KR940002600B1 - 액체 분사 정전 어플리케이터로 직물 기재에 액체를 균일하게 도포하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액체 분사 정전 어플리케이터로 직물 기재에 액체를 균일하게 도포하는 방법 및 그 장치

제1도는 최소 프린트 시간 인터발 및 처리하고자 하는 기재를 따라 길이의 함수로서 프린트 펄스를 발생시키는 주파수를 제어하므로써, 기재에 도포되는 단위 면적당 액체의 평균 "첨가(add-on)" 부피를 제어함과 동시에 이와 같은 도포작용의 균일성을 확보하기 위한 적절한 회로도에 따라서 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하는 액체 분사 정전 어플리케이터(applicator)를 도시한 것.

제2도는 제1도의 장치에 대한 반복 프린트 시간(T)과 간격 시간(spacing time, ST)사이의 관계를 도시한 것.

제3도는 기재의 단위 면적당 일정한 전달 부피(V)에 대하여 프린트 시간(T)와 간격 시간(ST)사이의 포물선 관계를 나타낸 그래프.

제4도는 기재에 전달된 액체 부피의 통계학적 표준편차와 프린트 시간(T)사이의 지수함수 관계를 보여주는 실험 데이타의 그래프.

제5-8도는 다양한 프린트 시간 지속기간 및 그들 사이의 간격 인터발에서의 종이 기재(직물보다 흡상(吸上) 수용량이 적으므로 제7-8도에서는 다소 비-균일성을 나타내지만, 직물 기재에서는 보다 큰 흡상능으로 인해 사실상 균일함)의 사진.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 무작위 액체입자 발생기 12 : 액체입자

14 : 기재 16 : 액체입자 충전 전극

24 : 스위치 28 : 고정 저항기

30 : 가변 저항기 32 : 디지탈 신호 분할기 회로

본 발명은 전반적으로 직선으로 정렬된 개구부(orifice)들을 따라 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하는 액체 분사 정전 어플리케이터 사용시, 기재 표면상으로의 균일한 액체의 도포를 확보하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 특히, 이와 같은 어플리케이터를 사용하여 액상 염료를 도포할 수 있고, 또한 처리된 직물 기재의 표면과 깊이를 통해 색체 또는 색조 단색성(즉, 염료에 의한 처리의 균일성)을 제공하기 위해 액상 염료의 균일한 도포가 요구되는 직물 산업 분야에 유용하다.

종래 기술로서 이동중인 표면으로 각종 물질의 도포를 제어하는데 사용되었던 많은 유형의 제어 회로가 있다. 이와 같은 제어 기능과 관련된 몇가지 선행 미합중국 특허의 예를 들면 다음과 같다 :

미합중국 특허 제3,909,831호-마르치오 등(1975), 미합중국 특허 제4,013,037호-워닝 시니어 등(1977), 미합중국 특허 제4,065,773호-베리(1977), 미합중국 특허 제4,087,825호-첸 등(1978), 미합중국 특허 제4,164,001호-패트노드 등(1979), 미합중국 특허 제4,167,151호-무라오카 등(1979), 미합중국 특허 제4,323,204호-에린(1982), 미합중국 특허 제5,357,900호-부셔(1982), 미합중국 특허 제4,389,969호-죤슨(1983), 미합중국 특허 제4,389,971호-쉬미트(1983).

이들중에서, 베리에게 허여된 특허, 첸 등에게 허여된 특허 및 에린에게 허여된 특허는 잉크 제트 프린트 장치에 관한 것으로서, 다른 인용 특허들보다 더욱 관련이 있다. 예를 들면, 에린의 특허에서는, 액적 충전 포텐셜 펄스를 액체입자 자극 신호 및 기재 이동과 동시화시키므로써 코우팅 밀도 제어를 향상시킨다. 그런데 에린의 특허에서는 "프린트 시간"의 듀티 사이클(duty cycle)을 변화시키므로써 코우팅 밀도를 제어하는 방법을 개시하고 있으나, 그 구성은 이와 같은 프린트 시간 인터발(즉, 프린트 시간 펄스간의 간격)의 주파수도 변화시키는 것으로는 해석되지 않으며, 또한 무작위 액체입자 발생 과정이 사용될때 일어나는 문제점에 대해서도 언급되어 있지 않다.

첸 등에게 허여된 특허는, 유사하게, 기재를 따르는 단위 거리당 프린트 펄스의 주파수를 제어하는 일 없이, 단지 전달되는 액체 부피만을 조정하는, 주기적으로 교란된 시스템에 관한 것이다. 베리의 특허는 주어진 수의 도트(dot) 위치상에 부착된 액적의 수를 평균화시켜 분별 액적 강도를 효과적으로 발생시키므로써 회색조를 형성시킬 수 있는 팩시밀리 시스템을 개새하고 있다. 400㎑의 고주파수 주기적 교란이 개시되어 있다. 마찬가지로, 기재상의 화소(畵素, pixel) 또는 점소(點素)간의 중심-중심 간격은 비교적 고정된 크기인 것을 나타난다.

따라서, 종래기술이 가변적인 듀티 사이틀 "프린트" 펄스를 발생시킬 수 있는 장치(전후관계는 다소 상이함)를 교시하고 있지만, 본 발명의 기술사상을 교시하고 있는 것은 아니다. 예를 들면, 비교적 작은 프린트 시간 인터발과 함께 무작위 액체입자 발생 과정을 사용할 경우에 당면하게 되는 비-균일성의 문제조차도 제시하고 있지 않다. 또한 그러한 문제점이, 기재에 전달되는 단위 면적당 평균 부피를 계속 제어할 수 있도록, 기재상의 증가된 중심-중심 화소 간격에 대한 제어와 함께 충분히 큰 최소 프린트 시간 인터발을 유지시키므로써 극복될 수 있고, 이로써 예컨대 직물 산업분야에서 요구되는 소정의 결과를 얻을 수 있다는 어떠한 제안도 개시하고 있지 않다.

공동 양도되어 계류중인, 1982년 9월 28일자 미합중국 특허출원 제428,490호(갬블린)에 설명된 바와 같이, "잉크"(실제로는 많은 적당한 액상 처리제를 사용할 수 있음) 제트 정전 프린트 기법을 일반적으로 직물 산업분야에 사용할 경우, 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하는 것이 바람직한데, 이는 정기적으로 자극된 액체입자 형성 과정이 더욱 통상적으로 사용되는 것과는 상반된다.

요컨데, 무작위 액체입자 형성 과정에 대한 필요성은 통상의 직물에 적용시킬 경우, 정기적으로 자극된 규칙적인 액체입자 형성 과정을 의도적으로 사용하는 표준 편지용지 및 법정 크기 용지상의프린트에 통용되는 약 8-10인치(20-25㎝)의 횡방향(cross-machine direction) 치수를 상당히 초과하는 횡방향 개구부 배열이 필요할 수 있다는 사실에 기인한다. 8-10인치(20-25㎝)를 훨씬 초과하는 횡방향 치수가 필요할 경우(예를 들면, 많은 전형적인 직물의 경우 약 1.8미터에 이르는 치수), 규칙적인 액체입자 형성 과정을 일으키기 위한 정기적인 음향 자극은 불가피하게 어플리케이터 및/또는 액체내부에 정상음파(또는 기타 유해한 현상)을 발생시키므로써 종방향(machine direction) 치수를 따라 프린트 질을 바람직하지 못하게 변화시킨다. 예를 들면, 전달된 액체의 양에 있어서 "첨점(cusp)" 및/또는 "전무(null)" 부위가 가늘고 긴 횡방향 개구부 배열을 따라 형성될 수 있다. 이러한 정상파 또는 유해한 현상을 회피하기 위해(따라서 단일 개구부 배열에 대해 긴 횡방향 치수를 얻기 위해), 갬블린은 무작위 액체입자 형성 과정을 의도적으로 사용할 것을 제안하였다.

상기 특허출원 명세서에 보다 상세히 설명되어 있는 바와 같이, 갬블린은 (a) 자극을 전혀 이용하지 않는 것(그러나 이것조차도 자연발생 무작위 음향 진동 또는 1세기전 라이레이경이 기술한 바와 같은 무작위 액체입자 형성을 자극시키는 그밖의 주변 무작위 조작을 본래 이용함), 또는 (b) 직선 개구부 배열을 따라서 개구부로부터 방출된 유도체 분사류에 의도적으로 비-주기적인(즉, 잡음 또는 유사(pseudo)-무작위) 자극을 발생시켜서 개구부 배열을 따라 무작위 액체입자 형성 과정을 발생시키는 것중 어느 하나를 제안하고 있다. 시스템내에 정기적인 음에너지에 대한 간섭원이 없기 때문에, 정상음파의 지속은 반드시 회피되어야 하고(즉, 구조적으로 가감하도록 반대방향으로 이동하는 규칙적인 간섭성 주행파가 없어서 정상 압력파 패턴에 첨점 치 전무 부위가 형성되기 때문), 그밖의 다른 유해한 현상도 존해해서는 안된다. 전형적으로, 무작위 또는 유사-무작위 전기 신호가 발생되어 전기음향 변환기로 공급되는데, 상기 변환기 액체 분사류가 개구부로부터 바깥쪽으로 유출될때 음향학적으로 그 액체 분사류에 결합된다.

다시 말해서, 액체 분사 정전 어플리케이터내에 무작위 액체입자 형성 과정을 이용할 필요가 있는 상황이 존재한다. 무작위 액체입자 형성 과정은 전적으로 자연발생되거나(즉, 인공적인 액체입자 형성 자극을 완전히 사용하지 않거나) 또는 무작위화된 인공 자극 과정을 사용할 수 있다. 이러한 맥락에서, 통상 단일의 직선 배열된 액체 분사 개구부들을 이용하여, 무작위적인 시간 인터발에서 형성되어 액체입자 크기의 무작위 분포를 가지는 상응하는 하방 낙하 액체입자의 직선 배열을 무작위적으로 발생시킨다. 주어진 "프린트 시간" 인터발중에, 충전 전극 영역을 우회한 액체입자들은 충전되지 않을 것이므로, 이들은 계속해서 낙하하여 그 아래에 위치한 기재(예 : 직물)와 충돌(즉, 염색, 프린트 또는 그밖의 액체 처리)될 것이다. 이러한 "프린트 시간" 인터발사이에 간격 시간 인터발이 개재하며 그동안에 액체입자는 충전되고 차후에 액체입자 포착 구조물을 향한 또 다른 전기장내에서 하류로 전향된다.

액체 분사 정전 어플리케이터가 직물 산업분야에서 잠재적인 장점을 갖는 것으로 생각되는 한가지 이유는 주어진 처리공정(예 : 염색)에 있어서 직물에 실제로 도포되는 유체의 양에 대하여 철저한 제어를 확보할 수 있을 것으로 예측되는 점이다. 많은 통상의 직물로부터 이러한 과잉 유체를 제거하는 노력과 비용이 소요된다. 예를 들어, 과잉 유체중 일부는 직물로부터 물리적으로(예를 들면, 마주댄 로울러에 통과시키므로써) 압축시켜 추출할 수 있지만, 그 대부분은 가열된 기류등에 의해 증발시켜야 할 것이다. 이는 상당한 설비, 에너지, 시간 및 부동산의 투자를 필요로 할 뿐만 아니라, 추가 처리한 후에 생태학적으로 안정한 상태로 배출시켜야 하는 오염된 공기 유량을 생성시키는 일이 빈번하다. 또한, 때로는 고가의 처리 재료 자체가 명백하게 손실되는데-어떤 식으로든 이를 재포착하여 그 자체로 재순환시키지 않는다면, 추가의 비용, 노력 등이 수반된다.

따라서, 필요한 양만큼의 액체 "첨가"처리를 직물에 적용시킬 수 있다면, 경제적으로 상당히 유리할 것이다.

동시에, 많은 용도(예 : 직물 염색 작업)에서, 상업적 허용 제품을 얻고자 한다면, 처리 액체가 처리된 기재를 통해 균일하게 분포되어야 한다. 또한, 전형적인 상업환경에 있어서, 단일의 장치가 균일성을 얻기 위해 각기 다른 필요조건을 가지는 다양한 유형의 직물을 성공적으로 처리할 필요가 있을 것이다.

예를 들어, 섬유 산업 용도에서의 단색조 염색을 위해, 액체 분사 어플리케이터는 모든 범위의 상업적인 직물들에 균일한 형태로 유체를 도포할 수 있어야 한다. 직물의 형태에 따라 섬유함량, 구조, 직조방식 및 처리방식이 상당히 다르다. 이들 일반적인 변수(paramater)들이 조합될때, 다공성, 중량, 습윤성, 모세관 확산(흡상)등과 같은 주어진 직물의 상대적인 물리적 성질 및 특성들을 결정한다. 알 수 있는 바와 같이, 주어진 직물을 적절히 처리하는데 필요한 단위 표면적당 유체의 부피는, 상기의 물리적 성질들에 의해 크게 영향을 받는다.

액체 분사 정전 어플리케이터에서 이것을 지나 이동하는 기재상을 통과하는 단위 면적당 액체의 부피를 제어하기 위해, 처음에는 고정된 반복 총 사이클 시간 인터발(기재 속도는 일정하다고 가정함)의 듀티 사이클 또는 "프린트 시간"을 단순히 제어해야 하는 것으로 생각하였다. 즉, 주어진 프린트 시간이 액체입자의 "소집단(packet)"을 부착시켜 상응하는 프린트된 "화소"를 기재상에 형성시킨다고 가정하고, 화소 중심간의 간격이 예정된 작은 증가분(예 : 0.010인치 또는 0.016인치)으로 고정될 경우, 처음에는 단위 면적당 도포되는 액체의 총 부피를 제어하기 위해 단순히 간격이 촘촘한 화소 각각에 부착되는 액체의 부피를 제어해야 한다고 추정하였다.

그러나, 실제 실험을 수행하여 도포되는 "첨가" 유체 부피를 제어했을 때, 프린트 시간을 비교적 작은 범위(예 : 50-100마이크로초 점도)로 지속시킬 필요가 있는 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 방식으로, 직물 매체내의 비교적 간격이 촘촘한 각각의 중점상에 비교적 소량만의 액체입자의 "소집단"(즉, 작은 부피의 액체)이 충돌하므로써 예측되는 액체입자 전착 직경(전형적으로 직물에서 액적 직경의 10배 정도에 대한 흡상이 예측될 수 있음)이 직물 매체내에서 균일한 염료 분포를 형성할 것으로 예측했었다.

의외로, 이러한 정면 접근법은 균일한 액체 도포를 발생시키지 않았다. 오히려, 직선의 개구부 배열을 따라 전달된 액체 부피에 심한 불균일이 나타났다. 또 다른 실험 치 차후의 통계적인 분석 결과, 직선의 개구부-배열을 따라 방출된 액체 부피의 표준 편차가 프린트 시간 인터발의 감소에 따라 지수(指數)함수로 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과는 직선의 개구부 배열을 가로질러서 측정된 부피에서 뿐만 아니라, 염색 또는 프린트된 직물 기재의 시각적 및 광학적으로 측정된 외관에서도 명백하였다. 예를 들어, 75∼100마이크로초 정도의 프린트 시간 인터발을 이용할 경우(0.016인치의 중심간 화소간격에 대하여), 직선의 개구부 배열을 따라 방출된 액체의 부피 변화율은 ±25% 정도인 것으로 밝혀졌다. 이 문제가 명백해지자, 무작위 액체입자 형성 과정을 사용하는 소정의 균일 염료 액체 분사 정전 어플리케이터에, 극복할 수 없는 장애가 존재하게 되었다.

그러나, 심화된 고찰결과, 직물에 도포되는 단위 면적당 평균 액체 부피를 제어하면서 제한하기 위해 프린트 시간을 크게 감소시킨 대, 명백한 불균일의 문제점의 근거가 되는 현상을 잘 이해하게 되었다. 예를 들어, "무작위 액체입자 형성 과정"이라는 용어는 규칙적 또는 주기적인 액체입자 형성이 없는 것을 필연적으로 의미하지만, 그러한 시스템들에서의 통계적 평균 액체입자 형성 속도는 액체(예를 들어, 그의 점도), 개구부상에 작용하는 액체 압력, 및 개구부 직경과 같은 시스템 변수들에 의해 미리 결정된다. 직물 산업분야에서 중요한 것으로 생각되는 시스템들에 있어서, 평균 무작위 액체입자 형성 속도는 전형적으로 초당 20,000∼50,000개의 액체입자 범위(즉, 20∼50마이크로초마다 하나의 액체입자)이다. 이러한 사실로부터, 상기 언급된 50∼100마이크로초의 비교적 짧은 프린트 시간은, 평균적으로, 비교적 작은 수(예를 들어, 2 또는 3개)의 액체입자들만이 이와 같은 짧은 프린트 시간중에 프린팅용으로 선택된 액체입자들의 "소집단"을 구성하는 것으로 예측될 수 있음을 의미한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 주어진 프린트 시간 인터발내의 이와 같은 액체입자 수의 무작위 변화(예를 들어 이와 같은 액체입자 1개의 부가 또는 감소)로 말미암아, 주어진 단위 프린트 시간 인터발동안 전달된 유체의 총 부피가 상당히 변화할 것이다. 그 결과 직선 개구부의 배열을 따라 방출되므로써 작물 또는 다른 기재상에 부착되는 프린팅 부피의 불균일성이 관찰되었다.

이러한 현상을 더욱 잘 이해하게 되자, 개구부 배열을 따라 단위 거리당 전달된 액체 부피의 균일성은 단지 약 200마이크로초 이상(예를 들어, 기재에 전달되는 액체부피의 통계적 표준 편차가 약 0.2 이하일 것으로 예측되는 경우)의 프린트 시간을 사용하므로써 향상될 수 있는 것으로 관찰되었고, 프린트 시간 인터발의 증가에 따라 균일성이 계속적으로 증가하는 것으로 관찰되었다. 그러나 불행하게도, 그러한 증가된 프린트 시간 인터발(직선의 개구부 배열을 따라 단위 거리당 전달된 액체 부피의 소정의 균일성을 달성하는데 필요한 것으로 알려진 인터발)은 또한, 염색 또는 프린트되는직물 기재의 단위 면적당 전달되는 액체의 평균 총 부피를 증가시켰다. 이러한 단위 면적당 전달되는 액체 부피의 증가는 첫째로 과다한 액체 부피를 사용하므로써 야기된 차후 문제들을 회피하기 위해 "첨가" 액체의 최적의 요구량만을 제공하는 소정의 장점과 직접 모순된다.

기재상의 화소 중심-중심 간격이, 주어진 직물에서, 예측되는 모세관 확산 또는 다른 확산 과정에 의해 화소 중심들 사이에 도포된 액체를 균일하게 분포시킬 수 있는 거리로 선택되어 고정될지라도, 증가된 전달 액체 부피가 주어진 화소 부위에서 액체입자의 소집단에 각각 공급되기 때문에 화소 중심들을 더 멀리 이동시켜서 여전히 균일한 최종 분포를(과잉의 "첨가" 액체 부피가 사용되는 일 없이) 유지할 수 있다는 이론이 확립된다. 즉, 전술한 모든 문제들은, 비교적 긴 최소 프린트 시간을 유지시키고(임의의 주어진 프린트 시간중에 직선의 개구부 배열을 따라 발생되는 액체입자 수의 무작위 변화를 평균하기 위해), 이와 함께 그러한 프린트 시간들 사이의 상응하는 긴 경과시간 인터발(즉, 긴 중심-중심 화소 간격)을 사용할때 동시에 극복될 수 있다는 이론이 확립된다. 다시 말하면, 매 프린트 시간중에 섬유 기재상의 각 화소에 전달되는 유체의 최소량을 증가시키지만, 직물 표면에 전달되는 단위 면적당 액체의 소정의 최적 총 부피/중량만을 달성하도록 그러한 기재상의 화소들 사이의 직선 간격을 동시에 증가시켰다. 알 수 있는 바와 같이, 직물 기재가 종방향으로 주어진 기지의 상대 속도로 이동할때 기재상의 간격 거리 또한 주어진 기지의 시간 인터발에 상응한다.

상업적인 직물의 색채 균일성은 하나의 표면을 가로질러서 뿐만 아니라 직물의 전후면, 양측면 및 두께 내부에서 까지도 판단된다. 전체 색채는 제품이 상업적으로 허용가능하도록 하기 위해 이들 각각의 영역에서 모두 균일하여야 한다. 통상의 "패드(pad)" 염색에서, 패드 압력으로(즉, 직접 접촉에 의해) 염료는 직물의 양 측면들로부터 직물 내부까지 압입된다. 그리하여, 기재의 모든 영역이 염료에 노출되어 직물 전체에 걸쳐 균일한 색채가 형성된다.

한편, 비접촉 도포 형태의 액체 분사 정전 도포방법은, 기재상의 색채 분포를 도모하도록 염색과정에서 직물에 어떤 중대한 기계적 작용을 부여하지 못한다. 오히려, 염색 또는 색채의 균일성은 직물 표면상의 주어진 위치에 부착된 유체 스스로의 움직임에 의해서만 달성된다. 직물 응용분야에 있어서, 그러한 움직임은 전술한 바와 같은 직물의 물리적 성질 및 특성들에 의해 주로 지배된다. 이러한 변수는 염료가 직물의 미세 구조내에서 이동할 수 있는 양상, 즉, 염료가 직물내에서 분포될 수 있는 정도를 결정한다. 이와 같은 변수들은 직물에 따라 크게 다를 수 있다.

직물 특성이 주로 소비자의 요구에 따라 정해지기 때문에, 장치의 적용 변수만이 직물의 균일한 색채를 확보하도록 하는 조작에 이용될 수 있는데, 이러한 변수의 예를 들면, 개구부 크기, 프린트 펄스 폭 및 화소 간격이다. 개구부 크기 및 유체 압력등은 주로 주어진 기계 정비에 의해 가공하고자 하는 소정 범위의 직물들을 망라하도록 최대의 유체 부피 필요조거에 따라 설정된다.

본 발명의 한 구체예어서, 소정의 유체 "첨가" 정도(즉, 기재 표면에 전달되는 유체의 단위 면적당 평균부피)는, 예정된 최소 수준이상의 프린트 펄스 폭을 유지시킴과 동시에 요구되는 바에 따라 화소 중심-중심 간격을 조정하므로써 조절된다. 이런 식으로, 광범위한 직물들이 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하는 액체 분사 정전 어플리케이터의 단일 기계 정비에 의해 만족스럽게 처리될 수 있다.

단일의 개구부에 의해 발생된 무작위 형성된 액체입자들의 단일 소집단의 충돌에 의해 염색 또는 프린트 되는 직물 표면의 면적은 선택된 프린트 시간의 제곱근에 따라 크게 증가함이 실험적으로 관찰되었다. 즉, 2배의 프린트 시간 증가를 위해, 기재상의 종방향으로 화소 또는 프린트 액체입자 "소집단"의 중심-중심 간격을 1.4142배 증가시킬 필요가 있다. 이 관계는 소정의 직물 기재의 물리적 성질 및 특성들에 의해 영향을 받는 것으로 생각되지만, 경량 내지 중간 중량의 직물(예 : 1∼8온스/yd²)에서는 일반적으로 실제로 관찰되었다. 본 발명의 구체예에서, 프린트 시간 및 종방향 간격의 전형적인 값들은, 0.030인치의 중심-중심 간격에서의 250마이크로초 내지 0.040인치의 중심-중심 화소 간격에서의 550마이크로초 범위이다. 이들 값은 전형적인 것일뿐, 각 기재가 자체의 독특한 작동 변수들을 필요로 하는 바, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아님을 주지하여야 한다.

본 발명의 전술한 목적 및 다른 목적과 장점들은 첨부된 도면들과 관련하여 이하에 제시한 바람직한 실시양태의 상세한 설명에 의거하여 더욱 명확히 이해될 것이다.

무작위 액체입자 발생 과정을 이용하는 대표적인 유체 분산 정전 어플리케이터가 제1도에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 어플리케이터는 무작위 액체입자 발생기(10)을 포함한다. 통상, 이와 같은 발생기는 적당한 유체 충기실(充氣室, plenum)과 함께 적당한 가압 유체 공급부를 포함하고 있으며, 상기 유체 충기실은, 그 내부에, 직선의 개구부 배열을 가로질러 종방향(화살표로 도시함)으로 이동하는 기재(14)의 표면을 향해 낙하하는 액체입자(12)의 평행한 선들로 무작위적으로 분해되는 평행한 액체 스트림 또는 분사류들을 방출하도록 배치된 단일의 개구부 배열판내에 직선 정렬된 액체 분사 개구부들을 구비한다. 액체입자들이 형성되는(즉, 개구부판을 통과하는 분사 스트림으로부터) 영역에 정전기적 충전지역을 형성하도록 액체입자 충전 전극(16)이 배치되어 있다. 충전 전극(16)이 에너지를 받으면, 전지역에서 형성된 액체입자들이 정전기적으로 충전된다. 이어지는 하류 포착 수단(18)은 이와 같은 충전된 액체입자들을 수집, 재처리, 및 유체 공급부로 재순환시키는 포착기(catcher)쪽으로 그 충전딘 입자들을 전향시키기 위한 정전 전향장을 발생시킨다. 이러한 배치에서, 충전되지 않은 액체입들만이 기재(14)의 표면상으로 계속 낙하된다.

무작위 액체입자 발생기(10)은, 절대적으로 인공 액체입자 자극 수단을 이용하지 않거나, 다른 방법으로서는, 무작위 액체입자 자극력을 제공하도록 음향학적으로 결합된 전기음향(electroacoustic) 변환기등을 구동시키는 무작위 또는 유사-무작위 또는 잡은 발생 전기 신호들의 형태를 이용할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 이동하는 기재(14)를 가로질러 연장하는 직선의 개구부 배열의 횡방향 기계가공 치수를 제한할 수 있는, 정상파 현상 또는 다른 유헤한 현상을 회피하기 위해, 상기한 바와 같은 무작위 액체입자를 발생시키는 힘들을 이용하는 것이 바람직한 경우가 많다.

또한, 위에서 설명된 바와 같이, 처리액체가 과다하게 도포되는 것을 방지하고, 부딪히게 될 수 있는 다른 부수적인 문제들을 방지하기 위해, 기재의 단위면적당 액체 부피가 제어된 균일한 도포상태를 확보(특히 직물에 도포하는 경우)하는 것이 매우 바람직하다.

필요한 제어를 달성하고 또한, 소정의 균일하게 처리된 직물 기재를 얻기 위해, 제1도의 시스템은 직선의 개구부 배열의 잉크 분사류들중 하나 또는 전부에 의해 균일한 단색조 염색 또는 기타 유체의 균일한 도포 상태(또는, 주어진 패턴의 단색 부분의 균일성)을 제공하도록 기재이동의 종방향 즉, 가공방향을 따라 각 프린트 시간 펄스 발생 사이의 중심-중심 간격을 전자적으로 조정하기 의한 장치를 제공하므로써, 그 장치는 비교적 광범위한 상업적으로 요구되는 직물 제품들에 사용될 수 있다. 각각의 화소 부위에서의 프린트 시간 지속기간(duration)에 대한 적절한 제어와 함께 중심-중심 화소 간격을 조정하므로써 바람직한 결과를 제공한다.

구체적으로, 제1도의 실시양태에서, 회전속도계(tachometer)(20)가 기재의 이동에 기계적으로 연결되어 있다. 예를 들어, 기재 이동을 일으키는데 사용되는 운반수단의 구동 로울러(또는 단순히 폴로어휘일 등)중 하나가 회전속도계(20)을 구동시킬 수 있다. 도시된 예에서, 회전속도계(20)은 리튼(Litton) 브랜드의 샤프트 인코더 모델 번호 74BI1000-1일 수 있고, 기재의 종방향 즉, 가공방향으로의 매 0.010인치 이동시 하나의 신호 펄스를 출력하도록 3.125인치 직경의 회전속도계 휘일에 의해 구동될 수 있다. 또한 이러한 신호들은 기재의 속도가 일정한 값으로 유지된다는 전제하에 규칙적인 시간 인터발로 발생함을 알아야 한다. 따라서, 기재가 항상 거의 일정한 값으로 이동할때, 당업자들이 알 수 있는 바와 같이, 회전속도계(20) 대신에, 시간 구동 기록기(clock)등이 사용될 수도 있다.

따라서, 하나의 수단 또는 다른 수단에 의해 종방향으로의 기재 이동의 예정된 증가분의 매회 통과시(예 : 매 0.010인치마다), 조정가능한 비율 신호 계수장치(22)에 입력신호가 조회된다. 조회된 입력신호의 수와 신호 계수장치(22)로부터 유래한 출력신호의 수간의 비율은 조정가능하다(예를들면, 스위치(24)에 의해). 출력신호가 신호 계수장치(22)에 의해 발생될때, 통상의 프린트 시간 제어기(26)이 충전전극(16)에 대해 프린트 시간 펄스를 발생시킨다(실제로 도시된 실시양태에서는 프린트 시간 지속시간 동안 충전 전극을 "오프(off)"시킨다). 프린트 시간 제어기(26)은, 예를들어, 전위차계(28,30)에 의해 제어될 수 있는 주기를 가지는 단안정 멀티바이브레이터(monostable multivibrator)일 수 있고, 상위 전위차계는 프린트 시간 지속시간 제어부의 형태를 구성할 수 있다. 예를들어, 고정 저항기(fixed resistor)(28)은 각각의 프린트 시간 펄스에 항상 최소의 지속시간이 존재할 수 있도록 하는 수단을 제공할 수 있고, 가변 저항기(30)은 프린트 시간 펄스의 지속시간을 이러한 최소값 이상의 값으로 변화시키기 위한 수단을 제공할 수 있다. 당업자들이 알 수 있는 바와 같이, 발생된 프린트 시간 펄스들은 통상 충전 전극(16)을 "온"(프린트 시간들 사이의 인터발중에) 및 "오프"(액체입자들이 기재(14)를 향해 통과하도록 허용된때의 프린트 시간 인터발중에)시키도록 고전압 충전 전극 공급회로들을 제어하는데 이용될 것이다.

스위치(24)의 어떤 주어진 설정 상태에서, 중심간 화소 간격은 일정하다. 예를들면, 회전속도계(20)이 매 0.010인치의 기재 이동시마다 신호를 발생하는 것으로 가정하고, 스위치(24)가 X1 위치에 있는 것으로 가정할때, 중심간 화소간격 또한 0.010인치인데, 그 이유는 프린트 시간 제어기(26)이 0.010인치마다 한번 자극되기 때문이다.

그러나, 신호 계수장치(22)로의 입력은 디지탈 신호 분할기 회로(32)(예 : 집적회로 타입 CD 4018 B호로 시판되는 "N" 계수기에 의해 분할된 집적 COS/MOS)를 통과한다. 이 분할기(32)로부터의 출력은, 1 : 1(스위치가 X1 위치에 있을때) 내지 10 : 1(스위치가 X10 위치에 있을때)의 입력/출력 신호 발생 비율을 제공하도록 직접 또는 간접적으로(제1도에 도시된 바와 같이 AND 게이트를 통하여) 사용되므로, 매 0.010인치마다 하나의 펄스 내지 매 0.100인치마다 하나의 펄스의 비율로 계수장치(22)로부터의 출력 신호 비율을 발생시키며, 그러한 출력 펄스 비율은 도시된 예에서 스위치(24)를 통하여 0.010인치 증가분으로 조정될 수 있다. 단지, FET 출력 완충제 VNOIP는 적절히 조절된 자극 신호 펄스를 따라 프린스 시간 제어기(26)를 통과하면서 신호 계수장치(22)와 프린트 시간 제어기(26) 사이의 전기적 절연을 제공한다. 따라서, 종방향으로의 화소들의 중심간 거리가, 단지 스위치(24)의 위치를 변경시키므로써 즉각적으로 조정될 수 있다. 당업자들이 알 수 있는 바와 같이, 중심간 화소 간격 및 프린트 시간 인터발의 최소 지속기간에 대한 이와 같은 독립적이되 동시적인 제어를 달성하기 위한 많은 전기 회로들이 있을 수 있다. 필요에 따라, 확장된 범위의 신호 비율은 물론, 신호 비율 조정의 더욱 접근된 증가분 또는 부척 증가분까지도 이용될 수 있다.

제1도의 장치를 기재(예 : 직물)의 균일한 단색조 착색(예 : 염색)을 달성하는데 이용할 경우, 화소 중심간 간격은, 적절히 수렴되지 않은(예를들면, 균일한 도포 범위를 만들기 위한 직물의 흡상 특성에 기인하여) 기재상의 불연속적인 횡방향 선들이 인식될 수 있을 정도로 각 화소들간의 거리가 클때에는 제한 요소가 된다. 물론, 이러한 중심간 화소 간격의 상한치는 상기 언급된 바와 같이 직물의 각기 다른 물리적 성질들에 기인하여 직물마다 다를 수 있다.

균일한 단색조 착색시 상기한 바와 같은 제한이 존재하지만, 그 제한 자체는 어떤 제한된 패턴 형성 능력을 달성하는데 생산적으로 이용될 수 있다. 예를들어, 직물 기재를 따라 일정하거나 또는 가변적인 간격의 식별할 수 있는 불연속선(예 : 횡방향 줄무늬들)을 의도적으로 형성시키므로써 소정의 패턴을 만들 수 있다. 예를들어, 가변 신호 비율 제어 회로를 사용하므로써(예를들면, 스위치(24) 또는 그와 동등한 소자의 변화속도를 수동으로 또는 전자적으로 제어하므로써) 여러가지 패턴이 형성될 수 있다. 제1도의 시스템을 사용하여, 독립적으로 제어되는 프린트 시간 지속기간 및/또는 중심간 화소 간격을 조작하므로써, 가변적인 분리도, 폭 및 강도의 식별가능한 선 패턴을 기재의 특정 고안 의도에 맞게 얻을 수 있다.

평면 프린트 무늬가 요구되는 경우, 액체입자 충전전극(16)을 횡방향 화소 크기의 분열시킬 수 있고, 이들 복수의 충전 전극들에 대한 개별적인 패턴 제어를 프린트 시간 제어기(26)의 출력과 중첩시킬 수 있다.

프린트 시간(T)과 간격 시간(ST) 사이의 관계가 제2도에 그래프로 도시되어 있다. 전술한 바와 같고 도시된 바와 같이, 프린트 시간(T)는 충전 전극(16)이 "오프"된때 발생한다. 종방향으로의 기재의 속도가(v)이고, 신호 계수장치(22)가 예정된 중심간 화소 간격(x)를 형성하도록 설정된 것으로 가정할때, 간격시간(ST)는 x/v와 동일하다. 또한 앞에서 설명한 바와 같이, 프린트 시간(T)는, 약 0.2 이하의 개구부 배열을 따라 방출된 액체 부피의 표준편차를 나타내도록 약 200마이크로초 이상이어야 한다(제4도 참조). 또한 단위 면적단 기재에 전달된 유체의 부피(V)는 T/(T+X/v)인 프린트 시간의 듀티 사이클에 비례한다. 또한, 기재의 흡상능이 0이고 이론적으로 완전한 상태에 있는 것으로 가정할때, 종방향에 따른 액면 화소크기(ΔP)는 Tv와 같다. 실제로는, 흡상 및 다른 현상에 기인하여, 직물 또는 섬유산업에서의 균일한 염색 어플리케이터의 바람직한 실시양태에서는 각 화소 위치에 도포된 액체 자체가 직물 기재 전체에 걸쳐 분포될 것이므로 완성된 제품의 화소 면적들 사이에 식별가능한 도형을 존재하지 않을 것이다.

제3도와 관련하여, 전술한 바와 같이, 일정한 전달 유체 부피(V)에 대해 간격 시간(ST)의 변화는 프린트 시간(T)의 제곱근과 거의 비례하여야 함이 관찰되었다. 이러한 관찰 결과는 경량의 제직물(1온스/yd²)∼중간 중량의 제직물(8온스/yd²)에서 나타났다. 제3 및 4도에 도시된 바와 같이. 약 200마이크로초 이하의 프린트 시간(T)에서 액체도포의 불균일성이 예상될 수 있음이 실험적으로 관찰되었다. 다르게 말하면, 제4도에 도시된 바와 같이, 기재에 전달된 부피의 표준편차 대비 프린트 시간(T)의 관찰된 데이타에서, 전달된 부피의 표준편차가 약 0.2를 초과할때 불균일성이 예상될 수 있다. 액체 도포상태가 불균일 상태에서 균일 상태로 변하는 정확한 지점은 다소 주관적으로 결정된다. 그러나, 본 발명자들의 실험 관찰결과, 이러한 한계치들은, 개구부 배열이 20인치의 횡방향 치수에 걸쳐 0.016인치의 간격으로 떨어져 있는 0.0037인치 직경의 개구부들로 구성되고, 1.2cps의 액체 점도를 가지는 분산 염료나 반응성 염료중 어느 한 염료를 사용하고, 유체 압력이 4.5psi이며, 유사-무작위(pseudo-random) 액체 입자 자극의 통계적 평균치가 초당 약 19094 사이클이고 그 자극의 표준편차가 초당 약 2800 사이클인 예시적인 시스템에 대한 대략적인 임계작동 한계치들인 것으로 나타났다.

관찰된 불균일성 및/또는 균일성을 도면이나 사진을 이용하여 시각적으로 나타내기는 어렵다. 따라서 제5-8도에 나타낸 사진들은, 직물 기재에서 전형적으로 발생되는 것 보다 상당히 낮은 흡상 능력을 가지는 종이 기재를 대신 사용하여 작성한 것이다. 이러한 가소된 흡상 능력 때문에, 그 기재에의 액체 초기 도포시의 불균일성은 실제의 직물 기재의 경우보다 매우 현저하게 나타난다. 제5 및 제6도는, 중심간 화소 간격이 일정(예 : 0.016인치로)하게 유지되었으나 프린트 시간 펄스들은 기재의 단위 면적당 액체 부피의 소정의 낮은 "첨가(add-on)"를 얻기 위한 작은 값(예 : 제5도에서는 80마이크로초, 제6도에서는 102마이크로초)보다 감소된때 초기에 관찰된 불균일성을 상기 방식으로 나타낸 것이다. 흡상 능력이 큰 직물조차도, 제5 및 6도에서 종이 기재에 대하여 나타낸 바와 같이 불균일도가 계속되어, 직물 매체에서도 허용될 수 없는 불균일성이 발생되었다.

한편, 제7 및 8도는, 기재의 단위 면적당 소정의 작은 평균 "첨가" 액체 부피를 유지하도록 비교적 긴 프린트 시간 펄스(예 : 제7도에서는 250마이크로초, 제8도에서는 400마이크로초)와, 비교적 긴 중심간 화소간격(예 : 제7도에서는 0.030인치, 제8도에서는 0.040인치)을 사용하므로써, 무작위 액체입자 형성 과정으로도 얻을 수 있는 보다 허용가능한 균일한 도포 상태를 도시한 것이다. 제7도 및 8도의 보다 균일한 양태를 흡상 능력이 큰 직물 기재에 적용시킬때, 앞서 설명한 예상되는 부수적 장점들과 함께 직물 기재에 과다한 액체가 도포되는 것을 회피하면서 소정의 상업적 등급의 제품을 제공하도록 상당히 균일한 단색 염색 색조가 얻어졌다.

본 발명은, 액체 분사 정전 어플리케이터에서 무작위 액체입자 형성과정을 사용(따라서, 예를들어 직물산업에서 사용하기 위해 큰 횡방향 칫수를 허용)함과 동시에, 상업적으로 허용 가능한 균일한 액체 도포(예를들면, 소정의 특성들을 가진 섬유 기재에의 도포)를 달성하고, 또한 동시에 과다한 "첨가"액체(예 : 염료)의 도포를 방지하여 중대한 경제적 이점(예를들어 직물 산업에 적용될때)을 제공함을 알 수 있다. 이와 같은 바람직한 결과들로써, 전술한 바와 같은 프린트 시간 제어기(28)와 함께 사용되는 조정가능한 신호 비율 계수장치(22)에 의해, 비교적 광범위한 직물 기재에 사용되는 단일의 액체 분사 정정 어플리케이터를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시양태를 상세히 설명하였으나, 당업자들이라면 본 발명의 많은 유리한 신규 특징들 및 결과들을 보유하는 다수의 개조예 및 변경예를 알 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 개조예 및 변경예도 첨부된 청구범위내에 포함시키고자 한다.

Claims (17)

1. 직선의 개구부 배열에 따른 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하고, 이때 무작위하게 발생된 액체입자들의 소집단을 간격 시간(ST) 사이에 개재하는 제어된 프린트 시간(T)중에만 상기 직선의 개구부 배열로부터 아래에 놓인 직물 기재상으로 통과시키는 액체 분사 정전 어플리케이터를 사용하여, 이동하는 직물 기재에 단위 면적당 제어된 액체 부피(V)를 균일하게 도포하는 방법으로서, (a) 상기 프린트 시간(T)를 예정된 최소값 이상으로 유지시키는 단계 ; 및 (b) 상기 간격 시간(ST) 및 상응하는 기재상의 상기 액체입자 소집단들의 연속하는 부착 지점간의 거리를 제어하므로써 상기 액체 부피(V)를 제어하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 무작위 발생된 액체입자들은 주어진 액체, 주어진 액체 압력 및 주어진 개구부 크기에 대해 예정된 통계학적 평균 액체입자 형성 속도를 나타내며, 상기 (T)의 예정된 최소값은, 주어진 프린트 시간(T)내에 (N)개 이상의 액체 입자를 상기 통계학적 평균 액체입자 형성 속도로 형성시키되, (N)은 각 시간(T)중에 프린트된 액체 부피의 표준 편차가 0.2 이하가 되도록 선택하므로써, 주어진 프린트 시간(T)중에 직선의 개구부 배열을 따라 발생하는 액체입자 형성 과정에서의 예측되는 무작위 변화들을 효과적으로 평균화시키기에 충분한 긴 시간이 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 N이 4인 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 T의 예정된 최소값이 200마이크로초인 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 단계(a)는 상기 무작위하게 형성된 액체입자들이 모두 상기 개구부 배열로부터 상기 기재표면상으로 통과되는 반복적인 프린트 시간들이, 직선의 개구부 배열을 따라 발생하는 액체입자 형성 과정에서의 예측되는 무작위 변화들을 평균화 시키기에 충분히 큰 지속시간을 가지도록 제어하는 것을 포함하며 ; 상기 단계(b)는 프린트하고자 하는 직물 기재 부분의 단위 면적당 상기 제어된 액체 부피(V)를 유지시키도록 상기 프린트 시간들 사이의 간격시간(그 동안에, 상기 무작위하게 형성된 액체입자들은 기재상으로 낙하하지 않도록 차단됨)들을 제어하는 것을 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 무작위 발생된 액체입자들을 액체입자 충전전극 영역을 지나서 낙하시키며, 그곳에서 충전된 경우에는 액체입자 포착 구조물을 향해 정전기적으로 전향시키지만, 충전되지 않은 경우에는 계속 하방으로 낙하시켜 충전되지 않은 액체입자들을 상기 개구부 배열 아래에 놓인, 종방향을 따라 통과하는 기재 표면상에 낙하시키고, 이때 상기 단계(a)와 (b)는 200마이크로초 이상의 반복적인 예정된 프린트 시간(T)중에는 액체입자들을 충전시키지 않도록 하고, 종방향을 따르는 기재상의 예정된 거리에 상응하는 반복적인 간격 시간(ST)중에 액체입자들을 충전시키도록 상기 충전 전극을 제어하며, 상기 단위면적당 소정의 액체 부피(V)를 기재에 실질적으로 균일하게 도포시키므로써 수행하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 프린트 시간(T)의 변동치를 간격 시간(ST)의 변동치의 제곱에 거의 비례하도록 유지시키므로써, 전달된 액체 부피(V)를 일정하게 유지시키면서 상기 프린트 시간(T)와 간격시간(ST)를 변화시키는 방법.
8. 일정한 범위의 직물 기재에 대해 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하는 액체 분사 정전 어플리케이터에서 균일성 및 단색성을 얻기 위한 방법으로서, 반복적인 프린트 시간(T)동안 상기 기재상에 무작위하게 형성된 액체입자들의 소집단들을 선택적으로 부착시키는 단계 ; 직선의 개구부 배열을 따라 발생하는 액체입자 형성 과정에서의 예측되는 무작위 변위를 실질적으로 평균화시키기에 충분히 긴 예정된 최소시간 이상으로 상기 프린트 시간(T)를 가변적으로 조절하는 단계 ; 기재의 단위 면적당 소정의 제한된 전달 액체 부피를 얻도록 상기 기재상의 상기 부착된 액체입자 소집단들 사이의 중심간 간격을 독립적이면서 가변적으로 조절하는 단계 ; 기재의 적어도 일부분에 걸쳐 기재의 액체 처리의 균일성 및 단색성을 확보하도록 상기 제어된 프린트 시간(T) 및 상기 제어된 간격을 조정하는 단계를 포함하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 최소 프린트 시간이 200마이크로초인 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 간격을 기재의 이동 방향에 따라 불균일성을 갖는 식별가능한 패턴을 제공하는 충분하게 기재 이동의 함수로서 변화시키는 방법.
11. 이동하는 직물 기재에 단위 면적당 제어된 액체 부피(V)를 균일하게 도포하기 위한 장치로서, 직선의 개구부 배열을 가지며 상기 직선의 개구부 배열을 따라 무작위하게 발생되는 액체입자들의 소집단을 형성시키기 위한 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하고, 상기 무작위하게 형성되는 액체입자들을, 개재하는 간격 시간(ST)사이에서 제어된 프린트 시간(T)동안에만 상기 직선의 개구부 배열로부터 아래에 놓인 횡방향으로 이동하는 직물 기재상으로 통과시키는 액체 분사 정전 어플리케이터 제어수단을 포함하는 액체 분사 정전 어플리케이터 수단을 포함하되, 상기 정전 어플리케이터 제어수단이 (ⅰ) 상기 프린트 시간(T)를 각각의 프린트 시간(T)동안 도포되는 액체입자수의 변화가 상기 기재에의 균일한 액체 도포를 방해하지 않도록 주어진 프린트 시간(T)동안 충분한 수의 액체입자를 상기 기재상에 낙하시키도록 예정된 최소값 이상으로 유지시키는 제1수단 ; 및 (ⅱ) 상기 간격시간(ST) 및 상응하는 기재상의 상기 액체입자 소집단들의 연속하는 부착 지점간의 거리를 제어하므로써 상기 액체 부피(V)를 제어하기 위한 제2수단을 포함하는 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1수단이, 주어진 프린트 시간(T)내에 N개 이상의 액체입자를 주어진 액체, 주어진 액체 압력, 및 주어진 개구부 크기에서 액체입자 형성의 예측되는 통계학적 평균 속도로 형성시키되, 이때 N은 각각의 시간(T)동안에 프린트된 액체 부피의 예측되는 표준편차가 0.2 이하가 되도록 선택하므로써, 상기 T의 예정된 최소값을 주어진 프린트 시간(T)동안 직선의 개구부 배열을 따라 발생하는 액체입자 형성 과정에서의 예측되는 무작위 변화를 효과적으로 평균화시키기에 충분한 길게 하는 수단을 포함하는 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 T의 예정된 최소값이 200아미크로초인 장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 제1수단은 상기 무작위하게 형성된 액체입자들이 모두 상기 개구부 배열로부터 상기 기재 표면상으로 통과되는 반복적인 프린트 시간들을, 직선의 개구부 배열을 따라 발생하는 액체입자 형성 과정에서의 예측되는 무작위 변화를 평균화시키는데 충분히 큰 지속시간을 가지도록 제어하며 ; 상기 제2수단은 프린트하고자 하는 직물 기재 부분의 단위 면적당 상기 제어된 액체 부피(V)를 유지시키도록 상기 프린트 시간들 사이의 간격 시간(그동안 상기 무작위하게 형성된 액체입자들이 기재상으로 낙하하지 않도록 차단됨)들을 제어하는 장치.
15. 제11항에 있어서, 상기 액체 분사 정전 어플리케이터 수단이 액체입자 충전 전극 영역을 포함하고, 상기 영역을 통해 상기 무작위 발생된 액체입자들을 낙하시키며, 그곳에서 충전된 경우에는 액체입자 포착구조물을 향해 정전기적으로 전향시키지만 충전되지 않은 경우에는 계속 하방으로 낙하시켜 충전되지 않은 액체입자들을 상기 개구부 배열 아래에 놓인, 종방향을 따라 이동하는 기재상에 낙하시키며, 상기 제1수단 및 제2수단은 200마이크로초 이상의 반복적인 예정된 프린트 시간(T)중에는 액체입자들을 충전시키지 않도록 히고, 종방향을 따르는 기재상의 예정된 거리에 상응하는 반복적인 간격 시간(ST)중에 물방울을 충전시키도록, 상기 충전 전극을 제어하여 상기 단위면적당 소정의 액체 부피(V)를 기재에 실질적으로 균일하게 도포하기 위한 수단을 포함하는 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 프린트 시간(T)의 변동치를 간격 시간(ST)의 변동치의 제곱에 거의 비례하도록 유지시키므로써 일정한 전달 액체 부피(V)를 유지시키면서 상기 프린트 시간(T)와 간격 시간(ST)를 변화시키기 위한 수단을 포함하는 장치.
17. 일정한 범위의 직물 기재에 대해 무작위 액체입자 형성 과정을 이용하는 액체 분사 정전 어플리케이터에서 균일성 및 단색성을 얻기 위한 장치로서, 반복적인 프린트 시간(T)동안 상기 기재상에 무작위하게 형성된 액체입자 소집단들을 선택적으로 부착시키기 이한 제1수단 ; 직선의 개구부 배열을 따라 발생하는 액체입자 형성 과정에서의 예측되는 무작위 변화를 실질적으로 평균화 시키기에 충분한 긴 예정된 최소시간 이상으로 상기 프린트 시간(T)를 가변적으로 제어하기 위한 제2수단 ; 및 기재의 단위 면적당 소정의 제한된 전달 액체 부피를 얻도록 상기 기재상의 상기 부착된 액체입자 소집단들 사이의 중심간 간격을 독립적이면서 가변적으로 제어하기 위한 제3수단을 포함하므로써, 상기 제어된 프린트 시간(T)와 상기 제어된 간격을 조정하여 기재의 적어도 일부분에서 기재의 액체 처리의 균일성 및 단색성을 확보할 수 있는 장치.

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