KR100429352B1

KR100429352B1 - 프린터, 액체 방출 장치, 프린트 카트리지, 프린팅 시스템, 및 프린트 헤드 제조 방법

Info

Publication number: KR100429352B1
Application number: KR10-2000-0050245A
Authority: KR
Inventors: 케네스 디 사울; 죠셉 엠 토거슨; 앤젤라 더블유 백콤; 마크 에이치 맥켄지
Original assignee: 휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인)
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2004-04-28
Also published as: TW553840B; US6431686B2; SG91287A1; BR0004017A; US6318846B1; DE60038713D1; CN1202953C; JP2001080078A; JP3404470B2; KR20010021447A; EP1080898A3; US20010048451A1; EP1080898A2; CN1286171A; EP1080898B1; DE60038713T2

Abstract

액체 방출 장치(30)는 기판 소자의 제 1 영역(30-1, 500N)내에 제 1 프리미티브 세트(1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622)를 구비하며, 기판의 제 2 영역(30-2, 500S)내에 제 2 프리미티브 세트(5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612)를 구비하고 있다. 제 2 프리미티브 세트는 상기 제 1 프리미티브 세트와 전기적으로 절연되어 있다. 상기 제 1 프리미티브 세트의 프리미티브의 수는 상기 제 2 프리미티브 세트의 프리미티브의 수와 다르다.

Description

프린터, 액체 방출 장치, 프린트 카트리지, 프린팅 시스템, 및 프린트 헤드 제조 방법{FLUID EJECTION DEVICE CONTROLLED BY ELECTRICALLY ISOLATED PRIMITIVES}

본 발명은 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 드롭 이젝터 히터 저항기를 구동하는 다중 어드레스 버스 역다중화 회로(multiple address bus demultiplexing circuitry)를 포함하는 열 잉크젯 프린팅 장치용 잉크젯 프린트 헤드에 관한 것이다.

잉크젯 프린팅 기술 분야는 비교적 잘 개발되어 있다. 컴퓨터 프린터, 그래픽 플로터, 복사기, 팩시밀리 머신과 같은 제품은 하드 카피 프린트 출력을 생성시키는 잉크젯 기술을 사용하고 있다. 이러한 기술의 기본 사항은 Hewlett-Packard 저널의 여러 문헌, 권 36, No.5(1985, 5), 권 39, No.4(1988, 8), 권 39, No.5 (1988, 10), 권 43, No.4(1992, 8), 권 43, No.6(1992, 12), 권 45, No.1(1994, 2) 증보판에 기술되어 있다. 잉크젯 장치는 W.J. Lloyd 와 H.T.Taub에 의한 출력 하드카피 장치(R.C.Durbeck, 그리고 S.Sherr, ed., Academic Press, San Diego, 1988, chapter 13)로 기술되어 있다.

잉크젯 프린트 용의 열적 잉크젯 프린터는 소형의 잉크 방울이 영숫자 문자, 그래픽, 또는 이미지를 배치하고자 하는 매체를 향해 방울 생성기의 열 에너지에 의해 배출되는 하나 이상의 왕복 운동식 프린트 카트리지를 전형적으로 포함하고 있다. 이러한 카트리지는 잉크 방울이 배출되는 복수의 소형 노즐을 가진 구멍 부재 또는 판을 구비한 프린트 헤드를 전형적으로 포함하고 있다. 노즐 바로 아래에는, 노즐을 통해 배출하기 전에 잉크가 잔존하는 밀봉형의 잉크 파이어 챔버(ink firing chamber)가 있다. 잉크는 잉크통(ink reservoir)과, 액체 상태로 왕래하는 잉크 채널을 통해 잉크 파이어 챔버에 공급되고, 프린트 헤드와 이격되어 있는 개별적인 잉크통 또는 프린트 카트리지의 저장 부분에 포함될 수 있다.

열적 잉크젯 프린터에 사용되는 노즐을 통한 잉크 방울 배출은 잉크 파이어 챔버에 위치한 히터 저항기에의 선택적 에너지 인가의 전기 펄스를 이용하여 잉크 파이어 챔버 내에 잔존하는 잉크 분량을 급 가열함으로써 이루어진다. 히터 저항기로부터의 열 에너지 출력 개시시에, 잉크 증기 버블이 히터 저항기의 표면 위치 또는 그 보호층에 응집한다. 잉크 증기 버블의 고속 팽창에 의해 액체 잉크는 노즐을 통해 밀어내어 진다. 전기 펄스가 종료하고 잉크 방울이 배출되면, 잉크 파이어 챔버는 잉크 채널과 잉크통으로부터 잉크를 재충진한다.

열적 잉크젯 잉크는 부식성일 수 있다. 잉크 카트리지의 전기 상호접속부를 잉크에 장시간 노출시키면, 히터 저항기를 파이어하는 트랜지스터가 전원 공급 장치 또는 제어 신호로부터 실제로 차단되기 때문에, 프린트 헤드가 주기적으로 퇴화하고 고장날 수 있다. 일부 프린트 헤드의 설계에서, 히터 저항기를 파이어하는 트랜지스터는 단일 전기 컨넥터로부터 어드레싱(제어)된다. 잉크와 그 구성 요소의 화학적 침투로 인해, 이러한 하나의 커넥터가 전기적으로 동작불능 상태에 있다면, 대부분의 (또는 모든) 잉크 카트리지는 고장날 것이고, 프린트 성능에 역 효과를 줄 것이다.

종래의 잉크젯 프린트 헤드의 히터 저항기는 반도체 기판의 산화층 위에 증착된 박막 저항 물질을 포함하고 있다. 전도체가 산화층 위에 패턴화되고, 각각의 박막 히터 저항기와 전기적으로 연결한다. 다수의 히터 저항기가 고밀도(고 DPI(dots per inch))의 프린트 헤드에 사용될 때 전도체의 수는 커지기 때문에, 프린터에 내장된 회로에 히터 저항기를 접속하는데 필요한 전도체의 수를 감소시키기 위해 여러 다중화 기술이 도입되었다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,541,629 호, "Print head with Reduced Interconnections to a Printer"를 참조하면, 양호한 전도성에도 불구하고, 히터 저항기의 경로에서 불필요한 양의 저항에 역 효과를 준다.

개별적인 트랜지스터는 드레인, 소스 및 게이트 단자에 인가되는 전기 신호를 조합하여 전형적으로 어드레싱된다. 이러한 신호 조합은 개별 트랜지스터가 "온" 상태에 있을 때 효과적으로 제어할 수 있고, 이로 인해, 작은 잉크 방울이 프린트 매체상에 배출될 수 있다. 반도체를 통한 여러 라인의 기능을 다중화하면, 비교적 적은 수의 어드레스 라인 도체를 이용하여 다수의 개별 트랜지스터를 어드레싱할 수 있다.

다중화 기술은 히터 저항기에 전압을 인가하는데 필요한 총 도체 수를 감소시키는데 도움이 된다. 어드레싱의 발달에도 불구하고, 어드레스 버스상의 단일 디폴트에 의해 야기되는 프린트 헤드의 치명적인 고장을 피하기 위해 각각의 트랜지스터를 확실히 어드레싱하기 위해서는 보다 발달될 필요가 있다. 더욱이, 여러 입력 신호 구성에 적합한 프린트 헤드를 제공할 필요가 있다.

잉크젯 프린터 용 프린트 헤드는 복수의 히터 저항기가 배치되는 기판을 포함하고 있다. 히터 저항기는 전기적으로는 제 1 그룹과 제 2 그룹으로 정렬되어 있고, 물리적으로는, 잉크가 잉크통에서 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 파이어 챔버로 흐르는 가늘고 긴 슬롯(잉크 구멍)의 반대측 주위에 정렬되어 있다. 저항기는 3개의 단자 스위칭 전계 효과 트랜지스터 또는 FET와 같은 스위칭 소자에 의해 전달되는 전류에 의해 가열된다. 여러 FET(히터 저항기에 전압을 인가)로의 전기 제어 신호는 기판의 반대면 상의 두 개의 커넥터를 이용하여 프린트 헤드에 접속된다.

기판의 제 1 측면상에 배치된 하나의 전기 커넥터는 잉크 구멍의 제 1 부분에 부합되게 근접한 제 1 잉크 파이어 요소 그룹(저항기)에만 전기적으로 접속되어 있는 여러 파이어 트랜지스터의 게이트 입력부와 커넥터의 접점 사이의 전기적인 경로를 구비하고 있다. 제 1 측면에 대향하는 기판의 제 2 측면상에 배치된 제 2 전기 커넥터는 제 2 히터 저항기 그룹을 파이어하는데 사용되는 제 2 트랜지스터 그룹의 게이트 입력부와 제 2 커넥터 사이의 전기적인 경로를 구비하고 있다.

대안으로 주지한 바와 같이, 일부 트랜지스터용 제어 입력은 각각의 그룹이 두 개의 에지 커넥터 중 하나에 전기적으로 접속되어 있는 두 개의 그룹으로 분리된다. 하나의 트랜지스터를 제어하는 어드레스 라인중 하나의 라인 상의 디폴트는 그 트랜지스터만 또는 동일 어드레스 라인에 접속되어 있는 다른 트랜지스터를 동작불능으로 할 수 있다. 제 1 커넥터와 전기적으로 분리되어 있는 다른 커넥터의 제어 신호는 대향하는 커넥터상의 신호에 역 효과를 주는 그라운드(또는 다른) 디폴트에 영향을 받지 않는다. 트랜지스터의 입력을 제어하기 위해 두 개의 에지 커넥터를 이용하면, 다른 잉크 이젝터 그룹이 동작불능으로 될 지라도, 잉크 이젝터의 적어도 일부의 기능이 유지된다는 점에서 프린트 헤드의 신뢰성이 상당히 증가한다.

도 1a는 본 발명을 사용한 프린팅 시스템의 블록도,

도 1b는 본 발명을 사용한 프린트 헤드의 구성 요소의 기능 조직의 개략 블록도,

도 2a는 본 발명을 사용한 예시적인 프린팅 장치의 등각 투상도,

도 2b는 도 2a의 프린터에 사용되는 프린트 카트리지 이송 장치의 등각 투상도,

도 2c는 도 2a의 프린터의 기능 구성 요소의 개략도,

도 3는 도 2a의 프린터의 프린트 카트리지 프린트 헤드에 사용되는 잉크 방울 생성기의 확대 등각 단면도,

도 4는 본 발명에 사용될 수 있는 "프리미티브(primitive)" 스위칭 소자에 사용된 FET의 전기 접속부, 히터 저항기, 및 단일 FET의 개략도,

도 5a는 본 발명의 프린트 헤드의 지형도,

도 5b는 하나의 잉크 구멍의 확대도와 잉크 구멍에 근접한 히터 저항기의 배치를 도시하는 도면,

도 6a는 3원색 잉크젯 프린트 헤드의 주 표면의 지형도,

도 6b는 어드레스 활성화 시퀀스를 도시하는 도면.

도 1a는 본 발명을 포함하는 프린팅 시스템의 블록도이다. 프린팅 시스템(10)은 종이 매체, 모사 매체, 투명 매체, 사진 종이 등과 같은 적당한 물질 위에 프린팅하는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 프린팅 시스템은 프린트 데이터를 생성하는 컴퓨터 또는 마이크로프로세서일 수 있는 호스트 시스템(12)과 통신한다. 프린팅 시스템(10)은 프린팅 시스템을 제어하는 프린터 어셈블리(14), 잉크를 배출하는 프린트 헤드 어셈블리(16), 및 필요할 경우 프린트 헤드 어셈블리(16)를 위치 조정하는 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)를 포함하고 있다.

프린터 어셈블리(14)는 제어기(20), 프린트 매체 이송 장치(22), 및 프린트 매체(24)를 또한 포함하고 있다. 프린트 매체 이송 장치(22)는 제어기(20)로부터 수신된 명령에 따라 프린트 매체(24)(종이와 같은)를 위치 조정시킨다. 제어기(20)는 프린팅 시스템(10)내의 여러 마이크로프로세서로부터 수신된 명령에 따라서 프린트 매체 이송 장치(22), 프린트 헤드 어셈블리(16), 및 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)를 제어한다. 더욱이, 제어기(20)는 호스트 시스템(12)으로부터 프린트 데이터를 수신하고, 그 프린트 데이터를 프린터 제어 정보 및 이미지 데이터로 처리한다. 이러한 프린터 제어 정보 및 이미지 데이터는 제어기(20)가 프린트 매체 이송 장치(22), 프린트 헤드 어셈블리(16), 및 플린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)를 제어하는데 사용된다. 예를 들어, 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)는 프린트 헤드(30)를 프린트 매체(24) 위에 배치하고 프린트 헤드(30)는 프린터 제어 정보와 이미지 데이터에 따라서 잉크 방울을 배출하라는 명령을 받는다.

프린트 헤드 어셈블리(16)는 프린트 헤드 어셈블리(16)를 프린트 매체(24) 위에 배치할 수 있는 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)에 의해 바람직하게 지지된다. 바람직하게, 프린트 헤드 어셈블리(16)는 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)와 프린트 매체 이송 장치(22)를 결합시켜 프린트 매체(24)의 일부 영역을 덧씌울 수 있다. 예를 들어, 프린트 매체(24)는 직사각형의 종이 시트일 수 있고, 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(28)는 매체 이송 방향으로 종이를 배치시킬 수 있고, 프린트 헤드 어셈블리 이송 장치(18)는 매체 이송 방향에 수직인 방향으로 프린트 헤드 어셈블리(16)를 종이 위에 배치할 수 있다.

프린트 헤드 어셈블리(16)는 프린트 헤드(30)에 잉크를 선택적으로 제공하기 위해 프린트 헤드(30)에 유동적으로 결합되어 있는 잉크 공급 장치(26)를 포함하고 있다. 프린트 헤드(30)는 잉크젯 노즐 어레이 또는 잉크 방울 생성기와 같은 복수의 잉크 방울 배분 시스템을 포함한다. 잉크젯 노즐은 잉크가 끊길 때까지 가열될 때 잉크가 배출되는 오리피스 플레이트를 관통하는 구멍으로 구성되어 있다. 아래에 보다 더 논의되는 바와 같이, 각각의 잉크 방울 배분 시스템은 제어기(20)로부터의 명령에 따라서 잉크 방울을 프린트 매체(24) 상에 배출함으로써 프린트 이미지를 형성한다.

도 3은 통로(307)를 통해 잉크 파이어 챔버(301)로 잉크를 흐르게 하는 형태인 차단층(barrier layer : 315)이 형성된 기판(313)의 최상부의 등각 투상도이다. 보호 절연층(도시 생략)에 의해 커버되는 박막 히터 저항기(309)는 잉크 파이어 챔버(301)의 "바닥부(bottom)"에 있다. 전류가 히터 저항기(309)를 통해 인가될 때, 파이어 챔버(301)내의 잉크는 끊어지게 되고, 차단층(315) 위에 위치한 오리피스 플레이트 또는 최상부 플레이트(305) 내의 오리피스(303)를 통해 잉크가 강제로 배출된다. 모세관 현상에 의해, 히터 저항기의 전류가 잉크를 가열할 때까지 잉크는 파이어 챔버(301) 내에 잔존하게 된다. 그러므로, 히터 저항기의 전류는 잉크가 오리피스(303)로부터 배출될 때 결정한다.

도 1b는 본 발명의 기판(30) 또는 프린트 헤드를 상세히 도시하는 개략 블록도이다. 도 1b를 예시할 목적으로, 구성 요소(30)는 잉크 방울 생성기 및 그 관련 회로를 포함하는 실리콘 기판과 같은 반도체 기판일 수 있다. 대안으로, 구성 요소(30)는 프린팅 시스템과 프린트 헤드(30)상의 잉크 방울 생성기 사이에서 신호를 반송하는 정밀(rigid) 반도체 기판과 유연성의 회로의 결합체를 나타낼 수 있다.

기판(30)은 두 개의 영역(30-1, 30-2)으로 분리된다. 본 명세서에 설명된 본발명의 대체 실시예는 2개 이상의 영역으로 분리된 기판을 또한 포함할 수 있다. 도 1b에 도시된 각각의 영역은 프리미티브 세트를 포함하고 있다. 이하에서, "프리미티브"는 FET에 접속된 제어 라인에 (또는 제어 라인으로부터 제거된) 인가된 전압에 의해 턴 온(및 턴 오프)되는 트랜지스터 집합(FET)으로 구성되어 있다. 프리미티브에서의 모든 FET는 접지에 접속된 드레인(또는 소스) 단자를 구비하고 있고, 이러한 모든 FET은 전형적으로 기판 표면상의 개별 및 대응 박막 히터 저항기를 통해 전원에 접속된 소스(또는 드레인)를 구비하고 있다. 전력은 이하에 설명되는 "프리미티브 선택" 라인 상의 "프리미티브 선택" 신호이다. 대체 실시예는 또한 FET 용으로 전용 접지를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 그 다음, 각각의 FET는 어드레스 라인에 접속된 게이트를 구비하고 있고, 그 전압은 FET를 개별적으로 제어한다. FET, 히터 저항기, 및 FET와 외부 접점(커넥터) 사이의 "라인"은 모두 기판(30)상에 제조된다. "라인"은 전형적으로 적절한 반도체 제조 기술을 이용하여 기판 상에 제조된 전도성의 트레이스로 구성되어 있다.

프리미티브에서의 제어 라인중 하나는 도 1b에 도시되어 있지 않지만 도 4에 프리미티브 선택 리드(404)로서 도시되어 있는 프리미티브 제어 라인이다. 이러한 프리미티브 제어 라인(도 4의 404)은 프리미티브(도 4에서 히터 저항기(400)를 통해서)의 FET의 소스 또는 드레인 단자에 V+(또는 접지)를 인가한다. 프리미티브의 의 FET의 다른 제어 라인은 도 4에서 참조 번호 406으로 표시되어 있는 FET 게이트에 접속된 어드레스 라인이다. 프리미티브의 각각의 FET의 게이트는 프리미티브의 FET가 개별적으로 활성화될 수 있게 하는 전용 어드레스 라인에 접속되어 있다. 프리미티브에서의 프리미티브 제어 라인이 동작 가능 상태(도 4에서 프리미티브 선택 라인(404)이고, 동일 프리미티브에서의 FET 게이트로의 어드레스 라인이 동작 가능 상태)일 때, FET(도 4의 402)는 대응 히터 저항기(도 4의 400)를 통해 전류를 흐르게 하여, 잉크를 프린트 헤드로부터 배출되게 한다.

트랜지스터를 턴 "온" 및 "오프"하는 시퀀스가 중요하다. 트랜지스터가 "온" 상태에 있고, 프리미티브 제어 라인이 턴 "오프" 되기 전에 게이트 상의 어드레스 라인이 턴 "오프"되면, 트랜지스터는 다른 반도체의 불량 뿐만 아니라, 애벌란시 붕괴(avalanche breakdown)에 의해 손상될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 어드레스 라인은 프리미티브 제어 라인이 턴 "오프"되기 전에 턴 "온"된다. 어드레스 라인은 반도체 불량을 막기 위해 프리미티브 제어 라인이 턴 오프된 후까지 "온" 상태를 유지하여야 한다.

도 4는 프린트 매체 상에 잉크를 배출하는데 사용되는 히터 저항기(400)에 걸친 전류를 제어하는 작용을 하는 "프리미티브"의 단일 FET 스위칭 소자(402)를 도시하고 있다. 도 4의 FET(402)는 "프리미티브"를 형성하는 이러한 일부 FET 소자중 하나의 트랜지스터이다. 접지를 공유하고 대응 히터 저항기를 통해 V+에 접속된 소스를 구비한 이러한 일부 FET들은 서로 접속되어 있다. FET 양단의 전류의 소스 및/또는 상대적인 방향은 설계시 선택 사항이다. 대체 실시예는 FET 드레인이 히터 저항기를 통해 접지되어 있는 상태에서 FET 소스를 V+에 직접 접속시키는 것을 포함하고 있다. 다른 실시예는 FET 소스를 히터 저항기를 통해 접속시키는 것과 FET 드레인을 음극 전압에 접속시키는 것을 포함할 수 있다.

어드레스 리드(406)는 FET 게이트에 대응(및 접속)한다. 도시된 실시예에서, 전력은 히터 저항기(400)를 통해 FET에 교대로 접속되어 있는 FET 프리미티브 선택 리드(404)에 인가된다. 접지부(403)는, 게이트가 동작상태이고 전력이 프리미티브 선택 리드(404)에 인가될 때, 저항을 통해 전류가 흐르도록, FET(402) 양단의 전류에 맞는 리턴 경로를 FET를 통해 접지에 제공한다. 게이트 상의 프리미티브 선택 라인과 어드레스 라인은 모두 동작상태에 있을 때만, 저항 양단의 전류는 FET를 통해 접지로 흐르게 될 것이다.

기판상의 개별 히터 저항기(400)를 통해 프리미티브 선택 리드(404)에 접속된 FET 그룹인 프린트 헤드 "프리미티브"에서, 모든 FET는 전력이 동시에 인가된다. 그룹 내의 FET는 모두 접지되어 있지만, 각각의 FET는 어드레스 라인에 접속된 게이트(406)를 구비하고 있다. 그룹내의 개별 FET 또는 "프리미티브"는 FET의 프리미티브 선택 리드(404)와 게이트(406)가 동시에 동작 상태에 있는 경우에 개별적으로 파이어될 수 있다. 따라서, 프리미티브 선택 리드(404)와 어드레스 선택 리드(게이트)(406)의 결합체는 매트릭스 방식으로 개별적으로 각각의 FET를 제어한다.

잉크젯 프린트 헤드는 (잉크 구멍에 근접하거나 둘러싸여 있는) 잉크젯 프린트 헤드 기판상의 몇몇 프리미티브가 그룹 또는 조 단위로 조직화되어 있을 때 그리고, 이러한 프리미티브 그룹이 전기적으로 분리된 어드레스 및 프리미티브 제어 라인에 의해 어드레싱되어 있을 때 보다 신뢰가능하게 만들어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 기판상의 프리미티브는 잉크 구멍에 직교하는 라인을 따라 반으로 분리된다. 이러한 라인의 한 측면상의 프리미티브는 하나의 어드레스 버스에 의해 어드레싱되고, 다른 측면상의 프리미티브는 상이한 어드레스 버스에 의해 어드레싱된다. 그러므로, 하나의 어드레스 버스상의 디폴트는 다른 어드레스 버스에 의해 제어되는 프리미티브에 영향을 주지 못할 것이다.

도 1b는 영역당 두 개의 프리미티브만을 도시하고 있지만, 대체 실시예는 실제적으로 기판상의 임의 수의 프리미티브를 포함할 수 있다. 더욱이, 프리미티브는 두 개 이상의 그룹으로 조직화될 수 있다. 3개 이상의 그룹은 3개의 전기적으로 분리된 어드레스 버스에 의해 제어될 수 있다.

도 1b(P1 - P1')에 도시된 각각의 프리미티브는 방울 생성기(D 또는 D')로서 동 기술분야에서 알려진 복수의 히터 저항기와, 상술한 FET를 포함한 관련 다중화 회로(M 또는 M')를 포함하고 있다. 다중화 회로는 복수의 전력 또는 프리미티브 선택 또는 프리미티브 제어 라인(도 1b에서 도시 생략)과 어드레스 선택 라인(A 또는 A')으로부터 신호를 수신한다. 프리미티브 제어 라인과 어드레스 라인은 모두 전류가 프린팅 활성화 동안에 잉크 방울을 배출하는 FET를 활성화시킴으로써 잉크 방울 생성기(D 또는 D')를 동작시킨다. 특정 잉크 방울 생성기를 적당히 동작시키기 위해, 잉크 방울 생성기에서 전용인 프리미티브 선택 라인과 어드레스 선택 라인의 결합체가 동작되어야 한다. 프리미티브 선택 라인은 프리미티브 선택 라인과 관련된 프리미티브 내의 잉크 방울 생성기에 의해 각각의 트랜지스터의 소스/드레인에 접속되어 있다. 어드레스 선택 라인(32 또는 32')은 영역(30-1, 30-2) 내의 프리미티브 각각에서 하나의 트랜지스터의 게이트에 접속되어 있다.

FET의 게이트는 소자가 전도 상태에 있을 때 제어할 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 발명의 대체 실시예는 바이폴러 트랜지스터, SCR, TRIAC 등과 같은 소자로 제한되는 것이 아니라 포함하는 FET 외에, 다른 유형의 3단자 전류 스위칭 소자를 이용하는 것을 포함할 수 있다. 바이폴러 트랜지스터의 경우에, 예를 들어, 베이스 전압의 제어는 소자가 전도 상태에 있을 때 제어할 수 있다.

도 6a는 3원색 프린트 헤드의 주 표면의 개략 평면도이다. 동작시에, 황색, 자홍색, 청록색의 잉크가 위방향, 즉, 잉크 구멍(670, 672, 674)을 통해 도 6a의 평면에서 잉크 구멍(670, 672, 674)의 양측면을 따라 배분되는 파이어 챔버(도 3에 도시)로 흐를 수 있다. 잉크 구멍(602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 615, 616, 618, 620, 622)의 양 측면상의 어두운 직사각형 영역은 프리미티브를 나타낸다. (도 6a에 도시되어 있지 않지만, 바람직한 실시예에는, 기판 상에 총 24개의 프리미티브를 제공할 수 있도록, 각각이 도시되고 열거된 프리미티브에 인접하고 있는 12 개의 추가 프리미티브가 존재한다. 그러므로, 잉크 구멍 각각은 인접하는 8개의 프리미티브를 가지고 있다. 8개의 프리미티브 각각은 18개의 트랜지스터로 구성되어 있다.) 도시된 바와 같이, 잉크 구멍(670)은 잉크 구멍(670) 주변에 배치되어 있는 4개의 프리미티브(602, 604, 615, 616)를 가지고 있다. 하나의 프리미티브(615)는 잉크 구멍(670)의 한 측면에 인접하고 다른 단부에 근접하게 접속되어 있는 몇몇 FET와 히터 저항기를 개략적으로 나타내고 있다.

프리미티브(615)의 FET 각각은 도면에 도시된 프리미티브 영역(602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 615, 616, 618, 620, 622) 각각의 위에서 볼 수 있는 굵은 선으로 나타낸 접지 버스(630)에 접속되어 있다.

제 1 어드레스 버스(640)는 적어도 하나의 도체가 도 6a에 도시된 기판(600)의 상위 또는 최상부에 도시된 제 1 프리미티브 세트(614, 615, 616, 618, 620, 622)의 각각의 FET의 각각의 게이트로 연장되어 있는 몇몇 도체(개별적인 도체는 도시 생략)로 구성되어 있다. 제 2 어드레스 버스(650)는 적어도 하나의 도체가 도 6a에 도시된 기판(600)의 하위 부분을 따라 제 2 프리미티브 세트중 도시된 프리미티브(602, 604, 606, 608, 610, 612)내의 각각의 FET의 각각의 게이트로 연장되어 있는 몇몇 도체(개별적인 도체는 도시 생략)로 구성되어 있다. 제 1 및 제 2 어드레스 버스(640, 650)는 서로 전기적으로 절연되어 있지만, 기판(600)의 에지 상의 커넥터(660, 662)로부터 액세스가능하다.

바람직한 실시예에서, 프리미티브의 각각의 FET는 어드레스 라인(642)에 접속된 게이트 단자를 구비하고 있다. 그러므로, 도시된 프리미티브(602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 615, 616, 618, 620, 622) 각각의 잉크 방울 생성기(및 FET)의 수와 같은 수의 어드레스 버스(640, 650) 내의 어드레스 라인("N")의 수를 가지고 있다. 도시된 하나의 프리미티브 세트(602, 604, 606, 608, 610, 612)의 FET의 게이트에서의 어드레스 라인은 도시된 다른 프리미티브 세트(614, 615, 616, 618, 62, 622)의 FET의 게이트로부터 전기적으로 절연되어 있다. (대체 실시예에서, 두 개의 어드레스 라인 세트는 서로 직간접적으로 접속되어 있다.) 임의의 프리미티브 세트 내의 FET는, 도 6a에서 "P" 라인(690)으로서 도시된 대응 프리미티브 제어 라인에 의해 그들 FET가 동작 불능으로 된다면, 동작하지 않을 것이다. 그러므로, 어드레스 라인은 잉크 방울 생성기의 개별 선택 가능성(어드레싱 가능성)을 가능하게 하는 동안에, 몇몇 프리미티브 내의 다수의 트랜지스터를 제어하는데 필요한 어드레스 라인 수를 감소시키기 위해 효과적으로 다중화된다. 이에 대한 단순 개념은 하나이상의 원뿔 형상의 프리미티브(P)(N개 이하의 잉크 방울 생성기를 구비)가 이용가능한 지 여부일 수 있다. 프린팅 동작 동안에, 프린팅 시스템은 어드레스 라인(A1 내지 AN)중 하나의 라인만이 동시에 동작되도록(도 6b 참조), 어드레스 라인을 통해 순환한다. 따라서, 프리미티브내에서, 하나의 잉크 방울 생성기만이 동시에 활성화될 수 있다. 그러나, 특정 어드레스와 관련된 여러 프리미티브 내의 잉크 방울 생성기 모두가 동시에 동작될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 두 개의 영역(30-1, 30-2) 각각은 대응 영역 내의 FET의 파이어를 제어하는 그리고, 바람직하게 서로 전기적으로 절연되어 있어서 접속된 모든 프로미티브에 영향을 주는 한 라인상의 디폴트를 피할 수 있는 개별 어드레스 라인 세트를 구비하고 있다. 따라서, 영역(30-1)은 어드레스 패드(32) 세트내의 기판 상에서 종결하는 제 1 어드레스 라인 세트(A1, A2,...,AN)를 구비하고 있다. 영역(30-2)은, 제 1 세트와 분리되어 있으며, 어드레스 패드(32')의 개별 세트에서 종결하는 제 2 어드레스 세트(A1', A2',...,AN')를 구비하고 있다.

상술한 바와 같이, 프린트 헤드(30)의 일 실시예는 실리콘 기판과 플렉시블 기판의 결합체일 수 있다.

제 1 실시예에서, 어드레스 패드(32)는 프린트 헤드 어셈블리(16)가 프린터 어셈블리(14)에 설치될 때 프린터 어셈블리(14)내의 전자 부품에 접속하는 플렉시블 회로 접속부를 나타낸다. 대안으로, 제 2 실시예에서, 어드레스 패드(32)는 실리콘 기판상의 본드 패드를 나타낸다. 플렉시블 회로와 같은 중간 회로는 본드 패드를 프린터 어셈블리(14)내의 회로에 접속시키는데 사용될 수 있다. 이러한 본드 패드로의 한가지 접속 방법은 TAB 본딩법 또는 테이프 자동 본딩법으로서 알려져 있다.

제 3 실시예에서, 영역(30-1)의 어드레스(A1, A2,..., AN)의 수는 영역(30-2)의 어드레스(A1', A2',...,AN')의 수와 동일하다(각각의 영역에서 다른 수의 어드레스 라인을 이용하는 대체 실시예가 가능하지만). 제 3 실시예에서, 프린트 헤드(30) 상의 도전성의 트레이스 또는 점퍼 또는 프린트 헤드(30)상에 부착된 플렉시블 회로는 어드레스(A1)를 어드레스(A1')에, 어드레스(A2)를 어드레스(A2')에, 계속해서 어드레스(AN)를 어드레스(AN')에 전기적으로 접속시킨다. 따라서, 어드레스(A)가 섹션(30-1)에서 활성화될 때마다. 대응 어드레스(A')는 섹션(30-2)에서 활성화된다. 각각의 어드레스 쌍(A와 A')에 대한 이러한 개별 접속에 의해, 그중 하나가 접속되지 않을 지라도, 십자형의 어드레스 접속이 유지된다. 이로써, 프린트 헤드(30)로의 어드레스 접속 중 하나가 손실되었지라도, 적당한 신호가 제공된다.

제 4 실시예에서, 섹션(30-1, 30-2)의 어드레스는 전기적으로 절연되어 있다. 섹션(30-1, 30-2)의 어드레스는 전기적으로 절연되어 있다. 이로 인해, 프린터 어셈블리는 프린트 헤드를 두 개의 모드로 동작시킬 수 있다. 프린터는 보다 높은 프린터 속도를 유지하면서, 어드레스(A, A') 쌍을 동시에 활성화시킬 수 있다. 활성화할 수 있는 한가지 방법은 프린터 어셈블리 회로를 어드레스 라인 쌍에 전기적으로 접속시키는 것일 수 있다. 대안으로, 프린터는 영역(30-1, 30-2) 쌍 사이에 프리미티브를 결합시키면서 어드레스(A, A')를 개별적으로 동작시킬 수 있다. 이로 인해 프린터 비용은 낮아지지만, 속도는 감소된다.

예시적인 잉크젯 프린팅 장치, 즉 본 발명을 이용할 수 있는 프린터(101)는 도 2a의 대칭 도면에서 블록 형태로 도시되어 있다. 그래픽 플로터, 복사기 및 팩시밀리 장치도 역시 본 발명을 적당하게 이용할 수 있다. 프린터 하우징(103)은 페이퍼와 같은 입력 프린트 매체(105)가 기존의 메카니즘에 의해 이송되는 프린팅 플래튼을 내장하고 있다. 프린터(101)내의 캐리지는 검정 또는 컬러의 잉크 방울을 배출할 수 있는 개별 프린트 카트리지 세트 또는 하나의 카트리지를 지지하고 있다. 대체 실시예는 하나이상의 유동 결합의 오프 축의 잉크통으로부터 산발적으로 공급되는 반영구 프린트 헤드 메카니즘, 또는 각각의 컬러에 맞게 설계된 잉크 방울 노즐과 프린트 카트리지내에서 이용가능한 둘 이상의 컬러 잉크를 가진 단일 프린트 카트리지, 또는 단일 컬러 프린트 카트리지 또는 프린트 메카니즘을 포함할 수 있다. 본 발명은 최소한 이러한 대체 실시예에 의해 이용되는 프린트 헤드에 적용가능하다. 본 발명에 사용될 수 있고, 두 개의 프린트 카트리지(110, 111)를 장착한 캐리지(109)가 도 2b에 도시되어 있다. 캐리지(109)는 프린터내의 슬라이드 바 또는 유사 메카니즘에 의해 전형적으로 지지되어 있으며, 캐리지(109)가 프린트 매체(105)에 걸쳐 왕복 운동하거나 전후로 스캐닝할 수 있도록 슬라이드 바를 따라 물리적으로 힘이 가해질 수 있다. 스캔 축(X)은 도 2a에서 화살표로 표시되어 있다. 캐리지(109)가 스캔함에 따라, 사전 결정된 프린트 견본 패턴으로 잉크 방울은 프린트 카트리지(110) 세트의 프린트 헤드에서 프린트 매체(105)상에 선택적으로 배출되어, 도트 매트릭스 조작을 이용하여 이미지 또는 영숫자 문자를 형성한다. 결론적으로, 도트 매트릭스 조작은 사용자의 컴퓨터(도시 생략)에 의해 결정되고, 프린터(101)내의 마이크로프로세서 계통의 전자 제어기에 명령이 송신된다. 도트 매트릭스 조작의 다른 기술은 컴퓨터에 의해 데이터를 래스터라이징(rasterizing)한 다음 그 래스터라이징된 데이터를 프린트 명령과 함께 프린터로 송신함으로써 이루어진다. 프린터는 명령과 래스터라이징된 정보를 해독하여 어떤 잉크 방울 생성기가 동작할 지를 결정한다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 단일 매체 시트는 롤러(207), 플래튼 모터(209) 및 견인 장치(도시 생략)를 포함하는 매체 전진 메카니즘(medium advancing mechanism)에 의해 입력 트레이에서 프린트 헤드 바로 아래의 프린터 프린트 영역으로 전진된다. 바람직한 실시예에서, 잉크젯 프린트 카트리지(110, 111)는 매체 진입의 Y 방향에 수직인 X 방향으로 캐리지 모터(211)에 의해 플래튼 상의 매체(105)를 가로 질러 점점 견인된다. 플래튼 모터(209)와 캐리지 모터(211)는 매체 및 카트리지 위치 제어기(213)에 의해 전형적으로 제어된다. 이러한 위치 조정 및 제어 장치의 예는 미국 특허 제 5,070,410 호, "Apparatus and Method Using a Combined Read/Write Head for Processing and Storing Read Signals and for Providing Firing Signals to Thermally Actuated Ink Ejection Elements"에 기재되어 있다. 따라서, 매체(105)는 임의의 위치에 배치되고 그 결과, 프린트 카트리지(110, 111)는 잉크 방울을 배출하여 프린터의 전원 공급 장치(217)와 잉크 방울 파이어 제어기(215)로 입력되는 데이터가 필요로 하는 매체상에 도트를 배치할 수 있다. 이러한 잉크 도트는, 프린트 카트리지(110, 111)가 캐리지 모터(211)에 의해 매체를 가로 질러 이동될 때 스캔 방향과 평행한 밴드로 프린트 헤드내의 선택된 오리피스로부터 강제 배출된 잉크 방울로부터 형성된다. 프린트 카트리지(110, 111)가 매체(105)상의 프린트 일렬(swath)의 종단에서의 이동의 종단에 도달할 때, 매체는 위치 조정 제어기(213)와 플래튼 모터(209)에 의해 점점 전진하게 된다. 프린트 카트리지가 슬라이드 바의 X 방향으로 이동의 종단에 도달하였다면, 프린트 카트리지는 프린트를 계속하면서 지지 메카니즘을 따라 역으로 리턴하거나 프린팅 동작없이 리턴된다. 매체는 노즐간의 이격거리에 관련된 소량(fraction)만큼 또는 프린트 헤드의 잉크 배출 부분의 폭과 등가인 증가량 만큼 전진될 수 있다. 매체의 제어, 프린트 카트리지의 위치 조정, 및 잉크 이미지 또는 문자 생성을 위한 올바른 잉크 배출기의 선택은 위치 조정 제어기(213)에 의해 결정된다. 제어기는 종래의 전자 하드웨어 구성으로 구현될 수 있고, 종래의 메모리(216)로부터 동작 명령을 제공하게 될 수 있다. 매체의 프린팅이 완료되면, 매체는 사용자의 사용을 위해 프린터의 출력 트레이로 배출된다.

프린트 헤드내의 잉크 방울 생성기의 한가지 예는 도 3의 확대된 대칭 단면 형식으로 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 잉크 방울 생성기는 노즐, 파이어 챔버, 및 잉크 배출기를 포함하고 있다. 잉크 방울 생성기의 대체 실시예는 하나 이상의 좌표식 노즐, 파이어 챔버, 및/또는 잉크 배출기를 사용한다. 잉크 방울 생성기는 잉크 소스에 유동적으로 연결되어 있다.

도 3에서, 잉크 파이어 챔버(301)의 바람직한 실시예가 노즐(303)과 세그먼트식의 히터 저항기 또는 파이어 저항기(309)에 대응하게 도시되어 있다. 대부분의 개별 노즐은 전형적으로 오리피스 플레이트(305)상에 사전 결정된 패턴으로 배열되어 있어서, 잉크 방울이 제어 패턴으로 강제 배출된다. 일반적으로, 매체는 오리피스 플레이트의 외부 표면에 평행한 위치에 유지된다. 히터 저항기는 잉크 방울 파이어 제어기(215)와 전원 공급 장치(217)에 연계되어 프린터에 연결된 다른 데이터 소스 또는 외부 컴퓨터로부터 입력되는 데이터와 연관된 프로세스에서 활성화를 위해 선택된다. 잉크는 개구(307)를 통해 파이어 챔버(301)에 공급되어, 세그먼트식 히터 저항기(309)로부터 방출되는 열 에너지에 의한 잉크 증기 버블의 생성을 수반하면서 오리피스(303)로부터 강제 배출된 잉크를 공급한다. 잉크 파이어 챔버(301)는 오리피스 플레이트(305), 층형상의 반도체 기판(313), 및 차단층(315)에 의해 형성된 격벽에 의해 둘러싸여 있다. 바람직한 실시예에서, 카트리지 하우징의 잉크통에 저장된 잉크는 모세관 현상의 힘에 의해 흐르게 되어 파이어 챔버(301)를 채우게 된다.

본 발명의 보다 신뢰가능한 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 방울을 매체상에 배출하기 위해 열 펄스를 제공하는 히터 저항기를 지지하는 기판을 포함하고 있다. 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이, 각각의 히터 저항기(400)는 바람직하게 전계 효과 트랜지스터 즉, FET인 개별 스위칭 장치(402)에 의해 개별적으로 제어된다. 각각의 스위칭 장치(402)는 전력을 전달하는 프리미티브 선택 리드(404)와, 전류를 저항기(400)에 흐르게 할 수 있는 FET 게이트를 통해 스위칭 장치(402)를 개방 및 폐쇄하는 어드레스 선택 리드(406)를 구비하고 있다. 따라서, 특정 저항기(400)를 가열하기 위해서, 특정 저항기와 연계된 스위칭 장치(402)는 동시에 작동하는 프리미티브 리드(404)와 어드레스 리드(406)를 구비하고 있어야 한다.

본 발명의 프린트 헤드에서, 저항기와 그 저항기에 연결된 관련 FET는 프리미티브 그룹으로 배열되어 있다. 일부 프리미티브는 각각의 기판상에 존재한다. 각각의 프리미티브는 전력을 프리미티브내의 모든 저항기에 공급하는 개별의 단일 프리미티브 선택 리드를 구비하고 있다. 각각의 프리미티브는 프리미티브내의 모든 스위칭 장치의 접지부에 접속된 접지선을 구비하고 있다. 기판에 접속하는데 필요한 접속부의 수를 감소시키기 위해서, 동일 접지선은 복수의 프리미티브에 접속될 수 있다.

특정 프리미티브 내의 각각의 스위칭 장치(FET 또는 다른 트랜지스터 장치)는 단독 또는 개별적으로 전압 인가 가능 어드레스 선택 리드에 접속된다. 동작 동안에, 어드레스 리드는 하나의 프리미티브 내의 단지 하나의 단일 스위칭 장치가 한번에 활성화되도록 순서대로 한번에 한 번 활성화된다. 기판에서의 필요한 접속부의 수를 감소시키기 위해서, 어드레스 라인은 프리미티브 간에 공유되어 있다.

본 발명의 기판은 각각이 적어도 하나의 프리미티브를 포함하고 있는 여러 영역으로 분리되어 있다. 각각의 영역내에서, 어드레스 라인은 공유된다. 각각의 프리미티브는 전용 프리미티브 선택 라인을 구비하고 있다. 그러나, 대체 실시예는 다이(die)상의 각각의 영역에 전용의 어드레스 라인 세트를 제공할 수 있다.

본 발명의 개략도가 도 5a에 도시되어 있다. 기판(500)은 잉크통의 잉크가 피드 슬롯에 인접한 파이어 저항기에 전달되는 3개의 잉크 피드 슬롯 또는 잉크 구멍(502)을 구비하고 있다. 대체 실시예는 단지 하나의 단색상의 구멍 또는 다른 색상의 구멍을 제공하는 기판을 포함할 수 있다. 3개의 잉크 공급 슬롯, 즉 저항기에 황색을 제공하는 슬롯(502Y), 자홍색을 제공하는 슬롯(502M) 및 청록색을 제공하는 슬롯(502C)을 구비하고 있다. (일부 파이어 저항기(1-5)와 함께 크게 확대되어 도시된 황색 피드 슬롯(502Y)이 도 5b에 도시되어 있다.) 저항기는 피드 슬롯(502)을 따라서 24 개의 프리미티브(참조번호 1 - 24)에 배열되어 있다. 예를 들어, 황색 잉크를 제공하는 잉크 피드 슬롯을 따라, 프리미티브(2, 4, 6, 8)는 피드 슬롯의 한 측면을 따라 배열되어 있고, 프리미티브(1, 3, 5, 7)는 피드 슬롯(502Y)의 대향하는 에지를 따라 배열되어 있다.

바람직한 실시예에서, 각각의 프리미티브는 각각의 프리미티브 내의 18 개의 저항기간에 공유된 단일 프리미티브 선택 라인을 구비한 18개의 파이어 저항기(각각이 개별 전류 제어식 FET에 접속되어 있는)를 포함하고 있다. 또한, 대체 실시예는 프리미티브 당 보다 많은 또한 보다 적은 수의 파이어 저항기 및 트랜지스터를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 기판에 있어서, 24개의 프리미티브에 대응하는 24개의 전용 프리미티브 선택 라인(PS1 내지 PS24)(단지 PS4와 PS2만이 도시)이 존재한다.

각각의 프리미티브 선택 라인은 기판의 두 개의 외부 에지(504N 또는 504S) 중 하나의 외부 에지를 따라 배치된 커넥터 패드로 경로가 정해진다. 특정 프리미티브 내의 각각의 저항기를 개별적으로 전압 인가하기 위해서, 각각의 저항기는 각각이 개별 어드레스 라인(도시 생략)을 구비한 전류 제어식 트랜지스터에 접속되어 있다.

프린팅 동작 동안에, 프린터는 특정 프리미티브 내의 18개의 파이어 저항기 중 하나의 파이어 저항기가 한번에, 즉 순서대로 활성화되도록 도 6b에 도시된 어드레스에 걸쳐 순환한다. 그러나, 다른 프리미티브내의 저항기는 동시에 활성화될 수 있다. 이러한 이유로, 그리고 필요한 접점의 수를 최소로 하기 위해서, 프리미티브는 어드레스 라인을 공유한다. 따라서, 어드레스 라인을 공유하는 주어진 프리미티브 세트에 있어서, 특정 프리미티브에 대하여 어드레스의 개별 동작을 가능케하는 18개의 어드레스 라인이 존재한다.

신뢰성을 향상시키기 위해 그리고, 다중 모드의 동작을 가능케 하기 위해서, 기판의 프리미티브는 그룹으로 분리되어 있다. 프리미티브의 제 1 그룹은 프리미티브에 대한 제 1 어드레스 라인 세트에 의해 그룹으로 어드레싱되어 있다. 프리미티브의 제 2 그룹은 제 2 그룹에 대한 개별적인 어드레스 라인 세트에 의해 어드레싱된다. 두 개의 프리미티브 그룹은 구분을 위해 북(500N)과 남(500S)으로 표시되어 있는 영역으로 분리되어 있다. 이러한 예에서, 프리미티브의 절반은 기판 에지(504N)에 가장 근접한 영역(500N)에 포함되어 있다. 프리미티브의 나머지 절반은 기판 에지(504S)에 가장 근접한 영역(500S)에 포함되어 있다. 대체 실시예는 기판에 걸쳐 일정 비율로 퍼져 있는 불균일한 그룹으로 프리미티브를 분리하는 것을 포함할 수 있다.

A1N, A2N,..., A18N로 표시된 18개의 어드레스 선택 라인 세트는 영역(500N)에서 어드레스 선택 신호를 스위칭 장치로 제공한다. A1S, A2S,..., A18S로 표시된18개의 다른 어드레스 선택 라인 세트는 영역(504S)에서 어드레스 선택 신호를 스위칭 장치로 제공한다.

북 영역과 남 영역의 프리미티브 내의 트랜지스터에 개별적인 북과 남(또는 상하) 어드레스 리드를 제공하면, 몇가지 장점이 있다. 먼저, 어드레스 접속 손실에 대한 민감도가 절반까지 감소된다. 두번째로, 개별적인 프리미티브 그룹에 대해 단독적인 어드레스 리드 세트를 구비함으로써, 동일 프린트 헤드에 대해 다중의 파이어 모드가 가능하게 된다. 상술한 바와 같이, 프린트 헤드는 도 6b에 도시된 어드레스 라인에 걸쳐 순환함으로써 동작된다. 북 및 남 프리미티브를 구비함으로써, 프린트 헤드는 24 개 또는 12 개의 프리미티브를 가진 것으로서 동작될 수 있다.

북과 남 그룹의 어드레스 쌍은, 그룹 결합의 트랜지스터의 결합에 의해 서로 동작될 수 있도록 적당한 회로에 의해 서로 전기적으로 또는 기능적으로 "연결(tired)" 될 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 특정 북 어드레스가 동작될 때마다(예를 들어, A1N), 대응하는 남 어드레스는 동시에 동작된다(예를 들어, A1S). 이러한 동작은 적절한 회로를 이용하여, A1N를 A1S와 전기적으로 공용되도록 하고, A2N를 A2S와 전기적으로 공용되게 하는 방식 등에 의해 행해질 수 있다. 어드레스에 걸쳐 순환하는 시간이 덜 걸리기 때문에(도 6b 참조), 이로 인해, 보다 높은 속도 또는 보다 높은 주기의 프린팅을 할 수 있다.

한편, 프린트 헤드는 12 개의 프리미티브를 가진 것으로서 또한 동작될 수 있다. 이러한 동작은 순서대로 모든 남 어드레스(south address)에 걸쳐 그 다음 북 어드레스(north address)에 걸쳐 순서대로 순환함으로써 행해질 수 있다. 속도가 느려질 지라도, 프리미티브 선택 라인 쌍을 전기적으로 공용으로 하지만 어드레스 라인을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 이로 인해 프리미티브에 전압을 인가하는데 필요한 스위칭 전자 부품의 비용을 감소시키고, 프린팅 시스템의 비용을 감소시킨다.

Claims

프린터(10)에 있어서,

프린트 헤드(30)를 제어하기 위한 것으로서, 전기적으로 절연된 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트(A1-AN, A1'-AN', 640, 650)를 포함하는 제어기(20) - 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트(640, 650) 각각은 다수의 어드레스 라인을 포함함 - 와,

프린트 매체 이송 장치(18)와,

프린트 헤드 어셈블리(16)를 포함하되,

상기 프린트 헤드 어셈블리는

유체 구멍(502, 670, 672, 674)이 연장하여 형성되어 있는 기판(30, 313, 600, 600)과,

제 1 전류 제어식 트랜지스터 장치 세트(402)로 구성된 제 1 프리미티브(P1, 1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622)로서, 상기 제 1 전류 제어식 트랜지스터 장치 세트 중 각각의 트랜지스터 장치의 제 1 단자(406)는 상기 제 1 어드레스 라인 세트(A1-AN, 640) 중 소정의 어드레스 라인에 결합되어 있는, 상기 제 1 프리미티브와,

제 2 전류 제어식 트랜지스터 장치 세트로 구성된 제 2 프리미티브(P2, 5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612)로서, 상기 제 2 전류 제어식 트랜지스터 장치 세트 중 각각의 트랜지스터 장치의 제 1 단자는 상기 제 2 어드레스 라인 세트(A1'-AN', 650) 중 소정의 어드레스 라인에 결합되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트는 서로 절연되어 있는, 상기 제 2 프리미티브

를 포함하며,

상기 제어기는, 상기 제 1 어드레스 라인 세트 중 소정의 어드레스 라인이 상기 제 2 어드레스 라인 세트 중 대응하는 소정의 어드레스 라인에 전기적으로 결합되어 있는 제 1 모드와, 상기 제 1 어드레스 라인 세트 중 소정의 어드레스 라인이 상기 제 2 어드레스 라인 세트와 전기적으로 절연되어 있는 제 2 모드에서, 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트를 동작시키고 제어하도록 구성되어 있으며, 이로써, 상기 제 1 프리미티브에서의 각각의 트랜지스터와 상기 제 2 프리미티브에서의 각각의 트랜지스터가 상기 제 1 모드와 상기 제 2 모드 각각에서 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트 상의 제어 신호에 의해 선택적으로 동작될 수 있는,

프린터.
액체 방출 장치(16, 30)에 있어서,

제 1 영역(500N, 30-1)과 제 2 영역(500S, 30-2)을 포함하는 기판(313, 500, 600)과,

상기 제 1 영역(500N, 30-1)내에 있는 제 1 프리미티브 세트(P1, 1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622)와, 상기 제 2 영역(500S, 30-2)내에서 있으면서 상기 제 1 프리미티브 세트로부터 전기적으로 절연되어 있는 제 2 프리미티브 세트(P1', 5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612) - 상기 제 1 및 제 2 프리미티브 세트 각각은 복수의 전기 절연 저항(1-5, 309, 400)과 관련 다중화 회로(M, M')를 구비하고 있으며, 상기 다중화 회로는 상기 저항을 통해 전류가 흐름 - 와,

상기 제 1 영역에서는 상기 다중화 회로에만 접속되어 있는 제 1 어드레스 도체 세트(640) 및 상기 제 2 영역에서는 상기 다중화 회로에만 접속되어 있는 제 2 어드레스 도체 세트(650) - 상기 제 1 및 제 2 어드레스 도체 세트는 상기 기판상의 제 1 및 제 2 접촉 패드 세트(32, 32')로 연장함 -를

포함하는 액체 방출 장치.
액체 방출 장치(16, 30)에 있어서,

액체 공급 구멍(502, 670, 672, 674)이 연장되어 있는 기판(30, 313, 500, 600)과,

상기 기판 상에 형성된 제 1 프리미티브(P1, 1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622) - 제 1 전류 제어식 트랜지스터 세트의 각각의 트랜지스터의 제 1 단자는 제 1 어드레스 라인 세트(A1-AN, 640)내의 적어도 하나의 어드레스 라인에 결합됨 - 와,

상기 기판상에 형성되어 있으면서 제 2 전류 제어식 트랜지스터 세트(402)를 구비한 제 2 프리미티브(P2, 5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612) - 상기 제 2 프리미티브 세트의 각각의 트랜지스터의 제 1 단자는 제 2 어드레스 라인 세트(A1'-AN', 650)내의 적어도 하나의 어드레스 라인에 결합되어 있으며, 상기 제 2 어드레스 라인 세트는 상기 제 1 어드레스 라인 세트와 전기적으로 절연되어 있음 - 를

포함하되,

상기 제 1 프리미티브내의 각각의 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트의 적어도 하나의 어드레스 라인상의 제어 신호에 의해 상기 제 2 프리미티브내의 각각의 트랜지스터와 무관하게 활성화될 수 있는

액체 방출 장치.
프린트 카트리지(16, 110, 111)에 있어서,

액체 저장통(26)과,

기판(30, 313, 500, 600)을

포함하되,

상기 기판은

상기 액체 저장통에서 복수의 액체 에너지 인가 구성 요소(1-5, 309, 400)로 액체가 흐르게 되는 액체 구멍(502, 670, 672, 674)과,

각각이 상기 기판상의 상기 액체 구멍에 물리적으로 인접하는 복수의 프리미티브를 포함하며,

상기 복수의 프리미티브는

제 1 서브세트의 프리미티브(P1, 1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622) - 상기 제 1 서브세트의 프리미티브의 각각의 프리미티브는 전류 제어식 트랜지스터 세트(402)로 구성되어 있으며, 각각의 전류 제어식 트랜지스터의 제 1 단자는 관련 액체 에너지 인가 구성 요소(1-5, 309, 400)에 결합되어 있으며, 각각의 트랜지스터의 제 2 단자는 접지되어 있으며, 각각의 트랜지스터의 제 3 단자는 제 1 어드레스 라인 세트(640)내의 소정의 어드레스 라인에 결합되어 있음 - 와,

제 2 서브세트의 프리미티브(P2, 5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612) - 상기 제 2 서브세트의 프리미티브의 각각의 프리미티브는 전류 제어식 트랜지스터 세트(402)로 구성되어 있으며, 각각의 전류 제어식 트랜지스터의 제 1 단자는 관련 액체 에너지 인가 구성 요소(1-5, 309, 400)에 결합되어 있으며, 각각의 트랜지스터의 제 2 단자는 접지되어 있으며, 각각의 트랜지스터의 제 3 단자는 제 2 어드레스 라인 세트내의 소정의 어드레스 라인에 결합되어 있으며, 상기 제 1 어드레스 라인 세트는 상기 제 2 어드레스 라인 세트와 전기적으로 절연되어 있음 - 으로 분할되는

프린트 카트리지.
프린팅 시스템(10)에 있어서,

액체 방출 장치(16, 30)와,

제 1 모드 - 제 1 어드레스 라인 세트 중 소정의 어드레스 라인이 제 2 어드레스 라인 세트 중 대응하는 소정의 어드레스 라인에 전기적으로 접속되어 있음 - 와 제 2 모드 - 상기 제 1 어드레스 라인 세트 중 소정의 어드레스 라인이 상기 제 2 어드레스 라인 세트와 전기적으로 절연되어 있음 - 에서 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트를 동작시키는 제어기(20)를

포함하되,

상기 액체 방출 장치는

제 1 영역(500N, 30-1)과 제 2 영역(500S, 30-2)을 포함하는 기판(30, 313, 500, 600)과,

상기 제 1 영역내에 있는 제 1 프리미티브 세트(P1, 1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622) 및, 상기 제 2 영역내에 있으면서 상기 제 1 프리미티브 세트와 전기적으로 절연되어 있는 제 2 프리미티브 세트(P1', 5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612) - 상기 제 1 및 제 2 프리미티브 세트의 각각의 프리미티브는 복수의 전기 절연 저항과 관련 다중화 회로(M, M')를 구비하며, 상기 다중화 회로는 상기 저항을 통해 전류가 흐름 - 와,

상기 제 1 영역에서는 상기 다중화 회로에만 전기적으로 접속되어 있는 제 1 어드레스 도체 세트(640) 및, 상기 제 2 영역에서는 상기 다중화 회로에만 전기적으로 접속되어 있는 제 2 어드레스 도체 세트(650) - 상기 제 1 및 제 2 어드레스 도체 세트는 상기 기판상의 제 1 및 제 2 접촉 패드 세트(32, 32')로 연장되어 있음 - 를

구비하며,

상기 제 1 프리미티브내의 각각의 트랜지스터와 상기 제 2 프리미티브내의 각각의 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 모드에서 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트상의 제어 신호에 의해 선택적으로 활성화될 수 있는

프린팅 시스템.
프린터(10)에 있어서,

제어기(20)와,

프린트 매체 이송 장치(18)와,

프린트 헤드 어셈블리

를 포함하되,

상기 프린트 헤드 어셈블리는

액체 구멍(502, 670, 672, 674)이 연장되어 형성되어 있는 기판(30, 313, 500, 600)과,

각각의 제 1 전류 제어식 트랜지스터의 제 1 단자가 제 1 어드레스 라인 세트(640)의 적어도 하나의 어드레스 라인에 결합되어 있는 제 1 전류 제어식 트랜지스터 세트로 구성되어 있는 제 1 프리미티브(1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622)와,

상기 제 1 프리미티브와 전기적으로 절연되어 있으면서, 각각의 제 2 전류 제어식 트랜지스터의 제 1 단자가, 상기 제 1 어드레스 라인 세트와 절연되어 있는 제 2 어드레스 라인 세트(650)의 적어도 하나의 어드레스 라인에 결합되어 있는 제 2 전류 제어식 트랜지스터 세트로 구성되어 있는 제 2 프리미티브(5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612)

를 포함하며,

상기 제 1 프리미티브내의 각각의 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트 중 적어도 하나의 어드레스 라인상의 제어 신호에 의해 상기 제 2 프리미티브내의 각각의 트랜지스터와 무관하게 활성화될 수 있는

프린터.
제 1 항, 제 3 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 프리미티브의 전류 제어식 트랜지스터의 수와 상기 제 2 프리미티브의 전류 제어식 트랜지스터의 수는 서로 상이한

장치.
제 2 항, 제 4 항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 프리미티브 세트의 프리미티브의 수는 상기 제 2 프리미티브 세트의 프리미티브 수와 상이한

장치.
제 1 항, 제 3 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

제 3 전류 제어식 트랜지스터 세트로 구성된 적어도 하나의 제 3 프리미티브를 더 포함하며, 상기 제 3 트랜지스터 세트의 각각의 트랜지스터의 제 1 단자는 상기 제 1 또는 제 2 어드레스 라인 세트중 적어도 하나의 어드레스 라인에 결합되는

장치.
제 1 항, 제 3 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 전류 제어식 트랜지스터 세트의 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 전류 제어식 트랜지스터 세트의 제 2 트랜지스터는 실질적으로 동시에 활성화되는

장치.
제 1 항, 제 3 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 전류 제어식 트랜지스터 세트의 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 전류 제어식 트랜지스터 세트의 제 2 트랜지스터는 순차적으로 활성화되는

장치.
프린트헤드(30)를 제조하는 방법에 있어서,

기판(30, 313, 500, 600)을 통해 액체 구멍(502, 670, 672, 674)을 확장하는 단계와,

상기 기판 상에 제 1 전류 제어식 트랜지스터 세트(402)의 제 1 프리미티브(1-4, 9-12, 17-20, 614, 615, 616, 618, 620, 622)를 형성하는 단계와,

상기 제 1 전류 제어식 트랜지스터 중 각각의 트랜지스터의 제 1 단자(406)를 제 1 어드레스 라인 세트(640) 중 적어도 하나의 어드레스 라인에 접속시키는 단계와,

상기 기판 상에 제 2 전류 제어식 트랜지스터 세트(402)의 제 2 프리미티브(5-8, 13-16, 21-24, 602, 604, 606, 608, 610, 612)를 형성하는 단계와,

상기 제 2 전류 제어식 트랜지스터 세트 중 각각의 트랜지스터의 제 1 단자(406)를 제 2 어드레스 라인 세트(650) 중 적어도 하나의 어드레스 라인에 접속시키는 단계와,

상기 제 1 프리미티브의 각각의 트랜지스터가 상기 제 1 및 제 2 어드레스 라인 세트 중 적어도 하나의 어드레스 라인상의 제어 신호를 이용하여 활성화될 수 있도록, 상기 제 2 어드레스 라인 세트를 상기 제 1 어드레스 라인 세트로부터 절연시키는 단계

를 포함하는 프린트 헤드 제조 방법.