KR20120107922A

KR20120107922A - 토출 조립체의 위치결정

Info

Publication number: KR20120107922A
Application number: KR1020127002716A
Authority: KR
Inventors: 프레더릭 에이치. 주니어 아미돈; 데이비드 에이. 브래디; 마르크 케이. 토르레이
Original assignee: 후지필름 디마틱스, 인크.
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2012-10-04
Also published as: JP2012532047A; WO2011002747A2; US8517508B2; EP2448763B1; JP5638609B2; EP2448763A2; US20110001780A1; WO2011002747A3; EP2448763A4; CN102481796A; CN102481796B

Abstract

특히, 일 양태에서, 장치는 프레임 상에 제 1 및 제 2 토출 조립체를 장착할 수 있도록 하는 특징부를 포함한다. 상기 특징부는 제 1 및 제 2 정렬 데이텀과 개구를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 정렬 데이텀은, 장착될 때, 당해 제 1 및 제 2 토출 조립체의 각각의 위치를 설정하기 위해 상기 프레임에 대해 미리 고정되고, 이에 따라, 상기 토출 조립체중 하나의 길이를 따른 노즐들의 적어도 일부가 상기 토출 조립체중 다른 하나의 길이를 따른 노즐들 중 적어도 일부에 대해 미리 결정된 오프셋을 가지며, 상기 개구는 상기 제 1 및 제 2 토출 조립체의 길이를 따라 모든 노즐들을 노출하여 기판 상에 유체를 토출할 수 있도록 한다.

Description

토출 조립체의 위치결정 {POSITIONING JETTING ASSEMBLIES}

본 출원은 토출 조립체의 위치결정에 관한 것이다.

잉크 젯 프린터는 대응하는 펌핑 챔버에 연결된 노즐로부터 각각 잉크를 토출할 수 있는 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체를 포함할 수 있다. 챔버로부터의 잉크 토출은 펌핑 챔버에 인접한 압전 액츄에이터에 의해 격발될 수 있다. 고해상도를 가진 이미지를 정밀하게 인쇄하기 위해, 상기 토출 조립체들은 서로에 대해 그리고 잉크 젯 프린터에 대해 고정밀도로 프린터에 위치될 필요가 있다.

일 양태에서, 장치는 프레임 상에 제 1 및 제 2 토출 조립체를 장착할 수 있도록 하는 특징부를 포함한다. 상기 특징부는 제 1 및 제 2 정렬 데이텀과 개구를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 정렬 데이텀은, 장착될 때, 당해 제 1 및 제 2 토출 조립체의 각각의 위치를 설정하기 위해 상기 프레임에 대해 미리 고정되고, 이에 따라, 상기 토출 조립체중 하나의 길이를 따른 노즐들의 적어도 일부가 상기 토출 조립체중 다른 하나의 길이를 따른 노즐들 중 적어도 일부에 대해 미리 결정된 오프셋을 가지며, 상기 개구는 상기 제 1 및 제 2 토출 조립체의 길이를 따라 모든 노즐들을 노출시켜 기판 상에 유체를 토출할 수 있도록 한다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 특징부는 상기 토출 조립체들을 위한 하나 이상의 패스너를 포함한다. 상기 패스너는 상기 장치에 당해 패스너를 고정하는 피스(piece)와, 상기 토출 조립체들에 대해 힘을 가하는 탄성 피스를 포함한다. 상기 패스너는 나사를 포함한다. 상기 탄성 피스는 스프링을 포함한다. 상기 패스너는 상기 토출 조립체들에 대해 토크를 가하지 않는다. 상기 프레임은 테프론-니켈 코팅으로 피복된다. 상기 코팅은 테프론과 니켈의 균질한 혼합물을 포함한다. 상기 코팅은 약 2 마이크론 내지 약 8 마이크론의 두께를 갖는다. 또한, 상기 특징부는 상기 제 1 또는 제 2 정렬 데이텀에 대응하는 하나 이상의 플렉셔(flexure)를 포함한다. 상기 특징부는 또한, 상기 토출 조립체들의 길이에 대해 수직한 방향을 따라 상기 토출 조립체들의 각각의 위치를 설정하기 위한 추가적인 정렬 데이텀들을 포함한다.

다른 양태에서, 장치는 토출 방향으로 기판 상에 토출 조립체의 노즐로부터 유체를 토출할 수 있도록 상기 토출 조립체를 장착하기 위한 지지체와, 상기 지지체의 정밀 표면의 적어도 한 지점에 대해 상기 토출 조립체를 견고하게 고정하기 위해 상기 토출 방향으로 상기 토출 조립체에 힘을 가하는 패스너를 포함하며, 상기 패스너는 상기 토출 방향으로 놓인 축을 중심으로 상기 지지체에 대한 상기 토출 조립체의 적어도 일부분의 무토크(torque-free) 운동을 허용한다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 패스너는 당해 패스너의 일단과 상기 토출 조립체 사이에 위치된 탄성 요소를 포함한다. 상기 탄성 요소는 상기 토출 조립체에 접촉하는 상기 패스너의 유일한 부분이다. 상기 패스너는 상기 지지체에 고정하기 위한 나선형 나사산을 포함한다. 상기 탄성 요소는 상기 토출 조립체에 약 2 파운드 내지 약 10 파운드의 힘을 가한다. 상기 탄성 요소는 상기 토출 조립체에 약 5 파운드의 힘을 가한다.

다른 양태에서, 장치는 노즐로부터 유체를 토출할 수 있도록 토출 조립체를 장착하기 위한 지지체로서, 상기 토출 조립체의 일단에 정렬 데이텀을 포함하는 지지체와, 상기 지지체와 상기 토출 조립체의 제 2 단부 사이에 탄성 시트 금속 플렉셔를 포함하며, 상기 플렉셔는 상기 정렬 데이텀을 향해 상기 토출 조립체의 길이를 따라 힘을 가하기 위해 절곡부의 자유단에 연결된 고정단을 갖는다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 플렉셔는 약 200 lb/inch 내지 600 lb/inch의 스프링 상수를 갖는다. 상기 플렉셔는 상기 토출 조립체에 약 5 파운드 내지 약 20 파운드의 힘을 가한다. 상기 자유단은 상기 토출 조립체에 접촉하는 추가적인 절곡부를 포함한다. 상기 자유단은 상기 추가적인 절곡부를 지나 말단을 포함하고, 상기 말단은 상기 토출 조립체의 위치와 반대인 방향으로 연장한다. 상기 말단은 상기 지지체 상의 정지면에 의해 정지될 수 있다. 상기 자유단의 말단은 상기 지지체 상의 정지면으로부터 약 600 마이크론 내지 약 1000 마이크론에 있다. 상기 추가적인 절곡부는 상기 고정단의 표면으로부터 약 3.0 mm 내지 약 3.3 mm에 있다.

다른 양태에서, 장치는 유체를 토출하는 토출 지지체를 장착하기 위한 금속 지지체 본체와, 상기 금속 지지체 본체 상에 위치되며, 열적으로 그리고 전기적으로 전도성이 있고, 상기 유체에 대해 화학적으로 저항성이 있는 코팅을 포함한다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 테프론, 니켈, 크롬 니켈 질화물, 또는 이들 중 2개 또는 그보다 많은 조합을 포함한다. 상기 코팅은 니켈과 테프론의 균질한 혼합물을 포함한다. 상기 코팅은 약 2 마이크론 내지 10 마이크론의 두께를 갖는다. 상기 코팅의 표면은 0.35 미만의 마찰 계수를 갖는다.

다른 양태에서, 장치는 토출 조립체를 위한 지지체와, 토출 조립체를 포함하고, 상기 지지체는 정렬 데이텀을 포함한다. 상기 토출 조립체는 유체를 토출하는 노즐들의 어레이와, 상기 정렬 데이텀과 접촉하는 하나 이상의 정밀 표면을 가진 베젤(bezel)을 포함하며, 상기 정밀 표면은 상기 유체에 대해 화학적으로 저항성이 있는 코팅을 포함한다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 이형제를 포함한다. 상기 정밀 표면은 그라파이트 층의 표면이다. 상기 베젤은 상기 지지체에 상기 토출 조립체를 고정하기 위해 패스너가 통과할 수 있는 홀을 포함한다. 상기 홀은 나사산이 없으며, 상기 패스너와 접촉하지 않는다.

다른 양태에서, 방법은 제 1 토출 조립체의 길이를 따라 지지체의 미리 고정된 제 1 정렬 데이텀에 대하여 상기 제 1 토출 조립체의 일단에 힘을 가하는 단계; 및 제 2 토출 조립체의 길이를 따라 지지체의 미리 고정된 제 2 정렬 데이텀에 대하여 상기 제 2 토출 조립체의 일단에 힘을 가하는 단계로서, 이에 따라, 상기 제 1 토출 조립체의 적어도 일부의 토출 노즐이 상기 제 2 토출 조립체의 대응하는 토출 노즐에 대해 미리 결정된 구성으로 오프셋되며, 상기 제 1 토출 조립체는 상기 제 2 토출 조립체와 직접 접촉하게 되는 단계를 포함한다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 토출 조립체의 대응하는 토출 노즐 간의 오프셋이 상기 제 1 및 제 2 정렬 데이텀을 조절하지 않고 얻어진다. 상기 제 1 토출 조립체의 길이를 따른 상기 제 1 토출 조립체의 타단이 제 1 플렉셔에 대해 가압하고, 상기 제 2 토출 조립체의 길이를 따른 상기 제 2 토출 조립체의 타단이 제 2 플렉셔에 대해 가압한다. 상기 방법은 상기 제 1 및 제 2 정렬 데이텀에 대해 상기 제 1 및 제 2 토출 조립체를 고정하는 단계를 더 포함한다.

다른 양태에서, 방법은 토출 조립체의 토출 노즐이 노출되어 토출 방향으로 기판 상에 상기 노즐로부터 유체를 토출할 수 있도록, 상기 토출 조립체를 장착하기 위한 금속 지지체를 형성하는 단계와, 열적으로 그리고 전기적으로 전도성이 있고, 상기 잉크에 대해 화학적으로 저항성이 있는 코팅을 상기 지지체에 도포하는 단계를 포함한다. 상기 코팅은 테프론과 니켈의 균질한 혼합물을 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 장치는 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체를 구비할 수 있는 프레임을 장착하기 위해 지지체에 형성된 개구와, 상기 프레임의 여러 표면에 제 1 힘과 제 2 힘을 가하기 위해 상기 개구에 대해 대각선으로 배열된 제 1 탄성 요소와 제 2 탄성 요소를 포함하고, 상기 제 1 스프링력은 상기 지지체 상에 장착되는 상기 프레임의 회전이 가능하도록 하기 위해 상기 2 스프링력의 방향에 대해 반대 방향이다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 장치는 상기 제 1 탄성 요소에 대응하는 제 1 정렬 데이텀과, 상기 제 2 탄성 요소에 대응하는 조절가능한 제 2 정렬 데이텀을 포함한다. 상기 제 2 정렬 데이텀은 상기 제 1 힘의 방향을 따라 이동가능하다. 상기 제 2 정렬 데이텀은 테이퍼 콘(tapered cone)의 표면 상에 접촉점을 포함한다. 또한, 상기 장치는 상기 프레임의 선형 조절을 위해 상기 개구의 대향 단부들에 위치된 정렬 특징부를 포함한다. 상기 정렬 특징부는 스프링 플런저를 포함한다. 또한, 상기 장치는 상기 지지체에 대해 상기 프레임을 고정하기 위한 고정 특징부를 포함한다. 상기 고정 특징부는 스프링 플런저 또는 스프링을 포함한다. 상기 고정은 상기 프레임에 토크를 유도하지 않고 이루어진다. 또한, 상기 장치는 상기 지지체의 동일한 단부에 위치된 제 1 조절 기구와 제 2 조절 기구를 포함하며, 상기 제 1 조절 기구는 상기 프레임의 위치를 선형적으로 조절할 수 있고, 상기 제 2 조절 기구는 상기 프레임을 회전시킬 수 있다. 상기 지지체는 추가적인 프레임을 장착하기 위한 추가적인 개구들을 더 형성한다.

다른 양태에서, 장치는 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체를 구비할 수 있는 프레임을 장착하기 위해 지지체에 형성된 개구, 및 토출 방향에 대한 상기 프레임의 각도와 상기 프레임의 선형 위치를 모두 조절하기 위해 상기 지지체의 일측으로부터 접근가능한 기구를 포함한다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 기구는 조절 나사를 포함한다. 상기 기구는 테이퍼 콘의 표면 상에서 접촉점을 조절하기 위한 나사를 포함한다. 또한, 상기 장치는 하나 또는 그보다 많은 개구와, 하나 또는 그보다 많은 대응하는 기구를 포함하고, 모든 기구들은 하나의 공용 단부로부터 모든 개구까지 접근가능하다.

다른 양태에서, 방법은 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체를 구비할 수 있는 프레임을 지지체 상에 안착시키는 단계로서, 상기 프레임은 조절 기구의 정렬 특징부와 접촉하며, 상기 정렬 특징부 중 하나 이상은 상기 토출 조립체들의 노즐 어레이에 대해 평행한 방향과 관련되고, 상기 정렬 특징부 중 적어도 다른 하나는 상기 평행한 방향에 대해 수직한 방향과 관련되는 단계와, 상기 평행한 방향에 따라 상기 프레임의 위치를 선형적으로 조절하기 위해, 그리고 상기 평행 및 수직 방향에 대한 상기 프레임의 각도 배향을 조절하기 위해, 상기 지지체의 에지로부터 상기 조절 기구에 접근하는 단계를 포함한다.

상기 정렬 특징부 중 적어도 다른 하나는 상기 프레임에 대해 대각선으로 배열된 탄성 요소들을 포함할 수 있다.

다른 양태에서, 장치는 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체를 구비할 수 있는 프레임을 지지체에 장착하기 위해 상기 지지체에 형성된 개구와, 상기 프레임의 에지와 접촉하게 되는 표면을 가진 테이퍼 콘을 포함하고, 상기 테이퍼 콘은 제 1 방향을 따라 선형적으로 이동가능하며, 상기 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향을 따라 상기 프레임의 에지를 이동시킬 수 있다.

실시예들은 하기의 특징부 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 테이퍼 콘의 표면과 상기 프레임의 에지는 점접촉한다. 상기 제 2 방향을 따른 상기 프레임의 에지의 운동은 상기 프레임의 회전을 유도한다.

다른 양태에서, 방법은 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체를 구비할 수 있으며 당해 프레임에 부착된 테이퍼 콘의 표면과 접촉하는 에지를 가진 프레임을 지지체에 삽입하는 단계와, 상기 테이퍼 콘의 선형 위치를 제 1 방향에 대해 수직한 제 2 방향을 따라 조절함으로써, 상기 프레임의 에지를 상기 제 1 방향을 따라 이동시키는 단계를 포함한다. 상기 프레임의 에지와 상기 표면이 점접촉할 수 있다.

여타의 양태 및 특징부, 그리고 그들의 조합을 방법, 장치, 시스템, 기능을 실시하기 위한 수단, 및 다른 방식 등으로 표현할 수 있다.

다른 특징부와 장점들이 하기의 상세한 설명과 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.

도 1은 토출 모듈의 사시도이고,
도 2는 토출 모듈의 저면도이며,
도 3은 모듈 프레임의 일부를 도시한 평면도이고,
도 4 및 도 5는 모듈 프레임의 부분들을 도시한 2개의 사시도이며,
도 6은 플렉셔(flexure)의 사시도이고,
도 7 내지 도 9는 토출 조립체의 부분들을 각각 도시한 사시도 및 평면도이며,
도 10은 패스너의 측면도이고,
도 11은 프레임의 평면도이며,
도 12 내지 도 14는 (축척에 따라 도시되지 않은) 노즐 및 펌핑 챔버 어레이를 개략적으로 도시한 측면도이고,
도 15는 (축척에 따라 도시되지 않은) 토출 모듈의 개략적 저면도이며,
도 16, 도 17 및 도 19는 프린트바의 개략적인 평면도이고,
도 18은 프린트바의 개략적인 사시도이다.

도 1에 도시된 하나 또는 그보다 많은 토출 모듈(10)(도 1에는 오직 1개의 모듈만 도시됨)은 z방향을 따라 토출 모듈(10)에 인접하게(예컨대, 수직으로 아래에) 놓인 기판(16) 상에 이미지(14)를 인쇄하기 위해 프린터(미도시)의 프린트바(12) 위에 위치될 수 있다. 상기 토출 모듈(10)은 프레임(22) 상에 서로에 대해 y방향을 따라 인접하여 평행하게 그리고 약간 오프셋으로 정밀하게 위치된 2개의 토출 조립체(18,20)를 포함한다. 상기 토출 모듈(10)은 각각의 토출 조립체(18,20)가 단독으로 인쇄할 때의 해상도보다 더 높은 해상도로 고정밀의 인쇄를 할 수 있다. 각각의 토출 조립체(18,20)는 펌핑 챔버를 커버하는 압전 소자(미도시)에 의해 작동되는 하나 또는 그보다 많은 펌핑 챔버(24)의 어레이(예컨대, 평행한 열들)를 포함한다. 상기 압전 소자는 집적 회로(26)로부터의 신호에 의해 활성화될 수 있으며, 이미지(14)를 형성하기 위하여, 대응하는 펌핑 챔버(24)가 잉크 공급원(미도시)으로부터 잉크 입구(28,30)에 수용된 잉크를 하나 또는 그보다 많은 대응하는 노즐(도 2 참조)을 통해 기판(16) 상에 토출하도록 한다.

도 2에 도시된 예에서, 토출 조립체(18,20)의 공면(共面)의 바닥면(32,34)은 y방향을 따라 균일하게 이격된 노즐(36,38)의 어레이(예컨대, 1열)를 각각 포함한다(노즐 사이의 공간은 축척에 따라 도시되지 않음). 각각의 노즐은 대응하는 펌핑 챔버(24)(도 1 참조)의 일단에 연결되며, 펌핑 챔버로부터 펌핑된 잉크를 수용하여 기판(16)에 전달한다. 각각의 어레이(36,38)는 거리(d)에 기초하여 어레이 방향(y방향)을 따라 미리 결정된 해상도(인치당 도트수 또는 dpi)로 인쇄할 수 있으며, 상기 에레이에서 각각의 노즐은 상기 거리(d)만큼 이웃한 노즐(들)로부터 이격되어 있다. 예를 들어, 거리(d)는 약 0.0025인치 내지 약 0.02인치의 범위일 수 있으며, 토출 조립체(18,20)는 약 50 dpi 내지 약 400 dpi로 인쇄할 수 있다. 각각의 토출 조립체(18,20)는 약 128개 내지 약 512개의 노즐을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 노즐 어레이(36)의 노즐(36a)이 노즐 어레이(38)의 대응하는 노즐(38a)에 대해 d/2의 오프셋 거리(40)만큼 오프셋되도록, 상기 토출 조립체(18,20)는 위치된다. 이 오프셋 때문에, 상기 토출 모듈(10)은 각각의 토출 조립체(18,20)가 단독으로 인쇄하는 해상도의 2정도의 더 높은 해상도로 y방향을 따라 효과적으로 인쇄할 수 있다. 예를 들면, 상기 토출 모듈(10)은 약 100 dpi 내지 약 800 dpi로 인쇄할 수 있으며, 약 64.5 mm 내지 약 129 mm의 인쇄 범위(R)를 담당할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 상기 모듈의 프레임(22)은 미리결정된 정밀도의 정렬 데이텀(datums)(42,44,66,70)과 플렉셔(46,48,68,72)를 갖는다. 정렬 데이텀은 상기 2개의 토출 조립체(18,20)의 베젤(bezel)(58,60,61)(토출 조립체(18)의 다른 베젤은 도 1에 도시되지 않음) 상의 정렬 표면(도 1에는 참조번호가 부여되지 않음, 예컨대, 도 8의 표면(148,150,152)을 참조할 것)과 상호작용함으로써, 토출 조립체(18,20)가 프레임(22) 상에 장착될 때, 상기 플렉셔는 상기 2개의 토출 조립체의 베젤의 내력 표면(force bearing surfaces)에 대해 정렬력(alignment forces)(91,93,95,97)(힘의 방향을 단지 개략적으로 도시함)을 가하게 된다. 상기 토출 조립체가 매우 정밀하게 정렬 및 위치되므로, 토출 모듈(10)은 도 2와 관련하여 설명한 소정의 해상도로 매우 정밀하게 인쇄하도록 자동적으로 구성된다. 모듈 프레임(22) 및 토출 조립체 베젤의 구조과, 정렬 데이텀 및 정렬 표면이 형성되고 위치되는 정밀도 때문에, 토출 모듈(10)과 연관된 소정의 정밀도 및 해상도를 구현하기 위해 각각의 토출 조립체(18,20)에 대한 추가의 위치 조절 또는 시험이 필요하지 않다. 따라서, 상기 노즐의 에레이는 x방향에서 ±15 마이크론 또는 그 미만, y방향에서 ±15 마이크론 또는 그 미만, 및 z방향에서 ±65 마이크론 또는 그 미만, 또는 ±35 마이크론 또는 그 미만의 정밀도로 위치될 수 있다.

모듈 프레임(22)은 토출 조립체의 유형, 크기, dpi, 정렬 정밀도와 같은 의도된 변수값에 기초하여 정밀하게 설계 및 제조된다. 특히, 토출 조립체는 3개의 모든 방향(x,y,z)을 따라 프레임에 대해, 그리고 서로에 대해 정밀하게 위치된다. y방향에 대해 수직하며 x방향을 따라, 플렉셔(68,72)는 (도 8의 내력 표면(148,150,152)중 하나 또는 그 이상을 통해) 힘(95,97)을 이용하여 토출 조립체(18,20)를 서로에 대해 그리고 대응하는 정렬 데이텀(66,70)에 대해 밀어낸다. 모듈에 조립될 때, 토출 조립체(18,20)는 그들의 각각의 베젤, 예컨대, 베젤(58,61)(도 1 참조)의 표면(150,152)에서만 서로 접촉함으로써, 상기 베젤 표면들만 x방향을 따른 2개의 토출 조립체의 상대적인 위치결정에 영향을 미친다.

y방향을 따라, 플렉셔(46,48)는 정렬 데이텀(42,44)에 대하여 토출 조립체(18,20)에 힘(91,93)을 가한다. 도 2에 도시된 오프셋 거리(40)는 정렬 데이텀(42,44)과 플렉셔(46,48)의 디자인에 의해 제공된다(이하에서 설명함). z방향을 따라, 토출 조립체(18,20)의 바닥면(32,34)(도 2 참조)은 실질적으로 동일한 평면내에 있다. 일부 실시예에서, 바닥면(32,34)은 토출 방향(z)을 따라 서로로부터 120 마이크론, 100 마이크론, 80 마이크론, 60 마이크론, 40 마이크론, 20 마이크론 미만, 또는 심지어 그보다 적게 이격되어 있다.

도 1의 토출 모듈(10)은 용이하게 조립될 수 있다. 먼저, 프레임(22)의 개구(62)(도 2 참조)를 통해 노즐 어레이가 노출되도록, 정렬 데이텀(44)과 플렉셔(46) 사이의 공간으로 z방향을 따라 토출 조립체(20)가 장전, 예컨대, 스프링 장전(spring loaded)된다. 삽입된 토출 조립체(20)는 당해 토출 조립체(20)의 베젤(58,60)의 바닥면(예컨대, 도 7의 표면(153) 참조)이 프레임(22)의 상부면(64)에 의해 정지될 때까지 하방으로 가압되며, 상기 토출 조립체(20)는 y방향을 따라 정렬 데이텀(44)과 플렉셔(46) 사이에 긴밀하게 위치된다. 예를 들어, 토출 조립체(20)가 z방향을 따라 튀어나오는 것을 방지하기 위해, 토출 조립체(20)를 프레임(20) 상에 고정하기 위한 패스너(54,56)가 사용될 수 있다.

토출 조립체(18)는 정렬 데이텀(44)과 플렉셔(46) 사이에 유사한 방식으로 장착될 수 있으며, 패스너(50,52)를 이용하여 프레임(22) 상에 고정될 수 있다. x방향을 따라, 2개의 토출 조립체(18,20)는 플렉셔(68,72)에 의해 정렬 데이텀(66,70)을 향하여 서로에 대해 긴밀하게 압축된다.

또한, 토출 모듈(10)은 분해와 유지보수가 용이하다. 예를 들면, 토출 조립체(18,20)중 하나가 고장이거나, 낡았거나, 유지보수 또는 교체가 필요하다면, 이는 설치 단계를 역으로 행함으로써 제거될 수 있으며, 원래의 정밀도 및 해상도에 도달하기 위해 특수한 정비 또는 추가적인 공구를 사용하지 않고 종래와 동일한 유형의 토출 조립체로 교체될 수 있다. 나머지 토출 조립체의 기능과 토출 모듈(10)의 성능은 이러한 교체에 의해 영향을 받지 않으며, 유지보수 비용이 저렴하게 유지될 수 있다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 프레임(22)은 정렬 데이텀(42,44,66,70)을 포함하도록 기계가공된 연속적인 금속(예를 들어, 알루미늄) 피스(74)일 수 있다. 2개의 플렉셔 지지체(78,80)가 프레임의 상부면(64)에 부착되어 그로부터 z방향으로 연장될 수 있다. 플렉셔 지지체(78)는 홀(84), 내부 나사산(미도시) 및 프레임의 대응하는 홀(82)을 통과하는 나사(미도시)에 의해 베이스에 장착된다. 마찬가지로, 플렉셔 지지체(80)는 홀(86), 내부 나사산(미도시) 및 프레임의 대응하는 홀(76)을 통과하는 나사에 의해 프레임(22)에 장착된다. 금속 피스(74)에 대한 x, y 및 z 방향을 따른 플렉셔 지지체(78,80)의 위치는, 예를 들어, 특히, 플렉셔 지지체(78,80)의 크기, 플렉셔 지지체에 부착되는 플렉셔, 장착되는 토출 조립체(18,20)의 구조, 정렬 데이텀(42,44,66,70)의 위치, 및 프레임의 상부면(64)의 구조에 기초하여 정밀하게 미리 결정된다. 일반적으로, 정렬 데이텀과 플렉셔 지지체의 위치는 전술한 토출 조립체(18,20)의 위치결정이 실현될 수 있는 한 자유롭게 선택될 수 있다.

정렬 데이텀(42,44,66,70)은 상부면(64)(도 1 참조)으로부터 연장된 기계 유닛(92,94,96)의 고정밀 표면일 수 있다. 상기 고정밀 표면은 평활하며, 낮은 마찰 계수를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 표면들은 기계가공 및 연마(polishing)될 수 있으며, 탄소, 알루미늄 또는 양극산화된 알루미늄과 같은 다른 재료에 비해, 또는 이들을 함유한 동일한 재료 표면에 비해, 약 0.5, 0.4, 0.3, 0.25, 0.2 또는 0.15 미만의 마찰 계수를 가질 수 있다. 상기 고정밀 표면들의 평활도(smoothness)는 프레임 상에서 토출 조립체의 정렬을 매우 정밀하게 만들뿐만 아니라, 토출 조립체 상의 각각의 정렬 표면과 프레임(22) 상의 대응하는 정렬 데이텀 사이의 계면에서 상대 운동이 이루어질 때 토출 조립체에 낮은 항력을 또한 제공한다. 이러한 운동은, 예를 들어, 온도 변화시 프레임 및 토출 조립체의 팽창 또는 수축에 의해 유발될 수 있다. 정렬 데이텀(66,70)이 y방향을 따라 정밀하게 정렬됨으로써, 토출 조립체가 x방향을 따라 정렬 데이텀(66,70)에 대해 가압될 때, 토출 조립체의 노즐 어레이는 y방향에 대해 정밀하게 평행하게 된다.

토출 조립체가 프레임 상에 장착될 때, 정렬 데이텀(42,44)은 대응하는 노즐(예를 들어, 노즐(36a,38a)) 사이에 x방향을 따라 소정의 오프셋 거리(예를 들어, 도 2의 d/2)를 제공한다. 도면에 도시된 예에서, 정렬 데이텀(44)은 상기 소정의 오프셋 거리(예를 들어, d/2)와 실질적으로 동일한 연장 거리(미도시)만큼 y방향을 따라 개구(64)를 향해 정렬 데이텀(42) 보다 더 연장된다. 예를 들어, 상기 소정의 오프셋 거리는, 예를 들어, 약 20 마이크론 내지 약 200 마이크론, 또는 약 50 마이크론 내지 약 150 마이크론, 예컨대, 127 마이크론일 수 있다. 정렬 데이텀(42,44)은 상기 연장 거리와 상기 소정의 오프셋 거리 간의 차이가 ±1 마이크론, ±2 마이크론 또는 ±5 마이크론 이내가 되도록 정밀하게 기계가공된다. 상기 상부면은 실질적으로 평활하며, 당해 상부면(64)과 접촉하는 베젤(예를 들어, 도 1의 베젤(58,60)) 내에 함유된 양극산화된 알루미늄과 같은 다른 재료, 또는 당해 상부면(64)에 함유된 동일한 재료에 비해, 약 0.35, 0.3, 0.25, 0.2 또는 0.15 미만의 마찰 계수를 가질 수 있다. 또한, 상부면(64)은 x-y평면 내에서 실질적으로 평탄하며, 토출 방향에 대해 수직하다. x-y평면에 대한 표면(64)의 기울기는 y방향에서 0.02°미만이고, x방향에서 0.05°미만이다. 또한, 상부면(64)은 z방향을 따라 토출 조립체를 정렬하기 위한 고정밀 표면이다.

또한, 상기 금속 피스(74)는 2쌍의 홀(85,86;88,90)을 포함하며, 이들은 각각 나선형 나사산(미도시)을 포함하고 표면(64) 상의 개구를 갖는다. 각각의 쌍에서 2개의 홀은 프레임의 개구(62)의 2개의 측면에 위치되고, 상기 2개의 홀의 중심은 y방향을 따라 정밀하게 정렬한다. 금속 피스(74) 상에서 홀(85,86,88,90)들의 위치가 정밀하게 미리결정되고 제조됨으로써, 토출 조립체(18,20)(도 1 참조)가 프레임(22) 상에 장착될 때, 당해 토출 조립체의 각각의 베젤(예를 들어, 베젤(58,60))의 홀이 z방향을 따라 상기 홀(85,86,88,90)들 중 하나와 정밀하게 정렬된다. y방향을 따라, 상기 정렬 데이텀(44,42)과 마찬가지로, 전술한 오프셋 거리를 제공하기 위해, 상기 연장된 정렬 데이텀(44)에 인접한 홀(88)은 다른 홀(85)의 중심보다 실질적으로 상기 소정의 오프셋 거리만큼 개구(62)를 향하여 더 연장된 중심을 갖는다.

y방향을 따른 각각의 쌍 내의 2개의 홀 간의 거리와 x방향을 따른 다른 쌍 내의 2개의 홀 간의 거리는 개별 토출 조립체와 그에 이웃한 토출 조립체의 베젤들의 홀간의 거리에 기초하여 정밀하게 미리 결정된다. 이러한 정밀도는, 토출 조립체들이 프레임(22)에 고정될 때, 각각의 토출 조립체 내에서, 및/또는 토출 조립체들 사이에서 장력 또는 다른 힘들을 용이하게 감소시킬 수 있도록 한다. 특히, y방향을 따른 2개의 홀(85,86 또는 88,90)들의 중심 간의 거리(D_y)는 프레임에 장착되는 토출 조립체의 2개의 베젤(58,60)(도 1 참조)들의 중심 간의 거리(D_b)와 실질적으로 동일할 수 있다. 사용되는 토출 조립체의 유형에 따라, 예를 들어, 거리(D_y)는 약 100 mm 내지 225 mm일 수 있다. 거리(D_y,D_b)들간의 차이는, 예를 들어, ±30 마이크론, ±40 마이크론, ±80 마이크론, 또는 ±125 마이크론 이내일 수 있다. x방향을 따른 2개의 홀(85,88 또는 86,90)들의 중심 간의 거리(D_x)는 이웃한 토출 조립체들의 2개의 베젤의 중심 간의 거리(D_a)와 실질적으로 동일하다. 예를 들어, 거리(D_x)는 약 6 mm, 약 8 mm, 약 10 mm 또는 약 12 mm일 수 있으며, 거리(D_x,D_a)들 간의 차이는, 예를 들어, ±30 마이크론, ±40 마이크론, ±80 마이크론, 또는 ±125 마이크론 이내일 수 있다. 일부 실시예에서, 거리(D_y와 D_b 또는 D_x와 D_a)들 간의 차이는 중요하지 않다(이하에서 구체적으로 설명함).

도 6을 참조하면, 플렉셔 지지체(78,80)(도 4 및 도 5 참조)에 고정되는 각각의 플렉셔(102)는 제 1 절곡점(106)과 제 2 절곡점(108)을 가진 기계가공된 금속 시트(104)를 포함할 수 있다. 금속 시트(104)는 홀(110)을 포함하며, 당해 지지체들의 홀(112,114,116,118)들 중 하나와 정렬되었을 때, 예를 들어, 상기 홀(110)에 나사를 결합함으로써, 플렉셔 지지체(78,80)에 고정될 수 있다. 플렉셔(102)가 모듈 프레임(도 3 참조)의 금속 피스(74)와 플렉셔 지지체(78,80)에 고정되었을 때, 홀(110)을 가진 비절곡부의 표면(132)은 플렉셔 지지체(78,80)의 대응하는 설정면(setting surface)(134,136,138,140)과 실질적으로 완전히 접촉한다. 제 1 절곡점(106)을 지난 금속 시트(104)의 절곡부(120)는 대응하는 정렬 데이텀(42,44,66,70)을 향하여 표면(132)에 대해 각도(α)만큼 절곡되어 있으며, 제 2 절곡점(106)을 지난 절곡부(122)는 플렉셔 지지체(78,80)의 대응하는 정지면(stopping surfaces)(124,126,128,130)을 향하여 절곡부(120)에 대해 각도(β)만큼 절곡되어 있다. 상기 플렉셔의 램프(ramp) 형상은 토출 조립체가 제 2 절곡점(108)에 대해 z방향을 따라 편리하게 가압 또는 인출되어 프레임(22) 상에 위치되거나 프레임으로부터 제거될 수 있도록 한다. 도 1에 위치된 토출 조립체(18,20)는 작은 접촉면으로 플렉셔(102)의 제 2 절곡점(108)에 각각 접촉한다. 접촉면들은 평활할 수 있으며, 접촉면 내에서 상대 운동이 있을 때, 토출 조립체에 작은 항력을 제공하도록 낮은 마찰 계수를 가질 수 있다. 접촉면은 약 0.125 내지 1.25 ㎟의 표면적을 가질 수 있고, 상기 표면적은 연마, 예를 들면, 전해 연마될 수 있다. 플렉셔와 토출 조립체 간의 작은 항력은, 예를 들어, 온도 변화시, 펌핑 챔버 또는 노즐을 간섭하지 않고 토출 조립체의 팽창 또는 수축을 가능하게 하며, 토출 모듈(10)에 의해 이루어지는 인쇄의 정밀도를 유지할 수 있도록 한다(이하에서 구체적으로 설명함).

제 1 절곡점(106)은 토출 조립체에 대해 스프링력을 가하여, 상기 토출 조립체를 정렬 데이텀(42,44)에 대해 긴밀하게 가압한다. 또한, 예를 들어, 온도 변화시, 토출 조립체가 팽창 또는 수축할 때, 대응하는 정렬 데이텀에 대한 토출 조립체의 긴밀한 연결을 유지하면서, 플렉셔(102)가 토출 조립체의 변화를 추종하도록, 상기 스프링력은 선택된다. 예를 들면, 토출 조립체가 위치되었을 때, 토출 조립체에 대한 스프링력은 약 5파운드 내지 약 20파운드이거나, 약 8파운드 내지 약 12파운드일 수 있다. 스프링력의 크기는 플렉셔(102)의 스프링 상수(k)에 의해 제어될 수 있으며, 상기 스프링 상수는 재료, 형상 또는 관련 변수, 예를 들어, 기계가공된 금속 시트(104)의 두께(t), 각도(α) 및 폭(w)을 선택함으로써 미리 선택될 수 있다. 상기 스프링 상수(k)는 약 200 lb/inch 내지 600 lb/inch, 또는 약 300 lb/inch 내지 600 lb/inch, 또는 약 400 lb/inch 내지 500 lb/inch, 예컨대, 450 lb/inch일 수 있다. 일부 실시예에서, 재료는 스테인레스강 또는 다른 적당한 금속 또는 플라스틱 재료일 수 있다. 또한, 상기 재료는 소정의 평활도 또는 다른 전기적, 열적 및/또는 기계적 특성을 제공하기 위해 하나 또는 그보다 많은 피막으로 코팅될 수 있다. y 방향으로 제 2 절곡점(108)을 따라 상기 표면(132)과 제 2절곡점(108) 간의 거리(q)가 약 2.0mm, 2.5mm, 3.0mm, 3.043mm, 3.1mm, 3.2mm, 3.293mm, 3.3mm, 및/또는 최대 약 3.5mm, 3.45mm, 또는 3.40mm가 되도록, 각도(α)와 같은 다양한 변수들이 선택된다. 상기 각도(α)는, 예를 들어, 약 5°, 8°, 10°, 13°, 13.7°, 15°, 및/또는 최대 약 25°, 22°, 20°또는 다른 각도일 수 있다. 상기 폭(w)은, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 10mm, 예컨대, 6mm 또는 다른 폭일 수 있다. 상기 두께(t)는, 예를 들어, 약 0.4mm 내지 약 1.0mm, 또는 약 0.5mm 내지 약 0.8mm, 예컨대, 0.64mm 또는 다른 두께일 수 있다.

상기 플렉셔(102)는 당해 플렉셔가 마모되지 않고 스프링 특성을 잃지 않도록 고유의 작동 조건을 포함한다. 예를 들어, 상기 작동 조건하에서, 절곡부(122)의 제 2 절곡점(108) 및/또는 전면 에지(142)가 각각 y방향을 따라 600 마이크론, 550 마이크론, 500 마이크론, 475 마이크론, 또는 450 마이크론 미만만큼 플렉셔 지지체(78,80)를 향하여 이동하도록, 상기 각도(α)가 압축된다. 상기 압축 범위를 넘어서는 각도(α)의 압축은 플렉셔 지지체(78,80)(도 4 및 도 5 참조)의 정지면(124,126,128,130)과 절곡부(122)의 디자인을 이용하여 억제된다. 특히, 필요한 경우, 상기 각도(α)의 추가 압축을 억제하기 위해, 절곡부(122)의 전면 에지(142)가 정지면(124,126,128,130)에 의해 정지되도록, 절곡부(122)의 길이(l), 각도(β) 및 다른 관련 변수들이 선택된다. 상기 각도(β)는, 약 60°, 70°, 80°, 90°, 100°, 및/또는 최대 약 175°, 165°, 155°, 145°, 145.7°, 또는 130°일 수 있다. 일부 실시예에서, 토출 조립체(18,20)(도 1 참조)를 로딩하기 전에, 조립된 프레임(22)에서, 절곡부(122)의 전면 에지(142)와 정지면(124,126,128,130) 사이의 거리는, 예를 들어, 약 600 마이크론, 650 마이크론, 700 마이크론, 750 마이크론, 762 마이크론, 800 마이크론, 및/또는 최대 약 1000 마이크론, 950 마이크론, 또는 900 마이크론이다. 또한, 프레임(22)의 금속 피스(74)는 토출 모듈(10)을 프린트바(10)에 정밀하게 위치시키기 위한 추가적인 정렬 데이텀(98,100)을 포함할 수 있다.

또한, 프레임(22)(도 1 참조) 상에서 토출 조립체(18,20)의 정밀한 위치결정은 프레임(22)이 가진 정렬 데이텀과 일치하거나 결합하는 토출 조립체 상의 고정밀 정렬 데이텀에 의해 용이해진다. 도 7은 잉크 입구(28)와 베젤(58)(도 1 참조)을 구비한 베이스(144)를 포함하는 토출 조립체의 부분(146)를 나타낸다. 도 7의 상기 부분(146)은 본체(참조번호를 부여하지 않았음)에 부착되며, 예를 들어, 나사 결합되거나 접착되며, 상기 본체는 각 측면에 토출 조립체의 펌핑 챔버(24)를 포함한다. 베젤(58)과 베이스(144)는 다른 유형의 토출 조립체들에 부착하기 위한 소정의 구조를 가진 일체형 피스로서 기계가공될 수 있다. 일부 실시예에서, 베젤(58)은 균일하게 설계 또는 제조될 수 있으며, 상기 베이스(144)와 마찬가지로, 상이한 유형의 토출 조립체를 위해 상이한 구조 및 크기를 가진 베이스들에 고정될 수 있다. 상기 부분(146)의 도움으로, 본체를 변형하지 않고 당업계에 공지된 상이한 토출 조립체가 토출 모듈(10)(도 1 참조)에 용이하게 사용될 수 있다.

도 8을 참조하면, 도 1의 토출 조립체에서, 도 7의 부분(146)과 동일하며 이웃하여 위치된 토출 조립체(18,20)중 하나에 각각 부착되는 2개의 동일한 부분(146a,146b)들이 베젤의 표면을 통해 서로 접촉하고 있다. 각각의 베젤(58a,58b)은 예를 들면 고밀도 표면의 형태인 3개의 정렬 데이텀(148,150,152)을 포함할 수 있다. y방향을 따른 정렬 데이텀(148)은 정렬 데이텀(42,44)(도 1 참조) 또는 플렉셔(102)(도 6 참조)의 제 2 절곡점(108)에 접촉할 수 있다. x방향을 따라, 각각의 베젤(146a,146b)은 토출 조립체의 다른 부분의 폭 보다 더 큰 폭(D)을 가짐으로써, 2개의 토출 조립체들은 베젤(58a,58b)의 고정밀 표면에서만 서로 접촉하게 된다. 도면에 도시된 예에서, 베젤(58a)의 고정밀 표면(152)은 베젤(58b)의 고정밀 표면(150)과 맞물린다. 상기 2개의 베젤(146a,146b)의 상기 2개의 고정밀 표면(152,150)들은 정렬 데이텀(58)과 플렉셔(72) 사이에서 또는 정렬 데이텀(66)과 플렉셔(68) 사이에서 서로에 대해 긴밀하게 가압된다(도 1 참조). 고정밀 표면(150,148,152)들은 도 3의 고정밀 표면(42,44,66,70)들과 동일한 특징, 예컨대, 동일한 크기 또는 저마찰 계수를 가질 수 있으며, 유사한 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 각각의 고밀도 표면(150,148,152)의 표면적은 약 4㎟ 내지 10㎟, 예컨대, 약 5㎟이고, 각각의 고밀도 표면(42,44,60,70)의 표면적은 약 4㎟ 내지 10㎟, 예컨대, 약 5㎟이다. 이 고정밀 표면들의 표면적은 표면 결합을 위해서는 충분히 크고, 이와 동시에, 결합된 표면들 간에 상대 운동이 발생하는 경우, 결합된 표면들에 대한 항력을 줄이기에는 충분히 작다. 베젤(58a 또는 58b)의 바닥면(153)(전체가 도시되어 있지 않음)도 저마찰 계수의 고정밀 표면일 수 있으며, 이에 따라, 상기 바닥면이 프레임(22)의 상부면(64)과 접촉할 때, 토출 조립체의 노즐 어레이들은 실질적으로 동일한 x-y 수평면 내에 놓이게 된다.

도 10을 참조하면, 도 1의 패스너(50,52,54,56)는 쇼울더 스크류(154) 상에 조립된 링(158)과 스프링(156)을 각각 포함한다. 상기 스프링(156)은 링(158)과 헤드(164) 사이의 스크류(154)의 중간 본체(166) 주위로 권취되며, 링(158)과 헤드(164) 사이에 계류되어 있다. 사용중, 쇼울더 스크류(154)의 말단(160)은 금속 피스(74)(도 3 참조)의 홀(85,86,88,90)에 나사결합될 수 있으며, 스프링(156)은 링(158)을 통해 금속 피스(74)(도 3 참조)의 표면(64)에 대해 베젤(58)을 긴밀하게 압축할 수 있다. 상기 말단(160)은 금속 피스(74)(도 3 참조)의 홀(85,86,88,90) 내의 나선형 나사산에 대응하는 나선형 나사산(160)을 구비한다. 상기 말단(160)은 홀(85,86,88,90)의 깊이 보다 작은 높이(h)를 가질 수 있다. 상기 말단(160)이 프레임(22)의 홀에 완전히 삽입되었을 때, 쇼울더 스크류(154)의 쇼울더(167)는 프레임(22)의 상면(64)에 접촉하게 된다. 이러한 접촉은 스톱(stop)과 동일한 작용을 함으로써, 스프링(156)은 미리 결정된 양만큼 압축된다. 상기 스톱으로 인하여, 쇼울더 스크류를 안착시키기 위해 사용되는 토크의 양은 스프링에 대한 압축량에 영향을 미치지 않는다. 일부 실시예에서, 스크류를 안착시키기 위해 사용되는 토크는 약 0.5인치 파운드 내지 약 20인치 파운드일 수 있다.

상기 스크류(154)의 중간 본체(166)는 홀(168)의 직경(d_b) 보다 더 작은 직경(d_m)을 가질 수 있으며, 베젤을 접촉하지 않고 베젤(도 8 참조)의 홀(168)을 관통할 수 있으며, 이에 따라, 상기 스크류 본체는 베젤로부터 열적으로 절연된다. 예를 들어, 상기 직경(d_m)은 약 3mm 내지 약 8mm 또는 약 4mm 내지 약 6mm일 수 있고, 상기 직경(d_b)은 약 3.5mm 내지 약 8.5mm 또는 약 4mm 내지 약 6.5mm일 수 있다. 또한, 스크류 본체와 베젤 사이의 공간은, 예를 들어, 온도 변화시, 스크류의 간섭없이 x-y 평면 내에서 베젤이 팽창 또는 수축할 수 있도록 한다. 직경(d_m)과 직경(d_b)의 차이는 예를 들어 최대 약 1000 마이크론, 750 마이크론, 또는 500 마이크론으로 클 수 있고, 이러한 차이는 또한 D_y와 D_b의 차이, 또는 D_x와 D_a의 차이(도 3 참조)가 상대적으로 커지도록 할 수 있으며, 이에 따라, 이 상대적 거리(D_y,D_b,D_x 및 D_a)들의 기계가공이 초정밀도로 이루어질 필요가 없다.

상기 스프링(156)은 링(158)을 통해 베젤(58)에 약 2파운드 내지 약 10파운드, 또는 약 4파운드 내지 약 8파운드, 예컨대, 5파운드의 힘을 가한다. 상기 베젤(58)은 스프링과 프레임 사이에 클램핑된다. 패스너(154)의 사용은 x-y 평면 내에서 베젤(58)과 표면(64) 사이에 토크를 생성시키지 않으며, x-y 평면에 이미 정밀하게 위치된 토출 조립체들에 영향을 미치지 않는다. 또한, 상기 스프링(156)은 온도 변화시 z방향을 따라 베젤이 팽창 또는 수축할 수 있도록 한다. 상기 링(60)은 열적으로 그리고 전기적으로 비전도성인 재료로 제조될 수 있으며, 이에 따라, 상기 베젤(과, 그에 따른 토출 조립체)은 쇼울더 스크류(154)와 스프링(156)으로부터 열적으로 그리고 전기적으로 절연된다. 상기 쇼울더 스크류(154)와 스프링(156)은 금속 재료, 예컨대, 스테인레스강 또는 다른 금속으로 제조될 수 있다. 상기 링(60)은 예컨대 플라스틱, 고무 또는 호모폴리머 아세탈(예를 들어, 미국, 캘리포니아주에 소재한 프로페셔널 플라스틱 인코포레이티드로부터 구입할 수 있는 델린(Delrin))로 제조될 수 있다. 하나 또는 그보다 많은 코팅이 이 요소들의 기계적, 화학적 또는 전기적 특성을 변화시키기 위해 당해 요소들에 도포될 수 있다.

금속 피스(74)와 플렉셔 지지체(78,80)(도 3 내지 도 5 참조)를 포함한 프레임(22)(도 1 참조)과, 각각의 토출 조립체의 부분(146)(도 7 참조)은 당해 프레임(22)과 부분(146)에 균일한 열적 전도성과 전기적 전도성을 제공하기 위해 동일한 구조적 재료를 포함할 수 있다. 균일한 열적 전도성 또는 전기적 전도성은 토출 조립체와 프레임이 모듈 또는 환경에서의 열적 변화 또는 전기적 변화에 대해 실질적으로 유사한 방식으로 반응할 수 있도록 한다. 예를 들면, 토출 조립체(18,20)와 프레임(22)은, 토출 조립체(10)의 온도가 (예를 들어, 약 20℃ 내지 약 80℃ 만큼) 변할 때, 상이한 방향으로 유사한 양(예를 들어, 그 차이는 약 200 마이크론 미만, 또는 약 100 마이크론 미만, 예컨대, 약 65 마이크론 내지 약 75 마이크론임)만큼 팽창 또는 수축할 수 있다. 균일한 전도성은 토출 조립체(10)의 여러 부분에 인쇄하는 도중에 축적된 전하, 예컨대, 정전하가 접지된 프레임(22)을 통해 제거될 수 있도록 한다. 적당한 구조적 재료는 예컨대 알루미늄, 특히 캐스트 알루미늄 툴링 플레이트(cast aluminum tooling plate)(예를 들어, 뉴저지, 룸버튼에 소재한 라드웰 인터네셔널로부터 구입할 수 있는 MIC-6)를 포함할 수 있다. 캐스트 알루미늄 툴링 플레이트는 기계가공 또는 열 사이클 동안 비틀림이나 휨에 저항할 수 있다.

일부 실시예에서, 열적으로 및 전기적으로 전도성이 있으며 화학적으로 및 기계적으로 저항성이 있는 하나 또는 그보다 많은 추가적인 코팅이, 플렉셔 지지체(78,80)의 표면들, 또는 프레임(22)의 선택된 표면들, 예컨대, 고정밀 표면을 포함하여 프레임(22)의 전체 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 코팅은 열적으로 및 전기적으로 전도성이 있으므로, 상기 부분(146)과 프레임의 구조적 재료가 소정의 열적 및 전기적 특성을 유지하게 된다. 상기 코팅의 화학적 저항성은 프레임(22)과 부분(146)이 서로, 또는 토출 모듈(10)의 외표면 상으로 넘치거나 누설된 잉크와 화학적으로 반응하는 것을 방지할 수 있으며, 프레임 상에서 정렬 데이텀들의 정밀도를 용이하게 유지할 수 있도록 한다. 상기 코팅의 높은 기계적 저항성은 정렬 데이텀 및 다른 표면들의 마모를 방지한다. 예를 들면, 상기 플렉셔 또는 정렬 데이텀의 표면들이 토출 조립체의 표면들의 (예를 들어, 조립 과정중) 접촉 및 운동에 의해 유발된 마찰에 의해 기계적으로 제거되거나 변화되는 것이 방지될 수 있다.

적당한 코팅 재료는, 예를 들어, 알루미늄 질화물, 크롬, 니켈, 테프론-니켈, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 코팅 재료는, 예컨대, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)의 약 20중량% 내지 약 30중량% 또는 약 22중량% 내지 약 24중량%를 함유한 균질한 테프론-니켈 혼합물을 포함한다. 상기 코팅은 약 2㎛, 4㎛, 5㎛, 8㎛, 10㎛, 및/또는 최대 약 20㎛, 18㎛, 15㎛, 13㎛, 12㎛의 두께를 가질 수 있다. 상업적으로 알려진 하나의 테프론-니켈 코팅 재료는 일리노이주 도우너스 그로브에 소재한 베일스 몰드 서비스로부터 구입할 수 있는 NICKLON이다. TEFNI-2000과 같은 유사한 코팅 재료를 매사추세츠 웨스트필드에 소재한 웨스트필드 일렉트로플래팅으로부터 구입할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 코팅 재료는, 소정의 표면에 전기도금될 수 있으며 약 1 마이크론 내지 10 마이크론, 예컨대, 약 2.5 마이크론, 약 5 마이크론, 약 5.5 마이크론, 약 7 마이크론, 약 7.5 마이크론의 두께를 가질 수 있는 구상(nodular)의 얇고 밀집된 크롬을 포함한다. 상업적으로 알려진 크롬 코팅 기술은 일리노이즈 데카브에 소재한 아모로이^® 코포레이션으로부터 입수할 수 있다. 일부 실시예에서, 다중의 코팅 재료와 프로세스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 듀플렉스 니켈/아모로이(Armoloy) 도금 프로세스가 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 토출 조립체 상의 정렬 데이텀의 표면들은, 이 표면들을 화학적으로 보호하고 이 표면들의 높은 정밀도를 유지하기 위해, 화학적 저항성이 있는, 예컨대, 잉크에 대해 저항성이 있는 하나 또는 그보다 많은 코팅으로 피복된다. 예를 들어, 도 8의 표면(148,150,152)들은 이형제, 예컨대, (펜실베이니아 쿼리빌에 소재한 스토너 인코퍼레이티드로부터 구입할 수 있는) 이형제 SK22로 코팅된다. 일부 실시예에서, 토출 조립체 상의 정렬 데이텀의 표면은 양극산화될 수 있다(예를 들어, MIL-A-8625F TYPE A, Class 2, BLACK으로 양극산화됨). 양극산화된 표면에 화학적으로 저항성이 있는 코팅이 선택적으로 도포될 수 있다.

도 9에 도시된 예에서, 토출 조립체의 부분(146) 상의 정렬 데이텀은 각각의 표면(148,150,152)에 부착된, 예컨대 접착된 화학적으로 저항성이 있는 돌출부 유닛(154)을 포함할 수 있다(또한 도 8 참조). 상기 돌출부(154)는 당해 돌출부가 부착되어 있는 표면을 부분적으로 또는 전체적으로 덮고, 상기 표면(148,150,152)들 대신 프레임(22) 상의 대응하는 정렬 데이텀 또는 플렉셔에 접촉하는 정밀한 표면을 가질 수 있다. 이 돌출부 유닛(154)들은 원래 접촉하고 있던 정렬 데이텀의 표면들을 분리하여 당해 접촉면들이 잉크가 있을 때 화학적으로 반응하지 않도록 한다. 상기 돌출부 유닛(154)은 열전도성이 우수한 재료, 예를 들어, 그라파이트, 예컨대, (텍사스 데카터에 소재한 포코 그라파이트 인코포레이티드로부터 구입할 수 있는) DFP 카본 또는 (텍사스 데카터에 소재한 포코 그라파이트 인코포레이티드로부터 구입할 수 있는) ACF-10Q로 제조될 수 있으며, 이에 따라, 전체 토출 모듈(10)(도 1 참조)의 열전도성이 영향을 받지 않는다. 토출 조립체는 프레임의 상부면(64)과 베젤의 접촉을 통해 상기 프레임과 전기적 접촉을 유지한다(도 1 및 도 3 참조).

도 1을 다시 참조하면, 잉크의 점도를 저감시키고 잉크 토출을 용이하게 하기 위하여, 토출 조립체(20)의 펌핑 챔버 내의 잉크를 가열하기 위한 가열 요소(156)가 프레임(22)의 표면에 부착된다. 토출 조립체(18)를 위해, 다른 가열 요소(미도시)가 마찬가지로 배치되어 사용될 수 있다. 가열 요소(156)는 펌핑 챔버(24)의 열(row)을 덮도록 y방향을 따라 연장하여, 프레임을 약 30℃ 내지 약 65℃로 가열할 수 있다. 가열 요소(156)의 예는 60와트 스트립 히터를 포함할 수 있다.

프레임(22)의 가열은 프레임(22)과 토출 조립체(18,20)가 3개의 모든 방향을 따라 팽창하도록 한다. 예를 들어, 프레임(22)을 실온(약 7℃ 내지 약 32℃)으로부터 약 80℃ 또는 60℃로 가열하면, 프레임(22)과 각각의 토출 조립체는 자연적으로 약 30 내지 40 마이크론 만큼 y방향을 따라 팽창한다. 본 명세서에 사용된 용어 "자연적으로"는 프레임(22) 또는 토출 조립체(18,20)가 (예를 들어, 각각 프린트바(12) 또는 프레임(22)에 의해) 위치되거나 구속되지 않고 독립적으로 직립하고 있는 상태에서 팽창량 또는 수축량이 측정됨을 의미한다. 일부 실시예에서, 토출 조립체와 프레임(22)은 하나 또는 그보다 많은 방향을 따라 상이한 거리만큼 자연적으로 팽창할 수 있다. 예를 들면, 그 차이는 약 ±50 마이크론 내지 약 ±200 마이크론, 또는 약 ±65 마이크론 내지 약 ±100 마이크론일 수 있다. 상기 토출 조립체는 프레임(22)에 구속되지 않은 환경 조건하에서 자연적으로 팽창 또는 수축하였을 거리만큼 자유롭게 팽창 또는 수축하는 것이 바람직하다. 기계가공되거나 제조된 것과 같은 토출 조립체의 펌핑 챔버, 노즐 어레이 및 다른 부분들의 원래 형상이 토출 조립체의 자연적 팽창 과정중에 유지될 수 있으며, 이에 따라, 예를 들면, 노즐 어레이 내의 노즐들이 동일한 거리로 유지되며, 토출 조립체들의 상대적 정렬의 고정밀도가 유지된다.

프레임과 관계없이 토출 조립체들이 그들의 자연량 만큼 자유롭게 팽창 또는 수축하는 것은 전술한 토출 모듈(10)의 디자인에 의해 실현되며, 토출 모듈(10)은 인쇄 프로세스 전체에서 고정밀도의 소정 해상도로 인쇄할 수 있다. 토출 모듈(10)은 프레임과 토출 조립체 간의 팽창차를 최대 약 300 마이크론, 275 마이크론 또는 250 마이크론까지 흡수할 수 있으면서도, 토출 조립체들의 정렬 및 위치결정의 정밀도를 유지한다. 도 11은 도 1 및 도 3 내지 도 6에 도시된 프레임(22)(일부분은 도시되지 않음)을 개략적으로 도시한 평면도이다. 각각의 x 및 y방향에서, 강성의 스톱을 포함하는 하나의 정렬 데이텀은 대응하는 플렉셔 구조와 쌍을 이룬다(예를 들면, 정렬 데이텀(42)과 플렉셔(48), 정렬 데이텀(44)과 플렉셔(46), 정렬 데이텀(70)과 플렉셔(72), 정렬 데이텀(66)과 플렉셔(68)). 토출 조립체(18,20)들은 정렬 데이텀-플렉셔 쌍 사이에 로딩될 수 있으며, 이에 따라, 각각의 토출 조립체는 정렬 데이텀의 강성의 스톱과 결합되는 일단과 대응하는 플렉셔에 의해 로딩된 대응하는 타단을 갖는다.

z방향을 따라, 토출 조립체(18,20)들은 패스너(예를 들어, 패스너(54))가 프레임(22)에 나사결합될 때 강성의 스톱 역할을 하는 고밀도 표면(64)과 스프링(156)(도 10 참조) 사이에 각각 위치된다. 따라서, 각각의 방향으로, 토출 조립체(18,20)들은 플렉셔 또는 스프링과 접촉하고 있는 단부들에서 프레임(22)에 대해 팽창 또는 수축할 수 있다. 사용된 재료와 토출 모듈(10) 내에서 균일한 열전도성 때문에, 프레임과 토출 조립체의 자연적인 팽창 또는 수축의 차이는 작으며, 플렉셔와 스프링에 의해 용인될 수 있다. 아울러, 토출 조립체들이 서로 접촉하게 하거나 또는 프레임과 접촉하게 하는 모든 표면 내에서의 항력이 작기 때문에, 토출 조립체가 큰 저항없이 실질적으로 자유롭게 팽착 또는 수축할 수 있다. 예를 들면, x 또는 y 방향을 따라 팽창 또는 수축할 때, 각각의 토출 조립체에서의 전체 항력은 20 파운드 미만, 18 파운드 미만, 15 파운드 미만, 12 파운드 미만, 10 파운드 미만, 8 파운드 미만, 또는 6 파운드 미만이다.

도 12 내지 도 14에 도시된 예에서, y방향을 따라, 펌핑 챔버(24)들을 포함한 펌핑 챔버 어레이(158)가 강성의 스톱과 플렉셔 사이의 프레임(22)(도 1 참조) 상에 정밀하게 위치된다. 각각의 이웃한 펌핑 챔버(24) 쌍은 거리(d_c)만큼 동일하게 이격되어 있다. 예를 들면, 전술한 바와 같이 프레임(22)을 가열함으로써, 주변 온도가 변할 때, 펌핑 챔버 어레이(158)는 팽창하여, 프레임(22)과 펌핑 챔버 어레이(158)의 자연적인 팽창 거리들간의 차이와 실질적으로 동일한 거리(d_e)만큼 플렉셔를 후방으로 가압한다. 펌핑 챔버(24)들은 거리(d_c)보다 더 큰 인접 거리로 동일한 이격을 유지한다. 프레임(22) 상에서 다른 토출 조립체의 제 2 펌핑 챔버어레이가 동일한 팽창을 경험할 수 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 x방향을 따라 2개의 토출 조립체로부터 펌핑 챔버들의 정밀한 오프셋이 유지된다. 반면에, 펌핑 챔버 어레이(156)가 2개의 강성 스톱 사이에 고정되거나, 가열시, 패스너(50,52,54,56)들이 어레이의 팽창을 억제한다면, (프레임이 어레이보다 덜 팽창한다면) 어레이(160)는 아치 형상을 형성하게 되고, 인접 거리(d₁,d₂,d₃)를 서로 다르게 만든다. 이 경우, 펌핑 챔버 어레이(160)는 동일하게 이격되지 않은 프린트라인을 인쇄하게 될 것이고, x방향을 따라 동일한 프레임 상의 다른 토출 조립체에 대한 펌핑 챔버(161)들의 미리 결정된 오프셋의 정밀도는 소실된다.

도 1에 도시된 예에서는 프레임(22) 내에 단지 2개의 토출 조립체가 위치되어 있으나, 상기 모듈(10)보다 더 높은 해상도의 인쇄 능력을 제공하기 위해, 3개 또는 그보다 많은 토출 조립체가 상기 프레임(22)과 유사하게 설계된 프레임에 상기 토출 조립체(18,20)와 유사한 방식으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 이러한 프레임은 개구(62)(도 3 참조)보다 더 크고 x방향을 따라 적층된 3개 또는 그보다 많은 토출 조립체로부터 3개의 노즐 열을 노출하기에 적당한 개구를 포함할 수 있다. 추가적인 토출 조립체를 수용하기 위해, 하나 또는 그보다 많은 추가적인 플렉셔 및 정렬 데이텀 세트가 상기 플렉셔(46) 및 정렬 데이텀(44) 옆에 배열될 수 있다. 상기 정렬 데이텀(42,44)과 추가적인 정렬 데이텀은 이웃한 토출 조립체의 대응하는 노즐에 대하여 각각의 노즐에 약 d/n의 오프셋을 제공할 수 있으며, 여기서, n은 토출 조립체의 총수를 나타내는 정수이다.

일부 실시예에서, 프레임(162)(도 15, 세부는 도시되지 않음)은 각각의 토출 조립체가 인쇄할 수 있는 해상도의 2정도의 높은 해상도의 인쇄 능력과 단일 토출 조립체의 인쇄 범위(예를 들어, 도 2의 "R")의 약 1.5 내지 2정도의 넓은 인쇄 폭(S)을 제공하기 위하여, 4개의 동일한 토출 조립체(164,166,168,170)의 정밀한 위치결정을 가능하게 할 수 있다(토출 조립체들은 서로 및/또는 프레임(162)과 접촉할 수 있으나, 이는 도면에 도시되어 있지 않음). 예를 들어, 상기 폭(S)은 약 60mm 내지 약 130mm, 예컨대, 64.5mm, 또는 약 130mm 내지 약 260mm일 수 있다. 상기 프레임(162)은 각각 2개의 토출 조립체를 위치결정하기 위한 제 1 하프 부분(172)과 제 2 하프 부분(174)을 포함한 지그재그 형상을 갖는다. 각각의 하프 부분(172,174)는 도 1의 프레임(22)과 (예를 들어, 정렬 데이텀과 플렉셔를 포함하여)유사할 수 있으며, 각각의 토출 조립체가 인쇄할 수 있는 해상도의 2정도의 높은 해상도의 인쇄 능력을 제공하기 위해 2개의 토출 조립체(164,166 또는 168,170)의 용이한 위치결정을 가능하게 한다. 제 1 하프 부분(172)의 토출 조립체는 제 2 하프 부분(174)의 대응하는 토출 조립체의 노즐과 x방향을 따라 정렬된 노즐을 각각 갖는다. 도 15에 도시된 예에서, 토출 조립체(164)의 노즐(176a,176b)은 토출 조립체(168)의 노즐(178a,178b)와 정렬되고, 토출 조립체(166)의 노즐(180a,180b)은 토출 조립체(170)의 노즐(182a,182b)와 정렬된다. 따라서, x방향을 따라 정렬된 노즐들의 수와 중첩 거리(p)가 바람직하게 선택될 수 있고, 프레임(162)의 형상 및 정렬 데이텀에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 상기 중첩 거리(p)는 예컨대 약 0mm 내지 약 5mm일 수 있다. 전술한 바와 유사한 추가적인 정렬 데이텀, 플렉셔, 스프링 및/또는 패스너가 프레임(162)의 다른 부분들에서 토출 조립체의 위치결정과 정렬을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 프레임(162)의 각각의 하프 부분(172,174)은 3개 또는 그보다 많은 토출 조립체의 위치결정을 위해 설계된다. 상기 2개의 하프 부분(172,174)은 동일하거나 상이한 갯수의 조립체를 수용할 수 있다. 또한, 상기 프레임은 계단 형상을 갖도록 연장될 수 있으며, 각각 상기 하프 부분(172,174)와 유사한 3개 또는 그보다 많은 부분들을 포함할 수 있다. 계단 형상의 프레임은 더 넓은 인쇄 폭을 제공할 수 있다. 다른 형상, 예컨대, 피라미드 형상(도 17의 하단 참조)의 프레임도 사용될 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 토출 모듈(10)에서 토출 조립체의 위치결정과 유사하게, 2개의 정렬 데이텀(98,100)중 하나가 프린트바(120)상의 강성 스톱과 맞물리고 상기 2개의 정렬 데이텀(98,100)중 다른 하나가, 예컨대, 플렉셔 또는 스프링에 의해 스프링 장전됨으로써, 토출 모듈(10)이 프린트바(12) 상에 위치될 수 있다. 필요한 경우, 토출 모듈(10)의 프레임(22)은 프린트바(12) 상에서 자연적으로 팽창 또는 수축할 수 있다. 예를 들어, 상기 정렬 데이텀(100)은 y방향을 따라 약 10 파운드 내지 약 50 파운드, 예컨대, 12 파운드의 장전력으로 스프링 장전될 수 있다. 상기 정렬 데이텀(98)은 약 50N 내지 약 100N, 예컨대, 80N의 힘을 제공하는 강성 스톱과 맞물릴 수 있다. 다른 방향을 따른 토출 모듈(10)의 위치결정은 이와 유사하게 또는 상이하게 이루어질 수 있다. 예를 들어, x 및 z 방향을 따라, 토출 모듈(10)은 각각 약 2 내지 10파운드, 예컨대, 5파운드, 및 약 20파운드, 15파운드, 10파운드 또는 5파운드의 장전력으로 스프링 장전될 수 있다. 또한, 상기 토출 모듈의 장전은 토출 모듈이 최대 약 300마이크론, 275마이크론, 또는 250마이크론의 양으로 팽창 또는 수축할 수 있도록 한다.

일부 실시예에서, 상기 프린트바(12)는 당해 프린트바(12) 상에서 도 1의 다중 토출 모듈(10)들의 정밀한 위치결정으로 인해, 각각의 토출 모듈(10)이 인쇄할 수 있는 것보다 프린터가 더 높은 해상도로 인쇄하거나 또는 y방향을 따라 더 넓은 인쇄 폭으로 인쇄할 수 있도록, 설계될 수 있다. 예를 들어, 상기 2개의 토출 조립체(18,20)가 프레임(22) 상에 위치된 것과 유사한 방식으로 2개 또는 그보다 많은 토출 모듈(10)이 프린트바 상에 위치될 수 있다. 노즐들의 열을 따라 높은 노즐 밀도를 제공하기 위해, 여러 토출 모듈들의 대응하는 노즐이 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 각각의 토출 모듈(10) 내의 2개의 토출 조립체는 동일한 색상 또는 2개의 상이한 색상을 인쇄할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 프린트바(12) 상에 위치된 다중 토출 모듈(10)이 2개 이상의 색상을 인쇄할 수 있다.

각각의 토출 모듈(10)이 프린트바(12)에 정밀하게 위치될 수 있도록, 상기 프린트바(12)는 정렬 데이텀(42,44)과 유사한 미리 결정된 정렬 데이텀과 그들의 대응하는 스프링 또는 플렉셔를 포함할 수 있다. 또한, 상기 프린트바(12)는 조절가능한 정렬 데이텀, 예컨대, 다양한 크기와 유형의 토출 모듈을 수용하기 위해 사용될 수 있는 나사 조절식 정렬 데이텀을 포함할 수 있다. 시험 인쇄와 상기 조절가능한 정렬 데이텀의 미세한 조정에 의해 고정밀도에 도달할 수 있다. 상기 프린트바(12)는 프레임(22)의 기재와 동일한 재료, 예컨대, 알루미늄, 스테인레스강 또는 도금강을 함유할 수 있다. 다른 재료도 사용될 수 있다.

도 16에 도시된 예에서, 프린트바(12)는 피라미드 구조로 배열된 개구(190,192,194)들의 세트를 가질 수 있다. 세트에서 각각의 개구는 토출 모듈(10)을 장전하기 위해 미리 결정된 정렬 데이텀(196)과 그에 대응하는 플렉셔 또는 스프링(198)을 포함한다. 각각의 정렬 데이텀과 플렉셔는 전술한 것들과 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 개구들의 세트에서 데이텀들과 플렉셔들의 다른 배열이 가능하다. 더 많은 정렬 데이텀과 플렉셔 또는 스프링이 사용될 수 있으며, 장전된 각각의 토출 모듈(10)은 상기 각각의 토출 모듈(18,20)이 프레임(22)에 대해 팽창 또는 수축하는 방식과 유사한 방식으로 프린트바(12)에 대해 팽창 또는 수축할 수 있다. 피라미드 상단의 개구(194)는 각각의 개구(190,192)와 x방향을 따라 중첩하는 2개의 단부를 각각 갖는다. 이 개구들에 위치된 토출 모듈(10)은 중첩 영역(200,202)에서 중첩할 수 있으며, 이에 따라, 하부 개구(190,192)에 장전된 토출 모듈(10)로부터의 노즐이 중첩 범위(200,202) 내에서 x방향을 따라 상부 개구(194)에 장전된 토출 모듈(10)로부터의 노즐과 정렬된다. 장전된 3개의 토출 모듈(10)의 인쇄 폭(204)은 개별 토출 모듈의 인쇄 폭의 약 3배 정도로 더 넓을 수 있으며, 상기 인쇄 폭(204) 내에서, 상기 3개의 모든 토출 모듈(10)로부터의 노즐들이 노즐의 열을 따라(y방향으로) 동일하게 이격될 수 있다. 상기 중첩 범위(200,202)는 토출 모듈(10)의 크기, x방향을 따라 중첩되는 노즐들의 갯수 및 다른 변수 또는 조건에 기초하여 선택될 수 있다. 상기 프린트바(12)는 y방향을 따라 전체 노즐 밀도를 증대시키기 위하여 x방향을 따라, 또는 더 큰 인쇄 폭(204)을 얻기 위해 y방향을 따라, 상기 개구(190,192,194)들의 세트와 유사한 2개 또는 그보다 많은 개구 세트를 포함할 수 있다.

도 17에 도시된 예에서, 프틴트바(12)는 각각 3개의 토출 모듈(10)을 수용할 수 있는 하나 또는 그보다 많은 개구(206)를 포함할 수 있다. 각각의 개구(206)는 도 16의 개구(190,192,194)들의 세트에 대응한다. 특히, 상기 개구(206)는 피라미드 구조로 배열된 3개의 부분(190a,192a,194a)을 포함한다. 상부(194a)는 개방 영역(200a,202a)에서 하부(190a,192a)에 연결된다. 개구(206)의 각각의 부분은 도 16의 각각의 개구의 것들과 유사한 특징부, 예컨대, 정렬 데이텀과 플렉셔 또는 스프링(미도시)을 포함할 수 있다. 도 15의 개구들의 세트 내에 장전되는 방식과 유사한 방식으로 토출 모듈(10)들이 개구(206)에 장전될 수 있으며, 도 16의 토출 모듈(10)의 것과 유사한 특징, 예컨대, 확장된 인쇄 폭을 가질 수 있다. 각각의 토출 모듈(10)은 하나 또는 그보다 많은 추가적인 정렬 데이텀을 포함할 수 있으며, 이에 따라, 상기 하부(190a,192a)에 장전된 토출 모듈(10)은 개방 영역(200a,202a)에서 상기 정렬 데이텀을 통해 상부(194a)에 장전된 토출 모듈(10)과 직접 합일(register)하게 된다. 또한, 프린트바(12)는 다른 형상의 개구를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 16 및 도 17의 각각의 개구 또는 개구 부분은 2개 또는 그보다 많은 토출 모듈을 장전할 수 있다.

도 18 및 도 19에 도시된 특수한 예에서, 프린트바(220)는 베이스 플레이트(223)에 형성된 4개의 평행 개구(222a 내지 222d)를 포함하며, 이들은 분리 바(bar)(244)에 의해 서로로부터 분리되어 있다. 각각의 개구는 하나의 토출 모듈, 예컨대, 도 1의 토출 모듈(10)을 위치시키면서 인쇄를 위해 토출 모듈(10)의 노즐을 노출하는 크기이다. 설명을 위하여, (토출 조립체, 예컨대, 토출 조립체(18,20) 없이) 개구(222d) 내에 (도 1의 프레임(22)과 같은) 하나의 프레임(22a)이 도시되어 있다. (각각의 분리 바(244)가 따라 연장하는 방향에 대해 평행한) y방향을 따라, 프린트바(220)의 반대면(226)의 스프링 플런저(228)와 프린트바(220)의 작용면(224)의 조절 나사(230) 사이에 프레임(22a)이 긴밀하게 끼워맞춤된다. 특히, 프레임(22a)은 스프링 플런저(228)에 대해 스프링 장전되는 정렬 데이텀(100)을 구비한 일단(260)을 갖는다. 상기 스프링 플런저(228)는 메인 본체(229)로부터 연장하여 정렬 데이텀(100)과 점접촉하는 휘어진, 예를 들어, 볼 형상의 접촉 헤드(232)를 가질 수 있다. 상기 접촉 헤드(232)는 프레임이 삽입될 때 당해 접촉 헤드(232)의 미리 결정된 선형 변위와 스프링 플런저(228)의 스프링 상수에 의해 결정된 스프링력을 정렬 데이텀에 가할 수 있다. 각각의 스프링 플런저(228)는 약 10 N/m 내지 약 50 N/m의 스프링 상수를 가질 수 있으며, 프레임(22a)에 약 25N 내지 약 100N의 힘을 가할 수 있다.

동일한 방향에서, 상기 프레임(22a)은 조절 나사(230)의 헤드(234)에 의해 제공되는 강성 스톱과 접촉하는 정렬 데이텀(98)을 구비한 타단(262)을 갖는다. 또한, 상기 헤드(234)는 조절 나사(230)와 정렬 데이텀(98) 사이에 단지 점접촉만을 제공하는 곡면을 가질 수 있다. 상기 조절 나사(230)는 나사를 회전시킴으로써 y방향을 따라 전후진할 수 있다. 스프링 장전된 정렬 데이텀(100)은 스프링 플런저(228)의 접촉 헤드(232)에 의해 가해지는 스프링력에 대항하여 움직일 수 있고, 프린트바(220)에 대해 y방향을 따른 프레임(22a)의 위치가 조절될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 조절 나사(230)는 y방향을 따라 약 0마이크론 내지 약 1000마이크론의 거리만큼 운동할 수 있고, 이 운동은 약 1마이크론 내지 약 15마이크론과 같이 정밀할 수 있다.

x방향을 따라, 플렉셔(236a)와 대응하는 강성 스톱(238a)의 제 1 쌍과 플렉셔(236b)와 테이퍼 콘(tapered cone)(252)의 대응하는 표면(239) 사이에 프레임(22a)이 위치된다. 일부 예에서, 2개의 플렉셔(236a,236b)가 동일할 수 있으며, 각각의 개구(222a 내지 222d)에 대해 대각선으로 배열될 수 있다. 각각의 플렉셔(236a,236b)는 고정단과 고정단으로부터 연장되는 자유단을 포함할 수 있다. 각각의 자유단은 프레임(22a)의 측면(241a,241b)(도 19 참조)에 힘을 가하는 정렬 데이텀(240a,240b)을 구비한다. 각각의 힘은 테이퍼 콘(252)의 표면(239)과 대응하는 강성 스톱(238a)에 의해 가해지는 힘과 방향이 반대이다. 상기 플렉셔들이 대각선으로 배열되었을 때, 정렬 데이텀(240a,240b)들을 연결하는 직선은 x방향에 대해 평행하지 않으며, 프레임(22a)에 대해 표면(239)과 강성 스톱(238a)에 의해 가해지는 힘들의 방향의 연장선은 중첩하지 않는다. 고정된 단부에서, 플렉셔(236a,236b)는, 예컨대, 하나 또는 그보다 많은 델(del) 핀(242)(모두 도시되지는 않음)과 나사(250)를 이용하여, 분리 바(244)와 프린트바(220)의 에지(246,248)들에 부착될 수 있다. 상기 강성 스톱(238a)은 분리 바(244)와 단부(246,248)들의 연속된 부분일 수 있으며, x방향에서 프레임(22a)의 각 측면의 외표면에 접촉하기 위하여 평탄하거나 휘어진 고정밀 표면을 가질 수 있다.

프레임(22a)의 에지 포인트(245)는 콘 표면(239) 상의 접촉점(243)에 접촉한다. 상기 에지 포인트(245)는 접촉점(243)이 콘 표면(239) 상에서 움직일 때 x방향을 따라 상하로 가압될 수 있다. 도면에 도시된 예에서, 상기 콘(252)은 개구(222d)의 단부로부터 개구(222d)의 중앙을 향해 연속적으로 좁아지며 테이퍼질 수 있다. 큰 직경의 단부(253)는 조절가능한 나사(254)에 연결되고, 작은 직경의 단부(255)는 가이드(238b) 상에 안착됨으로써, 나사(254)가 회전하면, 상기 작은 직경의 단부(255)(및 전체 콘(252))는 가이드(238b) 상에서 y방향을 따라 전후로 선형 운동한다. 특히, 상기 콘(252)이 가이드(238b)를 향해 내측으로 이동하도록 조절되면, 상기 접촉점(243)은 상기 표면(239) 상의 큰 직경에 대응하는 지점으로 이동하여 상기 에지 포인트(245)를 플렉셔(236b) 측으로 가압하게 된다. 한편, 상기 콘(252)이 작용면(224)을 향하여 외측으로 이동하도록 조절되면, 상기 접촉점(243)은 상기 표면(239) 상의 작은 직경에 대응하는 지점으로 이동하여 상기 에지 포인트(245)를 콘(252) 측으로 다시 해제하게 된다. 상기 프레임(22a)의 에지 포인트(245)는 x방향을 따라 약 0마이크론 내지 약 500마이크론의 거리만큼 운동할 수 있고, 이 운동은 약 1마이크론 내지 약 10마이크론과 같이 정밀할 수 있다. 상기 콘(252)의 표면(239)은 평활하며, 프레임의 에지 포인트(245)의 고정밀 조절을 용이하게 하기 위해 고정밀도로 제조된다. 상기 에지 포인트(245)가 이동할 수 있는 전체 거리와 소정의 정밀도를 얻기 위해, 테이퍼 콘(252)의 테이퍼 각도(257), 나사(254)의 나사산(259) 밀도, 나사(254)의 총 회전거리(미도시) 및 다른 변수들이 선택될 수 있다.

상기 프레임(22a)의 에지 포인트(234)의 운동은 x-y 평면 내에서 프레임(22a)의 배향을 조절한다. 상기 배향은 x-y평면에서 y방향과 프레임(22a)의 장축(256) 사이의 (입증을 위해 과장된) 배향각(θ)에 의해 특정될 수 있다. 예를 들면, 에지 포인트(245)가 -x방향을 따라 플렉셔(236b)를 향해 이동하도록 가압되면, 상기 프레임(22a)은 플렉셔(236b)의 정렬 데이텀(240b)에 대해 가압하게 되고, 이에 따라, 상기 정렬 데이텀(240b)은 -x방향을 따라 프린트바(220)의 단부(246)를 향해 뒤로 후퇴하게 된다. 이와 동시에, 상기 강성 스톱(238a)이 프레임(22a)을 플렉셔(236a)의 정렬 데이텀(240a)에 대해 가압함으로써, 상기 프레임(22a)이 시계방향으로 회전하며, 각도(θ)는 증가한다. 상기 에지 포인트(245)의 운동 방향을 역전시킴으로써, 상기 프레임(22a)은 반시계 방향으로 회전할 수 있고, 각도(θ)는 감소될 수 있다. 프린트바(220)의 다른 부품들과 조절 나사(252,254), 프레임(22a)과 표면(239)간의 점접촉, 및 플렉셔(236a,236b)들의 대각선 배열은 프레임(22a)의 운동과 상기 각도(θ)의 조절을 용이하게 한다. 일부 실시예에서, 각각의 플렉셔(236a,236b)는 약 20N/m 내지 약 60N/m의 스프링 상수를 갖고, 프레임(22a)에 약 10N 내지 약 100N의 힘을 가한다. 상기 각도(θ)는 최대 약 ±0.4° 값만큼 조절될 수 있으며, 조절 정밀도는 약 0.01도 내지 약 0.05도일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 콘(252)은 도면에 도시된 방향(-y)의 반대 방향으로 테이퍼질 수 있다. 테이퍼 표면을 가진 다른 적당한 기구가 사용될 수도 있다.

상기 4개의 개구(222a 내지 222d)중 하나에 위치된 프레임(22a) 또는 각각의 토출 모듈(10)은 다른 토출 모듈 또는 프레임의 위치 및 배향(θ)에 영향을 미치지 않고 다른 개구들에 위치된 다른 토출 모듈 및 프레임들과 정밀하게 정렬하도록 조절될 수 있다. 위치의 정렬은 각각의 토출 모듈(10) 또는 프레임(22a)의 배향의 정렬과 독립적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 개구(222d)에서 제 1 프레임(22)의 위치와 배향이 조절되고 설정된 후, 상기 제 1 프레임(22a)의 장축(256)에 대해 상기 개구(222c)에서 제 2 프레임의 장축을 정렬시키기 위해, 상기 개구(222c)에 대응하는 테이퍼 콘(252)이 조절될 수 있다. 그 다음, 이미 정렬된 프레임들의 배향에 영향을 미치지 않고, 상기 개구(222c)의 조절 나사(230)를 회전시킴으로써, x방향을 따른 제 1 및 제 2 프레임의 노즐들의 상대 위치가 조절될 수 있다(y방향 픽셀 조절). 상기 개구(222b,222a)들에서 추가적인 2개의 프레임들이 마찬가지로 정렬될 수 있다. 각도(θ)와 y방향 픽셀에 대한 조절량은 시험 인쇄 또는 광학적 측정에 의해 결정될 수 있다. 상기 y방향 픽셀 조절은 각각의 토출 모듈(10)의 노즐들이 여러가지 인쇄 요건에 따라 x방향을 따라 서로에 대해 오프셋되거나 정렬되도록 할 수 있다. 상기 정렬 조절은 오직 프레임의 작용면(224)에만 접근함으로써 이루어지거나 완료될 수 있으며, 특수한 공구없이 사용자에 의해 편리하게 이루어질 수 있다.

4개의 모든 토출 모듈(10)에 대한 조절이 이루어진 후, 나사(254)에 의해 테이퍼 콘(252)과 조절 나사(230)가 베이스 플레이트(223)와 분리 바(244)에 대해 고정될 수 있다.

일단 토출 모듈이 셋팅되었을 때, 하나 또는 그보다 많은 토출 모듈(10)을 교체 또는 제거 및 재설치할 필요가 있다면, 새로운 토출 모듈(10)을 정렬하는 과정을 반복하지 않고, 하나 또는 그보다 많은 토출 모듈(10)을 뽑아낸 다음, 플렉셔, 스프링 플런저, 강성 스톱 및 고정된 조절 나사(230)와 테이퍼 콘(10) 사이로 새로운 (또는 재설치되는) 토출 모듈(10)을 삽입함으로써, 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다. 토출 모듈(10)에서 하나 또는 그보다 많은 토출 조립체들의 교환은 프린트바(220)에서 토출 모듈(10)의 위치결정에 영향을 미치지 않고 토출 모듈(10)에서 직접적으로 이루어질 수 있다.

도 18에 도시된 바와 같이, 프레임(22a)은 각각 스프링 플런저(268)와 쇼울더 스크류(270)를 이용하여 프린트바(220)의 표면(264,266)에 대해 z방향을 따라 프레임(22a)의 2개의 단부(260,262)를 가압함으로써 프린트바(220)에 고정될 수 있다. 상기 표면(264,266)들은 x-y평면에 대해 평행한 동일 평면에서 실질적으로 평평하며, 이에 따라, 토출 모듈(10)의 노즐 어레이들은 y방향에 대해 수평으로 평행하다. 상기 스프링 플런저(268)는 스프링 플런저(228)와 유사한 스프링 상수와 같은 특징을 갖는다. 일부 실시예에서, 상기 스프링 플런저(268)는 상기 단부(260)(도 11 참조)의 정렬 홀(272)로 연장하거나, 상부면(271)과 점접촉하는 휘어진 접촉 헤드(참조번호를 부여하지 않음)를 또한 갖는다. 스프링 플런저(268)에 의해 z방향을 따라 프레임(22a)에 가해지는 힘은 약 10N 내지 약 40N이다. 상기 스프링 플런저(228,268)는 나사(227)를 이용하여 베이스 플레이트(223)에 나사결합되는 직립 요소(225)에 고정될 수 있다. 상기 쇼울더 스크류(270)는 도 10의 쇼울더 스크류(154)의 것들과 유사하게 배열된 본체(274), 스프링(276) 및 절연 링(278)을 가질 수 있다. 상기 본체(274)는 프레임(22a)과 접촉하지 않고 프린트바(220)에 나사결합되고, 상기 스프링(276)은 z방향을 따라 프레임(22)에 대해 약 20N 내지 약 100N의 힘을 가한다. 스프링 플런저(268)와 쇼울더 스크류(270)는 모두 프레임(22a)에 토크를 유도하지 않고 프린트바(220)에 프레임(22a)을 고정하며, 이에 따라, 정렬 각도(θ)가 영향을 받지 않는다. 일부 실시예에서, 상기 프레임(22a)의 각도(θ)의 배향 조절과 y방향 픽셀 조절은, 스프링 플런저(268)와 쇼울더 스크류(270)가 프레임(22a)에 제공된 후, 전술한 방식으로 이루어질 수도 있다.

일부 실시예에서, 절연 시트(282), 예컨대, 열적 절연 시트 및/또는 전기적 절연 시트가 프린트바(220)의 각각의 상부면(264,266)에 제공될 수 있으며, 이에 따라, 프레임(22a)의 단부(260,262)들이 프린트바(220)로부터 열적으로 및/또는 전기적으로 절연된다. 대체적으로, 프린트바(220)의, 또는 그 위의 부분들 또는 요소들 중, 오직 프레임(22a)만이 (y방향에서) 조절 나사(230)와 스프링 플런저(228)의 접촉 헤드(232,234), (x방향에서) 플렉셔(236a,236b)의 정렬 데이텀(240a,240b), 강성 스톱(238a) 및 표면(239)들, 그리고 (z방향에서) 절연 시트(282)에 직접 접촉한다. x및 y방향에서 프린트바(220)와 프레임(22a) 간의 접촉은 최소이며, 프레임(22a)은 프린트바(220)로부터 실질적으로 열적으로 및 전기적으로 절연된다. 3개의 방향(x,y,z)에서 프레임(22a)의 스프링 장전은, 열적인 변화 또는 다른 변화를 겪을 때, 당해 프레임(22)이 자유롭게 팽창 또는 수축할 수 있도록 한다.

상기 프린트바(220)의 베이스 플레이트(223)는 금속, 예를 들면, 알루미늄, 예컨대, 캐스트 알루미늄(펜실베이니아 피츠버그에 소재한 알코아로부터 구입할 수 있는 MIC-6), 스테인레스강, 예컨대, 304 또는 316 스테인레스강, A2 공구강, 또는 코팅된 스테인레스강으로 제조될 수 있다. 상기 나사(227,254), 본체(270) 및 테이퍼 콘(252)는 스테인레스강 또는 다른 적당한 재료로 제조될 수 있다. 상기 스프링 플런저(228,268)은 여러가지 형상을 가질 수 있고, 예컨대,미시건 어번 힐에 소재한 몬로 엔지니어링으로부터 상업적으로 구입할 수 있다. 상기 플렉셔(236a,236b)는 플라스틱, 예컨대, 오하이오 브룩클린 하이트에 소재한 프로페셔널 플라스틱으로부터의 델린과 같이 상업적으로 구입할 수 있는 아세탈, 스테인레스강, 연강 또는 탄성중합체 재료로 제조될 수 있다. 또한, 상기 절연 시트(282)는 플라스틱, 예컨대, 펜실베이니아 챔버스버그에 소재한 일렉트릭컬 인슐레이팅 머티어리얼로부터 구입할 수 있는 페모릭(phemolic), 또는 영국 사우스햄턴에 소재한 루시트 인터내셔널로부터 구입할 수 있는 노멕스 아라미드(Nomex Aramide) 페이퍼를 포함할 수 있다. 유사한 특성을 가진 다른 적당한 재료가 프린트바(220)의 여러가지 부품들을 위해 또한 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 4개의 개구(222a 내지 222d)는 여러가지 구성으로 배열될 수 있다. 상기 프린트바(220)는 4개 이상, 예컨대, 5개, 6개 또는 심지어 그보다 많은 개구를 포함할 수 있다. 상기 베이스 플레이트(223)와 직립 요소(225)는 연속적으로 기계가공된 피스일 수 있다. 상기 스프링 플런저(228,268)의 교체에 플렉셔 또는 탄성중합체 프로파일이 사용될 수 있으며, 상기 테이퍼 콘(252)의 교체에 수직으로 배향된 팽창식 맨드릴이 사용될 수 있다. 상기 플렉셔(236a,236b)는 다른 형상, 예컨대, 램프 형상을 가질 수 있고, 도 18에 도시된 구성과 다른 구성으로 배열될 수 있다.

또한, 상기 프린트바(220)는 다른 프린트바(220)와의 정렬을 위해, 또는 다른 프린트바 위에 장착하기 위해, 다우얼(dowel) 핀(280)과 같은 기구를 포함한다. 상기 프린트바(12,220)는, 기판(16)이 정지하였을 때, 토출 모듈(10)이 기판(16)을 가로질러 전후로 스캔하고, 스캔들 사이에 상기 기판(16)이 y방향을 따라 미리결정된 거리만큼 진행하는 스텝 앤 리피트(step-and-repeat) 프린터의 프린트바일 수 있다. 또한, 상기 프린트바(12)는, 토출 모듈(10)이 고정식이고 x방향을 따라 움직이는 기판(16) 상에 인쇄하는 싱글 패스(single-pass) 프린터의 프린트바일 수 있다.

스텝 앤 리피트 프린터 또는 싱글 패스 프린터에 의해 인쇄된 이미지(14)의 해상도는 토출 모듈(10)이 인쇄할 수 있는 해상도와 연관되지만, y방향을 따라 소정의 높은 노즐 밀도를 제공하도록 x방향을 따라 다중의 토출 모듈(10)을 위치시킴으로써 증가할 수도 있다. 상기 프레임(22) 상에 토출 조립체(18,20)들이 조립되는 방식과 유사하게, 하나의 토출 모듈 내의 노즐 어레이들은 y방향을 따라 인치당 노즐의 수를 증대시키기 위해 프린트바(12)에 장착된 다른 토출 모듈들의 하나 또는 그보다 많은 노즐 어레이들에 대해 x방향을 따라 오프셋을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 다중 토출 모듈은 y방향을 따른 노즐 어레이들의 팽창을 더 증대시키기 위해 토출 조립체(164,166)들과 유사한 방식으로 배열될 수도 있다. y방향을 따른 큰 팽창은 이미지(14)가 큰 폭을 가질 때 싱글 패스 프린터에서 바람직하다.

상기 토출 모듈(10)의 2개의 토출 조립체들은 동일한 색상을 가진 잉크를 토출할 수 있고, 또는 각각 다른 하나가 토출하는 잉크의 색상과 다른 색상을 가진 잉크를 토출할 수 있다. 컬러 이미지를 인쇄하기 위해 상기 프린터에 다중의, 예컨대, 3개의 토출 모듈(10)이 또한 사용될 수 있다.

다른 유형의 토출 조립체들이 토출 모듈(10)에 사용될 수 있다. 토출 조립체의 여러가지 유형이 2008년 5월 22일자로 출원된 미국특허 출원번호 제12/125,648호 및 미국특허 제5,265,315호에 개시되어 있으며, 이들은 각각 참조로 본 명세서에 통합되었다. 프레임(22) 상에서 토출 조립체의 위치결정의 목적 및/또는 방식이 실질적으로 영향을 받지 않는 한, 상기 프레임(22)의 각각의 부분이 다른 형상 또는 형태일 수 있으며, 다른 위치에 배치될 수 있다. 상기 정렬 데이텀들은 고정밀 표면 이외의 형태일 수 있으며, 예컨대, 결합가능한 돌출부 및 홈부 또는 기타 등일 수 있다. 도 3 내지 도 5의 금속 피스(72)와 플렉셔 지지체(78,80)는 기계가공된 연속적인 피스일 수 있다. 상기 플렉셔 지지체(78,80)는 다양한 두께와 형상, 예컨대, 원통 형상을 가질 수 있으며, 도 1 및 도 3에 도시된 것과 다른 위치에 배치될 수 있다. 정렬 데이텀을 포함하는 금속 피스(74)도 도면에 도시된 것과 다른 구성을 가질 수도 있다. 또한, 플렉셔(46,48)는 금속 시트 이외의 형태, 예를 들어 스프링일 수 있다. 플렉셔(102)(도 4 참조)의 금속 시트(104)의 다른 부분들은 직사각형 이외의 다른 형상, 예컨대, 타원형, 원형 또는 그외의 형상일 수 있다. 토출 조립체의 위치결정이 2005년 4월 29일자로 출원된 미국특허 출원번호 제11/118,704호, 2005년 4월 29일자로 출원된 미국특허 출원번호 제11/118,293호, 2005년 4월 27일자로 출원된 미국특허 출원번호 제11/117,146호, 및 2008년 3월 28일자로 출원된 미국특허 출원번호 제12/058,139호에도 개시되어 있으며, 각각의 특허출원 전체 내용이 참조로 본 명세서에 통합되었다. 토출 조립체들에 의해 토출되는 잉크는 전도성 잉크, 자성 잉크 또는 발광 다이오드(LED) 디스플레이의 제조에 사용되는 재료를 포함할 수 있다. 또한, 토출 조립체들은 기판 상에 잉크 이외의 유체를 증착하거나 공급하기 위해 사용될 수도 있다. 상기 유체는 비화상 형성 유체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모델을 만들기 위해 3차원 모델 페이스트가 선택적으로 증착될 수 있다. 분석 어레이에 생물학적 샘플이 증착될 수 있다.

또한, 다른 실시예들은 하기의 특허청구범위에 속한다.

Claims

프레임 상에 제 1 및 제 2 토출 조립체를 장착할 수 있도록 하는 특징부를 포함하는 장치로서,
상기 특징부는 제 1 및 제 2 정렬 데이텀과 개구를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 정렬 데이텀은, 장착될 때, 당해 제 1 및 제 2 토출 조립체의 각각의 위치를 설정하기 위해 상기 프레임에 대해 미리 고정되고, 이에 따라, 상기 토출 조립체중 하나의 길이를 따른 노즐들의 적어도 일부가 상기 토출 조립체중 다른 하나의 길이를 따른 노즐들의 적어도 일부에 대해 미리 결정된 오프셋을 가지며,
상기 개구는 상기 제 1 및 제 2 토출 조립체의 길이를 따라 모든 노즐들을 노출하고, 상기 제 1 및 제 2 토출 조립체는 기판 상에 유체를 토출할 수 있도록 노출되는,
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 특징부는 상기 토출 조립체들을 위한 하나 이상의 패스너도 포함하는,
장치.
제 2 항에 있어서,
상기 패스너는 상기 장치에 당해 패스너를 고정하는 피스와, 상기 토출 조립체들에 대해 힘을 가하는 탄성 피스를 포함하는,
장치.
제 3 항에 있어서,
상기 패스너는 나사를 포함하고, 상기 탄성 피스는 스프링을 포함하는,
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 패스너는 상기 토출 조립체들에 대해 토크를 가하지 않는,
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프레임은 테프론과 니켈의 균질한 혼합물을 포함한 테프론-니켈 코팅으로 피복된,
장치.
제 6 항에 있어서,
상기 코팅은 약 2 마이크론 내지 약 8 마이크론의 두께를 갖는,
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 특징부는 상기 제 1 또는 제 2 정렬 데이텀에 대응하는 하나 이상의 플렉셔를 또한 포함하는,
장치.
제 1 항에 있어서,
상기 특징부는 상기 토출 조립체들의 길이에 대해 수직한 방향을 따라 상기 토출 조립체들의 각각의 위치를 설정하기 위한 추가적인 정렬 데이텀들을 더 포함하는,
장치.
토출 방향으로 기판 상에 토출 조립체의 노즐로부터 유체를 토출할 수 있도록 상기 토출 조립체를 장착하기 위한 지지체와,
상기 지지체의 정밀 표면의 적어도 한 지점에 대해 상기 토출 조립체를 견고하게 고정하기 위해 상기 토출 방향으로 상기 토출 조립체에 힘을 가하는 패스너를 포함하며,
상기 패스너는 상기 토출 방향에 놓인 축을 중심으로 상기 지지체에 대한 상기 토출 조립체의 적어도 일부분의 무토크(torque-free) 운동을 허용하는,
장치.
제 10 항에 있어서,
상기 패스너는 당해 패스너의 일단과 상기 토출 조립체 사이에 위치된 탄성 요소를 포함하는,
장치.
제 11 항에 있어서,
상기 탄성 요소는 상기 토출 조립체에 접촉하는 상기 패스너의 유일한 부분인,
장치.
제 10 항에 있어서,
상기 패스너는 상기 지지체에 고정하기 위한 나선형 나사산을 포함하는,
장치.
제 11 항에 있어서,
상기 탄성 요소는 상기 토출 조립체에 약 2 파운드 내지 약 10 파운드의 힘을 가하는,
장치.
제 11 항에 있어서,
상기 탄성 요소는 상기 토출 조립체에 약 5 파운드의 힘을 가하는,
장치.
노즐로부터 유체를 토출할 수 있도록 토출 조립체를 장착하기 위한 지지체로서, 상기 토출 조립체의 일단에 정렬 데이텀을 포함하는 지지체와,
상기 지지체와 상기 토출 조립체의 제 2 단부 사이에 탄성 시트 금속 플렉셔를 포함하며,
상기 플렉셔는 상기 정렬 데이텀을 향해 상기 토출 조립체의 길이를 따라 힘을 가하기 위해 절곡부의 자유단에 연결된 고정단을 갖는,
장치.
제 16 항에 있어서,
상기 플렉셔는 약 200 lb/inch 내지 600 lb/inch의 스프링 상수를 갖는,
장치.
제 16 항에 있어서,
상기 플렉셔는 상기 토출 조립체에 약 5 파운드 내지 약 20 파운드의 힘을 가하는,
장치.
제 16 항에 있어서,
상기 자유단은 상기 토출 조립체에 접촉하는 추가적인 절곡부를 포함하는,
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 자유단은 상기 추가적인 절곡부를 지나 말단을 포함하고, 상기 말단은 상기 토출 조립체의 위치와 반대인 방향으로 연장하는,
장치.
제 20 항에 있어서,
상기 말단은 상기 지지체 상의 정지면에 의해 정지될 수 있는,
장치.
제 20 항에 있어서,
상기 자유단의 말단은 상기 지지체 상의 정지면으로부터 약 600 마이크론 내지 약 1000 마이크론에 있는,
장치.
제 19 항에 있어서,
상기 추가적인 절곡부는 상기 고정단의 표면으로부터 약 3.0mm 내지 약 3.3mm에 있는,
장치.
유체를 토출하는 토출 지지체를 장착하기 위한 금속 지지체 본체와,
상기 금속 지지체 본체 상에 위치되며, 열적으로 그리고 전기적으로 전도성이며, 상기 유체에 대해 화학적으로 저항성이 있는 코팅을 포함하는,
장치.
제 24 항에 있어서,
상기 코팅은 테프론, 니켈, 크롬 니켈 질화물, 또는 이들 중 2개 또는 그보다 많은 성분의 조합을 포함하는,
장치.
제 24 항에 있어서,
상기 코팅은 니켈과 테프론의 균질한 혼합물을 포함하는,
장치.
제 24 항에 있어서,
상기 코팅은 약 2 마이크론 내지 10 마이크론의 두께를 갖는,
장치.
제 24 항에 있어서,
상기 코팅의 표면은 0.35 미만의 마찰 계수를 갖는,
장치.