KR20010006303A - 잉크 인쇄 장치의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

잉크 방울 분사용 노즐 및 잉크 공급부와 소통된 쳄버와, 상기 쳄버와 결합되고 인쇄 톤 데이터에 따라 복수회 작동되어 종이에 적당한 톤의 인쇄 도트를 형성하도록 대응되는 수 만큼의 잉크 방울들을 분사하는 전기작동수단을 포함하는 종이에 인쇄하기 위한 잉크젯 인쇄헤드의 작동 방법으로서, 인쇄 톤 데이터에 따라 전기작동수단에 복수의 전기 신호를 적용하는 단계들을 포함하며, 일련의 신호들 사이의 시간 지연은, 상기 인쇄 도트를 형성하도록 분사된 상기 잉크 방울의 수에 관계없이, 대응하는 잉크 방울들이 상기 인쇄 도트를 형성하도록 진행하는 평균 속도에서의 어떤 변화도 인쇄된 상에서 육안으로 검출가능한 결합을 유도하는 것 아래로 유지된다.

Description

잉크 인쇄 장치의 작동 방법{Operation of Droplet Deposition Apparatus}

이러한 장치는 예를 들어 WO95/25011, US-A-5 227 813 및 EP-A-0 422 870(모두 참조에 의해 통합됨)으로부터 공지되어 있으며, 채널들은 그 길이 방향으로 연장하는 측벽들에 의해 이웃한 채널로부터 분리되어 있다. 전기 신호들에 응답하여, 채널 벽들은 채널 축선을 가로질러 변위될 수 있다. 이는 차례로 채널 축선을 따라 진행되는 음파들을 발생시켜, 본 발명의 기술 분야에서 익히 알려진 바와 같이 잉크 방울을 분사한다.

상기 종래 기술들 중 마지막 문서는, 짧은 시간 내에 단일 채널로부터 다양한 수의 잉크 방울을 분사하여, 그 결과 일치하여 다양한 크기의 인쇄 도트를 종이에 형성하도록 "패킷(packet)"의 잉크 방울들이 비행 도중 및/또는 종이에서 병합되는 "멀티펄스 그레이스케일 인쇄(multipulse greyscale pinting)"의 개념을 개시한다.

도 1은 상기 EP-A-0 422 870으로부터 취해진 것으로, 다양한 수(64, 60, 55, 40 등)의 잉크 방울들을 분사하는 10개의 이웃한 인쇄헤드 채널들로부터 잉크 방울이 분사되는 것을 개략적으로 도시한다. 어느 한 채널로부터 분사된 일련의 잉크 방울들의 규칙적인 간격은 일련의 잉크 방울들의 분사 속도가 일정하다는 것을 나타낸다. 또한, 이 간격이 적은 수의 잉크 방울을 분사하는 채널에 대해서와 많은 수의 잉크 방울들을 분사하는 채널에 대해서 동일하다는 것을 알 수 있을 것이다.

실험 과정에서, EP-A-0 422 870에 기술된 작동으로부터 두 개의 편차가 발견되었다.

첫 번째 발견은, 지정된 채널로부터 분사될 첫 번째 잉크 방울이 공기 저항에 의해 감속되며, 그것의 후류에서 진행되고 그래서 더 적은 공기 저항을 받는 패킷의 다음 잉크 방울들에 의해 후방으로부터 부딪히게 될 수 있다는 것이다. 그리고 나서, 패킷의 첫 번째 및 다음 잉크 방울들은 큰 단일 방울을 형성하도록 병합될 수도 있다.

두 번째 발견은, 지정된 채널로부터 한번에 분사된 패킷의 잉크 방울들의 총 수에 따라 이러한 큰 단일 방울의 속도가 변한다는 것이다.

세 번째 발견은, 예를 들어 EP-A-0 376 532에서 기술된, 인쇄헤드의 일련의 채널들이 택일적으로 세 그룹들 중 한 그룹으로 지정되는 인쇄헤드의 3 사이클 작동에 관련된 것이다. 각 그룹은 차례로 작동되고, 작동되는 채널들은 상술된 바와 같이 입력되는 인쇄 데이터에 따라 하나 이상의 잉크 방울들로 된 패킷을 분사한다. 동일한 그룹의 인접한 채널이 또한 작동되는가(즉, 3 채널 당 1) 또는 동일한 그룹의 하나씩 건너뛴 채널만이 작동되는가(즉, 6 채널 당 1)에 따라 이러한 잉크 방울들이 병합되어 형성된 큰 단일 방울의 속도가 변한다는 것이 발견되었다.

상술된 속도 변화는 상당한 도트 배치 에러를 일으킬 수 있으며, 비록 그 자체로 알려진 문제점이기는 하지만, 상술된 멀티펄스 그레이스케일 모드에서 인쇄헤드들의 작동에 특히 치명적일 수 있다. 여기서, 본 발명자들은 한 픽셀 피치의 1/4 이상인 둘 이상의 인쇄 도트들 사이의 배치 에러가 맨 눈으로 검출될 수 있는 인쇄 결함을 유도하는 것으로 정하였다. 멀티펄스 그레이스케일 인쇄헤드들은 전형적으로 인치당 360도트의 인쇄 피치와, 각각 5m/s, 5KHz, 및 1mm의 최소 종이 속도, 패킷 분사 주파수, 및 인쇄헤드-종이 간격에서 작동되며, 이는 어느 두 개의 인접한 인쇄 도트를 형성하도록 분사된 잉크 방울들 사이의 허용 가능한 속도 변화에 1.25m/s의 상한값을 둔다.

본 발명은 잉크 방울 분사용 노즐 및 잉크 공급부와 소통하는 쳄버를 포함하는 잉크 인쇄 장치, 특히 잉크젯 인쇄헤드의 작동 방법에 관한 것이며, 인쇄헤드는 쳄버와 결합되어 다수의 수의 잉크 방울들을 분사하도록 대응하는 수만큼 작동될 수 있는 전기작동수단을 더 포함한다. 특히 본 발명은 쳄버가 전기 신호에 응답하여 채널의 용적을 변화시키기 위한 수단을 가지는 채널이며, 상기 수단이 채널에 결합되는 인쇄헤드에 관한 것이다.

도 2는 총 파형 지속시간에 의한 잉크 방울 속도의 변화를 도시한 도면.

도 3a은 도 2의 결과를 얻는데 사용된 파형을 도시한 도면.

도 3b는 다수의 도 3의 파형을 연속적으로 적용하는 것을 도시한 도면.

도 4는 파형 팽창 주기의 지속시간에 의한 잉크 방울 속도의 변화를 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 작동 파형을 도시한 도면.

도 6은 파형 휴지 주기의 지속시간에 의한 잉크 방울 속도의 변화를 도시한 도면.

본 발명은 상술된 현상들에 의해 발생되는 상기된 도트 배치 에러들을 방지하는데 그 목적이 있다.

도 2는 한 패킷의 잉크 방울들을 발생시키도록 상술된 종류의 인쇄헤드의 채널에 반복적으로 적용된 총 지속시간 T의 드로-리인포스-릴리스(draw-reinforce-release; DDR) 파형(waveform)에 의한 방울 속도의 변화를 도시한다. (본 발명의 기술 분야에서 잘 알려진)이러한 파형은 도 3a에 도시되어 있으며, 처음에 인쇄헤드 채널을 팽창된 상태(E에서와 같은 "드로")에 놓고, 이어서 수축된 상태(RF에서와 같은 "리인포스")로 전환하며, 그리고 나서 원래의 비 구동, 정지 상태로 채널을 다시 "릴리스"(RL에서와 같은)시킨다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 도 2를 얻는데 사용된 파형의 드로 및 리인포스 주기들은 동일하며, 반복되는 파형은 하나의 잉크 방울을 분사시킨다.

도 3b는 일정한 크기의 도트를 종이에 형성하기 위해 채널로부터 대응하는 수 만큼의 잉크 방울들("도트 당 방울수(droplet per dot)" 또는 "dpd")을 분사하도록 파형을 즉시 연속적으로 다수회 적용하는 것을 도시하고 있다. 바람직하기로는, 각 채널이 속한 그룹이 가동되고 입력되는 인쇄 데이터가 도트를 인쇄하는데 필요한 것일 때마다 각 채널에 대해 이 단계가 반복된다. 도 2에 도시된 데이터를 얻는데 사용된 실험에서, 채널들은 60Hz의 주파수로 계속해서 가동되고 도트들이 인쇄되었다.

상술된 바와 같이, 채널로부터 분사된 패킷의 잉크 방울들은 인쇄될 종이에 부딪히는 큰 단일 방울을 형성하도록 비행 중에 모두 병합될 수도 있다. 대안적으로, 모든 잉크 방울의 병합이 종이 위에서 발생될 수도 있다. 세 번째 방식에서, 병합된 큰 방울보다 먼저 진행하는 패킷의 첫 번째 잉크 방울을 제외한 패킷의 모든 잉크 방울들이 비행 중에 병합된다.

도 2에서는 이러한 다양한 모드들을 구별하지 않으며, 대신 종이에서 측정된 종이에 부딪히는 첫 번째 잉크 방울의 속도를 나타낸다. (단일 잉크 방울을 분사하도록)약 4.5㎲의 지속 시간을 가지는 단일 DDR 파형(1 dpd)의 적용은, 한 그룹의 채널들이 번갈아 분사될 때만(6당 1 작동) 약 12m/s의 속도가 되고, 반면에 한 그룹의 모든 채널이 분사되면(3당 1작동) 약 14m/s가 된다. 그러나, 7개의 잉크 방울이 분사되도록 즉시 연속적으로 7번 동일한 파형을 적용하는 것(7 dpd)은 "3당 1"로 작동될 때 약 37m/s의 속도, 그리고 "6당 1"로 작동될 때 약 25m/s의 속도가 된다.

상술된 속도 변화가 크게 감소되는 총 파형 지속시간 T의 어떤 유리한 값이 있다는 것이 발견되었다. 도 2의 경우에 있어서, 대략 3.8㎲의 지속시간을 가진 파형으로 인쇄헤드를 작동하는 것에 의해, 한번에 분사되는 잉크 방울들의 수 또는 동일 그룹의 인접한 채널의 분사/비분사 상태에 관계없이, 속도가 약 12m/s로 상당히 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 유사하게, 약 7.5㎲ 이상의 파형으로 작동하는 것은, 허용가능한 인쇄 품질을 위해 적어도 5m/s, 바람직하게는 7m/s의 잉크 방울 분사 속도가 필요하다고 알려져 있기 때문에 덜 바람직하지만, 단지 4m/s의 상당히 일정한 속도가 된다. 더 큰 T값에 의해서는 전체적인 파형 지속시간이 더 커지고 대응하여 도트 인쇄율이 더 낮아진다.

도 2는, 상기된 WO95/25011에 개시되고 대략 4㎲의 공진 주기와 동등한 대략 250kHz의 공진 주파수를 가지는 종류의 인쇄헤드를 이용하여 얻어졌다. 이는 구동 파형의 주기가 4㎲와 같을 때 인쇄헤드로부터 분사된 잉크 방울들의 속도 U에서의 각각 2㎲와 동일한 작동 파형의 수축 및 팽창 요소들에 차례로 대응되는 공진 피크를 도시한 도 2의 "3당 1 / 1dpd" 기록을 나타낸다. WO95/25011에서 설명된 바와 같이, 과거에 이러한 공진 주기는 닫힌 채널 길이(L)의 잉크의 압력파들의 속도(c)에 대한 비의 두 배와 동일한 것으로 간주되었다. 결과적으로, 이하 L/c 표시는 공진 주기의 반을 나타내는데 사용되고, 위에서 언급된 유리한 값은 각각 1.9L/c 및 ＞3.75L/c다.

2㎲에서, 이 반 공진 주기가, 필요한 더 큰 잉크 방울 용적을 달성하도록 더 큰 채널 길이 L이 필요한 - 소위 "이진" 인쇄라고 하는 - 어떤 하나의 잉크 방울 분사 주기에서도 단일 잉크 방울을 분사하도록 설계된 유사한 인쇄헤드들에서보다 상당히 짧다는 것에 주의해야 할 것이다. 필요한 하나의 - 복수라기보다는 - 방울만이 종이 위에 인쇄 도트를 형성하도록 분사된다는 사실에 의해, 최대 방울 분사 주파수의 대응되는 감소는 상쇄된다. 대조적으로, "멀티펄스 그레이스케일" 작동 - 복수의 잉크 방울이 인쇄 도트를 형성하는 - 은 전형적으로, 충분히 높은 반복 주파수 및 둘째로 충분히 낮은 잉크 방울 용적들이 달성될 수 있도록 하기 위하여, 반 공진 주기가 5㎲, 바람직하게는 2.5㎲를 초과하지 않는 값을 가지는 인쇄헤드를 필요로 한다.

반면 상술된 파형 지속시간의 유리한 값들은 인쇄헤드 설계, 작동 파형 및 도트 인쇄 주파수에 의해 변하며, 그 값들이 - 즉 도 2에 도시된 종류의 그래프로부터 - 결정되는 방법은 동일하게 유지된다. 동일한 방법이 인쇄헤드를 위한 공진 주기 값에 대해서 유지된다. 다양한 값의 작동 파형 지속시간 T에 대해, 속도 데이터 U는 알려진 속도로 움직이는 종이 위에 분사된 잉크 방울들의 착륙 위치의 분석으로부터 또는 - 바람직하게는 - 잉크 방울 분사를 현미경으로 스트로보 관찰하는 것에 의해 얻어진다. 두 방법 모두 노즐과 종이 사이에서 이동 중인 잉크 방울의 평균 속도를 나타내는 것이 바람직하다.

상술된 바와 같이, 도 3a에 도시된 "DDR" 파형은 지속시간 및/또는 진폭이 동일한 채널 수축 및 팽창 요소들을 필수적으로 가질 필요는 없다. 실제로, 전체적인 작동 파형의 지속 기간에 비해 파형의 팽창 요소의 지속시간이 위에서 논의된 작동에 더 많은 영향을 미칠 수도 있다.

도 4는 5m/s의 잉크 방울 분사 속도(U)를 달성하는데 필요한 피크-투-피크(peek-to-peek) 파형 진폭(V)의 팽창 주기 지속시간(DR)의 증가에 의한 변화를 도시한다. 도 2에서와 같이, 잉크헤드는 WO/95/25011에 개시된 종류의 것이며, 대략 4.4㎲의 공진 주기 2L/c를 가진다.

약 2.5㎲ 및 4.5㎲의 팽창 주기 지속시간(DR) 값에서, 잉크 방울 분사 방식에 따라 상이한 값의 파형 진폭(V)이 필요하다. DR=2.5㎲인 경우, 멀티펄스 그레이스케일 인쇄 모드에서 3 채널당 하나("3당 1"작동)로부터 7개의 잉크 방울을 분사(7dpd)하도록 파형을 즉시 연속적으로 7번 적용할 때 단지 27볼트의 피크-투-피크 파형 진폭(V)이 필요하다. 대조적으로, 6 채널당 하나("6당 1"작동)로부터 단일 방울을 분사(1dpd)하도록 파형을 단 한번만 적용할 때 동일한 잉크 방울 분사 속도를 달성하는데 V=32볼트의 값이 필요하다.

실제적으로, 잉크 방울 분사 방식에 의한 파형 진폭의 변화는 복잡한 - 그러므로 비싼 - 제어 전자 부품들을 필요로 할 것이다. 실시하기에 더 간단하고 더 싼, 일정한 파형 진폭의 대안적인 해는 잉크 방울 분사 속도의 변화 및 그 결과 상술된 바와 같은 잉크 방울 배치 에러를 일으킬 것이다.

그러나, 본 발명자들은 잉크 방울 분사 방식에 관계없이 잉크 방울 분사 속도가 실질적으로 일정하게 유지되는 팽창 주기 지속시간(DR)이 있다는 것을 발견했다. 이러한 범위에서의 작동은, 작동 방식에 관계없이 또 그러므로 잉크 방울 배치 에러의 위험없이 일정한 진폭의 파형들이 사용될 수 있게 한다.

도 4의 경우에 있어서, 예를 들어 이러한 일정한 작동은 대략 1.8㎲-2.2㎲ 범위의 DR값들에 의해, 특히 약 2.2㎲ 및 3.0㎲-3.6㎲의 범위, 특히 3.4㎲에서 달성된 속도들 사이에 가깝게 일치하여 발생된다. 반 공진 주기 L/c의 용어로 표현하면, 이 범위들은 대략 0.8L/c-1.0L/c, 특히 1 L/c 및 1/4L/c-1.6L/c, 특히 1.5L/c다. 더 높은 범위에서보다 더 낮은 범위에서의 작동이, 더 높은 파형 반복 주파수를 차례로 허용하는 더 낮은 전체 파형 지속시간을 준다. 또한, 1.8㎲-2.2㎲범위의 지정된 잉크 방울 속도를 위한 작동 전압이 더 낮아지면, 인쇄헤드 작동 벽들의 압전 물질에서 발생되는 열이 대응하여 더 낮아진다. 이러한 이유들로, 더 낮은 범위에서의 작동이 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같이, 일정한 잉크 방울 분사 속도(U)를 위해 얻어진 인쇄헤드 특성들이, 예를 들어 참조에 의해 통합된 WO92/12014로부터 공지된 노즐 및 잉크 입구 임피던스와 같은 일관된 유체 역학적 효과들을 포함하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 이 특성들은 파형 진폭(V)의 변화에 따른 인쇄헤드의 압전 물질에 의한 잉크의 가열 변화에 의해 야기된 점성 변화를 통합한다. 인쇄헤드에서의 잉크의 압전 가열은 참조에 의해 통합된 WO97/35167에서 설명되며, 결과적으로 여기서 더 상세하게 논의되지 않는다.

반대로, 도 2에 도시된 종류의, 일정한 파형 진폭(V)를 위하여 얻어진 인쇄헤드 특성들은 변화하는 유체 역학적 효과를 희생시켜 일관된 가열 효과를 포함할 것이다. 그러나, 그것에 의해 파형 진폭과 잉크 방울 분사 속도가 작동 방식에 관계없이 일정하게 유지되는, 그러한 본 발명에 따른 작동 조건에서, 유체 역학 및 압전 가열 효과들도 또한 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 결과적으로, 어떤 형식의 특성도 본 발명에 따른 작동 조건들을 결정하는데 적당하다.

도 5는 도 4의 특성들을 얻는데 사용된 작동 파형을 도시하며, 작동 전압 크기가 세로축에 표시되고 표준화된 시간이 가로축에 표시된다. 채널 팽창 주기가 "C"에 표시되어 있으며, 채널 팽창 주기의 지속시간(DR)은 도 6의 특성들을 얻도록 변화된다. 실질적으로 그 다음에 즉시 2DR의 지속시간을 갖는 채널 수축 주기 "X"가 이어지며, 수축되지도 않고 팽창되지도 않은 상태로 채널이 유지되는 0.5DR의 지속시간을 가지는 휴지(休止) 주기 "D"가 이어진다.

휴지 주기에 이어서, 파형은 잉크 방울들을 더 분사하도록 적절하게 반복될 수 있다. 이러한 파형은, 이웃 채널로부터 원하지 않은(소위 "우발") 잉크 방울들의 분사가 동시에 일어나지 않으면서 종이 위에 다양한 크기의 단일 도트를 형성하도록 다수의 잉크 방울들을 분사하는데 특히 효과적이다.

따라서, 본 발명의 첫 번째 양태는, 잉크 방울 분사용 노즐 및 잉크 방울 유체 공급부와 소통된 채널; 및 채널과 결합되고 전기 신호에 응답하여 채널의 용적을 변화시키기 위한 수단을 포함하는, 잉크 인쇄 장치의 작동 방법으로서, 제 1 시간 주기동안 상기 채널의 용적을 증가된 상태로 유지하기 위한 제 1 부분과, 상기 제 1 시간 주기에 바로 즉시 이어지는 제 2 시간 주기 동안 상기 채널의 용적을 감소된 상태로 유지시키기 위한 제 2 부분을 포함하는 신호를 적용하며, 그리고 일련의 신호들 사이에 실질적으로 상기 제 1 시간 기간의 반과 동일한 시간 지연을 가지고 상기 신호를 반복적으로 적용하는 단계들을 포함하는 잉크 인쇄 장치의 작동 방법으로 구성된다.

더욱이, 특별한 휴지 시간 값을 가지는 이러한 종류의 파형은, 단일 잉크 방울(1 dpd) 및 다수의 잉크 방울(예를 들어 7 dpd) 작동 사이의 속도 차이를 만족스러운 품질의 상을 위하여 필요한 수준 아래로 감소시키는데 효과적이다.

본 발명의 두 번째 양태는, 잉크 방울 분사용 노즐 및 잉크 공급부와 소통된 쳄버와; 상기 쳄버와 결합되고 인쇄 톤 데이터에 따라 복수회 작동되어 종이에 적당한 톤의 인쇄 도트를 형성하도록 대응되는 수의 잉크 방울들을 분사하는 전기작동수단을 포함하는 종이에 인쇄하기 위한 잉크젯 인쇄헤드의 작동 방법으로서,인쇄 톤 데이터에 따라 전기작동수단에 복수의 전기 신호를 적용하는 단계들을 포함하며, 일련의 신호들 사이의 시간 지연은, 상기 인쇄 도트를 형성하도록 분사된 상기 잉크 방울의 수에 관계없이, 대응하는 잉크 방울들이 상기 인쇄 도트를 형성하도록 진행하는 평균 속도에서의 어떤 변화도 인쇄된 상에서 육안으로 검출가능한 결합을 유도하는 것 아래로 유지되는 잉크젯 인쇄헤드의 작동 방법으로 구성된다.

휴지 시간들의 범위를 커버하는 적당한 실험에 의해, 패킷의 잉크 방울들의 수에 관계없이 한 패킷의 잉크 방울들의 평균 속도가 좁은 범위 내로 유지되는 휴지 시간 값이 발견될 수 있다. 그 결과, 다양한 크기의 잉크 방울 패킷들 사이에 발생되는 평균 속도의 어떤 변화도, 그렇지 않다면 이전에 설명된 바와 같이 인쇄된 상에서 맨눈에 의해 검출 가능한 결함을 발생시킬 변화보다 작을 것이다.

본 발명의 두 양태의 바람직한 실시예들은 상세한 설명 및 첨부된 청구항들에서 상세하게 설명된다. 본 발명은 또한 잉크 인쇄 장치 및 이러한 청구항들에 따라 작동되도록 채택되는 구동 회로 수단을 포함한다.

도 6은 위에서 언급된 종류의 실험 결과를 도시하며, 평균 잉크 방울 속도 U의 변화는 도 5에 도시된 종류의 파형의 휴지 주기 D의 길이의 변화에 대해 그려져 있다. D의 길이는, 본 실시예에서는 2.2㎲의 길이를 가지며 공진 주기의 반과 동일한 팽창 주기 C의 길이 DR의 분수로 표현되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이,수축 주기 X는 C의 길이의 두 배다.

휴지 시간이 0.5DR과 동일한 상술된 종류의 파형은, 7개의 잉크 방울들의 패킷에 대응되는 대략 6.7m/s의 최대 속도와 두 개의 잉크 방울들의 패킷에 대응되는 6m/s의 최소 속도 사이에 단지 0.7m/s의 차이를 발생시킨다. 이는 상술된 허용가능한 차이인 1.25m/s의 반보다 조금 더 크다. 또한, 이전에 언급된 속도 차이에서 1.25m/s의 한계를 초과하기 전에 휴지 시간을 0.45DR로 감소시켜 더 짧은 - 그리고 더 빠른 - 전체 파형을 일으키는 것이 가능하다는 것이 도 8로부터 명백하다. 실제로, 0.5DR 이상의 휴지 값에서 휴지 시간에 의한 속도 차이가 느린 비율로 증가하는 것은, 1.25m/s 한계가 약 0.85DR 값에서 도달된다는 것을 의미한다. 그렇지만, 이러한 휴지 주기를 통합하는 파형은 0.45DR의 휴지 주기를 통합하는 파형의 대략 90%의 속도를 가지며, 결과적으로 덜 바람직하다.

도 4 및 도 6의 결과들은 40V 영역의 진폭을 가지는 도 5에 도시된 종류의 파형을 이용하여 얻어졌다. 그러나, 시스템의 다른 위치에서의 제약들이, 실제로 적용되는 다소 변경된 파형을 야기하는 것이 바람직하다. 특히, 구동 회로의 라이즈타임(rise time)들은 도 5에 도시된 것보다 더 큰 기울기를 가지는 파형 가장자리를 만들거나 팽창 및 수축 신호들의 적용 사이에 약간의 휴지 시간을 만든다. 후자의 경우, 어떤 휴지 시간도 신호들 사이의 휴지 시간보다 상당히 작을 것이다.

대략 4.4㎲의 반 공진 주기를 가지는 것에 더하여, 또한 도 4 및 도 6의 결과를 얻는데 사용된 인쇄헤드는 25㎲의 노즐 출구 직경을 가지며 WO96/24642에 개시된 종류의 탄화수소 잉크를 사용한다. 다른 파라메터들은, 예를 들어 EP 0 609 080, EP 0 611 154, EP 0 611 655 및 EP 0 612 623에 개시된 바와 같이 전형적이다. 그러나, 도 6에 관하여 언급된 종류의 실험들은 어떤 인쇄헤드 및 그것에 의해 정해진 적당한 휴지 주기값으로도 수행될 수 있다.

위에서 언급된 WO95/25011 및 다른 문서들에 기술된 장치에 대해 구체적인 인용이 이루어졌지만, 본 발명은 변위가능한 측벽들을 가지는 채널을 사용하는 어떤 인쇄헤드에 대해서도 적용가능한 것으로 고려된다. 더욱이, 상기의 장점들 중 일부는 본 발명을 잉크 방울들을 분사하도록 다른 전기 구동 수단을 사용하는 드롭-온-디맨드(drop-on-demand) 방식의 잉크 젯 장치에 적용하는 것에 의해 누릴 수 있다.

Claims (37)

1. 잉크 방울 분사용 노즐 및 잉크 공급부와 소통된 쳄버와; 상기 쳄버와 결합되고 인쇄 톤 데이터에 따라 복수회 작동되어 종이에 적당한 톤의 인쇄 도트를 형성하도록 대응되는 수의 잉크 방울들을 분사하는 전기작동수단을 포함하는 종이에 인쇄하기 위한 잉크젯 인쇄헤드의 작동 방법으로서,

   인쇄 톤 데이터에 따라 전기작동수단에 복수의 전기 신호를 적용하는 단계들을 포함하며, 일련의 신호들 사이의 시간 지연은, 상기 인쇄 도트를 형성하도록 분사된 상기 잉크 방울의 수에 관계없이, 대응하는 잉크 방울들이 상기 인쇄 도트를 형성하도록 진행하는 평균 속도에서의 어떤 변화도 인쇄된 상에서 육안으로 검출가능한 결합을 유도하는 것 아래로 유지되는 잉크젯 인쇄헤드의 작동 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 일련의 신호들 사이의 시간 지연이 종이로 진행하는 대응하는 잉크 방울들의 평균 속도가 1.25m/s 이상 변하지 않을 정도인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 평균 속도가 0.7m/s 이상 변하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기작동수단이 쳄버의 용적을 변화시켜 잉크 방울을 분사하는데 적합한 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 신호는 제 1 시간 주기동안 상기 쳄버의 용적을 증가된 상태로 유지하기 위한 제 1 부분과, 상기 제 1 시간 주기에 바로 즉시 이어지는 제 2 시간 주기 동안 상기 쳄버의 용적을 감소된 상태로 유지하기 위한 제 2 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 시간 지연이 상기 제 1 시간 주기의 반과 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기에 대한 상기 시간 지연의 비는 0.45 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기에 대한 상기 시간 지연의 비는 0.85 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기에 대한 상기 시간 지연의 비는 0.55이하인 것을 특징으로 하는 방법.
10. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쳄버가 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기가 상기 채널의 반 공진 주기와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 반 공진 주기가 5㎲ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 반 공진 주기가 실질적으로 2.2㎲와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 5 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 시간 주기가 실질적으로 상기 제 1 시간 주기의 두 배와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
15. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    인쇄헤드가 일정한 배열의 상기 쳄버들을 가지며;

    대응되는 분사 방울의 속도가 상기 선택된 쳄버에 인접한 쳄버들이 상기 선택된 쳄버로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 관계없으며, 그리고 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 관계없도록 일정한 주파수로 하나 이상의 전기 신호들을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 배열이 있는 일련의 쳄버들은 어느 한 그룹에 속한 쳄버가 적어도 하나의 다른 그룹에 속하는 쳄버에 의해 어느 일측이 접경되도록 그룹들로 규칙적으로 지정되고;

    쳄버들의 그룹들은 일련의 주기로 연속적으로 작동되며;

    대응되는 분사 잉크 방울의 속도가 선택된 쳄버와 동일한 그룹에 속하고 배열에서 상기 선택된 쳄버에 가장 가깝게 위치된 쳄버들이 선택된 채널로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 그리고 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없도록 일정한 주파수로 상기 하나 이상의 전기 신호들이 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서,

    인쇄헤드는 일정한 배열의 상기 쳄버들을 가지며;

    인쇄 톤 데이터에 따라 선택된 쳄버의 전기작동수단에 복수의 전기 신호들을 적용하며, 각 전기 신호가 지정된 논-제로(non-zero) 수준에서 일정 주기 동안 유지되고, 상기 주기의 지속 시간이 대응되는 분사 잉크 방울의 속도가 상기 선택된 채널에 인접한 채널들이 상기 선택된 채널로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 그리고 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 배열이 있는 일련의 쳄버들이 어느 한 그룹에 속한 쳄버가 적어도 하나의 다른 그룹에 속하는 쳄버에 의해 어느 일측이 접경되도록 그룹들로 규칙적으로 지정되고; 쳄버들의 그룹들은 일련의 주기로 연속적으로 작동되며; 각 전기 신호가 지정된 논-제로(non-zero) 수준에서 일정 주기 동안 유지되고, 대응되는 분사 잉크 방울의 속도가 선택된 채널과 동일한 그룹에 속하고 배열에서 상기 선택된 채널에 가장 가깝게 위치된 채널들이 선택된 채널로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 그리고 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없도록 주기의 지속 시간이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 잉크 방울 분사용 노즐 및 잉크 방울 유체 공급부와 소통된 채널; 및 채널과 결합되고 전기 신호에 응답하여 채널의 용적을 변화시키기 위한 수단을 포함하는, 잉크 인쇄 장치의 작동 방법으로서,

    제 1 시간 주기동안 상기 채널의 용적을 증가된 상태로 유지하기 위한 제 1 부분과, 상기 제 1 시간 주기에 바로 즉시 이어지는 제 2 시간 주기 동안 상기 채널의 용적을 감소된 상태로 유지시키기 위한 제 2 부분을 포함하는 신호를 적용하며, 그리고

    일련의 신호들 사이에 실질적으로 상기 제 1 시간 기간의 반과 동일한 시간 지연을 가지고 상기 신호를 반복적으로 적용하는 단계들을 포함하는 잉크 인쇄 장치의 작동 방법.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기에 대한 상기 시간 지연의 비는 0.45 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기에 대한 상기 시간 지연의 비는 0.85 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기에 대한 상기 시간 지연의 비는 0.55 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제 19 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 시간 주기가 상기 채널의 반 공진 주기와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제 23 항에 있어서, 상기 반 공진 주기가 5㎲ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
25. 제 24 항에 있어서, 반 공진 주기가 실질적으로 2.2㎲와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
26. 제 19 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 시간 주기가 실질적으로 상기 제 1 시간 주기의 두 배와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
27. 제 19 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,

    인쇄헤드는 일정한 배열의 상기 쳄버들을 가지며;

    종이 위에 적절한 톤의 인쇄 도트를 형성하도록 인쇄 톤 데이터에 따라 상기 신호를 복수회 적용하여 선택된 쳄버로부터 대응하는 수 만큼의 잉크 방울들을 분사하며;

    상기 선택된 쳄버에 인접한 쳄버들이 상기 선택된 쳄버로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없이 분사된 각 잉크 방울의 속도가 유지되도록 일정한 주파수로 상기 신호를 반복하는 단계들을 더 포함하는 방법.
28. 제 27 항에 있어서, 배열이 있는 일련의 쳄버들이, 어느 한 그룹에 속한 쳄버가 적어도 하나의 다른 그룹에 속하는 쳄버에 의해 어느 일측이 접경되도록 그룹들로 규칙적으로 지정되고, 쳄버들의 그룹들은 일련의 주기로 연속적으로 작동되며;

    대응되는 분사 잉크 방울의 속도가 선택된 쳄버와 동일한 그룹에 속하고 배열에서 상기 선택된 쳄버에 가장 가깝게 위치된 쳄버들이 선택된 채널로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없도록 일정한 주파수로 신호들이 상기 선택된 쳄버에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
29. 제 19 항 내지 제 26 항에 있어서,

    인쇄헤드는 일정한 배열의 상기 쳄버들을 가지며;

    대응되는 분사 잉크 방울의 속도가 상기 선택된 채널에 인접한 채널들이 선택된 채널로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없도록 일정한 시간 주기 동안, 선택된 쳄버의 수단에 상기 신호의 제 1 부분을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
30. 제 29 항에 있어서, 배열이 있는 일련의 쳄버들이, 어느 한 그룹에 속한 쳄버가 적어도 하나의 다른 그룹에 속하는 쳄버에 의해 어느 일측이 접경되도록 그룹들로 규칙적으로 지정되고; 쳄버들의 그룹들은 일련의 주기로 연속적으로 작동되며;

    대응되는 분사 잉크 방울의 속도가 선택된 채널과 동일한 그룹에 속하고 배열에서 상기 선택된 채널에 가장 가깝게 위치된 채널들이 선택된 채널로부터의 방울 분사와 동시에 방울을 분사하도록 유사하게 작동되는지 아닌지에 실질적으로 관계없으며, 인쇄 톤 데이터에 따라 분사될 잉크 방울의 수에도 실질적으로 관계없도록 일정한 시간 주기 동안, 선택된 쳄버의 수단에 상기 신호의 제 1 부분을 적용하는 단계들을 포함하는 방법.
31. 선행항들 중 어느 한 항에 있어서, 채널의 용적을 변화시키기 위한 수단은 상기 채널의 벽을 변위시키도록 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제 31 항에 있어기 채널의 상기 벽이 상기 채널 축선을 가로질러 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제 32 항에 있어서, 상기 변위가능한 채널 벽은 두 개의 인접한 채널들을 분리시키는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 채널의 용적을 변화시키기 위한 수단은 잉크 방울 유체 내의 음파에 의해 잉크 방울을 분사하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제 34 항에 있어서, 상기 음파가 상기 채널의 축선을 따라 진행하는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 일정한 배열의 채널들, 잉크 방울들의 분사를 위하여 각각 상기 채널들과 소통되는 일련의 노즐들, 채널들을 잉크원과 연결하기 위한 연결 수단, 전기 신호들에 응답하여 잉크 방울들을 분사하기 위해 각 채널들에 결합된 전기작동수단; 및

    종이에 적당한 톤의 인쇄 도트를 형성하도록 인쇄 톤 데이터에 따라 한 번 이상의 전기 신호들을 적용하여 대응하는 수 만킁의 잉크 방울들을 분사시키며, 선행항들 중 어느 한 항에 따라 작동되도록 구성된 구동 회로를 포함하는, 종이에 인쇄하기 위한 잉크젯 인쇄헤드.
37. 일정한 배열의 채널들, 잉크 방울들의 분사를 위하여 각각 상기 채널들과 소통되는 일련의 노즐들, 채널들을 잉크원과 연결하기 위한 연결 수단, 전기 신호들에 응답하여 잉크 방울들을 분사하기 위해 각 채널들에 결합된 전기작동수단을 포함하는 인쇄헤드용 구동 회로로서;

    종이에 적당한 톤의 인쇄 도트를 형성하도록 인쇄 톤 데이터에 따라 한 번 이상 전기 신호들을 적용하여, 대응되는 수 만큼의 잉크 방울들을 분사시키며, 선행항들 중 어느 한 항에 따라 작동되도록 구성된 종이에 인쇄하기 위한 인쇄 헤드용 구동 회로.