KR20190099281A - 진공 시스템을 갖는 잉크젯 프린터 - Google Patents

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Abstract

잉크젯 프린터가 개시되며, 상기 잉크젯 프린터는 진공 테이블의 상부 상에 위치된 통기성 매체-지지층(100)을 포함하고; 상기 진공 테이블은 통기성 매체-지지층(100) 상에 복수의 진공 구역들을 형성하기 위한, 진공 공급원에 연결된 복수의 공동 룸들을 포함하고; 복수의 공동 룸들로부터의 각각의 공동 룸(200)은 복수의 진공 구역들로부터의 진공 구역을 형성하기 위해 통기성 매체-지지층(100)으로부터의 통기성 부분에 의해 폐쇄되고; 복수의 공동 룸들로부터의 각각의 공동 룸(200)은, a) 벽 세트(220)에 의해 형성된 공간(230); 및 b) 공기-채널 세트(255)를 포함하는 하부층(250)을 포함하고; 벽 세트(220)에 의해 형성된 영역의 최소의 경계 박스로부터의 폭 대 길이의 비는 1:1 내지 2:5이다.

Description

진공 시스템을 갖는 잉크젯 프린터
본 발명은, 인쇄-매체(print-media) 상에 프린팅하면서 인쇄-매체를 편평한 표면 상에 홀드-다운(hold-down)하기 위한 진공 시스템을 포함하는 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
프린트헤드 밑에서 인쇄-매체를 운반하기 위한 진공 벨트와 같은 진공 시스템을 갖는 잉크젯 프린터는 잘 알려져 있다. 이러한 잉크젯 프린터는 현재, 소형 크기를 갖는 기재에서부터 훨씬 더 큰 기재 또는 동시에 프린팅되는 산업 시장용 다중 기재 범위까지의 기재; 및 특수 인쇄-매체, 예컨대, 유리, 라미네이트 바닥재(laminate floorings), 카펫(carpet), 직물을 위한 제조 방법 (잉크젯 프린팅 방법을 포함함)에 관한 사인 앤드 디스플레이(sign & display) 시장에 적합화되어 있다. 이러한 잉크젯 프린터의 예는 Agfa GRAPHICSTM :Jeti Tauro이다.
인쇄-매체를 홀드-다운하기 위한 진공 시스템을 포함하는, 선행기술로부터의 잉크젯 프린터에 관한 문제 중 하나는, 모든 종류의 인쇄-매체를 취급하며, 운반하고, 이에 프린팅하기에 곤란한 점이다. 다용도성은 상당히 낮고, 이러한 잉크젯 프린터에 의해 인쇄-매체 유형의 하위 세트만이 취급될 수 있고/거나 운반될 수 있다. 진공 시스템을 갖는 잉크젯 프린터의 다용도성을 확대하기 위한 여러 방법, 예를 들어 매체-지지층으로부터 진공 펌프 (진공 시스템으로부터의)로의 최적화된 공기-채널(air-channel) 설계를 제공하는 것에 의한 방법이 알려져 있다. 예를 들어, WO2016071122 (AGFA GRAPHICS)는 단락 [0135]에 진공 시스템을 개시하고 있으며, 여기서 통기성 매체-지지층으로서의 다공성 컨베이어 벨트 내 복수의 구멍은 상기 개시된 진공 시스템을 위한 특정 직경으로 최적화된다. 통기성 매체-지지층 내의 이러한 구멍들은 또한 공기-채널로 지칭된다.
인쇄-매체의 크기는 점점 더 커지며, 따라서 이러한 종류의 인쇄-매체를 홀드-다운하기 위해
- 보다 큰 매체-지지층이 필요하고/거나;
- 진공 시스템에 연결된 하나 이상의 진공 펌프에 보다 높은 전력이 필요하고/거나;
- 진공 시스템에 연결된 더 많은 진공 펌프가 필요하다.
대형 인쇄-매체를 위한 잉크젯 프린터, 예컨대 INCA™ Onset S40 또는 Agfa GRAPHICS™ :M-PRESS TIGER (이들 둘 모두 사인 앤드 디스플레이 인쇄 작업을 위한 초대형 인쇄-매체를 취급할 수 있음)가 수년 동안 이미 존재해왔다. 또 다른 예는 가구 패널, 문, 라미네이트를 프린팅하기 위한 HYMMEN™ JPT-L, 3.40 m까지의 최대 웹(web)-폭을 갖는 직물 웹 상에 프린팅하기 위한 REGGIANI MACHINE™ ReNOIR, 또는 2.070 mm x 3.600 mm까지의 포맷을 갖는 가구 제조를 위한 DIEFFENBACHER™ Colorizer이다.
또한, 일부 인쇄-매체 유형은, 특히 이들이 큰 크기를 갖는 경우, 진공 시스템의 통기성 매체-지지층에 대해 홀드-다운하기에 어렵다. 이는 인쇄 품질에 불리하게 영향을 미치는 인쇄-매체의 말림(curling), 주름짐(crinkling)을 유발할 수 있다. 선행기술에서, 잉크젯 프린터는 진공 시스템에 연결된 하나 이상의 보다 강한 진공 펌프를 적용함으로써 보다 높은 진공 동력(vacuum power)을 매체-지지층 상에 가함으로써 이를 해결하려고 노력한다. 취급의 곤란성을 갖는 이러한 인쇄-매체의 예는, 이러한 인쇄-매체 유형의 내부 장력 (이는 상당히 높은 내부 장력을 가짐)으로 인하여 강성(rigid)인 다층 인쇄-매체이며, 이는 잉크를 프린팅하고/거나 건조시키면서 인쇄-매체의 상향 뒤틀림(warping up)을 갑자기 유발할 수 있다. 따라서, 이러한 인쇄-매체를 홀드-다운할 수 있는 진공 시스템을 가짐으로써 방탄(bullet proof)이 건조기 및/또는 프린트 헤드에 대한 충돌을 피하는 잉크젯 프린터의 필요성이 있다. 진공 시스템을 위한 보다 강한 진공 펌프를 적용하는 것은 항상 이상적인 해결책은 아니며, 예를 들어 이는 흡입력에 의해 인쇄-매체의 변형을 유발할 수 있다. 또한, 진공 시스템을 위한 보다 강한 진공 펌프는 잉크젯 프린터의 제조 비용을 훨씬 더 높게 하며, 잉크젯 프린터의 에너지 소모를 상승시킨다. 용어 "보다 강한 진공 펌프"는, 흡입력이 진공 테이블에서 더 강해지도록 보다 높은 진공 설정점(set point)을 갖는 진공 펌프인 것을 의미한다.
그러나, 보다 큰 매체-지지층이 필요할 뿐만 아니라, 경제적인 이유로 인하여 잉크젯 프린터의 보다 높은 생산성은 큰 중요성을 갖는다. 큰 매체-지지층 상에서 다중 인쇄-매체를 동시에 취급하는 여러 방법이 이미 알려져 있다. 예를 들어, EP2508347 (THIEME GMBH & CO. KG)은, 다중 인쇄-매체의 위치를 검출하여 매체-지지층인 압반(platen) 상에서 이들을 검출함으로써 다중 인쇄-매체를 취급하는 방법을 개시하고 있다. 통기성 매체-지지층에 대해 홀드-다운되어야 하는 다중 인쇄-매체의 총 면적은 상기 언급된 바와 같은 보다 강한 진공 펌프를 요구할 수 있지만, 통기성 매체-지지층 내 비초킹된 (unchoked) 구멍 (이는 다중 인쇄-매체 중 하나에 의해 덮이지 않은 구멍임)에서 진공 동력의 보다 큰 손실을 또한 유발한다.
진공 동력의 손실은 또한, 작은 인쇄-매체(300)가 그 위에 홀드-다운되어야 하는 큰 통기성 매체-지지층 상에서 발생하는데, 이는 통기성 매체-지지층 내 여러 구멍들이 미사용된 구멍, 따라서 비초킹된 구멍 (이는 또한 비폐쇄된(not-smothered) 구멍으로 지칭됨)이 되기 때문이다.
진공 동력의 이러한 손실을 최소화하거나 또는 방지하기 위해, 통기성 매체-지지층으로부터의 미사용된 구멍들 상에 테이프를 도포하는 것에 의한 방법, 또는 보다 강한 진공 동력을 통기성 매체-지지층 상에 가하는 것에 의한 덜 효율적인 방법이 공지되어 있다. 상기 테이프를 도포하는 것은, 또 다른 크기의 인쇄-매체가 통기성 매체-지지층 상에 제공될 때마다 프린터 조작자가 이를 반복해야 하는, 시간이 걸리는 제조 방법이다. 강한 진공 동력은 보다 높은 에너지-소모, 또는 보다 높은 진공 동력을 통기성 매체-지지층 상에 가할 수 있는 보다 고가의 큰 진공 펌프를 요구한다.
진공 동력의 손실을 방지하기 위한, 통기성 매체-지지층으로부터의 미사용된 구멍을 초킹하는(choking) 또 다른 공지되어 있는 방법은, 진공 동력을 통기성 매체-지지층 상의 진공 구역에 가하거나 또는 가하지 않도록 제어될 수 있는 개별 진공 챔버의 시스템을 진공 시스템에 적용하는 것이다. 잉크젯 프린터의 진공 시스템에서 이러한 방법의 예는 US20110292145 (XEROX CORPORATION) 또는 EP2868604 (AGFA GRAPHICS)에 개시되어 있으며, 여기서 이동가능한 벽은 통기성 매체-지지층 상의 진공 구역의 크기를 제어한다.
WO2015136137 (LATORRE JESUS FRANCISCO BARBERAN)은 통기성 매체-지지층 내 미사용된 구멍에서 진공 동력을 손실하는 문제점을 위해, 구멍을 개방하거나 개방하지 않음으로써 통기성 매체-지지층의 구멍들에 연결된 드로어(drawer)를 제어하기 위한 작동 시스템을 갖는 진공 시스템을 개시하고 있다. 이는 잉크젯 프린터의 제조를 위해 잉크젯 프린터, 특히 진공 테이블이 고가가 되게 하며, 또한 축 전달을 구동시키기 위한 추가의 모터를 포함함으로써 추가의 에너지 소모를 생성한다.
통기성 매체-지지층 상의 미사용된 구멍에서 발생하는 또 다른 문제점은, 이들 구멍에서의 진공 동력은 (특히, 예를 들어 인쇄-매체의 말림을 방지하기 위해 통기성 매체-지지층 상에 높은 진공 동력이 가해지는 경우) 프린팅하는 동안 프린트 헤드로부터 인쇄-매체로의 잉크 궤적에 불리하게 영향을 미친다는 것이다. 보통 잉크 궤적은 프린트헤드로부터 인쇄-매체로 거의 직선인 수직선이지만, 흡입에 의해 이러한 궤적이 벗어날 수 있어, 인쇄 품질은 인쇄-매체 상에의 잘못된 잉크 적하 위치설정으로 인하여 불량하다.
또 다른 방법은, 구멍당 진공 테이블 내부에 격판(diaphragm)을 적용하는 것에 의한 미사용된 구멍들의 폐쇄이다. 이러한 격판은, 예를 들어 밸브에 의해, 개별적으로 개방 구멍, 반개방(semi-open) 구멍 또는 폐쇄 구멍을 갖도록 제어될 수 있어, 진공의 손실이 제어될 수 있다. 이러한 시스템의 신뢰도는 불확실하며, 제조 비용은 매우 높다.
또한, 이러한 미사용된 구멍들은 흡입력에 의해 잉크 스프레이(ink mist), 종이 가루(paper dust), 매체 섬유(media fibres) 및/또는 잉크 잔해, 예컨대 경화된 잉크를 수용한다는 것이 공지되어 있다. 이들은 미사용된 구멍들, 및 공기-채널의 내측 및 진공 시스템으로부터의 진공 챔버(들)의 내측을 오염시킨다. 선행기술에서, 공기-필터 및/또는 응집 필터(coalescence filter)는 진공 펌프 커넥터에 연결되어, 진공 펌프 커넥터 내 오염물로부터 액체 및 공기를 분할시키지만, 세정하기에 어려운 오염물 (예를 들어, 이쑤시개(toothpick) 또는 다른 날카로운 창(pike)을 사용하여 통기성 매체-지지층 내 구멍들을 재천공(re-perforation)해야 하며, 이는 시간이 많이 걸림)은 공기-채널에 남아있다.
큰 인쇄-매체 및 작은 인쇄-매체 / 작은 다중 인쇄-매체를 취급할 수 있는 진공 시스템을 갖는 잉크젯 프린터의 문제점, 및 통기성 매체-지지층에서의 미사용된 공기-채널에서 진공 동력의 가능한 손실을 해결하기 위해, 잉크젯 프린터의 보다 높은 제조 비용 및 프린팅되는 인쇄-매체의 보다 높은 생산 비용이 없는 해결책이 필요하다. 이러한 해결책은 또한, 진공 시스템의 내측에서의 오염이 최소화되며, 통기성 매체-지지층 상에서의 흡입력이 프린트 헤드로부터 인쇄-매체로의 잉크 궤적에 불리하게 영향을 미치지 않고, 인쇄-매체를 취급하기 위한 다용도성이 확대된다면, 매우 효과적이 될 것이다.
상술한 문제점을 극복하기 위해, 본 발명의 바람직한 구현예는 청구범위 제1항에 따른 잉크젯 프린터로 실현되었다.
본 발명은 진공 테이블의 상부 상에 위치된 통기성 매체-지지층(100)을 포함하는 잉크젯 프린터이다. 통기성 매체-지지층(100)은, 잉크젯 프린터에 의해 프린팅될 인쇄-매체 (이는 또한 잉크 수용체(receiver)로서 지칭됨)를 운반하기 위한 지지체를 제공한다. 통기성 매체-지지층(100) 밑의 진공 테이블은 인쇄-매체를 운반하기 위한 추가의 지지체를 제공한다.
통기성 매체-지지층(100)은 바람직하게는 편평하며, 보다 바람직하게는 300 μm 미만의 편평도를 갖는다. 상기 지지층의 상부 상에서의 편평도는, 프린트헤드로부터 잉크 수용체로 액적을 분사하는(jetting) 거리인 투사 거리(throw distance)에 영향을 미치기 때문에, 이는 지지층 상에서 지지되는 잉크 수용체 상에서 우수한 인쇄 품질을 갖는 데 중요하다. 통기성 매체-지지층(100)의 상부 상의 3개의 영역(area) (이는 개구부(aperture) 및 노치(notch)를 포함하지 않음)에 의해 획정되는 평면에 대한, 통기성 매체-지지층(100)의 상부 상의 상기 영역 (이는 개구부 및 노치를 포함하지 않음)에서의 최대 높이 거리는 통기성 매체-지지층(100)의 편평도를 규정한다. 통기성 매체-지지층(100)의 상부 상의 이러한 영역 (이는 개구부 및 노치를 포함하지 않음)에 의해 지지되는 가요성 잉크 수용체는 통기성 매체-지지층(100)과 동일한 편평도를 가질 것이다. 통기성 매체-지지층(100)의 편평도를 측정하기 위해, 여러 편평도 측정 도구, 예를 들어 US6497047 (FUJIKOSHI KIKAI KOGYO KK)에 개시된 측정 도구가 선행기술에서 이용가능하다. 통기성 매체-지지층(100)의 편평도는 또한 표면 조면계, 예컨대 벤치 탑 스타일러스(bench top stylus)의 KLA-TencorTM 시리즈 및 광학 표면 조면계에 의해 측정될 수 있다.
잉크젯 프린터는 평판(flatbed) 잉크젯 프린터, 바람직하게는 대형 포맷 평판 잉크젯 프린터일 수 있으며, 여기서 통기성 매체-지지층(100)은 편평한 강성 층이고, 여기서 평판은 통기성 매체-지지층(100) 및 진공 테이블에 의해 형성된다. 인쇄-매체(300)는 평판 상에 위치되며, 예컨대 예를 들어 Agfa GRAPHICSTM에 의해 제조된 Jeti MiraTM (이는 전형적으로 평판 잉크젯 프린터임)의 평판 상에 프린팅하기 위해 진공 동력에 의해 홀드-다운된다.
대안적으로, 잉크젯 프린터는 통기성 매체-지지층(100)으로서 다공성 컨베이어 벨트를 포함할 수 있으며, 이 위로 인쇄-매체(300)가 운반 및 운반되고, 프린팅을 위해 진공 동력에 의해 홀드-다운된다. 다공성 컨베이어 벨트 밑에 진공 테이블이 위치된다. 이러한 다공성 컨베이어 벨트는 또한 진공 벨트로 지칭된다. 이러한 잉크젯 프린터의 예는 Agfa GRAPHICSTM에 의해 제조된 Jeti TauroTM이다.
통기성 매체-지지층(100) 상의 구멍 (이는 또한 공기-채널로 지칭됨)에서 진공을 형성하기 위해, 진공 테이블에 작동적으로 연결된 진공 공급원 또는 펌프 (이는 또한 진공 펌프로 지칭됨)가 존재한다. 작동 시, 공기는, 이들 구멍으로부터, 흡입을 가하기 위한 진공 공급원, 바람직하게는 펌프로부터의 부압 하에 진공 테이블 내부의 공기-채널의 네트워크를 거쳐, 통기성 매체-지지층(100) 상에 지지된 인쇄-매체(300)로 배기된다. 이러한 공기-채널 (이는 또한 개구부로 지칭됨)은 통기성 매체-지지층(100)에 평행한 횡단면으로서 원형, 타원형, 정사각형 또는 직사각형의 형상을 가질 수 있다.
본 발명은 통기성 매체-지지층(100), 예컨대 다공성 컨베이어 벨트 상에 복수의 진공 구역들을 형성하기 위한, 1개 이상의 진공 공급원, 예컨대 진공 펌프에 연결된 복수의 공동 룸(cavity room)들을 진공 테이블에 포함한다. 매체-지지층의 공기 투과성은 상기 제시된 잉크젯 프린터 내 진공 시스템의 진공 펌프에 연결된, 층 내 공기-채널에 의해 유발된다. 복수의 공동 룸은 진공 테이블의 면적 및 각각의 공동 룸(200)의 면적에 종속적이다. 복수의 진공 구역들로부터의 진공 구역은 복수의 진공 구역들로부터의 또 다른 진공 구역에 중첩될 수 있지만, 이들 둘 모두는 복수의 공동 룸들로부터의 또 다른 공동 룸(200)에 의해 생성된다.
이들 공동 룸은 진공 테이블의 상부 층에 포함되어, 복수의 공동 룸들로부터의 각각의 공동 룸(200)이 통기성 매체-지지층(100)으로부터의 통기성 부분에 의해 폐쇄되도록 한다. 통기성 부분은 공동 룸(200)의 상부를 덮는다. 통기성 부분은 복수의 공기-채널에 의해, 복수의 진공 구역들로부터의 진공 구역을 잉크 수용체 측 상에 형성한다.
본 발명에서 공동 룸(200)은 하기를 포함한다:
a) 벽 세트(220)에 의해 형성된 공간(230); 및
b) 공기-채널 세트를 포함하는 하부층(250).
하부층(250)은, 진공 공급원, 예컨대 진공 펌프에 연결된 1개 이상의 공기-채널을 가질 수 있다. 따라서, 통기성 부분으로부터의 복수의 공기-채널(105)은 공간(230)을 거친 다음, 공기-채널 세트(255)를 거쳐 진공 공급원, 예컨대 진공 펌프로 연결된다. 여기서 '복수의 공기-채널'은 통기성 부분으로부터의 공기-채널이고, 여기서 '공기-채널 세트'는 하부층으로부터의 공기-채널이다.
본 발명에서와 같이 이러한 복수의 공동 룸들을 포함하는 진공 테이블에 의해, 인쇄-매체(300)로부터의 에지(edge)는 더 양호하게 홀드-다운되어 인쇄-매체(300)로부터의 에지에서의 말림이 방지되도록 한다는 것이 발견되었다. 인쇄-매체(300)의 에지에서의 말림은 프린팅 동안 프린트헤드와 접촉 (이는 방지되어야 함)할 수 있다.
통기성 부분은 벽 세트(220)에 의해 지지되어, 통기성 커버(cover) 또는 통기성 덮개(lid)로서 공동 룸(200)을 폐쇄한다.
하부층(250)에 포함된 공기-채널 세트(255)는 때때로 공동-구멍 세트 또는 공동-공기-채널 세트로서 또한 명명된다.
벽 세트(220)는 바람직하게는 자립(upstanding) 벽, 직립(upright) 벽, 또는 하부층(250)을 향하여 45도 내지 135도 기울어진 벽, 보다 바람직하게는 하부층(250)을 향하여 70도 내지 100도 기울어진 벽, 가장 바람직하게는 하부층(250)을 향하여 85도 내지 95도 기울어진 벽이다.
이러한 벽 세트(220)는 임의의 형상 (이는 바람직하게는 실질적으로 다각형, 보다 바람직하게는 실질적으로 볼록한 다각형, 가장 바람직하게는 실질적으로 규칙적인 볼록한 다각형임)을 갖는 영역을 형성하고 있거나, 또는 벽 세트(220)는 다각형 형상을 갖는 영역을 형성하고 있다. 대안적으로, 벽 세트(220)는, 실질적으로 원형 또는 실질적으로 타원형의 형상 또는 타원형 형상을 갖는 영역을 형성하고 있다. 벽은 작은 요철부(corrugations) 또는 작은 돌출부(projections)를 가질 수 있으며; 따라서 편평한 벽은 아니지만, 형상은 실질적으로 다각형 또는 볼록한 다각형 또는 규칙적인 볼록한 다각형, 원형 또는 타원형이다.
최소의 진공 손실을 갖는 최적 진공 시스템을 위해 이러한 형상은 조밀해야(compact) 하며, 가늘고 길지 않아야 하므로, 바람직한 구현예에서 벽 세트(220)에 의해 형성된 영역의 최소의 경계 박스(bounding box)로부터의 폭 대 높이의 비는 1:1 내지 2:5, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:2이라는 것이 확인되었다. 이는 분명하며, 이러한 영역은 진공 테이블에 실질적으로 평행하며, 바람직하게는 평행한 것으로서 해석되어야 한다. 최소의 경계 박스의 폭은 최소의 경계 박스의 높이보다 더 작거나 또는 동일하다. 여기서 용어 폭 및 높이는 이것이 3차원 공간에서 규정되어야 하는 경우 운반 표면에 평행한 2차원 평면으로서 해석되어야 한다: 최소의 진공 손실을 갖는 최적의 진공 시스템을 위해 이러한 형상은 조밀해야 하며, 가늘고 길지 않아야 하므로, 바람직한 구현예에서 벽 세트(220)에 의해 형성된 영역의 최소의 경계 박스로부터의 폭 대 길이의 비는 1:1 내지 2:5, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:2이라는 것이 밝혀졌다.
가늘고 긴 형상이 사용되는 경우 진공 동력은 가늘고 긴 공동 구멍의 전방 및 후방에서 덜 강력하므로, 예를 들어 보다 강한 진공 공급원을 가하는 것 (이는 상기 언급된 바와 같이 경제적인 이유로 피해야 함)에 의한 더 많은 진공 동력이 필요한 것이 확인되었다. 조밀한 형상은 통기성 매체-지지층 상의 인쇄-매체(300)의 에지에 보다 양호한 홀드-다운을 제공한다는 것이 또한 밝혀졌다. 기하학에서, 2차원 내 점 집합(point set) (S) 또는 특정 영역을 위한 최소의 또는 가장 작은 경계 박스 또는 봉입(enclosing) 박스는, 그 안에 모든 점들 또는 특정 영역이 놓이는 가장 작은 측정치 (면적)를 갖는 박스이다.
본 발명에서 통기성 부분은 벽 세트(220)와 접촉하며, 공동 룸(200)의 덮개로서 공동 룸 상의 상부층을 형성한다.
바람직한 구현예에서, 공간(230)의 부피는 1 mm3 내지 8000000 mm3, 보다 바람직하게는 1 mm3 내지 2000000 mm3이다. 부피의 이러한 바람직한 범위는, 최소의 진공 손실을 갖는 최적의 진공 시스템, 및 통기성 매체-지지층(100)이 대형 크기의 인쇄-매체를 위해 제조된 경우 큰 진공 펌프가 필요하지 않은 진공 시스템을 위해, 조밀한 형상 (이는 길고 가늘지 않음을 의미함)과 함께 관심대상이다.
공동 룸(200)의 깊이는 바람직하게는 0.001 mm 내지 200 mm, 보다 바람직하게는 0.01 mm 내지 100 mm, 가장 바람직하게는 0.1 mm 내지 10 mm이다.
진공 테이블의 폭 및/또는 높이는 바람직하게는 1.0 m 내지 10 m이다. 폭 및/또는 높이가 더 클수록, 더 큰 인쇄-매체(300)가 잉크젯 프린터에 의해 지지될 수 있으며, 이는 경제적 이익을 갖는다. 이는 큰 면적을 제공하므로, 보통 더 강한 진공 동력이 본 발명에 필요하지 않다. 진공 테이블의 면적은 바람직하게는 1 m2 내지 100m2이다.
바람직한 구현예에서, 복수의 공동 룸들로부터의 공동 룸(200)을 폐쇄하는 각각의 통기성 부분은 복수의 공기-채널을 포함하며, 이는, 복수의 공기-채널(105)로부터의 면적의 총합이, 공동 룸(200)에 포함된, 하부층으로부터의 공기-채널(255)의 면적의 총합과 동일하거나 또는 더 크도록 제조된다.
공기-채널의 면적은, 공기-채널이 포함된 층에 평행하고/거나 공기-채널 내 공기-유동 방향에 수직인 횡단면에 의해 형성된 면적이다. 예를 들어 공기-채널의 내벽이 내향으로 구부러진(bent) 경우, 대체적으로, 가장 작은 면적을 제공하는, 공기-채널이 포함된 층에 평행하고/거나 공기-채널 내 공기-유동 방향에 수직인 횡단면적의 면적이 '공기-채널의 면적'으로 지칭된다는 것이 유체역학의 과학에서 공지되어 있다.
공기-채널의 면적이 공기-채널을 통한 유량을 규정하는 것으로 알려져 있지만, 본 발명에서는 오리피스(orifice) 또는 구멍과 같은 공기-채널의 캐스케이드(cascade)가 존재한다:
a) 통기성 부분 내 공기-채널; 및
b) 공동 룸(200)으로부터의 하부층(250) 내 공기-채널.
특히 오리피스 또는 구멍과 같은 공기-채널의 이러한 캐스케이딩(cascading)은 본 발명이 상술한 문제점에 대한 해결책이 되도록 한다.
유량을 공동 룸(200)에 걸쳐 균등하게 분포시키기 위해, 유량은 통기성 부분으로부터의 공기-채널 상에 초킹되어야 한다 (이는 공동 룸, 따라서 미사용된 구멍으로 유동하는 것을 허용함). 따라서, 복수의 공기-채널(105)로부터의 면적의 총합은 공동 룸(200)에 포함된, 하부층으로부터의 공기-채널 세트(255)로부터의 면적의 총합과 동일하거나 또는 더 커야 한다는 것이 확인되었다. 미사용된 구멍은, 통기성 매체-표면-층 상의 인쇄-매체(300)가 이를 덮지 않는다는 것을 의미한다.
하부층(250)으로부터의 공기-채널 세트(255)는 1개 이상의 공기-채널, 예컨대 구멍 또는 오리피스일 수 있다. 하부층(250)의 측면에서의 공기-채널, 예컨대 구멍 또는 오리피스의 면적은 바람직하게는 0.25 mm2 내지 100 mm2, 보다 바람직하게는 1 mm2 내지 64 mm2, 가장 바람직하게는 1.44 mm2 내지 49 mm2이다.
통기성 부분으로부터의 복수의 공기-채널(105)은 1개 초과의 공기-채널, 예컨대 구멍 또는 오리피스이다. 통기성 부분 내 복수의 공기-채널(105)은 통기성 부분에서 더 넓은 흡입 영역을 얻기 위해 필요하며, 바람직하게는, 위치는, 인쇄-매체(300)가 하나의 특정 흡입 영역이 아니라 통기성 부분 상의 '어느 곳에나' 부착될 수 있도록 하기 위해 통기성 부분 내에 동일하게 분포된다. 이러한 공기-채널의 형상, 이러한 공기-채널의 면적 및 통기성 부분의 면적은 공기-채널의 최대 수를 규정한다.
통기성 부분의 측면에서의 공기-채널(105), 예컨대 구멍 또는 오리피스의 면적은 바람직하게는 0.25 mm2 내지 100 mm2, 보다 바람직하게는 1 mm2 내지 36 mm2, 가장 바람직하게는 1.44 mm2 내지 16 mm2이다. 면적이 너무 큰 경우, 흡입력에 의해 인쇄-매체(300)가 변형되며, 특히 주름-민감성이거나; 취성이거나; 열-민감성이거나 또는 에지-말림(curl) 민감성인 인쇄-수용체가 되고, 이는 인쇄된 결과에서 가시적이 되며, 인쇄 품질에 불리하게 영향을 미칠 수 있다.
오리피스를 통한 유량은 하기 식 (I-a)에 의해 설명될 수 있다:
Figure pct00001
상기 식에서, a = 상수이고, d = 오리피스의 직경이고, ΔP = 오리피스 상에서의 압력 하락이고, Q = 오리피스를 통한 유량이다. 본 발명에서 오리피스는 좁고, 짧은 길이를 갖는다.
상기 식은 하기 식 (I-b)로서 또한 작성될 수 있다:
Figure pct00002
상이한 직경을 갖는 캐스케이딩 오리피스 상에서의 유량은 하기의 추정 식 (II)으로부터 유도될 수 있다는 것이 발견 및 추정된다:
Figure pct00003
상기 식에서, a = 상수이고, d1 내지 dn = 캐스케이딩된 오리피스의 직경이고, n = 캐스케이드에서의 오리피스의 양이고, ΔP = 캐스케이딩된 오리피스 상에서의 압력 하락이고, Q = 캐스케이딩된 오리피스를 통한 유량이다.
층, 예컨대 통기성 부분 내 개방 오리피스를 통한 유량은 유도된 등가(equivalent) 가상(virtual) 구멍을 사용하고, 하기 추정 식 (III)을 사용하여 베르누이의 법칙(Bernouilli's law)을 기초로 계산될 수 있다:
Figure pct00004
상기 식에서, D = 등가의 가상 구멍의 직경이고, n = 층 내 개방 오리피스의 양이다.
상기 식 (III)은 본 발명에서의 하부층(250) 또는 통기성 부분과 같은 층 내 공기-채널 세트로부터의 등가 직경(equivalent diameter) (N)을 계산하는 방법의 예이다. 상기 식 (III)에서, 각각의 원형 구멍의 직경은 동일하며, 베르누이의 법칙으로부터 유도되어, 식 (III)이 확인된다. 선행기술에서, 층으로부터의 공기-채널 세트의 등가 직경은 또한 복수의 비-원형 형상의 공기-채널 (심지어 이들은 균일하지 않거나 또는 동일한 형상을 갖지 않거나 또는 동일한 크기를 갖지 않음)에 대해 계산될 수 있는 것이 알려져 있다.
이러한 바람직한 구현예는, 공동 룸에 포함된, 하부층으로부터의 공기-채널 세트(255)의 면적의 총합이, 공동 룸에 포함된, 공기-채널 세트를 진공 공급원, 예컨대 진공 펌프와 연결하는 모든 공기-채널, 예컨대 도관의 면적의 총합보다 더 작은 경우에 훨씬 더 바람직하다.
또한, 본 설명에서, 식 (I-a), (I-b), (II), (III)을 적용하는 것은 캐스케이딩된 오리피스를 갖는 본 발명에 의해, 통기성 부분 내 미사용된 공기-채널에서의 진공 손실의 해결책으로서 본 발명을 설명한다는 것이 나타날 것이다.
실시예에서 개시된 바와 같이, 통기성 부분 밑의 공동 룸(200)의 하부층(250) 내 원형 영역과 함께, 통기성 부분에 포함된 복수의 공기-채널(105)이 모두, 동일한 원형 영역 및 1개의 공기-채널을 갖는 구멍인 경우, 통기성 부분 내 구멍의 직경 및 하부층(250) 내 구멍의 직경의 비는 바람직하게는 0.50 (= ± 1:2) 내지 0.166 (= ± 1:6), 보다 바람직하게는 0.33 (= ± 1:3) 내지 0.2 = (± 1:5), 가장 바람직하게는 0.275 (= ± 11:40) 내지 0.225 (= ± 9:40)인 것이 밝혀졌다.
바람직한 구현예에서, 이전의 바람직한 구현예와 함께인지 아닌지 여부에 관계없이,
- 통기성 부분에 포함된 복수의 공기-채널(105)로부터의 각각의 공기-채널의 등가 직경; 및
- 하부층으로부터의 공기-채널 세트(255)의 등가 직경
사이의 비는 0.50 (= ± 1:2) 내지 0.166 (= ± 1:6), 보다 바람직하게는 0.33 (= ± 1:3) 내지 0.2 (= ± 1:5), 가장 바람직하게는 0.275 (= ± 11:40) 내지 0.225 (= ± 9:40)이다.
도 1은 실시예 1에 따른 표 1의 값을 갖는 그래프이다.
도 2는 실시예 2에 따른 표 2의 값을 갖는 그래프이다.
도 3은 실시예 3에 따른 표 3의 값을 갖는 그래프이다.
도 4는 실시예 4에 따른 표 4의 값을 갖는 그래프이다.
도 5는 실시예 5에 따른 표 5의 값을 갖는 그래프이다.
도 6은, 공기가 통기성 매체-지지층(100)으로부터의 통기성 부분 내 복수의 공기-채널(105)로부터 공동 룸(200) 내 공간(230)을 거쳐, 공동 룸(200)의 하부층(250) 내 공기-채널 세트(255)를 거쳐 진공 공급원 (미도시됨)으로 유동하는 바람직한 구현예로부터의 공동 룸(200)의 횡단면의 도식이다. 도면에서 화살표는 공기 유동을 표시한다. 공동 룸(200)은 벽 세트(220) 및 하부층(250)에 의해 형성된다.
도 7은 시험 2.1에 의해 얻어진 측정 데이터를 갖는 그래프이다.
도 8은 시험 2.2에 의해 얻어진 측정 데이터를 갖는 그래프이다.
도 9는 시험 2.1 및 시험 2.2에서와 유사한, 통기성 매체-지지층(100)의 일부분의 상면도를 개시하는 도식이며, 여기서 복수의 마름모 형상의 공동 룸(200) 밑에 이들 공동 룸(200) 각각의 벽 세트가 확인되며, 이는 점선에 의해 나타내었다. 통기성 매체-지지층(100) (미도시됨)은 복수의 진공 구역들로 나뉘며, 이들 각각은 공동 룸 위 통기성 부분에서 25개의 공기-채널을 갖는다. 공동 룸 내 바닥은 1개의 공기-채널을 포함하지만, 이는 도시되지 않는다. 인쇄-매체(300)는 통기성 매체-지지층(100) 상에서 지지된다.
바람직한 구현예에서, 공동 룸(200)으로부터의 벽 세트(220)의 벽은 각도를 갖는다.
a) 통기성 매체-지지층(100)의 매체-운반 방향 및 벽 세트(220)로부터의 벽 사이의 각; 또는
b) 프린트헤드-이동 방향 및 상기 벽 사이의 각
은 5 내지 85도, 보다 바람직하게는 9 내지 81도, 가장 바람직하게는 15 내지 75도이다.
인쇄-매체의 총 면적에 걸쳐 양호한 홀드-다운을 달성하기 위해 대부분의 인쇄-매체(300)의 형상은 직사각형이며, 이러한 바람직한 구현예에서와 같이 이렇게 각도를 갖는 벽은 특히 직사각형 형상의 인쇄-매체의 에지에서, 보다 양호한 홀드-다운 결과를 제공한다. 이는, 진공 테이블에 포함된 복수의 공동 룸들이 상기와 같이 제조된 경우, 가장 바람직하게는 진공 테이블에 포함된 모든 공동 룸이 상기와 같이 제조된 경우에 특히 그러하다.
이전의 바람직한 구현예는, 벽 세트(220)에 의해 형성된 영역으로부터의 형상이 마름모, 마름모꼴, 직사각형 (회전됨), 평행사변형, 사다리꼴, 정사각형 (회전됨), 오각형, 육각형 또는 규칙적인 볼록한 다각형이거나; 또는 실질적으로 마름모, 실질적으로 마름모꼴, 실질적으로 직사각형 (회전됨), 실질적으로 평행사변형, 실질적으로 사다리꼴, 실질적으로 정사각형 (회전됨), 실질적으로 오각형, 실질적으로 육각형 또는 실질적으로 규칙적인 볼록한 다각형인 경우, 훨씬 더 바람직하다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 이전 구현예들과 조합되는지 여부와 관계없이, 본 발명에서 복수의 공동 룸들로부터의 공동 룸(200) 또는 모든 공동 룸은, 통기성 부분을 공동 룸(200)에 오직 벽만 존재하는 경우보다 훨씬 더 잘 지지하기 위해 통기성 천장을 포함할 수 있다. 이는, 특히 공동 룸(200)이 상당히 큰 부피 및 큰 면적을 갖는 경우, 예를 들어 통기성 매체-지지층(100), 예컨대 진공 벨트가 가요성이거나 또는 충분히 강성이 아닌 경우 통기성 부분이 공동 룸에 가라앉는 것을 방지하기 위한 것이다. 공동 룸 위의 통기성 부분으로서의 통기성 매체-지지층(100)으로부터의 일부분이 공동 룸(200)에서 가라앉는 것은 이러한 매체-지지층에 의해 지지되는 인쇄-매체를 변형시킬 수 있으며, 이는 불량한 인쇄 품질을 낳는다. 바람직하게는, 공동 룸(200)에서의 이러한 천장은 벽 세트(220)에 의해 지지된다.
바람직한 구현예에서, 이전 구현예들과 조합되는지 여부와 관계없이, 진공 테이블에 포함된 공동 룸(200) 또는 모든 공동 룸은 필터, 예컨대 공기-필터를 포함한다. 효과적인 구현예를 갖기 위해, 필터는 물론 통기성이다. 바람직하게는, 필터는, 공동 룸(200) 내부에서 진공 공급원에 의해 유발되는, 바람직하게는 균일한 공기-유동을 공동 룸(200)의 에지를 향하여, 보다 바람직하게는 공동 룸(200)의 벽을 향하여 분포시킨다. 가장 바람직하게는, 필터는, 예를 들어 벽 세트에 의해 형성된 영역이 실질적으로 다각형 형상을 갖는 경우, 공기-유동을 공동 룸의 모서리를 향하여 분포시킨다. 공동 룸(200)의 에지 또는 공동 룸(200)의 벽 또는 공동 룸(200)의 모서리를 향하는 이러한 필터는, 아마도 보다 양호한 공기 역학에 의해, 인쇄-매체를 통기성 매체-지지층(100)에 대해 홀드-다운하는 것에 보다 양호한 영향을 갖는다는 것이 확인되었다. 필터는 공동 룸(200) 내부에서의 공기-유동의 작은 저항성을 제공할 수 있다.
공동 룸(200)으로부터의 하부층(250)을 향하는 벽 세트(220)로부터의 벽의 에지는, 아마도 보다 양호한 공기 역학에 의해, 공동 룸에서 보다 양호한 공기-유동을 갖도록 바람직하게는 둥근 모양을 갖는다(rounded).
이전의 바람직한 구현예로부터의 필터는 또한 진공 공급원에 의해 유발된 공기-유동으로부터 공기를 여과할 수 있으며, 이에 따라, 공기 내 오염물, 예컨대 잉크 잔해 또는 먼지는 이러한 필터, 예컨대 막, 여과지, 체 또는 공기-필터 내부에서 분리된다. 효과적인 구현예를 갖기 위해, 필터는 물론 통기성이다.
복수의 공동 룸들을 갖는 진공 테이블을, 예를 들어 마모 또는 밀링에 의해 용이하게 제조하기 위해, 진공 테이블, 공동 룸, 벽 세트(220) 및/또는 하부층(250)은 바람직하게는 열가소성 중합체 수지 및/또는 금속을 포함하며, 보다 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱 조성물이거나 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리옥시메틸렌 (POM) 및/또는 폴리아릴에테르케톤 (PAEK)을 포함한다. 진공 테이블의 제조에 대한 보다 많은 정보는 WO2016/071122 (AGFA GRAPHICS)에 개시되어 있다.
진공 테이블은, 서로의 상부 상에 접착제(glue) 또는 다른 수단에 의해 서로에 연결된 복수의 층을 포함할 수 있으며, 여기서 예를 들어:
- 층은 벽 세트(220)를 형성하고/거나;
- 층은 공동 룸 내 천장을 형성하고/거나;
- 층은 공동 룸(200) 내 하부층(250)을 형성한다.
각각의 층은 바람직하게는 열가소성 중합체 수지 및/또는 금속을 포함하며, 보다 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱 조성물, 스틸이거나 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리옥시메틸렌 (POM) 및/또는 폴리아릴에테르케톤 (PAEK)을 포함한다. 천장은 공동 룸 내부에서의 공기-유동의 작은 저항성을 제공할 수 있다.
통기성 매체-지지층(100)이 진공 벨트인 경우, 통기성 매체-지지층(100)과의 접촉 구역에서 벽 세트(220)로부터의 각각의 벽은 둥근 모양을 가져, 진공 벨트의 보다 높은 수명이 보장되도록 하는 것이 바람직하다. 이동 시 진공 벨트에 의한 벽 세트(220)에서의 마찰은 이러한 수명을 저하시킬 수 있다.
본 발명에서, 통기성 매체-지지층(100)으로부터 진공 공급원, 예컨대 진공 펌프까지 공기-채널, 예컨대 오리피스 또는 구멍의 캐스케이드가 존재한다. 이러한 캐스케이드는 공동 룸들을 서로의 상부 상에 구축함으로써 확대될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 이전의 바람직한 구현예들과 조합되는지 여부에 관계없이, 잉크젯 프린터는,
- 진공 테이블에 포함된 또 다른 공동; 및
- 또 다른 공기-채널 세트를 포함하는 진공 테이블에 포함된 또 다른 하부층(250)
을 포함하는 또 다른 공동 룸(200)을 포함하며;
여기서 공동 룸(200)으로부터의 하부층(250)은 다른 공동 룸(200)을 폐쇄시켜 다른 공동 상의 상부 층을 형성한다. 또 다른 공동은 또 다른 벽 세트(220)에 의해 형성된다.
이전의 바람직한 구현예와 유사하게, 공동 룸(200)의 하부층으로부터의 공기-채널 세트(255)의 면적의 총합은 바람직하게는 다른 공동 룸(200)의 하부층으로부터의 다른 공기-채널 세트(255)로부터의 면적의 총합과 동일하거나 또는 더 크고, 상부 상에서 보다 바람직하게는 다른 공동 룸(200)의 하부층으로부터의 다른 공기-채널 세트(255)로부터의 면적의 총합은 다른 공동 룸(200)의 하부층으로부터의 다른 공기-채널 세트(255)를 진공 공급원, 예컨대 진공-펌프와 연결하는 모든 공기-채널의 면적의 총합보다 더 작다.
바람직한 구현예에서, 다른 하부층(250)은 열가소성 중합체 수지 또는 금속을 포함하며, 보다 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱 조성물, 알루미늄이거나 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리옥시메틸렌 (POM) 및/또는 폴리아릴에테르케톤 (PAEK)을 포함한다.
진공 테이블은, 서로의 상부 상에 접착제 또는 다른 수단에 의해 서로에 연결된 복수의 층을 포함할 수 있으며, 여기서 예를 들어:
- 층은 벽 세트(220)를 형성하고/거나;
- 층은 공동 룸 내 천장을 형성하고/거나;
- 층은 공동 룸 내 하부층(250)을 형성하고/거나;
- 층은 또 다른 벽 세트(220)를 형성하고/거나;
- 층은 또 다른 공동 룸 내 천장을 형성하고/거나;
- 층은 또 다른 공동 룸(200) 내 하부층(250)을 형성한다.
이러한 층은 열가소성 중합체 수지 또는 금속을 포함하며, 보다 바람직하게는 엔지니어링 플라스틱 조성물, 알루미늄이거나 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리옥시메틸렌 (POM) 및/또는 폴리아릴에테르케톤 (PAEK)을 포함한다.
잉크젯 프린팅 장치
잉크젯 프린팅 장치, 예컨대 잉크젯 프린터는, 프린트헤드 또는 1개 이상의 프린트헤드를 갖는 프린트헤드 조립체를 사용하는 마킹(marking) 장치이며, 이는 액체를 액적 또는 기화된 액체로서 잉크젯 수용체 (이는 또한 인쇄-매체로 지칭됨) 상에 분사한다. 잉크젯 수용체 상에서 잉크젯 프린팅 장치의 분사에 의해 마킹되는 패턴은 바람직하게는 이미지이다. 패턴은 무색이거나 또는 유채색일 수 있다.
잉크젯 프린터는 바람직하게는 와이드-포맷(wide-format) 잉크젯 프린터이다. 와이드-포맷 잉크젯 프린터는 일반적으로 17 인치에 걸친 프린트 폭을 갖는 임의의 잉크젯 프린터인 것으로 받아들여진다. 100 인치에 걸친 프린트 폭을 갖는 잉크젯 프린터는 일반적으로 슈퍼-와이드(super-wide) 프린터 또는 그랜드 포맷(grand format) 프린터로 지칭된다. 와이드-포맷 프린터는 대부분 배너, 포스터, 직물 및 일반 사인(general signage)을 프린팅하는 데 사용되며, 일부 경우에 단기-실행(short-run) 방법, 예컨대 스크린 프린팅보다 더 경제적일 수 있다. 와이드 포맷 프린터는 일반적으로 잉크젯 수용체의 개별 시트보다는 잉크젯 수용체의 롤(roll)을 사용하지만, 요즘은 또한 잉크젯 수용체가 그 위에 로딩되는 프린팅 테이블을 갖는 와이드 포맷 프린터가 존재한다. 와이드-포맷 프린터는 바람직하게는 벨트 스텝 컨베이어 시스템(belt step conveyor system)을 포함한다.
잉크젯 프린터 내 프린팅 테이블은 프린트헤드 밑에서 이동할 수 있거나 또는 갠트리(gantry)는 프린팅 테이블 상에서 프린트헤드를 이동시킬 수 있다. 플랫-테이블(flat-table) 디지털 프린터로서 또한 지칭되는 이들은 매우 종종 평면 잉크젯 수용체, 리지(ridged) 잉크젯 수용체, 및 가요성 잉크젯 수용체의 시트의 프린팅에 사용된다. 이들은, 인쇄물이 이들이 제조됨에 따라 서로에 점착되는 것을 방지하기 위해 IR-건조기 또는 UV-건조기를 포함할 수 있다. 와이드-포맷 프린터 및 보다 구체적으로 플랫-테이블 디지털 프린터의 예는 EP1881903 (AGFA GRAPHICS NV)에 개시되어 있다.
잉크젯 프린터는 단일 패스(single pass) 프린팅 방법을 수행할 수 있다. 단일 패스 프린팅 방법에서, 잉크젯 프린트헤드는 통상적으로 고정된 상태로 유지되며, 잉크젯 수용체는 1개 이상의 잉크젯 프린트헤드 밑에서 1회 운반된다. 단일 패스 프린팅 방법에서, 상기 방법은 페이지 폭의 잉크젯 프린트헤드 또는 잉크젯 수용체의 전체 폭을 덮는 다중 스태거형(multiple staggered) 잉크젯 프린트헤드를 사용하여 수행될 수 있다. 단일 패스 프린팅 방법의 예는 EP2633998 (AGFA GRAPHICS NV)에 개시되어 있다. 이러한 잉크젯 프린터는 또한 단일 패스 잉크젯 프린터로 지칭된다.
잉크젯 프린터는 먼저 이송 벨트에 마킹할 수 있으며, 제2 단계에서 상기 마킹을 잉크젯 수용체로 이송한다. 잉크젯 프린터는 바람직하게는, 잉크젯 잉크의 액적을 중간 이송 부재(intermediate transfer member), 예컨대 이송 벨트 상으로 향하게 하여 잉크 이미지를 형성하는 단계를 포함하는 프린팅 방법을 수행하며, 상기 잉크는 수성 담체(aqueous carrier) 중 유기 중합체 수지 및 착색제를 포함하고, 상기 이송 부재는 소수성 외부 표면을 가져, 잉크 이미지에서의 각각의 잉크 액적이 중간 이송 부재에 충돌(impinging) 시 확산되어 잉크 필름을 형성도록 한다. 잉크젯 잉크 이미지가 중간 이송 부재에 의해 운반되는 동안, 잉크 이미지로부터 수성 담체를 증발시켜 수지의 잔류 필름 및 착색제를 남김으로써 잉크젯 잉크는 건조된다. 이어서, 잔류 필름은 잉크젯 수용체로 이송된다. 잉크젯 잉크 및 중간 이송 부재의 표면의 화학 조성물은, 중간 이송 부재의 표면을 습윤시킴으로써 각각의 액적이 확산되도록 유발하지 않으면서, 각각의 액적의 외부 스킨(skin) 내 분자들 및 중간 이송 부재의 표면 상의 분자들 사이의 분자간 인력이, 각각의 액적에 의해 제조된 잉크 필름이 수성 담체의 표면 장력의 작용 하에 비드(bead)로 되는 경향에 대응하도록, 선택된다.
잉크젯 프린터는 넓은 범위의 잉크젯 수용체 (이는 또한 인쇄-매체로 지칭됨), 예컨대 접는 상자(folding carton), 아크릴 플레이트, 허니콤 보드(honeycomb board), 골판지(corrugated board), 발포체(foam), 중밀도 섬유판(medium density fibreboard), 딱딱한 보드(solid board), 단단한 페이퍼 보드(rigid paper board), 홈이 있는 코어 보드(fluted core board), 플라스틱, 알루미늄 복합재, 발포 보드(foam board), 파형 플라스틱(corrugated plastic), 카펫, 직물, 얇은 알루미늄, 페이퍼, 고무, 접착제, 비닐, 베니어(veneer), 바니시 블랭킷(varnish blanket), 목재, 플렉소그래픽 플레이트(flexographic plate), 금속 기재 플레이트, 유리 섬유, 플라스틱 호일, 투명 호일, 접착제 PVC 시트, 함침 페이퍼(impregnated paper) 등을 마킹할 수 있다. 잉크젯 수용체는 잉크젯 수용 층(acceptance layer)을 포함할 수 있다. 잉크젯 수용체는 페이퍼 기재 또는 함침 페이퍼 기재 또는 열경화성 수지 함침 페이퍼 기재일 수 있다.
바람직하게는 잉크젯 프린터는, 잉크젯 수용체를 마킹하도록 UV 경화성 잉크를 분사하는 1개 이상의 프린트헤드, 및 마킹 후 잉크를 경화시키기 위한 건조기 시스템으로서의 UV 공급원 (= Ultra Violet source)을 포함한다. 잉크젯 수용체 상에서의 UV 경화성 잉크젯 잉크의 확산은 부분 경화 또는 "핀 경화(pin curing)" 처리에 의해 제어될 수 있으며, 여기서 잉크 액적은 "피닝되며(pinned)", 즉 고정되고, 이 후, 추가의 확산이 발생하지 않는다. 예를 들어, WO 2004/002746 (INCA)은 경화성 잉크를 사용하는 복수의 패스로 잉크젯 수용체의 영역을 프린팅하는 잉크젯 프린팅 방법을 개시하고 있으며, 상기 방법은 상기 영역 상에 제1 패스의 잉크를 침적시키는 단계; 제1 패스로 침적된 잉크를 부분적으로 경화시키는 단계; 상기 영역에 제2 패스의 잉크를 침적시키는 단계; 및 상기 영역 상에 상기 잉크를 완전히 경화시키는 단계를 포함한다.
UV 공급원의 바람직한 구성은 수은 증기 램프이다. 예를 들어 하전된 수은을 함유하는 석영 유리 튜브 내에, 에너지가 가해지고, 수은은 기화되고, 이온화된다. 기화 및 이온화의 결과로서, 수은 원자, 이온 및 자유 전자의 무질서 고에너지는 다수의 수은 원자 및 이온의 여기 상태를 낳는다. 이들이 이들의 바닥 상태로 다시 가라앉을 때, 방사선이 방출된다. 램프에 존재하는 압력을 제어함으로써, 방출되는 방사선의 파장은 어느 정도 정확하게 제어될 수 있으며, 목표는 물론, 방출되는 방사선 중 많은 부분이 스펙트럼의 자외선 부분으로 그리고 UV 경화성 잉크 경화에 효과적일 파장에서 떨어지도록 보장하는 것이다. 또 다른 바람직한 UV 공급원은 UV 발광 다이오드(UV-Light Emitting Diode) (이는 또한 UV-LED로 지칭됨)이다.
잉크젯 프린터는 적외선에 의해 잉크를 고형화하기 위한 IR 공급원 (=적외선 공급원(Infra Red source))을 포함할 수 있다. IR 공급원은 바람직하게는 NIR 공급원 (=근적외선 공급원(Near Infra Red source)), 예컨대 NIR 램프이다. IR 공급원은 매우 짧은 반응 시간을 갖는 탄소 적외선 방출기를 포함할 수 있다.
상기의 바람직한 구현예에서 IR 공급원 또는 UV 공급원은 분사된 잉크를 잉크젯 수용체 상에 고정시키기 위한, 통기성 매체-지지층(100) 상에 경화 구역을 생성한다.
일부 잉크젯 수용체는, 화학적으로 비활성되고/거나 비다공성(nonporous)인 상부-표면을 가지며, 이는 낮은 표면 에너지로 이어질 수 있기 (이는 불량한 인쇄 품질을 낳을 수 있음) 때문에, 잉크젯 프린터는 잉크젯 수용체가 잉크젯 프린터의 프린트헤드를 통과하기 전에 잉크젯 수용체를 처리하기 위한 코로나 방전 장비를 포함할 수 있다.
잉크젯 프린터는 바람직하게는 산업용 잉크젯 프린터, 예컨대 직물 잉크젯 프린터, 골판지(corrugated fibreboard) 잉크젯 프린터, 장식(decoration) 잉크젯 프린터, 3D 잉크젯 프린터이다.
CTP(Computer-to-plate) 시스템
상기 구현예의 잉크젯 프린터는, 독점적 액체(proprietary liquid)가 금속 기재 상에 분사되어 디지털 기록으로부터 이미지화된 플레이트를 생성하는 CTP 시스템에 사용되는 프린팅 플레이트를 생성하는 데 사용될 수 있다. 이러한 플레이트는 가공 또는 후-베이킹(post-baking)을 요구하지 않으며, 잉크젯 이미지화가 완료된 직후 사용될 수 있다. 또 다른 이점은, 잉크젯 프린터를 갖는 플레이트 세터(platesetter)는 CTP 시스템에 보통 사용되는 레이저 또는 열 장비보다 더 저렴하다는 것이다. 바람직하게는, 잉크젯 프린터의 상기 구현예에 의해 분사될 수 있는 물체는 리소그래픽(lithographic) 프린팅 플레이트이다. 잉크젯 프린터에 의해 제조된 이러한 리소그래픽 프린팅 플레이트의 예는 EP1179422 B (AGFA GRAPHICS NV)에 개시되어 있다.
통기성 매체-지지층(100) 상에서의 프린팅 플레이트의 취급은, 통기성 매체-지지층(100)에 대한 이러한 잉크젯 수용체의 비제어된 부착으로 인하여 어렵다. 잉크젯 수용체 상에서의 열은 잉크젯 수용체에 대해 곡률 효과(curvature effect)를 일으킬 수 있으며, 잉크젯 수용체는 통용되는 통기성 매체-지지층(100)들 상에 홀드-다운될 수 없어, 잉크젯 수용체가 잉크젯 프린터로부터의 프린트헤드에 대해 충돌할 수 있다. 프린팅 플레이트를 홀드-다운하기 위해 추가의 가이드(guiding) 수단이 잉크젯 프린터에 구현되지 않는 경우 (이는 추가의 제조 비용을 도입함). 예를 들어, 고온(hot) 프린팅 영역 및/또는 고온 경화 영역 (이용가능한 경우)에서, 통기성 매체-지지층(100)에 대한 이러한 프린팅 플레이트의 부착은 덜 하다. 그러나, 본 발명에서, 잉크젯 프린터로부터, 통기성 매체-지지층(100)과의 잉크젯 수용체의 홀드-다운 및 플랫-다운(flat-down) 연결은 심지어 이러한 고온 프린팅 영역 및/또는 경화 영역 (이용가능한 경우)에서도 보장된다.
직물 잉크젯 프린터
바람직하게는, 잉크젯 프린터는 직물 잉크젯 프린팅 방법을 수행하는 직물 잉크젯 프린터이다. 통기성 매체-지지층(100) 상에서의 이러한 잉크젯 수용체의 취급은, 직물의 표면 상에서의 운반 및/또는 가열 (예를 들어, 고온 프린트 구역 및/또는 고온 경화 구역에서) 동안 잉크젯 수용체의 용이한 주름형성(crinkle)으로 인한 통기성 매체-지지층(100)에 대한 잉크젯 수용체의 비제어된 부착으로 인하여 어렵다. 잉크젯 수용체 상에서의 이러한 주름형성 효과는 잉크젯 수용체가 통용되는 통기성 매체-지지층(100)들 상에 홀드-다운 및 홀드-플랫(hold-flat)되지 않게 할 수 있어, 잉크젯 수용체는 잉크젯 프린터로부터의 프린트헤드에 대해 접촉할 수 있다. 또한, 주름진 직물은, 프린팅되는 동안 상기 직물이 편평하지 않은 경우, 예를 들어 불량한 인쇄 품질에 의해 판매용으로 허용되지 않는다. 직물을 홀드-다운 및 홀드-플랫하기 위해 추가의 가이드 수단이 잉크젯 프린터에 구현되지 않는 경우 (이는 추가의 제조 비용을 도입함). 예를 들어 고온 프린팅 영역 및/또는 고온 경화 영역 (이용가능한 경우)에서, 직물의 주름형성 효과는 더 커질 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 잉크젯 프린터로부터, 통기성 매체-지지층(100)과의 잉크젯 수용체의 홀드-다운 및 플랫-다운 연결은 심지어 이러한 고온 프린팅 영역 및/또는 경화 영역 (이용가능한 경우)에서도 보장된다. 본 발명은 또한 프린팅 후 직물에서의 딤플(dimple) 패턴 중에 임프린팅(imprinting)이 존재하지 않는다는 이점을 갖는다. 일부 직물은, 화학적으로 비활성이며 비다공성인 표면을 가지며, 이는 낮은 표면 에너지로 이어지기 때문에, 직물은 바람직하게는 코로나 방전 장비에 의한 코로나 처리에 의해 전처리된다. 또한, 일부 직물은 또한 수축에 관한 문제점을 갖는데, 이는 본 발명에 의한 통기성 매체-지지층(100) 상에의 직물의 양호한 전체 결합(coupling)에 의해 방지된다. 이는 직물 잉크젯 프린터에 대해 매우 큰 이점이다. 현재 직물 상에서의 이러한 수축 문제를 피하기 위해 점착성 컨베이어 벨트가 사용되지만, 따라서 상기 컨베이어 벨트는 접착제가 규칙적으로 도포되어야 하지만, 이는 본 발명으로는 필요하지 않다.
직물 잉크젯 프린터에서의 직물은 직조 또는 비직조 직물이다. 직물은 바람직하게는, 면(cotton) 직물, 실크 직물, 아마(flax) 직물, 황마(jute) 직물, 삼(hemp) 직물, 모달(modal) 직물, 대나무 섬유 직물, 파인애플 섬유 직물, 현무암 섬유 직물, 모시(ramie) 직물, 폴리에스테르 기재 직물, 아크릴 기재 직물, 유리 섬유 직물, 아라미드 섬유 직물, 폴리우레탄 직물, 고밀도 폴리에틸렌 직물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
직물은 투명하거나, 반투명하거나 또는 불투명할 수 있다.
본 발명의 주요한 이점은, 프린팅이 넓은 범위의 직물 상에서 수행될 수 있다는 것이다. 적합한 직물은 다수의 재료로부터 제조될 수 있다. 이러한 재료는 4종의 주요 공급원으로부터 기원한다: 동물 (예를 들어, 울, 실크), 식물 (예를 들어, 면, 아마, 황마), 광물 (예를 들어, 석면, 유리 섬유) 및 합성 (예를 들어, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴). 재료의 유형에 따라, 이는 편성, 직조 또는 비직조 직물일 수 있다.
직물은 바람직하게는, 면 직물, 실크 직물, 아마 직물, 황마 직물, 삼 직물, 모달 직물, 대나무 섬유 직물, 파인애플 섬유 직물, 현무암 섬유 직물, 모시 직물, 폴리에스테르 기재 직물, 아크릴 기재 직물, 유리 섬유 직물, 아라미드 섬유 직물, 폴리우레탄 직물 (예를 들어, Spandex 또는 LycraTM), 고밀도 폴리에틸렌 직물 (TyvekTM) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
적합한 폴리에스테르 직물은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 직물, 양이온 가염(cation dyeable) 폴리에스테르 직물, 아세테이트 직물, 디아세테이트 직물, 트리아세테이트 직물, 폴리락트산 직물 등을 포함한다.
이러한 직물의 적용은 자동차의 직물, 캔버스(canvas), 배너, 플래그(flag), 실내 장식, 의류, 수영복, 스포츠웨어, 타이, 스카프, 모자, 바닥 매트, 도어매트, 카펫, 매트리스, 매트리스 커버, 라이닝(linings), 부대용 천(sacking), 업홀스터리(upholstery), 카펫, 커튼, 드레이퍼리(draperies), 시트, 베개커버, 난연 및 보호 직물 등을 포함한다. 바람직한 구현예에서, 본 발명은 이러한 적용 중 하나의 제조에 포함된다. 폴리에스테르 섬유는 단독으로 또는 면과 같은 섬유와 블렌딩되어 모든 유형의 의류에 사용된다. 아라미드 섬유 (예를 들어, Twaron)는 난연성 의류, 절단-보호(cut-protection) 및 군용장비(armour)에 사용된다. 아크릴은 울을 모방하는 데 사용되는 섬유이다.
본 발명에서, 분사된 잉크 또는 액체는, 아마도 진공 테이블에 포함된 공동 내부의 공기-유동의 분포에 의해 직물의 섬유에 보다 용이하게 침투한다는 것이 확인되었다.
가죽 잉크젯 프린터
바람직하게는 잉크젯 프린터는 가죽 잉크젯 프린팅 방법을 수행하는 가죽 잉크젯 프린터이다. 통기성 매체-지지층(100) 상에서의 이러한 잉크젯 수용체의 취급은, 가죽의 표면 상에서의 운반 및/또는 가열 (예를 들어, 고온 프린팅 구역 및/또는 고온 경화 구역에서) 동안 잉크젯 수용체의 용이한 주름형성으로 인한 통기성 매체-지지층(100)에 대한 잉크젯 수용체의 비제어된 부착으로 인하여 어렵다. 잉크젯 수용체 상에서의, 특히 에지에서의 이러한 주름형성 효과는 잉크젯 수용체가통용되는 통기성 매체-지지층(100)들 상에서 홀드-다운 및 홀드-플랫될 수 없게 하여, 잉크젯 수용체는 잉크젯 프린터부터의 프린트헤드에 대해 접촉할 수 있다. 또한, 주름진 가죽은, 프린팅되는 동안 상기 가죽이 편평하지 않은 경우, 예를 들어 불량한 인쇄 품질에 의해 판매용으로 허용되지 않는다. 가죽을 홀드-다운 및 홀드-플랫하기 위해 추가의 가이드 수단이 잉크젯 프린터에서 구현되지 않는 경우 (이는 추가의 제조 비용을 도입함). 예를 들어 고온 프린팅 영역 및/또는 고온 경화 영역에서 (이용가능한 경우), 가죽의 주름형성 효과는 더 커질 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 잉크젯 프린터부터, 통기성 매체-지지층(100)과의 잉크젯 수용체의 홀드-다운 및 플랫-다운 연결은 심지어 이러한 고온 프린팅 영역 및/또는 경화 영역 (이용가능한 경우)에서도 보장된다. 본 발명은 또한, 프린팅 후 가죽에서의 딤플 패턴 중에 임프린팅이 존재하지 않는다는 이점을 갖는다. 일부 가죽, 예컨대 인조 가죽은, 화학적으로 비활성이며 비다공성인 표면을 가지며, 이는 낮은 표면 에너지로 이어지기 때문에, 가죽은 바람직하게는 코로나 방전 장비에 의한 코로나 처리에 의해 전처리된다. 또한, 일부 가죽은 또한 수축에 관한 문제점을 갖는데, 이는 본 발명에 의한 통기성 매체-지지층(100) 상에의 가죽의 양호한 전체 결합에 의해 방지된다. 이는 가죽 잉크젯 프린터에 대해 매우 큰 이점이다. 인조 가죽은, 업홀스터리, 의류 및 직물과 같은 분야에서, 그리고 가죽-유사 마감(finish)이 요구되지만 실제의 재료는 비용이 크거나(cost-prohibitive), 윤리적인 이유로 부적합하거나 또는 사용불가능한 다른 용도에서 가죽을 대체하도록 의도되는 직물이다.
인조 가죽은 "레더렛(leatherette)", "포 레더(faux leather)" 및 "플레더(pleather)"를 포함하는 다수의 명칭 하에 시판된다. 적합한 인조 가죽은 통기성 모조 가죽, 코팸(corfam), 코스킨(koskin) 및 레더렛을 포함한다. 적합한 상표명은 BiothaneTM (BioThane Coated Webbing로부터), BirkibucTM 및 Birko-FlorTM (Birkenstock로부터), KydexTM (Kleerdex로부터), LoricaTM (Lorica Sud로부터) 및 FabrikoidTM (DuPontTM로부터)을 포함한다.
골판지 잉크젯 프린터
바람직하게는, 잉크젯 프린터는 골판지 잉크젯 프린팅 방법을 수행하는 골판지 잉크젯 프린터이다. 이러한 잉크젯 프린터의 잉크젯 수용체는 항상 골판지이다. 골판지는, 홈이 있는 골심(corrugated medium) 및 1개 또는 2개의 편평한 라이너원지(linerboard)로 이루어진 종이-기재 재료이다. 골심 및 라이너원지는 바람직하게는 크라프트 컨테이너보드(kraft containerboard)로 제조되고/거나, 바람직하게는 골판지는 3 mm 내지 15 mm의 두께를 갖는다. 골판지는 때때로 골판 카드보드(corrugated cardboard)로 지칭되지만; 카드보드는 임의의 중질 종이-펄프(heavy paper-pulp) 기재 보드일 수 있다.
통기성 매체-지지층(100) 상에서의 이러한 잉크젯 수용체의 취급은 통기성 매체-지지층(100)에 대한 잉크젯 수용체의 비제어된 부착으로 인하여 어렵다. 잉크젯 수용체의 하부층 및 상부층에서의 습도의 차이는 잉크젯 수용체에 대한 곡률 효과를 유발할 수 있으며, 잉크젯 수용체는 통용되는 통기성 매체-지지층 상에 홀드-다운될 수 없어, 잉크젯 수용체가 잉크젯 프린터로부터의 프린트헤드에 대해 충돌할 수 있다. 골판지를 홀드-다운하기 위해 추가의 가이드 수단이 잉크젯 프린터에서 구현되지 않는 경우 (이는 추가의 제조 비용을 도입함). 예를 들어 고온 프린팅 영역 및/또는 고온 경화 영역 (이용가능한 경우)에서, 골판지의 하부층 및 상부층에서의 습도의 차이는 더 커질 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 잉크젯 프린터로부터, 통기성 매체-지지층(100)과의 이러한 잉크젯 수용체의 홀드-다운 연결은 심지어 이러한 고온 프린팅 영역 및/또는 경화 영역 (이용가능한 경우)에서도 보장된다.
플라스틱 호일 잉크젯 프린터
바람직하게는 잉크젯 프린터는 플라스틱 호일 잉크젯 프린팅 방법을 수행하는 플라스틱 호일 잉크젯 프린터이다. 이러한 잉크젯 프린터의 잉크젯 수용체는 항상 플라스틱 호일, 예컨대 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리에틸렌 (PE), 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 폴리비닐리덴 클로라이드 (PVdC)이다. 플라스틱 호일의 두께는 바람직하게는 30 내지 200 μm, 보다 바람직하게는 50 내지 100 μm, 가장 바람직하게는 60 내지 80 μm이다. 바람직한 구현예에서, 플라스틱 호일은 플라스틱 백을 제조하는 데 적합하다.
통기성 매체-지지층(100) 상에서의 이러한 잉크젯 수용체의 취급은, 플라스틱 호일의 표면 상에서의 운반 및/또는 가열 (예를 들어, 고온 프린팅 구역 및/또는 고온 경화 구역에서) 동안 잉크젯 수용체의 용이한 주름형성으로 인한 통기성 매체-지지층(100)에 대한 잉크젯 수용체의 비제어된 부착으로 인하여 어렵다. 잉크젯 수용체 상에서의 이러한 주름형성 효과는 잉크젯 수용체가 통용되는 통기성 매체-지지층(100)들 상에서 홀드-다운 및 홀드-플랫될 수 없게 하여, 잉크젯 수용체는 잉크젯 프린터로부터의 프린트헤드에 대해 접촉할 수 있다. 또한, 주름진 플라스틱 호일은, 프린팅되는 동안 상기 플라스틱 호일이 편평하지 않은 경우, 예를 들어 불량한 인쇄 품질에 의해 판매용으로 허용되지 않는다. 플라스틱 호일을 홀드-다운 및 홀드-플랫하기 위해 추가의 가이드 수단이 잉크젯 프린터에서 구현되지 않는 경우 (이는 추가의 제조 비용을 도입함). 예를 들어 고온 프린팅 영역 및/또는 고온 경화 영역 (이용가능한 경우)에서, 플라스틱 호일의 주름형성 효과는 더 커질 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 잉크젯 프린터로부터, 통기성 매체-지지층(100)과의 잉크젯 수용체의 홀드-다운 및 플랫-다운 연결은 심지어 이러한 고온 프린팅 영역 및/또는 경화 영역 (이용가능한 경우)에서 보장된다. 본 발명은 또한, 프린팅 후 플라스틱 호일에서의 딤플 패턴 중에 임프린팅이 존재하지 않는다는 이점을 갖는다. 대부분의 플라스틱, 예컨대 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은, 화학적으로 비활성이며 비다공성인 표면을 가지며, 이는 낮은 표면 에너지로 이어지기 때문에, 플라스틱 호일은 바람직하게는 코로나 방전 장비에 의한 코로나 처리에 의해 전처리된다.
코로나 방전 장비
코로나 방전 장비는 고주파 발전기, 고전압 변압기, 정지 전극 및 처리기 접지 롤(treater ground roll)로 이루어진다. 표준 효용 전력이 보다 높은 주파수의 전력으로 변환된 다음, 처리기 스테이션(treater station)에 공급된다. 처리기 스테이션은 이 전력을 공극(air gap) 상의 세라믹 또는 금속 전극을 통해 재료의 표면 상으로 인가한다.
코로나 처리는 본 발명에서 준비가 되어 있지 않은(unprimed) 잉크젯 수용체에 적용될 수 있지만, 또한 준비가 되어 있는(primed) 잉크젯 수용체에 적용될 수 있다.
진공 테이블
진공 테이블은, 잉크젯 수용체가 통기성 매체-지지층(100) 상에서 지지되는 경우 잉크젯 수용체가 진공 압력에 의해 프린팅 테이블에 연결되는 테이블이다. 진공 테이블은 또한 다공성 프린팅 테이블로 지칭된다. 진공 벨트가 진공 테이블 둘레에 랩핑된(wrapped) 경우 잉크젯 수용체 및 진공 테이블 사이에 진공 벨트가 존재할 수 있다.
바람직하게는, 진공 테이블은, 진공 구역을 생성하기 위한 통기성 매체-지지층(100)에서 그리고 프린팅 테이블의 바닥-표면에서 진공 챔버에 의해 압력 차이를 제공한다.
진공 테이블의 폭 및/또는 높이는 바람직하게는 1.0 m 내지 10 m이다. 폭 및/또는 높이가 더 클수록, 더 큰 잉크젯 수용체가 진공 테이블에 의해 지지될 수 있으며, 이는 경제적 이익을 갖는다.
통기성 매체-지지층(100)에서의 개구부는 이러한 지지체와 평행한, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 형상을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 구현예의 진공 테이블은 복수의 공동 룸들의 하부층 밑에 허니콤 구조의 플레이트를 포함한다. 허니콤 구조의 플레이트에서 공기-채널의 부분으로서의 허니콤 코어는 진공 공급원으로부터 공기-유동에 의해 진공 테이블의 지지체 표면 상에 보다 양호한 균일한 진공 분포를 낳는다. 허니콤 코어는 바람직하게는 정현파형(sinusoidal) 또는 육각형 형상을 갖는다.
허니콤 구조의 플레이트가 진공 테이블에 포함되는 경우, 허니콤 코어의 치수 및 양은 크기 분류되어야(sized) 하며, 진공 테이블에 충분한 진공 압력을 제공하도록 빈번하게 위치된다. 2개의 이웃하는 허니콤 코어 사이의 치수는 상이할 수 있다.
프린팅 테이블의 통기성 매체-지지층(100)은 적용가능한 경우 잉크젯 수용체 또는 진공 벨트의 손상을 방지하도록 구성되어야 한다. 예를 들어, 이러한 지지층에서의 개구부는 둥근 에지를 가질 수 있다. 프린팅 테이블의 이러한 지지층은 낮은 마찰 사양을 갖도록 구성될 수 있다.
바람직하게는 진공 테이블은, 오정렬된 프린팅 패턴을 피하도록 그 위에 잉크젯 프린팅 시스템이 연결된 그라운드(ground)에 평행하다.
통기성 매체-지지층(100) 상의 진공 구역에서의 진공 압력은 잉크젯 수용체를 운반/지지하는 진공 벨트를 샌드위칭시킴(sandwiching)으로써 잉크젯 수용체 및 진공 테이블을 결합할 수 있다. 결합은 바람직하게는 불량한 정렬 및 칼라-온-칼라 레지스터(colour-on-colour register) 문제점을 피하기 위해, 프린팅하는 동안 잉크젯 수용체를 홀드-다운하도록 행해진다. 통기성 매체-지지층(100) 상의 진공 구역에서의 진공 압력은, 진공 벨트가 이송 방향으로 이동하며 잉크젯 수용체를 운반할 때, 진공 벨트에 충분한 수직항력을 가할 수 있다. 진공 압력은 또한 진공 벨트 또는 진공 벨트 상의 잉크젯 수용체의 임의의 흔들림(fluttering) 및/또는 진동을 방지할 수 있다. 진공 구역에서의 진공 압력은 프린팅하는 동안 적합화될 수 있다.
통기성 매체-지지층(100) 또는 이의 일부분은 용이한 세정 성능 (예를 들어, 먼지 또는 잉크 누출로 인함)을 갖도록 코팅될 수 있다. 코팅은 바람직하게는 방진성(dust repellent) 및/또는 잉크 방수성(ink repellent)이고/거나 소수성 코팅이다. 바람직하게는, 통기성 매체-지지층(100) 또는 이의 일부분은, 윤활성이며 발수성인 표면을 생성하는 것 (이는 마찰을 감소시킴)에 의한 잉크 발수 소수성 방법으로 처리된다.
진공 챔버
진공 챔버는 강성 인클로저(enclosure)이며, 이는 다수의 재료에 의해 구성되고; 바람직하게는, 이는 금속을 포함할 수 있다. 재료의 선택은 강도, 압력 및 투과도를 기초로 한다. 진공 챔버의 재료는 스테인리스강, 알루미늄, 연강(mild steel), 황동, 고밀도 세라믹, 유리 또는 아크릴을 포함할 수 있다.
진공 공급원, 예컨대 진공 펌프는 진공 챔버 내부에 진공 압력을 제공하고, 진공 공급원 커넥터, 예컨대 튜브에 의해 진공 공급원 투입부(input), 예컨대 진공 챔버 내 개구부에 연결된다. 진공 공급원 커넥터 사이에 진공 제어기, 예컨대 밸브 또는 탭(tap)이 제공되어, 개구부가 위치되는 하위(sub)-진공 챔버에서 진공을 제어할 수 있다.
컨베이어 벨트로부터 프린팅 테이블의 공기-채널 세트 및/또는 진공-벨트-공기-채널 세트를 거쳐 오염시키는 오염물, 예컨대 종이 가루, 잉크젯 수용체 섬유, 잉크, 잉크 잔류물 및/또는 잉크 잔해, 예컨대 경화된 잉크를 방지하기 위해, 진공 펌프의 내부 수단, 필터, 예컨대 공기 필터 및/또는 응집 필터가 진공 펌프 커넥터에 연결될 수 있다. 바람직하게는, 필터로서의 응집 필터는 진공 펌프 커넥터에 연결되어, 진공 펌프 커넥터 내 오염물로부터 액체 및 공기를 분할시킨다.
진공 공급원은 바람직하게는 방사상 진공 펌프이며, 이는 매우 작은 맥동(pulsation)을 가지면서 높은 전달 공기 부피를 달성하여, 낮은 맥동 및/또는 일정한 진공과 함께 균일한 흡입력이 통기성 매체-지지층(100)의 진공 구역에서 보장된다. 이러한 진공 펌프에 주파수 인버터(frequency inverter)를 통합시킴으로써, 부피 유량은 진공 설정점의 요구사항에 매칭될 수 있다.
진공 벨트
바람직하게는, 통기성 매체-지지층(100)의 일례인 진공 벨트 (이는 또한 다공성 컨베이어 벨트로 지칭됨)는 2개 이상의 재료 층을 가지며, 여기서 하부층 (이는 또한 카커스(carcass)로 지칭됨)은 선형 강도 및 형상을 제공하며, 상부층은 커버 또는 지지측으로 불린다. 카커스는 바람직하게는 직조 직물 웹, 보다 바람직하게는 폴리에스테르, 나일론, 유리 섬유 또는 면의 직조 직물 웹이다. 커버의 재료는 바람직하게는 다양한 고무, 보다 바람직하게는 플라스틱 화합물, 가장 바람직하게는 열가소성 중합체 수지이다. 또한 커버용 다른 외래 재료, 예컨대 실리콘 또는 검(gum) 고무 (견인(traction)이 필수적인 경우)가 사용될 수 있다. 커버가 겔 코팅을 갖는 일반적인 벨트 컨베이어 시스템을 위한 다층 컨베이어 벨트의 예는 US 20090098385 A1 (FORBO SIEBLING GMBH)에 개시되어 있다.
바람직하게는, 진공 벨트는 유리 천(glass fabric)을 포함하거나 또는 카커스는 유리 천이고, 보다 바람직하게는 카커스로서의 유리 천은, 열가소성 중합체 수지를 포함하는, 상부 상의 코팅된 층을 갖고, 가장 바람직하게는 유리 천은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리옥시메틸렌 (POM), 폴리우레탄 (PU) 및/또는 폴리아릴에테르케톤 (PAEK)을 포함하는, 상부 상의 코팅된 층을 갖는다. 코팅된 층은 또한 지방족 폴리아미드, 폴리아미드 11 (PA 11), 폴리아미드 12 (PA 12), UHM-HDPE, HM-HDPE, 폴리프로필렌 (PP), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리술폰 (PS), 폴리(p-페닐렌 옥시드) (PPOTM), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리카보네이트 (PC), 폴리페닐렌 술피드 (PPS)를 포함할 수 있다.
바람직하게는 진공 벨트는 무한 진공 벨트이다. 일반적인 벨트 컨베이어 시스템을 위한 무한 다층 진공 벨트를 제조하기 위한 실시예 및 도면은 EP 1669635 B (FORBO SIEBLING GMBH)에 개시되어 있다.
진공 벨트는 또한, 잉크젯 수용체가 시작 위치로부터 종료 위치로 운반되는 동안 잉크젯 수용체를 진공 벨트 상에 홀딩하는 점착성 커버를 가질 수 있다. 상기 진공 벨트는 또한 점착성 진공 벨트로 지칭된다. 점착성 진공 벨트를 사용하는 유리한 효과는 점착성 진공 벨트 상에서의 잉크젯 수용체의 정확한 위치설정을 가능하게 한다. 또 다른 유리한 효과는, 잉크젯 수용체가 시작 위치로부터 종료 위치로 운반되는 동안 잉크젯 수용체는 연신되고/거나 변형되지 않을 것이라는 것이다. 커버 상의 접착제는 바람직하게는 적외선 건조기에 의해 활성화되어 진공 벨트가 점착성이 되게 한다. 커버 상의 접착제는 보다 바람직하게는 이동가능한 압력 민감성 접착제이다. 딤플의 세트 (이들 각각은 공기-컵(air-cup)을 형성함)를 포함하는 진공 벨트와 점착성 벨트의 조합은 잉크젯 프린터, 특히 직물 잉크젯 프린터를 위한 진공 벨트에서의 기술을 고무시킨다.
점착성 진공 벨트의 또 다른 바람직한 방식은, 잉크젯 수용체 상에 프린팅하는 동안 잉크젯 수용체를 안정하게 홀딩하기 위한 (예를 들어, 성형가능하지 않음(formable)) 합성 강모(setae)를 포함하는 진공 벨트이다. 잉크젯 수용체 상에 프린팅하는 동안 잉크젯 수용체를 안정하게 홀딩하는 것은, 예를 들어 잉크젯 수용체 상의 프린팅된 패턴에서의 오정렬 또는 색 변이(color shift)를 피하기 위해 필요하다. 합성 강모는 도마뱀붙이(geckos)의 발가락 상에서 발견되는 강모의 대행(emulation)이다.
진공 벨트 또는 진공 벨트의 일부분, 예컨대 이의 공기-채널의 상부-표면은 용이한 세정 (예를 들어, 먼지 또는 잉크 누출로 인함)을 갖도록 코팅될 수 있다. 코팅은 바람직하게는 방진성 및/또는 잉크 발수성이고/거나 소수성 코팅이다. 바람직하게는, 진공 벨트 또는 진공 벨트의 일부분의 상부-표면은, 윤활성이며 발수성인 표면을 생성하는 것 (이는 마찰을 감소시킴)에 의한 잉크 발수 소수성 방법으로 처리된다.
진공 벨트 내 중립 섬유(neutral fibres)의 층은 바람직하게는 하부 표면으로부터 2 mm 내지 0.1 mm, 보다 바람직하게는 1 mm 내지 0.3 mm의 거리에 구성된다. 중립 섬유를 갖는 이러한 층은, 높은 프린팅 정밀도를 갖는 운반을 위해 진공 벨트 상에서 최소의 측력 및/또는 진공 벨트의 피치선(Pitch Line)의 최소화된 변동을 가지면서 직선(straight) 이송 방향을 갖기 위해 큰 중요성을 갖는다.
진공 벨트의 상부 표면은 0.2 내지 2.5 mm의 바람직한 두께 (상부 표면으로부터 하부 표면으로 측정됨)를 갖는 바람직한 경질 우레탄을 포함한다. 진공 벨트의 총 두께 (상부 표면으로부터 하부 표면으로 측정됨)는 바람직하게는 1.2 내지 7 mm이다. 상부-표면은 바람직하게는, 잉크젯 프린터가 산업용 프린팅 및/또는 제조 환경에서 유용하도록 용매에 대한 높은 저항성을 갖는다.
프린트헤드
프린트헤드는 노즐을 통해 액체를 잉크젯 수용체 상에 분사하기 위한 수단이다. 노즐은 프린트헤드에 부착된 노즐 플레이트에 포함될 수 있다. 프린트헤드는 바람직하게는 복수의 노즐을 가지며, 이들은 노즐 플레이트에 포함될 수 있다. 프린트헤드에 포함된 액체 채널의 세트는 프린트헤드의 노즐에 상응하며, 이는, 액체 채널의 세트에서의 액체가 분사 방법에서 상응하는 노즐을 떠날 수 있다(leave)는 것을 의미한다. 액체는 바람직하게는 잉크, 보다 바람직하게는 UV 경화성 잉크젯 잉크 또는 수계 잉크젯 잉크, 예컨대 수계 수지 잉크젯 잉크이다. 프린트헤드에 의한 분사에 사용되는 액체는 또한 분사가능한 액체로 지칭된다. UV 경화성 잉크젯 잉크를 사용한 고점도 분사 방법은 고점도 UV 경화성 분사 방법으로 지칭된다. 수계 잉크젯 잉크를 사용한 고점도 분사 방법은 고점도 수계 분사 방법으로 지칭된다.
프린트헤드를 잉크젯 프린터 내에 포함시키기 위한 방법은 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다.
프린트헤드는 임의의 유형의 프린트헤드, 예컨대 밸브제트(valvejet) 프린트헤드, 압전 프린트헤드, 열감응 프린트헤드(thermal printhead), 연속 프린트헤드 유형, 정전 드롭 온 디맨드(drop on demand) 프린트헤드 유형 또는 어쿠스틱(acoustic) 드롭 온 디맨드 프린트헤드 유형 또는 페이지 폭의 프린트헤드 어레이 (이는 또한 페이지 폭의 잉크젯 어레이로 지칭됨)일 수 있다.
프린트헤드는, 외부 액체 공급 유닛의 세트로부터의 액체를 프린트헤드에 제공하기 위한 마스터 유입구(master inlet)의 세트를 포함한다. 바람직하게는, 프린트헤드는 프린트헤드를 통한 액체의 재순환을 수행하기 위한 마스터 배출구(master outlet)의 세트를 포함한다. 재순환은 액적 형성 수단 전에 수행될 수 있지만, 재순환이 프린트헤드 그 자체에서 (이에 따라, 이는 관류(through-flow) 프린트헤드로 지칭됨) 수행되는 것이 더 바람직하다. 관류 프린트헤드에서의 액체의 연속 유동은 프린트헤드의 액체 채널로부터 기포 및 응집된 입자를 제거하고, 이에 의해, 액체의 분사를 막는 차단된 노즐을 방지한다. 연속 유동은 침강을 방지하고, 일관된 분사 온도 및 분사 점도를 보장한다. 이는 또한 차단된 노즐의 자동-회복을 용이하게 하며, 이는 액체 및 수용체 낭비를 최소화한다.
본 발명의 프린트헤드는 바람직하게는 8 mPa.s 내지 3000 mPa.s의 분사 점도를 갖는 액체를 분사하기에 적합하다. 바람직한 프린트헤드는 20 mPa.s 내지 200 mPa.s의 분사 점도를 갖는 액체를 분사하기에 적합하며; 보다 바람직하게는, 50 mPa.s 내지 150 mPa.s의 분사 점도를 갖는 액체를 분사하기에 적합하다.
밸브제트 프린트헤드
본 발명에 바람직한 프린트헤드는 소위 밸브제트 프린트헤드이다. 바람직한 밸브제트 프린트헤드는 45 내지 600 μm의 노즐 직경을 갖는다. 복수의 마이크로 밸브를 포함하는 밸브제트 프린트헤드는 15 내지 150 dpi의 해상도를 가능하게 하며, 이는 이미지 품질을 저해하지 않으면서 높은 생산성을 갖기에 바람직하다. 밸브제트 프린트헤드는 또한 마이크로 밸브의 코일 패키지 또는 마이크로 밸브의 분배 모듈(dispensing module)로 지칭된다. 밸브제트 프린트헤드를 잉크젯 프린터 내에 포함시키기 위한 방법은 통상의 기술자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어, US 2012105522 (MATTHEWS RESOURCES INC)는, 자기 민감성 생크(magnetically susceptible shank)를 갖는 플런저 로드(plunger rod) 및 솔레노이드 코일(solenoid coil)을 포함하는 밸브제트 프린터를 개시하고 있다. 적합한 상업용 밸브제트 프린트헤드는 chromoJETTM 200, 400 및 800 (Zimmer로부터), PrintosTM P16 (VideoJet로부터), 및 마이크로 밸브 SMLD 300의 코일 패키지 (Fritz GygerTM으로부터)이다. 밸브제트 프린트헤드의 노즐 플레이트는 종종 페이스플레이트(faceplate)로 지칭되고, 바람직하게는 스테인리스강으로부터 제조된다.
밸브제트 프린트헤드의 액적 형성 수단은 매체(medium)가 액체 채널을 통해 유동하도록 마이크로 밸브를 폐쇄하거나 또는 개방하도록 전자기적으로 작동시킴으로써 밸브제트 프린트헤드에서 각각의 마이크로 밸브를 제어한다. 밸브제트 프린트헤드는 바람직하게는 3000 Hz까지의 최대 분배 주파수(dispensing frequency)를 갖는다.
벨트 스텝 컨베이어 시스템
잉크젯 프린터의 구현예는 진공 테이블 둘레에 랩핑된 진공 벨트를 포함하며, 여기서 진공 벨트는, 바람직하게는 연속적인 거리 이동으로 (이는 또한 불연속 구간 증분(discrete step increments)으로 지칭됨) 시작 위치로부터 종료 위치로 이동함으로써 잉크젯 수용체를 운반한다. 이는 또한 벨트 스텝 컨베이어 시스템으로 지칭된다.
벨트 스텝 컨베이어 시스템은, 풀리(pulley)에 토크를 생성하여 전동(powered) 풀리 상에서의 진공 벨트의 마찰에 의해 진공 벨트 및 잉크젯 수용체가 이송 방향으로 이동되도록 전기 스테퍼 모터(stepper motor)에 의해 구동될 수 있다. 전기 스테퍼 모터의 사용은 로드의 운반을 더욱 제어가능하게 하여, 예를 들어 이송의 속도를 변화시키고, 상기 로드를 진공 벨트 상에서 연속적인 거리 이동으로 이동시킨다. 전기 스테퍼 모터를 갖는 벨트 스텝 이송 벨트 시스템의 예는 EP 1235690 A (ENCAD INC)에 와이드-포맷 프린터의 매체 운반(media transport)에 대해 기술되어 있다.
풀리에 토크를 생성하여 전동 풀리 상에서의 진공 벨트의 마찰에 의해 진공 벨트 및 잉크젯 수용체가 진공 벨트 상의 이송 방향 기재로 이동되도록 전기 스테퍼 모터에 의해 구동된 벨트 스텝 컨베이어 시스템에서 연속적인 거리 이동의 거리를 알기 위해, 이는 다른 제어기, 예컨대 잉크젯 프린터의 렌더러(renderer) 또는 잉크젯 헤드의 제어기에 통신될 수 있고, 진공 벨트에 연결된 풀리 중 하나에 엔코더(encoder)가 포함된다.
그러나, 바람직하게는 엔코더는, 진공 벨트에 부착가능한 위치 센서 및 고정 참조 수단(stationary reference means)을 포함하는 측정 장치에 의해 (여기서, 고정 참조 수단에 대한 위치 센서의 상대적인 위치가 검출됨) 진공 벨트 상에서 직접 진공 벨트의 선형 공급량(linear feed)을 측정한다. 위치 센서는 바람직하게는 광학 센서를 포함하며, 이는 거리 자(distance ruler), 예컨대 엔코더 스트립(strip) (이는 바람직하게는 고정 참조 수단에 포함됨) 상에서 위치 센서 및 고정 참조 수단 사이의 거리를 해석할 수 있다. 바람직하게는, 측정 장치는 위치 센서를 이송 벨트에 그립하기(grip) 위한 그리퍼(gripper)를 포함한다. 측정 장치는, 이를 통해 고정 참조 수단에 대해 위치 센서가 가이드되는 (바람직하게는 선형으로) 가이드 수단을 포함할 수 있다. 진공 벨트를 이송 방향으로 이동시키면서 위치 센서를 진공 벨트에 부착함으로써, 위치 센서 및 고정 참조 수단 사이의 거리가 측정될 수 있다. 불연속 구간 증분 사이에, 위치 센서는 진공 벨트를 해체시킬(release) 수 있고, 고정 참조 수단에 복귀할 수 있다.
압전 프린트헤드
본 발명을 위한 또 다른 바람직한 프린트헤드는 압전 프린트헤드이다. 압전 프린트헤드 (이는 또한 압전 잉크젯 프린트헤드로 지칭됨)는 전압이 그에 인가될 때, 프린트헤드에 포함된 압전 세라믹 변환기의 이동을 기초로 한다. 전압의 인가는 압전 세라믹 변환기의 형상을 변화시켜 액체 채널에 공극(void)을 생성하고, 이어서 이는 액체로 채워진다. 전압이 다시 제거될 때, 세라믹은 이의 본래 형상으로 확장되어, 액체 채널로부터 액체의 액적이 분사된다.
압전 프린트헤드의 액적 형성 수단은 전압을 인가하여 압전 세라믹 변환기의 형상을 변화시키도록 압전 세라믹 변환기의 세트를 제어한다. 액적 형성 수단은 압착 모드(squeeze mode) 액추에이터(actuator), 벤드 모드(bend mode) 액추에이터, 푸시 모드(push mode) 액추에이터, 전단 모드(shear mode) 액추에이터 또는 또 다른 유형의 압전 액추에이터일 수 있다.
적합한 상업용 압전 프린트헤드는 TOSHIBA TECTM CK1 및 CK1L (TOSHIBA TECTM로부터) 및 XAARTM 2001 (XAARTM으로부터)이다.
압전 프린트헤드에서의 액체 채널은 또한 압력 챔버로 지칭된다.
압전 프린트헤드의 액체 채널 및 마스터 유입구 사이에, 액체 채널의 세트에 공급하기 위한 액체를 저장하도록 연결된 매니폴드(manifold)가 존재한다.
압전 프린트헤드는 바람직하게는 관류 압전 프린트헤드이다. 바람직한 구현예에서, 관류 압전 프린트헤드에서의 액체의 재순환은 액체 채널의 세트 및 노즐의 유입구 사이에서 유동하며, 여기서 액체 채널의 세트는 노즐에 상응한다.
바람직한 구현예에서, 압전 프린트헤드에서, 하나의 단일 분사된 액적의 최소 액적 크기는 0.1 pL 내지 300 pL이고, 보다 바람직한 구현예에서 최소 액적 크기는 1 pL 내지 30 pL이고, 가장 바람직한 구현예에서 최소 액적 크기는 1.5 pL 내지 15 pL이다. 그레이스케일(grayscale) 잉크젯 헤드 기술을 사용함으로써, 다중 단일 액적들이 보다 큰 액적 크기를 형성할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 압전 프린트헤드는 1초당 3 미터 내지 1초당 15 미터의 적하 속도를 가지며, 보다 바람직한 구현예에서 적하 속도는 1초당 5 미터 내지 1초당 10 미터이고, 가장 바람직한 구현예에서 적하 속도는 1초당 6 미터 내지 1초당 8 미터이다.
바람직한 구현예에서, 압전 프린트헤드는 25 DPI 내지 2400 DPI의 고유 인쇄 해상도(native print resolution)를 가지며, 보다 바람직한 구현예에서 압전 프린트헤드는 50 DPI 내지 2400 DPI의 고유 인쇄 해상도를 갖고, 가장 바람직한 구현예에서 압전 프린트헤드는 150 DPI 내지 3600 DPI의 고유 인쇄 해상도를 갖는다.
압전 프린트헤드에 관한 바람직한 구현예에서, 분사 점도는 8 mPa.s 내지 200 mPa.s, 보다 바람직하게는 25 mPa.s 내지 100 mPa.s, 가장 바람직하게는 30 mPa.s 내지 70 mPa.s이다.
압전 프린트헤드에 관한 바람직한 구현예에서, 분사 온도는 10℃ 내지 100℃, 보다 바람직하게는 20℃ 내지 60℃, 가장 바람직하게는 30℃ 내지 50℃이다.
압전 프린트헤드에서의 노즐 열(row)의 노즐 간격 거리는 바람직하게는 10 μm 내지 200 μm; 보다 바람직하게는 10 μm 내지 85μm; 가장 바람직하게는 10 μm 내지 45 μm이다.
잉크젯 잉크
바람직한 구현예에서, 프린트헤드에서의 액체는 수성 경화성 잉크젯 잉크이며, 가장 바람직한 구현예에서 잉크젯 잉크는 UV 경화성 잉크젯 잉크이다.
바람직한 수성 경화성 잉크젯 잉크는 중합성 화합물로 채워진 중합체 나노입자 및 수성 매질을 포함한다. 중합성 화합물은 바람직하게는 단량체, 올리고머, 중합성 광개시제 및 중합성 공개시제로 이루어진 군으로부터 선택된다.
잉크젯 잉크는 무색 잉크젯 잉크일 수 있으며, 예를 들어 접착력을 개선하기 위한 프라이머(primer)로서 또는 목적하는 광택을 얻기 위한 바니시(varnish)로서 사용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 잉크젯 잉크는 적어도 1종의 착색제, 보다 바람직하게는 채색 안료를 포함한다. 잉크젯 잉크는 청록색, 마젠타색(magenta), 황색, 흑색, 적색, 녹색, 청색, 오렌지색 또는 스폿 컬러(spot colour) 잉크젯 잉크, 바람직하게는 기업체(corporate) 스폿 컬러 잉크젯 잉크, 예컨대 Coca-ColaTM의 적색 잉크젯 잉크 및 VISATM 또는 KLMTM의 청색 잉크젯 잉크일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 잉크젯 잉크는 금속 입자를 포함하거나 또는 무기 입자, 예컨대 백색 잉크젯 잉크를 포함한다.
바람직한 구현예에서, 잉크젯 잉크는, 카본 블랙, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 15:4, C.I. Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Yellow 151, C.I. Pigment Yellow 180, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Red 254, C.I. Pigment Red 176, C.I. Pigment Red 122 및 이들의 혼합 결정으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 안료를 함유한다.
분사 점도 및 분사 온도
분사 점도는 분사 온도에서 액체의 점도를 측정함으로써 측정된다.
분사 점도는, 90 s-1의 전단 속도에 상응하는 CPE 40 스핀들(spindle)을 사용하여 분사 온도 및 12 RPM (분당 회전수)에서 다양한 유형의 점도계, 예컨대 Brookfield DV-II+ 점도계를 사용하거나, 또는 1000s-1의 전단 속도에서 센서 C60/1 Ti를 갖는 HAAKE Rotovisco 1 레오미터(Rheometer)를 사용하여 측정될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 분사 점도는 10 mPa.s 내지 200 mPa.s, 보다 바람직하게는 25 mPa.s 내지 100 mPa.s, 가장 바람직하게는 30 mPa.s 내지 70 mPa.s이다.
분사 온도는 다양한 유형의 온도계를 사용하여 측정될 수 있다.
분사된 액체의 분사 온도는 분사 동안 프린트헤드에서의 노즐의 출구에서 측정되거나, 또는 이는 노즐을 통한 분사 동안 액체 채널 또는 노즐에서의 액체의 온도를 측정함으로써 측정될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 분사 온도는 10℃ 내지 100℃, 보다 바람직하게는 20℃ 내지 60℃, 가장 바람직하게는 30℃ 내지 50℃이다.
작동 원리
식 (I-a) 및 (I-b)에서의 상수 'a'는 1.2 (표에서 열 A)와 동일한 것으로서 평균 유럽 기후 조건(normal European weathering conditions)에서 결정된다. 상수 'a'는 대기-온도 및 대기-습도와 같은 여러 조건에 종속적이다. 이러한 상수 'a'를 계산하기 위한 방법은 웹사이트 http://www.tlv.com/global/TI/calculator/air-flow-rate-through-orifice.html에 개시되어 있지만, 토출 계수(discharge coefficient); 유량 계수(flow coefficient) 및 오리피스에서의 (공기)유동의 효율에 대해서는 문헌, 도서에 또한 개시되어 있다.
진공 공급원 (본원에서 진공 펌프)은 40 mbar의 진공 설정점 (표에서 열 B, 식 (I-a), (I-b)에서와 같은 ΔP)을 갖고, 하기 실시예에서 모든 오리피스, 구멍은 원형이고, 본 발명의 통기성 부분에서와 동일하게 치수를 갖고, 통기성 부분 밑의 공동 룸(200)의 하부층에서 동일하게 치수를 갖는다 (그러나, 통기성 부분에서의 구멍과의 치수와는 상이함).
de = 통기성 부분 내 구멍(들)의 직경 (표에서 열 F) (mm).
do = 하부층(250) 내 구멍(들)의 직경 (표에서 열 C) (mm).
do,eq,n = 하부층(250) 내 등가 구멍의 직경 (mm) (여기서, do을 갖는 n개의 구멍 (표에서 열 D)이 포함됨) (이는 식 (III)에 의해 계산됨 (표에서 열 E)).
표에서 열 G는 통기성 부분 내 개방 구멍 (이는 또한 미사용된 구멍으로 지칭됨)의 특정 개수 (m)이며, 표에서 열 H는 식 (III)에 의해 계산된, 이러한 m개의 개방 구멍의 등가 직경 (d e, eq,m )이다.
표에서 열 I는 이러한 등가 직경을 갖는 원형 면적 (= 반경 x 반경 x Pi) (mm2)의 계산치이다.
표에서 열 J는 식 (II)에 의해 계산된 바와 같은, 케스케이딩 오리피스 상에서의 공기-유량이다 (e = 통기성 부분에서의 구멍(들), o = 하부층 내 구멍(들)).
표에서 열 K는 식 (I-b)에 의해 열 A로부터의 상수 a를 사용하여 계산된 바와 같은, 열 K로부터의 계산된 공기-유량을 기초로 한, 하부층(250) 내 구멍(들) 상에서의 압력 하락의 계산치 (ΔPo) (mbar)이다.
표에서 열 L은 식 (I-b)에 의해 열 A로부터의 상수 a를 사용하여 계산된 바와 같은, 열 K로부터의 계산된 공기-유량을 기초로 한, 통기성 부분 내 m개의 개방 구멍(들) 상에서의 압력 하락 (ΔPe) (mbar)의 계산치이다. 열 K 및 열 L에서의 값은 진공 공급원의 진공 설정점에 종속적이다. 이러한 동력(power)이 변경되는 경우, 이들 2개의 열로부터의 값은 또한 커질 것이다.
더 많은 구멍이 개방될수록 (따라서, 미사용된 구멍 및 인쇄-매체에 의해 덮이지 않은 구멍), 이들 개방 구멍(들) 상에서의 압력 하락은 커지지만, 공동 룸(200)의 하부층(250) 내 구멍들 상에서의 압력 하락은 감소한다.
본 발명에 대해 규정된 공동 룸의 사용에 의해, 공동 룸(200) 위의 통기성 부분 내 특정 수의 개방 구멍에 대해, 개방 구멍 상에서의 압력 하락은 이러한 공동 룸(200)의 하부층(250) 내 구멍 상에서의 압력 하락과 (±) 동일하게 될 것이며 (도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 참조), 이는 '최적값'으로서 또한 정의된다. 또한, 본 발명은 하기를 시작한다: 공동 룸은, 통기성 부분에서의 미사용된 공기-채널 (= 인쇄-매체에 의해 덮이지 않은 개방 구멍)에서 진공 동력의 손실이 없거나 또는 진공 동력의 손실이 적도록, 해결한다. 진공 동력의 손실이 없거나 또는 진공 동력의 손실이 적은 것은 더 적은 동력의 진공 공급원을 사용하거나 또는 더 낮은 진공 설정점을 사용하는 것을 가능하게 하며, 이는 큰 통기성 매체-지지층(100)에 대해 경제적으로 매우 큰 이익이 된다.
복수의 공동은 통기성 매체-지지층(100) 상에 복수의 진공 구역들을 생성하여, 복수의 인쇄-매체(300)가 이러한 지지층 상에 지지될 수 있도록 한다.
특히 및/또는 바람직하게는 통기성 부분에 포함된 각각의 공기-채널의 등가 직경이 0.5 mm 내지 4 mm인 경우,
- 통기성 부분에 포함된 복수의 공기-채널(105)로부터의 각각의 공기-채널의 등가 직경; 및
- 공동 룸의 하부층(250)에 포함된 공기-채널 세트(255)의 등가 직경
사이의 비가 0.50 내지 0.166, 보다 바람직하게는 0.33 (= ± 1:3) 내지 0.2 (= ± 1:5), 가장 바람직하게는 0.275 (= ± 11:40) 내지 0.225 (= ± 9:40)인 것이 발견되었다. 이는 통기성 부분에서 높은 양의 공기-채널을 갖지 않는 '최적값'을 제공하며, 따라서 공동 룸(200)의 영역은 작게 제조될 수 있고, 따라서 통기성 매체-지지층(100) 상에서의 복수의 진공 구역들이 달성될 수 있다. 통기성 부분에서의 공기-채널의 양은 진공 공급원의 필요한 진공 설정점을 규정한다. 이러한 양이 큰 경우, 진공 공급원의 진공 설정점은 더 크도록 선택되어야 한다. 진공 설정점이 더 높을수록, 진공 공급원 및 에너지 소비의 비용은 더 커진다.
바람직한 구현예에서,
- 하부층(250) 내 구멍(들) 상에서의 압력 하락 (ΔPo, 열 K); 및
- 통기성 부분 내 구멍 상에서의 압력 하락 (ΔPe, 열 L)
사이의 차이를 진공 공급원의 진공 설정점 (열 B)으로 나눈 것 ([열 K - 열 L] / 열 B)은 -0.5 내지 0.5이다 (그렇지 않은 경우, 미사용된 구멍에서의 진공 손실은 너무 크다).
보다 바람직한 구현예에서,
- 하부층(250) 내 구멍(들) 상에서의 압력 하락 (ΔPo, 열 K); 및
- 통기성 부분 내 구멍 상에서의 압력 하락 (ΔPe, 열 L)
사이의 차이를 진공 공급원의 진공 설정점 (열 B)으로 나눈 것 ([열 K - 열 L] / 열 B)은 -0.4 내지 0.4, 가장 바람직하게는 0.0 내지 0.5, 또는 0.05 내지 0.4이다.
통기성 부분 내 구멍의 총 양이 더 높을수록, 더 큰 진공 설정점이 필요하며, 이는 비용이 더 큰 진공 공급원이 필요한 것을 야기한다.
실시예 1
본 실시예로부터의 그래프는 도 1에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 공동 룸(200)의 하부층(250)에 4 mm의 직경을 갖는 2개의 구멍이 있고, 이러한 공동 룸(200) 위의 통기성 부분 내 복수의 구멍은 1.5 mm의 직경을 갖는다 (표 1 참조). 하부층(250) 내 구멍(들) 대 통기성 부분 내 구멍의 등가 면적의 비는 3.77:1이다.
Figure pct00005
실시예 2
본 실시예로부터의 그래프는 도 2에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 공동 룸(200)의 하부층(250)에 6 mm의 직경을 갖는 1개의 구멍이 있고, 이러한 공동 룸(200) 위의 통기성 부분 내 복수의 구멍은 1.5 mm의 직경을 갖는다 (표 2 참조). 하부층(250) 내 구멍(들) 대 통기성 부분 내 구멍의 등가 면적의 비는 4.00:1이다.
Figure pct00006
실시예 3
본 실시예로부터의 그래프는 도 3에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 공동 룸(200)의 하부층(250)에 8 mm의 직경을 갖는 1개의 구멍이 있고, 이러한 공동 룸(200) 위의 통기성 부분 내 복수의 구멍은 1.5 mm의 직경을 갖는다 (표 3 참조). 하부층(250) 내 구멍(들) 대 통기성 부분 내 구멍의 등가 면적의 비는 5.33:1이다.
Figure pct00007
실시예 4
본 실시예로부터의 그래프는 도 4에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 공동 룸(200)의 하부층(250)에 12 mm의 직경을 갖는 1개의 구멍이 있고, 이러한 공동 룸(200) 위의 통기성 부분 내 복수의 구멍은 2 mm 의 직경을 갖는다 (표 4 참조). 하부층(250) 내 구멍(들) 대 통기성 부분 내 구멍의 등가 면적의 비는 6.00:1이다.
Figure pct00008
실시예 5
본 실시예로부터의 그래프는 도 5에 도시되어 있다. 본 실시예에서, 공동 룸(200)의 하부층(250)에 4 mm의 직경을 갖는 1개의 구멍이 있고, 이러한 공동 룸(200) 위의 통기성 부분 내 복수의 구멍은 2 mm 의 직경을 갖는다 (표 5 참조). 하부층(250) 내 구멍(들) 대 통기성 부분 내 구멍의 등가 면적의 비는 2:1이다.
Figure pct00009
실시예 1의 이론상 계산된 '최적값'은 15이고, 실시예 2의 이론상 계산된 '최적값'은 16이고, 실시예 3의 이론상 계산된 '최적값'은 29이고, 실시예 4의 이론상 계산된 '최적값'은 35이고, 실시예 5의 이론상 계산된 '최적값'은 4이다.
실시예 2에 따른 도 2의 양호한 해석을 위해, 통기성 부분 내 구멍의 총 수는 25이고, 개방된 구멍 및 폐쇄된 구멍의 압력 하락 간의 차이는 작음을 고려한다. 인쇄-매체(300)가 통기성 부분 상에서 지지되지 않아, 모든 구멍이 개방된 경우, 압력 차이는 +/- 11 mbar이다. 통기성 부분 내 구멍들의 절반이 인쇄-매체에 의해 덮이는 경우 (50% 폐쇄된 구멍임), 압력 차이는 +/- 24 mbar이다. 모든 구멍이 인쇄-매체에 의해 덮이고, 따라서 100% 폐쇄된 구멍인 경우, 압력 차이는 40 mbar이다.
상술한 이론을 지지하기 위해, 하기 시험 (시험 2.1)을 실시예 2와 유사하게 수행하였다:
- 공동 룸: 형상은 마름모이며, 여기서 대각선은 89.5 mm 및 128 mm이고, 공동 룸의 깊이는 6 mm이다. 하부층의 중간 부분에 6 mm의 직경을 갖는 1개의 원형 형상의 공기-채널이 존재한다.
- 통기성 부분: 통기성 부분에 25개의 원형 형상의 공기-채널이 존재하며, 이들 모두는 1.5 mm의 직경을 갖는다. 통기성 부분으로부터의 각각의 공기-채널이 넘버링된다(numbered). 이웃하는 공기-채널 사이의 수직 거리는 30 mm이고, 이웃하는 공기-채널 사이의 수평 거리는 15 mm이다. 통기성 부분은 ForboTM 벨트 6646-2.15E Black의 일부분이다.
여러 진공 설정점을 시험하였다: 40 mbar (그래프 H1), 30 mbar (그래프 H2), 20 mbar (그래프 H3) 및 10 mbar (그래프 H4).
매 시험마다 통기성 부분 상의 하나의 공기-채널을 폐쇄하고, 모두 폐쇄될 때까지 더 폐쇄하고, 개방된 나머지 공기-채널 중 하나에서의 압력을 측정함으로써, 도 7에 도시된 바와 같은 하기 그래프가 측정되었다. 측정 점 위의 넘버(number)는 개방된 나머지 공기-채널의 수이고, 여기서 압력이 측정된다. 이러한 측정은 BeckerTM으로부터의 디지털 진공 및 압력 게이지에 의해 수행된다. 비선형이지만 거의 선형인 선은, 상기 위의 개방된 나머지 공기-채널의 압력은, 동일한 폐쇄된 공기-채널을 갖는 경우에 항상 동일하지 않는다는 것을 설명한다. 모든 공기-채널이 덮이는 (= 폐쇄된) 경우, 진공 설정점에 결코 도달되지 않는다는 것이 발견되었다.
또 다른 시험 (시험 2.2)이 40 mbar의 진공 설정점에서 수행되었다. 본 시험에서 주(main) 공동 룸은 유사한 형상의 공동 룸들 (이웃하는 공동 룸들로 지칭됨)로 둘러싸이고, 이들 각각은 상기 수행된 시험 2.1에서와 같이 동일한 공간을 갖는 통기성 부분에 의해 덮인다. 주 공동 룸 및 이웃하는 공동 룸은 동일한 진공 공급원에 연결된다. 모든 통기성 부분은 동일한 벨트 ForboTM 벨트 6646-2.15E Black에 속한다. 압력은 주 공동 룸으로부터의 특정의 개방된 공기-채널 (넘버 13)에서 측정되고, 주 공동 룸으로부터의 공기-채널이 하나 그 뒤에 또 하나 폐쇄되어, 도 8에 도시된 바와 같은 하기 그래프가 측정되었다. 하나의 그래프 (G1)는 이웃하는 공동 룸으로부터의 모든 공기-채널이 폐쇄된 경우의 측정 결과이고, 하나의 그래프 (G2)는 이웃하는 공동 룸으로부터의 공기-채널이 개방된 경우의 측정 결과이다. 본 시험은 하나의 공동으로부터 나머지 공동으로의 압력 유출이 존재함을 나타낸다. 이들이 모두 동일한 진공 공급원에 연결되는 경우 하나의 공동 룸으로부터 나머지 이웃하는 공동으로의 압력 유출이 존재한다는 것이 발견되었다. 이는 공동 룸에 의해 유발된 진공 구역에서의 흡입력이 이웃하는 공동 룸의 압력에 의해 영향을 받음을 의미한다.
본 발명을 훨씬 더 최적화하기 위해 고려되어야 하는 다른 제약들도 물론 존재한다:
- 통기성 부분 및 통기성 매체-지지층(100)의 특정 강성도를 보장하기 위해, 이들에 포함된 공기-채널의 위치는 바람직하게는 균일하게 분포된다. 이들 공기-채널 사이의 공간(230)은 인쇄-매체(300)를 위한 지지체가 되기에 충분히 커야 하며, 인쇄-매체를 운반할 수 있어야 한다.
- 공기-채널의 크기 및 면적은 다소 작지만 (그렇지 않은 경우 통기성 부분 상에 지지된 인쇄-매체(300)는 흡입력에 의해 변형될 수 있음), 작은 공기-채널을 펀칭하는 것은 달성하기에 어렵고, 또한 먼지 및 잉크 잔해로 더 빠르게 오염될 수 있기 때문에 또한 그렇게 작지 않다.
- 이전의 바람직한 구현예에서 규정된 바와 같은, 공동 룸에 포함된 천장 및/또는 필터의 존재는, 이들이 공동 룸(200) 내부의 공기-유동의 저항체(resistor)로서 간섭할 수 있기 때문에 최적값에 또한 영향을 미친다.
그럼에도 불구하고, 이것이 공동 룸 및 공기-채널의 캐스케이딩의 원리이며, 이는 프린터 제조자 (비용 효과) 및 프린터 조작자 (보다 낮은 제조 비용)에게 막대한 이점이 된다.

Claims (10)

  1. 진공 테이블의 상부 상에 위치된 통기성 매체(media)-지지층(100)을 포함하는 잉크젯 프린터로서;
    - 상기 진공 테이블은 상기 통기성 매체-지지층(100) 상에 복수의 진공 구역들을 형성하기 위한, 진공 공급원에 연결된 복수의 공동 룸(cavity room)들을 포함하고;
    - 상기 복수의 공동 룸들로부터의 각각의 공동 룸(200)은 상기 복수의 진공 구역들로부터의 진공 구역을 형성하기 위해 상기 통기성 매체-지지층(100)으로부터의 통기성 부분에 의해 폐쇄되고;
    - 상기 복수의 공동 룸들로부터의 각각의 공동 룸(200)은
    a) 벽 세트(220)에 의해 형성된 공간(230); 및
    b) 공기-채널(air-channel) 세트(255)를 포함하는 하부층(250)을 포함하고;
    - 상기 벽 세트(220)에 의해 형성된 영역의 최소의 경계 박스(bounding box)로부터의 폭 대 길이의 비는 1:1 내지 2:5이고;
    - 상기 복수의 공동 룸들로부터의 공동 룸(200)을 폐쇄하는 각각의 통기성 부분은 복수의 공기-채널(105)을 포함하며, 상기 복수의 공기-채널(105)은, 상기 복수의 공기-채널(105)로부터의 면적의 총합이 상기 공기-채널 세트(255)로부터의 면적의 총합과 동일하거나 또는 더 큰 것을 특징으로 하고;
    - 상기 공기-채널 세트(255)로부터의 면적의 총합은 상기 공기-채널 세트(255)를 상기 진공 공급원과 연결시키는 모든 공기-채널의 면적의 총합보다 더 작은, 잉크젯 프린터.
  2. 제1항에 있어서,
    - 상기 복수의 공기-채널로부터의 각각의 공기-채널(105)의 등가 직경(equivalent diameter); 및
    - 상기 공기-채널 세트(255)의 등가 직경
    사이의 비가 0.50 내지 0.166인 잉크젯 프린터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공간(230)의 부피가 1 mm3 내지 8000000 mm3인 잉크젯 프린터.
  4. 제3항에 있어서,
    - 상기 통기성 매체-지지층(100)의 매체-운반 방향 및 상기 벽 세트(220)로부터의 벽 사이의 각; 및/또는
    - 프린트헤드-이동 방향 및 상기 벽 세트(220)로부터의 벽 사이의 각
    이 5 내지 85도인 잉크젯 프린터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 통기성 매체-지지층(100)이 진공 벨트인 잉크젯 프린터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공동 룸(200)이, 상기 벽에 의해 지지되는, 상기 통기성 부분을 지지하기 위한 통기성 천장을 포함하는 것인 잉크젯 프린터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 하부층(250) 및/또는 상기 벽 세트(220)가 엔지니어링 플라스틱 조성물이거나, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리아미드 (PA), 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE), 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리옥시메틸렌 (POM) 및/또는 폴리아릴에테르케톤 (PAEK)을 포함하는 것인 잉크젯 프린터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 벽 세트(220)가 상기 통기성 매체-지지층(100)과의 접촉 구역에서 둥근 모양을 갖는(rounded) 것인 잉크젯 프린터.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 또 다른 공동 룸(200)을 포함하며, 상기 또 다른 공동 룸(200)은
    - 상기 진공 테이블에 포함된 또 다른 공동; 및
    - 또 다른 공기-채널 세트를 포함하는, 상기 진공 테이블에 포함된 또 다른 하부층(250)
    을 포함하고, 상기 공동 룸(200)으로부터의 상기 하부층(250)은 상기 다른 공동 룸(200)을 폐쇄하여 상기 다른 공동 상의 상부 층을 형성하고;
    - 상기 공기-채널 세트(255)의 면적의 총합이 상기 다른 공기-채널 세트의 면적의 총합과 동일하거나 또는 더 크고;
    - 상기 다른 공기-채널 세트(255)의 면적의 총합이 상기 다른 공기-채널 세트(255)를 상기 진공 공급원과 연결시키는 모든 공기-채널의 면적의 총합보다 더 작은, 잉크젯 프린터.
  10. 직물 또는 가죽 또는 골판지(corrugated fibreboard) 또는 플라스틱 호일 상에서의 프린팅을 위한 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 잉크젯 프린터의 용도.
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