KR20030014176A - 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트기록 방법 - Google Patents

잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트기록 방법 Download PDF

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Abstract

기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 장치에는 각기 다른 열 발생량을 갖고 각기 개별적으로 구동되며, 상기 토출 포트까지의 다양한 거리에서 잉크 유동 경로를 따라, 상기 기록 헤드의 토출 포트와 연통된 잉크 유동 경로에 배열되어 있는 두 개 이상의 전열 변환 요소가 제공되고, 예비 토출이 기록 없이 수행되면, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호가 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소로 공급되는 것에 이어서 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소에 공급된다. 예비 토출은 라인마다의 기록 바로 이전에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많도록 설정된다.

Description

잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법 {INK JET RECORDING APPARATUS, INK JET RECORDING HEAD, AND INK JET RECORDING METHOD}
본 발명은 잉크를 토출함으로써 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치에 관한 것이고, 또한 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법에 관한 것이다.
프린터, 복사기, 팩시밀리 등의 기능을 구비한 기록 장치 또는 복잡한 형태의 전자 장비 또는 컴퓨터, 워드-프로세서 등을 포함하는 워크 스테이션을 위한 출력 장치로 사용되는 기록 장치는 종이, 천, 플라스틱 시트 및 OHP 시트와 같은 기록 매체(기록 재료) 상에 (문자, 기호 등을 포함하는) 화상을 기록하도록 구성된다. 기록 장치는 그 기록 장치가 기록하기 위해 적용하는 방법에 의해 몇몇 다른 것들 중에서 잉크 제트 형태, 와이어-도트 형태, 열전사 형태 및 레이저빔 형태와같은 다양한 형태로 분류된다.
일련 형태의 기록 장치에서, 이것은 기록 매체의 이송 방향과 교차하는 방향(시트 이송 방향 또는 서브 스캐닝 방향)으로 주 스캐닝을 수행하는 동안 기록하고, 기록 헤드는 기록 수단으로 작용하며, 이것은 기록 매체를 따라 이송하는(주 스캔을 수행하는) 캐리지 상에 장착되고 화상을 기록하며, 일-라인 부분의 기록을 완료한 후 시트는 지시된 양(서브 스캐닝으로 일 피치 이송)만큼 공급된다. 다음, 그런 후에, 다음 라인 상의 화상은 다시 정지점에 오는 기록 매체 상에 기록(주 스캐닝)된다. 이러한 작동은 기록 매체 상에서 완전히 기록을 실행하도록 반복된다. 반면, 이송 방향으로 기록 매체(기록 재료)의 서브 스캐닝에 의해서만 기록되는 풀-라인 형태(full-line type)의 기록 장치에서, 기록 매체는 지시된 기록 위치에 설정되고, 일-라인 부분 상에 함께 기록을 실행한 후 지시된 양(피치 이송)의 시트 공급이 수행되고, 그리고 나서, 다음 라인 상의 기록이 함께 실행된다. 이러한 작동은 기록 매체 상에 완전히 기록되도록 반복된다.
기록 장치의 이러한 형태 중에서, 잉크 제트 형태의 기록 장치(잉크 제트 기록 장치)는 기록 매체에 기록 수단으로서 작용하는 잉크 제트 기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록하는 것이고, 이러한 형태용으로, 기록 수단은 고속 고정밀도로 화상을 기록하기 위해 용이하게 조밀해질 수 있다. 몇몇 다른 것들 중에서 이러한 형태의 기록 장치는 잉크(예를 들어,컬러 잉크)의 많은 종류를 사용해서 컬러 화상을 기록하기 쉽게 하는 동시에 또한 기록이 임의의 특정 처리를 하지 않고도 보통의 종이 상에서 가능하고, 가동비가 낮게 되고, 또한 비충격식이므로 소음의 양이 적은 장점들을 갖고 있다. 또한, 잉크 제트 기록 장치에 의해 기록될 수 있는 기록 매체(기록 재료)의 재료들에 많은 요구들이 있어왔다. 최근, 기록될 수 있는 재료들에 대한 그러한 요구를 충족시키는 발전이 있었다. 따라서, 최근 (얇은 종이와 처리된 종이를 포함하는) 종이 및 (OHP 등의) 얇은 수지 시트와 같은 보통의 기록 매체에 더하여, 기록 장치는 그의 기록 매체로서 천, 가죽, 짜지않은 직물 및 심지어 금속 등을 사용할 수 있도록 만들어 졌다.
특히, 잉크 제트 기록 장치에 대해, 최근 컬러 기록 및 고품질 기록에 대한 강한 요구가 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 장치는 고품질의 화상을 얻도록 도트 크기를 변화시킴으로써 색조 표시를 제공할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 복수의 전열 변환 요소(열 발생 요소, 또는 가열기)가 잉크 유동 경로의 각 내부 부분에 구비되는 구조가 공지되어 있고, 이것은 각각 잉크 제트 기록 헤드의 토출 부분과 연통되며, 다음에 기부 판 상에 형성된 기능적 요소 회로로부터 각각의 전열 변환 요소로 전기 신호의 선택적 공급에 의해 화소 당 토출 잉크의 양은 화상의 색조 기록이 가능하도록 변경된다. 상기 종류의 기록 헤드의 구조의 특정 예로서, 하나의 액체 통로(잉크 유동 경로)에 복수의 전열 변환 요소(가열기)가 잉크의 토출 방향(유동 방향)으로 배치되는 것이 공지되어 있고, 구동되는 가열기 또는 구동되는 가열기의 수는 토출 포트와 각각의 액체 통로(잉크 유동 경로)에서 구동되는 가열기 사이에 거리를 상이하게 하도록 선택되어 잉크의 토출 양을 변화시킨다.
또한, 다른 구조로서, 상이한 면적을 각각 갖는 복수의 가열기가 하나의 액체 통로(잉크 유동 경로)에 배치되는 것과, 구동되는 가열기 또는 구동되는 가열기의 수를 동일한 방식으로 선택함으로써 잉크의 토출 양을 변화시키는 것이 공지되어 있다. 또한, 이른바 예비 토출을 실행하는 것이 일반적인 관행이었고, 예를 들어 이것은 기록이 시작되기 전에 즉시 지시된 위치(지시된 시??스)에서 직접적으로 기록에 관여하지는 않아서 토출 포트의 근처 또는 토출 포트와 연통된 잉크 유동 경로에 과도한 비스코스 잉크의 존재로 인한 또는 잉크 유동 경로에 존재하는 기포로 인한 결점적인 토출을 방지한다. 더욱이, 큰 부피(큰 액적)를 액체 액적과 비교해서, 작은 부피(작은 액체 액적)을 갖는 액체 액적은 기록이 시작된 후에 즉시 토출 결점을 만나는 경향이 있다. 따라서, 일본 특허 공개 출원 번호 제08-183186호 및 일본 특허 공개 출원 번호 제10-016222호의 명세서에 개시된 바와 같이, 작은 액체 액적이 기록을 위해 토출될 때 예비 토출은 그 시간에 (작은 액적에 의한) 토출 양보다 더 많은 토출 양을 갖는 큰 액체 액적(매체 액체 액적 및 큰 액체 액적)으로 실행되거나 또는 토출 결점들을 방지하기 위해 예비 토출의 시간 간격을 변화시키도록 실행된다.
그러나, 고정밀 기록이 복수의 가열기(전열 변환 요소)가 하나의 잉크 유동 경로에 배치되는 토출 양 조절 형태의 잉크 제트 기록 헤드를 사용해서 다양한 화상을 위해 고속으로 수행될 때, 전술된 토출 회복 과정에서 처리 작동들 중의 하나로서 실행될 수 있는 (기록에 직접 관여하지 않는) 예비 토출에 대한 기술적 문제가 해결되는 몇몇 경우를 만날 수 있다. 예를 들어, 주로 검은 잉크로 된 문자를 기록하기 위해, 고속으로 진하게 기록하는 것이 요구되고, 또한 사진식 컬러 화상 등을 기록하기 위해 고정밀 기록이 요구된다. 따라서, 큰 액체 액적을 사용해서검은색으로 기록하고 작은 액체 액적을 사용해서 컬러로 기록하는 것이 필요하다. 또한, 컬러 기록용으로 사용되는 작은 액체 액적에 대해, 잉크의 토출 양은 최근 점점 작아지는 경향이 있다.
또한, 고정밀로 화상을 기록하기 위해 연통되는 잉크 유동 경로 및 기록 헤드의 토출 포트를 고밀도로 하는 것이 바람직하고, 토출 포트의 가로 치수는 상당히 제한된다. 가로 치수가 제한된 토출 포트를 구비하여 검은색으로 큰 액적을 토출하기 위해, 가열기(전열 변환 요소)의 크기(표면 면적 등)는 크게 만들어 지거나 또는 토출 포트의 개구 단면적을 더 크게하는 방법이 있다. 그러나, 만약 가열기 크기가 너무 크게 만들어지면, 잉크 방울[ink mist, (분사된 잉크)] 등이 발생되어 기록 품질의 열화를 가져온다. 따라서, 토출 포트의 개구 단면적을 더 크게 하는 것이 필요하다. 이런 점에서, 액체 통로는 일정 높이 보다 더 크게 형성되어야만 한다. 반면에, 작은 컬러 액적이 토출될 때, 토출 속도가 빠를수록 도달할 수 있는 기록된 화상은 더욱 정밀해 진다. 따라서, 전열 변환 요소의 크기는 너무 작게 형성될 수 없다. 이러한 영향으로, 작은 컬러 액적을 토출하기 위해, 토출 포트(개구 단면적)의 크기는 더 작아져야 한다. 또한, 작은 컬러 액적의 경우에 액적 양이 작을수록 토출 포트의 근처에서의 과도한 비스코스 잉크로 인한 또는 액체 통로의 기포로 인한 토출 결점들을 일으키기 쉽다. 따라서, 이러한 토출 결점을 제거하기 위해, 예비 토출은 작은 액적(매체 액체 액적 또는 큰 액체 액적)보다 더 큰 액체 액적을 사용하여 수행된다. 이러한 방식으로, 과도한 비스코스 잉크가 어느 범위까지 제거될 수 있다.
그러나, 전술된 바와 같이, 검은색 토출 포트에서의 잉크 방울을 방지하기 위해, 토출 포트의 단면적은 큰 액체 액적을 토출하도록 고정된다. 또한, 예비 토출은 과도한 비스코스 잉크 또는 기포로 인한 토출 결점을 제거하기 위해 더 큰 액제 액적(매체 액체 액적 또는 큰 액체 액적)을 구비한 컬러 토출 포트에서 수행된다. 결과적으로, 토출 포트의 단면 형상은 더 작은 단면적과 관련해서 더 크다. 따라서, 입사면 사의 토출 포트부와 액체 통로의 선단부에서의 실링부(ceiling portion) 사이의 과도한 공간을 형성하고, 다음에, 만약 예비 액적이 큰 액체 액적 도는 매체 액체 액적을 사용하여 수행되더라도 기포는 그런 과도한 공간의 존재 때문에 완전히 배기되지 않고 기포는 사실상 과도 공간에 존재한다. 따라서, 예비 토출의 실행에도 불구하고 결점있는 기록이 몇몇 경우에 발생될 수 있는 기술적 문제점이 있다. 또한, 전술된 잔존하는 기포가 매체 액체 액적 또는 큰 액체 액적을 사용하여 예비 토출 수(예비 토출의 분사 수)를 증가시킴으로서 완전히 배출되는 것이 어렵고 결국 단지 잉크의 많은 양이 낭비적으로 소모될 가능성이 있다.
본 발명의 목적은 기록 결점을 발생시키지 않고, 또한 예비 토출(pre-discharge)에 의한 잉크 유동 경로 내에서 거품(버블)을 완전하게 소진시킴에 의해 잉크를 낭비되게 소모시키지 않고 고품질 기록을 수행하는 것이 가능한 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 기록 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 작은 액적이 예컨대 높은 높이 그러나 작은 면적을 이의 토출 포트에서 갖는 기록 헤드의 잉크 유동 경로로 토출될 때에도 기록 결점을 발생시키지 않고, 또한 예비 토출(pre-discharge)에 의한 잉크 유동 경로 내에서 거품(버블)을 완전하게 소진시킴에 의해 잉크를 낭비되게 소모시키지 않고 고품질 기록을 수행하는 것이 가능한 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 기록 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각각 상이한 열 발생량을 갖고 개별적으로 구동되는 적어도 2개의 전열 변환 요소가 토출 포트에서 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 기록 헤드의 토출 포트와 연통하는 잉크 유동 경로 상에 배열되고, 예비 토출이 기록에 관여함이 없이 수행되고 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호는 토출 포트에서 먼 측 상의 전열 변환 요소에 공급된 후에 토출 포트에 가까운 측 상의 열전 변환 요소에 공급되어지는, 기록 헤드로부터 잉크를 토출함에 의해 기록 매체 상에 기록을 위한 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각각 상이한 열 발생량을 갖고 개별적으로 구동되는 적어도 2개의 전열 변환 요소가 토출 포트에서 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 기록 헤드의 토출 포트와 연통되는 잉크 유동 경로 상에 배열되고, 예비 토출이 기록에 관여함이 없이 수행되고 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호는 토출 포트에서 먼 측 상의 전열 변환 요소에 공급된 후에 토출 포트에 가까운 측 상의 열전 변환 요소에 공급되어지는, 토출 포트로부터 잉크를 토출함에 의해 기록 매체 상에 기록을 위한 잉크 제트 기록 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각각 상이한 열 발생량을 갖고 각각 구동되는 적어도 2개의 전열 변환 요소를 토출 포트에서 상이한 거리로 각각 잉크 유동되어 통로를 따라 기록 헤드의 토출 포트와 연통된 잉크 유동 경로 상에 개별적으로 배열하는 단계와, 예비 토출이 기록에 관여함이 없이 수행될 때 토출 포트에서 먼 측 상의 전열 변환 요소에 공급된 후에 토출 포트에 가까운 측 상의 열전 변환 요소에 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호를 공급하는 단계를 포함하는, 기록 헤드로부터 잉크를 토출함에 의해 기록 매체 상에 기록을 행하는 잉크 제트 기록 방법을 제공하는 것이다.
설명된 본 발명에 따라서, 작은 액적이 토출 포트에서 높은 높이 그러나 작은 면적을 갖는 잉크 유동 경로로 토출되는 경우에도 잉크 유동 경로 내의 거품(버블)이 예비 토출에 의해 소진될 수 있어서, 기록 결점을 발생시키지 않고 잉크를 낭비되게 소비함이 없이 고품질의 기록을 수행할 수 있는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법을 제공한다.
도1은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도.
도2는 도1의 캐리지(carriage) 상에 장착된 잉크 탱크 및 잉크 제트 기록 헤드의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.
도3은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 장치의 일 실시예의 구조를 개략적으로 도시하는 분해도.
도4는 도3에서 홈이 제공된 실링 플레이트의 구조를 개략적으로 도시하는 확대 사시도.
도5a 및 도5b는 도4에서 각각의 유동 경로에서 복수의 전열 변환 요소의 배열 상태를 개략적으로 도시하는 도면으로, 도5a는 잉크 유동 경로가 컬러에 대해 사용되는 경우를 도시하고, 도5b는 잉크 유동 경로가 검정에 대해 사용되는 경우를 도시하는 도면.
도6은 본 발명이 적용 가능한 일 실시예에 따른 잉크 제트 기록 헤드의 컬러 잉크 유동 경로를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.
도7은 예로써, 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 중간 액적의 토출량 모드에서 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.
도8은 예로써, 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 큰 액적의 토출량 모드에서 전방 히터 및 후방 히터를 동시에 또는 시간적인 간격을 두고 구동 시킴으로써 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.
도9는 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 작은 액적의 토출량 모드에서 예비 토출을 위해 전방 히터가 구동되는 상태를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.
도10은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 헤드의 검정 잉크 유동 경로의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 요소 기부판
102 : 기부판
104 : 실링 플레이트
105 : 고정 부재
202 : 잉크 유동 경로
206 : 잉크 공급 튜브
207 : 토출 포트
502, 504 : 전열 변환 요소
1001 : 캐리지
1002 : 기록 헤드
1003 : 탱크 가이드
1004 : 리드 나사
1005 : 가이드 축
1006 : 기록 시트
1007 : 이송 롤러
1008 : 시트 방출 롤러
1009 : 시트 압력판
1010, 1011 : 잉크 탱크
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들의 상세한 설명이 행해진다. 각각의 첨부 도면들에서, 동일한 참조 부호는 동일한 부분 또는 대응 부분을 지시한다.
도1은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도1에서, 캐리지(1001)에는 이에 고정된 잉크 제트 기록 헤드(1002)를 갖춘 하단부 및 그 위에 설치된 잉크 탱크를 갖춘 잉크 탱크 보유부가 제공된다. 기록 헤드(1002)에 잉크를 공급하기 위한 컬러 잉크 탱크(1010) 및 검정 잉크 탱크(1011)는 잉크 탱크 보유부를 위해 형성된 탱크 가이드(1003)를 따라 착탈식(교환식으로) 장착된다.
캐리지(1001)는 캐리지 모터(도시 생략)와 상호 결합된 리드 나사(1004)의 회전에 의해, 리드 나사(1004) 및 이에 평행하게 설치되는 가이드 축(1005)을 따라 이중 화살표(A)에 의해 지시된 방향(주 스캐닝 방향)으로 왕복 이동할 수 있다. 잉크 제트 기록 헤드(1002)에는 기록 매체로서 작용하는 기록 시트에 대면하는 토출 포트면이 제공된다. 소정의 배열로 토출 포트면에 대해 형성된 복수의 토출 포트로부터 잉크는 기록을 위해 토출된다. 다시 말해, 화상 형성(기록)은 기록 헤드(1002)의 토출 포트면 상에 형성된 복수의 토출 포트로부터 선택적으로 토출된 잉크(잉크 액적)를 기록 시트(1006) 상에 부딪치게 함으로써 달성된다.
기록이 수행될 때, 잉크는 기록 시트(1006) 상에 기록을 위한 기록 데이터에 따른 캐리지(1001)[기록 헤드(1002)]의 이동(주 스캐닝)과 동기식으로 토출되고, 기록의 한 줄 부분이 완료되면, 기록은 보류된다. 이러한 기간 동안, 이송 롤러(1007)는 화살표(B)에 의해 지시된 방향으로 다음 줄의 부분으로 기록 시트(1006)를 반송(이송)하도록 구동된다. 그 후에, 캐리지(1001)는 다음 줄의 기록을 위해 기록 헤드(1002)를 이동시키도록 다시 구동된다. 이러한 한 줄 기록 및 한 줄 시트 반송의 반복으로, 기록은 기록 시트(1006) 상에 완전하게 수행된다. 기록의 완료 후의 기록 시트(1006)는 시트 방출 롤러(1008)에 의해 방출된다. 이 점에 있어서, 장치 본 체의 기록부를 통해 이송되는 기록 시트(1006)는 기록 헤드(1002)의 토출 포트면에 소정 범위의 간격 내에서 시트 압력판(1009)을 사용하여 유지된다.
도2는 도1의 캐리지(1001) 상에 장착된 잉크 탱크(1010, 1011) 및 잉크 제트 기록 헤드(1002)의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 여기서, 도2에서는 토출 포트면(1002a) 측(도1에 도시된 조립체에서 하부면 측 또는 바닥면 측) 상의 기록 헤드(1002)는 정면 상에 있고, 이에 대향되는 측(도1에 도시된 조립체에서 상부면 측 또는 정상 측)은 후방 상에 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 검정 잉크 탱크(1011) 뿐만 아니라 컬러 잉크 탱크(1010)는 캐리지(1001)에 고정된 기록 헤드(1002)[탱크 가이드(1003)]의 후방 측으로부터 설치된다. 컬러 잉크 탱크(1010)에는 하나의 하우징 내에 시안, 마젠타, 옐로우의 각각의 잉크 수용부가 각각 제공된다. 여기서, 잉크는 격벽을 사용하여 각각 분리(분할)된다. 또한, 검정 잉크 탱크(1011)는 잉크 공급 튜브(1002a)를 통해 기록 헤드(1002)와 연결되고 컬러 잉크 탱크(1010)는 각각의 컬러의 잉크에 개별적으로 대응하는 세 개의 잉크 공급 튜브(1002b, 1002c, 1002d)를 통해 기록 헤드(1002)와 연결된다.
도3은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 헤드(1002)의 일 실시예의 구조를 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다. 도3에서, 잉크 제트 기록 장치는 요소 기부판(101) 및 배선판(제어 수단, 103)이 설치된 기부판(102) 상에 홈을 가진 실링 플레이트(104)이 고정 부재(105)의 사용으로 적층되고 고정되는 방식으로 조립된다. 요소 기부판(101)에 대해, 복수의 전열 변환 요소로써 작용하는 열 발생 요소(토출 에너지 발생 수단=히터)가 제공된다. 앞에서 설명된 바와 같이 기록 수단으로 작용하는 잉크 제트 기록 헤드(1002)는 열 에너지를 발생시키기 위한 전열 변환 요소(히터)에 의해 제공된 열 에너지를 사용하여 잉크를 토출한다. 또한, 기록 헤드(1002)는 전열 변환 요소에 의해 주어진 열 에너지에 의해 잉크 내에 막 끓음(film boiling)을 발생시킨다. 그런 후, 발생된 버블의 성장 및 수축에 의해 가해진 압력의 사용으로, 잉크는 기록(인쇄)을 위해 토출된다.
기록 헤드(1002)의 토출 포트면(1002a)은 소정의 간격(예를 들면, 약 0.2 mm 내지 2.0 mm)으로 기록 시트와 같은 기록 매체(1006)를 대면하도록 배열된다. 기록 헤드(1002)는 토출 포트면(1002a) 상에 형성된 토출 포트 어레이가 주 스캐닝 방향(헤드 및 캐리지의 이동 방향)과 교차하는 방향으로 정렬된 위치 관계로 캐리지(1001) 상에 장착된다. 그런 후, 대응하는 전열 변환 요소가 잉크 유동 경로(액체 통로) 내에 잉크의 막 끓음을 발생시키도록 화상 신호 또는 토출 신호에 따라 구동된다(에너지가 공급된다). 이런 식으로, 기록 헤드(1002)는 잉크가 그 때 발생되는 압력에 의해 토출 포트로부터 토출되도록 구성된다.
도4는 도3에 홈이 형성된 실링 플레이트(104)의 구조를 도시한 확대 사시도이다. 도4에서, 부 탱크로서 제공되는 4개의 공용 액체 챔버(201)는 개별 잉크 컬러(블랙,시안, 마젠타, 및 옐로우)에 대응하는 홈이 형성된 실링 플레이트(104)에 형성된다. 공용의 액체 챔버(201)의 각각으로, 잉크 공급 튜브(206)가 연통된다. 홈이 형성된 실링 플레이트(104)의 전방부(도1에 도시된 조립 조건에서 하부면)에서, 오리피스 플레이트(204)는 전술한 토출 포트면(1002a)으로 고정된다. 오리피스 플레이트(204)의 토출 포트면(1002a) 상에서, 블랙 토출 포트 어레이, 시안 토출 포트 어레이, 마젠타 토출 포트 어레이, 및 옐로우 토출 포트 어레이는 도2,도3 및 도4에 도시된 바와 같이 일렬로 수직으로 배열된다. 그리고 나서, 각각의 공용액체 챔버(201) 및 오리피스 플레이트(204)의 각각의 토출 포트 어레이의 토출 포트는 잉크 유동 경로(202)에 의해 연통된다. 잉크 유동 경로(202)의 각각의 내부에, 잉크 유동 방향(수직 방향)으로 상이한 위치에서 각각 상이한 영역을 갖는 복수개의 전열 변환 요소(히터)가 배열된다.
도5a 및 도5b는 도4의 각각의 잉크 유동 경로(202) 내의 복수개의 전열 변환 요소(히터)의 배열 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 도5a는 컬러 잉크를 사용하기 위한 잉크 유동 경로의 경우를 도시하고 있으며, 도5b는 블랙 잉크를 사용하기 위한 잉크 유동 경로의 경우를 도시하고 있다. 도5a 및 도5b에서, 복수개의 발열 요소(전열 변환 요소, 토출 에너지 발생 수단, 히터)가 배열되어 있으며, 잉크 유동 경로(하나의 잉크 유동 경로(202)) 내부에서, 상이한 크기를 갖는 복수개(2개)의 히터는 토출 포트로부터 히터까지 상이한 거리를 형성하도록 일렬로 수직으로 배열된다. 도5a는 컬러 잉크를 사용하기 위한 잉크 유동 경로 내에 히터 배열 상태의 일예를 도시하고 있다. 도5b는 블랙 잉크를 사용하기 위한 잉크 유동 경로 내에 히터 배열 상태의 일예를 도시하고 있다.
도5a 및 도5b에 도시된 잉크 제트 기록 헤드에는 잉크 액적을 토출하기 위해 배열된 복수개의 토출 포트, 각각의 토출 포트와 연통하는 복수개의 잉크 유동 경로, 잉크 유동 경로의 각각에 잉크를 공급하기 위한 복수개의 공급 포트, 및 하나의 잉크 유동 경로에 배열된 적어도 두 개의 발열 요소를 포함한다. 본 실시예의 잉크 제트 기록 장치에 있어서, 4가지 컬러, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 잉크는 기록 잉크로 이용된다. 이러한 적용 분야에서, 옐로우 잉크, 마젠타 잉크 및시안 잉크는 총괄적으로 컬러 잉크로 불리운다. 또한, 본 실시예에 대해, 하나의 잉크 유동 경로 내에 두 개의 히터가 배열되며, 각각 개별적으로 분리되어 구동될 수 있으며, 3개의 토출량, 소량, 중간량, 대용량 모드 즉, 소량 액적, 중간량 액적, 대용량 액적의 3가지 토출량 모드는 (기본적으로, 구동되어질 히터를 스위칭작동시킴으로써) 구동되어질 히터의 조합에 의해 이용될 수 있도록 형성된다.
소량 액적 모드에서, 도5a에 전방 히터(토출 포트 상의 히터,501)만이 구동된다. 중간량 액적 모드에서, 도5a에서의 후방 히터(토출 포트로부터 떨어진 측면 상에서의 히터,503)만이 구동된다. 대용량 액적 모드에서, 전방 히터(토출 포트 측면 상의 히터) 및 후방 히터(토출 포트로부터 떨어진 측면 상에서의 히터,504)가 동시에 또는 시간 간극을 두고 구동된다. 이러한 관점에서, 본 실시예의 기록 헤드(1002)에 대해, 요소 기부판(101)의 전방 엣지로부터 전방 히터(501) 까지의 거리는 50㎛가 되도록 선택되며, 요소 기부판(101)의 전방 엣지로부터 후방 히터(502) 까지의 거리는 컬러 잉크 유동 경로에서 150㎛가 되도록 선택되며, 블랙 잉크 유동 경로에서, 요소 기부판(101)의 전방 엣지로부터 전방 히터(503) 까지의 거리는 50㎛가 되도록 선택되며, 요소 기부판(101)의 전방 엣지로부터 후방 히터(504) 까지의 거리는 각각 도5a 및 도5b에 도시되어진 바와 같이 174㎛가 되도록 선택된다.
본 실시예에 따라, 컬러 잉크용 토출 포트는 특히, 소량의 액적의 토출량 모드에서 기록하기 위한 소량의 액적을 토출하며, 예비 토출을 시행하기 위한 중간량 액적을 토출하며, 계속해서 소량의 액적이 소량 액적의 토출량 모드에서 토출된다.도6은 본 발명이 적용되는 일실시예에 따라 잉크 제트 기록 헤드의 컬러 잉크 유동 경로(하나의 잉크 유동 경로)를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도7은 예로서 도6에 컬러 잉크 유동 경로 내의 중간 액적의 토출량 모드 내에서 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도8은 전방 히터 및 후방 히터를 동시에 또는 시간 간극을 두고 구동시킴으로써 도6에 컬러 잉크 유동 경로 내의 대용량의 액적의 토출량 모드 내에서 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도9는 전방 히터가 도6의 컬러 잉크 유동 경로내의 소량의 액적의 토출량 모드에서 예비 토출하기 위해 구동되는 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도10은 본 발명이 적용되는 잉크 제트 기록 헤드의 블랙 잉크 유동 경로(하나의 잉크 유동 경로)의 일실시예를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.
다음으로, 도6 내지 도9를 참조하면, 본 발명이 적용되는 기록 헤드를 사용함으로서 예비 토출이 수행되는 경우를 종래의 실시예와 비교하여 설명할 것이다. 도6에서, 잉크 유동 경로(202)의 선단부에서 실링 부분과 입사 측면 상에서 토출 포트(208) 사이의 간극(h)이 크므로, 유량은 후방으로부터 잉크 유동에 대해 상기 부분에서 느려지며, 유량이 느릴수록, 정체가 더 많이 발생한다. 그 결과, 흡입 회수에 의해 완전하게 제거되지 않고 잉크 유동 경로(202)에서 유지되는 대형 발포체(기포) 및 기록을 위해 소량의 액적이 토출될 때 발생되는 소형 발포체(기포,506)를 제거하는 것이 필요하다. 여기서, 종래에 수행되어진 바와 같이 중간 액적의 토출량 모드에서 예비 토출이 수행될 때, 대형 기포(505)는 도7에도시되어진 바와 같이 토출 포트(207)로부터 소모될 수 있으나, 정체 부분 내에 축적된 소형 기포(506)는 원상태로 유지된다. 소형 액적이 이러한 상태에서 토출된다면, 이러한 기포로 인해 토출에 결함이 발생하며, 그로 인해 결함있는 기록을 초래한다. 여기서, 본 실시예에 따라, 토출 포트의 영역은 컬러 토출 포트에 대해 175㎛2이며, 블랙 토출 포트에 대해 310㎛2이다.
또한, 대형 액적의 종래의 토출량으로 전방 히터(501) 및 후방 히터(502)에 의해 예비 토출이 동시에 또는 시간 간격을 두고 수행될 때, 도8에 도시되어진 것과 같이 기포가 대량으로 발생하며, 액적이 대량화되는 정도까지, 잉크의 유량은 잉크 유동 경로(202)내에서 보다 느려지며, 정체 부분에서 기포의 소모를 불가능하게 한다. 또한, 소량의 액적의 토출량 모드에서 전방 히터(501)만을 구동함으로써 예비 토출이 수행될 때, 기록 헤드(1002)로부터 소모된 점성 잉크 및 기포의 양은 감소되며, 특히 잉크 유동 경로(202)의 후방 측면 내에 잔류하는 대형 발포체(기포, 505)는 소모가 어렵다. 따라서, 본 발명이 적용가능한 잉크 제트 기록 헤드(1002)에 의한 예비토출을 위해, 도7에 도시되어진 바와 같이 토출 포트(207)로부터 대형 기포(505)를 소모하고, 잉크 유동 경로(202)의 전방 부분 내에 소량 기포(506)를 수집하기 위해 전술한 바와 같이 먼저 중간 액적의 토출량 모드 내에서 예비토출이 수행된다.
그 후, 도9에 도시되어진 바와 같이, 전방 히터(501)는 예비 토출을 수행하기 위해 소량 액적의 토출량 모드에서 구동되며, 잉크 유동 경로(202)의 전방 부분상에 소량 기포(506)를 소모한다. 이는 전방 히터(501) 바로 위에 정체 부분이 존재하며, 이 부분에 소량의 기포가 잔류하기 때문이며, 전방 히터(501)가 기포 생성을 위해 구동될 때, 그 압력파는 소량의 기포(506)가 잔류하는 부분으로 직접 전파되며, 잉크 유동이 발생되며, 이러한 잉크 유동으로, 소량의 기포가 소모된다. 이러한 방식으로, 중간 액적의 토출량 모드 내에 다음의 예비 토출의 소량 액적의 토출량 모드 내의 예비 토출로, 잉크 유동 경로(202) 내의 발포체(기포)는 모두 소모되며, 그 후 소량 액적의 토출량 모드에서 기록이 수행될 때, 전술한 기포의 존재로 인해 토출에 결함이 발생하며 점성 물질은 고 품질의 기록을 수행하지 못한다. 또한, 잉크 소모량이 최소화될 수 있다.
다음으로, 기록(특히, 컬러 기록)시에, 매 라인(일 라인당 기록 이전에 즉시)에 기록하기 이전에 즉시 수행되는, 본 실시예의 전술한 예비 토출이 예비 토출 공정에 채택되는 경우를 설명하기로 한다. 본 실시예에 따라, 소량의 액적을 이용하는 컬러 기록이 수행될 때 잉크 제트 기록 헤드(1002)는 전방 히터(501)만을 구동시킨다. 따라서, 기포의 축적은 잉크 유동 경로(202)의 후방에서 점차적으로 증가되어, 이러한 기포의 축적에 의해 토출 결함에 이르게 된다. 또한, 모든 잉크 유동 경로는 모든 시간에 기록을 위해 반드시 이용되지는 않는다. 장시간동안 이용되지 않는 잉크 유동 경로에서, 점성 잉크 또는 고화 잉크가 발생되며, 기록 결함을 초래할 것이다.
따라서, 본 실시예에 따라, 기록이 수행되기 이전에 매 라인(라인당 기록 이전에 즉시) 예비 토출이 하기에 기술되어진 바와 같이 수행된다. 즉, 40발포의 예비 토출이 중간 액적의 토출량 모드에서 먼저 수행된다. 계속해서, 소량의 액적의 토출량 모드에서 30 발포의 예비 토출이 수행된다. 이러한 경우에, 이들 모두의 구동 주파수는 2KHz이다. 이와 같이 이러한 예비 토출 조건에서, 잉크 유동 경로의 비교적 대용량 기포는 소모되며, 토출 포트의 부근에서 점성 잉크는 중간 액적의 토출량 모드에서 제거되며, 잉크 유동 경로의 선단부에서 적체 부분 내에 잔류하는 발포체(기포)는 소모될 수 있다. 여기서, 중간 액적의 토출량 모드에 대한 발포수(토출수)는 실험에 의해 변경되며, 40발포 또는 그 이상으로서, 대형 기포의 소모 및 점성 잉크의 제거에서 우수한 결과가 나타난다. 또한, 소량 액적의 토출량 모드에서 발포수(토출수)는 실험치로 변경되며, 그 결과 30 발포 또는 그 이상으로서, 전방 히터(501) 바로 위에 잔류하는 소모 기포에 우수한 결과를 초래한다.
이러한 방식으로, 소량의 액적의 토출량 모드 보다 중간 액적의 토출량 모드의 발포 수로, 기록 결함이 고 품질의 기록을 수행하기 위한 점성 잉크 또는 발포체(기포)의 존재로 인해 발생되지 않도록 할 수 있다. 또한, 소량 액적의 토출량 모드 내의 발포 수(토출 수) 및 중간 액적의 토출량 모드의 발포 수(토출 수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 배열, 토출 포트 영역(개구의 면적) 등에 따라 증가되거나 감소될 수 있다.
전술된 실시예(제1 실시예)에 대하여, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치 및 이를 위해 구성된 잉크 제트 기록 방법은 기록 헤드의 각각의 토출 포트와 연통된 각각의 잉크 유동 경로에서, 각각 개별적으로 구동될 수 있고 각각 상이한 양의 열을 발생시킬 수 있는 2 개 이상의전열 변환 요소가 토출 포트까지 각각 상이한 거리로 배열되고, 기록에 직접 참여하지 않는 예비 토출이 수행될 때, 잉크 토출에 필요한 구동 신호가 토출 포트로부터 이격된 곳에 위치한 전열 변환 요소에 신호가 공급되고 이어서 토출 포트 근방에 위치된 전열 변환 요소로 공급되는 방식으로 구조화된다. 또한, 이러한 예비 토출은 1 개 라인의 기록당 기록 직전에 1 회 수행되고, 구조체는 토출 포트(207)로부터 이격된 측상의 전열 변환 요소(502, 504)의 토출 수가 토출 포트(207)에 인접한 측상의 전기 변환 요소(501, 503)의 토출 수보다 많도록 배열된다. 따라서, 배열된 구조체로써, 비록 그 잉크 유동 경로(202)의 높이는 크더라도 그 토출 포트(207)가 작은 영역을 가지는 기록 헤드(1002)로부터 작은 액체 액적이 방출될 때, 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 폼(기포)을 방출함으로써 기록 결함을 생성하지 않고 또한 잉크의 많은 양을 낭비하지 않고 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있다.
다음에, 본 발명의 예비 토출 작동이 기록을 위한 잉크 토출 등의 토출의 지정된 수마다 예비 토출 작동이 실행되도록 적용된 경우(제2 실시예)에 대하여 기술될 것이다. 이에 관하여, 기록을 위한 토출의 지정된 수마다 예비 토출이 실행될 때, 토출 수는 토출 수 카운터에 의해 카운트되고, 예비 토출 작동은 이로부터 얻어진 카운트된 값을 기초로 하여 제어된다. 제1 실시예에 기술된 바와 같이, 만약 기록 장치 상에 장착된 잉크 제트 기록 헤드(1002)가 내부에 잉크가 충진된 채 그대로 남아 있거나, 잉크 유동 경로(토출 포트)가 기록 작동 동안 사용되지 않을때, 토출 포트 근방의 잉크는 지나치게 점성을 가지게 되어 기록 결함을 유발하게 된다.
또한, 만약 잉크 유동 경로(토출 포트)가 잉크 토출 시기에 발생된 폼(기포)이 여전히 그 내부에 남아 있는 상태로 사용되지 않은 채 오랜 기간동안 그대로 남아 있다면, 폼(기포)은 기록 동안 기록 헤드 내의 온도 상승에 의해 성장할 수 있게 되고, 경우에 따라서 토출 결함이 발생할 수도 있다. 그러한 기록 결함의 발생을 제거하기 위하여, 잉크가 토출될 때 특히 생성될 수 있는 포밍(기포화) 조건을 예고하는 동안, 토출 수(토출 샷 수)를 카운트하고, 지정된 시기(간격, 토출의 지정된 수에 이어서)에 예비 토출을 실행하는 것 같은, 예비 토출을 처리하기 위한 방법이 채택된다.
여기서, 본 실시예(제2 실시예)에 따라, 이하에 주어진 조건에서 지정된 수의 토출에 이어서 예비 토출이 실행된다. 다시 말하면, 중간 액체 액적의 토출량 모드에서 먼저 40 샷의 예비 토출이 수행된다. 이어서, 그후, 소 액체 액적의 토출량 모드에서 30 샷의 예비 토출이 수행된다. 이러한 경우에, 구동 주파수는 양쪽의 경우에 있어서 2 ㎑이다. 이와 같은 그러한 예비 토출 조건에서, 잉크 유동 경로에서 비교적 큰 기포가 배출되고, 토출 포트의 근방에서 지나친 점성을 가지는 잉크가 중간 액체 액적의 토출량 모드에서 제거되고, 잉크 유동 경로의 선단부의 정체부에 머물러 있는 폼(기포)이 배출될 수 있다. 여기서, 중간 액체 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)는 실험적으로 변화되고, 40 샷 이상이라는 결과로써 큰 기포의 배출 및 지나친 점성을 가진 잉크를 제거하는데 탁월한 효과가 증명되었다. 또한, 소 액체 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)실험에 대해 변화하고, 30 샷 이상이라는 결과로써, 전방 가열기(501) 바로 상방에 머무르는 기포를 배출하는데 탁월한 효과가 증명되었다.
이러한 방식에서, 소 액체 액적의 토출량 모드 보다 중간 액체 액적의 토출량 모드의 샷 수가 많음으로써, 고품질 기록의 실행을 위하여 기록 결함이 지나친 점성의 잉크 또는 폼(기포)의 존재로 인해 생성되는 것으로부터 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 소 액체 액적의 토출량 모드에서의 샷 수(토출수)와 중간 액체 액적의 토출량 모드에서의 샷 수(토출수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 구성, 토출 포트 면적(개구의 면적) 등에 의존하여 증가되거나 감소될 수 있다.
전술된 실시예(제2 실시예)에 대하여, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치 및 이를 위해 구성된 잉크 제트 기록 방법은 기록 헤드의 각각의 토출 포트와 연통된 각각의 잉크 유동 경로에서, 각각 개별적으로 구동될 수 있고 각각 상이한 양의 열을 발생시킬 수 있는 2 개 이상의 전열 변환 요소가 토출 포트까지 각각 상이한 거리로 배열되고, 기록에 직접 참여하지 않는 예비 토출이 수행될 때, 잉크 토출에 필요한 구동 신호가 토출 포트로부터 이격된 곳에 위치한 전열 변환 요소에 신호가 공급되고 이어서 토출 포트 근방에 위치된 전열 변환 요소로 공급되는 방식으로 구조화된다. 또한, 이러한 예비 토출은 토출의 지정된 수마다 1회 수행되고, 구조체는 토출 포트(207)로부터 이격된 측상의 전열 변환 요소(502, 504)의 토출수가 토출 포트(207)에 인접한 측상의 전기 변환 요소(501, 503)의 토출수보다 많도록 배열된다. 따라서, 배열된 구조체로써, 비록 그 잉크 유동 경로(202)의 높이는 크더라도 그 토출 포트(207)가 작은 영역을 가지는 기록 헤드(1002)로부터 작은 액체 액적이 방출될 때, 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 폼(기포)을 방출함으로써 기록 결함을 생성하지 않고 또한 잉크의 많은 양을 낭비하지 않고 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있다.
다음에, 본 발명의 예비 토출 작동이 잉크 토출 성능을 유지하고 회복하기 위해 실행되는 흡입 회복 작동 직후에 유도된 예비 토출에 적용된 경우(제3 실시예)에 대하여 기술될 것이다. 이에 관하여, 흡입 회복 작동 후에, 각 컬러의 토출 포트로부터 흡입된 잉크는 캡부 내에서 서로 혼합될 수 있다. 그후, 잉크 유동 경로 또는 공동 액체 챔버 내의 잉크와 혼합되며 이러한 혼합에 의해 생성된 혼합 잉크(혼합된 컬러의 잉크)의 부분이 토출 포트 내로 역류될 수 있어 기록이 개시된 후의 초기 단계에서 기록 품질의 열화를 유발된다. 통상적으로, 상기 종류의 잉크의 컬러 혼합을 제거하기 위하여, 흡입 회복 작동 직후에 예비 토출을 실시함으로써 잉크 유동 경로 등의 내에 존재하는 혼합된 컬러의 잉크를 배출하도록 배열된다. 따라서 예비 토출의 목적은 상기된 혼합 컬러의 잉크를 제거하는 것뿐만 아니라, 상기된 흡입 회복 작동으로는 완전하게 제거될 수 없는, 잉크 유동 경로 내의 폼(기포)을 배출하기 위한 처리 작동을 수행하는 것이다.
여기서, 본 실시예(제3 실시예)에 따라서, 흡입 회복 작동 직후에 수행되는 예비 토출은 이하에 주어진 조건하에서 실행된다. 다시 말하면, 먼저 중간 액체액적의 토출량에서 200 샷의 예비 토출이 수행된다. 이어서, 그후, 소 액체 액적의 토출량에서 400 샷의 토출이 수행된다. 이러한 경우에, 구동 주파수는 양쪽의 경우에 있어서 2 ㎑이다. 이와 같은 예비 토출 조건에서, 잉크 유동 경로 등의 내에 존재하는 혼합 컬러의 잉크는, 잉크 유동 경로 내의 상대적으로 큰 기포와 마찬가지로 중간 액체 액적의 토출 모드에서 배출되고, 또한, 잉크 유동 경로의 선단부의 정체부에 머물러 있는 폼(기포)이 배출될 수 있다. 여기서, 중간 액체 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)는 실험적으로 변화되고, 200 샷 이상이라는 결과로써 큰 기포의 배출 및 지나친 점성을 가진 잉크를 제거하는데 탁월한 효과가 증명되었다. 또한, 소 액체 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)실험에 대해 변화하고, 400 샷 이상이라는 결과로써, 전방 가열기(501) 바로 상방에 머무르는 기포를 배출하는데 탁월한 효과가 증명되었다.
각각의 이전의 실시예(제1 및 제2 실시예)와는 다르게, 흡입 회복 작동에 의해 제거될 수 없는 잉크 유동 경로 내의 소형 폼(기포)의 양이 기록 과정에서 발생되는 소형 기포의 양보다 많으며, 그러한 소형 기포가 잉크 유동 경로의 선단부의 정체부에 응집되는 것이 야기될 때, 중간 액체 액적의 토출량 모드에서 흡입 회복 작동 직후에 수행되는 예비 토출을 위해 필요한 샷 수 보다 소 액체 액적의 토출량 모드에서 그러한 소형의 기포를 배출하기 위한 샷 수를 많게 할 필요가 있다는 이유로 인해, 본 실시예(제3 실시예)는 소 액체 액적의 토출량 모드에서의 발사수(토출수)가 중간 액체 액적의 토출량 모드에서의 것보다 크게 설정되도록 배열된다. 이러한 방식에서, 중간 액체 액적의 토출량 모드의 샷 수 보다 많은 소액체 액적의토출량 모드의 샷 수로써, 혼합 컬러의 잉크 및 폼(기포)의 존재로 인해 기록 결함이 생성되는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 따라서, 고품질의 기록을 유지하는 것을 가능하게 한다. 또한, 본 실시예에 대해서, 소액체 액적의 토출량 모드에서의 샷 수(토출수)와 중간 액체 액적의 토출량 모드에서의 샷 수(토출수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 구성 및 토출 포트 면적(개구 면적)등에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다.
전술된 실시예(제3 실시예)에 대하여, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치 및 이를 위해 구성된 잉크 제트 기록 방법은 기록 헤드의 각각의 토출 포트와 연통된 각각의 잉크 유동 경로에서, 각각 개별적으로 구동될 수 있고 각각 상이한 양의 열을 발생시킬 수 있는 2 개 이상의 전열 변환 요소가 토출 포트까지 각각 상이한 거리로 배열되고, 기록에 직접 참여하지 않는 예비 토출이 수행될 때, 잉크 토출에 필요한 구동 신호가 토출 포트로부터 이격된 곳에 위치한 전열 변환 요소에 신호가 공급되고 이어서 토출 포트 근방에 위치된 전열 변환 요소로 공급되는 방식으로 구조화된다. 또한, 이러한 예비 토출은 흡입 회복 작동 직후에 1회 수행되고, 구조체는 토출 포트(207)로부터 인접한 측상의 전기적 변환 요소(501, 503)의 토출수가 토출 포트(207)에 이격된 측상의 전열 변환 요소(502, 504)의 토출수보다 많도록 배열된다. 따라서, 배열된 구조체로써, 비록 그 잉크 유동 경로(202)의 높이는 크더라도 그 토출 포트(207)가 작은 영역을 가지는 기록 헤드(1002)로부터 작은 액체 액적이 방출될 때, 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 폼(기포)을 방출함으로써 기록 결함을 생성하지 않고 또한 잉크의 많은 양을 낭비하지 않고 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있다.
이러한 관점에서, 잉크 제트 기록 헤드가 주 스캐닝 방향으로 이동하는 기록 수단으로서 역할을 할 수 있게 함으로써 기록하는 직렬형 잉크 제트 기록 장치를 예를 들어 앞에서의 실시예를 설명하였다. 또한, 본 발명은 기록이 기록 매체의 전체 폭을 부분적으로 또는 전체적으로 덮는 선형 잉크 제트 기록 장치를 사용함으로써 오로지 서브 스캐닝에 의해서만 수행되는 선형 잉크 제트 기록 장치에 동일하게 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 동일한 효과를 얻을 수 있는 그에 결합된 장치를 갖춘 잉크 제트 기록 장치 등뿐만 아니라, 단색 기록을 행하는 잉크 제트 기록 장치, 단일 기록 헤드 또는 복수 기록 헤드를 사용하는 복수의 다양한 컬러로 기록하는 컬러 잉크 제트 기록 장치 및 하나의 동일한 컬러이지만 복수의 다양한 밀도로 기록하는 점진적인 기록에 사용하기 위한 잉크 제트 기록 장치에도 동일하게 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 기록 헤드 및 그를 위해 일체로 형성된 잉크 탱크를 갖춘 교환 가능한 카트리지에 사용하기 위한 구조, 잉크 공급에 사용하기 위한 잉크 튜브 등에 의해 연결되는 분리된 부재로서의 잉크 탱크 및 기록 헤드를 형성하는 구조, 또는 동일한 효과를 얻을 수 있는 잉크 탱크 및 기록 헤드의 어떤 다른 구조적 배열에 동일하게 적용할 수 있다.
본 발명은 중간 액체 액적의 토출량 모드의 샷 수 보다 많은 소액체 액적의 토출량 모드의 샷 수로써, 혼합 컬러의 잉크 및 폼(기포)의 존재로 인해 기록 결함이 생성되는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 따라서, 고품질의 기록을 유지하는 것을 가능하게 하는 효과가 있다. 또한, 소액체 액적의 토출량 모드에서의 샷 수(토출수)와 중간 액체 액적의 토출량 모드에서의 샷 수(토출수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 구성 및 토출 포트 면적(개구 면적)등에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 본 발명은 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 폼(기포)을 방출함으로써 기록 결함을 생성하지 않고 또한 잉크의 많은 양을 낭비하지 않고 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 장치이며,
    각기 다른 열 발생량을 갖고 각기 개별적으로 구동되는 두 개 이상의 전열 변환 요소가, 상기 토출 포트까지의 다양한 거리에서 잉크 유동 경로를 따라, 상기 기록 헤드의 토출 포트와 연통된 잉크 유동 경로에 배열되어 있고, 예비 토출이 기록 없이 수행되면, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호가 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소로 공급되는 것에 이어서 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소에 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예비 토출은 라인마다의 기록 바로 이전에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 예비 토출은 지정된 수의 토출마다 수행되는 수행된 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 예비 토출은 흡입 회복 작동 바로 다음에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  5. 제1항에 있어서, 기록이 수행되면, 잉크 토출을 위한 구동 신호가 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소로만 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기록 헤드에는 잉크를 토출하기 위해 사용되어지는 열 에너지를 발생시키기 위한 전열 변환 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기록 헤드는 상기 전열 변환 요소에 의해 발생된 열 에너지에 의해 잉크 내에 발생된 막 끓음을 사용하는 잉크를 토출하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
  8. 토출 포트로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 헤드이며,
    각기 다른 열 발생량을 갖고 각기 개별적으로 구동되는 두 개 이상의 전열 변환 요소가, 상기 토출 포트까지의 다양한 거리에서 잉크 유동 경로를 따라, 상기 기록 헤드의 토출 포트와 연통된 잉크 유동 경로에 배열되어 있고, 예비 토출이 기록 없이 수행되면, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호가 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소로 공급되는 것에 이어서 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소에 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
  9. 제8항에 있어서, 상기 예비 토출은 라인마다의 기록 바로 이전에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
  10. 제8항에 있어서, 상기 예비 토출은 지정된 수의 토출마다 수행되는 수행된 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
  11. 제8항에 있어서, 상기 예비 토출은 흡입 회복 작동 바로 다음에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크제트 기록 헤드.
  12. 제8항에 있어서, 기록이 수행되면, 잉크 토출을 위한 구동 신호가 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소로만 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
  13. 제8항에 있어서, 상기 기록 헤드에는 잉크를 토출하기 위해 사용되어지는 열 에너지를 발생시키기 위한 전열 변환 요소가 제공되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기록 헤드는 상기 전열 변환 요소에 의해 발생된 열 에너지에 의해 잉크 내에 발생된 막 끓음을 사용하는 잉크를 토출하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
  15. 기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 방법이며,
    각기 다른 열 발생량을 갖고, 상기 토출 포트까지의 각기 다양한 거리에서 잉크 유동 경로를 따라, 상기 기록 헤드의 토출 포트와 연통된 잉크 유동 경로 내에서 각기 개별적으로 구동되는 두 개 이상의 전열 변환 요소를 배열하는 단계와,
    예비 토출이 기록 없이 수행되면, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환요소로 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 예비 토출은 라인마다의 기록 바로 이전에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 예비 토출은 지정된 수의 토출마다 수행되는 수행된 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 예비 토출은 흡입 회복 작동 바로 다음에 수행되는 예비 토출이고, 토출 포트로부터 먼 측면 상의 전열 변환 요소의 토출 수는 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소의 그것보다 많은 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 방법.
  19. 제15항에 있어서, 기록이 수행되면, 잉크 토출을 위한 구동 신호가 토출 포트에 가까운 측면 상의 전열 변환 요소로만 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 방법.
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