KR20100119785A - 기포 차단 저항 도관을 가진 프린터 - Google Patents

기포 차단 저항 도관을 가진 프린터 Download PDF

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KR20100119785A
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미아오 왕
패트릭 존 멕컬리프
키아 실버브룩
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실버브룩 리서치 피티와이 리미티드
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Abstract

본 발명은, 프린트헤드와 상기 프린트헤드에 연결된 도관을 가진 잉크젯 프린터에 관한 것이다. 상기 도관은, 인쇄 유체를 위한 유동 경로를 형성하며, 도관 내에 있는 인쇄 유체의 표면장력이 상기 유동 경로를 완전히 차단할 수 있는 반경방향으로의 기포 성장보다는 상기 도관의 길이방향을 따르는 기포 성장에 유리하도록 형성된 내부 단면을 가진다.

Description

기포 차단 저항 도관을 가진 프린터{PRINTER WITH GAS BUBBLE OCCLUSION RESISTANT CONDUITS}
본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로서, 특히 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 유체 시스템(fluidic system)에 관한 것이다.
본 출원인은 전형적인 왕복 프린트헤드 디자인들 대신에, 페이지폭 프린트헤드를 사용하는 다양한 프린터들을 개발해 왔다. 페이지폭 디자인들은 프린트헤드가 한 줄의 이미지를 형성하기 위해 페이지를 가로질러 왔다갔다 하지 않으므로 인쇄 속도를 증가시킨다. 페이지폭 프린트헤드는 고속으로 지나가는 매체 상에 잉크를 간단히 침적시킨다. 이러한 프린트헤드들은 종래 잉크젯 프린터들에 의해서는 도달하기 어려운 속도인 분당 60페이지 가량의 속도로 1600dpi의 풀 컬러 인쇄를 수행하는 것을 가능하게 하였다.
이러한 속도로 인쇄하면 잉크가 빨리 소모되며, 이것은 프린트헤드에 충분한 잉크를 공급하는데 문제를 일으킨다. 유동속도가 더 빨라질 뿐만 아니라, 페이지폭 프린트헤드의 전체 길이를 따라 잉크를 분배하는 것도 비교적 작은 왕복 프린트헤드에 잉크를 공급하는 것보다 더 복잡해진다.
잉크 도관들은 기포(air bubble)들에 의해 차단될 수 있다. 기포들은 비활동 기간 중에 용해 가스들이 용액 밖으로 나올 때 잉크 도관들 내에 형성될 수 있다. 만약 기포가 충분히 크다면, 기포는 도관을 완전히 차단하여 잉크 유동을 차단할 수 있다. 기포는 도관의 내면에 고정될 수 있으므로, 마치 기포가 정지마찰계수를 가진 것처럼, 기포를 움직이게 하는데 사용될 일정한 힘을 필요로 한다. 기포는 잉크 유동으로 인한 움직임에 저항하므로, 기포의 하류측에서 범위를 감소시키거나, 기포의 상류측에서 해로운 압력 증가를 야기할 수 있다.
제1관점에 따르면, 본 발명은,
인쇄 유체를 분사하기 위한 노즐 배열을 가진 프린트헤드;와,
상기 프린트헤드에 연결되고, 상기 인쇄 유체를 위한 유동 경로를 형성하는 도관;
을 포함하며,
상기 도관은, 상기 인쇄 유체의 표면장력이 상기 유동 경로를 완전히 차단할 수 있는 반경방향의 기포 성장보다는 상기 도관의 길이방향을 따르는 기포 성장에 유리하도록 형성된 내부 단면(internal cross section)을 가지는 잉크젯 프린터를 제공한다.
본 발명은, 표면장력이 최소 에너지 형태를 취한다는 고유 경향이 기포들을 잉크 라인 내에서 반경방향으로 성장시키는 대신에, 길이방향으로 성장시키는데 사용될 있다는 사실에 근거를 두고 있다. 기포가 전체 유동 경로를 가로질러 성장하는 것을 방지함으로써, 유동(량)을 수축시키지만 차단을 형성하지는 않을 것이다. 무엇보다, 내면에 고정된 기포 표면장력의 저항을 극복하지 않아도, 잉크는 상기 라인을 통해 여전히 유동할 수 있다. 중요한 것은, 이에 의해, 프린터 대기 기간 동안, 기포의 어느 쪽이든 압력이 같아지게 할 수 있다. 주기적인(diurnal) 온도 변화로 인해 프린트헤드에 가해진 압력은 노즐들을 플러딩 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 내부 단면(internal cross section)은, 제1영역과 상기 제1영역에 인접한 제2영역을 가지며, 상기 제1영역은 상기 제1영역이 완전히 차단될 때까지 상기 기포(gas bubble)의 반경방향의 성장을 허용할 수 있는 영역으로서 정의되고, 상기 제2영역은 상기 제1영역을 완전히 차단하는 반경방향의 기포 침입에 저항할 수 있는 영역으로서 정의된다. 바람직하게는, 상기 제2영역은, 상기 제2영역이 인쇄 유체를 방출하고, 가스제거에 의해 상기 인쇄 유체 내에 형성된 기포들의 내부 가스 압력보다 더 큰 내부 가스 압력을 필요로 할 때까지, 모든 기포가 상기 제1영역으로부터 상기 제2영역 쪽으로 반경방향으로 팽창할 수 있도록 형성된다.
바람직하게는, 상기 내부 단면은 별 모양이다. 바람직하게는, 상기 내부 단면은 삼각형이다. 바람직하게는, 상기 내부 단면은 'Ｔ' 형상이다. 바람직하게는, 상기 내부 단면은 십자가 모양이다. 바람직하게는, 상기 내부 단면은 세 잎 클로버 형상이다. 또 다른 바람직한 형태로서, 상기 내부 단면은 네 잎 클로버 형상이다.
제2관점에 따르면, 본 발명은,
인쇄 유체를 분사하기 위한 노즐 배열을 가진 프린트헤드;와,
상기 프린트헤드에 연결되고, 상기 인쇄 유체를 위한 유동 경로를 형성하는 도관;
을 포함하며,
상기 도관은, 제1방향에서의 도관의 치수가 상기 제1방향에 수직한 제2방향에서의 도관의 치수를 훨씬 초과하도록 형성된 내부 단면을 가짐으로써, 상기 도관 내에서 성장하는 기포는, 상기 유체가 상기 유동 경로를 포함하기 전, 플래토-레일리 불안정성(Plateau-Rayleigh instability)에 의해, 더 작게 분리된 기포들로 쪼개질 수 있는 잉크젯 프린터를 제공한다.
이러한 본 발명의 관점은, 플래토-레일리 불안정성(1873년에 이 현상을 연구했던 조셉 플래토와 로드 레일리의 이름을 따서 명명됨)으로 알려진 현상이, 단일 기포가 도관에 의해 형성되는 상기 유동 경로를 완전히 차단하지는 않는다는 것을 확실히 하는데 이용될 수 있음을 인식한 것이다.
바람직하게는, 상기 도관의 단면은 기다란 직사각형이다. 선택적으로, 상기 프린트헤드의 단면은 몇 개의 교차하는, 기다란 직사각형 부분을 가질 수 있다. 또 다른 바람직한 형태에서, 상기 도관의 단면은 고리 형상(annular)으로서 상기 도관의 반경방향의 폭이 원둘레보다 훨씬 작다.
특히 바람직한 형태에서, 인쇄 유체 저장부는 상기 프린트헤드보다 낮은 높이에 위치된 통(sump)이고, 상기 통은 상기 인쇄 유체 위에 공기가 든 상부공간과 상기 상부공간(headspace)에 위치된 입구(inlet)를 가지며, 상기 도관이 상기 입구에 연결됨으로써, 프린터 대기 기간(standby period) 동안, 상기 프린트헤드에 매달린 상기 도관 내의 인쇄 유체가 상기 프린트헤드 내에 대기압 이하(negative)의 정수압(hydrostatic pressure)을 야기한다.
빠른 인쇄 속도는 큰 잉크 공급 유량(유속)을 요구한다. 이러한 다량의 잉크는 공급라인을 통해 비교적 빠르게 이동한다. 인쇄 작업을 불시에 끝내거나, 단순히 인쇄된 페이지의 끝에서 인쇄작업을 갑자기 끝내는 것은, 비교적 빠르게 유동하는 이러한 비교적 많은 양의 잉크도 즉시 정지해야 하는 것을 의미한다. 그러나 잉크 모멘텀을 갑자기 억제하는 것은 잉크 라인 내에 압력 펄스를 야기한다. 프린트헤드를 구성하는 구성요소들은 전형적으로 뻣뻣하고 거의 유연하지 않으므로, 상기 라인 내의 잉크 기둥(column)은 정지된다. 잉크 라인 내에서 어떠한 컴플라이언스(compliance)도 없다면, 압력 스파이크는 라플라스 압력(Laplace pressure)(노즐 챔버 내에 잉크를 보유하기 위해 노즐 개구에서 잉크의 표면장력에 의해 제공되는 압력)을 초과할 수 있으므로, 프린트헤드 노즐의 전면(front surface)을 플러딩 할 수 있다. 만약 노즐들이 플러딩(flood) 하면, 잉크가 분사되지 않아, 인쇄에서 결함(artifact)이 나타날지도 모른다.
본 출원인은 프린트헤드 내에 넌-프라이밍 공동부(non-priming cavity)를 포함함으로써 이들 문제에 대처해 왔다. 넌-프라이밍 공동부에 대한 자세한 설명은 본 출원인의 동시 계류 중인 USSN...(서류번호 RRE001US)에 기재되어 있으며, 그 내용들은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 간단히 말해, 잉크 라인을 형성하는 뻣뻣한 구조물들은 프린트헤드의 길이방향을 따라 할당된 에어 포켓들을 가진다. 잉크 내에서의 압력 펄스는 공동부 내의 공기를 압축하여 공기가 상기 잉크 라인 내의 그 지점을 통과하게 할 것이다. 공동부 내의 공기를 압축하는 것은 압력 펄스를 감쇠하거나 없어지게 하여, 노즐 플러딩을 피하게 한다.
프린터가 장기간 작동하고 있지 않은 대기 기간 중에, 온도 변화는 넌-프라이밍 공동부 내의 공기가 팽창되게 하고 또 수축되게 한다. 하류측 라인에서 통 쪽으로 '매달린(hanging)' 잉크 기둥은 상기 프린트헤드를 음압으로 유지하므로, 공기 팽창(air expansion)은 잉크가 상기 노즐들로부터 플러딩 하는 것을 야기하지 않는다. 그러나 하류측 잉크 라인 내에서의 기포 차단은, 주기적인 온도 변화 동안, 상기 매달린 잉크 기둥이 공기 팽창을 보상할 수 없을 만큼 강한 봉쇄 상태를 생성할 수 있다. 그 대신, 팽창하는 에어 포켓들이 노즐 밖으로 잉크를 밀어낸다. 그 결과, 노즐 표면상의 플러딩(flood)은 색 혼합(color mixing)을 초래할 수 있으므로, 인쇄가 시작되기 전, 교정되어야만 한다.
본 발명에 따른 도관을 사용하면, 모든 가스제거 기포들이 잉크 유동 경로를 완전히 차단하는 것을 방지할 수 있다. 가스제거 기포들이 유동 차단을 형성하지 않으므로, 기포의 상류측에 압력을 형성하지 않는다. 에어 포켓 내에서의 모든 공기 팽창은, 노즐 플러드(nozzle flood)를 야기하는 것 대신, 상기 통 쪽으로 잉크를 밀어낸다. 또한, 매달린 잉크 기둥은 노즐들에서 정확한 음압을 유지한다.
도 1은 프린터 유체 시스템(printer fluidic system)의 개략도.
도 2a 및 2b는 기포 생성(bubble nucleation) 중인 도관의 개략적인 종단면도 및 횡단면도.
도 3a 및 3b는 최대 반경방향 기포 성장(maximum radial bubble growth)을 나타내고 있는 상기 도관의 개략적인 종단면도 및 횡단면도.
도 4는 별 모양 단면의 도관의 개략도.
도 5는 삼각형 단면의 도관의 개략도.
도 6은 Ｔ 형상 단면의 도관의 개략도.
도 7은 세 잎 클로버 단면의 도관의 개략도.
도 8은 네 잎 클로버 단면의 도관의 개략도.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 제2관점에 따른 도관 내에서의 기포 성장의 개략도.
도 10은 본 발명의 제2관점에 따른 도관의 다른 실시예.
이하, 첨부도면에 도시된 바람직한 실시예들에 관하여, 본 발명이 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1은 앞서 언급한 USSN...(서류번호 RRE001US)에서 사용된 형태의 종래 유체 시스템의 개략도이다. 상기 시스템의 작동과 개개의 구성요소들은 USSN...(서류번호 SBF009US)에 자세히 설명되어 있는데, 이 문서의 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
간단히 말해, 상기 프린터 유체 시스템은, 잉크 탱크(4)로부터 상류측 잉크 라인(8)을 통해 잉크가 공급되는 프린트헤드 어셈블리(2)를 가지며, 불용 잉크(waste ink)는 하류측 잉크 라인(16)을 통해 통(sump)(18)으로 배출된다. 상기 하류측 잉크 라인(16)은 차단 밸브(14)를 가지는데 이 차단 밸브는 상기 유체 시스템이 노즐을 깨끗이 하여 색 혼합을 바로잡거나 고장 난 노즐을 회복할 수 있게 한다.
단일 잉크 라인이 간단히 도시된다. 실제로는, 프린트헤드는 풀 컬러 인쇄를 위해 다수의 잉크 라인을 가진다. 상류측 잉크 라인(8)은 펌프(12) 및/또는 잉크 탱크(4)로부터 상기 프린트헤드 어셈블리(2)를 선택적으로 격리시키기 위한 차단 밸브(10)를 가진다. 상기 펌프(12)는 프린트헤드 어셈블리(2)를 능동적으로 프라이밍 하거나 플러딩 하는데 사용된다. 또한, 상기 펌프(12)는 잉크 탱크(4) 내에 음압(negative pressure)을 형성하는데 사용된다. 인쇄하는 동안, 음압은 버블 포인트 조절기(bubble point regulator)(6)에 의해 유지된다.
상기 프린트헤드 어셈블리(2)는 점착성 다이 접착 필름(도시하지 않음)으로 고정시킨 일련의 프린트헤드 IC(30)를 지지하는 LCP(liquid crystal polymer) 몰딩(20)이다. 상기 프린트헤드 IC(30)는 지나가고 있는 매체 기판(22) 상에 잉크 방울들을 분사하기 위한 잉크 분사 노즐들의 배열을 가진다. 상기 노즐들은 정밀한 1600dpi 해상도(즉, 1600npi의 노즐 피치), 또는 그 이상의 해상도로 인쇄하는 MEMS(micro electro-mechanical) 구조물들이다. 적당한 프린트헤드 IC(30)의 제조와 구조는 USSN...(서류번호 MNN001US)에 자세히 설명되어 있으며, 이 서류의 내용들은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 상기 LCP 몰딩(20)은 입구(inlet)(36)와 출구(38) 사이에 뻗어 있는 메인 채널(24)을 가진다. 상기 메인 채널(24)은 LCP 몰딩(20)의 아래쪽에 뻗어 있는 일련의 미세 채널(28)에 잉크를 공급한다. 상기 미세 채널(28)은 다이 접착 필름의 레이저 제거 구멍(laser ablated hole)을 통해 상기 프린트헤드 IC(30)에 잉크를 공급한다.
상기 메인 채널(24) 위에는 일련의 넌-프라이밍 공동부(non-priming air cavities)(26)가 있다. 이들 공동부(26)는 프린트헤드를 프라이밍 하는 동안, 에어 포켓을 가둘 수 있도록 디자인되어 있다. 에어 포켓들은, 잉크 내에서의 압력 스파이크 또는 유압 쇼크를 흡수하여 감쇠시킬 수 있는 어떤 컴플라이언스(compliance)를 상기 시스템에 준다. 상기 프린터들은 신속하게 분사하는 많은 수의 노즐을 가진 고속 페이지폭 프린터들이다. 이 프린터는 잉크를 빠른 속도로 소모하여 인쇄 작업을 갑자기 끝내거나 심지어 페이지 끝에서 인쇄 작업을 갑자기 끝내는데, 이것은 프린트헤드 어셈블리(2)를 향해(또한 통해) 이동하는 잉크 기둥이 거의 순간적으로 정지될 수 있어야 한다는 것을 의미한다. 공동부(26)에 의해 제공되는 컴플라이언스가 없다면, 상기 잉크의 모멘텀은 상기 프린트헤드 IC(30)의 노즐들을 플러딩 할 것이다. 또한, 그 후의 '반사파'는 노즐들을 디프라이밍(deprime) 하기에 충분히 강한 음압을 발생시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 온도 변화는 넌-프라이밍 공동부 내의 공기를 팽창시키고 또 수축시키는 원인이 된다. 이것은 상기 프린터가 장기간 작동하지 않는 대기 기간 동안에 문제가 될 수 있다. 하류측 라인(16)에서 통(18) 쪽으로 '매달린' 잉크 기둥은 상기 프린트헤드(2)를 음압으로 유지하므로 공기 팽창은 상기 노즐(30)들로부터 잉크를 넘치게 하지 않는다. 그러나 하류측 잉크 라인(16)에서의 기포 차단은, 주기적인 온도 변화 동안, 상기 매달린 잉크 기둥이 공기 팽창을 보상할 수 없을 만큼 강한 봉쇄 상태를 생성할 수 있다. 그 대신, 팽창하는 에어 포켓들이 노즐 밖으로 잉크를 밀어낸다. 그 결과, 노즐 표면상의 플러드는 색 혼합을 초래할 수 있으므로, 인쇄가 시작되기 전에 교정되어야만 한다.
이것은 하류측 잉크 라인(16)용으로 본 발명에 따른 도관을 사용함으로써 교정될 수 있다. 도 2a 및 2b는 상기 도관(16)의 횡단면도 및 종단면도이다. 상기 도관(16)의 단면은 2개의 영역-제1영역(42) 및 제2영역(44)-을 가진다. 상기 제1영역(42)과 제2영역(44)은 둘 다, 잉크(50)를 위한 유동 경로(flow path)를 형성한다. 가스제거 기포(40)는 상기 제1영역(42)의 표면에 핵을 이루어, 반경방향과 길이방향으로 팽창한다.
도 3a 및 3b에서, 가스제거 기포(outgassing bubble)(40)는 상기 제1영역(42)을 완전히 차단할 수 있도록 성장되어 있다. 그러나 상기 제2영역(44)은 잉크(50)로 충전된 상태를 유지한다. 가스제거 기포(40)의 형상은 제1영역(42)의 반지름(Rtube)과 상기 기포(40)의 자유 표면(46)에서의 최대 가능 반지름(Rmax)에 의해 규정된다. 상기 기포(40)의 자유 표면(46)은 최소 에너지 상태를 향하는 경향이 당연히 있을 것이다. 따라서, 상기 자유 표면(46)의 만곡 부분의 반지름(Rmax)은 상기 기포(40) 내의 가스 압력이 허용할 수 있는 최대치가 될 것이다(상기 기포 표면(46)이 그 가스 압력에서 가질 수 있는 최소 표면적에 해당). 가스 압력을 증가시킴에 따라, 상기 기포 표면(46)의 반지름은 감소하고, 상기 기포 표면(46)의 표면적은 증가한다.
상기 기포(40)가 제2영역(44) 쪽으로 성장하여 결국에는 제2영역을 차단하는 것을 계속하도록 하기 위해, 상기 기포(40) 내의 가스 압력은 만곡 부분의 임계 반지름(Rcrit)을 가지는 반원형의 기포 표면(48)을 형성하는데 충분하게 할 필요가 있다. 가스제거 기포(40)의 내부 가스 압력을 알면, 주위 환경이 예측 범위에 있는 동안에 형성된 모든 기포 표면(46)의 반지름(Rmax)이 임계 반지름(Rcrit)보다 더 큰 그러한 방식으로, 상기 제1영역(42)과 상기 제2영역(44)이 서로 인접할 수 있다. 이것이 상기 제1영역(42)에서 핵을 형성한 모든 기포(400)가 상기 제2영역(44) 쪽으로 반경방향으로 성장하는 것을 계속할 수 없도록 할 것이다. 그 대신, 기포의 상층부가 더 길게 상기 제1영역(42)의 길이방향으로 있을 것이다(도 3B 참조). 이러한 방식으로, 잉크(50)는 상기 기포(40)의 주위에 유동 경로를 항상 가진다.
통상의 기술자라면, 상기 제2영역(44)도, 내벽에 접해 핵을 형성한 가스제거 기포(40)가 상기 제1영역(42)을 차단하기에 충분할 만큼 크게는 성장할 수 없게 하는 형태로 구성될 수 있다는 점을 이해할 것이다. 또한, 일단 프린터가 대기 모드에서 벗어나면, 프린트헤드 어셈블리(2)(도 1 참조)로부터 통(18) 쪽으로의 강한 잉크 유동이 가스제거 기포(40)가 들어 있는 하류측 잉크 라인(16)을 깨끗하게 할 것이다.
도 4 내지 8은 상기 도관(16)의 실시 가능한 단면들을 나타낸다. 도 4는 제1영역(42)을 형성하기 위한 중심부를 가진 별 모양 단면을 나타내는 것으로서, 별 모양의 뾰쪽한 돌출부들은 복수의 제2영역(44)을 제공한다. 상기 제1영역(42) 내의 가스제거 기포(40)는 제2영역(44) 쪽으로 반경방향으로 성장하는 것을 계속하지 않을 것이다. 그 대신, 기포 성장이 길이방향으로 더 이루어질 것이다. 이 실시예에서, 만약 가스제거 기포(40)가 별 모양으로 된 제2영역(44) 중 하나 안에 핵을 형성하면, 그 뒤, 기포 성장은 다른 제2영역들보다는 상기 제2영역 쪽으로 더 많이 확대될 것이다. 그러나 그 외의 제2영역들이 상기 잉크(50)를 위한 유동 경로를 제공할 것이다.
마찬가지로, 도 5에 도시된 삼각형 단면은 중심부인 제1영역(42)에 모든 가스제거 기포(40)를 포함하는 한편, 삼각형의 꼭짓점 부분(vertice)인 제2영역(44)이 잉크(50)로 충전된 상태를 유지할 것이다. 도 6에서, 단면(cross section)은 'Ｔ' 형상이다. 'Ｔ' 형상의 한 부분인 제1영역(42)에서의 기포(40) 성장 및 차단은 이 'Ｔ' 형상의 다른 부분인 제2영역(44) 쪽으로 확대되지 않을 것이다.
도 7 및 8은 세 잎 및 네 잎 클로버 형상을 가진 단면들을 각각 나타낸다. 이들 단면들은 사출 성형된, 유연한 튜브에 적용될 때 특히 유용하다. 잎 모양의 제2영역(44)은 중심부에 있는 구멍 형태의 제1영역(42)이 기포(40)에 의해 차단될 때 모든 잉크(50) 유동에 대해 저항을 작게 하기 위해 비교적 넓은 표면적을 가질 뿐만 아니라, 클로버 형상이 모든 유체 유동을 차단한다는 점에서 비틀림(kinking)에 저항한다.
도 9a, 9b 및 9c는 본 발명의 제2관점에 따른 도관(16)의 단면들을 나타낸다. 이들 단면은 한쪽 길이 Ｘ가 교축 길이 Ｙ보다 길도록 한쪽으로 연장된다. 만약 가스제거 기포(40)가 도관(16) 내에 핵을 형성하면, 이 기포(40)는 Ｘ 방향에서의 단일 기포로서 성장할 것이다. 그러나 상기 기포(40)가 상기 도관(16)을 가로질러 완전히 팽창할 수 있기 전, 플래토-레일리 불안정성으로 알려진 현상에 의해, 상기 기포(40)가 각각의 기포(52, 54, 56)들로 쪼개질 수 있다(도 9c 참조). 이에 의해, 상기 단면들이 완전히 차단되지는 않으므로 상기 잉크(50)가 개개의 기포 주위와 기포 사이에 유동 경로를 가지는 것을 확실하게 한다.
선택적으로, 도 10은 고리 형상으로 된 도관(16)의 단면을 나타낸다. 고리 형상의 원둘레 Ｘ는 고리 형상으로 된 유동 경로의 폭 Ｙ보다 훨씬 길다. 다시 한 번, 모든 단일 가스제거 기포들은 결국에는 불안정해질 것이므로, 개개의 기포(52, 54, 56)들로 쪼개질 것이다. 이들 기포 사이에, 상기 잉크(50)가 유동 경로를 유지한다.
본 명세서에서는, 본 발명이 단지 예로서 설명되었다. 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 광범위한 발명 개념의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 다양한 변화와 변형을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (17)

  1. 인쇄 유체를 분사하기 위한 노즐 배열을 가진 프린트헤드;와,
    상기 프린트헤드에 연결되고, 상기 인쇄 유체를 위한 유동 경로를 형성하는 도관;
    을 포함하며,
    상기 도관은, 상기 인쇄 유체의 표면장력이 상기 유동 경로를 완전히 차단할 수 있는 반경방향의 기포 성장보다는 상기 도관의 길이방향을 따르는 기포 성장에 유리하도록 형성된 내부 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면(internal cross section)은, 제1영역과 상기 제1영역에 인접한 제2영역을 가지며, 상기 제1영역은 상기 제1영역이 완전히 차단될 때까지 상기 기포의 반경방향의 성장을 허용할 수 있는 영역으로서 정의되고, 상기 제2영역은 상기 제1영역을 완전히 차단하는 반경방향의 기포 침입에 저항할 수 있는 영역으로서 정의되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2영역은, 상기 제2영역이 인쇄 유체를 방출하고, 가스제거에 의해 상기 인쇄 유체 내에 형성된 기포들의 내부 가스 압력보다 더 큰 내부 가스 압력을 필요로 할 때까지, 모든 기포가 상기 제1영역으로부터 상기 제2영역 안으로 반경방향으로 팽창할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면은, 별 모양인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면은, 삼각형인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면은, 'Ｔ' 형상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면은, 십자가 모양인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면은, '세 잎 클로버' 형상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 내부 단면은, '네 잎 클로버' 형상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유동 경로는, 상기 프린트헤드와 인쇄 유체 저장부 사이에 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인쇄 유체 저장부(printing fluid reservoir)는 상기 프린트헤드보다 낮은 높이에 위치된 통(sump)이고, 상기 통은 상기 인쇄 유체 위에 공기가 든 상부공간과 상기 상부공간에 위치된 입구를 가지며, 상기 도관이 상기 입구에 연결됨으로써, 프린터 대기 기간 동안, 상기 프린트헤드에 매달린 상기 도관 내의 인쇄 유체가 상기 프린트헤드 내에 대기압 이하의 정수압을 야기하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  12. 인쇄 유체를 분사하기 위한 노즐 배열을 가진 프린트헤드;와,
    상기 프린트헤드에 연결되고, 상기 인쇄 유체를 위한 유동 경로를 형성하는 도관;
    을 포함하며,
    상기 도관은, 제1방향에서의 도관의 치수가 상기 제1방향에 수직한 제2방향에서의 도관의 치수를 훨씬 초과하도록 형성된 내부 단면을 가짐으로써, 상기 도관 내에서 성장하고 있는 기포는, 상기 기포가 상기 유동 경로를 차단하기 전, 플래토-레일리 불안정성(Plateau-Rayleigh instability)으로 인해, 더 작게 분리된 기포들로 쪼개질 수 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도관의 단면은, 기다란 직사각형인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 도관의 단면은, 몇 개의 교차하는, 기다란 직사각형 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 도관의 단면은 고리 형상으로서 상기 도관의 반경방향의 폭이 원둘레보다 훨씬 작은 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 유동 경로는, 상기 프린트헤드와 인쇄 유체 저장부 사이에 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인쇄 유체 저장부는 상기 프린트헤드보다 낮은 높이에 위치된 통(sump)이고, 상기 통은 상기 인쇄 유체 위에 공기가 든 상부공간과 상기 상부공간에 위치된 입구를 가지며, 상기 도관이 상기 입구에 연결됨으로써, 프린터 대기 기간 동안, 상기 프린트헤드에 매달린 상기 도관 내의 인쇄 유체가 상기 프린트헤드 내에 대기압 이하의 정수압을 야기하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
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