KR920010736B1 - 잉크젯트배열 - Google Patents

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KR920010736B1
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폴 에이. 호이싱톤
로버트 알. 스카퍼
케네쓰 에이취. 피치벡
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스펙트라, 인코포레이티드
브리안 에프. 월쉬
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
잉크젯트배열
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 잉크젯트배열에서 사용하기 위한 연속적인 잉크순환용 한 배열을 제공하는 대표적인 폐쇄루우프의 잉크유로장치를 도시한 부분절취된 개략측면도.
제2도는 본 발명에 따른 잉크젯트 배열에서 사용하기 위한 폐쇄루우프 잉크유로에서 고임피이던스 연결을 도시하는 부분절취된 개략부분 측면도.
제3도는 압력실이 저음향 임피이던스실과 연통하는 것으로 본 발명에 따른 잉트젯트배열에서 사용하기 위한 폐쇄루우프 잉크유로를 도시하는 다른 실시예를 나타내는 부분절취된 부분 개략도.
제4도는 본 발명에 따라 배열된 잉크젯트배열에서 잉크젯트의 두인접쌍의 장치를 도시하는 부분절취선 부분 개략 평면도.
제5도는 제4도의 선 5-5를 따라 화살표의 방향에서 본 종단면도.
제6도는 본 발명에 따라 배열된 대표적인 48-젯트의 잉크젯트배열에서 성분들의 장치를 도시하는 분해사시도.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 잉크젯트헤드장치에 관한 것으로, 특히 편리하고 효과적인 방식으로 잉크젯트의 소형이며 매우 유효한 배열을 제공하는 새롭고 개량된 잉크젯트 헤드장치에 관한 것이다.
[배경기술]
종래의 잉크제트헤드에서 젯트가 작동되지 않는 동안에 잉크젯트 오리피스에 인접하여 일정시간 유지되는 잉크는 대기중의 공기를 흡수하는 경향이 있다. 잉크젯트가 계속하여 작동되는 경우 부압이 잉크젯트의 작동사이클중에 작용할 때 젯트오피리스에 인접한 잉크의 감압은 기포가 오리피스에 인접한 압력실에 형성되게 할 수 있다. 이런 기포는 잉코젯트의 작동에 간섭을 피하도록 잉크로부터 제거되어야 한다.
열가소성 또는 열용융성 잉크를 사용하는 잉크젯트시스템에서 시스템의 작동이 끝날 때 젯트오리피스에 인접한 영역에 있는 열용융잉크의 냉각 및 응고는 잉크가 수축되게 하고 공기가 오피리스를 통하여 압력실의 내부로 들어가게 된다. 그 결과 잉크는 용해되어 시스템을 사용할 수 있게 준비된 다음에 압력실은 상기 언급된 바와 같이 기포가 제거되지 않는다면 작동을 간섭할 기포를 포함하게 된다. 더욱이 색소를 포함하는 열용융잉크가 사용되는 경우에 색소는 잉크로부터 침전될 수 있고, 잉크가 용해된 상태에 유지될 때 정지시간동안 뭉쳐질 수 있으며, 이에 따라 잉크젯트를 사용할 수 없게 된다.
잉크젯트의 오리피스를 통하여 잉크방울을 사출하도록 압전결정으로 발생되는 정압펄스를 보강하기 위해서 잉크의 방울을 사출하도록 잉크젯트 오리피스를 향하여 이동함에 따라 압전결정에 의해 압력실로 작용되는 부압펄스가 압전변환기에 의해 보강되는 정펄스로서 압력실을 통하여 다시 저음향임피이던스실에 의해 편향되도록 실로부터 압력펄스에 저음향임피이던스를 제공하기 위해 잉크공급에 인접한 압력실의 단부와 연통하는 큰 용량실을 제공하는 것이 제안되었다. 그러나 이런 큰 용적이며 저음향임피이던스실은 밀접하게 이격된 잉크젯트의 밀집한 배열을 방지하기 위해 잉크젯트헤드에 대한 매우 큰 구조를 필요로 한다. 더욱이 두 개의 잉크젯트 오리피스가 같은 잉크공급라인에 연결된다면 한 잉크젯트의 작동은 혼선상태를 만들면서 동일한 공급라인에 연결된 다른 잉크젯트의 작동에 영향을 미치는 경향이 있다. 게다가 한 잉크젯트배열에 있는 잉크젯트 오리피스의 공간은 보통 약 1mm인 오리피스와 연통하는 압력실의 최소폭으로 제한된다.
[발명의 상세]
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술의 상기 언급된 단점을 극복하는 새롭고 개량된 잉크젯트배열을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 편리하고 효과적인 방식으로 압력실에 공기도입의 결과를 피하는 잉크젯트배열을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 정지시간동안 착색된 열용융잉크로부터 색소의 침전이 효과적으로 방지되는 잉크젯트배열을 제공하는 것이다.
본 발명의 부가적인 목적은 밀접하게 이격된 젯트오리피스를 갖는 소형이며 유효한 잉크젯트배열을 제공하는 것이다.
본 발명의 여러 목적은 압력실로부터 용해된 공기를 함유하는 잉크를 운반하고 색소를 현탁상태로 유지하기 위해 잉크가 잉크젯트작동의 정지시간동안 순환하게 할 수 있는 폐루우프의 잉크통로와 각 잉크젯트 오리피스가 연통되게 하는 잉크젯트배열을 제공하므로써 달성된다. 잉크젯트 오리피스와 일 단부에서 연통하는 압력실에서 발생된 펄스를 보강하기 위해 큰 추종성의 벽부를 갖는 저음향임피이던스 실은 압력실의 대향단부에 연결된다.
바람직한 실시예에서 두 개의 인접한 잉크젯트는 다른 젯트의 오리피스로 이끄는 압력실과 연통하는 낮은 음향임피이던스실과 한 젯트의 오리피스에 인접한 구역 사이에서 연장하는 고임피이던스 통로에 배열된다. 이런 방식으로 각 오리피스로 공급된 잉크를 위한 폐쇄루우프 순환통로는 인접한 오리피스를 위한 압력실과 관련된 저음향임피이던스실과 고임피이던스 연결을 통하여 완성된다. 더 바람직한 배열에서 인접한 오리피스로 이끄는 압력실은 압력변환기와 이에 관련된 압력실의 폭을 대략 반으로 되도록 인접한 오리피스들 사이에 공간을 허용하면서 오리피스의 축을 통하여 연장하는 평면의 대향면들에 보통 평행관계로 배치된다. 고임피이던스 채널이 압력실의 음향길이의 절반이라면 고임피이던스 채널을 통하여 오리피스로 다시 편향된 정압파는 오리피스에서 압력실로부터 정압파를 보강할 것이다. 이것은 순환통로의 존재로 도입하는 어떤 비효율을 극소화한다.
본 발명의 그 외의 목적 및 장점은 첨부도면을 참고하는 다음 설명으로 더 명백하게 될 것이다.
[발명을 실시하기 위한 최적모드]
잉크젯트헤드의 대표적인 일예를 개략적으로 나타낸 제1도에서 음향변환기(10)는 압력실(11)의 한쪽벽에 대향하여 장착되고, 이 압력실(11)은 변환기(10)의 작동으로 잉크방울(13)의 사출되는 잉크젯트 오리피스(12)와 연통한다. 변환기(10)의 각 작동주기마다 정 및 부압력 펄스가 압력실(11)내의 잉크에 가하여진다. 필요에 따른 방울의 잉크젯트시스템에 있어서, 하나 이상의 잉크젯트는 일정기간 정지상태로 유지될 수 있다. 이 기간동안에는 오리피스를 통해 잉크의 흘러내림을 방지하도록 대기 압력보다 약간 낮은 압력으로 정상유지되는 압력실(11)내의 잉크는 오리피스를 통해 대기의 공기를 흡수하여 잉크내에 용해되는 경향이 있다. 이때 잉크젯트가 구동될 때 변환기(10)에 의해 압력실(11)내의 잉크에 가해지는 부압력 펄스는 용해된 공기가 기포를 형성하게 하여 오리피스(12)로부터 적절한 잉크방울(13)의 사출을 방해하게 된다. 더욱이 열용융잉크젯트 시스템에 있어서, 잉크는 정상적으로는 실온에서 고체이지만, 잉크젯트시스템을 사용시에는 열이 가하여져 용융된 상태로 된다. 상기 잉크젯트시스템을 사용치 않을때는 압력실내의 잉크가 냉각되어 응고되고 오리피스(12)를 통하여 압력실로 공기를 끌어들여 수축하게 되며, 이것은 결과적으로 시스템을 기동하여 또다시 잉크를 용융시킬 때 기포발생을 야기시킨다. 또한 잉크젯트시스템에 사용된 어떤 타입의 잉크가 현탁된 색소를 포함한다. 이런 잉크가 연장된 시간동안 정지상태로 유지된다면 색소는 침전되고 뭉치는 경향이 있다.
제1도에 나타낸 장치에 있어서, 압력차가 압력실(11)의 양쪽끝의 도관단편(14),(15) 사이에 가해지게 하고 압력실을 통해 잉크의 연속순환을 허용하는 폐쇄루우프를 형성함으로써 상기 제기된 문제점들이 해결된다. 일예를 든 실시예에 있어서, 탈기통로(16)는 예를들면 1988년 3월 31일 출원된 호이싱톤 등의 PCT 출원 일련번호 PCT/US 88/01045 또는 1987년 4월 28일 출원된 미합중국 출원 일련번호 제43,372호에 개시된 형태의 것으로 제공될 수 있으며, 상기 출원의 내용은 저압력으로 유지된 공기투과막을 통해 용해된 공기가 잉크로부터 추출되도록 한 것이다. 대류적 순환을 야기시키도록 다른 수직통로보다 좀더 높은 온도로 수직방향의 폐쇄루우프 통로부중 하나를 가열하므로써 탈기통로(16), 도관단편(14),(15) 그리고 압력실(11)로 형성된 폐쇄루우프 통로를 통하여 잉크의 순환이 달성될 수 있으며, 이것은 예를들면 1988년 3월 31일자 출원된 하인등의 PCT 출원 일련번호 PCT/US 88/01044 또는 1987년 4월 28일 출원된 미합중국 출원 일련번호 제43,369호에 개시된 바와 같은 것이다. 예를들면 히터(17)는 제1도와 같이 배열되어 압력실(11)을 포함하는 통로를 가열한다. 제1도에 나타낸 폐쇄루우프 잉크젯트시스템에 있어서, 잉크는 입구(18)를 통해 루우프에 공급된다. 순환을 위한 압력차를 만들기 위한 또 다른 수단으로서 예를들면 연동펌프, 기어펌프, 중력, 유압램 등이 사용될 수 있다.
제2도는 제1도에 나타낸 장치의 변형예를 도시한 것이다. 이 실시예에 있어서 제한된 채널단편(20)은 오리피스(12)에 아웃하여 형성되고, 도관단편(14),(15) 사이의 폐쇄루우프 통로는 음향변환기(22)와 함께 압력실(21)과 제한된 채널단편(20)을 포함한다. 이 배열로 폐쇄루우프 통로에서 대류적 순환은 제한된 채널(20)이 탈기와 색소현탁을 위해 충분한 순환을 유지하도록 적절한 잉크흐름을 확실하게 하기에 충분히 크기 때문에 히터(17)에 의해 압력실(21)에 있는 잉크를 가열하므로써 유지될 수 있다.
한편 제한된 통로(20)는 음향변환기(22)에 의해 압력실(21)에 가하여진 압력펄스에 고음향임피이던스를 나타낸다. 따라서 압력실(21)에 가하여진 정압력펄스는 제한된 통로(20)에 이웃한 실의 종단에서 정반향된 펄스가 생성되어 압력실(21)로부터 오리피스(12)를 향하여 이동하는 압력펄스의 퇴화를 피할 수 있다.
변환기(22)에 의해 압력실(21)에서 야기된 압력펄스는 또한 오리피스(12)로부터 멀어지는 방향으로 이동하고 오리피스에 가하여지고 있는 정압력펄스를 방해하는 방식으로 오리피스를 향하여 역으로 반향되거나 소산될 수 있다. 더우기 이러한 압력펄스는 잉크공급라인을 통하여 다른 잉크젯트 오리피스에 전송되어 결과적으로 혼선상태를 만들게 된다.
본 발명에 따라서 이러한 문제는 압력실과 잉크공급라인 사이에 고적응성 벽을 갖는 저음향임피이던스실을 제공함으로써 극복된다. 이러한 배열로서, 압력실로부터 각각의 정압력펄스는 부압력펄스로서 반향되고, 각각의 부압력펄스는 정압력펄스로서 반향된다. 따라서, 변환기(22)는 먼저 수축되어 부압력펄스를 생성하고, 반향된 정의 펄스가 오리피스(12)를 향하여 실을 통해 지날 때 변환기는 정의 압력펄스를 공급하여 반향된 펄스를 강화시킨다. 본 발명에 따라서 이것을 달성하기 위한 전형적 배열은 제3도에 도시한 실시예에 나타나 있다. 이 경우에 도관단편(14)와 압력실(21) 사이에 폐쇄루우프 통로부는 음향압력펄스에 고적응성을 갖는 벽(24)으로 형성된 저음향임피이던스실(23)을 포함한다. 벽(24)은 예를들면 약0.025mm 두께의 베릴륨구리 또는 스테인레스 스틸의 한층과 같은 얇은 금속판으로 구성된다. 이러한 고적응성 구성으로 실(23)은 압력실(21)로부터 받는 부압력펄스를 압력실을 통해 정의 펄스로서 다시 반향시키도록 저음향임피이던스를 제공한다. 더우기 잉크 공급량과 압력실 사이에 저음향임피이던스의 개입은 잉크 공급라인을 통해 압력펄스의 전달을 방지하므로 동일한 공급라인에 연결된 다른 잉크젯트의 동작에 영향을 미치지 않는다.
상기 기술된 장점을 제공하고 구조적 장치를 결합한 4개의 잉크젯트를 포함하는 배열을 제4도와 제5도에 개략적으로 도시하였다. 제4도에 나타낸 평면도에서 4개의 젯트는 점선으로 나타낸 오리피스(31),(32),(33),(34)와 이에 대응하는 압력실(35),(36),(37),(38)과 음향변환기(39),(40),(41),(42)를 가지며, 압력실과 음향변환기를 구조를 나타내는데 도움을 주기 위해서 제4도와 일예로서 부분적으로 절단되어 있다. 제4도에 나타낸 압력실의 아래에는 저임피이던스실(43),(44),(45),(46)이 있고, 이것들은 대응하는 좁은 도관섹션(47),(48),(49),(50)을 통해 결합되고, 상기 좁은 도관섹션은 이웃한 압력실(35),(36),37),(38) 각각에 비스듬한 연결을 통해 인도되는 고임피이던스 통로를 제공한다.
잉크는 일련의 공급 포트(51),(52),(53),(54)를 통하여 잉크젯트에 공급되고, 상기 공급포트는 제5도와 같이 대응하는 저음향임피이던스실로 유도되고, 저음향임피이던스는 차례로 개구(55),(56),(57),(58)을 통해 대응하는 압력실과 교통하며, 상기 개구는 압력실과 저음향임피이던스실을 연결한다.
제5도와 종단면도와 같이, 저임피이던스실(44∼48) 각각은 이를테면 두께 0.025mm의 스테인레스 스틸과 같은 얇은 금속층으로 형성된 고적응성 벽(60)를 가지므로써 상기 기술된 내용과 같이 압력실을 통해 다시 음향펄스를 반향시키고 포트(51∼54)를 통해 이 펄스가 공급라인과 다른 잉크젯트로 전송되는 것을 방지한다.
더우기 제5도에서 화살표로 지시된 바와 같이 잉크가 잉크젯트 오리피스의 각각에 공급되게 하는 통로는 잉크젯트헤드의 한 단부로부터 다른 단부로 연속적인 흐름통로의 일부이므로 제1도에 도시된 바와 같이 폐쇄루우프통로에 연결될 때 잉크의 연속순환이 제공될 수 있다. 이것은 대류적인 순환을 만들도록 제1도에 나타낸 형태의 히터(제4도와 제5도에는 도시없음)로 폐쇄루우프통로의 한 수직부에 열을 가하므로써 실현되고 이에 의해 잉크를 포함하는 용해된 공기가 압력실로부터 제1도에 관련하여 기술된 장치(16)와 같은 탈기장치로 운반된다. 이러한 연속된 잉크순환에 의해서 첨가된 열용융잉크내의 색소는 침전되거나 뭉쳐지지 않게된다.
따라서 제5도에 나타낸 바와 같이 오리피스(34)에 공급되는 잉크를 위해 오리피스판(61)내에 형성된 유동통로는 저음향임피이던스실(45)의 이웃한 종단과 개수(58)를 통해 포트(54)로부터 압력실(38)로 연장되고, 오리피스(34)를 거쳐 제한된 통로(50)로 연장하며, 다음에 저음향임피이던스실(46)과 그리고 인접하는 잉크젯트(33)와 관련된 포트(53)를 통해 연장된다. 또한 잉크젯트(33)에 의해 연속 유동통로는 제5도에 있는 포트(54)에서 시작되어 저음향임피이던스실(45)과 제한된 채널(49)을 통해 연속되고, 오리피스(33)(제5도에는 도시없음)에 이웃하여 이동한 후에는 압력실(37)과 개구(57)를 통해 포트(53)로 지난다. 이 배열로서 잉크의 연속적 순환을 유지하기 위한 완전한 폐쇄루우프 유동통로는 단일 잉크젯트에 대해 요구되는 것에 거의 대응하는 폭내에서 두 개의 이웃한 잉크젯트 오리피스에 제공될 수 있고, 이에 의해 매우 밀접한 간격으로 오리피스의 배열을 가능케하며 동시에 용해된 공기의 누적을 방지하고 또는 휴지기간중의 색소가 첨가된 잉크에서 색소의 침전을 방지하며, 또한 압력실내의 정의 변환기펄스를 강화하도록 정의 반향된 압력펄스를 제공하고, 동일 잉크공급라인에 연결된 잉크젯트들 사이에서 혼선을 방지한다. 혼선은 공급포트(54)에 연결된 잉크 공급도관의 음향길이를 잉크사출 시간보다 크게하고 또 그 채널에 연결된 제2의 저음향임피이던스실(도시없음)을 제공하므로써 더욱 극소화될 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라 좀더 효과적인 잉크젯트동작을 제공하기 위해서 잉크젯트 오리피스 각각의 동적 임피이던스는 대응하는 압력실의 동적 임피이던스에 정합되는 것이 바람직하다. 이 정합에 의해서 오리피스에서 압력펄스의 어떠한 반향도 소거되고, 따라서 잉크젯트의 최대비동기 동작주파수가 증가하게 되고 또한 특정화된 속도를 갖는 잉크방울을 만드는데 요구되는 변환기에너지를 최소화시킨다. 이 목적을 위해서 압력실크기와 오리피스의 크기는 압력실의 임피이던스가 오리피스의 임피이던스와 정합되도록 선택될 수 있다.
다음의 예는 그러한 임피이던스 정합이 어떻게 얻어질 수 있는가를 보여준다. 오리피스 임피이던스는 다음의 관계에 따라 결정된다:
Figure kpo00001
상기 식에서 ρ는 잉크의 밀도이며, u는 오리피스를 통해 흐르는 잉크의 속도이며, μ는 잉크의 점도, l는 오리피스의 길이, a는 오리피스의 반경, AO는 오리피스의 단면적이다. 압력실 임피이던스는 다음의 관계식으로 표현된다:
Figure kpo00002
상기 식에서 AC는 압력실의 단면적이며 c는 잉크에서 소리의 속도이다.
잉크젯트속도가 초당 10미터이고, 오리피스의 반경이 0.025mm이며, 오리피스의 길이가 0.05mm이고, 잉크의 밀도가 9.4×10-7kg.sec/cm4(비중을 0.9라 가정)이며, 잉크의 점도가 10센티포아즈 또는 9.86×10-8kg.sec/cm2인 전형적인 경우에, 압력실 임피이던스는 압력실 단면이 1mm×0.25mm(실이 견고하고 소리속도가 초당 152400cm라 가정)라면 오리피스 임피이던스와 정합할 것이다.
물론, 오리피스내의 용액이 관성, 적응성, 비선형 저항을 갖기 때문에 오리피스 임피이던스는 정상상태유동의 조건하에서만 압력실 임피이던스에 정확히 정합될 수 있고, 압력펄스의 선단과 종단에서 일어나는 천이상태 동안에는 정합될 수 없다. 그러나 가장 유용한 설계로써 압력펄스는 펄스의 유효부분동안 정상상태 흐름이 발생할 만큼 긴 펄스이고, 그러므로 압력실 임피이던스에 오리피스 임피이던스의 정합은 중요한 장점을 제공할 수 있다.
제6도는 간단하고 효과적인 잉크젯트헤드로서 묘사된 본 발명의 다양한 특징을 구체화한 48-젯트배열을 제공하도록 사용된 성분을 분해하여 도시한다. 이 장치에서 오리피스판(70)은 약 0.64mm로 각각 분리된 48 잉크젯트 오리피스(71)의 선형 배열을 구비하여서 전체배열은 단지 길이가 약 3.2cm이다. 각 오리피스(71)는 직경이 약 0.025mm이고, 오리피스판은 두께가 대략 0.05mm이다. 잉크젯트유로의 저음향임피이던스실을 위해 제5도의 벽(60)에 대응하는 유연한 측벽을 형성하기 위해 대략 0.025mm 두께의 스테인레스 스틸이나 베릴륨구리로 만들어진 박막판(72)이 제공되고, 직경이 약 0.25mm인 그 판에 한줄의 구멍(73)은 오리피스와 대응압력실 사이에 연통을 제공하기 위해 구멍판(70)에 있는 오리피스(71)와 정렬된다. 박막판의 위에는 판(74)의 중앙선의 대향측에 배치된 저음향임피이던스실 공동(75)의 두배열로 형성된 공동판(74)이 있고, 각 배열이 24개의 공동을 포함한다. 이러한 것은 제4도 및 제5도와 연결되어 그려진 저음향임피이던스실(43∼46)에 대응한다.
판(74)의 배열은 적절한 저음향임피이던스실 특성을 제공하도록 선택되고, 예를들어 약 1.3cm의 길이와 1mm의 폭으로 된 공동(75)의 각각과 두께가 대략 0.025mm인 베릴륨구리와 같은 비교적 단단한 물질의 시이트로 구성될 것이다. 대략 0.13mm폭의 유동통로(76)는 공동(75)의 각각의 내부끝에서 대응압력실과 잉크젯트 오리피스 사이에 연통을 제공하기 위해 판(72)에 있는 대응구멍(73)과 정렬된 대략직경 0.25mm인 중심구멍(77)까지 신장된다. 대략 두께 0.25mm 스테인레스 스틸이나 베릴륨구리로 만들어진 보강판(78)은 잉크젯트 오리피스(71)에 연통통로를 제공하는 0.25mm 구멍(79)의 중앙열을 구비하고, 판의 각 측면에 있는 저음향임피이던스실(75)의 인접쌍에 잉크공급통로를 제공하는 U형상의 통로(80)의 두배열을 형성한다.
또한 통로(80)는 대응쌍의 압력실과 연통한다. 보강판(78)의 위에는 판(78)에 U형상의 공동(80)중 하나의 끝과 연통하도록 각각 배치된 대략 직경 0.75mm인 잉크공급구멍(82)의 두열로 형성되는 압력실판(81)이 있다. 게다가 판(81)은 판(78)에 있는 구멍(79)와 U형상의 공동(80)의 한 다리 사이에서 각각 연통하는 제4도와 제5도의 압력실(35∼38)에 대응하는 압력실을 제공하며 24압력실 공동(83)의 두배열을 포함한다. 판(81)은 예를들어 두께 약 0.075mm인 스테인레스 스틸이나 베릴륨구리로 될 수 있고, 각 공동(83)은 판(72),(74),(78)에 있는 연통구멍(73),(77),(79)과 대응의 잉크젯트 오리피스(71)의 바로 위에 있는 공동의 내부끝으로 약 1mm와 길이 9.5mm로 될 수 있다.
판(81)의 위에는 전도성 스트립(86)과 터미널(85)의 배열을 제공하도록 은 또는 다른 전도성 물질로 피복된 한 측상에 패턴을 구비하고 압전물질로 만들어진 변환기 판(84)이 있다. 전도성 부분은 선택된 터미널(85)의 적절한 자화시에 선택된 압력공동(83)에 인접한 압전시이트(84)의 일부가 대응의 압력실(83)내에 포함된 잉크에 압력펄스를 만들도록 미합중국 특허 제4,584,590호에 기재된 바와 같이 전단모드에서 동작되도록 배열된다. 압전시이트(84)상에 피복된 전도성 스트립은 절연층으로 피복되고, 판(81)에 있는 공동(83)에 대응하는 리세트(제6도에 도시하지 않음)로 형성된 인접표면을 갖는 받침판(87)은 지지하기 위해 압전판위에 위치된다.
더우기 두 개의 잉크분배판(88)은 잉크를 구멍(82)으로 향하게 하기 위해 판(81)의 대향측에 있는 잉크공급구멍(82)상에 장착된다. 도시된 실시예에서 각 공급판(88)은 판(81)에 있는 6개의 구멍(82)과 연통을 제공하는 판(88)의 하부표면에 있는 도관(제6도에 도시하지 않음)과 각각 연통하는 두 개의 구멍(89)을 구비한다. 각 구멍(82)이 공동(75), 흐름통로(76), 압력실(83)에 의해 판(81)의 대향측에서 대응구멍과 연통하기 때문에 동일한 색의 잉크는 판(81)의 대향측들로부터 잉크를 공급하는 각 인접쌍의 잉크젯트에서 사용되어야 한다.
제6도에 도시된 실시예에서 단지 두 개의 잉크공급구멍(89)이 판의 각 측면에 제공되기 때문에 단지 두 개의 다른 색의 잉크는 48-젯트 잉크젯트 배열에서 사용될 수 있다. 한편 판(78)에 있는 U형상의 도관(80)이 압력실공동(83)의 각각을 위한 별도의 채널로 대체되고 대응의 저음향임피이던스실(75)과 대응의 구멍이 판(81),(88)에 제공된다면, 다른 색의 잉크는 바람직하다면 모든 인접쌍의 젯트오리피스로 공급될 수 있다.
제6도에서 점선으로 지시된 바와 같이 조립될 때 48-젯트배열은 제4도와 5도에 관하여 설명된 것과 동일한 방식으로 배열되어 작동되고, 잉크공급구멍(89),(82)과 채널(80)으로 형성된 연속유로를 제공하며, 압력실(83)과 구멍(79),(77)은 배열의 대향측에 구멍(82),(88), 공급도관(80), 저음향임피이던스실(75), 유로(76)로 뒤따르는 오리피스(71)와 연통한다.
이 타입의 구조체는 사진평판, 스크린인쇄, 연마등으로 패턴된 압전변환기와 압형으로 되거나 화학적으로 에칭된 금속부품을 채용함으로써 쉽게 제조된다. 다음에 금속부품은 땜납, 금 또는 니켈합금과 같은 충전물질로 전기도금될 수 있고, 최종조립체를 완성시키기 위해 단일 단계로 납땜되거나 놋쇠로 씌워질 수 있다. 납땜이나 브레이징 작업이 약 250℃ 이하에서 된다면 압전변환기는 디폴(depole)되지 않는다.
본 발명이 특정실시예를 참고하여 설명되었지만 많은 변형 및 변화는 본 기술분야에 숙련된 사람들에게 쉽게 될 것이다. 따라서 모든 이런 변형 및 변화는 다음의 청구범위로 한정된 바와 같이 본 발명의 범위내에 포함된다.

Claims (17)

  1. 잉크가 압력펄스에 의해 선택적으로 사출되게 하는 다수의 잉크젯트 오리피스와, 각 잉크젯트 오리피스에 각각 연통하는 다수의 압력실수단과, 대응의 압력실수단에 있는 잉크에 압력펄스를 주기위해 대응하는 다수의 변환기수단과, 압력실수단 각각에 잉크를 공급하기 위해 대응하는 다수의 입구수단과, 압력실수단을 통하여 지나지 않고 다른 잉크젯트 오리피스에 잉크를 공급하기 위한 입구수단과 각 잉크젯트 오리피스 사이에서 연통을 제공하는 대응의 다수의 유로 통로 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  2. 제1항에 있어서, 인접한 잉크젯트 오리피스와 연통하는 압력실수단이 오리피스를 연결하는 라인의 대향측상에 배치된 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  3. 제1항에 있어서, 대응하는 잉크젯트 오리피스와 각각 연통하는 다수의 저음향임피이던스실 수단을 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  4. 제3항에 있어서, 각각의 저음향임피이던스실 수단이 실내에서 음향펄스에 저임피이던스를 제공하는 고적응성 벽수단을 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  5. 잉크가 압력펄스에 의해 선택적을 사출되게 하는 다수의 잉크젯트 오리피스와, 각 잉크젯트 오리피스에 각각 연통하는 다수의 압력실수단과, 대응의 압력실수단에 있는 잉크에 압력펄스를 주기 위해 대응하는 다수의 변환기수단과, 압력실수단 각각의 잉크를 공급하기 위해 대응하는 다수의 입구수단과, 인접한 잉크젯트 오리피스를 위한 압력실수단과 연통하는 잉크공급수단과 대응 오리피스에 인접한 압력실수단의 구역사이에서 연통을 제공하는 대응의 다수의 유로 통로수단, 대응하는 잉크젯트 오리피스로부터 이격된 위치에서 대응하는 압력실수단과 각각 연통하는 다수의 저음향임피이던스실 수단으로 이루어지고, 각각의 저음향임피이던스실 수단이 실내에서 음향펄스에 저임피이던스를 제공하는 고적응성 벽수단을 포함하며, 유로통로수단이 인접한 잉크젯트의 저음향임피이던스실 수단과 한 잉크젯트의 압력실수단 사이에서 신장하는 고임피이던스 잉크통로를 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  6. 다수의 잉크젯트 오리피스 수단과, 이 잉크젯트 오리피스 수단과 연통하는 대응하는 다수의 압력실수단으로 이루어지며, 각 오리피스 수단의 동작 임피이던스가 대응하는 압력실수단의 동적 임피이던스에 사실상 정합되는 잉크젯트배열에 있어서, 오리피스 수단내의 오리피스의 직경과 두께, 그리고 압력실수단내의 압력실의 단면적은 압력실수단의 동적 임피이던스에 오리피스 수단의 동적 임피이던스가 실제로 정합되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  7. 다수의 정열된 잉크젯트 오리피스와, 각각 중심축을 갖고 잉크젯트 오리피스중 하나와 연통하는 대응하는 다수의 세장압력실 수단과, 압력실수단 각각에 잉크를 공급하기 위한 대응하는 다수의 잉크공급수단으로 이루어지며, 인접하는 잉크젯트 오리피스에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급수단과 압력수단이 인접한 잉크젯트 오리피스를 위한 잉크공급수단 사이에 유로통로를 제공하도록 인접한 잉크젯트 오리피스를 위한 압력실수단과 연통하는 저음향임피이던스실 수단과 잉크젯트 오리피스중 하나와 연통하는 압력실수단 사이에서 연장하는 고임피이던스 채널수단을 포함하고 라인의 다른 측상에 압력실수단의 중심축들 사이에서 연장하는 라인의 한 측상에 압력실수단의 중심축에 오리피스를 연결하는 라인의 대향측상에 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  8. 기판을 향하여 잉크를 사출하기 위한 적어도 두 개의 오리피스와, 오리피스로부터 잉크의 사출을 제어하기 위한 압력펄스를 공급하기 위해 각 오리피스를 위한 압력실수단과, 압력실수단들중 하나에 잉크를 각각 공급하는 두 개의 잉크공급도관수단과, 한 오리피스를 위한 압력실수단에서 다른 오리피스를 위한 압력실수단으로 잉크를 공급하기 위해 잉크공급도관수단에 잉크를 전달하는 유로통로수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  9. 제8항에 있어서, 유로통로수단과 오리피스들중 하나를 위한 압력실수단과 잉크공급도관수단에서 다른 오리피스로 이끄는 압력실수단을 위한 잉크공급수단으로 잉크의 순환을 일으키기 위한 잉크순환수단을 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯트헤드.
  10. 제8항에 있어서, 오리피스중 하나의 압력실수단으로부터의 유로통로수단이 다른 오리피스로 이끄는 압력실수단에 결합된 저음향임피이던스실 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯트헤드.
  11. 잉크젯트 오리피스의 배열과, 상기 배열에 있는 다른 선택된 오리피스에 다른 잉크를 공급하도록 연결된 다수의 잉크소스와, 배열에 있는 교호의 오리피스에 잉크를 공급하도록 연결된 잉크젯트 오리피스의 배열의 한 측상에 평행한 관계로 배치되고 각각 압력실수단의 제1배열에 의해 공급되는 상기 교호의 오리피스를 교차하는 평면에 배치된 중심축을 구비하는 압력실수단의 제1배열과, 공급라인에 의해 잉크가 공급되는 압력실수단에 연통하는 오리피스에 인접한 오리피스와 각 공급라인 사이의 연통을 제공하는 수단, 압력실수단중 하나에 잉크를 각각 공급하는 다수의 잉크공급라인, 압력실수단의 제2배열에 의해 공급되는 다른 오리피스를 교차하는 평면에 배치된 중심축을 구비하고 또 배열에서 다른 오리피스와 연통하는 압력실수단의 제2배열로 이루어지며, 각 인접쌍의 오리피스에 연통하는 압력실수단에 잉크를 공급하기 위한 공급라인이 동일한 소스에 연결되고, 각 인접쌍의 오리피스가 동일한 잉크소스로부터 잉크를 받아들이는 것을 특징으로 하는 잉크젯트시스템.
  12. 다수의 잉크오리피스와, 대응하는 다수의 압력실수단과, 오리피스로부터 잉크방울의 사출을 시작함으로써 정압력펄스에 대응하도록 잉크젯트 오리피스중 하나와 한 단부에서 각각 연통하는 압력실수단에 연속적인 정 및 부의 펄스를 인가하기 위해 각 압력실수단과 관련되는 펄스 발생 수단과, 보강하기 위해 펄스발생단에 의해 발생된 계속적인 정의 펄스와 일치하는 정압력펄스로써 압력실수단으로부터 받은 부압력 펄스를 반향하도록 연속적인 펄스의 시기에 관련되는 거리 만큼 대응의 펄스발생수단으로부터 이격된 위치에서 대응의 압력실수단과 연통하고 적응성 물질로 만든 벽부를 구비하는 대응하는 다수의 저음향임피이던스실 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  13. 정렬된 다수의 잉크젯트 오리피스와, 배열에 있는 다른 선택된 오리피스에 다른 잉크를 공급하도록 연결된 다수의 잉크소스와; 잉크젯트 오리피스중 하나와 각각 연통하고 평행한 중심축을 구비하는 대응하는 다수의 압력실수단과, 압력실수단중 하나에 잉크를 각각 공급하는 다수의 잉크공급라인을 이루어지며, 인접쌍의 잉크젯트 오리피스에 잉크를 공급하기 위한 잉크공급라인과 압력실수단이 라인의 다른 측상에 있는 압력실수단의 중심축들 사이에서 신장하는 라인의 한 측상에 압력실수단의 중심축에 정렬된 오리피스를 결합하는 라인의 대향측상에 배치되고, 각 인접쌍의 오리피스에 연통하는 압력실수단에 잉크를 공급하기 위한 공급라인이 동일한 잉크소스에 연결되며, 각 인접쌍의 오리피스가 동일한 잉크소스로부터 잉크를 받아들이는 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  14. 제13항에 있어서, 각 압력실수단을 위하여 펄스발생수단과 저음향임피이던스실 수단을 포함하며, 상기 펄스발생수단이 압력실수단에 연속적인 정 및 부의 압력펄스를 인가하고, 저음향임피이던스실 수단이 보강하기 위해 펄스발생수단에 의해 발생된 연속적인 정의 펄스에 일치하는 정의 펄스로서 압력실수단을 통하여 다시 압력실수단으로부터 받아들여진 부의 압력펄스를 반향하기 위하여 연속적인 펄스의 시기에 관련되는 거리만큼 펄스발생수단에서 이격된 위치에서 압력실수단에 연통하는 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  15. 제14항에 있어서, 저음향임피이던스실 수단이 고적응성 벽수단을 포함한 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  16. 제14항에 있어서, 저음향임피이던스실 수단은 압력펄스가 압력실수단에서 잉크공급수단으로 전달되지 않도록 배열된 것을 특징으로 하는 잉크젯트배열.
  17. 압력실수단과, 압력실수단에서 정의 압력펄스에 응하여 잉크방울이 사출되게 하는 오리피스수단과, 압력실수단에 정 및 부의 압력펄스를 인가하기 위한 펄스발생수단과, 정의 펄스로써 저음향임피이던스실 수단에 의해 반향된 부의 압력펄스가 펄스발생 수단에 의해 압력실수단에 인가된 정의 압력펄스를 보강하도록 압력실수단에 인가된 정 및 부의 압력펄스의 시기에 관련되는 거리만큼 펄스발생수단에 의해 압력펄스가 인가되는 위치로부터 이격된 위치에서 압력실수단에 연통하고 적응성 벽수단을 구비하는 저음향임피이던스실 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크젯트시스템.
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