KR20020033539A - 잉크젯 프린트헤드 및 방울 발생기를 선택적으로활성화하는 방법 - Google Patents

잉크젯 프린트헤드 및 방울 발생기를 선택적으로활성화하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크를 분배하기 위해 구동 전류 및 어드레스 신호에 응답하는 다수의 다수의 방울 발생기를 갖는 잉크젯 프린트헤드에 관한 것이다. 잉크젯 프린트헤드는 프린트헤드상에 배치된 제 1 및 제 2 방울 발생기를 구비하며, 제 1 및 제 2 방울 발생기의 각각은 구동 전류원으로부터의 구동 전류를 수신하도록 구성된다. 제 1 및 제 2 잉크 방울 발생기의 각각은 공통 어드레스 신호원으로부터 어드레스 신호를 수신하도록 구성된다. 잉크젯 프린트헤드는 또한 공통 어드레스 신호원과 각각의 제 1 및 제 2 방울 발생기 사이에 접속되는 스위칭 장치를 포함한다. 스위칭 장치는 제 1 및 제 2 방울 발생기 중 하나에만 어드레스 신호를 선택적으로 제공하도록 인에이블 신호에 응답한다.

Description

잉크젯 프린트헤드 및 방울 발생기를 선택적으로 활성화하는 방법{METHOD AND APPARATUS FOR EJECTING INK}
본 발명은 잉크젯 프린팅(inkjet printing) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선택적으로 잉크를 분사하기 위해 방울 활성화(activation) 신호를 수신하는 프린트헤드부를 구비하는 잉크젯 프린팅 장치에 관한 것이다.
잉크젯 프린팅 시스템은 대개 종이와 같은 인쇄 매체를 가로질러 앞뒤로 이동되는 캐리지에 장착된 잉크젯 프린트헤드(printhead)를 사용한다. 프린트헤드가 인쇄 매체를 가로질러 이동될 때, 제어 장치는 인쇄 매체상에 이미지 및 텍스트 문자를 형성하기 위해 잉크 방울을 분사하거나 또는 침착(deposit)하도록 프린트헤드내의 다수의 방울 발생기의 각각을 선택적으로 활성화(activation)시킨다. 프린트헤드와 연결되어 있거나 또는 프린트헤드로부터 떨어져 있는 잉크 공급기가 다수의 잉크 발생기를 재충전하기 위해 잉크를 공급한다.
개별 잉크 발생기는 프린팅 시스템에 의해 프린트헤드로 제공된 활성화 신호를 사용함으로써 선택적으로 활성화된다. 열 잉크젯 프린팅의 경우, 각각의 방울 발생기는 전류를 저항기와 같은 저항 요소에 통과시킴으로서 활성화된다. 전류에 응답하여 저항기는 저항기에 인접한 증발 챔버내의 잉크를 가열하는 열을 발생시킨다. 일단 잉크가 증발에 도달하면, 급속히 팽창한 증기면(vapor front)이 증발 챔버내의 잉크를 가압하여 인접한 오리피스 또는 노즐을 통과하게 한다. 노즐로부터 분사된 잉크 방울은 인쇄 매체상에 침착되어 프린팅을 수행하게 된다.
전류는 종종 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor; FET)와 같은 스위칭 장치(switching device)에 의해 개별 저항기 또는 방울 발생기에 제공된다. 스위칭 장치는 스위칭 장치의 제어 단자에 제공된 제어 신호에 의해 활성화된다. 일단 스위칭 장치가 활성화되면 스위칭 장치는 전류가 선택된 저항기를 통과할 수 있게 한다. 각각의 저항기에 공급된 전류 또는 구동 전류는 종종 구동 전류 신호(drive current signal)로 지칭된다. 각각의 저항기와 결합된 스위칭 장치를 선택적으로 활성화하기 위한 제어 신호는 종종 어드레스 신호(address signal)로 지칭된다.
종래에 사용된 하나의 장치에 있어서, 스위칭 트랜지스터는 각각의 저항기와 직렬로 접속되어 있다. 스위칭 트랜지스터는, 활성(active)일 때, 구동 전류가 각각의 저항기와 스위칭 트랜지스터를 통과하게 한다. 저항기와 스위칭 트랜지스터가 함께 방울 발생기를 형성한다. 이렇게 되면 다수의 이러한 방울 발생기는 행과 열을 갖는 방울 발생기의 논리 2차원 행렬로 배열된다. 행열내의 방울 발생기의 각각의 행은 다른 구동 전류원과 접속되고, 각각의 행내의 각각의 방울 발생기는 그 행에 대한 구동 전류원 사이에 병렬 접속으로 접속된다. 행열내의 방울 발생기의 각각의 열은 다른 어드레스 신호에 접속되고, 각각의 열내의 각각의 방울 발생기는 방울 발생기의 그 열에 대한 어드레스 신호의 공통원과 접속된다. 이러한 방식으로, 방울 발생기의 2차원 행열내의 임의의 개별 방울 발생기는 열의 방울 발생기에 상응하는 어드레스 신호를 활성화하고 방울 발생기의 행과 결합된 구동 전류원으로부터 구동 전류를 제공함으로써 개별적으로 활성화된다. 이러한 방식으로,프린트헤드와 결합된 각각의 개별 방울 발생기에 대하여 구동 신호 및 제어 신호를 제공함으로써 프린트헤드에 필요한 전기 상호접속의 수가 현저하게 감소된다.
상술된 행 및 열의 어드레싱 구조가 비교적 간단하고 비교적 저가의 기술로서 제공될 수 있어 프린트헤드 제조 비용을 감소시키는 경향이 있지만, 이 기술은 다수의 방울 발생기를 갖는 비교적 다수의 프린트헤드용 접착 패드를 필요로 하는 단점 때문에 불리하다. 300개 이상의 방울 발생기를 갖는 프린트헤드에서는, 접착 패드의 수가 금형 크기를 최소화하려고 할 때 제한 요소가 되는 경향이 있다.
종래에 사용된 또 하나의 기술은 활성화 정보를 프린트헤드에 직렬 형태로 전송하는 방법을 사용한다. 이러한 방울 발생기 활성화 정보는 적절한 방울 발생기가 활성화돨 수 있도록 시프트 레지스터(shift register)를 사용하여 재배열된다. 이러한 기술은, 전기 상호접속을 현저하게 감소시켰지만, 다양한 논리 함수뿐만 아니라 정적 메모리 소자를 필요로 하는 경향이 있다. 다양한 논리 함수와 메모리 소자를 갖는 프린트헤드는 CMOS 기술과 같은 적합한 기술을 필요로 하며 일정한 전력 공급을 필요로 하는 경향이 있다. CMOS 기술을 사용하여 형성된 프린트헤드는 NMOS 기술을 사용한 프린트헤드보다 제조에 비용이 더 드는 경향이 있다. CMOS 제조 방법은 NMOS 제조 방법보다 복잡한 제조 방법이며 이는 프린트헤드의 비용을 증가시키는 경향이 있는 마스킹 단계를 더 필요로 하기 때문이다. 또한, 일정한 전력 공급의 필요성으로 인해 이러한 일정한 전력 공급 전압을 프린트헤드에 공급해야 하는 프린팅 장치의 비용이 증가하는 경향이 있다.
잉크젯 프린트헤드가 프린트헤드와 프린팅 장치 사이에 보다 적은 수의 전기상호접속을 가져 프린팅 시스템뿐만 아니라 프린트헤드 자체의 전체 비용을 감소시키려는 꾸준한 요구가 있다. 이러한 프린트헤드는 대량의 제조 기술을 사용하여 프린트헤드가 제조되도록 비교적 저가의 제조 기술을 사용하여 제조될 수 있어야 하고 비교적 낮은 제조 비용을 가져야한다. 이러한 프린트헤드는 정보가 프린팅 장치와 프린트헤드 사이에 신뢰성 있는 방식으로 전송되게 하며 고수준의 프린팅 품질뿐만 아니라 신뢰성 있는 작동을 가능하게 해야 한다. 마지막으로, 이러한 프린트헤드는 고속의 프린트 속도를 제공할 수 있는 프린팅 시스템을 제공하도록 다수의 방울 발생기를 지지할 수 있어야 한다.
본 발명의 일 특징은 잉크를 분배하기 위한 구동 전류 및 어드레스 신호에 응답하는 다수의 방울 발생기를 갖는 잉크젯 프린트헤드이다. 잉크젯 프린트헤드는 프린트헤드상에 배치된 제 1 및 제 2 방울 발생기를 포함하며, 제 1 및 제 2 방울 발생기는 각각 구동 전류원으로부터 구동 전류를 수신하도록 구성된다. 잉크젯 프린트헤드는 또한 공통 어드레스 공급원과 각각의 제 1 및 제 2 방울 발생기 사이에 접속된 스위칭 장치를 포함한다. 스위칭 장치는 제 1 및 제 2 방울 발생기 중 어느 하나에 어드레스 신호를 선택적으로 제공하기 위해 인에이블 신호에 응답한다.
본 발명의 다른 특징은 제 1 방울 발생기가 구동 전류원 사이에 접속된 제 1 스위칭 장치를 포함한다는 것이다. 제 1 스위칭 장치는 제 1 방울 발생기를 선택적으로 활성화하기 위해 어드레스 활성화 신호에 응답한다. 제 2 방울 발생기는 구동 전류원 사이에 접속된 제 2 스위칭 장치를 포함한다. 제 2 스위칭 장치는 제 2 방울 발생기를 선택적으로 활성화하기 위해 어드레스 활성 신호에 응답한다.
본 발명의 또 다른 특징은 스위칭 장치가 제 3 및 제 4 스위칭 장치를 포함한다는 것이다. 제 3 스위칭 장치는 어드레스 신호 공급원과 제 1 스위칭 장치 사이에 접속되며, 제 4 스위칭 장치는 어드레스 신호 공급원과 제 2 스위칭 장치 사이에 접속된다. 제 3 스위칭 장치는 제 1 스위칭 장치에 어드레스 신호를 선택적으로 제공하기 위해 인에이블 신호에 응답한다. 제 4 스위칭 장치는 제 2 스위칭 장치에 어드레스 신호를 선택적으로 제공하기 위해 인에비블 신호에 응답한다.
도 1은 인쇄 매체상의 프린팅을 수행하기 위해 본 발명의 잉크젯 프린트 카트리지를 합체한 본 발명의 프린팅 시스템의 상면 사시도,
도 2는 도 1에 도시한 잉크젯 프린트 카트리지를 따로 도시한 밑면 사시도,
도 3은 프린터부와 프린트헤드부를 구비하는 도 1에 도시한 프린팅 시스템의 단순화한 블록 다이어그램,
도 4는 방울 발생기의 16개 그룹으로 도시되어 있고, 프린터부 및 프린트헤드와 결합된 프린트 제어 장치의 바람직한 일 실시예의 보다 세부적인 사항을 도시하는 블록 다이어그램,
도 5는 26개의 개별 방울 발생기를 갖는 방울 발생기의 일 그룹의 보다 세부적인 사항을 도시하는 블록 다이어그램,
도 6은 본 발명의 하나의 개별 방울 발생기의 바람직한 일 실시예의 보다 세부적인 사항을 도시하는 개략적인 다이어그램,
도 7은 도 5에 도시한 본 발명의 프린트헤드에 대한 2개의 개별 방울 발생기를 도시하는 개략적인 다이어그램,
도 8은 도 4에 도시한 본 발명의 프린트헤드를 작동하기 위한 타이밍 다이어그램,
도 9는 도 4에 도시한 본 발명의 프린트헤드를 작동하기 위한 변형예의 타이밍 다이어그램,
도 10은 도 8에 도시한 타이밍 다이어그램의 타임 슬롯(1, 2)에 대한 타이밍의 상세한 도면,
도 11은 도 9에 도시한 변형예의 타이밍 다이어그램의 타임 슬롯(1, 2)에 대한 타이밍의 상세한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 잉크젯 프린팅 시스템12 : 프린터부
14, 16 : 프린트 카트리지18 : 스캐닝 캐리지
24 : 프린트헤드25 : 카트리지 본체
26 : 전기 접점36 : 프린트 제어 장치
42 : 방울 발생기44 : 가열 소자
48 : 스위칭 장치50 : 제 2 스위칭 장치
52 : 제 3 스위칭 장치
A(1) 내지 A(13) : 어드레스 신호
E(1), E(2) : 인에이블 신호
P(1) 내지 P(16) : 구동 전류 신호
도 1은 커버가 개방되어 있는 본 발명의 잉크젯 프린팅 시스템(10)의 모범적인 일 실시예에 대한 사시도이다. 잉크젯 프린팅 시스템(10)은 스캐닝 캐리지(18)내에 설치된 적어도 하나의 프린트 카트리지(14, 16)를 갖는 프린터부(12)를 구비한다. 프린터부(12)는 매체(22)를 수납하는 매체 트레이(20)를 구비한다. 인쇄 매체(22)가 프린트 영역을 통해 전진함에 따라, 스캐닝 캐리지(18)는 인쇄 매체를 가로질러 프린트 카트리지(14, 16)을 이동시킨다. 프린터부(12)는 각각의 프린트 카트리지(14, 16)와 결합된 프린트헤드부(도시되지 않음)내의 방울 발생기를 선택적으로 활성화하여 잉크를 인쇄 매체상에 침착시키고 그에 의해 프린팅을 수행한다.
본 발명의 중요한 관점은 프린트부(12)가 프린트 카트리지(14, 16)에 방울 발생기 활성화 정보를 전송하는 방법이다. 이러한 방울 발생기 활성화 정보는 프린트 카트리지(14, 16)가 인쇄 매체에 대하여 이동될 때 방울 발생기를 활성하도록 프린트헤드부에 의해 사용된다. 본 발명의 또 하나의 관점은 프린터부(12)에 의해 제공된 정보를 사용하는 프린트헤드부이다. 본 발명의 방법과 장치는 정보가 비교적 적은 수의 상호접속으로 프린터부(12)와 프린트헤드 사이에 전달되도록 하여 프린트헤드의 크기를 감소시키는 경향이 있다. 또한 본 발명의 방법과 장치로 인해 프린트헤드는 클록(clocked) 저장 소자 또는 복잡한 논리 함수를 필요로 하지 않고 제공될 수 있어 프린트헤드의 제조 비용을 감소시키게 된다. 본 발명의 방법과 장치를 도 3 내지 도 11을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1에 도시한 프린트 카트리지(14)의 바람직한 일 실시예의 밑면 사시도이다. 바람직한 실시예에 있어서, 카트리지(14)는 청록(cyan), 심홍(magenta), 및 노랑 잉크를 포함하는 3색 카트리지이다. 본 바람직한 실시예에 있어서, 별개의 프린트 카트리지(16)는 검정 잉크용으로 제공된다. 본 발명은 본 바람직한 실시예를 단지 예로써 참조하여 설명될 것이다. 본 발명의 방법 및 장치가 또한 적합할 수 있는 다수의 다른 구성이 있다. 예컨대, 본 발명은 프린팅시 사용되는 각각의 잉크 색에 대한 별개의 프린트 카트리지를 포함하는 프린팅 시스템의 구성에도 적합하다. 변형예로서, 본 발명은 6개 또는 그 이상의 잉크 색이 사용되는 고충실도(high-fidelity) 프린팅에서와 같이 4개의 잉크 색 이상이 사용되는 프린팅 시스템에 적용될 수 있다. 마지막으로, 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같은 잉크 저장소를 구비하는 프린트 카트리지, 또는 떨어져 있는 잉크 공급원으로부터 잉크가 연속적으로 또는 단속적으로 재충전되는 프린트 카트리지와 같은 다양한 유형의 프린트 카트리지에 적용될 수 있다.
도 2에 도시한 잉크 카트리지(14)는 선택적으로 매체(22)상에 잉크를 침착시키기 위해 프린팅 시스템(12)으로부터의 활성화 신호에 응답하는 프린트헤드부(24)를 구비한다. 바람직한 실시예에 있어서, 프린트헤드(24)는 실리콘과 같은 기판상에 규정된다. 프린트헤드(24)는 카트리지 본체(2)에 장착된다. 프린트 카트리지(14)는 스캐닝 캐리지내로 올바르게 삽입될 때 프린터부(12)와 결합된 상응하는 전기 접점(도시되지 않음) 사이에 전기 접촉이 확립되도록 카트리지 본체(25)상에 배치되고 배열된 다수의 전기 접점(26)을 구비한다. 각각의 전기 접점(26)은 다수의 전기 도체(도시되지 않음)의 각각에 의해 프린트헤드(24)에 전기적으로 접속된다. 이러한 방식으로, 프린터부(12)로부터의 활성화 신호가 잉크젯 프린트헤드(24)에 제공된다.
바람직한 실시예에 있어서, 전기 접점(26)은 가요성 회로(28)내에 규정된다. 가요성 회로(28)는 폴리이미드와 같은 절연 재료와 구리와 같은 전도성 재료를 포함한다. 도체는 각각의 전기 접점(26)을 프린트헤드(24)상에 규정된 전기 접점에 전기적으로 접속하도록 가요성 회로내에 형성된다. 프린트헤드(24)는 테이프 자동화 접착(tape automated bonding; TAB)과 같은 적절한 기술을 사용하여 가요성 회로(28)에 장착되고 전기적으로 접속된다.
도 2에 도시한 모범적인 실시예에 있어서, 프린트 카트리지(3)는 노랑, 심홍및 청록 잉크를 상응하는 저장소 부분내에 포함하는 3색 카트리지이다. 프린트헤드(24)는 노랑, 심홍 및 청록 잉크에 각각 상응하는 잉크를 분사하기 위한 방울 분사부(30, 32, 34)를 구비한다. 전기 접점(26)은 노랑, 심홍 및 청록 잉크 발생기(30, 32, 34)의 각각에 대한 활성화 신호에 각각 관련된 전기 접점을 구비한다.
바람직한 실시예에 있어서, 도 1에 도시한 검정 잉크 카트리지(16)는 검정 카트리지가 도시된 컬러 카트리지(14)상에 도시된 3개의 방울 분사부 대신 2개의 방울 분사부를 사용한다는 것을 제외하고는 도 2에 도시한 컬러 카트리지(14)와 유사하다. 본 발명의 방법 및 장치는 검정 카트리지(16)를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 방법 및 장치는 컬러 카트리지(14)에도 적용할 수 있다.
도 3은 프린터부(12)와 프린트 카트리지(16) 중의 하나의 단순화한 전기 블록 다이어그램을 도시한다. 프린터부(12)는 프린트 제어 장치(36), 매체 이송 장치(38) 및 캐리지 이송 장치(40)를 구비한다. 프린트 제어 장치(36)는 잉크가 인쇄 매체(22)상에 침착되는 프린팅 영역을 통해 매체(22)를 통과시키도록 매체 이송 장치(38)에 제어 신호를 제공한다. 또한, 프린트 제어 장치(36)는 매체(22)를 가로질러 스캐닝 캐리지(18)를 선택적으로 이동시키기 위해 제어 신호를 제공하여, 인쇄 영역을 규정한다. 매체(22)가 프린트헤드(24)를 지나서 또는 프린트 영역을 통과해 전진함에 따라 스캐닝 캐리지(18)는 인쇄 매체(22)를 가로질러 스캔된다. 프린트헤드(24)가 스캔되는 동안 프린트 제어 장치(36)는 프린팅을 수행하기 위해 인쇄 매체상에 잉크를 선택적으로 침착하도록 프린트헤드(24)에 활성화 신호를 제공한다. 비록 본 명세서에 프린팅 시스템(10)이 스케닝 캐리지내에 배치된 프린트헤드(24)를 갖는 것으로 기술될 지라도, 다른 프린팅 시스템(10) 장치도 가능하다. 이러한 다른 장치에는 고정된 프린트헤드부를 갖고 매체를 프린트헤드를 지나 이동시키는 것 또는 고정된 매체를 갖고 프린트헤드를 고정된 매체를 지나 이동시키는 것과 같은 프린트헤드와 매체 사이에 상대적인 운동을 달성하는 다른 장치가 포함된다.
도 3은 단지 하나의 프린트 카트리지(16)를 도시하기 위해 단순화되어 있다. 일반적으로, 프린트 제어 장치(36)는 각각의 프린트 카트리지(14, 16)에 전기적으로 접속되어 있다. 프린트 제어 장치(36)는 프린트 될 잉크 색의 각각에 상응하는 잉크를 선택적으로 침착시키기 위해 활성화 신호를 제공한다.
도 4는 프린터부(12)내의 프린트 제어 장치(36)와 프린트 카트리지(16)내의 프린트헤드(24)의 보다 상세한 사항을 도시하는 단순화한 전기 블록 다이어그램을 도시한다. 프린트 제어 장치(36)는 구동 전류원, 어드레스 발생기 및 인에이블 발생기를 구비한다. 구동 전류원, 어드레스 발생기 및 인에이블 발생기는 프린트헤드와 결합된 다수의 방울 발생기의 각각을 선택적으로 활성화도록 제어 장치 또는 제어기(36)의 제어하에서 구동 전류, 어드레스 신호 및 인에이블 신호를 프린트헤드(24)에 제공한다.
바람직한 실시예에 있어서, 구동 전류원은 16개의 구분되는 구동 전류 신호[P(1) 내지 P(16)]를 제공한다. 각각의 구동 전류 신호는 잉크를 분사하는 방울 발생기를 활성화하기 위해 단위 시간당 충분한 에너지를 제공한다. 바람직한실시예에 있어서, 어드레스 발생기는 13개의 구분된 어드레스 신호[A(1) 내지 A(13)]를 방울 발생기의 그룹 선택을 위해 제공한다. 본 바람직한 실시예에 있어서 어드레스 신호는 논리 신호이다. 마지막으로, 바람직한 실시예에 있어서, 인에이블 발생기는 2개의 인에이블 신호[E(1), E(2)]를 선택된 방울 발생기의 그룹으로부터 방울 발생기의 소그룹을 선택하도록 제공한다. 방울 발생기의 선택된 소그룹은 구동 전류원에 의해 제공된 구동 전류가 공급되면 활성화된다. 구동 신호, 어드레스 신호 및 인에이블 신호의 보다 세부적인 사항은 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명될 것이다.
도 4에 도시한 프린트헤드(24)는 방울 발생기의 다수의 그룹을 구비하며 방울 발생기의 각각의 그룹은 상이한 구동 전류원에 접속되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 프린트헤드(24)는 방울 발생기의 16개의 그룹을 구비한다. 방울 발생기의 제 1 그룹은 구동 전류원[P(1)]에 접속되어 있고, 방울 발생기의 제 2 그룹은 구동 전류원[P(2)]에 접속되어 있고, 방울 발생기의 제 3 그룹은 구동 전류원[P(3)]에 접속되어 있으며, 이와 같이 하여 방울 발생기의 제 16 그룹은 구동 전류원[P(16)]에 각각 접속되어 있다.
도 4에 도시한 방울 발생기의 그룹의 각각은 프린트 제어 장치(36)상의 어드레스 발생기에 의해 제공된 어드레스 신호[A(1) 내지 A(13)]의 각각에 접속되어 있다. 또한, 방울 발생기의 그룹의 각각은 프린트 제어 장치(36)상의 어드레스 발생기에 의해 제공된 2개의 인에이블 신호[E(1), E(2)]에 접속되어 있다. 방울 발생기의 개별 그룹의 각각에 대한 보다 세부적인 사항은 도 5를 참조하여 설명될 것이다.
도 5는 도 4에 도시한 방울 발생기의 다수의 그룹 중의 하나의 방울 발생기의 그룹을 표시하는 블록 다이어그램이다. 바람직한 실시예에 있어서, 도 5에 도시한 방울 발생기의 하나의 그룹은 공통 구동 전류원에 각각 접속된 26개의 개별 방울 발생기의 그룹이다. 도 5에 도시한 방울 발생기의 그룹은 도 4의 공통 구동 전류원[P(1)]에 모두 접속되어 있다.
방울 발생기의 그룹내에 개별 방울 발생기는 방울 발생기 쌍으로 조직되며 방울 발생기의 각각의 쌍은 다른 어드레스 신호원에 접속되어 있다. 도 5에 도시한 실시예에 있어서, 방울 발생기의 제 1 쌍은 어드레스 신호원[A(1)]에 접속되어 있고, 방울 발생기의 제 2 쌍은 어드레스 신호원[A(2)]에 접속되어 있고, 방울 발생기의 제 3 쌍은 어드레스 신호원[A(3)]에 접속되어 있으며, 이와 같이 하여 방울 발생기의 제 13 쌍은 어드레스 신호원[A(13)]에 접속되어 있다.
도 5에 도시한 26개의 개별 방울 발생기의 각각은 인에이블 신호원에 또한 접속되어 있다. 바람직한 실시예에 있어서, 인에이블 신호원은 한 쌍의 인에이블 신호[E(1), E(2)]이다.
나머지 구동 전류원[P(2) 내지 P(16)]에 접속된 도 4에 도시한 방울 발생기의 나머지 그룹은 도 5에 도시한 방울 발생기의 제 1 그룹과 유사한 방식으로 접속된다. 방울 발생기의 나머지 그룹의 각각은 도 5에 도시한 구동 전류원[P(1)] 대신 도 4의 다른 구동 전류원에 접속된다. 도 5에 도시한 각각의 개개의 방울 발생기의 보다 세부적인 사항은 도 6을 참조하여 설명될 것이다.
도 6은 개별 방울 발생기(42)의 바람직한 일 실시예를 도시한다. 방울 발생기(42)는 도 5에 도시한 하나의 개별 방울 발생기를 표현한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 2개의 개별 방울 발생기(42)는 공통 어드레스 신호원에 각각 접속된 방울 발생기(42)의 한 쌍을 구성한다. 도 6에 도시한 개별 방울 발생기는 도 5의 어드레스 신호원[A(1)]에 접속된 방울 발생기(42) 쌍 중의 하나를 표현한다. 도 6 및 도 7을 참조하여 설명된 어드레스 신호[A(1)] 및 인에이블 신호[E(1), E(2)]와 같은 모든 신호원은 상응하는 신호원과 공통 기준 지점(46) 사이에 제공되는 신호이다. 또한, 구동 전류원이 상응하는 구동 전류원[P(1)]과 공통 기준 지점(46) 사이에 제공된다.
방울 발생기(42)는 구동 전류원 사이에 접속된 가열 소자(44)를 구비한다. 도 6에 도시한 특별한 방울 발생기(42)에 대한 구동 전류원이 참조부호 P(1)으로 지칭되어 있다. 가열 소자(44)는 구동 전류원[P(1)]과 공통 기준 지점(46) 사이의 스위칭 장치(48)와 직렬로 접속되어 있다. 스위칭 장치(48)는 가열 소자(44)와 공통 기준 지점(46) 사이에 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 구비한다. 스위칭 장치(48)는 또한 제어된 단자를 제어하기 위한 제어 단자를 구비한다. 스위칭 장치(48)는 피제어 단자의 쌍 사이에 전류가 선택적으로 통과할 수 있도록 제어 단자에서의 활성화 신호에 응답한다. 이러한 방식으로, 제어 단자의 활성화로 인해 구동 전류원[P(1)]으로부터의 구동 전류가 가열 소자(44)를 통해 흐를 수 있어 프린트헤드(24)로부터 잉크를 분사하기에 충분한 열 에너지를 발생하게 된다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 가열 소자(44)는 저항 가열 소자이고 스위칭장치(48)는 NMOS 트랜지스터와 같은 전계 효과 트랜지스터(FET)이다.
방울 발생기(42)는 스위칭 장치(48)의 제어 단자의 활성화를 제어하기 위한 제 2 스위칭 장치(50)와 제 3 스위칭 장치(52)를 더 구비한다. 제 2 스위칭 장치는 어드레스 신호원과 스위칭 장치(48)의 제어 단자 사이에 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 갖는다. 제 3 스위칭 장치(52)는 스위칭 장치(48)의 제어 단자와 공통 기준 지점(46) 사이에 접속되어 있다. 제 2 및 제 3 스위칭 장치(50, 52)의 각각은 스위칭 장치(48)의 활성화를 각각 선택적으로 제어한다.
스위칭 장치(48)의 활성화는 어드레스 신호 및 인에이블 신호의 각각에 근거한다. 도 6에 도시한 특별한 방울 발생기(42)에 대한, 어드레스 신호는 참조부호[A(1)]으로 표시되고, 제 1 인에이블 신호는 참조부호[E(1)]으로 표시되고 제 2 인에이블 신호는 참조부호[E(2)]로 표시된다. 제 1 인에이블 신호[E(1)]는 제 2 스위칭 장치(50)의 제어 단자에 접속되어 있다. 제 2 인에이블 신호[E(2)]는 제 3 스위칭 장치(52)의 제어 단자에 접속되어 있다. 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]와 어드레스 신호[A(1)]를 제어함으로써, 스위칭 장치(48)는 구동 전류가 구동 전류원[P(1)]으로부터 나타나면 가열 소자(44)를 통해 전류를 전도하도록 선택적으로 활성화된다. 이와 유사하게, 스위칭 장치(48)는 구동 전류원[P(1)]이 활성일 지라도 전류가 가열 소자(44)를 통해 전도되는 것을 방지하도록 활성화되지 않는다.
스위칭 장치(48)는 제 2 스위칭 장치(50)의 활성화와 어드레스 신호원[A(1)]에서의 활성 어드레스 신호의 존재로 인해 활성화된다. 제 2 스위칭 장치가 전계효과 트랜지스터(FET)인 경우의 바람직한 실시예에 있어서 제 2 스위칭 장치와 결합된 피제어 단자는 소스(source) 및 드레인(drain) 단자이다. 드레인 단자는 어드레스 신호원[A(1)]에 접속되어 있고 소스 단자는 제 1 스위칭 장치(48)의 피제어 단자에 접속되어 있다. 전계 효과 트랜지스터 스위칭 장치(50)에 대한 제어 단자는 게이트(gate) 단자이다. 제 1 인에이블 신호[E(1)]에 접속된 게이트 단자가 소스 단자와 어드레스 신호원[A(1)]에 대해 충분히 양인 경우, 드레인 단자에 소스 단자에서의 전압보다 큰 전압을 제공하게 되어 제 2 스위칭 장치(50)는 활성화된다.
제 2 스위칭 장치는, 활성일 경우, 어드레스 신호원[A(1)]으로부터의 전류를 스위칭 장치(48)의 제어 단자 또는 게이트에 제공한다. 이 전류는, 충분하다면, 스위칭 장치(48)를 활성화한다. 바람직한 실시예에 있어서, 스위칭 장치(48)는 피제어 단자로서 드레인과 소스를 갖는 전계 효과 트랜지스터이며 드레인은 가열 소자(44)에 접속되어 있고 소스는 공통 기준 지점(46)에 접속되어 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 스위칭 장치(48)는 게이트와 소스 단자 사이에 게이트 정전용량(capacitance)을 갖는다. 스위칭 장치(48)가 비교적 커서 비교적 큰 전류를 가열 소자(44)를 통해 전도시키기 때문에, 스위칭 장치(48)와 관련된 게이트 대 소스 정전용량은 비교적 커지게 되는 경향이 있다. 그러므로, 스위칭 장치(48)를 인에이블 또는 활성화하기 위해, 게이트 또는 제어 단자는 스위칭 장치(48)가 소스 및 드레인 사이에서 전도하기 위해 활성화되도록 충분히 충전되어야 한다. 제 2 스위칭 장치(50)가 활성이면 제어 단자는 어드레스 신호원[A(1)]에의해 충전된다. 어드레스 신호원[A(1)]은 스위칭 장치(48)의 게이트 대 소스 정전용량을 충전하는 전류를 제공한다. 중요한 사실은, 스위칭 장치(48)가 활성일 때 제 3 스위칭 장치(52)는 활성이 되지 않아 어드레스 신호원[A(1)]과 공통 기준 단자(46) 사이에 저 저항 경로가 형성되는 것이 방지된다는 것이다. 그러므로, 스위칭 장치(48)가 활성이거나 또는 전도 중일 때는 인에이블 신호[E(2)]는 활성이 되지 않는다.
스위칭 장치(48)는 제 3 스위칭 장치(52)를 활성화시킴으로써 활성화되지 않아 스위칭 장치(48)를 활성화하지 않도록 충분히 게이트 대 소스 전압을 감소시킨다. 바람직한 실시예의 제 3 스위칭 장치(52)는 피제어 단자로서 드레인과 소스를 갖는 전계 효과 트랜지스터이며 드레인은 스위칭 장치(48)의 제어 단자에 접속된다. 제어 단자는 제 2 인에이블 신호원[E(2)]에 접속된 게이트 단자이다. 제 3 스위칭 장치(52)는 제 3 스위칭 장치(52)의 소스에서의 전압에 비해 충분히 큰 전압을 게이트에 제공하는 제 2 인에이블 신호[E(2)]의 활성화에 의해 활성화된다. 제 3 스위칭 장치(52)를 활성화함으로써 피제어 단자 또는 드레인 및 소스 단자가 전도되고 그에 의해 스위칭 장치(48)의 제어 단자 또는 게이트 단자와 스위칭 장치(48)의 소스 단자 사이에 전압을 감소시키게 된다. 스위칭 장치(48)의 게이트 단자와 소스 단자 사이의 전압을 충분히 감소시킴으로써 스위칭 장치(48)는 정전 결합(capacitive coupling)에 의해 부분적으로 켜지는 것이 방지된다.
제 3 스위칭 장치(52)가 활성인 동안, 스위칭 장치(50)는 어드레스 신호원[A(1)]으로부터의 대량의 전류가 공통 기준 단자(46)로 싱크(sink)되는 것을방지하도록 비활성(inactive)이 된다. 개별 방울 발생기(42)의 작동을 도 8 내지 도 11에 도시한 타이밍 다이어그램을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 7은 방울 발생기(42)와 방울 발생기(42')로 형성된 한 쌍의 방울 발생기의 보다 세부적인 사항을 도시한다. 방울 발생기의 쌍을 형성하는 방울 발생기(42, 42')의 각각은 도 6을 참조하여 전술한 방울 발생기(42)와 동일하다. 방울 발생기의 쌍은 도 5에 도시한 어드레스 신호원[A(1)]에 각각 접속되어 있다. 각각의 방울 발생기(42, 42')는 공통의 구동 전류원[P(1)]과 공통의 어드레스 신호원[A(1)]에 접속된다. 그러나, 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]는 방울 발생기(42)와는 상이하게 방울 발생기(42')에 각각 접속되어 있다. 방울 발생기(42')에 있어서, 제 1 인에이블 신호[E(1)]는 제 1 인에이블 신호[E(1)]가 제 2 스위칭 장치(50)의 게이트 또는 제어 단자에 접속되는 방울 발생기(42)와는 달리 제 3 스위칭 장치(52')의 게이트 또는 제어 단자에 접속된다. 이와 유사하게, 제 2 인에이블 신호[E(2)]는 제 2 인에이블 신호[E(2)]가 제 3 스위칭 장치(52)의 게이트 또는 제어 단자에 접속되는 방울 발생기(42)와는 달리 방울 발생기(42')내의 제 2 스위칭 장치(50')의 게이트 또는 제어 단자에 접속된다.
방울 발생기(42, 42')의 쌍에 대한 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]의 접속이 방울 발생기 쌍의 단지 하나의 방울 발생기만이 소정 시간에 활성화될 것을 보증한다. 하기에 설명되는 바와 같이, 중요한 사실은, 공통의 구동 전류원에 접속되는 방울 발생기의 그룹내에서 이들 방울 발생기 중 단지 하나만이 동시에 활성이 된다는 것이다. 공통의 구동 전류원에 접속되는 방울 발생기는 프린트헤드상에서 서로 가깝게 위치하는 경향이 있다. 그러므로, 이들의 공통의 구동 전류원에 접속되는 방울 발생기 중 단지 하나만이 동시에 활성이 되는 것을 보증함으로써 이들 근접하게 위치한 방울 발생기 사이의 유체적 크로스 토크를 방지하는 경향이 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 도 5에 도시한 방울 발생기의 각각의 쌍은 도 7에 도시한 방울 발생기의 쌍과 유사한 방식으로 접속된다. 또한, 도 4에 도시한 공통의 구동 전류원에 접속된 방울 발생기의 각각의 그룹은 도 5에 도시한 방울 발생기의 그룹과 유사한 방식으로 접속된다.
도 8은 프린트헤드(24)의 작동을 도시하는 타이밍(timing) 다이어그램이다. 프린트헤드(24)는 프린트헤드(24)상의 각각의 방울 발생기가 활성화될 수 있는 사이클 시간 또는 시간 주기를 갖는다. 이러한 시간 주기는 도 8에 시간(T)으로 표현되어 있다. 시간(T)은 29개의 시간 구간으로 분할될 수 있으며 각각의 구간은 동일한 지속기간을 갖는다. 이러한 시간 구간은 1에서 29까지의 타임 슬롯으로 표현되어 있다. 26개의 제 1 타임 슬롯의 각각은 이미지가 프린트될 필요가 있을 경우 방울 발생기의 그룹이 활성화될 수 있는 주기를 표현한다. 타임 슬롯(27, 28, 29)은 프린트헤드 사이클 도중의 어떠한 방울 발생기도 활성화되지 않는 시간 구간을 표현한다. 타임 슬롯(27, 28, 29)은 캐리지(18) 위치 및 방울 발생기 활성화 데이터의 재동조 및 프린터부(12)로부터 프린트헤드(24)로의 활성화 데이터 전송과 같은 다양한 기능을 수행하기 위해 프린팅 시스템(10)에 의해 사용되며, 커플(couple)로 명명된다.
13개의 다른 어드레스 신호원[A(1) 내지 A(13)]이 각각 도시되어 있다. 또한, 각각의 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]가 도시되어 있다. 마지막으로, 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]이 또한 함께 그룹 지어 도시되어 있다. 어드레스 신호는 각각 주기적으로 활성화되며 각각의 어드레스 신호에 대한 활성화 주기는 프린트헤드(24)의 사이클 시간(T)과 동등함을 도 8로부터 알 수 있다. 또한, 단지 하나의 어드레스 신호가 동시에 활성화된다. 각각의 어드레스 신호는 2개의 연속되는 타임 슬롯 동안 활성이 된다.
인에이블 신호[E(1), E(2)]의 각각은 2개의 타임 슬롯과 동일한 주기를 갖는 주기적 신호이다. 인에이블 신호[E(1), E(2)]는 각각 50% 이하의 듀티 사이클을 갖는다. 각각의 인에이블 신호는 서로 반대 위상이어서 인에이블 신호[E(1) 또는 E(2)]의 단지 하나만이 동시에 활성이 된다.
작동시, 13개의 어드레스 신호원[A(1) 내지 A(13)]의 각각에 의해 제공된 어드레스 신호의 반복 패턴이 프린트 제어 장치(36)에 의해 프린트헤드(24)에 제공된다. 더욱이, 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]에 대한 인에이블 신호의 반복 패턴이 또한 프린트 제어 장치(36)에 의해 프린트헤드(24)에 각각 제공된다. 어드레스 및 인에이블 신호 양자는 프린트 될 이미지 기술(image description) 또는 이미지에 관계없이 발생된다. 16개의 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]의 각각은 각각의 완전한 사이클에 대한 각각의 26개의 타임 슬롯 동안 잉크젯 프린트헤드(24)에 제공된다. 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]은 프린트 될 이미지 기술 또는 이미지에 근거해 선택적으로 인가된다. 제 1 타임 슬롯 동안, 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]은, 프린트 될 이미지에 따라, 모두 활성이나, 어떤 것도 활성이지 않거나, 또는 일부가 활성일 수 있다. 이와 유사하게, 타임 슬롯(2 내지 26) 동안, 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]의 각각은 프린트 될 이미지를 형성하도록 프린트 제어 장치(36)에 의해 필요한 대로 개별적으로 선택적으로 활성화된다.
도 9는 본 발명의 프린트헤드(24)에 대한 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)], 어드레스 신호원[A(1) 내지 A(13)] 및 인에이블 신호원[E(1), E(2)]에 대한 바람직한 타이밍을 도시한다. 도 9에서의 타이밍은 도 8에 도시한 2개의 연속 타임 슬롯에서와 같이 각각의 어드레스 신호원[A(1) 내지 A(13)]이 전체에 걸쳐 활성으로 남아있지 않고, 각각의 어드레스가 도 9에 도시한 2개의 타임 슬롯의 각각의 일 부분 동안만 활성이라는 것을 제외하고는 도 8의 타이밍과 유사하다. 본 양호한 실시예에 있어서, 각각의 어드레스 신호[A(1) 내지 A(13)]는 어드레스 신호가 활성이 되는 각각의 타임 슬롯의 개시점에서 활성이 된다. 또한, 제 1 및 제 2 인에이블 신호의 각각의 듀티 사이클은 도 8에 도시한 듀티 사이클의 대략 50%로 감소된다. 어드레스, 인에이블 및 구동 전류의 타이밍의 보다 세부적인 사항을 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다.
도 10은 도 8에 도시한 타이밍 다이어그램에 대한 타임 슬롯(1, 2)의 보다 세부적인 사항을 도시한다. 타임 슬롯(1, 2) 동안의 유일한 활성 어드레스 신호가참조부호[A(1)]이기 때문에 도 10에는 어드레스 신호[A(1)]만이 도시될 필요가 있다. 전술한 바와 같이, 중요한 사실은, 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]는 각각 동시에 활성이 되지 않아 공통 기준 지점(46)에 저 저항 경로를 제공하는것을 방지하여 어드레스 신호원[A(1) 내지 A(13)]으로부터의 전류를 싱크하게 된다는 것이다. 그러므로, 제 1 및 제 2 인에이블 신호[E(1), E(2)]의 각각의 듀티 사이클은 각각 50%보다 작아야 한다. 도 10에서, 제 1 인에이블 신호[E(1)]에 대한 활성과 비활성간의 전이와 제 2 인에이블 신호[E(2)]의 활성과 비활성간의 전이 사이의 시간 구간(TE)은 0보다 커야 한다.
스위칭 트랜지스터(48)의 게이트 정전용량이 구동 트랜지스터(48)를 활성화하도록 충분히 충전되는 것을 보증하도록 인에이블 신호는 구동 전류가 구동 전류원에 의해 제공되기 전에 작용해야 한다. 시간 구간(TS)은 제 1 인에이블[E(1)] 활성과 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]에 의한 구동 전류의 인가 사이의 시간을 표현한다. 유사한 시간 구간이 제 2 인에이블[E(2)] 활성과 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]에 의한 구동 전류의 인가 사이의 시간동안 필요하다.
엔이이블 신호[E(1)]는 참조부호(TH)로 지칭된 바와 같이 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]이 활성에서 비활성으로 전이 된 후의 시간 주기동안 활성으로 남아 있어야 한다. 유지 기간(hold time)으로 지칭되는 이러한 시간 주기(TH)는 구동 전류가 스위칭 장치(48)가 활성화되지 않을 때 스위칭 장치(48)에 나타나지 않는 것을 보증하기에 충분하다. 스위칭 장치(48)가 피제어 단자 사이에서 전류를 전도하고 있는 동안 스위칭 장치(48)를 활성화하지 않음으로써 스위칭 장치(48)에 손상을 줄 수 있다. 유지 기간(TH)은 스위칭 장치(48)가 손상을 입지 않는 것을 보증하는 마진(margin)을 제공한다. 구동 전류 신호[P(1) 내지 P(16)]의 지속기간은 시간 구간(TD)으로 표현된다. 구동 전류 신호[P(1) 내지 P(16)]의 지속기간은 최적의 방울 형성에 위해 가열 소자(44)에 구동 에너지를 제공하기에 충분하도록 선택된다.
도 11은 도 9의 타이밍 다이어그램의 타임 슬롯(1, 2)에 대한 바람직한 타이밍의 보다 세부적인 사항을 도시한다. 타임 슬롯(1)에 대해 도 11에 도시한 바와 같이, 어드레스 신호원[A(1)]과 인에이블 신호원[E(1)]은 구동 전류원이 활성인 전체 지속기간동안 활성으로 남아있지 않는다. 일단 도 7에 도시한 스위칭 트랜지스터(48, 48')의 게이트 정전용량이 충전되면, 트랜지스터(48, 48')는 구동 전류원이 활성으로 남아있는 지속기간동안 통전한다. 이러한 방식으로, 스위칭 장치(48, 48')의 게이트 정전용량은 활성화된 상태를 유지하는 저장 장치 또는 메모리 장치로서 작용한다. 그 후 구동 신호원[P(1) 내지 P(16)]이 최적의 방울 형성에 필요한 구동 에너지를 제공한다.
도 10과 유사하게, 시간 구간(TS)은 제 1 인에이블[E(1)] 활성과 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]에 의한 구동 전류의 인가 사이의 시간을 표현한다. 시간 구간(TAH)은 어드레스 신호원[A(1)]이 제 1 인에이블 신호[E(1)]가 적절한 상태에서 트랜지스터(48')에 대한 게이트 정전용량을 보증하도록 비활성이 된 후에 활성으로 남아있어야 하는 어드레스 신호원[A(1)]의 유지 기간을 표현한다. 어드레스 신호원이 제 1 인에이블 신호[E(1)]가 비활성이 되기 전에 상태를 변경한다면 잘못된 충전 상태가 트랜지스터(48, 48')의 게이트에 나타날 수 있다. 따라서, 시간구간(TAH)이 0보다 커야 함이 중요하다. 시간 구간(TEH)은 제 2 인에이블 신호[E(2)]가 구동 전류원[P(1) 내지 P(16)]이 활성이 된 후에 활성이 되어야 하는 유지 기간을 표현한다. 시간 구간 도중 도 7의 트랜지스터(52)는 트랜지스터(48)의 게이트 정전용량을 방전하도록 제 2 인에이블 신호[E(2)]에 의해 활성화된다. 이러한 지속기간이 트랜지스터(48)의 게이트를 방전하기에 충분히 길지 않다면 가열 소자(44)는 부적절하게 활성화되거나 또는 부분적으로 활성화된다.
도 11에 도시한 바람직한 타이밍을 사용하는 잉크젯 프린트헤드(24)를 작동함으로써 도 10에 도시한 타이밍을 사용하는 것보다 중요한 성능 이점이 있게 된다. 도 10에 도시한 타이밍동안 각각의 방울 발생기(42) 활성화를 위해 필요한 최소의 시간은 시간 구간(TS, TD, TE, TH)의 합과 같다. 이와는 달리, 도 11에 도시한 타이밍은 각각의 방울 발생기(42) 활성화에 필요한 최소의 시간으로 시간 구간(TS, TD)의 합과 같은 시간을 갖는다. 시간 구간(TD, TS)이 각각의 타이밍 다이어그램에 대하여 동일하기 때문에, 방울 발생기(42)의 활성화에 필요한 최소의 시간은 도 10에서보다 도 11에서 작다. 어드레스 유지 기간(TAH)과 인에이블 유지 기간(TEH) 양자는 도 11에 도시한 바람직한 타이밍에서의 방울 발생기(42) 활성화에 대한 최소의 시간 구간에 도움이 되지 않으므로 각각의 타임 슬롯은 도 10에서보다 작은 시간 구간이 될 수 있다. 각각의 타임 슬롯에 대해 필요한 시간 구간의 감소가 도 8 및 도 9에서의 사이클 주기(T)를 감소시켜 프린트헤드(24)에 대한 프린팅 속도를증가시킨다.
본 발명의 방법 및 장치로 인해 416개의 개별 방울 발생기가 13개의 어드레스 신호, 2개의 인에이블 신호 및 16개의 구동 전류원을 사용하여 개별적으로 활성화될 수 있다. 이와는 달리, 방울 발생기의 행렬이 16개의 행과 26개의 열을 갖는 종래에 사용된 기술의 사용하는 방법에서는 각각의 행이 각각의 구동 전류원에 의해 선택되면서 개별적으로 각각의 열을 개별적으로 선택하기 위해 26개의 개별적인 어드레스를 필요로 했다. 본 발명은 동일한 수의 방울 발생기를 어드레스하기 위해 현저하게 적은 수의 전기 상호접속을 제공한다. 전기 상호접속의 감소는 프린트헤드(24)의 크기를 감소시켜 프린트헤드(24)의 비용을 현저하게 감소시킨다.
도 6에 도시한 각각의 개별 방울 발생기(42)는 일정한 전력 공급 또는 바이어스 회로(bias circuit)를 필요로 하지 않고 그 대신 방울 발생기(42)에 전력을 공급하거나 방울 발생기(42)를 활성화하기 위해 어드레스, 구동 전류원 및 인에이블 신호와 같은 입력 신호에 의존한다. 신호의 타이밍에 대하여 전술한 바와 같이, 이들 신호가 방울 발생기(42)의 적절한 작동을 위해 적절한 순서로 인가되는 것이 중요하다. 본 발명의 방울 발생기(42)는 일정한 전력을 필요로 하지 않기 때문에, 방울 발생기(42)는 CMOS와 같은 보다 복잡한 기술보다 적은 수의 제조 단계를 필요로 하는 NMOS와 같은 비교적 단순한 기술로서 제공될 수 있다. 보다 적은 제조 비용을 갖는 기술을 사용함으로써 프린트헤드(24)의 비용이 보다 감소된다. 마지막으로, 프린터부(36)와 프린트헤드(24) 사이에 보다 적은 수의 전기 상호접속을 사용함으로써 프린터부(36)의 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 프린팅 시스템(10)의 신뢰성을 향상시키는 경향이 있있다.
본 발명이 416개의 개별 방울 발생기를 선택적으로 활성화하기 위해 13개의 어드레스 신호와, 2개의 인에이블 신호와 16개의 구동 전류원을 사용하는 바람직한 실시예에 대하여 기술되었지만, 다른 장치가 또한 고려될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 상이한 수의 개별 방울 발생기를 선택적으로 활성화하는데 적합하다. 상이한 수의 개별 노즐을 선택적으로 활성화하는 것은 상이한 수의 방울 발생기를 적절히 제어하기 위해 상이한 수의 하나 또는 그 이상의 어드레스 신호, 인에이블 신호, 및 구동 전류원을 필요로 할 수 있다. 또한, 동일한 수의 방울 발생기를 제어하기 위해 어드레스 신호, 인에이블 신호, 및 구동 전류원에 대한 다른 장치가 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 416개의 개별 방울 발생기가 13개의 어드레스 신호, 2개의 인에이블 신호 및 16개의 구동 전류원을 사용하여 개별적으로 활성화될 수 있다. 이는 종래기술에 비해 방울 발생기를 어드레스하기 위해 현저하게 적은 수의 전기 상호접속을 사용한 것으로, 프린터부의 비용 감소 및 프린팅 시스템의 신뢰성 향상을 도모하는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 개별 방울 발생기는 일정한 전력 공급 회로 또는 바이어스 회로를 필요로 하지 않으므로, CMOS와 같은 복잡한 기술보다 적은 수의 제조 단계를 필요로 하는 NMOS와 같은 기술로서 제조될 수 있어 프린트헤드의 비용이 보다 감소되는 효과가 있다.

Claims (22)

  1. 잉크를 분배하기 위해 구동 전류 및 어드레스 신호에 응답하는 다수의 방울 발생기를 갖는 잉크젯 프린트헤드에 있어서,
    상기 프린트헤드상에 배치되며 각각 구동 전류원으로부터 구동 전류를 수신하도록 구성되며 또한 각각 공통 어드레스 신호원으로부터 어드레스 신호를 수신하도록 구성된 제 1 및 제 2 방울 발생기와,
    상기 공통 어드레스 신호원과 상기 각각의 제 1 및 제 2 방울 발생기 사이에서 접속되며 상기 제 1 및 제 2 방울 발생기 중 하나에만 어드레스 신호를 선택적으로 제공하기 위해 인에이블 신호에 응답하는 스위칭 장치를 포함하는
    잉크젯 프린트헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방울 발생기는 각각 프린트헤드로부터 잉크를 분사하도록 잉크를 선택적으로 가열하는 가열 장치를 포함하는
    잉크젯 프린트헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방울 발생기는 각각 구동 전류원 사이의 전류 경로내에 접속된 제 2 스위칭 장치를 포함하며, 상기 제 2 스위칭 장치는 선택적으로 구동 전류가 그것을 통과하도록 하기 위해 어드레스 신호에 응답하는
    잉크젯 프린트헤드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방울 발생기는 각각 상기 구동 전류원 사이에서 가열 장치와 직렬로 접속된 제 2 스위칭 장치를 포함하며, 상기 제 2 스위칭 장치는 선택적으로 구동 전류가 상기 제 1 및 제 2 방울 발생기 중 하나와 관련된 가열 장치를 통과하도록 하기 위해 어드레스 신호에 응답하는
    잉크젯 프린트헤드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방울 발생기는 상기 구동 전류원 사이에 접속된 제 1 스위칭 장치를 포함하며, 상기 제 1 스위칭 장치는 상기 제 1 방울 발생기를 선택적으로 활성화하기 위해 어드레스 활성화 신호에 응답하고, 상기 제 2 방울 발생기는 상기 구동 전류원 사이에 접속된 제 2 스위칭 장치를 포함하며, 상기 제 2 스위칭 장치는 상기 제 2 방울 발생기를 선택적으로 활성화하기 위해 어드레스 활성화 신호에 응답하는
    잉크젯 프린트헤드.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는 제 3 및 제 4 스위칭 장치이며, 상기 제 3 스위칭 장치는 상기 어드레스 신호원과 제 1 스위칭 장치 사이에 접속되며 상기 제 4 스위칭 장치는 상기 어드레스 신호원과 제 2 스위칭 장치 사이에 접속되고, 상기 제 3 스위칭 장치는 상기 제 1 스위칭 장치에 어드레스 신호를 선택적으로 제공하기 위해 인에이블 신호에 응답하고 상기 제 4 스위칭 장치는 상기 제 2 스위칭 장치에 어드레스 신호를 선택적으로 제공하기 위해 인에이블 신호에 응답하는
    잉크젯 프린트헤드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는 트랜지스터인
    잉크젯 프린트헤드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위칭 장치는 NMOS인
    잉크젯 프린트헤드.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 방울 발생기는 함께 방울 발생기의 그룹을 형성하는 다수의 제 1 및 제 2 방울 발생기이고, 상기 방울 발생기 그룹의 각 방울 발생기는 상기 구동 전류원에 접속되도록 구성되며 상기 다수의 제 1 및 제 2 방울 발생기 중의 제 1 및 제 2 방울 발생기는 각각 상이한 어드레스 신호원에 접속되도록 구성된
    잉크젯 프린트헤드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 방울 발생기의 그룹은 다수의 방울 발생기 그룹이며, 상기 다수의 방울 발생기 그룹의 각 방울 발생기 그룹은 상이한 구동 전류원에 접속되도록 구성된
    잉크젯 프린트헤드.
  11. 잉크를 매체상에 선택적으로 침착시키기 위해 잉크젯 프린팅 시스템에 사용되는 잉크젯 프린트헤드에 있어서,
    한 쌍의 구동 전류 컨덕터와 제어 단자 사이에서 제 1 가열 요소에 직렬로 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 가지며, 상기 제 1 가열 요소를 활성화하도록 상기 피제어 단자 사이에서 전류를 전도하기 위해 상기 제어 단자에서의 활성화 신호에 응답하는 제 1 스위칭 장치와,
    어드레스 단자와 상기 제 1 스위칭 장치의 제어 단자와 인에이블 신호원에 접속되도록 구성된 제어 단자 사이에 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 가지며, 선택적으로 어드레스 단자에서의 신호가 상기 제 1 스위칭 장치의 제어 단자에 제공되도록 하기 위해 인에이블 신호에 응답하는 제 2 스위칭 장치를 포함하는
    잉크젯 프린트헤드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 스위칭 장치의 제어 단자와 상기 구동 전류 컨덕터 쌍 중 하나와 제 2 인에이블 신호에 접속되도록 구성된 제어 단자 사이에서 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 가지며, 상기 제 1 스위칭 장치의 제어 단자와 상기 구동 전류 컨덕터 쌍 중 하나 사이에서 전류를 선택적으로 전도하기 위해 제 2 인에이블 신호에 응답하는 제 3 스위칭 장치를 더 포함하는
    잉크젯 프린트헤드.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동 전류 컨덕터 쌍과 제어 단자 사이에서 제 2 가열 장치에 직렬로 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 가지며, 상기 피제어 단자 사이에서 전류를 전도하여 상기 제 2 가열 장치를 활성화하기 위해 상기 제어 단자에서의 활성화 신호에 응답하는 제 3 스위칭 장치와,
    상기 어드레스 단자와 상기 제 3 스위칭 장치의 제어 단자와 상기 인에이블 신호원에 접속되도록 구성된 제어 단자 사이에서 접속된 한 쌍의 피제어 단자를 가지며, 상기 어드레스 단자에서의 어드레스 신호가 상기 제 3 스위칭 장치를 활성화하도록 상기 제 3 스위칭 장치의 제어 단자에 선택적으로 제공되도록 하기 위해 인에이블 신호에 응답하는 제 4 스위칭 장치를 포함하며,
    상기 제 2 및 제 4 스위칭 장치는 상기 제 1 및 제 3 스위칭 중 하나만을 동시에 활성화하도록 구성된
    잉크젯 프린트헤드.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스위칭 장치는 다수의 제 1 및 제 2 스위칭 장치이며, 상기 구동 전류 신호의 쌍은 다수의 구동 전류 신호의 쌍이며, 상기 어드레스 단자는 다수의 어드레스 단자이며, 상기 다수의 제 1 및 제 2 스위칭 장치는 각각 상기 다수의 구동 전류 신호 쌍 중 상이한 구동 전류 신호 쌍에 접속되며, 상기 다수의 제 1 및 제 2 스위칭 장치는 각각 상기 다수의 어드레스 단자 중 상이한 어드레스 단자에 접속되는
    잉크젯 프린트헤드.
  15. 매체상에 잉크를 침착시키기 위한 잉크젯 프린팅 시스템용 잉크젯 프린트헤드에 있어서,
    각각 구동 전류원에 접속되도록 구성된 다수의 구동 전류 접점과,
    각각 어드레스 신호원에 접속되도록 구성된 다수의 어드레스 접점과,
    각각 인에이블 신호원에 접속되도록 구성된 다수의 인에이블 접점과,
    그룹으로 배열된 다수의 방울 발생기로서, 각각의 그룹은 상기 다수의 구동 전류 접점중 하나에 전기적으로 접속되며 상기 다수의 구동 전류 접점은 각각 상이한 구동 전류 접점에 접속되며, 개별 방울 발생기를 갖는 방울 발생기의 각 그룹은 각 쌍이 상기 다수의 어드레스 접점 중 하나에 전기적으로 접속된 쌍들로 배열되며, 각 그룹내의 방울 발생기의 쌍들은 각각 상이한 어드레스 접점에 접속되는, 상기 다수의 방울 발생기를 포함하며,
    각 방울 발생기는 구동 전류가 구동 전류 접점에 제공되고 상기 방울 발생기에 대응하는 어드레스 접점이 활성화된 경우 활성화되며, 상기 방울 발생기의 쌍과 관련된 하나의 방울 발생기만이 활성화되며, 상기 활성화되는 방울 발생기는 상기인에이블 신호에 기초하여 선택되는
    잉크젯 프린트헤드.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 다수의 어드레스 접점이 13개이고, 상기 다수의 구동 전류 접점은 16개이며, 상기 다수의 인에이블 접점은 2개이고, 16개의 방울 발생기가 동시에 활성화될 수 있는
    잉크젯 프린트헤드.
  17. 매체상에 잉크를 침착시키기 위한 잉크젯 프린팅 시스템용 잉크젯 프린트헤드에 있어서,
    각각 구동 전류원에 접속되도록 구성된 다수의 구동 전류 접점과,
    각각 어드레스 신호원에 접속되도록 구성된 다수의 어드레스 접점과,
    각각 인에이블 신호원에 접속되도록 구성된 다수의 인에이블 접점과,
    잉크를 분사하기 위한 다수의 방울 발생기를 포함하며, 상기 다수의 방울 발생기는 동시에 활성화될 수 있는 다수의 방울 발생기 그룹으로 분할되며, 상기 다수의 그룹의 수는 상기 다수의 구동 전류 접점과 동일하며, 상기 다수의 그룹의 각각의 크기는 상기 다수의 어드레스 접점과 상기 다수의 인에이블 접점을 곱한 것과동일한
    잉크젯 프린트헤드.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 다수의 어드레스 접점은 13개이고, 상기 다수의 인에이블 접점은 2개인
    잉크젯 프린트헤드.
  19. 매체상에 잉크를 침착시키기 위한 잉크젯 프린팅 시스템용 잉크젯 프린트헤드로서, 구동 전류 신호와 어드레스 신호 각각의 활성화에 응답하여 잉크를 선택적으로 분사하는 다수의 방울 발생기를 갖는 잉크젯 프린트헤드에 있어서,
    하나 이상의 방울 발생기로부터 특정한 방울 발생기를 선택하기 위해 선택 신호에 응답하는 선택 장치를 포함하며,
    상기 하나 이상의 방울 발생기는 공통 어드레스 신호와 공통 어드레스 신호를 공유하며 선택 장치는 어드레스 신호와 구동 전류 신호에 근거한 활성화를 위채 상기 하나 이상의 방울 발생기로부터 특정한 방울 발생기를 선택하는
    잉크젯 프린터헤드.
  20. 방울 분사 장치상에 배치된 다수의 방울 발생기로부터 특정한 방울 발생기를 선택하는 방법에 있어서,
    상기 방울 분사 장치상의 적어도 하나의 방울 발생기에 구동 전류를 제공하는 단계와,
    하나 이상의 방울 발생기에 공통적인 어드레스 신호를 제공하는 단계와,
    각각 그에 제공된 대응하는 어드레스 및 구동 신호를 갖는 다수의 방울 발생기로부터 선택 신호에 의해 확인된 다수의 방울 발생기 중 하나만이 활성화되도록 특정한 방울 발생기를 선택하기 위해 선택 신호를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 잉크젯 프린프헤드상에 배치된 다수의 방울 발생기로부터 특정한 방울 발생기를 활성화하는 방법에 있어서,
    특정한 방울 발생기를 포함하는 다수의 방울 발생기의 방울 발생기 그룹에 제공되는 구동 전류 신호를 수신하는 단계와,
    방울 발생기 그룹으로부터 특정한 방울 발생기를 포함하는 방울 발생기의 하위 그룹을 확인하기 위한 어드레스 신호를 수신하는 단계와,
    상기 어드레스 신호에 의해 특정된 방울 발생기의 하위 그룹으로부터 특정한 방울 발생기를 선택하기 위한 선택 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 소정 세트의 구동 전류, 어드레스 및 선택 신호에 대해 방울 발생기의 하위 그룹 중 선택된 방울 발생기만이 활성화되는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 방울 발생기의 하위 그룹은 두 개의 방울 발생기인 방법.
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