KR20070087170A - 종방향의 잉크공급채널을 갖는 프린트헤드 칩 - Google Patents
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Abstract
프린트헤드 집적회로가 제공되어 있다. 프린트헤드 집적회로는 (a)기판의 전면측 상에 형성되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및 (b) 복수의 잉크공급채널을 포함한다. 각각의 잉크공급채널은 잉크를 기판의 후면측으로부터 대응하는 그룹의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 각각의 잉크공급채널은 몰딩된 잉크 매니폴드의 하나 이상의 출구로부터 잉크를 수용하기 위한 크기로 되어 있다. 비교적 폭넓은 잉크공급채널들은, 프린트헤드 집적회로가 몰딩된 잉크 매니폴드에 직접 접합되게 할 수 있으므로, 정렬을 용이하게 할 수 있고 누설을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 프린터에 관한 것으로서, 특히 잉크젯 프린터(inkjet printer)에 관한 것이다. 본 발명의 특정 형태는 프린터용 카트리지, 프린트헤드 디자인 및 유지보수(maintenance)는 물론 프린터 작업의 다른 양상들에 관한 것이다.
관련된 특허출원들에 대한 상호 참조
본 발명의 출원인 또는 양수인에 의해 출원된 다음의 특허들 또는 특허출원들은 상호 참조에 의해 본 발명에 통합된다.
일부 출원들은 서류번호(docket number)에 의해 열거되어 있다. 이들은 출원번호가 알려졌을 때 교체될 것이다.
전통적으로, 대부분의 상용 잉크젯 프린터들은 프린터의 전체 구조와 디자인의 일부를 이루는 프린트 엔진(print engine)을 구비한다. 이 점에서, 프린터 유닛(printer unit)의 몸체는 전형적으로 프린트헤드와, 관련된 매체전달기구를 수용하도록 구성되어 있고, 이러한 부분들은 프린터 유닛과 일체로 되어 있다.
이는, 매체가 소반복(small iteration)으로 프린터 유닛을 통하여 전진됨에 따라 매체를 가로질러 전후방으로 횡단되는 프린트헤드를 이용하는 잉크젯 프린터의 경우에 특별하다. 그러한 경우에 있어서, 왕복운동하는 프린트헤드는, 프린터 유닛 구조의 일부를 이루는, 매체입력롤러(media input roller)와 매체출력롤러(media output roller) 사이에서 프린터 유닛의 폭을 횡단할 수 있도록 전형적으로 프린터 유닛의 몸체에 장착되어 있다. 이러한 프린터 유닛에 의하면, 교체를 위해 프린트헤드를 제거하는 것이 가능할지 모르지만, 매체운송롤러, 제어회로 및 유지보수 스테이션(maintence station) 등의 프린트 엔진의 다른 부품들은 전형적으로 프린터 내에 고정되어 있어 이러한 부품들의 교체는 프린터 유닛 전체의 교체 없이는 불가능하다.
그 프린터 유닛들의 디자인 구조면에서 오히려 고정되어 있을 뿐만 아니라, 왕복운동형 프린트헤드를 사용하는 프린터 유닛들은 특히 풀 칼라(full colour) 및/또는 포토 품질(photo quality)의 작업을 실행할 때 상당히 느리다. 이는, 프린 트헤드가 매체의 표면상에 잉크를 증착하기 위해 정지매체(stationary media)를 연속적으로 횡단하여야 하고 한 라인의 이미지를 증착하기 위해 다수의 프린트헤드의스와스(swath)를 취할 수 있다는 사실에 기인한 것이다.
최근에, 매체가 프린트헤드를 지나서 운송될 때 프린트헤드가 정지된 상태로 있을 수 있도록 인쇄매체의 전체 폭을 뻗는 프린트헤드를 제공하는 것이 가능하였다. 이러한 시스템들은, 프린트헤드가 한 라인의 이미지를 증착하기 위해 다수의 스와스를 더 이상 실행할 필요가 없는 것처럼 인쇄가 일어날 수 있지만, 오히려 프린트헤드가 고속으로 지나서 이동할 때 매체상에 잉크를 증착할 수 있는 속도를 대폭 증가시킨다. 이러한 프린트헤드는 분(分)당 약 60페이지의 속도, 즉 종래의 잉크젯 프린터로서 이전에 달성할 수 없는 속도로 풀 칼라 1600dpi 인쇄를 실행할 수 있게 하였다.
이러한 페이지폭 프린트헤드는 전형적으로 고정밀도 및 고속 용지이동을 필요로 하여, 전체의 프린트 엔진(프린트헤드, 용지조종기구 및 제어회로 등)은 고품질의 출력을 확실하게 하기 위해 그에 알맞게 구성되어야 한다.
따라서, 프린터의 규격 몸체 내에 바로 사용될 수 있고 프린트 엔진의 모든 필요한 부품들이 일정하고 고속의 인쇄를 가능케 하는 방식으로 구성되는 것을 확실하게 하는 방식으로 구성되는 프린트 엔진을 제공할 필요가 있다.
발명의 요약
하나의 형태에 따르면, 본 발명은,
잉크분사노즐들의 어레이(array)를 갖는 프린트헤드 조립체에 연결하기 위한 잉크저장구획실(ink storage compartment) 및 잉크공급장치(ink feed system)를 포함하고;
상기 잉크저장구획실이 가변저장용적(variable storage volume) 및 가변저장용적을 확장하여 그 안에서 음압(negative pressure)을 발생시키기 위해 편향(bias)된 변위가능한 벽부(displaceable wall section)를 갖고; 이에 의해
잉크 도즈(ink dose)량이 잉크분사노즐로부터 부주의로 인해 누설되지 않도록 한 잉크젯 프린터용 카트리지 장치(cartridge unit)를 제공한다.
음압이 없으면, 잉크 메니스커스(ink meniscus)는 노즐로부터 불룩해질 수 있다. 메니스커스는 노즐 개구(nozzle aperature)의 가장자리(edge)의 '핀(pin)' 자체일 것이며 잉크 누설을 저지할 정도로 충분히 강해질 수 있다. 그러나, 용지 먼지 또는 그 밖의 오염물들은, 결국에는, 불룩해진 메니스커스가 노즐림(nozzle rim)에 그 자체를 고정시키지 못하게 할 것이어서 누설이 발생되게 된다. 메니스커스 도즈량이 노즐 밖으로 부풀어지지 않으므로, 노즐 표면상의 용지 먼지는 표면장력을 파괴하지 못하여 누설을 야기시킨다.
몇 가지 실시형태에 있어서, 잉크저장구획실은 가변잉크저장용적을 규정하기 위해 유연성 벽구조물(flexible wall arrangement)에 의해 연결된 대향벽부(opposed wall section)들을 갖고; 이에 의해 상기 대향벽부들 중 하나가 가변잉크저장용적을 확장하도록 변위가능하고 편향되어 있다. 이 대향벽부는 일정한 힘스프링(constant force spring)으로 편향될 수 있다.
선택적으로, 상기 프린트헤드 조립체는 제거 및 교체를 위해 카트리지 유닛에 고정되어 있다. 또 다른 선택적으로, 상기 프린트헤드 조립체는 페이지폭 프린트헤드 조립체(pagewidth printhead assembly)이다.
제1 형태에 있어서, 본 발명은,
잉크분사노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드 조립체에 연결하기 위한 잉크저장구획실 및 잉크공급장치를 포함하고;
상기 잉크저장구획실이 가변저장용적 및 가변저장용적을 확장하여 그 안에서 음압을 발생시키기 위해 편향된 변위가능한 벽부를 갖는 잉크젯 프린터용 카트리지 장치를 제공한다.
선택적으로, 상기 잉크저장구획실은 가변잉크저장용적을 규정하기 위해 유연성 벽구조물에 의해 연결된 대향벽부들을 갖고; 이에 의해 상기 대향벽부들 중 하나가 가변잉크저장용적을 확장하도록 변위가능하고 편향되어 있다.
선택적으로, 상기 대향벽부는 일정한 힘스프링으로 편향된다.
선택적으로, 상기 프린트헤드 조립체는 제거 및 교체를 위해 카트리지 유닛에 고정되어 있다.
선택적으로, 상기 프린트헤드 조립체는 페이지폭 프린트헤드 조립체이다.
또 다른 형태에 있어서,
상기 음압화된(negatively pressurized) 잉크저장구획실이 잉크저장구획실을 리필(refill)하는 리필유닛(refill unit)을 수용하기 위한 인터페이스(interface)를 갖고, 상기 인터페이스가 그 밀폐된 형태로 편향된 입구밸브(inlet valve)를 가지며;
상기 리필유닛이 다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
상기 인터페이스와 해제가능하게 결합하기 위한 결합구조부(engagement formations); 및
상기 몸체부 내의 잉크가 잉크저장구획실과 유체적으로 연통하는 상태로 있도록 상기 리필유닛이 상기 잉크 인터페이스와 결합할 때 상기 입구밸브를 개방하기 위한 입구밸브 액츄에이터(actuator); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
상기 음압화 잉크저장구획실이 잉크저장구획실을 리필하는 리필유닛을 수용하기 위한 인터페이스를 갖고, 상기 인터페이스가 평상시 닫힌 입구 밸브(normally closed inlet valve)와 평상시 개방된 출구밸브(normally open outlet valve)를 갖고, 이들 밸브 모두가 잉크저장구획실과 유체적으로 연통하여 있으며;
상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부; 및
잉크출구 및 밸브 4개 구조부를 갖는 도킹부(docking portion); 를 포함하고, 상기 도킹부가 입구밸브와 출구밸브를 작동시켜 잉크저장구획실 내의 음압으로 인해 카트리지에 몸체부로부터의 잉크가 충전되도록, 사용 중에, 상기 인터페이스와 해제가능하게 결합시키는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
상기 음압화 잉크저장구획실이 평상시 개방된 출구밸브를 통하여 리필유닛에 의해 리필되도록 배열되어 있고;
상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크저장구획실과 해제가능하게 결합시키기 위한 결합구조부(engagement formations); 및
상기 리필유닛이 잉크저장구획실과 결합할 때 출구밸브를 닫기 위한 출구밸브 액츄에이터; 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
상기 잉크저장구획실이 리필유닛에 의해 리필되도록 배열되고;
상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크출구; 및
리필유닛을 잉크저장구획실과 결합시킬 때, 압력 평형이 이루어질 때까지 몸체부로부터의 잉크가 음압에 의해 잉크출구를 통하여 잉크저장구획실 내로 인출됨에 따라 그 리필유닛의 부분이 안쪽으로 눌러 내려지게 되며, 이어서 리필유닛을 잉크저장구획실로부터 분리할 때, 음압을 재확립하도록 잉크저장구획실의 상기 안쪽으로 눌러 내려진 부분을 해제하는 재가압장치(repressurizing arrangement); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
상기 잉크저장구획실이 가변저장용적을 규정하도록 유연성 벽구조물에 의해 연결된 대향벽부들을 갖고;
상기 카트리지 유닛이 노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크공급장치를 포함하고;
상기 대향벽부들 중 하나가 가변잉크저장용적을 확장하여 잉크저장구획실 내에 음압을 생성시켜서 노즐로부터 부주위로 인한 잉크 누설을 회피하도록 변위가능하고 편향되어 있는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
상기 잉크저장구획실이 잉크저장구획실을 리필하는 리필유닛과 해제가능하게 결합하기 위한 인터페이스를 갖고, 이 인터페이스가 상기 저장구획실의 안밖으로 의 잉크 흐름을 제거하기 위한 밸브들을 가지며;
상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크출구; 및
밸브를 소정의 순서로 작동시키도록 리필유닛이 인터페이스와 결합될 때 상기 밸브들을 작동시키기 위한 밸브 액츄에이터; 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
카트리지 유닛을 리필하는 리필유닛과 해제가능하게 결합시키기 위한 인터페이스를 더 포함하고,
잉크젯 프린터가 프린트헤드, 제어회로 및 리필유닛을 통합하며, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크출구; 및
잉크의 적어도 하나의 특성에 관련되는 정보를 저장하기 위한 메모리 회로로서, 사용 중에 리필유닛이 프린터에 적합하다는 것을 검증하기 위해 제어회로가 메모리 회로에 응답지령신호를 전송할 수 있도록 하는 메모리 회로; 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 잉크젯 프린터의 잉크젯 프린트헤드용 프린트헤드 유지보수 조립체를 통합하는 카트리지 유닛으로서,
상기 프린트헤드가 내부에 노즐들의 어레이가 형성되어 있는 노즐 플레이트(nozzle plate)를 갖고;
상기 프린트헤드 유지보수 조립체가,
프린트헤드가 사용 중이 아닐 때 노즐들의 어레이를 덮기 위한 캐퍼(capper); 및
노즐 플레이트와 결합하여 노즐들을 횡단하여 닦아내기 위한 것으로서, 상기 캐퍼의 대향측들(opposing sides) 사이에 위치되는 클리너(cleaner); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 잉크젯프린터가,
노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드;
유지보수 조립체가 노즐들의 어레이를 덮는 캐핑된 위치(capped position)와 노즐들의 어레이와 이격된 캐핑되지 않은 위치(uncapped position) 사이에서 이동하기 위한 유지보수 조립체; 및
캐핑된 위치와 캐핑되지 않은 위치 사이에서 상기 유지보수 조립체를 이동시키기 위한 모터식 구동부(motorized drive); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 카트리지를 보충(replenishment)하는 잉크리필유닛과 결합하기 위한 인터페이스를 더 포함하는 카트리지 유닛으로서,
상기 잉크리필유닛이,
잉크저정구획실;
카트리지의 인터페이스와 결합하기 위한 것으로서, 상기 인터페이스 상의 입구 포트(inlet port)에 연결하기 위한 잉크출구를 갖는 베이스 플레이트(base plate)를 구비하는 도킹부; 및
상기 인터페이스와 해제가능하게 결합하기 위한 것으로서, 상기 베이스 플레이트의 가로중심선(transverse center line)상에 형성되는 결합구조부들; 을 포함하며, 상기 잉크출구의 중심이 상기 가로중심선과 이격되어 있는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 카트리지를 보충하는 리필유닛과 결합하기 위한 인터페이스를 더 포함하는 카트리지 유닛으로서,
상기 잉크저장구획실이 관형 유연성 벽(tubular flexible wall)에 의해 부분적으로 규정되고;
상기 카트리지 유닛이 소정 량에 의해 상기 관형 유연성 벽을 수축하기 위한 수축기구(constriction mechanism)를 더 포함하며;
상기 잉크리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부; 및
상기 카트리지의 인터페이스와 결합하기 위한 도킹부; 를 포함하고, 상기 도킹부가 인터페이스상의 입구 포트에 연결하기 위한 잉크출구, 및 상기 잉크리필유닛이 상기 인터페이스와 결합함에 따라 상기 수축기구를 작동시키고 상기 잉크리필유닛이 상기 인터페이스와 분리됨에 따라 상기 수축기구를 해제시키기 위한 복수의 수축 액츄에이터(constriction actuator)를 갖는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 리필유닛과 카트리지를 보충하는 잉크리필유닛과 결합하기 위한 인터페이스를 더 포함하는 카트리지 유닛으로서, 상기 잉크리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
상기 인터페이스 내의 상보적인(complementary) 잉크출구와 결합하기 위한 잉크출구; 및
상기 인터페이스 내의 개구(aperture)에 삽입하기 위해 상기 몸체부로부터 뻗는 스피곳(spigot); 을 포함하고,
상기 스피곳의 측단면이, 상기 잉크리필을 카트리지에 정확히 결합시키는 것을 확실하게 하기 위해 상기 개구에 의해 규정된 형상에 맞추어진 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 카트리지를 보충하는 잉크리필유닛과 결합가능한 카트리지 유닛으로서, 상기 잉크리필유닛이,
잉크를 함유하는 몸체부;
상기 카트리지 내의 상보적인 잉크출구와 결합하기 위한 잉크출구; 및
소정 량의 잉크가 상기 리필유닛으로부터 상기 카트리지로 흐를 때 시각적인 표시를 제공하기 위한 시각적인 인디케이터(visual indicator); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 잉크젯 프린터가,
내부로 접근하기 위해 힌지(hinge)식으로 장착된 패널(panel)을 갖는 출구케이싱(outlet casing);
상기 출구케이싱 내에 수용되어 잉크 카트리지를 지지하기 위한 크래들(cradle); 을 포함하고, 상기 크래들이 상기 잉크 카트리지를 삽입·제거할 수 있도록 개방되는 힌지식으로 장착되는 뚜껑을 갖고, 상기 뚜껑의 힌지축과 상기 패널의 힌지축이 평행하며,
상기 뚜껑과 패널 모두 동일한 방향으로 개방되어 있는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 잉크젯 프린터가,
전력과 프린트 데이터(print data)를 노즐들에 전송하기 위한 프린트헤드 접점들(contacts)과 노즐들의 어레이를 갖는 교체형 페이지폭 프린트헤드;
전력과 프린트 데이터를 상기 프린트헤드 접점들에 공급하기 위한 대응접점들(corresponding contacts); 및
상기 프린트헤드 접점들과 대응접점들이 인쇄 중에 겹합하여 바이어싱(biasing)되며 상기 프린트헤드를 설치하거나 제거할 때 바이어싱된 결합상태로부터 해제되도록 한 선택적 바이어싱 기구(selective biasing mechanism); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 잉크젯 프린터가,
전력과 프린트 데이터를 노즐들에 전송하기 위한 프린트헤드 접점들과 노즐들의 어레이를 갖는 교체형 페이지폭 프린트헤드;
전력과 프린트 데이터를 상기 프린트헤드 접점들에 공급하기 위한 대응접점들; 및
열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 이동하기 위한 커버부재(cover member); 를 포함하며, 상기 열린 위치에서, 상기 프린트헤드가 설치되거나 제거될 수 있고, 상기 커버부재가 인쇄 중에 닫힌 위치에 있고, 이에 의해 상기 커버부재가 닫힌 위치로 이동될 때 상기 프린트헤드 접점들과 대응접점들이 결합하여 이동되며, 상기 커버부재가 열린 위치로 이동될 때 상기 프린트헤드 접점들과 대응접점들이 해제되는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서,
잉크를 각각의 잉크구획실로부터 프린트헤드로 공급하기 위한 잉크공급장치; 및
하나 이상의 유지보수기능을 실시하기 위해 상기 프린트헤드와 결합하기 위한 유지보수 스테이션(maintenance station); 을 더 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 잉크젯 프린터 내에 크래들에 의해 지지되도록 배열된 카트리지 유닛으로서, 상기 크래들이 상기 저장구획실에 각각 대응하는 복수의 인터페이스를 포함하고, 각각의 인터페이스가 상기 대응하는 잉크저장구획실을 보충하기 위해 잉크리필유닛을 받도록 구성되어 있는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 프린터가 프린트헤드를 통합하고, 상기 프린트헤드가,
리소그래피적으로 마스킹된 에칭(lithographically masked etching) 및 증착기술을 이용하여 웨이퍼 기판상에 형성된 프린트헤드 집적회로;
매체급지경로(media feed path)에 인접한 프린터 내에 장착하기 위한 집적회로 지지구조물; 및
상기 집적회로 지지구조물과 상기 프린트헤드 집적회로 사이에 배치되어, 상기 프린트헤드 집적회로를 상기 집적회로 지지구조물에 고정하기 위한 폴리머 씰링막(polymer sealing film); 를 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 상기 프린터가 프린트헤드를 통합하고, 상기 프린트헤드가,
기판상에 형성된 잉크분사노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드 집적회로;
적어도 하나의 잉크저장구획실과 유체적으로 연통하는 상태를 확립하기 위한 복수의 잉크공급도관(ink feed conduit); 및
상기 잉크공급도관과 상기 프린트헤드 집적회로 사이에 배치되어, 분사노즐이 잉크공급도관과 유체적으로 연통하여 있도록 개구들의 어레이를 갖고, 25μ인 폴리머 씰링막; 을 포함하는 카트리지 유닛이 제공되어 있다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터용 카트리지 유닛으로서, 상기 카트리지 유닛이,
잉크분사노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드 조립체에 연결하기 위한 잉크저장구획실과 잉크공급장치를 포함하고,
상기 잉크저장구획실이 가변저장용적 및 가변저장용적을 확장하여 그 안에서 음압을 발생시키기 위해 편향된 변위가능한 벽부를 갖고; 이에 의해
잉크 도즈량이 잉크분사노즐로부터 부주의로 인해 누설되지 않도록 한 잉크젯 프린터용 카트리지 장치를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크를 프린트헤드 조립체에 공급하는 음압화된 잉크저장구획실 리필하기 위한 리필유닛으로서, 상기 잉크저장구획실이 상기 리필유닛을 수용하기 위한 인터페이스를 갖고, 이 인터페이스가 그 밀폐된 형태로 편향된 입구밸브를 가지며, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
상기 인터페이스와 해제가능하게 결합하기 위한 결합구조부(engagement formations); 및
상기 몸체부 내의 잉크가 잉크저장구획실과 유체적으로 연통하여 있도록 상기 리필유닛이 상기 잉크 인터페이스와 결합할 때 상기 입구밸브를 개방하기 위한 입구밸브 액츄에이터를 포함하는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크카트리지용 잉크리필유닛으로서, 상기 잉크카트리지가 잉크를 프린트헤드 조립체에 공급하는 음압화된 잉크저장구획실, 및 상기 리필유닛을 수용하기 위한 인터페이스를 갖고, 이 인터페이스가 평상시 닫힌 입구 밸브와 평상시 개방된 출구밸브를 갖고, 이들 밸브 모두가 잉크저장구획실과 유체적으로 연통하여 있으며, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부; 및
잉크출구 및 밸브 액츄에이터 구조부를 갖는 도킹부를 포함하고, 사용 중에, 상기 도킹부가, 입구밸브와 출구밸브를 작동시켜 잉크저장구획실 내의 음압으로 인해 카트리지에 몸체부로부터의 잉크가 충전되도록 상기 인터페이스와 해제가능하게 결합시키는 잉크 카트리지용 잉크리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크를 평상시 개방된 출구밸브를 통하여 프린트헤드 조립체에 공급하는 음압화된 잉크저장구획실을 리필하기 위한 리필유닛으로서, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크저장구획실과 해제가능하게 결합시키기 위한 결합구조부; 및
상기 리필유닛이 잉크저장구획실과 결합할 때 출구밸브를 닫기 위한 출구밸브 액츄에이터; 를 포함하는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드 조립체를 공급하는 잉크저장구획실을 리필하기 위한 리필유닛으로서, 사용 중에, 상기 잉크저장구획실이 노즐들로부터 부주위로 인한 잉크 누설을 회피하기 위해 음압으로 유지되고, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크출구; 및
리필유닛을 잉크저장구획실과 결합시킬 때, 압력 평형이 이루어질 때까지 몸체부로부터의 잉크가 음압에 의해 잉크출구를 통하여 잉크저장구획실 내로 인출됨에 따라 그 카트리지의 부분이 안쪽으로 눌러 내려지게 되며, 이어서 리필유닛을 잉크저장구획실로부터 분리할 때, 음압을 재확립하도록 잉크저장구획실의 상기 안쪽으로 눌러 내려진 부분을 해제하는 재가압장치를 포함하는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터용 카트리지로서, 상기 카트리지가,
가변저장용적을 규정하도록 유연성 벽구조물에 의해 연결된 대향벽부들을 갖는 잉크저장구획실; 및
노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크공급장치; 를 포함하고,
상기 대향벽부들 중 하나가 가변잉크저장용적을 확장하여 잉크저장구획실 내에 음압을 생성시켜서 노즐로부터 부주위로 인한 잉크 누설을 회피하도록 변위가능하고 편향되어 있는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 리필유닛과 해제가능하게 결합하기 위한 인터페이스를 갖는 잉크저장구획실을 리필하는 리필유닛으로서, 상기 인터페이스가 상기 저장구획실의 안밖으로 의 잉크 흐름을 제거하기 위한 밸브들을 가지며, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크출구; 및
밸브를 소정의 순서로 작동시키도록 리필유닛이 인터페이스와 결합될 때 상기 밸브들을 작동시키기 위한 밸브 액츄에이터를 포함하는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터의 부분을 형성하는 잉크 카트리지를 리필하기 위한 리필유닛으로서, 상기 프린터가 프린트헤드, 제어회로 및 리필유닛과 해제가능하게 결합시키기 위한 인터페이스를 갖고, 상기 리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
잉크출구; 및
잉크의 적어도 하나의 특성에 관련되는 정보를 저장하기 위한 메모리 회로로서, 사용 중에 리필유닛이 프린터에 적합하다는 것을 검증하기 위해 제어회로가 메모리 회로에 응답지령신호를 전송할 수 있도록 하는 메모리 회로; 를 포함하는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린트헤드용 프린트헤드 유지보수 조립체로서, 상기 프린트헤드가 내부에 노즐들의 어레이가 형성되어 있는 노즐 플레이트를 갖고, 상기 프린트헤드 유지보수 조립체가,
프린트헤드가 사용 중이 아닐 때 노즐들의 어레이를 덮기 위한 캐퍼; 및
노즐 플레이트와 결합하여 노즐들을 횡단하여 닦아내기 위한 것으로서, 상기 캐퍼의 대향측들 사이에 위치되는 클리너; 를 포함하는 잉크젯 프린트헤드용 프린트헤드 유지보수 조립체를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드;
유지보수 조립체가 노즐들의 어레이를 덮는 캐핑된 위치와 노즐들의 어레이와 이격된 캐핑되지 않은 위치 사이에서 이동하기 위한 유지보수 조립체; 및
캐핑된 위치와 캐핑되지 않은 위치 사이에서 상기 유지보수 조립체를 이동시키기 위한 모터식 구동부; 를 포함하는 잉크젯 프린터를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터 내에 잉크 카트리지를 보충하기 위한 잉크리필유닛으로서, 상기 잉크 카트리지가 잉크리필유닛과 결합하기 위한 인터페이스를 갖고, 상기 잉크리필유닛이,
잉크저정구획실;
카트리지의 인터페이스와 결합하기 위한 것으로서, 상기 인터페이스 상의 입구 포트에 연결하기 위한 잉크출구를 갖는 베이스 플레이트를 구비하는 도킹부; 및
상기 인터페이스와 해제가능하게 결합하기 위한 것으로서, 상기 베이스 플레이트의 가로중심선 상에 형성되는 결합구조부들; 을 포함하며,
상기 잉크출구의 중심이 상기 가로중심선과 이격되어 있는 리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터 내에 잉크 카트리지를 보충하기 위한 잉크리필유닛으로서,
상기 잉크 카트리지가 리필유닛과 결합하기 위한 인터페이스, 관형 유연성 벽에 의해 부분적으로 규정된 잉크저장구획실, 및 소정 량에 의해 상기 관형 유연성 벽을 수축하기 위한 수축기구를 갖고, 상기 잉크리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부; 및
상기 카트리지의 인터페이스와 결합하기 위한 도킹부; 를 포함하고, 상기 도킹부가 인터페이스상의 입구 포트에 연결하기 위한 잉크출구, 및 상기 잉크리필유닛이 상기 인터페이스와 결합함에 따라 상기 수축기구를 작동시키고 상기 잉크리필유닛이 상기 인터페이스와 분리됨에 따라 상기 수축기구를 해제시키기 위한 복수의 수축 액츄에이터를 갖는 잉크리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터 내에 잉크 카트리지를 보충하기 위한 잉크리필유닛으로서,
상기 잉크 카트리지가 상기 잉크리필유닛과 결합하기 위한 인터페이스를 갖고, 상기 잉크리필유닛이,
다량의 잉크를 함유하는 몸체부;
상기 인터페이스 내의 상보적인 잉크출구와 결합하기 위한 잉크출구; 및
상기 인터페이스 내의 개구에 삽입하기 위해 상기 몸체부로부터 뻗는 스피곳; 을 포함하고,
상기 스피곳의 측단면이, 상기 잉크리필을 카트리지에 정확히 결합시키는 것을 확실하게 하기 위해 상기 개구에 의해 규정된 형상에 맞추어진 잉크리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터 내에 잉크 카트리지를 보충하기 위한 잉크리필유닛으로서,
상기 잉크리필유닛이,
잉크를 함유하는 몸체부;
상기 카트리지 내의 상보적인 잉크출구와 결합하기 위한 잉크출구; 및
소정 량의 잉크가 상기 리필유닛으로부터 상기 카트리지로 흐를 때 시각적인 표시를 제공하기 위한 시각적인 인디케이터; 를 포함하는 잉크리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
내부로 접근하기 위해 힌지식으로 장착된 패널을 갖는 출구케이싱;
상기 출구케이싱 내에 수용되어 잉크 카트리지를 지지하기 위한 크래들; 을 포함하고, 상기 크래들이 상기 잉크 카트리지를 삽입·제거할 수 있도록 개방되는 힌지식으로 장착되는 뚜껑을 갖고,
상기 뚜껑의 힌지축과 상기 패널의 힌지축이 평행하며,
상기 뚜껑과 패널 모두 동일한 방향으로 개방되어 있는 잉크리필유닛을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
전력과 프린트 데이터를 노즐들에 전송하기 위한 프린트헤드 접점들(contacts)과 노즐들의 어레이를 갖는 교체형 페이지폭 프린트헤드; 및
전력과 프린트 데이터를 상기 프린트헤드 접점들에 공급하기 위한 대응접점들; 및
상기 프린트헤드 접점들과 대응접점들이 인쇄 중에 겹합하여 바이어싱(biasing)되며 상기 프린트헤드를 설치하거나 제거할 때 바이어싱된 결합상태로부터 해제되도록 한 선택적 바이어싱 기구; 를 포함하는 잉크젯 프린터를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
전력과 프린트 데이터를 노즐들에 전송하기 위한 프린트헤드 접점들과 노즐들의 어레이를 갖는 교체형 페이지폭 프린트헤드; 및
전력과 프린트 데이터를 상기 프린트헤드 접점들에 공급하기 위한 대응접점들; 및
열린 위치와 닫힌 위치 사이에서 이동하기 위한 커버부재; 를 포함하며,
상기 열린 위치에서, 상기 프린트헤드가 설치되거나 제거될 수 있고, 상기 커버부재가 인쇄 중에 닫힌 위치에 있고, 이에 의해
상기 커버부재가 닫힌 위치로 이동될 때 상기 프린트헤드 접점들과 대응접점들이 결합하여 이동되며, 상기 커버부재가 열린 위치로 이동될 때 상기 프린트헤드 접점들과 대응접점들이 해제되는 잉크젯 프린터를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
적어도 하나의 잉크저장구획실;
잉크를 각각의 잉크구획실로부터 프린트헤드로 공급하기 위한 잉크공급장치; 및
하나 이상의 유지보수기능을 실시하기 위해 상기 프린트헤드와 결합하기 위한 유지보수 스테이션; 을 포함하는 잉크젯 프린터용 카트리지를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 프린터 내에 잉크 카트리지를 지지하기 위한 크래들로서,
상기 카트리지가 복수의 잉크저장구획실을 갖고, 상기 크래들이,
상기 잉크저장구획실에 각각 대응하는 복수의 인터에피이스를 포함하고,
각각의 인터페이스가 상기 대응하는 잉크저장구획실을 보충하기위한 잉크리필유닛을 받도록 구성되어 있는 크래들을 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
리소그래피적으로 마스킹된 에칭 및 증착기술을 이용하여 웨이퍼 기판상에 형성된 프린트헤드 집적회로;
매체급지경로에 인접한 프린터 내에 장착하기 위한 집적회로 지지구조물; 및
상기 집적회로 지지구조물과 상기 프린트헤드 집적회로 사이에 배치되어, 상기 프린트헤드 집적회로를 상기 집적회로 지지구조물에 고정하기 위한 폴리머 씰링막; 을 포함하는 프린트헤드를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
기판상에 형성된 잉크분사노즐들의 어레이를 갖는 프린트헤드 집적회로;
적어도 하나의 잉크저장구획실과 유체적으로 연통하는 상태를 확립하기 위한 복수의 잉크공급도관; 및
상기 잉크공급도관과 상기 프린트헤드 집적회로 사이에 배치되어, 분사노즐이 잉크공급도관과 유체적으로 연통하여 있도록 개구들의 어레이를 갖고, 25μ인 폴리머 씰링막; 을 포함하는 잉크젯 프린터용 프린트헤드를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
기판의 전면측(frontside) 상에 형성되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
복수의 잉크공급채널(ink supply channel); 을 포함하며, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 기판의 후면측(backside)으로부터 대응하는 그룹(group)의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널이 성형된 잉크 매니폴드(manifold) 내의 하나 이상의 출구로부터 잉크를 수용하기 위한 크기로 되어 있는 프린트헤드 집적회로를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
기판의 전면측 상에 형성되어 있되, 기판을 따라 종방향으로 뻗는 행(row) 형태로 배열되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
기판의 후면측을 따라 종방향으로 뻗는 복수의 잉크공급채널; 을 포함하고, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 상기 후면측으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널이 하나 이상의 횡방향 브리지(transverse bridge)에 의해 그 길이를 따라 차단되는 프린트헤드 집적회로를 제공한다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은,
기판의 전면측 상에 형성되고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
복수의 잉크공급채널; 을 포함하고, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 기판의 후면측으로부터 대응하는 그룹의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널이, 애스펙트 비(aspect ratio)가 4:1보다 작고, 상기 애스펙트 비가 상기 채널 폭에 대한 채널 깊이의 비(ratio)에 의해 규정되는 프린트헤드 집적회로를 제공한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면들에 도시된 바람직한 실시형태들을 참조하여 예에 의해서만 설명한다.
도 1은 입력 트레이(input tray)에 용지가 있고 수집 트레이(collection tray)가 늘어난 상태의 프린터의 정면 사시도.
도 2는 케이싱을 개방하여 내부를 노출한 상태(입력 트레이에 용지가 없고 수집 트레이가 줄어든 상태)의 도 1의 프린터 유닛을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 프린팅 시스템(printing system)에서의 문서 데이터 흐름의 개략도.
도 4는 도 3의 프린팅 시스템에 사용된 아키텍쳐(architecture)를 나타낸 상 세 개략도.
도 5는 도 3의 프린팅 시스템에 사용되는 바와 같은 제어전자회로의 실시형태의 블럭도.
도 6은 커버 조립체가 개방되어 있고 카트리지 유닛이 커버로부터 제거된 상태에서의 크래들 유닛의 사시도.
도 7은 커버 조립체가 그 닫힌 위치에 있는 상태에서의 도 6의 크래들 유닛을 도시한 도면.
도 8은 도 6의 카트리지 유닛의 정면 사시도.
도 9는 도 8의 카트리지 유닛의 분해 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 카트리지 유닛의 주 몸체부의 분해 정면 사시도.
도 11은 도 9에 도시된 주 몸체부에 위치하는 잉크저장모듈 조립체의 저면 사시도.
도 12는 도 11에 도시된 잉크저장모듈 중 하나의 분해 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 잉크저장모듈의 저면 사시도.
도 14는 도 12에 도시된 잉크저장모듈의 상부 사시도.
도 15는 도 9에 도시된 프린트헤드 조립체의 상부 사시도.
도 16은 도 15에 도시된 프린트헤드 조립체의 분해도.
도 17은 도 15에 도시된 프린트헤드 조립체의 역 분해도.
도 18은 도 15에 도시된 프린트헤드 조립체의 횡단면도.
도 19는 도 16 내지 18에 도시된 바와 같이, 프린트헤드 집적회로 모듈의 경 사 삼각 단부(drop triangle end)의 부분 확대 사시도.
도 20은 도 16 내지 19에 도시된 2개의 프린트헤드 집적회로 모듈 사이의 결합의 부분 확대 사시도.
도 21은 도 19에 도시된 프린트헤드 집적회로의 하측면도.
도 22A는 특히, 프린트헤드 집적회로들에 잉크를 공급하기 위한 잉크 도관을 나타내는 도 15의 프린트헤드 조립체의 투명 상면도.
도 22B는 도 22A의 부분 확대도.
도 23은 본원발명을 사용하기 위한, 정지상태(quiescent state)에서 잉크를 분사하는 단일 노즐의 수직단면도.
도 24는 초기 작동상태(initial actuation phase) 동안의 도 23의 노즐의 수직단면도.
도 25는 작동상태 후의 도 24의 노즐의 수직단면도.
도 26은 도 25에 나타낸 작동상태에서, 도 23의 노즐의 부분 수직단면 사시도.
도 27은 잉크를 뺀 상태의 도 23의 노즐의 수직단면 사시도.
도 28은 도 27의 노즐의 수직단면도.
도 29는 도 24에 도시된 작동상태에서, 도 23의 노즐의 부분 수직단면 사시도.
도 30은 도 23의 노즐의 평면도.
도 31은 명확성을 위해 레버아암(lever arm)과 가동노즐(movable nozzle)을 제거한, 도 23의 노즐의 평면도.
도 32는 도 23에 도시된 타입의 복수의 노즐장치를 통합한 프린트헤드 칩의 부분 수직단면 사시도.
도 33은 히터부재(heater element) 액츄에이터 타입을 형성하는 잉크의 기포를 주입하기 위한 단일 노즐의 잉크 챔버의 횡단면 개략도.
도 34A 내지 34C는 서멀 벤드 액츄에이터(thermal bend actuator)의 기본 작동 원리들을 나타낸 도면.
도 35는 도 34에 따라 구성된 단일의 잉크젯 노즐 배열의 3차원도.
도 36은 도 35에 나타낸 노즐장치들의 어레이를 나타낸 도면.
도 37은 본원발명의 프린터와 함께 사용되는 제어블럭(control block)과 CMOS 구동을 나타내는 개략도.
도 38은 도 37의 CMOS 블럭들 내의 도트 시프트 레지스터(dot shift resister)들과 노즐 컬럼(nozzle columm)들 사이의 관계를 나타내는 개략도.
도 39는 유닛 셀(unit cell)과 도 38의 도트 시프트 레지스터들과 노즐 컬럼들에 대한 관계의 더 상세한 개략도.
도 40은 본원발명의 프린터에서 단일의 프린터 노즐에 대한 논리구조를 나타낸 회로도.
도 41은 도 9에 도시된 카트리지 유닛의 유지보수 조립체의 정면 사시도.
도 42는 도 41의 유지보수 조립체의 정면 분해 사시도.
도 43은 도 41의 유지보수 조립체의 하측면의 정면 분해 사시도.
도 44는 캐핑된 상태의 본원발명의 카트리지 유닛에 작동가능하게 장착된 유지보수 조립체의 단면도.
도 45A 및 45B는 본원발명의 하나의 실시형태에 따른 크래들 유닛의 프레임 구조의 정면 및 후면 사시도.
도 46A~46B는 도 45A 및 45B의 프레임 구조로부터 멀리 떨어진 본원발명의 유지보수 구동 조립체의 좌면 및 우면 사시도.
도 47은 PCB 조립체에 조립된 도 45A 및 45B의 지지 바(support bar) 조립체의 사시도.
도 48은 커버 조립체에 결합된 스프링 부재(spring element)에 연결된 도 47의 지지 바 조립체의 아암들의 측면 사시도.
도 49A~49C는 본원발명의 하나의 실시형태에 따른 크래들 유닛의 다양한 도면.
도 50A 및 50B는 커버 조립체의 각각 개방된 상태 및 닫혀진 상태에서의 크래들 유닛의 단면도.
도 51A 및 51B는 본원발명의 하나의 실시형태에 따른 잉크리필유닛의 상면 및 저면 사시도.
도 51C는 도 51A 및 51B의 잉크리필유닛의 분해도.
도 52는 커버 조립체의 도킹포트들에 도킹된 도 51A 및 51B의 잉크리필유닛의 사시도.
도 53은 카트리지 내부 및 커버가 닫힌 상태의 크래들의 평면도.
도 54A는 잉크리필유닛 및 프린트 엔진의 도 53의 A-A라인의 횡단면도.
도 54B는 잉크리필유닛 및 프린트 엔진의 도 53의 B-B라인의 횡단면도.
도 54C는 프린트 엔진과 도킹된 상태의 잉크리필유닛의 도 53의 C-C라인의 횡단면도.
도 54D는 프린트 엔진과 도킹된 상태의 잉크리필유닛의 도 53의 D-D라인의 횡단면도.
도 1은 본 발명을 구현하는 프린터 유닛(2)을 도시한 것이다. 매체공급트레이(media supply tray)(3)는 프린트 엔진(프린터 케이싱 내에 감추어져 있음)에 의해 인쇄되는 매체(8)를 지지하여 공급한다. 매체(8)의 인쇄 시트(printed sheet)는 수집(collection)을 위해 프린트 엔진으로부터 매체출력트레이(media ouput tray)(4)로 급지된다. 사용자 인터페이스(user interface)(5)는 LCD 터치스크린(touch screen)이고 사용자가 프린터 유닛(2)의 작동을 제어할 수 있도록 한다.
도 2는 내부 캐버티(cavity)(6) 내에 위치되는 프린트 엔진(1)을 노출하기 위해 프린터 유닛(2)의 뚜껑(7)이 개방된 상태를 도시한 것이다. 피커기구(picker mechanism)(9)는 입력트레이(3) 내의 매체(명확성을 위해 도시하지 않음)와 결합하고 프린트 엔진(1)에 개별적인 시트를 공급한다. 프린트 엔진(1)은 상기 개별적인 시트를 붙들어 프린트헤드 조립체(이하에 설명함)를 거쳐 급지하여 인쇄를 하고 이어서 매체출력트레이(4)(들어간 상태로 도시되어 있음)로 전달하는 매체이송수단(media transport means)을 포함한다.
도 3은, 프린터 유닛(2)이 용지와 같은 인쇄매체 상에 컴퓨터 시스템(702) 등의 외부원(external source)으로부터 수신된 문서를 인쇄하도록 배열되어 있다. 이 점에서, 프린터 유닛(2)은 미리 처리된 데이터를 수신하기 위해 컴퓨터 시스템(702)과 전기적인 접속을 포함한다. 도시한 특정의 상황에 있어서, 외부 컴퓨터 시스템(702)은 문서를 수신하고(단계 703), 그 문서를 버퍼링(buffering)하여(단계 704) 래스터(raster)화하고(단계 706) 나서, 그 문서를 압축하여(단계 708) 프린터 유닛(2)에 전송하는, 문서 인쇄시에 수반되는 여러 가지의 단계들을 실행하기 위해 프로그램화되어 있다.
본 발명의 하나의 실시형태에 따른 프린터 유닛(2)은 압축된 다층(Multi-layer) 페이지 이미지의 형태로 외부 컴퓨터 시스템(702)으로부터 문서를 수신하여, 제어전자회로(control electronics)(766)가 이미지를 버퍼링하고(단계 710), 이어서, 그 이상의 처리를 위하여 이미지를 확장한다(단계 712). 확장된 제어층(control layer)은 디더링(dithering)되고(단계 714), 이어서 확장단계로부터의 블랙층(black layer)은 상기 디더링된 제어층에 컴포지트(composite)된다(단계 716). 코드화된 데이터(coded data)는 추가 층을 형성하여 사람의 눈에 실질적으로 안 보이는 적외선 잉크를 사용하여 인쇄(필요하면)되도록 렌더링(rendering)된다(단계 718). 흑색의 디더링된 콘톤(contone) 및 적외선 층들은 결합되어(단계 720) 프린트헤드에 공급되는 페이지를 형성하여 인쇄한다(단계 722).
이러한 특정 구성에 있어서, 인쇄될 문서와 관련된 데이터는 텍스트(text)와 라인아트(line art)를 위한 고해상 바이레벨(bi-level) 마스크 층과 이미지 또는 배경 색상을 위한 중간 해상 콘톤 컬러(Color) 이미지 층으로 분할된다. 선택적으로, 색이 있는 텍스트는 컬러 데이터가 이미지 또는 플랫 컬러(flat color)로부터 취해지는 상태로 텍스트와 라인아트의 질감을 위한 중간-고해상 콘톤 질감층(texture layer)을 추가함으로써 유지될 수 있다. 인쇄 아키텍처(architecture)는 이미지 데이터나 플랫 컬러 데이터 중 어느 하나를 참조할 수 있는 추상적인 "이미지" 및 "질감" 에 상기 콘톤 층을 표시함으로써 콘톤 층을 일반화한 것이다. 데이터를 콘텐트(content)에 기초한 층들로 분할하는 것은, 해당분야의 숙련자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이 기본 모드(mode)인 혼합된 래스터 콘텐트(mixed raster content; MRC) 모드를 따른다. MRC 기본 모드처럼, 인쇄 아키텍처는 인쇄될 데이터가 오버랩(overlap)될 때 몇몇 경우에는 타협을 하게 해준다. 특히, 하나의 형태에서 모든 오버랩은 그러한 타협을 명백하게 구현하는 처리(충돌 해상(collision resolution))에서 3층 표시로 감소된다.
도 4는 프린트 엔진 컨트롤러(print engine controller)(766)에 의한 프린트 데이터 처리를 설명한 것이다. 앞서 설명한 바와 같이, 데이터는 주로 소프트웨어에 기초한 컴퓨터 시스템(702)에 의해 실행된 이미지를 전처리(pre-processing)하여 압축된 다층 페이지 이미지의 형태로 프린터 유닛(2)에 전달된다. 다음에, 프린트 엔진 컨트롤러(766)는 주로 하드웨어에 기초한 시스템을 사용하여 상기 데이터를 처리한다.
데이터를 수신할 때, 분배기(distributor)(730)는 소유자 표시로부터의 데이터를 하드웨어-특정 표시로 변환하고, 그 데이터가 이러한 장치들로의 데이터 전송 에 대한 어떤 제한들이나 요구들을 관찰하는 동안 정확한 하드웨어 장치로 전송되는 것을 확실하게 한다. 분배기(730)는 변환된 데이터를 복수의 파이프라인(pipeline)(232) 중 적합한 것으로 분배한다. 파이프라인들은 서로 동일하며, 본질적으로 데이터 복원(decompression), 스케일링(scaling) 및 일련의 인쇄할 수 있는 도트(dot) 출력들을 생성하기 위한 도트 합성 함수들을 제공한다.
각 파이프라인(732)은 데이터를 수신하기 위한 버퍼(buffer)(734)를 포함한다. 콘톤 디컴프레서(dcompressor)(736)는 컬러 콘톤 면(color conton plane)들을 복원하고, 마스크 디컴프레서는 모노톤(monotone)(텍스트) 층을 복원한다. 콘톤 및 마스크 스케일러(mask scaler)(740, 742)는 페이지가 인쇄되는 매체의 크기를 고려하여, 복원된 콘톤 및 마스크 면들을 각각 스케일링한다.
다음에, 스케일링된 콘톤 면들은 디더러(ditherer)(744)에 의해 디더링된다. 하나의 형태로, 확률적 분산-도트 디더(stochastic dispersed-dot dither)가 사용된다. 클러스터-도트(clustered-dot)(또는 진폭-변조된) 디더와 달리, 분산-도트(또는 주파수-변조된) 디더는 거의 도트 해상도의 한계까지 높은 공간 주파수들(즉, 이미지 디테일)을 재생하고, 그 반면에 시각에 의해 공간적으로 적분될 때는, 풀 컬러(full dolor) 깊이까지 더 낮은 공간 주파수들을 동시에 재생한다. 확률적 디더 매트릭스(matrix)는 이미지를 가로질러 타일(tile)형태로 할 때에 거부될만한 저-주파수 패턴들이 상대적으로 없도록 조심스럽게 설계된다. 그러므로, 그 크기는 전형적으로 특정 수의 강도 레벨(예컨대, 257 강도 레벨에 대해 16×16×8 비트)을 지원하기 위해 요구되는 최소 크기를 초과한다.
다음에, 디더링된 면들은 인쇄를 하는 데에 적합한 도트 데이터를 제공하기 위해서 도트-바이-도트(dot-by-dot) 기반 상에서 도트 합성기(746)에서 합성된다. 이 데이터는 데이터 분배 및 구동 전자기기(748)로 전송되고, 이는 차례대로 상기 데이터를 정확한 노즐 액츄에이터(750)로 분배하고, 이는 차례대로 잉크가 이후에 상세히 설명하는 방식으로 정확한 시간에 정확한 노즐(752)로부터 방출되도록 한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 인쇄하기 위한 이미지를 처리하기 위해 프린트 엔진 컨트롤러(766) 내에 적용된 컴포넌트(component)들은, 데이터가 제공되는 방식에 크게 의존한다. 이 점에 있어서는, 프린트 엔진 컨트롤러(766)는 프린터 유닛(2) 내에서 더 많은 처리를 실행하고 그에 따라 컴퓨터 시스템(702)에 대한 의존성을 줄일 수 있는 부가적인 소프트웨어 및/또는 하드웨어 컴포넌트들을 채택할 수도 있다. 대안적으로, 프린트 엔진 컨트롤러(766)는, 적게 처리를 실행하고, 그에 따라 프린터 유닛(2)에 데이터를 전송하기 전에 더 높은 정도로 이미지를 처리하는 컴퓨터 시스템(702)에 의존하기 위해 더 적은 수의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 컴포넌트들을 채택할 수도 있다.
도 5는 상술한 태스크(task)들을 실행하는데 필요한 컴포넌트들의 블럭도를 도시한 것이다. 이러한 구조에서, 하드웨어 파이프라인들(732)은 소규모 사무실 자택 사무실 프린터 엔진 칩(Small Office Home Office Printer Engine Chip; SoPEC)(766)내에 구체화된다. 도시한 바와 같이, SoPEC 장치는 다음 3개의 서브시스템으로 구성된다: 중앙처리장치(CPU) 서브시스템(771), 동적임의접근기억장치 (Dynamic Random Access Memory, DRAM) 서브시스템(772) 및 프린트 엔진 파이프라인(Print Engin Pipeline, PEP) 서브시스템(773).
CPU 서브시스템(771)은 다른 서브시스템들의 모든 사항들을 제어하고 구성하는 CPU(775)를 포함한다. 이는 프린트 엔진(1)의 모든 구성요소들을 인터페이스로 접속시켜 동기화하는 것을 일반적으로 지원한다. 또한, QA 칩들(이하에 설명함)과의 저속 통신을 제어한다. 또한, 상기 CPU 서브시스템(771)은 CPU(775)를 돕는 다양한 주변장치들, 예를 들면 일반적 용도의 입출력 장치(General Purpose Input Output, GPIO, 모터 컨트롤을 포함), 차단 컨트롤러 유닛(Interrupt Controller Unit, ICU), LSS 마스터 및 일반적인 타이머를 포함한다. CPU 서브시스템상의 시리얼 통신 블럭(Serial Communications Block, SCB)은 다른 SoPEC 장치들(나타내지 않음)에 상호 SoPEC 인터페이스(Inter SoPEC Interface, ISI)를 제공할 뿐만 아니라 호스트에 최고속도의 USB1.1 인터페이스를 제공한다.
DRAM 서브시스템(772)은 CPU, 시리얼 통신 블럭(SCB) 및 PEP 서브시스템 내의 블럭들로부터의 요청을 수용한다. DRAM 서브시스템(772), 및 특히 DRAM 인터페이스 유닛(DIU)은 다양한 요청들을 조정하며, 어떤 요청이 DRAM에 액세스되어야만 하는지를 결정한다. DIU는 구성된 파라미터를 바탕으로 모든 요청자들에 대해 DRAM에 충분한 액세스를 할 수 있도록 조정한다. 또한, DIU는 D페이지 크기, 뱅크(bank)들의 수 및 리프레쉬율(refresh rate)과 같은 DRAM의 실행 사양을 숨긴다.
프린트 엔진 파이프라인(PEP) 서브시스템(773)은 DRAM으로부터의 압축된 페이지들을 받아들이고, 그것들을 프린트헤드와 직접 통신하는 프린트헤드 인터페이 스에 예정된 소규정 인쇄 라인을 위한 바이-레벨(bi-level) 도트들에 렌더링(rendering)한다. 페이지 확장 파이프라인의 제1 단(stage)은 콘톤 디코더 유닛(CDU), 로스레스(lossless) 바이레벨 디코더(LBD) 및, 요구되는 경우, 태그 인코더(TE)이다. 상기 CDU는 JPEG 압축 콘톤(일반적으로 CMYK) 층들을 확장하며, 상기 LBD는 압축된 바이레벨 층(일반적으로 K)을 확장하며, 상기 TE는, 프린터 유닛(2)이 넷페이지(Netpage) 허용량(넷페이지 시스템의 상세한 설명을 위한 상호 참조된 문서들을 참조)을 갖는 경우에, 나중의 렌더링(rendering)(일반적으로 IR 또는 K 잉크 내)을 위해 넷페이지 태그들을 인코딩한다. 제1 단으로부터의 출력은 일련의 버퍼들이다: 콘톤 FIFO 유닛(CFU), 스폿 FIFO 유닛(SFU) 및 태그 FIFO 유닛(TFU). CFU 및 SFU 버퍼들은 DRAM 내에서 실행된다.
제2 단은 핼프톤 합성기 유닛(Halftone Compositor Unit, HCU)이고, 이는 콘톤층을 디더링하고, 결과물인 바이레벨 디더링된 층상에 바이레벨 스폿층(spot layer)과 위치 태그들을 합성한다.
SoPEC 장치가 사용되는 프린트헤드에 따라, 많은 복합옵션(compositing option)들이 실행될 수 있다. 비록 모든 채널들이 프린트헤드 상에 존재하지 않을지라도, 바이레벨 데이터의 6개 채널까지 이 단으로부터 생산될 수 있다. 예를 들면, 프린트헤드는, K가 CMY 채널들로 푸시(push)되고 IR이 무시된 상태에서, 단지 CMY일 수도 있다. 대안적으로, 인코드된 태그들은 IR 잉크가 이용될 수 없다면(혹은 테스트 목적을 위한 경우) K로 인쇄될 수도 있다.
제3 단으로, 데드 노즐 보상기(Dead Nozzle Compensator, DNC)는 프린트헤드 에 있는 데드 노즐들을 컬러 과잉 및 주변 도트들 안으로의 데드노즐 데이터의 에러 확산에 의해 보상한다.
그 결과로서 생기는 바이레벨 5 채널 도트-데이터(일반적으로 CMYK, 적외선)는 버퍼링되고, 도트라인 기록기 유닛(Dot Writer Unit, DWU)를 거쳐 DRAM 내에 저장된 일련의 라인 버퍼들에 기록된다.
마지막으로, 도트-데이터는 DRAM으로부터 되돌려 로딩되며, 도트 FIFO를 거쳐, 프린트헤드 인터페이스를 통과한다. 도트 FIFO는 라인 로더 유닛(Line Loader Unit, LLU)으로부터 시스템 클럭속도(clock rate)(pclk)로 데이터를 수용하는 반면, 프린트헤드 인터페이스(PHI)는 상기 FIFO로부터 데이터를 지워 그 데이터를 시스템 클럭속도의 2/3배의 속도로 프린트헤드에 전송한다.
바람직한 형태에서, DRAM은 2.5Mbyte 크기이며, 압축된 페이지 저장 데이터의 경우에는 2Mbyte가 유용하다. 압축된 페이지는 많은 밴드(band)들이 메모리 내에 저장되는 상태로, 2개 이상의 밴드들 내에서 받아진다. 상기 페이지의 한 밴드가 인쇄를 위해 PEP 서브시스템(773)에 의해 소비되면, 새로운 밴드가 다운로드될 수 있다. 상기 새로운 밴드는 현재의 페이지 또는 다음 페이지를 위한 것일 수도 있다.
밴딩을 사용하면, 완전히 압축된 페이지가 다운로드되기 전에 한 페이지를 인쇄하기 시작하는 것이 가능하지만, 데이터가 항상 인쇄를 위해 이용가능한지를 확인하는데 주의를 기울여야 하고, 그렇지 않으면 버퍼 언더-런(Under-Run)이 일어날 수 있다.
내장형(embedded) USB 1.1 장치는 호스트 PC로부터 압축된 페이지 데이터 및 제어 명령들을 받아들이고, 한 쪽의 DRAM(또는 후술한 바와 같이, 멀티-SoPEC 시스템들 내의 다른 SoPEC 장치)으로의 데이터 전송을 촉진한다.
다중 SoPEC 장치들은 대안적인 실시형태들에 사용될 수 있으며, 특별한 실행에 따라 다른 기능들을 실행할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 경우에서는, 어느 하나의 SoPEC 장치가 단순히 온보드(onboard) DRAM용으로 사용될 수 있는 반면, 다른 SoPEC장치는 상기 설명된 다양한 복원 및 포맷팅(formatting) 기능을 실행한다. 이는 그 페이지의 모든 데이터를 수신하기 전에 프린터가 인쇄를 시작하고, 그 데이터의 나머지가 제때에 수신되지 않은 경우에서 발생할 수 있는 버퍼 언더-런의 가능성을 줄일 수 있다. 메모리 버퍼링 능력을 위해 여분의 SoPEC 장치를 부가하는 것은 부가되는 칩의 다른 능력들 중 어느 것도 이용되지 않더라도, 버퍼링될 수 있는 데이터의 양을 2배로 한다.
각 SoPEC 시스템은 프린터 기구들의 품질, 인쇄 도중 프린트헤드 노즐들이 손상되지 않을 정도의 잉크 제공의 품질 및 프린트헤드와 기구들이 손상되지 않도록 확실하게 하기 위한 소프트웨어의 품질을 확실하게 하기 위해 서로 협력하도록 설계된 몇 가지 품질 보증(QA: Quality Assurance)을 가질 수 있다.
보통, 각 인쇄 SoPEC는 관련된 프린터 QA를 가질 것이고, 그것은 최대 인쇄속도와 같은 프린터 속성들의 정보를 저장한다. 시스템과 함께 사용하기 위한 잉크 카트리지는 또한 잉크 QA 칩을 포함할 것이고, 그것은 남아있는 잉크의 양과 같은 카트리지 정보를 저장한다. 프린트헤드는 또한 데드노즐 매핑(Mapping) 및 프 린트헤드 특성들과 같은 프린트헤드-특정 정보를 저장하는 ROM(실제로, EEPROM)으로써 동작하도록 구성되는 QA 칩을 가지고 있다. SoPEC 장치에서 CPU는선택적으로 직렬 EEPROM으로써 효율적으로 동작하는 QA 칩으로부터의 프로그램 코드를 로딩하여 실행할 수 있다. 마지막으로, SoPEC 장치에서 CPU는 논리 QA 칩(즉, 소프트웨어 QA 칩)을 실행한다.
대체로, 시스템에서의 모든 QA 칩들은 플래시 메모리(flash memory)의 콘텐츠(contents)들만이 서로를 구별하는 상태로, 물리적으로는 동일하다.
각 SoPEC 장치는 시스템 인증 및 잉크 사용 평가를 위해 QA 장치들과 통신할 수 있는 2 개의 LSS 시스템 버스를 갖는다. 많은 수의 QA 장치는 버스 마다 사용될 수 있으며, 프린터 QA 및 잉크 QA 장치들이 분리된 LSS 버스들 상에 있어야만 하는 것을 제외하고는 시스템 내에서의 위치는 제한되지 않는다.
각 SoPEC 장치는 두 개의 LSS 시스템 버스(Bus)들을 가지고 있고, 그것이 시스템 인증 및 잉크 사용 산정을 위해서 QA 장치들과 통신할 수 있다. 많은 수의 QA 장치들은 버스마다 사용될 수 있고, 시스템에서의 그들의 위치는 프린터 QA 및 잉크 QA 장치들이 분리된 LSS 버스들 상에 있어야만 한다는 것을 제외하고는 제한되지 않는다.
사용시에, 논리 QA는 남아있는 잉크를 결정하기 위해 잉크 QA와 통신한다. 잉크 QA로부터의 응답은 프린터 QA를 참조하여 인증된다. 프린터 QA로부터의 확인은 논리 QA에 의해 인증되고, 그에 의해 간접적으로 잉크 QA로부터의 응답에 부가적인 인증 레벨을 부가한다.
프린트헤드 QA 이외에 QA 칩들 사이에 지나간 데이터는 디지털 서명의 방식으로 인증된다. 바람직한 실시형태에 있어서, 다른 설계들이 대신 사용될 수 있더라도, HMAC-SHA1 인증은 데이터용으로 사용되고, RSA는 프로그램 코드용으로 사용된다.
이해될 수 있는 바와 같이, SoPEC 장치는 프린트엔진(1)의 모든 기능을 제어하며, 이하에서 설명하는 바와 같이 프린트 매체 취급을 용이하게 하는 프린트엔진(1)의 개별적 구성요소들의 작동을 동기화하고 조절할 뿐만 아니라 필수적인 데이터 처리 업무를 실행한다.
프린트 엔진
프린트 엔진(1)은 도 6 및 7에 상세하게 나타나 있으며, 2개의 주요부분인, 카트리지 유닛(10) 및 크래들 유닛(12)으로 이루어진다.
카트리지 유닛(10)은 크래들 유닛(12) 내에 수용되는 모양과 크기로 되어 있고, 크래들 유닛에 장착된 커버 조립체(11)에 의해 적소(適所)에 고정된다. 크래들 유닛(12)은 상기한 바와 같이 인쇄를 용이하게 하기 위해 프린터 유닛(2) 내 고정되도록 구성된다.
도 7은 카트리지 유닛(10)을 크래들 유닛(12) 내에 고정하고 커버 조립체(11)를 닫힌 상태로 하여 조립한 형태의 프린트 엔진(1)을 도시한 것이다. 프린트 엔진(1)은 프린터 유닛(2)의 사용자 인터페이스(5)로부터 사용자의 입력에 따라 인쇄하는 것과 관련된 다양한 양상(aspect)들을 제어한다. 이러한 양상들은 제어된 방식으로 프린트헤드를 통과하여 매체를 이송하는 것과 그 통과하는 매체의 표면상에 잉크의 분사를 제어하는 것을 포함한다.
카트리지 유닛
카트리지 유닛(1)은 도 8 및 9에 상세하게 도시되어 있다. 도 9의 분해조립도를 참조하면, 카트리지 유닛(10)은 일반적으로 주 몸체(20), 잉크저장모듈 조립체(21), 프린트헤드 조립체(22) 및 유지보수 조립체(23)로 이루어져 있다.
이러한 구성부들 각각은, 잉크분사수단들과 함께 잉크저장수단들을 결합하는 일체형 유닛을 형성하기 위해 함께 조립되어 있다. 이러한 구조는, 필요에 따라 잉크를 인쇄용 프린트헤드 조립체(22)에 직접적으로 공급하는 것을 확실하게 하여 주며, 잉크 저장 또는 프린트헤드 조립체 중 어느 한 쪽 또는 양쪽 모두를 교체할 필요가 있다면, 이 교체는 전체 카트리지 유닛(10)을 교체함으로써 쉽게 행해질 수 있다.
그러나, 프린트헤드의 작동 수명은 잉크의 공급에 의해 제한되지 않는다. 카트리지 유닛(10)의 상부면(42)은 필요한 경우에 잉크저장모듈(45)을 보충하기 위해 잉크의 리필 공급으로 도킹하기 위한 인터페이스(61)를 갖는다. 잉크리필유닛 및 카트리지의 도킹 과정은 이하에서 더 상세하게 설명된다. 프린트헤드의 수명을 더 연장하기 위해, 카트리지 유닛은 프린트헤드를 덮고, 닦고 젖게하는 일체형 프린트헤드 유지보수 조립체(23)를 구비한다. 이 조립체에 대하여도 이후에 더 상세히 설명한다.
주 몸체
카트리지 유닛(10)의 주 몸체(20)는 도 10에 더 상세히 도시되어 있는데, 개방된 상부 및 종방향으로 뻗는 개방된 측벽을 갖는 실질적인 직사각형 프레임(25)을 포함한다. 한 쌍의 지주(post)(26)들은 어느 한 쪽 단부에서 상기 프레임의 하류측으로부터 돌출되어 있다. 이 지주(26)들은 이하에 기술된 방식으로 상기 유지보수 조립체(23)를 주 몸체(10)에 장착하기 위해 제공된다.
잉크출구몰딩(27)은 주 몸체(20) 내에 수용되는 잉크저장모듈(45)의 각각에 대응하는 하류측에 잉크출구들(도시하지 않음)을 갖는다. 잉크출구들 각각은 한 쌍의 안쪽으로 뻗는 실리콘 고리형 씰(ring seal)을 갖는다. 상기 고리형 씰은 잉크출구몰딩(27)과 함께 몰딩되며, 후술하는 프린트헤드 조립체에 대한 잉크입구에 대항하여 밀봉된다. 잉크출구몰딩(27)은 상기 직사각형 프레임(25)의 하류측에 초음파 용접된다.
상기 프레임(25)의 하나의 종방향 벽을 따라 연속된 잉크 다운파이프(ink downpipe)(30)가 존재한다. 각 잉크저장모듈들(후술함)의 잉크입구와 밀폐된 결합을 형성하기 위해 각 다운파이프(30)는 그 상단에 O링(O-ring) 접착부(29)를 갖는다. 잉크출구몰딩(27)이 몸체(20)에 용접될 때, 각 잉크 다운파이프(30)는 상기 몰딩(27)의 하류측에서 각각의 잉크출구들과 유체적으로 연통된다.
공기 슬리브관(air sleeve)(31)은 압축된 공기원(air source)(도시하지 않음)과 연결되어 있고, 용지 먼지 막힘(이하에서 더 설명함)을 피하기 위해 프린트헤드 노즐들을 가로질러 향하고 있는 프린트헤드 조립체에 공기 흐름을 제공한다.
잉크 충전포트(35)들은 각 잉크 다운파이프(30)의 하부에 형성된다. 이러한 충전포트들은 오직 잉크저장조립체(21)의 초기 충전(intial charging)를 위한 것이다. 이어지는 잉크저장조립체들의 어떠한 리필도 후술하는 잉크리필유닛들을 사용한다. 상기 초기 충전 과정을 돕기 위해 카트리지 유닛(10)의 상부면(42)의 공기토출구(41)에 진공이 적용된다(도 9 참조). 상기 공기토출구(41)는 잉크저장모듈(45)(후술함) 내의 잉크 백(bag)의 내부와 연결된다. 잉크는 충전포트(35)를 통해 유입되고, 잉크 다운파이프(30)를 따라 잉크 저장 용적 내로 당겨 올려진다. 충전 과정 동안, 카트리지 유닛은 비스듬해져서 공기토출구(41)가 각 잉크 백의 가장 높은 지점에 있게 된다. 이는 각 잉크 백이 완전히 충전되고, 공기는 제거되었음을 확증한다. 해당 분야의 숙련자는 공기 기포가 잉크 흐름에 혼입되어 프린트헤드가 노즐들의 작동을 손상시킬 수 있음을 인식할 것이다.
도 15 내지 17에 도시된 바와 같이, 하부부재(lower member)(65)는 그 일단에 복수의 프라이밍 입구(priming inlet)(85)를 제공한다. 각 프라이밍 입구(85)들은 직접적으로 채널(67)들과 연통하고, 이송이나 사용 전에 잉크를 잉크저장모듈(45)들에 준비시키기 위한 선택적인 또는 부가적인 수단들을 제공한다.
잉크저장모듈들이 가득 찬 경우에는, 폴리머 씰링 볼(polymer sealing ball)(33)이 충전포트(35) 및 공기토출구(41) 내로 삽입된다.
카트리지 유닛(10)에 구조적 강도를 제공하기 위해 금속 판(34)이 프레임(25)의 하류측 및 출구몰딩(30)에 장착된다. 멈춤쇠(38)를 프레임(25)의 후면 벽의 슬롯(도시하지 않음)들 내에 걸고, 갈고리를 구비한 스냅 로크 구조물(barbed snap lock formation)(32)의 라인(line)이 개구(37)들의 외부 라인 내로 체결될 때 까지 상기 판(34)을 회전시킴으로써 제 위치에 스냅방식으로 고정된다.
상기 판(34)은 출구몰딩(27)의 하부면으로부터 돌출하는 잉크출구들(도시하지 않음)을 수용하기 위한 구멍(39)들을 갖는다. 또한 상기 프레스된 금속 판(34)은 프레임(25)에 대하여 하방으로 돌출된 플랜지 부분(flange portion)(40)을 가지며, 이는 이하에서 더 상세하게 설명되는 로드 베어링면(load bearing surface)으로서 작용한다.
카트리지 유닛(10)의 잉크저장조립체 뚜껑(21)은 도 11 내지 14에 상세하게 도시되어 있다. 상기 뚜껑(21)은 밀폐유닛(enclosed unit)을 형성하기 위해 주 몸체(20)의 프레임(25)과 결합되도록 구성된다. 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 잉크저장모듈(45)들은 뚜껑(21)의 하류측에 장착되며, 주 몸체(20)에 의해 제공되는 개별적 공동(cavities)(36) 내로 뻗어 있다(도 10 참조).
잉크저장모듈(45) 중 하나가 도 12, 13 및 14에 분리되어 나타나 있다. 잉크 백(46)은 압축된 상태에서 내부에 잉크를 보유할 수 있는 Mylar®와 같은 유연하고 공기 불투과성의 열가소성 필름으로 만들어진다. 유연성 백(flexible bag)(46)은 잉크로 가득채워질 때 팽창될 수 있으며, 잉크가 소모되면 수축될 수 있다. 이는 도 54A 내지 54D에 나타난 리필 과정을 참조하여 이후에 더 상세하게 설명한다.
잉크 백(46)은 상부 판부재(47)와 하부 판부재(48) 사이에 뻗어 있다. 그것은 기밀 씰(air tight seal)을 위해 판(47)과 판(48)에 열용접(또는 이와 유사한 방법으로)된다. 상기 상부 판부재(47)는 밸브 삽입부(49)를 수용하도록 배치되어 있다. 상기 밸브 삽입부는 입구밸브(16) 및 출구밸브(18)를 갖는다. 상기 밸브 삽입부(49)는 프린트헤드 조립체(22)에 잉크를 전달하는 출구(52) 뿐만 아니라 잉크리필유닛으로부터 잉크를 수용하기 위해 상부면(42)에 형성된 포트(51)와 직접적으로 연통할 수 있도록 위치한다. 도 14에 가장 잘 도시된 바와 같이, 입구밸브(15)는 상부면(42)의 포트(51)에 위치된 슬릿(slit)을 통해 잉크리필유닛(후술함)의 잉크공급침(ink delivery needle)을 수용한다. 상기 입구밸브(16)는 리필유닛(후술함)이 카트리지 엔진(10)과 도킹하는 경우에 한 쪽으로 치우쳐 개폐된다.
반대로, 출구밸브(18)는 리필유닛이 도킹하는 경우에 한 쪽으로 치우쳐 개폐된다. 필터(215)는 상부 판부재(47)의 출구밸브의 유입구를 덮는다. 상기 필터는 고체 오염물 및 공기 기포들을 제거하기 위한 크기로 되어 있다. 상기한 바와 같이, 압축가능한 공기 기포들은 노즐이 작동하지 못하게 할 수 있다.
출구밸브는 다운파이프 칼라(216)로 이어지는 뚜껑(21)의 하류측에 있는 도관(52)과 연결된다. 잉크저장조립체(21)가 주 몸체(20) 내에 위치되는 경우에, 칼라(216)는 다운파이프(30)의 끝단에 있는 O링 씰(29) 위에 씰링된다.
상부 판(47)은 밸브 삽입부(49)를 제 위치에 지지하기 위해 뚜껑(21)의 하류측에 고정된다. 하부 판(48)은 뚜껑(21)의 하류측으로부터 뻗어 있는 4개의 받침대의 내측 모서리와 칼라(57) 내로 슬라이딩 된다. 상기 판(48)은, 상기 백(46)이 가득 차서 팽창할 때 받침대(19) 밑으로 슬라이딩 된다. 반대로, 상기 백(21)이 비어 있게 되면, 뚜껑(21)쪽으로 반대로 슬라이딩 된다. 상기 백(46)의 길이는 지지 바(retaining bar)(55)에 이르기 전에 하부 판(48)의 이동을 제한한다. 정하중 스 프링(constant force spring)(54)은 상기 판(48)을 고정바(55) 쪽으로 밀어 붙이기 위해 고정바(55)와 오목형상의 페그(recessed peg)(53) 사이에 뻗어 있다. 이어서, 이 스프링은 백(46)을 밀어붙여 팽창시키고 그에 의해 음압으로 상기 백 안에 잉크를 유지시킨다. 이에 따라 프린트헤드 노즐들로부터 잉크 누설이 방지된다.
백 수축기(
Bag
Constrictor
)
각 잉크저장모듈(45)은, 각 리필 작동 후에 잉크 내에 음압을 재확립하기 위한 백 수축기(43)를 갖는다. 상기 수축기(43)는 상기 고정바(55)에 의해 적소에 고정되어 있고, 받침대(19)의 끝단에 접하고 있는 하부 칼라(57)를 갖는다. 하부 판(48)은 잉크 백(46)이 비어지게 되면 하부 칼라(57) 내에서 위쪽으로 슬라이딩 된다. 4개의 굴곡형 패널(bowed panel)(58)들은 하부 칼라(57)로부터 상부 칼라(59)로 위쪽으로 뻗어 있다. 상기 패널(58)들은 안쪽으로 약간 굽어져 있다. 잉크리필유닛(후술함)은 4개의 수축 액츄에이터(constrictor actuator)들을 갖는다. 상기 리필이 카트리지 유닛과 도킹하는 경우에, 상기 수축 액츄에이터들은 개구(60)를 통해 뚜껑(21) 내로 뻗어 있고, 상부 칼라(59)를 하부 칼라(57)쪽으로 밀어낸다. 이는 상기 패널(58)로 하여금 더 안쪽으로 굽게 하여, 상기 백(46)의 각 면을 가압하게 한다.
리필하는 동안, 상기 잉크 백(46) 내의 음압은 리필유닛으로부터 잉크를 인출한다. 고정바(55)를 수용하기 위해 정하중 스프링(54)에 의해 음압이 생성된다. 상기 잉크 백이 가득 차면, 음압은 사라진다. 상기 잉크 백(46) 내에 음압이 없으 면, 노즐들로부터 잉크 누설의 위험이 있다. 상기 음압은 리필유닛이 카트리지에서 제거되었을 때에 상기 백(46) 내에 재확립된다. 상기 4개의 수축 액츄에이터들이 개구(60)를 통해 뚜껑(21) 내로 수축되면, 굴곡형 패널(58)들은 상부 칼라(59)를 상부 판부재(47) 방향으로 반대로 밀어낼 수 있다. 상기 패널(58)들은 수평으로 유지되어 그만큼 상기 백(46)의 측면에 압박하지 않는다. 이는 상기 백(46)을 약간 부풀게 할 수 있도록 하고, 출구밸브(16)가 닫히면, 백의 부피를 약간 증가시켜 음압을 회복시킨다.
프린트헤드
조립체
프린트헤드 조립체(22)는 도 15 내지 18에 상세하게 도시되어 있으며, 출구몰딩(27)(도 10 참조)으로부터 잉크를 수용하기 위해 주 몸체(20)의 하류측에 부착되도록 구성되어 있다.
일반적으로 프린트헤드 조립체(22)는, 주 몸체(20)의 아래에서 지주(26)들 사이로 뻗도록 구성되어 있는 길다란 상부부재(62)를 포함한다. 복수의 U자형 클립(clip)(63)들은 상부부재(62)로부터 돌출하여 있다. 이 클립들은 단단한 판(34) 내에 제공되는 오목부(recess)(37)들을 지나 통과하며, 프린트헤드 조립체(22)를 보호하기 위해 주 몸체(20) 내에 형성된 돌기들(도시하지 않음)에 의해 지지된다.
상부부재(62)는, 프린트헤드 조립체(22)가 주 몸체(20)를 고정시키는 경우에, 출구몰딩(27) 내의 유출구들 안쪽으로 수용되는 복수의 공급튜브(feed tube)(64)들을 갖는다. 상기 공급튜브(64)들은 잉크 누설을 막기 위해 외부 코팅으 로 마련될 수도 있다.
상부부재(62)는 많은 이점을 제공하는 액정 폴리머(LCP)로 만들어진다. 그것은 열팽창계수(CTE)가 실리콘과 유사하도록 몰딩될 수 있다. 프린터헤드 집적회로(74)(후술함)와 기초적인 몰딩의 CTE의 어떠한 중요한 차이가 전체 구조를 굴곡시키게 할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 몰딩 방향으로의 LCP의 CTE가 비몰딩 방향보다 작기 때문에(~20ppm/℃에 비해 ~5ppm/℃), LCP 몰딩의 몰드 방향이 프린트헤드 집적회로(IC)(74)의 세로길이만큼 일정한 방향으로 작용한다는 것을 확실하게 하기 위해 주의를 기울여야만 한다. 또한 LCP는 폴리카보네이트, 스티렌, 나일론, PET 및 폴리프로필렌과 같은 '보통 플라스틱'보다 통상적으로 5배의 모듈러스(modulus)로 비교적 고강성을 갖는다.
도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상부부재(62)는 씰링 필름(66)을 통해 결합되는 하부부재(65)를 수용하기 위해 개방된 채널(channel) 구성을 갖는다. 또한, 상기 하부부재(65)는 LCP로 만들어지며 그 길이를 따라 형성되는 복수의 잉크 채널(67)들을 갖는다. 각 잉크 채널(67)들은 공급튜브(64)들 중 하나로부터 잉크를 수용하며, 상기 잉크를 프린트헤드 조립체(22)의 길이를 따라 분배한다. 상기 채널들은 1mm 폭이며, 0.75mm 두께의 벽에 의해 분리된다.
도시된 실시형태에서, 하부부재(65)는 그 길이를 따라 뻗는 5개의 채널(67)들을 가진다. 각 채널(67)은 5개의 공급튜브(64)들 중 오직 하나로부터 잉크를 수용하고, 다음으로, 다른 색의 잉크가 섞이는 위험을 줄이기 위해 잉크저장모듈(45)(도 10 참조)들 중 하나로부터 잉크를 수용한다. 이러한 점에서, 또한 씰링 필름(66)은 상기 하부부재(65)가 상기 상부부재(62)에 조립되는 경우에 잉크의 교차 채널 혼합을 막기 위해 개별적 잉크 채널(67)을 씰링하는 역할을 한다.
각 채널(67)의 바닥에는, 상기 하부부재(65)의 바닥 표면에 5행(row)의 구멍(69)을 제공하기 위해 일련의 등간격을 둔 구멍(69)(도 17에 가장 잘 나타남)들이 있다. 중간 행의 구멍(69)들은 상기 하부부재(65)의 중심선을 따라 프린트헤드IC(74) 위까지 직접적으로 뻗어 있다. 도 22A에 가장 잘 도시된 바와 같이, 중간 행의 어느 한 측상의 다른 행의 구멍(69)들은, 잉크가 프린트헤드 IC(74)로 공급될 수 있도록 각 구멍(69)으로부터 중심에 이르는 도관(70)들을 필요로 한다.
도 18을 참고하면, 프린트헤드 IC(74)는 폴리머 씰링 필름(71)에 의해 상기 하부부재(65)의 하류측에 장착된다. 이 필름은 PET 또는 폴리술폰 필름과 같은 열가소성 필름일 수도 있으며, 또는 에이엘 테크놀로지에스 앤드 로저스 코퍼레이션(AL technologies and Rogers Corporation)에 의해 제조된 것과 같은 열경화성 필름일 수도 있다. 상기 폴리머 씰링 필름(71)은 중앙 필름의 양면에 접착층들이 있는 라미네이트(laminate)이며, 상기 하부부재(65)의 하류측에 라미네이팅된다. 도 17, 22A 및 22B에 도시된 바와 같이, 복수의 구멍(72)들은, 프린트헤드 IC(74)와 상기 채널(67)들 사이의 유체적인 연통을 위해 중앙에 배치된 잉크전달지점들(구멍(69)들의 중간 행 및 도관(70)들의 끝단)과 일치하도록 씰링 필름(71)을 통해 레이저로 천공되어 있다.
상기 폴리머 씰링 필름(71)의 두께는, 그것이 제공하는 잉크 씰링의 유효성에 대해 매우 중요하다. 도 21 내지 22B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 폴리머 씰링 필름은 프린트헤드 IC(74)의 반대측면 상의 에칭된 채널(77)들은 물론, 상기 필름의 타측면 상의 상기 도관(70)들을 씰링한다. 그러나, 상기 필름(71)이 도관(70)들의 개방단(open end)을 가로질러 씰링되면, 도관 내로 부풀거나 처질 수 있다. 도관(70) 내로 처지는 필름의 부분은 프린트헤드 IC(74) 내의 여러 에칭된 채널(77)들을 건너뛴다. 상기 처짐(sag)은 각 에칭된 채널(77)들을 분리하는 벽들 사이에 틈을 일으킬 수도 있다. 명백하게, 이는 상기 씰링을 붕괴시켜, 잉크가 프린트헤드 IC(74)로부터 및/또는 에칭된 채널(77)들 사이로 누설하게 한다.
이를 막기 위해서는, 상기 폴리머 씰링 필름(71)은 에칭된 채널(77)들에 대한 씰링을 유지하면서, 도관(70)들 내로의 어떠한 처짐을 고려할 정도로 충분한 두께로 될 필요가 있다. 폴리머 씰링 필름(71)의 최소 두께는 다음과 같은 사항에 의존할 것이다:
1. 처져 들어가는 도관의 폭;
2. 필름의 라미네이트 구조에서 접착층의 두께;
3. 프린트헤드 IC(74)가 밀려 들어가는 경우에 접착층의 '강성'; 및
4. 라미네이트의 중앙 필름 재질의 모듈러스.
도시된 프린트헤드 조립체(22)에 대하여 폴리머 씰링 필름(71) 두께는 25 미크론이 적당하다. 그러나, 50, 100 또는 200 미크론까지 두께가 증가하면 그에 따라 제공되는 씰링의 효과도 증가한다.
잉크공급입구(73)들은 프린트헤드 IC(74)의 '전면(front surface)' 에 형성된다. 상기 입구(73)들은 입구들 상에 위치한 각 노즐(801)들(도 23 내지 36을 참 고하여 후술함)에 잉크를 공급한다. 잉크는 각각 및 모든 개별적 입구(73)에 잉크를 공급하기 위해 IC들로 공급되어야만 한다. 따라서, 프린트헤드 IC(74) 내의 입구(73)들은 잉크 공급의 복잡성 및 배선 복잡성을 감소하기 위해 물리적으로 그룹화된다. 또한 전력 소비를 최소화하고 인쇄속도를 다양하게 하기 위해 논리적으로 그룹화된다.
각 프린트헤드 IC(74)는, 노즐들이 짝수 및 홀수 노즐들(각각, 640)로 나누어지는 상태로, 5개의 다른 색상의 잉크(C, M, Y, K 및 IR)를 수용하여 인쇄하도록 구성되며, 매 색상마다 1280개 잉크입구들을 포함한다. 각 색상마다 짝수 및 홀수 노즐들은 프린트헤드 IC(74)의 다른 행(row) 상에 제공되며, 정확한 1600dpi 인쇄를 실행하기 위해 수직으로 배열되는데, 이는 도 19에 명확하게 도시된 바와 같이, 노즐(801)들이 10행으로 배열되는 것을 의미한다. 1행 상의 2개의 인접한 노즐(801)들 사이의 수평거리는 31.75미크론인 반면에, 노즐들의 행 사이의 수직거리는, 노즐들의 발사 순서(firing order)와, 열 발사 시간 사이에 종이가 움직이는 거리에 대한 도트 라인의 비에 근거하지만, 행들은 통상적으로 도트 라인들의 정확한 수에 의해 분리된다. 또한, 주어진 색상의 노즐들의 짝수 및 홀수 행들의 공간은, 후술하는 바와 같이, 잉크 채널을 공유할 수 있는 정도이어야 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본원발명은 페이지폭 프린팅에 관련된 것이며, 그에 따라 프린트헤드 IC(74)들이 프린트헤드 조립체(22)의 폭을 수평으로 가로질러 뻗도록 배열되어 있다. 이를 달성하기 위해, 도 16 및 17에 도시된 바와 같이, 접착층(71)의 표면을 가로질러 인접한 장치들 내에서, 개별적인 프린트헤드 IC(74)들은 함께 연결된다. 프린트헤드 IC(74)들은 접착층의 용융점 이상으로 IC들을 가열한 후 씰링 필름(71) 내로 가압하는 것, 또는 필름 내로 가압하기 전에 레이저로써 IC 아래의 접착층을 용융하는 것에 의해 폴리머 씰링 필름(71)에 부착될 수 있다. 다른 옵션은 필름 내로 가압하기 전에, IC(접착 용융점 이상이 아닌) 및 접착층을 함께 가열하는 것이다.
개별적인 프린트헤드 IC(74)의 길이는 약 20~22mm 이다. A4/US 레터 크기 용지를 인쇄하기 위해, 11~12개의 개별적인 프린트헤드 IC(74)들이 인접하여 함께 연결된다. 개별적인 프린트헤드 IC(74)들은 다른 폭을 가진 용지들에 적용하기 위해 변경될수 있다.
프린트헤드 IC(74)들은 다양한 방법으로 함께 연결될 수 있다. IC(74)들을 연결하는 하나의 특정 방법은 도 20에 도시되어 있다. 이 장치에서, IC(74)들은 이웃하는 IC들 사이에 수직의 옵셋(vertical offset) 없이, IC들의 수평 라인을 형성하도록 그 끝단부에서 서로 연결되는 형태로 이루어진다. 경사진 결합은 IC들 사이에 실질적으로 45°의 각을 제공한다. 결합되는 모서리는 일직선이 아니고, 위치결정을 용이하게 하도록 톱니 모양을 가지며, IC(74)들은 결합되는 모서리에 수직한 방향으로 측정하였을 때 약 11 미크론의 간격을 두도록 되어 있다. 이러한 배열에서, 각 행의 왼쪽 대부분의 잉크공급노즐(73)들은 10 라인 피치(pitch) 단위로 경사지고, 삼각형 구조로 배열된다. 이 배열은 결합시에 노즐들의 겹침의 정도를 제공하며, 인쇄영역을 따라 일관되게 전달되는 잉크 방울들을 확인하기 위해 노즐들의 피치를 유지한다. 또한 이 배열은 충분한 연결를 확인하기 위해 IC(74)의 모서 리에 더 많은 실리콘이 제공된다는 것도 확실하게 한다. 노즐들의 작동의 조절은 SoPEC 장치(명세서에서 후술함)에 의해 실행되는 동안, 노즐들의 보상은 프린트헤드 내에서 실행될 수 있거나, 저장 요건에 따라 또한 상기 SoPEC 장치에 의해 실행될 수도 있다. 이러한 점에서, IC(74)의 일단에 배치된 노즐들의 경사 삼각 배열은 최소 온-프린트헤드(on-printhead) 저장 요건을 제공한다. 그러나 저장 요건이 그다지 중요하지 않은 경우에는, 삼각형과는 다른 형태가 사용될 수 있으며, 예를 들면, 급강하 행(dropped row)들은 사다리꼴의 형태를 가질 수도 있다.
프린트헤드 IC들의 상부면은 그 모서리를 따라 많은 본드패드(bond pad)(75)들을 가지며, 이는 데이터를 받기 위한 수단 또는 SoPEC 장치로부터 노즐(73)들의 작동을 제어하는 전력을 제공한다. 접착층(71)의 표면상에 IC(74)들을정확하게 위치하는 것과 접착층(71) 내에 형성된 구멍(72)들과 정확히 정렬시키는 IC(74)들을 정렬하는 것을 돕기 위해, IC(74)들의 표면상에 기준점(fiducial)(76)들 또한 제공된다. 상기 기준점(76)들은 마커(marker)의 형태 내에 존재하며, 상기 마커는 이웃하는 IC 및 접착층(71)의 표면에 관하여 IC(74)의 정확한 위치를 지시하는 적당한 위치결정 장비에 의해 쉽게 식별가능하며, 전략적으로 접착층(71)의 길이를 따라, IC(74)들의 모서리에 위치된다.
폴리머 씰링 필름(71) 내에 형성된 구멍(72)들로부터 잉크를 수용하고 잉크입구(73)들에 잉크를 분배하기 위해, 각 프린트헤드 IC(74)의 하류측은 도 21에 도시된 바와 같이 구성된다. 다수의 에칭된 채널(77)이 제공되는데, 각 채널(77)은 하나의 특정 색상의 잉크 또는 잉크 유형을 전달하기 위해 제공되는 한 쌍의 입 구(73)들과 유체적으로 연통하여 있다. 상기 채널(77)들은 약 80미크론의 폭이며, 이는 폴리머 씰링 필름(71) 내의 구멍(72)들의 폭과 동일하며, IC(74)의 길이방향으로 뻗는다.
상기 채널(77)들은 실리콘 브리지(bridge) 또는 벽(78)들에 의해 섹션(section)들로 나누어지는데, 이는 길이방향의 채널(77)들에 대해 가로방향으로 프린트헤드 IC에 추가적인 강도를 제공한다. 실리콘 벽(78)들 사이의 채널(77)의 각 섹션은 그 각각의 입구(73)를 경유하여 대략 128개 노즐(801)(64개 노즐 쌍)을 공급한다.
상기 채널(77)들은 프린트헤드 IC(74)의 두께에 따라, 전형적으로 약 100∼200 미크론의 깊이를 가지며, 쌍을 이루는 행들의 입구(73)와 직면되는데, 각각의 입구는 약 20 미크론의 깊이를 갖는다. 입구(73)들은 약 14×28 미크론의 폭/길이 치수를 가지며, 각각의 노즐(801)에 잉크를 공급한다. 입구(73)들이 프린트헤드 IC(74)의 후면측상의 비교적 폭넓은 채널(77)들 내에 개구되어 있으므로, 프린트헤드 IC(74)와 하부부재(65) 사이에 중간 마이크로몰딩(micromolding)가 있을 필요가 없다. 채널(77)들은 접착층(71)에 있는 레이저로 천공된 구멍(72)을 통하여 하부부재(65)의 출구들로부터 잉크를 수용하기 위해 적합한 치수를 갖는다.
또한, 채널(77)들의 배열은 이 채널들을 규정하는데 사용되는 후면부 에칭 공정(backside etching process)을 간소화시킨다. 사용되는 프린트헤드 제조공정에서, 입구(73)들은 웨이퍼의 전면측(frontside)으로부터 에칭되고 나서 포토레지스트로 플러깅(plugging)된다. 다음에, 노즐(801)들은 MEMS 기술에 의해 플러깅된 입구들상에 형성된다. 전면측상에 노즐(801)들을 제조한 후에, 잉크공급채널들을 웨이퍼의 후면측으로부터 에칭하여 상기 플러깅된 입구들과 직면시킨다. 마지막으로, 포토레지스트 플러그를 재제거하는데, 이는 전면측 노즐과 후면측 잉크공급채널들 사이에 유체적인 연통상태를 제공한다(프린트헤드 IC 제조공정의 더 상세한 설명에 대하여는, 본 발명에 참조에 의해 합체되는 본 출원의 함께 계류중인 미국특허출원 제10/728,970호 및 제10/302,2742호를 참조한다).
후면측 에칭이 각각의 노즐로부터 잉크공급채널로의 유체적인 연통상태를 확보하기 위해 입구(73)들과 정확한 정렬을 필요로 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 전통적으로, 각각의 입구(73)는 후면측으로부터 에칭된 입구와 유사한 폭/길이 치수를 갖는 개별적인 잉크공급채널을 구비한다. 이는 높은 이방성 에칭을 유지함과 아울러 각각의 입구(73)와의 정확한 정렬을 달성한다는 점에서, 후면측 에칭공정에 대한 상당한 요구를 둔 것이다.
도 21에 도시된 후면측 채널 배열은 전통적으로 개별화된 채널 배열들에 비해 몇 가지의 이점을 갖는다. 하나의 이점은, 채널(77)들의 에칭 중에 전면측과 후면측 사이의 정렬 정확도가 각 입구에 대해 개별적인 잉크공급채널들을 갖는 배열보다 덜 요구된다는 것이다. 또 다른 이점은, 쌍을 이루는 행의 입구(73)들에 잉크를 공급할 때, 각 채널(77)이 후면측 에칭공정에 대한 적은 요구를 두고 있는 비교적 낮은 애스펙트 비를 갖는다는 것이다. 이 애스펙트 비는 채널 깊이와 채널 폭에과의 비로서 규정되며 전형적으로는 3:1보다 작게 또는 2:1보다 작다. 낮은 액스펙트 비는 더 빠른 에칭속도에 대한 추가적인 이점을 수반하며 에칭속도를 더 욱 증가시키는 특화된 이방성 에칭 조건들에 대한 필요성을 없앤다. 또한, 낮은 애스펙트 비에 의해 입구(73)들을 플러깅하는데 사용된 포토레지스트상에서 증대될 수 있는 전하 소비(dissipation of charge)를 가능하게 한다. 이러한 전하 소비에 의해, 후면측 에칭 정면이 플러깅된 입구(73)들과 직면할 때 에칭 확산(flaring)(등방성 에칭)이 회피된다. 이러한 에칭 확산은 문제가 있으며 잉크공급채널들 내에서 바람직하지 않은 스파이크 돌기(spiked projection)를 일으킬 수 있다.
도 22B는 잉크가 노즐(73)들에 공급을 하기 위해 IC(74)들의 하류측에 형성된 에칭된 채널(77)들에 이송되는 방법을 명확하게 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 폴리머 씰링 필름(71)을 통해 형성된 구멍(72)들은 실리콘 벽(78)이 채널(77)을 섹션들로 분리하는 지점에서 채널(77)들 중 하나와 정렬된다. 상기 구멍(72)들은 약 80미크론의 폭이며, 이는 실질적으로 채널(77)들의 폭과 동일하여, 구멍(77) 하나는 채널(77)의 2개 섹션에 잉크를 공급한다. 이는 폴리머 씰링 필름(71) 내에 요구되는 구멍(72)들의 밀도를 절반으로 한다는 것을 알 수 있을 것이다.
폴리머 씰링 필름(71)의 표면에 프린트헤드 IC(74)들 각각의 부착 및 정렬 후에, 노즐(801)들을 제어하고 작동하기 위해 제어신호와 전력을 본드패드(75)들에 공급할 수 있도록 유연성 PCB(79)(도 18 참조)가 IC(74)들의 모서리에 부착된다. 도 15에 더 명확히 도시된 바와 같이, 상기 유연성 PCB(79)는 프린트헤드 조립체(22)로부터 뻗어 있고, 프린트헤드 조립체(22) 주위로 접힌다.
또한 상기 유연성 PCB(79)는 수신된 데이터 신호들과 전력을 제어하기 위해 그 길이를 따라 배열된 복수의 디커플링 캐패시터(decoupling capacitor)(81)를 가질 수 있다. 도 16에 가장 잘 도시된 바와 같이, 유연성 PCB(79)는 크래들 유닛(12)의 제어회로로부터 전력 및 데이터 신호들을 받기 위해 그 길이를 따라 형성된 복수의 전기접점(180)들을 갖는다. 또한 복수의 구멍(80)들이 유연성 PCB(79)의 말단 모서리를 따라 형성되는데, 이는 상기 유연성 PCB를 주 몸체(20)의 단단한 판(34)의 플랜지 부(40)에 부착시키기 위한 수단을 제공한다. 유연성 PCB(79)의 전기접점이 크래들 유닛(12)의 전력 및 데이터 접점과 접촉하는 방식에 대하여는 이후에 설명할 것이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 매체 차폐부(media shield)(82)는 매체를 통과시키는 동안에 접촉에 의해 발생할 수도 있는 손상으로부터 프린트헤드 IC(74)들을 보호한다. 상기 매체 차폐부(82)는 접착제를 통해 또는 적당한 클립-잠금(clip-lock) 장치를 통해 프린트헤드 IC(74)의 상부부재(62)의 상류측에 부착된다. 이러한 방식으로 부착되는 경우에, 프린트헤드 IC(74)들은 매체를 통과시키는 경로로부터, 매체 차폐부(82)의 표면 아래에 위치한다.
매체 차폐부(82)와 상부부재(62) 및 하부부재(65) 사이에는, 공간(83)이 제공되는데, 공기 수축기 또는 이와 유사한 것으로부터 압축공기를 받을 수 있다. 이 공간(83)이 프린트헤드 조립체(22)의 길이를 따라 뻗어 있는 경우에, 압축 공기가 프린트헤드 조립체(22)의 어느 한 쪽 단부로부터 공간(56)에 공급될 수 있으며, 상기 조립체를 따라 균등하게 분배될 수 있다. 매체 차폐부(82)의 내면에 일련의 핀(fin)(84)들이 제공되며, 이는 압축 공기가 이동하며 매체 전달의 방향에서 프린트헤드 IC(74)들을 가로지르는 방향을 통해, 매체 차폐부(82)의 길이를 따라 균등하게 분배되는 복수의 공기 유입부들을 규정한다. 이러한 배열은, 노즐들을 막거나 손상을 일으킬 수 있는, 매체와 함께 운반되는 먼지와 다른 입자 물질이 프린트헤드 IC들의 표면에 정착하는 것을 막는 역할을 한다.
잉크공급노즐
본 발명에 적당한 잉크공급노즐장치의 유형 중 하나의 예는 노즐 및 대응하는 액츄에이터를 포함하며, 이하에 도 23 내지 32를 참고하여 설명한다. 도 32는 실리콘 기판(8015) 상에 형성된 잉크공급노즐장치(801)의 어레이를 도시한 것이다. 각 노즐장치(801)들은 동일하지만, 노즐장치(801)의 그룹들은 다른 색상의 잉크 또는 고정액(fixative)을 이송하기 위해 배열된다. 이러한 점에서, 상기 노즐장치들은 행으로 배열되며, 서로 엇갈리게 배열되며, 프린팅하는 동안에 단일 행의 노즐들로 가능한 경우보다 잉크 도트의 공간을 더 좁게 할 수 있다. 이러한 배열은 노즐들을 높은 밀도, 예를 들면 인접한 행들 사이의 약 80미크론 및 각 행의 노즐들 사이의 약 32미크론의 간격을 각각 갖는 복수의 엇갈린 행들로 배열된 5000 이상의 노즐들로 제공하는 것을 가능하게 한다. 또한 상기 다중 행은 여분(원한다면)을 고려하고, 이에 의해 노즐당 예정된 실패율을 고려한다.
각 노즐장치(801)는 집적회로 제작기술의 산물이다. 특히, 상기 노즐장치(801)은 마이크로-전기기계 시스템(MEMS)를 규정한다.
설명을 명확하고 쉽게 하기 위해, 단일 노즐장치(801)의 구성 및 작동을 도 23 내지 31을 참고하여 설명한다.
잉크젯 프린트헤드 집적회로(74)는 상부측에 0.35미크론 1 P4M 12 볼트 CMOS 마이크로프로세싱 전자회로를 갖는 실리콘 웨이퍼 기판(8015)을 포함한다.
실리콘 이산화물(또는 대안적으로 유리)층(8017)이 기판(8015)상에 위치한다. 상기 실리콘 이산화물층(8017)은 CMOS 유전체층(dielectric layer)들을 규정한다. CMOS 상부-레벨(top-level) 금속은 실리콘 이산화물층(8017)상에 위치된 한 쌍의 정렬된 알루미늄 전극 접촉층(8030)을 규정한다. 실리콘 웨이퍼 기판(8015) 및 실리콘 이산화물층(8017) 모두는 일반적으로 원형 단면(평면에서 보아서)을 갖는 잉크입구채널(8014)를 규정하기 위해 에칭된다. CMOS 금속 1, CMOS 금속 2/3 및 CMOS 상부-레벨 금속의 알루미늄 확산장벽(8028)은 실리콘 이산화물층(8017) 내에, 잉크입구 채널(8014) 주위에 위치된다. 상기 확산장벽(8028)은 구동 전기기기 층(8017)의 CMOS 이산화물층들을 통해 수산기 이온(hydroxyl ion)들의 확산을 막도록 한다.
실리콘 질화물(8031)의 층의 형태로 된 보호막층은 알루미늄 접촉층들(8030) 및 실리콘 이산화물층(8017) 위에 위치된다. 접촉층(8030)들 위에 위치하는 보호막층(8031)의 각 부분은 접점(8030)에의 접근을 제공하기 위해 내부에 형성된 개구(8032)를 갖는다.
상기 노즐장치(801)는 환형상의(annular) 노즐벽(8033)에 의해 규정되는 노즐챔버(8029)를 포함하며, 이는 평면에서 보아 원형인 방사상의 내부 노즐림(804) 및 노즐 상부(roof)(8034) 내의 상단부에서 종료된다. 상기 잉크입구 채널(8014)은 노즐챔버(8029)와 유체적으로 연통한다. 노즐벽의 하단부에는, 가동 씰 립(가동 씰립(movable seal lip)(8040)을 포함하는 가동 림(moving rim)(8010)이 배치되어 있다. 둘레벽(8038)은 가동노즐을 둘러싸며, 이는 도 26에 도시된 바와 같이 노즐이 휴지(休止)상태에 있는 경우, 가동 림(8010)에 인접하는 정지 씰 립(stationery seal lip)(8039)을 포함한다. 유체 씰(fluidic seal)(8011)은 정지 씰 립(8039)과 가동 씰 립(8040) 사이에 갇힌 잉크의 표면장력 때문에 형성된다. 이는 둘레벽(8038)과 노즐벽(8033) 사이에 낮은 저항결합(resistance coupling)을 제공하고 있는 동안에는 챔버로부터의 잉크 누설을 방지한다.
도 30에 가장 잘 도시된 바와 같이, 복수의 방사상으로 뻗은 오목부(recess)(8035)는 노즐림(804) 주위의 상부(roof)(8034) 내에 규정된다. 상기 오목부(8035)들은 노즐림(804)을 지나 잉크가 벗어나는 결과로써 방사상 잉크 흐름을 포함하는데 기여한다.
노즐벽(8033)은 실리콘 질화물의 층(8031)에 부착된 베이스(base)(8037)를 갖는 일반적으로 Ｕ형의 단면을 갖는 캐리어(carrier)(8036)에 장착되는 레버장치(lever arrangement)의 일부를 형성한다. 상기 레버장치는 또한 노즐벽으로부터 뻗고 측면강화빔(lateral stiffening beam)(8022)을 통합하는 레버아암(8018)을 포함한다. 이 레버아암(8018)은 도 26과 31에 가장 잘 나타낸 것처럼 질화 티타늄(TiN)으로 형성되어 각 노즐들의 측면에 위치되는 한 쌍의 수동빔(passive beam)(806)에 부착되어 있다. 이 수동빔(806)들의 타단부는 캐리어(8036)에 부착 되어 있다.
또한 레버아암(8018)은 TiN으로 형성된 액츄에이터 빔(807)에 부착되어 있다. 액츄에이터 빔에 대한 이 부착은 어떤 점에서, 작지만 수동빔(806)에 대한 부착들보다 높은 임계거리(critical distance)로 만들어진다.
도 23 및 29에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이 액츄에이터 빔(807)은 평면에서 실질적으로 Ｕ형상이며, 전극(809)과 대향 전극(8041) 사이에서 전류경로(current path)를 규정하고 있다. 각각의 전극(809, 8041)들은 접촉층(8030)의 각 지점에 전기적으로 연결되어 있다. 접점(809)들을 통하여 전기적으로 연결되어 있을 뿐만 아니라, 액츄에이터 빔(173)은 앵커(anchor)(808)에 기계적으로 고정되어 있다 앵커(808)는 노즐 장치가 작동 중에 있을 때 도 26 내지 28의 좌측을 향하는 액츄에이터 빔의 이동을 억제할 수 있도록 형성되어 있다.
액츄에이터 빔(807)의 TiN은 도전성을 갖지만, 전극(809, 8041)들 사이로 전류가 지나갈 때 자체가열(self-heating)을 일으킬 수 있도록 충분히 높은 전기저항을 갖는다. 수동빔(806)들을 통해 전류가 흐르지 않으므로, 이 수동빔들은 팽창하지 않는다.
사용시에, 상기 노즐은 표면장력의 영향하에 메니스커스(meniscus)(803)를 규정하는 잉크(8013)로 채워진다. 이 잉크는 메니스커스에 의해 챔버(8029)에 계속 유지되며, 다른 물리적인 영향이 없으면 일반적으로 누설하지 않는다.
도 24에 도시된 바와 같이, 노즐로부터 잉크를 분사하기 위해, 액츄에이터 빔(807)을 지나가는 전류가 접점(809, 8041) 사이로 지나가게 된다. 상기 빔(807)의 자체가열은 그 저항으로 인해 빔을 팽창시키도록 한다. 상기 액츄에이터 빔(807)의 치수 및 디자인은 도 23 내지 25에 대하여 그 대다수의 팽창이 수평 방향으로 있다는 것을 의미한다. 상기 팽창은 앵커(808)에 의해 남겨진 채로 제한되며, 레버 아암(8018)에 인접한 액츄에이터 빔(807)의 단부는 오른쪽으로 밀어내진다.
이 수동빔(806)들의 상대적인 수평방향의 불요성(horizontal inflexibility)은 수동빔들이 레버아암(8018)의 수평 이동을 더 많이 허용하는 것을 방지한다. 그러나, 레버아암에 대한 각각의 수동빔들과 액츄에이터 빔의 부착 지점들의 상대 변위(relative displacement)가 이번에는 레버아암(8018)이, 피벗 운동 또는 힌지 운동(pivoting or hinging motion)에 의해 일반적으로 하향 이동하는 것을 야기하는, 비틀림 이동(twisting movement)을 초래한다. 하지만, 정확한 피벗점이 없다는 것은, 회전이 수동빔(806)들의 휨(bending)에 의해 규정되는 피벗영역 주위로 이루어진다는 것을 의미한다.
레버아암(8018)의 하향 이동(및 약간의 회전)은 수동빔(806)들로부터 노즐벽(8033)까지의 거리에 의해 증폭된다. 잉크의 표면장력이 잉크가 누설하는 것을 허용하는 일 없이 이 운동에 의해 유체 씰(fluid seal)(8011)이 늘어나게 됨에도 불구하고, 노즐벽들과 상부의 하향 이동은 도 24에 도시된 바와 같이 메니스커스의 팽창을 야기하는 챔버(8029) 내에서의 압력 증가를 초래한다.
도 25에 도시된 바와 같이, 적당한 시기에 구동전류가 중단되고 액츄에이터 빔(807)이 빠르게 냉각하여 수축한다. 이 수축 때문에 레버아암이 정지 위 치(quiescent position)로 복귀되기 시작하는데, 그것이 이번에는 챔버(8029)의 압력 감소를 초래한다. 팽창한 잉크의 운동량(momentum of the bulging ink)과 고유한 표면장력 및 노즐챔버(8029)의 상향 이동으로 야기된 부압(negative pressure)의 상호작용은 팽창한 메니스커스가 엷어지고 궁극적으로는 파괴(snapping)되도록 하여, 잉크방울(802)이 지나가는 인쇄매체에 접촉할 때까지 외견상 계속 존재하도록 한다.
잉크방울(802)이 분리된 직 후, 이 메니스커스(803)는 도 25에 나타낸 오목형태(concave shape)를 형성한다. 입구(8014)를 통해 잉크가 위로 흡입될 때까지 표면장력 때문에 챔버(8029)의 압력은 비교적 낮게 지속되는데, 그것이 노즐 장치와 잉크를 도 23에 도시된 정지상태로 복귀시킨다.
본원발명에 적당한 프린트헤드 노즐장치의 다른 유형은 도 33을 참고하여 설명한다. 설명을 명확하고 쉽게 하기 위해 단일 노즐장치(1001)의 구성 및 작동에 대하여 설명한다.
상기 노즐장치(1001)는 기포를 형성하는 히터부재 액츄에이터 유형이며, 이는 내부에 노즐(1003)을 갖는 노즐판(1002)을 포함하며, 상기 노즐은 노즐림(1004)을 가지며, 개구(1005)는 노즐판을 지나 뻗는다. 상기 노즐판(1002)은 화학증착법(CVD)에 의해, 이후에 에칭될 대상 물질 위에 증착되는 실리콘 질화물 구조로부터 에칭된 플라즈마이다.
상기 노즐장치는, 각 노즐(1003)의 대하여, 노즐판이 지지되는 측벽(1006)들, 상기 벽들 및 상기 노즐판(1002)에 의해 규정되는 챔버(1007), 다층 기 판(1008) 및 다층 기판을 지나 기판의 떨어진 면까지 확장되는 입구통로(1009)를 포함한다. 루프(loop)형의 길다란 히터부재(heater element)(1010)는 챔버(1007) 내에 매달려 있으므로, 상기 부재는 현수형 빔(seupended beam)의 형태 내로 있다. 도시한 바와 같은 상기 노즐장치는 마이크로-전기기계 시스템(MEMS) 구조이며, 이는 리소그래피 공정(lithographic process)에 의해 형성된다.
상기 노즐장치가 사용되는 경우에, 잉크(1011)가 저장소(도시하지 않음)로부터 입구통로(1009)를 지나 상기 챔버(1007)로 들어가므로, 상기 챔버는 가득 채워진다. 그 후에, 상기 히터부재(1010)는 1마이크로초보다 다소 작은 시간 동안 가열되므로, 상기 가열은 열 펄스(thermal pulse)의 형태로 있다. 상기 부재가 가열될 때 잉크 증기 기포의 생성을 야기하기 위해, 상기 히터부재(1010)가 상기 챔버(1007) 내의 잉크(1011)와의 열적 접촉한다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 상기 잉크(1011)는 기포를 형성하는 액체로 구성된다.
한 번 생성된 상기 기포(1012)는 상기 챔버(1007) 내의 압력 증가를 야기하며, 이는 다음에 상기 노즐(1003)을 통한 상기 잉크(1011)의 방울(1016)의 분사를 야기한다. 상기 림(1004)은 방울이 잘못된 방향을 향하는 경우를 최소화하기 위해, 상기 방울(1016)이 분사될 때 방향을 잡는 것을 돕는다.
입구통로(1009)당 단지 하나의 노즐(1003) 및 챔버(1007)가 있는 이유는 상기 부재(1010)의 가열 및 기포(1012)의 형성 시에, 챔버 내에서 압력파가 인접한 챔버들 및 그와 관련된 노즐들에 영향을 미치지 않기 때문이다.
상기 챔버(1007) 내에서 압력의 증가는 노즐(1003)을 통해 잉크(1011)를 외 부로 밀어내는 것뿐만 아니라, 입구통로(1009)를 통해 얼마간의 잉크를 되돌려 밀어낸다. 그러나, 상기 입구통로(1009)는 약 200 ~ 300미크론의 길이이며, 단지 약 16미크론의 지름을 갖는다. 그러므로, 실질적인 점성항력(viscous drag)이 존재한다. 그 결과, 챔버(1007) 내의 압력 증가로 인한 주된 효과는 입구통로(1009)를 통한 되돌림보다는 분사된 방울(1016)로서 상기 노즐(1003)을 통해 잉크를 외부로 밀어내는 것이다.
도 33에 도시된 바와 같이, 분사되고 있는 잉크 방울(1016)은 방울이 끊어져 떨어지기 전에 "넥킹 상"(necking-phase) 동안에 보여진다. 이 단계에서 기포(1012)는 이미 최대 크기에 이르며, 그 후 붕괴지점(1017)을 향해 붕괴되기 시작한다.
상기 기포(1012)의 붕괴지점(1017)을 향한 붕괴는 얼마간의 잉크(1011)가 노즐(1003) 내로 끌어 들여지게 하며(방울의 면(1018)들로부터), 얼마간은 입구통로(1009)로부터 끌어 들여지게 하며, 붕괴지점을 향한다. 이러한 방식으로 끌어 들여진 잉크(1011)의 대부분은 노즐(1003)로부터 끌어 들여지며, 끊어져 떨어지기 전에 방울(1016)의 베이스(base)에서 환형상의 목(1019)을 형성한다.
상기 방울(1016)이 끊어져 떨어지는 경우에, 기포(1012)가 붕괴지점(1017)에서 붕괴될 때, 화살표(1020)에 의해 나타내진 바와 같이 공동현상(cavitation) 힘이 발생된다. 이는 상기 공동현상이 영향을 미칠 수 있는 붕괴지점(1017)의 주변에 고체 표면이 없다는 것을 알 수 있다.
이하에, 본원발명에 적합한 프린트헤드 노즐장치의 또 다른 유형을 도 34 내 지 36을 참조하여 설명한다. 이 유형은 통상적으로 챔버 내에 위치된 패들(paddle)에 연결된 서멀 벤드 액츄에이터(thermal bend actuator) 및 잉크를 포함하는 노즐챔버를 갖는 잉크공급노즐장치를 제공한다. 상기 서멀 액츄에이터 장치는 상기 노즐챔버로부터 잉크를 분사하기 위해 구동된다. 바람직한 실시형태는, 도전성 트레이스(conductive trace)의 도전성 가열을 제공하기 위한 일련의 뾰족한 부분들을 포함하는 특정 서멀 벤드 액츄에이터를 포함한다. 상기 액츄에이터는 노즐챔버의 슬롯이 있는 벽을 통해 수용되는 아암을 지나 패들에 연결된다. 액츄에이터 아암은 노즐챔버 벽 내의 슬롯의 표면과 실질적으로 결합되기 위해, 결합되는 형태를 갖는다.
최초의 도 34(a)-(c)로 돌아가면, 본 실시형태의 노즐장치의 기본적 작동의 개략적 도해가 제공되어 있다. 노즐챔버(501)는, 노즐챔버(501)가 위치하는 웨이퍼 기판을 통해 에칭될 수 있는 잉크입구 채널(503)을 수단으로 하여 잉크(502)가 채워진다. 상기 노즐챔버(501)는 잉크 메니스커스가 형성되는 주위에 잉크 분사 포트(504)를 더 포함한다.
노즐챔버(501) 내부에는, 노즐챔버(501)의 벽 내의 슬롯을 통해 액츄에이터(508)와 상호 연결되는 패들 유형 장치(507)가 있다. 상기 액츄에이터(508)는 지주(post)(510)의 단부에 인접하게 위치한 히터수단(heater means)(509)을 포함한다. 상기 지주(510)는 기판에 고정된다.
노즐챔버(501)로부터 방울이 분사되는 것이 요구되면, 도 34(b)에 예시된 바와 같이, 상기 히터수단(509)이 열 팽창을 하기 위해 가열된다. 바람직하게는, 상 기 히터수단(509)들 자체 또는 상기 액츄에이터(508)의 다른 부분들은 다음과 같이 정의되는 굽힘율(bend efficiency)이 높은 물질들로부터 만들어진다:
히터부재들로 적합한 재료는 유리재료(glass material)를 굽히기 위해 형성될 수 있는 구리 니켈 합금이다.
상기 히터수단(509)들은 지주(510)의 단부에 인접하여 이상적으로 위치되며, 이에 의해 활성화의 효과들이 패들 단부(507)에서 증가되고, 따라서 지주(510) 근처에서 열팽창이 패들 단부의 큰 운동을 야기시킨다.
도 34(b)에 예시된 바와 같이, 빠른 방식으로, 히터수단(509)들 및 그로 인한 패들 운동은 확장하는 잉크 메니스커스(505) 주위에서 일반적인 압력 증가를 야기한다. 히터 전류는 펄스되며, 잉크는 잉크 채널(503)로부터의 흐름에 부가하여 포트(504)로부터 분사된다.
이어서, 상기 패들(507)은 정지 위치로 다시 복귀하기 위해 비활성화된다. 상기 비활성화는 노즐챔버 내로 잉크의 일반적인 재흐름을 야기한다. 노즐림 외부로의 잉크의 전방 모멘텀 및 관련된 역류는 일반적으로 프린트 매체로 진행하는 방울(512)의 넥킹(necking) 및 끊어져 떨어짐을 야기한다. 붕괴된 메니스커스(505)는 일반적으로 잉크 흐름 채널(503)을 통한 노즐챔버(502) 내부로의 잉크의 빨아들임 을 야기한다. 때맞추어, 상기 노즐챔버(501)는 리필되어, 도 34(a)의 위치가 다시 도달되고, 이어서 상기 노즐챔버는 다른 잉크 방울의 분사가 준비된다.
도 35는 노즐장치의 측면 사시도를 도시한 것이다. 도 36은 도 35의 노즐장치의 어레이를 통한 단면도를 도시한 것이다. 이 도면들에서, 이전에 언급된 부재들의 번호는 유지되었다.
먼저, 액츄에이터(508)는 티타늄 질화물층(517)의 상부에 형성된 상부 유리(glass)부분(비결정질 실리콘 이산화물)(516)을 포함하는 일련의 테이퍼형(tapered) 액츄에이터 유닛(515)을 포함한다. 대안적으로, 구리 니켈 합금층(이하 "백동"이라 함)이 사용될 수 있는데, 이는 더 높은 굽힘율을 갖는다.
상기 티타늄 질화물층(517)은 테이퍼진 형태이며, 그에 의해, 저항성 가열이 상기 지주(510)의 단부 근방에서 발생한다. 인접한 티타늄 질화물/유리부분(515)들은 액츄에이터(508)에 대한 기계적 구조 지지물을 제공하는 블럭부분(519)에 상호 연결된다.
상기 히터수단(509)들은, 가열시에 액츄에이터(508)의 축을 따라 나타나는 굽힘력(bending force)이 최대화되도록 길게 늘어지고 간격을 둔 복수의 테이퍼형 액츄에이터 유닛(515)을 이상적으로 포함한다. 슬롯들은 인접한 테이퍼형 유닛(515)들 사이에서 규정되며, 인접한 액츄에이터(508)들에 대하여 각 액츄에이터(508)를 약간 다르게 작동시키게 한다.
상기 블럭부분(519)은 아암(520)에 상호연결된다. 다음에, 상기 아암(520)은 노즐챔버의 측면에 형성된 슬롯(522)에 의해 상기 노즐챔버(501) 내부의 패들(507) 에 연결된다. 상기 슬롯(522)은 일반적으로 아암(520) 주위에서 잉크의 넘침의 경우를 최소화하기 위해 상기 아암(520)의 표면과 일치하도록 고안된다. 상기 잉크는 일반적으로 슬롯(522) 주위에서 표면장력을 통해 노즐챔버(501) 내에 유지된다.
상기 아암(520)을 구동시키는 것이 요구되는 경우에, 도전성 전류가 노즐장치에 필요한 전력 및 제어회로를 제공하는 하부 CMOS층(506)과 연결된 블럭부분(519) 내부의 티타늄 질화물층(517)을 통해 흐른다. 상기 도전성 전류는 일반적으로 상기 아암(20)의 상향 굽힘 및 결과로서 일어나는 노즐(504)로부터의 잉크의 분사를 야기하는 지주(510)에 인접한 상기 질화물층(517)의 가열을 야기한다. 상기 분사된 방울은 앞서 설명한 바와 같이, 잉크젯 프린터에 있어서 통상의 방식으로 페이지 상에 인쇄된다.
노즐장치들의 어레이는 단일의 프린트헤드를 만들기 위해 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 36에는, 프린트헤드 어레이를 형성하기 위해 상호배치된 라인들 내에 설비된 다중 잉크 분사 노즐장치들을 포함하는, 다양한 어레이의 부분 단면도가 도시되어 있다. 물론, 다른 유형의 어레이들이 풀 컬러(full color) 어레이들 등을 포함하여 구성될 수 있다.
설명된 프린트헤드 시스템의 구성은, 본 발명에 상호참조에 의해 합체되는 "이미지 발생 방법 및 장치(IJ 41)"의 명칭을 가진 미국특허 제6,243,113호에 설명된 바와 같은 단계들을 본 발명에 대해 적당한 변경을 통해 표준 MEMS 기술들을 사용하여 진행할 수 있다.
집적회로(74)는 요구되는 바람직한 인쇄속성들 및 집적회로들의 길이에 따 라, 그 표면을 따라 배열된 상기 잉크공급노즐들 중 5000 내지 100,000개 사이에 갖도록 배열될 수도 있다. 예를 들면, 좁은 매체의 경우에는, 바람직한 인쇄결과를 얻기 위해 프린트헤드 조립체의 표면을 따라 배열된 단지 5000개의 노즐 만을 필요로 하는 것이 가능할 수도 있는 반면, 더 넓은 매체의 경우에는, 최소 10,000 또는 20,000 또는 50,000개의 노즐이 바람직한 인쇄결과를 얻기 위해 프린트헤드 조립체의 길이를 따라 제공되는 것이 필요할 수도 있다. A4 또는 US 레터 크기 매체 상에 정확히 또는 약 1600dpi의 풀 컬러 포토 품질 이미지들인 경우에는, 상기 집적회로(74)는 색 상당 13824개의 노즐들을 가질 수도 있다. 따라서, 프린트헤드 조립체(22)가 4개의 색상(C, M, Y, K)으로 인쇄할 수 있는 경우에, 집적회로(74)는 그 표면을 따라 배열된 약 53396개의 노즐들을 가질 수도 있다. 또한, 프린트헤드 조립체(22)가 6개의 프린팅 유체들(C, M, Y, K, IR 및 고정액)을 인쇄할 수 있는 경우에는, 집적회로(74)의 표면상에 82944개의 노즐들을 제공하게 할 수도 있다. 모든 장치들에 있어서, 각 노즐을 지지하는 전기회로들은 동일하다.
이하에, 개별적인 잉크공급노즐장치들이 프린트헤드 조립체(22) 내에서 제어될 수 있는 방식에 대하여 도 37 내지 40을 참고하여 설명한다.
이하, 잉크를 매체에 전달하기 위해 개개의 노즐장치(801)가 프린트헤드 집적회로(74)내에서 제어되는 방식을 도 36-도 39를 참조하여 설명한다.
도 37은 집적회로(74) 및 프린트 엔진(3)의 제어전자회로 내에 설치된 SoPEC 장치(아래에 설명함)에 대한 그 연결부의 개요를 도시한 것이다. 상술한 바와 같이, 집적회로(74)는 각 노즐을 분사하기 위한 반복되는 로직(logic)을 포함하는 노 즐 코어 어레이(nozzle core array)(901)와 그 노즐들을 분사하기 위한 타이밍 신호들을 생성하기 위한 노즐 제어 로직(902)을 포함한다. 노즐 제어 로직(902)은 고속의 링크(link)를 거쳐서 SoPEC 장치로부터의 데이터를 수신한다.
노즐 제어 로직(902)은 전기 커넥터의 형태로 될 수 있는 링크(907)를 거쳐서 인쇄를 위한 노즐 어레이 코어에 직렬 데이터(serial data)를 전송하도록 구성된다. 노즐 어레이 코어(901)에 대한 상태 및 기타 작동 정보는 또한 전기 커넥터 상에 설치되는 또 다른 링크(908)를 거쳐서 노즐 제어 로직(902)으로 거슬러 통신된다.
노즐 어레이 코어(901)는 도 38 및 도 39에 더 상세히 도시되어 있다. 도 38에서, 노즐 어레이 코어(901)는 노즐 열(column)들의 어레이(911)를 포함함을 알 수 있을 것이다. 어레이는 분사/셀렉트(fire/select) 시프트 레지스터(912) 및 6 개까지의 컬러 채널들을 포함하고, 그들 각각은 대응하는 도트 시프트 레지스터(913)에 의해 표시된다.
도 39에 도시된 바와 같이, 분사/셀렉트 시프트 레지스터(912)는 전방 경로 분사 시프트 레지스터(forward path fire shift register)(930), 리버스(reverse) 경로 분사 시프트 레지스터(931) 및 셀렉트 시프트 레지스터(932)를 포함한다. 각 도트 시프트 레지스터(913)는 홀수 도트 시프트 레지스터(933) 및 짝수 도트 시프트 레지스터(934)를 포함한다. 홀수 및 짝수 도트 시프트 레지스터들(933, 934)는 일단에 연결되어, 데이터가 한 방향으로 홀수 시프트 레지스터(933)을 통하고, 그후에 반대 방향으로 짝수 시프트 레지스터(934)를 통하여 클럭(clock)된다. 최종 의 짝수 도트 시프트 레지스터를 제외한 모두의 출력은 멀티플렉서(multiplexer, 935)의 하나의 입력으로 공급된다. 이러한 멀티플렉서의 입력은 후 제작(post-production) 시험 도중에 신호(코어스캔(corescan))에 의해 선택된다. 통상의 동작시에, 코어스캔 신호는 멀티플렉서(935)의 다른 입력으로 제공된 도트 데이터 입력 Dot[x]를 선택한다. 이것은 각 컬러에 대한 Dot[x]가 각각의 도트 시프트 레지스터들(913)에 제공되도록 야기한다.
이제, 하나의 열 N을 도 40을 참조하여 설명한다. 도시된 실시예에서, 열 N은 각 6개의 도트 시프트 레지스터들에 대하여 홀수 데이터 값(936)과 짝수 데이터 값(937)을 포함하는 12개의 데이터 값들을 포함한다. 열 N은 또한 전방 분사 시프트 레지스터(930)로부터 홀수 분사 값(939) 및 리버스 분사 시프트 레지스터(931)로부터 짝수 분사 값(939)을 포함하고, 이는 입력들로써 멀티플렉서(940)에 제공된다. 멀티플렉서(940)의 출력은 셀렉트 시프트 레지스터(932)에서 셀렉트값(941)에 의해 제어된다. 셀렉트 값이 0일 때, 홀수 분사 값이 출력이고, 셀렉트 값이 1일 때, 짝수 분사 값이 출력이다.
각각의 홀수 및 짝수 데이터 값들(936, 937)은 각각 대응하는 홀수 및 짝수 도트 래치들(942, 943)에 입력으로서 제공된다.
각 도트 래치(dot latch) 및 그 관련된 데이터 값은 유닛 셀(unit cell)(944)과 같은, 유닛 셀을 형성한다. 유닛 셀은 도 40에 더 상세히 도시되어 있다. 도트 래치(942)는 데이터 값(936)의 출력을 받아들이는 D-타입 플립플롭(flip-flop)이고, 그것은 홀수 도트 시프트 레지스터(933)의 구성요소를 형성하 는 D-타입 플립플롭(944)에 의해 유지된다. 플립플롭(944)으로의 데이터 입력은 홀수 도트 시프트 레지스터에서 이전의 구성요소의 출력으로부터 제공된다.(고려중의 구성요소가 입력이 Dot[x] 값인 시프트 레지스터에서 제1구성요소가 아니라면) 데이터는 LsyncL에 제공되는 음의 펄스의 수신에 대한 플립플롭(944)의 출력으로부터 래치(942)로 클럭된다.
래치(942)의 출력은 3개의 입력 AND 게이트(945)로의 입력 중 하나로서 제공된다. AND 게이트(945)로의 다른 입력들은 Fr신호(멀티플렉서(940)의 출력으로부터)와 펄스 프로파일 신호 Pr이다. 노즐의 분사시간은 펄스 프로파일 신호 Pr에 의해 제어되고, 예컨대 낮은 전원공급(제거가능한 전원공급 실시형태에서)으로 인하여 일어나는 저 전압 상태를 참작하도록 늘려질 수 있다. 이것은 분사될 때 상대적으로 일정한 양의 잉크가 효율적으로 각 노즐로부터 분출되도록 확실하게 하는 것이다. 설명된 실시형태에서, 프로파일 신호 Pr은 복잡성, 비용 및 성능 사이에 밸런스를 제공하는 각 도트 시프트 레지스터에 대해 동일하다. 그러나, 다른 실시예에서, Pr 신호는 전체적으로 인가될 수 있거나(즉, 모든 노즐들에 대해 동일하다), 또는 각 유닛 셀로 또는 각 노즐로도 개별적으로 맞추어질 수 있다.
일단 데이터가 래치(942) 안으로 로딩되면, 분사 인에이블(enable) Fr 및 펄스 프로파일 Pr 신호들이 AND 게이트(945)로 인가되고, 이는 노즐에게 로직1을 포함하는 각 래치(942)에 대하여 한 도트의 잉크를 분출하도록 유발하는 것과 연결된다.
각 노즐 채널에 대한 신호들은 다음의 표로 요약된다.
| 이름 | 방향 | 설명 |
| D Q SrClk LsyncL Pr | Input Output Input Input Input | 시프트 레지스터 비트로 입력 도트 패턴 시프트 레지스터 비트로부터 출력 도트 패턴 -d에서 시프트 레지스터 클럭은 이 클럭의 상승단(Rising Edge)에서 캡쳐된다. 분사 인에이블 - 노즐이 분사하도록 단언될 필요 가 있다. 프로파일 - 노즐이 분사하도록 단언될 필요가 있 다. |
도 40에 도시된 바와 같이, 분사 신호 Fr은 대각선으로 루트(route)가 정해져 현재의 열에서 하나의 컬러, 다음 열에서 이어지는 컬러 등등의 분사를 가능하게 한다. 이는 시간-지연의 형태로 6개 열에 대해 그것을 퍼뜨림으로써 현재 요구를 평균한다.
도트 래치들 및 다양한 시프트 레지스터들을 형성하는 래치들은 이러한 실시형태에서 완전히 정적(static)이고, CMOS계이다. 래치들의 설계 및 구조는 집적회로 공학 및 설계의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려져 있는 것이고, 따라서 본 명세서에서 상세히 설명되지는 않을 것이다.
노즐 속도는 약 60ppm으로, 고속의 경우 그 이상으로 인쇄할 수 있는 프린터 유닛(2)에 대해 20kHz와 같을 수 있다. 이러한 노즐 속도의 범위에서, 전체의 프린트헤드 조립체(22)에 의해 배출될 수 있는 잉크의 양은 초(second)당 적어도 5000만개 방울이다. 그러나, 고속 및 고품질 인쇄를 제공하기 위해 노즐의 수가 증가되기 때문에, 초당 적어도 1억개 방울, 바람직하게는 초당 적어도 5억개 방울, 더 바람직하게는 초당 적어도 10억개 방울이 전달될 수 있다. 이러한 속도에서, 잉크 방울들은 방울 당 약 250 나노주울(nanojoule)의 최대 잉크 방울 분사 에너지로 노즐들에 의해 분사된다.
결과적으로, 인쇄를 이러한 속도들에 적응시키기 위해서, 제어전자회로는 노즐들이 동일한 속도로 잉크 방울을 분사할 수 있는지를 결정할 수 있어야만 한다. 이러한 점에서, 어떤 경우에는 제어전자회로는 노즐이 적어도 초당 5억번의 결정 속도로 잉크방울을 분사할 수 있는지를 결정할 수 있어야 한다. 이는 적어도 초당 10억번 또는 적어도 초당 50억번의 측정으로 증가될 수 있으며, 고속, 고품질의 인쇄 적용분야를 여러 경우에서 적어도 초당 10억번의 결정일 수 있다.
본원발명의 프린터 유닛(2)에 있어서, 인쇄속도 및 노즐 분사 속도와 함께 프린트헤드 조립체(22) 상에 제공되는, 상기 노즐들의 수의 범위는 적어도 초당 50㎠의 면적 인쇄속도를 야기하며, 인쇄속도에 따라, 적어도 초당 100㎠, 바람직하게는 적어도 초당 200㎠, 더욱 바람직하게는 고속에서 적어도 초당 500㎠이다. 이러한 장치는 이전의 기존의 프린터 유닛들이 도달할 수 없는 속도로 매체의 면적을 인쇄할 수 있는 프린터 유닛(2)을 제공한다.
유지보수 조립체
유지보수 조립체(23)는, 도 41 내지 44에 상세하게 도시되어 있으며, 도 8에서 미리 도시된 바와 같이, 프린트헤드 조립체(22)에 인접하여 위치되도록 하기 위해 주 몸체(20)의 지주(26)들 사이에 장착되어 있다.
상기 유지보수 조립체(23)는 일반적으로 그 내부에 다양한 조립체 구성요소 들을 수용하는 유지보수 섀시(maintenance chassis)(88)로 구성된다. 상기 유지보수 섀시(88)는 개방단(open end)을 갖는 채널 형태로서, 이 채널 형태는 한 쌍의 상방으로 뻗는 혀형상부(tongue portion)(89)를 그 단부에 가지며, 상기 혀형상부(89)는 주 몸체(20)의 지주(26)들 상에 끼워넣어 그 상부에 마련된 고정 돌기(retaining projection)와 결합하여서 유지보수 조립체(23)를 적소에 고정하기 위한 형상으로 되어 있다. 상기 유지보수 섀시(88)는 적당한 금속 물질로 만들어지며, 프레스된 강판(pressed steel plate)과 같은 강도와 탄성을 갖는다.
상기 유지보수 섀시(88)의 베이스는 도 43에 더 명확하게 나타나 있으며, 중앙에 위치된 제거부(90), 창(window)부(92) 및 창부의 어느 한쪽 면으로부터 뻗는 스프링 아암(91)을 포함한다. 일체형 스프링 아암(91)들은 상기 섀시(88)의 내부로 각을 갖고 상기 섀시의 시트 금속을 프레스함으로써 형성된다. 물론 상기 스프링 아암(91)은 상기 섀시(88)의 개방 채널 내로 위치되는 분리 삽입부와 동등하게 될 수 있다.
강성 삽입부(rigid insert)(93)는 상기 유지보수 조립체(23)에 강성을 부가하기 위해 상기 섀시(88) 내에 끼워 맞추어지도록 제공된다. 잠금쇠 부재(catch element)(94)는 상기 강성 삽입부의 베이스로부터 돌출하며, 상기 강성 삽입부(93)가 상시 섀시(88) 내에 위치되는 경우에 상시 섀시(88)의 중앙에 위치된 제거부(90) 내로 뻗는다. 상기 잠금쇠 부재(94)는 후술하는 바와 같이, 캐핑(capping) 및 비캐핑(uncapping) 상태 사이에서 유지보수 조립체를 이동하도록 제공된다. 하부 유지보수 몰딩(95)은 상기 삽입부(93) 내에 위치되며, 상기 삽입부(93)의 측면 을 따라 제공되는 대응하는 슬롯(97)들과 함께 상기 하부 유지보수 몰딩(95)의 측면을 따라 형성되는 다수의 돌기(96)들과의 결합을 통해 삽입부 내에서 유지된다. 상기 하부 유지보수 몰딩(95)은 적당한 플라스틱 물질로 만들어지며 폐쇄단(closed end)과 개방 상단(open top)을 갖는 몸체를 형성한다. 상기 하부 유지보수 몰딩(93)의 단부들에는 공기토출구(98)가 제공된다. 상기 토출구(98)로부터의 공기는 필터(181)를 통과하여 유지보수 조립체를 환기하도록 흐른다.
2개의 핀(pin)부재(99)는 상기 하부 유지보수 몰딩(95)으로부터 뻗어 있다. 상기 핀부재(99)들은 고무와 같은 유연성 웹(web)을 통하여 베이스와 연결되어, 상기 하부 유지보수 몰딩의 베이스에 대하여 상기 핀부재(99)들의 다중 방향 상대적 운동을 가능하게 한다. 핀부재(99)들은 강성 삽입부(93)의 베이스 내의 2개의 원형 개구(100)들을 통과하여 유지보수 섀시(88)의 창부(92)들 내로 들어간다.
리테이너 삽입부(retainer insert)(101)는 상기 하부 유지보수 몰딩(95) 내의 상기 핀부재(99)들 상에서 지지된다. 상기 리테이너 삽입부(101)는 강철로 코팅되며, 그 내부에 유지되는 흡수성 매체(absorbent media)(102)의 스트립(strip)들에 대한 단단한 지지를 제공한다. 상기 흡수성 매체(102)는 일반적으로 분리된 부분들의 거의 역(逆) T자형 조립체 - 2개의 실질적인 수평 부분들 사이로부터 상향으로 뻗어 있는 얇은 수직부이다. 상기 흡수성 매체(102)는 우레탄 폼 또는 그와 유사한 것과 같은 잉크를 흡수하고 보유할 수 있는 어떠한 유형의 물질로 만들어질 수 있다.
마이크로파이버(microfibre) 조직(103)은 2개의 수평부 주위로 상기 얇은 수 직부 위에 끼워 맞추어지고, 그 후 리테이너 삽입부(101)에 부착되어 상기 흡수성 매체(102)를 유지한다. 마이크로파이버 조직(103)은 흡수성 매체(102) 내로 당겨진다.
상부 유지보수 몰딩(104)은 상기 하부 유지보수 몰딩(95) 위로 끼워 맞추어지고, 그 사이에 상기 마이크로파이버 조직(103), 흡수성 매체(102) 및 리테이너 삽입부(101)를 에워싼다. 상기 상부 유지보수 몰딩(104)는 적당한 접착제를 통해 하부 유지보수 몰딩(95)의 표면에 그 바닥표면을 따라 부착된다. 상향으로 돌출하는 림부(rim portion)(105)는 마이크로파이버 조직(103)으로 덮어진 상기 흡수성 매체(102)의 얇은 수직부를 지나 뻗는다. 상기 림부(105)는, 상부 유지보수 몰딩(104)이 프린트헤드 조립체와 캐핑 접촉될 때 프린트헤드 조립체(22)의 노즐들을 씰링하기 위한 개방된 주변 씰(perimeter seal)을 규정한다.
이러한 구성에서, 상부 유지보수 몰딩(104), 마이크로파이버 조직(103), 흡수성 매체(102), 리테이너 삽입부(101), 하부 유지보수 몰딩(95) 및 강성 삽입부(93)는 유지보수 섀시(88) 내에 끼워 맞추어지도록 구성되고, 그 스프링 아암 상에서 지지되는 캐핑 유닛을 형성한다. 이 유닛 내에서, 마이크로파이버 조직(103), 흡수성 매체(102) 및 리테이너 삽입부(101)는, 핀부재(99) 상에 지지되며, 하부 유지보수 몰딩(95) 및 상부 유지보수 몰딩(104)에 의해 규정되는 공간 내에서 이동가능한 서브-유닛(sub-unit)을 형성한다.
도 41에 도시된 바와 같이, 상기 캐핑 유닛은 상부 유지보수 몰딩(104) 위에 끼워 맞추어지며 섀시(88)를 보호하는 리테이너 부재(106)와 함께 적소에 지지된 다. 상기 리테이너 부재(106)는 본질적으로, 개방단을 갖는 채널 형태이며, 이 형태는 상부 유지보수 몰딩(104)의 림부(105)가 돌출할 수 있고 프린트헤드 조립체(22)와 캐핑방식으로 결합할 수 있는 슬롯(107)을 그 상부면을 따라 형성하고 있는 것이다. 리테이너 부재(106)의 상부면은 만곡되어 있고, 인쇄 중에 매체 안내부로서 작용한다.
이러한 방식으로 조립될 때, 상기 유지보수 조립체(23)의 구성요소들은 리테이너 부재(106) 및 섀시(88) 내에 포함되므로, 상부 유지보수 몰딩(104)은 리테이너 부재(106)에 대하여 프린트헤드 조립체(22)를 캐핑하도록 이동할 수 있으며, 마이크로파이버 조직(103) 및 흡수성 매체(102)는 상부 유지보수 몰딩에 대하여 프린트헤드 조립체(22)의 노즐들의 표면에 접촉하고 그 표면을 닦아내도록 이동할 수 있다.
유지보수 조립체(23)를 주 몸체(20)의 지주(26)들에 조립하여 부착할 때, 강성 삽입부의 잠금쇠 부재(94)는 섀시(88)의 중앙 제거부(90)로부터 뻗는다. 스프링 아암(91)의 작동으로 인해, 상기 유지보수 유닛(23)(앞서 규정된 바와 같이)이 섀시(88)의 베이스로부터 상승되어, 상부 유지보수 몰딩(104)의 림부(105)가 리테이너 부재(106)의 슬롯(107)들을 통해 뻗어 프린트헤드 조립체(22)와 캐핑 접촉된다. 이 상태는 도 44에 도시되어 있고, 캐핑 상태라고 하며, 이에 의해 프린트헤드의 노즐들이 림부(105) 내에서 거의 밀폐된 환경으로 씰링되어, 잉크가 마르거나 막힐 가능성이 적다. 상기 환경은 거의 밀폐된 것이고 완전히 밀폐된 것은 아니므로, 유지보수 조립체는 림(105) 내에서 발생된 부드러운 진공(mild vacumm) 상태로 인해 비캐핑 상태로 이동되는 것이 방해되지 않는다.
프린트헤드 조립체(22)의 노즐들의 부근에 존재하는 어떠한 용지 먼지 또는 다른 입자 물질을 제거하기 위해, 프린트헤드의 표면은 마이크로파이버 조직(103)에 의해 닦여질 수 있다. 이를 실행하기 위해, 크래들 유닛(cradle unit) 내에 존재하는 와이퍼(wiper) 액츄에이터는 섀시(88)의 창부(92) 내로 뻗어 하부 유지보수 몰딩(95)의 베이스에서 제공되는 핀부재(99)와 접촉한다. 상기 핀(99)들 상의 와이퍼 액츄에이터에 의해 제공되는 상향 힘(upward force)은 그 핀들을 리테이너 삽입부(101)에 대항하여 더 돌출하도록 하게 하며, 이에 의해 마이크로파이버 조직(103)으로 코팅되는 흡수성 매체(102)의 수직부를, 노즐들에 인접한 프린트헤드 조립체(22)의 표면에 접촉할 때까지, 상부 유지보수 몰딩(104)의 림부(105) 안밖으로 뻗도록 하게 한다. 마이크로파이버 조직(103)의 존재는, 접촉을 최소화하고, 흡수성 매체(102) 내에 유지되는 프린트헤드 조립체(22)의 표면상에 존재하는 어떠한 잉크 또는 수분을 끌어당기는 것을 확실하게 한다. 핀(99)들이 어느 방향으로도 자유롭게 움직임에 따라, 와이퍼 액츄에이터의 어떠한 측면 운동은, 마이크로파이버 조직(103)이 노즐들의 표면을 가로질러 측방으로 움직이도록 하여 닦아내거나 청소하는 기능을 실행하도록 한다. 그 후 와이퍼 액츄에이터를 제거하면, 상기 장치는 마이크로파이버 조직(103) 및 흡수성 매체(102)가 림부(105)의 표면 아래에 있게 되는 위치로 복귀된다.
인쇄를 실행하기 위해서는, 유지보수 조립체(23)는 캐핑 상태로부터 인쇄상태로 이동되어야만 한다. 이는, 섀시(88)의 중앙 제거부(90)를 통하여 돌출하는 잠 금쇠 부재(94)를 잡고, 그 부재에 하향 힘(downward force)을 인가하는 유지보수 액츄에이터에 의해 달성된다. 이 하향 힘은, 강성 삽입부(93)가 섀시(88)의 스프링 아암(91)에 대항하여 섀시의 베이스 방향으로 움직이도록 한다. 이러한 움직임은, 상부 캐핑 몰딩(104)의 상부 림부(105)가 리테이너 부재(106) 내에 형성된 슬롯(107) 속으로 들어가게 하며, 그로써 리테이너 부재(106)의 외면과 같은 높이가 되며, 그로부터 튀어나오지 않는다. 리테이너 부재(106)가 이동하지 않고 적소에 고정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 이는, 리테이너 부재(106)와 인쇄를 위해 매체가 통과할 수 있는 프린트헤드 조립체(22) 사이에 갭(gap)을 발생시킨다. 인쇄 또는 비캐핑 상태에서, 리테이너 부재(106)는 매체 안내부로서 작용하고, 매체는 리테이너 부재와 접촉하며 인쇄를 위해 프린트헤드 조립체를 통과하는 경우에 리테이너 부재(106)의 표면상에서 지지된다.
크래들
유닛
크래들 유닛(12)은 도 6 및 7과 관련하여 도시되어 있고, 일반적으로, 카트리지 유닛(10)을 수용하기 위한 개구(14)를 규정하는 주 몸체(13), 및 이 개구를 닫아 크래들 유닛(12) 내에 카트리지 유닛(10)을 적소에 고정하도록 구성된 커버 조립체(11)로 이루어져 있다.
크래들 유닛(12)의 주 몸체(13)는 도 45A 및 45B에 도시된 바와 같이, 프레임 구조물(frame structure)(110)을 포함한다. 상기 프레임 구조물(110)은 일반적으로, 2개의 엔드 플레이트(end plate)(111) 및 각 엔드 플레이트(111)에 연결된 베이스 플레이트(base plate)(112)를 포함한다. 구동롤러(drive roller)(113) 및 출구롤러(exit roller)(114)는 각각 상기 엔드 플레이트(111) 중 하나에 장착되고 구동벨트와 같은 구동기구(116)를 통해 구동 및 출구롤러를 구동하는 브러시리스(brushless) DC 모터(115)에 의해 구동된다. 이러한 시스템은 구동모터(113) 및 출구롤러(114) 모두 프린트 엔진(1)을 통과하여 카트리지 유닛(10)의 프린트헤드 조립체(22)를 지나는 매체의 부드럽고 일관된 경로를 확보하도록 동일한 속도로 구동된다.
유지보수 구동 조립체(117)는 상기 DC 모터(107)의 반대편인, 다른 엔드 플레이트(111)에 장착된다. 상기 유지보수 구동 조립체(117)는 유지보수 기어(119) 및 와이퍼 기어(120)에 작동가능하게 연결된 모터(118)를 포함한다. 다음에, 상기 유지보수 기어(119)는 베이스 플레이트(112) 내에 간격을 두고 뻗는 후크형 단부(hooked end)를 갖는 막대(rod) 형태로 있는 유지보수 액츄에이터(121)에 연결된다. 유지보수 액츄에이터(121)의 상기 후크형 단부는 캐핑 상태와 인쇄상태 사이에서 상부 림부(105)를 상승/하강시키기 위해 유지보수 조립체(23)의 잠금쇠 부재(94) 내에 수용되는 모양으로 되어 있다. 마찬가지로, 상기 와이퍼 기어(120)는 한 쌍의 돌출부가 뻗어 있는 막대 형태로 와이퍼 액츄에이터(122)에 연결된다. 마찬가지로, 와이퍼 액츄에이터(122)는 베이스 플레이트(112) 내에 뻗어 있고, 상기 돌출부들이 와이퍼 액츄에이터(122)를 따라 위치되어 있어, 유지보수 조립체(23)의 핀부재(99)들과 접촉하기 위해 유지보수 섀시(88)의 베이스에 형성된 창부(92)와 정렬되어 있다.
상기 유지보수 구동 조립체(117)는 도 46A 및 46B에 분리된 상태로 도시되어 있다. 모터(118)가 2-방향이기 때문에, 한 방향에서 상기 모터의 작동에 의해 와이퍼 기어(120)가 도 46A에 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 움직일 수 있다. 와이퍼 기어(120)는 그 표면상에 형성된 융기부(raised portion)(123)를 가지며, 이는 와이퍼 기어(120)가 회전함에 따라 와이퍼 액츄에이터의 아암(124)과 접촉하게 된다. 상기 융기부(123)는 상기 아암(124)과 접촉함에 따라, 와이퍼 액츄에이터(122)는 피벗(pivot)하여 그 표면상에 형성된 돌출부들이 핀부재(99)들에 대항하고, 유지보수 섀시(88) 내의 창부(92)들을 통하여 상방 방향으로 이동하며, 이에 의해 마이크로파이버 조직(103)을 프린트헤드 조립체의 표면을 향하여 가져오게 할 수 있다. 와이퍼 기어(12)가 회전을 더하면, 아암(124)이 중립 위치로 복귀하게 될 것이다. 아암(124)이 걸터앉는 와이퍼 기어(120) 상에 형성된 부가적인 각이 진 융기부(125)의 존재로 인하여 와이퍼 액츄에이터(122)에 측방 운동(lateral movement)을 적용함으로써, 와이퍼 액츄에이터 전체가 복귀스프링(126)에 대하여 측방으로 이동하게 된다. 센서부재(127)는 와이퍼 액츄에이터의 위치를 감지하여 프린트헤드의 상태가 쉽게 결정되도록 제공된다.
프린트헤드 조립체(22)의 캐핑 상태를 조절하기 위해, 모터(118)가 역전되어 와이퍼 기어(120)가 도 46A에 도시된 바와 같이 시계방향으로, 도 46B에 도시된 바와 같이 반시계 방향으로 운동하게 한다. 이 방향으로 와이퍼 기어(120)의 회전은 와이퍼 액츄에이터가 유지보수 조립체(23)로부터 멀어지는 하방으로 피벗하는 것을 보장한다. 그러나 도 46B에 더 명확히 도시된 바와 같이, 이 회전은, 와이퍼 기 어(120)의 내면상에 제공되는 플리퍼(filpper) 기어(128)가 유지보수 기어(119)와 맞물리게 하고, 다음에 상기 유지보수 기어(119)가 반시계 방향으로 회전하게 한다(도 46B에 도시된 바와 같이). 마찬가지로, 유지보수 기어(119)의 내면에 형성된 돌출부(129)는 유지보수 액츄에이터(121)의 피벗 아암(130)을 접촉하고, 이에 의해 유지보수 액츄에이터의 후크형 단부가 하방으로 운동하게 하여, 다음에, 유지보수 조립체(23)의 잠금쇠 부재(94)를 잡아서 상부 림부(105)를 들어가게 하여 인쇄상태를 취한다. 마찬가지로, 상기 센서부재(127)는 모터(118)의 작동을 조절하는 유지보수 액츄에이터의 위치를 감지할 수 있고, 이에 따라 프린트헤드의 바람직한 상태를 감지할 수 있다.
도 45A 및 45B를 다시 참조하면, 한 쌍의 카트리지 안내부(131)는 크래들 유닛(12) 내부로 카트리지 유닛(10)을 수용하여 안내하는 것을 돕기 위해 엔드 플레이트(111)들에 부착된다. 상기 안내부(131)들은 카트리지 유닛(10)의 표면을 수용하기 위한 각도로 되어 있으므로, 카트리지 유닛(10)이 크래들 유닛(12)에 대해 올바르게 향하게 된다.
프린트헤드 조립체(22)의 IC(50)들 및 프린트 엔진의 작동을 제어하기 위한 제어전자회로는 인쇄회로판(PCB)(132) 상에 제공된다. 도 45A에 도시된 바와 같이, PCB(132)의 한 면은 외부원으로부터 수신된 데이터와 전력을 받아 분배하기 위해 SoPEC 장치(132)들 및 관련된 구성요소(134)를 포함하는 반면, PCB의 다른 면은 그들의 하부 모서리를 따라 전기적 접점(135)들의 행을 포함하는데, 이는 프린트헤드 조립체(22)의 노즐들을 제어하기 위해 유연성 PCB(79) 상의 대응하는 전기적 접점 들에 전력 및 데이터 신호을 전송하기 위한 수단들을 제공한다.
도 47에 분리하여 도시된 바와 같이, PCB(132)는 PCB 조립체(140)의 일부를 형성하고, 2개의 아암(136)들 사이에 장착되며, 각 아암은 PCB(132)를 적소에 수용하여 고정하기 위한 갈고리부(137)를 갖는다. 도 48에 도시된 바와 같이, 아암(136)들의 각각은 후술하는 목적으로, 장력 스프링(142)의 후크부를 수용하기 위해 그 상부에 형성되는 홈(groove)(141)을 갖는다.
2개의 아암(136) 사이에 장착되었을 때, PCB(132)에 안정성을 제공하기 위해서, 지지 바(138)가 SoPEC 장치(133)들 및 관련된 구성요소(134)를 포함하는 면 상에, PCB(132)의 바닥 모서리를 따라 상기 아암(136)들 및 PCB에 고정된다. 상기 지지 바(138)는 그 하부면을 따라 장착된 복수의 스타 휠(star wheel)(139)을 갖는다. 도 45A에 도시된 바와 같이, 상기 PCB 조립체(140)가 엔드 플레이트(111)에 장착될 때, 상기 스타 휠은 상기 지지 바의 하부면에 대하여 이동하여 출구롤러(114)의 표면으로 잡도록 스프링 로딩(spring loading)된다.
열차폐부(heatshied)(143)는 도 49A에 도시된 바와 같이, PCB(132)에 부착되어 있어, 실질적으로 SoPEC 장치(133)들을 덮고, 프린터 유닛(2)의 부근 내에 있을 수 있는 어떠한 EMI로부터 SoPEC 장치들을 보호한다. 또한 상기 열차폐부(143)는, 도 49A에 도시된 바와 같이 커버 조립체를 닫힌 위치로 고정시키기 위해 커버 조립체(11) 상에 제공되는 클립(clip)과 맞물리도록 그 내부에 마련되는 래치기구(latch mechanism)(144)를 갖는다.
PCB 조립체(140)는 아암(136)들의 바닥에 제공되는 피벗 지점(141)들에서 상 기 엔드 플레이트(111)에 피벗가능하게 장착된다. 이러한 구조에서, 상기 PCB 조립체(140)는, 전기적 접점(135)이 유연성 PCB(79)의 접점과 떨어져 있고, 카트리지 유닛(10)이 크래들 유닛(12)으로부터 쉽게 제거될 수 있는 개방 위치와, 전기적 접점(135)이 프린트헤드 조립체(22)의 노즐들로부터 인쇄를 촉진하는 제어데이터와 전력을 전송하기 위해 유연성 PCB(79) 상에 제공되는 접점과 작동상 접촉상태에 있는 닫힌 위치와의 사이에서 그 피벗 지점(141)을 중심으로 회동(swing)할 수 있다.
도 49B에 도시된 바와 같이, 아이들 롤러(idle roller) 조립체(145)는 크래들 유닛(12)의 후면에서 엔드 플레이트(111)에 고정되며, 구동롤러(113)의 표면과 접촉하여 회전하도록 위치되는 복수의 롤러 휠(146)을 포함한다. 상기 아이들 롤러 조립체(145)는, 프린터 유닛(2)의 피커기구(picker mechanism)(9)로부터 프린트 엔진(1)에 제공되는 어떠한 매체라도 구동롤러(113)와 아이들 롤러 조립체(145)의 롤러 휠(146)들 사이에 붙잡혀서 카트리지 유닛(10)의 프린트헤드 조립체(22)를 지나 전송되어 인쇄되는 것을 확실하게 한다.
도 49A 및 49B에 닫힌 위치로 도시된 커버 조립체(11)는 엔드 플레이트(111)에 그 상부 후면부에서 피벗가능하게 부착된다. 한 쌍의 부착판(147)은 커버 조립체를 핀(148)에 의해 엔드 플레이트(111)들에 부착하기 위해 커버 조립체(11)로부터 뻗어 있다. 상기 부착판(147)들은 핀(148)을 지나 뻗어 있고, 그 내부에는 도 48과 관련하여 미리 설명한 바와 같이 장력 스프링(142)의 자유단(free end)을 수용하도록 형성된 구멍을 갖는다.
커버 조립체(11)가 닫힌 위치에 있는 경우, 도 49B에 도시된 바와 같이, 스 프링이 풀 텐션(full tension) 상태에 있게 되며, 이는 도 50A에 단면으로 도시된 바와 같이, PCB 조립체(40)가 닫힌 위치 방향으로 피벗운동하게 한다. 이 위치에서, PCB(132)의 전기적 접점(135)들은 프린트헤드 조립체(22)의 유연성 PCB(79)의 관련된 접점들과 작동상 접촉을 하여, 전력와 데이터 신호들이 그 사이로 전송될 수 있게 한다.
커버 조립체가 그 개방된 위치로 이동되는 경우, 도 49C에 도시된 바와 같이, 부착판(147)들은 크래들 조립체의 전방 방향으로 피벗 운동하며, 이에 의해 스프링(142)의 텐션이 완화되어 스프링이 느슨해지게 된다. 이는 다음에, 도 50B에 도시된 바와 같이, PCB 조립체가 개방된 위치로 떨어져서 피벗 운동하게 한다. 이 위치에서, PCB(132)의 전기적 접점(135)은 프린트헤드 조립체(22)의 유연성 PCB(79)의 관련된 접점들과의 접촉으로부터 떨어져서 이동하며, 이에 의해 카트리지 유닛(10)이 크래들 유닛(12)으로부터 제거될 수 있게 된다.
이러한 점에서, 또한 커버 조립체(11)의 개방/닫힘 작용은 카트리지 유닛(10)과 크래들 유닛(12) 사이에서 전기적인 통신을 해제/연결하는 기능도 실행한다.
다시 도 49A 내지 49C와 관련하여, 커버 조립체(11)는 그 상부면에 형성되는 다수의 도킹부(149)를 포함한다. 도시된 실시형태에서, 5개의 도킹부(149)가 제공되며, 각 도킹부는 잉크저장모듈(45) 중 하나에 대응된다. 각 도킹부(149)는 잉크저장모듈(45)들에 리필 잉크를 공급하기 위해 잉크리필유닛을 수용하는 모양으로 이루어져 있는 상향 돌출 립부(lip portion)를 갖는다. 도 49C에 더 명확하게 도시 된 바와 같이, 각 도킹부(149)는 그 내부에 큰 실질적인 원형 개구(151) 및 2개의 작은 원형 개구(152)를 가지며, 이는 잉크리필유닛과 카트리지 유닛(10) 사이에 잉크의 전달이 후술하는 방식으로 일어나게 한다.
4개의 T자형 개구(182)는 리필시에 백(bag) 수축 액츄에이터를 수용하기 위해 각 도킹부(149)의 모퉁이들에 위치된다. 이에 대해서는 잉크저장모듈(45)들과 관련하여 이전에 간략히 설명하였고, 이하에서 더 상세하게 설명한다.
리필유닛
도 51A 내지 51C는 카트리지 유닛(10)에 리필 잉크를 공급하기 위한 잉크리필유닛(155)을 도시한 것이다. 상기 잉크리필유닛(155)은 내부 잉크 리필 구성요소들을 수용하는 베이스 조립체(156) 및 이 베이스 조립체(156) 위에 끼워 맞추는 커버(157)를 포함하는 유닛으로서 제공된다. 상기 베이스 조립체 및 커버는 플라스틱 물질로 성형될 수 있으며, 일체로 또는 부분적으로 성형될 수 있다.
베이스 조립체(156)의 하류측은 도 51B에 더 상세하게 도시되어 있으며, 그하류측으로부터 돌출되고, 커버 조립체(11)에 형성된 도킹부(149)와 맞물려 잉크리필유닛을 상기 도킹부에 지지하기 위한 능선부(ridge portion)(160)를 포함한다. 또한 실질적으로 원통모양의 잉크입구(158)는 카트리지 유닛(10) 내에 잉크를 전달하기 위해 베이스 조립체의 하류측으로부터 돌출한다. 또한 2개의 밸브 구동핀(actuating pin)(159)들도 잉크저장모듈(45)들의 입구 및 출구 밸브들 각각을 구동시키기 위해 베이스 조립체(156)의 하류측으로부터 돌출되어 있다. 도시된 실시 형태에서, 2개의 밸프 구동핀(159)은 양호한 단일 방향의 굽힘 저항 및 좌굴(buckling) 강도를 위해 트리스타(tri star) 단면을 갖는다. 또한 QA 칩(161)은 베이스 조립체(156)의 하류측으로부터 돌출하도록 제공되며, 그 하류측 상에 노출된 복수의 QA 칩 접점(162)들을 갖는데, 이는 잉크리필유닛(155)가 도킹되는 경우에 커버 조립체(11) 내에 설치되는 QA 칩 판독기에 의해 판독된다.
수축 액츄에이터(190)는 베이스 조립체(156)의 인접한 각각의 모퉁이로부터 돌출되어 있다. 상기 수축 액츄에이터(190)는 약간의 아치형으로서, 그 끝단이 둥글게 되어 있다. 카트리지 유닛(10)의 상부(42)에 있는 상기 수축기 개구(60)들(도 14 참조)은 상응하는 아치형이다. 둥근 끝단 및 아치형의 단면은, 사용자가 하나의 수축 액츄에이터(190)를 그 상응하는 개구(60)와 쉽게 정렬할 수 있게 하며, 만곡면들은 그 각각의 개구(60)와 정렬할 수 있게 다른 수축 액츄에이터(190)들을 직관적으로 안내한다. 이는 상기 리필유닛을 인터페이스(61)에 빠르게, 그리고 사용자에 의해 최소한의 정밀한 위치에 도킹할 수 있도록 돕는다. 도 51B에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각 수축 액츄에이터(190)는 지지 보강부(191)를 갖는다. 이는, 사용자들이 리필유닛을 도킹포트(docking port)와 정렬할 때 과도한 힘을 인가하는 경우에 큰 횡력(lateral force)을 견디기 위해, 수축 액츄에이터(190)들이 높은 굽힘강도를 갖게 한다.
도 12를 참고하여 상기한 바와 같이, 수축 액츄에이터(190)들은 잉크저장모듈(45)의 백 수축기(43)를 가동한다.
또한 베이스 조립체(156)는 충전포트(filling port)(192)를 갖는다. 백(bag)(163)은 플라스틱 씰링 볼(sealing ball)(193)로 씰링되는 상기 포트를 통해 최초의 잉크 투입량을 수용한다.
도 51C의 분해조립도와 관련하여, 잉크 백(163)은 그 내부에 리필 잉크를 저장하기 위해 베이스 조립체의 내면에 씰링되며, 잉크가 잉크리필유닛(155)으로부터 공급/제거됨에 따라 잉크 백(163)이 팽창/수축(expand/collapse)되게 할 수 있도록 변형가능한 물질로 만들어진다. 잉크공급침(164)은 백(163)과 베이스 조립체(156) 사이에 마련된 공간 내로 뻗어 있고, 잉크가 출구(158)로 흐를 수 있는 통로를 제공한다. 잉크공급침(164)의 끝단은 원통형 출구(158) 내부로 뻗어 있으며, 원통형 출구(158)의 개방단 내의 압축 스프링(166)을 지나 스프링 로딩되는 씰링 링(sealing ring)(165)에 의해 둘러싸여 진다. 잉크리필유닛(155)이 카트리지 유닛(10)과 도킹되지 않는 경우에, 상기 공급침은 씰링 링(165)에 의해 보호된다. 추가의 조치로서, 플라스틱 캡(187)이 출구 위로 슬라이딩 되며, 약간의 억지 끼워 맞춤에 의해 적소에 위치한다.
또한 잉크레벨지시기(ink level indicator)((167)도 잉크리필유닛(155)의 커버(157) 내에 제공된다. 잉크레벨지시기(167)는 착색된 부분(coloured section)과 같은 지시부(168)를 갖는 유연성 스트립(flexible strip)을 포함한다. 상기 스트립은 변형가능한 잉크 백(163)의 끝단에서 그 상부면, 및 커버(157)의 중심에서 그 하류측에 부착되어, 상기 백(163) 내에 잉크 공급이 소진되었을 때, 즉 백이 실질적으로 비었을 때, 상기 지시부(168) 자체는 커버(157)의 상부면에 제공되는 투명 창(169)과 정렬한다. 이러한 점에서, 어떤 다른 때, 즉 백이 실질적으로 비워 있지 않은 때, 상기 지시부는 보이지 않게 숨겨진다.
잉크가 분배될 때, 잉크 백 물질의 성질은 잉크백이 변형되어 비균일(non-uniform) 방식으로 수축되게 한다. 상기 백의 상부면의 각 모서리들은 동일한 속도로 수축되지 않을 것이다. 그 때문에, 잉크레벨지시기(167)의 길이는, 변형가능한 백의 상부면의 모든 모서리들이 완전히 수축되었을 때에만 지시부(168)가 커버(157)의 창(169)에 배열하는 것을 보장한다. 상기 잉크레벨지시기 스트립(282)은, 백(163)이 가득 찼을 때 창(169)으로부터 숨겨지기 위해, 최초에는 상기 스트립(282)이 위치한 지시부(168)로 접혀진 상태이다. 상기 스트립(167)은 상기 백의 상부면의 일단의 반대편 모서리에 부착된다. 백(46)이 완전히 수축되었을 때, 스트립(167)은 길게 늘어져 펴진다. 이는 이전에 숨겨진 지시부(168)를 창(169)을 통해 보이게 한다. 잉크레벨지시기(167)의 사용은, 리필유닛이 완전히 소진되지 않은 경우에 하나의 리필유닛(155)이 여러 리필 작동들을 위해 사용될 수 있음을 의미한다. 이는 하나의 작동에서 카트리지 유닛(10)의 관련된 잉크저장모듈(45)을 리필 하기 위해 필요한 잉크의 양이 리필유닛의 용량보다 작은 경우에도 발생할 수 있다.
상기 커버(157)는 잉크 백(163) 및 잉크레벨지시기(167)를 둘러싸기 위해 베이스 조립체(156)의 한 부분 위로 끼워진다. 마찬가지로, U자형 도킹걸쇠(docking clasp)(183)는 커버(157) 위로 끼워지므로, 도킹될 때 카트리지 유닛(10)과 결합되기 위해 그 다리(leg)들이 베이스 조립체(156)를 지나 뻗는다. 상기 걸쇠(183)의 마주보는 다리들 상의 클립(170)들은 카트리지 유닛(10)의 측면들 상에 스냅(snap) 식으로 체결된다. 이는 효율적이고 신뢰할 수 있는 잉크의 전송을 위해 리필유닛(155)을 실질적으로 커버 조립체(11)에 고정되게 한다.
마주보는 한 쌍의 판스프링(184)은 커버(157)의 측면들에 대항하여 가압하기 위해 U자형 걸쇠의 내부의 각 다리로부터 뻗는다. 인접한 각각의 판스프링은 커버(157)의 측면 상의 받침대 턱(fulcrum ledge)(186)과 결합하기 위해 고안된 피벗(185)이다. 이는 다리들을 바깥쪽으로 밀어내게 하지만, 상기 피벗(185)이 상기 받침대(186)와 결합함에 따라, 카트리지 유닛(10)과의 결합을 유지하기 위해, 상기 클립들이 안쪽으로 지레처럼 작용하게 된다.
라벨 패널(label panel)(188)은 걸쇠(183)의 외면에 고정된다. 라벨 패널(188)은 상표 및 다른 정보를 표시할 수 있다. 또한 그것은 잉크를 리필유닛과 맞추기 위해 착색될 수도 있다. 또한 라벨 패널(188)은 각 다리에 손가락 그립패드(grip pad)(189)들을 갖는다. 손가락 그립패드(189)는, 카트리지 유닛(10)과의 결합으로부터 클립(170)들을 들어올리기 위해 이 지점에서의 손가락 압력이 판스프링(184)의 힘을 극복할 수 있도록 위치된다. 그 후에 리필유닛(155)을 커버 조립체(11)의 도킹포트(149)로부터 잡아당길 수 있다.
도 52는 카트리지 유닛(10)의 잉크저장모듈 조립체(11)의 인터페이스(61)들 중 하나와 직접적으로 도킹된 리필유닛(155)을 도시한 것이다. 명확성을 위해 커버 조립체(11) 및 크래들 유닛의 나머지 부분은 제거되었다. 리필유닛(155)은 한 특정 방향으로 도킹포트(149) 내에만 수용될 수 있도록 형상화, 즉 '키 고정(keyed)' 되어 있다. U자형 걸쇠(183)의 각 다리의 단부들은, 사용자들이 상기 유닛(155)을 뒤 에서 앞으로(back-to-front) 바꿔 도킹하는 시도를 할 수 없도록 매우 다른 폭들을 갖는다. 또한 원통형 잉크출구(158)는, 리필유닛(155)의 뒤에서 앞으로의 도킹을 하지 않도록 유도하기 위해, 측면 중심선으로부터 어긋나 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 도킹포트(149)의 베이스는, 원통형 잉크출구(158)를 수용할 수 있는 큰 원형 개구(151), 및 밸브 액츄에이터(159)들을 수용할 수 있는 2개의 작은 원형 개구(152)를 갖는다. 이러한 상호작용하는 부재들 각각의 단면들은, 정확하게 착색된 잉크리필유닛만이 정확한 방향성으로 각각의 특정 잉크저장모듈(45)을 리필하기 위해 사용될 수 있도록 형상화된다. 예를 들면, 밸브 액츄에이터(159)의 2개의 트리스타 단면들을 각각 회전시켜서, 각각 결합하는 회전 방향성에 따라, 대응하는 트리 스타 개구들하고만 결합할 수 있는 많은 수의 조합들을 제공할 수 있다.
또한 QA 칩 판독기(172)는 리필유닛(155)의 QA 칩(161)의 QA 칩 접점(162)과 결합하여서 그 위에 저장된 정보들을 판독하여 수신하기 위해 도킹포트(149)의 베이스 내에 제공된다. 그러한 정보는 리필유닛(155)의 저장 용량(예를 들면, 약 30∼ 50ml), 리필유닛(155) 내의 저장된 잉크의 색상 및 잉크리필유닛(155) 내에 저장된 잉크의 소스를 포함할 수 있다. 그 정보는, 리필유닛(155)이 도킹포트(149) 내의 위치로 도킹되었을 때, 크래들 유닛(12)의 제어회로로 쉽게 전송될 수 있다. 예를 들면, 크래들 유닛(12)의 제어회로는 잉크저장모듈(45)들 중 어느 것이 리필을 요구하는지, 그리고 리필유닛(155)이 리필을 용이하게 하는 잉크의 정확한 유형/색상과 양을 포함하는지를 결정할 수 있다.
도 53에 더 명확하게 도시된 바와 같이, 잉크저장모듈(45)들(도 10 참조) 각 각의 밸브 삽입부(49)는, 잉크입구(15)가 도킹포트(149) 내에 형성된 큰 원형 개구(151)와 정렬되고, 잉크입구와 출구 밸브(16 및 18)들이 각각 작은 원형 개구(252)들과 정렬되도록 배열된다. 잉크리필유닛(155)이 도킹포트(149) 내에 위치됨에 따라, 리필유닛(155)의 잉크출구(158)는 잉크저장조립체(45)의 잉크입구(15)와 접촉하고, 밸브 액츄에이터 핀(159)들은 잉크입구 밸브(16) 및 잉크출구 밸브(18) 각각과 접촉한다.
이러한 위치에서, 잉크입구(15)의 표면 주위로 기밀한 씰링을 형성하기 위해 스프링 로딩된 씰링 링(165)이 원통형의 잉크출구(158) 내로 수축됨에 따라, 잉크공급침(164)은 밸브 삽입부(49)의 잉크입구(15)를 관통한다. 씰링 링(165)은 잉크공급침(164) 위로 걸쳐질 수 있고, 그 씰링 링(165)이 도포트(149)로부터 리필유닛(155)의 제거시에 씰 스프링(seal spring)(166)의 작용을 통해 그 보호 위치로 복귀되도록 로딩된다.
앞서 설명한 바와 같이, 잉크저장모듈(45)의 잉크 백(46) 내에 보유된 잉크는 잉크 백(46)에 일정한 팽창력(expansion force)을 인가하는 스프링 부재(54)로 인하여 일정한 음압의 상태에 있다. 이는 잉크 내에 음압 또는 역압(back pressure)을 발생시키고, 이로써 잉크가 프린트헤드 조립체(22)로부터 누설되는 것을 방지한다. 또한 이러한 역압은 리필유닛이 제 위치로 도킹될 때, 리필유닛(155)으로부터 리필 잉크를 빼내기 위한 간단한 수단들을 제공한다. 리필유닛(155)의 잉크 백(대기압 상태에 있음)과 잉크저장모듈(45)의 잉크 백 사이의 압력 구배 때문에, 잉크공급침(165)이 잉크입구(15)를 관통할 때, 리필 잉크는 리필유닛(155)으로 부터 잉크저장모듈(45)의 잉크 백(46) 내로 간단히 흘러간다.
리필 작동과 인쇄 작동을 번갈아 하기 위해, 그리고 리필하는 동안 노즐들로부터 잉크가 누설되지 않도록 반대 압의 일정한 상태로 프린트헤드 조립체(22) 내에서 잉크를 유지하기 위해, 상기 설명한 바와 같이, 밸브들(16 및 18)이 밸브 삽입부 내에 제공된다. 두 밸브들 모두, 리필유닛이 도킹포트(149)와 함께 제 위치로 도킹될 때 밸브 액츄에이터 핀(159)들에 의해 제어된다. 밸브들이 제어되는 이러한 방식은 도 54A 내지 54D와 관련하여 도시되어 있다.
도 54A 및 54B는 리필하기 전에 밸브 배열의 상태를 예시하는 도 53의 A-A 및 B-B 라인을 각각 따른 다른 단면도를 도시한 것이며, 도 54C 및 54D는 리필하는 동안 밸브 배열의 상태를 예시하는 도 54A 및 54B의 도면을 각각 도시한 것이다.
도 54A 및 54B에서 도시된 바와 같이, 리필하기 전에, 잉크입구 밸브(16)는 닫힌 위치에 있고, 이에 의해 잉크 또는 공기가 잉크입구(15)로 들어가 통과하는 것과 잉크 백(46) 안으로 가는 것을 방지한다. 이는 도 54B에 도시된 바와 같이, 잉크입구(15)와 잉크입구 밸브(16) 사이의 통로에 존재하는 어떠한 잉크도 이 공간에 남아 있게 된다. 리필유닛(155)의 잉크공급침(164) 주위에 기밀 씰을 유지하기 위해 잉크입구(15)에 O링 씰이 제공된다. 이 상태에서, 잉크출구 밸브(18)는 개방된 위치에 있고, 이에 의해 잉크가 잉크출구(52)로 흘러나가 잉크 다운파이프(30)로 내려가서, 프린트헤드 조립체(22)에 이르게 하는 경로를 제공한다. 설명된 바와 같이, 스프링 부재(54)는 잉크 백(46) 내에서 역압 상태를 확립하고, 인쇄하는 동안 프린트헤드(22)는 이 역압에 대항하여 잉크 백(46)으로부터 잉크를 끌어낸다.
리필하는 동안, 도 54C 및 54D에 도시된 바와 같이, 잉크리필유닛(155)은 도킹포트(149)로 도킹됨으로써 잉크출구(158)는 밸브 삽입부(49)의 잉크입구(15)와 결합하고, 밸브 액츄에이터 핀(159)들은 밸브들(16 및 18)과 결합하게 된다. 도 54C에 도시된 바와 같이, 밸브 액츄에이터 핀과 잉크출구 밸브(18)의 접촉은 밸브(18)를 내리눌러 닫히게 하며, 그로 인해 잉크출구(52)로부터 프린트헤드 조립체(22)로의 더 이상의 잉크 흐름을 막는다. 이러한 점에서, 닫힌 잉크출구 밸브(18)로부터 프린트헤드 조립체(22)로의 경로 상에 존재하는 잉크는 잉크출구 밸브(18)가 개방될 때까지 남아 있게 된다.
도 54D에 더 명확히 도시된 바와 같이, 밸브 액츄에이터 핀(159)이 잉크입구 밸브(16)와 접촉하여 밸브를 내리눌릴 때, 밸브가 개방되어 잉크를 리필유닛(155)로부터 잉크 백(46)으로 흐르게 할 수 있다. 잉크 백(46) 내에 존재하는 역압으로 인하여, 압력차에 기인하는 잉크는 잉크 백 내로 끌려 들어가고, 잉크 백(46)이 잉크로 가득 차서 팽창될 때, 스프링 부재(54)가 잉크 백(46)과 리테이너 부재(55) 사이에서 일정한 힘을 유지한다. 이는, 잉크 백(46)이 최대 용량에 이를 때까지 계속되며, 이에 의해 잉크 백(46) 내에 존재하는 잉크의 압력이 리필유닛(155)의 잉크의 압력과 같아져, 리필유닛(155)으로부터 더 이상의 잉크가 끌려 나오지 않게 된다.
백 수축 액츄에이터(190)는 개구(60)들을 통하여 뻗어 있으므로 상부 수축기 칼라(constrictor collar)(59)를 하부 수축기 칼라(57) 방향으로 압압하여서 사이드 패널(side panel)(58)들을 안쪽으로 굽혀 백(46)을 수축한다. 도 12와 관련하여 위에서 설명한 바와 같이, 백 수축기(43)는 리필유닛이 제거됨에 따라, 수축이 해제됨에 의해서, 잉크 백(46) 내에 음압이 재확립된다.
본 발명은 그 전형적인 실시형태들에 대하여 예시하여 설명하였지만, 본 발명의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없이 해당 분야의 숙련자에 의해 다양한 수정을 쉽게 행해질 수 있다는 것이 자명할 것이다. 따라서, 본 명세서에 첨부한 청구범위들의 범위는 본 명세서에서 설명한 바와 같은 설명에 의해 제한되는 것에 의도되지 않으며, 오히려 넓게 해석된다.
이하의 단락 세트 (A)와 (B)는 본원의 개시에 관련된 다양한 형태를 설명한 것이다. 이 단락 세트들은 청구한 발명 요지의 일부를 형성하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
단락 세트 (A)
1. 프린트헤드 집적회로는,
기판의 전면측 상에 형성되어 있되, 기판을 따라 종방향으로 뻗는 행 형태로 배열되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
기판의 후면측을 따라 종방향으로 뻗는 복수의 잉크공급채널; 을 포함하고, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 상기 후면측으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널은 하나 이상의 횡방향 브리지에 의해 그 길이를 따라 차단되어 있다.
2. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널을 따라 간격을 둔 복수의 횡방향 브리지에 의해 채널부(channel section)들이 규정되어 있다.
3. 단락 3에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 횡방향 브리지 사이의 종방향 거리는 적어도 1000 미크론이다.
4. 단락 2에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 횡방향 브리지는, 각각의 채널부가 그 인접한 채널부로부터 씰링되도록 구성되어 있다.
5. 단락 2에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 횡방향 브리지는, 잉크가 인접한 채널부들 사이에서 종방향으로 흐르도록 구성되어 있다.
6. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 상기 노즐들은 행들의 쌍으로 배열되어 있고, 각각의 쌍을 이루는 행은 상기 전면측을 따라 종방향으로 뻗어 있으며, 각각의 잉크공급채널은 상기 후면측을 따라 종방향으로 뻗어 있고 잉크를 그 후면측으로부터 대응하는 쌍을 이루는 열의 노즐입구들로 공급하도록 구성되어 있다.
7. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은 적어도 50 미크론의 폭 치수를 갖는다.
8. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은 적어도 70 미크론의 폭 치수를 갖는다.
9. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은, 애스펙트비가 4:1보다 작고, 상기 애스펙트비는 채널 깊이와 채널 폭과의 비에 의해 규정된다.
10. 단락 9에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은, 애스펙트비가 2:1보다 작다.
11. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 상기 기판은 100∼500 미크론 범위의 두께를 갖는다.
12. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 상기 기판은 120∼250 미크론 범위의 두께를 갖는다.
13. 페이지폭 잉크젯 프린트헤드는 단락 1의 기재한 바와 같은 복수의 프린트헤드 집적회로를 포함한다.
14. 페이지폭 잉크젯 프린트헤드는,
기판의 전면측 상에 형성되어 있되, 기판을 따라 종방향으로 뻗는 행 형태로 배열되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
기판의 후면측을 따라 종방향으로 뻗는 복수의 잉크공급채널; 을 포함하고, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 상기 후면측으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널이 하나 이상의 횡방향 브리지에 의해 그 길이를 따라 차단된다.
15. 페이지폭 잉크젯 프린트헤드 조립체는,
단락 14에 기재한 프린트헤드; 및
상기 프린트헤드의 후면측에 접합되며, 각각 잉크공급채널과 정렬되는 복수의 출구를 구비하는 몰딩된 잉크 매니폴드를 포함한다.
16. 단락 15에 기재한 프린트헤드 조립체에 있어서, 상기 프린트헤드는 프린트헤드와 잉크 매니폴드 사이에 개재된 접착제 필름에 의해 잉크 매니폴드에 접합되어 있다.
17. 단락 16에 기재한 프린트헤드 조립체에 있어서, 상기 접착제 필름에는 복수의 개구가 규정되어 있고, 각각의 개구는 잉크를 상기 출구들 중 하나로부터 잉크공급채널로 흐르게 할 수 있도록 위치되어 있다.
18. 단락 17에 기재한 프린트헤드 조립체에 있어서, 각각의 출구와 각각의 개구가 횡방향 브리지 상에 위치되고, 이에 의해 상기 잉크가 잉크 매니폴드로부터 상기 횡방향 브리지의 어느 한 측면상의 2개의 채널부로 공급되게 된다.
19. 프린터는 단락 15에 따른 프린트헤드 조립체를 포함한다.
20. 단락 19에 기재한 프린터는 페이지폭 잉크젯 프린터이다.
단락 세트 (B)
1. 프린트헤드 집적회로는,
기판의 전면측 상에 형성되어 있되, 기판을 따라 종방향으로 뻗는 행 형태로 배열되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
기판의 후면측을 따라 종방향으로 뻗는 복수의 잉크공급채널; 을 포함하고, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 상기 후면측으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널은 하나 이상의 횡방향 브리지에 의해 그 길이를 따라 차단되어 있다.
2. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널을 따라 간격을 둔 복수의 횡방향 브리지에 의해 채널부들이 규정되어 있다.
3. 단락 3에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 횡방향 브리지 사이의 종방향 거리는 적어도 1000 미크론이다.
4. 단락 2에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 횡방향 브리지는, 각각의 채널부가 그 인접한 채널부로부터 씰링되도록 구성되어 있다.
5. 단락 2에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 횡방향 브리지는, 잉크가 인접한 채널부들 사이에서 종방향으로 흐르도록 구성되어 있다.
6. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 상기 노즐들은 행들의 쌍으로 배열되어 있고, 각각의 쌍을 이루는 행은 상기 전면측을 따라 종방향으로 뻗어 있으며, 각각의 잉크공급채널은 상기 후면측을 따라 종방향으로 뻗어 있고 잉크를 그 후면측으로부터 대응하는 쌍을 이루는 열의 노즐입구들로 공급하도록 구성되어 있다.
7. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은 적어도 50 미크론의 폭 치수를 갖는다.
8. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은 적어도 70 미크론의 폭 치수를 갖는다.
9. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은, 애스펙트비가 4:1보다 작고, 상기 애스펙트비는 채널 깊이와 채널 폭과의 비에 의 해 규정된다.
10. 단락 9에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 각각의 잉크공급채널은, 애스펙트비가 2:1보다 작다.
11. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 상기 기판은 100∼500 미크론 범위의 두께를 갖는다.
12. 단락 1에 기재한 프린트헤드 집적회로에 있어서, 상기 기판은 120∼250 미크론 범위의 두께를 갖는다.
13. 페이지폭 잉크젯 프린트헤드는 단락 1의 기재한 바와 같은 복수의 프린트헤드 집적회로를 포함한다.
14. 페이지폭 잉크젯 프린트헤드는,
기판의 전면측 상에 형성되어 있되, 기판을 따라 종방향으로 뻗는 행 형태로 배열되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및
기판의 후면측을 따라 종방향으로 뻗는 복수의 잉크공급채널; 을 포함하고, 각각의 잉크공급채널이 잉크를 상기 후면측으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있고,
각각의 잉크공급채널이 하나 이상의 횡방향 브리지에 의해 그 길이를 따라 차단된다.
15. 페이지폭 잉크젯 프린트헤드 조립체는,
단락 14에 기재한 프린트헤드; 및
상기 프린트헤드의 후면측에 접합되며, 각각 잉크공급채널과 정렬되는 복수 의 출구를 구비하는 몰딩된 잉크 매니폴드를 포함한다.
16. 단락 15에 기재한 프린트헤드 조립체에 있어서, 상기 프린트헤드는 프린트헤드와 잉크 매니폴드 사이에 개재된 접착제 필름에 의해 잉크 매니폴드에 접합되어 있다.
17. 단락 16에 기재한 프린트헤드 조립체에 있어서, 상기 접착제 필름에는 복수의 개구가 규정되어 있고, 각각의 개구는 잉크를 상기 출구들 중 하나로부터 잉크공급채널로 흐르게 할 수 있도록 위치되어 있다.
18. 단락 17에 기재한 프린트헤드 조립체에 있어서, 각각의 출구와 각각의 개구가 횡방향 브리지 상에 위치되고, 이에 의해 상기 잉크가 잉크 매니폴드로부터 상기 횡방향 브리지의 어느 한 측면상의 2개의 채널부로 공급되게 된다.
19. 프린터는 단락 15에 따른 프린트헤드 조립체를 포함한다.
20. 단락 19에 기재한 프린터는 페이지폭 잉크젯 프린터이다.
Claims (23)
- 기판의 전면측(frontside) 상에 형성되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및잉크를 기판의 후면측(backside)으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 각각 구성되어 있는 복수의 잉크공급채널을 포함하며,각각의 잉크공급채널은 몰딩된 잉크 매니폴드의 하나 이상의 출구로부터 잉크를 수용하기 위한 크기로 되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제1항에 있어서,상기 노즐들이 행들로 배열되어 있고, 각각의 열이 상기 전면측을 따라 종방향으로 뻗어 있으며, 각각의 잉크공급채널이 상기 후면측을 따라 종방향으로 뻗어 있고 잉크를 상기 후면측으로부터 적어도 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제1항에 있어서,상기 노즐들이 행들의 쌍으로 배열되어 있고, 각각의 쌍을 이루는 행이 상기 전면측을 따라 종방향으로 뻗어 있으며, 각각의 잉크공급채널이 상기 후면측을 따라 종방향으로 뻗어 있고 잉크를 상기 후면측으로부터 하나의 대응하는 행의 노즐입구들에 공급하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제3항에 있어서,각각의 잉크공급채널은 적어도 50 미크론의 폭 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- .
- 제3항에 있어서,각각의 잉크공급채널은 적어도 70 미크론의 폭 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제3항에 있어서,각각의 잉크공급채널은 하나 이상의 횡방향 브리지(transverse bridge)에 의해 그 길이를 따라 차단되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제7항에 있어서,각각의 잉크공급채널을 따라 간격을 둔 복수의 횡방향 브리지에 의해 채널부(channel section)들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제8항에 있어서,각각의 횡방향 브리지 사이의 종방향 거리는 적어도 1000 미크론인 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제8항에 있어서,각각의 횡방향 브리지는, 각각의 채널부가 그 인접한 채널부로부터 씰링되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제8항에 있어서,각각의 횡방향 브리지는, 잉크가 인접한 채널부들 사이에서 종방향으로 흐르도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제1항에 있어서,각각의 잉크공급채널은, 애스펙트비가 4:1보다 작고, 상기 애스펙트비는 채널 깊이와 채널 폭과의 비에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제12항에 있어서,각각의 잉크공급채널은, 애스펙트비가 2:1보다 작은 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.[청구항 13]제1항에 있어서,상기 기판은 100∼500 미크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- .
- 제1항에 있어서,상기 기판은 120∼250 미크론 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 프린트헤드 집적회로.
- 제1항에 따른 복수의 프린트헤드 집적회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이지폭 잉크젯 프린트헤드.
- 기판의 전면측 상에 형성되어 있고, 각각의 노즐입구를 각각 갖는 복수의 노즐; 및잉크를 기판의 후면측으로부터 대응하는 그룹의 노즐입구들에 공급하도록 각각 구성되어 있는 복수의 잉크공급채널을 포함하며,각각의 잉크공급채널이 몰딩된 잉크 매니폴드의 하나 이상의 출구로부터 잉크를 수용하기 위한 크기로 되어 있는 것을 특징으로 하는 페이지폭 잉크젯 프린트헤드.
- 제17항에 따른 프린트헤드; 및상기 프린트헤드의 후면측에 접합되며, 각각 잉크공급채널과 정렬되는 복수의 출구를 구비하는 몰딩된 잉크 매니폴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이지폭 잉크젯 프린트헤드 조립체.
- 제18항에 있어서,상기 프린트헤드는 프린트헤드와 잉크 매니폴드 사이에 개재된 접착제 필름에 의해 잉크 매니폴드에 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 페이지폭 잉크젯 프린트헤드 조립체.
- 제19항에 있어서,상기 접착제 필름에는, 복수의 개구가 규정되어 있고, 각각의 개구는 잉크를 상기 출구들 중 하나로부터 잉크공급채널로 흐르게 할 수 있도록 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 페이지폭 잉크젯 프린트헤드 조립체.
- 제20항에 있어서,상기 잉크가 잉크 매니폴드로부터 상기 횡방향 브리지의 어느 한 측면상의 2개의 채널부로 공급되도록, 각각의 출구와 각각의 개구가 횡방향 브리지 상에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 페이지폭 잉크젯 프린트헤드 조립체.
- 제18항에 따른 프린트헤드 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터.
- 제22항에 있어서,상기 프린터는 페이지폭 잉크젯 프린터인 것을 특징으로 하는 프린터.
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