KR100661260B1 - 공통 구동 회로로부터 에너지 펄스를 수용하는 제1및제2프린트 카트리지를 갖는 잉크젯 인쇄장치 - Google Patents

공통 구동 회로로부터 에너지 펄스를 수용하는 제1및제2프린트 카트리지를 갖는 잉크젯 인쇄장치 Download PDF

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Abstract

제 1 및 제 2 프린트 카트리지를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치가 제공된다. 제 1 프린트 카트리지는 제 1 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 1 잉크 수용 챔버내에 하나 이상의 제 1 저항 가열 소자를 포함한다. 제 2 프린트 카트리지는 제 2 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 2 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 2 저항 가열 소자를 포함한다. 제 2 저항 가열 소자는 제 1 표면적보다 작은 제 2 표면적을 갖는다. 더욱이, 본 장치는 점화 펄스를 공통 구동 회로를 통해 제 1 및 제 2 저항 가열 소자들 중 하나의 소자에 선택적으로 제공하기 위해 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로를 포함한다. 제 1 저항 가열 소자에 제공되는 점화 펄스가 증기 버블(vapor bubble)을 제 1 챔버 내에 발생시킴으로써, 제 1 크기의 잉크 비말(droplet)이 제 1 챔버 오리피스로부터 분사된다. 제 2 저항 가열 소자에 제공되는 점화 펄스가 증기 버블을 제 2 챔버 내에 발생시킴으로써, 제 1 크기와 유사한 제 2 크기의 잉크 비말이 제 2 챔버로부터 분사된다.

Description

공통 구동 회로로부터 에너지 펄스를 수용하는 제 1 및 제 2 프린트 카트리지를 갖는 잉크젯 인쇄 장치
본 발명은 상이한 크기의 비말(droplet)을 분사하는 제 1 및 제 2 프린트 카트리지를 갖는 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것으로 특히, 공통 구동 회로에 의해 구동될 수 있는 제 1 및 제 2 프린트 카트리지를 갖는 인쇄 장치에 관한 것이다.
흑색 비말(black droplet)을 분사하기 위한 제 1 프린트 카트리지 및 청록색, 자홍색 및 노랑색 비말을 분사하기 위한 제 2 프린트 카트리지를 갖는 잉크젯 인쇄 장치는 당해 분야에 공지되어 있다.
반구(hemispherical) 컬러 비말이 지면상에 한 면씩 착색될 때, 불필요한 혼합으로 인해 "번짐(bleed)"과 같은 프린트 결함을 야기할 수 있다. 예를 들어, 청록색 반점 다음에 인쇄된 노랑색의 반점은 잉크 번짐이 발생할 경우 이들 사이에 녹색 줄무늬를 남길 수 있다. 번짐에 대한 해결 방법들 중 하나는 컬러 잉크의 표면 장력을 감소시켜서 용지 내로 흡수하는 속도를 신속하게 하는 방법이 있다. 그와 같은 신속한 흡수 또한 컬러 잉크의 표면 장력을 떨어뜨려서, 흡수 능력이 낮은 등가 크기의 흑색 잉크 비말로 달성되는 것보다는 큰 반점(spot)을 발생시킨다. 번짐 요인들의 그와 같은 오정합의 경우, 제 2 프린트 카트리지 내의 컬러 가열 소자가 제 1 프린트 카트리지 내의 흑색 가열 소자보다 훨씬 작게 될 것을 요하게 된다. 가열 소자의 표면적은 가열 소자가 점화될 때 발생된 비말의 크기에 영향을 끼친다.
제 2 프린트 카트리지 내의 소형 컬러 가열 소자는 제 1 프린트 카트리지 내의 흑색 가열 소자와 동일한 정방형을 갖는다. 시트 저항은 전형적으로 흑색 및 컬러 가열 소자에 고정되므로, 컬러 가열 소자의 저항은 흑색 가열 소자의 저항과 거의 같다.
일반적으로, 점화시에 흑색 및 컬러 가열 소자는 거의 동일한 가열 소자 에너지 밀도를 갖는 것이 좋다. 거의 동일한 진폭의 전압 펄스가 컬러 및 흑색 가열 소자에 제공될 경우, 컬러 가열 소자는 에너지 밀도를 일정하게 유지하기 위해서 가장 짧은 점화 펄스(firing pulse)를 수신하여야 한다. 그러므로, 동일한 진폭 및 지속 기간의 점화 펄스를 제공하는 공통 세트의 구동기, 즉 공통 구동 회로가 에너지 펄스를 흑색 가열 소자와 컬러 가열 소자에 제공하는데 이용될 수 있다.
도 1에 있어서, 가열 소자 표면 온도-시간 곡선은 정방형 흑색 가열 소자 및 최소 가열 컬러 가열 소자에 관한 것이다. 대표적인 잉크에 대한 과열 한계(superheat limit)은 점선으로 나타내었다. 또한, 흑색 및 컬러 가열 소자에 제공된 점화 펄스의 점화 펄스폭이 도시되어 있다. 프린터 하드웨어 및 프린트 카트리지의 변화로 인해, 가열 소자는 잉크의 언크리에이션(uncleation)이 발생하도록 잉크의 과열 한계 이상의 온도로 가열된다. 이러한 곡선에서 알 수 있는 바와 같이, 소형 가열 소자의 표면 온도는 흑색 가열 소자의 온도보다 상당히 빠른 속도로 증가한다. 이것은 가열 소자가 약 700℃ 또는 이 온도 근방에서 동작되는 경우 가열 소자의 저항이 시간이 지남에 따라 떨어진다는 것을 의미하므로 바람직하지 못하다. 저항이 떨어짐에 따라 가열 소자가 보다 많은 전류를 흡수하여 가열 소자의 표면 온도가 보다 높아지게 된다. 성능이 일정하게 성취되는 경우, 가열 소자 저항의 예측할 수 없는 변화는 방지된다.
그러므로, 에너지 펄스를 흑색 가열 소자와 컬러 가열 소자에 제공하기 위해 공통 구동 회로를 이용하는 잉크젯 인쇄 장치를 갖는 것이 바람직하다. 더욱이, 점화시 표면 온도가 약 700℃를 초과하지 않는 컬러 가열 소자를 갖는 것이 요구된다.
본 발명은 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 내에 각각 포함된 흑색 가열 소자와 컬러 가열 소자에 일정한 진폭의 에너지 펄스를 제공하기 위해 공통 구동 회로를 이용하는 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것이다. 컬러 가열 소자는 흑색 가열 소자의 표면적보다 작은 표면적을 갖는다. 그러므로, 제 2 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지에 의해 분사된 것보다 작은 비말을 분사한다. 더욱이, 컬러 가열 소자의 저항은 흑색 가열 소자의 저항보다 크다. 결과적으로, 컬러 가열 소자는 낮은 저항을 갖는 종래의 정방형 컬러 가열 소자의 속도보다 느린 속도로 에너지를 흡수한다. 양호하게는, 컬러 가열 소자의 저항은 컬러 가열 소자에 대한 표면 온도-시간 곡선이 흑색 온도 소자의 것을 거의 준용하도록 선택된다.
다음에, 도 2에는, 본 발명에 따라 구성된 잉크젯 인쇄 장치(10)가 도시되어 있다. 이것은 제 1 비말을 분사하기 위한 제 1 프린트 카트리지(20) 및 제 2 비말을 분사하기 위한 제 2 프린트 카트리지(30)를 포함한다. 카트리지(20 및 30)는 가이드 레일(42)상에서 반복적으로 미끄러지도록 지지되는 캐리어(40) 내에 지지된다. 구동 메커니즘(44)은 가이드 레일(42)을 따라 캐리어(40)를 전ㆍ후로 왕복 운동하도록 제공된다. 구동 메커니즘(44)은 구동 풀리(44b)를 갖는 모터(44a), 구동 풀리(pulley : 44b) 및 아이들러 풀리(44d)상에서 연장하는 구동 벨트(44c)를 포함한다. 캐리어(40)는 구동 벨트(44c)로 이동하도록 구동 벨트(44c)에 고정 접속된다. 모터(44a)의 동작은 구동 벨트(44c)로 후진 및 전진 이동시키므로, 캐리어(40) 및 프린트 카트리지(20 및 30)를 후진 및 전진 이동시킨다. 프린트 카트리지(20 및 30)가 후진 및 전진 이동함에 따라서, 이들은 잉크 비말을 그 아래 제공되는 지면(12)상에 분사한다.
제 1 프린트 카트리지(20)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 잉크로 충전된 제 1 잉크통(22), 및 도 3 및 도 4에서 일 수 있는 바와 같이 잉크통(22)과 접착식 또는 그 외의 방법으로 결합된 제 1 프린트 헤드를 포함한다. 제 2 프린트 카트리지(30)는 도 2 및 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 잉크로 충전된 제 2 잉크통 및 제 2 프린트 헤드(34)를 포함한다. 제 1 및 제 2 잉크통(22 및 32)은 적합하게는 중합체의 콘테이너를 포함한다. 잉크통(22 및 32)은 잉크로 재충전될 수 있다.
제 1 프린트 헤드(24)는 복수의 제 1 저항 가열 소자(52)를 갖는 제 1 히터 칩(50)을 포함한다. 더욱이, 제 1 프린트 헤드(24)는 제 1 크기의 제 1 비말이 분사되는 복수의 제 1 오리피스를 한정하는 플레이트를 통해 연장하는 복수의 제 1 개구(56)를 갖는 제 1 플레이트를 포함한다. 예증적 실시예에 있어서, 제 1 비말은 흑색이다.
제 1 플레이트(54)는 열압축 접합 처리를 포함하는 종래에 공지된 기술에 의해 제 1 칩(50)과 접합된다. 제 1 플레이트(54) 및 히터칩(50)이 함께 접합될 때, 제 1 플레이트(54)의 부분(54a) 및 제 1 히터칩(50)의 부분(50a)은 복수의 제 1 버블 챔버(55)를 한정한다. 잉크통(22)에 의해 공급된 잉크는 잉크 공급 채널(58)을 통해 버블 챔버(55) 내로 흐른다. 제 1 저항 가열 소자(52)가 히터칩(50)상에 배치되므로, 각각의 버블 챔버(55)는 제 1 가열 소자(52)만을 갖는다. 각각의 버블 챔버(55)는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 하나의 제 1 오리피스(56a)와 연통한다.
제 2 프린트 헤드(34)는 복수의 제 2 저항 가열 소자(62)를 갖는 제 2 히터칩(60)을 포함한다. 더욱이, 제 2 프린트 헤드(34)는 복수의 제 2 오리피스(66a)를 한정하는 플레이트를 통해 연장하는 복수의 제 2 개구(66)를 갖는 제 2 플레이트(64)를 포함한다. 예증적 실시예에 있어서, 청록색, 자홍색 또는 노랑색 잉크의 제 2 컬러 비말은 제 2 오리피스(66a)를 통해 분사된다. 제 2 비말은 제 1 비말의 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 갖는다.
제 2 플레이트(64)는 제 1 플레이트(54)가 제 1 칩(50)에 접속되는 것과 동일한 방식으로 제 2 칩(60)에 접합될 수 있다. 제 2 플레이트(64) 및 히터칩(60)이 함께 접합될 때, 제 2 플레이트(64)의 부분(64a) 및 제 2 히터칩(60)의 부분(60a)은 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 복수의 제 2 버블 챔버(65)를 한정한다. 별도의 잉크 충전 챔버(도시하지 않음)를 갖는 잉크통(22)에 의해 공급된 청록색, 자홍색 및 노랑색 잉크는 잉크 공급 챔버(68)를 통해 버블 챔버(65) 내로 흐른다. 각각의 버블 챔버(65)는 단일 가열 소자(62)를 구비하며, 단일 제 2 오리피스(66a)와 연통한다.
후술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 저항 가열 소자(52 및 62)는 구동기 회로(70)에 의해 제공된 전압 펄스에 의해 개별적으로 어드레스된다. 각각의 전압 펄스는 가열 소자가 배치된 버블 챔버 내에 버블을 형성하기 위해 그와 같은 가열 소자와 접촉하여 잉크를 순간적으로 증발시키기 위해 가열 소자들(52 및 62) 중 하나의 소자에 인가된다. 버블 기능은 잉크를 버블 챔버 내에 배치하기 위한 것으로, 잉크의 비말이 버블 챔버에 관련된 오리피스로부터 배출된다.
더욱이, 제 1 프린트 카트리지(20)는 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로(26)를 포함한다. 예증적 실시예에 있어서, 제 1 인에이블 회로(26)는 13개의 제 1 전계 효과 트랜지스터(FET : 26a)를 포함한다. 이와 마찬가지로, 제 2 프린트 카트리지(30)는 13개의 제 2 전계 효과 트랜지스터(36a)를 포함하는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로(36)를 추가로 포함한다.
구동기 회로(70)는 마이크로프로세서(72), 응용 주문형 집적 회로(ASIC : 74), 프린트 카트리지 선택 회로(80) 및 공통 구동 회로(90)를 포함한다.
프린트 카트리지 선택 회로(80)는 제 1 프린트 카트리지(20) 및 제 2 프린트 카트리지들 중 하나의 카트리지를 선택적으로 인에이블시킨다. 이것은 도체(80b)를 통해 제 1 FET(26a)의 게이트에 전기적으로 결합되는 제 1 출력(80a)을 갖는다. 또한, 이것은 도체(80d)를 통해 제 2 FET(36a)의 게이트에 전기적으로 결합되는 제 2 출력(80c)을 갖는다. 그러므로, 제 1 출력(80a)에 제공된 프린트 카트리지 선택 신호는 제 1 카트리지(20)의 동작을 선택하는데 이용되고, 제 2 출력(80c)에 제공된 제 2 프린트 카트리지 선택 신호는 제 2 카트리지(30)의 동작을 선택하는데 이용된다. 프린트 카트리지 선택 회로(80)는 ASIC(74)에 전기적으로 결합되고, ASIC(74)에서 수신된 공통 신호에 응답하여 적절한 프린트 카트리지 선택 신호를 발생시킨다.
복수의 제 1 저항 가열 소자(52)는 그룹으로 분할된다. 예증적 실시예에 있어서, 16개의 제 1 가열 소자(52)를 각각 갖는 13개의 제 1 그룹(52a)이 제공된다. 이와 유사하게, 복수의 제 2 저항 가열 소자(62)는 각각 16개의 제 2 가열 소자(62)를 갖는 13개의 제 2 그룹(62a)으로 분할된다.
공통 구동 회로(90)는 전원 공급 장치(100) 및 복수의 제 1 및 제 2 저항 가열 소자(52 및 62)에 전기적으로 결합되는 복수의 구동기(92)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서는, 16개의 구동기(92)가 제공된다. 각각 16개의 구동기(92)는 각각 13개의 제 1 그룹(52a) 내의 16개의 제 1 가열 소자들(52) 중 하나의 소자, 및 각각 13개의 제 2 그룹(62a) 내의 16개의 제 2 가열 소자들(62) 중 하나의 소자에 전기적으로 결합된다. 그러므로, 각각의 구동기(92)는 13개의 제 1 가열 소자(52) 및 13개의 제 2 가열 소자(62)에 결합된다.
더욱이, 제 1 프린트 카트리지(20)는 제 1 가열 소자(52) 및 13개의 제 1 전계 효과 트랜지스터(FET : 26a)에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로(28)를 포함한다. 예증적 실시예에 있어서, 제 1 가열 소자 구동 회로(28)는 13개 그룹의 16개의 제 3 전계 효과 트랜지스터(FET : 28a)를 포함한다. 각각 13개 그룹 내의 FET(28a)는 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 그의 게이트에서 도체(28b)를 통해 13개의 제 1 FET들(26a) 중 하나의 소스에 접속된다. 각각의 제 3 FET(28a)의 드레인은 제 1 가열 소자들(52) 중 하나의 소자에 전기적으로 결합된다. 각각의 제 3 FET(28a)의 소스는 접지에 접속된다.
더욱이, 제 2 프린트 카트리지(30)는 제 2 가열 소자(62) 및 13개의 제 2 전계 효과 트랜지스터(FET : 36a)에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로(38)를 포함한다. 예증적 실시예에 있어서, 제 2 가열 소자 구동 회로(38)는 13개 그룹의 16개의 제 4 전계 효과 트랜지스터(FET)(38a)를 포함한다. 각각의 13개 그룹 내의 FET(38a)는 그의 게이트에서 도체(38b)를 통해 13개의 제 2 FET들(36a) 중 하나의 소스에 접속된다. 각각의 제 4 FET(38a) 드레인은 제 2 가열 소자들(62) 중 하나의 소자에 전기적으로 결합된다. 각각의 제 4 FET(38a)의 소스는 접지에 접속된다.
더욱이, 구동기 회로(70)는 복수의 선택 구동기(76a), 즉 예증적 실시예에서 13개의 구동기를 포함하는 저항 가열 소자 그룹 선택 회로(76)를 포함한다. 각각 13개의 선택 구동기(76a)는 제 1 FET들(26a) 중 하나의 드레인 및 제 2 FET들(36a) 중 하나의 드레인에 접속된다. ASIC(74)는 13개의 선택 신호를 13개의 선택 구동기(76a)에 순차적으로 발생시킨다. 그러므로, 예증적 실시예에 있어서, 단일 선택 구동기(76a)만이 소정의 정해진 시간에 활성화된다.
소정의 점화 기간 중에, 제 1 가열 소자(52)의 하나의 그룹(52a) 또는 제 2 가열 소자(62)의 하나의 그룹(62a)만이 소정의 정해진 시간에 인에이블될 수 있다. 인에이블되는 특정한 그룹은 선택 구동기(76a)가 ASIC(74)에 의해 활성화되고, 프린트 카트리지가 프린트 카트리지 선택 회로(80)에 의해 인에이블되는 것에 따라 변한다. 선택된 그룹 내의 16개의 가열 소자의 소정수, 즉 0 내지 16개의 소자가 점화된다. 점화된 특정수의 소자는 가열 소자에 전기적으로 결합된 별도 프로세서(도시하지 않음)로부터 마이크로프로세서(72)에 의해 수신된 프린트 데이터에 따라 변한다. 마이크로프로세서(72)는 적절한 점화 신호를 16개의 구동기(92)에 반복적으로 발생시키는 ASIC(74)에 신호를 발생시킨다. 이 때, 활성화된 구동기(92)는 이들이 결합되는 가열 소자에 전압 펄스를 제공한다. 제 1 가열 소자(52)에 인가된 전압 펄스는 제 2 가열 소자(62)에 인가된 것과 거의 동일한 진폭 및 펄스폭을 갖는다.
예증적 실시예에 있어서, 제 1 가열 소자(52)는 일반적으로 형태가 정방형이다. 그러나, 이들은 장방형 또는 그 밖의 다른 기하학적 형태를 가질 수 있다. 양호하게는, 제 1 가열 소자는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 제 1 세로 치수 또는 길이(L1), 및 제 1 가로 치수 또는 폭(W1)을 갖는데, 이러한 치수(L1 및 W1)의 비는 0.8 : 1 내지 1.2 : 1 이 된다.
제 2 가열 소자(62)는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 일반적으로 장방형 형태를 갖는다. 양호하게는, 제 2 가열 소자(62)의 제 2 세로 치수 또는 길이(L2)와 제 2 가열 소자(62)의 제 2 가로 치수 또는 폭(W2)의 비는 약 1.2 : 1.0보다 크거나 같다. 보다 양호하게는, L2 와 W2의 비는 약 1.5 : 1.0보다 크거나 같다. 또한, 제 2 가열 소자(62)는 제 1 가열 소자(52)의 표면적보다 작은 제 2 표면적을 갖는다. 양호하게는, 제 2 가열 소자(62)의 제 2 표면적과 제 1 가열 소자의 제 1 표면적의 비가 약 0.4 내지 약 0.8이다. 제 2 가열 소자(62)의 표면적이 제 1 가열 소자(52)의 표면적보다 작기 때문에, 제 2 프린트 헤드(34)는 제 1 프린트 헤드(24)에 의해 분사된 것보다 작은 비말을 분사한다.
제 1 및 제 2 가열 소자(52 및 62)를 형성하는 재료층부의 시트 저항(Ω/square)은 거의 동일하다. 그러나, 제 2 가열 소자(62)의 길이/폭 비(L2/W2)가 제 1 가열 소자(52)의 길이/폭보다 크기 때문에, 제 2 가열 소자(62)의 저항은 제 1 가열 소자(52)의 저항보다 크다. 이것은 다음의 관계식에 기인한다:
저항 = 시트 저항 x (길이/폭)
상술한 바와 같이, 제 1 및 제 2 가열 소자(52 및 62)는 거의 동일한 전압 펄스, 즉 동일한 지속기간 및 진폭을 갖는 전압 펄스를 수용한다. 제 2 가열 소자(62)의 저항이 제 1 가열 소자(52)의 저항보다 크기 때문에, 제 2 가열 소자(62)는 제 1 가열 소자(52)보다 느린 속도로 에너지를 흡수한다. 더욱이, 제 2 가열 소자(62)는 거의 동일한 표면적을 갖지만, 낮은 저항을 갖는 종래의 사각 가열 소자보다 느린 속도로 에너지를 흡수한다. 따라서, 제 2 가열 소자(62)의 표면 온도는 동일한 표면적을 갖지만, 낮은 저항을 갖는 종래의 정방형 가열 소자보다 느린 속도로 증가할 수 있다. 양호하게는, 제 2 가열 소자(62)의 저항과 제 1 가열 소자(52)의 저항의 비는 약 1.2 : 1.0보다 크거나 같고, 보다 양호하게는 약 1.5 : 1.0보다 크거나 같다. 보다 양호하게는, 제 2 가열 소자(62)의 저항은 제 2 가열 소자(62)의 최대 표면 온도가 점화 중에 약 700℃를 초과하지 않도록 선택된다. 보다 양호하게는, 제 2 가열 소자(62)의 저항은 상기 제 2 가열 소자(62)에 대한 표면 온도-시간 곡선이 거의 제 1 가열 소자(52)의 것에 따르도록 선택된다.
일단 제 1 가열 소자의 크기가 결정되면, 적절한 제 2 가열 소자 크기의 결정시 이용될 수 있는 관계식을 얻어낼 수 있다.
성취될 설계상의 제한 조건이 다음과 같이 규정된다:
(1) 지면상의 컬러 또는 제 2 비말점 크기가 흑색 또는 제 1 비말점 크기와 거의 같고,
(2) 컬러 또는 제 2 프린트 카트리지 구동 전압 진폭이 흑색 또는 제 1 프린트 카트리지 구동 전압 진폭과 같고,
(3) 컬러 점화 펄스폭이 흑색 점화 펄스폭과 거의 같고,
(4) 컬러 가열 소자 에너지 밀도는 흑색 가열 소자 에너지 밀도와 거의 같고,
(5) 컬러 가열 소자 표면 온도-시간 곡선이 흑색 가열 소자 표면 온도-시간 곡선과 거의 같고,
(6) 컬러 가열 소자 시트 저항은 흑색 가열 소자 시트 저항과 같으며,
(7) 컬러 및 흑색 가열 소자 최대 표면 온도는 약 700℃ 이하이다.
Vs - Vd = i(Re + Rh) (1)
여기에서,
Vs는 전원 공급 장치로부터의 전압이고,
Vd는 구동기(92) 양단의 전압 강하이며,
i는 가열 소자를 통해 흐르는 전류이고,
Re는 가열 소자에 관한 외부 저항, 예를 들어, 케이블, 와이어 등의 저항이며,
Rh는 가열 소자의 저항이다.
Rh = Rs(Lh/Wh)
여기에서,
Rs는 시트 저항이고,
Lh는 가열 소자의 길이이며,
Wh는 가열 소자의 폭이다.
여기에서, tp는 전압 펄스의 펄스폭이다.
전류에 대해 나타내면 ;
식(2)을 식(1)에 대입하여 Lh에 대해 나타내면 ;
초기에, 제 1 또는 흑색 프린트 헤드(24)는 종래의 방식으로 설계된다. 이와 같은 설계로부터 다음의 변수들에 대한 값은 고정된다:
Vs, Vd, tp, Rs, ED, Re
이와 같은 값을 식(3)에 대입하면, 전개식은 히터 폭의 함수로서 히터 길이에 제공된다. 이와 같은 전개식을 이하에 최종 관계식이라 칭한다.
흑색 가열 소자의 최대 표면 온도가 약 700℃ 이하라고 가정하면, 최종 관계식은 설계 제한 조건(2-7)을 충족시킨다.
최종 단계는 적절한 컬러 또는 제 2 비말점 크기를 달성하기 위해 적절한 제 2 가열 소자 길이 및 폭을 산출하기 위한 것이다. 이러한 단계는 복수의 가능한 가열 소자 폭을 임의로 선택한 다음, 최종 관계식을 이용하여 대응하는 가열 소자 길이에 대해 찾아내는 단계를 포함한다. 이 때, 그와 같은 폭 및 길이를 갖는 제 2 가열 소자의 분석은 제한 조건(1)을 충족시키는 반점의 크기를 생성할 것인지를 결정하는데 필요하다.
다음의 예는 단지 설명을 위한 목적으로 설명하고 있을 뿐, 제한하고자 하는 의도를 갖는 것이 아니다. 제 1 및 제 2 가열 소자를 갖는 제 1 및 제 2 프린트 헤드가 구성된다. 제 1 가열 소자는 32.5 ㎛에 상당하는 길이(Lh)와 32.5 ㎛에 상당하는 폭(Wh)을 갖는다. 제 2 가열 소자는 36 ㎛에 상당하는 길이(Lh)와 18 ㎛에 상당하는 폭(Wh)을 갖는다. 제 1 가열 소자의 저항은 28.2 Ω 이며, 제 2 가열 소자의 저항은 56.6 Ω 이다.
진폭이 11.6 V이고, 지속 기간이 1.5 ㎲인 전압 펄스가 제 1 가열 소자에 인가될 때, 322 mA의 전류가 상기 가열 소자를 통과한다. 더욱이, 이들은 약 4164 J/㎡의 에너지 밀도 및 2.8 GW/㎡의 전력 밀도를 갖는다. 제 1 가열 소자에 의해 흡수된 에너지는 약 4.4 μJ이다. 동일한 지속 기간 및 진폭의 전압 펄스가 제 2 가열 소자에 인가될 때, 179 mA의 전류가 상기 가열 소자를 통과한다. 더욱이, 이들은 약 4165 J/㎡의 에너지 밀도 및 2.8 GW/㎡의 전력 밀도를 갖는다. 제 2 가열 소자에 의해 흡수된 에너지는 약 2.7 μJ이다. 제 1 및 제 2 가열 소자에 인가된 전압 펄스는 지속 기간 및 진폭이 동일하고, 에너지 밀도가 일정해야 하기 때문에, 제 2 가열 소자에 대한 표면 온도-시간 곡선이 제 1 가열 소자와 동일하여야 한다. 더욱이, 제 2 가열 소자가 제 1 가열 소자보다 작은 표면적을 갖기 때문에, 이 소자들은 제 2 프린트 카트리지에 의해 분사되는 소형 비말로 발생된다. 제 1 및 제 2 가열 소자에 대한 최대 표면 온도는 약 700℃ 이하이다.
또한, 분할 전압 펄스들(split voltage pulses)이 제 1 및 제 2 가열 소자에 제공될 수 있는 것으로 고려된다. 분할 전압 펄스들을 제공하기 위한 구동기 회로는 본 발명의 참고 문헌으로 이용된 Robert W. Cornell 등에 의해 "Ink Jet Printer Having Driver Circuit for Generating Warming and Firing Pulses for Heating Elements"란 명칭으로 출원된 계류 중인 미국 특허출원 제 08/823,594 호(대리인 서류 번호 LE8-96-0108)에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 컬러 가열 소자는 최저 저항을 갖는 종래의 정방형 컬러 가열 소자의 속도보다 느린 속도로 에너지를 흡수하며, 그의 저항은 컬러 가열 소자에 대한 표면 온도-시간 곡선이 거의 흑색 온도 소자의 것을 따르도록 선택된다는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 흑색 및 컬러 가열 소자에 대한 가열 소자 표면 온도-시간 곡선을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따라서 구성된 인쇄 장치를 부분적으로 도시한 분해 사시도.
도 3은 제 1 플레이트부의 외부면, 일부분이 부분적으로 제거된 제 1 플레이트의 다른 부분 및 칩 부분이 완전히 제거된 제 1 플레이트부를 갖는 제 1 히터칩의 일부 표면을 도시한 제 1 프린트 헤드부의 평면도.
도 4는 도 3의 라인(4-4)을 따라 절취한 상태를 도시한 도면.
도 5는 제 2 프린트 헤드부를 2개의 상이한 깊이로 도시한 부분 분해 평면도.
도 6은 본 발명의 구동기 회로를 개략적으로 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 잉크젯 인쇄 장치 20, 30 : 프린트 카트리지
22, 32 : 잉크통 24, 34 : 프린트 헤드
26, 36 : 프린트 카트리지 인에이블 회로 26a : FET
28, 38 : 가열 소자 구동 회로 40 : 캐리어
42 : 가이드 레일 50, 60 : 히터칩
52, 62 : 가열 소자 54, 64 : 플레이트
55, 65 : 버블 챔버 56, 66 : 개구
56a, 66a : 오리피스 58, 68 : 잉크 공급 채널
70 : 구동기 회로 76 : 저항 가열 소자 선택 회로
80 : 프린트 카트리지 선택 회로 90 : 공통 구동 회로

Claims (58)

  1. 제 1 오리피스를 갖는 제 1 잉크 수용 챔버 내에 제 1 세로와 가로 치수 및 제 1 저항을 갖는 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가로 치수에 대한 제 1 세로 치수의 비가 약 0.8:1.0 내지 약 1.2:1.0인 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 제 2 잉크 수용 챔버 내에 제 2 세로와 가로 치수 및 제 2 저항을 갖는 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가로 치수에 대한 제 2 세로 치수의 비가 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 제 2 프린트 카트리지; 및
    상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가열 소자의 제 1 저항에 대한 제 2 가열 소자의 제 2 저항의 비는 약 1.2:1보다 크거나 같으며, 상기 제 2 가로 치수에 대한 제 2 세로 치수의 비는 약 1.5:1.0보다 크거나 같은 잉크젯 인쇄 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 표면적을 가지며, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 표면적을 가지고, 상기 제 1 표면적에 대한 제 2 표면적의 비는 약 0.4 내지 약 0.8인 잉크젯 인쇄 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 저항 가열 소자는 거의 정방형인 잉크젯 인쇄 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 저항 가열 소자는 거의 장방형인 잉크젯 인쇄 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지는 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 1 잉크 수용 챔버를 포함하고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 복수의 제 2 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 잉크 수용 챔버를 포함하며, 상기 각각의 제 1 잉크 수용 챔버들은 거의 원형인 제 1 오리피스를 가지며, 상기 각각의 제 2 잉크 수용 챔버들은 거의 원형인 제 2 오리피스를 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지는,
    제 1 오리피스를 내부에 한정하는 복수의 제 1 개구를 갖는 제 1 플레이트; 및
    상부에 형성된 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자를 갖는 제 1 히터칩으로서, 상기 제 1 플레이트는 상기 제 1 플레이트부 및 상기 제 1 히터칩의 부분이 상기 복수의 제 1 잉크 수용 챔버를 한정하도록 상기 제 1 히터칩에 결합되고, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 상기 각각의 제 1 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 제 1 가열 소자들 중 하나의 소자를 갖도록 상기 제 1 히터칩 상에 위치되는, 제 1 히터칩을 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 프린트 카트리지는,
    복수의 제 2 개구가 내부에 형성된 제 2 플레이트; 및
    상부에 형성된 상기 복수의 제 2 저항 가열 소자를 갖는 제 2 히터칩으로서, 상기 제 2 플레이트는 상기 제 2 플레이트부 및 상기 제 2 히터칩의 부분이 상기 복수의 제 2 잉크 수용 챔버를 한정하도록 상기 제 2 히터칩에 결합되고, 상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 상기 각각의 제 2 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자를 갖도록 상기 제 2 히터칩 상에 위치되는, 제 2 히터칩을 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  10. 제 7 항에 있어서, 하나 이상의 트랜지스터를 갖는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로와, 하나 이상의 트랜지스터를 갖는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 구동기 회로는,
    상기 제 1 프린트 카트리지와 제 2 프린트 카트리지 중 하나를 선택적으로 인에이블시키기 위해, 상기 제 1 프린트 카트리지와 관련된 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로 및 상기 제 2 프린트 카트리지와 관련된 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 프린트 카트리지 선택 회로; 및
    상기 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 상기 복수의 제 2 저항 가열 소자에 전기적으로 결합된 공통 구동 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 2개 이상의 그룹의 제 1 저항 가열 소자로 분할되고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 1 가열 소자 및 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 2개 이상의 그룹의 제 2 저항 가열 소자로 분할되고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 2 가열 소자 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 구동기 회로는 상기 제 1 및 제 2 가열 소자 구동 회로에 전기적으로 차례로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹 및 상기 제 2 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹을 선택하는, 저항 가열 소자 그룹 선택 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지는 잉크로 충전된 제 1 잉크통을 추가로 포함하며, 상기 제 2 프린트 카트리지는 잉크로 충전된 제 2 잉크통을 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 잉크통은 잉크로 재충전되는 잉크젯 인쇄 장치.
  15. 제 1 오리피스를 갖는 제 1 잉크 수용 챔버 내에 거의 정방형인 제 1 저항 가열 소자를 포함하는 제 1 프린트 카트리지로서, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 저항, 제 1 표면적 및 제 1 세로와 가로 치수를 가지며, 상기 제 1 세로 치수와 가로 치수의 비는 약 0.8:1.0 내지 약 1.2:1.0이고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 제 2 잉크 수용 챔버 내에 거의 장방형인 제 2 저항 가열 소자를 포함하는 제 2 프린트 카트리지로서, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 저항, 제 2 표면적 및 제 2 세로와 가로 치수를 가지며, 상기 제 2 세로 치수와 가로 치수의 비는 약 1.5:1.0보다 크거나 같으며 상기 제 1 저항에 대한 제 2 저항의 비가 약 1.2:1보다 크거나 같고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는, 제 2 프린트 카트리지; 및
    상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 가열 소자의 표면적에 대한 제 2 가열 소자의 표면적의 비는 약 0.4 내지 약 0.8인 잉크젯 인쇄 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 저항 가열 소자는 정방형의 형상을 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 2 저항 가열 소자는 장방형의 형상을 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지는 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 1 잉크 수용 챔버를 포함하고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 복수의 제 2 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 잉크 수용 챔버를 포함하며, 상기 각각의 제 1 잉크 수용 챔버는 제 1 오리피스를 가지며, 상기 각각의 제 2 잉크 수용 챔버는 제 2 오리피스를 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 구동기는,
    상기 제 1 프린트 카트리지 및 제 2 프린트 카트리지들 중 하나의 카트리지를 선택적으로 인에이블시키기 위해 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 프린트 카트리지 선택 회로; 및
    상기 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 저항 가열 소자에 전기적으로 결합된 공통 구동 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 제 1 저항 가열 소자의 2개 이상의 그룹으로 분할되고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 1 가열 소자 및 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 제 2 저항 가열 소자의 2개 이상의 그룹으로 분할되고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 2 가열 소자 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 구동기 회로는 상기 제 1 및 제 2 가열 소자 구동 회로에 전기적으로 차례로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹 및 상기 제 2 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹을 선택하는, 저항 가열 소자 그룹 선택 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  24. 제 1 오리피스를 갖는 제 1 잉크 수용 챔버 내에 거의 정방형인 제 1 저항 가열 소자를 포함하는 제 1 프린트 카트리지로서, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 표면적 및 제 1 세로와 가로 치수를 가지며, 상기 제 1 세로 치수와 가로 치수의 비는 약 0.8:1.0 내지 약 1.2:1.0이고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 제 2 잉크 수용 챔버 내에 거의 장방형인 제 2 저항 가열 소자를 포함하는 제 2 프린트 카트리지로서, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 표면적 및 제 2 세로와 가로 치수를 가지며, 상기 제 2 세로 치수와 가로 치수의 비는 약 1.5:1.0보다 크거나 같으며, 상기 제 2 표면적은 제 1 표면적보다 작으며, 상기 제 2 프린트 카트리지는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는, 제 2 프린트 카트리지; 및
    공통 구동 회로를 통해 상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 세로 및 가로 치수를 가지며, 제 2 가로 치수에 대한 제 2 세로 치수의 비는 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 잉크젯 인쇄 장치.
  26. 제 24 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  27. 제 24 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지는 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 1 잉크 수용 챔버를 포함하고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 복수의 제 2 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 잉크 수용 챔버를 포함하며, 상기 각각의 제 1 잉크 수용 챔버는 제 1 오리피스를 가지며, 상기 각각의 제 2 잉크 수용 챔버는 제 2 오리피스를 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하며, 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로는 하나 이상의 트랜지스터를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 구동기 회로는,
    제 1 프린트 카트리지 및 제 2 프린트 카트리지들 중 하나의 카트리지를 선택적으로 인에이블시키기 위해 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 프린트 카트리지 선택 회로; 및
    상기 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 저항 가열 소자에 전기적으로 결합된 공통 구동 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 제 1 저항 가열 소자의 2개 이상의 그룹으로 분할되고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 1 가열 소자 및 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 제 2 저항 가열 소자의 2개 이상의 그룹으로 분할되고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 2 가열 소자 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 구동기 회로는 상기 제 1 및 제 2 가열 소자 구동 회로에 전기적으로 차례로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹 및 상기 제 2 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹을 선택하는, 저항 가열 소자 그룹 선택 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  31. 제 1 오리피스를 갖는 제 1 잉크 수용 챔버 내에 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 표면적 및 제 1 저항을 갖는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 제 2 잉크 수용 챔버 내에 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 표면적 및 제 2 저항을 가지며, 상기 제 2 표면적은 제 1 표면적보다 작은, 제 2 프린트 카트리지; 및
    공통 구동 회로를 통해 상기 제 1 및 제 2 가열 소자에 거의 동일한 지속 기간의 전압 펄스를 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 히터 에너지 밀도는 상기 제 2 가열 소자에 대한 히터 에너지 밀도와 거의 동일한 구동기 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 전압 펄스는 거의 동일한 진폭을 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  33. 제 31 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  34. 제 31 항에 있어서, 상기 제 1 가열 소자의 제 1 저항에 대한 제 2 가열 소자의 제 2 저항의 비는 1.2:1보다 크거나 같은 잉크젯 인쇄 장치.
  35. 제 31 항에 있어서, 상기 제 1 저항 가열 소자는 거의 정방형으로서 제 1 세로 및 가로 치수를 가지고, 상기 제 1 세로 치수와 가로 치수의 비는 약 0.8:1.0 내지 약 1.2:1.0이고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하며, 상기 제 2 저항 가열 소자는 거의 장방형으로서 제 2 세로 및 가로 치수를 가지며, 상기 제 2 세로 치수와 가로 치수의 비는 약 1.5:1.0보다 크거나 같으며, 상기 제 2 프린트 카트리지는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  36. 제 1 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 1 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 가로 및 세로 치수와 제 1 저항을 가지며, 상기 제 1 저항 가열 소자는 거의 정방형인, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 2 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 가로 및 세로 치수와 제 2 저항을 가지며, 상기 제 2 가로 치수에 대한 제 2 세로 치수의 비가 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 제 2 프린트 카트리지; 및
    상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 제 2 저항 가열 소자는 거의 장방형인 잉크젯 인쇄 장치.
  38. 제 1 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 1 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 가로 및 세로 치수와 제 1 저항을 갖는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 2 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 가로 및 세로 치수와 제 2 저항을 가지며, 상기 제 2 가로 치수에 대한 제 2 세로 치수의 비가 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 제 2 프린트 카트리지; 및
    상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하며,
    상기 제 1 프린트 카트리지는 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 1 잉크 수용 챔버를 포함하고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 복수의 제 2 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 잉크 수용 챔버를 포함하며, 상기 각각의 제 1 잉크 수용 챔버들은 제 1 오리피스를 가지며 상기 각각의 제 2 잉크 수용 챔버들은 제 2 오리피스를 가지고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하고 상기 제 2 프린트 카트리지는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 구동기 회로는,
    상기 제 1 프린트 카트리지와 제 2 프린트 카트리지 중 하나를 선택적으로 인에이블시키기 위해, 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 프린트 카트리지 선택 회로; 및
    상기 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 상기 복수의 제 2 저항 가열 소자에 전기적으로 결합된 공통 구동 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 2개 이상의 그룹의 제 1 저항 가열 소자로 분할되고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 1 가열 소자 및 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 2개 이상의 그룹의 제 2 저항 가열 소자로 분할되고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 2 가열 소자 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 구동기 회로는 상기 제 1 및 제 2 가열 소자 구동 회로에 전기적으로 차례로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 가열 소자의 2개의 그룹들 중 하나의 그룹 및 상기 제 2 가열 소자의 2개의 그룹들 중 하나의 그룹을 선택하는, 저항 가열 소자 그룹 선택 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  41. 제 1 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 1 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 저항 및 제 1 표면적을 갖는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 2 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 저항 및 제 2 표면적을 가지며, 상기 제 1 저항에 대한 제 2 저항의 비가 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 제 2 프린트 카트리지; 및
    상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하며,
    상기 제 1 저항 가열 소자는 거의 정방형 형상인 잉크젯 인쇄 장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  43. 제 41 항에 있어서, 상기 제 1 가열 소자의 표면적에 대한 상기 제 2 가열 소자의 표면적의 비는 약 0.4 내지 약 0.8인 잉크젯 인쇄 장치.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 제 2 저항 가열 소자는 거의 정방형 형상인 잉크젯 인쇄 장치.
  45. 제 1 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 1 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 저항 및 제 1 표면적을 갖는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 2 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 저항 및 제 2 표면적을 가지며, 상기 제 1 저항에 대한 제 2 저항의 비가 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 제 2 프린트 카트리지; 및
    상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하며,
    상기 제 1 프린트 카트리지는 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 복수의 제 1 잉크 수용 챔버를 포함하고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 복수의 제 2 저항 가열 소자 및 복수의 제 2 잉크 수용 챔버를 포함하며, 상기 각각의 제 1 잉크 수용 챔버들은 제 1 오리피스를 가지며 상기 각각의 제 2 잉크 수용 챔버들은 제 2 오리피스를 가지고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하고 상기 제 2 프린트 카트리지는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  46. 제 45 항에 있어서, 상기 구동기 회로는,
    상기 제 1 프린트 카트리지와 제 2 프린트 카트리지 중 하나를 선택적으로 인에이블시키기 위해, 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 프린트 카트리지 선택 회로; 및
    상기 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 상기 복수의 제 2 저항 가열 소자에 전기적으로 결합된 공통 구동 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 2개 이상의 그룹의 제 1 저항 가열 소자로 분할되고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 1 가열 소자 및 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 2개 이상의 그룹의 제 2 저항 가열 소자로 분할되고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 2 가열 소자 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 구동기 회로는 상기 제 1 및 제 2 가열 소자 구동 회로에 전기적으로 차례로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹 및 상기 제 2 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹을 선택하는, 저항 가열 소자 그룹 선택 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  48. 제 1 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 1 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 1 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 1 가열 소자는 제 1 표면적을 갖는, 제 1 프린트 카트리지와;
    제 2 오리피스를 갖는 하나 이상의 제 2 잉크 수용 챔버 내에 하나 이상의 제 2 저항 가열 소자를 포함하며, 상기 제 2 가열 소자는 상기 제 1 표면적보다 작은 제 2 표면적을 가지며, 상기 제 1 프린트 카트리지는 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하며 상기 제 2 프린트 카트리지는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로를 추가로 포함하는, 제 2 프린트 카트리지; 및
    공통 구동 회로에 의해 상기 제 1 및 제 2 가열 소자들 중 하나의 소자에 점화 펄스를 선택적으로 제공하기 위해 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지에 전기적으로 결합되며, 상기 제 1 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기의 잉크 비말이 상기 제 1 챔버 오리피스로부터 분사되도록 증기 버블이 상기 제 1 챔버 내에 발생되게 하며, 상기 제 2 가열 소자에 대한 점화 펄스는 제 1 크기 이하인 제 2 크기의 잉크 비말이 상기 제 2 챔버 오리피스로부터 분사되도록 상기 제 2 챔버 내에 증기 비말이 발생되게 하는 구동기 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 제 2 가열 소자는 제 2 세로 및 가로 치수를 가지며, 상기 제 2 가로 치수에 대한 제 2 세로 치수의 비는 약 1.2:1.0보다 크거나 같은 잉크젯 인쇄 장치.
  50. 제 48 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  51. 제 48 항에 있어서, 상기 구동기 회로는,
    제 1 프린트 카트리지 및 제 2 프린트 카트리지들 중 하나의 카트리지를 선택적으로 인에이블시키기 위해 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로 및 상기 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 프린트 카트리지 선택 회로; 및
    상기 복수의 제 1 저항 가열 소자 및 상기 복수의 제 2 저항 가열 소자에 전기적으로 결합된 공통 구동 회로를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  52. 제 48 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 저항 가열 소자는 제 1 저항 가열 소자의 2개 이상의 그룹으로 분할되고, 상기 제 1 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 1 가열 소자 및 상기 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 1 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 복수의 제 2 저항 가열 소자는 제 2 저항 가열 소자의 2개 이상의 그룹으로 분할되고, 상기 제 2 프린트 카트리지는 상기 복수의 제 2 가열 소자 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합된 제 2 가열 소자 구동 회로를 추가로 포함하며,
    상기 구동기 회로는 상기 제 1 및 제 2 가열 소자 구동 회로에 전기적으로 차례로 결합되는 상기 제 1 및 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로에 전기적으로 결합되고, 상기 제 1 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹 및 상기 제 2 가열 소자의 2개 이상의 그룹들 중 하나의 그룹을 선택하는, 저항 가열 소자 그룹 선택 회로를 추가로 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  53. 제 1 항, 제 15 항, 제 24 항, 제 31 항, 제 35 항, 제 37 항, 제 40 항, 제 44 항 또는 제 47 항 중 어느 한 항에 따른 잉크젯 인쇄 장치에 사용되는 프린트 헤드.
  54. 제 1 항, 제 15 항, 제 24 항, 제 31 항, 제 35 항, 제 37 항, 제 40 항, 제 44 항 또는 제 47 항 중 어느 한 항에 따른 잉크젯 인쇄 장치에 사용되는 프린트 카트리지.
  55. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  56. 제 35 항에 있어서, 상기 전압 펄스는 거의 동일한 진폭을 갖는 잉크젯 인쇄 장치.
  57. 제 35 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 가열 소자는 거의 동일한 시트 저항을 갖는 재료층부를 포함하는 잉크젯 인쇄 장치.
  58. 제 35 항에 있어서, 상기 제 1 가열 소자의 제 1 저항에 대한 제 2 가열 소자의 제 2 저항의 비는 약 1.2:1보다 크거나 같은 잉크젯 인쇄 장치.
KR1019980010217A 1997-03-25 1998-03-25 공통 구동 회로로부터 에너지 펄스를 수용하는 제1및제2프린트 카트리지를 갖는 잉크젯 인쇄장치 KR100661260B1 (ko)

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