KR100515736B1 - 라인 잉크 젯 헤드 및 그것을 이용한 인쇄 장치 - Google Patents

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KR100515736B1
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가와세유지
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 잉크 젯 헤드 유닛을 지그재그 배열함으로써 구성되어 있는 라인 잉크 젯 헤드에 있어서, 지그재그 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛 상호의 위치 맞춤을 간단한 작업에 의해 정밀도 좋게 행하는 것이다.
라인 잉크 젯 헤드(1)는, 헤드 유닛 설치 기판(2)의 양측에 형성된 헤드 유닛 설치면(103, 104)에, 지그재그형으로 되도록 교대로 잉크 젯 헤드 유닛(105(1) 내지 105(4))이 배열되어 있다. 헤드 유닛 설치면을 정밀도 좋게 형성해 두면, 여기에 각 잉크 젯 헤드 유닛(105(1)내지 5(4))을 접착 고정하는 것만으로, 지그재그 배치되어 있는 잉크 젯 헤드가 서로 정밀도 좋게 위치 맞춤된다.

Description

라인 잉크 젯 헤드 및 그것을 이용한 인쇄 장치{A line ink jet head and a printer using it}
본 발명은 라인 프린터의 잉크 젯 헤드로서 사용되는 라인 잉크 젯 헤드에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 동일 구조의 잉크 젯 헤드 유닛을 복수 배열함으로써 구성되는 온 디맨드(on demand)형의 라인 잉크 젯 헤드에 관한 것이다.
이러한 종류의 라인 잉크 젯 헤드를 구비한 잉크 젯 장치는, 예를 들면, 일본 특공평3-158917호 공보에 개시되어 있다. 이 공보에 개시되어 있는 잉크 젯 장치에서는, 복수의 잉크 토출구를 갖는 잉크 젯 헤드 유닛을 잉크 노즐의 배열방향(인쇄 라인방향)으로 복수개 직렬로 배치한 구조의 라인 잉크 젯 헤드를 구비하고 있다.
이 구조의 라인 잉크 젯 헤드는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 잉크 젯 헤드 유닛(10(n)[n:1, 2, 3···; 도면에 있어서 잉크 젯 헤드 유닛(10(1), 10(2))만을 도시하고 있다.]을 일렬로 나란히 배열하고 위치를 맞추어 접착되어 있다. 이렇게 하여 인쇄 라인방향에 따라 일렬로 배열된 각 잉크 노즐[11(m)(m=1, 2, 3···)]의 피치(p)는 어떠한 노즐간에서도 동일하게 할 필요가 있다. 여기서, 인접 배치한 잉크 젯 헤드 유닛(10(1) 및 10(2))에 있어서의 가장 끝에 위치하는 잉크 노즐(11(128) 및 11(1))의 사이도 동일 피치(p)로 할 필요가 있다.
이를 위해서는, 잉크 젯 헤드 유닛의 양단에 위치하고 있는 잉크 노즐(11(1), 11(128))이 연통하고 있는 잉크실의 격벽, 즉, 잉크 젯 헤드 유닛의 양단벽(12(1), 12(128))의 두께를, 그 이외의 잉크 노즐이 연통하고 있는 잉크실의 격벽 두께의 1/2로 할 필요가 있다.
이와 같이 격벽의 두께를 바꾸면, 양단의 벽의 강성이 안쪽에 위치하고 있는 격벽의 강성보다도 낮아지기 때문에, 양단의 잉크실에 연통하고 있는 잉크 노즐의 잉크 토출 특성이, 안쪽의 잉크 노즐의 것과는 달라져 버린다. 잉크 토출 특성이 다르면, 인쇄 품위가 저하하는 경우도 있어, 바람직하지 못하다.
또한, 잉크 젯 헤드 유닛의 끝면을 접합시켜서 일렬로 배열하고 있기 때문에, 끝면을 정밀도 좋게 마무리할 필요가 있고, 그 만큼, 라인 잉크 젯 헤드의 제조가 곤란하게 되어 버리기 때문에 바람직하지 못하다.
그래서, 일본 특개평8-127137호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 각 잉크 젯 헤드 유닛의 잉크 노즐 열을 지그재그형으로 배열하면, 상기의 폐해를 해소할 수 있다.
그러나, 각 잉크 젯 헤드 유닛의 잉크 노즐 열을 지그재그형으로 배치하는 경우, 각 잉크 젯 헤드 유닛 상호간의 위치 맞춤이 곤란하다는 문제가 있다. 각 잉크 젯 헤드 유닛 상호간의 위치 맞춤 정밀도가 나쁘면, 인쇄 품위가 저하하기 때문에 바람직하지 못하다. 그러나, 종래에 있어서는, 각 잉크 젯 헤드 유닛의 위치 맞춤을 정밀도 좋게, 더욱이 간단히 행하는 방법에 대해서는 조금도 제안되어 있지 않다.
또한, 지그재그 배열의 경우에는, 지그재그 배열한 각 잉크 젯 헤드 유닛 상호사이에 있어서, 각각의 잉크 노즐로부터 토출되는 잉크 액적이 인쇄매체상에 있어서의 동일 라인상에 접촉하도록, 구동 타이밍을 조정할 필요가 있다. 따라서, 복수의 잉크 젯 헤드 유닛을 지그재그 배열하는 것에 의해 라인 잉크 젯 헤드를 구성한 경우에는, 단열의 라인 잉크 젯 헤드의 경우와 비교하여, 그 구동 타이밍을 조정하기 위한 회로 구성이 복잡화된다는 문제점이 있다.
본 발명의 과제는, 이러한 점을 감안하여, 지그재그 배열한 각 잉크 젯 헤드 유닛의 위치 맞춤을 정밀도가 좋고, 더욱이 간단히 행할 수 있는 라인 잉크 젯 유닛 헤드를 제안하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 과제는, 지그재그 배열한 각 잉크 젯 헤드 유닛의 구동 타이밍을, 구동 회로 구성을 복잡화하지 않고 조정 가능한 라인 잉크 젯 헤드를 제안하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 열형상으로 복수개의 잉크 노즐이 형성된 잉크 젯 헤드 유닛이 잉크 노즐의 배열방향을 따라 복수 배열된 구성의 라인 잉크 젯 헤드에 있어서, 헤드 유닛 설치 기판과, 상기 헤드 유닛 설치 기판의 적어도 한쪽 면에 형성된 헤드 유닛 설치면과, 상기 잉크 노즐의 배열방향을 따라 상기 헤드 유닛 설치면에 지그재그형으로 설치된 복수의 상기 잉크 젯 헤드 유닛과, 각 잉크 젯 헤드 유닛에 잉크를 공급하기 위해 상기 헤드 유닛 설치 기판에 형성된 공통 잉크 공급로를 가지며, 상기 잉크 젯 헤드 유닛의 각각은, 상기 잉크 노즐이 형성되어 있는 잉크 노즐면과, 상기 잉크 노즐면과 직교하는 동시에 상기 잉크 노즐의 배열방향에 대하여 평행한 설치 기준면을 구비하고 있고, 상기 설치 기준면이 상기 헤드 유닛 설치면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 라인 잉크 젯 헤드에서는, 헤드 유닛 설치 기판에 형성되어 있는 헤드 유닛 설치면에, 각 잉크 젯 헤드 유닛에 형성되어 있는 설치 기준면을 겹쳐서 접합한다는 간단한 작업에 의해, 지그재그 배열의 잉크 젯 헤드 유닛의 위치 맞춤을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
여기서, 상기 헤드 유닛 설치면으로서, 일정한 간격으로 평행하게 연장되는 제 1 및 제 2 헤드 유닛 설치면을 가지고, 이들의 헤드 유닛 설치면이 상기 헤드 유닛 설치 기판의 다른 면에 형성된 구성을 채용할 수 있다. 이 경우에는, 상기 제 1 헤드 유닛 설치면에는 일정한 간격으로, 홀수번째 또는 짝수번째의 상기 잉크 젯 헤드 유닛을 설치하고, 상기 제 2 헤드 유닛 설치면에는 짝수번째 또는 홀수번째의 상기 잉크 젯 헤드 유닛을 설치하여도 좋다.
이 대신에, 헤드 유닛 설치 기판의 동일한 면에 제 1 및 제 2 헤드 유닛 설치면을 형성할 수도 있다. 즉, 상기 헤드 유닛 설치면으로서, 제 1 및 제 2 헤드 유닛 설치면을 가지고, 상기 제 1 헤드 유닛 설치면을 상기 헤드 유닛 설치 기판의 표면에 일정한 간격으로 형성하고, 상기 제 2 헤드 유닛 설치면을, 상기 제 1 헤드 유닛 설치면의 사이에 위치하고 있는 상기 헤드 유닛 설치 기판의 표면 부분을 일정한 높이만큼 돌출시킨 돌출부의 표면에 형성하는 구성을 채용할 수 있다.
본 발명에 있어서 잉크 젯 헤드 유닛으로서는 정전 구동식의 것을 채용할 수 있다. 정전 구동식의 잉크 젯 헤드 유닛은, 상기 잉크 노즐에 연통하는 잉크 압력실과, 정전기력을 이용하여 상기 잉크 압력실의 용적을 변동시키는 정전 구동 기구를 구비하고, 상기 잉크 압력실의 용적 변동에 의해 상기 잉크 노즐로부터 잉크 액적을 토출시키는 구성으로 되어 있다.
여기서, 정전 구동식의 잉크 젯 헤드 유닛으로서는, 그 소형화를 도모하기 위해서, 적층 접착된 제 1, 제 2 및 제 3 기판을 가지고, 상기 제 1 기판에 상기 공통 잉크 통로에 연통하고 있는 공통 잉크실이 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 기판의 사이에는 상기 잉크 노즐 및 상기 잉크 압력실이 형성되며, 상기 제 2 기판 및 제 3 기판의 사이에 상기 정전 구동 기구가 형성된 구성의 것을 채용하는 것이 바람직하다.
이 경우에는, 상기 제 1 기판에 있어서의 상기 제 2 기판이 적층 접착되어 있는 표면과는 반대측의 표면, 또는 상기 제 3 기판에 있어서의 상기 제 2 기판이 적층 접착되어 있는 표면과는 반대측의 표면을, 상기 설치 기준면으로 할 수 있다.
상기 구성의 라인 잉크 젯 헤드에 있어서, 지그재그 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛의 구동 타이밍을 조정하기 위한 회로 구성이 복잡화되는 것을 피하기 위해서는, 지그재그형으로 배열되어 있는 잉크 노즐의 간격을, 인쇄화상의 기본 해상도의 양의 정수배로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인쇄장치는, 상기 구성의 라인 잉크 젯 헤드와, 인쇄매체를 반송하는 반송기구와, 상기 라인 잉크 젯 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 공급기구로 이루어지고, 상기 라인 잉크 젯 헤드는, 상기 반송기구에 의해 반송되는 인쇄매체의 인쇄범위를 포함하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 인쇄장치에서는, 인쇄매체를 반송하면서, 상술한 라인 잉크 젯 헤드에 의해 인쇄매체에 인쇄를 행하기 때문에, 제조가 간단하고, 구동회로가 복잡화되지 않으며, 고속 인쇄의 인쇄장치를 실현할 수 있다.
이하에, 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 라인 잉크 젯 헤드의 실시예를 설명한다.
(제 1 실시예)
도 1은 본 발명을 적용한 라인 잉크 젯 헤드를 도시하는 개략 정면도이다. 본 예의 라인 잉크 젯 헤드(1)는, 일정한 두께의 헤드 유닛 설치 기판(2)과, 이 헤드 유닛 설치 기판(2)의 양측에 형성되어 있는 평행하게 연장되는 평탄한 헤드 유닛 설치면(3, 4)과, 각 헤드 유닛 설치면(3, 4)에 설치한 합계 5개의 잉크 젯 헤드 유닛(5; 5(1) 내지 5(5))을 가지고 있다.
본 예에서는, 한쪽의 헤드 유닛 설치면(3)에 2개의 잉크 젯 헤드 유닛(5(2), 5(4))이 설치되고, 다른쪽의 헤드 유닛 설치면(4)에는 3개의 잉크 젯 헤드 유닛(5(1), 5(3), 5(5))이 설치되어 있다. 각 유닛은 접착제 등에 의해서 기판(2)에 설치 고정되어 있다. 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))은 동일 구조이고, 전체로서 편평한 직육면체 형상을 이루고 있고, 그 가로가 긴 직사각형 윤곽을 한 잉크 노즐면(전면; 5a)에는, 그 폭 방향에 복수개의 잉크 노즐(51)이 일렬로 배열되어 있다. 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))의 이면(5b)은, 잉크 노즐면(5a)과 직교하고 있는 동시에 잉크 노즐(51)의 배열 방향으로 평행한 평면이고, 상기 이면(5b)이 설치 기준면으로 되어 있다.
각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))은, 헤드 유닛 설치면(3, 4)에 있어서, 일정한 간격으로, 그 설치 기준면인 이면(5b)이 각 면(3, 4)에 적층 접착된 상태가 되도록, 교대로 지그재그형으로 배치되어 있다. 따라서, 유닛 설치 기판(2)의 두께(면(3, 4)간의 거리)가 일정하게 되도록 상기 기판(2)을 정밀도 좋게 제조하고, 각 잉크 젯 헤드 유닛에 있어서의 설치 기준면인 이면(5b)으로부터 잉크 노즐(51)까지의 거리가 일정하게 되도록 각 잉크 젯 헤드 유닛을 정밀도 좋게 제조해두면, 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))을 양면(3, 4)에 접착 고정하는 것만으로, 지그재그 배열되어 있는 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))이 정밀도 좋게 위치 맞춤된 상태로 된다.
다음은, 본 예에서는, 지그재그형으로 인접하는 잉크 젯 헤드(5(3))와 잉크 젯 헤드(5(4))에 있어서의 잉크 노즐 배열 방향(인쇄 라인 방향)의 배치관계는, 잉크 젯 헤드 유닛(5(3))의 끝에 위치하고 있는 잉크 노즐(51(3b))과, 잉크 젯 헤드 유닛(5(4))의 끝에 위치하고 있는 잉크 노즐(51(4b))의 노즐 피치가, 각 잉크 젯 헤드 유닛에 있어서의 노즐 피치(p)와 같아지도록 결정되어 있다. 마찬가지로, 다른 지그재그형으로 인접하는 잉크 젯 헤드간의 배치관계도 마찬가지로 결정되어 있다. 이 결과, 잉크 노즐의 배열방향(인쇄 라인방향)에 따라서 본 경우에 있어서의 노즐 피치는 어떠한 위치에 있어서도 동일한 피치(p)로 되어 있다.
또한, 헤드 유닛 설치면(3)에 설치되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛(5(2), 5(4))의 각 잉크 노즐의 중심선(L1)과, 다른쪽의 헤드 유닛 설치면(4)에 설치되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛(5(1), 5(3), 5(5))의 각 잉크 노즐의 중심선(L2)과의 사이의 거리(7)는, 노즐 피치(p)의 정수배로 되어 있다.
한편, 헤드 유닛 설치 기판(2)의 내부에는, 공통 잉크 공급로(21)가 형성되어 있고, 이 공통 잉크 공급로(21)의 끝에 형성되어 있는 잉크 공급구(22)에는 잉크 튜브(23)가 접속되어 있다. 도시하지 않는 잉크 탱크에서, 잉크 튜브(23) 및 공통 잉크 공급로(21)를 통하여, 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))에 잉크가 공급된다.
도 2a, 도 2b에는, 잉크 젯 헤드 유닛(5(5(1) 내지 5(5))의 개략 구성을 도시하고 있다. 본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(5)은, 정전기력을 이용하여 진동판을 진동시키는 것에 의해 잉크 노즐에 연통시킨 잉크실의 용적을 변화시켜 잉크 액적의 토출을 행하는 정전 구동식인 것이다. 물론, 압전 소자 등을 이용하여 노즐에 연통한 잉크실의 용적을 변화시켜 잉크 액적의 토출을 행하는 형식의 것을 채용할 수도 있다. 더욱이, 히터 등을 이용하여 노즐에 연통시킨 잉크실의 잉크를 가스화시켜 용적을 변화시켜 잉크 액적의 토출을 행하는 형식의 것을 채용하여도 좋다.
잉크 젯 헤드 유닛(5)에 정전기를 이용한 형식을 적용하는 것에 의해, 잉크 젯 헤드 유닛(5)의 소비전력 및 발열을 억제하는 것이 가능해진다. 소비전력, 발열에 대한 과제가 거의 없는 정전기에 의한 구동방식의 잉크 젯 헤드 유닛(5)은, 헤드당의 구동 노즐수가 많아지는 본 발명의 라인 잉크 젯 헤드의 구성에 적합하다.
도 2a, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(5)은, 실리콘제의 캐비티 플레이트(53)를 끼우고, 위쪽에 실리콘제의 상부 플레이트(52), 아래쪽에 유리 기판(54)이 각각 적층된 3층 구조로 되어 있다.
잉크 노즐면(전면; 5a)에는, 복수개의 잉크 노즐(51)이 지면과 직교하는 방향으로 일렬로 형성되어 있고, 각 잉크 노즐(51)은 잉크 압력실(55)에 연통하고 있다. 각 잉크 압력실(55)은 가는 잉크 공급구(56)를 경유하여 공통 잉크실(57)에 연통하고 있다. 공통 잉크실(57)은, 유리 기판(54)을 관통하여 연장되는 잉크 공급구(58)를 통하여, 헤드 유닛 설치 기판(2)의 공통 잉크 공급로(21)에 연통하고 있다.
각 잉크 압력실(55)의 저벽은 면에 수직인 방향으로 탄성변위 가능한 진동판(59)이고, 각 진동판(59)에 대향시키고, 유리 기판(54)의 표면에는 개별 전극(60)이 형성되어 있다. 캐비티 플레이트(53)에는 공통전극(61)이 형성되어 있고, 이 공통전극(61)과 개별 전극(60)의 사이에는, 헤드 드라이버(62)에 의해서, 구동전압 펄스신호가 인가된다. 전압인가에 의해서, 약간의 갭으로 대향하고 있는 진동판(59)과 개별 전극(60)의 사이에는 정전기력(흡인력)이 발생한다. 이 정전기력에 의해, 진동판(59)은 휘어지고(탄성변위하고), 인가전압을 해제하면, 진동판(59)은 탄성복원한다. 이러한 정전기력과 탄성복원력에 의해서 잉크 압력실(55)의 용적이 변동하여, 잉크 노즐(51)로부터는 잉크 액적(63)이 기록지(64)로 향하여 토출된다.
본 실시예에 있어서, 라인 잉크 젯 헤드(1)는 후술하는 인쇄장치 등에 설치되고, 인쇄매체인 기록지(64)를 반송하여, 기록지(64)의 반송속도에 동기하여, 헤드 드라이버(62)로부터, 구동전압 펄스신호를 인가하는 것에 의해, 기록지(64)에 화상이 인쇄된다. 여기서, 인쇄매체로서는, 기록지(64) 외에 기록 시트나 실(seal), 라벨, 태그(tag), 티켓(ticket)이라도 좋다. 본 발명에 의한 라인 잉크 젯 헤드(1)에 의하면, 인쇄되는 결과의 이용목적에 따라 인쇄매체를 적당한 시기에 선택하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의 인쇄장치(150)의 제어회로의 개략 블록도이다. 또한, 도면부호 35는 본 발명의 라인 잉크 젯 헤드의 제어회로의 개략 블록도이다. 제어회로(3O)는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되어 있고, 제어의 중심을 이루는 중앙 연산 처리장치(CPU)의 연산에 의해서 각종 처리가 실현된다. 즉, 불휘발성 메모리 등으로 이루어지는 리드온리 메모리(ROM)에는, 각종의 제어 프로그램이 격납되어 있고, 여기에서 호출된 프로그램을, 랜덤 액세스 메모리(RAM)의 일부를 작업영역으로서 이용하고, 실행하여, 각종의 제어동작을 실현한다. 이들의 각 부분은 내부 버스(31)를 통하여 서로 접속되어 있고, 연산결과 등은, 입출력 포트(I/0)를 통하여 모터 드라이버나 그 밖의 주변기기에 출력된다. 또한, 상위 컴퓨터(32)에 접속되고, 인쇄 화상 데이터가 래스터 비트 이미지 데이터의 형태로 공급된다.
라인 잉크 젯 헤드(35)는 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))과, 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))에 대응하는 헤드 드라이버(34)로 이루어지고, 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))에 1개씩 배선 접속된 헤드 드라이버(34)로부터 적당한 시기에, 구동전압 펄스를 인가시켜 잉크 노즐로부터 잉크 액적을 토출한다.
래스터 비트 이미지 데이터는, 게이트 어레이로 구성된 래스터 데이터 변환부(33)에서 변환되고, 라인 잉크 젯 헤드(35)의 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))의 배열과 그 잉크 노즐의 배열에 대응한 다른 래스터 데이터로 변환되며, 헤드 드라이버(34) 및 라인 잉크 젯 헤드(35)를 구성하는 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))에 공급된다.
여기서, 래스트 비트 이미지는, 데이터가 기록지(64)의 반송방향과는 수직인 방향(데이터 주사방향)으로 배열된 데이터 구조로 되어 있다. 데이터 처리단위인 8 비트 데이터가 데이터 주사방향에 따라서 그 MSB로부터 LSB로 향하여 배열되어 있다. 따라서, 데이터 처리단위인 각 바이트 데이터를, 래스터 데이터 변환부(33)에서 라인 잉크 젯 헤드(35)의 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 (5))에 대응한 데이터 변환을 행하지 않는 다른 래스터 데이터로 변환하고 있다.
본 예에서는 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 지그재그형으로 2열로 배열되어 있는 잉크 노즐의 중심선(L1, L2)간의 거리(t)를 노즐 피치(p)의 정수배로 하고 있다. 따라서, 특수한 지연회로를 필요로 하지 않고, 데이터 변환조작에 필요한 메모리도 적어도 좋으며, 간단한 하드웨어에 의한 데이터 변환조작에 의해서, 래스터 비트 이미지 데이터를 라인 잉크 젯 헤드(35)의 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 (5))의 잉크 노즐을 구동하기 위한 래스터 데이터로 변환할 수 있다. 이와 같이 구성한 본 예의 라인 잉크 젯 헤드(1)에 있어서는, 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))이 헤드 유닛 설치 기판(2)을 끼우고, 지그재그형으로 2열이 되도록 배치되어 있다.
따라서, 유닛 설치 기판(2)의 두께(면(3, 4)간의 거리)가 일정하게 되도록 해당 기판(2)을 정밀도 좋게 제조하고, 각 잉크 젯 헤드 유닛에 있어서의 설치 기준면인 이면(5b)으로부터 잉크 노즐(51)까지의 거리가 일정하게 되도록 각 잉크 젯 헤드 유닛을 정밀도 좋게 제조해 두면, 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))을 양 면(3, 4)에 접착 고정하는 것만으로, 지그재그 배열되어 있는 각 잉크 젯 헤드 유닛(5(1) 내지 5(5))을 정밀도 좋게 위치 맞춤할 수 있다.
또한, 지그재그형으로 인접 배치되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛의 잉크 노즐간의 노즐 피치(p)를, 잉크 젯 헤드 유닛의 양단의 단벽(66)의 두께를, 안쪽의 각 잉크실의 칸막이 벽(67)보다도 얇게 하지 않고, 다른 노즐 피치(p)와 동일하게 할 수 있다. 따라서, 각 잉크 젯 헤드 유닛의 양단의 잉크 노즐의 잉크 토출 특성을 안쪽의 잉크 노즐의 잉크 토출 특성과 동일하게 할 수 있고, 인쇄 품위를 양호하게 유지할 수 있다.
더욱이, 각 잉크 젯 헤드 유닛을 일렬로 배치하는 경우와 같이, 각 잉크 젯 헤드 유닛의 양 단면을 정밀도 좋게 가공할 필요도 없기 때문에, 제조도 용이하게 된다.
또한, 본 예에서는, 지그재그형으로 2열로 배열되어 있는 잉크 노즐의 중심선(L1, L2)간의 거리(t)를 노즐 피치(p)의 정수배로 하고 있다. 따라서, 한쪽의 측에 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛에 의한 인쇄위치와, 다른쪽의 측에 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛에 의한 인쇄위치를 일치시키기 위한 구동 타이밍의 제어를 간단히 행할 수 있으며, 그 때문에 구동 회로 구성이 복잡화되는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 잉크 노즐의 중심선간 거리(t)를 본 발명의 라인 잉크 젯을 적용한 인쇄장치에 의해 인쇄되는 인쇄화상의 기본해상도의 양의 정수배로 하여도 좋고, 상술한 실시예와 같은 작용·효과를 얻을 수 있다.
여기서의 인쇄화상의 기본 해상도란, 데이터 주사방향에 대해서는, 라인 잉크 젯 헤드(1)의 잉크 노즐의 피치에 상당하고, 기록매체의 반송방향에 있어서는, 라인 잉크 젯 헤드의 동일한 잉크 노즐로부터 연속하여 토출 가능한 최소의 주기에 인쇄매체의 반송속도를 곱한 거리이다.
본 예는, 데이터 주사방향과 인쇄매체의 반송방향의 기본해상도가 각각 1/360 인치의 인쇄를 행하는 인쇄장치이다. 그리고, 홀수와 짝수간의 잉크 젯 헤드 유닛(5)의 사이에, 헤드 유닛 설치 기판(2)에 공통 잉크 공급로(21)를 설치하고 있다.
유닛 설치 기판(2)은 그 공통 잉크 공급로(21)의 관로를 잉크 액적의 토출이 부족하지 않고 충분한 크기의 내경ψ7.5mm이 필요하기 때문에, 형상을 안정하게 사출 성형하기 위해서 필요한 치수로서, 그 두께를 8.5mm로 형성하였다. 그리고, 잉크 젯 헤드 유닛(5)의 두께가 0.5mm 이다. 전술한 잉크 노즐의 중심선간 거리(t)의 최소값을, 잉크 헤드 설치 기판(2)의 두께와 잉크 젯 헤드 유닛(5)의 두께의 합계, 즉 8.5㎜ + 0.5㎜ = 9.0㎜보다 크게 하는 것으로 구동회로구성을 간략화할 수 있다. 이 예에서는 9.0㎜ 보다 큰 범위에 있어서, 거리(t)가 가장 작아지는 기본 해상도의 정수배의 값으로서, 기본 해상도의 128배인 16/45 인치(약 9.03mm)로 설정되어 있다.
(제 2 실시예)
도 4 내지 도 6에는, 본 발명에 의한 라인 잉크 젯 헤드의 다른 예를 도시하고 있고, 도 4는 그 전체 구성을 도시하는 사시도이며, 도 5는 그 IV-IV선으로 절단한 부분의 개략 단면도이고, 도 6은 헤드 유닛 설치 기판을 도시하는 개략 사시도이다.
본 예의 라인 잉크 젯 헤드(101)는, 헤드 유닛 설치 기판(102)과, 이 헤드 설치 기판(102)의 동일한 면에 형성한 제 1 및 제 2 헤드 설치면(103, 104)과, 제 1 헤드 설치면(103)에 설치된 2개의 잉크 젯 헤드 유닛(105(2), 105(4)) 및 제 2 헤드 설치면(104)에 설치된 2개의 잉크 젯 헤드 유닛(105(1), 105(3))을 가지고 있다. 또한, 헤드 유닛 설치 기판(102)의 내부에는, 그 길이 방향에 공통 잉크 공급로(121)가 형성되어 있고, 외부로부터 공급되는 잉크가 해당 공통 잉크 공급로(121)를 경유하여 각 잉크 젯 헤드 유닛(105(1) 내지 105(4))에 공급되도록 되어 있다.
본 예의 헤드 유닛 설치 기판(102)에 형성되어 있는 제 1 및 제 2 헤드 유닛 설치면(103, 104)은 다음과 같이 형성되어 있다. 제 1 헤드 유닛 설치면(103)은, 가늘고 긴 직사각형 윤곽을 하고 있는 헤드 유닛 설치 기판(102)의 하나의 평탄한 표면에 일정한 간격으로 형성된 2개의 설치면(103)(1), 103(2))으로 이루어져 있다. 이것에 대하여, 제 2 헤드 유닛 설치면(104)은, 제 1 헤드 유닛 설치면((103)(1), 103(2))의 사이에 위치하고 있는 헤드 유닛 설치 기판(102)의 표면 부분을 일정한 거리만큼 돌출시키는 것에 의해 형성한 돌출부(114(1), 114(2))의 표면(104(1), 104(2))에 의해 규정되어 있다. 제 1 헤드 유닛 설치면(103(1),103(2))은 동일 평면상에 위치하고, 마찬가지로, 제 2 헤드 유닛 설치면(104(1), 104(2))도 동일 평면상에 위치하고 있다.
여기서, 본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(105(1) 내지 105(4); 이하, 이들을 총칭하여 잉크 젯 헤드 유닛(105)이라고 기재한다.)은 정전구동식이며, 그 구동원리는 도 1 내지 도 3에 개시되어 있는 제 1 실시예에 따른 라인 잉크 젯 헤드(1)의 잉크 젯 헤드 유닛(5)과 같다. 그런데, 본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(105)은, 그 소형화, 특히 전후방향의 치수를 작게 하기 위해서, 다음과 같은 구성으로 되어 있다.
도 5를 주로 참조하여 설명하면, 본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(105)은, 그 전면인 잉크 노즐면(132)에 있어서 헤드 폭 방향(도면에 수직인 방향)으로 향하여 일렬로 배열된 복수개의 잉크 노즐(133)을 가지고, 각 잉크 노즐(133)은, 헤드 전후 방향의 뒤측에 형성되어 있는 잉크 압력실(134)에 연통하고 있다. 잉크 압력실(134)도 헤드 폭 방향으로 향하여 서로 격벽(도시하지 않음)을 통하여 배열되어 있다. 각 잉크 압력실(134)은 잉크 공급구(135)를 통하여, 공통 잉크실(136)에 연통하고 있다. 공통 잉크실(136)은 각 잉크 압력실(134)에 대하여 헤드 두께 방향에 적층 배치되어 있다. 공통 잉크실(136)에는, 헤드 유닛 설치 기판(102)의 내부에 형성되어 있는 공통 잉크 공급로(121)로부터 잉크 흡입구(139)를 경유하여 잉크가 공급된다.
각 잉크 압력실(134)은 정전 구동 기구에 의해서 개별로 용적 변동하고, 해당 용적변동에 기인하여 발생한 압력변동을 이용하여, 각 잉크 노즐(133)로부터 잉크 액적(140)을 토출시키는 것이 가능해지고 있다.
상기의 각 부분을 구비한 잉크 젯 헤드 유닛(105)은, 전극 유리 기판(제 3 기판; 141)과, 이 표면에 접합시킨 실리콘 단결정 기판으로 이루어지는 캐비티 기판(제 2 기판; 142)과, 이 표면에 접합시킨 동시에 실리콘 단결정 기판으로 이루어지는 노즐기판(제 1 기판; 143)으로 구성되는 3층 구조로 되어 있다.
캐비티 기판(142)과 노즐기판(143)을 접합시키는 것에 의해, 이들의 사이에, 잉크 노즐(133) 및 각 잉크 압력실(134)이 구획 형성되고, 각 잉크 노즐(133)에 대응하는 각 잉크 압력실(134)에 연통시킨 상태가 된다. 또한, 각 잉크 압력실(134)의 후단측의 부분에는 복수개(본 예에서는 2개)의 잉크 공급구(135)가 개구하고 있다. 노즐기판(143)의 표면에 형성되어 있는 공통 잉크실(136)은, 해당 표면과 헤드 유닛 설치 기판(102)의 헤드 유닛 설치면(103 또는 104)의 사이에 적층 접착한 필름(147)에 형성한 잉크 흡입구(139)를 통하여 공통 잉크 공급로(121)에 연통하고 있다.
다음에, 각 잉크 노즐(133)로부터 잉크 액적을 토출시키기 위한 정전 구동기구는, 캐비티 기판(142)과 전극 유리 기판(141)의 사이에 형성되어 있고, 이 기구는, 상술한 제 1 실시예의 경우와 같기 때문에, 그 설명은 생략한다.
본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(105)에서는, 공통 잉크실(136)이 잉크 압력실(134)에 적층된 구성으로 되어 있다. 따라서, 도 2에 도시하는 잉크 젯 헤드 유닛과 같이, 잉크 압력실(134)과 동일 평면상에 공통 잉크실(136)이 형성되어 있는 경우와 비교하여, 잉크 젯 헤드 유닛(105)의 전후방향의 길이 치수를 작게 할 수 있다.
또한, 헤드 유닛 설치면(103, 104)에 접착 고정되는 설치 기준면은, 실리콘단결정 기판인 노즐기판(143)의 표면(143a)이고, 따라서, 해당 노즐기판(143)의 두께 관리만을 정밀도 좋게 하면, 헤드 유닛 설치면(103, 104)으로부터 잉크 노즐(133)까지의 거리를 정밀도 좋게 규정할 수 있다. 따라서, 지그재그 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛 상호간의 위치 맞춤을 극히 간단하고, 더욱이 정밀도 좋게 할 수 있는 이점이 있다.
또, 본 예에서는, 잉크 젯 헤드 유닛(101)에 있어서의 노즐기판(143)의 표면(143a)을 설치 기준면으로 하고 있지만, 반대로, 전극 유리 기판(141)의 표면(141a)을 설치 기준면으로 하는 것도 가능하다.
더욱이, 본 예의 잉크 젯 헤드 유닛(105)에서는, 3층의 기판을 적층한 구성으로 되어 있고, 그 노즐기판(143)에, 잉크 노즐 형성용의 노즐구와 함께 공통 잉크실(136)을 형성하고 있다. 따라서, 공통 잉크실(136)을 잉크 압력실(134)에 적층 배치하기 위해서 별개의 기판 등을 추가하여 부착할 필요가 없다. 따라서, 잉크 압력실에 공통 잉크실을 적층함에 있어서, 헤드 두께 방향의 치수의 증가도 억제할 수 있다. 따라서, 전체로서 소형의 잉크 젯 헤드 유닛을 실현할 수 있다. 또한, 부품수가 적기 때문에 제조도 용이하다.
또한, 잉크 공급구(135)가, 노즐기판(143)에 있어서의 공통 잉크실 저벽 부분에 수직(헤드 두께 방향)으로 형성되어 있다. 공통 잉크실이 잉크 압력실과 동일한 평면방향에 배치되어 있는 경우와 비교하여, 해당 잉크 공급구(135)를 형성하기 쉽다. 또한, 다수개의 잉크 공급구(135)를 자유롭게 형성할 수 있다. 이 결과, 잉크 젯 헤드 유닛의 잉크 토출 특성 등의 조정이 간단하게 된다는 이점이 있다.
다음에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 본 예의 경우에 있어서도, 지그재그형으로 인접 배치되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛(105(2), (105(3)) 사이의 노즐 피치는, 다른 잉크 노즐의 노즐 피치(p)와 동일하게 되도록, 쌍방의 유닛의 배치 위치가 결정되어 있다. 다른 지그재그형으로 인접 배치되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛 상호간의 배치관계도 마찬가지로 되어 있다. 또한, 제 1 헤드 유닛 설치면(103)측의 잉크 노즐 중심선(L1)과, 제 2 헤드 유닛 설치면(104)측의 잉크 노즐 중심선(L2)의 거리(t)는, 피치(p)의 정수배로 되어 있다.
이와 같이 구성한 라인 잉크 젯 헤드(101)에 의해서도, 도 1 내지 도 3에 도시하는 라인 잉크 젯 헤드(1)와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.
이것에 더하여, 본 실시예의 라인 잉크 젯 헤드(101)에서는, 상술한 라인 잉크 젯 헤드(1)보다도 거리(t)를 작게 할 수 있기 때문에, 라인 잉크 젯 헤드를 보다 소형화 할 수 있고, 또한, 인쇄 시의 데이터 처리에 요하는 메모리의 사이즈도 작게 하는 것이 가능해진다는 효과도 얻어진다.
예를 들면, 본 실시예의 라인 잉크 젯 헤드(101)를, 기본 해상도가 1/360인치의 인쇄를 행하는 인쇄장치에 적용하는 경우, 거리(t)를 기본 해상도의 8배의 1/45 인치(약 0.556mm)로 설정하면 좋다. 본 실시예의 잉크 젯 헤드(101)에서는, 상술한 라인 잉크 젯 헤드(1)와는 달리, 홀수와 짝수의 잉크 젯 헤드 유닛(105(1) 내지 (4))의 사이에, 공통 잉크 공급로(21)를 설치할 필요가 없기 때문에, 잉크 젯 헤드 유닛(105)의 두께의 0.5mm 이상의 단차를 각 헤드 설치면간에 설치하는 것만으로 좋다.
잉크 노즐의 중심선간 거리(t)를 기본 해상도의 8배로 한 것에 의해, 구동회로 구성을 간략화할 수 있는 동시에 가장 작은 잉크 젯 헤드를 제공하는 것이 가능해졌다. 또한, 실시예 1과 비교하여, 잉크 노즐의 중심선간 거리(t)가 작기 때문에, 그 분만큼 인쇄의 스피드 업 및 기록지(64)의 활용 효율을 향상시킬 수 있다.
(잉크 젯 헤드 유닛(101)의 변형예)
도 8, 도 9에는 상기 잉크 젯 헤드 유닛(101)의 변형예를 도시하고 있다. 우선, 도 8a에 도시하는 라인 잉크 젯 헤드의 잉크 젯 헤드 유닛(201)은, 그 잉크 노즐면(102a)에 플레이트(202)를 설치한 구성으로 되어 있다. 플레이트 표면(202a)은 약간 잉크 노즐면(102a)보다도 전방으로 나와 있고 플레이트(202)에 의해 잉크 노즐면(102a)이 보호된다.
이 플레이트 표면(202a)은, 잉크 노즐면(102a)과 동일면에 구성하더라도 상관없다. 이 경우, 잉크 노즐면(102a)과의 단차부가 없기 때문에, 잉크나 종이가루가 고이지 않아 인쇄글자 품질의 저하 요소를 제거할 수 있다.
이와 같이 플레이트(202)를 설치하는 것에 의해, 지그재그 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛(105(1)내지 105(4))의 각 잉크 노즐 전체를 캡핑 가능한 캡(211)을 간단히 배치할 수 있다. 도 8b에는 설치된 잉크 젯 헤드 유닛(105(1)내지 105(4))에 따른 캡의 안쪽 틀 형상을 캡대(代)로서 상상선으로 나타내고 있다. 캡대는 그 외에, 직사각형 형상으로 하는 것도 가능하다.
도 8b에 도시되는 캡대로 하는 경우, 캡(211)의 캡 내용적을 작게 하여, 잉크 노즐로부터의 잉크의 용매의 증발을 효과적으로 방지하여, 품질의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
또한, 캡대를 직사각형 모양으로 하고, 잉크 노즐 전체를 캡핑하도록 캡(211)을 구성하면, 캡의 성형이 간단한 염가의 캡을 제공하는 것이 가능해진다. 또, 상기 이외의 잉크 젯 헤드 유닛(201)의 구성, 이것을 지그재그형으로 배열한 라인 잉크 젯 헤드의 구성은 상기의 도 4 내지 도 7에 도시하는 예와 같다.
도 9에 도시하는 잉크 젯 헤드 유닛(301)에서는, 그 잉크 노즐(233)을, 별개의 노즐기판(302)에 관통구멍으로서 형성하고, 이것을 헤드 유닛 전면에 접착한 구성으로 되어 있다. 이 경우에는, 잉크 노즐의 특성 관리가 용이하게 되고, 또한, 지그재그 배열되어 있는 잉크 노즐 열 전체를 덮는 캡(311)을 간단히 배치할 수도 있다. 또, 상기 이외의 잉크 젯 헤드 유닛(301)의 구성, 이것을 지그재그형으로 배열한 라인 잉크 젯 헤드의 구성은 상기의 도 4 내지 도 7에 도시하는 예와 같다.
(그 밖의 실시예)
또, 지그재그형으로 인접 배치되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛간의 배치 관계는 다음과 같이 할 수도 있다. 도 10을 참조하여 설명하면, 한쪽의 잉크 젯 헤드 유닛(105(3))의 가장 끝에 위치하는 잉크 노즐(501)이, 지그재그형으로 인접 배치되어 있는 다른쪽의 잉크 젯 헤드 유닛(105(4))의 가장 끝으로부터 2번째에 위치하고 있는 잉크 노즐(602)에 일치하도록 한다. 이렇게 하면, 잉크 젯 헤드 유닛(105(3))에 있어서의 인접 잉크 노즐(502)이 다른쪽의 잉크 젯 헤드 유닛(105(4))의 가장 끝에 위치하는 잉크 노즐(601)에 일치한다.
따라서, 쌍방의 잉크 젯 헤드 유닛(105(3), 105(4))의 가장 끝에 위치하는 잉크 노즐을 미사용(未使用) 노즐로 할 수 있다. 즉, 잉크를 토출하는 잉크 노즐은, 가장 끝으로부터 2번째에 위치하는 잉크 노즐로써 대용이 가능해진다. 이 결과, 인쇄에 관여하는 노즐에 연통하는 유로와 그 구조는, 인접하는 유로와의 사이에 있는 격실이 동일한 두께로 구성된 구조가 되기 때문에, 잉크 젯 헤드 유닛(105(3))과 잉크 젯 헤드 유닛(105(4))의 양단의 잉크 노즐의 잉크 토출 특성이 다른 잉크 노즐과 다르더라도, 이들 양단의 잉크 노즐이 인쇄에 관여하지 않기 때문에, 인쇄 품위가 저하하는 일이 없다.
(본 발명에 의한 인쇄장치의 실시예)
다음에, 도 11에 본 발명에 의한 인쇄장치의 실시예의 외관 사시도를 도시한다. 또한, 도 12에는, 도 11에서 도시한 인쇄장치의 주요 구성 부분의 개략을 도시한다. 인쇄장치(150)에는 본 발명의 구성의 라인 잉크 젯 헤드(151)가 탑재되어 있다.
도 11에 있어서, 인쇄장치(150)는, 기록지(64)를 화살표(A) 방향으로 반송하고, 기록지(64)의 반송속도에 동기하여 라인 잉크 젯 헤드(151)로부터 잉크 액적을 토출하고, 이것에 의해 인쇄를 행한다. 158은 잉크 공급 기구(157)의 수용부이다.
잉크 공급 기구(157)는 더욱이, 도시하지 않는 잉크를 수용하는 잉크 탱크와, 잉크를 라인 잉크 젯 헤드(151)로 보내는 동시에 회수하는 잉크 순환 펌프 기구(도시하지 않음)와, 잉크 탱크와 잉크 순환 펌프 기구 및 라인 잉크 젯 헤드(151)의 사이에 배관된 잉크 파이프(156)로 이루어지고, 이들이 잉크 공급 기구의 수용부(158)에 수용되어 있다.
인쇄장치(150)는, 그 외에 도 3에서 도시한 제어 회로 부분이 포함된 구성으로 되어 있다. 제어 회로 부분은, 라인 잉크 젯 헤드(151), 반송기구(155), 잉크공급기구(157)를 구동제어하는 동시에, 스캐너나, 네트워크 등의 상위장치와의 데이터의 송수신을 행한다.
도 12에 있어서, 인쇄장치(150)의 주요부는, 기록범위를 포함하도록 배열된 라인 잉크 젯 헤드(151)와, 이 라인 잉크 젯 헤드(151)에 의한 기록위치를 경유시켜 기록지(64)를 반송하는 이송 롤러(154)와 기록지(64)를 가압하는 종이 가압 롤러(153) 등을 포함하는 반송기구(155)와, 라인 잉크 젯 헤드(151)에 잉크를 공급하는 잉크 파이프(156) 등을 포함하는 잉크 공급 기구(157)로 구성되어 있다.
또한, 인쇄장치(150)의 주요부에는, 잉크 젯 헤드(151)의 잉크 노즐에 대향하는 위치에 잉크 노즐면에 탈착 가능한 도시하지 않는 캡(211) 및 그 탈착기구가 설치되어 있다.
인쇄장치(150)의 주요부에서는, 기록용지(64)는 반송기구(155)의 이송 롤러(154) 및 가압 롤러(153)에 의해, 화살표(A) 방향으로 반송된다.
라인 잉크 젯 헤드(151)의 부근에 설치된 롤러(153a)는, 대향하고 있는 롤러에 기록지(64)를 가압하여 그 들뜸을 방지하여, 라인 잉크 젯 헤드(151)의 노즐면에 기록지(64)가 접촉하여 인쇄화상에 더러움이 생기지 않도록 구성되어 있다.
이 가압 롤러(153a)의 형상은, 기록지(64)상에 인쇄된 잉크가 마르지 않거나 또는 기록지(64)에 스며들지 않는 중에, 기록지(64)와 접촉하여 인쇄화상을 더럽히는 것을 적게 하기 위하여, 기록지(64)와의 접촉 면적이 극히 작아지도록 단이 붙은 형상으로 되어 있다.
이와 같이 구성된 인쇄장치에서는, 기록지(64)의 반송기구(155)에 의한 반송속도에 따라서, 라인 잉크 젯 헤드(155)로부터 적당한 시기에, 잉크 액적을 토출하고, 기록지(64)로 문자나 화상을 인쇄한다. 반송속도는, 반송기구(155)에 설치된 도시하지 않는 검출기구에 의해, 이송롤러(154)의 회전각도나 속도를 검출하여, 검출된 반송속도에 대응하여 제어부가 헤드의 구동 타이밍을 제어하여, 라인 잉크 젯 헤드로부터 잉크를 토출시켜 인쇄를 한다. 이로써, 선명한 인쇄를 고속으로 행하는 것이 가능해진다.
인쇄 시, 기록지(64)를 보내는 것만의 동작으로써 인쇄가 완료하기 때문에, 본 발명의 인쇄장치의 예에서는, 극히 인쇄속도를 높이는 것이 가능하다. 본 예에서는, 기본 해상도를 1/360로서, 라인 잉크 젯 헤드(151)의 최고 구동 주파수를 8kHz로 구동을 행하면, 기록지(64)를 약 564mm/초의 속도로써 기록하고, 배출하는 것이 가능하다. 본 발명의 기록장치에 의하면, 극히 고속으로 인쇄가 가능해진다. 즉, 고속 인쇄가 가능한 온 디맨드 프린터나, 온 디맨드 발권기 등을 제안할 수 있다.
라인 잉크 젯 헤드(151)로의 잉크의 공급은, 잉크 파이프(156)로부터 행하여진다. 도면 중 4개의 잉크 파이프(156) 중 2개의 잉크 파이프에서는, 라인 잉크 젯 헤드(151)로 잉크 공급기구(157)의 잉크 탱크로부터 화살표(B)로 잉크가 공급되고, 나머지의 2개의 잉크 공급 파이프에서는, 순환 펌프를 거쳐서 잉크 탱크로 잉크가 환류되어 회수된다.
이와 같이 라인 잉크 젯 헤드(151)의 잉크를 환류 가능한 공급계를 구성하는 것에 의해, 라인 잉크 젯 헤드(151)의 공통 잉크 공급로(121)의 내부로 효율적으로 잉크 충전 가능하고, 더욱이 또한, 잉크 토출 시에 토출하지 않는 원인이 되는 공통 잉크 공급로(121) 중의 잉크중의 기포를 배출하는 것이 가능하고, 이들의 잉크공급기구(157)에 있어서의 잉크 충전과 기포 배출의 동작에 있어서는, 인쇄에 기여하지 않는 쓸데없는 잉크를 사용하는 일이 없다.
캡(211)은, 인쇄장치가 가동하고 있지 않을 때에는, 잉크 젯 헤드 유닛을 덮고, 가동하는 신호가 입력되면, 기록지(64)가 잉크 젯 헤드로 반송되기 전에, 인쇄에 앞서서 행해지는 잉크 노즐로부터 예비 토출에 의해 배출된 잉크적을 받는다.
그 후, 캡(211)은, 도 12의 아래쪽으로 이동하여 기록지(64)의 반송롤러부터 퇴피한다. 또한, 캡(211)은 인자하지 않고 있는 시간이 소정의 시간 경과하고, 또한 기록지(64)가 없는 경우, 제어부로부터의 사령에 의해 그 탈착 기구를 작동시켜 잉크 노즐면을 보호한다. 더욱이 캡(211)은 도시하지 않는 펌프 유닛과 관 부재에 의해 접속되고, 적당한 시기에 캡(211)내의 잉크를 배출함과 동시에, 캡 장착시에, 순환 펌프에 의해, 라인 잉크 젯 헤드(151)의 노즐내에서 장기간 사용하지 않음으로써 점도가 증가된 잉크를 배출한다.
더욱이, 라인 잉크 젯 헤드(151)의 노즐면을 깨끗이 하는 와이퍼 기구를 캡(211)의 부근의 노즐면에 대향하는 위치에 설치하고, 노즐면에 부착된 종이가루등을 제거하는 기구를 설치하여도 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 인쇄장치에 의하면, 인쇄매체를 반송하면서, 상술한 라인 잉크 젯 헤드에 의해 인쇄 매체에 인쇄를 행하기 때문에, 기록장치의 구성이 간단하고, 제조가 간단하며, 구동회로가 복잡화되지 않고, 인쇄에 요하는 시간이 짧은 인쇄장치를 실현할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 라인 잉크 젯 헤드에 있어서는, 헤드 유닛 설치 기판을 가지고, 이 헤드 유닛 설치 기판에는 각 잉크 젯 헤드 유닛을 지그재그형으로 배열하기 위한 헤드 유닛 설치면이 형성되어 있다. 따라서, 상기 헤드 유닛 설치면을 정밀도 좋게 형성해 두면, 상기 헤드 유닛 설치면에 각 잉크 젯 헤드 유닛을 접착 고정한다는 간단한 작업에 의해, 지그재그 배열되는 잉크 젯 헤드 유닛 상호의 위치 맞춤을 정밀도 좋게 행할 수 있게 된다. 따라서, 지그재그 배열된 잉크 젯 헤드로 이루어지는 라인 잉크 젯 헤드의 인쇄 품위를 양호한 상태로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 라인 잉크 젯 헤드에서는, 지그재그형으로 배치되어 있는 잉크젯 헤드 상호간에 있어서의 잉크 노즐 열의 간격을, 인쇄화상의 기본 해상도의 양의 정수배로 되어 있다. 이와 같이 간격을 설정하는 것에 의해, 지그재그 배열되어 있는 각 잉크 젯 헤드 유닛의 구동 타이밍을 조정하기 위한 회로 구성이 복잡화되어 버리는 것을 피할 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용한 제 1 실시예에 따른 라인 잉크 젯 헤드를 도시하는 개략 정면도.
도 2a는 도 1의 각 잉크 젯 헤드 유닛의 구성을 도시하는 개략 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 b-b 선으로 절단한 부분의 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 인쇄장치의 제어회로의 개략 블록도.
도 4는 본 발명을 적용한 제 2 실시예에 따른 라인 잉크 젯 헤드를 도시하는 사시도.
도 5는 도 4의 라인 잉크 젯 헤드에 있어서의 IV-IV 선으로 절단한 부분의 개략 단면도.
도 6은 도 4의 라인 잉크 젯 헤드의 헤드 유닛 설치 기판을 도시하는 사시도.
도 7은 도 4의 라인 잉크 젯 헤드의 개략 설명도.
도 8a는 도 4의 잉크 젯 헤드 유닛의 변형예를 도시하는 설명도이고, 도 8b는 지그재그형으로 배열된 잉크 젯 헤드 유닛의 캡대(代)를 도시하기 위한 설명도.
도 9는 도 4의 잉크 젯 헤드 유닛의 다른 변형예를 도시하는 설명도.
도 10은 도 4의 라인 잉크 젯 헤드에 있어서의 지그재그 배열되어 있는 잉크 젯 헤드 유닛의 다른 배치예를 도시하는 설명도.
도 11은 본 발명의 인쇄장치의 외관을 도시하는 사시도.
도 12는 본 발명의 인쇄장치의 주요 구성 부분을 도시하는 개략 구성도.
도 13은 종래의 라인 잉크 젯 헤드의 문제점을 도시하기 위한 설명도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*
1: 라인 잉크 젯 헤드 2: 헤드 유닛 설치 기판
21: 잉크 공급로 3, 4: 헤드 유닛 설치면
5,5(1) 내지 5(5): 잉크 젯 헤드 유닛
5a: 잉크 노즐면(전면)
5b: 잉크 젯 헤드 유닛의 설치 기준면(이면)
51: 잉크 노즐
51(3b), 51(4b): 가장 끝에 위치하는 잉크노즐
p: 노즐 피치
t: 각 잉크 노즐 열 사이의 거리 30: 제어회로
55: 잉크실 59: 진동판
66: 잉크 젯 헤드 유닛의 단벽
67: 각 잉크실을 구분하고 있는 칸막이벽
101: 라인 잉크 젯 헤드 102: 헤드 유닛 설치 기판
103,103(1),103(2): 제 1 헤드 유닛 설치면
104,104(1),104(2): 제 2 헤드 유닛 설치면
105, 105(1) 내지 105(4): 잉크 젯 헤드 유닛
121: 공통 잉크 공급로
132: 잉크 노즐면 133: 잉크 노즐
134: 잉크 압력실 135: 잉크 공급구
136: 공통 잉크실 141: 전극 유리 기판
142: 캐비티 기판 143: 노즐 기판
143a: 설치 기준면 150: 인쇄장치
151: 라인 잉크 젯 헤드 155: 반송기구
157: 잉크 공급 기구

Claims (15)

  1. 잉크 노즐이 노즐열(nozzle line)을 형성하기 위하여 배열된 노즐면과, 상기 노즐면에 대해 직각이고 노즐열에 대해 평행한 기준면을 각각 갖는 다수개의 헤드 유닛과;
    상기 헤드 유닛중의 하나의 기준면이 부착된 제 1 표면과, 상기 헤드 유닛중의 다른 하나의 기준면이 부착된 제 2 표면을 가지는 베이스 플레이트와;
    잉크를 각각의 헤드 유닛으로 공급하기 위해서 상기 베이스 플레이트내에 형성된 공통의 잉크 공급로를 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 표면은 노즐열에 평행한 방향에서 지그재그형상으로 배열되며,
    상기 제 1 및 제 2 표면은 상기 베이스 플레이트중의 적어도 하나의 측부에 형성되고,
    상기 제 2 표면은 제 1 표면에서 돌출하는 돌출부에 의해 한정되는 라인 잉크 젯 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공통의 잉크 공급로는 상기 제 1 표면과 제 2 표면 사이에 배치되는 라인 잉크 젯 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서, 잉크 노즐과 연통하는 잉크 압력실과, 잉크 액적을 잉크 노즐로부터 토출시키기 위해 정전력을 사용하여 잉크 압력실의 용적을 변동시키는 정전 액츄에이터를 구비하는 라인 잉크 젯 헤드.
  4. 제 3 항에 있어서, 서로 적층 접착된 제 1, 제 2 및 제 3 기판을 가지며, 상기 제 1 기판내에 형성된 공통의 잉크 통로와 연통하는 공통의 잉크실을 갖고, 상기 잉크 노즐과 잉크 압력실은 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성되며, 상기 정전 구동 기구는 상기 제 2 및 제 3 기판 사이에 형성되고,
    제 1 기판에서 제 2 기판이 접착되는 측면의 반대쪽에 있는 제 1 기판의 측면, 또는 제 3 기판에서 제 2 기판이 접착되는 측면의 반대쪽에 있는 제 3 기판의 측면이 설치 기준면인 라인 잉크 젯 헤드.
  5. 제 2 항에 있어서, 지그재그형 헤드 유닛의 옵셋 잉크 노즐 열의 간격은 인쇄화상의 기본 해상도의 정수배인 라인 잉크 젯 헤드.
  6. 제 4 항에 있어서, 지그재그형 헤드 유닛의 옵셋 잉크 노즐 열의 간격은 인쇄화상의 기본 해상도의 정수배인 라인 잉크 젯 헤드.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 잉크 노즐과 연통하는 잉크 압력실과, 잉크 액적을 잉크 노즐로부터 토출시키기 위해 정전력을 사용하여 잉크 압력실의 용적을 변동시키는 정전 액츄에이터를 구비하는 라인 잉크 젯 헤드.
  9. 제 8 항에 있어서, 서로 적층 접착된 제 1, 제 2 및 제 3 기판을 가지며, 상기 제 1 기판내에 형성된 공통의 잉크 통로와 연통하는 공통의 잉크실을 갖고, 상기 잉크 노즐과 잉크 압력실은 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성되며, 상기 정전 구동 기구는 상기 제 2 및 제 3 기판 사이에 형성되고,
    제 1 기판에서 제 2 기판이 접착되는 측면의 반대쪽에 있는 제 1 기판의 측면, 또는 제 3 기판에서 제 2 기판이 접착되는 측면의 반대쪽에 있는 제 3 기판의 측면이 설치 기준면인 라인 잉크 젯 헤드.
  10. 제 1 항에 있어서, 지그재그형 헤드 유닛의 옵셋 잉크 노즐 열의 간격은 인쇄화상의 기본 해상도의 정수배인 라인 잉크 젯 헤드.
  11. 제 9 항에 있어서, 지그재그형 헤드 유닛의 옵셋 잉크 노즐 열의 간격은 인쇄화상의 기본 해상도의 정수배인 라인 잉크 젯 헤드.
  12. 잉크 노즐이 노즐열(nozzle line)을 형성하기 위하여 배열된 노즐면과, 상기 노즐면에 대해 직각이고 노즐열에 대해 평행한 기준면을 각각 갖는 다수개의 헤드 유닛과, 상기 헤드 유닛중의 하나의 기준면이 부착되는 제 1 표면과, 상기 헤드 유닛중의 다른 하나의 기준면이 부착되는 제 2 표면을 가지는 베이스 플레이트와, 잉크를 각각의 헤드 유닛으로 공급하기 위해서 상기 베이스 플레이트내에 형성된 공통의 잉크 공급로를 갖는 라인 잉크 젯 헤드와,
    인쇄 매체를 이송하는 폼(form) 이송 기구와,
    상기 라인 잉크 젯 헤드로 잉크를 공급하는 잉크 공급 기구를 구비하며,
    상기 제 1 및 제 2 표면은 상기 노즐열에 평행한 방향에서 지그재그 형상으로 배열되며,
    상기 라인 잉크 젯 헤드는 상기 폼 이송 기구에 의해 이송된 인쇄 매체의 인쇄 영역을 커버하게 배치되고,
    상기 제 1 및 제 2 표면은 상기 베이스 플레이트의 적어도 하나의 측부에 형성되며,
    상기 제 2 표면은 제 1 표면에서 돌출하는 돌출부에 의해 한정되는 라인 잉크 젯 헤드.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서, 잉크 노즐과 연통하는 잉크 압력실과, 잉크 액적을 잉크 노즐로부터 토출시키기 위해 정전력을 사용하여 잉크 압력실의 용적을 변동시키는 정전 액츄에이터를 구비하는 라인 잉크 젯 헤드.
  15. 제 12 항에 있어서, 지그재그형 헤드 유닛의 옵셋 잉크 노즐 열의 간격은 인쇄화상의 기본 해상도의 정수배인 라인 잉크 젯 헤드.
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