 상기 유체를 분출할 수 있는 하나 또는 그 이상의 유체 분출 액츄에이터를 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 유체 분출 액츄에이터는 압전 변환기 또는 히터를 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 저장부 내의 유체의 표면은 상기 방울 분출 헤드 내의 상기 노즐에서 상기 메니스커스 압력을 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  17. 방울 분출 시스템으로서,
    유체를 분출하기 위한 다수의 노즐을 포함하는 방울 분출 시스템,
    하부에 유체를 홀딩하는 저장부,
    상기 유체를 상기 저장부의 하부로부터 상기 방울 분출 헤드로 공급할 수 있는 제 1 유체 경로,
    상기 저장부의 하부로부터 상기 방울 분출 헤드로의 상기 유출 연결을 차단하는 제 1 유체 밸브, 및
    상기 저장부의 상부 내의 부분 용적을 형성하는 공기 펌프를 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 저장부의 상부 내의 부분 용적이 상기 유체 바디로부터 용해된 공기 또는 용해된 증기를 추출할 수 있는,
    방울 분출 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 유체로부터 용해된 공기의 추출을 보조하도록 상기 저장부 내의 상기 유체를 교반하기 위한 교반 장치를 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 유체 경로를 따라 상기 저장부로부터 상기 방울 분출 헤드로 상기 유체를 펌핑하기 위한 펌프를 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드는 저장된 상기 잉크를 상기 제 1 저장부로부터 상기 노즐로 공급할 수 있는 유체 도관을 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  22. 제 17 항에 있어서,
    유체를 상기 저장부로 제공하기 위해 제 2 유체 경로를 더 포함하며, 상기 부분 용적이 상기 저장부 내의 상기 잉크 바디 위의 공간에서 발생될 때 상기 유체 공급 경로가 폐쇄될 수 있는,
    방울 분출 시스템.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드는 상기 저장부의 이동을 요구하지 않고 가동되는,
    방울 분출 시스템.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 부분 용적을 생산하도록 상기 공기 펌프를 제어하는 제어 유닛을 더 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 유체의 하나 또는 그 이상의 특성에 응답하여 상기 공기 펌프를 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 방울 분출 헤드의 아이들 시간에 응답하여 상기 공기 펌프를 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 저장부 내의 상기 유체 레벨 또는 상기 유체 충전 상태에 응답하여 상기 공기 펌프를 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  28. 제 17 항에 있어서,
    상기 유체는 잉크, 염료 기재 잉크, 안료 기재 잉크, 고온 용융 잉크, 착색제 함유 유체, 페인트, 폴리머 용액, 용매, 콜로라이드 현탁액, 및 금속 함유 유체들 중 하나 또는 그 이상을 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  29. 제 17 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드는 상기 노즐을 통하여 상기 유체를 분출할 수 있는 하나 또는 그 이상의 유체 분출 액츄에이터를 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 유체 분출 액츄에이터는 압전 변환기 또는 히터를 포함하는,
    방울 분출 시스템.
  31. 제 17 항에 있어서,
    상기 저장부 내의 유체의 표면은 상기 방울 분출 헤드 내의 상기 노즐에서 상기 메니스커스 압력을 제어하는,
    방울 분출 시스템.
  32. 유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법으로서,
    제 1 저장부와 유체 소통되는 제 2 저장부 내에 유체를 제공하는 단계,
    상기 제 2 저장부 내의 상기 유체 위의 공간 내에 부분 용적을 형성하는 단계,
    상기 제 2 저장부 내의 유체를 상기 유체 위에 공간을 가지는 상기 제 1 저장부로 공급하는 단계, 및
    상기 제 1 저장부 내의 유체를 방울 분출 헤드로 공급하는 단계를 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 부분 용적은 상기 제 2 저장부 내의 유체로부터 용해된 공기 또는 용해 된 증기를 추출할 수 있는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부로 또는 상기 제 2 저장부로부터의 유체 소통을 차단하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  35. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부 내의 상기 유체를 교반하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  36. 제 32 항에 있어서,
    공기 펌프를 이용하여 상기 부분 용적을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  37. 제 32 항에 있어서,
    상기 부분 용적을 형성하는 단계는 상기 유체의 하나 또는 그 이상의 특성에 종속되는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드의 아이들 시간을 트랙킹하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부 내의 상기 유체 레벨 또는 상기 유체 충전 상태를 트랙킹하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부로부터 상기 제 1 저장부로 상기 유체를 펌핑하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  41. 제 32 항에 있어서,
    상기 유체는 잉크, 염료 기재 잉크, 안료 기재 잉크, 고온 용융 잉크, 착색제 함유 유체, 페인트, 폴리머 용액, 용매, 콜로라이드 현탁액, 및 금속 함유 유체들 중 하나 또는 그 이상을 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  42. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부 내의 상기 유체 위의 공간 내에 부분 용적을 형성하는 동안 차단될 수 있는 유체 공급 경로를 통하여 상기 제 2 저장부로 유체를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  43. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 2 저장부를 이동시키지 않고 수용부에 대해 상기 방울 분출 헤드를 이동하는 단계, 및
    상기 수용부 상에 패턴을 형성하도록 상기 유체 분출 헤드로부터 유체 방울을 분출하는 단계를 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  44. 제 32 항에 있어서,
    상기 제 1 저장부 내의 상기 유체에 의해 상기 방울 분출 헤드 내의 노즐의 메니스커스 압력을 제어하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  45. 유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법으로서,
    저장부에 유체를 제공하는 단계,
    상기 저장부 내에서의 상기 유체의 유체 소통을 밀폐하는 단계,
    상기 저장부 내의 상기 유체 위의 공간에 부분 용적을 형성하는 단계,
    유체를 분출하기 위해 하나 또는 그 이상의 노즐을 가지는 방울 분출 헤드로 상기 저장부 내의 유체를 공급하는 단계,
    상기 저장부를 이동시키지 않고 수용부에 대해 상기 유체 분출 헤드를 이동시키는 단계, 및
    상기 유체 분출 헤드 내의 하나 또는 그 이상의 유체 분출 노즐로부터 유체 방울을 분출하는 단계를 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 저장부 내의 유체 위의 공간 내의 부분 용적은 상기 유체로부터 용해된 공기 또는 용해된 증기를 추출할 수 있는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  47. 제 45 항에 있어서,
    상기 부분 용적이 상기 저장부 내의 상기 유체 위의 공간으로 형성된 후 상기 저장부 내의 유체가 유체를 분출하기 위해 하나 또는 그 이상의 노즐을 가지는 상기 방울 분출 헤드로 공급되는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 저장부 내의 상기 유체를 밀폐하는 단계는 상기 저장부와 연결되는 유체 경로를 따라 하나 이상의 밸브를 차단하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  49. 제 45 항에 있어서,
    방울 분출 헤드로 상기 저장부 내의 유체를 공급하는 단계는,
    상기 저장부로부터 상기 유체 분출 헤드로 유체 경로를 따라 개방하는 단계, 및
    상기 저장부로부터 상기 방울 분출 헤드로 상기 유체를 펌핑하는 단계를 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  50. 제 45 항에 있어서,
    상기 저장부 내의 상기 유체를 교반하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  51. 제 45 항에 있어서,
    부분 용적을 형성하는 단계는 상기 유체의 하나 또는 그 이상의 특성에 종속하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 방울 분출 헤드의 아이들 시간을 트랙킹하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  53. 제 51 항에 있어서,
    상기 저장부 내의 상기 유체 레벨 및 상기 유체 충전 상태를 트랙킹하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  54. 제 45 항에 있어서.
    상기 유체는 잉크, 염료 기재 잉크, 안료 기재 잉크, 고온 용융 잉크, 착색제 함유 유체, 페인트, 폴리머 용액, 용매, 콜로라이드 현탁액, 및 금속 함유 유체들 중 하나 또는 그 이상을 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
  55. 제 45 항에 있어서,
    유체를 분출하기 위해 상기 방울 분출 헤드 내에 노즐을 제공하는 단계, 및
    상기 저장부 내의 상기 유체의 표면과 상기 부분 용적에 의해 상기 방울 분출 헤드 내의 상기 노즐의 메니스커스 압력을 제어하는 단계를 더 포함하는,
    유체 분출 시스템에서 용해된 가스를 제거하는 방법.
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