KR100208200B1 - 잉크분사 프린트헤드 및 잉크분사프린터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크분사프린트 헤드 및 잉크분사 프린터에 관하 것으로, 특히 원하는대로 인쇄할 수 있도록 잉크가 채워진 개별잉크채널의 볼륨이 잉크채널로부터 기록용지에 잉크를 분사하기 위한 압전작동기에 의해 변화하는 잉크 분사프린트 헤드 및 잉크분사 프린터에 관한 것이다.

본원 발명의 잉크분사프린터는 순서대로 배열된 다수의 잉크채널을 형성한 만곡되는 일군의 만곡부와, 상기 만곡부의 상단 사이를 연결하는 상단벽과, 상기 만곡부의 하단사이를 연결하는 하단벽을 포함하는 다이어프램어레이와; 상기 다이어프램어레이의 각 상단벽과 각 하단벽의 일면에 고정되고, 개개의 만곡부가 만곡될 수 있도록 개개의 만곡부에 대해 작은 갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 하나의 입구를 닫기 위해 사용되고, 각 잉크채널과 연결된 다수의 잉크분사 오리피스를 갖는 오리피스 보드와; 상기 다이어프램어레이의 각상단벽 및 하단벽의 다른 표면에 고정되고, 개개의 만곡부가 만곡될 수 있도록 개개의 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 다른 입구를 닫기 위해 사용되고, 각 잉크채널에 공급될 잉크가 통과하는 다수의 잉크공급입구를 갖는 백보드와 상기 다이어프램어레이의 개개의 만곡부를 각각 만곡시키기위한 압전 작동기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

잉크 분사 프린터헤드 및 잉크분사프린터

제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 잉크분사 프린트헤드의 배열도로서 인쇄용지면으로 부터의 프린트헤드를 도시한 도면.

제2도는 제1도의 라인 2-2를 따라 절단한 측단면도로서 프린트헤드의 주요부를 도시한 도면.

제3도는 제2도의 라인 3-3을 따라 절단한 확대단면도로서 잉크분사작용을 설명하는 도면.

제4도는 제2실시예에 따른 잉크분사의 도면으로서, 특히 다이어프램어레이 및 압전작동기의 멀티잉크채널을 도시한 도면.

제5도면은 제3실시예에 따른 잉크분사 프린터헤드의 도면으로서, 특히 다이어프램어레이 및 다이어프램어레이의 대향면에 설치된 한쌍의 압전작동기를 도시한 도면.

제6도는 제4실시예에 따른 잉크분사 프린터헤드의 도면으로서, 특히 한쌍의 다이어프램어레이이 한쌍의 압전작동기를 도시한 도면.

제7도는 제5실시예에 따른 라인형 분사프린트헤드의 측단면도.

제8도는 제5실시예의 프린트헤드의 주요부의 정단면도로서 인쇄용지면으로부터 다이어프램어레이 및 압전작동기를 도시한 도면.

제9도는 제8도의 확대단면도.

제10도는 제5실시예의 프린트헤드의 잉크분사작용을 설명하는 도면.

제11도는 제6실시예에 따른 잉크분사 프린터헤드의 측단면도로서 프린트헤드의 주요부를 도시한 도면.

제12도는 인쇄용지면으로부터 제6실시예의 프린트헤드의 압전다이어프램 및 전극을 도시한 정단면도.

제13도는 제6실시예의 프린트헤드의 잉크분사작용을 설명하는 도면.

제14도는 제6실시예의 일부 및 잉크채널의 변형을 도시한 도면.

제15도는 제7실시예에 따른 잉크분사 프린트헤드의 도면으로서 압전 다이어프램어레이 및 전극의 관련위치를 도시한 도면.

제16도는 제7실시예의 프린트레드의 잉크분사작용을 설명하는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 다이어프램어레이 11 : 잉크채널

13 : 상단벽 14 : 하단벽

20 : 오리피스보드 21 : 오리피스

30 : 백보드 31 : 잉크공급입구

40 : 압전작동기 42 : 개별압전소자

43 : 개별전극 44 : 공통전극

50 : 고정판

본 발명은 잉크분사 프린터헤드 및 잉크분사 프린터에 관한 것으로, 특히 원하는대로 인쇄할 수 있도록 잉크가 채워진 개별잉크채널의 볼륨이 잉크채널로부터 기록용지에 잉크를 분사하기 위한 압전작동기에 의해 변화하는 잉크분사 프린터헤드 및 잉크분사프린터에 관한 것이다.

부가적으로, 본 발명은 워드프로세서, 팩시밀리기구, 폴로터등에 프린터헤드가 탑재되는 잉크분사프린터에 관한 것이다.

워드프로세서, 팩시밀리기구 또는 플로터를 위한 프린터로서 각종 잉크분사프린터는 압전작동기를 사용한는 용도에 실제적으로 보편화 되었다.

이들 종래의 잉크분사 프린터중의 하나는 소위 시저형(Caesar type)이라고 불리워지며, 예를들면 미합중국특허제 4,189,734호 및 동제 4,216,483호에 기재되어 있다.

일반적으로 시저형 프린트헤드는 다음의 구성을 가진다.

공통잉크채널로부터 분기하고 각각의 분사노즐에 안내하는 개별잉크채널이 프닐트헤드 배이스상에 지지되어 있는 것이 있다.

다이어프램어레이는 개별잉크채널을 덮어씌우도록 헤드베이스에 부착되어 있는데, 즉 다이어프램의 만곡부가 진동할 때 개별잉크패널의 볼륨은 진동할때마다 용지에 잉크를 분사하기 위해 변화된다.

다이어프램을 진동시키기 위해서, 압전장히는 개별잉크채널에 해당하는 위치에서 다이어프램어레이에 고정되어 있다.

즉, 선택된 압전장치에 전압을 인가함에 따라 다이어프램어레이를 국부적으로 이동시키는 것이다.

그결과, 다이어프램어레이의 이동부분에 해당하는 개별잉크채널은 노즐로부터 잉크를 뿜어내기 위해 볼륨을 변화시킨다.

최근 일본국 공개공보에 해당하는 일본국 특허공개공보 소화 63-252750호 및 동 63-247051호, 미합중국 특허제 4,879,568, 4,887,100, 4,992,808, 5,003,679 및 5,028,986로에 거론된 바와같이, 이러한 시저형 잉크분사프린터는 여러 가지 문제점이 개선되어 제작되어 왔다.

이러한 개선된 프린트헤드에 의해서 에너지를 적게씀으로서 동작할 수 있는 고정밀 잉크분사프린터를 제공할 수 있다.

그러나, 현대의 잉크분사프린터는 보다 높은 도트밀도를 필요로하지만, 아직까지 멀티채널 다이어프램어레이는 고밀도로 인쇄할 수가 없었다.

이 때문에 종래의 배열구성은 인쇄하는데 밀도는 향상되었지만 인쇄질은 저하되었으므로 동시에 고밀도 및 고질의 요구에 만족하기에는 불가능하였다.

대량품 인쇄헤드에 의해 고밀도 및 고질인쇄를 달성하려면 생상비용이 실제의 범위를 초과하게 된다.

고질 및 고밀도 인쇄 역시 고점도잉크를 필요로한다.

고점도잉크를 사용하는 경우에는 유체마찰을 줄이기 위해 프린트헤드의 개별잉크채널을 짧게 할 필요가 있다.

종해의 프린트헤드에 의해서는 개별잉크채널을 짧게하는 것이 어려우므로 고점도잉크를 사용할 수 없었으며 그렇지 않으면 고장이 잤아지게 된다.

즉, 종래의 배열구성에 의해 다이어프램이 압전장치의 구동력에 의해 진동되는 정도는 무한하며 상시한 문제점이 발생하게 된다.

또한, 고밀도 및 고질 그리고 크기를 작게하는 멀티채널 프린트헤드를 달성하는 것은 곤란하다.

그러므로 이러한 잉크분사 프린터헤드가 장착된 프린터는 크기가 커지게 된다.

또한, 다이어프램의 진동정도가 작으므로 개별잉크채널은 긴 것이 필요하게 되어 크기가 큰 프린터가 제작되므로 고장이 잤아기게 된다.

특히, 고점도잉크를 고속 및 고밀도로 인쇄하는데 사용하면 고장날 확률이 많아지므로 다양한 재구성이 필요해지기 때문에 크기가 큰 프린터가 제작되게 된다.

본 발명의 목적은 고밀도 및 고질인쇄를 실현할 수 있는 개선된 잉크분사 프린트헤드 및 이러한 프린트헤드가 장착된 잉크분사프린트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 간단한 구성을 가지고 고생산율을 달성할 수 있는 잉크분사 프린터헤드 및 이러한 프린트헤드가 장착된 잉크분사프린터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고점도잉크를 사용할 수 있는 저가 고질잉크 분사프린트헤드 및 이러한 프린트헤드가 장착된 잉크분사프린터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 멀티채널 또는 라인형의 고밀도 및 고질잉크 분사프린트헤드 및 이러한 프린트헤드가 장착된 잉크분사프린터를 제공하는 것이다.

본 발명의 첫 번째 견지에 의하면, 잉크분사 프린트헤드는 순서대로 배열된 다수의 잉크채널을 규정하는 1군의 만곡부, 상기 만곡부의 상단하이를 브리지하는 상단별 및 만곡부의 하단하이를 부리지하는 하단벽을 가지는 다이어프램어레이, 상기 다이어프램어레이의 상하단별 각각의 일면에 고정되고, 만곡된 개별부분을 허락하도록 개별부분에 관하여 좁은 갭에 의해 잉크채널 각각의 하나의 입구를 패쇄하여, 각각의 잉크채널과 교환하는 다수의 잉크분사 오리피스를 가지는 오피리스보드, 다이어프램어레이의 상하단별 각각의 다른면에 고정되고, 만곡된 개별부분을 허락하도록 개별부분에 관하여 좁은갭에 의해 잉크채널 각각의 다른입구를 패쇄하며, 각각의 잉크채널에 잉크를 공급하는 다수의 잉크공급입구를 가지는 백보드 및, 다이어프램어레이의 개별부분을 선택적으로 만곡하기 위한 압전작동기로 구성된다.

본 발명의 두 번째 견지에 의하면 잉크분사프린트는 바라는 도트패턴으로 잉크를 용지에 분사하기 위해 기록용지와 대향해서 배치된 잉크분사 프린터헤드를 포함하며, 이 잉크분사 프린터헤드는 각각의 잉크채널과 대향하는 위치에서 개폐기가 설치되고, 각각의 부분고 대향해서 순서대로 배치되는 개별압전소자, 개별압전소자의 다이어프램어레이 측면상에 각각 설치된 개별전극 및 얇은판압전장치의 고정판측면상에 설치된 공통전극을 가진다.

이러한 배열구성에 의해 부분적으로 다수의 만곡된 잉크채널이 순서대로 다이어프램어레이에 배열되고 그리고 압전작동기가 개별잉크채널을 규정하는 만곡부에 곡력을 부가하므로 그 만곡부는 길이방향으로 만곡된다.

그결과, 개별잉크채널의 볼륨은 압전작동기의 구동정도가 작더라도 이 부분을 만곡시키는 것에 의해 변화될 수 있으므로, 고압의 잉크분사력은 충분하게 작은 크기의 프린터헤드라 하더라도 얻어질 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 부분적으로 압전작동기가 다이어프램어레이의 한쪽 끝벽에 인접하게 배치되는 압전장치이므로, 소정의 전압이 압전장치에 인가될 때 곡력은 해당부분에 인가된다.

이것에 의해 선택된 부분은 잉크채널의 볼륨을 즉각적으로 변화시키기 위해 변화되는 만곡정도를 갖는다.

잉크채널의 부피가 증가될 경우에 잉크는 잉크소스로부터 잉크채널로 흡인될 것이다.

즉, 잉크채널의 부피가 감소될 경우에 잉크는 잉크소스로부터 잉크채널로 흡입될 것이다.

즉, 잉크채널의 부피가 감소될 경우에 잉크채널로 흡입되는 잉크는 오리피스로부터 용지에 분사될 것이다.

본 발명에 의하면, 다이어프램어레이의 다수의 만곡된 채널부분이 압전 작동기에 의해 이동될때에 채널에 있는 잉크는 잉크채널의 볼륨변화에 따라 소정의 인쇄동작을 수행하기 위해 오리피스로부터 인출되어 분사될 것이다.

압전장치를 다이어프램어레이의 부분에 부착할때의 잉크분사작용을 보다 상세하게 이하 설명한다.

압전장치는 한쪽끝벽을 따라 잉크채널 각각에 하나 배치되며, 각 압전 장치는 이부분을 따라 길이방향으로 극성화되게 된다.

각 압전장치는 이 부분을 향하는 일면상의 개별전극 및 대향면상의 공통전극을 가진다.

그결과, 극성이 상기한 극성과 반대되는 전압이 2개의 전극사이에 인가될 때 개별압전장치는 이 부분이 길이방향으로 만곡되는 방향으로 이 부분에 곡력을 부여한다.

이러한 선택된 부분은 이 부분의 측면에서 잉크채널의 볼륨을 감소시킴과 동시에 이 부분의 다른 측면에서 잉크채널의 볼륨을 증가시키도록 만곡이 증가하는 방향으로 더욱 만곡될 것이다.

인가되는 전압이 제거될 때 압전장치는 다이어프램어레이가 원래의 정지형태로 복귀될 것이다.

더욱이 인가되는 전압의 극성이 반전될 때 압전장치는 상시한 방법과는 반대로 이 부분의 대향측에서 채널의 각 볼륨을 변화시키시 위해서 만곡이 감소하는 방향으로 이 부분을 만곡하도록 이 부분을 길이방향으로 당기기 위해서 이 부분을 작용시킨다.

그러므로 잉크채널의 볼륨변화를 이용하므로서 흡입 및 분사를 제어할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 압전작동기에 의해 다이어프램어레이의 만곡부상의 확대 및 축소작용 또는 인장작용을 부가하므로서, 잉크채널의 볼륨을 특정하게 변화시킬 수가 있다.

이 때문에 이러한 잉크분사헤드는 종해의 프린트헤드와는 다르게 에너지를 조금만 사요하더라도 큰 분사력이 주어지게 된다.

본 발명에서 압전장치는 리드지르코-티탄산염으로 이루어져도되며, 그 자체의 장치를 위한 제조단계에서 또는 다음의 처리단계에서 극성화되어도 된다.

압전작동기는 각 부분을 위한 압전장치의 대향면에 배치된 한쌍의 개별전극 및 다이어프램어레이의 끝별을 따라 배치된 압전장치를 갖는다.

이러한 경우에 전압이 인접한 쌍의 전극과 다른 극성을 갖도록 구동부에 해당하는 압전장치의 한쌍의 전극에 인가될 때, 압축력이나 확대력이 선택된 부분에 인가되도록 곡력이 압전장치에 미치게 되기 때문에 상술한 바와같이 잉크채널의 볼륨을 변화시킬 수가 있다.

따라서, 만곡모드로 구성된다면 바라는 구동력은 다이어프램어레이에 대향하는 측면에 고정된 고정판에 의해 압전장치의 이동을 제한하는 일없이 압전장치를 다이어프램어레이부분이 부분에 움직이지 않게 부착하는 것에 의해 얻어질 수 있다.

본 발명에서 증가된 채널수를 가지는 적은 라인형의 형태로 되므로 다이어프램어레이는 예를들어 실행될 매우 미세한 처리를 할 수 있는 광감성유리를 사용하는 광에칭처리에 의해 바람직하게 제조된다.

압전재료 다이어프램어레이이 자체를 설치하는 것에 의해 하나의 형태로 다이어프램어레이 및 압전작동기를 설치할 수 있어 매우 간단한 프린트헤드 구조체를 제작할 수가 있다.

더욱이 압전다이어프램어레이의 만곡부면상에 설치된 한쌍의 전극에 소정의 극성전압을 인가하는 것에 의해, 이 부분을 길이방향으로 만곡시키기 위해 확대 및 축소할 수가 있다.

따라서 이러한 부분을 이동시킴으로서 이 부분의 대향면 각각에서 잉크채널의 볼륨을 쉽게 변화시킬 수가 있다.

이 부분의 만곡작용을 보다 상세하게 이하 설명한다.

압전장치로 구성된 다이어프램어레이는 배열방향으로 극성화된다.

어떤 극성의 전압이 이 부분에 설치된 전극으로부터 잉크채널을 규정하는 개별부분에 인가될 때, 이 부분은 압전재로의 극성화의 극성 및 인가되는 전압의 극성에 따라 길이방향으로 확대되거나 축소될 것이다.

이러한 확장이나 또는 축소는 배열방향으로, 즉 만곡의 증가난 또는 감소방향으로 크게 이동되도록 개별부분을 발생시킨다.

그결과, 이 부분의 대향면 각각에서 잉크채널의 볼륨은 증가되거나 또는 감소될 것이다.

보다 구체적으로, 예를들면 다이어프램어레이의 각 부분은 블록부는 포지티브로, 오목부는 네가티브로 극성화된다.

네가티브전압이 이 부분의 블록부에 인가되고 포지티브전압이 이 부분의 오목부에 인가되면 이러한 부분은 만곡을 감소시키도록 확장되므로, 배열 방향으로 크게 이동하는 것을 제작할 수가 있다.

그결과, 이 부분의 블록면에서 잉크채널볼륨이 증가하고 이 부분의 오목면에서 잉크채널의 볼륨이 감소할 것이다.

다음에, 인가되는 전압을 제거할 때 이 부분은 원래 위치로 복귀될 것이다.

더욱이 인가되는 전압의 극성이 반전될 때, 이 부분은 축소방향으로 예를들어 만곡의 증가방향으로 이동할 것이다.

그러므로, 이러한 전압의 인가를 제어하므로서 바라는 잉크채널의 잉크흡입이나 분사작용을 제어할 수가 있다.

압전 다이어프램어레이가 소정의 배열방향으로 극성화되면 개별잉크채널은 한쌍의 전극보다 하나의 전극만을 필요로하게 된다.

이러한 경우에, 한쌍의 인접잉크채널과 극성이 다른 전압을 선택된 잉크채널에 인가하므로서 선택된 부분에 확장 및 축소력을 부가할 수가 있다.

이러한 구조에 의해 각 잉크채널에 대한 전극수는 하나로 할 수 있으므로 프린트헤드를 아주 간단하게 구성할 수가 있다.

본 발명의 다이어프램어레이는 리드지르코-티탄산염과 같은 압전재료로 이루어지면 그것의 극성화방향은 배열방향으로 선택적으로 설정된다.

극성화처리는 잉크채널을 형성하고 또 전극 및 보호막은 개별위치상에 패턴닝한 다음에 수행되어도 된다.

그러나 극성화처리와 같은 많은 경우에는 수행하는데 곤란하다.

즉, 압전재료를 사전에 극성화한 다음에 잉크채널을 형성하는 것이 결과론적으로 바람직하다.

이러한 경우에 극서오하를 폐지할 수 없기 때문에 큐리에 포인트아래에 있는 온도에서 다이어프램어레이를 처리하는 것은 중요하다.

일반적으로 이러한 압전 다이어프램어레이는 KOH용액이나 EXCIMER레이저에 있어서 레이저처리, 성형처리나 또는 초음파처리에 의해 형성하는 것이 바람직하다.

이하 첨부도면은 참조해서 본 발명에 따른 잉크분사 프린터헤드의 여러 가지바람직한 구체적실시예를 설명한다.

제1도 내기 제3도는 본 발명의 제1실시예를 도시하는 것이다.

제1도는 워드프로세서, 팩시밀리기구, 플로터등에 사용되는 잉크분사프린트에 적합한 프린트헤드의 배열도로서 인쇄용지의 측면으로부터의 프린트헤드를 도시한 도면이고, 제2도는 제1도의 단면도이며, 제3도는 제2도의 배열을 따라 절단한 확대단면도이다.

이러한 실시예에서 프린트헤드는 다이어프램어레이(10), 다이어프램어레이(10)의 정면에 배치된 오리피스보드(20), 다이어프램어레이(10)의 후면에 배치된 백보드(30) 및, 압전작동기(40)로 구성된다.

압전작동기(40)는 배열방향 ALLEY으로 뻗어있고, 다이어프램어레이(10)와 고정관(50) 사이에서 고정적으로 샌드위치 되어있다.

다이어프램어레이(10) 안쪽에는 순서대로 배열된 1군의 잉크채널이 설치되어 있다.

즉, 개별잉크채널의 볼륨이 변화될 때 잉크는 잉크채널로 흡입되거나 또는 잉크채널에 있는 잉크는 오리피스로부터 용지에 분사될 것이다.

이러한 목적을 위해서 다이어프램어레이(10)는 미세처리에 의해 성형되어져야 한다.

이 실싱에서 다이어프램어레이(10)는 광감성유리로 형성되며 잉크채널은 정밀하게 광을 애칭하는 것에 의해 형성된다.

보다 구체적으로 제2도 및 제3도에 도시된 바와같이 각각의 잉크채널(11)은 다이어프램어레이(10)를 거쳐서 연장하는 슬릿형 중공형태로 되어있고 개별잉크채널(11)은 다수의 부분(12), 부분(12)의 상단사이를 브리지하는 상단별(13) 및, 부분(12)의 하단사이를 브리지하는 하단벽(14)으로 규정되어 있다.

본 발명의 특징으로서 제3도에 잘 도시된 바와같이 개별부분(12)은 한쪽 방향으로만 만곡된 각 부분이 순서대로 배열되어 있는 것이다.

바라는 부분이 압전작동기에 의해 만곡되도록 힘을 받을 때 이 부분의 대향면에서 인접한 잉크채널(11)의 내부의 볼륨이 크게 변화한다.

이러한 부분(12)은 다이어프램어레이(10)로서 제공되고 그것의 길이는 그것의 두께와 비교해서 충분히 길므로 각 부분(12)은 유리로 형성되어 있지만 곡력을 충분하게 갖는다.

본 실시예에서 제2도에 도시된 바와같이 잉크채널(11)이 높이 H는 부분(12)이 보다 쉽게 만곡될 수 있도록 그것의 폭 W보다 길다.

제1실시에서 잉크채널(11)의 수는 프린트헤드의 유형에 따라 최적으로 설정되어도 된다.

라인프린터에서 잉크채널(11)은 하나의 어레이로 배열되어도 되며 바람직하게는 2개이상의 나란한 어레이로 배열되어도 된다.

제1도의 프린트헤드는 잉크분사 도트프린트헤드로서 사용하기에 적합하며 잉크채널은 수직으로 배열되어 있다.

상술한 바와같이 다이어프램어레이(10)의 앞면상에는 오리피스관(20)이 배치되어있고, 다이어프램어레이(10)의 개별잉크채널(11)과 교환하는 다수의 오리피스(21)를 가진다.

즉, 잉크채널(11)로부터 인출되는 경우에 잉크는 오리피스(21) 통과해서 용지를 향하여 분사된다.

제2도에 도시된 바와같이 다이어프램어레이(10)의 후면에는 백보드(30)가 배치되어 있으면 도시되지 않은 잉크소스로부터의 잉크를 잉크채널(11)마다 공급하는 잉크공급입구(31)를 가진다.

본 발명에서 개별잉크채널(11)을 규정하는 부분(12)은 대향끝벽(13)(14)에 고정되어 있지만 끝벽(13)(14) 사이에서 자유롭게 만곡할 수 있다.

그러므로, 다이어프램어레이(10)이 오리피스보드(20)와 백보드(30) 사이에서 샌드위치되어 있지만, 제2도에 도시된 바와같이 오리피스보드(20)와 개별부분(12)사이 또는 후자와 백보드(30)사이에 작은 갭이 있다.

이 갭은 실제로 0.5㎛로 매우 작으므로, 잉크가 부분(12)의 이동에 따라 우리피스(21)로부터 용지를 향하여 분사될 수 있도록 부분(12)의 이동에 의해 인접한 잉크채널로 이동하는 것에 대해서 개별잉크채널(11)에 있는 잉크를 크게 차단하도록 작용한다.

이러한 갭 때문에 부분(12)는 두 개의 끝벽(13)(14) 사이에서 자유롭게 만곡될 수 있다.

본 실시예에서 압전작동기(40)는 필름형 압전장치이고, 다이어프램어레이(10)와 고정판(50) 사이에서 고정적으로 샌드위치되어 있다.

고정판(50)은 압전작동기(40)의 이동을 막으며 통상적으로 다이어프램어레이(10)의 부분(12)에 압전구동력을 가한다.

고정판(50), 다이어프램어레이(10) 및 , 압전작동기(40)는 공통두께를 가지므로, 오리피스보드(20) 및 백보드(30)는 다이어프램어레이(10)의 대향끝벽(13)(14), 압정작동기(40) 및 고정판(50)의 대향끝면에 단단하게 고정되어있다.

필름형 압전장치의 형태인 압전작동기(40)에 있어서, 제3도에 도시된 바와같이 각부분(12)과 직면하는 순서대로 배열된 다수의 개별압전소자(42)는 각 잉크채널(11)과 직면하는 위치에 설치된 개폐기(41)로 규정된다.

개별전극(43) 및 공통전극(44)은 압전소자(42) 각각의 다이어프램측면 및 고정판측면상에 각각 설치되어 있다.

종래기술에서 잘 알려진 바와같이, 압전작동기(40)는 화살표 A로 표시된 바와같이 상부에는 포지티브로 하부에는 네가티브로 극성화되어 있다.

이하 제1실시예의 프린트헤드의 동작을 설명한다.

본 발명에 있어서 잉크채널(11)에 있는 잉크는 선택된 잉크채널(11)의 내부 볼륨이 감소될때에 해당 오리피스(21)로부터 용지를 향하여 분사되게 된다.

이러한 목적을 위해서 개별잉크채널(11)은 길이방향(H)으로 연장하고 그리고 한쪽방향으로 블록한부분(12)을 가진다.

이러한 부분(12)은 2개의 끝벽(13)(14)에 의해 대향끝에만 지지되어 있어 그것의 만곡이 쉽게 변화될 수 있다.

그러므로, 이실시예에서 부분(12)의 끝벽(13)에 배치된 압전작동기는 길이방향(H)으로 선택된 부분(12)에 압축이나 또는 축소력을 부여한다.

그결과, 만곡작용은 부분(12)에 부여되고, 구체적으로 압전작동기(40)가 부분(12)에 압출력을 부가할 때, 부분(12)의 만곡은 너무 커지게되어 부분의 블롭면에서 잉크채널의 내부볼륨을 감소시키는 반면, 부분의 오목면에서 잉크채널의 내부볼륨을 증가시킨다.

반대로, 압전작동기(40)는 부분(12)에 확대력을 부가할 때 이 부분(12)은 그것의 만곡을 감소하도록 확대되어 블록면에서 잉크채널의 내부볼륨을 증가시키는 반면, 오목면에서 잉크채널의 내부볼륨을 감소시킨다.

그러므로, 선택된 부분(12)에 바라는 압축이나 또는 확대작용을 부여하므로서 오리피스(21)를 거쳐서 해당 잉크채널(11)로부터 용지에 잉크를 분사할 수 있고, 또는 잉크공급입구(31)로부터 적당한 잉크채널로 잉크를 흡입할 수가 있다.

이하, 이러한 실시예의 압전작동기(40)의 동작을 보다 상세하게 설명한다.

제3도에 도시된 바와같이 압전작동기(40)는 리드지르코-티탄산염으로 형성되고 개폐기(41)에 의해 개별 압전소자(42)로 분할되는 길다란 압전장치이다.

화살표 A로 표시된 바와같이 압전장치는 사전에 상단부분에서 포지티브로 그리고 하단부분에서 네가티브로 극성화된다.

이 극성화는 다이어프램어레이(10)에 어떤 구동력을 부여하지는 않지만 전압이 공통전극(44)가 개별전극(43) 사이에 인가될 때 개별압전소자(42)에 인가될 확대 또는 압축력을 발생기킨다.

8개의 부분(12) 및 개별압전소자(42)로부터 선택된 2개의 압전장치(42-2)(42-6)는 각각 윗쪽 그리고 아래쪽으로 확대되며, 압전작동기(40)의 상부의 이동은 개별압전소자(42-2)(42-6)가 화살표 B로 표시된 바와같이 아래쪽으로 확대되도록 고정판(50)에 의해 막히게 된다.

그결과, 개별압전소자(42-2)(42-6)와 직면하는 양쪽의 부분(12-2)(12-6)은 일점쇄선 C로 표시된 바와같이 만곡이 증가되도록 만곡된 압축작용을 길이방향으로 받는다.

본 발명에서 개별부분은 자유로운 형태로 활모양을 하고 있으면 이 부분(12)이 압전작동기(40)에 의해 압축될 때 한쪽방향으로 만곡이 쉭게 증가되게 된다.

사전에 만곡되기 때문에 각부분(12)은 개별압전장치(42)의 이동에 따라 고속으로 이루어질 수 있다.

부분(12)은 오목면에서 잉크채널로 잉크를 먼저 흡입하도록 만곡된다.

압전작동기(40)를 시동하기 전에는 개별잉크채널(11)에 남아있는 적은 잉크량만 있다.

즉 제3도에 도시된 바와같이 부분(12)이 만곡될때까지 부분(12-2)(12-6)의 오목면에서 잉크채널(11-2)(11-6)로 흡입되지 않는다.

동시에 2개의 부분(12-2)(12-6)의 각 블록면에서 잉크채널(11-3)(11-7)의 내부볼륨이 감소되지만, 잉크는 개별잉크채널(11-3)(11-7)에 잉크가 조금만 남아있기 때문에 분사되기 않는다.

상술한바에 의하면 바라는 극성의 전압이 선택된 개별압전장치에 인가될 때 해당부분(12)이 그것의 만곡이 증가되도록 압축되어 만곡된다는 것을 알 수가 있다.

이것에 의해 충분한 잉크량을 볼륨이 증가하는 경우에 볼록면 잉크채널로 흡입할 수가 있다.

개별압전장치(42)에 인가되는 전압이 부분(12)를 완전히 옮긴 다음에 제거될 때 부분(12)는 그것의 원래형태로 복귀된다.

이때에 초과하는 잉크는 충분한 잉크량을 흡수한 잉크채널(11)로부터 오리피스(21)를 거쳐서 용지를 향하여 분사될 것이다.

이 때문에 반대극성의 전압이 개별압전장치(42)에 인가될 때 부분은 잉크채널에 잉크를 흡입히키기 위해 이동될 것이다.

인가되는 전압이 제거될 때 부분은 잉크를 분사하기 위해 원래위치로 갑자기 복귀될 것이다.

개별압전장치에 인가될 전압의 극성이 상술한 실시예와 마찬가지로 반대라고 가정한다면, 개별압전장치는 전압인가에 의해 압축되므로 부분(12)의 블록면에서 잉크채널(11)로 잉크를 흡입하도록 해당부분(12)은 확대되게 된다.

인가되는 전압이 부분(12)을 이동시킨 다음에 제거될 때 부분(12)는 오리피스(21)로부터 용지를 향하여 블록면 잉크채널에 있는 잉크를 초과해서 분사하기 위해 그것의 원래의 형태로 복귀될 것이다.

그러므로, 개별압전장치(42)에 인가되는 전압의 어떤 극성을 선택하는 것이 가능해진다.

그러나, 불변의 잉크흡입 작용에 대해서는 바람직하게 극성방향 A으로 개별압전장치(12)를 확대하는 것에 의해 부분(12)를 만곡시키는 실험을 나타낸 것이다.

제4도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 것이다.

본 실시예의 기본구성으로서는 제 3도의 제1실시예와 유사하므로 그 해당부품 또는 요소는 제 3도에서의 도면부호와 같이 100을 더하여 나타내었으며 그것의 상세한 설명은 여기서 간결하게 하기 위해 생략하였다.

제2실시예의 특징으로서 다이어프램어레이(110)가 제1실시예의 것과 동일 하지만 압전작동기(140)은 제1실시예의 것과 극성방향이 다른 2층 압전구조를 가진다.

압전작동기(140)는 이동이 고정판(150)에 의해 한쪽이 막혀지게하는 제1압전막(140a) 및 제1압전막(140a)상에 적층되고 다이어프램어레이(110)의 끝벽(113)에 대하여 한쪽 끝에 배치되는 제 2압전막(140b)을 가진다.

공통전극(144)은 제1압전막(140a)의 고정판측에 형성되어 있으며, 개별전극(143)은 각 부분(112)과 직면해서 제2압전막(140b)의 다이어프램어레이측의 단면에 형성되어 있다.

제4도에서 명백해진 바와같이, 제1 및 제2압전막(140a)(140b)의 결과적인 적층은 개별압전소자로 분할된다.

제1 및 제2압전막(140a)(140b)은 제4도에서 화살표 A1,A2방향으로 반대전극으로 극성화된다.

제2실시예와 배열구성에 의해 만곡작용이 압전작동기(140)에 의해 선택된 부분(112)에 부여되므로 포지티브전압을 개별전극(143) 및 공통전극(144)에 인가된다.

그 결과, 제1실시예의 마찬가지로 선택된 개별압전장치(142)는 바라는 곡력을 해당부분(112)에 부여하도록 자체극성방향과 반대인 압전작용에 위해 제4도에서 도시된 바와같이 수직으로 확대될 것이다.

제2실시에서 잉크분사작용이 포지티브전압을 인가하므로서 오직 바라는 바와같이 제어될 수 있고, 구동회로가 간단화될 수 있으며 전하가 프린트헤드에 전혀 남아있지 않게 한다는 잇점이 있다.

제5도는 본 발명의 제3실시예를 도시한 것이다.

본 실시예의 기본구성으로서는 제3도의 제1실시예와 유사하며 그 해당부품 및 요소는 제3도에서 도면부호와 같이 200을 더하여 제5도에 나타내었으며 그 상세한 설명은 여기서 간단하게 하기위해 설명하였다.

제 3실시예의 특징으로서 한쌍의 압전작동기(240a)(240b)는 다이어프램어레이(210)의 개별부분(212)은 만곡시키는 것을 증가시키기 위해서 개별부분(212)의 대향끝벽(213)(214)의 외부에 배치되어 있다.

이들 2개의 압전작동기(240a)(240b)는 제1실시예의 압전작동기(40)의 구조와 동일하므로 그 각각의 극성방향은 제5도에서 화살표 A3,A4로 나타내었다.

선택된 개별부분(212)이 압전작동기(240a)(240b)에 의해 대향끝벽(213)(214)으로부터 만곡되면, 하나의 압전작동기(240)의 이동이 상기한 실시예와 비교하여 절반으로 감소된다 하더라도 상시한 실시예와 마찬가지로 동일한 정도로 부분(212)을 만곡시킬 수가 있다.

제5도에서 압전작동기(240a)(240b)에 의해 선택된 만곡부(212-2)(212-6)에 대해 상부개별 압전소자(242a-2)(242a-6)의 개별전극(243a-2)(243a-6)과 하부 개별 압전소자(242b-2)(242b-6)의 개별전극(243b-2)(243b-6)에 포지티브전압이 인가된다.

한편 상하부 압전작동기(240a)(240b)의 각 공통전극(244b)(244b)에는 네가티브전압이 인가된다.

그래서 선택된 만곡부(212-2)(212-6)가 제5도에서 일점쇄선으로 나타낸것처럼 만곡될 때 각 만곡부의 측면가운데가 볼록하게 각각 배열된 잉크채널(211-2)(22-6)로 잉크가 흡수될 것이다.

이제 2개의 압전작동기(240a)(240b)에 인가된 전압은 잉크가 완전하게 흡수된 후 제거될 때 2개의 만곡부(212-2)(212-6)가 그것의 원래의 상태로 갑자기 복귀될 것이다.

그러므로 잉크채널(211-2)(211-6)에서 용지로 잉크를 분사한다.

제3실시예에 따르면 각 압전작동기(240a)(240b)의 이동정도는 작아질 수 있고 또한 만곡부(212)의 곡율은 커질 수 있다.

나아가 만곡부(212)는 대향면으로부터 길이방향으로 압축되므로 고속응답을 성취하는 것이 가능하다.

제6도는 제4실시예를 보여주고 있다.

제1실시예의 요소들과 대응하는 부분들이 제3도에서 참조부호들에 300을 더하여 도시되어 있고 그것들의 상세한 기술은 간결함을 위해 여기에는 생략되어있다.

제4구체예의 중요한 사양으로서 다이어프램어레이(310)는 잉크채널의 두 개의 분리된 어레이를 구비하고 있다.

한 어레이의 개별잉크채널은 하프도트프린팅이 수행될 수 있도록 1/2피치로써 다른 어레이로부터 빗나가게 된다.

그러므로 특히 고농도 프린터헤드를 성취하기 쉽다.

예를들면 제6도에서는 360DPI의 64노즐이 실행된다.

제4실시예에서 상하부어레이의 각각의 잉크채널은 제1실시예와 구조 및 동작이 동일하며, 그래서 잉크가 선택된 잉크채널로부터 분사될 수 있다.

상술한 실시예들에서 압전작동기는 인가되는 전압의 극성 및 값과 극성 방향에 의존하는 대응하는 만곡부에 압축동작을 준다.

만곡부가 휘어지는 동안 잉크의 바람직한 양이 만곡부의 오목면에서 채널로 흡수될 것이다.

다음에 인가된 전압이 사라질 때 잉크는 만곡부의 복원동작에 의해 분사될 것이다.

또한 더 큰 속도로 만곡부를 되돌아오게 하기위해 압전작동기에 인가되는 전압의 극성을 바꾸는 것이 바람직하다.

나아가 잉크채널의 볼륨을 변화시키기 위해 잉크공급입구(31)로부터 오리피스(21)쪽으로 연장하는 잉크채널(11)의 폭방향(W)에 수직하여 제2도에 H로써 나타난 것처럼 만곡부가 길이방향으로 연장하기 때문에, 만곡부의 좋은 휨동작 얻기위해 비록 H가 크다고할지라도 상대적으로 짧은 폭으로 잉크채널(11)의 폭(W)을 제한하는 것은 가능하다.

그러므로 고점도잉크가 사용될 수 있도록 개별잉크채널들을 짧아지게 하는 것이 가능하다.

제7도 내지 제10도는 본 발명의 제5구체예에 다른 프린트헤드를 보여주고 있다.

제7도에서 프린트헤드(410)는 다이어프램어레이(410), 오리피스보드(420), 백보드(430) 및 압전작동기(440)를 구비하고 있다.

이 실시예에서 프린트헤드(410)의 백보드(430)는 잉크공급입구(431)를 경유하여 도면상에 나타나있지 않은 알려진 잉크소스와 연결되어 있고 개별잉크채널(411)과 교환하는 잉크공급채널(409)을 가지는 잉크채널블럭(402)과 일체로 형성되어 있다.

잉크채널블럭(402)에 회로보드(403)가 고정되어 있고 그 위에 드라이버IC(404)가 설치되어 있다.

회로보드(403)는 보호코팅(405)으로 덮여져 있다.

회로보드(403)는 외부와 연결시키기 위해 컨넥터(406)가 하부후미에 제공되어있다.

제8도는 다이어프램어레이(410)와 압전작동기(440)를 상세히 보여주고 있다.

다이어프램어레이(410)는 미세한 에칭처리로써 감광성유리로 형성되어 순서대로 배열된 1군의 잉크채널을 포함하고 있다.

잉크채널(411)은 휘어짐이 가능한 휘어질 만곡부(412)로써 형성되어 있다.

별개의 만곡부(412)는 상부끝벽(413)과 하부끝벽(414)에 의해 그것들의상부끝과 하부끝들에 각각 브리지되어 있다.

이 다이어프램어레이(410)의 구조는 앞서의 실시예들과 동일하다.

제7도로부터 명백해진 바와같이 잉크채널(411)은 오리피스보드(420)의 정면에 백보드(430)의 후미와 접속되어 있다.

오리피스보드(420)와 각 만곡부(412)와의 사이 그리고 뒤쪽과 백보드(430)사이에 작은 갭이 있으므로, 만곡부(412)는 맞물림으로서 자유롭게 만곡시킬수 있다.

오리피스보드(420)는 개별잉크채널(411)과 교환하는 오리피스(421)을 가지고 있다.

만곡부(412)는 각 만곡부(412)가 자유롭게 만곡될 수 있고 각 만곡부(412)는 고점도잉크가 사용된다 할지라도 잉크채널(411)에서 짓눌림을 막도록 폭(W)보다 더 큰 높이(H)를 가지고 있다.

이 실시예의 중요한 사양으로서 상술한 실시예들과는 달리 압전작동기(440)는 다이어프램어레이 대향면에 개별만곡부의 이동을 제한하는 고정판을 가지지는 않는다.

그래서 개별만곡부(412)와 직면하는 압전장치는 인접하는 압전장치들 사이에서 시어링(shearing)모드로 수직으로 이동된다.

제8도에 나타난 바와같이 압전작동기(440)ms 필름형 압전장치와 압전장치의 반대쪽표면 즉, 다이어프램어레이(410)를 마주하는 한쪽표면과 개별만곡부(412)와 직면하며 상부자유표면 위에 복수셋의 상하부 공통전극쌍(443)(460)들을 구비하고 있다.

전극쌍(443)(460)들은 리드지르코 티탄산염과 같은 재료로 이루어진 압전부재의 반대쪽 표면위로 농축된 금속전극들이다.

상하부 전극들은 개별만곡부(412)와 직면하는 수직쌍이고 압전장치(440)가 그들사이에 샌드위치되어 하부전극(443)들로써 다이어프램어레이(410)에 고정 부착되어 있다.

하부개별전극(443)과 직면하는 압전장치의 반대쪽표면에는 상부개별전극(460)이 농축되어 있다.

이 실시예에서 인접하는 전극들의 극성과 반대편의 같은 극성전압이 한쌍의 만곡부(412)와 직면하는 상하부전극(443)(460)에 인가될 때, 압전장치는 바람직한 시어링모드로 수직으로 이동될 것이다.

압전시키는 동안 같은 극성의 전압이 개별만곡부와 직면하는 한쌍의 전극(443)(460)에 인가된다.

이를 위해 제7도에 나타난 바와같이 두전극(443)(460)은 공통프렉시블케이블(407)에 의해 압전장치(440)의 회로보드 옆후미 끝에 연결되어 있다.

리드지르코 티탄산염의 압전장치는 다이어프램어레이(410)로부터 플렉시블케이블(470)에 의해 공통연결로 후미에 돌출하여 있다.

플렉시블케이블(408)은 구동전압을 공급하기 위하여 드라이버 IC(404)로부터 바람직한 전극쌍으로 상부개별전극(460)에 한끝이 연결되어 있다.

제5실시예의 잉크분사동작은 압전작동기(440)의 동작을 중심으로 이하 상세히 기술될 것이다.

압전장치(440)는 제9도에 화살표(A5)로 나타난 바와같이 개방면(free side)에서 네가티브로 극성화되고 다이어프램어레이(410)쪽 면에서 포지티브로 극성화된다.

제5실시예에서는 상술한 실시예들과는 달리 압전작동기(440)는 상부면에서 자유롭게 되어있기 때문에 전압이 상기 언급된 극성방향과 다른 방향으로 선택된 개별전극쌍에 인가된다 할지라도 개별압전장치는 단지 상부개방면에 작용할 수 있다.

그래서 다이어프램어레이(410)의 만곡부(412)에 강제로 구동하지 않는다.

다른 극성의 전압이 선택된 개별전극쌍과 이웃하는 쌍에 인가될 때 시어링 구동력은 결정된 방향 예를들면 다이어프램어레이(410) 방향으로 바라는 개별압전장치를 이동하기 위하여 이웃하는 압전장치와 선택된 개별압전장치 사이에 주어질 것이고, 그래서 맞물림에 의해 바라는 만곡부(412)를 강제로 휘게한다.

예를들어 이제 잉크가 9개의 잉크채널(411)들중 두 잉크채널(411-2)(411-6)로부터 분사된다고 가정해보자.

오목면위에 선택된 잉크채널(411-2)(411-6)을 가지는 만곡부(412-2)(412-6)는 맞물림에 의해 휘어져야만 된다.

이를 위해 제9도에 나타난 바와같이 양의 구동전압이 만곡부(412-2)(412-6)와 직면하는 개별전극쌍(443-2)(460-2)(443-6)(460-6)에 인가되고, 네가티브 구동전압이 다른 모든 개별전극(443)(460)에 인가된다.

결과적으로 시어링모드에서 변형은 제10도에 나타난 바와같이 극성을 가진 전압이 인접하는 영역의 극성과 다른 개별압전장치가 다이어프램어레이(410)의 방향으로 시어링되도록 하기위해 인가되는 전압의 극성이 다른 영역에서 압전장치(440)에 전개될 것이다.

제10도에서 명백해진 바와같이 개별전극쌍(443-2)(460-2)(443-6)(460-6)의 압전장치영역은 다이어프램어레이(410)쪽으로 낮아지게될 것이고, 거꾸로 이웃하는 개별전극쌍에 의해 형성된 압전장치영역은 약간 위로 변형될 것이다.

이 시어링변형은 맞물림에 의해 선택된 만곡부(412-2)(412-6)로 만곡동작을 준다.

또한 이 실시예에서 만곡부(411)는 압전작동기(440)에 위해 일정한 방향으로 맞물릴 수 있도록 예정된 방향으로 휘어지므로 쉽게 휘어질 수 있다.

이것은 만곡부가 잉크채널로 잉크의 흡입 및 구동전압이 사라진후에 원래의 상태로 되돌아올 때 잉크가 현저히 높은 속도로 분사될 수 있도록 훨씬 더 큰 만곡부(412)의 응답속도를 만들어준다.

제5실시예로써 압전작동기(440)가 상술한 실시예의 고정판을 사용하지 않고 다이어프램어레이(410)로 글루(glue)되므로 여러가지 유형의 프린터들에서 사용하기 위한 프린터헤드를 소형화하는 것이 가능하다.

제11도 내지 제14도에 본 발명의 제6실시예를 나타낸다.

본 실시예에서는 다이어프램어레이가 압전재료로 형성된다는 것이 특징적이다.

구동전극은 압전 다이어프램어레이의 만곡부상에 직접부착된다.

제11도는 회로기관과 다른 도시되지 않은 구성요소를 갖는 본 발명의 프린트헤드를 도시한 단면도이다.

상술한 실시예들과 마찬가지로, 압전 다이어프램어레이(510)는 순서대로 배열된 1군의 잉크채널을 포함한다.

제11도 및 제12도로부터 분명한 바와같이, 잉크채널(511)은 모든 만곡부가 한방향으로 볼록하도록 배열도니 만곡가능한 만곡부(512)로 형성된다.

만곡부(512)는 상단벽(513)과 하단벽(514)에 의해 상단과 하단에서 각각 연결된다.

잉크채널(511)을 닫기 위해, 다이어프램어레이(510)의 각 상단벽 및 하단벽(513)(514)의 한표면이 오리피스보드(520)에 고정된다.

오리피스보드(520)는 대응하는 잉크채널(511)로부터의 잉크가 오리피스(521)를 통해 용지상에 분사될 수 있도록 개개의 잉크채널(511)과 연결된 여러개의 오리피스(521)를 가지고 있다.

또한, 본 실시예에서는 만곡부(512)가 상단벽 및 하단부(513)(514)사이에서 쉽게 만곡될수 있도록 하기 위하여 그 만곡부(512)와 오리피스 보드(520)사이에 작은 갭(G1)이 형성되어있다.

일반적으로 갭(G1)의 길이는 개개의 잉크채널(511)내의 잉크가 가능한한 이웃잉크채널로 새는 것을 막기에 적당한 0.5㎛정도이다.

백보드(530)는 다이어프램어레이(510)의 배면상에 설치됨과 동시에 그 다이어프램어레이(510)의 각 상단벽 및 하단벽(513)(514)의 다른쪽면에 고정된다.

백보드(530)는 개개의 잉크채널(511)에 도시되지 않는 잉크소스로부터 잉크가 공급될 수 있도록하는 잉크 공급입구(531)를 가지고 있다.

또, 만곡부(512)의 만곡이동이 백보드(530)에 의해 방해되지 않도록하는 작은 갭(G2)이 백보드(530)와 만곡부(512)사이에 형성되어있다.

전술한 실시예들에서와 마찬가지로, 제6실시예의 개개의 잉크채널(511)과 개개의 만곡부(512)는 제12도에 상세하게 도시된 바와같이 동일방향으로 만곡되어 개개의 만곡부(512)의 만곡이동을 수월케 한다.

다이어프램어레이(510)자체는 압전재료로 형성되며, 다수의 만곡부(512)는 제12도 및 제13도에서 화살표(A6)로 나타낸 바와같이 오목면은 네가티브로 블록면은 포지티브로 분극된다.

그러므로, 소정의 방향으로 만곡부(512)에 전압을 인가함으로써 분국방향과 인가 전압의 극성에 의해 정해진 방향으로 만곡부(512)가 만곡되는 것이 가능하다.

만곡부(512)의 이 만곡은 잉크를 원하는 잉크채널로 공급하기 위해 이웃잉크채널(511)의 볼륨을 변화시킨다.

전술한 실시예들과 마찬가지로 만곡부(512)가 인가전압의 제거로 원래 위치로 복귀되면 잉크채널로부터 잉크가 빠져나와 오리피스(512)를 통해 종이에 분사된다.

제12도에 도시된 바와같이, 압전 다이어프램어레이(510)의 전극은 각 만곡부(512)의 대향면에 즉, 개개의 잉크 채널의 내부벽 표면을 따라 부착된다.

이러한 전극은 리드지르코-티탄산염과 같은 압전재료로 제조된 다이어프램어레이(510)의 모든 표면상에, 특히 잉크채널(511)의 내부벽 표면상에 농축시키고나서 불필요한 부분을 애칭으로 제거함으로서 바람직하게 형성된다.

제12도에서, 공통전극은 각 만곡부(512)의 오목면상에 형성되는 반면에 개별전극은 각 만곡부(512)의 블록면상에 형성된다.

제12도에 분면하게 도시하지는 않았지만 공통전극(544)과 개별전극(543)은 압전 다이어프램어레이(510)의 배면에 납땜되며, 굽힘가능한 케이블등으로 도시되지 않은 회로기판과 전기적으로 연결된다.

이제, 제4실시예의 잉크 분사작용을 설명한다.

이 실시예에서, 상술한 실시예화 마찬가지로, 선택된 만곡부(512)가 만곡되면 만곡부(512)의 오목면에 설치된 잉크채널(511)안으로 잉크가 주입되고, 만곡부(512)가 원위치로 복귀하면, 잉크로 꽉 채워진 잉크채널의 잉크는 대응하는 오리피스(521)를 통해 용지에 분사된다.

만곡부(512)를 포함하는 다이어프램어레이(510)는 압전재료로 형성되며, 개개의 만곡부(512)의 대향내부벽 표면상에 농축된 공통전극 및 개별전극에 전압이 인가되면 선택된 만곡부(512)는 쉽게 만곡되도록 변형된다.

제13도에 만곡부(512-3)가 만곡되는 한실시예가 도시되어있다.

만곡부(512)는 사전에 오목부는 네가티브로 볼록부는 포지티브로 분극되며, 이 경우에는 공통전극(544)에 포지티브 전압이 인가되는 반면, 선택된 만곡부(512-3)의 개별전극(543-3)에는 네가티브전압이 인가된다.

이 극성으로 전압이 인가됨에 따라 제13도에 일점쇄선으로 나타낸것처럼 만곡부(512)는 만곡정도를 줄이기 위해 압전작용에 의해 길이방향으로 압축된다.

이 만곡변형은 잉크채널(511-4)의 볼륨을 증가시켜 잉크가 잉크채널로 주입되게한다.

한편, 만곡부(512-3)의 오목면에 있는 잉크채널(511-3)은 볼륨이 감소하나, 초기상태에서 잉크채널내에 적은양의 잉크만이 남아있기 때문에 잉크는 잉크채널(511-3)로부터 밖으로 분사되지 않는다.

그리고나서, 선택된 만곡부(512-3)가 충분히 만곡되고 난후 두전극사이에 인가된 전암을 제거하면 만곡부(512-3)는 제13도에서 굵은 선을 나타낼 위치로 복귀한다.

결과적으로, 현재잉크채널(511-4)내에서 채워진 잉크는 잉크채널로부터 나와서 오리피스(521)를 통해 용지에 분사된다.

전압제거단계동안 다른 극성의 전압을 반대전극(544)에 인가한으로써 만곡부(512-3)의 복귀동작을 빠르게 하는 것이 가능하다.

이처럼 반대극성으로 전압이 인가되는 동안 만곡부(512-3)는 길이방향으로 팽창되고 따라서 만곡이 증가하는 방향으로 변형된다.

잉크분사작용은 만곡부(512)를 압축상태로부터 팽창되게 하거나 팽창된 상태에서 압축시킴으로써 수행한다.

다이어프램어레이(510)자체는 압전재료로 형성되기 때문에 단지 만곡부의 대향면 표면상에 전극을 설치함으로써 원하는 만곡 변형을 얻는 것이 가능하며, 그리고 잉크채널로부터 분사될 잉크양을 조절하는 것도 가능하다.

이제, 압전 다이어프램어레이를 제조하는 공정을 간략하게 기술한다.

먼저, 적절한 압전재료가 몰드되고 판모양의 배열공백을 형성하기 위해 소결된다.

그리고나서, 다수의 만곡된 잉크채널이 엑사이머(EXCIMER) 레이저 처리나 몰딩처리로 배열공백을 다라 소정의 거리로 형성된다.

결과적으로 다수의 만곡부가 이웃 개개의 잉크채널사이에 형성되고, 상단벽 및 하단벽에 의해 그 만곡부의 상단과 하단이 각각 연결된다.

그후, 스피터링(Sputtering)과 같은 농축기술에 의해 전극이 압전 다이어프램어레이의 표면상에 형성되고, 그표면상에서 그 불필요한 전극부분들이 마스크패턴닝 및 에칭에 의해 제거된다.

따라서, 하나의 공통전극 및 다수의 개별전극이 제12도에 도시된것처럼 얻어진다.

원하는 전극이 압전 다이어프램어레이상에 형성되고 난후 압전 디바이스가 분극된다.

이 분극의 경우 포지티브 전압은 인가되고 네가티브압은 모든 개별전극에 인가된다.

이 실시예에서, 개개의 만곡부가 만곡된다.

본 발명은 이 만곡부에 대한 특정 실시예에 제한되지 않고 제14도에 도시된 것처럼 V형 일수도이다.

바람직하게, 공통전극 및 개별전극은 잉크채널의 내부벽과 마주하는 부분에서 전극에 잉크가 묻는 것을 방지하기위해 보호코팅층으로 덮여진다.

제15도에 본 발명의 제7실시예에 따른 잉크분산프린트헤드가 도시되어 있다.

이 제7실시예는 제6실시예와 유사하기 때문에 주요구성요소의 유사부분은 제6실시예에서 참조번호에 100을 더해 나타낸다.

이 제7실시예에서, 제6실시예에서 처럼 다이어프램어레이(610)자체는 압전재료로 형성되며 일련의 순서대로 배열된 아치형 만곡부(612)가 형성된 다수의 잉크채널(611)을 갖는다.

제7실시예는 압전 다이어프램어레이(610)의 전극구조에 대해서만 제6실시예와 다르다.

제15도에서 명백한 바와같이 이 전극구조에서의 개별전극(643)은 잉크채널(611)의 모든 내부벽상에 형성된다.

잉크채널(611)의 만곡된 내부벽상에 같은 피텐셜을 같는 전극(643)이 농축된다.

이 전극 배열의 경우, 전압은 이웃한 다른 개별전극(643)에 의해 각 만곡부(612)의 볼록면 및 오목면에 인가된다.

이제, 이 실시예에 잉크분사작용을 상세히 기술한다.

제15도 및 제16도에 도시된 바와같이, 압전 다이어프램어레이(610)는 화살표(A7)로 나타낸것처럼 개별만곡부(612)의 볼록면은 포지티브로 그리고 개별만곡부(612)의 오목면은 네가티브로 분극된다.

제16도에 도시된 바와같이, 포지티브전압 도는 네가티브전압이 각 개별전극(643)에 인가된다.

이 실시예에서, 잉크를 분사시키기 위해 포지티브전압은 잉크채널(611-2)(611-6)의 개별전극(643-2)(643-6)에 인가되고, 네가티브전압은 다른 모든 개별전극(643)에 인가된다.

이 극성으로 전압을 인가함으로써 잉크채널(611-2)의 좌측(제16도)에 있는 만곡부(612-1)가 그 만곡정도를 증가시키기위해 만곡되어지며, 반면에 잉크채널(611-2)의 우측에 있는 만곡부(612-2)는 만곡정도를 줄이도록 만곡된다.

결과절으로, 잉크채널(611-2)의 볼륨은 감소되고 그결과, 잉크채널(611-2)에 채워진 잉크가 오리피스를 통해 용지에 분사되게 된다.

이 잉크 분사작용은 잉크채널(611-6)에서도 실시될수 있으므로 어떠한 선택된 잉크채널로부터라도 잉크가 분사될 수 있다.

잉크 분사가 완료된 후 개개의 전극에 인가된 전압이 제거되면 잉크채널(611-2)의 볼륨을 변화시키기 위해 만곡부(612)는 제15도의 상태로 압축될 것이고, 따라서 잉크채널에 잉크소스로부터 잉크가 채워질 것이다.

본 발명에 따라서, 만곡부가 다이어프램어레이의 아치형 잉크채널의 볼륨을 변화시키도록 만곡되기 때문에 그 잉크채널의 볼륨이 만곡부의 길이방향으로의 작은 이동에 의해 크게 변화되는 에너지 절약형 소형잉크분사프린터를 제공 할 수 있다.

본 발명에서는 일부는 만곡부의 만곡정도를 변화시켜 잉크흡수작용 및 잉크분사작용을 수행하고, 일부 인가전압의 극성을 선택적으로 택하고, 일부는 전압의 인가와 제거를 반복함으로써 효율적인 잉크분사 작용을 수행할 수 있다.

또 소형프린트헤드를 사용하여 고밀도 및 고질 인쇄를 얻을 수 있다.

게다가, 다이어프램어레이는 감광성유리나 압전재료를 각각 에칭이나 레이저 처리하여 제조된 잉크채널을 가지고 있기 때문에 향상된 생산성을 갖는 다이어프램어레이를 얻을 수 있다.

레이저처리에서, KOH용액내의 리드(납) 지르코-티탄산염과 같은 압전재료는 레이저로 처리되게 된다.

게다가, 일부는 잉크의 흡수 및 분사가 만곡부를 만곡시킴으로써 조절될 수 있고, 일부는 잉크채널의 볼륨이 만곡부의 길이에 따라 변하는 반면, 잉크분사용 오리피스는 잉크채널의 폭방향에서 형성되기 때문에, 잉크채널의 폭을 줄이도록 만곡부의 길이를 늘림으로서 잉크채널의 볼륨을 증가시킬수 있다.

결과적으로, 잉크채널의 폭이 짧아지기 때문에 고번도 잉크가 사용될지라도 잉크의 유동성을 증가시킬 수 있다.

따라서, 워드프로세서, 팩시밀리기구, 플로터등의 프린터에 그러한 프린트헤드를 사용하면 고질 및 고속으로 인쇄할 수 있다.

Claims (14)

1. 정열된 다수의 잉크 채널을 규정하는 만곡가능한 일군의 만곡부, 상기 만곡부의 상단사이에서 브리지하는 상단벽 및, 상기 만곡부의 하단 사이에서 브리지하는 하단벽을 가지는 다이어프램어레이와 ; 상기 다이어프램어레이의 각 상단벽과 하단벽의 일면에 고정되고, 개별 만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 개별만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 하나의 입구를 닫기 위해 사용되며, 각 잉크채널과 연결된 다수의 잉크분사 오리피스를 갖는 오리피스보도와; 상기 다이어프램어레이의 각상단벽 및 하단벽의 다른면에 고정되고, 개별만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 다른 입구를 닫기위해 사용되며, 각 잉크채널에 공급될 잉크가 통과하는 다수의 잉크공급입구를 갖는 백보드와; 상기 다이어프램어레이의 개별 만곡부를 각각 만곡시키기위한 압전작동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 압전작동기는 상기 다이어프램어레이의 상단벽 또는 하단벽과 상기 다이어프램어레이를 향해서만 배치된 고정판 사이에 단단히 고정되어 설치된 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
3. 제2항에 있어서, 상기 다이어프램어레이는 감광성유리로 형성되고, 다수의 상기 잉크채널은 광 에칭처리에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
4. 제2항에 있어서, 상기 다이어프램어레이의 각 만곡부는 폭보다 길이가 더 긴 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
5. 제2항에 있어서, 상기 압전작동기는 얇은판 압전장치이며, 각 잉크채널과 마주보는 위치에 개폐기에 의해 형성되며, 각 만곡부와 마주보도록 정열된 개별 압전소자와; 상기 개별 압전소자의 다이어프램어레이 측면상에 각각 형성된 개별 전극과; 얇은판 압전장치의 고정판의 측면상에 형성된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
6. 제2항에 있어서, 상기 압전 작동기는 극성이 반대인 두 개의 층을 갖는 2층 압전장치이며, 각 잉크채널과 마주보는 위치에 개폐기에 의해 형성하며, 각 만곡부와 마주보도록 정열된 개별압전소자와; 상기 개별 압전소자의 다이어프램어레이 측면상에 형성된 개별전극과; 상기얇은판 압전장치의 고정판의 측면상에 형성된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
7. 제2항에 있어서, 상기 압전작동기는 개별 만곡부를 상측면과 하측면으로부터 만곡시키기 위해 상시 다이어프램어레이의 각 상단벽 및 각 하단벽의 외부쪽으로 배치된 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
8. 제1항에 있어서, 상기 다이어프램어레이의 상기 잉크채널은 두 개의 행으로 배열되고, 각행에 있는 개별 잉크채널은 1/2피치로 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
9. 제1항에 있어서, 상기 압전 작동기는 상기 다이어프램어레이의 상단벽을 따라 형성된 얇은판 압전장치이고, 상기 압전장치가 상기 다이어프램어레이의 개별 만곡부와 마주보도록 형성된 한쌍의 공통개별전극을 다이어프램면과 개구면상에 가지며, 이웃하는 한쌍의 전극과 반대극성을 갖는 전압을 시어링모드에서 상기 다이어프램어레이를 구동시키기위해 원하는 한쌍의 상기 전극에 인가하는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
10. 기록용지와 마주보도록 배치되어 원하는 도트패턴으로 상기 기록용지에 잉크를 공급하기위한 잉크분사 프린트헤드, 상기 잉크분사 프린트헤드에 잉크를 공급하기위한 잉크소스 및 상기 기록용지를 주입하기위해 전후 방으로 이동가능한 스캐너를 구비하고, 상시 잉크분사 프린트헤드가 정열된 다수의 잉크채널을 규정하는 만곡 가능한 일군의 만곡부와, 상기 만곡부의 상단사이에서 브리지하는 상단벽과, 상기 만곡부의 하단 사이에서 브리지하는 하단벽을 가지는 다이어프램어레이와; 상기 다이어프램어레이의 각 상단벽과 각 하단벽의 일면에 고정되고, 개별 만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 하나의 입구를 닫디위해 사용되며, 각 잉크채널과 연결된 다수의 잉크분사 오리피스를 갖는 오리피스보드와; 상기 다이어프램어레이의 각 상단벽 및 각 하단벽의 다른 표면에 고정되고, 개별 만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 다른 입구를 닫기위해 사용되며, 각 잉크채널에 고급될 잉크가 통과하는 다수의 잉크공급입구를 갖는 백보드와; 상기 다이어프램어레이의 개별 만곡부를 각각 만곡시키기위한 압전작동기를 구비하는 것을 특징으로하는 잉크분사프린터.
11. 정열된 다수의 잉크채널을 규정하는 만곡가능한 일군의 만곡부, 상기 만곡부의 상단 사이에서 브리지하는 상단벽 및, 상기 만곡부의 하단사이에서 브리지 하는 하단벽을 가지면 압전재료로 형성된 압전 다이어프램어레이와; 상기 압전 다이어프램어레이의 각 상단벽과 하단벽의 일면에 고정되고, 개별 만곡부와 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 하나의 입구를 닫기위해 사용되며, 각 잉크채널과 연결된 다수의 잉크분사 오리피스를 갖는 오리피스보드와; 상기 압전 다이어프램어레이의 각 상단벽 및 하단벽의 다른면에 고정되고, 개별 만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 다른 입구를 닫기위해 사용되며, 각 잉크채널에 공급될 잉크가 통과하는 다수의 잉크 공급입구를 갖는 백보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크분사 프린트헤드.
12. 제11항에 있어서, 상기 압전 다이어프램어레이의 개별 잉크채널이 볼록면과 오목면중 어느하나의 내부벽 표면상에 하나의 공통전극과 그 다른 하나의 내부벽 표면상에 다수의 개별전극을 갖는 특징으로하는 잉크분사 프린트헤드.
13. 제11항에 있어서, 상기 압전 다이어프램어레이의 다수의 개별 잉크채널은 각 내부벽 표면상에 개별전극을 갖는 것을 특징으로하는 잉크분사 프린트헤드.
14. 기록용지와 마주보도록 배치되어 원하는 도트패턴으로 상기 기록용지에 잉크를 분사하기위한 잉크분사 프린트헤드, 상기 잉크분사 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크소스 및 상기 기록 용지를 주입하기위해 전후방으로 이동가능한 스캐너를 구비하고, 상기 잉크분사 프린트헤드가, 정열된 다수의 잉크채널을 규정하는 만곡가능한 일군의 만곡부와, 상기 만곡부의 상단사이에서 브리지하는 상단벽과, 상기 만곡부의 하단 사이에서 브리지하는 하단벽을 가지며 압전재료로 형성된 압전 다이어프램어레이와; 상기압전 다이어프램어레이의 각 상단벽과 하단벽의 일면에 고정되고, 개별 만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 하나의 입구를 닫기위해 사용되며, 각 잉크채널과 연결된 다수의 잉크분사 오리피스를 갖는 오리피스보드와; 상기 압전 다이어프램어레이의 각 상단벽 및 각 하단벽의 다른표면에 고정되고, 개별 만곡부가 만곡될 수 있도록 개별 만곡부에 대해 작은갭을 갖는 상기 각 잉크채널의 다른 입구를 닫기위해 사용되며, 각 잉크채널에 공급될 잉크가 통과하는 다수의 잉크공급입구를 갖는 백보드를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크분사프린터.