KR100504973B1 - 방울크기변경을위한잉크젯프린트헤드 - Google Patents

방울크기변경을위한잉크젯프린트헤드 Download PDF

Info

Publication number
KR100504973B1
KR100504973B1 KR10-1998-0001969A KR19980001969A KR100504973B1 KR 100504973 B1 KR100504973 B1 KR 100504973B1 KR 19980001969 A KR19980001969 A KR 19980001969A KR 100504973 B1 KR100504973 B1 KR 100504973B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductor
actuator
edge
inkjet printhead
coupled
Prior art date
Application number
KR10-1998-0001969A
Other languages
English (en)
Other versions
KR19980070728A (ko
Inventor
로버트 윌슨 코넬
스티븐 로버트 콤플린
잭 윌리암 모리스
제임스 해롤드 파워스
로렌스 러셀 스튜워드
Original Assignee
렉스마크 인터내셔널, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 렉스마크 인터내셔널, 인코포레이티드 filed Critical 렉스마크 인터내셔널, 인코포레이티드
Publication of KR19980070728A publication Critical patent/KR19980070728A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100504973B1 publication Critical patent/KR100504973B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
    • B41J2/14056—Plural heating elements per ink chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14072—Electrical connections, e.g. details on electrodes, connecting the chip to the outside...
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2121—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
    • B41J2/2128—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14379—Edge shooter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14387—Front shooter

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

방울(drop) 크기를 변경하기 위한 잉크젯 프린터헤드가 개시되어 있다. 방울 크기 변경은 잉크 공급 장치와 연통하는 캐비티(cavity)와 노즐을 가진 잉크젯 프린터헤드에 사용하기 위한 잉크젯 프린트헤드 칩을 제공함으로써 달성된다. 칩은 제 1 작동부와 제 2 작동부를 가진 액츄에이터를 구비한다. 제 1 및 제 2 작동부는 노즐로부터 실질적으로 등거리에 위치된다.

Description

방울 크기 변경을 위한 잉크젯 프린트헤드
(발명의 분야)
본 발명은 잉크젯 인쇄장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 잉크 방울 크기가 선택적으로 변경되는 방울 크기 변경을 위한 잉크젯 프린트헤드에 관한 것이다.
(발명의 배경)
종래의 방식으로 작동되는 표준 서멀 잉트 및 프린트헤드들(thermal ink jet printheads)은 각 노즐로부터 반드시 고정된 잉크 질량을 방출한다.
방울 질량 변경, 방출되는 잉크 질량이 요구에 따라 변하는 공정은 실질적으로 인쇄된 출력의 품질을 향상시킬 수 있다. 잉크젯 및 다른 비충격식(non-impact) 프린터들은 지면 위의 임의의 위치에 스폿을 생성할 수 있는 능력 때문에 연속 및 하프 톤 이미지들(continuous and half tone images)의 생성에 특히 적합한 것으로 생각되어 왔다. 그러나, 연속 및 하프 톤 이미지들을 생성하는 잉크젯 프린터의 능력은 대부분의 잉크젯 프린트헤드들이 단지 고정된 체적을 가진 작은 방울들을 생성할 수 있다는 것으로 인해 상당히 제한되어 왔다. 그 결과, 이와 같은 작은 방울들에 의해 생성된 잉크 스폿들은 고정된 크기이다. 더욱이, 잉크젯 프린트헤드는 지면 위에 작은 방울들을 배치하기 위해, 통상적으로 고정된 해상도, 통상적으로 인치 당 300 내지 400 도트 또는 그 이하를 사용한다. 이것은 보다 높은 인쇄 품질을 요하는 하프 폰 이미지들에는 충분치 못하다.
인쇄된 출력의 품질은 또한 증가된 인쇄 해상도에 의해 향상될 수 있으며, 여기서 평방 인치 당 작은 방울들의 수는 예를 들면 인치당 300× 300 도트에서 인치당 600× 600도트로 증가된다. 방울 질량 변경은 종종 증가된 인쇄 해상도에 대해 바람직하다. 이것은 방울 크기 변조가 프린트헤드 복잡성을 크게 증가시키지 않고 프린트 해상도를 크게 증가시키지 않는 데이터 취급 성능에 보다 적은 증가를 필요로 하기 때문이다. 데이터 취급 성능의 이러한 차이는 종종 이해될 수 없고, 따라서, 이하, 간단한 이론적 논의에는 증가된 프린트 해상도에 대해 가장 중요한 방울 크기 변경의 이론적 이점들이 제공된다.
이들 가장 단순한 형태에 있어서, 디지탈 프린트 기구는 인쇄된 면 위의 사각형 그리드(grid) 위에 도트 위치들의 패턴을 채워 넣음으로써 작동한다. 정보는 R× R 그리드 내의 각 도트 위치에 단일 바이트를 제공함으로써 표시된다. 심볼 R은 인쇄 해상도를 나타내고, 인쇄 해상도는 통상적으로 그리드의 일측 위에 인치 당 도트수로 표시된다. 각 바이트는 정수의 비트들로 구성된다. 각 비트 b는 2개의 가능한 상태들 중 하나를 운반하고, 그러므로 용어 2진 상태는 다음과 같다:
b = 0 또는 1
각 바이트 Bk는 k비트들로 구성되고, 여기서 k는 다음과 같은 임의의 정수이어도 된다.
Bk = (b1, b2, ..., bk)
바이트 Bk는 2개의 관련 특성들을 가지며, 비트들의 수 Nk는 다음과 같이 구성되고,
Nk = N(Bk)= k,
가능한 상태들의 수 Sk는 다음과 같이 전달된다.
Sk = S(Bk) = 2k
그러므로, 바이트 B1는 단일 비트를 포함하고 2개의 상태들을 전달하고, 바이트 B2는 2개의 비트들을 포함하고 4개의 상태들을 전달하고, 바이트 B3는 3개의 비트들을 포함하고 8개의 상태들을 전달하고, 보다 큰 k의 값도 마찬가지로 적용된다:
B1=(0) 또는 (1)
B2=(0,0) 또는 (0,1) 또는 (1,0) 또는 (1,1)
B3=(0,0,0) 또는 (0,0,1) 또는 (0,1,0) 또는 (0,1,1)
또는 (1,0,0) 또는 (1,0,1) 또는 (1,1,0) 또는 (1,1,1)
표준 단색 인쇄(도트 크기 변경이 없는)는 프린트 그리드에서 매 도트에 대해 하나의 B1 크기의 바이트를 필요로 한다. 그러므로, 데이터의 볼륨 V0은 단위 그 리드(unit grid)를 인쇄하기 위해 필요로 되고, 여기서
V0=N1× R2 = R2
이다.
인쇄 해상도 R가 팩터 F에 의해 증가되면, 이때 단위 프린트 그리드 당 요구되는 데이터 볼륨은 다음과 같이 되고,
V1=N1× (FR)2, =F2R2,=F2V0
그러므로, 데이터 볼륨은 인쇄 해상도가 팩터 F만큼 증가할 때 곱셈 팩터 F2 만큼 증가한다.
인쇄 해상도를 증가시키기 위한 다른 방법으로서, 인쇄가능한 도트 상태들의 수 M이 2개(도트 또는 보이드)에서 약간 더 큰 정수로 증가하는 것을 가정한다. 추가의 정보는 각 인쇄 그리드의 위치와 관련된 바이트의 크기를 증가시킴으로써 표시된다. M도트 상태들을 전달하는 가장 작은 바이트는 k비트들을 갖는 것이며, 여기서 k는다음의 부등식을 만족시키는 가장 작은 양의 정수이다.
M≤Sk=2k
그러므로, 크기의 변경이 없는 단순한 도트의 가능한 상태들은 바이트 B1(2개의 상태들을 가짐)와 함께 전달될 수 있고, 2 또는 3개의 가능한 크기들을 갖는 도트의 상태는 바이트 B2(4개의 상태를 가짐)와 함께 전달될 수 있다. 도트 크기 변경을 위한 데이터 요구 볼륨 요구량은 표준 단색 인쇄와 비교될 수 있다. M개의 가능한 상태들을 갖는 인쇄 도트에 필요로 되는 단위 그리드 당 데이터 볼륨 V2은 다음의 부등식에 의해 얻어지고,
V2=Nk×R2, =kR2,=kV0,
여기서, k는 상기 부등식을 만족시키는 가장 작은 양의 정수이다.
그러므로, 데이터 볼륨은 토트 상태들의 수가 고정된 인쇄 해상도에서 2에서 M으로 증가하기 때문에 곱셈 팩터 k만큼 증가한다. 그것은 패러미터 M으로 직접 데이터 볼륨 V2을 표현하는 데 유용하다. 비트들의 수 k는 부등식 M≤2K을 만족시키는 가장 작은 양의 정수임을 상기하자. 부등식의 양측에 자연 대수를 취하면,
logM≤ k log 2
을 얻는다.
따라서, 다음의 V2에 대한 수식으로 치환할 수 있다.
V2=kV0≥ (log M/log2)V0
그러므로, 도트 상태 M의 부가를 특징으로 하는 데이터 볼륨 V2는 M의 자연 대수로서 개략적으로 증가한다고 할 수 있다. 따라서, 인쇄 품질의 증가에 대해, 대수 함수가 데이터 볼륨과 인쇄 해상도간의 관계를 특정짓는 제곱 함수보다 대단히 느리게 증가하기 때문에, 도트 크기 변경은 인쇄 해상도를 증가시키는 것이 유리하다.
방울 크기 변경의 주요 이론적인 이점들만을 고려해도, 다양한 방법들이 방출되는 잉크 방울의 크기를 변경시키기 위해 시도되었지만, 움직일 수 있는 시스템이 개발되어 있지 않다. 많은 특허들은 전압 펄스 진폭 및/또는 전압 펄스 각각의 타이밍을 조정하는 데 주목하여 왔다. 예를 들면, 스즈키(Tsuzuki) 등의 미국 특허 제 4,281,333호, 리(Lee) 등의 미국 특허 제 4,513,299호, 드봉(DeBonte) 등의 미국 특허 제 5,202,659호를 참조하라. 이들 특허들은 각각 복잡한 제어 회로와 대형 데이터 취급 능력을 필요로 한다는 문제점을 가지고 있다.
칩 온도 제어 방법들은 또한 한정된 성공으로서 시도되어 왔으며, 비소키(Wysocki) 등의 미국 특허 제 5,223,853호를 참조하라. 다른 방법들은 방출되는 방울의 메니스커스(meniscus)의 유체 역학에 대해 초점이 맞추어져 있으며, 버르(Burr) 등의 미국 특허 제 5,495,270호를 참조하라.
단순화된 제어회로들을 사용하는 다른 방법은 미국 특허 제 4,499,479호에 개시되어 있다. 이 특허 제 4,499,479호는 복수의 분리되어 작동가능한 부분들을 가진 변환기(transducer)를 포함하는 잉크젯 드롭 온 디맨드(ink jet drop-on-demand) 인쇄 시스템에 대해 개시하고 있다. 이 특허는 사이드 슈터(side-shooter) 형 프린트헤드에 관한 것이다. 선택된 방울 볼륨을 한정하는 프린트 데이터가 제공되고, 프린트 데이터에 의해 지정된 볼륨의 방울을 생성하기 위해 변환기의 분리되어 작동가능한 부분의 특정 조합을 선택적으로 작동시키도록 신호들을 생성하기 위한 프린트 데이터에 응답하여 작동가능한 제어 수단이 제공된다. 제 2 실시예에 있어서, 방울 볼륨에 대한 부가의 제어를 제공하기 위해, 선택된 제한들 내에서 방울의 속도를 유지하면서, 구동신호들의 진폭이 또한 변경될 수 있다. 제 1 실시예에 있어서, 압전 변환부들은 동일한 길이이고, 반면 제 2 실시예에서 변환부는 동일 거리가 아니다. 불리하게도, 이 특허된 설계는 잉크 캐비티안의 잉크를 배출하기 위해 상당히 복잡한 구조를 필요로 한다. 더욱이, 상기 특허에 기술된 것과 같이 일정한 강하 속도에서 진폭과 펄스폭을 갖는 드롭 볼륨의 변화를 예측하는 것은 어렵다. 방울 크기 룩업 테이블(look-up table)을 생성하는 것으로 인식된 미국 특허 제 4,499,479호는 프린트헤드 동작에 영향을 주는 다수의 상호 관련 인자 때문에 곤란하다. 다수의 인자들은 각각의 분리되어 작동가능한 부분들이 노즐 및 분리되어 작동가능한 부분들 간의 상호관계로부터 배치되는 상이한 간격을 포함한다. 잉크젯의 기하학적 특징, 구동 파형, 메니스커스 공진, 압력실 공진, 및 잉크젯 방출 특성간의 다양한 상호작용에 대해 개시한 미국 특허 제4,730,197호를 참조하라.
따라서, 종래기술은 단순화된 기하학적 형상을 가지며, 단순화된 제어회로를 사용하고 디지탈 프린트 제어기의 데이터 취급 요구를 감소시키는 방울 크기를 변경할 수 있는 프린트헤드를 여전히 필요로 한다.
(발명의 요약)
그러므로, 본 발명의 목적은 상기 문제점들을 해결하고 상기 필요성을 만족시키는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단순화된 기하학적 특성들을 가진 프린트헤드를 사용하여 방출되는 방울 질량을 변경시키는 것에 있다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적들은 잉크 공급 장치와 노즐과 연통하는 캐비티를 가진 잉크젯 프린트헤드에 사용하기 위한 잉크젯 프린트헤드 칩을 제공함으로써 달성된다. 액츄에이터(actuator)는 제 1 작동부와 제 2 작동부를 가진다. 제 1 및 제 2 작동부는 바람직하게는 프린트헤드의 기하학적 형상과 2개의 작동부들 간의 상호 관련성을 단순화하기 위해 노즐로부터 실질적으로 동일한 거리에 위치된다.
또 다른 목적은 액츄에이터의 제 3 작동부를 부가적으로 제공하는 것에 있다. 다른 목적은 액츄에이터의 제 1 작동부를 작동시키기 위해 제 1 전압에서 별도의 구동펄스를 제 1 도전체에 선택적으로 인가하고, 액츄에이터의 제 2 작동부를 작동시키기 위해 제 2 전압에서 별도의 구동 펄스를 제 2 도전체에 선택적으로 인가하는 수단에 프린트헤드 칩을 결합하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 이 기술분야에서 숙련된 사람에게는 다음의 상세한 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 상세한 설명에는 본 발명을 실행하기 위한 최선의 형태의 예로서, 본 발명의 바람직한 실시예만이 도시 및 개시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 다른 상이한 실시예들이 가능하고, 그에 대한 몇몇 세부사항들은 본 발명을 이탈하지 않고 여러 가지면에 있어서 변형이 가능하다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 예시로서만 간주하며, 제한하는 것으로 해석해서는 안된다.
본 발명의 완전한 이해를 위해, 동일 부분에는 동일 번호를 붙힌 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 도 1을 참조하면, 잉크젯 프린트헤드의 통상적인 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 방출기가 도시되어 있다. 이러한 형태의 프린트헤드는 통상 실시예 1 내지 5에 대해 아래에 기술된 히터 구조와 함께 사용된다. 드롭-온-디맨드 프린트헤드에 대해 아래에 제공된 상세한 설명은 본 발명의 작동 환경을 반영하며, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게는 공지인 각각의 요소의 완전한 설명을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1을 참조하면, 복수의 방울 방출 요소(20)는 통상적으로 평행 열 내에 선형 어레이로 정렬된다. 방울 방출 요소(20)는 칩(23)위에 장착된 배리어 판(barrier plate: 22)위에 형성되고 노즐판(24)아래에서 중심이 잡힌다. 편의상, 본 발명은 도 1에 도시된 방향에 관련지어 기술하고 따라서, 본 명세서에서 사용된 용어 예를 들면 "상", "하", "좌"는 상대적 의미로서 해석된다. 배리어 판(22)과 칩(23) 내에는 개구 비어(open via:26)가 형성된다. 노즐판(24)은 개구 비어(26)위에 배치된 잉트 공급 영역(28)을 포함한다. 잉크 공급 영역(28)의 대향측면들로부터는 각각의 연소실(32)과 각각 연통하는 한 쌍의 잉크 공급 채널들(30)이 연장한다. 각각의 연소실(32) 내에는 각각의 연소 요소(34)가 장착되고 이 연소 요소는 본 발명의 대상이다. 노즐판(24) 내에 형성되고 연소실(32)로부터 위쪽으로 연장하는 노즐(36)이 형성된다. 잉크는 개구 비어(26)로부터 잉크 공급 영역(28)을 통해 연소실(32)로 공급된다. 연소 요소(34)의 작동은 잉크로 하여금 각 노즐(36)을 통해 방출되도록 한다. 연소 요소들(34)은 도 1에 도시된 것과 같이 노즐판(24)의 상부면(38)으로부터 고정 거리 h에 위치되어 연소 요소(34)의 전체 상부면은 노즐(36)의 출구로부터 동일한 수직 거리이다.
개구 비어로부터의 잉크는 제어 수단으로부터의 구동펄스에 응답하여, 연소실(32) 내에 배치된 연소 요소에 의해 신속하게 가열 및 증발될 때까지 각 잉크 공급 채널(30) 내에 유지된다. 이러한 신속한 잉크의 증발은 다량의 잉크가 복사지(40)에 노즐(36)을 통해 방출되도록 기포를 발생시킨다. 작은 방울은 생성될 이미지와 관련하여 종이의 특정 위치에 충돌하여 방출된 작은 방울의 체적에 직접 관련된 직경을 가진 잉크 스폿을 형성한다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 원리들에 따라 구성된 히터 구조가 도시되어 있다. 도 1 내지 도 3과 관련하여 단지 작동 박막 층들이 개시되어 있다. 개시되지 않은 층들은 표준 서멀 잉크젯 제품들에서 볼 수 있는 것과 유사한 것으로 하며 이 기술분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 용이하게 알 수 있는 것이다.
또한 단지 본 발명은 잉크 드롭 형성을 위한 가열요소들(액츄에이터들)을 사용하여 기술되었지만, 또한 본 발명을 실시하여 잉크 드롭 형성의 다른 방법들, 예를 들면 전기 자기 솔레이노이드 액츄에이터들과 압전 액츄에이터들을 사용하는 것이 가능하다.
이하, 도 2 및 도 2a를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 프린트헤드 히터 구조가 도시되어 있다. 연소 요소(50)는 바람직하게는 잉크젯 프린터 제품들에 통상적으로 사용되는 저항 히터 요소로 형성된다. 연소 요소(50)는 저항 요소(52)를 구비하고 저항 요소는 제 1 작동부(54)와 제 2 작동부(56)로 분할되며, 이들 부분은 각각 사각형이다. 제 1 작동부(54)는 좌측 에지(58)과 우측에지(60), 상부 에지(62)와 저부 에지(64)를 가진다. 좌측 에지(58)는 도전체 C1a와 접촉하고, 양자는 폭 w을 가진다. 상부 에지(62)와 저부 에지(64)는 각각 길이 a를 가진다.
제 2 작동부(56)는 좌측 에지(70), 우측 에지(72), 상부 에지(74), 저부 에지(76)를 가진다. 우측 에지(72)는 제 2 도전체 C2a 에 인접하고, 양자는 폭 w을 가진다. 상부 에지(74)와 저부 에지(76)는 길이 b을 가진다. 제 3 도전체 C3a는 제 1 작동부(54)와 제 2 작동부(56)사이에 배치된다. 도전체 C3a 는 제 1 작동부(54)의 우측 에지(60)에 인접 및 접촉하는 좌측 에지(80)와 제 2 작동부(56)치 좌측 에지(70)에 인접 및 접촉하는 우측 에지(82)를 가진다. 도전체 C3a는 상부 에지들(62, 74)와 정렬되는 상부 에지(83)를 가진다. 요소(54, 56)의 전기 저항은 도전체들 C1a과 C2a의 폭들을 변경시킴으로써 변경될 수 있다. 도전체 C3a는 도 2에 도시된 것과 같이, 저항요소(52)로부터 외측으로 연장한다.
도전체 C1a, C2a, C3a는 제어 수단에 전기적으로 접속된다. 제어 수단은 제 1 정전압원 V1, 제 2 정전압원 V2, 접지와 같은 공통부에 전기적으로 접속된다. 동작에 있어서, 제어 수단은 작동부들(54, 56)을 작동시키기 위해 도전체 C1a을 V1에, 도전체 C2a을 V2에, 도전체 C3a을 공통부에 결합하기 위한 스위치로서 작동한다. 다른 방법으로서는, 도전체 C3a는 직접 공통부에 접속될 수 있다.
이하, 도 2a을 참조하면, 히터 구조(50)는 각각 평탄한 상부면(88)과, 도전체 C1a, C2a, C3a과 제 1 작동부(54)와 제 2 작동부(56)로부터 형성된 평탄한 하부면(90)을 가진다. 도 2 a의 실시예에 있어서, 모든 3개의 도전체들은 동일한 광 마스크 스텝(optical mask step) 내에 형성되므로 이들 도전체는 동일한 박막층에 배치된다. 동작에 있어서, 2개의 히터 부들(54, 56)이 길이들 a와 h이고, 이때 길이들의 비율은 개별적으로 또는 조합으로 2개의 부분들을 작동시킴으로써 얻어지는 방출되는 잉크 질량의 비율을 결정한다. 예를 들면, 히터 길이들이 a=2b이도록 선택되면 이후 연소 요소(50)는 트리-모달 드롭 방출기(tri-modal drop ejector)로 되고, 방출된 잉크 질량은 약 1:2:3의 비율로 변한다. 가장 작은 드롭의 방출은 도전체들 C2a, C3a 사이의 부분을 작동시킴으로써 달성된다. 중간 크기의 드롭은 도전체들 C1a, C3a사이의 부분(54)을 작동시킴으로써 방출되고, 가장 큰 드롭은 부분(54, 56) 모두를 동시에 작동시킴으로써 방출된다. 이러한 실시예에 있어서, 이 특허에 개시된 모든 실시예들에서와 같이, 제 1 도전체를 통해 제 1 전압에서 별도의 구동 펄스를 선택적으로 인가하고 제 2 도전체를 통해 제 2 전압에서 별도의 구동펄스를 인가하기 위한 수단이 제공된다. 이러한 제 1 실시예에서, 전압을 도전체 C2a에 인가하여 부분(56)을 작동시키고 있다. 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게는 잘 알려진 것과 같이, 펄스의 타이밍과 지속시간은 상이한 방울 크기를 달성하기 위해 변경될 수 있다.
도 2의 전체 구조는 또한 도 2b에 도시된 것과 같이 구현될 수 있다. 도 2a에 도시된 구성요소들과 유사한 기능들을 수행하는 도 2b에 도시된 구성요소들은 공통 부호를 사용하여 나타낸다. 도 2b에 도시된 것과 같이, 저항 요소(52')은 기판층을 형성하고 기판층에는 도전체들 C1a', C2a', C3a'이 부착된다. 이러한 장치를 사용하여, 저항 요소(52')의 제 1 작동 영역(54')이 대략 도전체들 C1a', C3a 사이에 형성되고 저항 요소(52')의 제 2 작동 영역(56')은 대략 도전체들 C2a', C3a'사이에 형성된다.
도 2, 도 2a, 도 2b의 실시예들은 탑 슈터 또는 사이드 슈터형 잉크젯 프린트헤드에 사용될 수 있다. 탑 슈터형 잉크젯 프린트헤드에 사용될 때, 조합된 히터 위에 단일 노즐이 정렬되거나 그렇지 않으면 2개의 노즐들이 정렬되고, 각 히터부 위에 하나가 사용된다.
이하, 도 3 및 도 3a를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 프린트헤드 히터 구조가 도시되어 있다. 연소 요소(100)는 평탄한 사각형 저항 요소(102), 제어 수단에 접속된 제 1 도전체 C1b, 제어 수단에 접속된 제 2도전체 C2b, 제어 수단에 접속된 제 3 도전체 C3b를 구비한다. 제어 수단은 제 1 정전압원 V1, 제 2 정전압원 V2, 접지와 같은 공통부 전기적으로 접속된다. 제어 수단은 도전체 C1b을 V1에, 도전체 C2b을 V2에, 도전체 C3b을 공통부에 결합하는 스위치로서 작용한다. 다른 방법으로서는, 도전체 C2b는 직접 공통부에 접속될수 있고 도전체 C3b를 V2에 접속할 수도 있다. 저항 요소(102)는 상부 에지(104), 저부 에지(106), 좌측 에지(108), 우측 에지(110), 상부면(112)을 가진다. 도전체 C1b는 상부 에지(114), 저부 에지(116), 우측 에지(118), 평탄 저부면(도시하지 않음)을 가진다. 도전체 C3b는 상부 에지(122), 저부 에지(124), 우측 에지(126), 평탄 저부면(128)을 가진다. 도전체들 C1b, C3b는 폭 a와 b을 각각 가진다. 도전체들 C1b, C3b는 저항 요소(102)의 상부면(112)에 부착된다. 도전체 C1b의 우측 에지(118)와 도전체 C3b의 우측 에지(126)는 저항 요소(102)의 좌측 에지(108)와 약간 겹친다. 도전체 C1b의 상부 에지(114)와 상부 에지(104)는 각각 저부 에지(106)와 도전체 C3b의 저부 에지(124)와 같이 정렬된다. 도전체 C1b 의 저부 에지(116)와 도전체 C3b의 상부 에지(122)는 이들 사이에 갭을 형성하여 서로 이격되어 있다.
도전체 C2b는 상부 에지(104)와 정렬된 상부 에지(130), 저항 요소(102)의 저부 에지(106)과 정렬된 저부 에지(132)를 가지며 좌측 에지(134)는 약간 저항 요소(102)의 우측 에지(110)와 겹친다. 제 1 및 제 2 도전체들의 폭들의 비율은 가장 작은 중간 크기 방울들의 상대적인 크기를 결정한다. 제 2 실시예는 또한 제 1 실시예에 대해 상기한 바와 같이 트리-모달 방출기로서 작동한다.
이하, 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 이들 도면은 방출 질량을 변경시키기 위한 부가적인 구조를 도시하고 있다. 제어 수단은 가변 전원 V1, 정전압원 V2, 공통부에 접속된다.
V1이 도 3b에 도시된 것과 같은 접지 전위일 때, 히터 내의 전기장은 전체 히터 표면 영역이 핵형성/기포 성장 공정(nucleation/bubble growth process)에 관여하도록 균일하게 분포되어 균일한 기포 크기가 형성됨으로써 균일한 방울 질량을 방출한다.
V1이 증가됨에 따라, C1b의 근방에 있는 전기장은 도 3c에 도시된 것과 같이 감소된다. 이것은 이러한 영역에서의 전력 손실 및 결과로서 얻어진 기포 크기에 직접적인 영향을 준다. V1이 V2에 대해 증가함에 따라, 그렇게 형성된 기포가 도 3b에 도시된 것과 같이 불균일하라지라도 기포 크기는 감소할 것이다.
이하, 도 4 및 도 4a를 참조하면 본 발명의 제 3 실시예에 따른 프린트헤드 히터 구조가 도시되어 있다. 연소 요소(150)는 평탄한 사각형 저항 요소(152), 제 1 도전체(2개의 대칭 작동부들 C1c1, C1c2로 각각 분할됨), 제 2 도전체 C2c, 제 3 도전체 C3c, 절연체 I를 구비한다. 저항 요소(152)는 상부 에지(154), 저부 에지(156), 좌측 에지(158), 우측 에지(160)를 가진다. 제 1 도전체 C1C1는 저항 요소의 상부 에지(154)와 정렬된 상부 에지(162), 저부 에지(164), 저항 요소(152)의 좌측 에지(158)의 일부와 전기 접촉하는 우측 에지(166)를 가진다. 제 1 도전체 C1c2의 다른 부분은 상부 에지(168), 저항 요소(152)의 저부 에지(156)와 정렬된 저부 에지(170), 우측 에지(172)를 가진다. 패턴된 절연층 I은 도전체들 C1c, C3c을 전기적으로 절연시킨다. 절연체 I는 도전체 C1c1의 저부 에지(164)와 접촉하는 상부 에지(174)와 저항 요소(152)의 좌측 에지(158)를 벗어나 내측으로 연장하는 우측 에지(178)를 가진다.
제 3 도전체 C3c는 연장부(180)와 하향으로 연장하는 부분(182)을 가진다. 도전체 C3c의 하부면(184)은 절연체 I와 접촉하고 있다. 하향으로 연장하는 부분(182)의 하부면(186)은 저항 요소(152)의 상부면(188)과 접촉하고 있다. 제 2 도전체 C2c는 저항 요소(152)의 상부 에지(154)와 정렬된 상부 에지(190), 저항 요소(152)의 저부 에지(156)과 정렬된 저부 에지(192)와, 저항 요소(152)의 우측 에지(160)와 약각 중첩하는 좌측 에지(194)를 가진다.
제어 수단은 제 1 정전압원 V1과 제 2 정전압원 V2와 공통부에 접속된다. 도전체들 C1c1, C1c2와 도전체 C2c는 하나의 마스크 스텝으로 제조된다. 도전체 C3c는 이후 마스크 스텝에서 제조된다. 이 제 3 실시예는 쌍으로 도전체들을 작동시킴으로써 트리-모달 드롭 방출기로서 작동될 수 있다. 작은 방울을 달성하기 위해 도전체 C3c가 작동된다. 중간 방울을 달성하기 위해 도전체들 C1c1, C1c2가 작동된다. 큰 방울을 달성하기 위해 모든 도전체들이 작동된다. 제어 수단은 도전체 C1c1, C1c2를 V1에, 도전체 C2c를 V2에, 도전체 C2c를 공통부에 결합하는 스위치로서 작동한다. 다른 방법으로서는, 도전체 C2c가 직접 공통부에 접속될 수 있다.
다른 방법으로서는, 도전체 C1c1, C1c2가 단일 도전체 바탕 절연층(I)로부터 형성될 수 있다.
이러한 제 3 실시예에 있어서, 방울 질량은 또한 도 3b와 도 3c에 대해 상기한 것과 같은 동일 방식으로 변경될 수 있다. 도전체들 C1c1, C1c2는 제어 수단을 통해 다양한 전압원 V1에 접속될 수 있다. 도전체 C2C는 공통부, 또는 접지에 접속될 수 있다. 도전체 C3C는 정전압원 V2에 접속될 수 있다.
이하, 도 5a, 도 5b를 참조하면 본 발명의 제 4 실시예에 따른 프린트헤드 히터 구조가 도시되어 있다. 연소 요소(200)는 평탄한 제 1 사각형 저항 요소(202), 평탄한 제 2 사각형 저항 요소(204), 평탄한 제 3 사각형 저항 요소(206), 제 1 도전체(208), 제 2 도전체(210), 제 3 도전체(212)를 구비한다.
제 1 저항 요소(202)는 상부 에지(214), 저부 에지(216), 우측 에지(218)를 가진다. 제 2 저항 요소(204)는 상부 에지(220), 저부 에지(222), 우측 에지(224), 좌측 에지(226)를 가진다. 제 3 저항 요소(206)는 상부 에지(228), 저부 에지(230), 좌측 에지(232)를 가진다. 제 1 저항 요소(202)와 제 3 저항 요소(206)는 대칭이고 제 2 저항 요소(204) 주위에 대칭으로 배치된다.
제 1 저항 요소(202)는 제 2 저항 요소(204)의 좌측 에지(226)로부터 이격된 우측 에지(218)를 가진다. 제 3 저항 요소(206)는 제 2 저항 요소(204)의 우측 에지(224)로부터 이격된 좌측 에지(232)를 가진다. 상부 에지(214), 상부 에지(220), 상부 에지(228)는 정렬된다. 저부 에지(216), 저부 에지(222), 저부 에지(230)는 정렬된다.
저항 요소들(202, 204, 206)은 사각형이고 평탄하다. 제 2 저항 요소(204)는 도 5에 도시된 것과 같이, 저항 요소(202, 206)보다 큰 단면적을 가진다. 도 5에 도시된 것과 같이, 저항 요소들(202, 206)은 동일 단면적을 가진다.
제 1 도전체(208)는 연장부(240)를 가지며 연장부는 횡방향으로 배치된 횡방향 부분(242)으로 종결된다. 제 1 연장부(244)는 횡방향 부분(242)으로부터 연장하고 에지(246)에서 종결하고 그 에지는 상부 에지(214)와 약간 중첩하여 저부면(248)이 위에 놓이고 제 1 저항 요소(202)의 상부면(250)과 전기 접촉하고 있다. 유사하게, 우측 연장부(252)는 에지(254)에서 종결하는 상부 에지(228)밖으로 연장하므로 우측 연장부(252)의 저부면(256)이 제 3 저항 요소(206)의 상부면(258)과 중첩하고 이들과 전기 접촉하고 있다.
제 2 도전체(210)는 제 1 도전체(208)의 연장부(240)로부터 이격된 연장부(266)를 가지고 있다. 하향으로 연장하는 연장부(268)는 연장부(266)로부터 하향으로 연장하고 제 2 저항 요소(204)의 상부면(272)과 접촉하는 면(270)을 가진다.
제 1 도전체(208), 제 2 도전체(210), 제 3 도전체 (212)는 제어 수단에 접속된다. 제어 수단은 제 1 정전압원 V1, 제 2 정전압원 V2, 공통부에 접속된다. 제어 수단은 제 1 도전체(208)를 V1에, 제 2 도전체(210)를 V2에, 제 3 도전체(212)를 공통부에 결합하는 스위치로서 작용한다. 다른 방법으로서는, 제 2 도전체(212)는 직접 공통부에 접속될 수 있다.
제 3 도전체(212)는 저부 에지들(216, 222, 230)과 평행한 상부 에지(280)를 가진다. 도 5a에 도시된 도전체(212)의 표면(282)은 제 1 저항 요소(202), 제 2 저항 요소(204), 제 3 저항요소(206)의 면들(284,286,288)위에 각각 배치되므로, 제 3 도전체(212)는 저항요소들(202, 204,206)과 전기 접촉하고 있다.
이하, 도 5b를 참조하면 측단면도가 도시되어 있다. 본 발명에는 필수는 아니지만, 완전하게 하기 위해, 연소 요소(200)의 박막 층이 도시되어 있다. 저부 층(300)은 실리콘이다. 덮게층(300)은 산화 실리콘으로 형성된 제 2 층(302)이다. 제 2 층(304)위에 형성된 제 3 층은 붕소 인산 실리콘 유리 층이다. 제 1 , 제 2, 제 3 저항 요소들(202, 204, 206)은 제 3 층위에 형성된다. 제 1 도전체(208)와 제 2 도전체(210)는 상기 저항 요소들(2020, 204, 206) 위에 배치된 부분과 함께 형성된다. 모구 중첩하지만 하향으로 연장하는 부분(268)은 질화 실리콘 층(306)이다. 전체 질화 실리콘 층은 실리콘 카바이드 층(308)과 중첩하고 있다.
이 제 4 실시예는 트리-모달 드롭 방출기로서 작동가능하다. 작은 방울을 달성하기 위해, 도전체(210)가 작동된다. 보다 큰 방울을 달성하기 위해, 도전체(208)가 작동된다. 2개의 방울들 사이의 방울 크기의 비율은 요소들(202, 206, 204)의 상대 단면적에 의해 결정된다(제 1 및 제 2 정전압원의 전압이 같다고 가정함).
이하, 도 6, 도6a, 도 6b를 참조하면 본 발명의 제 5 실시예에 따른 프린트 헤드 히터 구조가 도시되어 있다. 연소 요소(350)는 평탄한 제 1 사각형 저항요소(352), 평탄한 제 2 사각형 저항 요소(354), 평탄한 제 3 사각형 저항 요소(356), 제 1 도전체(358), 제 2 도전체(360), 제 3 도전체(362), 제 4 도전체(363)를 구비한다.
제 1 저항 요소(352)는 상부 에지(364), 저부 에지(366), 좌측 에지(368), 좌측 에지(370)를 가진다. 제 2 저항 요소(354)는 상부 에지(372), 저부 에지(374), 좌측 에지(376), 우측 에지(378)를 가진다. 제 3 저항 요소(356)는 상부 에지(364)와 정렬된 상부 에지(380)와, 저부 에지(366)와 정렬된 저부 에지(382), 좌측 에지(370)와 같은 길이를 가진 좌측 에지(384)와 우측에지(386)를 가진다. 우측 에지(378)의 길이는 우측 에지(370)의 길이보다 작다. 제 1 저항 요소(352)와 제 3 저항 요소(356)는 제 2 저항 요소(354) 주위에 대칭으로 배치되므로 제 1 저항 요소(352)의 우측 에지(370)는 제 2 저항 요소(354)의 좌측 에지(376)에 인접 및 이격되어 있다. 유사하게, 제 3 저항 요소(356)의 좌측 에지(384)는 제 2 저항 요소(354)의 우측 에지(378)에 인접 및 이격되어 있다.
제 1 도전체(358)는 횡방향 부분(390)에서 종결하는 연장부(388)를 가진다. 도 6a에 도시된 것과 같이, 횡방향 부분(390)은 좌측 부분(394)과 우측 부분(396)을 가진다. 좌측 부분(394)은 제 1 저항 요소(352)의 하부면(398)아래에 배치된 상부면(392)을 가지며 우측 부분(396)은 제 3 저항 요소(356)의 하부면(400)아래에 배치된 상부면(402)을 가진다.
이하, 도 6b를 참조하면 측단면도가 도시되어 있다. 6B-6B선 단면이 제 3 저항 요소(356)를 통해 도시되었지만, 제 1 저항 요소(352)가 제 3 저항 요소(356)와 대칭이기 때문에 다음의 상세한 설명은 양 요소들에 적용된다는 것을 이해해야 한다. 제 3 저항 요소(356)는 수평부분(420)을 가지며 그것의 하나의 단부로부터는 제 1 하향으로 연장하는 부분(422)이 연장하고 그 대향하는 단부로부터는 제 2 하향으로 연장하는 부분(424)이 연장한다. 하향으로 연장하는 부분(422)은 제 1 도전체(358)의 상부면(432)와 전기 접촉하는 하부면(430)을 가진다. 유사하게, 하향으로 연장하는 부분(424)의 하부면(434)은 제 3 도전체(356)의 상부면(436)과 전기접촉하고 있다.
수평 부분(420)의 하부면(438)은 제 3 도전체(356)의 상부면(440)으로부터 수직으로 이격되어 있다. 제 2 도전체(354)는 제 2 도전체(360)의 상부면(440)과 직접 접촉하는 하부면(도시하지 않음)을 가진다.
도 6을 참조하면, 제 3 도전체(362)는 연장부와 좌측면(454)과 우측면(456)으로 나누어진 횡방향 부분(452)을 가진다. 도전체들(358,360,362,363)은 제어 수단에 접속된다. 제어 수단은 도전체(358)를 V1에, 도전체(360)를 V2에, 도전체들(362,363)을 공통부에 결합시키기 위한 스위치로서 작용한다. 다른 방법으로서는, 도전체들(362,363)은 공통부에 직접 접속될 수 있다. 이러한 제 5 실시예는 쌍으로 도전체들을 작동시킴으로써 트리-모달 방출기로서 작동가능하다. 작은 방울을 달성하기 위해, 도전체(360)가 작동된다. 보다 큰 방울을 달성하기 위해, 도전체(358)가 작동된다. 2개의 방울들 간의 방울 크기 비율은 상대적인 단면적에 의해 결정된다(제 1 및 제 2 정전압원이 동일하다고 가정함). 가장 큰 방울은 모든 도전체들을 작동시킴으로써 달성된다.
잉크젯 프린트헤드 히터 구조가 기술되고, 복잡한 회로없이 방출되는 잉크 방울들의 크기를 변경할 수 있고 방울 크기를 결정하는 인자들의 상호관계가 비교적 단순하고 간단하게 유지되는 상기 상세한 설명으로부터 명백해진다.
이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명은 상기한 목적을 달성할 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있을 것이다. 상기 명세서를 읽은 후, 통상의 지식을 가진 사람은 본 명세서에 넓게 개시된 것과 같이 본 발명의 다양한 변경예, 등가의 치환 및 다양한 다른 양태로서 실시할 수 있을 것이다. 따라서 보호 범위는 다음의 특허청구범위와 그 등가물에 포함된 정의에 의해서만 한정되도록 한다.
본 발명은 잉크 방울 크기가 선택적으로 변경되는 방울 크기 변경을 위한 잉크젯 프린트헤드를 제공한다.
도 1은 종래의 탑 슈터(top shooter) 잉크젯 프린트헤드의 측단면도.
도 2은 본 발명의 프린트헤드 히터 구조의 제 1 실시예의 평면도.
도 2a은 저항 요소와 결합 도전체들만을 나타내는 도 2의 2A-2A선에 따라 절취한 측단면도.
도 3은 본 발명의 프린트헤드 히터 구조의 제 2 실시예의 평면도.
도 3a는 저항 요소와 결합 도전체들만을 나타내는 도 3의 3A-3A선에 따라 절취한 측단면도.
도 3b는 균일한 전기장 분포 위에서의 기포 형성을 나타내는 도 3 및 도 3a의 프린트헤드 히터 구조의 평면도.
도 3c는 균일하지 않은 전기장 위에서의 기포 형성을 나타내는 도 3 및 도 3b의 히터 구조의 평면도.
도 4는 본 발명의 프린트헤드 히터 구조의 제 3 실시예의 평면도.
도 4a는 저항 요소와 결합 도전체들만을 나타내는 도 4의 4A-4A선에 따라 절취한 측단면도.
도 5는 본 발명의 프린트헤드 히터 구조의 제 4 실시예의 평면도.
도 5a는 도 5의 5A-5A선에 따라 절취한 측단면도.
도 5b는 도 5의 5B-5B선에 따라 절취한 측단면도.
도 6은 본 발명의 프린트헤드 히터 구조의 제 5 실시예의 평면도.
도 6a은 도 6의 6A-6A선에 따라 절취한 측단면도.
도 6b는 도 6의 6B-6B선에 따라 절취한 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 방울 방출 요소 22 : 배리어 판
23 : 칩 24 : 노즐판
28 : 공급 영역 32 : 연소실
36 : 노즐

Claims (23)

  1. 잉크 공급 장치와 연통하는 캐비티(cavity) 및 노즐을 갖는 잉크젯 프린트헤드에 사용하기 위한 잉크젯 프린트헤드 칩에 있어서,
    복수인 적어도 3개의 도전체; 및
    상기 노즐에 대응하며 복수인 적어도 3개의 도전체에 결속되며, 상기 복수인 적어도 3개의 도전체 각각을 단일 액츄에이터에 부착시킴으로써 한정되는 제 1 작동부 및 제 2 작동부를 구비하는, 단일 액츄에이터를 포함하며,
    상기 제 1 작동부 및 제 2 작동부는 상기 노즐로부터 실질적으로 같은 거리에 위치하도록 한정되며,
    상기 복수인 적어도 3개의 도전체는,
    상기 제 1 작동부를 한정하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 1 영역에 결합되는 제 1 도전체와;
    상기 제 2 작동부를 한정하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 2 영역에 결합되는 제 2 도전체; 및
    상기 제 1 작동부와 제 2 작동부를 한정하기 위한 공통 결합부를 제공하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 3 영역에 결합되는 제 3 도전체를 포함하며,
    상기 단일 액츄에이터는 제 1 에지와 제 2 에지를 가지며, 상기 제 1 도전체는 그의 주요부를 따라 상기 제 1 에지에 결합되고, 상기 제 3 도전체는 그의 주요부를 따라 상기 제 2 에지에 결합되고, 상기 제 1 도전체의 일부와 상기 액츄에이터의 일부를 덮는 전기 절연체를 추가로 포함하며, 상기 제 3 도전체는 상기 액츄에이터의 상부면에 결합되는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 도전체는 상기 단일 액츄에이터의 2 개의 분리 영역에서 상기 제 1 에지에 결합되는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  3. 잉크 공급 장치와 연통하는 캐비티 및 노즐을 갖는 잉크젯 프린트헤드에 사용하기 위한 잉크낀 프린트헤드 칩에 있어서,
    복수인 적어도 3개의 도전체; 및
    상기 노즐에 대응하며 복수인 적어도 3개의 도전체에 결속되며, 상기 복수인 적어도 3개의 도전체 각각을 단일 액츄에이터에 부착시킴으로써 한정되는 제 1 작동부 및 제 2 작동부를 구비하는, 단일 액츄에이터를 포함하며,
    상기 제 1 작동부 및 제 2 작동부는 상기 노즐로부터 실질적으로 같은 거리에 위치하도록 한정되는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 복수인 적어도 3개의 도전체는,
    상기 제 1 작동부를 한정하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 1 영역에 결합되는 제 1 도전체와;
    상기 제 2 작동부를 한정하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 2 영역에 결합되는 제 2 도전체; 및
    상기 제 1 작동부와 제 2 작동부를 한정하기 위한 공통 결합부를 제공하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 3 영역에 결합되는 제 3 도전체를 포함하는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 칩은 상기 액츄에이터의 제 1 작동부를 작동시키기 위해 제 1 전압에서 별도의 구동 펄스를 상기 제 1 도전체에 선택적으로 인가하고, 또한 상기 액츄에이터의 제 2 작동부를 작동시키기 위해 제 2 전압에서 별도의 구동 펄스를 상기 제 2 도전체에 선택적으로 인가하는 수단을 갖는 프린터에 결합되는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 선택적으로 인가하는 수단은 별도의 구동 펄스들을 상기 제 1 도전체 및 제 2 도전체에 동시에 인가하는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 선택적으로 인가하는 수단은 별도의 구동 펄스들을 상기 제 1 도전체 및 제 2 도전체에 다른 시간에 인가하는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 제 2 도전체, 제 2 도전체 및 제 3 도전체는 동일 평면에 위치하는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  9. 제 4항에 있어서, 상기 제 1 도전체는 상기 제 2 도전체보다 큰 단면 영역을 갖는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  10. 제 4항에 있어서, 상기 단일 액츄에이터는 제 1 에지와 제 2 에지를 가지며, 상기 제 1 에지는 임의의 길이를 가지며, 상기 제 1 도전체는 상기 길이의 부분을 따라 상기 제 1 에지에 부착되고, 상기 제 2 도전체는 상기 제 1 도전체로부터 이격되고 상기 길이의 다른 부분을 따라 상기 제 1 에지에 부착되고, 상기 제 3 도전체는 상기 제 2 에지의 전체 길이를 따라 상기 제 2 에지에 전기적으로 접속되는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 도전체가 상기 제 1 에지에 부착되는 길이의 상기 부분은 상기 제 2 도전체가 상기 제 1 에지에 부착되는 길이의 상기 부분과는 다른 잉크젯 프린트헤드 칩.
  12. 제 3항에 있어서, 제 3 작동부를 추가로 포함하는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  13. 제 3항에 있어서, 상기 액츄에이터는 평탄한 잉크젯 프린트헤드 칩.
  14. 제 3항에 있어서, 상기 액츄에이터는 저항 요소인 잉크젯 프린트헤드 칩.
  15. 제 3항에 있어서, 상기 액츄에이터는 압전소자인 잉크젯 프린트헤드 칩.
  16. 제 3항에 있어서, 상기 저항 요소는 노즐 아래에 배치되는 잉크젯 프린트헤드 칩.
  17. 제 3항에 있어서, 상기 잉크젯 프린트헤드는 탑-슈터(top-shooter)형 프린트헤드인 잉크젯 프린트헤드 칩.
  18. 제 3항에 있어서, 상기 잉크젯 프린트헤드는 사이드-슈터(side-shooter)형 프린트헤드인 잉크젯 프린트헤드 칩.
  19. 잉크젯 프린트헤드 칩을 구비한 프린트헤드를 가지며, 상기 프린트헤드는 잉크 공급 장치와 연통하는 캐비티 및 노즐을 갖는, 잉크젯 프린트 시스템에 있어서,
    상기 칩은,
    복수인 적어도 3개의 도전체; 및
    상기 노즐에 대응하며 복수인 적어도 3개의 도전체에 결속되며, 상기 복수인 적어도 3개의 도전체 각각을 단일 액츄에이터에 부착시킴으로써 한정되는 제 1 작동부 및 제 2 작동부를 구비하는, 단일 액츄에이터를 포함하며,
    상기 제 1 작동부 및 제 2 작동부는 상기 노즐로부터 실질적으로 같은 거리에 위치하도록 한정되는 잉크젯 프린트 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 복수인 적어도 3개의 도전체는,
    상기 제 1 작동부를 한정하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 1 영역에 결합되는 제 1 도전체와;
    상기 제 2 작동부를 한정하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 2 영역에 결합되는 제 2 도전체; 및
    상기 제 1 작동부와 제 2 작동부를 한정하기 위한'공통 결합부를 제공하기 위해 상기 단일 액츄에이터의 제 3 영역에 결합되는 제 3 도전체를 포함하는 잉크젯 프린트 시스템.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 액츄에이터의 제 1 작동부를 작동시키기 위해 제 1 전압에서 별도의 구동 펄스를 상기 제 1 도전체에 선택적으로 인가하고, 또한 상기 액츄에이터의 제 2 작동부를 작동시키기 위해 제 2 전압에서 별도의 구동 펄스를 상기 제 2 도전체에 선택적으로 인가하는 수단을 추가로 포함하는 잉크젯 프린트 시스템.
  22. 제 19항에 있어서, 제 3 작동부를 추가로 포함하는 잉크젯 프린트 시스템.
  23. 잉크젯 프린트헤드 칩을 구비한 프린트헤드 및 제어 수단을 가지며, 상기 프린트헤드는 잉크 공급 장치와 연통하는 캐비티 및 노즐을 갖는, 잉크젯 프린트 시스템에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트헤드 칩은,
    상기 노즐에 대응하고, 각각의 길이를 갖는 제 1 및 에지 및 제 2 에지를 갖는 단일 액츄에이터와;
    제 1 도전체, 제 2 도전체, 및 제 3 도전체; 및
    상기 단일 액츄에이터의 제 1 작동부를 작동시키기 위해 조절 가능한 제 1 전압을 상기 제 1 도전체에 선택적으로 인가하고, 또한 상기 단일 액츄에이터의 제 2 작동부를 작동시키기 위해 일정한 제 2 전압을 상기 제 2 도전체에 선택적으로 인가하는 제어 수단을 포함하며,
    상기 제 1 도전체는 상기 단일 액츄에이터의 제 1 작동부를 한정하기 위해 상기 제 1 에지 길이의 부분을 따라 상기 단일 액츄에이터의 제 1 에지에 부착되며,
    상기 제 2 도전체는 상기 제 1 도전체로부터 이격되고, 또한 상기 단일 액츄에이터의 제 2 작동부를 한정하기 위해 상기 제 1 에지 길이의 다른 부분을 따라 상기 단일 액츄에이터의 제 1 에지에 부착되며,
    상기 제 3 도전체는 상기 제 1 작동부와 제 2 작동부를 한정하기 위한 공통 결합부를 한정하기 위해, 상기 제 2 에지의 전체 길이를 따라 상기 단일 액츄에이터의 제 2 에지에 전기적으로 접속되며,
    상기 제 1 작동부 및 제 2 작동부는 상기 노즐로부터 실질적으로 같은 거리에 위치하는 잉크젯 프린트 시스템.
KR10-1998-0001969A 1997-01-24 1998-01-23 방울크기변경을위한잉크젯프린트헤드 KR100504973B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8/788,538 1997-01-24
US08/788,538 US6020905A (en) 1997-01-24 1997-01-24 Ink jet printhead for drop size modulation
US08/788538 1997-01-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980070728A KR19980070728A (ko) 1998-10-26
KR100504973B1 true KR100504973B1 (ko) 2005-11-08

Family

ID=25144798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1998-0001969A KR100504973B1 (ko) 1997-01-24 1998-01-23 방울크기변경을위한잉크젯프린트헤드

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6020905A (ko)
EP (1) EP0855277B1 (ko)
JP (1) JPH10315475A (ko)
KR (1) KR100504973B1 (ko)
CN (1) CN1190620A (ko)
DE (1) DE69818719T2 (ko)
TW (1) TW419424B (ko)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6310639B1 (en) 1996-02-07 2001-10-30 Hewlett-Packard Co. Printer printhead
US6276775B1 (en) 1999-04-29 2001-08-21 Hewlett-Packard Company Variable drop mass inkjet drop generator
US6513894B1 (en) 1999-11-19 2003-02-04 Purdue Research Foundation Method and apparatus for producing drops using a drop-on-demand dispenser
US6318847B1 (en) * 2000-03-31 2001-11-20 Hewlett-Packard Company Segmented heater resistor for producing a variable ink drop volume in an inkjet drop generator
US6481831B1 (en) 2000-07-07 2002-11-19 Hewlett-Packard Company Fluid ejection device and method of fabricating
JP2002052725A (ja) 2000-08-07 2002-02-19 Sony Corp プリンタ、プリンタヘッド及びプリンタヘッドの製造方法
JP4706098B2 (ja) * 2000-11-07 2011-06-22 ソニー株式会社 プリンタ、プリンタヘッド及びプリンタヘッドの製造方法
US6457814B1 (en) * 2000-12-20 2002-10-01 Hewlett-Packard Company Fluid-jet printhead and method of fabricating a fluid-jet printhead
US6457815B1 (en) 2001-01-29 2002-10-01 Hewlett-Packard Company Fluid-jet printhead and method of fabricating a fluid-jet printhead
US6711806B2 (en) 2001-05-14 2004-03-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method of manufacturing a thermal fluid jetting apparatus
US7052117B2 (en) * 2002-07-03 2006-05-30 Dimatix, Inc. Printhead having a thin pre-fired piezoelectric layer
SE0202247D0 (sv) 2002-07-18 2002-07-18 Mydata Automation Ab Jetting device and method at a jetting device
US6808241B2 (en) 2003-03-11 2004-10-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device
WO2005009734A2 (en) * 2003-07-31 2005-02-03 Nissim Einat Ink jet printing method and apparatus
TW200508044A (en) * 2003-08-26 2005-03-01 Ind Tech Res Inst Compound inkjet print head printer
US8491076B2 (en) 2004-03-15 2013-07-23 Fujifilm Dimatix, Inc. Fluid droplet ejection devices and methods
US7281778B2 (en) * 2004-03-15 2007-10-16 Fujifilm Dimatix, Inc. High frequency droplet ejection device and method
GB0415529D0 (en) * 2004-07-10 2004-08-11 Xaar Technology Ltd Droplet deposition apparatus
WO2006074016A2 (en) 2004-12-30 2006-07-13 Fujifilm Dimatix, Inc. Ink jet printing
US7575293B2 (en) * 2005-05-31 2009-08-18 Xerox Corporation Dual drop printing mode using full length waveforms to achieve head drop mass differences
US7988247B2 (en) * 2007-01-11 2011-08-02 Fujifilm Dimatix, Inc. Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer
KR20090008022A (ko) * 2007-07-16 2009-01-21 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트 헤드 및 그 제조방법
US8186790B2 (en) * 2008-03-14 2012-05-29 Purdue Research Foundation Method for producing ultra-small drops
US9016816B2 (en) 2013-06-10 2015-04-28 Xerox Corporation System and method for per drop electrical signal waveform modulation for ink drop placement in inkjet printing
US10967634B2 (en) 2017-04-14 2021-04-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluidic die with drop weight signals

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5420618A (en) * 1991-05-13 1995-05-30 Ricoh Company, Ltd. Ink jet recording method and apparatus having drop size control by using plural control electrodes
EP0707964A2 (en) * 1994-10-20 1996-04-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet head, head cartridge, liquid jet apparatus, method of ejecting liquid, and method of injecting ink

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4809021B1 (en) * 1978-07-07 1994-09-27 Pitney Bowes Inc Apparatus and method for generating images by producing light spots of different sizes
JPS5842028B2 (ja) * 1978-11-10 1983-09-16 横河電機株式会社 インクジェット記録装置
DE2945658A1 (de) * 1978-11-14 1980-05-29 Canon Kk Fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungsverfahren
US4281333A (en) * 1979-02-14 1981-07-28 Nippon Electric Co., Ltd. Ink-on-demand type ink-jet printer with coordinated variable size drops with variable charges
US4499479A (en) * 1982-08-30 1985-02-12 International Business Machines Corporation Gray scale printing with ink jet drop-on demand printing head
EP0124312A3 (en) * 1983-04-29 1985-08-28 Hewlett-Packard Company Resistor structures for thermal ink jet printers
JPS6011369A (ja) * 1983-06-30 1985-01-21 Fujitsu Ltd インク噴射装置
US4513299A (en) * 1983-12-16 1985-04-23 International Business Machines Corporation Spot size modulation using multiple pulse resonance drop ejection
US5202659A (en) * 1984-04-16 1993-04-13 Dataproducts, Corporation Method and apparatus for selective multi-resonant operation of an ink jet controlling dot size
JPH064328B2 (ja) * 1984-11-14 1994-01-19 キヤノン株式会社 インクジエツト記録ヘツド
JPS6235852A (ja) * 1985-08-09 1987-02-16 Canon Inc 記録装置
US4730197A (en) * 1985-11-06 1988-03-08 Pitney Bowes Inc. Impulse ink jet system
US4965594A (en) * 1986-02-28 1990-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet recording head with laminated heat resistive layers on a support member
JPS62261453A (ja) * 1986-05-09 1987-11-13 Canon Inc 多値化記録方式
US4680645A (en) * 1986-08-25 1987-07-14 Hewlett-Packard Company Method for rendering gray scale images with variable dot sizes
JPS63160853A (ja) * 1986-12-25 1988-07-04 Canon Inc 液体噴射記録ヘツド
US5198833A (en) * 1987-11-04 1993-03-30 Sharp Kabushiki Kaisha Variable density ink-jet dot printer
JPH01237151A (ja) * 1988-03-17 1989-09-21 Nec Corp インクジェットヘッド
US5221931A (en) * 1988-04-26 1993-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Driving method for ink jet recording head and ink jet recording apparatus performing the method
EP0372097A1 (de) * 1988-11-30 1990-06-13 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung zum Erzeugen von Tintentröpfchen unterschiedlicher Grösse in einer Tintendruckeinrichtung
JP2836749B2 (ja) * 1989-05-09 1998-12-14 株式会社リコー 液体噴射記録ヘッド
EP0437106B1 (en) * 1990-01-08 1995-01-25 Tektronix Inc. Method and apparatus for printing with ink drops of varying sizes using a drop-on-demand ink jet print head
JP2891748B2 (ja) * 1990-06-15 1999-05-17 キヤノン株式会社 インクジェットヘッドの駆動方法
US5461403A (en) * 1991-08-16 1995-10-24 Compaq Computer Corporation Droplet volume modulation techniques for ink jet printheads
JPH05208496A (ja) * 1992-01-31 1993-08-20 Ricoh Co Ltd インクジェット式印字ヘッド
US5223853A (en) * 1992-02-24 1993-06-29 Xerox Corporation Electronic spot size control in a thermal ink jet printer
JP3261630B2 (ja) * 1992-10-29 2002-03-04 コニカ株式会社 インクジェット記録装置
US5412410A (en) * 1993-01-04 1995-05-02 Xerox Corporation Ink jet printhead for continuous tone and text printing
US5495270A (en) * 1993-07-30 1996-02-27 Tektronix, Inc. Method and apparatus for producing dot size modulated ink jet printing
DE4428807C2 (de) * 1994-08-13 1996-10-10 Eastman Kodak Co Vorrichtung zur Geschwindigkeits- und Tropfenmassenvariation bei thermischen Tintenschreibern
JPH08118641A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Canon Inc インクジェットヘッド、インクジェットヘッドカートリッジ、インクジェット装置およびインクが再注入されたインクジェットヘッドカートリッジ用インク容器
EP0748691B1 (en) * 1995-06-12 2002-10-02 Océ-Technologies B.V. Ink-jet system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5420618A (en) * 1991-05-13 1995-05-30 Ricoh Company, Ltd. Ink jet recording method and apparatus having drop size control by using plural control electrodes
EP0707964A2 (en) * 1994-10-20 1996-04-24 Canon Kabushiki Kaisha Liquid jet head, head cartridge, liquid jet apparatus, method of ejecting liquid, and method of injecting ink

Also Published As

Publication number Publication date
DE69818719D1 (de) 2003-11-13
EP0855277B1 (en) 2003-10-08
US6079811A (en) 2000-06-27
CN1190620A (zh) 1998-08-19
TW419424B (en) 2001-01-21
DE69818719T2 (de) 2004-07-22
US6020905A (en) 2000-02-01
EP0855277A2 (en) 1998-07-29
JPH10315475A (ja) 1998-12-02
KR19980070728A (ko) 1998-10-26
EP0855277A3 (en) 1999-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100504973B1 (ko) 방울크기변경을위한잉크젯프린트헤드
CA2075097C (en) Recording apparatus, recording head and substrate therefor
US6594899B2 (en) Variable drop mass inkjet drop generator
US6139131A (en) High drop generator density printhead
US6276775B1 (en) Variable drop mass inkjet drop generator
US6746108B1 (en) Method and apparatus for printing ink droplets that strike print media substantially perpendicularly
US5600349A (en) Method of reducing drive energy in a high speed thermal ink jet printer
JP3055567B2 (ja) サーマルインクジェット印字ヘッド
US6439690B2 (en) Element substrate having connecting wiring between heat generating resistor elements and ink jet recording apparatus
JP2966919B2 (ja) 多色ルーフシューター型印字ヘッド
US5642142A (en) Variable halftone operation inkjet printheads
US6676249B2 (en) Continuous color ink jet print head apparatus and method
US6457796B1 (en) Ink jet recording head and printing system using same
KR101034322B1 (ko) 액체분사방법 및 액체분사장치
US6170930B1 (en) Method for producing gradient tonal representation and a printhead for producing the same
US6711806B2 (en) Method of manufacturing a thermal fluid jetting apparatus
US6048051A (en) Ink-jet printing method and ink-jet printing apparatus using dielectric migration force
JP3127663B2 (ja) インクジェット記録装置および記録方法
JPH05208496A (ja) インクジェット式印字ヘッド
AU734083B2 (en) Recording apparatus, recording head and substrate therefor
MXPA98000666A (en) Elastomeric member resistant to abrasion of a drum for construction of neumat
JPH09234867A (ja) 選択可能な液滴サイズを許容する単一端子加熱エレメントを具備したインクジェット印刷装置のエジェクタ
MXPA98000668A (en) Ink jet print head for modulating the size of the g
JP2013525159A (ja) プリントヘッド液体チャンバに被さる刺激器／フィルタ装置
JPS62251149A (ja) 熱静電インクジエツト記録ヘツド

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090720

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee