KR20000062796A - 잉크젯 기록장치의 제어방법, 잉크젯 기록장치 및 정보기록매체 - Google Patents

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야스카와 히데아키
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Abstract

본 발명은 인쇄속도의 저하를 초래하지 않으며, 노즐의 막힘(clogging) 방지를 위해 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스(meniscus)를 미소 진동시키는 헛구동 동작을 실행 가능한 잉크젯 기록장치의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 잉크젯 기록장치에서는, 잉크젯 헤드(30)가 캐리지(302)에 담지되어 이동한다. 기록매체에 대한 인쇄동작(블록(B2))에 앞서서, 캐리지(302)에 의한 잉크젯 헤드의 이동 기간중에, 헛구동 동작이 실행된다(블록(B31)). 따라서, 헛구동 동작을 위해 인쇄동작을 조기 이송으로 할 필요가 없기 때문에, 인쇄속도의 저하를 초래하지 않고서, 헛구동 동작에 의해 잉크 노즐의 막힘을 방지할 수 있다.

Description

잉크젯 기록장치의 제어방법, 잉크젯 기록장치 및 정보 기록 매체{CONTRAL METHOD OF INK JET RECORDING APPARATUS, INK JET RECORDING APPARATUS AND INFORMATION RECORDING MEDIUM}
본 발명은 복수의 잉크 노즐로부터 잉크 액 방울을 기록매체에 토출하여, 문자, 기호, 화상 등을 인쇄하는 잉크젯 기록장치에 관한 것으로, 특히, 잉크 노즐의 잉크에 의한 막힘을 효율 좋게 방지할 수 있는 잉크젯 기록장치의 제어방법에 관한 것이다.
종래, 잉크젯 기록장치에는, 특공평2-51734호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 압전 소자를 사용하여 잉크를 토출하는 방식이나, 특공소61-59911호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 잉크를 가열하는 발열소자를 사용하여 잉크를 토출하는 방식, 특개평7-81088호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 정전기력에 의해 진동판을 진동시키는 정전 액추에이터를 사용하여 잉크를 노즐로부터 토출시키는 방식이 제안, 실용화되어 있다.
일반적으로, 이들 잉크젯 기록장치에서는, 화상신호를 메모리 등의 기억수단에 전개하고, 전개된 데이터에 기초하여, 각 잉크 노즐에 인접하여 배치된 압전소자, 발열소자 또는, 정전 액추에이터로 이루어지는 압력 발생 수단을 선택적으로 구동하여, 기록매체에 인쇄를 행하고 있다.
이러한 잉크젯 기록장치에 공통의 과제로서, 일정 시간 이상에 걸쳐 잉크 노즐로부터 잉크 액 방울을 토출하지 않는 상태가 계속되면, 잉크의 용매인 수분 등이 증발하여, 잉크 노즐 근방의 잉크의 점도가 상승하는 것을 들 수 있다.
잉크 노즐 근방의 잉크의 점도가 상승하면, 잉크 노즐이 막히고, 인쇄 시에 잉크가 토출되지 않거나, 토출하더라도 원래의 크기나 스피드의 잉크 액 방울이 토출되지 않게 된다. 또한, 잉크의 점도가 상승하는 것에 의해, 잉크 노즐에 대한 잉크의 리필 속도가 늦어지고, 토출 잉크량에 대하여 리필량이 따라가지 못하며, 잉크의 속에 기포가 혼입하는 것으로 잉크 액 방울이 토출되지 않게 되는 경우도 있다.
그러므로, 많은 잉크젯 기록장치에서는, 기록을 행할 때에는, 잉크 노즐을 캡으로 덮고, 잉크 노즐이 건조하여, 잉크 노즐 근방의 잉크의 점도가 상승하는 것을 방지하고 있다.
이러한 캡으로 잉크 노즐을 덮는 방법 외에, 노즐 근방의 잉크의 막힘을 방지하기 위해서, 인쇄처리 외에, 정기적으로 모든 토출구로부터 미소 액 방울을 토출하는 예비 토출 동작을 행하는 것에 의해, 인쇄 성능을 유지, 회복하는 방법이 많이 제안되어 있다.
예를 들면, 특공평6-39163호 공보에는, 예비 토출 동작 시에 잉크젯 헤드를 구동하는 주파수를, 문자나 화상 등의 기록 시의 최고 구동 주파수보다도 낮게 설정하는 것에 의해, 잉크 노즐의 잉크 점도가 상승하고 있더라도, 잉크 노즐로부터 기포를 넣지 않고, 점도가 높아진 잉크를 확실히 배출하는 회복 처리 방법이 개시되어 있다.
이와 같이, 예비 토출 동작에 의해 점도가 상승한 잉크를 배출하여 잉크 노즐의 회복처리를 행하는 방법 이외에도, 비기록 시에, 발신기에 의해 헤드의 공진 주파수를 발진시켜 잉크 메니스커스에 미소 진동을 주는 헛구동을 행하는 것에 의해, 노즐 근방의 잉크액 건조에 의한 노즐의 막힘을 방지하는 것이 특개소56-129177호 공보, 특개평9-30007호 공보에 개시되어 있다.
그러나, 종래의 막힘 방지 방법에는 다음과 같은 해결해야 할 과제가 있다. 우선, 잉크 액 방울의 토출을 행하지 않고서 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동을 행하는 방법에서는, 해당 헛구동을 잉크젯 헤드의 정지상태에서 행하도록 하고 있다. 이 때문에, 인쇄중에 빈번히 해당 동작을 행하면, 그 때마다, 인쇄동작을 중단하여 잉크젯 헤드를 정지시킬 필요가 있는 것으로, 인쇄속도가 저하하게 된다.
또한, 헛구동을 행하는 방법에서는, 점도가 증가한 잉크가 외부로 배출되는 것은 아니다. 따라서, 소정의 시간이 경과하면, 잉크 노즐의 개구 근방뿐만 아니라, 해당 잉크 노즐의 상류측 잉크 공급로내의 잉크도 점도가 증가하고, 이들의 증점 잉크에 의한 잉크 노즐의 막힘이 헛구동에 의해서는 해소할 수 없게 될 가능성이 있다. 따라서, 장기에 걸친 인자 정지 상태 후의 헤드의 막힘을 확실히 해소하기 위해서는, 해당 헛구동 방법으로서는 효과가 없을 가능성이 있다.
한편, 점도가 증가된 잉크를 외부로 배출하는 예비 토출 동작을 행하는 방법에 있어서는, 증점하고 있지 않는 잉크 액 방울도 동시에 배출되기 때문에, 실제의 인쇄에 기여하지 않는 잉크의 쓸데없는 소비량이 증가한다는 폐해가 있다.
본 발명의 과제는, 인쇄속도의 저하를 초래하지 않고서, 잉크젯 헤드의 각 잉크 노즐의 헛구동을 행할 수 있는 잉크젯 기록장치의 제어방법을 제안하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 과제는, 잉크의 쓸데없는 소비를 억제할 수 있고, 인쇄 정지 기간의 길고 짧음에 관계없이 잉크 노즐의 막힘을 확실히 해소할 수 있는 잉크젯 기록장치의 제어방법을 제안하는 것에 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 잉크젯 기록장치의 일 실시예를 도시하는 블록도.
도 2 는 도 1 에 도시하는 인쇄부(40)의 일 예를 도시하는 사시도.
도 3 은 도 1 에 도시하는 잉크젯 헤드(30)의 일 예를 도시하는 단면도.
도 4 는 도 3 에 도시하는 잉크젯 헤드(30)의 평면도.
도 5 는 도 3 에 도시하는 잉크젯 헤드의 작용을 도시하는 개략 횡단 단면도로서, 도 5a 는 대기 시, 도 5b 는 잉크 흡인 시, 도 5c는 잉크 압축 시를 각각 도시하는 도면.
도 6 은 도 1 에 도시하는 선택회로(150)의 일 예를 도시하는 회로도.
도 7 은 도 1 에 도시하는 헤드 드라이버(190)의 일 예를 도시하는 회로도.
도 8 은 도 7 에 도시하는 드라이버의 입력신호와 출력신호의 관계를 도시하는 논리도.
도 9 는 도 1 의 잉크젯 기록장치의 구동방법의 일 실시예를 도시하는 것이고, 인쇄 공정 시의 타이밍 차트.
도 10 은 잉크젯 기록장치의 상태 천이도.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
40: 인쇄부 100: 제어부
30: 잉크젯 헤드 130: 구동 전압 선택 회로
150: 선택회로 160: 예비 토출 데이터 생성 메모리
180: 구동 신호 생성 회로 190: 헤드 드라이버
200: 인쇄 연산 제어 유닛 220: 계시부
302: 캐리지 304: 캡
B1: 인쇄 정지 상태 B2: 인쇄상태
B3: 캡핑 상태 B11: 클리닝 처리
B21, B22, B23: 예비 토출 처리 B31: 헛구동 처리
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 수단과, 상기 잉크젯 헤드를 기록매체에 대하여 상대 이동시키는 반송기구를 가지고, 해당 압력 발생 수단에 의해 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 동작이 행해지는 잉크젯 기록장치의 제어방법에 있어서, 기록매체에 대한 인쇄동작에 앞서서 행해지는 상기 반송기구에 의한 상기 잉크젯 헤드의 상대 이동 기간중에, 상기 헛구동 동작을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 헛구동 동작이 잉크젯 헤드의 이동중에 행해지고, 더욱이, 실제의 인쇄동작에 앞서서 행해진다. 따라서, 종래와 같이 인쇄동작을 조기 이송으로 할 필요가 없기 때문에, 인쇄속도의 저하를 초래하지 않고서, 헛구동 동작에 의해 잉크 노즐의 막힘을 방지할 수 있다.
여기서, 잉크젯 헤드의 인쇄 정지 상태가 장기에 걸치는 경우, 그 후의 인쇄 재개 시에 있어서의 잉크 노즐의 막힘을 확실히 피하기 위해서는, 인쇄에 기여하지 않는 잉크 액 방울의 토출을 행하는 예비 토출 동작을 행하는 것이 바람직하다. 그러나, 예비 토출 동작이 항상 행해지면, 잉크의 쓸데없는 소비량이 증가하기 때문에 바람직하지 못하다. 따라서, 상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk), 및 상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 측정하여, 상기 인쇄동작에 앞서서, 이들의 경과시간(Tk, Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 동작 및 상기 예비 토출 동작의 어느 한쪽의 동작을 행하도록 하는 것이 바람직하다.
전형적인 잉크젯 기록장치에서는, 상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 측정하고, 해당 경과시간(Tt)이 소정의 시간을 넘으면, 각 잉크 노즐의 캡핑을 행하도록 구성되어 있다. 이 경우에는, 상기 캡핑 상태의 경과시간(KJ)을 측정하고, 상기 인쇄동작의 개시 시에, 해당 경과시간(KJ)이 소정의 시간을 넘고 있는 경우에는, 상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 헤드 클리닝을 행하고, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이내의 경우에는, 상기 예비 토출 동작을 행하도록 하면 된다.
한편, 본 발명은 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 수단을 가지며, 해당 압력 발생 수단에 의해, 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 동작, 및 각 잉크 노즐로부터 인쇄동작에 관계가 없는 잉크 액 방울을 토출하는 예비 토출 동작이 행해지는 잉크젯 기록장치의 제어방법에 있어서, 상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk) 및 상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 측정하고, 상기 인쇄동작에 앞서서, 이들의 경과시간(Tk,Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 동작 및 상기 예비 토출 동작의 어느 한쪽의 동작을 행하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 제어방법에 의하면, 상기의 2종류의 경과시간에 기초하여, 인쇄 정지 기간이 짧은 경우에는, 헛구동 조작을 행하고, 인쇄 정지 시간이 긴 경우에는 예비 토출 동작을 행할 수 있다. 따라서, 인쇄 정지 시간의 장단에 관계없이, 잉크 노즐의 막힘을 확실히 해소할 수 있다. 동시에, 잉크 노즐의 막힘을 해소하기 위해서 헛구동 동작으로 충분한 경우에는 예비 토출 동작이 행해지지 않기 때문에, 실제의 인쇄에 기여하지 않는 잉크의 쓸데없는 소비를 억제할 수 있다.
여기서, 전형적인 잉크젯 기록장치에서는, 상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 측정하여, 해당 경과시간(Tt)이 소정의 시간을 넘으면, 각 잉크 노즐의 캡핑이 행해진다.
이 경우에는, 상기 캡핑 상태의 경과시간(KJ)을 측정하여, 상기 인쇄동작의 개시 시에, 해당 경과시간(KJ)이 소정의 시간을 넘고 있는 경우에는, 상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 헤드 클리닝을 행하고, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이내인 경우에는, 상기 예비 토출 동작을 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제어방법은, 프린터의 제어부에서 실행 가능한 제어 프로그램으로서 공급하는 것이 가능하고, 그 제어 프로그램을 기록한 기록매체를 통하여 제공할 수 있다. 기록매체로서 반도체 메모리, 콤팩트 디스크(CD-ROM), 플로피·디스크, 하드·디스크, 광자기 디스크, 디지털·비디오디스크(DVD-ROM), 또는 자기 테이프를 채용할 수 있고, 이들의 기록매체를 사용하여 기존의 프린터 장치에 프로그램을 도입할 수 있다. 더욱이, 이들의 프로그램을 WWW(World Wide Web) 사이트에 등록하여, 이것을 사용자에게 다운 로드시키고, 기존의 프린터 장치에 프로그램을 도입할 수 있다.
이하에, 도면을 참조하여 본 발명의 제어방법을 적용한 잉크젯 기록장치의 실시예를 설명한다.
도 1 은 본 발명에 관련되는 잉크젯 기록장치의 일 예를 도시하는 블록도이고, 도 2 는 도 1 에 있어서의 인쇄부(40)를 도시하는 사시도이다. 도 1 에 도시하는 바와 같이, 본 예의 잉크젯 기록장치는, 인쇄부(40)와 호스트로부터 보내진 화상신호에 기초하여 인쇄부(40)를 제어하는 제어부(100)로 구성된다.
인쇄부(40)는 도 2 에 도시하는 바와 같이 이하의 것으로 구성되어 있다. 부호(300)는 기록지(105)를 반송하는 압반(platen), 부호(301)는 내부에 잉크를 저장하는 잉크 탱크이며, 잉크 공급 튜브(306)를 통하여 잉크젯 헤드(30)에 잉크가 공급된다. 압전 소자, 발열소자, 정전 액추에이터 등의 압력 발생 수단을 구비한 잉크젯 헤드(30)는 캐리지(302)에 탑재되어 있고, 캐리지(302)는 모터(45)(도 1참조)를 구동하는 것에 의해, 기록지(105)의 반송방향과 직교하는 방향으로 이동한다. 부호(303)는 펌프이며, 캡(304), 폐 잉크 회수 튜브(308)를 통하여, 잉크젯 헤드(30)내의 잉크를 흡수하고, 폐 잉크 저장통(305)에 회수하는 기능을 가지고 있다. 펌프(303)를 사용하는 회복처리는, 후술하는 예비 토출 처리에서는 이제는 회복할 수 없는 상태의 잉크젯 헤드에 실시하는 것이며, 예를 들면, 장시간 기록을 행하였을 때나, 잉크 노즐내에 기포가 혼입하였을 때에 행해진다.
캐리지(302)에 탑재된 잉크젯 헤드(30)는 압반(300)의 폭과 거의 동일한 폭을 가지는 인쇄영역(P)과, 캡(304)의 전면(예비 토출 위치(R))의 사이를 이동하고, 인쇄영역(P)에서는 기록을 위해 잉크 액 방울의 토출을 행하고, 예비 토출 위치(R)에서는 토출구의 막힘을 방지하기 위한 잉크 액 방울의 토출을 행한다.
캡(304)은 전후 방향으로 이동 가능하고, 잉크젯 헤드(30)내의 잉크를 흡수할 때는, 전진하여, 잉크젯 헤드(30)의 잉크 노즐을 덮는다. 예비 토출은, 이 캡(304)내에 전 잉크 노즐로부터 잉크 액 방울의 토출을 행하는 것이다. 인쇄 속행중은, 노즐을 캡(304)으로 덮지 않은 상태에서, 예비 토출해도 되고, 대기중은, 잉크 노즐을 캡(304)으로 덮은 상태에서 예비 토출을 행해도 된다.
이 예비 토출위치(R)는 통상 캐리지(302)의 홈 포지션으로서도 이용되고, 전원 투입후, 잉크 노즐을 캡(304)으로 덮은 상태에서, 인쇄지령이 있을 때까지 위치(R)에서 대기한다.
도 1 수신 포트(170)는 호스트로부터 화상신호를 수신하기 위한 직렬 또는 병렬의 통신 포트이고, 수신 포트(170)에서 수신된 화상신호에 포함되는 화상 데이터는, 예를 들면 RAM(Random Access Memory) 등으로 이루어지는 인쇄 패턴 격납 메모리(110)에 격납된다. 인쇄 패턴 격납 메모리(110)가 RAM으로 구성될 때는, 어드레스 신호, 리드·라이트 신호를 사용하고, 인쇄 연산 제어 유닛(CPU; 200)에 대하여 지정된 어드레스의 데이터를 순차 다음단에 출력한다.
예비 토출 데이터 생성회로(160)는 예비 토출을 행하기 위한 데이터를 생성하기 위한 것이며, 즉 모든 잉크 노즐 토출구로부터 잉크 액 방울을 토출하기 위한 데이터를 생성하고, 다음단에 출력한다. 선택회로(150)는 인쇄 패턴 격납 메모리(110)의 출력과 예비 토출 데이터 생성회로(160)의 출력중 어느 한쪽을 선택하여 다음단에 출력하는 것이다.
구동 신호 생성 회로(180)는 선택회로(150)에서 선택된 데이터 출력에 기초하여, 각 잉크 노즐(N1 내지 Nn)의 구동 데이터 신호(D1 내지 Dn)를 생성하는 것이며, 잉크 노즐의 압력 발생 소자에 주는 구동 펄스의 통전폭과 타이밍이 규정된 신호가 다음단에 출력된다. 즉, 구동신호(D1 내지 Dn)는 CPU(200)로부터 출력되는 타이밍 펄스에 동기하여 출력된다.
메모리군(210)은 화상신호에 포함되는 인쇄 커맨드 등을 기억하는 RAM, 상기 각 수단을 제어하는 프로그램 등이 기억되어 있는 ROM(Read Only Memory) 등의 메모리로 구성되며, CPU(200)는 상기 프로그램에 기초하여 상기 각 회로 수단을 적절히 제어하는 것이다.
타이머 등으로 이루어지는 계시부(200)는 후술하는 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 제 1 계시부(200k)와, 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 제 2 계시부(200f)와, 인쇄 정지 기간(Tt)을 계측하는 제 3 계시부(200t)와, 잉크젯 헤드가 캡(304)에 의해 캡핑되어 있는 인쇄 중지 기간(KJ)을 계측하는 제 4 계시부(200KJ)를 포함하고 있다. 이들의 계시부에서는, 미리 정해진 시간이 경과하면, 헛구동 동작이나 예비 토출 동작의 개시를 지시하기 위한 타이머 신호를 출력하거나, 또는, 플래그를 세워, 소정의 시간이 경과한 것을 알린다.
헤드·드라이버(190)는 구동 신호 생성 회로(180)로부터 출력되는 구동신호를 승압하고, 잉크젯 헤드(30)를 구동하기 위한 드라이버이며, 모터·드라이버(195)는 CPU(200)로부터 출력되는 제어신호에 기초하여 모터(45)를 구동하기 위한 드라이버이다.
구동전압 선택회로(130)는 잉크젯 헤드(30)내의 압력 발생 소자에, 잉크 액 방울을 토출하기 위한 진폭이 큰 구동 펄스와, 잉크 액 방울을 토출하지 않고서 노즐내의 잉크를 유동시키는(잉크 메니스커스를 미소 진동시킨다) 진폭이 작은 구동 펄스를 발생시키기 위한 것이며, 구동 신호 생성 회로(180)로부터 출력된 구동신호에 따라서, 토출을 행해야 할 잉크 노즐에는, 진폭이 큰 구동 펄스를 주고, 그 이외의 노즐에는, 진폭이 작은 구동 펄스를 주도록 드라이버(190)를 제어한다.
(잉크젯 헤드)
도 3 은 잉크젯 헤드(30)의 일 예를 도시하는 단면도이고, 도 4 는 그 평면도이며, 도 5 는 그 부분 단면도이다.
이들의 도면에 도시하는 바와 같이, 잉크젯 헤드(30)는 실리콘 기판(1)을 끼우고, 상측에 동일하게 실리콘제의 노즐 플레이트(2), 아래쪽에 실리콘과 열 팽창율이 가까운 붕규산 유리 기판(3)이 각각 적층된 3층 구조로 되어 있다. 중앙의 실리콘 기판(1)에는 각각 독립한 복수의 잉크실(5), 이들에 공통으로 설치된 공통 잉크실(6) 및 이 공통 잉크실(6)을 복수의 잉크실(5)에 각각 접속하고 있는 잉크 공급로(7)로서 각각 기능하는 홈이, 그 표면(도면 중, 상면)으로부터 에칭을 실시하는 것에 의해 형성되어 있다. 이들의 홈이 노즐 플레이트(2)에 의해서 막혀서, 각 부분(5,6,7)이 구획 형성되어 있다.
노즐 플레이트(2)에는 각 잉크실(5)의 선단측의 부분에 대응하는 위치에, 잉크 노즐(11)이 형성되어 있고, 이들이 각 잉크실(5)에 연통하고 있다. 또한, 노즐 플레이트(2)에는 공통 잉크실(6)에 연통하는 잉크 공급구(12)가 형성되어 있다. 잉크는, 잉크 탱크(301)(도 2)로부터, 잉크 공급 튜브(306)(도 2)를 통하여, 잉크 공급구(12)를 통과하여 공통 잉크실(6)에 공급된다. 공통 잉크실(6)에 공급된 잉크는, 잉크 공급로(7)를 통과하고, 서로 독립한 잉크실(5)에 각각 공급된다.
잉크실(5)은 그 저벽(8)이 도 3의 상하 방향으로 탄성 변위 가능한 진동판으로서 기능하도록 얇은 두께로 형성되어 있다. 따라서, 이 저벽(8)의 부분을 이후의 설명의 형편상, 진동판(8)이라고 칭하고 설명하기도 한다.
다음에, 실리콘 기판(1)의 하면에 접하고 있는 유리 기판(3)에 있어서는, 그 상면, 즉 실리콘 기판(1)과의 접합면에는, 실리콘 기판(1)의 각 잉크실(5)에 대응한 위치에, 얕게 에칭된 오목부(9)가 형성되어 있다. 따라서, 각 잉크실(5)의 저벽(8)은, 매우 약간의 틈을 막아, 유리 기판(3)의 오목부(9)의 표면(92)과 대치하고 있다. 오목부(9)의 노즐(11)측의 표면의 일부는 표면(92)으로부터 저벽(8)측에 돌출한 표면(92b)이 설치되어 있고, 표면(92b)과 저벽(8b)의 간격은 이 부분 이외의 표면(92)과 저벽(8a)의 간격보다 더 작게 되어 있다.
여기서, 각 잉크실(5)의 저벽(8)은 각각 전하를 축적하기 위한 전극으로서 기능한다. 그리고, 각 잉크실(5)의 저벽(8)에 대치하도록, 유리 기판(3)의 오목부 표면(92)에는, 세그먼트 전극(10)이 형성되어 있다. 각 세그먼트 전극(10)의 표면은 무기 유리로 이루어지는 두께(G0)의 절연층(15)에 의해 덮혀져 있다(도 5 참조). 이와 같이, 세그먼트 전극(10)과 각 잉크실 저벽(8)은 절연층(15)을 끼우고 서로 부분적으로 전극간 거리가 다른 대향전극을 형성하고 있다. 즉, 대향전극의 전극간 거리는 노즐 부근에서는, G2이며, 그 밖의 부분에서는 G1이 되도록 형성되어 있다.
도 4 에 도시하는 바와 같이, 잉크젯 헤드를 구동하기 위한 헤드 드라이버(190)는 구동 신호 생성 회로(180)로부터 출력되는 구동신호나 CPU(200)로부터 출력되는 제어신호에 따라서, 이들의 대향전극간의 충방전을 행한다. 헤드 드라이버(190)의 한쪽의 출력은 개개의 세그먼트 전극(10)에 직접 접속되고, 다른쪽의 출력은 실리콘 기판(1)에 형성된 공통 전극 단자(22)에 접속되어 있다. 실리콘 기판(1)에는 불순물이 주입되어 있고, 그 자체가 도전성을 갖기 때문에, 이 공통 전극 단자(22)로부터 저벽(8)에 전하를 공급할 수 있다. 또한, 보다 낮은 전기저항으로 공통전극에 전압을 공급할 필요가 있는 경우에는, 예를 들면, 실리콘기판의 한쪽의 면에 금 등의 도전성 재료의 박막을 증착이나 스퍼터링으로 형성하면 된다. 본 실시예에서는 실리콘 기판(1)과 유리 기판(3)을 양극 접합에 의해서 결합시키고 있기 때문에, 그 필요로부터 실리콘 기판(1)의 유로 형성면측에 도전막을 형성하고 있다.
도 5 에 도 4 의 III-III 단면을 도시한다. 헤드 드라이버(190)로부터 대향전극간에 구동전압이 인가되면, 대향전극간에 쿨롬(coulomb)력이 발생하고, 저벽(진동판)(8)은 세그먼트 전극(10)의 측으로 휘며, 잉크실(5)의 용적이 확대한다(도 5b). 다음에, 헤드 드라이버(190)에 의해서, 대향전극간의 전하를 급격히 방전시키면, 진동판(8)은 그 탄성 복원력에 의해서 복원하고, 잉크실(5)의 용적이 급격히 수축한다(도 5c). 이 때 잉크실내에 발생하는 압력에 의해, 잉크실(5)을 채우는 잉크의 일부가, 이 잉크실에 연통해고 있는 노즐(11)로부터 잉크 액 방울로서 토출된다.
그런데, 도 3 을 참조하여 설명한 바와 같이, 대향전극간에는 작은 틈(G2)과 큰 틈(G1)이 형성되어 있다. 진동판(8)의 틈(G2)에 대응하는 부분(8b)은 다른 부분(8a)과 비교하여, 보다 작은 구동전압을 인가하는 것만으로 간단히 대향벽(92b)의 측에 흡인되어 밀착한 상태가 된다. 따라서, 진동판의 전역이 대향벽(92)에 밀착하는 크기의 구동전압과, 진동판(8)의 부분(8b)만이 밀착하는 크기의 구동전압의 2종류의 구동전압에 의해, 진동판(8)을 크게 진동시키고, 잉크 액 방울의 토출을 행하는 진동 모드와, 진동판(8)을 부분적으로 진동시켜, 잉크 노즐 근방의 잉크를 유동시키는(즉, 잉크 메니스커스를 미소 진동시킨다) 진동 모드를 얻을 수 있다.
(구동회로)
이하, 도 6 내지 도 8 을 사용하여 구동회로의 일 예를 설명한다. 도 6은 도 1에 도시하는 선택회로(150)의 일 예를 도시하는 회로도이고, 도 7은 구동전압 선택회로(130)를 구비한 헤드 드라이버(190)의 주요 부분을 도시하는 회로도이다.
도면 중, 110은 인쇄 패턴 격납 메모리로서 기능하는 수신 버퍼, 부호(150)는 선택회로, 180은 선택회로(150)로부터 출력된 데이터 신호(D1 내지 Dn)에 따라서, 각 노즐(N1 내지 Nn)에 구동신호를 주기 위한 구동 펄스 생성 회로이다. 더욱이, 이들 수신 버퍼(110), 선택회로(150), 구동 펄스 생성 회로(180) 등은 게이트 어레이를 사용하여 하나로 정리되어도 된다.
수신 버퍼(110)는 세로 1열의 열 인쇄 데이터를 격납하고, CPU(200)로부터 출력되는 래치신호에 의해서 다음단에 데이터를 출력하는 동시에, 전단으로부터 다음 데이터를 집어넣는다.
선택회로(150)는 도시한 바와 같이, 1 노즐당 2개의 AND 소자(152,153)와 1개의 OR 소자(154)를 구비하며, 수신 버퍼(110)의 출력인 인쇄 데이터와, 예비 토출 데이터 생성 메모리(160)로 만들어지는 예비 토출 데이터의 어느 한쪽의 데이터를, CPU(200)로부터 출력되는 선택신호(161)에 의해서, 구동 펄스 생성 회로(180)에 출력하는 것이다.
선택신호(161)가 L(저논리)일 때, NOT 소자(151)의 출력이 H(고론리)가 되고, AND 소자(152)의 한쪽의 입력이 H가 되는 것에 의해, AND 소자(152)의 다른 한쪽의 입력인 수신 버퍼(110)의 인쇄 데이터가, 그대로 구동 펄스 생성 회로(180)에 세트된다. 한편, 선택신호(161)가 H 일 때, 수신 버퍼(110)의 데이터는 통전 펄스 생성 회로(180)에는 출력되지 않고, 예비 토출 데이터가 구동 펄스 생성 회로(180)에 세트된다. 즉, 모든 토출구로부터 주기적으로 잉크 액 방울이 토출되도록, 구동 펄스 생성 회로(180)에 데이터가 세트된다.
구동 펄스 생성 회로(180)에서는 소정의 펄스폭을 갖는 타이밍 펄스(Tp)가 각 NAND 소자(181)의 한쪽의 입력단자에 입력되고, 선택회로(150)에서 출력된 데이터 신호(D1 내지 Dn)를 NOT 소자(182)에서 반전한 것이 각 NAND 소자(181)의 다른쪽의 입력단자에 입력된다.
헤드 드라이버(190)는 공통전극(22) (진동판(8))을 구동하기 위한 드라이버(190a)와, 데이터 신호(D1 내지 Dn)에 따라서, 각 세그먼트 전극(10)을 구동하기 위한 드라이버(190b)로 구성된다. 드라이버(190a)는 공통전극(22)측의 전압을 V1과 GND(0V)로 전환하고, 드라이버(190b)는 세그먼트 전극(10)측의 전압을 V1, V2 와 GND(0V)로 전환하는 기능을 갖는다. (단자(Va)에는 V1이 접속되는 것에 대하여, 단자(Vb)에는 V1 또는 V2가 선택적으로 접속된다.) V1은 V2보다 크고, 대향전극간(진동판(8)-세그먼트 전극(10)간)에는 V1, V1-V2의 2종류의 전압을 인가하는 것이 가능하다(0V를 포함하면 3종류).
드라이버(190a)는 주로, 트랜지스터(Q1,Q2), 저항(R1,R2)으로 이루어지고, 그 입력단자에는 타이밍 펄스(Tp)가 입력된다. 타이밍 펄스(Tp)가 ON 상태(H 논리)로 전환되면, 트랜지스터(Q1)가 ON하고, 공통전극(22)측에 전압(V1)이 인가된다. 타이밍 펄스(Tp)가 OFF 상태(L 논리)가 되면, 트랜지스터(Q1)가 OFF하고, 동시에 트랜지스터(Q2)가 ON하여, 공통전극(22)은 GND(0V)에 접속한다.
한편, 드라이버(190b)는 주로 트랜지스터(Q3,Q4), 저항(R3,R4)으로 이루어지는 회로가, 각 세그먼트 전극(10)의 개수분(n 개) 설치되어 있다. 드라이버(190b)의 각 입력단자는, 구동 펄스 생성 회로(180)의 각 출력단자에 접속되어 있다. X 번째의 노즐(11x)에 착안하면, 노즐(11x)의 데이터(Dx)가 H 논리에 있을 때, 즉, 노즐(11x)로부터 토출을 행하고자 할 때, 타이밍 펄스(Tp)가 ON 상태(H 논리)로 전환되면, 트랜지스터(Q4)가 ON하고, 대응하는 세그먼트 전극(10x)은 GND에 접속한다.
또한, 노즐(11x)의 데이터(Dx)가 L 논리에 있을 때, 즉, 노즐(11x)로부터 토출하지 않을 때, 타이밍 펄스(Tp)가 ON 상태(H 논리)로 전환되면, 트랜지스터(Q3)가 ON 하고, 대응하는 세그먼트 전극(10x)에는, 전압(V2)이 인가된다.
이상, 타이밍 펄스(Tp), 데이터 신호(Dx)와, 대향전극간의 전위의 관계를 정리하면 도 8 과 같이 된다. 즉, 타이밍 펄스(Tp), 데이터 신호(Dx)가 함께 H 논리일 때, 대향전극간의 전위차는 V1이 되며, 대향전극간에 충전이 행해지고, 진동판(8)의 전역이 세그먼트 전극측으로 휜다[상태1]. 이 상태로부터, 타이밍 펄스(Tp)가 L 논리로 전환되면, 대향전극간은 동전위가 되고, 축적된 전하가 방전되고, 진동판(8)이 원래의 위치로 되돌아가며, 이 때 발생하는 잉크실(5)의 압력에 의해 노즐(11)로부터 잉크 액 방울이 토출된다[상태2].
타이밍 펄스(Tp)가 H 논리, 데이터 신호(Dx)가 L 논리일 때, 대향전극간의 전위차는 V1-V2가 되고, 진동판(8)은 세그먼트 전극의 10b의 부분만이 휜다[상태3]. 이 상태로부터, 타이밍 펄스(Tp)가 L 논리로 전환되면, 대향전극간은 동전위가 되고, 축적된 전하가 방전되며, 진동판(8)이 원래의 위치에 되돌아가지만, 진동판(8)의 진폭은, [상태1]로부터 [상태2]로 변화할 때와 비교하여 작다. 따라서, 잉크실(5)의 압력도 노즐(11)로부터 잉크 액 방울을 토출할 때까지 올라가지 않고, 노즐(11) 근방의 잉크가 유동하는 것만으로 가라앉는다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 각 회로의 동작을, 도 9에 도시하는 타이밍 차트를 사용하여 설명한다.
우선, 인쇄처리를 행하는 경우, CPU(200)로부터 출력되는 선택신호(Se)는 L의 상태에 세트된다. 수신 버퍼(110)에 판독된 열 인쇄 데이터는 CPU(200)로부터 출력되는 래치신호(120)에 의해서, 구동 펄스 생성 회로(180)에 세트된다. 이와 같이 인쇄처리가 속행되고 있을 때는, CPU(200)로부터 출력되는 선택신호(Se)는 L의 상태로 유지되기 때문에, 열 인쇄 데이터는 잇달아 구동 펄스 생성 회로(180)에 세트되고, 헤드 드라이버(190)에 출력된다.
드라이버(190a,190b)에 입력되는 타이밍 펄스(Tp)는 도 9에 도시하는 바와 같이, 주기(T), 펄스폭(Pw)의 주기적인 펄스이고, 펄스폭(Pw)에 의해 대향전극간의 충전개시로부터 방전개시까지의 시간이 규정된다.
또한, 이 타이밍 펄스(Tp)에 동기하여, 캐리지(302)를 이동하는 모터(45)도 구동되고, 수신 포트(170)에 입력되는 래치신호도 타이밍 펄스(Tp)에 동기하고 있다.
인쇄 데이터에 따라서, 구동 펄스 생성 회로(180)에 입력되는 데이터 신호(Dx)는 타이밍 펄스에 동기하여, 잉크 액 방울이 토출되어야 할 위치에서는 H 논리를 출력한다. 도시하는 바와 같이, 1 도트째를 인쇄하여, 2,3 도트째를 인쇄하지 않는 경우, 데이터 신호(Dx)는 H, L, L을 순차 출력한다.
드라이버(190b)의 단자(Vb)의 전위가 V2에 설정되어 있을 때, 이러한 데이터 신호(Dx)가 출력되면, 대향전극간에는 진폭이 V1, V1-V2, V1-V2로 변화하는 펄스폭(Pw)의 구동 펄스가 순차 인가되게 된다. 즉 1 도트째에서는 잉크 액 방울이 토출하고, 2, 3 도트째에서는, 잉크 액 방울은 토출되지 않으며, 노즐 근방의 잉크가 유동한다. 또한, 대향전극간에, 진폭이 V1의 펄스만을 인가하고자 하는 경우는, 드라이버(190b)의 단자(Vb)의 전위를 V1로 해두면 된다.
본 실시예의 회로를 사용하면, 간단한 회로구성으로, 복잡한 제어를 행하지 않으며, 진폭이 작은 구동 펄스를 인가하고, 노즐 근방의 잉크를 유동시키고, 노즐 근방의 잉크의 점도의 상승을 억제할 수 있다. 이로써, 사용되는 빈도가 낮은 노즐의 점도의 상승을 억제할 수 있다. 즉, 동일 헤드내에서, 사용 빈도의 차에 의해서 생기는 노즐 선단의 점도의 차를 적게 할 수 있고, 예비 토출을 행하는 간격을 확대한 것이 가능해지고, 예비 토출 처리에 있어서의 잉크의 쓸데없는 소비를 삭감할 수 있다. 복수색의 잉크 액 방울을 토출하기 위해서, 각 색마다 그룹 분할된 복수의 노즐을 구비한 컬러 잉크젯 프린터의 경우, 각 노즐간의 사용 빈도에 차가 생기기 쉽고, 상술한 방법이 특히 유효하다.
예비 토출 처리를 행하는 경우는 CPU(200)로부터의 래치신호의 출력은 정지되고, 인쇄처리가 중단된다. 그 후, 잉크젯 헤드(30)를 예비 토출위치(R)까지 이동한 후, 선택신호(Se)를 H로 바꾸고, 전 노즐에 대하여, 주기적으로 토출을 행하게 하는 예비 토출 데이터를 구동 펄스 생성 회로(180)에 세트하여, 전 노즐로부터 수회 예비 토출을 행한다.
잉크젯 헤드(30)를 예비 토출위치(R)까지 이동할 때도, 모든 데이터 신호를 L 논리로 유지하고, 타이밍 펄스(Tp)를 인가하면, 노즐 근방의 잉크를 유동시키는 진폭이 작은 구동 펄스를 인가하고, 노즐 근방의 잉크의 점도의 상승을 억제할 수 있다.
이상, 본 실시예에서 제시한 구동회로에 의해서, 정전 액추에이터로 이루어지는 압력 발생 소자를 구비한 잉크젯 헤드를 구동하는 예를 도시하였지만, 이러한 회로를 사용하여, 피에조 등의 압전 소자를 사용한 잉크젯 헤드나, 발열소자를 사용한 잉크젯 헤드를 구동하는 것에 의해서도, 같은 효과가 얻어진다. 즉 이들의 잉크젯 헤드에도 진폭이 다른 2종류의 구동 펄스를 인가할 수 있다. 압전 소자의 경우, 인가하는 구동 펄스의 전압에 의해서 변위량이 변화하기 때문에, 토출하지 않을 정도로 노즐 근방의 잉크를 유동시키는 것이 가능하고, 발열소자의 경우, 인가하는 구동 펄스의 전압에 의해서 발열량이 변하기 때문에, 진폭이 작은 구동 펄스를 사용하여, 토출하지 않을 정도로 노즐 근방의 잉크를 유동시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에서는, 대향전극간의 틈에 단차(G1,G2)를 형성한 정전 액추에이터를 사용한 예를 도시하였지만, 이러한 단차를 형성하지 않더라도, 대향전극간에 인가하는 펄스폭과 전압을 제어하는 것에 의해, 잉크 액 방울의 토출을 행하는 진동 모드와, 잉크 노즐 근방의 잉크를 유동하는 진동 모드를 얻을 수 있다.
더욱이, 본 실시예에 제시한 구동회로는 직렬 방식, 라인 방식 어느쪽의 잉크젯 헤드에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
(제어예)
도 10 은 본 예의 잉크젯 기록장치의 제어예를 도시하는 상태 천이도이다. 이 도면을 참조하여 구동제어의 흐름을 설명한다.
우선, 전원 투입시의 초기화처리는 일반적인 잉크젯 기록장치와 같고, 전원이 투입되면, 제어부(100), 인쇄부(40)의 초기화 처리가 실행된다. 다음에, 미사용 기간중에 증점한 잉크를 잉크 노즐로부터 배출하기 위해서, 펌프(303)를 사용한 잉크 흡인에 의한 헤드 회복 처리가 실행된다.
전원 투입 상태에 있어서의 잉크젯 기록장치의 상태는, 블록(B1)의 인쇄 정지 상태(인쇄정지 및 대기), 블록(B2)의 인쇄상태(인쇄중) 및 블록(B3)의 캡핑 상태(인쇄 중지)로 구분된다. 이들의 각 상태간의 천이 상태로서는, 펌프(303)를 사용한 잉크 흡인에 의한 헤드 회복 처리가 실행되는 클리닝 처리(블록(B11))가 있다. 또한, 잉크젯 헤드(30)의 각 잉크 노즐의 막힘을 방지하기 위한 예비 토출 처리로서는, 캡핑 상태(B3)로부터 인쇄상태(B2)로의 이행 시에 실행되는 휴지 상태후의 예비 토출 처리(블록(B21))와, 간헐 인쇄 동작중에 실행되는 간헐 인쇄중의 예비 토출 처리(블록(B22)와, 연속 인쇄 동작중에 실행되는 연속 인쇄중의 예비 토출 처리(블록(B23))가 있다. 더욱이, 잉크 노즐의 막힘을 방지하기 위해서 잉크 메니스커스의 미소 진동을 행하게 하는 헛구동 처리(블록(B31))이 있다.
여기서, 상기의 클리닝 처리(블록(B11)), 예비 토출 처리(블록(B21 내지 23)) 및 헛구동 처리(블록(B31))는, 인쇄지령, 즉 인쇄 데이터의 유무와, 계시부(200)에 포함되어 있는 각 계시부(200KJ,220f,220t,220k)의 계시 결과에 기초하여 기동된다. 제 1 계시부(200k)는 헛구동 처리(블록(B31))가 실행된 후의 경과시간(Tk)을 계수하기 위한 것이며, 제 2 계시부(200f)는 예비 토출 처리(블록(B21 내지 23))가 실행된 후의 경과시간(Tf)을 계수하기 위한 것이며, 제 3 계시부(200t)는 인쇄 정지 상태(블록(B1))의 계속시간(Tt)을 계수하기 위한 것이고, 제 4 계시부(200KJ)는 캡핑 상태(블록(B3))의 계속시간(KJ)을 계수하기 위한 것이다.
(1) 먼저, 잉크젯 기록장치가 인쇄 정지 상태(블록(B1))에 있는 경우에 관해서 설명한다. 이 상태에 있어서, 인쇄 정지 상태(블록(B1))의 계속시간(Tt)이 10초 이상에 걸친 경우에는, 블록(B1)으로부터 블록(B3)으로 이행하고, 잉크젯 헤드(30)가 캡핑된다. 이 캡핑 상태에 있어서 인쇄지령이 발생하면, 해당 캡핑 계속시간(KJ)에 기초하여 다음과 같이 제어가 이행한다.
우선, 캡핑 계속시간(KJ)이 15시간 미만인 경우에는, 블록(B3)으로부터 예비 토출 처리(블록(B21))를 경유하여 인쇄상태(블록(B2))로 이행한다. 즉, 블록(B21)에 있어서, 예비 토출 동작을 실행하는 것에 의해, 인쇄 정지 상태(블록(B1)) 또는 캡핑 상태(블록(B3))에 있어서 증점화한 잉크를 각 잉크 노즐로부터 토출시키고, 인쇄 재개시에 있어서의 각 잉크 노즐의 막힘을 피한다. 예비 토출 처리를 실행후는, 계시부(200KJ,220k,220f)를 리세트한다. 그 후는, 잉크젯 헤드(30)의 캡핑을 해제하고, 캐리지(302)에 의해서 잉크젯 헤드(30)를 인쇄위치까지 이동시켜 인쇄 데이터의 인쇄를 실행한다.
이것에 대하여, 캡핑 계속시간(KJ)이 15시간 이상인 경우에는, 블록(B3)으로부터 클리닝 상태(블록(B11))를 경유하여 인쇄상태(블록(B2))로 이행한다. 블록(B11)에 있어서, 펌프(303)를 구동하는 것에 의해, 캡(304)을 통하여, 각 잉크 노즐로부터 증점화한 잉크, 혼입한 기포 등을 흡인하여 배제한다. 그 후는, 각 계시부(200KJ,220k,220f)를 리세트한다. 또한, 클리닝 상태(블록(B11))로부터 또한 헛구동 처리(블록(B31))를 경유하여 인쇄상태(블록(B2))로 이행해도 된다. 인쇄전에 헛구동 처리를 행하면, 특히 1 도트째의 토출 불량을 막을 수 있고, 인쇄 품위를 확실히 확보할 수 있다는 것이 경험적으로 판명되었기 때문이다.
(2) 다음에, 잉크젯 기록장치가 인쇄상태(블록(B2))에 있는 경우에 관해서 설명한다. 연속 인쇄중에 있어서는, 계시부(200f)에 의한 예비 토출 처리 실행후의 경과시간(Tf)이 6초를 경과할 때마다, 블록(B23)을 경유하는 처리를 실행한다. 즉, 블록(B23)에 있어서 잉크젯 헤드(30)를 홈 포지션(예비 토출위치(R))으로 이동시키고, 각 잉크 노즐로부터 증점화한 잉크의 토출 동작을 행하게 한다. 그 후는 계시부(200f, 220t)를 리세트하고, 인쇄 동작으로 되돌아간다. 연속 인쇄시에, 이 예비 토출 처리를 실행하는 것에 의해, 사용빈도가 낮은 잉크 노즐의 막힘을 피할 수 있다.
여기서, 연속 인쇄 상태에 있어서, 예비 토출 후에 있어서의 캐리지에 의한 잉크젯 헤드(30)를 홈 포지션으로부터 인쇄위치에 이동시키는 기간중, 및, 캐리지에 의한 잉크젯 헤드(30)를 후속의 인쇄 데이터의 인쇄위치에 이동시키는 기간중에 있어서는, 블록(B31)을 경유하는 처리가 실행된다. 즉, 비인쇄 상태에서의 잉크젯 헤드(30)의 이동중에, 각 잉크 노즐에 구동 펄스로서 진폭의 작은 것(V1-V2)을 인가하는 것에 의해, 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시킨다. 이러한 헛구동 처리에 의해서, 각 잉크 노즐내에서의 잉크의 막화를 방지할 수 있고, 이 결과, 각 잉크 노즐의 막힘을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이, 비인쇄상태에서의 잉크젯 헤드의 이동기간을 이용하여 헛구동 처리를 실행하고 있기 때문에, 인쇄속도가 헛구동 처리에 의해서 늦는 일도 없다.
(3) 한편, 간헐인쇄가 실행되는 경우, 즉, 인쇄 정지 시간이 예를 들면 10초 미만에서 인쇄가 간헐적으로 실행되는 경우에는, 경과시간(Tf,Tk)에 기초하여, 블록(B2,B1,B22)을 경유하는 처리 및, 블록(B2,B1,B31)을 경유하는 처리중의 어느 한쪽의 처리가 실행된다.
즉, 일련의 인쇄 데이터의 인쇄동작이 종료한 후에 블록(B2)으로부터 블록(B1)의 인쇄 정지 상태가 된 경우에, 인쇄지령을 수신하면, 헛구동 처리로부터의 경과시간(Tk)과, 예비 토출 처리(블록(B21 내지23))로부터의 경과시간(Tf)에 기초하여, 헛구동 처리(블록(B31)) 및 예비 토출 처리(블록(B22))의 어느 한쪽의 처리가 잉크 노즐의 막힘 방지를 위해 실행된다.
(3-1) 우선, 헛구동 처리후의 경과시간(Tk)이 2초 미만이고, 또한, 예비 토출 처리후의 경과시간(Tf)이 6초 미만인 경우에는, 헛구동 처리(블록(B31))를 경유하여 인쇄상태(블록(B2))로 상태가 천이한다. 즉, 상술한 바와 같이, 각 잉크 노즐의 구동 펄스로서 작은 진폭(V1-V2)인 것을 인가하는 것에 의해, 잉크 메니스커스를 미소 진동시킨다. 이 결과, 각 잉크 노즐에서 증점화된 잉크의 막화를 해소할 수 있기 때문에, 막힘의 발생을 피할 수 있다. 이러한 헛구동 처리가 실행된 후는, 계시부(200k)를 리세트하여 인쇄상태(블록(B2))로 이행한다.
여기서, 본 예의 잉크젯 기록장치에서는 헛구동 처리를 인쇄동작에 앞서서 행해지는 캐리지(302)의 이동중에 실행하고 있다. 즉, 인쇄 정지 상태(블록(B1))에서는 잉크젯 헤드(30)가 홈 포지션 또는 인쇄범위내에 대기하고 있고, 이 위치로부터 실제의 인쇄위치까지 캐리지(302)에 담지되어 이동한다. 이 이동중에 있어서 모든 잉크 노즐에서 헛구동 처리가 실행된다. 따라서, 헛구동 처리의 실행에 의해서 인쇄속도의 저하를 초래하는 일은 없다.
(3-2) 다음에, 헛구동 처리후의 경과시간(Tk)이 2초 이상, 또는, 예비 토출 처리후의 경과시간(Tf)가 6초 이상인 경우에는, 인쇄지령이 나가면, 간헐 인쇄중 예비 토출 처리(블록(B22))를 경유하여 인쇄상태(블록(B2))로 상태가 천이한다.
이 경우에는, 헛구동 처리에서는 잉크 노즐의 막힘을 확실히 피할 수 없을 가능성이 있는 것으로 판단하여, 각 잉크 노즐의 구동 펄스로서 인쇄 시의 경우와 같은 진폭(V1)인 것을 인가하는 것에 의해, 각 잉크 노즐로부터 잉크 액 방울을 토출시킨다. 인쇄 정지 상태(블록(B1))에 있어서는 잉크젯 헤드(30)는 캡(304)에 대치한 홈 포지션에 위치하고 있기 때문에, 토출된 잉크 액 방울은 캡(304)을 통하여 회수된다.
이와 같이, 본 예의 잉크젯 기록장치에서는, 인쇄동작이 행해지지 않는 기간이 단기(2초 미만)인 경우에는 헛구동 처리를 행하고, 그 이상인 경우에는 예비 토출 처리를 행하고 있다. 따라서, 인쇄 재개시에 항상 예비 토출 처리를 실행하는 경우와 비교하여, 실제의 인쇄에 관여하지 않는 잉크의 쓸데없는 소비량을 억제할 수 있고, 더욱이, 잉크 노즐의 막힘을 확실히 피할 수 있다.
또한, 예비 토출 처리(블록(B22))가 실행된 후는, 계시부(200f,220k)가 리세트된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 수단과, 잉크젯 헤드를 기록매체에 대하여 상대 이동시키는 반송기구를 가지고, 해당 압력 발생 수단에 의해 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 동작이 행해지는 잉크젯 기록장치의 제어방법에 있어서, 기록매체에 대한 인쇄동작에 앞서서 행해지는 반송기구에 의한 잉크젯 헤드의 상대 이동 기간중에, 잉크젯 헤드의 헛구동 동작을 행하도록 하고 있다.
본 발명의 제어방법에 의하면, 헛구동 동작이 잉크젯 헤드의 이동중에 행하해지고, 더욱이, 실제의 인쇄동작에 앞서서 행해진다. 따라서, 종래와 같이 인쇄동작을 조기 이송으로 할 필요가 없기 때문에, 인쇄속도의 저하를 초래하는 일없이, 헛구동 동작에 의해 잉크 노즐의 막힘을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명은 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 수단을 가지며, 해당 압력 발생 수단에 의해, 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 동작 및 각 잉크 노즐로부터 인자동작에 관계가 없는 잉크 액 방울을 토출하는 예비 토출 동작이 행해지는 잉크젯 기록장치의 제어방법에 있어서, 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk), 및 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 측정하여, 인쇄동작에 앞서서, 이들의 경과시간(Tk,Tf)에 기초하여, 헛구동 동작 및 예비 토출 동작의 어느 한쪽의 동작을 행하도록 하고 있다.
따라서, 본 발명의 해당 제어방법에 의하면, 상기의 2종류의 경과시간에 기초하여, 인쇄 정지 기간이 짧은 경우에는, 헛구동 조작을 행하고, 인쇄 정지 시간이 긴 경우에는 예비 토출 동작을 행할 수 있다. 따라서, 인쇄 정지 시간의 장단에 관계없이, 잉크 노즐의 막힘을 확실히 해소할 수 있고, 동시에, 잉크 노즐의 막힘을 해소하기 위해서 헛구동 동작으로 충분한 경우에는 예비 토출 동작이 행해지지 않기 때문에, 실제의 인쇄에 기여하지 않는 잉크의 쓸데없는 소비도 억제할 수 있다.

Claims (20)

  1. 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 기구를 갖는 잉크젯 기록장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드를 인쇄매체에 대하여 상대 이동시키는 반송 단계와,
    상기 압력 발생 기구에 의해 상기 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 단계와,
    상기 인쇄매체에 대한 인쇄 동작에 앞서서 행해지는 상기 반송 단계에 의한 상기 잉크젯 헤드의 상대 이동 기간중에, 상기 헛구동 단계를 동작시키는 제어 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 발생 기구에 의해 각 잉크 노즐로부터 상기 인쇄동작에 관계없이 잉크 액 방울을 토출시키는 예비 토출 단계와,
    상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 단계와,
    상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 경과시간(Tk,Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 단계 및 상기 예비 토출 단계의 어느 하나를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 상기 각 잉크 노즐을 캡에 의해 덮는 캡핑 단계와,
    상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 경과시간(Tt)에 기초하여, 해당 경과시간(Tt)이 소정의 시간 이상의 경우에, 상기 캡핑 단계를 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 헤드 클리닝 단계와,
    상기 캡핑 상태의 경과시간(KJ)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 인쇄동작의 개시 시에, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간이상의 경우에는, 상기 헤드 클리닝 단계를, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간미만의 경우에는, 상기 예비 토출 단계를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  5. 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 기구를 갖는 잉크젯 기록장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 압력 발생 기구에 의해, 상기 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 단계와,
    상기 압력 발생 기구에 의해, 상기 각 잉크 노즐로부터 인쇄동작에 관계없이 잉크 액 방울을 토출시키는 예비 토출 단계와,
    상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 단계와,
    상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 단계와,
    상기 경과시간(Tk,Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 단계 및 상기 예비 토출 단계의 어느 하나를 선택하여 동작시키는 제어 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 상기 각 잉크 노즐을 캡에 의해 덮는 캡핑 단계와,
    상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 경과시간(Tt)에 기초하여, 상기 경과시간(Tt)이 소정의 시간 이상의 경우에, 상기 캡핑 단계를 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 클리닝 단계와,
    상기 캡핑 상태의 경과시간(KJ)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 인쇄동작의 개시 시에, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이상의 경우에는, 상기 헤드 클리닝 단계를, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 미만의 경우에는, 상기 예비 토출 단계를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치의 제어방법.
  8. 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 기구를 갖는 잉크젯 기록장치에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드를 기록매체에 대하여 상대 이동시키는 반송기구와,
    상기 압력 발생 기구에 의해 상기 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 동작부와,
    상기 기록매체에 대한 인쇄동작에 앞서서 행해지는 상기 반송기구에 의한 상기 잉크젯 헤드의 상대 이동 기간중에, 상기 헛구동 동작부를 작동시키는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 압력 발생 기구에 의해 각 잉크 노즐로부터 상기 인쇄동작에 관계가 없는 잉크 액 방울을 토출시키는 예비 토출 동작부와,
    상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 제 1 카운터와,
    상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 제 2 카운터를 더 가지며,
    상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 카운터에서 계측되는 상기 경과시간(Tk, Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 동작 및 상기 예비 토출 동작의 어느 하나를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 상기 각 잉크 노즐을 덮는 캡과,
    상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 계측하는 제 3 카운터를 더 가지며,
    상기 제어부는, 상기 제 3 카운터에서 계측되는 상기 경과시간(Tt)에 기초하여, 해당 경과시간(Tt)이 소정의 시간 이상의 경우에, 상기 캡에 의해 상기 각 잉크 노즐을 덮는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 흡인부와,
    상기 캡에 의해 상기 각 잉크 노즐이 덮여진 상태의 경과시간(KJ)을 계측하는 제 4 카운터를 더 가지며,
    상기 제어부는 상기 인쇄동작의 개시 시에, 상기 제 4 카운터에서 계측되는 상기 경과시간(KJ)에 기초하여, 해당 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이상 경우에는, 상기 흡인부에 의해 상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 헤드 클리닝 동작을, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 미만의 경우에는, 상기 예비 토출 동작을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
  12. 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 기구를 갖는 잉크젯 기록장치에 있어서,
    상기 압력 발생 기구에 의해, 상기 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 동작부와,
    상기 압력 발생 기구에 의해, 상기 각 잉크 노즐로부터 인쇄동작에 관계가 없는 잉크 액 방울을 토출시키는 예비 토출 동작부와,
    상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 제 1 카운터와,
    상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 제 2 카운터와,
    상기 제 1 및 제 2 카운터에서 계측되는 상기 경과시간(Tk,Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 동작 및 상기 예비 토출 동작의 어느 하나를 선택하여 동작시키는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 상기 각 잉크 노즐을 덮는 캡과,
    상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 흡인부와,
    상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 계측하는 제 3 카운터와,
    상기 캡에 의해 상기 각 잉크 노즐이 덮인 상태의 경과시간(KJ)을 계측하는 제 4 카운터를 더 가지며,
    상기 제어부는 상기 제 3 카운터에서 계측되는 상기 경과시간(Tt)에 기초하여, 해당 경과시간(Tt)이 소정의 시간 이상의 경우에, 상기 캡에 의해 상기 각 잉크 노즐을 덮고,
    상기 제어부는 상기 인쇄동작의 개시 시에, 상기 제 4 카운터에서 계측되는 상기 경과시간(KJ)에 기초하여, 해당 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이상의 경우에는, 상기 흡인부에 의해 상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 헤드 클리닝 동작을, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 미만의 경우에는, 상기 예비 토출 동작을 행하게 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록장치.
  14. 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 기구를 갖는 잉크젯 기록장치를 제어하는 프로그램을 기록한 정보 기록 매체에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드를 인쇄매체에 대하여 상대 이동시키는 반송 단계와,
    상기 압력 발생 기구에 의해 상기 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 단계와,
    상기 인쇄매체에 대한 인쇄동작에 앞서서 행해지는 상기 반송 단계에 의한 상기 잉크젯 헤드의 상대 이동 기간중에, 상기 헛구동 단계를 동작시키는 제어 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 압력 발생 기구에 의해 각 잉크 노즐로부터 상기 인쇄동작에 관계가 없는 잉크 액 방울을 토출시키는 예비 토출 단계와,
    상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 단계와,
    상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 경과시간(Tk, Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 단계 및 상기 예비 토출 단계의 어느 하나를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 상기 각 잉크 노즐을 캡에 의해 덮는 캡핑 단계와,
    상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 경과시간(Tt)에 기초하여, 해당 경과시간(Tt)이 소정의 시간을 이상의 경우에, 상기 캡핑 단계를 동작시키는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 헤드 클리닝 단계와,
    상기 캡핑 상태의 경과시간(KJ)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 인쇄동작의 개시 시에, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이상의 경우에는, 상기 헤드 클리닝 단계를, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간미만의 경우에는, 상기 예비 토출 단계를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  18. 잉크 액 방울을 토출하기 위한 복수의 잉크 노즐을 구비한 잉크젯 헤드와, 각 잉크 노즐내의 잉크에 압력을 가하는 압력 발생 기구를 갖는 잉크젯 기록장치를 제어하는 프로그램을 기록한 정보 기록 매체에 있어서,
    상기 압력 발생 기구에 의해, 상기 각 잉크 노즐의 잉크 메니스커스를 미소 진동시키는 헛구동 단계와,
    상기 압력 발생 기구에 의해, 상기 각 잉크 노즐로부터 인쇄동작에 관계가 없는 잉크 액 방울을 토출시키는 예비 토출 단계와,
    상기 헛구동 동작 후의 경과시간(Tk)을 계측하는 단계와,
    상기 예비 토출 동작 후의 경과시간(Tf)을 계측하는 단계와,
    상기 경과시간(Tk,Tf)에 기초하여, 상기 헛구동 단계 및 상기 예비 토출 단계의 어느 하나를 선택하여 동작시키는 제어 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드의 상기 각 잉크 노즐을 캡에 의해 덮는 캡핑 단계와,
    상기 인쇄동작이 행해지지 않는 인쇄 정지 상태의 경과시간(Tt)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 경과시간(Tt)에 기초하여, 상기 경과시간(Tt)이 소정의 시간 이상의 경우에, 상기 캡핑 단계를 동작시키는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 잉크 노즐로부터 잉크를 흡인하는 클리닝 단계와,
    상기 캡핑 상태의 경과시간(KJ)을 측정하는 단계를 더 가지며,
    상기 제어 단계는 상기 인쇄동작의 개시 시에, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 이상의 경우에는, 상기 헤드 클리닝 단계를, 상기 경과시간(KJ)이 소정의 시간 미만의 경우에는, 상기 예비 토출 단계를 선택하여 동작시키는 것을 특징으로 하는 정보 기록 매체.
KR10-2000-0011756A 1999-03-10 2000-03-09 잉크젯 기록 장치의 제어 방법, 잉크젯 기록 장치 및 정보 기록 매체 KR100516642B1 (ko)

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