KR100576810B1 - 잉크젯프린터용기록헤드의구동장치및구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 잉크젯 프린터와, 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 구동방법은 위성방울을 억제하기 위해 제안된다. 각 노즐에 대응하는 각 잉크실에는 2개의 압전소자가 설치된다. 잉크방울 토출용 구동신호를 하나의 압전소자에 인가하고, 잉크방울이 토출될 때 위성방울 억제용 구동신호를 또 다른 압전소자에 인가함으로써, 이들 압전소자의 변위의 타이밍이 조절된다. 후자의 압전소자의 변위에 의해 발생된 보조압력은 전자의 압전소자의 변위에 의해 발생된 토출압력에 부가된다. 잉크방울의 후미단부가 초기단계에서 절단되고, 위성방울의 발생이 억제된다.

Description

잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 구동방법{Apparatus and method for driving recording head for ink-jet printer}
본 발명은 잉크방울 배출구(노즐)를 통해서 잉크방울을 토출하여 용지 상에 화상을 기록하는 잉크젯 프린터와, 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.
잉크실과 연통되어 있는 잉크방울 배출구를 통해 잉크방울을 토출하여 용지 상에 기록하는 잉크젯 프린터가 널리 이용되고 있다. 그러한 종래 기술의 잉크젯 프린터의 경우, 각 노즐에 대해 하나의 압전소자가 설치된다. 압전소자는, 잉크가 잉크유로를 통해서 공급되어 들어오는 잉크실의 외벽을 형성하는 진동판에 고정되어 있다. 압전소자는 인가되는 구동신호의 전압파형에 대응해서 굽힘을 행함으로써 잉크실의 부피를 변화시켜서 토출압력을 생성한다. 그 토출압력에 의해 잉크방울이 배출구를 통해 토출된다.
상기 설명된 바와 같이 그러한 잉크젯 프린터의 경우에는, 잉크실을 변화시킴으로써 토출압력이 생성되기 때문에, 배출구를 통하여 토출된 잉크는 주상형 (꼬리가 끌리는 형상)으로 비상한다. 비상하는 잉크방울의 선두부와 후미단부와의 사이에 시간차와 속도차가 발생한다. 따라서, 선행하는 주잉크방울은 원치 않는 미소 잉크방울 (이하의 설명에서는 위성방울이라 칭함)을 수반한다. 그러한 위성방울이 용지에 들러붙게 되면 인쇄결과에 악영향을 끼친다. 비교적 큰 잉크방울에 의해 기록되는 고농도 화상의 품질에 대해서는, 위성방울이 큰 영향을 미치지 않지만, 저농도의 화상이나 중간톤의 화상을 표현하기 위해 작은 잉크방울에 의해 화상을 기록하는 경우에는, 위성방울에 의해 화상의 질이 크게 저하될 것이다. 그러므로, 작은 잉크방울이 토출되는 경우에 발생되는 위성방울은, 커다란 문제를 야기하게 된다.
그러한 문제점에 대처하기 위해서 몇 가지 방법이 제안되었다. 예를 들어, 일본 특허출원 공개 평7-76087(1995)에는, 각 노즐에 대해 하나의 압전소자가 설치되고, 압전소자에 인가되는 토출전압의 변화속도를 2단계로 절환하여 잉크방울을 토출하도록 하는 방법이 제안되었다. 이 방법의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 토출전압이 처음에는 제 1의 전압변화속도(v1)로 증가된다. 그후, 토출전압은 속도(v1)보다 높은 제 2의 전압변화속도(v2)로 증가한다. 도 1에서, 세로축은 전압을 나타낸다. 가로축은 시간을 나타낸다. 이 방법에 의하면, 바로전 잉크방울의 선두부를 따르는 형태로 다음의 잉크방울이 분사된다. 따라서, 잉크기둥의 선두부와 후미부분과의 사이에 속도차가 감소되며, 위성방울이 감소된다.
다른 방법으로는, 일본 특허출원 공개 소59-133067(1984)에 공개된 방법으로써, 각 노즐에 대해 하나의 압전소자가 설치되고, 그 압전소자에 두 개의 독립된 전압펄스를 인가함으로써 잉크방울이 토출된다. 이 방법에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1의 펄스(P1)가 압전소자에 인가되어 제 1의 압력변동을 생성함으로써 노즐을 통한 잉크방울의 토출을 시작한다. 그후 제 1펄스(P1)가 종료된 후, 노즐을 통해 잉크방울의 토출이 완료되기 전에 제 2펄스(P2)가 압전소자에 인가됨으로써, 제 2 압력변동을 생성한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 세로축은 전압을 나타낸다. 가로축은 시간을 나타낸다. 이 방법에 의하면, 노즐을 통해 토출된 잉크기둥이 초기에 파열되고, 위성방울의 발생이 억제된다.
일본 특허출원 공개 소 51-45931(1976)에는, 각 노즐에 대해 2개의 압력발생수단이 설치되고, 2개의 압력발생수단에 의해 생성된 진동을 결합하여 잉크를 진동시킴으로써 잉크방울이 토출되는 잉크방울 토출장치가 제안된다.
그러나, 상기 설명된 일본특허출원 공개 평7-76087(1995)에서 제안된 방법에서는, 제 1의 전압변화속도(v1)가 제 2전압변화속도(v2)보다 낮아야 한다. 따라서, 전체 토출주기에서 전압이 높은 속도(v2)으로 변화되는 경우에 비해서, 토출된 잉크방울의 속도가 저하된다. 토출된 잉크방울 속도의 저하는, 잉크방울 비상루트의 직선성이 악영향받거나 비상속도가 변동되는 등의 불안정성을 초래한다. 그 결과, 기록된 도트변위가 발생되고 인쇄품질이 저하될 수도 있다.
상기 설명된 일본 특허출원 공개 소59-133067(1984)에서 제안된 방법에서는, 제 1펄스(P1)를 종료한 후 시간간격(Ti) 이후에 제 2펄스(P2)가 인가된다. 시간간격(Ti)이 너무 길 경우, 잉크기둥의 꼬리가 길게 되며, 위성방울이 생성될 수도 있다. 반면, 시간간격(Ti)이 너무 짧을 경우, 압전소자가 압력변화에 따를 수 없고 의도된 작동을 성취할 수 없다. 이는, 일반적으로 압전소자는 고유의 진동특성을 가지며, 그 고유진동수 이상의 주파수에서는 작동하지 않기 때문이다. 이러한 문제점은 높은 고유진동수를 갖는 압전소자를 제작함으로써 해결될 수 있지만, 실제로 획득되는 압전소자의 고유진동수에는 한계가 있기 때문에 이 방법은 현실적이지 못하다. 또한, 그러한 압전소자를 제작하는 것은 기술적 난점을 수반하고 있으므로, 그 제작비용이 증가된다. 더욱이, 상기 기재된 공보에서는, 제 1펄스(P1)의 전압(V1)이 제 2펄스(P2)의 전압(V2)보다 낮지만, 잉크기둥의 후미단부가 그 선두부분에 닿아서 그 선단부분과 일치되기 위해서는 전압(V1)이 전압(V2)보다 높아야 한다. 그러나, 압전소자에 인가되는 전압의 증가는 압전소자와 그 압전소자에 의해 진동되는 진동 플레이트의 수명을 단축시키는 결과를 초래한다. 또한 잔여 진동도 커지며, 또한 주파수특성에 악영향을 준다.
상기의 일본특허출원 공개 소 51-45931(1976)에 공개된 잉크방울 토출장치는 작은 전원입력으로 효율적으로 잉크방울을 토출하도록 하는 것을 목적으로 한다. 그러한 목적을 달성하기 위해서, 고주파 구동신호를 2개의 압력발생수단에 각각 인가하며, 구동신호 사이의 위상차와 진폭을 변화시킴으로써, 압력발생수단에 의해 발생된 진동을 성공적으로 결합하여 잉크를 진동하게 된다. 즉, 이 장치는 위성방울을 방지하기 위해 의도된 것이 아니다. 압력발생수단을 구동하는 방법과 위성방울을 방지하기 위해 필요한 구성에 대해서도 설명하고 있지 않다. 이 공보에는 그러한 방법 또는 구성에 대해서도 제안하고 있지 않다.
따라서, 상기 설명된 바와 같이, 종래 기술에서는, 토출된 잉크방울의 속도와 장치수명과 주파수 특성에 있어서의 감소 없이는, 또한 압전소자의 고유진동특성의 한계 없이는, 만족스럽게 위성방울의 감소를 행하기 어렵다.
종래의 잉크젯 프린터는 다음의 또 다른 문제점을 더 갖는다. 도 3은 종래의 잉크젯 프린터의 기록헤드 및 그 구동회로의 개략도이다. 도시된 바와 같이, 기록헤드(500)는 노즐(501)과 노즐(501)에 대응하도록 설치된 압전소자(502)를 포함한다.
압전소자(502)는 잉크가 잉크유로(도시 생략됨)를 거쳐 공급되어 들어오는 잉크실의 벽에 고정되도록 설치된다. 고정파형의 구동신호(504)가 선택적으로 온/오프 스위치(503)를 통해 압전소자(502)에 입력된다. 즉, 구동신호(504)는 스위치(503)가 온으로 전환될 때에만 압전소자(502)에 입력된다. 구동신호(504)가 인가되면, 압전소자(502)는 잉크실 부피가 감소되도록 하는 방향으로 굽어진다. 그 결과, 잉크방울이 노즐(501)을 거쳐 토출된다.
그러한 종류의 프린터에서, 중간톤의 화상을 표현하기 위한 방법 중 하나는, 도트 간의 잉크방울 사이즈를 변화시키는 것이다. 그러나, 도 3에 도시된 종래의 기록헤드의 구동회로에서는, 단지 한 종류의 구동신호(504)가 입력되므로, 단지 토출을 행하는지 여부만을 제어한다. 따라서, 기록도트 사이의 간격은 조정되지만, 잉크방울마다 토출된 잉크방울의 사이즈를 변화시키는 제어를 행하는 것은 불가능하다.
그러므로, 보다 자연스러운 중간톤의 화상 등의 다양한 화상표현을 충실히 행하기 어렵다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 극복하면서도, 토출된 잉크방울에 수반되는 위성방울의 발생을 억제할 수 있는 잉크젯 프린터 및 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 잉크젯 프린터는, 잉크방울이 토출되어 나오는 잉크방울 배출구와, 잉크를 배출구로 공급하기 위한 잉크실과, 제 1압력발생수단의 변위를 통해 잉크실의 부피를 변화시킴으로써 잉크방울이 상기 배출구를 통해 토출되도록 하는 압력을 발생하기 위해 배출구에 설치되는 제 1압력발생수단과, 제 2압력발생수단의 변위를 통해 잉크실의 부피를 변화시킴으로써 배출구를 통해 토출되는 잉크방울에 수반되는 미세 잉크방울의 발생을 억제하기 위한 압력을 발생하기 위해 배출구에 설치되는 제 2압력발생수단과, 제 1 및 제 2압력발생수단의 변위의 상태를 제어하는 토출제어수단을 포함하여 구성된다.
본 발명의 장치는, 잉크방울이 토출되어 나오는 잉크방울 배출구와, 잉크를 배출구로 공급하기 위한 잉크실과, 제 1압력발생수단의 변위를 통해 잉크실의 부피를 변화시킴으로써 잉크방울이 상기 배출구를 통해 토출되도록 하는 압력을 생성하기 위해 배출구에 설치되는 제 1압력발생수단과, 제 2압력발생수단의 변위를 통해 잉크실의 부피를 변화시킴으로써 배출구를 통해 토출되는 잉크방울에 수반되는 미세 잉크방울의 발생을 억제하기 위한 압력을 생성하기 위해 배출구에 설치되는 제 2압력발생수단을 갖추어 구성된 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위해 제공된다. 이 장치는, 제 1 및 제 2압력발생수단의 변위를 행하기 위한 구동신호를 발생하는 수단과, 상기 구동신호를 제 1 압력발생수단과 제 2압력발생수단에 공급하는 상태를 제어하기 위한 수단을 갖추어 구성된다.
본 발명의 방법은, 잉크방울이 토출되어 나가는 잉크방울 배출구와, 잉크를 배출구로 공급하는 잉크실과, 상기 배출구에 설치되는 제 1 및 제 2압력발생수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위해 제공된다. 이 방법은, 고정파형을 갖는 토출용 구동신호를 제 1압력발생수단에 인가함으로써 제 1압력발생수단의 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 잉크방울이 배출구를 거쳐 토출되도록 하는 토출압력을 생성하는 단계와, 고정파형을 갖는 보조 구동신호를 제 2압력발생수단에 인가함으로써 제 2압력발생수단의 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 배출구를 통해 토출되는 잉크방울에 수반되는 미세 잉크방울의 발생을 억제하기 위한 보조압력을 생성하는 단계를 포함한다. 토출압력의 생성 상태와 보조압력의 생성 상태가 조절된다.
본 발명의 잉크젯 프린터와 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 방법에 의하면, 제 1 및 제 2압력발생수단이 배출구에 설치된다. 제 1 및 제 2압력발생수단의 변위상태가 조절된다. 제 2압력발생수단의 변위에 의해 생성되는 보조압력은 제 1압력발생수단의 변위에 의해 발생된 토출압력에 부가된다. 그러므로 잉크방울의 후미부분이 초기단계에서 절단된다.
본 명에 따른 또 다른 잉크젯 프린터는, 잉크방울이 토출되어 나가는 잉크방울 배출구와, 잉크를 배출구로 공급하기 위해 하나의 벽을 갖는 잉크실과, 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 잉크방울이 배출구를 거쳐 토출되도록 하는 압력을 발생하기 위해 잉크실의 상기 벽에 설치되는 제 1압력발생수단과, 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 배출구를 통한 잉크방울의 토출을 보조하기 위한 압력을 생성하기 위해서 잉크실의 상기 벽에 설치되는 제 2압력발생수단을 포함하여 구성된다. 제 1압력발생수단은 제 2압력발생수단 보다 잉크방울 배출구로부터 멀리 떨어지도록 배치된다. 잉크방울의 토출을 보조한다는 것은, 잉크방울이 의도된 상태로 토출되도록 조정을 행한다는 것을 의미한다. 구체적으로는, 토출된 잉크방울이 의도된 사이즈 및 속도를 가지며 또는 원치 않는 잉크방울이 토출되지 않도록 하기 위해, 제 1압력발생수단에 의해 발생된 토출압력에 대해 특정의 변경을 행하는 것이다. 이것을 이하의 설명에 적용한다. 예를 들어, 제 2압력발생수단은 토출된 잉크방울에 수반하는 미세한 잉크방울의 발생을 억제하도록 하는 압력을 발생할 것이다.
본 발명의 또 다른 장치는, 잉크방울이 토출되어 나가는 잉크방울 배출구와, 잉크를 배출구로 공급하기 위해 하나의 벽을 갖는 잉크실과, 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 압력을 발생하기 위해 잉크실의 상기 벽에 설치되는 제 1압력발생수단과, 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 압력을 생성하기 위해서 잉크실의 상기 벽에 설치되는 제 2압력발생수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위해 제공된다. 제 1압력발생수단은 제 2압력발생수단 보다 잉크방울 배출구로부터 멀리 떨어지도록 배치된다. 이 장치는, 제 1압력발생수단으로 하여금 잉크방울이 배출구를 통해 토출되도록 하는 압력을 발생하도록 하는 주구동신호와, 제 2압력발생수단으로 하여금 배출구를 통한 잉크방울의 토출을 보조하는 압력을 발생하도록 하는 보조구동신호를 발생하는 수단과, 주구동신호와 보조구동신호가 각각 제 1압력발생수단과 제 2압력발생수단으로 공급되도록 제어를 행하는 제어수단을 갖추어 구성된다. 보조구동신호는 잉크방울에 수반되는 미세한 잉크방울의 발생을 억제하기 위한 압력을 발생시키는 신호일 수도 있다.
본 발명의 다른 방법은, 잉크방울이 토출되어 나가는 잉크방울 배출구와, 잉크를 배출구로 공급하기 위해 하나의 벽을 갖는 잉크실과, 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 압력을 발생하기 위해 잉크실의 상기 벽에 설치되는 제 1압력발생수단과, 변위를 통해 잉크실 부피를 변화시킴으로써 압력을 생성하기 위해서 잉크실의 상기 벽에 설치되는 제 2압력발생수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위해 제공된다. 제 1압력발생수단은 제 2압력발생수단 보다 잉크방울 배출구로부터 멀리 떨어지도록 배치된다. 이 방법은, 배출구를 통해 잉크방울을 토출하도록 하는 압력을 발생하기 위한 제 1압력발생수단에 주구동신호를 인가하는 단계와, 배출구를 통한 잉크방울의 토출을 보조하기 위한 압력을 발생하기 위한 제 2압력발생수단에 보조구동신호를 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 잉크젯 프린터에 의하면, 제 1압력발생수단은 배출구로부터 떨어진 위치의 잉크실 벽에 설치된다. 잉크실의 부피가 제 1압력발생수단의 변위에 의해 변경됨으로써, 압력이 발생되어 잉크방울이 배출구를 거쳐 분사된다. 제 2압력발생수단은 배출구에 가까운 위치의 잉크실 벽에 설치된다. 잉크실의 부피가 제 2압력발생수단의 변위에 의해 변경되어, 압력이 발생됨으로써 잉크방울의 토출을 돕게 된다.
본 발명의 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 방법에 의하면, 주구동신호가, 잉크방울을 배출구를 통해 분사하기 위한 압력을 발생하기 위해 배출구로부터 떨어진 위치의 잉크실 벽에 배치된 제 1압력발생수단에 인가된다. 보조신호는, 방울토출을 보조하기 위한 압력을 발생시키기 위해 배출구에 근접한 위치의 잉크실 벽에 배치된 제 2압력발생수단에 인가된다. 그에 의해, 잉크방울토출이 제어된다.
본 발명의 또 다른 잉크젯 프린터는, 잉크방울이 토출되어 나오는 잉크방울 배출구와, 잉크방울이 배출구를 통해 토출되도록 하는 에너지를 발생하기 위해 각각 배출구에 설치되는 다수의 에너지발생수단과, 에너지발생수단을 구동하기 위한 다수의 구동신호 중 어느 하나를 선택하기 위해 각 에너지 발생수단에 각각 배치되는 다수의 선택수단을 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 장치는, 잉크방울이 토출되어 나가는 잉크방울 배출구와, 잉크방울이 배출구를 통해 토출되게 하는 에너지를 발생하기 위해 각각 배출구에 설치되는 다수의 에너지 발생수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위해 설치된다. 이 장치는, 에너지 발생수단을 구동하기 위해 다수의 구동신호를 생성하는 수단과, 구동신호 중 하나를 선택하고 그 신호를 각 에너지 발생수단에 공급하기 위해 각 에너지 발생수단에 각각 설치되는 다수의 선택수단을 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 방법은, 잉크방울이 토출되어 나가는 잉크방울 배출구와, 잉크방울이 배출구를 거쳐 토출되도록 하는 에너지를 발생시키기 위해 각 배출구에 설치되는 다수의 에너지 발생수단을 포함하여 구성되는 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위해 제공된다. 이 방법은, 각 에너지 발생수단에 대해 에너지 발생수단을 구동하기 위한 다수의 구동신호 중 어느 하나를 선택하는 단계와, 선택된 구동신호를 각 에너지 발생수단에 공급하는 단계와를 포함하여 구성된다.
본 발명의 잉크젯 프린터 및 잉크젯 프린터용 기록헤드를 구동하기 위한 방법에 의하면, 구동신호 중 하나가 선택되어, 배출구에 설치된 다수의 에너지 발생수단 각각에 공급된다. 잉크방울은 구동신호에 따라 배출구를 통해 토출된다.
본 발명의 이외의 목적, 특징 및 장점은 이하의 설명으로부터 더욱 명백하여질 것이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예의 잉크젯 프린터의 주요부를 설명하기 위한 개략도이다. 본 실시예에서는 다수의 노즐을 갖춘 멀티-노즐 헤드 잉크젯 프린터가 설명될 것이지만, 본 발명은 하나의 노즐을 갖춘 싱글-노즐 헤드 잉크젯 프린터에 적용될 수도 있다. 본 실시예의 잉크젯 프린터에 의해 구현되는 본 실시예의 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치 및 방법에 대해서도 설명한다.
잉크젯 프린터(1)는, 기록용지(2) 상에 잉크방울을 토출하여 기록을 행하는 기록헤드(11)와, 잉크를 기록헤드(11)에 공급하는 잉크카트리지(12)와, 기록헤드(11)의 위치와 용지(2)의 공급을 제어하기 위한 제어기(13)와, 구동신호(21)에 의해 기록헤드(11)의 잉크방울 토출동작을 제어하는 헤드제어기(14)와, 입력된 화상데이터에 소정의 화상처리를 행하고 화상인쇄 데이터(22)로써의 데이터를 헤드제어기(14)에 공급하는 화상처리부(15)와, 각 제어신호(23, 24, 25)에 의해 제어기(13), 헤드제어기(14) 및 화상처리부(15)를 제어하기 위한 시스템 제어부(16)를 포함하여 구성된다. 헤드 제어부(14)는 본 발명의 "토출제어수단"에 대응한다.
도 5는 도 4에 도시된 기록헤드(11)의 사시 단면도이다. 도 6은 도 5의 화살표(Z) 방향에서 본 도 5에 도시된 기록헤드(11)의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 기록헤드(11)는, 얇은 노즐 플레이트(111)와, 노즐 플레이트(111) 상에 적층된 유로 플레이트(112)와, 유로 플레이트(112) 상에 적층된 진동 플레이트(113)를 포함하여 구성된다. 이들 플레이트는 예를 들어 도시 생략된 접착제에 의해 서로에게 접착되어 있다.
유로 플레이트(112)의 상면에는 선택적으로 다수의 오목부가 형성되어 있다. 오목부와 진동 플레이트(113)는 다수의 잉크실(114)과 잉크실(114)과 연통되는 공동유로(115)를 구성한다. 공동유로(115)와 잉크실(114) 사이의 연통부분은 좁게 형성되어 있다. 각 잉크실(114)의 폭은 공동유로(115)에 대향하는 방향을 향하도록 신장된다. 한 쌍의 압전소자(116a, 116b)는 상기 각 잉크실(114) 바로 위의 진동판(113)에 각각 고정된다. 각 압전소자(116a, 116b) 의 상하면에는 도시 생략된 전극이 놓여있다. 그 전극에 헤드 제어부(114) (도 4)로부터의 구동신호가 인가된다. 그에 의해, 각 압전소자(116a, 116b) 및 진동 플레이트(113)가 굽혀짐으로써, 각 잉크실(114)의 부피를 증가(확장) 및 감소(축소)시키게 된다. 이 잉크실은 본 발명의 "잉크실"에 대응한다.
본 실시예에서, 압전소자(116a, 116b)는, 동일한 인가전압에 대응하는 변위량(이하의 설명에서 변위능력이라 칭함)이 서로 동일하도록 형성된다. 따라서, 압전소자(116a, 116b)는 동일한 재질로 형성되며, 동일한 두께 및 면적을 갖는다. 그 결과, 동일한 인가전압에 의해 잉크실(114)의 소정 부피변화가 이루어진다. 선택적으로, 압전소자(116a, 116b)의 면적이나 두께를 변화시킴으로써, 압전소자(116a, 116b)의 변위능력을 변화시킬 수도 있다. 압전소자(116a)는 본 발명의 "제 1 압력발생수단"에 대응하고, 압전소자(116b)는 본 발명의 "제 2압력발생수단"에 대응한다.
공동유로(115)에 연통되는 측의 반대측에서 각 잉크실(114) 부분의 폭이 점차 감소된다. 잉크실(114)의 단부에는, 유로 플레이트(112)의 두께를 통하여 유로구멍(117)이 설치된다. 유로구멍(117)은, 플레이트의 최하층인 노즐 플레이트(111)에 형성된 미소 노즐(118)과 연통된다. 잉크방울이 이 노즐(118)을 통하여 토출된다. 본 실시예에서, 기록헤드(11)는 용지(2) (도 4)의 공급방향 (도 5의 화살표(X))을 따라 1열의 등간격으로 형성된 다수의 노즐(118)을 갖추어 구성된다. 노즐(118)은 2열의 갈지 자(staggered) 등과 같이 다른 배열로 배치되어도 좋다. 노즐(118)은 본 발명의 "잉크방울 배출구"에 대응한다.
공동유로(15)는 도 4에 도시된 잉크카트리지(12) (도 5 및 도 6에서는 도시 생략됨)와 연통된다. 잉크는 잉크카트리지(12)에서 공동유로(15)를 거쳐 각 잉크실(114)로 일정한 속도로 규칙적으로 공급된다. 이러한 잉크공급은 모세관 현상을 이용하여 행해질 수도 있다. 또는, 압력을 잉크카트리지(12)로 인가하여 잉크를 공급하기 위해, 가압기구를 설치할 수도 있다.
도시 생략된 카트리지 구동모터 및 준 카트리지 기구에 의해, 용지(2) 운송방향(X)과 직교하는 방향(Y)(도 5)으로 왕복이동을 행하면서, 잉크방울을 토출시킨다. 그럼으로써, 화상이 용지(2) 상에 기록된다.
도시 생략되었지만, 헤드 제어부(14)는, 마이크로프로세서와, 마이크로프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 저장하기 위한 리드 온리 메모리(ROM)와, 마이크로프로세서에 의해 행해지는 소정의 연산이나 일시적 데이터 기억 등에 이용되는 워크 메모리로써의 랜덤 억세스 메모리(RAM)와, 비휘발성 메모리로 이루어진 구동파형 기억부와, 상기 기억부로부터 독출된 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환하기 위한 디지털-아날로그 (D-A) 변환기와, D-A 변환기의 출력을 증폭하기 위한 증폭기와를 포함하여 구성된다. 구동파형 기억부는 기록헤드(11)의 각 노즐의 압전소자(116a, 116b)를 구동하기 위한 구동신호(21a, 21b)의 전압파형을 나타내는 파형데이터 항목 쌍을 다수 보유하고 있다. 파형데이터 항목은 예를 들어 도 7에 도시된 각종 파라미터 (시간 및 전압 파라미터)를 기입(entering)함으로써 형성된다. 각 쌍의 구동신호(21a)와 구동신호(21b)와의 사이에는 이하에 설명되는 일정한 관계가 있다. 파형데이터 항목이 마이크로프로세서에 의해 각각 독출되고, D-A변환기에 의해 아날로그 신호로 변환된다. 그 신호는 증폭기에 의해 증폭되고, 구동신호(21a, 21b) 쌍으로써 출력된다. 쌍의 수는 노즐의 수"n"과 동일하다. 헤드 제어부(14)의 구성은 상기 설명된 것에 제한되지 않으며, 다른 방식으로 실시될 수도 있다.
구동신호 쌍 중에서, 구동신호(21a)는 대응하는 노즐의 압전소자(116a)에 인가된다. 구동신호(21b)는 대응노즐의 압전소자(116b)에 인가된다. 도 4에서, 쌍의 수가 "n"인 구동신호(21a, 21b) 쌍이 구동신호(21)로 표시된다.
도 7a 및 도 7b는 구동신호(21a, 21b)의 파형의 1주기(T)의 예를 나타낸다. 도 7a 및 도 7b는 각각 구동신호(21a, 21b)를 나타낸다. 세로축은 전압을 나타낸다. 가로축은 시간을 나타낸다. 시간은 그래프의 좌측에서 우측으로 진행한다. 구동신호 중에서, 구동신호(21a)는 잉크방울 토출을 위한 압력을 발생하기 위한 구동신호이다. 구동신호(21a)의 전압은 기준전압(0V) 뿐만 아니라, 인입전압(Vp) 및 토출전압(Va)을 포함한다. 구동신호(21b)는 잉크방울이 토출될 때 위성방울을 억제하기 위한 압력을 발생하기 위한 보조 구동신호이다. 구동신호(21b)의 전압은, 기준전압(0V) 뿐만 아니라 인입전압(Vp) 및 보조전압(Vb)을 포함한다. 구동신호(21a, 21b) 쌍은 헤드 제어부(14)에 의해 각 토출주기 마다 적절하게 다른 쌍으로 전환되어, 대응하는 노즐로 공급된다.
이하에서는 도 8a 내지 도 8c를 참고하여, 구동신호(21a)의 의미를 설명한다. 도 8a 내지 도 8c는 구동신호의 파형, 구동신호가 인가되는 압전소자(116a)의 거동 및 노즐(118) 내의 잉크 선단부의 위치(이하의 설명에서는, 메니스커스(meniscus) 위치라 칭함)의 변화와의 관계를 나타낸다. 도 8a는 구동신호(21a)의 전형적인 파형의 1주기를 나타낸다. 도 8b는 도 8a에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 구동신호(21a)가 압전소자(116a)에 인가될 때의 잉크실(114)의 상태변화를 나타낸다. 도 8c는 노즐(118) 내의 메니스커스 위치의 변화를 나타낸다.
도 8a에서, 제 1선행공정은 구동전압이 기준전압(0V)에서 인입전압(Vp)으로 변화되는 공정(A 에서 B까지)이다. 제 2선행공정은 인입전압(Vp)이 일정 시간 동안 유지되는 공정(B에서 C까지)이다. 제 1공정은 구동전압이 인입전압(Vp)에서 기준전압(0V)으로 변화되는 공정(C에서 D까지)이다. 제 1공정에 요구되는 시간은 t1으로써 정의된다. 제 2공정은 0V의 전압이 유지되어서 대기하는 공정(D에서 E까지)이다. 제 2공정에 요구되는 시간은 t2로 정의된다. 제 3공정은 0V의 전압이 토출전압(Va)으로 변화되는 공정(E에서 F까지)이다. 제 3공정에 요구되는 시간은 t3로 정의된다.
본 실시예에서, 제 3공정이 시작되는 시점(E)은 토출이 시작되는 시점이다. 제 1 및 제 2선행공정과 제 1 및 제 2공정은 토출시작 보다 선행한다.
시점(A) 및 그 이전에는, 압전소자(116a)에 인가되는 전압이 0V이기 때문에, 도 8b에 도시된 PA와 같이, 진동 플레이트(113)에서 굽힘이 없으며, 잉크실(114)의 부피는 최대이다. 시점(A)에서, 도 8c의 MA 와 같이, 노즐(118) 내의 메니스커스 위치는 노즐 에지로(nozzle edge)부터 소정거리 만큼 후퇴되어 있다.
다음으로, 제 1선행공정은, 시점(A)의 전압0V에서 시점(B)의 인입전압(Vp)으로 구동전압을 점차적으로 증가시키도록 수행된다. 따라서, 진동 플레이트(113)가 내측으로 굽어지며, 잉크실(114)이 수축된다(도 8c의 PB). 잉크실(114)의 수축속도가 느리기 때문에, 잉크실(114)의 부피감소는, 노즐(118)내의 메니스커스 위치를 전진하도록 하며, 동시에 공동유로(115)로의 잉크역류를 야기한다. 잉크의 역류량에 대한 전진양의 비는 주로, 노즐(118)내의 유로저항과, 잉크실(114)과 공동유로(115) 사이의 연통부 내의 유로저항에 의존한다. 그 비를 최적화함으로써, 도 8c의 MB에 도시된 바와 같이, 시점(B)의 메니스커스 위치를 거의 노즐 에지에 도달하도록 제어한다.
다음으로, 제 2선행공정은, 시점(B)에서 시점(C)까지 구동전압을 인입전압(Vp)으로 유지함으로써, 잉크실(114)의 부피를 일정하게 유지시키 도록 수행된다. 이 공정 동안에 잉크가 계속적으로 잉크카트리지(12)로부터 공급되기 때문에, 노즐(118) 내의 메니스커스 위치는 노즐 에지를 향하도록 이동된다. 시점(C)에서, 메니스커스 위치는 도 8c의 MC와 같이 노즐 에지로부터 약간 돌출된 위치로 전진한다.
다음으로, 제 1공정은 구동전압을 시점(C)의 인입전압(Vp)에서 시점(D)의 기준전압(0V)으로의 감소되도록 수행된다. 따라서, 압전소자(116)에 인가되는 전압이 감소되어 0으로 됨으로써, 도 8b의 PD와 같이, 진동 플레이트(113)에서의 굽힘이 제거되고 잉크실(114)이 확장된다. 따라서, 노즐(118) 내의 메니스커스는 잉크실(114)을 향하도록 인입된다. 시점(D)에서, 메니스커스는 도 8c의 MD만큼 깊게 후퇴하며, 즉, 노즐 에지로부터 멀어지도록 이동한다. 제 1공정에서의 메니스커스의 인입양은, 인입전압(Vp), 즉 시점(C)과 시점(D) 사이의 전위차를 변화시킴으로써 변경된다. 따라서, 잉크방울의 사이즈를 제어할 수 있다. 이는 잉크방울의 사이즈가 토출 시작시점의 메니스커스 위치에 의존하며, 메니스커스 위치가 깊을 수록 방울의 사이즈가 작아지기 때문이다.
다음으로, 제 2공정은, 시점(D)에서 시점(E)까지의 시간(t2) 동안 진동 플레이트(113)를 굽히지 않은 상태로 유지하도록 구동전압을 0으로 고정함으로써, 잉크실(114)의 부피를 유지시키도록 수행된다(도 8c의 PD내지 PE). 시간(t2)동안, 잉크가 잉크카트리지(12)로부터 계속적으로 공급된다. 따라서, 노즐(118)내의 메니스커스 위치는 노즐 에지를 향하도록 이동된다. 메니스커스 위치는 도 8c에 도시된 ME의 상태까지 진행한다. 메니스커스의 이동량은 제 2공정 동안 시간(t2)을 변경시킴으로써 변경될 수 있다. 따라서, 제 3공정의 시작시점의 메니스커스 위치를 조절하게 된다. 즉, 시간(t2)을 조절함으로써 잉크방울 사이즈가 조절된다.
다음으로, 제 3공정은, 구동전압을 시점(E)의 전압(0V)에서 시점(F)의 토출전압(Va)으로 갑작스럽게 증가시키도록 수행된다. 시점(E)은 상기 설명된 바와 같이, 토출시작 시점이다. 시점(F)에서, 진동 플레이트(113)는 도 8b의 PF와 같이 내측을 향하여 상당히 굽어있다. 따라서, 잉크실(114)이 갑작스럽게 수축된다. 그 결과, 도 8c에 도시된 MF와 같이, 노즐(118) 내의 메니스커스는 노즐 에지를 향하여 한 번에 눌리게 되어 잉크방울이 토출된다. 토출된 잉크방울은 공기 중에서 비상하여 용지(2) 상에 도달하게 된다(도 5).
다음에는, 구동전압이 토출전압(Va)으로 유지된 채로 소정시간이 경과된 시점(G)에서, 구동전압이 다시금 0V로 감소된다. 따라서, 진동 플레이트(113)는 시점(H)에서 도 8b의 PG와 같이 굽혀지지 않은 상태로 되돌아간다. 이 상태는 다음 토출주기의 제 1선행공정이 시작되는 시점(I)까지 유지된다. 시점(H)에서는, 구동전압이 다시금 0V로 감소된 직후, 도 18c의 MH와 같이, 메니스커스 위치는 토출된 잉크양과 잉크실(114)내의 부피증가의 합에 대응하는 양만큼 후퇴된다. 잉크 충전(리파일링)을 행하게 되면, 다음의 토출주기의 제 1선행공정이 시작되는 시점(I)에서, 도 8c의 MI와 같이, 초기 시점(A)의 MA와 동일한 레벨로 된다.
이와 같이, 토출 사이클이 완료된다. 이러한 작동 사이클은 각 노즐(118)에서 병행하여 반복된다. 따라서, 용지(2) (도 5) 상의 화상기록이 계속적으로 실행된다.
본 실시예에서, 제 2공정에 요구되는 시간(t2)은, 제 1공정에서 인입되는 메니스커스가 노즐 에지에 도달하는데 요구되는 시간보다 짧다. 제 3공정에서의 토출전압(Va)은 잉크방울 토출을 가능케 하는 범위로 한정된다. 도 7a에서, CD, DE 및 EF 이외의 주기에 요구되는 시간은 AB=τ1, BC=τ2, FG=t4 및 GH=t5로써 표시된다.
이하에는, 도 7a 및 도 7b를 다시 참고하여, 구동신호(21b)의 파형을 설명한다. 본 실시예에서, 구동신호(21b)의 A에서 D까지의 부분은 구동신호(21a)의 파형과 동일하다. 0V의 전압이 유지되는 주기(DE')에 요구되는 시간(t6)은 구동신호(21a)의 제 2공정에 요구되는 시간(t2) 보다 길다. 구동신호(21b)가 0V의 기준전압에서 보조전압(Vb)까지로 상승되기 시작하는 시점(E')은 구동신호(21a)의 토출시작시점(te)(시점(E))보다 시간(td) 만큼 후이다. 도 7b에서, 구동신호(21b)가 0V의 기준전압에서 보조전압(Vb)으로 변화하는 주기(E'F')에 요구되는 시간은 "t7"로 표시된다. 구동신호(21b)가 보조전압(Vb)에 도달하는 시점(F')에서 보조전압(Vb)을 유지하는 말단시점(G')까지에 요구되는 시간은 "t8"로 표시된다. 구동신호(21b)가 보조전압(Vb)에서 기준전압(0V)으로 변화되는 주기(G'H')에 요구되는 시간은 "t9"로써 표시된다. 이하에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 특징 중 하나는 지연시간(td)이 적절하게 설정된다는 것이다.
이하에는 도 4에 도시된 잉크젯 프린터(1)의 전체 작동을 간략하게 설명한다.
도 4에서, 퍼스널 컴퓨터 등의 정보처리장치로부터 인쇄데이터가 잉크젯 프린터(1)에 입력된다. 화상처리부(15)는 입력데이터에 대한 소정의 화상처리(예를 들어 압축된 데이터의 신장 등)를 행하고, 그 데이터를 화상인쇄 데이터(22)로써 헤드 제어부(14)로 출력한다.
헤드 제어부(14)는, 기록헤드(11)의 노즐의 수에 대응하는 "n" 도트분의 화상인쇄 데이터(22)를 수신하게 되면, 그 화상인쇄 데이터(22)에 기초해서 각 노즐(118)에 대해 도트를 형성하기 위한 잉크방울 사이즈를 결정한다. 그후 헤드 제어부(14)는 결정된 잉크방울 사이즈에 기초해서 각 노즐에 공급되도록 각 1쌍의 구동신호(21a, 21b)를 선택한다. 예를 들어, 고농도를 표현하기 위해서는, 잉크방울의 사이즈를 크게 하는 구동파형(여기서, t2, Vp 및 Va가 큼)의 쌍이 선택된다. 저농도나 고해상도를 표현하기 위해서는, 잉크방울의 사이즈를 작게 하는 구동파형(여기서, t2, Vp 및 Va가 작음)의 쌍이 선택된다. 또한, 예를 들어 미소하고 중간톤의 화상을 표현하기 위해서는, 인접 도트와는 약간 다른 사이즈의 잉크방울을 달성하는 구동파형의 쌍이 선택된다. 만일 노즐 사이의 잉크방울토출특성에 있어서의 편차(variation)가 존재하는 경우, 그 편차를 조정하는 구동파형의 쌍이 선택될 수도 있다.
헤드 제어부(14)는, n개 도트의 구동신호(즉, n개의 노즐(118)에 공급되는 구동신호)의 쌍을 선택하고, 토출주기 사이의 시점에, 그 선택된 구동신호(21a)를 기록헤드(11)의 각 노즐(118)의 압전소자(116a)에 대해 공급한다. 그와 동시에, 헤드 제어부(14)는 그 선택된 구동신호(21b)를 각 노즐(118)의 압전소자(116b)에 대해 공급한다. 각 노즐의 압전소자(116a)는, 공급된 구동신호(21a)의 전압파형에 의거해서, 도 8b를 참고하여 설명된 공정을 향함으로써, 잉크방울을 토출한다. 각 노즐의 압전소자(116b)는 공급된 구동신호(21b)의 전압파형에 의거해서 변위되며, 압전소자(116a)에 의한 토출동작을 보조하기 위한 동작을 행한다.
이하에는, 도 7a 및 도 7b, 도 9a 내지 도 9d, 도 10a 및 도 10b를 참고하여, 본 실시예의 잉크젯 프린터의 고유한 기능을 설명한다.
관련기술에 대한 부분에서 설명된 바와 같이, 위성방울, 즉, 잉크방울이 분사될 때 생성되는 미세방울은, 압전소자에 의해 압력을 발생시킴으로써 잉크방울이 분사되는 시스템에서 자주 발생된다. 주상형으로 비상하는 잉크의 후미단부는 시간과 속도의 차이 때문에 그 선단부로부터 분리된다. 분리된 잉크 부분은 미세한 잉크방울을 형성한다.
본 실시예에서, 위성방울의 발생을 방지하기 위해, 구동신호(21a)를 시점(E) (토출시작 시점(te))에서 증가시켜 기준전압(0V)에서 토출전압(Va)으로 변화시킴으로써 잉크실(114)이 수축된다. 잉크실(114)은, 구동신호(21a)가 토출전압(Va)으로 유지되는 동안, 구동신호(21b)를 기준전압(0V)에서 보조전압(Vb)으로 증가시킴으로써 더욱 수축되고, 잉크실(114)은 수축상태로 남아 있다. 이 현상은 도 9a 내지 도 9d를 참고하여 더 상세히 설명한다.
도 9a 내지 도 9d는 구동신호(21a, 21b)의 전압파형의 변화와 압전소자(116a, 116b)의 변위 사이의 관계를 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 9a는 구동신호(21a)의 파형의 요부를 나타낸다. 도 9b는 압전소자(116a)의 변위를 나타낸다. 도 9c는 구동신호(21b)의 파형의 요부를 나타낸다. 도 9d는 압전소자(116b)의 변위를 나타낸다. 각각의 가로축은 시간을 나타낸다. 도 9a 및 도 9c의 세로축은 각각 전압을 나타낸다. 도 9b 및 도 9d는 각각 변위량을 나타낸다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 압전소자(116a)는 시점(E)으로부터 시작하는 구동신호(21a)의 전압증가와 함께 잉크실을 수축하는 방향으로 변위된다. 압전소자(116a)의 변위량은, 관성력에 의해 전압이 토출전압(Va)에 도달한 시점(F)을 오버턴(overturn)하는 시점(P)에서 최대 변위상태에 도달한다. 잉크실(114)은 시점(P)에서 가장 수축된다. 도 9c 및 도 9d에 도시된 바와 같이, 구동신호(21b)는 압전소자(116b)의 변위량이 최대인 시점(P) (즉 시점(E'))에서 기준전압(0V)에서 보조전압(Vb)으로 변화하기 시작한다. 그것에 의해, 압전소자(116b)는 잉크실(114)을 수축하는 방향으로 더 변위하게 된다. 압전소자(116b)의 변위량은 상기 설명된 관성력에 의해 전압이 토출전압(Vb)에 도달하게 되는 시점(F')을 오버턴 하는 시점(P')에서 최대에 도달하게 된다 따라서, 잉크실(114)은 시점(P')에서 최대로 수축된다. 그러한 방식으로, 압전소자가 변위량 0에서 최대 변위 시점(P)에 도달하는데 요구되는 시간은, 본 실시예에서는 지연시간(td)이라 정의된다.
구동신호(21a)의 토출전압(Va)이 인가되는 압전소자(116a)는 잉크실을 수축하는 방향으로 변위됨으로써, 잉크실(114) 내에 압력을 생성한다. 그 압력에 의해 잉크가 노즐(118)로부터 토출된다. 이 시점에서, 노즐(118)로부터 토출된 잉크는 꼬리를 가진 주상형태이다. 압전소자(116a)의 최대 변위시점에서 구동신호(21b)의 보조전압(Vb)을 인가받은 압전소자(116b)가 변위되어서, 잉크실(114) 내에 또 다른 압력을 생성하게 된다. 따라서, 잉크기둥의 후미단부는 잉크기둥의 선단부에 도달하게 되어 선단부와 일체로 됨으로써 하나의 방울을 형성하게 된다. 그와 동시에, 잉크흐름에 불연속성이 발생되고, 후미단부 바로 뒤에서 잉크기둥이 절단된다. 따라서, 잉크기둥의 후미단부가 신장되는 것이 방지되며, 위성방울의 생성이 억제된다.
토출전압(Va)이 유지되는 동안, 압전소자(116a)에는 고유의 진동이 행해진다. 압전소자(116a)의 변위량은, 구동신호(21a)가 시점(G)의 토출전압(Va)에서 시점(H)의 기준전압(0V)으로 변화될 때 제로로 되돌아온다. 점차 감쇠하는 고유진동이 더 행해진다. 동일하게, 보조전압(Vb)이 유지되는 동안 압전소자(116b)에는 고유진동이 행해진다. 압전소자(116b)의 변위량은, 구동신호(21b)가 시점(G')의 보조전압(Vb)에서 시점(H')의 기준전압(0V)으로 변화할 때 제로로 복귀하게 된다. 점차 감쇠하는 고유진동이 더 행해진다.
도 10a 및 도 10b는 지연시간(td)이 다양한 값으로 변하는 잉크방울 토출의 형태를 나타낸다. 도 10a는 지연시간(td)이 각각 14μsec, 15μsec 및 16μsec인 잉크방울의 후미단부의 절단시점의 변화를 나타낸다. 도 10b는 토출시작시점(te) 후 36μsec 후의 잉크방울의 상태를 나타내며, 여기서는 압전소자(116a)가 구동신호(21a)에 의해서만 변위되며 지연시간(td)이 각각 14, 15 및 16μsec이다. 압전소자(116a, 116b)의 두께는 25μm이며, 진동 플레이트(113)의 두께는 25μm이다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 구동신호(21a, 21b)의 시간 및 전압 파라미터는 다음과 같이 설정된다. 각 시간 파라미터의 단위는 μsec이다. 각 전압 파라미터의 단위는 "vol"이다.
τ1=30, τ2=10
t1=9, t2=2, t3=4, t4=20, t5=8, t6=17, t7=4, t8=20, t9=8이며,
td=15이며,,
Vp=35, Va=30, Vb=30이다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 지연시간(td)이 14, 15 및 16μsec로 설정된 잉크방울을 절단하는 시점은 각각 토출시작시점(te)으로부터 각각 31.2, 29.2 및 31.6μsec후의 시점이다. 토출시작시점(te) 후 36μsec 경과된 후의 각 상태는, 도 10b에 도시된 바와 같이, 토출이 단지 압전소자(116a)에 의해서만 행해지는 경우 보다, 지연시간(td)이 14, 15 및 16μsec로 설정된 경우 중 어느 한 경우에, 잉크방울의 후미단부가 더 빨리 절단된다. 특히, 지연시간(td)이 15μsec로 설정되는 경우의 잉크방울 길이가 지연시간(td)이 각각 14 및 16μsec로 설정되는 경우 보다 더 짧다.
따라서, 상기 설명된 바와 같이, 구동신호(21b)를 압전소자(116b)에 인가하게 되면, 잉크방울 후미단부의 절단시점이 빨라진다. 따라서, 위성방울의 발생이 억제된다. 특히, 지연시간(td)이 15μsec일 경우 잉크방울 후미단부가 가장 빠른 시점에서 절단되며, 위성방울의 발생이 가장 효과적으로 억제된다. 본 실시예에서, 15μsec의 지연시간은, 압전소자(116a)의 변위가 시작하는 시점으로부터 압전소자(116a)가 최대 변위량 시점에 도달하는데 요구되는 시간과 거의 동일하다. 즉, 압전소자(116a)의 변위량이 구동신호(21a)의 토출전압(Va)에 의해 최대로 되는 시점에 구동신호(21b)의 보조전압(Vb)을 상승시켜 압전소자(116b)가 변위되기 시작하도록 제어를 행함으로써, 위성방울의 발생이 가장 효과적으로 억제된다.
상기 설명된 본 발명의 실시예에 의하면, 2개의 압전소자(116a, 116b)가 각 노즐에 대응하는 각 잉크실(114)에 설치된다. 잉크실(114)이 하나의 압전소자(116a)에 의해 잉크방울토출을 시작하게 될때, 잉크실(114)은 상기 압전소자(116a)의 변위에 의해 수축됨과 동시에, 잉크실(114)은 또 다른 압전소자(116b)의 변위를 수행함으로써 더욱 수축된다. 그 결과, 잉크방울 후미단부는 초기단계에서 절단되며, 위성방울의 발생이 억제된다. 특히, 압전소자(116a)의 변위량이 최대인 시점에 압전소자(116b) 의 변위를 시작함으로써 위성방울의 발생이 가장 효과적으로 억제된다.
본 발명은, 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 압전소자(116a)의 변위량이 최대가 되는 시점에서 압전소자(116b)의 변위가 시작되는 상기 실시예에 한정되지 않는다. 상기 실시예가 바람직하지만, 잉크실(114)이 수축되는 시간 (즉, 도 9b의 시점(E)과 시점(H) 사이)에서 압전소자(116b)의 변위를 시작함으로써 유사한 효과를 얻을 수 있다.
[제 2실시예]
이하에는 본 발명의 또 다른 실시예에 대해 설명한다.
위성방울의 발생을 억제하기 위한 본 발명의 제 2실시예의 잉크젯 프린터의 경우, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 헤드 제어부(14)로부터 출력된 구동신호(21a')는 시점(E) (토출시작 시점(te))에 기준전압(0V)에서 토출전압(Va)으로 증가됨으로써, 압전소자(116a)를 잉크실을 수축하는 방향으로 변위시킨다. 그후, 시점(G)에서 압전소자(116a)가 잉크실(114)을 확장하는 방향으로 변위하도록 작동을 시작한다. 그와 동시에, 압전소자(116a)의 잉크실 확장방향으로의 변위작동과 거의 병행하여, 헤드 제어부(14)로부터 출력된 구동신호(21b')를 기준전압 0V에서 보조전압(Vb)으로 증가시킴으로써 압전소자(116b)를 잉크실의 수축방향으로 변위시킨다. 제 2실시예의 잉크젯 프린터의 기본적인 구성은 도 4 내지 도 6에 도시된 제 1실시예의 기본적인 구성과 유사하며, 따라서 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 11a 및 도 11b는 상기 제 1실시예의 도 7a 및 도 7b에 대응하는 1주기(T)의 구동신호(21a', 21b')의 파형을 나타낸다. 구동신호(21a', 21b')는 도 7a 및 도 7b에 도시된 구동신호(21a, 21b)와 유사한 파형패턴을 가지므로, 설명상의 편의를 위해 동일한 도면부호에 대응하는 전압변화 시점, 전압 파라미터 및 시간 파라미터에 이용한다.
구동신호(21a')는 잉크방울을 토출하기 위한 압력을 발생시키기 위한 구동신호이다. 구동신호(21a')의 전압은 기준전압(0V) 뿐만 아니라 인입전압(Vp) 및 토출전압(Va)을 포함한다. 구동신호(21a')의 의미는 도 8a 내지 도 8c를 참고하여 설명된 상기 실시예의 구동신호(21a)에서와 유사하며, 따라서 그에 대한 설명은 생략한다. 구동신호(21b')는 잉크방울이 토출될 때 위성방울의 발생을 억제하기 위한 압력을 발생시키기 위한 보조 구동신호이다. 구동신호(21b')의 전압은 기준전압(0V) 뿐만 아니라 인입전압(Vp)과 보조전압(Vb)을 포함한다. 구동신호(21a', 21b') 쌍은 토출주기 마다 헤드 제어부(14)에 의해 적절하게 다른 쌍으로 전환되고, 대응하는 노즐에 공급된다. 제 2실시예에서도 역시, 제 2공정에 요구되는 시간(t2)은 제 1공정에서 인입되는 메니스커스가 노즐 에지에 도달하는데 요구되는 시간 보다 짧다. 제 3공정에서의 토출전압(Va)은 잉크방울 토출을 허락하는 범위 내에서 설정된다.
도 11a 및 도 11b를 참고하며, 구동신호(21b')의 파형을 더욱 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 구동신호(21b')의 A-D 부분은 구동신호(21a')의 파형에서의 A-D 부분과 유사하다. 전압 0V가 유지되는 동안인 시점(DE')에 요구되는 시간(t6) 은 구동신호(21a')의 시점(DG)(=t2+t3+t4)과 동일하다. 구동신호(21b')는, 구동신호(21a')가 토출전압(Va)에서 기준전압(0V)으로 하강하기 시작하는 시점(G) (=시점E')에서 기준전압(0V)에서 보조전압(Vb)으로 상승하기 시작한다. 따라서, 상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 특징 중 하나는, 구동신호(21a')가 하강하여 압전소자(116a)가 잉크실을 확장하는 방향으로 변위시키는 것과 병행하여, 구동신호(21b')가 상승하여 압전소자(116b)가 잉크실의 수축방향으로 변위된다. 이 특징은 이하에 설명된다.
이하에는 도 11a 및 도 11b와, 도 12a 내지 도 12d를 참고하여, 제 2실시예의 특징적인 작동을 설명한다. 도 12a 내지 도 12d는 구동신호(21a', 21b')의 전압파형과 압전소자(116a, 116b)의 변위량 사이의 관계를 나타내며, 도 9a 내지 도 9d에 대응한다.
도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 압전소자(116a)는 시점(E)에서부터 구동신호(21a')의 전압이 증가하기 시작함과 동시에 잉크실을 수축하는 방향으로 변위한다. 압전소자(116a)의 변위량은 관성력에 의해 전압이 토출전압(Va)에 도달하게 되는 시점(F)을 오버턴하는 시점(P)에서 최대치에 도달하게 된다. 잉크실(114)은 시점(P)에서 가장 수축하게 된다. 구동신호(21a')는 시점(P)(도 12a의 시점(G))에서 하강하기 시작하며, 시점(H)에서 기준전압(0V)에 도달하게 된다. 따라서, 압전소자(116a)는 잉크실을 확장하는 방향으로 변위된 후, 초기상태로 되돌아온다. 도 12c 및 도 12d에 도시된 바와 같이, 구동신호(21b')는, 구동신호(21a')가 하강하기 시작하는 시점(G)과 동일한 시점(E')에서 기준전압(0V)에서 보조전압(Vb)으로 상승하기 시작한다. 따라서, 압전소자(116b)는 잉크실(114)이 수축하는 방향으로 변위된다. 압전소자(116b)의 변위량은, 전압이 보조전압(Vb)에 도달하는 시점(F')을 오버턴 하는 시점(P')에서 상기와 같이 관성력에 의해 최대 값에 도달하게 된다.
따라서, 상기 설명된 바와 같이, 본 실시예에서, 압전소자(116a)가 잉크실의 확장방향으로 변위되는 것과 병행하여, 압전소자(116b)는 변위 0에서 잉크실의 수축방향으로 변위한다. 즉, 압전소자(116a, 116b)의 변위는 병행하여 서로 반대방향으로 행해진다.
구동신호(21a)의 토출전압(Va)을 인가받은 압전소자(116a)는 잉크실의 수축방향으로 변위됨으로써, 잉크실(114)내에 압력을 발생시킨다. 그 압력에 의해 잉크가 노즐(118)로부터 토출된다. 이때, 노즐(118)로부터 토출된 잉크는 꼬리를 가진 주상형태를 갖는다. 그후, 압전소자(116a)가 잉크실을 확장하는 방향으로 변위되기 시작되면, 잉크의 후미단부가 수축되고 얇아진다. 시점(P) (시점(E'))에서, 압전소자(116b)는 잉크실이 수축하는 방향으로 변위됨으로써, 잉크실(114)내에 또 다른 압력을 발생시키게 된다. 그후, 그 압력에 의해 잉크기둥이 돌출되고, 잉크흐름에 불연속성이 발생한다. 따라서, 잉크기둥은 초기단계에서 절단되며, 잉크기둥의 후미단부가 뻗어지는 것이 방지된다. 따라서, 위성방울의 발생이 억제된다.
시점(H)에서, 압전소자(116a)의 변위는 0으로 되돌아가고, 그후 압전소자(116a)에서는 점차 감쇠하는 고유진동을 행한다. 유사하게, 시점(H')에서, 압전소자(116b)의 변위는 0으로 되돌아가고, 그후 압전소자(116b)에는, 점차 감쇠하는 고유진동을 행한다.
이하에는 구체적인 예를 설명한다. 압전소자(116a, 116b)의 두께는 25μm이고, 진동 플레이트(113)의 두께는 25μm이다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 구동신호(21a', 21b')의 시간 및 전압 파라미터는 다음과 같이 설정된다. 각 시간 파라미터의 단위는 "μsec"이다. 각 전압 파라미터의 단위는 "vol"이다.
τ1=30, τ2=10 이며,
t1=9, t2=2, t3=2, t4=3, t5=11, t6=7, t7=2, t8=8, t9=8이며,
Vp=35, Va=33, Vb=30이다.
상기 설명된 실시예에 의하면, 2개의 압전소자(116a, 116b)가 각 노즐에 대응하는 각 잉크실(114)에 설치된다. 하나의 압전소자(116a)가 잉크실을 수축하는 방향으로 변위됨으로써 잉크방울 토출이 시작된다. 그후, 상기 압전소자(116a)가 잉크실의 확장방향으로 변위되는 것과 병행하여, 변위 0인 상태에서 또 다른 압전소자(116b)가 잉크실의 수축방향으로 변위된다. 그 결과, 잉크방울 후미단부는 초기단계에서 절단되며, 따라서 위성방울의 발생이 억제된다. 특히, 압전소자(116a)의 변위량이 잉크실의 수축방향으로 최대치인 시점이나 그 근처에서, 압전소자(116a)가 귀환하기 시작하도록 (잉크실을 확장하는 방향으로 변위되기 시작하도록)하면 위성방울의 발생이 더욱 효과적으로 억제된다.
본 발명은, 압전소자(116a)가 잉크실의 확장 방향으로 변위하기 시작하는 시점(G)이 압전소자(116b)가 잉크실의 수축 방향으로 변위하기 시작하는 시점(E')과 일치하게 되는 본 실시예에 한정되지 않는다. 압전소자(116a)가 잉크실의 확장방향으로 변위하는 것과 거의 병행하여 압전소자(116b)가 잉크실의 수축방향으로 변위하도록 타이밍이 설정될 수도 있다. 그러한 상태를 달성하기 위한 조건은, 도 11a 및 도 11b에 도시된 시간 파라미터가 다음의 수학식 1 및 수학식 2를 만족시킨다.
t2 + t3 + t4 ＜ t6 + t7
t2 + t3 + t4 + f5 ＞ t6
본 발명은, 압전소자(116a)의 변위량이 최대가 되는 시점에서 압전소자(116a)가 초기상태로 (잉크실을 확장시키는 방향으로) 되돌아가기 시작하는 실시예에 한정되지 않는다. 선택적으로, 압전소자(116a)는 다른 시점에 초기상태로 되돌아가기 시작할 수도 있다. 그러나, 만일 압전소자(116a)의 변위량이 최대인 시점에서 또는 그 근처에서 압전소자(116a)가 초기상태로 되돌아가기 시작한다면, 잉크방울의 후미단부는 초기단계에서 얇아진다. 따라서, 잉크방울 사이즈가 보다 작게 된다.
[실시예 3]
이하에는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다.
위성방울의 발생을 방지하기 위한 본 발명의 제 3실시예의 잉크젯 프린터에서, 도 13a 및 도 13b에 도시된 바와 같이, 헤드 제어부(14)로부터 출력된 구동신호(21b")가 미리 인입전압(Vp)으로 유지하여 압전소자(116a)가 수축되도록 유지한다. 이 상태에서, 압전소자(116a)의 제 1 내지 제 3공정(도 8a 내지 도 8c)이 헤드 제어부(14)로부터 출력된 구동신호(21a")에 의해 수행된다. 제 3공정 이후, 구동신호(21a")에 의해 압전소자(116a)가 잉크실의 수축방향으로 변위되는 상태에서, 구동신호(21b")를 하강시킴으로써, 압전소자(116b)를 잉크실의 확장방향으로 변위시킨다. 제 2실시예의 잉크젯 프린터의 기본 구성은 도 4 내지 도 6에 도시된 제 1실시예와 유사하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 13a 및 도 13b는 상기 제 1실시예의 도 7a 및 도 7b에 대응하는 1주기(T)의 구동신호(21a", 21b")의 파형을 나타낸다. 구동신호(21a")는 도 7a에 도시된 구동신호(21a)와 유사한 파형패턴을 가지며, 구동신호(21b")는 도 7b에 도시된 구동신호(21b)와 전반부와 유사한 파형패턴을 가지므로, 설명상의 편의를 위해, 대응하는 전압변화 시점, 전압 파라미터 및 시간 파라미터에 동일한 도면부호가 할당된다.
구동신호(21a")는 잉크방울을 토출하기 위한 압력을 발생시키기 위한 구동신호이다. 구동신호(21a")의 전압은 기준전압(0V) 뿐만 아니라 인입전압(Vp) 및 토출전압(Va)을 포함한다. 구동신호(21a")의 의미는 도 8a 내지 도 8c를 참고하여 설명된 상기 실시예의 구동신호(21a)의 의미와 유사하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 구동신호(21b")는 잉크방울이 토출될 때 위성방울을 억제하기 위한 압력을 발생시키기 위한 보조 구동신호이다. 구동신호(21b")의 전압은 기준전압(0V)과 인입전압(Vp)을 포함한다. 구동신호(21a", 21b") 쌍은 헤드 제어부(14)에 의해 토출주기 사이에서 적절하게 절환되어, 대응하는 노즐에 공급된다. 제 3실시예에서, 제 2공정에 요구되는 시간(t2)은 제 1공정에서 인입된 메니스커스가 노즐 에지에 도달하기 위해 요구되는 시간 보다 짧다. 제 3공정의 토출전압(Va)은 잉크방울을 토출하는데 족한 범위로 설정된다.
도 13a 및 도 13b를 참고하여, 구동신호(21b")의 파형을 이하에 더욱 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 구동신호(21b")는 구동신호(21a")와 같이 구간(AB)에서 기준전압(0V)에서 인입전압(Vp)으로 변환한다. 구동신호(21a")이 토출전압(Va)에 도달하는 시점(F)이후 소정의 시점(C')까지 인입전압(Vp)이 유지된다. 시점(C')에서, 인입전압(Vp)은 갑작스럽게 기준전압(0V)으로 하강된다. 도 13a 및 도 13b에서, 시간(td) 은, 구동신호(21a")의 토출시작시점(te) (즉, 구동신호(21a")가 기준전압(0V)에서 토출전압(Va)으로 상승하기 시작하는 시점(E))에서 부터, 구동신호(21b")가 인입전압(Vp)에서 기준전압(0V)으로 하강하기 시작하는 시점(C')까지이다. 인입전압(Vp)이 유지되는 동안인 구간(BC')의 소정 시간은 t1+t2+td이며, 여기서 td＞t3이다. 도 13b에서, 구동신호(21b")가 인입전압(Vp)에서 기준전압(0V)으로 변화하는 동안의 구간(C'D')의 소요시간은 t1로 표기한다. 본 발명의 특징 중 하나는 지연시간(td)을 적절하게 설정하는 것이다.
도 13 내지 도 15를 참고하여, 제 3실시예의 특징적인 작동을 이하에 설명한다. 도 14a 내지 도 14d는, 구동신호(21a", 21b")의 전압파형의 변화와 압전소자(116a, 116b)의 변위와의 관계를 나타내며, 상기 제 1실시예의 도 9a 내지 도 9d에 대응한다.
도 14c 및 도 14d에 도시된 바와 같이, 노즐에 더 근접한 압전소자(116b)는, 구동신호(21b")를 미리 인입전압(Vp)으로 유지시킴으로써, 잉크실의 수축방향으로 변위된 상태로 유지된다. 이 상태에서, 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 유로에 더 근접한 압전소자(116a)는 시점(E)에서 구동신호(21a")의 전압이 상승함과 동시에 잉크실의 수축방향으로 변위하기 시작한다. 압전소자(116a)의 변위량은 관성력에 의해 전압이 토출전압(Va)에 도달하는 시점(F)을 오버턴하는 시점(P)에서 최대값에 도달한다. 도 14c 및 도 14d에 도시된 바와 같이, 구동신호(21b")는, 구동신호(21a")가 토출전압(Va)에 도달한 시점(F) 이후 소정의 시점(C') (즉, 토출시작 시점(te) (=시점(E))으로부터 시간(td)이 경과한 후의 시점임)에서 인입전압(Vp)에서 기준전압(0V)으로 하강하기 시작한다. 그후, 구동신호(21b")는 시점(D')에서 기준전압(0V)에 도달하게 된다. 따라서, 압전소자(116b)는 갑자기 잉크실의 확장 방향으로 변위하게 된다.
도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 구동신호(21a")의 토출전압(Va)을 인가받은 압전소자(116a)가 잉크실의 수축방향으로 변위됨으로써, 잉크실(114)에 압력을 생성하게 된다. 그 압력에 의해 잉크가 노즐(118)로부터 토출된다. 이때, 노즐(118)로부터 토출된 잉크는 꼬리를 가진 기둥형이다. 반면, 압전소자(116b)에 인가되는 전압은, 압전소자(116a)가 변위되기 시작한 이후 시간(td)이 경과된 후의 시점(C')에서 인입전압(Vp)에서 기준전압(0V)으로 하강한다. 따라서, 압전소자(116b)는 갑자기 잉크실의 확장 방향으로 변위되며, 따라서 잉크실(114)에는 부(負)압력을 생성하게 된다. 그 부압력에 의해, 노즐(118)을 통해 돌출된 잉크기둥의 후미단부가 후퇴된다. 따라서, 잉크흐름에 불연속성이 발생되고, 잉크기둥의 선단부와 후미단부 사이가 절단된다. 따라서, 잉크기둥 후미단부가 뻗어지는 것이 방지되며, 위성방울의 발생이 억제된다.
토출전압(Va)이 유지되는 동안, 압전소자(116a)에는 고유의 진동이 행해진다. 구동신호(21a")가 시점(G)의 토출전압(Va)에서 시점(H)의 기준전압(0V)으로 변화될 때, 압전소자(116a)의 변위는 0으로 되돌아가고, 압전소자(116a)에는 점차 감쇠하는 고유진동이 행해진다. 전압이 기준전압(0V)에 도달하는 시점(D') 이후에는, 압전소자(116b)에는 소정 변위 위치를 중심으로 점차 감쇠하는 고유진동이 행해진다.
도 15a 및 도 15b는, 토출시작 시점(te) (시점(E))과 구동신호(21b")가 하강하는 시점(C') 사이의 지연시간(td)이 다양하게 변화하는 경우의 잉크방울 토출상태를 나타낸다. 도 15a는, 지연시간이 각각 10, 9, 8 및 7μsec일 때 잉크방울의 후미단부가 절단되는 시점의 변화를 나타내는 도면이다. 도 15b는 압전소자(116a)가 구동신호(21a")에 의해서만 변위되고 지연시간(td)이 각각 10, 9, 8 및 7μsec인 경우, 토출시작 시점(te)이후 32μsec 이후의 잉크방울의 상태를 나타낸다. 압전소자(116a, 116b)의 두께는 25μm이고, 진동 플레이트(113)의 두께는 25μm이다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 구동신호(21a", 21b")의 시간 및 전압 파라미터는 다음과 같이 설정된다. 각 시간 파라미터의 단위는 "μsec"이다. 각 전압 파라미터의 단위는 "vol"이다.
τ1 = 30, τ2 = 10 이며,
t1 = 9, t2 = 2, t3 =5, t4 = 50, t5 = 50, t6 = 1 이고,
td = 9 이며,
Vp = 35, Va = 35, Vb = 35 이다.
도 15a에 도시된 바와 같이, 지연시간(td)이 각각 10, 9, 8 및 7 μsec인 경우 잉크방울을 절단하는 시점은, 각각 토출시작 시점(te) 이후 23, 21.8, 22.8 및 36μsec 경과 후의 시점이다. 토출시작 시점(te) 후 각각 32μsec 후의 상태는, 도 15b에 도시된 바와 같이, 압전소자(116a)에 의해서만 토출이 행해지는 경우 보다, 지연시간(td)이 각각 10, 9 및 8μsec인 경우 중 어느 한 경우에, 잉크방울의 후미단부가 더욱 빨리 절단된다. 특히, 지연시간(td)이 다른 값으로 설정되는 경우에 비해, 지연시간이 9μsec로 설정되는 경우, 위성방울이 발생되지 않는다. 그러나, 만일 지연시간(td)이 7μsec나 그 이하로 설정되면, 압전소자(116a)에 의해 생성된 토출압력이, 압전소자(116b)에 의해 발생된 부압력에 의해 상쇠되고, 토출된 잉크방울의 속도가 저하된다. 특히, 지연시간(td)이 5μsec로 설정되면, 잉크방울이 토출되지 않는다.
상기 설명된 바와 같이, 구동신호(21b")를 압전소자(116b)에 인가하는 것에 의해, 잉크방울 후미단부의 절단시점이 빨라진다. 따라서, 위성방울의 발생이 억제된다. 특히, 지연시간(td)이 9μsec이면 잉크방울의 후미단부는 더 빠른 시점에서 절단되며, 따라서 위성방울의 발생이 효과적으로 억제된다. 본 실시예에서, 9μsec의 지연시간은, 압전소자(116a)의 변위가 시작되는 시점에서 부터 압전소자(116a)가 최대 변위시점(P) (도 9b참조)에 도달하는데 요구되는 시간과 거의 동일하다. 즉, 구동신호(21a")의 토출전압(Va)에 의해 압전소자(116a)의 변위량이 최대가 되는 시점에서 구동신호(21b")를 하강하도록 함으로써 압전소자(116b)의 잉크실 확장방향으로의 변위를 시작하도록 하는 것에 의해, 위성방울의 발생이 가장 효과적으로 억제된다.
상기 설명된 실시예에 의하면, 2개의 압전소자(116a, 116b)가 각 노즐에 대응하는 각 잉크실(114)에 설치된다. 노즐에 근접하는 압전소자(116b)는 미리 잉크실을 수축하는 방향으로 변위된다. 이 상태에서, 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)를 잉크실의 수축방향으로 변위시킴으로써 잉크방울의 토출이 시작된다. 그후, 또 다른 압전소자(116b)가 잉크실의 확장방향으로 변위됨으로써, 잉크실(114) 내에 부압력이 발생하게 된다. 그 결과, 잉크방울의 후미단부가 초기 단계에서 절단되고, 따라서 위성방울의 발생이 억제된다. 특히, 압전소자(116a)의 변위량이 잉크실의 수축방향으로 최대치에 해당하는 시점에서 압전소자(116b)를 잉크실의 확장방향으로 변위시키게 되면, 위성방울의 발생이 가장 효과적으로 억제된다.
본 발명은, 압전소자(116a)의 변위량이 최대인 시점에서 압전소자(116b)가 변위되기 시작되는 경우의 실시예에 한정되지 않는다. 본 실시예가 바람직하기는 하지만, 압전소자(116a)를 변위하기 시작한 이후 다른 시점에서 압전소자(116b)의 변위를 시작하는 것에 의해서도 유사한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 또 다른 방식으로 실행될 수도 있다.
예를 들어, 상기 실시예(도 7a 및 도 7b, 도 11a 및 도 11b, 도 13a 및 도 13b)에서 언급된 시간 파라미터 및 전압 파라미터는 단지 예일 뿐, 다른 값으로 적절하게 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 구동신호(21a, 21b) 등의 인입전압이 모두 Vp이었지만, 이 인입전압은 다른 값이어도 좋다.
상기 실시예에서, 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)가 토출용 압력을 발생시키기 위한 수단으로써 이용되었고, 노즐에 근접한 압전소자(116b)가 위성방울을 억제하기 위한 압력을 발생하기 위한 수단으로써 이용되었다. 선택적으로는, 노즐에 근접한 압전소자(116b)가 토출용 압력을 발생하기 위한 수단으로써 이용될 수도 있으며 또한 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)가 위성방울의 방지를 위한 압력을 발생하기 위한 수단으로써 이용될 수도 있다.
상기 실시예에서 2개의 압전소자가 각 노즐에 설치되지만, 각 노즐에 3개 또는 그 이상의 압전소자가 설치될 수도 있다. 이들 압전소자는 토출용 압전소자와 위성방울 억제용 압전소자로 구분된다. 구동신호(21a) 등이 토출용 압전소자에 인가되는 한편, 구동신호(21b) 등이 위성방울 억제용 압전소자에 인가된다. 3개나 그 이상의 압전소자의 변위능력은 서로 동일할 수도 있으며, 서로 다를 수도 있다. 그 결과, 보다 섬세한 제어를 행하여 위성방울을 억제한다.
상기 실시예에서, 하나의 노즐(118)에 하나의 잉크실(114)이 설치되며, 그 잉크실에 대응하는 2개의 압전소자(116a, 116b)가 설치된다. 선택적으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 하나의 노즐(118)에 대해 2개의 잉크실(114a, 114b)이 설치되고, 잉크실(114a, 114b)에 각각 대응하는 압전소자( 116a, 116b)가 설치되는 것도 가능하다. 도 16은 기록헤드(11)의 평면도이며, 여기서 도 5에 도시된 것과 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호가 할당되며, 진동 플레이트(13)가 생략된다. 도시된 구성에서, 하나의 잉크실(114a)에 대한 압전소자(116a)의 거동은 또 다른 잉크실(114b)의 상태에 대해서 덜 영향을 미친다. 그 결과, 압전소자(116a, 116b) 사이의 섞임(crosstalk)이 감소되며, 고품질의 인쇄화상을 얻게 된다.
이하에는, 도 17 및 도 18을 참고하여, 본 발명의 잉크젯 프린터의 특징적인 기능을 설명한다.
도 17은 압전소자(116a) 및 압전소자(116b) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 잉크방울의 토출이 행해지는 경우에 얻어지는 잉크방울 직경과 인가전압과의 관계를 나타낸다. 가로축은 인가전압을 나타낸다. 세로축은 잉크방울의 직경을 나타낸다. 도트를 갖추고 있는 곡선(200a)은, 노즐(118)로부터 멀리 떨어진 (즉, 잉크공급측에 근접한) 압전소자(116a)에 의해서만 잉크방울 토출이 행해지는 경우의 잉크방울 직경을 나타낸다. 삼각점을 갖는 곡선(200b)은, 노즐(118)에 근접한 압전소자(116b)에 의해서만 잉크방울 토출이 행해지는 경우의 잉크방울 직경을 나타낸다. 사각점을 갖는 곡선(200ab)은, 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 잉크방울 토출이 행해지는 경우의 잉크방울 직경을 나타낸다.
도시된 바와 같이, 인가된 전압과는 무관하게, 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)에 의해 토출이 행해지는 경우 가장 작은 잉크방울직경이 얻어진다. 노즐에 근접한 압전소자(116b)에 의해 토출이 행해지는 경우 잉크방울 직경이 보다 크며, 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 토출이 행해지는 경우에는 훨씬 크다. 즉, 노즐에 가까운 압전소자(116b)보다 잉크공급측에 가까운 압전소자(116a)에 의해 토출이 행해지면, 더 작은 잉크방울이 얻어진다.
도 18은 압전소자(116a) 및 압전소자(116b) 중 하나 또는 모두에 의해 잉크방울 토출이 행해지는 경우에, 토출된 잉크방울의 속도와 인가전압 사이의 관계를 나타낸다. 가로축은 인가전압을 나타낸다. 세로축은 토출된 잉크방울의 속도를 나타낸다. 도트를 갖는 곡선(201a)은, 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)에 의해서만 잉크방울토출이 행해지는 경우, 토출된 잉크방울의 속도를 나타낸다. 삼각점을 갖는 곡선(201b)은, 노즐(118)에 근접한 압전소자(116b) 만에 의해 잉크방울 토출이 행해지는 경우, 토출된 잉크방울의 속도를 나타낸다. 사각점을 갖는 곡선(201ab)은 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 잉크방울 토출이 행해지는 경우의, 토출된 잉크방울 속도를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 인가전압에 무관하게, 압전소자(116a) 및 압전소자(116b) 모두에 의해 토출이 행해지는 경우 가장 높은 잉크방울 속도가 얻어진다. 그 속도는, 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)에 의해 토출이 행해지는 경우에는 더 낮으며, 노즐에 근접한 압전소자(116b)에 의해 토출이 행해지는 경우에는 더 낮다. 즉, 노즐에 근접한 압전소자(116b)에 의한 토출 보다 잉크공급측에 근접한 압전소자(116a)에 의해 토출을 행하게 되면 더 높은 잉크방울 속도를 얻게 된다.
그 결과에 기초해서, 노즐에서 멀리 떨어진 압전소자(116a)가 잉크방울 토출에 이용되는 한편, 노즐에 근접한 압전소자(116b)는 위성방울을 억제하는데 이용된다. 이는, 구동신호(21a)가 압전소자(116a)에 인가되며, 구동신호(21b)가 압전소자(116b)에 인가되기 때문이다. 따라서, 위성방울의 발생이 억제되며, 잉크방울의 사이즈가 감소되고, 토출된 잉크방울의 속도가 증가된다.
본 발명은 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 다른 방식으로 실행될 수도 있다. 예를 들어, 보조압력을 발생하기 위한 수단으로써의 압전소자(116b)는 위성방울을 억제하기 위해 이용되지만, 본 발명은, 보조압력을 발생하기 위한 수단이 다른 목적으로 이용되는 경우에도 이용될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 발명자는, 토출용 압전소자에 의해 잉크방울 토출을 행한 후의 메니스커스 위치를 관찰하여, 그 토출용 압전소자의 단주기 진동이 거의 소멸된 후에도 메니스커스 위치가 큰 변동 (장주기의 잔여진동)을 나타낸다는 것을 확인했다. 발명자는 메니스커스의 그러한 잔여진동을 억제하기 위해, 보조용 압전소자가 적당한 타이밍에서 구동되는 것을 제안했다. 이 경우에도, 보조용 압전소자를 노즐에 근접한 측에 배치하고, 토출용 압전소자를 노즐로부터 멀리 떨어진 위치에 배치함으로써, 잔여 진동의 억제 뿐만 아니라, 토출된 잉크방울의 고속화와 잉크방울 사이즈의 소형화를 동시에 달성할 수 있다.
본 발명의 발명자는 프린터의 기동 후에 잉크방울이 우선적으로 행해지는 경우나 또는 장기간 토출에 이용되지 않은 노즐을 통해 잉크방울이 토출되는 경우에, 토출 전에 미리 보조용 압전소자에 의해 메니스커스에 예비적인 소진동을 주도록 노즐을 통해 잉크방울 토출이 원활하게 행하도록 하는 잉크젯 프린터를 제안했다. 이 경우에도, 보조용 압전소자를 노즐에 근접한 측에 배치하고, 토출용 압전소자를 노즐에서 멀리 떨어진 위치에 배치하는 것에 의해, 원활한 잉크방울의 토출 뿐만 아니라, 토출된 잉크방울의 고속화와 잉크방울 사이즈의 소형화를 동시에 달성하게 된다.
[제 4실시예]
이하에는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명한다.
제 4실시예에서, 압전소자(116a, 116b) (도 5 및 도 6 참조)는 동일한 인가전압에 대해 서로 다른 잉크구동 능력을 갖는다. 잉크구동 능력은 잉크실(114)의 부피를 변화시키기 위한 능력을 의미한다. 구체적으로 압전소자(116a)는 압전소자(116b)보다 큰 잉크구동 능력을 갖는다. 그러므로, 압전소자(116a, 116b)는 동일한 재질로 만들어지며, 동일한 두께를 가지는 한편, 압전소자(116a)는 압전소자(116b)보다 큰 면적을 갖는다. 그 결과, 동일한 인가전압에 대해, 압전소자(116a)에 의해 행해지는 잉크실(114) 부피의 변화는 압전소자(116b)에 의해 행해지는 변화보다 크다. 따라서, 인가된 토출전압 (이하에 설명됨)이 동일하다면, 전압이 압전소자(116a)에 인가되는 경우 보다 압전소자(116b)에 인가되는 경우에 더 작은 잉크방울 직경이 얻어진다. 압전소자(116a) 대 압전소자(116b)의 면적 비는 2:1인 것이 좋다. 또는, 그 비율이 다른 값일 수도 있다. 압전소자(116a, 116b)는 본 발명의 "토출에너지 발생수단"에 대응한다.
도 19는 도 4에 도시된 헤드 제어부(14)의 블록도이다. 도시된 바와 같이, 헤드 제어부(14)는, 다수의 선택부(141-1 ∼ 141-n)와, 두 종류의 기본구동신호(145-1, 145-2)를 생성기 위한 구동파형 생성부(142)와, 상기 파형선택부(141-1 ∼ 141-n)의 작동을 제어하는 선택 제어부(143)를 포함하여 구성되며, 여기서 "n"은 노즐(118)의 수와 동일한 양의 정수를 나타낸다.
구동파형 생성부(142)로부터 출력된 구동신호(145-1) 및 구동신호(145-2)는 각각 n개로 분기되어 각각 선택부(141-1 ∼ 141-n)로 입력된다. 선택 제어부(143)는 소정 타이밍에 선택신호(146-1 ∼ 146-n)를 각 선택부(141-1∼141-n)에 입력한다. 선택신호(146-1∼146-n)는 기록헤드(11)의 각 노즐(118)에 대해 기준구동신호(145-1) 또는 기준구동신호(145-2)를 선택하고, 그 신호를 압전소자(116a, 116b) 중 어느 하나에 인가하도록 지시하기 위한 신호이다. 선택부(141-1∼141-n) 각각은 그 선택신호에 의거해서 구동신호(145-1)나 구동신호(145-2) 중에서 어느 하나를 선택한다. 선택부(141-1 ∼ 141-n)는 선택된 구동신호를 잉크토출부의 각 압전소자(116a)(및 116b)에 대해, 각각 구동신호(21-1a)(및 21-1b) 내지 21-na (및 21-nb)로써 공급한다. 구동신호(21-1a ∼21na 및 21-1b ∼ 21-nb)는 도 4 및 도 19의 구동신호(21)에 해당한다. 따라서 선택부(141-1 ∼ 141-n) 각각은 본 발명의 "선택수단"에 해당한다.
도시 생략되었지만, 구동파형 생성부(142)는 마이크로프로세서와, 마이크로프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 저장하기 위한 리드 온리 메모리(ROM)와, 마이크로프로세서에 의해 수행되는 소정의 연산 및 일시적인 데이터 기억 등에 이용되는 워크메모리로써의 랜덤 액세스 메모리(RAM)와, 비휘발성 메모리로 이루어진 구동파형 기억부와, 상기 기억부로부터 독출된 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변환하기 위한 디지털-아날로그(D-A) 변환기와, D-A변환기의 출력을 증폭하기 위한 증폭기와를 포함하여 구성된다. 구동파형 기억부는 기록헤드(11)를 구동하기 위한 기본구동신호(145-1, 145-2)의 전압파형을 나타내는 파형데이터를 기억하고 있다. 그 파형데이터 항목은 각각 마이크로프로세서에 의해 독출되고 D-A변환기에 의해 아날로그신호로 변화된다. 그 신호는 증폭에 의해 증폭되어 구동신호(145-1, 145-2)로써 출력된다. 구동파형 생성부(142)의 구성은 상기 설명된 구성에 한정되지 않으며, 다른 방식으로 이용될 수도 있다.
도 20a 및 도 20b는 구동파형 생성부(142)로부터 출력된 기본구동신호(145-1, 145-2)의 파형의 1주기(T)의 예를 나타낸다. 도 20a 및 도 20b는 각각 구동신호(145-1, 145-2)의 각각을 나타낸다. 세로축은 전압을 나타낸다. 가로축은 시간을 나타낸다. 시간은 그래프의 좌측에서 우측으로 진행한다. 구동신호 중, 구동신호(145-1)는 일정전압(V1)의 파형을 가지며, 잉크토출을 허가하지 않는다. 일정전압(V1)은 0V 이외의 전압이다. 반면, 구동신호(145-2)는 고유 파동을 갖는 파형이다. 구동신호(145-2)는 기준전압(V1) 뿐만 아니라 0V와 기준전압(V1) 보다 높은 전압인 V2를 포함한다.
도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같이, 구동신호는 선택부(141-1 ∼ 141-n)에 있어서 토출주기 사이의 절환시점(ts)에서 다른 신호로 절환된다. 구동신호는 주기 내의 소정시점(ts')에서 다른 신호로 절환될 수도 있다. 절환시점(ts')은 구동신호파형이 0V에서 전압(V2)으로 변화하는 과정에서 기준전압(V1)과 교차하는 시점이다. 절환시점(ts')과 주기의 말단 까지의 시간은 τ1로써 표시되며, 주기의 시작시점과 절환시점(ts')는 사이의 시간은 τ2로 표시된다.
이하에는 도 21a 내지 도 21c를 참고하여 구동신호(145-2)의 의미를 설명한다. 도 21a 내지 도 21c는 구동신호(145-2)의 파형과, 압전소자 (본 실시예에서 압전소자(116a))의 거동 및 노즐(118) 내의 잉크의 선단부의 위치(이하의 설명에서는 메니스커스 위치로 칭함) 사이의 관계를 나타낸다. 도21a는 기본구동신호(145-2)의 파형을 나타낸다. 절환시점(ts)에 의해 구분된 부분이 파형의 1주기에 해당한다. 문자(ts')는 주기 사이의 절환시점을 나타낸다. 문자(te)는 토출시작 시점을 나타낸다. 도 21b는 도 21a에 도시된 바와 같은 파형을 갖는 구동신호가 압전소자(116a)에 인가될때의 잉크실(114)의 상태의 변화를 나타낸다. 도 21c는 노즐(118)내의 메니스커스 위치의 변화를 나타낸다. 설명상의 편의를 위해, 도 21a는 동일 파형의 구동신호의 주기적 반복을 나타낸다.
도 21a에서, 제 1공정은 구동전압이 제 1전압(V1)(일정)에서 전압 0V로 변화하게 되는 공정(A에서 B까지)이다. 제 1공정에 요구되는 시간은 t1로 정의된다. 제 2공정은 전압 0V가 유지되어 대기하는 공정(B에서 C까지)이다. 제 2공정에 요구되는 시간은 t2로 정의된다. 제 3공정은 전압 0V가 제 2전압(V2)으로 변화하는 공정(C에서 D까지)이다. 제 3공정에 요구되는 시간은 t3으로 정의된다. 이하의 설명에서, 제 1전압(V1)은 인입전압으로 칭한다. 제 2전압(V2)은 토출전압이라 칭한다.
기록헤드(11)는 일정한 주파수(예를 들어 1∼10kHz 정도)에서 구동된다. 잉크방울의 토출주기(T)는 구동주파수에 대응해서 정해진다. 제 3공정이 시작되는 시점(C) 및 시점(G)은 토출이 시작되는 시점(토출시작 시점(te))이다. 토출시작에 앞서 제 1 및 제 2공정이 선행된다.
시점(A)에서 및 그 이전에는, 도 21b의 PA와 같이, 전압(V1)을 압전소자(116a)에 인가하는 것에 의해 진동 플레이트(113)는 내측으로 약간 굽어진 후, 정지되어 유지된다. 따라서 잉크실(114)은 수축된 상태가 된다. 시점(A)에서, 도 21c의 MA와 같이, 노즐(118) 내의 메니스커스 위치가 노즐 에지와 거의 동일하다.
다음으로, 제 1공정이 행해짐으로써 구동전압이 시점(A)의 전압(V1)에서 시점(B)의 전압(0V)으로 감소된다. 따라서 압전소자(116a)에 인가되는 전압은 0으로 감소됨으로써, 진동 플레이트(113)의 굽힘이 제거되고, 잉크실(114)이 도 21b의 PB와 같이 확장된다. 따라서, 노즐(118) 내의 메니스커스는 잉크실(114)을 향하도록 인입된다. 시점(B)에서, 메니스커스는 도 21c의 MB 만큼의 깊이까지 인입되며, 즉 노즐 에지로부터 멀리 떨어지도록 이동된다.
제 1공정에서 메니스커스의 인입량은, 시점(A)과 시점(B) 사이의 전위차(인입전압(V1))를 변화시킴으로써 변화된다. 그에 의해, 제 2공정의 완료시점, 즉 제 3공정의 시작시점에서 메니스커스 위치를 조절하는 것이 가능하다. 제 3공정의 시작시점에서의 메니스커스 위치, 즉 노즐 에지와 메니스커스 사이의 거리는, 제 3공정에서 토출되는 잉크방울의 사이즈에 영향을 미친다. 그 거리가 증가함에 따라 잉크방울 사이즈는 감소된다. 따라서 잉크방울 사이즈는 제 1공정의 메니스커스의 인입량(구체적으로, 인입전압(V1))을 증가시킴으로써 감소된다.
다음으로, 시점(B)에서 시점(C)까지의 시간(t2) 동안 구동전압을 0V로 고정하여 진동 플레이트(113)를 굽혀지지 않은 상태로 유지시킴으로써, 잉크실(114)의 부피를 일정하게 유지하도록 제 2공정이 수행된다(도 21c의 PB∼PC). 시간(t2) 동안, 잉크는 잉크카트리지(12)로부터 연속적으로 공급된다. 따라서 노즐(118)의 메니스커스 위치는 노즐 에지를 향하도록 이동된다. 메니스커스 위치는 시점(C)에서 도 21c에 도시된 MC의 상태까지 전진한다.
제 2공정의 소정시간(t2)을 변경하는 것에 의해 메니스커스의 전진량이 변화될 수도 있다. 따라서, 제 3공정의 시작시점에서의 메니스커스 위치가 조절된다. 그 결과, 잉크방울 사이즈는 시간(t2)을 조정함으로써 조절될 수 있다. 구체적으로, 시간(t2)이 감소됨에 따라 잉크방울 사이즈가 감소된다.
다음으로, 구동전압을 시점(C)의 전압(0V)에서 시점(D)의 토출전압(V2)으로 갑작스럽게 증가시키도록 제 3공정이 수행된다. 시점(C)은 상기 설명된 바와 같이 토출시작시점(te)이다. 시점(D)에서 압전소자(116a)에 높은 토출전압(V2)이 인가되기 때문에, 진동 플레이트(113)는 도 21b의 PD와 같이 내측을 향하도록 상당히 굽어진다. 따라서, 잉크실(114)이 갑작스럽게 수축된다. 따라서, 도 21c의 MD와 같이, 노즐(118)내의 메니스커스는 잉크방울이 토출되는 노즐 에지를 향하도록 한번 눌리게 된다. 토출된 잉크방울은 공기 중에 비상하여 용지(2) 상에 도달하게 된다(도 4). 상기 설명된 바와 같이, 노즐 에지와 제 3공정이 시작되는 시점(C)의 메니스커스 위치 사이의 거리가 증가함에 따라 잉크방울 사이즈가 감소된다.
따라서 토출전압(V2)의 크기에 대응해서 진동 플레이트(113)의 굽힘량이 변화되기 때문에, 토출전압(V2)을 조정하는 것에 의해 토출된 잉크방울 사이즈를 변화시키는 것이 가능하다. 구체적으로는, 토출전압(V2)을 감소시킴에 따라 잉크방울 사이즈가 감소된다.
다음으로, 구동전압을 다시금 V1로 감소시키게 되면 진동 플레이트(113)가 내측으로 약간 굽혀져서 초기상태로 된다(도 21b의 PE). 이 상태는 다음의 토출주기의 제 1공정이 시작되는 시점(F)까지 유지된다. 구동전압이 다시금 V1으로 감소되는 시점(E)에서, 도 21c의 ME와 같이, 메니스커스 위치는 토출된 잉크양과 잉크실(114)의 부피 증가의 총합에 거의 대응하는 만큼 후퇴된다. 잉크의 충전(리파일링)에 의해, 다음 토출주기의 제 1공정이 시작되는 시점(F)에서, 메니스커스 위치는, 도 21c의 MF와 같이 노즐 에지의 위치로 회복된다. 이 상태는 시점(A)의 MA와 동일하다.
따라서, 토출주기가 완료된다. 그러한 1주기의 동작은 각 노즐(118)에 대해 병행하여 반복된다. 따라서, 용지(2) 상으로의 화상기록이 계속적으로 실행된다. 제 2공정에 요구되는 시간(t2)은 제 1공정시에 인입되는 메니스커스가 노즐 에지에 도달하는데 요구되는 시간보다 짧다. 제 3공정에서의 토출전압(V2)은 잉크방울의 토출을 가능하게 하는 범위 내로 된다. 제 3공정에서의 전압변화의 그래디언트는 일정하다.
이하에는 도 22를 참고하여 도 19에 도시된 잉크젯 프린터(1)의 작동을 전체적으로 설명한다. 도 22는 헤드 제어부(14) (도 19)에 있어서 1토출주기의 주요동작을 나타낸다.
도 4에 있어서, 퍼스널 컴퓨터 등의 정보처리장치로부터 잉크젯 프린터에 인쇄데이터가 입력된다. 화상처리부(15)는 그 입력데이터에 대해 소정의 화상처리 (예를 들어 압축데이터의 신장 등)를 행한 후, 그 데이터를 화상인쇄 데이터(22)로써 헤드 제어부(14)에 출력한다.
헤드 제어부(14) 내의 제어부(143)는, 기록헤드(11)의 노즐의 수에 대응하는 n개 도트의 화상인쇄 데이터(22)를 수신하고 (도 22의 스텝(S101)), 화상인쇄 데이터(22)에 기초해서 각 노즐(118)마다 도트를 형성하기 위해 잉크방울 사이즈를 결정한다. 그후, 제어부(143)는 결정된 잉크방울 사이즈에 기초해서, 선택부(141-1 ∼ 141-n)에서 선택되는 1쌍의 구동신호파형과 구동신호가 인가되는 압전소자(116a, 116b)와의 조합을 결정한다. 구체적으로, 제어부(143)는 변수(j)를 1에서 n까지 증가시키면서 선택부(141-j)에서 선택될 구동신호파형을 결정하고, 구동신호가 압전소자(116a, 116b) 중 어느 것에 인가되는지를 결정한다(스텝(S102) ∼ 스텝(S105)). 선택된 기본구동신호(145-1 또는 145-2)가 매 주기마다 (절환시점(ts)에서) 절환됨으로써 있는 그대로의 원 파형을 이용할 수도 있다. 또는, 선택된 구동신호(145-1 또는 145-2)가 주기 도중의 절환시점(ts')에서 절환되어 합성파형을 발생할 수도 있다. 더욱이, 선택된 구동신호(145-1 또는 145-2)가 주기 사이의 시점과 주기 도중의 시점 모두에서 절환될 수도 있다.
예를 들어, 고농도를 표현하기 위해서는, 큰 잉크방울 사이즈를 달성하는 구동파형과 압전소자와의 조합이 선택되고, 저농도 또는 고해상도를 표현하기 위해서는, 작은 잉크방울 사이즈를 달성하는 구동파형과 압전소자의 조합이 선택된다. 미세한 중간톤의 화상을 표현하기 위해서는, 근접한 도트 잉크방울 사이즈가 약간 다른 잉크방울 사이즈를 달성하는 구동파형과 압전소자와의 조합이 선택된다. 만일 노즐 간에 잉크방울 토출특성에 있어 편차가 있을 경우에는, 그 편차를 조절하는 구동파형과 압전소자와의 조합이 선택될 수도 있다.
n개의 파형선택부(141-1 ∼141-n) 모두에 대해 구동파형과 압전소자와의 조합패턴을 결정하면(스텝(S105)에서 "예"), 제어부(143)는 각 선택부(141-1 ∼ 141-n)에 대해, 결정된 파형을 갖는 선택된 구동신호와 구동신호가 인가되는 선택된 압전소자(116a, 116b)를 지시하기 위해 선택신호(146-1 ∼ 146-n)를 출력한다. 제어부(143)는 주기 사이의 절환시점(ts) 또는 주기 도중의 시점(ts') 또는 두 시점 모두에 선택신호를 출력한다(스텝(S106)).
상기 설명된 시점에 입력되는 선택신호(146-1)에 기초해서, 선택부(141-1)는 구동신호(145-1 또는 145-2)를 선택하여, 대응하는 노즐의 압전소자(116a, 116b) 각각에 공급한다. 동일한 것을 다른 선택부(141-2 ∼ 141-n)에도 적용한다. 따라서, 도 20a 및 도 20b에 도시된 것과 같은 파형을 갖는 구동신호( 145-1 또는 145-2) 또는 합성파형을 갖는 신호가, 구동신호(21-1a ∼21-na)로써 기록헤드(11) 내의 각 노즐의 압전소자(116a)에 공급된다. 합성파형은 구동신호(145-1, 145-2)를 주기 도중의 시점(ts')에서 절환함으로써 생성된다. 그러므로, 동시에, 구동신호(145-1, 145-2)나 합성파형을 갖는 신호가, 구동신호(21-1b ∼ 21-nb)로써, 기록헤드(11)내의 각 노즐의 압전소자(116b)에 공급된다. 공급된 구동신호의 전압파형에 기초해서, 도 21a 내지 도 21c를 참고하여 상기 설명된 3개의 단계가 기록헤드(11)의 각 노즐용 압전소자(116a, 116b)에 대해 행해진다. 따라서, 각 노즐 마다에 지정된 사이즈의 잉크방울이 토출된다.
도 23 내지 도 26은 특정 노즐에 초점을 맞추어, 압전소자(116a, 116b)에 인가되는 구동신호파형의 예를 나타낸다. 이 예에서, 각 주기 사이의 시점(ts)과 주기 도중의 시점(ts')에서 구동신호(145-1)와 구동신호(145-2) 사이의 선택을 절환하고, 구동신호를 인가받는 압전소자(116a)와 압전소자(116b) 사이에서 절환을 행하는 것에 의해 총 (12+1)종류의 토출패턴이 얻어진다. 여기서 "+1"은 잉크방울의 토출을 허락하지 않는 패턴을 의미하며, 여기서 전반부(τ2)와 후반부(τ1)의 모두에서, 일정전압의 구동신호(145-1)(도 20a)가 압전소자(116a, 116b) 모두에 인가된다. 그러나, 이 패턴은 도 23 내지 도 26에 도시 생략된다.
도 23 내지 도 26을 참고하여, 토출패턴을 설명한다. 이들 표에서, "명칭"은 각 토출패턴명을 의미한다. 구동신호가 인가되는 압전소자(116a, 116b)는 "압전소자"의 난에서 각각 "a" 및 "b"로 표시된다. "인가된 구동신호파형"은, 파형의 선택 및 합성에 의해 각 압전소자(116a, 116b)에 실제로 인가된 구동신호의 압전파형을 나타낸다. "1"은 도 20a에 도시된 구동신호(145-1)가 선택된 것을 의미한다. "2"는 도 20b에 도시된 구동신호(145-2)가 선택된 것을 의미한다. 도시된 파형에 있어서, 도트는 실제로 절환이 행해진 시점을 나타낸다. "인입공정" 및 "토출공정"의 난에서, "a" 및 "b" 각각은, 압전소자(116a, 116b) 중 어느 하나가 각각 제 1공정에서의 메니스커스 인입 및 제 3공정에서의 잉크방울 토출을 허가한다는 것을 의미한다. "a+b"는 두 개의 압전소자(116a, 116b) 가 인입 및 토출을 허가한다는 것을 의미한다. "-"는 공정이 행해지지 않는 것을 의미한다.
도 23에 도시된 바와 같이, 토출패턴(α1 내지 α3)은 각각 압전소자(116b) 만에 의해 인입만을 행한다. 토출패턴(α1)은 압전소자(116b)에 의해 토출도 행하도록 한다. 토출패턴(α2)은 압전소자(116a)에 의해 토출을 행하도록 한다. 토출패턴(α3)은 압전소자(116a, 116b)에 의해 토출을 행하도록 허용한다.
구체적으로, 토출패턴(α1)에 있어서, 압전소자(116a)에 대해서는, 전반부(τ2) 및 후반부(τ1) 모두에서 구동신호(145-1)가 선택된다. 압전소자(116b)에 대해서는, 전반부(τ2)와 후반부(τ1) 모두에 구동신호(145-2)가 선택된다. 토출패턴(α2)에 있어서, 압전소자(116a)에 대해서, 전반부(τ2)에는 구동신호(145-1)가 선택되고, 후반부(τ1)에는 구동신호(145-2)가 선택된다. 압전소자(116b)에 대해서, 전반부(τ2)에 구동신호(145-2)가 선택되고 후반부(τ1)에 구동신호(145-1)가 선택된다. 토출패턴(α3)에 있어서, 압전소자(116a)에 대해서, 전반부(τ2)에 구동신호(145-1)가 선택되고, 후반부(τ1)에 구동신호(145-2)가 선택된다. 압전소자(116b)에 대해서, 전반부(τ2) 및 후반부(τ1) 모두에 구동신호(145-2)가 선택된다. 따라서, 토출패턴(α1)에서 압전소자(116a, 116b)에 각각 인가된 파형과, 토출패턴(α3)에서 압전소자(116b)에 인가된 파형은, 도 20a 및 도 20b에 도시된 구동신호(145-1, 145-2)의 파형과 동일하다. 다른 파형은 새롭게 생성된 합성파형이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 토출패턴(β1) 내지 토출패턴(β3)은 각각 압전소자(116a)에 의해서만 인입을 행하도록 허용한다. 토출패턴(β1)은 압전소자(116b)에 의해 토출을 행하도록 허용한다. 토출패턴(β2)은 압전소자(116a)에 의해 토출도 행하도록 허용한다. 토출패턴(β3)은 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 토출을 행하도록 허용한다. 이들 토출패턴의 세부사항은 도 232에 도시된 것과 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 25에 도시된 바와 같이, 토출패턴(γ1) 내지 토출패턴(γ3) 각각은 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 인입을 행하도록 허용한다. 토출패턴(γ1)은 압전소자(116b)에 의해 토출을 행하도록 허용한다. 토출패턴(γ2)은 압전소자(116a)에 의해 토출을 행하도록 허용한다. 토출패턴(γ3)은 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 토출을 행하도록 허용하다. 토출패턴의 세부사항은 도 23에 도시된 것과 동일하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 26에 도시된 바와 같이, 토출패턴(δ1) 내지 토출패턴(δ3) 각각은 인입을 행하는 것은 허락하지 않지만 토출을 허용한다. 토출패턴(δ1)은 압전소자(116b)에 의해 토출을 행하도록 허용한다. 토출패턴(δ2)은 압전소자(116a)에 의해 토출을 행하도록 허용한다. 토출패턴(δ3)은 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 토출을 행하도록 한다. 이들 토출패턴의 세부사항은 도 23에 도시된 것과 동일하며, 그에 대한 설명은 생략한다.
도 23에 도시된 토출패턴(α1) 내지 토출패턴(α3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 설명된 바와 같이, 구동신호(145-2)를 압전소자(116b)에 대해서 전반부(τ2)에 인가함으로써 메니스커스가 인입되고, 구동신호(145-2)가 후반부(τ1)에서 선택된다. 그러나, 후반부(τ1)의 토출공정에서는, αi의 접미사(i)가 증가함에 따라, 신호가 인가되는 압전소자가, 소자(116b)에서 소자(116a)로 변화되고 또한 소자(116a) 및 소자(116b) 모두로 변화된다. 상기 설명된 바와 같이, 압전소자(116b)는 압전소자(116a)보다 작은 면적을 가지므로, 동일한 구동신호(145-2)가 인가되면, 소자(116a)에 의해 행해지는 잉크실(114)의 부피에 있어서의 변화량이 소자(116b)에 의해 행해진 변화량 보다 크다.
유사하게, 압전소자(116a, 116b) 모두에 의해 행해진 잉크실(114) 부피에 있어서의 변화량은 압전소자(116a) 만에 의해 행해지는 잉크실(114) 부피에 있어서의 변화량보다 크다. 그러므로, 토출된 잉크방울 사이즈는 토출패턴(α1)에서 토출패턴(α3)으로의 순서로 증가한다.
유사하게, 도 24에 있어서, 토출된 잉크방울 사이즈는 토출패턴(β1)에서 토출패턴(β3)으로의 순서로 증가한다. 동일한 것이 도 25에 도시된 토출패턴(γ1 ∼γ3)의 그룹과 도 26에 도시된 토출패턴(δ1 ∼δ3)의 그룹에 인가된다. 각 그룹에서는, 접미사(i)가 증가함에 따라 잉크방울의 사이즈가 증가한다.
예를 들어, 토출패턴(α1∼α3)의 그룹 (α그룹)과 토출패턴(β1∼β3)의 그룹(β그룹)의 동일한 접미사를 갖춘 토출패턴을 서로 비교할 때, α그룹에서는 보다 면적이 작은 압전소자(116b)에 의해 인입이 행해지며, β그룹에서는 보다 면적이 큰 압전소자(116a)에 의해 인입이 행해지므로, β그룹의 경우에 메니스커스의 인입량이 더 크다. 그러므로, 이 점에서, 동일한 접미사를 갖는 토출패턴을 서로 비교하면, β그룹일 때 더 작은 잉크방울이 얻어지는 경향이 있다. 그러나, β그룹에 있어서, 제 2공정이 종료되어 토출이 시작된 직후의 일정기간(전압이 0V에서 기준전압(V1)으로 변화하는 기간)에 부피의 변화가 더 큰 압전소자(116a)의 움직임에 의해 메니스커스가 이동한다. 따라서, 압전소자(116a)와 압전소자(116b)의 면적비와, 토출전압(V2)에 대한 기준전압(V1)의 비에 기초해서, 역의 결과가 발생될 수도 있다(즉, β그룹쪽이 잉크방울 사이즈가 클 수도 있음). 도 24의 β그룹과 도 25의 γ그룹의 관계와, 도 26의 δ그룹과 다른 그룹과의 관계에 있어서도 동일하게 적용된다. 따라서, 역으로, 압전소자(116a)와 압전소자(116b)의 면적비와, 토출전압(V2)에 대한 기준전압(V1)의 비를 적절하게 설정하는 것에 의해, 토출되는 잉크방울의 사이즈를 제어하는 것이 가능하다.
특정 1주기에 대해 초점을 맞추면, 각 노즐의 토출패턴은 서로 독립적이다. 그러므로, 모든 노즐에서 행해지는 토출동작을 동기로 하면서, 노즐로부터 토출되는 잉크방울의 사이즈를 서로 다르게 함으로써, 노즐의 토출특성에 따라 토출패턴을 변화시켜 노즐 간의 편차를 보정하는 것이 가능하다.
상기 설명된 실시예에서, 각 노즐에 대응하는 각 잉크실(114)에, 서로 다른 잉크구동능력을 갖는 2개의 압전소자(116a, 116b)가 설치된다. 이들 압전소자(116a, 116b)의 각각에 대해, 각 주기 사이의 절환타이밍(ts)과 주기 도중의 절환탕이밍(ts')에서 신호를 절환하는 것에 의해, 복수의 기본구동신호 중 하나의 선택이 공급된다.
그 결과, 기본파형과 상당히 다른 잉크방울 토출패턴이 얻어진다. 따라서, 다양한 화상표현이 가능하다. 즉, 다양한 잉크방울 토출에 대한 제어동작은, 구동파형 생성부(142)에서 많은 유형의 파형을 생성할 필요가 없다. 그 결과, 구동파형 생성부(142) 및 헤드 제어부(14)에 인가되는 부하가 감소한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 다양한 방식으로 실시될 수 있다.
예를 들어, 상기 실시예에서는, 1개의 노즐(118)에 대해서 1개의 잉크실(114)이 설치되고, 잉크실(114)에 대응해서 2개의 압전소자(116a, 116b)가 설치된다. 선택적으로는, 도 27에 도시된 바와 같이, 예를 들어 하나의 노즐(118)에 2개의 잉크실(114a, 114b)이 설치되고, 그 잉크실(114a, 114b)에 각각 압전소자(116a)와 압전소자(116b)가 설치될 수도 있다. 도 27은, 도 5에 도시된 것과 동일한 부분에 대해 동일한 도면부호가 할당되고 진동 플레이트(13)가 생략된 기록헤드(11)의 평면도이다.
도시된 구성에서, 1개의 잉크실(114a)에 대한 압전소자(116a)의 거동은 다른 잉크실(114b)의 상태에 거의 영향을 미치지 않는다. 따라서, 압전소자(116a)와 압전소자(116b) 사이의 섞임(crosstalk)이 감소되고, 보다 높은 품질의 인쇄화상을 얻을 수 있다.
도 20a 및 도 20b에 도시된 구동신호가 기본파형으로써 이용되지만, 다른 파형을 갖는 신호가 이용될 수도 있다. 다시 말해, 구동파형 생성부(142)는 상기 설명에서 일정전압파형(구동신호(145-1)) 이외에도 일정한 파동을 갖는 구동신호로써 1종류의 구동신호(145-2)를 생성한다. 선택적으로, 인입전압(V1), 토출전압(V2) 및 제 2공정에 요구되는 시간(t2)을 적절하게 설정함으로써, 각각 특정파동을 갖는 2개 또는 그 이상의 구동신호가 생성될 수도 있다. 이들 구동신호는 파형 선택 및 합성에 이용될 수도 있다. 그 경우, 보다 많은 토출패턴이 얻어진다.
또한 상기 실시예에서는, 각 노즐에 대해 잉크구동능력이 서로 다른 2개의 압전소자가 설치되었지만, 각 압전소자 마다, 각 노즐에 대해 잉크구동능력이 서로 다른 3개 또는 그 이상의 압전소자가 설치될 수도 있다. 각 압전소자에 대해서, 2개의 기본파형으로부터 선택 또는 합성된 신호가 이용될 수도 있다. 따라서, 보다 많은 토출패턴이 얻어진다.
잉크 구동능력이 서로 다른 3개나 그 이상의 압전소자를 설치하고, 특정파동을 갖는 3종류나 그 이상의 구동신호가 기본파형으로써 이용될 수도 있다. 기본파형에 기초해서 압전소자에 인가되는 파형의 선택 및 합성이 행해지는 것이 좋다. 따라서, 보다 많은 토출패턴이 얻어진다.
상기 실시예에서는, 압전소자(116a)와 압전소자(116b)의 면적을 다르게 하는 것에 의해, 이들 압전소자(116a, 116b)의 잉크 구동능력을 서로 다르게 하였지만, 다른 방법에 의해서도 다른 특성을 얻을 수 있다. 예를 들어, 압전소자(116a, 116b)의 재질이나 두께가 서로 다를 수도 있다. 예를 들어, 두께의 감소는 잉크 구동능력을 증가시킨다.
또한, 압전소자(116a, 116b)가 동일한 재질로 만들어지고, 동일한 면적 사이즈 및 동일한 두께를 가지게 되면, 잉크구동능력이 동일하다. 이 경우, 도23 내지 도 26을 참고하면, 토출패턴(α1, α2, β1, β2)은 서로 동일하다. 패턴(α3)과 패턴(β3)도 역시 동일하다. 패턴(γ1)과 패턴(γ2)이 동일하며, 패턴(δ1)과 패턴(δ2)이 동일하다.
따라서, 상기 실시예 (도 23 내지 도 26) 에서는 토출패턴의 수가 12개 패턴 보다 낮은 6개이지만, 단일의 압전소자를 이용하는 경우에 비해, 토출패턴의 다양화가 이루어진다. 선택적으로, 동일한 잉크 구동능력을 갖는 3개 이상의 압전소자를 설치하여도 좋다.
상기 각 실시예는 잉크방울 사이즈의 제어에 중점을 두고 파형 선택 및 합성을 행하였지만, 잉크방울 속도의 제어에 중점을 두고 파형의 선택 및 합성 등을 행하는 것도 가능하다. 또한, 잉크방울의 사이즈와 속도 모두를 제어할 수도 있다.
토출주기 사이의 시점뿐만 아니라, 토출주기 도중에도 구동신호의 선택이 절환되었지만, 토출주기 사이의 시점이나 토출주기 도중의 시점 중 어느 한 시점에만 선택이 절환될 수도 있다. 그러나, 두 시점 모두에서 절환을 행할 경우 더 많은 파형을 얻게 된다.
상기 설명된 바와 같이, 상기 실시예는 각 노즐에 대해 다수의 압전소자를 설치하도록 구성될 수도 있다. 각 압전소자에 대해 구동신호 중 어느 것이 선택되어 공급될 수도 있으며, 여기서 상기 신호는 잉크방울 사이즈를 조절하기 위한 신호와 토출된 잉크방울에 수반되는 미세한 잉크방울을 억제하기 위한 신호를 포함한다. 구동신호에 의해, 노즐을 통한 잉크토출의 제어와 위성방울을 억제하는 제어가 행해진다. 그 결과, 잉크방울 사이즈 등의 토출상태는 다양하게 변경될 수 있다. 원치 않는 위성방울의 발생도 억제된다.
또한, 토출용 압력을 발생하기 위한 압전소자가 변위하여 토출이 수행될 때, 구동신호가 보조압력을 발생하기 위한 압전소자에 인가되는 것이 좋으며, 이때, 상기 구동신호는 토출용 압력을 발생하기 위한 압전소자의 변위에 의해 생성된 압력에 의해 보조압력을 발생하기 위한 압전소자가 변위하는 것이 방지된다. 따라서, 보조압력을 발생하기 위한 압전소자의 변위는, 토출용 압력을 발생시키는 압전소자에 의해 잉크방울이 토출될 때 토출압력을 발생시키는 압전소자의 변위에 의해 방지된다. 그 결과, 생성된 토출압력은 거의 손실 없이 잉크방울의 토출에 이용된다. 따라서, 원하는 잉크방울 사이즈 및 속도가 얻어지며, 일정한 잉크방울 토출이 꾸준히 행해진다.
상기 설명된 바와 같이, 보조압력을 발생하기 위한 압전소자는 토출된 잉크방울에 수반되는 미세한 잉크방울을 억제하기 위한 압력을 발생시키게 된다. 그 결과, 원치 않게 수반되는 잉크방울을 억제하면서 일정한 잉크방울토출이 꾸준히 행해진다.
또한, 잉크방울 사이즈를 조절하기 위한 신호와, 다른 노즐에 의해 실행되는 잉크방울 토출에 의한 영향을 제거하기 위한 보조 구동신호를 포함하는 여러 종류의 구동신호가 생성될 수도 있다. 각 압전소자에 대해, 구동신호 중 일부가 선택되어 공급될 수도 있다. 그 결과, 노즐 사이의 섞임(crosstalk)의 역효과가 경감된다. 따라서, 노즐 사이의 잉크방울토출에 있어서의 편차가 감소되고, 고품질의 인쇄출력이 꾸준히 얻어진다.
상기의 설명에 비추어 본 발명의 다양한 수정 및 변경이 가능하다. 따라서, 구체적으로 기재된 바와 같이 본 발명의 첨부된 청구범위의 범위 내라면 여러 변형이 가능함은 분명하다.
도 1은 종래의 잉크젯 프린터를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 또 다른 잉크젯 프린터를 구동하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 종래의 잉크젯 프린터의 기록헤드와 구동회로의 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예의 잉크젯 프린터의 블럭도이다.
도 5는 기록헤드의 일례를 나타내는 사시단면도이다.
도 6은 기록헤드의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 4에 도시된 헤드제어기로부터 출력된 구동신호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 도 7a에 도시된 토출용 구동신호파형과, 잉크실의 상태와, 노즐 내의 메니스커스 위치와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 도 7a 및 도 7b에 도시된 구동신호파형과 압전소자의 변위량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 7a 및 도 7b에 도시된 구동신호파형에 의해 토출된 잉크방울 상태의 예를 나타내는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제 2실시예의 잉크젯 프린터의 헤드제어기로부터 출력된 구동신호의 예를 나타내는 도면이다.
도 12a 및 도 12d는 도 11a 및 도 11b에 도시된 구동신호의 파형과 압전소자의 변위량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제 3실시예의 잉크젯 프린터의 헤드제어기로부터 출력된 구동신호의 예를 나타내는 도면이다.
도 14a 내지 도 14d는 도 13a 및 도 13b에 도시된 구동신호의 파형과 압전소자의 변위량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 15는 도 13a 및 도 13b에 도시된 구동신호파형에 의해 토출된 잉크방울 상태의 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예의 잉크젯 프린터에 이용되는 기록헤드의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 17은 토출된 잉크방울의 직경과 압전소자에 인가된 전압 사이의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 토출된 잉크방울의 속도와 압전소자에 인가된 전압 사이의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 제 4실시예의 잉크젯 프린터용 기록헤드의 구동장치로써의 헤드제어기의 블럭도이다.
도 20a 및 도 20b는 도 4에 도시된 구동파형 생성부로부터 출력된 구동신호의 예를 나타내는 도면이다.
도 21a 내지 도 21c는 도 20a에 도시된 토출용 구동신호의 파형과, 잉크실의 상태와 노즐 내의 메니스커스 위치 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
도 22는 헤드제어기의 주요 작동을 설명하기 위한 플로우차트도이다.
도 23은 도 19에 도시된 선택부에 의해 선택 및 합성된 토출패턴의 일부를 나타내는 도면이다.
도 24는 도 19에 도시된 선택부에 의해 선택 및 합성된 다른 토출패턴을 나타내는 도면이다.
도 25는 도 19에 도시된 선택부에 의해 선택 및 합성된 또 다른 토출패턴을 나타내는 도면이다.
도 26은 도 19에 도시된 선택부에 의해 선택 및 합성된 또 다른 토출패턴을 나타내는 도면이다.
도 27은 본 발명에 따른 실시예의 잉크젯 프린터에 이용되는 기록헤드의 변형예를 나타내는 평면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명
1. 잉크젯 프린터 11. 기록헤드
12. 잉크카트리지 13. 제어기
14. 헤드제어기 15. 화상처리부
141-1∼141-n. 선택부 142. 구동파형 생성부
143. 선택제어부 145-1,145-2. 구동신호
146-1∼146-n. 선택신호 112. 유로 플레이트
113. 진동 플레이트 114. 잉크실
115. 공동유로 116a,116b. 압전소자
500. 기록헤드 501. 노즐
502. 압전소자 503. 온/오프 스위치
504. 구동신호

Claims (21)

  1. 잉크젯 프린터에 있어서,
    잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와,
    상기 배출구에 잉크를 공급하는 잉크실과,
    변위에 의해 상기 잉크실의 부피를 변화시킴으로써 상기 배출구를 통해 잉크방울을 토출하는 제 1전압파형에 대응하여 제 1압력을 발생시키는 제 1압력발생수단과,
    변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시킴으로써 배출구를 통해 토출된 잉크방울에서 발생되는 미세 잉크방울의 발생을 억제하고 잉크방울의 토출을 촉진하는 제 2전압파형에 대응하여 제 2압력을 발생하는 제 2압력발생수단과,
    제 1시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로써 제 1전압파형을 형성하고 상기 제 1시간 주기보다 긴 제 2시간에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로써 제 2전압파형을 형성하는 제 1 및 제 2압력발생수단의 변위의 상태를 제어하는 토출제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  2. 잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와, 배출구로 잉크방울을 공급하는 잉크실과, 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 배출구를 통해 잉크방울이 토출되는 압력을 발생시키는 배출구에 설치된 제 1압력발생수단과, 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 배출구를 통해 토출된 잉크방울에서 발생된 미세 잉크방울의 발생을 억제하는 압력을 발생시키는 배출구에 설치된 제 2압력발생수단을 포함하는 잉크젯 프린터의 기록 헤드를 구동하는 장치에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2압력발생수단의 변위를 일으키는 제 1전압파형 및 제 2전압파형을 발생하고, 상기 제 1전압파형은 제 1시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로 형성되고 제 2전압파형은 상기 제 1시간 주기보다 긴 제 2시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로 형성되는 구동신호 발생수단과,
    상기 제 1 및 제 2압력발생수단에 제 1전압파형 및 제 2전압파형을 공급하는 상태를 제어하는 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  3. 잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와, 배출구로 잉크방울을 공급하는 잉크실과, 배출구에 설치된 제 1 및 제 2압력발생수단을 포함하는 잉크젯 프린터의 기록 헤드를 구동하는 방법에 있어서,
    제 1시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로 형성된 제 1특정 파형을 갖는 토출 구동신호를 제 1압력발생수단에 인가하므로써 제 1압력발생수단의 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 배출구를 통해 잉크방울이 토출되는 토출 압력을 발생시키는 단계와,
    상기 제 1시간 주기보다 긴 제 2시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로 형성된 제 2특정 파형을 갖는 보조구동신호를 제 2압력발생수단에 인가하므로써 제 2압력발생수단의 변위에 의해 배출구를 통해 발생된 잉크방울에서 발생된 미세 잉크방울의 발생을 억제하는 부가 압력을 발생시키는 단계와,
    토출압력의 발생상태와 부가압력의 발생상태를 제어하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록 헤드 구동방법.
  4. 잉크젯 프린터에 있어서,
    잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와,
    상기 배출구로 잉크방울을 공급하는 벽이 있는 잉크실과,
    상기 벽의 변위에 의해 상기 잉크실의 부피를 변화시키므로써 상기 배출구를 통해 잉크방울이 토출되는 제 1시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로 형성된 제 1전압파형에 대응하여 제 1압력을 발생시키는 잉크실의 벽에 설치된 제 1압력발생수단과,
    상기 벽의 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 배출구를 통한 잉크방울의 토출을 도와주는 제 1시간 주기보다 긴 제 2시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스로 형성된 제 2전압파형에 대응하여 제 2압력을 발생시키는 잉크실의 벽에 설치된 제 2압력발생수단을 포함하여 구성되며,
    상기 제 1압력발생수단은 상기 제 2압력발생수단보다 잉크방울 배출구로부터 더 멀리 놓여 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  5. 제 4항에 있어서,
    제 2압력발생수단은 토출된 잉크방울에서 발생되는 미세 잉크방울의 발생을 억제하는 압력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  6. 잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와, 배출구로 잉크방울을 공급하는, 벽이 있는 잉크실과, 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 압력을 발생시는 잉크실의 벽에 설치된 제 1압력발생수단과, 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 압력을 발생시키는 잉크실의 벽에 설치된 제 2압력발생수단을 포함하고, 제 1압력발생수단은 제 2압력발생수단보다 잉크방울 배출구에서 더 멀리 놓여있는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치에 있어서,
    상기 제 1압력발생수단이 배출구를 통해 잉크방울을 토출하는 압력을 발생시키도록 하는 제 1시간 주기에 의해 분리된 2개의 펄스를 가지는 주구동신호와 상기 제 2압력발생수단이 배출구를 통해 잉크방울의 토출을 도와주는 압력을 발생시키도록 하는 제 1시간보다 긴 제 2시간 주기에 의해 분리된 2개의 펄스를 가지는 보조구동신호를 발생시키는 구동신호 발생수단과,
    상기 주구동신호와 보조구동신호가 각각 상기 제 1압력발생수단과 제 2압력발생수단에 공급되도록 제어를 행하는 제어 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    제 2압력발생수단은 보조구동신호의 인가로 잉크방울에서 발생되는 미세 잉크방울의 발생을 억제하는 압력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  8. 잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와, 배출구로 잉크방울을 공급하는, 벽이 있는 잉크실과, 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 압력을 발생시키는 잉크실의 벽에 설치된 제 1압력발생수단과, 변위에 의해 잉크실의 부피를 변화시키므로써 압력을 발생시키는 잉크실의 벽에 설치된 제 2압력발생수단을 포함하고, 제 1압력발생수단은 제 2압력발생수단보다 잉크 배출구로부터 더 멀리 놓여있는 잉크젯 프린터의 기록 헤드를 구동하는 방법에 있어서,
    상기 배출구를 통해 잉크방울을 토출하는 압력을 발생시키는 상기 제 1압력발생수단에 제 1시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스를 가지는 주구동신호를 인가하는 단계와,
    상기 배출구를 통해 잉크방울의 토출을 도와주는 압력을 발생시키는 상기 제 2압력발생수단에 상기 제 1시간 주기보다 긴 제 2시간 주기에 의해 간격을 둔 2개의 펄스를 가지는 보조구동신호를 인가하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    제 2압력발생수단에 인가된 보조구동신호는 잉크방울에서 발생된 미세 잉크방울의 발생을 억제하는 압력을 발생시키기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동방법.
  10. 잉크젯 프린터에 있어서,
    잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와,
    배출구를 통해 토출되는 잉크방울을 갖기 위해 에너지를 발생시키는, 각각의 배출구에 제공되는 복수의 에너지 발생 수단과,
    에너지 발생 수단을 구동하는 복수의 구동신호 중 어떤 것을 선택하고 이 선택된 신호를 각 에너지 발생 수단에 공급하는, 에너지 발생 수단에 대해 각각 설치된 복수의 선택 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  11. 제 10항에 있어서,
    에너지 발생 수단은 구동신호 중 특정한 하나의 인가에 따라 서로 다른 잉크토출 구동 능력을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  12. 제 10항에 있어서,
    선택수단은 잉크방울이 토출되는 주기와 그 다음 주기 사이의 한 지점에서 또다른 것으로 구동신호의 선택을 전환하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  13. 제 10항에 있어서,
    선택수단은 잉크방울이 토출되는 주기 동안의 한 지점을 포함하는 어떤 지점에서 또다른 것으로 구동신호의 선택을 전환하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  14. 잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와, 배출구를 통해 토출되는 잉크방울을 갖기 위해 에너지를 발생시키는, 각 배출구에 설치된 복수의 에너지 발생 수단을 포함하는 잉크젯 프린터의 기록헤드를 구동하는 장치에 있어서,
    에너지 발생 수단을 구동하는 복수의 구동신호를 발생시키는 수단과,
    구동신호 중 하나를 선택하고 이 선택된 신호를 각 에너지 발생 수단에 공급하는 각 에너지 발생 수단에 각각 설치된 복수의 선택 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    에너지 발생 수단은 구동신호 중 특정한 하나의 인가에 따라 서로 다른 잉크 토출 구동 능력을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  16. 제 14항에 있어서,
    선택수단은 잉크방울이 토출되는 주기와 그 다음 주기 사이의 지점에서 또다른 것으로 구동신호의 선택을 전환하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  17. 제 14항에 있어서,
    선택수단은 잉크방울이 토출되는 주기 동안의 한 지점을 포함하는 어떤 지점에서 또다른 것으로 구동신호의 선택을 전환하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동장치.
  18. 잉크방울이 토출되는 잉크방울 배출구와, 배출구를 통해 토출되는 잉크방울을 갖기 위해 에너지를 발생시키는 각 배출구에 설치된 복수의 에너지 발생 수단을 포함하는 잉크젯 프린터의 기록헤드를 구동하는 방법에 있어서,
    각 에너지 발생 수단에 대해 에너지 발생 수단을 구동하는 복수의 구동신호 중 하나를 선택하는 단계와,
    이 선택된 구동신호를 각 에너지 발생 수단에 공급하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    에너지 발생 수단은 구동신호 중 특정한 하나의 인가에 따라 서로 다른 잉크 토출 구동 능력을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    구동신호의 선택은 잉크젯이 토출되는 주기와 그 다음 주기 사이의 지점에서 또다른 것으로 전환되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    구동신호의 선택은 잉크방울이 토출되는 주기 동안의 한 지점을 포함하는 어떤 지점에서 또다른 것으로 전환되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 기록헤드 구동방법.
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