KR100685765B1 - 환경 온도 변화로 인한 화상 품질 저하를 방지하는 헤드컨트롤러, 잉크젯 기록 장치, 및 화상 기록 장치 - Google Patents

Abstract

헤드 컨트롤러는 액적 토출 헤드의 노즐과 연통하는 가압실의 용적을 수축 및 팽창시키는 압력 발생 수단을 제어한다. 구동 파형 발생 회로는 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 가압실의 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 상기 팽창 상태에서 가압실의 용적을 수축시켜 잉크 방울을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함한다. 제1 전위차가 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 제2 전위차가 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차일 때, 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차는 환경 온도가 미리 정한 제1 온도보다 고온인 경우에 작아지고, 환경 온도가 미리 정한 제2 온도보다 저온인 경우에는 커진다.

Description

환경 온도 변화로 인한 화상 품질 저하를 방지하는 헤드 컨트롤러, 잉크젯 기록 장치, 및 화상 기록 장치{HEAD CONTROLLER, INKJET RECORDING APPARATUS, AND IMAGE RECORDING APPARATUS THAT PREVENT DEGRADATION IN IMAGE QUALITY DUE TO ENVIRONMENT TEMPERATURE CHANGES}

본 발명은 헤드 컨트롤러 및 화상 기록 장치에 관한 것이다.

프린터, 팩시밀리 장치, 복사 장치, 및 플로터 등의 화상 기록 장치(화상 형성 장치)로서 이용되는 잉크젯 기록 장치에는 액적 토출 헤드로서 잉크젯 헤드가 탑재되어 있고, 이 액적 토출 헤드는 잉크 방울을 토출하는 노즐과, 이 노즐과 연통하는 잉크 유로(토출실, 압력실, 가압실, 액실 등이라고도 불림)와, 이 잉크 유로 내의 잉크를 가압하는 압력 발생 수단을 포함한다. 이 액적 토출 헤드의 예로는 또한 액체 레지스트를 액적의 형태로 토출하는 액적 토출 헤드와 DNA의 시료를 액적의 형태로 토출하는 액적 토출 헤드가 있다. 이하에서는 잉크젯 헤드를 중점적으로 설명하기로 한다.

소위, 피에조 잉크젯, 열전사 잉크젯, 및 정전형 잉크젯 등의 잉크젯 헤드가 알려져 있다. 피에조 잉크젯은 잉크 유로 내의 잉크를 가압하는 압력 발생 수단으로서 압전 소자를 이용해서, 잉크 유로의 벽면을 형성하는 진동판을 변형시키고, 잉크 유로의 용적을 변화시켜 잉크 방울을 토출시킨다(일본 특허 공개 평2-51734호 공보 참조), 열전사 잉크젯 헤드는 발열 저항체를 이용해서, 잉크 유로 내에서 잉크를 가열하여 기포를 발생시킴으로써 생성된 압력으로 잉크 방울을 토출시킨다(일본 특허 공개 소61-59911호 공보 참조), 정전형 잉크젯 헤드에 있어서, 잉크 유로의 벽면을 형성하는 진동판과 전극은 대향 배치되고, 그 진동판이 진동판과 전극 간에 발생된 정전력에 의해 변형됨으로써, 잉크 유로의 용적이 변하여 잉크 방울이 토출된다(일본 특허 공개 평6-71882호 공보 참조).

이러한 잉크젯 헤드 중 일부는 진동판을 가압실 측으로 밀어 넣어, 가압실의 용적을 작게 함으로써 잉크 방울을 토출시키는 푸시 토출 기법(push discharging method)으로 구동된다. 또한, 일부 잉크젯 헤드는 진동판을 잉크실의 외측 방향의 힘으로 변형시켜 잉크실의 용적을 넓힌 상태에서 그 잉크실이 원래의 용적이 되도록 진동판을 원래의 상태가 되게 함으로써 잉크 방울을 토출시키는 풀 토출 기법(pull discharging method)으로 구동된다.

또한, 잉크젯 헤드에 관해서, 잉크의 점도는 다른 환경의 온도 변화에 따라 변하여, 잉크 방울의 속도(잉크 토출 속도)(Vj)가 빨라지거나 느려지게 된다. 이에 따라, 기록 용지 상에서의 잉크 방울의 착탄 위치가 틀어지거나, 잉크 방울의 체적(잉크 방울 토출 체적)(Mj)이 커지거나 작아질 수 있다. 그 결과, 화질의 농담이 변할 수 있고 혹은 화질이 변할 수 있다. 또한, 잉크 방울 토출 속도(Vj)가 빨라지거나 느려지기 때문에, 분사 굴곡이 일어나거나, 그에 따라 분사 다운 등이 발생하게 되는 경우가 있다.

그에 따라, 환경 온도 변화를 고려한, 풀 토출 기법의 피에조형 헤드의 구동 방법에 관하여, 예컨대 일본 특허 공개 평11-268266호 공보에 기재되어 있고, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 신호(P1)는 압력 발생실을 팽창시키고, 제2 신호(P2)는 이 압력 발생실의 팽창 상태를 유지하며, 제3 신호(P3)는 이 팽창 상태에서 압력 발생실을 수축시켜 잉크 방울을 토출시키는 방법이 알려져 있다. 온도 검출 수단의 온도 검출 결과에 기초하여, 고온일 때에는 제1 전위차(ΔV1)[즉, 제1 신호(P1)와 제2 신호(P2) 간의 전위차]와 제2 전위차(ΔV2)[즉, 제3 신호(P3)와 제2 신호(P2) 간의 전위차] 간의 차를 확대(증가)시키고, 저온일 때에는 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차를 압축(축소)시키는 것이 알려져 있다.

즉, 고온일 때에는 제1 신호(P1)의 전위 및 제3 신호(P3)의 전위는 도 1에 파선으로 도시한 바와 같이 작아진다. 이 경우에, 제1 신호(P1)의 전위보다 제3 신호(P3)의 전위의 저하 정도를 크게 함으로써, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차를 확대시킨다. 한편, 저온일 때에는 제1 신호(P1)의 전위 및 제3 신호(P3)의 전위는 각각 도 1에 2점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 커진다. 이 때, 제1 신호(P1)의 전위보다 제3 신호(P3)의 전위의 증가분을 크게 함으로써, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차를 축소시킨다.

그러나, 전술한 종래의 잉크젯 헤드의 구동 방법에서는, 고온인 경우에 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 커지고, 저온인 경우에는 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 작아진다. 이에, 저온에서는 상온일 때보다 메니스커스(meniscus)가 끝나지 않은 상태에서 압력 발생실을 수축시키거나, 메니 스커스가 끝나더라도 압력 발생실을 필요 이상으로 수축시키기 때문에, 잉크 방울의 토출 체적(Mj)이 커진다.

즉, 잉크 점도가 온도에 따라 변하기 때문에, 고온에서는 잉크 방울 토출 속도(Vj)가 빨라지고, 저온에서는 잉크 방울의 토출 속도(Vj)가 느려진다. 도 2에 실선으로 도시하는 바와 같이, 그러나, 잉크 방울 토출 체적(Mj)은 고온이나 저온 모두에서 커진다.

여기서, 저온시에 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 작아지면, 저온인 경우에는 상온일 때보다 노즐의 메니스커스가 끝나지 않은 상태에서 압력 발생실이 수축된다. 메니스커스가 끝나더라도 압력 발생실이 필요 이상으로 수축된다. 그에 따라, 잉크 방울 토출 체적(Mj)도 도 2에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이 커진다.

전술한 바와 같이, 종래의 잉크젯 헤드의 구동 방법에는 온도 변화에 따라 잉크 방울의 토출 속도(Vj)와 토출 체적(Mj)이 변하여 화상 품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전술한 과제가 해결된 개선되고 유용한 헤드 컨트롤러, 잉크젯 기록 장치 및 화상 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 환경 온도 변화로 인한 화상 품질의 저하를 방지하는 헤드 컨트롤러 및 화상 기록 장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양태에 따르면, 액적 토출 헤 드의 노즐과 연통하는 압력 발생 수단을 제어하는 헤드 컨트롤러가 제공되고, 이 헤드 컨트롤러는,

적어도, 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 제1 파형 요소에 의한 가압실의 용적의 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 가압실의 용적을 팽창 상태에서 수축시켜 가압실로부터 액적을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함하는 구동 펄스를 출력하는 구동 파형 발생 수단와,

환경 온도가 미리 정한 제1 온도보다 고온인 경우 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 작게 하고, 환경 온도가 미리 정한 제2 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 크게 하는 수단을 포함하고, 여기서, 제1 전위차는 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 제2 전위차는 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이다.

본 발명에 따른 헤드 컨트롤러에 있어서, 제1 전위차가 제2 전위차보다 큰 경우에, 제1 파형 요소의 전위가 변하는 것이 좋다. 제2 전위차가 제1 전위차보다 큰 경우에는 제3 파형 요소의 전위가 변하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 잉크젯 기록 장치가 제공되며, 이 잉크젯 기록 장치는,

잉크 방울을 토출하고 가압실을 구비한 액적 토출 헤드와,

적어도, 액적 토출 헤드의 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 제1 파형 요소에 의한 가압실의 용적의 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 가압실의 용적을 팽창 상태에서 수축시켜 가압실로부터 액적을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함하는 구동 펄스를 출력하는 구동 파형 발생 수단과,

환경 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,

환경 온도가 미리 정한 제1 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 작게 하고, 환경 온도가 미리 정한 제2 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 크게 하는 수단을 포함하고, 여기서 제1 전위차는 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 제2 전위차는 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이다.

본 발명에 따른 잉크젯 기록 장치에 있어서, 제1 전위차가 제2 전위차보다 큰 경우에는, 제1 파형 요소의 전위가 변하는 것이 좋다. 또한, 제2 전위차가 제1 전위차보다 큰 경우에는 제3 파형 요소의 전위가 변하는 것이 좋다.

또한, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 기록 장치가 제공되며, 이 기록 장치는,

잉크 방울을 토출하고 가압실을 갖는 액적 토출 헤드와,

적어도, 액적 토출 헤드의 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 제1 파형 요소에 의한 가압실의 용적의 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 가압실의 용적을 팽창 상태에서 수축시켜 가압실로부터 액적을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함하는 구동 펄스를 출력하는 구동 파형 발생 수단과,

환경 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,

환경 온도가 미리 정한 제1 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 작게 하고, 환경 온도가 미리 정한 제2 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 크게 하는 수단을 포함하고, 여기서 제1 전위차는 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 제2 전위차는 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이다.

본 발명에 따른 기록 장치에 있어서, 제1 전위차가 제2 전위차보다 큰 경우에는, 제1 파형 요소의 전위가 변하는 것이 좋다. 또한, 제2 전위차가 제1 전위차보다 큰 경우에는 제3 파형 요소의 전위가 변하는 것이 좋다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러를 이용하면, 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차가 제1 전위차이고, 가압실의 용접 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차가 제2 전위차일 때, 환경 온도가 미리 정한 제1 온도보다 고온이면, 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차는 작아진다. 한편, 환경 온도가 미리 정한 제2 온도보다 저온인 경우, 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차는 커진다. 그에 따라, 온도 변화에 비례하여 토출 속도와 토출 체적을 적절하게 수정하는 것이 가능하다. 따라서, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화상 기록 장치를 이용하면, 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차가 제1 전위차이고, 가압실의 용접 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차가 제2 전위차일 때 , 환경 온도가 미리 정한 제1 온도보다 높다면, 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차는 작아진다. 한편, 환경 온도가 미리 정한 제2 온도보다 저온인 경우, 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차는 커진다. 그에 따라, 온도 변화에 비례하여 토출 속도와 토출 체적을 적절하게 수정하는 것이 가능하다. 따라서, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 도면과 함께 다음의 구체적인 설명으로부터 분명해질 것이다.

도 1은 종래의 헤드 컨트롤러를 설명하기 위한 구동 파형 그래프이다.

도 2는 종래의 헤드 컨트롤러에서 온도 변화에 따른 잉크 방울 토출 체적(Mj)의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.

도 3은 본 발명에 따른 화상 기록 장치로서 잉크젯 기록 장치의 기구부의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 4는 잉크젯 기록 장치의 기구부의 단면도이다.

도 5는 잉크젯 기록 장치의 기록 헤드를 구성하는 잉크젯 헤드의 일례를 설하기 위한 도면으로서, 헤드의 액실의 긴 변 방향을 따른 단면도이다.

도 6은 헤드의 액실 짧은 변 방향을 따른 단면이다.

도 7은 헤드의 부분을 설명하기 위한 평면도이다

도 8은 잉크젯 기록 장치의 제어부의 개요를 명하는 블록도이다.

도 9은 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러의 제1 실시예를 설명하기 위한 구동 파형 그래프이다.

도 10은 헤드 컨트롤러의 제1 실시예에 있어서 온도 변화에 따른 잉크 방울 토출 체적(Mj)의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.

도 11은 제2 실시예의 프로세스를 설명하기 위한 흐름도이다.

도 12는 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러의 제2 실시예를 설명하기 위한 구동 파형 그래프이다.

도 13은 헤드 컨트롤러의 제2 실시예에 있어서 온도 변화에 따른 잉크 방울 토출 체적(Mj)의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.

도 14는 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러의 제3 실시예를 설명하기 위한 구동 파형 그래프이다.

도 15는 헤드 컨트롤러의 제3 실시예에 있어서 온도 변화에 따른 잉크 방울 토출 체적(Mj)의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.

본 발명의 양호한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 화상 기록 장치로서 잉크젯 기록 장치의 기구부의 개략 사시도이다. 도 4는 기구부의 단면도이다.

이 잉크젯 기록 장치 장치는, 예컨대 기록 장치 본체(1)의 내부에 주 주사 방향으로 이동 가능한 캐리지, 이 캐리지에 탑재된 잉크젯 헤드로 이루어지는 기록 헤드, 기록 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 카트리지로 구성되는 인쇄 기구부(2)를 수납한다. 잉크젯 기록 장치는 급지 카세트(4) 또는 수동 트레이(5)로부터 공급되 는 용지(3)를 가져와, 인쇄 기구부(2)로 원하는 화상을 기록한 후, 기록 장치 본체(1)의 후면에 장착된 배지 트레이(6)에 용지를 배출한다.

인쇄 기구부(2)는 (도시 생략된) 좌우의 측판에 놓인 가이드 부재인 주 가이드 로드(11)와 종 가이드 로드(12)로 캐리지(13)를 주 주사 방향(도 4에서 지면 수직 방향)으로 슬라이드 가능한 방법으로 캐리지(13)를 유지한다. 헤드(본 명세서에서는 잉크젯 헤드와 기록 헤드라고 칭해짐)(14)는 옐로우(Y), 시안(C), 마젠타(M), 블랙(Bk)의 각 색의 잉크 방울을 토출하고, 잉크 방울 토출 방향을 아래쪽으로 향하게 하여 캐리지(13)에 장착된다. 각 색의 잉크를 공급하기 위한 각 잉크 탱크(잉크 카트리지)(15)가 교환 가능하게 캐리지(13)의 상측에 장착된다.

잉크 카트리지(15)는 대기와 연통하는 상측에 마련된 공기 구멍과, 대응하는 잉크젯 헤드(14)에 잉크를 공급하는 하측에 있는 공급 포트와, 내부에 잉크가 충전되는 다공질체를 각각 포함한다. 잉크젯 헤드(14)에 공급된 잉크는 다공질체의 모관력에 의해 근소한 부압 하에서 유지된다. 잉크는 잉크 카트리지(15)로부터 헤드(14) 내로 공급된다.

캐리지(13)의 후방측(용지 반송 방향의 하류측)은 슬라이드 가능한 방식으로 주 가이드 로드(11)에 끼워져서 장착되고, 전방측(용지 반송 방향의 상류측)은 종 가이드 로드(12)에 슬라이드 가능한 방식으로 배치된다. 이 캐리지(13)를 주 주사 방향으로 이동 및 주사하기 위해서, 타이밍 벨트(20)는 주 주사 모터(17)에 의해 회전 구동되는 구동 풀리(pulley)(18)와 부 구동 풀리(19) 사이에 스트레치되고, 타이밍 벨트(20)는 캐리지(13)에 고정되며, 캐리지(13)는 주 주사 모터(17)의 정역 회전에 의해 왕복 방식으로 구동된다.

또한, 전술한 경우에 있어서, 각 색의 헤드(14)가 기록 헤드로서 이용된다. 그러나, 각 색의 잉크 방울을 토출하는 노즐을 갖는 하나의 헤드를 그 대신 사용할 수 있다. 또한, 헤드(14)에 관하여, 잉크 유로의 벽면의 적어도 일부를 형성하는 진동판과, 이 진동판을 압전 소자로 변형시키는 피에조형 잉크젯 헤드가 후술하는 바와 같이 이용된다.

한편, 급지 카세트(4)에 세트된 용지(3)를 헤드(14)의 하부에 반송하기 위해서, 급지 카세트(4)로부터 용지(3)를 분리 및 급지하는 급지 롤러(21) 및 마찰 패드(22)와, 용지(3)를 안내하는 가이드 부재(23)와, 급지된 용지(3)를 반전시켜 반송하는 반송 롤러(24)와, 이 반송 롤러(24)의 표면에 대하여 누르는 반송 회전자(25), 및 반송 롤러(24)로부터의 용지(3)의 송출 각도를 규정하는 선단 회전자(26)가 설치된다. 반송 롤러(24)는 부 주사 모터(27)에 의해서 적절한 기어열을 통해 회전 구동된다.

또한, 캐리지(13)의 주 주사 방향의 이동 범위에 따라 반송 롤러(24)로부터 송출된 용지(3)를 기록 헤드(14) 아래로 안내하는 용지 가이드 부재인 수납 부재(29)가 설치된다. 이 수납 부재(29) 다음의 용지 반송 방향 하류 측에는 용지(3)를 배출 방향으로 송출하기 위해서 회전되는 반송 회전자(31) 및 박차(32)가 설치된다. 게다가, 용지(3)를 배지 트레이(6)에 송출하는 용지 배출 롤러(33) 및 박차(34)와, 용지 배출 경로를 형성하는 가이드 부재(35, 36)가 도시하는 바와 같이 배치된다.

기록 시에는, 캐리지(13)를 이동시키면서 화상 신호에 따라서 기록 헤드(14)를 구동함으로써, 정지하고 있는 용지(3)에 잉크가 토출되어 1행분이 기록된다. 다음 행의 기록은 용지(3)가 소정량 반송된 후에 행해진다. 기록 종료 신호, 또는 용지(3)의 단부가 기록 영역에 도달함을 알리는 신호를 수신함으로써 기록 동작이 종료되고, 용지(3)가 배출된다.

또한, 헤드(14)의 토출 불량을 회복하기 위한 회복 장치(37)가 캐리지(13)의 이동 방향 우단측 상의 기록 영역 외부 위치에 배치되어 있다. 회복 장치(37)는 캡 수단과, 흡인 수단 및 클리닝 수단을 포함한다. 인쇄 대기 중에, 캐리지(13)는 이 회복 장치(37) 측으로 이동되고, 캡핑 수단에 의해 헤드(14)가 캡핑되어, 토출구 부분(노즐 구멍)을 습윤 상태로 유지함으로써 잉크 건조에 의한 토출 불량을 방지한다. 또한, 기록 도중 등에 기록과 관계되지 않는 잉크를 토출(제거)함으로써, 모든 토출구의 잉크 점도를 일정하게 하여, 안정된 토출 성능을 유지한다.

예컨대, 토출 불량이 발생한 경우에는 캡핑 수단에 의해 헤드(14)의 토출구(노즐)가 밀봉되어, 잉크와 함께 기포 등이 튜브를 통해서 흡인 수단으로 토출구로부터 흡인되고, 토출구의 표면에 부착된 잉크나 먼지 등은 클리닝 수단에 의해 제거된다. 따라서, 토출 불량이 회복된다. 또한, 흡인된 잉크는 기록 본체(1)의 하부에 설치된 폐잉크통(도시 생략)으로 배출되어, 폐잉크통 내부의 잉크 흡수체에 흡수 유지된다.

이어서, 이 잉크젯 기록 장치의 기록 헤드(14)를 형성하는 잉크젯 헤드에 관해서 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 한편, 도 5는 기록 헤드(14)의 액셀의 긴 길이 방향을 따른 단면 설명도이다. 도 6은 기록 헤드(14)의 액실의 짧은 길이 방향을 따른 단면 설명도이다. 도 7은 동 헤드의 주요부 평면 설명도이다.

이 잉크젯 헤드는 단결정 실리콘 기판으로 형성된 유로판(41)과, 이 유로판(41)의 하면에 접합된 진동판(42)과, 유로판(41)의 상면에 접합된 노즐판(43)을 포함하고, 가압실(46)과 잉크 공급 유로(47)를 형성한다. 가압실(46)은 액적인 잉크 방울을 토출하는 노즐(45)이 노즐 연통로(45a)를 통해 연통하는 잉크 유로이다. 잉크 공급 유로는 가압실(46)에 잉크를 공급하기 위한 공통액실(48)에 잉크 공급구(49)를 통해 연통되는 유체 저항부가 된다.

가압실(46) 내의 잉크를 가압하기 위한 압력 발생 수단(액츄에이터 수단)인 전기 기계 변환 소자로서 적층형 압전 소자(52)는 각 가압실(46)에 대응하도록 진동판(42)의 외면(액실과 반대하는 표면)에 접합된다. 이 압전 소자(52)는 베이스 기판(53)에 접합된다. 또한, 압전 소자(52) 사이에는 가압실(46) 사이에 있는 격벽부(41a)에 대응하도록 지주부(54)가 설치되어 있다. 여기서는, 압전 소자 부재에 하프컷트(half-cut)의 다이싱에 의한 슬릿 가공을 실시함으로써 빗살형으로 분할하여, 압전 소자(52)와 지주부(54)가 번갈아 배치된다. 지주부(54)의 구성도 압전 소자(51)와 동일하다. 그러나 구동 전압을 인가하지 않기 때문에 지주부(54)는 단순히 지주로서만 역할한다.

또한, 진동판(42)의 외주부는 프레임 부재(44)에 갭 재료를 포함하는 접착제(50)에 의해 접합된다. 이 프레임 부재(44)에는 공통 액실(48)이 되는 오목부와, 외부에서 이 공통 액실(48)로 잉크를 공급하는 잉크 공급 구멍(51)(도 7 참조)이 형성된다. 이 프레임 부재(44)는, 예컨대 에폭시계 수지 또는 폴리페닐렌설파이트로 사출 성형으로 형성된다.

여기서, 노즐 연통로(45a), 가압실(46) 및 잉크 공급로(47)로서 기능하는 오목부와 구멍은 예컨대 결정면방위(110)의 단결정 실리콘 기판 상에 수산화칼륨 수용액(KOH) 등의 알카리성 에칭액을 이용하여 이방성 에칭함으로써, 유로판(41)에 형성된다. 그러나, 단결정 실리콘 기판에 한정되지 않는다. 예컨대, 스테인레스 기판이나 감광성 수지 등을 이용할 수도 있다.

진동판(42)은 니켈로 구성된 금속 플레이트로 형성되어, 예컨대 일렉트로포밍법(전기주조법)으로 제조된다. 그러나, 금속판이나 수지판, 또는 금속과 수지판의 접합 부재 등을 이용할 수도 있다. 이 진동판(42)은 가압실(46)에 대응하는 부분에 변형을 용이하게 하기 위한 얇은 벽부(다이어프램부)(55) 및 압전 소자(52)와 접합하기 위한 두꺼운 벽부(섬 형상 볼록부)(56)를 형성한다. 또한, 지주부(54)에 대응하는 부분에 그리고 프레임 부재(44)의 접합부에도 두꺼운 벽부(57)를 형성한다. 그래서 진동판(42)의 평탄면 측은 유로판(41)에 접착제로 접합된다. 섬 형상 볼록부(56)는 압전 소자(52)에 접착제로 접합된다. 또한 후육부(57)는 지주부(54) 및 프레임 부재(44)에 접착제(50)로 접합된다. 여기서, 진동판(42)은 2층 구조의 니켈 전기주조로 형성된다. 이 경우에, 다이어프램부(55)의 두께는 3㎛, 폭은 35㎛(한 쪽)이다.

노즐판(43)은 각 가압실(46)에 대응하여 직경 10∼35㎛의 노즐(45)(도 5)을 형성한다. 또한, 노즐판(43)은 유로판(41)에 접착제로 접합된다. 이 노즐판(43)으 로는 스테인레스, 니켈 등의 금속, 금속과 폴리이미드 수지 필름 등의 수지와의 조합, 실리콘 및 이들의 조합으로 이루어진 것을 이용할 수 있다. 여기서, 노즐판(43)은 전기주조 공법을 이용한 Ni 도금막 등으로 형성된다. 또한, 노즐(43)의 내부 형상(내측 형상)은 혼 형상(대략 원주 형상 또는 대략 원추사다리꼴 형상도 좋음)이 되게 형성된다. 이 노즐(45)의 구멍 지름은 잉크 방울 출구측 상에서 약 20∼35㎛이다. 또한, 각 열의 노즐 피치는 150 dpi이다.

또한, 발수성의 표면 처리가 실시되는 발수 처리층(도시 생략)이 노즐판(43)의 노즐면(토출 방향의 표면 : 토출면) 상에 설치된다. 발수 처리층으로서는, 예컨대 PTFE-Ni 공통 분석 도금과, 불소 수지의 전착 도장, 증발성이 있는 불소 수지(예컨대 불화 피치 등)를 증착 코팅한 것, 실리콘계 수지 ·불소계 수지의 용제 도포후의 소부 등, 잉크 물성에 따라서 선정한 발수 처리막을 형성하여, 잉크 방울의 형상, 비상 특성을 안정화하여, 고품위의 화상 품질을 얻을 수 있다.

압전 소자(52)는 두께가 10∼50㎛/층인 티타늄산지르콘산납(PZT)의 압전층(61)과, 여러 ㎛/층의 두께를 갖는 은 ·팔라듐(AgPd)으로 이루어지는 내부 전극층(62)을 교대로 적층하여 형성된다. 내부 전극층(62)은 교대로 단부면의 단부면 전극(외부 전극)인 개별 전극(63), 공통 전극(64)에 전기적으로 접속된다. 가압실(46)은 압전 상수가 d33인 압전 소자(52)의 신축에 의해 수축 및 팽창된다. 압전 소자(52)에 구동 신호가 인가되어 충전되는 경우에 가압실은 팽창한다. 한편, 압전 소자(52)에 충전된 전하가 방전되면 가압실은 반대 방향으로 수축한다.

한편, 압전 소자 부재의 일단면의 단부면 전극은 하프컷트에 의한 다이싱 가 공에 의해 개별 전극(63)으로 분할되고, 타단면의 단부면 전극은 절결 등의 가공에 의한 제한에 의해 분할되지 않고 모든 압전 소자(52)를 통해 도통되는 공통 전극(64)이 된다.

그리고, 압전 소자(52)의 개별 전극(63)에는 구동 신호를 부여하기 위해서 땜납 접합 또는 ACF(이방 도전성 막) 접합 혹은 와이어본딩으로 FPC 케이블(65)이 접속된다. 이 FPC 케이블(65)에는 각 압전 소자(52)에 선택적으로 구동 파형을 인가하기 위한 구동 회로(드라이버 IC)가 접속되어 있다. 또한, 공통 전극(64)은 압전 소자(52)의 단부에 전극층을 설치함으로써 FPC 케이블(65)의 접지(GND) 전극에 접속된다.

이와 같이 구성된 잉크젯 헤드에 있어서, 예컨대 기록 신호에 따라서 압전 소자(52)에 구동 파형(10∼50V의 펄스 전압)을 인가함으로써, 압전 소자(52)에 적층 방향의 변위가 생긴다. 그러므로, 가압실(46) 내의 잉크가 진동판(42)을 통해 가압되어 압력이 상승한다. 그에 따라, 노즐(45)로부터 잉크 방울이 토출된다.

그 후, 잉크 방울 토출 종료에 따라, 가압실(46) 내의 잉크 압력이 저감되어, 잉크 흐름의 관성과 구동 펄스의 방전 과정에 의해서 가압실(46) 내에 부압이 발생하여 잉크 충전 행정으로 이행한다. 이 때, 잉크 탱크(도시 생략)로부터 공급된 잉크는 공통 액실(48)로 유입되고, 흐름은 공통 액실(48)로부터 잉크 공급구(49)를 거쳐 유체 저항부(47)를 지나서, 가압실(46) 내에 충전된다.

또한, 유체 저항부(47)는 토출후의 잔류 압력 진동의 감쇠에 효과가 있는 반면, 표면 장력에 의한 재충전에 대하여 저항이 된다. 유체 저항부(47)의 유체 저항 치를 적절히 선택함으로써, 잔류 압력의 감쇠와 충전 시간의 균형이 유지되어, 다음 잉크 방울 토출 동작으로 이행할 때까지의 시간(구동 주기)을 짧게 할 수 있다.

이어서, 이 잉크젯 기록 장치의 제어부(헤드 컨트롤러)의 개요에 관해서 도 8을 참조하여 설명한다.

이 제어부는 프린터 컨트롤러(70)와, 헤드 구동 회로(71)를 포함하는 엔진 컨트롤러를 포함한다. 프린터 컨트롤러(70)는 호스트 컴퓨터 등으로부터의 인쇄 데이터 등을 케이블이나 네트워크를 통해 수신하는 인터페이스(이하, "I/F"라 함)(72)와, CPU에 의해 구성된 주 제어부(73)와, 데이터 등을 기억하는 RAM(74)과, 각종 데이터 처리를 위한 루틴 등을 기억한 ROM(75)와, 발진 회로(76)와, 잉크젯 헤드(14)에 구동 파형(Pv)을 발생시키는 구동 파형 발생 수단으로서의 구동 신호 발생 회로(77)와, 도트 패턴 데이터(비트맵 데이터)로 전개된 인쇄 데이터 및 구동 파형 등을 헤드 구동 회로(71)에 송신하기 위한 I/F(78), 환경 온도를 검출하는 온도 검출 수단인 온도 센서(80)를 포함한다. 한편, 주 주사, 부 주사 및 신뢰성 유지/회복 기구와 관계되는 구동 제어를 수행하는 부분의 도시는 생략한다.

RAM(74)은, 예컨대 각종 버퍼 및 작업 메모리 등으로서 이용된다. ROM(75)에는 주 제어부(73)에 의해서 실행하는 각종 제어 루틴과, 폰트 데이터 및 그래픽 함수, 각종 절차 등이 저장된다. 주 제어부(73)는 I/F(72)에 포함되는 수신 버퍼 내의 인쇄 데이터를 판독하여 중간 코드로 변환한다. 이 중간 코드 데이터는 RAM(74)의 소정 영역으로 구성된 중간 버퍼에 기억된다. 판독된 중간 코드 데이터는 ROM(75)에 저장한 폰트 데이터를 이용하여 도트 패턴 데이터로 전환되어, RAM(74) 의 다른 소정 영역에 다시 기억된다.

기록 헤드(14)의 1행분에 상당하는 도트 패턴 데이터가 얻어지는 경우에, 주 제어부(73)는 1행분의 도트 패턴 데이터를 발진 회로(76)로부터의 클록 신호(CK)에 동기하여, I/F(78)를 통해 헤드 구동 회로(71)에 시리얼 데이터(SD)로 전송한다.

헤드 구동 회로(71)는 드라이버 IC(59) 상에 실장되어, 프린터 컨트롤러(70)로부터의 클록 신호(CK) 및 인쇄 신호인 시리얼 데이터(SD)를 수신하는 시프트 레지스터(81)와, 시프트 레지스터(81)의 레지스트값을 프린터 컨트롤러(70)로부터 공급된 래치 신호(LAT)로 래치하는 래치 회로(82)와, 래치 회로(82)의 출력값의 레벨을 변환하는 레벨 변환 회로(레벨 시프터)(83)와, 이 레벨 시프터(83)로 온/오프가 제어되는 아날로그 스위치 어레이(스위치 회로)(84)를 포함한다. 스위치 회로(84)는 프린터 컨트롤러(10)의 구동 파형 발생 회로(77)로부터 공급된 구동 파형(Pv)을 수신하고 스위치 어레이로 이루어진다. 스위치 회로(84)는 기록 헤드(잉크젯 헤드)의 각 노즐에 대응하는 압전 소자(52)에 접속되어 있다.

시프트 레지스터(81)에 직렬로 전송된 인쇄 데이터(SD)는, 래치 회로(82)에 의해서 임시로 래치된다. 래치된 인쇄 데이터는 레벨 시프터(83)에 의해서 스위치 회로(84)의 스위치를 구동할 수 있는 전압, 예컨대 수십 볼트 정도의 소정의 전압값까지 승압되어 스위치 수단으로서의 스위치 회로(84)에 공급된다.

이 스위치 회로(84)의 입력 측에는 구동 파형 발생 회로(78)로부터의 구동 파형(Pv)이 인가된다. 스위치 회로(84)의 출력 측에는 압력 발생 수단으로서의 압전 소자(52)가 접속되어 있다. 따라서, 예컨대 스위치 회로(84)에 가해지는 인쇄 데이터가 "1"인 기간에는 구동 파형(Pv)으로부터 얻어지는 구동 펄스(P)가 압전 소자(52)에 인가된다. 이 구동 펄스(P)에 따라서 압전 소자(52)가 신축한다. 한편, 스위치 회로(84)에 가해지는 인쇄 데이터가 "0"인 기간에는 압전 소자(52)로의 구동 펄스(P)의 공급이 차단된다.

구동 파형 발생 회로(77)는 분리 회로로 구성될 수 있다. 그러나, 여기서, 구동 파형 발생 회로(77)는 구동 파형(Pv)의 패턴 데이터를 저장하는 ROM과, 이 ROM에서 판독되는 구동 파형의 데이터를 D/A 변환하는 D/A 변환기를 포함한다. 그리고, 여기서, 구동 파형 발생 회로(77)에는 미리 환경 온도에 대응하는 복수의 구동 파형 패턴이 저장되고, 출력되는 구동 파형이 온도 센서(80)에서 검출된 환경 온도(검출 온도)(T)에 따라서 선택된다.

이와 같이 구성된 잉크젯 기록 장치에 포함되는 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러의 실시형태에 관해서 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러의 제1 실시형태에 관해서 도 9를 참조하여 설명한다. 이 제1 실시형태는 압전 상수가 d33인 압전 소자(52)를 구비한 잉크젯 헤드는 풀 토출 기법으로 구동되어 잉크 방울이 형성된다.

이 실시형태에 이용되는 구동 파형(Pv)[구동 펄스(P)]은 도 9에 도시하는 바와 같이, 적어도, 가압실(압력 발생실)(46)의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소(제1 신호)(P1)와, 이 가압실(46)의 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소(제2 신호)(P2)와, 상기 팽창 상태에서 가압실(46)의 용적을 수축시켜 잉크 방울을 토출시키는 제3 파형 요소(제3 신호)(P3)를 포함하는 파형이다.

이 구동 파형(Pv)에 있어서, 가압실(46)의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소(제1 신호)(P1)와 제2 파형 요소(제2 신호)(P2) 간의 전위차가 제1 전위차(ΔV1)가 되고, 가압실(46)의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소(제3 신호)(P3)와 제2 파형 요소(P2) 간의 전위차가 제2 전위차(ΔV2)가 된다.

환경 온도의 변화에 따라 잉크의 점도가 변한다. 이에, 예컨대 도 9에 실선으로 나타내는 구동 파형(Pv)이 인가되는 경우 환경 온도(Ta)에서 잉크 방울의 체적(Mja)이 얻어지는 경우에 있어서, 환경 온도가 고온이 되면, 잉크 방울의 속도(Vj)가 상승하여, 도 10에 실선으로 도시하는 바와 같이 잉크 방울의 체적(Mj)이 커진다. 한편, 환경 온도가 저온이 되면 잉크 방울의 속도(Vj)가 저하되어 마찬가지로 잉크 방울의 체적(Mj)이 커진다.

그래서, 환경 온도 변화에 따라서, 도 9에 파선으로 도시하는 바와 같이, 고온에서는 가압실(46)의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소(P1)의 전위 및 가압실(46)의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소(P3)의 전위가 각각 ΔV11, ΔV21만큼 낮게 되고, 이 때 ΔV11＞ΔV21로 설정하면, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 작아진다.

이런 식으로, 환경 온도가 고온인 경우에, 환경 온도 변화에 따라서 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 압축되면(작아지면), 토출 에너지가 작아진다. 그러므로, 도 10에 도시하는 바와 같이, 잉크 방울 토출 속도(Vj)를 감속시키고, 잉크 방울 토출 체적(Mj)을 작게 할 수 있다.

또한, 환경 온도 변화에 따라서, 환경 온도가 저온인 경우에, 도 9에 2점 쇄 선으로 도시하는 바와 같이, 가압실(46)의 용적 팽창 시작 시에 제1 파형 요소(P1)의 전위 및 가압실(46)의 용적 수축 종료 시에 제3 파형 요소(P3)의 전위가 각각 ΔV11, ΔV21만큼 높아지고, 이 때 ΔV11＞ΔV21로 설정하면, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 커진다.

이런 식으로, 환경 온도가 저온인 경우에는, 환경 온도 변화에 따라서 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 확대되면(크게 되면), 메니스커스의 인입량이 상온 시의 메니스커스의 인입량과 동일하게 할 수 있다. 그에 따라, 도 8에 화살표 B가 나타내는 방향으로 2점 쇄선이 나타내는 레벨까지 잉크 방울 토출 속도(Vj)를 고속화하고 잉크 방울 토출 체적(Mj)을 작게 할 수 있다.

그래서, 도 9에 나타낸 바와 같은 3종류의 파형 요소를 포함하는 구동 파형 패턴(실선은 구동 파형 Pv0을, 파선은 구동 파형 Pv1을, 2점 쇄선은 구동 파형 Pv2라를 나타냄)은 예컨대 구동 파형 발생 회로(77)의 ROM에 구동 파형 패턴으로서 기억된다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 단계 S1에서 검출 온도(T)가 온도 센서(80)로부터 로딩된다. 그리고, 단계 S2에서, 검출 온도(T)는 미리 정한 제1 설정 온도(T1)와 제2 설정 온도(T2)과 비교된다. 보다 구체적으로는 T2≤T≤T1가 만족되는 지의 여부를 판정한다. T2≤T≤T1이 만족되는 경우, 단계 S3에서, 구동 파형(Pv0)이 선택되어 출력된다. T＞T1(고온)인 경우, 단계 S4에서, 구동 파형(Pv1)이 선택되어 출력된다. T＜T2(저온)인 경우, 단계 S5에서, 구동 파형(Pv2)이 선택되어 출력된다.

이로써, 온도 변화로 인해 잉크 점도가 변화함에 따른 잉크 방울 토출 체적 (Mj) 변동을 저감할 수 있다. 그 결과, 화상 품질의 저하를 억제할 수 있다.

한편, 전술한 경우에 있어서, 2종류의 온도[미리 정한 제1 온도(T1), 미리 정한 제2 온도(T2)]는 구동 파형을 전환하는 데 이용된다. 그러나, 파형의 종류를 증가하여 설정 온도의 종류를 증가함으로써 보다 미세한 제어를 할 수 있다. 또한, 검출 온도(T)에 대하여 구동 파형의 전위를 선형으로 변화시킬 수 있다. 또한, 여기서, 전술한 경우에 있어서, 미리 복수 종류의 구동 파형 패턴을 저장해 두고, 검출 온도(T)에 따라서 출력하는 구동 파형 패턴을 선택하도록 했지만, 예컨대 1 구동 주기 내에서 복수의 구동 파형 패턴을 출력하여(예컨대, 1 구동 주기 내에서 구동 파형 Pv0, Pv1, Pv2를 순차 출력하여), 스위치 회로로 압전 소자에 인가하는 구동 파형 패턴을 선택할 수도 있다.

이어서, 헤드 컨트롤러의 제2 실시형태에 관해서 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다.

제2 실시형태에 있어서, 가압실(46)의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소(P1)의 전위는 가압실(46)의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소(P3)의 전위보다 높게 설정된다. 또한, 제1 파형 요소(P1)의 전위는 환경 온도의 검출 결과에 따라 변하고, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차도 변한다.

즉, 상기 제1 전위차(ΔV1)가 상기 제2 전위차(ΔV2)보다 큰 경우, 도 13에 도시하는 바와 같이, 고온에서는 잉크 방울의 속도(Vj)가 빨라져 잉크 방울의 체적(Mj)이 커진다. 한편, 저온에서는 잉크 방울의 속도(Vj)가 느려져 도 13에 도시하는 바와 같이 잉크 방울의 체적(Mj)이 커진다.

그 결과, 이 실시형태와 같이, 환경 온도에 기초하여 고온시에는 도 12에 파선으로 도시하는 바와 같이 제1 파형 요소(P1)의 전위가 낮아지는 경우, 제1 전위차(ΔV1)가 작아진다. 제3 파형 요소(P3)의 전위가 변하지 않는다면, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 작아진다. 이와 같이 제1 전위차(ΔV1)를 작게 하면, 토출 에너지가 작아진다. 그에 따라, 도 13에서 화살표 A가 나타내는 방향으로 파선이 나타내는 레벨까지, 잉크 방울 토출 속도(Vj)를 감속시키고 잉크 방울 토출 체적(Mj)을 작게 할 수 있다.

또한, 저온시에는 도 12에 2점 쇄선이 나타내는 바와 같이 제1 파형 요소(P1)의 전위가 높아지면, 제1 전위차(ΔV1)가 커진다. 그에 따라, 제3 파형 요소(P3)의 전위가 변하지 않는다면, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 커진다. 전술한 바와 같이 제1 전위차(ΔV1)가 커지면, 메니스커스의 인입량을 상온시의 메니스커스의 인입량과 동일하게 할 수 있다. 그 결과, 도 13에 도시하는 바와 같이 잉크 방울 토출 체적(Mj)을 작게 하고 잉크 방울 토출 속도(Vj)를 빠르게 수 있다.

따라서, 제1 파형 요소(P1)의 전위가 제3 파형 요소(P3)의 전위보다 큰 경우에는 제1 파형 요소(P1)의 전위를 변화시켜 제1 전위차(ΔV1)를 변화시킬 수 있다. 그에 따라, 온도 변화로 인해 잉크 점도의 변화로 인한 잉크 방울양의 변화를 보상할 수 있다. 그래서, 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

이어서, 헤드 컨트롤러의 제3 실시형태에 관해서 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다.

이 제3 실시형태에서는 가압실(46)의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소(P1)의 전위는 가압실(46)의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소(P3)의 전위보다 낮게 설정된다. 또한, 제3 파형 요소(P3)의 전위가 환경 온도의 검출 결과에 따라서 변하게 되어, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 변한다.

즉, 상기 제2 전위차(ΔV2)가 상기 제1 전위차(ΔV1)보다 큰 경우, 도 15에 도시하는 바와 같이, 고온에서는 잉크 방울 토출 속도(Vj)가 빨라져 잉크 방울 토출 체적(Mj)이 커진다. 한편, 저온에서는 잉크 방울 토출 속도(Vj)가 느려져 도 15에 도시하는 바와 같이 잉크 방울 토출 체적(Mj)이 작아진다.

그래서, 이 실시형태와 같이, 환경 온도에 기초하여, 고온시에는 도 14에 파선으로 도시한 바와 같이 제3 파형 요소(P3)의 전위가 저하되는 경우, 제2 전위차(ΔV2)가 작아진다. 그래서, 제1 파형 요소(P1)의 전위가 변하지 않는다면, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 작아진다. 이와 같이 제2 전위차(ΔV2)가 전술한 바와 같이 작아지면, 토출 에너지가 작아진다. 그 결과, 도 15에 도시하는 바와 같이, 잉크 방울 토출 속도(Vj)를 느리게 하여 잉크 방울 토출 체적(Mj)을 작게 할 수 있다.

또한, 저온시에는 도 14에 2점 쇄선으로 도시하는 바와 같이 제3 파형 요소(P3)의 전위가 높아지는 경우, 제2 전위차(ΔV2)가 커진다. 그에 따라, 제1 파형 요소(P1)의 전위가 변하지 않는다면, 제1 전위차(ΔV1)와 제2 전위차(ΔV2) 간의 차가 커진다. 전술한 바와 같이, 제2 전위차(ΔV2)가 높아지는 경우에, 토출 에너지가 커진다. 도 15에서 화살표 B가 가리키는 방향으로 2점 쇄선이 나타내는 레벨 까지, 잉크 방울 토출 체적(Mj)을 크게 하여 잉크 방울 토출 속도(Vj)를 빠르게 할 수 있다.

따라서, 제3 파형 요소(P3)의 전위가 제1 파형 요소(P1)의 전위보다 큰 경우에는, 제3 파형 요소(P1)의 전위를 변화시켜 제2 전위차(ΔV2)를 변화시킬 수 있다. 그에 따라, 온도 변화에 의해서 잉크 점도의 변화로 인한 잉크 방울양의 변화를 보상할 수 있다. 그래서, 화상 품질의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 압전 소자가 d33 방향 변위의 PZT인 것을 전제로 하였으나, 굴곡 진동형의 PZT라도 좋다. 그러나, d33 방향 변위의 PZT를 이용하는 경우에, 소자의 신뢰성이 높다. 또한, 본 발명에 따른 화상 기록 장치는 잉크 방울을 토출하는 액적 토출 헤드를 탑재한 잉크젯 기록 장치에 적용된다. 그러나, 본 발명은 잉크 이외의 액체의 방울, 예컨대 패터닝용의 액체 레지스트를 토출하는 액적 토출 헤드, 유전자 분석 시료를 토출하는 액적 토출 헤드 등을 탑재하는 화상 기록 장치에도 적용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 헤드 컨트롤러에 의하면, 제1 전위차가 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 제2 전위차가 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차일 때, 환경 온도가 미리 정한 제1 설정 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차가 작아진다. 한편, 환경 온도가 미리 정한 제2 설정 온도보다도 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차가 커진다. 그에 따라, 온도 변화에 대하여 적절하게 방울 속도 및 방울 체적을 적절하게 수정할 수 있어, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따른 화상 기록 장치에 의하면, 제1 전위차가 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 제2 전위차가 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차일 때, 환경 온도가 미리 정한 제1 설정 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차가 작아진다. 한편, 환경 온도가 미리 정한 제2 설정 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차가 커진다. 그에 따라, 온도 변화에 대하여 적절하게 방울 속도, 방울 체적을 수정할 수 있어, 화상 품질을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 특정하게 설명하는 실시형태에 한정되지 않고, 그에 대한 변형 및 변화가 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (9)

1. 액적 토출 헤드의 노즐과 연통하는 가압실의 용적을 수축 및 팽창시키는 압력 발생 수단을 제어하는 헤드 컨트롤러로서,

   적어도, 상기 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 제1 파형 요소에 의한 가압실 용적 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 상기 가압실의 용적을 팽창 상태에서 수축시켜 가압실로부터 액적을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함하는, 구동 펄스를 출력하는 구동 파형 발생 수단과,

   환경 온도가 미리 정한 제1 설정 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 작게 하고, 환경 온도가 미리 정한 제2 설정 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 크게 하는 수단을 포함하고,

   상기 제1 전위차는 상기 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 상기 제2 전위차는 상기 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이며,

   상기 구동 파형 발생 수단은 제1 전위차가 제2 전위차보다 큰 구동 파형을 생성 및 출력하고, 상기 제3 파형 요소의 전위를 변경하지 않으면서 상기 제1 파형 요소의 전위를 환경 온도에 따라 변경하는 것인 헤드 컨트롤러.
2. 삭제
3. 삭제
4. 잉크젯 기록 장치로서,

   잉크 방울을 토출하고 가압실을 구비하는 액적 토출 헤드와,

   적어도, 상기 액적 토출 헤드의 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 제1 파형 요소에 의한 가압실의 용적 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 상기 가압실의 용적을 팽창 상태에서 수축시켜 가압실로부터 액적을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함하는, 구동 펄스를 출력하는 구동 파형 발생 수단과,

   환경 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,

   환경 온도가 미리 정한 제1 설정 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 작게 하고, 환경 온도가 미리 정한 제2 설정 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 크게 하는 수단을 포함하고,

   상기 제1 전위차는 상기 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 상기 제2 전위차는 상기 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이며,

   상기 구동 파형 발생 수단은 제1 전위차가 제2 전위차보다 큰 구동 파형을 생성 및 출력하고, 상기 제3 파형 요소의 전위를 변경하지 않으면서 상기 제1 파형 요소의 전위를 환경 온도에 따라 변경하는 것인 잉크젯 기록 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 화상 기록 장치로서,

   잉크 방울을 토출하고 가압실을 구비하는 액적 토출 헤드와,

   적어도, 상기 액적 토출 헤드의 가압실의 용적을 팽창시키는 제1 파형 요소와, 이 제1 파형 요소에 의한 가압실의 용적 팽창 상태를 유지시키는 제2 파형 요소와, 상기 가압실의 용적을 팽창 상태에서 수축시켜 가압실로부터 액적을 토출시키는 제3 파형 요소를 포함하는, 구동 펄스를 출력하는 구동 파형 발생 수단과,

   환경 온도를 검출하는 온도 검출 수단과,

   환경 온도가 미리 정한 제1 설정 온도보다 고온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 작게 하고, 환경 온도가 미리 정한 제2 설정 온도보다 저온인 경우에는 제1 전위차와 제2 전위차 간의 차를 크게 하는 수단을 포함하고,

   상기 제1 전위차는 상기 가압실의 용적 팽창 시작 시의 제1 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이고, 상기 제2 전위차는 상기 가압실의 용적 수축 종료 시의 제3 파형 요소와 제2 파형 요소 간의 전위차이며,

   상기 구동 파형 발생 수단은 제1 전위차가 제2 전위차보다 큰 구동 파형을 생성 및 출력하고, 상기 제3 파형 요소의 전위를 변경하지 않으면서 상기 제1 파형 요소의 전위를 환경 온도에 따라 변경하는 것인 화상 기록 장치.
8. 삭제
9. 삭제

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