KR20010041360A - 잉크 젯 기록장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기록매체에 잉크를 배출함으로써 인쇄하는 잉크 젯 기록장치에 관한 것이다. 잉크 젯 기록장치는 노즐 구멍의 피치를 좁게 하지 않고 기록매체상에 고 밀도 기록을 얻는다. 잉크 젯 기록장치는 충전전극에 의해서 분사된 잉크방울을 충전하고, 일열로 배치된 다수의 노즐 구멍(10)의 중앙에 면하는 위치에 놓여진 편향전극에 고 전압을 인가하고, 잉크방울의 비행 경로를 제어한다. 잉크 방울은 고 전압에 의해서 정전기적으로 편향되고, 편향전극을 향하여 모이는 비행 경로를 통하여 비행하여, 기록면에 도달한다. 따라서, 어려운 기계장치 공정을 요구하고 제조하기 어려운 가는 피치 노즐 구멍을 사용하지 않고, 고 밀도 기록을 얻는 잉크 젯 기록장치가 제공될 수 있다.

Description

잉크 젯 기록장치{INK JET RECORDING APPARATUS}

통상적인 잉크 젯 기록 장치용 헤드로서, 열 잉크 젯 헤드, 압전소자를 사용하는 압전형 변환기식 잉크 젯 헤드, 및 음파제어 잉크 젯 헤드가 상품화 되었다. 도 4는 압전형 변환기식 잉크 젯 헤드를 사용하는 잉크 젯 기록장치의 주요부의 사시도를 도시한다.

도 4에서, 노즐판(7)이 액츄에이터(6)의 일부분상에 배치된다. 액츄에이터(6)의 한 측면상에는 노즐판(7)으로 연장하고, 압전성 세라믹으로 만들어진 다수의 평행한 격벽(bulkhead)(9)이 형성되어 있다. 격벽(9)은 다수의 잉크 채널(8)을 가진다. 액츄에이터(6)와 격벽(9)의 사이즈는 매우 정밀할 필요가 있으므로, 동일한 압전성 세라믹 재료로 일체로 형성된다. 노즐판(7)상에는 같은 높이에서 규칙적인 간격으로 채널(8)과 대응하여 만들어진 다수의 노즐 구멍(10)이 형성된다.

액츄에이터 커버(14)는 세라믹 재료 또는 플라스틱 재료로 만들어진다. 액츄에이터 커버(14)는 액츄에이터(6)와 함께 격벽(9)을 사이에 끼우도록 형성된다. 잉크 공급 구멍(13)으로부터 액츄에이터(6)상에 형성된 채널(8)로 잉크가 공급된다. 매니폴드(manifold)(17)는 잉크 용기(도시되지 않음)로부터 보내진 잉크를 채널(8)로 고르게 공급한다. 잉크 젯 헤드는 전술한 바와 같이 구성된다.

신호전극(11)은 액츄에이터 커버 측 격벽(9) 부분에 스퍼터링 또는 기상피착에 의해서 형성된다. 인쇄회로기판(12)은 전압을 압력으로 변화시키는 전압을 발생시키는 전압 발생회로(도시되지 않음)로 연결된다.

단자전극(15)은 인쇄회로기판(12)상에 배치된다. 본딩 와이어(16)는 단자전극(15)을 통해서 신호전극(11)으로 전압을 공급한다.

격벽(9)은 홈의 깊이 방향에서 극성을 갖게되고, 신호전극(11)에 인가된 전압의 양에 따라 변형된다. 변형에 따라서, 채널(8)을 채운 잉크는 채널(8)에 연결된 노즐 구멍(10)으로부터 선택적으로 분사된다.

도 5는 종래의 잉크 젯 헤드의 주요부를 도시하는 평면도이다. 도 5에서, 잉크방울(18)은 노즐 구멍(10)으로부터 분사된다. 잉크방울(18)은 일정간격으로 분사되고, 경로(1)를 따라서 서로 평행하게 비행하여 기록매체(3)에 도달한다.

전술한 종래의 구성에 있어서는, 노즐 구멍의 피치는 잉크방울의 비행 경로를 결정하고, 비행 경로를 따라서 잉크방울은 기록매체로 도달한다. 즉, 노즐 구멍의 피치는 기록 해상도를 결정한다. 해상도를 향상시키기 위해서, 노즐 구멍의 피치는 좁아져야 한다. 그러나, 격벽과 채널이 압전성 세라믹으로 만들어졌기 때문에, 기계가공이 어렵고, 기계가공은 다이아몬드 연마를 사용하는 블레이드를 요한다. 이와 같이, 기록의 밀도는 종래의 구성에 있어서 잉크 젯 헤드로 제한된다.

본 발명은 종이와 플라스틱 같은 기록매체 상에 잉크방울의 농도를 향상시키기 위해서 다수의 노즐 구멍으로부터 잉크를 분사함으로써 고 밀도 기록을 얻는 잉크 젯 기록장치에 관한 것이다.

도 1a는 본 발명의 양호한 실시예의 잉크 젯 기록장치의 주요부를 도시하는 정면도,

도 1b는 잉크 젯 헤드의 구성요소를 도시하는 측면도,

도 2는 본 발명의 잉크 젯 기록장치의 잉크 젯 헤드로부터 분출된 잉크방울의 비행 경로를 도시하는 평면도,

도 3은 본 발명의 잉크 젯 기록장치의 잉크 젯 헤드를 도시하는 사시도,

도 4는 종래의 잉크 젯 기록장치의 잉크 젯 헤드를 도시하는 사시도,

도 5는 종래의 잉크 젯 기록장치의 잉크 젯 헤드로부터 분출된 잉크방울을 도시하는 평면도이다.

본 발명의 잉크 젯 기록장치는 노즐 구멍으로부터 분사된 잉크 젯 방울의 피치를 편향하기 위한 편향전극을 가진다. 잉크 젯 기록장치는 또한 잉크방울을 충전하기 위한 충전수단을 포함한다. 편향전극과 노즐 구멍은 서로에 대해 위치를 유지하면서 움직인다. 편향전극은 기록 매체의 기록면의 후면에 면하는 잉크 젯 헤드상에 배치된다.

본 발명에서 나타내어진 구성에 따라, 기록매체에 도달하는 잉크방울 사이의 피치는 잉크 젯 헤드의 노즐 구멍의 피치와 사이즈를 감소시키지 않고 좁아질 수 있다. 따라서, 고 밀도 기록이 가능하게 된다.

본 발명의 잉크 젯 기록장치는 다음 구성요소를 구비한다.

a)다수의 노즐 구멍을 가지며 기록매체의 송출 방향에 횡단으로 움직이는 잉크 젯 헤드,

b)상기 노즐 구멍으로부터 배출된 잉크방울을 편향시키고 상기 노즐 구멍과 상대적인 위치를 유지하는 편향전극, 및

c)상기 편향전극에 고 전압을 인가하기 위한 고 전압 발생기.

그리고, 편향전극은 기록매체의 기록면의 후면에 면하는 잉크 젯 헤드상에 배치된다.

본 발명의 잉크 젯 기록장치는, 필요한 경우 잉크방울을 충전하기 위한 노즐 구멍 근처의 충전전극과, 충전전극으로 전압을 인가하기 위한 충전전압 발생수단을 가진다.

본 발명의 잉크 젯 기록장치의 구성은 기록매체에 도달하는 잉크방울의 피치를 좁게 함으로써, 고 밀도 기록을 얻게 해준다.

기록매체상으로 분사된 잉크방울의 피치를 안정하게 좁게 하는 것은 분사된 잉크방울을 충전함으로써 가능하게 되며, 그 결과 고 밀도 기록을 성취한다.

또, 편향전극이 기록매체의 기록면의 후면을 향하는 잉크 젯 헤드 상에 배치되기 때문에, 편향전극은 잉크 젯 헤드와 기록매체 사이의 제한된 작은 공간에 배치될 필요가 없다. 이와같은 배치로 인하여, 편향전극은 잉크방울의 비행 경로를 방해하지 않고, 따라서, 편향전극을 최적의 위치에 배치되도록 한다.

제1 양호한 실시예

본 발명의 양호한 실시예는 도 1 및 도 3을 참조로 아래에 기술된다. 이들 도면에서, 종래 기술과 동일한 기능을 가지는 구성요소에 동일한 번호를 사용한다.

도 1a는 본 발명의 양호한 실시예의 잉크 젯 기록장치의 주요부를 도시하는 정면도이다.

도 1a에서, 모터(21)는 기어(22)와 상기 기어(22)에 맞물린 기어(23)를 통해서 공급 스크류(25)를 회전시킨다. 공급 스크류(25)에 대해 역으로 가공된 공급 스크류(26)는 기어(24)와 결합되어 회전한다. 이 구성에 따라, 잉크 젯 헤드(20)와 장착보드(30)는 이들의 상대적인 위치가 항상 고정되어 유지되도록 형성된다. 회전축(28)은 공급 스크류(25)와 공급 스크류(26)의 회전 중심이다. 둥근 형상의 편향전극(29)은 일열로 배치된 다수의 노즐 구멍(후술함)의 대략 중앙에 면하는 위치에 놓여진다.

장착보드(30)는 편향전극(29)을 지지한다. 가이드(31)는 기록매체(3)의 휨을 방지한다. 공급 스크류(25)와 공급 스크류(26)는 서로 평행하게 배치되고, 프레임(32)에 의해서 지지되는 회전축(28)을 중심으로 회전할 수 있도록 유지된다.

플래튼 롤러(platen roller)(35)에 의해서 유지되는 기록매체(3)는 잉크 젯 헤드(20)와 편향전극(29) 사이에 배치된다. 플래튼 롤러(35)는 기록매체(3)를 송출한다. 잉크 젯 헤드(20)와 장착보드(30)는 공급 스크류(25)와 공급 스크류(26)에 의해서 상대적인 위치가 고정되면서 같이 구동되므로, 편향전극(29)과 노즐 구멍의 상대적인 위치는 일정하게 유지된다.

충전전압 발생수단(36)은 충전전극(후술함)에 인가할 충전 전압을 발생시킨다. 편향전압 발생수단(37)은 편향전극(29)에 음의 고 전압을 인가한다.

도 1b는 잉크 젯 헤드의 구성요소의 측면도를 도시한다.

도 1b에서, 결합부(33)는 잉크 젯 헤드(20)의 공급 스크류(25)측상에 배치되어 공급 스크류(25)의 골과 맞물린다. 그리고, 결합부(33)는 모터(21)가 회전할때 기록 매체(3)의 송출 방향에 횡단으로 잉크 젯 헤드(20)를 보낸다.

결합부(34)는 장착보드(30)의 공급 스크류(26) 측상에 배치되어 공급 스크류(26)의 골과 맞물린다. 그리고, 결합부(34)는 모터(21)가 회전할때 기록 매체(3)의 송출 방향에 횡단으로 장착보드(30)를 보낸다. 즉, 상술한 구성은 잉크 젯 헤드(20)와 편향전극(29)을 모터(21)에 의해 기록매체(3)의 송출 방향의 횡단으로 움직이도록 한다.

도 2는 잉크 젯 기록장치의 잉크 젯 헤드로부터 분출된 잉크방울을 도시하는 평면도이다.

도 2에서, 잉크방울이 충전전극(5)을 통과할때 충전전극(5)은 노즐 구멍(10)으로부터 분사된 잉크방울(18)을 양전기로 충전시킨다. 도 1에 도시된 충전전극 발생수단(36)은 충전전극(5)에 전압을 인가한다.

둥근형상의 전극(29)에는 충전전압 발생수단(37)에 의해서 음의 고 전압이 인가된다.

도 2 및 도 3에서, 노즐 구멍(10) 전체를 둘러싸는 박스형 충전전극(5)은 잉크방울(18)이 통과할 수 있도록 내부가 비어있다.

분출된 후, 잉크방울(18)은 충전전극(5)에 의해서 양전기로 충전되고, 편향 전극(29)의 마이너스 천 및 마이너스 수천 사이의 음의 고 전압에 의해서 정전기적으로 편향된다. 기록매체(3)의 표면이 음전기로 충전되고 둥근형상의 편향전극(4)의 전위가 편향전극(29) 때문에 낮아지면, 잉크방울(18)이 기록매체(3)로 분출될때 중화(neutralization)가 발생한다. 그결과, 전기력선은 불충분한 편향상태로 변화된다. 이러한 중화효과를 방지하기 위해, 편향전극(4)의 전위는 양호하게는 마이너스 천과 마이너스 수천 사이로 설정되어야 한다.

어떠한 종래의 고 전압 발생기라도 편향전압 발생수단(37)에 대해 사용될 수 있다. 편향전압 발생수단(37)이 쉽게 전기장을 제공하고, 큰 전류를 요구하지 않기 때문에, 압전성 변형기와 같은 가볍고 조그만 장치라도 편향전압 발생수단(37)으로서 사용될 수 있다.

전술한 구성에 따라서, 잉크방울(18)은 도 2에 도시된 바와 같이 편향전극(29) 쪽으로 한점에 모이는 비행 경로(1)를 통해서 기록매체(3)의 기록면에 도달한다.

즉, 본 발명의 잉크 젯 기록장치에 따라, 노즐 구멍(10), 기록매체(3), 및 편향전극(29)간 상대적인 거리를 변화시킴으로써, 노즐 구멍(10)의 피치를 일정하게 유지하면서, 잉크방울(18)의 간격, 즉 기록 밀도는 변화될 수 있다.

편향전극(29)을 포함하고 잉크방울(18)을 충전함으로써, 기록매체 상의 기록 밀도는 향상될 수 있다. 잉크 젯 헤드의 어려운 기계가공을 피할 수 있다. 따라서, 노즐 구멍의 피치에 의해서 통상적으로 결정된 기록밀도는 상당히 낮은 비용으로 향상될 수 있다.

전술한 설명에서, 충전전극(5)은 속이 빈 박스형지만, 충전전극(5)이 충전되고 잉크방울(18)이 그의 내부를 통과하도록 한다면, 충전전극(5)은 어떠한 형상으로도 제공될 수 있다.

다른 가능한 충전수단은 노즐 구멍(10) 근처의 고 전압에 의해서 인가된 금속 메쉬 또는 미세한 금속 선을 도입함으로써 이용될 수 있는 코로나 충전(corona charging)을 포함한다. 또 다른 가능한 방법은 노즐 구멍(10) 근처의 이온 발생 장치에 의해서 발생된 이온 바람을 송풍하는 것이다.

노즐판(7)용 플라스틱 및 세라믹 재료와 같은 고도의 절연재료를 사용하고, 금속비누(metal soap)와 같은 충전제어재료를 잉크와 혼합함으로써, 잉크방울은 노즐로부터 배출되는 즉시 충전될 수 있다.

전도성 재료가 또한 노즐판용으로 사용되어 잉크방울(18)의 전위를 제로로 만들 수 있다. 이 경우에, 충전전극용 충전전압 발생수단(36)은 필요하지 않다.

전술한 설명에서, 잉크방울(18)은 양전기로 충전되고, 편향전극은 고 전압을 가진 음전기로 충전된다. 그러나, 음전기로 충전된 전압과 양전기로 충전된 고 전압은 충전전극과 편향전극에 각각 인가될 수 있다.

전술한 설명에서 잉크 젯 헤드(20)와 장착보드(30)는 동일한 모터(21)에 의해서 구동된다. 그러나 이들은 다른 모터에 의해서 구동될 수 있다. 잉크 젯 헤드(20)와 장착보드(30)는 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 잉크 젯 기록장치는 잉크 배출 헤드, 충전전극 및 편향전극을 구비하는 잉크 젯 헤드를 사용함으로서 편향전극을 향하여 잉크방울을 한점에 모은다. 필요하다면, 잉크방울은 충전 수단에 의해서 충전될 수 있다. 본 발명의 구성에 따라서, 잉크 젯 기록장치의 기록밀도는 향상될 수 있다. 본 발명의 잉크 젯 기록장치가 충전 수단에 의해서 충전된 잉크방울을 가속화하기 때문에, 잉크위의 기록장치 근처의 공기흐름 및 온도와 같은 환경요소의 변화에 기인한 영향은 제한될 수 있다. 그러므로, 한층 더 정밀한 인쇄가 가능해질 수 있다.

전술한 바와같이, 본 발명에 따라, 저 비용으로 높은 기록밀도를 실현하는 잉크 젯 기록장치가 제공될 수 있다. 그러므로, 상당한 산업상의 이익이 기대될 수 있다.

Claims (3)

1. 잉크 젯 기록장치에 있어서,

   a)다수의 노즐 구멍을 가지며 기록매체의 송출 방향에 횡단으로 움직이는 잉크 젯 헤드,

   b)상기 노즐 구멍으로부터 배출된 잉크방울을 편향시키고 상기 노즐 구멍과 상대적인 위치를 유지하며 이동하는 편향전극, 및

   c)상기 편향전극에 고 전압을 인가하기 위한 고 전압 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 기록장치.
2. 잉크 젯 기록 장치에 있어서,

   a)다수의 노즐 구멍을 가지며 기록 매체의 송출 방향에 횡단으로 움직이는 잉크 젯 헤드,

   b)상기 잉크 노즐로부터 배출된 잉크방울을 충전하기 위한 충전기,

   c)상기 잉크방울을 편향시키고 상기 노즐 구멍과 상대적인 위치를 유지하며 이동하는 편향전극, 및

   d)상기 편향전극에 고 전압을 인가하기 위한 고 전압 발생기를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 기록장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 편향전극이 상기 기록매체의 기록면의 후면에 면하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 기록장치.