KR20100136538A - 잉크젯 프린트헤드의 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위해, 잉크젯 카트리지의 프린트헤드의 복수의 노즐에 대응되는 복수의 잉크 유동 칼럼의 각각의 적어도 일부분을 동시에 진동시키기 위한 진동력을 부가하도록 진동 에너지를 발생시킬 수 있는 트랜스듀서가 잉크젯 카트리지에 대해 위치된다.

Description

잉크젯 프린트헤드의 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위한 시스템 및 방법{A SYSTEM AND METHOD FOR MAINTAINING OR RECOVERING NOZZLE FUNCTION FOR AN INKJET PRINTHEAD}

본 발명은 전체적으로는 프린트헤드가 분사 챔버와 유체연통되는 복수의 노즐을 구비하고 있고, 잉크가 매체상의 프린팅을 위해 챔버로부터 노즐을 통해 액적으로 분사되도록 되어 있는 잉크젯 프린터용 잉크젯 프린트헤드에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 노즐에서의 잉크 클로깅(ink clogging; 잉크가 응고되어 막힘을 야기하는 현상)에 의해 손상된 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위한 시스템 또는 방법에 관한 것이다.

잉크젯 프린팅 시스템용 잉크젯 프린트헤드는 프린팅 매체 상에 프린팅하기 위한 컨트롤러로부터의 프린팅 명령에 응답하여 잉크가 액적으로 분사되게 되는 복수의 노즐을 구비한다. 프린트헤드가 프린팅 시스템상에 영구적으로 장착되어 잉크 공급원에 연결되어 있는 타입이든지 혹은 잉크 저장조를 지지하는 카트리지를 구비하는 폐기형이든지, 각각의 노즐은 프린트헤드에 잉크 분사 챔버와 유체연통되어 있는 상태로 배치된다. 열전사 잉크젯 프린터 및 프린트헤드의 경우, 잉크는 프린팅 명령에 응답하여 분사 챔버 내의 잉크에 열을 가함으로써 액적으로 분사된다. 각각의 분사 챔버에 하나 이상의 저항 가열기가 결합되어 잉크의 용제를 기화시켜 분사 챔버내에 기포를 발생시킨다. 기포의 급속 팽창이 잉크를 액적 형태로 노즐을 통해 내뿜어지게 한다.

다른 타입의 프린팅 시스템 및 프린트헤드는 프린트헤드내에 일체로 형성되어 잉크 분사 챔버내에 또는 내부에 잉크를 담고 있고 잉크 분사 챔버와 유체연통되어 있는 다른 챔버내에 벽을 형성하는 압전 트랜스듀서를 가진다. 프린팅 명령에 응답하여, 벽 즉 압전 트랜스듀서는 팽창 및 수축하여 잉크를 프린팅을 위한 액적 형태로 분사 챔버로부터 내뿜는다.

상술한 잉크젯 프린트헤드 중의 어느 것에서도, 잉크 용제가 노즐에서 기화하게 되어, 프린트헤드와 노즐이 프린팅 작업을 수행하지 않을 때의 노즐에서의 잉크가 점성이 더 커지게 되는 것을 야기한다. 노즐 구역에서의 점성이 큰 잉크는 노즐을 막는 경향이 있어 프린트헤드의 성능과 프린팅 품질에 직접적으로 영향을 미친다. 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위한 몇 가지 시스템 또는 방법에서는 노즐 플레이트를 덮는 과정, 엘라스토머 블레이드로 프린트헤드를 닦아내는 과정, 및 노즐을 통해 잉크를 토출시키는 과정을 포함하고 있으며, 이러한 과정들 모두는 프린트헤드가 프린팅 작업을 수행하고 있지 않을 때 실행된다.

그와 같은 방법을 편입하고 있는 프린팅 시스템은 일반적으로 프린팅 작업시에 캐리지 상에서 전후로 이동하는 프린트헤드를 포함하고 있고, 프린트헤드는 프린팅 작업이 정지되거나 보류되고 있을 때 스테이션으로 이동된다. 노즐을 덮는 과정은 노즐내에서의 유체 기화 및 점성에 의한 플러그의 형성을 방지한다. 엘라스토머 블레이드로 노즐 플레이트를 닦아내는 과정은 점성에 의한 플러그와 건조된 잉크 잔재물이 있는 노즐을 청소한다. 가득찬 잉크를 노즐로부터 토출시키는 과정은 분사 챔버를 포함하여 노즐내의 점성 잉크의 유동 칼럼을 청소한다. 하지만, 그와 같은 과정들은 프린팅 중에 프린트헤드가 정지되어 유지되고 프린팅 중에 캐리지 상에서 이동하지 않도록 되어 있는 프린팅 시스템에서는 사실상 사용될 수 없다. 노즐 플레이트를 닦아내거나 잉크를 토출시키는 방법은 프린팅 매체와 프린트 구역 주위의 구역을 더럽힐 수 있다. 제품 포장지 상에 바 코드, 날짜 또는 다른 데이터를 프린팅하기 위한 생산 라인에서의 프린팅에 있어서는, 노즐 플레이트를 닦아내고 잉크를 토출시키는 기법은 생산 라인을 중단시킬 수도 있다. 또한, 몇 가지 경우에 있어서의 정지된 프린팅 시스템용 프린트헤드는 프린터 매체에 너무 근접하여 위치되어, 노즐 플레이트에 덮개를 설치하기가 어렵다.

노즐 플레이트를 닦아내고 잉크를 토출시키는 과정은 점성에 의한 플러그가 낀 노즐을 청소하는 데에는 효과적이지만, 토출되어 버린 잉크는 프린팅에 사용되지 않기 때문에 근본적으로 낭비적이다. 또한, 프린트헤드로부터 분사되는 잉크 액적을 계수하는 것에 의해 프린팅에 가용한 잉크량을 모니터하는 프린팅 시스템은 청소 작업중에 사용된 잉크를 고려하지 않을 수 있다. 따라서, 남아 있는 잉크량이 과대평가될 수 있고, 잉크 카트리지에 프린팅 작업을 수행하거나 완료하기에 불충분한 양의 남아 있는 잉크로 프린팅 작업을 수행하도록 명령이 내려질 수 있다. 이는 프린트헤드를 손상시킬 수 있는 건조 발화를 프린트헤드의 노즐에 초래할 수 있다. 또한, 남아 있는 잉크량의 과대평가는 프린팅 시스템에서 생산 라인에서의 프린팅 과정 중에 포장지 상의 코드나 인쇄물을 빠뜨리게 되는 결과를 초래할 수 있다.

미국특허 제5,329,293호와 JP 57061576호는 모두 컨트롤러로부터의 첫번째 신호에 응답하여 프린팅을 위해 잉크 액적을 배출시키도록 작동되는 압전 소자를 편입하고 있는 프린트헤드를 개시하고 있다. 잉크를 배출하는 데 필요한 역치 전압 신호보다 작은 두번째의 저강도 분사 신호 즉 전압 신호가 노즐내의 잉크 클로깅을 방지하기 위해 압전 소자를 작동시킨다. 또한, 미국특허 제6,431,674호(이하 "'674특허"라 함)는 프린트헤드 노즐의 클로깅을 방지하기 위해 프린팅 작업 이전 또는 이후에 노즐 개구의 잉크 메니스커스(meniscus)를 미세하게 진동시키는 잉크젯 프린트헤드를 개시하고 있다. 보다 상세하게는, '674특허는 전술한 압전 트랜스듀서 및 압력 발생 챔버로 불리는 분사 챔버를 이용하는 타입의 잉크젯 프린트헤드를 개시하고 있다. 이 프린트헤드는 복수의 압력 발생 챔버를 구비하고 있으며, 각각의 압력 발생 챔버는 노즐과 연결되고, 각각의 압력 발생 챔버가 자체 트랜스듀서를 가진다. 압전 트랜스듀서는 프린팅을 위해 챔버로부터 잉크 액적을 분사시키도록 개별 챔버를 가압하도록 작동된다. 또한, 비프린팅(프린팅 작업이 수행되지 않는) 동안에는, 각각의 압전 트랜스듀서는 잉크 액적을 분사하기에는 불충분하고 메니스커스는 진동시킬 수 있는 정도로 개별 챔버를 가압할 수 있다. 트랜스듀서가 잉크를 분사시킬 목적과 메니스커스를 미세하게 진동시킬 목적의 양자의 목적으로 챔버를 가압하도록 사용되기 때문에, 트랜스듀서의 피로현상에 의한 기능저하를 피하기 위해, 트랜스듀서는 복수의 연속된 정기적인 간격으로 작동된다.

이 같은 전술의 압전 트랜스듀서 시스템은 사실상 열전사 잉크젯 프린트헤드에는 편입될 수 없다. 각각의 프린트 카트리지마다 압전 트랜스듀서를 편입시키는 것은 열전사 잉크젯 카트리지 또는 프린트헤드의 제작에 있어서는 비용상 회피될 것이다. 또한, 열전사 잉크젯 프린트헤드내에 편입되는 저항 가열기는 사실상 압전식 잉크 분사 기술과 비교했을 때 잉크를 분사하지 않으면서 메니스커스를 진동시키는 데 사용될 수 없을 것이다. 열전사 잉크젯 프린트헤드에 있어서는, 각각의 분사 챔버 및 노즐에 결합된 저항 가열기에 전압이 인가되어, 분사 챔버내의 잉크를 가열시킴으로써 잉크 기포의 급속 팽창으로 잉크 액적을 노즐을 통해 내뿜도록 한다. 열전사 잉크젯 프린트헤드로부터 잉크 액적이 분사될 수도 안될 수도 있는 역치 전압은 압전 트랜스듀서 잉크젯 프린트헤드와 비교했을 때 예측가능성이 매우 낮다. 실상, 열전사 잉크젯 프린트헤드를 편입한 프린팅 시스템에서는, 잉크 액적을 배출시키는 데 필요한 전압을 평가하기 위한 알고리즘이 사용된다. 이 알고리즘은 사용되는 잉크의 물성치(예컨대 증기압) 및 잉크 채널의 치수와 같은 파라미터를 고려한다. 일단 역치 전압이 결정되면, 전압 신호가 저항 가열기에 인가될 때 잉크 액적이 분사되는 것을 보장하기 위해 산출된 역치 전압을 넘는 소정 백분율의 전압을 선택하도록 알고리즘이 구성된다. 역치 전압 이하의 전압을 인가하면 메니스커스를 진동시킬 수도 진동시키지 않을 수도 있으며, 역치 전압을 초과하면 잉크 배출을 일으킬 수 있다. 또한, 프린팅이 정지되거나 보류되었을 때 분사 챔버내의 잉크를 가열하면 분사 챔버내의 잉크를 건조시키게 되어 클로깅에 의한 노즐의 막힘을 야기할 수 있다.

잉크젯 프린팅 시스템의 노즐 기능을 유지시키기 위한 시스템 또는 방법은 잉크 공급 장치와 유체연통되어 프린팅 매체상의 프린팅을 하기 위한 프린트헤드를 포함하고 있다. 프린트헤드는 복수의 노즐을 가지고 있고, 각각의 노즐은 잉크 분사 챔버와 연결되어 있고, 잉크 분사 챔버내에 당해 잉크 분사 챔버로부터 노즐을 통해 잉크 액적을 분사하기 위한 잉크가 비축된다. 잉크 유동 칼럼이 각각의 노즐에 연결되고, 하나 이상의 노즐에 형성되는 잉크 메니스커스 및 분사 챔버내의 잉크를 포함할 수 있다. 상기 잉크젯 카트리지에 있어서의 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위해, 복수의 잉크 유동 칼럼의 각각의 적어도 일부분을 동시에 진동시키도록 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달시키기 위해 트랜스듀서가 제공된다. 트랜스듀서는 프린팅 시스템의 컨트롤러에 연결되어 있고, 컨트롤러는 비프린팅 기간 동안 또는 프린팅 작업 동안 트랜스듀서를 작동시키기 위한 신호를 생성한다. 하나의 실시예에 있어서, 프린트헤드는 카트리지 상에 장착되고, 진동 에너지는 잉크젯 카트리지의 외부로부터 상기 잉크 유동 칼럼에 전달될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 트랜스듀서는 카트리지 하우징내에 장착되거나 프린트헤드 회로의 하나의 구성요소로서 구비될 수 있다.

하나의 실시예에 있어서, 잉크젯 카트리지는 당해 잉크젯 카트리지를 프린팅용 프린팅 매체에 대해 이격된 상태로 수용하여 유지하도록 형성된 벽을 가진 포켓내에 장착된다. 진동력은 포켓의 벽에 부가될 수 있고, 포켓 벽과 잉크젯 카트리지 간의 인터페이스가 진동 에너지를 프린트헤드에 전달한다. 또다른 실시예에 있어서는, 진동력은 잉크젯 카트리지의 외부 표면에 직접 부가될 수도 있다. 이런 방식으로, 진동 에너지가 프린트헤드내의 유동 칼럼에 전달되어 잉크 유동 칼럼을 진동시켜 노즐 기능을 유지시키거나 복구한다.

도 1은 잉크젯 카트리지의 사시도이다.
도 2는 프린트헤드의 노즐과 분사 챔버의 배열을 보여주고 있는 프린트헤드의 부분 정면도이다.
도 3은 노즐에 형성된 메니스커스를 보여주고 있는 도 2의 프린트헤드의 개략 단면도이다.
도 4는 팽창하는 잉크젯 기포와 노즐을 통해 분사되는 잉크 액적을 보여주고 있는 프린트헤드의 개략 단면도이다.
도 5는 프린팅 시스템의 포켓내에 위치시키기 위해 정렬된 잉크젯 카트리지의 분해 사시도이다.
도 6은 카트리지 및 프린트헤드에 진동력을 가하는 트랜스듀서의 개략적 도시도 포함하고 있는 프린팅 시스템 포켓내에 위치된 잉크젯 카트리지의 개략 정면도이다.
도 7은 비프린팅의 15분 기간 동안 덮개가 씌워지지 않은 채로 유지된 테스트용 잉크젯 카트리지를 사용하여 생성된 프린트 칼럼의 사진이다.
도 8은 테스트용 카트리지가 음파 가진에 노출된 후에, 도 6에서 칼럼을 프린트하는 데 사용된 동일한 테스트용 카트리지를 사용하여 생성된 프린트 칼럼의 사진이다.
도 9 및 도 10은 열전사 잉크젯 프린트헤드의 노즐에서의 잉크 메니스커스의 요동 즉 진동을 보여주는 사진이다.
도 11은 진동 에너지가 유동 칼럼에 인가되지 않은 카트리지에 의해 생성된 프린트 샘플과 비교하여 진동 에너지가 유동 칼럼에 인가된 카트리지에 의해 생성된 프린트 샘플을 보여주는 도면이다.

앞서 간략하게 설명한 본 발명을 첨부도면에 도시한 구체적인 실시예로써 보다 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면은 본 발명의 대표적인 실시예를 도시한 것일 뿐 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아님을 전제로 하여, 이하에 본 발명의 실시예의 설명이 이루어질 것이다. 본 발명의 실시예의 도면 및 그 설명은 열전사 잉크젯 카트리지의 프린트헤드에 대해 이루어지지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않는다. 본 발명은 프린트헤드로부터 잉크 액적을 분사시키기 위해 열이 아닌 다른 수단을 편입하고 있는 잉크젯 카트리지에도 사용될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 프린팅 또는 다른 작업을 위해 잉크 액적을 분사시키기 위해 압전 트랜스듀서 기법을 편입하고 있는 종류의 카트리지에도 사용될 수 있다. 또한, 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위한 본 발명의 시스템 및 방법은 도 1에 도시된 카트리지 하우징에 장착되는 프린트헤드 어셈블리에 적용되는 것으로 한정되지 않는다. 도 1에 도시된 카트리지는 폐기형 카트리지일 수도 폐기형 카트리지가 아닐 수도 있다. 본 발명은 프린팅 시스템내에 영구적으로 장착되는 프린트헤드에 사용될 수 있고, 잉크 공급장치는 프린팅이 필요할 때 제공된다. 따라서, 용어 카트리지는 영구적으로 장착되는 프린트헤드만을 포함하거나 프린트헤드와 잉크 공급원의 조합체를 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 진동 에너지는 연속적으로 인가되는 진동 에너지 또는 주기적인 버스트(burst), 펄스 또는 사이클로 인가되거나 단일의 또는 반복적인 파형으로 인가되는 진동 에너지를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 잉크젯 카트리지(10)가 용적형 잉크 공급원을 수용하는 잉크 저장조(도시 안됨)가 내부에 고정된 하우징(11)을 가지고서 도시되어 있다. 하우징(11)에 부착된 프린트헤드 어셈블리(12)는 스나우트(13)에 장착된 프린트헤드(14)를 구비하고 있어, 프린트헤드(14)는 잉크 저장조와 유체연통되어 있다. 여기에 사용되는 용어 스나우트는 프린트헤드(14)가 장착되는 카트리지(10)의 구성요소로서 일반적으로 프린팅을 위해 프린트헤드를 바르게 맞추기 위해 프린팅 시스템과 상호연결되도록 되어 있는 카트리지 하우징(11)의 연장부를 포함한다. 도 1에 도시된 스나우트(13)는 카트리지 하우징(11)에 부착되는 분리형 구성요소이지만; 스나우트(13)는 하우징(11)과 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 본 발명은 축외(off-axis) 공급원으로부터 잉크를 수취할 수 있는 영구적으로 장착되는 프린트헤드와 같이 스나우트에 장착되는 프린트헤드에 한정되는 것은 아니다. 그와 같은 경우에는, 카트리지(10)는 스나우트를 갖지 않을 수 있고, 프린트헤드 어셈블리가 프린트헤드와 프린트헤드가 부착되는 표면을 구비할 수 있다.

여기에 사용되는 용어 프린트헤드는 잉크 액적의 분사를 위해 용적형 잉크 공급원으로부터 잉크를 공급받는 잉크 카트리지(10)의 구성요소를 포함하게 될 것이다. 열전사 잉크젯 카트리지에 대해 여기에 설명되는 실시예에 있어서, 프린트헤드(14)는 잉크 슬롯(16)을 구비한 실리콘 기판(15), 유동 채널(17), 분사 챔버(18), 노즐(22)과 노즐에 형성되는 필요 집적 회로, 및 노즐 플레이트(23)를 포함할 수 있다. 예컨대 잉크 슬롯을 갖지 않는 다른 타입의 프린트헤드에서는, 프린트헤드는 노즐에 인접한 압력 즉 분사 챔버, 및 구성요소들의 구획을 한정하는 구조부를 포함한다. 또한, 적어도 압전 기법을 이용하는 잉크젯 카트리지에 대해서는, 프린트헤드는 액적을 발생시키기 위해 프린트헤드에 일체화된 압전 소자도 포함한다.

도 2 및 도 3에, 열전사 잉크젯 카트리지용 프린트헤드(14)의 보다 상세한 구성요소들이 도시되어 있다. 보다 상세하게는, 프린트헤드(14)는 저항 가열기(20)와 트랜지스터(21)와 같은 구성요소들이 패시베이션 층(passivation layer), 층간 유전 층(interdielectric layer), 절연 층, 본딩 패드, 식별 회로 등과 같은 집적 회로의 다른 구성요소들과 함께 표면 상에 형성되게 되는 기판을 포함한다. 잉크 배리어 층(19)이 구성요소(20, 21) 및 기판의 다른 구역을 덮은 채로 에칭되거나, 다를 방식으로는 분사 챔버(18) 및 유동 채널(17)을 형성하도록 제작된다. 각각의 유동 채널(17)은 프린트헤드(14)의 중심에 위치된 잉크 슬롯(16)과 유체연통되어 위치된다. 이런 방식으로, 카트리지내의 용적형 잉크 공급원으로부터 잉크는 잉크 슬롯(16)과 개개의 유동 채널(17)을 통해 분사 챔버(18)로 공급된다. 상술한 프린트헤드(14)는 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예시이며, 설명되는 실시예에 한정되는 것은 아니라는 사실을 유념하여야 한다. 예컨대, 어떤 열전사 잉크젯 프린트헤드는 잉크 슬롯을 구비하지 않는 경우도 있다. 대신에, 잉크는 잉크 공급원으로부터 프린트헤드의 가장자리부를 따라 분사 챔버로 공급될 수 있다. 또한, 모든 프린트헤드가 프린트헤드 회로 상에 집적된 트랜지스터를 가질 필요는 없으며, 트랜지스터는 프린팅 시스템 컨트롤러에 편입될 수도 있다.

노즐 플레이트(23)는 배리어 층(19)에 접합되며, 개개의 분사 챔버(18)에 각각이 대응하는 복수의 노즐(22)을 가진다. 용적형 잉크 공급원으로부터 잉크 슬롯(16)을 통해 제공되는 잉크는 노즐(22)에서의 잉크와, 분사 챔버(18), 유동 채널(17) 및 잉크 슬롯(16)내의 잉크를 포함하는 잉크 유동 칼럼을 형성한다. 부압이 용적형 잉크 공급원에 생성되고 유지되어, 노즐(22)에 메니스커스(33)(도 3 참조)를 형성하여 프린트헤드(14)가 프린팅 작업을 수행하지 않을 때 잉크가 프린트헤드(14)로부터 누출되는 것을 방지한다. 본 발명은 잉크 공급장치내에 부압을 발생시켜 메니스커스를 형성하는 기구를 구비하는 카트리지의 사용에만 한정되는 것이 아님을 유념해야 한다. 당업자는 그와 같은 기구를 사용하지 않고서 메니스커스를 형성할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

각각의 분사 챔버(18)에 대해 대응하는 저항 가열기(20)가 존재한다. 컨트롤러로부터의 프린팅 명령에 응답하여, 저항 가열기(20)로 공급된 전원이 저항 가열기(20)로 하여금 분사 챔버(18)내의 잉크를 가열하게 만든다. 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 잉크 분사 챔버(18)내에서 급속 팽창하는 기포(24)는 컨트롤러(29)(도 5 참조)로부터의 프린팅 명령에 응답하여 잉크 액적(31)을 노즐(22)을 통해 내뿜는다. 하지만, 비프린팅 시간 간격 동안에, 잉크가 건조될 수 있다. 즉, 잉크내의 용제가 기화하여 노즐(22)에서 잉크의 점성이 증가하는 것을 야기하여, 노즐(22)을 플러깅에 의해 막히게 할 수 있다. 이 경우, 프린팅이 초기화되었을 때, 일정 시간이 경과된 후까지도 노즐(22)에서 분사되지 않을 수 있어, 카트리지(10)와 프린팅 시스템에 의해 이루어지는 프린트 품질에 직접적으로 영향을 미칠 수 있다.

본 발명과 관련하여서는, 복수의 노즐(22)에서의 유동 칼럼 및/또는 메니스커스를 진동시키기 위해 외부 공급원으로부터 잉크젯 카트리지의 외부를 통해 유동 칼럼으로 바람직하게는 음파 초음파 에너지를 통해 진동 에너지를 전달함으로써 잉크젯 카트리지를 위한 노즐 기능이 유지되거나 복구된다. 본 발명의 설명의 편의를 위해, 여기에 사용되는 용어 음파 에너지(<20 kHz)는 초음파 에너지(> 20 kHz)도 포함하는 것으로 하고, 음파 에너지와 초음파 에너지 모두는 유동 칼럼의 적어도 일부분의 잉크의 요동 또는 진동을 유발한다. 여기서 사용되는 용어 유동 칼럼은 용적형 잉크 공급장치와 노즐(22) 사이에 존재하는 잉크, 노즐(22) 및 잉크 분사 챔버(18)에 위치하는 잉크를 포함하는 것으로 한다. 여기에 설명되는 본 실시예에 있어서, 유동 칼럼은 노즐(22)(메니스커스(33) 포함), 분사 챔버(18), 유동 채널(17), 및 잉크 슬롯(16)내에 존재하는 잉크를 포함한다. 유동 칼럼의 진동 즉 요동은 잉크 기둥내에 잉크 용제를 보충시킴으로써 잉크 조성 및 특성을 유지시키고 노즐이 막히게 할 수 있는 잉크 말라붙음을 방지한다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 잉크젯 카트리지(10), 및 프린팅용 프린팅 매체에 이격되어 카트리지(10)를 수용하여 유지하기 위한 프린팅 시스템의 포켓(26)이 도시되어 있다. 하나의 실시예에 있어서, 프린팅 시스템은 프린팅 작업을 위해 프린팅 매체가 프린트헤드(14)를 통과할 때 카트리지(10)가 정지되어 유지되는 타입일 수 있다. 프린트헤드(14)는 당해 프린트헤드(14)를 통과하는 매체 상에의 프린팅을 위한 프린팅 명령을 수신하기 위해 스나우트(13) 상의 전기 접속부(30)를 통해 컨트롤러(29)와 전기적으로 연결된다. 트랜스듀서(25)는 프린트헤드(14)의 유동 칼럼내의 잉크를 진동시키기 위해 카트리지의 외부에 진동력을 부가하도록 카트리지(10) 또는 포켓(26)에 대해 위치된다. 이 진동력의 부가 즉 진동 에너지의 전달은, 잉크가 점성이 증가하여 노즐을 클로깅에 의해 막는 것을 방지하기 위해 또는 클로깅으로 인한 노즐 막힘으로부터 노즐 기능을 복구시키기 위해, 비프린팅 기간 동안이나 프린팅 작업 동안 또는 비프린팅 기간과 프린팅 작업 동안에 연속적으로 이루어질 수 있다. 또한, 도면에 도시되어 여기에 설명되는 실시예가 카트리지의 외부에 진동력을 부가하는 것을 보여주고 있지만, 이러한 실시예는 카트리지 내부에(예컨대 스나우트 구역내에) 장착되는 트랜스듀서 및/또는 프린트헤드의 구성요소로서 일체화되는 트랜스듀서도 포함하는 것으로 될 수도 있다.

트랜스듀서(25)는 진동력을 포켓(26)에 부가하도록 프린팅 시스템 상에 위치될 수 있다. 트랜스듀서(25)는 잉크 액적을 분사시키지 않으면서 유동 칼럼 및/또는 메니스커스(33)를 진동시키는 데 필요한 일정 진동수의 또는 일정 진동수 범위의 진동력을 부가하도록 포켓(26) 또는 카트리지(10)의 외부와 접속된 상태로 위치될 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 포켓(26)은 카트리지(10) 및/또는 스나우트(13)를 수용하기 위해 상호연결되고 이격된 복수의 벽(27)을 구비할 수 있고, 트랜스듀서(25)는 이들 벽(27) 중의 하나와 접속되어 위치된다. 포켓 벽(27), 카트리지(10) 및/또는 스나우트(13) 간의 인터페이스가 트랜스듀서(25)로부터 노즐(22)까지의 화살표(28)로 표시된 연결 경로를 제공한다. 또한, 포켓 벽(27), 카트리지(10) 및/또는 스나우트(13) 간의 인터페이스는 트랜스듀서(25)의 작동 중의 포켓(26)내에서의 카트리지(10)의 이동을 최소화하도록 되어야 한다. 따라서, 카트리지(10) 및/또는 스나우트(13)는 포켓(26)의 수신면과 결합관계로 위치되는 하나 이상의 데이터 면(datum surface)을 구비할 수 있다. 트랜스듀서(25)는 압전 트랜스듀서나 허용 주파수의 음파 또는 초음파 에너지를 발생시키는 다른 타입의 트랜스듀서일 수 있다.

또한, 포켓(26), 카트리지 하우징(11), 및 스나우트(13)를 구성하는 재료의 조성도 본 발명이 시스템 및 방법의 적용에 있어 고려되어야 한다. 보다 상세하게는, 이들 구성요소들의 재료 조성은 트랜스듀서(25)에 의해 생성되는 진동력 즉 진동 에너지를 유동 칼럼에 적합하게 연결하도록 이루어져야 한다. 예컨대, 스틸이나 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 유리 충전 플라스틱 또는 이들 2가지 재료의 조합 재료가 적합한 연결을 제공할 수 있다.

프린트헤드(14) 및 노즐(22)에 대해, 트랜스듀서(25)가 포켓(26) 또는 카트리지(10)와 접속되는 지점, 유동 칼럼 및 노즐(22)의 잉크를 진동시키는 데 필요한 진동수나 진동수의 범위 또는 진폭이나 진폭의 범위는 카트리지 타입에 따라 변경될 수 있다. 접속 지점 또는 에너지 진동수를 결정할 때 고려해야 할 변수 또는 파라미터로서는 카트리지 하우징(11), 스나우트(13), 및 포켓(26)의 재료 조성; 잉크 슬롯(16), 유동 채널(17), 분사 챔버(18) 및 노즐(22)의 치수로 이루어지는 유동 칼럼의 구성요소들의 구조; 및 잉크 점성이 고려될 수 있는 잉크의 특성이 포함된다. 또한, 잉크 특성은 진동 에너지의 진동수나 진폭 또는 트랜스듀서(25)의 구역을 결정함에 있어 고려될 수 있다. 그와 같은 잉크 특성으로는 잉크의 건조 시간(노즐에서 잉크가 건조되는 데 필요한 시간), 잉크 점성, 및 음속(소리가 잉크 매질을 통해 전파될 수 있는 속도)가 포함될 수 있다.

또한, 이러한 파라미터는 음파 진동 즉 음파 에너지의 부가 지속 시간에도 영향을 미칠 수 있고, 음파 진동 즉 음파 에너지의 부가 지속 시간은 비프린팅 기간 또는 프린팅 작업 기간의 지속 시간에 의해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 전술한 파라미터들을 고려하여, 소정의 지속 시간(T1)이 경과하는 동안 프린팅 시스템이 프린팅 작업을 수행하지 않았을 경우에, 진동력이 잉크젯 카트리지(10)에 부가되어야만 하는지가 결정될 수 있으며, 여기서 진동력은 노즐 기능을 유지시키기 위해 소정 지속 시간(T2) 동안 부가되는 것이다. 컨트롤러(29)는 일단 지속 시간(T1)이 경과하면 트랜스듀서(25)를 작동시키기 위한 신호를 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 트랜스듀서(25)는 컨트롤러(29)가 노즐 기능을 유지시키기 위한 또다른 프린팅 명령을 생성하기까지 작동상태로 유지될 수 있다. 선택적으로, 컨트롤러(29)는 카트리지(10)의 노즐 기능을 유지시키기 위해 비프린팅 기간 동안이나 프린팅 작업 기간 동안 일정 시간 간격으로 트랜스듀서(25)를 작동시키도록 복수의 신호를 생성할 수도 있다.

상기 열거한 파라미터는 생각할 수 있는 예시적인 파라미터로서 제공된 것으로 그것들에만 한정되는 절대적 항목 리스트는 아니다. 사실상, 트랜스듀서(25)에 대한 접속 지점과 잉크 요동 진동수는 개개의 카트리지 또는 카트리지 타입에 대해 경험적으로 결정되어야만 할 것이다. 그 때문에, 동일하거나 유사한 잉크가 충전된 유사한 물성치를 가지는 카트리지 타입에 대해서는, 트랜스듀서에 대한 접속 지점 및 잉크 요동 진동수는 예측될 수 있고 개선될 수 있다.

본 발명에 대해, 노즐 유지 모드와 노즐 복구 모드의 양 모드로 테스트가 수행되었다. 노즐 유지 모드는 카트리지가 음파 가진에 노출되어 잉크가 건조되거나 노즐(22)을 플러깅에 의해 막게 되는 지점까지 점성이 증가되는 것을 방지할 수 있을 때의 비프린팅 시간 간격을 수반하는 모드이다. 복구 모드는 잉크가 건조되거나 노즐을 플러깅에 의해 막게 되는 지점까지 점성이 증가되는 것을 초래하는 장기간의 비프린팅 시간 간격을 수반하는 모드이다.

카트리지가 메틸에틸케톤(MEK)/메타놀 용제-기재의 잉크(비디오젯 제품 번호 D6-5614)가 충전되도록 하고 음파 가진 없이 15분의 기간 동안 덮개가 씌워지지 않은 채로 유지되도록 하여 비교 테스트가 수행되었다. 테스트 샘플에 관해서는, 도 5에 도시된 것과 유사한 일체형 스나우트 구성을 가진 HP45A 열전사 잉크젯 카트리지가 사용되었다. 카트리지(10)와 스나우트(13)는 유리 충전 플라스틱으로 이루어졌고; 포켓(26)은 합금강으로 이루어졌다. 15분의 시간이 경과한 후에, 프린팅이 초기화되었고, 대부분의 노즐은 프린팅이 시작된 후까지 잉크 액적을 분사하지 않았다. 도 7을 참조하면, 프린트 칼럼을 포함한 프린팅된 화상의 사진이 보여지고 있다. 1 kHz의 진동수로 프린팅하는 테스트용 카트리지의 대부분의 노즐은 대략 46번째 칼럼이 프린팅될 때까지 액적 분사를 시작하지 않았다.

다음으로 동일한 카트리지가 또다른 15분 기간 동안 음파 가진에 노출되었다. 압전 트랜스듀서가 작동되어 15분의 비프린팅 기간의 지속 시간 동안 음파 진동력을 부가하였다. 압전 트랜스듀서(25)는 프린트헤드(14)의 대략 1½" 위쪽의 스나우트(13)에 인접한 구역에서 포켓(26)에 접속되어 위치되었다. 도 8을 참조하면, 음파 가진에 노출된 후의 카트리지에 의해 생성된 프린트 칼럼을 포함한 프린팅된 화상의 사진이 보여지고 있다. 1 kHz의 진동수로 프린팅하는 테스트용 카트리지의 대부분의 노즐은 1번째 칼럼에서 액적 분사 및 프린팅을 시작하였다.

다른 테스트에서는, 노즐내의 잉크 메니스커스의 거동을 관찰하기 위해, 섬광 조명원을 이용하여 비디오 장치로 HP45A의 프린트헤드 상의 노즐이 관찰되었다. 전술한 비디오젯 제품 번호 D6-5614 잉크가 충전된 HP45A 잉크젯 카트리지가 음파 가진 없이 15분 동안 덮개가 벗겨진 채로 놓여지도록 하였고, 노즐 상의 건조막이 비디오 장치로 쉽게 관찰되었다. 카트리지에 음파 에너지를 부가했을 때, 잉크가 말라붙은 노즐은 대략 30초내에 다시 융해되었다. 유사한 테스트가 2시간 동안 덮개가 벗겨진 채로 유지된 카트리지에 대해 수행되었다. 이 경우에는, 노즐의 말라붙은 잉크는 대략 60초내에 다시 융해되었다.

섬광 조명원을 이용하여, 노즐의 메니스커스 위치의 "스냅샷"을 관찰하는 것이 가능하였다. 음파 에너지의 부가와 관련하여 조명원을 지연시킴으로써, 지연 시간의 크기에 따라 다양한 위치에서의 메니스커스를 관찰할 수 있었다. 이런 방식으로, 노즐의 바닥부로부터 노즐의 상부에 걸친 범위의 여러 위치에서의 유체, 및 심지어 노즐 위로 약간 부풀어 오른 유체가 관찰될 수 있었다. 도 9 및 도 10은 노즐에서의 메니스커스 요동의 짤막한 영상의 스틸 사진이다. 보다 상세하게는, 도 9는 잉크 메니스커스가 노즐의 상부에 위치 즉 노즐에서 돌출한 것이고; 도 10은 잉크 메니스커스가 수축되어 노즐을 볼 수 있게 된 것이다.

위에서 설정한 상기의 비디오 관찰 테스트를 이용하여, 진동수마다 메니스커스 요동을 발생시키도록 하여, 약 2.5 kHz에서 약 30 kHz까지의 진동수 범위가 평가되었다. 약 2.0 kHz의 진동수의 진동 에너지도 유효할 수 있다. 하지만, 메니스커스 요동의 진동수는 입력 진동수와 일치하지 않는다. 그 대신, 메니스커스 요동은 카트리지 유동 칼럼의 구조와 관련된 공진 진동수에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 다시 말해, 메니스커스 요동은 유동 칼럼이 용적형 잉크 공급원과 메니스커스 사이를 이동할 수 있는 만큼 빠르게만 진행될 수 있다. 유동 칼럼의 메니스커스가 진동, 요동 또는 변동할 수 있는 동안, 노즐의 국부 구역 주위로 범람이 발생할 수 있으며, 이러한 범람도 노즐 기능을 유지시키는 데 도움을 줄 수 있다.

추가적이거나 선택적으로, 진동 에너지는 프린트헤드가 프린팅 작업을 수행하고 있을 때 유동 칼럼에 부가될 수도 있다. MEK 또는 메타놀 용제의 MEK 기재의 잉크를 담고 있고 400 ㎛ x 40 ㎛의 유동 채널을 가진 카트리지에 대해 테스트가 수행되었다. 프린트헤드로 잉크를 공급하는 잉크 저장조내의 잉크량은 약 15 cc에서 약 45 cc의 범위였다. 프린트헤드는 2 kHz와 8 kHz의 프린팅 진동수로 프린팅하였고, 6 kHz의 진동수와 10% 진폭의 진동 에너지가 유동 칼럼에 부가되었다.

진동 에너지는 프린팅 작업 동안과 비프린팅 시간 간격 동안 연속적으로 부가되었다. 프린팅 작업 간의 비프린팅 시간 간격으로는 6초, 32초, 169초(3분 정도까지), 및 893초(15분 정도까지)가 포함되었다. 이런 카트리지로부터 생성된 프린팅 샘플이 프린팅 작업 동안이나 비프린팅 시간 간격 동안의 어느 것에도 진동 에너지가 부가되지 않은 동일한 카트리지로부터 생성된 프린팅 샘플과 비교되었다. 도 11을 참조하면, 카트리지에 진동 에너지가 부가되지 않은 경우의 프린팅 샘플 아래에 동일한 카트리지에 진동 에너지가 부가된 경우의 프린팅 샘플을 나타내어 비교하고 있다. 위쪽 줄의 프린팅 샘플은 진동 에너지가 부가되지 않은 경우의 카트리지로부터 생성된 것이고; 아래쪽 줄의 프린팅 샘플은 진동 에너지가 부가된 경우의 카트리지로부터 생성된 것이다. 카트리지에 진동 에너지가 부가된 경우, 6초의 비프린팅 시간 간격에서는, 프린팅 품질의 향상이 만족스러울 정도로 크지 않았지만, 32초, 169초, 및 893초의 비프린팅 시간 간격에서는, 프린팅 품질이 향상되었고 만족스러울 정도였다. 169초 및 893초의 비프린팅 시간 간격에서, 진동 에너지가 부가되지 않은 경우의 카트리지는 프린팅을 하지 않았으며, 이것을 X 표시 박스로 나타내었다.

상술한 바와 같이, 메니스커스가 진동 즉 요동할 수 있는 진동수와 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위해 필요한 진동력의 지속 시간은 상이한 카트리지 타입이나 잉크 타입에 따라 변할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(29)는 복수의 잉크젯 카트리지 타입의 식별 및/또는 복수의 잉크 타입의 식별에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스(32)에 액세스할 수 있다. 또한, 데이터베이스(32)는 각각의 카트리지 및/또는 잉크 타입과 관련한 하나 이상의 진동수나 진동수 범위와, 비프린팅 기간 동안이나 프린팅 작업 동안에 트랜스듀서(25)를 작동시키기 위한 하나 이상의 시간 간격의 스케줄에 대한 데이터를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 카트리지와 관련한 어떤 파라미터가 유동 칼럼을 요동시키기 위해 선택되는 진동수나 진동수 범위를 조정할 수 있다. 예컨대, 카트리지 타입에 따라 상이한 잉크(즉, 수성 잉크인지 용제 잉크인지 또는 점성이 다른 잉크인지)를 사용하거나 유동 칼럼 구조가 달라질 수 있다. 또한, 카트리지나 프린팅 시스템의 선택되는 프린팅 모드도 유동 칼럼내의 잉크의 요동 진동수에 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 드래프트 프린팅 모드(draft printing mode)는 고속 프린팅 모드로서 다소 덜 엄격한 프린팅 품질을 가질 수 있으며; 따라서 유동 칼럼내의 잉크는 낮은 진동수로 또는 짧은 기간 동안 요동될 수 있다. 따라서, 데이터베이스(32)는 하나 이상의 프린팅 모드에 관련되는 하나 이상의 진동수나 진동수 범위에 대한 데이터를 포함할 수 있다.

카트리지(10)는 바람직하게는 카트리지(10)가 포켓(26)내에 장착되어 컨트롤러(29)와 전기적으로 접속될 때 카트리지 타입 및/또는 잉크 타입을 지시하는 신호를 생성하는 식별 회로를 가진다. 이런 방법으로, 컨트롤러(29)는 카트리지(10)가 비프린팅 기간 동안이나 프린팅 작업 동안에 카트리지(10)의 노즐 기능을 유지시키거나 복구시키기 위해 트랜스듀서(25)를 제어하도록 하기 위한 해당하는 진동수나 진동수 범위, 하나 이상의 작동 지속 시간을 선택하기 위해 데이터베이스(32)에 액세스하도록 구성된다.

프린팅 시스템은 또한 잉크가 프린트헤드로부터 분사되고 있는지의 여부를 검출하는 광학 센서 또는 다른 감지 시스템을 사용하여 노즐 기능을 연속적으로 모니터하는 폐루프 시스템을 포함할 수 있다. 그와 같은 광학 센서는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 광선을 통과하는 잉크 액적을 검출하는 하나 이상의 관통 빔 센서를 포함할 수 있다. 또다른 광학 시스템이 예정된 화상 및 프린팅 명령에 따라 매체 상에 프린팅된 스폿 즉 잉크 액적을 검출하는 센서를 편입할 수 있다. 또한, 정전기 시스템이 하전 플레이트 상에 프린팅되는 예정된 화상에 따라 특정의 전기적 특성을 표시하는 하전 플레이트를 이용할 수 있다. 이상의 실시예들에서, 프린팅 명령에 응답하여, 프린팅을 위해 잉크 액적이 분사되는 노즐이 선택되거나 미리 결정된다. 잉크 액적이 프린팅 명령에 따라 노즐을 통해 분사되는지의 여부를 결정하기 위한 하나 이상의 센서가 제공된다. 노즐이 명령대로 분사하지 않을 경우에는, 센서가 컨트롤러(29)로 신호를 전송하고; 그 신호에 응답하여 컨트롤로(29)는 노즐의 막힘을 제거하기 위해 노즐 복구 모드를 초기화하도록 트랜스듀서(25)를 작동시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예가 도면에 도시되어 설명되었지만, 그러한 실시예들은 단지 예시를 위해 제공되는 것일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아님은 명백할 것이다. 본 발명의 기술사상에서 벗어남이 없이 당업자에 의해 수많은 수정, 변경 및 대체적 구성이 이루어질 수 있을 것이다. 예컨대, 트랜스듀서가 카트리지 내부에 장착될 수도 있을 것이며, 프린트헤드의 하나의 구성요소로서 포함될 수도 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부의 청구범위 전체 기술사상 및 범위로 해석되는 것으로 한다.

Claims (41)

1. 잉크젯 프린팅 시스템에 있어서,
   잉크 분사 챔버로부터 노즐을 통해 잉크 액적을 분사시키기 위해, 잉크가 비축되는 상기 잉크 분사 챔버에 각각이 연결되어 있는 복수의 노즐을 가진 프린트헤드;
   적어도 잉크 분사 챔버내의 잉크를 포함하는 각각의 노즐에 대한 잉크 유동 칼럼;
   복수의 잉크 유동 칼럼의 각각의 적어도 일부분을 동시에 진동시키도록 복수의 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달시키기 위한 트랜스듀서; 및
   상기 트랜스듀서를 작동시키기 위한 신호를 생성하는 컨트롤러;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크젯 프린팅 시스템은 잉크 공급장치와 유체연통되어 있는 프린트헤드를 구비하는 잉크젯 카트리지를 포함하고, 상기 잉크젯 카트리지는 프린팅 매체 상의 프린팅을 위해 상기 잉크젯 프린팅 시스템 상에 장착가능한 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 각각의 노즐에 대응되는 잉크 유동 칼럼은 메니스커스를 포함하고, 상기 복수의 노즐의 각각의 노즐내의 메니스커스는 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지가 전달될 때 동시에 진동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 잉크젯 카트리지의 내부로부터 진동 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 잉크젯 카트리지의 외부로부터 진동 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 프린트헤드 회로의 한 구성요소로서 집적화되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 프린팅 작업 동안에 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 비프린팅 기간 동안에 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 프린팅 작업이 완료된 직후를 시작으로 하여 컨트롤러에 의해 프린팅 명령이 생성될 때까지 연속적으로 중단없는 기간 동안 음파 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크젯 프린팅 시스템은 프린팅을 위해 잉크젯 카트리지가 내부에 장착되는 포켓을 더 포함하고, 진동 에너지가 상기 포켓과 상기 잉크젯 카트리지를 통해 복수의 잉크 유동 칼럼으로 전달되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 잉크젯 카트리지의 외부 표면상의 구역에 직접적으로 진동력을 부가하여, 진동 에너지가 상기 잉크젯 카트리지로부터 상기 복수의 잉크 유동 칼럼으로 전달되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 프린트헤드에 진동력을 부가하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
13. 제 11 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 프린트헤드에 의해 한정되는 구역이 아닌 상기 잉크젯 카트리지 상의 구역에 진동력을 부가하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
14. 제 1 항에 있어서, 진동 에너지는 약 2.0 kHZ에서 약 30 kHz까지의 범위내의 진동수의 음파 에너지 및 초음파 에너지의 전달에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러는 프린팅 명령을 초기화하기 위한 신호를 생성하고, 또한 상기 트랜스듀서를 작동시키기 위한 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린팅 시스템.
16. 프린팅을 위해 하나 이상의 열전사 잉크젯 카트리지를 사용하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템에 있어서,
    잉크 공급장치와 유체연통되어 있는 프린트헤드를 가지고 있는 잉크젯 카트리지로서, 프린팅 매체 상의 프린팅을 위해 상기 열전사 잉크젯 프린팅 시스템 상에 장착가능한 잉크젯 카트리지;
    프린트헤드 기판에 장착되고 복수의 노즐을 가지고 있는 노즐 플레이트를 포함하고 있는 상기 프린트헤드로서, 상기 기판은 상기 잉크 공급장치와 각각이 유체연통되는 복수의 분사 챔버를 형성하고 있고, 각각의 분사 챔버는 대응하는 하나의 노즐과 연결되어 있고, 컨트롤러로부터의 프린팅 명령에 응답하여 상기 분사 챔버내에서 잉크가 가열되는 결과로써 상기 노즐을 통해 잉크 액적이 분사되도록 되어 있는 상기 프린트헤드;
    각각의 노즐에 대해, 적어도 상기 분사 챔버내의 잉크를 포함하는 각각의 노즐에 대응되는 잉크 유동 칼럼;
    상기 잉크 유동 칼럼들 중의 하나 이상의 적어도 일부분을 진동시키도록 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달시키기 위한 트랜스듀서; 및
    상기 트랜스듀서를 작동시키기 위한 신호를 생성하는 컨트롤러;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
17. 제 16 항에 있어서, 각각의 노즐에 대응되는 상기 잉크 유동 칼럼은 메니스커스를 포함하고, 상기 복수의 노즐의 각각의 노즐내의 메니스커스는 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지가 전달될 때 동시에 진동되는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 복수의 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달하여 복수의 잉크 유동 칼럼을 동시에 진동시키는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 열전사 잉크젯 프린팅 시스템의 상기 잉크젯 카트리지의 외부에 위치되는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
20. 제 16 항에 있어서, 상기 트랜스듀서는 상기 프린트헤드에 진동력을 부가하여 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달시키는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
21. 제 16 항에 있어서, 상기 잉크젯 카트리지는 내부에 잉크 공급장치가 유지되어 있는 카트리지 하우징을 포함하고 있고, 노즐에 메니스커스를 형성하기 위해 상기 잉크 공급장치내에 부압을 생성시키기 위한 기구가 상기 하우징내에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 하우징.
22. 제 16 항에 있어서, 상기 잉크젯 카트리지는 상기 프린트헤드가 장착되는 스나우트를 구비한 프린트헤드 어셈블리를 더 포함하고 있고, 상기 프린트헤드가 포함되지 않는 상기 스나우트의 구역에 진동력이 부가되어 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달하는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 하우징.
23. 제 16 항에 있어서, 상기 잉크젯 카트리지는 상기 프린트헤드가 장착되는 스나우트를 구비한 프린트헤드 어셈블리를 더 포함하고 있고, 상기 잉크젯 카트리지는 상기 열전사 잉크젯 프린팅 시스템의 포켓내에 장착되고, 상기 트랜스듀서는 상기 스나우트의 적어도 일부분과 접속하는 상기 포켓의 일부분에 진동력을 부가하는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
24. 제 16 항에 있어서, 상기 프린트헤드는 내부에 잉크 슬롯을 형성하여 포함하고 있고, 상기 잉크 슬롯을 통해 상기 잉크 공급장치로부터의 잉크가 상기 분사 챔버에 도달하고, 상기 프린트헤드는 잉크를 분사 챔버로 공급하기 위해 각각이 상기 잉크 슬롯과 유체연통되고 각각이 상기 분사 챔버와 연결되어 상기 잉크 슬롯과 상기 분사 챔버 사이에 배치된 복수의 유동 채널을 더 포함하고 있으며, 상기 잉크 유동 칼럼은 상기 노즐내의 잉크, 상기 분사 챔버내의 잉크, 상기 유동 채널내의 잉크, 및 상기 잉크 슬롯내의 잉크를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전사 잉크젯 프린팅 시스템.
25. 잉크젯 프린팅 시스템내의 프린트헤드의 노즐 기능을 유지시키거나 복구하기 위한 방법에 있어서,
    잉크 공급장치와 유체연통되어 있고, 복수의 노즐을 가지고 있으며, 각각의 노즐에 대해 메니스커스 및 분사 챔버내의 잉크를 포함하는 잉크 유동 칼럼이 존재하는 프린트헤드를 가지고 있는 잉크젯 카트리지를 제공하는 단계; 및
    복수의 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달함으로써 하나 이상의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 하나 이상의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계는 상기 잉크젯 카트리지의 외부 표면에 진동력을 부가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제 25 항에 있어서, 진동력은 상기 프린트헤드에 의해 한정되는 구역이 아닌 상기 잉크젯 카트리지 상의 구역에 부가되는 것을 특징으로 하는 방법.
28. 제 25 항에 있어서, 진동력은 상기 프린트헤드에 부가되는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제 25 항에 있어서, 상기 하나 이상의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계는 상기 메니스커스를 진동시키는 단계를 포함하고, 상기 메니스커스를 진동시키는 단계는 내부에 상기 잉크젯 카트리지가 프린팅을 위해 장착되는 포켓을 통해 진동 에너지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제 25 항에 있어서, 상기 하나 이상의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계는 프린팅 작업 동안에 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제 25 항에 있어서, 상기 하나 이상의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계는 비프린팅 기간 동안에 상기 잉크 유동 칼럼에 진동 에너지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제 25 항에 있어서, 상기 하나 이상의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계는 프린팅 작업이 완료된 직후를 시작으로 하여 컨트롤러에 의해 프린팅 명령이 생성될 때까지 연속적으로 중단없는 기간 동안 음파 또는 초음파 에너지를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제 25 항에 있어서, 진동 에너지의 전달에 응답하여 잉크젯 카트리지의 잉크 유동 칼럼이 진동하게 되는 예정된 진동수 또는 예정된 진동수 범위를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제 25 항에 있어서, 잉크젯 프린팅 시스템내에 장착된 잉크젯 카트리지를 식별하는 단계, 식별된 잉크젯 카트리지에서 메니스커스가 진동하게 되는 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위를 데이터베이스에 구비하는 단계, 및 상기 데이터베이스로부터 선택된 하나 이상의 진동수의 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제 25 항에 있어서, 상이한 복수의 잉크젯 카트리지 타입의 식별에 대한 데이터 및 각각의 잉크젯 카트리지 타입에 대응되는 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스를 제공하는 단계, 잉크젯 카트리지 타입에 대응되는 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위를 선택하는 단계, 및 식별된 잉크젯 카트리지 타입의 잉크 유동 칼럼에 선택된 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위의 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제 25 항에 있어서, 상이한 복수의 잉크젯 카트리지 타입의 식별에 대한 데이터 및 각각의 잉크젯 카트리지 타입에 대응되는 하나 이상의 진폭 또는 진폭 범위에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스를 제공하는 단계, 잉크젯 카트리지 타입에 대응되는 하나 이상의 진폭 또는 진폭 범위를 선택하는 단계, 및 식별된 잉크젯 카트리지 타입의 잉크 유동 칼럼에 선택된 하나 이상의 진폭 또는 진폭 범위의 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
37. 제 25 항에 있어서, 상이한 복수의 잉크젯 카트리지 타입의 식별에 대한 데이터 및 각각의 잉크젯 카트리지 타입에 대응되는 하나 이상의 지속 시간 또는 지속 시간 범위에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스를 제공하는 단계, 잉크젯 카트리지 타입에 대응되는 하나 이상의 지속 시간 또는 지속 시간 범위를 선택하는 단계, 및 식별된 잉크젯 카트리지 타입의 잉크 유동 칼럼에 선택된 하나 이상의 지속 시간 또는 지속 시간 범위 동안 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
38. 제 25 항에 있어서, 상이한 복수의 잉크 타입의 식별에 대한 데이터 및 각각의 잉크 타입에 대응되는 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스를 제공하는 단계, 잉크 타입에 대응되는 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위를 선택하는 단계, 및 식별된 잉크 타입을 사용하는 프린트헤드의 잉크 유동 칼럼에 선택된 하나 이상의 진동수 또는 진동수 범위의 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
39. 제 25 항에 있어서, 상이한 복수의 잉크 타입의 식별에 대한 데이터 및 각각의 잉크 타입에 대응되는 하나 이상의 진폭 또는 진폭 범위에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스를 제공하는 단계, 잉크 타입에 대응되는 하나 이상의 진폭 또는 진폭 범위를 선택하는 단계, 및 식별된 잉크 타입을 사용하는 프린트헤드의 잉크 유동 칼럼에 선택된 하나 이상의 진폭 또는 진폭 범위의 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
40. 제 25 항에 있어서, 상이한 복수의 잉크 타입의 식별에 대한 데이터 및 각각의 잉크 타입에 대응되는 하나 이상의 지속 시간 또는 지속 시간 범위에 대한 데이터를 포함하고 있는 데이터베이스를 제공하는 단계, 잉크 타입에 대응되는 하나 이상의 지속 시간 또는 지속 시간 범위를 선택하는 단계, 및 식별된 잉크 타입을 사용하는 프린트헤드의 잉크 유동 칼럼에 선택된 하나 이상의 지속 시간 또는 지속 시간 범위 동안 진동 에너지를 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
41. 제 25 항에 있어서, 프린팅 명령에 응답하여 하나 이상의 노즐을 통해 잉크 액적이 분사되고 있는지의 여부를 검출하는 하나 이상의 센서를 제공하는 단계, 프린팅 명령에 응답하여 노즐을 통해 하나 이상의 잉크 액적이 분사되지 않을 때 컨트롤러에 신호를 전달하는 단계, 및 센서에 의해 전송된 신호에 응답하여 복수의 노즐 각각의 잉크 유동 칼럼의 적어도 일부분을 진동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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