KR100375288B1 - 기록 헤드, 기록 헤드용 기판, 및 기록 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 기록 헤드는 기록을 행하는 복수개의 기록용 소자와, 복수개의 기록용 소자를 구동시키기 위한 구동 회로와, 복수개의 기록용 소자에 연결되며 외부에서 공급된 전압으로부터 복수개의 기록용 소자에 인가되는 소정 전압을 발생시키기 위한 소정 전압 발생 회로를 포함한다. 헤드를 이와 같이 구성함으로써, 소정 전압 발생 회로를 사용하여 헤드의 내부에 기록을 행하기 위한 희망 전압이 발생됨으로써, 케이블을 통해 외부로부터 전압이 공급될 때 발생할 수 있는 전압 강하와, 노이즈로 인해 발열 소자의 내구성이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기록용 소자에 인가될 전압을 토출 전압에 대응하는 최적치로 설정함으로써 잉크 토출을 효율적으로 안정화시킬 수 있다.

Description

기록 헤드, 기록 헤드용 기판, 및 기록 장치{RECORDING HEAD, SUBSTRATE FOR USE OF RECORDING HEAD, AND RECORDING APPARATUS}

본 발명은 희망 이미지를 기록 매체에 기록하기 위한 기록 헤드, 기록 헤드용 기판, 및 기록 장치에 관한 것이다. 본 발명은 종이, 실, 섬유, 옷, 가죽, 금속, 플라스틱, 유리, 나무, 세라믹, 등에 기록을 하는 프린터, 복사기, 통신 시스템을 구비한 팩시밀리 장치, 프린팅 장치가 구비된 워드 프로세서와 같은 장치에 응용 가능하다. 또한, 본 발명은 산업용 기록 시스템에 응용 가능한데, 이러한 시스템은 여러 처리 장치들을 복잡하게 연결하여 구성된다. 여기서, 본 발명에 사용된 "기록"이란 용어는 문자와 그래픽과 같은 의미있는 이미지들을 기록 매체에 제공하는 것 뿐만 아니라, 패턴들과 같은 의미없는 이미지들을 기록 매체에 제공하는 것에도 사용될 수 있다.

종래의 기록 헤드로는 발열 소자를 사용하여 히트를 잉크 리본이나 감열성(thermosensitive) 종이에 전달함으로써 기록하는 열적 헤드와, 압전 소자들을 사용하여 잉크를 토출함으로써 기록하는 잉크젯 헤드가 있다. 이하에서는, 발열 소자들을 사용하여 잉크를 토출함으로써 기록하는 것으로 예를 들어, 잉크젯 헤드를 설명한다.

잉크에 히트나 다른 에너지가 주어짐으로써, 잉크에 상(state) 변화가 생기는데, 이것은 갑작스러운 부피 변화들(버블 발생)을 수반한다. 그 때, 잉크는 이러한 상 변화에 의해 발휘되는 활성력(active force)에 의해 토출 포트들로부터 토출된다. 이렇게 토출된 잉크는 이미지들을 형성하기 위해 기록 매체에 부착되어진다. 이것은 잉크젯 기록 방법으로 일컬어지는데, 통상적으로 소위 버블젯 기록 방법으로 공지되어 있다. 미국 특허 제4,723,129호의 명세서 및 다른 것들에도 개시되어 있는 바와 같이, 버블젯 기록 방법을 채택한 기록 장치는 보통, 잉크를 토출하는 토출 포트들과, 토출 포트들과 통신하는 잉크 흐름 경로들과, 잉크를 토출하기 위해 잉크 흐름 경로들에 각각 배치되어 에너지 발생 수단으로서 기능하는 기록용 소자들을 포함한다.

이러한 종류의 기록 방법을 사용하여, 고화질의 이미지들이 고속으로 그리고 저소음으로 기록될 수 있다. 이와 동시에, 이러한 기록 방법을 수행하는 헤드는 토출 포트들을 고밀도로 배치하는 것을 가능하게 만든다. 그 결과, 특히, 이러한 헤드에 의하면, 이미지들이 더 작은 장치를 사용하여 고해상도로 기록되고, 컬러 이미지들이 용이하게 만들어질 수 있다는 우수한 이점이 있다. 이러한 이점들로 인해, 버블젯 기록 방법은 최근 들어 프린터, 복사기, 팩시밀리 장치, 및 많은 다른 사무 기기들 및 장비들에 광범위하게 이용되고 있다. 또한, 이 방법은 직물 프린팅 시스템들과 다른 산업용으로 사용되기 시작했다.

지금은, 잉크를 토출하기 위한 에너지를 발생하는 기록용 소자들이 반도체 제조 공정들을 사용하여 제조되는데, 버블젯 기술들과 기법들을 사용하여 만들어져 왔던 종래의 헤드는 실리콘 기판으로 형성된 소자 베이스 판상에 기록용 소자들을 배치하도록 형성되고, 폴리설폰(polysulfone)이나, 다른 수지 또는 유리로 형성되며, 그루브들이 구비된 천판(ceiling plate)이 잉크 흐름 경로들을 제공하기 위해 상기 소자 베이스 판에 접합되는 방식으로 구성된다.

또한, 실리콘 기판으로 형성된 소자 베이스 판을 사용함으로써, 기록용 소자들이 소자 베이스 판상에 형성될 뿐만 아니라, 기록용 소자들을 구동하는 구동 회로, 기록용 소자들의 온도를 제어하는 데 사용되는 온도 센서, 구동용 제어기들, 및 다른 소자들도 소자 베이스 판상에 형성될 수 있다. 도 15는 이러한 종류의 소자 베이스 판의 일 예를 나타낸다.

도 15에서, 소자 베이스 판(1001)상에는, 잉크 토출용 열 에너지를 주는 저항성 소자로 형성되어 병렬적으로 배열된 복수개의 발열 소자들(기록용 소자들)(1005)을 갖는 히터 그룹(1002)과, 발열 소자들(히팅 소자)(1005) 각각을 구동하기 위해 병렬적으로 배열된 복수개의 트랜지스터들(1008)을 갖는 구동 회로(1003)와, 구동 회로(1003)상의 트랜지스터들(1008) 각각을 제어하기 위한 제어 회로(1004)와, 외부로부터 이미지 데이터와, 각종 신호 등을 수신하기 위한 입력 단자들(1007)이 형성된다. 또한, 소자 베이스 판(1001)상에는, 소자 베이스 판(1001)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서나, 발열 소자들 각각의 저항값을 측정하기 위한 저항 센서와 같은 센서(1006)가 형성될 수 있다.

제어 회로(1004)는 외부로부터 직렬적으로 수신된 이미지 데이터를 구동 회로(1003)에 출력하기 위한 시프트 레지스터들과, 데이터를 임시로 저장하고 이 데이터를 트랜지스터들(1008)에 출력하는 래치 회로들과, 센서(1006)를 구동하며, 센서(1006)로부터의 출력에 따라 발열 소자들(1005)을 구동하기 위한 펄스들의 폭을 제어하는 구동 제어 회로를 포함한다. 이러한 점에서, 제어 회로(1004)는 개개의 이미지 데이터를 출력하도록 배열될 수도 있고, 또는 히터 그룹(1002)을 복수개의 블럭들로 분할하고 각 단위 블럭 당 이미지 데이터를 출력하도록 배열될 수도 있다. 이러한 방식으로, 복수개의 시프트 레지스터들이 하나의 헤드에 대해 배치되고, 잉크젯 기록 장치로부터 전송된 이미지 데이터는 복수개의 시프트 레지스터들에 할당되어, 프린팅 속도를 용이하게 증가시킨다.

센서(1006)로서는 발열 소자들 부근의 온도를 측정하는 온도 센서와, 발열 소자들의 저항값을 감시하는 저항 센서 등이 사용된다.

토출될 액체 방울들로 토출량들을 살펴보면, 토출량은 발포되는 잉크량에 주로 관련된다고 생각할 수 있다. 잉크의 발포량은 발열 소자들(1005)과 그 주위 온도에 따라 잘 변화한다. 발열 소자들(1005)의 온도와 그 주위 온도는 온도 센서로 측정된다. 이렇게 측정된 결과에 따라, 잉크가 토출되도록 하기에는 강도가 작은 에너지를 주는 펄스[예열 펄스(preheat pulse)]가 잉크가 토출되도록 만드는 히트 펄스들에 더해진다. 그런 다음, 상기 예열 펄스들의 펄스 폭이나 출력 타이밍은 발열 소자들(1005) 및 그 주위 온도를 조절하기 위해 변화되도록 제어되어 잉크 방울들을 지정량으로 토출함으로써 화질을 향상시킨다.

또한, 발열 소자들(1005)로 잉크를 발포하는 데 필요한 에너지를 살펴보면, 이 에너지는 히트 방사 조건이 동일하다면, 발열 소자들(1005)에 필요한 단위 면적 당 입력 에너지와 발열 소자(1005)의 면적의 곱으로서 표현될 수 있다. 이러한 방법으로, 각각의 발열 소자(1005)의 양단에 인가되는 전압, 각각의 발열 소자(1005)에 흐르는 전류, 및 펄스 폭은 필요한 에너지를 얻을 수 있는 값으로 지정되어야 한다. 발열 소자들(1005) 각각을 흐르는 전류는 소자 베이스 판(1001)의 제조 공정에서 유발될 수 있는 발열 소자들(1005)의 가변적인 막 두께들로 인해 각 지점에 따라 또는 각각의 소자 베이스 판(1001)에 따라 다른 저항값들을 갖는 발열 소자(1005)의 영향을 받는다.

그러므로, 발열 소자(1005)의 저항값이 지정된 값보다 크다면, 인가된 펄스의 폭이 일정한 조건에서 전류량이 작아지게 된다. 그러면, 발열 소자(1005)의 입력 에너지가 불충분하게 되어 잉크를 적당하게 발포하는 것이 불가능하게 된다. 이와 반대로, 발열 소자(1005)의 저항값이 지정된 값보다 작다면, 동일한 전압이 인가되더라도 전류량이 커지게 된다. 이 경우, 발열 소자들(1005) 각각에 의해 과도한 에너지가 발생되어 발열 소자(1005)가 손상되거나 그 수명이 단축될 수 있다. 그러므로, 지금은, 발열 소자들(1005) 각각의 저항값이 저항 센서에 의해 항상 감시된다(monitor). 히트 펄스들의 폭은 이렇게 구한 저항값에 따라 변화되어, 실질적으로 지정된 에너지가 발열 소자들 각각에 인가되도록 구성된다.

상술한 바와 같이, 소자 베이스 판이 제공되는 종래의 잉크젯 헤드에 있어서는 두 종류의 전원들, 즉 발열 소자들(1005)용의 전압을 인가하기 위한 전원들과 이를 구동하기 위한 제어 회로용의 전압을 인가하기 위한 전원이 제공될 필요가 있다. 이 전압들은 잉크젯 기록 장치의 본체로부터 공급된다.

프린팅을 위해 기록 매체의 표면을 따라 움직이는 캐리지(carriage)에 탑재된 잉크젯 헤드에 전원 전압을 공급하기 위해, 잉크젯 헤드와 기록 장치의 본체는 유연성 베이스 기판과 같은 비교적 긴 케이블에 의해 접속된다. 이러한 구조로 구성되기 때문에, 잉크젯 헤드에 공급되는 헤드 인가용 전압은, 많은 수의 발열 소자들이 동시에 구동되는 경우에 강하될 수 있다.

그러므로, 종래의 잉크젯 헤드에 있어서는 발열 소자들에 인가되어야 하는 전압이 상기와 같은 전압 강하로 인해 토출하는 데 필요한 전압 (이하, 토출 전압이라 일컬음)보다 더 높게 지정된다. 그 결과, 발열 소자들의 내구성이 열화된다.

또한, 유연성 베이스 판과 같은 케이블을 통해 전송되는 신호들 및 전압들에 노이즈들이 중첩되는 경향이 있다. 발열 소자들은 스파이킹 노이즈(spiking noise)들에 의해 손상되거나, 또는 손상되지 않는다면 그 내구성이 열화될 가능성이 있다.

최근에는, 광범위한 제품들의 분야에서 잉크젯 기록 장치에 의한 고화질의 출력을 요구하고 있다. 이와 동시에, 기록 속도가 향상될 것이 요구된다. 그 결과, 잉크를 토출하기 위한 노즐(nozzle)(잉크 흐름 경로)의 개수가 증가되어야 하고, 기록 사이클도 짧아져야 한다. 그러기 위해, 구동 펄스들의 폭이 발열 소자들 각각에 인가될 때 짧아져야 하고, 이와 동시에, 동시적 구동을 위한 기록용 소자들의 개수가 증가되어야 한다.

그러나, 종래의 잉크젯 헤드의 발열 소자들에 인가되는 전압은 고정된 전압이다. 그러므로, 잉크의 종류나 발열 소자들 각각의 크기에 따라 잉크 토출량을 제어할 때에는 히트 펄스들의 폭을 변화시키는 것에 의해서만 이를 제어할 뿐 다른방법이 없다. 이렇게 구성된 구조로서는 펄스 폭이 전혀 짧아질 수 없다. 그러므로, 고속의 요건 (예를 들어, 토출 주파수가 10kHz 이상이거나 어떤 경우들에 있어서는 20kHz 이상임)을 만족시키고, 필요한 다수의 노즐들을 제공하기가 곤란하다.

본 발명의 목적은 다수의 노즐들을 사용하여 고속 기록 요건을 만족시키기 위해, 기록용 소자들에 인가할 수 있는 전원 전압을 안정화하고, 이와 동시에, 잉크의 종류와 기록용 소자들에 따라 잉크 토출 에너지를 최적으로 제어할 수 있는 기록용 헤드를 제공하고, 기록 헤드용 기판뿐만 아니라 기록 장치도 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기록을 수행하기 위한 복수개의 기록용 소자들과, 복수개의 기록용 소자들을 구동하기 위한 구동 회로와, 복수개의 기록용 소자들에 연결되며 외부로부터 공급된 전압으로부터 복수개의 기록용 소자들에 인가될 소정의 전압을 발생하기 위한 소정 전압 발생 회로를 포함하는 기록용 헤드는 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기판과, 기록을 수행하기 위해 기판에 제공된 복수개의 기록용 소자들과, 상기 기판상에 제공되어 복수개의 기록용 소자들 각각을 구동하기 위한 구동 회로와, 상기 기판상에 제공되어 복수개의 기록용 소자들에 연결되며 외부로부터 공급된 전압으로부터 복수개의 기록용 소자들에 인가될 소정의 전압을 발생하기 위한 소정 전압 발생 회로를 포함하는 기록용 헤드용 기판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기록을 수행하기 위한 복수개의 기록용 소자들과, 복수개의 기록용 소자들 각각을 구동하기 위한 구동 회로와, 복수개의 기록용 소자들에 연결되며 외부로부터 공급된 전압으로부터 복수개의 기록용 소자들에 인가될 소정의 전압을 발생하기 위한 소정 전압 발생 회로를 포함하는 기록용 헤드와, 기록용 헤드가 탑재되는 이송용 캐리지와, 외부로부터 공급되는 상기 전압을 발생하기 위한 수단을 포함한 기록 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 기록을 수행하기 위해 소정 전압 발생 회로를 사용하여 소정의 전압이 헤드의 내부에서 발생되어, 발열 소자들의 내구성이 노이즈들로 인해 열화되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 전압이 케이블을 통해 외부로부터 공급되는 경우에 발생될 수 있는 전압 강하를 방지할 수 있다. 특히, 소정 전압 발생 회로로부터 기록용 소자들용의 전압이 출력됨으로써, 기록용 소자들에 인가될 전압을 토출 전압에 대응하는 최적의 전압으로 지정할 수 있게 되어, 잉크 토출 효율을 효율적으로 안정화시킨다.

또한, 기록용 소자들의 그룹당 이러한 전압들을 공급하기 위해 복수개의 소정의 전압들이 소정 전압 발생 회로로부터 발생된다. 이러한 방식으로, 잉크 종류와 기록용 소자들에 따라 기록용 소자들에 인가될 전압의 지정을 최적화하는 것이 가능해진다. 그러므로, 다수의 노즐들을 갖는 고속 헤드라도 잉크 토출 에너지를 적당하게 제어하는 것이 용이하다.

또한, 기록용 소자들에 인가되는 기록용 소자들용 전압과 제어 회로에 인가되는 제어 회로용 전압은 각각 소정 전압 발생 회로로부터 공급된다. 그러므로, 헤드에 공급되는 전원이 한가지로만 될 수 있어서, 장치 본체에 주어지는 부하를 감소시킬 수 있다. 이 경우, 기록용 소자에 인가되는 전압은 제어 회로용 전압이 상승한 후에 상승하도록 된다. 그런 다음, 제어 회로용 전압은 기록용 소자 인가용의 전압이 하강한 후에 하강하도록 되며, 프린팅 동작 중에만 기록용 소자들용의 전압이 인가되도록 만들어진다. 이러한 방법으로, 기록용 소자들의 오동작을 방지할 수 있어서, 헤드의 신뢰도를 향상시킨다.

또한, 상부에 탑재된 복수개의 기록용 소자들을 갖는 기판과 동일 기판에 소정 전압 발생 회로를 제공함으로써, 부품들의 개수가 감소되어 조립 공정을 더 용이하게 만들 수 있다.

도 1a와 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타내는 블럭도들.

도 2는 도 1a와 1b에 도시된 소정 전압을 발생하는 회로의 일 구조 예를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 블럭도.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 블럭도.

도 5는 도 4에 도시된 소정 전압을 발생하는 회로의 일 구조 예를 나타낸 도면.

도 6a와 6b는 도 4에 도시된 소정 전압 발생 회로의 출력 전압의 상승 파형과 하강 파형을 나타낸 타이밍도들.

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타낸 블럭도.

도 8은 도 7에 도시된 소정 전압을 발생하는 회로의 일 구조 예를 나타낸 도면.

도 9a, 9b, 9c, 9d 및 9e는 도 7에 도시된 소정 전압 발생 회로로부터 출력되는 히터용 전압을 나타내고, 발열 소자에 인가되는 히터 구동 전압의 조건을 나타낸 타이밍도들.

도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 잉크젯의 주요 부분을 나타낸 투사도.

도 11은 본 발명이 응용될 수 있는 잉크젯 카트리지를 나타낸 분해도.

도 12는 본 발명이 응용될 수 있는 잉크젯 기록 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.

도 13은 본 발명이 응용될 수 있는 잉크젯 기록 장치를 동작시키기 위한 전체 시스템을 나타낸 블럭도.

도 14는 본 발명이 응용될 수 있는 액체 토출 시스템을 나타낸 도면.

도 15는 종래 헤드의 소자 베이스 판의 회로 구조를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 잉크젯 헤드

11 : 소정 전압 발생 회로

13 : 발열 소자

23 : 기준 전압원

24 : 차동 증폭 회로

45 : 제어 회로

54 : 정류 회로

55 : 제1 레귤레이터 회로

56 : 제2 레귤레이터 회로

57 : 타이머

1100 : 천판

1104 : 액체 챔버

이하, 첨부 도면들을 참조하여, 본 발명을 설명한다.

(제1 실시예)

도 1a와 1b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구조를 나타내는 블럭도이다. 도 2는 도 1a와 1b에 도시된 소정의 전압을 발생시키는 회로의 일 구조 예를 나타낸 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 헤드(1)는 소자 베이스 판 상에 형성된 히터 그룹(12)의 발열 소자(13) 각각에 인가할 히터 인가용 전압을 공급하기 위해 소정 전압 발생 회로(전압 변환 회로)(11)를 구비하도록 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 소정 전압 발생 회로(11)는 입력 단자(21)와 출력 단자(22) 사이에 삽입되는 트랜지스터 Tr1과, 출력 단자(22)로부터 출력된 출력 전압 VO을 분압하여 검출하기 위한 저항 R1 및 R2와, 트랜지스터 Tr1의 베이스와 콜렉터를 가로질어 삽입된 저항 R3와, 특정 기준 전압 Vref를 출력하는 기준전압원(23)과, 저항 R1 및 R2로 검출된 검출 전압 Vs와 기준 전압 Vref를 수신하고 트랜지스터 Tr1을 제어하여 검출 전압 Vs와 기준 전압 Vref를 같게 만드는 차동 증폭 회로(24)를 포함한다. 또한, 부하 변화를 안정화시키기 위해, 출력 단자(22)와 접지 전위 사이에 캐패시터(25)가 삽입될 수도 있다.

도 2에 도시된 회로에서는 검출된 전압 Vs 및 기준 전압 Vref가 동일하게 되도록 차동 증폭 회로(24)에 의해 트랜지스터 Tr1의 베이스 전류가 제어되며, 외부에서 수신된 입력 전압 V1의 변동(fluctuation)에 대해 출력 전압 VO이 일정하게 제어된다. 여기서, 기준 전압원(23)으로부터 출력된 기준 전압 Vref은 변동가능하여, 출력 전압 VO의 값을 소망의 전압으로 용이하게 조정할 수 있다.

상술된 바와 같이, 잉크젯 헤드(1)용으로 소정 전압 발생 회로(11)를 설치한 경우, 도 1b에 도시된 바와 같이, 외부에서 잉크젯 헤드(1)로 공급된 입력 전압 VA이 스파이킹 노이즈와 중첩되거나 입력 전압 VA에 의해 전압 강하가 발생하게 되더라도, 소정 전압 발생 회로(11)의 출력 전압 VB을 일정한 레벨로 유지할 수 있게 된다. 그러므로, 발열 소자(13) 각각에 노이즈 입력 또는 외부 전압의 강하에 대해 거의 변동하지 않는 히터 인가용의 전압을 인가할 수 있게 된다.

이와 같이, 발열 소자(13)가 입게 되는 손상 또는 스파이킹 노이즈로 인한 발열 소자의 내구성의 열화가 방지될 수 있으며, 잉크젯 기록 장치의 본체로부터 전원 전압이 강하되는 경우에도, 발열 소자(13) 각각에 안정한 전압이 인가되어 발열 소자(13)의 수명이 단축되는 것이 방지된다.

(제2 실시예)

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구성을 도시한 블럭도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 헤드(3)는 복수개의 발열 소자(33)를 복수개의 히터 그룹(32)들(한 예로, 도 3에 도시되는 2개의 그룹(321 및 322))로 분할하여 히터 그룹(32)마다 각각의 발열 소자(33)를 구동하는 구성으로 되어 있다.

본 실시예의 잉크젯 헤드(3)에 설치된 소정 전압 발생 회로(31)는 예를 들어 도 2에 도시된 복수개의 회로를 구비하는 구성으로 되어 있으며, 히터 인가용 전압이 히터 그룹(32)에 각각 공급된다.

이렇게 배치된 구성에 있어서, 히터 그룹(32)마다 히터 인가용 전압을 희망 값으로 설정할 수 있게 된다. 그러므로, 예를 들어 발열 소자(33)는 상이한 구동 조건을 갖는 컬러 잉크 발열 소자 및 블랙 잉크용 발열 소자가 하나의 잉크젯 헤드에 일체적으로 배치되어 있는 경우에도, 잉크의 종류 또는 발열 소자의 크기에 따라 최적의 전압으로 구동될 수 있다. 그 결과, 다수의 노즐을 제공함과 동시에 고속 수행이 가능한 잉크젯 헤드의 경우에도 잉크 토출 에너지를 용이하게 제어할 수 있게 된다.

(제3 실시예)

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 5는 도 4에 도시된 소정 전압을 발생하는 회로의 한 구성예를 도시하는 블럭도이다. 도 6a 및 6b는 도 4에 도시된 소정 전압 발생 회로의 출력 전압의 상승파형 및 하강 파형을 도시한 타이밍도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 헤드(4)는 히터 인가용 전압(10V 내지 40V) 및 제어 회로(45)를 구동하도록 인가되는 제어 회로용 전압(3.3V 또는 5V)을 소정 전압 발생 회로(41)로부터 각각 공급하도록 구성된다.

본 실시예에서 배치된 소정 전압 발생 회로(41)로부터 히터 인가용 전압 및 제어 회로용 전압을 각각 인가하는 경우, 외부로부터 잉크젯 헤드에 공급되어야 하는 전압은 한 종류뿐이므로, 잉크젯 기록 장치의 본체의 부하를 저하시킬 수 있다. 특히, 전원 전압이 한 종류인 경우 배터리를 사용하여 잉크젯 헤드를 구동할 수 있게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 소정 전압 발생 회로(41)는 입력 단자(51)를 통해 수신된 입력 전압 VI을 정류하는 정류 회로(54)와, 정류 회로(54)로부터의 출력 전압을 입력으로서 수신하여 출력 단자(52)로부터 희망 전압 VO1을 출력하는 제1 레귤레이터 회로(55)와, 정류 회로(54)로부터의 출력 전압을 입력으로서 수신하여 출력 단자(53)로부터 희망 전압 VO2를 출력하는 제2 레귤레이터 회로(55)와, 제1 레귤레이터 회로(55)로의 입력 전압을 온/오프하는 트랜지스터 Tr11과, 제2 레귤레이터 회로(56)로의 입력 전압을 온/오프하는 트랜지스터 Tr12와, 제2 레귤레이터 회로(56)로부터 출력된 전압을 방전하는 저항 R11 및 트랜지스터 Tr13를 제어할뿐 아니라, 트랜지스터 Tr11, Tr12, 및 Tr13의 온/오프를 각각 특정 타이밍으로 제어하는 타이머(57)를 포함한다.

제1 레귤레이터 회로(55) 및 제2 레귤레이터 회로(56)는 예를 들어 도 2에도시된 회로와 동일한 회로로 구성된다. 도 5에서는 기록 장치의 본체로부터 교류 전압이 공급된다는 가정하에 정류 회로(54)를 배치하였으나, 기록 장치의 본체로부터 직류 전압이 공급되는 경우에는 정류 회로가 불필요하다.

도 5에 도시된 회로는 트랜지스터 Tr11 및 Tr12를 온시킬 때 타이머(57)를 사용하여 트랜지스터 Tr12보다 먼저 트랜지스터 Tr11를 온시키도록 배치된다. 또한, 트랜지스터 Tr11 및 트랜지스터 Tr12를 오프시킬 때 트랜지스터 Tr12는 오프되고 트랜지스터 Tr13는 온된다. 그 후, 제2 레귤레이터 회로(56)로부터 출력된 전압이 충분히 방전되어 0V가 되도록 소정 시간이 경과된 후 트랜지스터 Tr11이 오프된다.

이 때, 출력 단자(52)로부터 출력된 전압 VO1이 제어 회로용 전압이라고 가정하고 출력 단자(53)로부터 출력된 전압 VO2가 히터 인가용 전압이라고 가정하면, 제어 회로용 전압이 공급된 후 히터 인가용 전압이 공급되며, 도 6a에 도시된 바와 같이 히터 인가용 전압이 오프된 후 제어 회로용 전압이 오프된다.

또한, 도 6b에 도시된 바와 같이, 타이머(57)를 사용하여 히트 구동 신호에 따라 발열 소자(43)를 구동하는 경우, 즉 프린팅을 위해 잉크가 토출되는 기간 동안에만 히터 그룹(42)에 히터 인가용 전압을 공급할 수 있다.

이와 같이, 제어 회로용 전압이 항상 온되는 동안에 히터 인가용 전압이 온/오프되도록 인가 타이밍이 제어되는 경우, 발열 소자(43)의 오동작을 방지할 수 있으므로, 발생될 수도 있는 오동작에 의해 발열 소자(43)가 손상되는 것이 방지된다. 또한, 프린팅을 수행할 때에만 발열 소자(43)에 인가되는 히터 인가용 전압으로 발열 소자(43)를 보호하여 잉크젯 헤드의 신뢰성이 향상된다.

또한, 제2 실시예에서와 같이 발열 소자들이 복수개의 히터 그룹으로 분할되면, 소정 전압 발생 회로(41)에 도 5에 도시된 제2 레귤레이터 회로(56)와 동일한 복수개의 회로를 설치하고, 트랜지스터 Tr12 및 Tr13의 경우와 같이 타이머(57)를 사용하여 이러한 회로를 제어하는 방식으로, 각각의 히터 그룹에 각각 소망의 전압을 공급할 수 있다. 이 경우, 제2 실시예에서 얻어진 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(제4 실시예)

도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구성을 도시한 블럭도이다. 도 8은 도 7에 도시된 소정 전압을 발생하는 회로의 한 구성예를 도시하는 도면이다. 도 9a 내지 9e는 도 7에 도시된 소정 전압 발생 회로로 출력된 히터용 전압과, 발열 소자에 인가되는 히터 구동 전압의 조건을 도시한 타이밍도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 헤드(7)는 소정 전압 발생 회로(71)의 출력 전압 VB를 변경하기 위해 히터 전압을 제어하기 위한 신호 VC를 잉크젯 헤드(7)의 외부로부터 수신하도록 구성되어 있다. 소정 전압 발생 회로(71)의 출력 전압 VB는 히터 인가용 전압으로서 히터 그룹(72)에 공급되고, 각각의 발열 소자(73)에 인가되는 히터 구동 전압은 히트 전압을 제어하기 위한 신호 VC를 인가함으로써 외부로부터 변경가능하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 소정 전압 발생 회로(71)는 입력 단자(81)와 출력 단자(82) 사이에 삽입된 트랜지스터 Tr21과, 출력 단자(82)로부터출력된 출력 전압 VO을 분할하여 검출하는 저항 R21 및 R22와, 트랜지스터 Tr21의 베이스-콜렉터 사이에 삽입된 저항 R23과, 소정 기준 전압 Vref를 출력하는 기준 전압원(83)과, 저항 R21 및 R22에 의해 검출된 검출 전압 Vs 및 기준 전압 Vref을 수신하며 검출 전압 Vs와 기준 전압 Vref가 동일하게 되도록 트랜지스터 TR21를 제어하는 차동 증폭 회로(84)와, 제어 단자(85)로부터 입력된 히터 전압을 제어하기 위한 신호 VC를 저항 R24를 통해 수신하는 베이스, 출력 단자(82)에 접속된 콜렉터, 및 차동 증폭기의 검출 전압 Vs이 저항 R25를 통해 입력되는 입력 단자에 접속된 에미터를 갖는 트랜지스터 Tr22를 포함한다.

도 8에 도시된 소정 전압 발생 회로(81)의 구성에 있어서, 도 2에 도시된 제1 실시예의 소정 전압 발생 회로의 경우에서와 같이 차동 증폭기(84)를 사용하여 검출 전압 Vs와 기준 전압 Vref가 동일하게 되도록, 트랜지스터 Tr21의 베이스 전류가 제어되며, 외부로부터의 입력 전압 VI의 변동에 대해 일정하도록 출력 전압 VO이 제어된다.

이 때, 도 8에 도시된 회로의 경우, 트랜지스터 Tr22는 히터 전압을 제어하기 위한 신호 VC가 "L" 레벨일 때는 도통되지 않는다. 그러므로, 소정 전압 발생 회로(71)로부터 특정 출력 전압 VO이 출력된다. 한편, 트랜지스터 Tr22는 히터 전압을 제어하기 위한 신호가 "H" 레벨일 때 도통된다. 그 결과, 트랜지스터 Tr22의 에미터에 접속된 저항 R25는 분압(partial pressure)용 저항 R21과 병렬로 접속된 구성과 동일한 구성을 나타낸다. 따라서, 저항 R21 및 R22에 의한 분압비가 변하며, 출력 단자(82)로부터 출력된 전압은 출력 전압 VO보다 낮은 전압 VO'에 의해제어된다.

이와 같이, 소정 전압 발생 회로(71)를 설치한 경우, 도 9a에 도시된 제1 실시예와 같이 발열 소자(히터)(73) 각각에 인가가능한 히터 구동 전압은 히터의 저항값에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 히터의 저항값이 제조 등의 이유로 인해 변하는 경우, 저항값이 170Ω 내지 200Ω정도로 작을 때의 히터 구동 전압(=VO')의 조건, 또는 저항값이 201Ω 내지 230Ω정도로 클 때의 히터 구동 전압(=VO)의 조건에 의해 그 값을 변화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 구동 전압은 히터의 저항값마다 조정될 수 있다. 그 후, 펄스폭이 완전히 작게 되어, 고속화가 가능해진다.

제2 실시예에서와 같이, 발열 소자(73)에 인가가능한 히터 구동 전압은 도 9b에 도시된 소정 시간에 구동되는 히터의 갯수에 따라 변화될 수 있다. 예를 들어, 동시에 구동되는 히터의 갯수가 최대 16개라면, 히터 구동 전압은 1 내지 8개를 위한 히터 구동 전압 VO'으로부터 9내지 16개의 동시 구동을 위한 전압 V0로 변화된다. 이러한 방식으로, 히터들간의 전압 강하는 소정 전압 발생 회로에 의해 보상될 수 있으므로, 동시에 구동되는 히터수와는 무관하게 토출이 안정화될 수 있다.

제3 실시예에서와 같이, 도 9c에 도시된 바와 같이 구동되는 히터의 주파수에 따라 발열 소자(73)에 인가가능한 히터 구동 전압을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 히터의 토출 주파수가 20 kHz 이하인 경우, 히터 구동 전압은 VO'로 일정하게 되지만, 이러한 설정은 토출 주파수가 20 kHz 이상인 경우 VO이도록 변화된다. 이러한 방식으로, 각각의 프린팅 모드에서 최적의 구동이 가능하게 되어, 토출이안정화된다.

제4 실시예에서와 같이, 도 9d에 도시된 예열 펄스(히터 구동 전압 = VO') 및 주 펄스(히터 구동 전압 = VO)를 사용하여 발열 소자(73)에 인가가능한 히터 구동 전압을 변화시킬 수 있다. 예열 펄스는 버블이 발생되지 않도록 저전압에서 만들어지지만, 잉크에 히트를 전달하도록 수 μs 의 주기로 히트가 제공된다. 주 펄스는 버블을 발생하도록 안정하게 만들어지며, 고전압에서 1 μs 이하의 짧은 펄스로 히트가 제공된다. 이러한 방식으로, 발열 소자(73)에 최적의 히터 구동 전압이 공급될 수 있다. 그래서, 잉크가 효과적으로 안정하게 토출될 수 있다. 또한, 이렇게 배치된 구성에 있어서, 펄스폭을 2μs 이하로 만들 수 있으므로, 15 kHz 또는 20 kHz 이상의 토출 주파수로 고속 구동을 가능하게 된다. 도 9e는 제5 실시예에서와 같은 도 9d에 도시된 변형예를 도시한다.

이러한 점에서, 히터 전압을 제어하기 위한 신호 VC는 잉크젯 헤드(7)의 외부로부터 제공되는 신호로 반드시 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제어 회로(75)로부터 신호가 제공되는 구성을 배치할 수도 있다.

또한, 제2 실시예의 경우와 같이 발열 소자가 복수개의 히터 그룹으로 분할되는 경우, 도 8에 도시된 회로가 복수개 배치된 소정 전압 발생 회로(71)를 갖는 히터 그룹 각각에 소망의 전압을 공급할 수 있게 된다. 이 경우에, 제2 실시예에서 얻어질 수 있는 것과 동일한 효과가 얻어질 수 있다.

제1 내지 제4 실시예에서는, 소정 전압 발생 회로가 배치되는 장소에 대해 특히 언급하지는 않았다. 그러나, 발열 소자가 설치되는 소자 베이스 판 상에 소정 전압 발생 회로를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 발열 소자가 형성되어 있는 소자 베이스 판을 소정 전압 발생 회로가 설치된 다른 기판과 접속하는 단자 등의 개수를 감소시킬 수 있게 되므로, 부품 수를 감소하여 조립의 처리를 용이하게 수행할 수 있게 된다.

이러한 점에서, 소정 전압 발생 회로는 발열 소자가 형성되는 소자 베이스 판 이외의 헤드 기판 상에 형성될 수도 있다. 이러한 경우에서도, 실용상 문제는 발생되지 않으며, 제어 회로뿐만 아니라 히터 그룹에도 희망 전압이 공급될 수 있다.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 잉크젯 기록 헤드의 주요부를 도시하는 투시도이다. 잉크젯 헤드 H를 구성하는 천판(1100)이 수지 재료로 형성된다. 그 후, 기록 액체 및 복수개의 액체 경로(1103)를 보유하는 액체 챔버(1104)를 형성하는 천판(1100), 각각의 액체 경로(1103)와 각각 결합된 복수개의 토출 포트(오리피스;orifice)(1102)를 형성하는 토출 포트 형성 부재(1101) 및 기록 액체 공급 포트(1105)가 일체적으로 형성된다. 또한, 히터 보드(소자 베이스 판;1107)의 경우, 공지된 막 형성 기술을 응용하여, 잉크를 토출하는데 사용되는 열 에너지를 발생함으로써 막 보일링(film boiling)을 발생하도록 실리콘 기판 상에 복수개 배치된 히터(전열 변환 소자;1106) 및 히터에 전력을 공급하는 알루미늄 등의 전기 배선(도시되지 않음)이 형성된다. 그 후, 기판(1110) 상에는 히터 보드가 배치되어 공지된 접합 기술로 고정된다. 배선 기판(1108)에는 공지된 배선 접합에 의해 히터 보드(1107)의 배선에 접속되는 배선 및 장치의 주요부로부터 전기 신호를 수신하도록 배선의 에지부에 배치된 복수개의 패드(1109)가 설치된다. 그 후, 천판(1100) 및 히터 보드(1107)는 액체 경로(1103) 및 히터(1106)와 각각 일치하도록 배치되면서 접합되어 배선 기판(1108)과 함께 기판(1110)에 고정되어, 잉크젯 기록 헤드 H가 형성된다.

이제, 상기 실시예의 잉크젯 헤드가 장착된 잉크젯 헤드 카트리지에 대해 상세히 설명하기로 한다. 도 11은 전술된 잉크젯 헤드를 포함하는 잉크젯 헤드 카트리지를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다. 개략적으로 기술하자면, 잉크-젯 헤드 카트리지는 주로 잉크 토출 헤드 유닛(200)과 잉크 용기(140)로 구성된다.

잉크 토출 헤드 유닛(200)은 많은 소자들 중에서 특히 기본 베이스 판(151), 개방된 토출 포트를 갖는 천판(153), 가압 스프링(128), 잉크 공급 부재(130), 알루미늄 베이스 판(지지 소자)(120)을 포함한다. 기본 베이스 판(151)에는, 상술된 바와 같이 잉크에 히트를 제공하기 위해 복수개의 발열 저항성 소자들이 일렬로 배치되어 있다. 기본 베이스 판(151)과 천판(153)을 접합시켜 액체 경로(도시 안됨)가 형성됨으로써 잉크가 이들에 분산된다. 가압 스프링(128)은 기본 베이스 판(151)으로 전달되는 바이어싱력이 천판(153)에 작용하도록 하게끔 하는 부재이다. 바이어싱력이 이와 같이 가해짐으로써, 기본 베이스 판(151), 천판(153) 및 후술될 지지 소자(120)가 양호한 상태로 일체화된다. 여기서, 천판 및 소자 베이스 판이 접착제 등의 도포에 의해 접착되면, 가압 스프링을 제공하지 않아도 된다. 지지 소자(120)는 기본 베이스 판(151)과 기타 부재를 지지하는 부재이다. 지지 소자(120) 상에는 기본 베이스 판(151)에 접속되어 전기 신호를 공급하는 프린팅 회로 기판(123) 등과, 기록 장치측에 접속되어 이것과 전기 신호를 교환하는 접촉 패드(124)가 배치되어 있다.

잉크 용기(140)는 잉크 토출 헤드 유닛(200)에 공급될 잉크를 보유한다. 잉크 용기(140)의 외측 상에는 잉크 토출 헤드 유닛(200)과 잉크 용기(140)를 접속시키는 접속 부재를 배치시키기 위한 위치 설정 부재(144)와, 접속 부재를 고정시키는 고정축(145)이 배치되어 있다. 잉크가 잉크 용기(140)의 잉크 공급로(142 및 143)를 통해 잉크 공급 부재(130)의 잉크 공급(131 및 132)에 공급된 후, 각 부재의 액체 공급로(133, 129, 및 153c)를 통해 공통 액체 챔버에 공급된다. 이 예에서는, 잉크 용기(140)로부터 잉크 공급 부재(130)로의 잉크 공급은 두 통로로 분할되지만, 이러한 잉크 공급을 반드시 분할할 필요는 없다.

이 예에서는, 잉크가 소모된 후에 잉크 용기(140)에 잉크를 재충전시킴으로써 잉크 용기(140)를 다시 사용할 수 있다. 이러한 목적을 위해서는, 잉크 용기(140)에 잉크 주입 포트를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 잉크 토출 헤드 유닛(200)과 잉크 용기(140)를 함께 일체화하거나 이들을 분리시킬 수 도 있다.

도 12는 상기 잉크-젯 헤드가 설치된 잉크-젯 기록 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 잉크-젯 기록 장치의 캐리지(스캐닝 디바이스) HC 상에는 잉크를 보유하는 잉크 용기(140)와 잉크 토출 헤드 유닛(200)을 착탈가능하게 갖고 있는 헤드 카트리지가 장착된다. 이 캐리지는 기록 매체를 반송시키는 수단에 의해 반송되는 기록 용지 등의 기록 매체(170)의 폭 방향(화살표 a 및 b로 표시)으로 왕복할 수 있다. 이러한 점에서, 잉크 용기와 헤드 유닛을 서로 분리가능하게 하는 구조체가 배치되어 있다.

도 12에서, 구동 신호 공급 수단(도시되지 않음)으로부터 캐리지 HC 상의 잉크 토출 수단으로 구동 신호가 공급되면, 이 신호에 따라 잉크 토출 헤드 유닛(200)으로부터 기록 매체(170)로 기록 잉크가 토출된다.

또한, 여기서 예시된 잉크-젯 기록 장치는 많은 소자들 중에서도 특히 기록 매체 반송 수단 및 캐리지 HC를 구동시키는 구동원으로서 기능하는 모터(161)와, 구동원으로부터의 구동 전력을 캐리지 HC로 전달하는 기어(162 및 163)와, 캐리지축(164)을 포함한다. 기록 장치가 이와 같이 배치됨으로써, 각 종 기록 매체 각각에 잉크가 토출되어 고화질의 기록 물체를 얻을 수 있다.

도 13은 본 발명의 잉크-젯 헤드가 적용가능한 잉크-젯 기록 장치를 동작시키는 전체 시스템을 도시한 블럭 다이어그램이다.

기록 장치는 호스트 컴퓨터(300)로부터 제어 신호로서 프린팅 정보를 수신한다. 이 프린팅 정보는 프린팅 장치의 내부에 제공된 입력 및 출력 인터페이스(301) 상에 임시로 저장됨과, 동시에 기록 장치에서 처리될 수 있는 데이타로 변환되어 헤드 구동 신호 공급 수단으로서도 이중 기능하는 CPU(302)에 입력된다. ROM(303)에 저장된 제어 프로그램에 따라, CPU(302)는 RAM(304) 및 다른 주변 유닛을 이용하여 CPU(302) 내로 입력된 데이타를 처리하여, 이들을 프린팅 데이타(이미지 데이타)로 변환한다.

또한, 기록 용지의 적당한 위치 상에 이미지 데이타를 기록하기 위해, CPU(302)는 기록 용지와 헤드(200)를 이미지 데이타와 동기로 이동시키는 구동 모터(306)를 구동시키는 데 필요한 구동 데이타를 발생시킨다. 이미지 데이타 및 모터 구동 데이타는 헤드 드라이버(307)와 모터 드라이버(305)를 통해 헤드(200)와 구동 모터(306)에 전송된다. 따라서, 제어된 타이밍에 따라 각각 구동되어지는 이들에 의해 이미지가 형성된다.

잉크 등의 액체를 제공할 수 있으며 상기 기록 장치에 적용할 수 있는 기록 매체로서는, 여러 종류의 물체가 있는 데, 그 중에서도 특히 종이, OHP 용지에 사용되는 플라스틱 물질, 콤팩트 디스크나, 장식용 보드, 직물, 알루미늄, 동 등의 금속 물질, 우피, 돈피, 인조 가죽 등의 가죽 물질, 나무, 합판 등의 목재, 죽제품, 타일 등의 세라믹 물질이나, 스폰지 등의 3차원 구조물이 있다.

또한, 상기 기록 장치로서는 종이, OHP 용지 등의 여러 종류에 기록하는 프린터, 콤팩트 디스크나 기타 플라스틱 물질 상에 기록하는 플라스틱용 기록 장치, 금속판 상에 기록하는 금속용 기록 장치, 가죽 제품 상에 기록하는 가죽 제품용 기록 장치, 목재 상에 기록하는 목재용 기록 장치, 세라믹 물질 상에 기록하는 세라믹용 기록 장치, 스폰지 등의 3차원 망 구조물용 기록 장치, 직물 상에 기록하는 직물 기록 장치 등이 있다.

또한, 이런 유형의 잉크-젯 기록 장치에 사용되는 토출용 액체로서는 각각의 기록 매체 및 기록 조건에 따라 잉크를 사용할 수 있다.

지금부터, 기록 헤드로서 본 발명의 잉크-젯 헤드를 사용하여 기록 매체 상에 기록을 행하는 잉크-젯 기록 시스템의 일례에 대해 기술하기로 한다.

도 14는 상술된 본 발명의 잉크-젯 헤드를 이용하는 잉크-젯 기록 장치의 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 본 실시예의 잉크-젯 헤드는 복수개의 토출 포트가 기록 매체의 기록가능한 폭에 대응하는 길이로 360 dpi의 간격으로 배치되어진 풀 라인 형(full line type)의 헤드이다. 따라서, 황색(Y), 마젠타(M), 시안(C), 및 흑색(Bk) 각각에 대응하는 4개 헤드(201a 내지 201d)는 X 방향의 일정 간격으로 평행하게 홀더(202)에 의해 고정식으로 지지되어 있다.

이들 헤드(201a 내지 201d)에는 구동 신호 공급 수단을 각각 구성하는 헤드 드라이버(307)로부터 신호들이 공급된다. 이들 신호에 따라, 헤드(201a 내지 201d) 각각이 구동된다. 이로써, 헤드(201a 내지 201d) 각각에는 잉크 용기(204a 내지 204d) 각각으로부터 4가지 칼라 잉크 Y, M, C, 및 Bk 각각이 공급된다.

또한, 각각의 헤드(201a 내지 201d) 아래에는 헤드 캡(203a 내지 203d)이 배치되며, 이들 헤드 캡 각각은 그 내부에 스폰지나 임의 다른 잉크 흡수제를 갖고 있어 각 헤드(201a 내지 201d)의 토출 포트를 커버함으로써 헤드(201a 내지 201d)가 보존된다.

이 실시예에서, 참조 부호(206)는 이전 예에 관련하여 기술한 각 종의 기록 매체를 반송하기 위한 반송 수단을 구성하는 캐리어 벨트(carrier belt)를 가리킨다. 캐리어 벨트(206)는 특정 통로를 통해 여러 종류의 롤러 주변을 따라 이끌려짐으로써 모터 드라이버(305)에 접속된 구동 롤러에 의해 구동된다.

잉크-젯 기록 장치의 경우, 기록을 행하기 전후에 기록 매체의 각 종 처리를 행하는 사전-처리 디바이스(251) 및 사후-처리 디바이스(252)가 기록 매체 반송로의 상측 및 하측 각각에 배치된다.

기록을 행하는 기록 매체의 종류와 잉크의 종류에 따라, 사전-프로세스 및 사후-프로세스의 처리 내용이 달라진다. 그러나, 예를 들어, 사전-처리로서 금속, 플라스틱, 세라믹 등의 기록 매체의 표면 상에 자외선 및 오존을 조사시켜 이러한 기록 매체의 표면을 활성화시킴으로써 잉크의 점착성을 증강시킬 수 있다. 또한, 플라스틱 등의 정전기가 쉽게 발생하는 기록 매체의 경우에는, 그 표면에 먼지 미립자들이 쉽게 달라붙는 경향이 있으므로, 이러한 먼지 미립자들의 점착으로 인해 어떤 경우에는 양호한 기록이 방해를 받을 수 있다. 그러므로, 사전-처리로서, 정전기를 제거시키는 이온화 시스템을 사용하여 기록 매체로부터 먼지 미립자들을 제거시키는 것이 바람직하다. 또한, 기록 매체로서 직물을 사용할 경우에는, 유출 방지, 소모성 향상 등의 견지에서 알칼리 물질, 수용성 물질, 합성 중합체, 수용성 금속염, 요소(urea), 및 티오 요소(thiourea) 중에서 선택할 수 있는 물질을 직물에 제공함으로써 사전-처리를 행할 수 있다. 여기서, 사전-처리는 반드시 상기에서 언급한 것에만 한정되는 것이 아니라, 기록 매체의 온도를 목적으로 하는 기록에 가장 적합한 온도로 만드는 처리 등을 채용할 수 있다.

한편, 사후-처리는 잉크가 제공되어진 기록 매체에 대해 가열 처리, 자외선 등의 조사에 의해 잉크의 정착성을 증진시키는 정착화 처리, 사전-처리에 사용되었지만 비활성 상태로 남아 있는 처리액을 세척하는 처리 등을 제공하는 것이다.

또한, 이 예에서는 헤드(201a 내지 201d)로서 풀-라인 헤드를 사용하는 것에 대해 기술하였지만, 본 발명은 반드시 이것에만 한정되는 것이 아니라, 기록을 위한 기록 매체의 폭 방향에 소형 헤드를 포함시키는 방식을 채용할 수 있다.

또한, 이 예에서는 저항성 디바이스로 형성된 발열 소자가 구비된 잉크-젯 헤드를 일례로서 사용하여 잉크를 토출시키기 위한 에너지를 제공하는 기록용 소자에 대해 기술하였지만, 본 발명은 발열 소자를 사용하는 피에조-효과(piezo-effect) 또는 열적 헤드에 의해 잉크를 토출시키는 기록용 소자로서 압전 소자를 사용하는 잉크-젯 헤드에도 적용할 수 있다.

본 발명에서는 소정 전압 발생 회로를 사용하여 헤드의 내부에 기록을 행하기 위한 희망 전압이 발생되어서, 케이블을 통해 외부로부터 전압이 공급될 때 발생할 수 있는 전압 강하와, 노이즈로 인해 발열 소자의 내구성이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기록용 소자에 인가될 전압을 토출 전압에 대응하는 최적치로 설정함으로써 잉크 토출을 효율적으로 안정화시킬 수 있다.

Claims (20)

1. 기록 헤드에 있어서,

   기록을 행하는 복수개의 기록용 소자와,

   상기 복수개의 기록용 소자들을 각각 구동시키기 위한 구동 회로와,

   외부에서 공급되는 소정의 전압으로부터 상기 복수개의 기록용 소자들에 인가되는 복수개의 상이한 전압을 발생하는 전압 발생 회로

   를 포함하는 기록 헤드.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 기록용 소자는 복수개의 그룹으로 분할되고, 상기 전압 발생 회로는 상기 그룹마다 개별적으로 상기 복수개의 상이한 전압을 인가하는 기록 헤드.
4. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 상이한 전압은 상기 복수개의 기록용 소자들에 인가되는 소자용 전압과, 상기 구동 회로를 제어하기 위한 제어 회로에 공급되는 회로용 전압을 포함하는 기록 헤드.
5. 제4항에 있어서, 상기 전압 발생 회로는 상기 회로용 전압을 상승시킨 후 상기 소자용 전압을 상승시킬 수 있는 기록 헤드.
6. 제4항에 있어서, 상기 전압 발생 회로는 상기 소자용 전압을 강하시킨 후 상기 회로용 전압을 강하시킬 수 있는 기록 헤드.
7. 제4항에 있어서, 상기 전압 발생 회로는 기록시에만 상기 복수개의 기록용 소자들에 상기 소자용 전압을 인가하는 기록 헤드.
8. 제1항에 있어서, 상기 전압 발생 회로는 특정 제어 신호에 따라 상기 전압치를 변화시키는 기록 헤드.
9. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 상이한 전압은 상기 복수개의 기록용 소자의 저항값에 대응하여 선택되는 기록 헤드.
10. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 상이한 전압은 상기 복수개의 기록용 소자의 동시성 구동수에 대응하여 선택되는 기록 헤드.
11. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 상이한 전압은 상기 복수개의 기록용 소자의 구동 주파수에 대응하여 선택되는 기록 헤드.
12. 제1항에 있어서, 예열 펄스의 사용 전압과 주 펄스의 사용 전압은 상이하며 상기 복수개의 상이한 전압으로서 상기 복수개의 기록용 소자들에 인가되는 기록 헤드.
13. 제12항에 있어서, 상기 주 펄스의 사용 전압은 상기 예열 펄스의 사용 전압보다 큰 기록 헤드.
14. 제1항에 있어서, 상기 전압 발생 회로는 상기 복수개의 기록용 소자가 제공되어진 베이스 판과 동일한 베이스 판에 제공되는 기록 헤드.
15. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 기록용 소자는 잉크 토출을 위한 복수개의 토출 포트(ports)와 연결되어 통해 있는 복수개의 잉크 흐름로에 잉크를 선택적으로 토출시키기 위한 에너지를 발생시키는 기록 헤드.
16. 제15항에 있어서, 상기 복수개의 기록용 소자는 발열 소자인 기록 헤드.
17. 제15항에 있어서, 상기 복수개의 기록용 소자는 압전 소자인 기록 헤드.
18. 제1항에 있어서, 상기 기록 헤드는 열적 헤드인 기록 헤드.
19. 기록 헤드용 기판에 있어서,

    베이스 판과,

    상기 베이스 판에 제공되어 기록을 행하기 위한 복수개의 기록용 소자와,

    상기 베이스 판에 제공되어 상기 복수개의 기록용 소자들을 각각 구동시키기 위한 구동 회로와,

    상기 베이스 판에 제공되어 상기 복수개의 기록용 소자들에 직접 연결되며, 외부에서 공급되는 전압으로부터 상기 복수개의 기록용 소자들에 인가되는 전압을 발생하는 전압 발생 회로

    를 포함하는 기록 헤드용 기판.
20. 기록 장치에 있어서,

    기록을 행하는 복수개의 기록용 소자와, 상기 복수개의 기록용 소자들을 각각 구동시키기 위한 구동 회로와, 상기 복수개의 기록용 소자들에 연결되며 외부에서 공급되는 전압으로부터 상기 복수개의 기록용 소자들에 인가되는 전압을 발생하는 전압 발생 회로를 구비한 기록 헤드와,

    상기 기록 헤드가 상부에 놓여진 이송용 캐리지와,

    외부에서 공급되는 상기 전압을 발생하는 수단

    을 포함하는 기록 장치.