KR20110051269A - 효율적인 잉크젯 노즐 조립체 - Google Patents

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KR20110051269A
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Abstract

잉크젯 노즐 조립체에 있어서, 잉크를 수용하기 위한 것으로, 노즐 개구와 잉크 주입구를 갖는 노즐 챔버; 상기 조립체의 일단에 위치되고 구동회로에 접속되는 한 쌍의 전기접점; 및 상기 노즐 개구를 통해 잉크를 분사하기 위한 서멀 벤드 액츄에이터를 포함하고, 상기 액츄에이터는, 상기 한 쌍의 전기접점에 접속되어 상기 전기접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로를 형성하는 능동빔; 및 상기 능동빔에 융착되는 수동빔으로서, 전류가 능동빔을 통해 지나갈 때, 수동빔에 대하여 상기 능동빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 굽혀지도록 한 수동빔; 을 포함하며, 상기 액츄에이터는 액츄에이터의 굽힘 동안에 상기 잉크 속에 정압을 발생시키는 작동면을 구비하고 상기 작동면은 800제곱 마이크론 미만의 면적을 갖는 잉크젯 노즐 조립체가 제공되어 있다.

Description

효율적인 잉크젯 노즐 조립체{EFFICIENT INKJET NOZZLE ASSEMBLY}
본 발명은 잉크젯 노즐 조립체에 관한 것으로, 주로 서멀 벤드(thermal bend)로 작동되는 잉크젯 노즐의 효율을 개선하기 위해 개발된 것이다.
본 출원인은 서멀 벤드 액츄에이션(thermal bend actuation)을 사용하는 다수의 MEMS 잉크젯 노즐에 대해서 앞서 설명하였다. 서멀 벤드 액츄에이션은 일반적으로 어떤 하나의 재료에 대하여 전류가 통과하는 다른 재료의 열 팽창에 의해 발생되는 굽힘 운동(bend movement)을 말한다. 결과적으로 발생하는 굽힘 운동은 노즐 챔버(nozzle chamber) 내에서 압력파(pressure wave)을 일으키는, 패들(paddle) 또는 베인(vane)의 운동을 선택적으로 거쳐 노즐 개구로부터 잉크를 분사하는데 사용될 수 있다.
몇 가지 대표적인 유형의 서멀 벤드 잉크젯 노즐은 위에 열거한 특허들 또는 특허출원들에 예시되어 있고, 상기 특허들 또는 특허출원들의 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 출원인의 미국특허 제6,416,167호는 노즐 챔버 내에 위치된 패들과 노즐 챔버의 외부에 위치된 서멀 벤드 액츄에이터를 갖는 잉크젯 노즐에 대하여 기술하고 있다. 이 액츄에이터는 비도전성 재료(non-conductive material, 예를 들면, 이산화실리콘)의 상부 수동빔(upper passive beam)에 융착된(fused) 도전성 재료(예를 들면, 질화티타늄)의 하부 능동빔(lower active beam)의 형태를 취한다. 상기 액츄에이터는 노즐 챔버의 벽에 형성된 슬롯(slot)을 통하여 수용되는 아암(arm)을 거쳐 패들에 연결된다. 전류가 하부 능동빔을 통과할 때, 액츄에이터는 위쪽으로 구부려지고, 패들은 노즐 챔버의 천정부(roof)에 형성된 노즐 개구를 향하여 움직이고, 이에 의해 잉크 액적(ink droplet)이 분사된다. 이러한 디자인은, 구성이 간소화된다는 이점이 있다. 이러한 설계구조의 단점은, 패들의 양쪽 면이 노즐 챔버 내부의 비교적 점성이 있는 잉크에 역작용한다는 것이다.
본 출원인의 미국특허 제6,260,953호는, 액츄에이터가 노즐 챔버의 이동식 천정부(moving roof portion)를 형성하는 잉크젯 노즐에 대하여 기술하고 있다. 이 액츄에이터는 폴리머 재료에 의해 밀봉된 도전성 재료의 사행(蛇行)형 코어(serpentine core)의 형태를 취한다. 작동시에, 액츄에이터는 노즐 챔버의 바닥을 향하여 구부려져, 챔버 내의 압력을 증가시키고 챔버의 천정부에 형성된 노즐 개구로부터 잉크 액적을 밀어낸다. 노즐 개구는 천정부의 비이동부(non-moving portion)에 형성된다. 이러한 디자인의 이점은, 이동식 천정부의 한쪽 면만이 노즐 챔버 내부의 비교적 점성을 갖는 잉크에 역작용한다는 것이다. 이러한 디자인의 단점은, 폴리머 재료에 의해 밀봉된 사행형 도전성 소자(element)로 액츄에이터를 형성하는 것이 MEMS 제조 프로세스에서 달성하기가 어렵다는 것이다.
본 출원인의 미국특허 제6,623,101호는 내부에 노즐 개구가 형성된 이동식 천정부를 갖는 노즐 챔버를 포함하는 잉크젯 노즐에 대하여 기술하고 있다. 이동식 천정부는 노즐 챔버의 외부에 위치된 서멀 벤드 액츄에이터에 아암을 거쳐 연결되어 있다. 이 액츄에이터는, 하부 수동빔과 이격된 상부 능동빔의 형태를 취한다. 능동빔과 수동빔을 이격함으로써, 수동빔이 능동빔에 대한 히트 싱크(heat sink)로서 작용할 수 없기 때문에 서멀 벤드 효율이 최대화된다. 전류가 상부 능동빔을 통과할 때, 내부에 형성된 노즐 개구를 갖는 이동식 천정부는 노즐 챔버의 바닥을 향하여 회전하게 되고, 이에 의해 노즐 개구를 통하여 분사된다. 노즐 개구가 천정부와 함께 이동하므로, 잉크 액적의 비행방향(flight direction)은 노즐 가장자리(rim)의 적절한 형상 변경에 의해 제어될 수 있다. 이러한 디자인의 이점은, 이동식 천정부의 한쪽 면만이 노즐 챔버 내부의 비교적 점성을 갖는 잉크에 역작용한다는 것이다. 또 다른 이점은, 능동빔과 수동빔 부재들을 이격함으로써 열손실이 최소라는 것이다. 이러한 디자인의 단점은, 능동빔과 수동빔 부재들을 이격할 때 구조적 강성이 부족하다는 것이다.
지금까지는, 노즐 개구로부터 소정 부피의 잉크 액적을 분사하기 위해 벤드 액츄에이터에 의해 작동되는 유형의 잉크젯 노즐이 필요한 잉크 부피를 변위(diaplace)시키도록 요구되었음을 이해하였다. 그러므로, 잉크젯 노즐 디자인은 일정한 에너지 입력을 위해 주로 서멀 벤드 액츄에이터의 최대 변위를 제공하는 것에 초점을 맞추었다.
그래서, 서멀 벤드 액츄에이터의 벤드 작동 효율을 개선할 필요가 있는 반면, 잉크젯 프린트헤드의 노즐을 고밀도로 팩킹(denser packing)함과 함께 잉크 액적 분사 특성을 최적화시킬 필요가 있다.
발명의 요약
제1 형태에 있어서, 본 발명은 잉크젯 노즐 조립체에 있어서,
잉크를 수용하기 위한 것으로, 노즐 개구와 잉크 주입구를 갖는 노즐 챔버;
상기 조립체의 일단에 위치되고 구동회로에 접속되는 한 쌍의 전기접점; 및
상기 노즐 개구를 통해 잉크를 분사하기 위한 서멀 벤드 액츄에이터를 포함하고, 상기 액츄에이터는,
상기 전기접점에 접속되어 상기 전기접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로(bent current flow path)를 형성하는 능동빔(active beam); 및
상기 능동빔에 융착(fuse)되는 수동빔(passive beam)으로서, 전류가 능동빔을 통해 지나갈 때, 수동빔에 대하여 상기 능동빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 굽혀지도록 한 수동빔; 을 포함하며,
상기 액츄에이터는 액츄에이터의 굽힘 동안에 상기 잉크 속에 정압(positive pressure)을 발생시키는 작동면(working face)을 구비하고 상기 작동면은 800제곱 마이크론(square micron) 미만의 면적을 갖는 잉크젯 노즐 조립체가 제공되어 있다.
선택적으로, 상기 작동면은 600제곱 마이크론 미만의 면적을 갖는다.
선택적으로, 상기 작동면은 상기 수동빔의 일면(a face)에 의해 형성되어 있다.
선택적으로, 적어도 2.5m/s의 피크 액츄에이터 속도를 제공하도록 구성되어 있다.
선택적으로, 상기 구동회로는 작동펄스(actuation pulse)를 상기 능동빔에 전달하도록 구성되어 있고, 각 작동펄스는 200nJ 미만의 에너지를 상기 능동빔에 전달한다.
선택적으로, 상기 구동회로는 작동펄스를 상기 능동빔에 전달하도록 구성되어 있고, 각 작동펄스는 0.2 마이크로초(microsecond) 미만의 펄스폭을 갖는다.
선택적으로, 상기 능동빔과 수동빔 각각은 50마이크론 미만의 길이를 갖는다.
선택적으로, 상기 능동빔과 수동빔 각각은 15마이크론 미만의 폭을 갖는다.
선택적으로, 상기 능동빔과 수동빔은 적어도 1.5마이크론의 결합두께를 갖는다.
선택적으로, 상기 능동빔은 제1 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제1 아암(arm), 제2 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제2 아암 및 상기 제1 및 제2 아암을 연결하는 연결부재를 포함한다.
선택적으로, 상기 제1 및 제2 아암 각각은 5마이크론 미만의 폭을 갖는 각각의 저항가열소자를 포함한다.
선택적으로, 상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 아암의 말단부를 상호연결하며, 상기 말단부는 상기 한 쌍의 전기접점에 대해 먼쪽이다.
선택적으로, 상기 능동빔은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 바나듐-알루미늄 합금으로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어진다.
선택적으로, 상기 수동빔은 이산화실리콘, 질화실리콘 및 실리콘 산화질화물로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어진다.
선택적으로, 상기 노즐 챔버는 바닥부(floor)와, 이동부(moving portion)를 갖는 천정부(roof)를 포함함으로써, 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 이동부가 상기 바닥부를 향하여 이동한다.
선택적으로, 상기 이동부는 상기 액츄에이터를 포함한다.
선택적으로, 상기 노즐 개구는 상기 이동부에 형성됨으로써, 상기 노즐 개구가 상기 바닥부에 대해 이동 가능하다.
선택적으로, 상기 잉크젯 노즐 조립체는 1500제곱 마이크론 미만의 풋프린트 면적(footprint area)을 갖는다.
다른 형태에 있어서, 본 발명은 다수의 노즐 조립체를 포함하는 잉크젯 프린트헤드에 있어서, 각각의 노즐 조립체는,
잉크를 수용하기 위한 것으로, 노즐 개구와 잉크 주입구를 갖는 노즐 챔버;
상기 조립체의 일단에 위치되고 구동회로에 접속되는 한 쌍의 전기접점; 및
상기 노즐 개구를 통해 잉크를 분사하기 위한 서멀 벤드 액츄에이터를 포함하고, 상기 액츄에이터는,
상기 전기접점에 접속되어 상기 전기접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로를 형성하는 능동빔; 및
상기 능동빔에 융착되는 수동빔으로서, 전류가 능동빔을 통해 지나갈 때, 수동빔에 대하여 상기 능동빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 굽혀지도록 한 수동빔; 을 포함하며,
상기 액츄에이터는 액츄에이터의 굽힘 동안에 상기 잉크 속에 정압(positive pressure)을 발생시키는 작동면을 구비하고 상기 작동면은 800제곱 마이크론 미만의 면적을 갖는 잉크젯 프린트헤드가 제공되어 있다.
제2 형태에 있어서, 본 발명은 다수의 노즐 조립체를 갖되, 각각의 노즐 조립체가 잉크를 수용하기 위한 것으로, 노즐 개구와 잉크 주입구를 갖는 노즐 챔버와, 액츄에이터의 굽힘 동안에 잉크 속에 정압을 발생시킴으로써 상기 노즐 개구로부터 잉크 액적을 분사하기 위한 벤드 액츄에이터를 포함하는 프린트헤드;
상기 잉크를 상기 프린트헤드에 공급하기 위한 잉크공급시스템; 및
상기 프린트헤드에 공급된 잉크의 정수압(hydrostatic pressure)을 변화시키는 수단; 을 포함하고,
상기 잉크 정수압을 증가시킴으로써, 상기 분사된 잉크 액적의 부피를 증가시키며 상기 잉크 정수압을 감소시킴으로써, 상기 분사된 잉크 액적의 부피를 감소시키는 잉크젯 프린터가 제공되어 있다.
선택적으로, 상기 분사된 잉크 액적의 부피는 최소의 액적 부피에 대해 적어도 100% 만큼 증가되어도 좋다.
선택적으로, 프린트헤드 페이스(printhead face)는 소수성 층(hydrophobic layer)에 의해 형성된다.
선택적으로, 상기 소수성 층은 PDMS 층이다.
선택적으로, 상기 소수성 층은 상대적으로 친수성 노즐 플레이트(hydrophilic nozzle plate) 상에 증착된다.
선택적으로, 잉크의 메니스커스(meniscus)는 친수성/친수성 인터페이스에서 각 노즐 개구를 가로질러 고정(pin)된다.
선택적으로, 각 노즐 조립체는 상기 벤드 액츄에이터에 작동펄스를 전달하기 위한 구동회로를 포함한다.
선택적으로, 상기 구동회로는, 각 작동펄스가 상기 액츄에이터에 200nJ 미만의 에너지를 전달하도록 구성되어 있다.
선택적으로, 상기 벤드 액츄에이터는 한 쌍의 전기접점에 연결된 능동빔; 및 사기 능동빔과 기계적으로 상호작동하는 수동빔; 을 포함함으로써, 전류가 상기 능동빔을 통해 지나갈 때, 수동빔에 대하여 상기 능동빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 굽혀진다.
선택적으로, 각 노즐 조립체는 그 일단에 위치된 상기 한 쌍의 전기접점을 포함하고, 상기 능동빔은 상기 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로를 형성하도록 상기 전기접점들로부터 떨어져 길이방향으로 뻗어 있다.
선택적으로, 상기 능동빔은 상기 수동빔에 융착되어 있다.
선택적으로, 상기 능동빔은 제1 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제1 아암, 제2 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제2 아암 및 상기 제1 및 제2 아암을 연결하는 연결부재를 포함한다.
선택적으로, 상기 제1 및 제2 아암 각각은 각각의 저항가열소자를 포함한다.
선택적으로, 상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 아암의 말단부를 상호연결하며, 상기 말단부는 상기 한 쌍의 전기접점에 대해 먼쪽이다.
선택적으로, 상기 능동빔은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 바나듐-알루미늄 합금으로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어진다.
선택적으로, 상기 수동빔은 이산화실리콘, 질화실리콘 및 실리콘 산화질화물로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어진다.
선택적으로, 상기 노즐 챔버는 바닥부와, 이동부를 갖는 천정부를 포함함으로써, 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 이동부가 상기 바닥부를 향하여 이동한다.
선택적으로, 상기 이동부는 상기 액츄에이터를 포함한다.
선택적으로, 상기 노즐 개구는 상기 이동부에 형성됨으로써, 상기 노즐 개구가 상기 바닥부에 대해 이동 가능하다.
또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 소정 부피의 잉크 액적을 분사하도록 프린트헤드를 구성하는 방법에 있어서,
(i) 다수의 노즐 조립체를 갖되, 각각의 노즐 조립체가 잉크를 수용하기 위한 것으로, 소정 치수의 노즐 개구를 갖는 노즐 챔버와, 액츄에이터의 굽힘 동안에 잉크 속에 정압을 발생시킴으로써 상기 노즐 개구로부터 잉크 액적을 분사하기 위한 벤드 액츄에이터를 포함하는 프린트헤드를 제공하는 단계;
(ii) 상기 프린트헤드에 공급된 잉크의 정수압을 변화시킴으로써, 분사된 잉크 액적의 부피를 변화시키는 단계;
(iii) 상기 소정 부피에 대응하는 최적의 잉크 정수압을 결정하는 단계; 및
(iv) 상기 최적의 잉크 정수압에서 상기 프린트헤드에 잉크를 공급하도록 잉크공급시스템을 구성하는 단계; 를 포함하는 프린트헤드의 구성방법이 제공되어 있다.
제3 형태에 있어서, 본 발명은 1∼2.5 pL 범위의 부피를 갖는 잉크 액적을 분사하도록 구성된 잉크젯 프린터에 있어서,
다수의 노즐 조립체를 갖되, 각각의 노즐 조립체가 잉크를 수용하기 위한 것으로, 4∼12마이크론 범위의 최대 치수를 갖는 노즐 개구와 잉크 주입구를 갖는 노즐 챔버와, 액츄에이터의 굽힘 동안에 잉크 속에 정압을 발생시킴으로써 상기 노즐 개구로부터 잉크 액적을 분사하기 위한 벤드 액츄에이터를 포함하는 프린트헤드; 및
상기 잉크를 1∼300mm H2Ｏ 범위의 양(+)의 정수압에서 상기 프린트헤드에 공급하기 위한 잉크공급시스템; 을 포함하는 잉크젯 프린터가 제공되어 있다.
선택적으로, 상기 노즐 개구는 6∼10마이크론 범위의 최대 치수를 갖는다.
선택적으로, 상기 잉크공급시스템은 상기 잉크를 5∼200mm H2Ｏ 범위의 양의 정수압에서 상기 프린트헤드에 공급하도록 구성되어 있다.
선택적으로, 상기 정수압은, 상기 프린트헤드가 프라이밍(priming)될 때 상기 노즐 개구에서 볼록한 메니스커스(convex meniscus)를 제공한다.
선택적으로, 프리트헤드 페이스는 소수성 층에 의해 형성된다.
선택적으로, 상기 소수성 층은 PDMS층이다.
선택적으로, 상기 소수성 층은 상대적으로 친수성의 노즐플레이트 상에 증착된다.
선택적으로, 잉크의 메니스커스는 친수성/친수성 인터페이스에서 각각의 노즐 개구를 가로질러 고정된다.
선택적으로, 각각의 노즐 조립체는 상기 벤드 액츄에이터에 작동펄스를 전달하기 위한 구동회로를 포함한다.
선택적으로, 상기 구동회로는, 각각의 작동펄스가 상기 액츄에이터에 200nJ 미만의 에너지를 전달하도록 구성되어 있다.
선택적으로, 상기 벤드 액츄에이터는 한 쌍의 전기접점에 접속되는 능동빔; 및 상기 능동빔과 상호작동하는 수동빔으로서, 전류가 능동빔을 통해 지나갈 때, 수동빔에 대하여 상기 능동빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 굽혀지도록 한 수동빔; 을 포함한다.
선택적으로, 각각의 노즐 조립체는 그 일단부에 위치된 상기 한 쌍의 전기접점을 포함하고, 상기 능동빔은 상기 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로를 형성하기 위해 상기 전기접점들과 떨어져 길이방향으로 뻗어 있다.
선택적으로, 상기 능동빔은 상기 수동빔에 융착되어 있다.
선택적으로, 상기 능동빔은 제1 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제1 아암, 제2 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제2 아암 및 상기 제1 및 제2 아암을 연결하는 연결부재를 포함한다.
선택적으로, 상기 제1 및 제2 아암 각각은 각각의 저항가열소자를 포함한다.
선택적으로, 상기 능동빔은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 바나듐-알루미늄 합금으로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어진다.
선택적으로, 상기 수동빔은 이산화실리콘, 질화실리콘 및 실리콘 산화질화물로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어진다.
선택적으로, 상기 노즐 챔버는 바닥부와, 이동부를 갖는 천정부를 포함함으로써, 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 이동부가 상기 바닥부를 향하여 이동한다.
선택적으로, 상기 이동부는 상기 액츄에이터를 포함한다.
선택적으로, 상기 노즐 개구는 상기 이동부에 형성됨으로써, 상기 노즐 개구가 상기 바닥부에 대해 이동 가능하다.
도 1은 부분적으로 제조된(partially-fabricated) 잉크젯 노즐 조립체의 절결 사시도이다.
도 2는 마지막 제조 단계의 완성 후의 도 1에 도시한 잉크젯 노즐 조립체의 절결 사시도이다.
도 3a는 음(-)의 정수압에서 잉크가 공급된 임의적인 프린트헤드를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 양의 정수압에서 잉크가 공급된 임의적인 프린트헤드를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 음의 정수압에서 잉크가 프라이밍된 잉크젯 노즐 조립체를 도시한 도면이다.
도 5는 양의 정수압에서 잉크가 프라이밍된 잉크젯 노즐 조립체를 도시한 도면이다.
도 6은 변화하는 정수압에서 잉크를 공급하도록 구성된 잉크공급시스템을 갖는 잉크젯 프린터를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 단지 예로서 설명한다.
도 1 및 도 2는 2가지 다른 제조단계에서의 노즐 조립체(100)를 도시한 것이다. 이 노즐 조립체는, 본 출원인이 2007년 6월 15일자에 출원하여 그 내용이 본 명세서에 참조에 의해 포함되는 본 출원인의 초기의 미국특허출원 제11/763,440호에 기술된 노즐 조립체의 구성과 유사하다.
도 1은 능동빔층(active beam layer) 및 수동빔층(passive beam layer)의 구조를 예시하기 위해 부분적으로 형성된 노즐 조립체를 나타낸 것이다. 따라서, 도 1을 참조하면, CMOS실리콘 기판(102) 상에 형성된 노즐 조립체(100)가 도시되어 있다. 노즐 챔버는 기판(102)으로부터 이격된 천정부(104)와 천정부로부터 기판(102)까지 뻗은 측벽(106)에 의해 형성된다. 상기 천정부(104)는 이동부(108)와 고정부(110)로 이루어지며 그 사이에는 틈(109)이 형성된다. 노즐 개구(112)는 잉크분사를 위해 이동부(108) 안에 형성된다.
이동부(108)는 하부 수동빔(116)에 융착된 상부 능동빔(114)의 형태로 한 쌍의 외팔보 빔을 갖는 서멀 벤드 액츄에이터를 포함한다. 하부 수동빔(116)은 천정의 이동부(108) 범위를 규정한다. 상부 능동빔(114)은 각각의 전기접점(118A, 118B)으로부터 길이방향으로 뻗은 한 쌍의 아암(114A,114B)을 포함한다. 아암(114A, 114B)은 연결부재(115)에 의해 그들의 말단부에서 연결된다. 연결부재(115)는 이 접합구역(join region) 주위에서 도전성을 좋게 하는 티타늄 도전 패드(titanium conductive pad)(117)을 포함한다. 따라서, 능동빔(114)은 전기접점(118A, 118B) 사이에서 굴곡되거나 구불구불한 도전 통로를 형성한다.
전기접점(118A, 118B)은 노즐 조립체의 일단에서 서로 근접하여 위치하고, 각각의 연결지주(connector post)(119)를 통해 기판(102)의 금속CMOS층(120)에 연결된다. CMOS층(120)은 벤드 액츄에이터의 작동을 위한 필수 구동회로를 포함한다.
수동빔(116)은 전형적으로, 이산화실리콘, 질화실리콘 등과 같은 어떤 전기적 절연재나 단열재로 이루어진다. 열탄성(thermoelastic) 능동빔(114)은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 알루미늄 합금과 같은 어떤 적절한 열탄성재로 이루어질 수 있다. 본 출원인이 2006년 12월 4일자에 출원한 동시계류 중의 미국출원 제11/607,976호에서 설명한 것처럼(대리인 문서 No.IJ70US), 높은 열팽창성, 낮은 밀도, 높은 영률(Young's modulus)인 유리한 속성을 갖추기 때문에, 바나듐-알루미늄 합금은 선호되는 재료이다.
도 2를 참조하면, 일련의 제조단계에서 완성된 노즐 조립체(100)가 도시되어 있다. 도 2에서의 노즐 조립체는 노즐 챔버(122)와 노즐 챔버로 잉크를 공급하기 위한 잉크 주입구(124)를 갖는다. 또한, 프린트헤드를 위한 단단한 노즐플레이트의 부분을 형성하는 천정부(104)는 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 폴리머재(polymeric material)(126)층으로 덮혀 있다. 폴리머층(126)은 벤드 액츄에이터의 보호, 천정부(104)(및 프린트헤드 페이스)의 수소화(hydrophobizing) 및 갭(109)을 위한 기계적인 실(seal)을 제공하는 것을 포함하는 다양한 기능을 갖는다. 폴리머층(126)은 노즐 개구(112)를 통한 잉크분사와 작동을 가능하게 하는 충분히 낮은 영률을 갖는다. 그 기능과 제조를 포함하는 폴리머층(126)의 더욱 구체적인 설명은 예를 들면, 2007년 11월 29일자에 출원된 미국특허출원 No.11/946,840호에서 찾을 수 있다.
노즐 챔버(122)로부터 잉크 액적의 분사가 요구될 때는, 전류가 전기접점(118)들 사이에서 능동빔(114)을 통해 흐른다. 능동빔(114)은 전류에 의해 빨리 가열되어 수동빔(116)에 대하여 팽창함으로써, 이동부(108)가 고정부(110)에 대하여 기판(102)을 향해 아래로 구부려진다. 이러한 움직임은, 결과적으로, 노즐 챔버(122)의 내부 압력을 급속히 높임으로써 노즐 개구(112)로부터 잉크분사가 일어나게 한다. 전류의 흐름이 멈추면, 이동부(108)는 도 1 및 도 2에 나타낸 것처럼, 정지위치로 되돌아가게 되어, 다음 분사의 준비를 위해서 유입구(124)에서 노즐 챔버(122)로 잉크를 빨아들인다.
도 1 및 도2에 나타낸 노즐 설계에서, 벤드 액츄에이터가 각 노즐 조립체(100)의 이동부(108)의 적어도 일부를 형성하는 것이 유리하다. 이것은 이동부(108)의 한쪽 면(one face)(즉, 하부 "작동면(working face)")만이 비교적 점성을 갖는 잉크에 대해 역작용을 해야만 하므로, 더 높은 분사효율을 제공할 뿐만 아니라, 노즐 조립체(100)의 전체적인 설계와 제조를 단순화시킨다. 그에 비해, 액츄에이터의 양쪽 면이 챔버 내부의 잉크에 역작용을 해야 하므로, 노즐 챔버(122)의 내부에 위치하는 액츄에이터 패들을 갖는 노즐 조립체는 덜 효율적이다.
그러나, 여전히 벤드 액츄에이터의 전체적인 효율을 개선할 필요성이 있다. 본 발명에 따라, 서멀 벤드 액츄에이터의 작동면은 800제곱 마이크론 미만의 면적을 갖는다. 선택적으로, 이 작동면은 700제곱 마이크론 미만 또는 600제곱 마이크론 미만의 면적을 갖는다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 서멀 벤드 액츄에이터의 작동면은 대개는 수동빔(116)의 하부면(내측면)에 의해 형성되는데, 노즐 챔버(122) 내에 들어있는 잉크에 대해 역작용을 한다.
서멀 벤드 액츄에이터의 작동면의 면적 감소는 서멀 벤드 액츄에이터의 이전의 설계로부터 상당히 벗어남을 보여준다. 지금까지는, 필요한 잉크 부피의 변위량(displacement)이 노즐 개구로부터 잉크 액적 분사를 제어하는 주요한 요인임을 알았다. 따라서, 허용가능한 잉크 액적 분사속도(예를 들면, 5-15m/s)에서 1-2pL의 전형적인 잉크 액적 부피를 달성하기 위해서, 이전에는 적어도 1500제곱 마이크론의 면적을 갖는 작동면의 변위량이 요구됨을 알았다. 잉크 액적 분사 특성을 개선하려는 노력으로 이전에는 액츄에이터 변위량을 최대화하는데 초점을 맞추었는데, 이 변위량은 대체로 액츄에이터를 길게 하여 그 작동면의 면적을 증대시킴으로써 달성된다. 그러나, 본 출원인이 실험을 통해 예상과 반대로 굽힘 작동 중에 액츄에이터의 피크속도(peak velocity)가 허용가능한 잉크 액적 속도와 잉크 액적 부피에 대하여 최적의 잉크 액적 분사를 제공함에 있어서 더욱 중요한 요인임을 알았다.
충분한 피크 액츄에이터 속도가 달성된다는 가정하에서, 작동면의 비교적 낮은 표면적 조차도 우수한 잉크 액적 분사가 이루어진다. 충분히 높은 피크 액츄에이터 속도는 전형적으로는 적어도 약 2.5m/s이다.
피크 액츄에이터 속도는 작동 중에 능동빔을 급속히 가열하는 방법에 따라 조절하여도 좋다. 2008년 5월 5일자에 출원된 본 출원인의 미국특허출원 제12/114,826호(그 내용은 본 명세서에 참조에 의해 포함됨)에서 설명한 바와 같이, 능동빔의 급속한 가열은 0.2마이크로초 미만(예를 들면, 0.1마이크로초)의 비교적 짧은 작동펄스 및/또는 비교적 낮은 단면적(예를 들면, 10제곱 마이크론 미만 또는 5제곱 마이크론 미만)을 갖는 가열소자를 포함하는 능동빔에 의해 달성될 수도 있다. 전형적으로는, 각각의 가열소자는 5마이크론 미만의 폭을 갖는다.
그러나, 피크 액츄에이터 속도는 또한 작동면의 면적이 더 낮을 때 잉크에 대해 역작용하는 일이 더 적기 때문에 작동면의 면적의 함수이기도 하다. 본 발명에서는, 작동면이 200∼800제곱 마이크론, 또는 250∼700제곱 마이크론 또는 300∼650제곱 마이크론의 면적을 가질 때 최적의 잉크 액적 분사 특성이 달성됨을 알았다. 이러한 작동면이 적어도 2.5m/s의 피크속도로 변위될 때, 허용가능한 잉크 액적 속도는 전형적으로 6-12m/s 또는 8-10m/s이다.
상기한 것으로부터, 본 발명이 서멀 벤드 액츄에이터를 포함하는 잉크젯 노즐 조립체에서 작동면 면적의 상당한 감소를 보임을 알 수 있다. 따라서, 각각의 잉크젯 노즐 조립체의 풋프린트 면적이 감소될 수 있어, 잉크젯 프린트헤드에 대해 노즐의 밀집 배치(denser packing)를 가능하게 한다. 전형적으로는, 본 발명에 따른 프린트헤드에서의 각각의 노즐 조립체의 풋프린트 면적은 1200제곱 마이크론 미만, 또는 1000제곱 마이크론 미만, 또는 800제곱 마이크론 미만이다.
보다 구체적으로는, 작동면의 면적은 60마이크론 미만 또는 50마이크론 미만의 길이를 갖는 서멀 벤드 액츄에이터에 의해 감소될 수도 있다. 액츄에이터의 길이를 감소시키면, 액츄에이터의 강성이 굽힘 방향으로 증대되어, 액츄에이터의 전체적인 효율이 더 개선된다. 굽힘 방향으로의 액츄에이터의 강성은 또한 액츄에이터의 전체 두께에 의해 제어되기도 한다. 선택적으로, 벤드 액츄에이터는 적어도 1.3마이크론 또는 적어도 1.5마이크론의 두께를 갖는다.
더구나, 작동면의 면적은 20마이크론 미만 또는 15마이크론 미만의 폭을 갖는 서멀 벤드 액츄에이터에 의해 감소될 수도 있다. 액츄에이터의 폭을 감소시키면, 더 많은 수의 노즐이 1열의 노즐에 끼워질 수도 있으므로 노즐 프린트헤드에 대한 노즐 배치 밀도(packing density)의 증가시 가장 큰 효과를 갖는다.
결국, 본 발명은 우수한 잉크 액적 효율성과 우수한 잉크 액적 특성과 함께 높은 노즐 배치밀도를 달성할 수 있다. 예를 들면, 약 0.1마이크로초의 펄스폭으로 전달될 때 적어도 2.5m/s의 피크 액츄에이터 속도를 발생시키기 위해서는 200nJ 미만의 입력 에너지면 충분하다. 이에 의해 잉크 액적 분사속도는 8-10m/s로 된다.
또한, 분사된 잉크 액적은 충분할 정도로 형성되며, 놀랍게도 위성 액적(satellite droplet)을 거의 또는 전혀 갖지 않는다. 위성 액적은 잉크젯 인쇄에 있어서 잘 알려져 있으며 분사된 액적의 끝부분이 파열되어 주 잉크 액적으로부터 떨어지는 미세한 위성 액적으로 생긴다. 위성 액적은 문제가 있고 잠재적으로 전체적인 인쇄품질에 영향을 끼친다. 본 발명에 의하면 적어도 2.5m/s의 비교적 높은 피크 액츄에이터 속도가 많은 위성 액적을 감소시키는 역할을 함을 이해할 수 있다. 대개는, 위성 액적은 높은 액적 분사속도와 연관되지만, 본 발명은 놀랍게도 적어도 7m/s, 적어도 8m/s 또는 적어도 9m/s의 비교적 높은 액적 분사속도에서조차 위성 액적이 거의 없음을 보였다.
요약하면, 비교적 큰 작동면 면적과 조합하여 액츄에이터의 피크 변위량은 액적 분사 특성의 제어시에 피크 액츄에이터 속도보다 훨씬 중요하지도 않은 요인인 것으로 보이며, 작동면의 면적을 최소화함으로써, 일정한 입력 에너지에 대해 더 큰 피크 액츄에이터 속도가 달성될 수 있다.
잉크 압력을 이용한 액적 크기의 제어
대부분의 잉크젯 프린터는 음의 잉크 정수압에서 작동한다. 이는 주로 특히 인쇄 중지시에 프린트헤드 페이스를 가로질러 잉크 범람(ink flooding)을 제어할 수 없을 정도로 회피하기 위한 것이다. 더구나, 잉크의 메니스커스가 표면장력에 의해 노즐 개구를 가로질러 고정될 때, 볼록한 메니스커스에 대향하는 것 같은 오목한 메니스커스를 갖는 것이 바람직하다. 이는, 오목한 메니스커스가 소규모 범람(microflooding)을 일으키는 프린트헤드 페이스 상의 미립자에 의해 쉽게 파열되기 때문이다. 도 4a는 음의 잉크 정수압에 의해 오목한 메니스커스(202)를 갖는 전형적인 잉크젯 노즐(200)을 도시한 것이고, 도 4b는 양의 잉크 정수압에 의해 오목한 메니스커스(204)를 갖는 동일한 잉크젯 노즐을 도시한 것이다.
잉크젯 프린트헤드에 있어서 잉크 정수압을 제어하기 위한 다양한 수단이 알려져 있다. 적절하게 구성된 잉크공급시스템은 필요로 하는 잉크압에서 잉크를 전달할 수 있고 다른 많은 형태의 잉크공급시스템이 알려져 있다. 예를 들면, 프린트헤드에 대한 잉크 저장부의 위치는 매우 간단한 형태의 압력 제어부를 제공할 수 있는데, 프린트헤드(205) 위에 위치되는 잉크 저장부(206)는 양의 잉크 정수압을 제공하며(도 4b 참조), 프린트헤드(205) 아래에 위치되는 잉크 저장부(206)는 음의 잉크 정수압을 제공한다(도 4a 참조). 프린트헤드에 있어서 잉크 정수압을 제어하기 위한 다른 수단은 해당 분야의 숙련자의 영역 범위에 있을 것이며, 특정한 압력제어수단의 상세한 사항은 본 발명과 밀접한 관련이 없다.
상술한 바와 같이, 본 출원인은 소수성 표면을 갖는 잉크젯 프린트헤드를 개발하였다. 이는 대표적으로 PDMS층(126)이며, 이 층은 프린트헤드 제조의 최종 단계에서 노즐 천정부(104) 위에 증착된 것이다(예를 들면, 본 출원인이 2007년 11월 29일자에 출원한 미국특허출원 제11/946,840호 참조). 노즐 챔버의 천정부(104)가 일반적으로 소수성이며 이산화실리콘 또는 질화실리콘으로 형성되므로, 잉크의 메니스커스는 천정부 층(104)과 PDMS층(126) 사이에 형성되는 친수성/소수성 인터페이스에서 노즐 개구(112)를 가로질러 고정된다. 도 5는 상술한 노즐장치(100) 내에 음의 잉크 정수압을 갖는 잉크의 오목한 메니스커스(150)를 도시한 것이다.
미국특허출원 제11/946,840호에서 설명한 바와 같이, 소수성 PDMS층(126)은 프린트헤드 페이스 범람을 최소화는데 도움을 준다. 따라서, PDMS층(126)은 이러한 프린트헤드 페이스 범람의 높은 위험성이 없이 볼록한 메니스커스의 생성을 가능하게 한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 볼록한 메니스커스(151)는 PDMS층(126)의 두께에 기인하고 또한 그 메니스커스(151)가 친수성/소수성 인터페이스에서 고정된다는 사실에 기인하여 프린트헤드 페이스(PDMS층의 외부면(128)에 의해 형성됨)로부터 돌출하지 않는다. PDMS층(126)은 어떠한 미립자로부터 메니스커스를 효과적으로 차단하는 반면, 프린트헤드 페이스 범람을 최소화하는 에너지 장벽으로서도 작용한다. 즉, 잉크는 모세관 작용에 의해 소수성 PDMS층(126) 위로 이동하는 최소의 경향을 갖고 친수성/소수성 인터페이스에서 고정된 채로 있는 것이 효과적으로 더 유리함을 알 수 있다.
따라서, PDMS층(126)은 음(-)으로 가압되는 잉크 공급량과 조합하여 이용되는 노즐 조립체(100)를 구속하지 않는다. 음의 잉크 정수압을 구속하는 일 없이, 본 출원인은 실험을 통해 볼록한 메니스커스(151)를 갖는 양의 잉크 정수압이 놀랍게도 본 명세서에서 설명한 굽힘 작동식(bend actuated) 노즐 조립체(100)에서 매우 다른 액적 분사 특성을 보임을 알았다.
놀랍게도 관찰된 것은, 일정한 크기의 노즐 개구(112)에 대하여, 양의 잉크 정수압이 음의 잉크 정수압으로 잉크를 공급하는 동일한 노즐 개구보다 크기와 부피가 큰 상태로 분사되는 잉크 액적을 제공한다는 것이다. 지금까지는, 잉크 액적 부피를 제어하는 주 요인이 노즐 개구(112)의 직경임을 알았다. 대표적으로, 분사되는 잉크 액적은, 그 액적이 분사하는 노즐 개구와 같은 직경을 갖는 것으로 예측되고 있다. 그래서, 대표적으로는 직경이 12 마이크론인 노즐 개구가 약 0.9pL의 잉크 액적(일부 적용분야에서는 매우 작을 수도 있음)을 분사한다. 대표적으로, 14마이크론의 노즐 개구는 약 1.4pL의 잉크 액적(대부분의 잉크젯 분야에서는 허용가능한 액적 부피인 것으로 고려됨)을 분사한다. 일반적으로, 1-2.5pL 또는 1-2pL 범위의 액적 부피가 허용가능한 액적 부피인 것으로 고려된다.
그러나, 분사되는 잉크 액적은, 음의 잉크 정수압을 갖는 도 5의 노즐 조립체에 비교하여, 양의 잉크 정수압을 갖는 도 6의 노즐 조립체로부터 분사하였을 때 부피의 1.5배, 2배 또는 3배까지 더 크다는 것이 관찰되었다.
결과적으로, 굽힘 작동식 노즐(100)을 갖는 프린트헤드는 잉크공급시스템에 의해 제공되는 잉크 정수압에 따라 다르게 설계되거나 다르게 작동되어도 좋다. 예를 들면, 필요로 하는 액적 부피에 대하여, 노즐 개구는, 많이 사용하는 음의 정수압과 비교하였을 때, 양의 잉크 정수압이 사용되는 경우에 더 작게 만들어질 수도 있다. 이는, 더 작은 크기의 노즐 개구에 의해 프린트헤드 상에 노즐의 밀집 배치를 가능하게 한다. 대표적으로, 양의 정수압은 1∼300nmH2Ｏ의 범위, 선택적으로는 5∼200nmH2Ｏ의 범위, 또는 선택적으로는 10∼100nmH2Ｏ의 범위일 수 있다. 이러한 양의 잉크압에 따라, 노즐 개구는 4∼12마이크론, 또는 선택적으로는 5∼11마이크론, 또는 선택적으로는 6∼10마이크론의 범위에서 최대 치수를 가질 수 있고, 여전히 허용가능한 액적 부피를 달성할 수 있다. 원형의 노즐 개구의 경우, 최대 치수는 그 직경이며, 타원형의 노즐 개구의 경우, 최대 치수는 그 주축의 길이이다.
또한, 프린트헤드는 잉크공급시스템에 의해 제공되는 정수압을 변화시킴으로써 다르게 작동될 수도 있다. 일부 프린트헤드 적용분야(예를 들면, 완전한 흑색 텍스트 인쇄)는 양의 정수압을 작동시킴으로써 더 큰 액적 부피를 필요로 할 수도 있다. 더 큰 액적 부피는 1페이지 위에 많은 잉크를 뿌려 광학밀도를 최대화시키는데, 이는 표준 사무용 용지에 흑색 텍스트를 인쇄할 때 특히 바람직하다. 대안적으로, 일부 프린트헤드 적용분야(예를 들면, 사진 인쇄)는 보다 낮은(예를 들면, 음(-)) 잉크 정수압에서 작동시킴으로써 보다 작은 액적 부피를 필요로 할 수도 있다. 보다 작은 액적 부피는 보다 높은 인쇄 해상도를 달성할 수 있는데, 이는 사진 인쇄 분야의 경우 특히 바람직하다.
노즐 디자인을 기본적으로 변경시키지 않고 액적 부피를 변화시키는 능력은 잉크젯 인쇄에 있어서 상당한 결과를 가져온다. 잉크젯 인쇄의 목표는 각각 광학밀도 또는 사진 품질에 대해 절충함이 없이 완전한 흑색 텍스트 및/또는 사진을 인쇄할 수 있는 소호 프린터(SOHO printer)를 제공하는 것이다. 마찬가지로, 다른 형태의 용지에 인쇄하기 위해 액적 부피를 최적화하는 능력은 잉크젯 프린터 기술에 있어 상당한 개발을 가져다준다.
예를 들면, 도 4a와 도 4b는 임의의 프린트헤드(205)와 잉크공급시스템을 포함하는 것으로, 프린트헤드에 대해 잉크 저장부(206)의 높이를 변경함으로써 다른 잉크 정수압을 전달할 수 있는 프린터를 개략적으로 도시한 것이다. 물론, 잉크공급시스템을 통하여 잉크 정수압을 변화시키는 더 정교한 수단은 해당 분야의 숙련자에게 아주 명백할 것이다. 예를 들면, 도 7에 도시한 바와 같이, 잉크 저장부(206) 내의 헤드스페이스(headspace)(211)와 연통하는 가역 공기펌프(210) 및 그 공기펌프에 피드백 신호(214)를 제공하는 잉크압력센서(212)를 사용하여도 좋다.
물론, 본 발명은 단지 예를 들어 설명하였으며, 구체적인 변경은 첨부하는 청구범위에 정의되는 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 잉크젯 노즐 조립체에 있어서,
    잉크를 수용하기 위한 것으로, 노즐 개구와 잉크 주입구를 갖는 노즐 챔버;
    상기 조립체의 일단에 위치되고 구동회로에 접속되는 한 쌍의 전기접점; 및
    상기 노즐 개구를 통해 잉크를 분사하기 위한 서멀 벤드 액츄에이터를 포함하고, 상기 액츄에이터는,
    상기 한 쌍의 전기접점에 접속되어 상기 전기접점으로부터 길이방향으로 뻗고, 전기접점들 사이에 굽은 전류 흐름 통로(bent current flow path)를 형성하는 능동빔(active beam); 및
    상기 능동빔에 융착(fuse)되는 수동빔(passive beam)으로서, 전류가 능동빔을 통해 지나갈 때, 수동빔에 대하여 상기 능동빔이 가열되어 팽창하여 결과적으로 액츄에이터가 굽혀지도록 한 수동빔; 을 포함하며,
    상기 액츄에이터는 액츄에이터의 굽힘 동안에 상기 잉크 속에 정압(positive pressure)을 발생시키는 작동면(working face)을 구비하고 상기 작동면은 800제곱 마이크론(square micron) 미만의 면적을 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 작동면은 600제곱 마이크론 미만의 면적을 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 작동면은 상기 수동빔의 일면(a face)에 의해 형성되어 있는 잉크젯 노즐 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 2.5m/s의 피크 액츄에이터 속도를 제공하도록 구성되어 있는 잉크젯 노즐 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동회로는 작동펄스(actuation pulse)를 상기 능동빔에 전달하도록 구성되어 있고, 각 작동펄스는 200nJ 미만의 에너지를 상기 능동빔에 전달하는 잉크젯 노즐 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동회로는 작동펄스를 상기 능동빔에 전달하도록 구성되어 있고, 각 작동펄스는 0.2마이크로초(microsecond) 미만의 펄스폭을 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 능동빔과 수동빔 각각은 50마이크론 미만의 길이를 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 능동빔과 수동빔 각각은 15마이크론 미만의 폭을 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 능동빔과 수동빔은 적어도 1.5마이크론의 결합두께를 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 능동빔은 제1 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제1 아암, 제2 접점으로부터 길이방향으로 뻗는 제2 아암 및 상기 제1 및 제2 아암을 연결하는 연결부재를 포함하는 잉크젯 노즐 조립체.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 아암 각각은 5마이크론 미만의 폭을 갖는 각각의 저항가열소자를 포함하는 잉크젯 노즐 조립체.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 연결부재는 상기 제1 및 제2 아암의 말단부를 상호연결하며, 상기 말단부는 상기 한 쌍의 전기접점에 대해 먼쪽인 잉크젯 노즐 조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 능동빔은 질화티타늄, 질화티타늄알루미늄 및 바나듐-알루미늄 합금으로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어지는 잉크젯 노즐 조립체.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 수동빔은 이산화실리콘, 질화실리콘 및 실리콘 산화질화물로 이루어지는 군에서 선택된 재료로 이루어지는 잉크젯 노즐 조립체.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 챔버는 바닥부(floor)와, 이동부(moving portion)를 갖는 천정부(roof)를 포함함으로써, 상기 액츄에이터의 작동에 의해 상기 이동부가 상기 바닥부를 향하여 이동하는 잉크젯 노즐 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 액츄에이터를 포함하는 잉크젯 노즐 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 노즐 개구는 상기 이동부에 형성됨으로써, 상기 노즐 개구가 상기 바닥부에 대해 이동 가능한 잉크젯 노즐 조립체.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 노즐 조립체는 1500제곱 마이크론 미만의 풋프린트 면적(footprint area)을 갖는 잉크젯 노즐 조립체.
  19. 제1항에 따른 다수의 노즐 조립체를 포함하는 잉크젯 프린트헤드.
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