KR20060080906A - 잉크젯 기록 헤드 - Google Patents

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요시노리 나까지마
지로 모리야마
미네오 가네꼬
마사후미 와따야
요시유끼 이마나까
다꾸야 하쯔이
무가 모찌즈끼
소오따 다께우찌
다까아끼 야마구찌
고오스께 구보
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Abstract

토출 오리피스의 어레이를 구비한 잉크젯 기록 헤드를 구동하기 위해, 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출시키는 제1 및 제2 토출 오리피스는 소정 방향으로 동일 어레이 상에 배열되고, 제1 또는 제2 토출 오리피스에 대한 기록 데이터는 직렬로 입력되고, 입력된 기록 데이터는 순차적으로 저장되며, 저장된 기록 데이터는 래치되고, 제1 또는 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 구동될 것인지를 지시하는 선택 신호가 입력되고, 구동 기간을 지시하는 구동 신호가 입력되고, 개별 토출 오리피스는 래치된 기록 데이터, 선택 신호 및 구동 신호에 따라 구동된다. 따라서, 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출시키는 복수 형태의 토출 오리피스를 구비한 기록 헤드의 가격을 감소시는 것이 가능하고, 기록 헤드의 구동을 용이하게 제어하는 것이 가능하다.
토출 오리피스, 기록 데이터, 선택 신호, 구동 신호, 기록 헤드

Description

잉크젯 기록 헤드 {INKJET PRINTHEAD}
도1a는 본 발명에 따른 기록 헤드를 구현한 잉크젯 프린터의 사시도.
도1b는 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드의 구성을 도시한 개략도.
도2는 제1 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스 어레이의 도면.
도3은 제1 실시예에 따른 기록 헤드의 구동 회로의 구성을 도시한 블록선도.
도4는 도3에 도시된 디코더의 입력/출력 특성을 도시한 차트.
도5는 도3에 도시된 선별기의 입력/출력 특성을 도시한 차트.
도6은 제1 실시예에 따른 기록 헤드의 각 세그(seg)의 구동 상태를 도시한 차트.
도7은 도3에 도시된 회로에서 각 신호의 상태를 도시한 타이밍 차트.
도8은 제2 실시예에 따른 프린터 헤드의 구동 회로의 구성을 도시한 블록선도.
도9는 도8에서 도시된 회로에서 각 신호의 상태를 도시한 타이밍 차트.
도10은 제3 실시예에 따른 기록 헤드의 구동 회로의 구성을 도시한 블록선도.
도11은 도10에서 도시된 회로에서 각 신호의 상태를 도시한 타이밍 차트.
도12는 제4 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스 어레이의 도면.
도13은 제4 실시예에 따른 선별기의 입력/출력 특성을 도시한 차트.
도14는 제4 실시예에 따른 기록 헤드의 각 세그의 구동 상태를 도시한 차트.
도15는 제5 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스 어레이의 도면.
도16은 제5 실시예에 따른 블랙 기록 헤드의 토출 오리피스 어레이의 도면.
도17은 제5 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스의 각 어레이에 전송된 신호의 종류를 도시한 차트.
도18은 제6 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스의 각 어레이에 전송된 신호의 종류를 도시한 차트.
도19는 도1a에서 도시된 기록을 제어하기 위한 구성을 도시한 블록선도.
도20은 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드에 대한 기판의 실시예의 구성을 도시한 평면도.
도21은 도20에 도시된 실시예에 따른 기판 상의 배선을 상세히 도시한 평면도.
도22는 구동 회로 및 히터와 함께 도시된 도20에 도시된 논리 회로(301)의 회로선도.
도23은 구동 회로 및 히터와 함께 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로선도.
도24는 도20 또는 도23에 도시된 잉크젯 기록 헤드 기판으로 제조된 잉크젯 기록 헤드의 개략도.
도25는 도20 또는 도23에 도시된 잉크젯 기록 헤드 기판으로 작동하고, 장치 기부(52)를 통합한 잉크젯 기록 헤드의 구성을 도시한 사시도.
도26은 사이드-슈터 잉크젯 기록 헤드의 상부도.
도27은 종래 실시예의 회로선도.
도28은 종래 구성을 갖는 기록 헤드의 부품을 도시한 개략 단면도.
도29는 종래 구성을 갖는 기록 헤드의 부품을 도시한 개략 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12: 잉크젯 기록 헤드
13: 카드리지 가이드
31: 블록 데이터
36: 선별기
110: 래치 트리거
121: 실리콘 기판
122: 토출 오리피스
801: 논리 회로
805: 잉크 공급 오리피스
1705: 헤드 구동기
본 발명은 잉크젯 기록 헤드 및 잉크젯 기록 헤드의 구동 방법에 관한 것으 로, 특히 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스를 갖는 잉크젯 기록 헤드 및 기록 헤드의 구동 방법에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 저항체를 가열함에 의해 생성된 열 에너지에 의해 유발된 잉크 내의 버블의 성장 및 수축에 의해 잉크를 토출함에 의해서 기록을 수행하는 잉크젯 기록 헤드 및 기록 헤드용 기판에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 프린터, 복사기 등에서 사용되는 기록 장치로서 가장 잘 알려져 있다. 특히, 잉크 토출 에너지로서 열 에너지를 이용하는 방법을 채용하고 열 에너지에 의해 생성된 버블에 의해 잉크를 토출하는 잉크젯 프린터가 최근에 일반적으로 사용되게 되었다.
전술된 잉크젯 프린터에서 사용되는 잉크젯 기록 헤드는 열 에너지를 생성하기 위해 전열 변환기(이하, 히터)를 사용한다. 많은 경우에, 하나의 토출 오리피스(노즐)에 대해 하나의 히터가 제공된다.
한편, 일본 특허 출원 공개 제08-183179호에 개시된 바와 같이, 각각의 토출 오리피스로부터 토출된 잉크량을 변경시키기 위해 하나의 토출 오리피스에 대해 복수의 히터를 포함하는 잉크젯 기록 헤드를 사용함으로써 다양한 기록 모드에서 기록을 행할 수 있는 기술이 있다.
예를 들면, 하나의 잉크젯 기록 헤드는 다음 기능들에 의해 고품질 기록 및 고속 기록을 동시에 실현할 수 있다. 즉, 고속 모드에서, 하나의 잉크 액적에 의해 기록될 수 있는 도트의 크기를 확대시키도록 개별 토출 오리피스로부터 토출되는 잉크 액적의 양을 증가시킴에 의해서 낮은 기록 해상도를 갖는 고속 기록이 실 현될 수 있다. 한편, 고품질 모드에서, 하나의 잉크 액적에 의해 기록될 수 있는 도트의 크기를 감소시키도록 개별 토출 오리피스로부터 토출된 잉크 액적의 양을 감소시킴에 의해서 높은 기록 해상도에서 기록이 실현될 수 있다.
기록 헤드의 이러한 양립성은 사용자가 가장 적절한 기록 모드를 선택함에 의해서 원하는 출력 화상을 얻을 수 있다는 큰 장점을 제공한다.
일본 특허 출원 공개 제09-286108호는 이러한 요구를 만족시키기 위한 잉크젯 기록 헤드를 개시한다. 이는 기록 도트의 크기를 변경시키기 위해 하나의 노즐 내에 복수의 히터를 제공함으로써 높은 색조(tonality)를 달성하는 기술을 개시한다.
도27은 전술된 일본 특허 출원 내에 개시된 기록 헤드 기판 상에 형성된 전기 회로의 등가 회로를 도시한다. 회로는 하나의 노즐을 형성하는 잉크 유동 채널 내의 다단치(multi-valued) 히터와, 다단치 히터로서 작동하는 소자들[201(1), 201(2), ..., 201(n)]을 독립적으로 구동하기 위한 구동 트랜지스터로서 작동을 하는 NMOS 트랜지스터(301)와, 구동 신호를 처리하기 위한 CMOS 트랜지스터로 구성된 시프트 레지스터(302)와, 데이터를 유지하기 위한 래치 회로(303)와, 개별 트랜지스터(301)에 접속된 AND 회로(307)를 포함한다.
AND 회로(307)는 노즐을 형성하는 잉크 유동 채널을 블록들로 분할하는 블록 선택 신호(Block ENB)(304), 선택 신호(Select)(305), 데이터 및 구동 펄스 신호(Heat ENB)(306) 상에서 논리 연산을 수행하고 연산의 결과에 기초하여 대응 트랜지스터(301)를 구동한다. 그룹(S)은 잉크 유동 채널의 수(m)에 대응되도록 S(1) 내지 S(m)로 형성된다.
전극 배선(203)은 하나의 노즐에 제공된 n개의 다단치 히터로서 작용하는 소자[201(1), 201(2), ..., 201(n)]의 일단부에 개별적으로 전력을 공급한다. 각각의 다단치 히터의 타단부는 공통 전원(309)에 접속된다. 더욱이, 온도 조정 서브 히터(311), 온도 센서(312) 및 히터 저항치 감시 히터(313)가 제공된다.
도27에서, VDD는 로직 전원을 나타내고, H-GND는 히터 구동 전원(309)에 대한 GND를 나타내고, L-GND는 로직 전원(VDD)에 대한 GND를 나타낸다. 히터 구동 전원(309)은 그룹[S(1) 내지 S(m)]의 모든 소자들[201(1) 내지 201(n)]의 단부에 접속된다. 시프트 레지스터(302)는 각각의 그룹[S(1), S(2), ..., S(m)]에 대응하는 직렬(시리얼) 화상 데이터 입력 신호(Idata)와 시프트 레지스터를 구동하기 위한 클럭 입력 신호(Clock)를 입력하고, 래치 회로(303)로 화상 데이터를 병렬(패러럴) 신호로 출력한다. 리셋 신호(Reset) 및 래치 신호(LTCLK)가 래치 회로(303)로 입력된다. 래치 회로(303)는 시프트 레지스터(302)로부터 입력된 화상 데이터를 임시로 저장하고, 개별 그룹[S(1), S(2), ..., S(m)]의 AND 회로(307)로 이를 출력한다. 그룹[S(1) 내지 S(m)]의 개별 히터[201(1), 201(2), ..., 201(n)]에 구동 펄스 신호(Heat ENB)(306)가 입력된다.
도27의 선택 신호(305)는 그룹[S(1) 내지 S(m)]에 공통으로 제공된 입력 단자[1 내지 n(Select1 - n)]에 입력된다. 선택 신호(305)에 의해서 개별 그룹[S(1) 내지 S(m)]에서 가열될 히터가 선택될 수 있다.
도27에서, 참조부호 314는 디코더를 나타낸다. 블록 선택 신호(304)가 디코 더(314)의 입력 단자(1, 2, 3)에 입력된다. 디코더(314)의 다섯 개의 출력 단자는 개별 그룹[S(1) 내지 S(m)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 예를 들어, 그룹(S)의 수가 160[S(1) 내지 S(160)], 즉 노즐의 수가 160개라고 하면, 다섯 개의 출력 단자중의 제1 출력 단자는 노즐 번호 1 내지 20에 대응하는 그룹[S(1) 내지 S(20)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제2 출력 단자는 노즐 번호 21 내지 40에 대응하는 그룹[S(21) 내지 S(40)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제3 출력 단자는 노즐 번호 41 내지 60에 대응하는 그룹[S(41) 내지 S(60)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제4 출력 단자는 노즐 번호 61 내지 80에 대응하는 그룹[S(61) 내지 S(80)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제5 출력 단자는 노즐 번호 81 내지 100에 대응하는 그룹[S(81) 내지 S(100)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제6 출력 단자는 노즐 번호 101 내지 120에 대응하는 그룹[S(101) 내지 S(120)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제7 출력 단자는 노즐 번호 121 내지 140에 대응하는 그룹[S(121) 내지 S(140)]의 AND 회로(307)에 접속된다. 제8 출력 단자는 노즐 번호 141 내지 160에 대응하는 그룹[S(141) 내지 S(160)]의 AND 회로(307)에 접속된다.
디코더(314)가 전술한 방식으로 접속된 경우, 각각이 디코더(314)의 동일 출력 단자에 접속된 8블록의 노즐이 블록 선택 신호(304)에 따라서 잉크를 토출하기 위해서 가열될 노즐로 선택되고, 8블록의 노즐의 잉크 토출 시기는 제어될 수 있다.
다음, 잉크젯 기록 헤드의 상세한 구성이 설명될 것이다.
도28은 종래 구성을 갖는 기록 헤드의 일부를 도시하는 개략 단면도이다.
도면 부호 901은 단결정 실리콘으로 형성된 p형 반도체 기판을 나타낸다. 도면 부호 912는 p형 웰(well) 영역을, 908은 n형 드레인 영역을, 916은 n형 전기장 완화 드레인 영역을, 907은 n형 소스 영역을, 914는 게이트 전극을 나타낸다. 전술한 구성 요소는 MIS형 필드 효과 트랜지스터를 사용하는 스위치 장치로서 작동하는 MIS(금속 절연체 반도체)형 필드 효과 트랜지스터(930)를 형성한다. 도면 부호 917은 열 저장층 및 절연층으로 작용하는 산화 실리콘층을, 918은 열 저항층으로 작용하는 질화 탄탈층을, 919는 배선으로 작용하는 알루미늄 합금층을, 920은 보호층으로 작용하는 질화 실리콘층을 나타낸다. 전술한 층들은 기록 헤드 기부(940)를 구성한다. 도면 부호 950은 가열부를 나타낸다. 잉크는 잉크 토출부(960)로부터 토출된다. 상부판(970) 및 기록 헤드 기부(940)는 액체 경로(980)를 형성한다.
전술한 구성을 갖는 기록 헤드 및 스위치 장치에 다양한 개선이 행해지고 있다. 최근, 제품의 고속 구동, 에너지 절약, 고집접화, 낮은 비용 및 높은 성능에 대한 요구가 증가하고 있다. 따라서, 스위치 장치로서 작용을 하는 도28에 도시된 복수의 MIS형 필드 효과 트랜지스터(930)가 반도체 기판(901)에 제공되고, 하나의 또는 복수의 MIS형 필드 효과 트랜지스터(930)가 접속된 전열 변환기를 구동하도록 동시에 작동된다.
그러나, 만일 종래의 MIS형 필드 효과 트랜지스터(930)가 전열 변환기를 구동하기 위해 필요한 큰 전류 하에서 사용된다면, 드레인과 웰 사이의 p-n 역바이어스 접합부가 강한 전기장을 견디지 못해 누설 전류를 발생시킨다. 따라서, 스위치 장치로서 요구되는 압력을 견딜 수 없다. 더욱이, 만일 스위치 장치로서 작용을 하는 MIS형 필드 효과 트랜지스터가 켜졌을 때 큰 저항을 갖는다면, 불필요한 전류가 소모된다. 따라서, 전열 변환기를 구동하기 위해 필요한 전류를 얻을 수 없다.
내압력(withstanding pressure)의 문제를 해결하기 위해, 도29에 도시된 MIS형 필드 효과 트랜지스터(1020)가 고려될 수 있다.
도29에서, 반도체 기판(1001), n형 소스 영역(1007), n형 드레인 영역(1008), 게이트 전극(1004), 열 저장층 및 절연층으로 작용을 하는 산화 실리콘층(1017), 열 저항층으로 작용을 하는 질화 탄탈층(141), 배선으로 작용을 하는 알루미늄 합금층(154), 보호층으로 작용을 하는 질화 실리콘층(1020), 기록 헤드 기부(152), 가열부(1050), 잉크 토출부(153), 상부판(156) 및 액체 경로(155)는 도28에 도시된 전술한 반도체 기판(901), n형 소스 영역(907), n형 드레인 영역(908), 게이트 전극(914), 열 저장층 및 절연층으로 작용을 하는 산화 실리콘층(917), 열 저항층으로 작용을 하는 질화 탄탈층(918), 배선으로 작용을 하는 알루미늄 합금층(919), 보호층으로 작용을 하는 질화 실리콘층(920), 기록 헤드 기부(940), 가열부(950), 잉크 토출부(960), 상부판(970) 및 액체 경로(980)와 각각 유사하다.
도29에 도시된 MIS형 필드 효과 트랜지스터의 구성은 통상의 트랜지스터의 것과는 상이하다. p형 반도체 기판(1001)에서, n형 소스 영역(1007)은 p형 기부 영역(1005)에 포위되어 n형 웰 영역(1002)의 일부가 드레인으로서 이용된다. 이는 DMOS(Double diffused MOS transistor)로 불린다. 전술한 바와 같이 드레인의 내부에 n형 웰 영역(1002)을 사용하여 채널을 형성함으로써, 내압력을 결정하는 드레 인을 깊게 하고 저밀도에서 드레인을 형성하는 것이 가능하여, 내압력의 문제점을 해결하는 것을 가능하게 한다.
비록 전술한 일본 특허 출원 공개 제09-2868106호에 개시된 것과 같은 구성이 높은 색조를 달성할 수 있을 지라도, 이는 복수의 구동 회로를 필요로 하고 복수의 히터를 선택하기 위한 선택 신호 입력 단자를 제공하는 것이 필요하다. 따라서, 이는 기판의 확대된 크기라는 해결되어야 할 문제점을 부상시킨다.
그러나, 하나의 토출 오리피스에 하나의 히터가 제공되는 잉크젯 기록 헤드를 채용하는 경우에, 하나의 오리피스로부터 토출되는 잉크 토출량을 다단계로 변경하는 것은 어렵다.
더욱이, 만일 하나의 토출 오리피스에 대해 복수의 히터가 제공되는 구성이 잉크 토출량을 다단계로 변경하기 위해 채용된다면, 히터 및 이의 구동 회로들의 수가 토출 오리피스의 수의 몇배만큼 많아지기 때문에 잉크젯 기록 헤드의 기판 상에 형성된 회로는 복잡해지게 되고, 복수의 히터를 위한 구동 회로는 각각의 토출 오리피스에 대하여 배치상 집중되어야 한다. 그 결과, 기록 헤드의 비용은 증가된다.
전술한 바와 같이, 간단한 구조로 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출할 수 있게 하는 기록 헤드를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안되었고, 간단한 구조로 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 복수 형태의 토출 오리피스를 갖는 저비용 및 제어가 용이한 잉크젯 기록 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 태양에 따른 잉크젯 기록 헤드는 다음의 구성을 갖는다. 보다 구체적으로, 잉크젯 프린트 헤드는 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스가 소정의 방향으로 동일 어레이 상에 배열되는 토출 오리피스의 어레이를 갖고, 상기 기록 헤드는 직렬로 입력되는 기록 데이터를 순차적으로 저장하기 위한 저장 수단과, 저장 수단 속에 저장된 기록 데이터를 유지하기 위한 유지 수단과, 제1 또는 제2 토출 오리피스중 어느 것이 구동될 것인지를 지시하는 선택 신호, 유지 수단에 의해 유지되는 기록 데이터 및 구동 시간을 지시하는 구동 신호에 따라서 개별 토출 오리피스들을 구동하기 위한 구동 제어 회로를 포함하고, 상기 기록 데이터는 제1 또는 제2 토출 오리피스 중 어느 하나에 입력된다.
더욱이, 전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제1 태양에 따른 잉크젯 기록 헤드의 구동 방법은 다음의 단계들을 가진다. 보다 구체적으로, 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스들이 소정의 방향으로 동일 어레이 상에 배열된 토출 오리피스들의 어레이를 갖는 잉크젯 기록 헤드의 구동 방법은 제1 또는 제2 토출 오리피스에 대한 기록 데이터를 직렬로 입력하는 데이터 입력 단계와, 입력된 기록 데이터를 순차적으로 저장하는 저장 단계와, 저장된 기록 데이터를 유지하는 유지 단계와, 제1 또는 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 구동될 지를 지시하는 선택 신호를 입력하는 선택 단계와, 구동 기간을 지시하는 구동 신호를 입력하는 구동 지정 단계와, 기록 데이터, 선택 신호 및 구동 신호에 따 라 개별 토출 오리피스를 구동하는 구동 제어 단계를 포함한다.
게다가, 상술된 목적은 본 발명의 제2 태양에 따라 잉크젯 기록 헤드에 의해 또한 달성된다. 특히, 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스를 구비한 잉크젯 기록 헤드이며, 직렬로 입력되는 기록 데이터를 순차적으로 저장하기 위한 저장 수단과, 저장 수단에 저장된 기록 데이터를 유지하기 위한 유지 수단과, 제1 또는 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 구동될 것인지를 지시하는 선택 신호, 유지 수단에 의해 유지되는 기록 데이터 및 구동 기간을 지시하는 구동 신호에 따라 개별 토출 오리피스를 구동하기 위한 구동 제어 회로와, 기록 데이터 및 선택 신호가 직렬로 입력되는 신호선을 포함한다.
게다가, 상기 목적은 본 발명의 제2 태양에 따른 잉크젯 기록 헤드의 구동 방법에 의해 또한 달성된다. 특히, 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스를 갖는 잉크젯 기록 헤드의 구동 방법은 직렬로 입력된 기록 데이터를 순차적으로 저장하는 저장 단계, 저장된 기록 데이터를 유지하는 유지 단계, 제1 및 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 구동될 것인지를 지시하는 선택 신호를 입력하는 입력 단계, 유지된 기록 데이터 및 구동 기간을 지시하는 구동 신호에 따른 개별 토출 오리피스를 구동하는 구동 제어 단계를 포함하고, 기록 데이터 및 선택 신호는 동일한 신호선으로부터 직렬로 입력된다.
즉, 본 발명의 제1 태양에 따라, 상대적으로 상이한 양을 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스가 소정 방향으로 동일 어레이 상에 배열된 토출 오리피스의 어레이를 갖는 잉크젯 기록 헤드를 구동하는 경우에, 제1 및 제2 토출 오리피스에 대 한 기록 데이터는 직렬로 입력되고, 입력된 기록 데이터는 순차적으로 저장되고, 저장된 기록 데이터는 래치되고, 제1 및 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 구동될 것인지를 지시하는 선택 신호가 입력되고, 구동 기간을 지시하는 구동 신호가 입력되고, 개별 토출 오리피스는 래치된 기록 데이터, 선택 신호 및 구동 신호에 따라 구동된다.
이러한 구성에 의해서, 기록 헤드가 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스가 동일 어레이 상에 배열된 경우 조차도, 예를 들어, 제1 토출 오리피스의 개수 및 제2 토출 오리피스의 개수가 동일하다고 가정하면, 한번에 입력되는 기록 데이터의 개수는 전 토출 오리피스의 개수의 절반이다. 따라서, 저장되고 유지된 데이터의 양은 토출 오리피스의 개수의 절반으로 줄어든다. 또한, 제1 및 제2 토출 오리피스에 의해 수행된 기록은 단순한 구동 제어로 실현될 수 있다.
따라서, 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 여러 종류의 토출 오리피스를 갖는 잉크젯 기록 헤드의 비용을 줄일 수 있고, 기록 헤드의 구동을 용이하게 제어할 수 있다.
토출 오리피스의 어레이는 교번식으로 배열된 동일한 개수의 제1 및 제2 토출 오리피스를 포함하고, 하나의 기록 데이터는 한 쌍의 인접한 제1 및 제2 토출 오리피스에 입력되도록 구성된다.
양호하게는, 기록 헤드는 제1 및 제2 토출 오리피스가 구동될 복수개의 블록으로 분할되는 것과 같이 구성되고, 각각은 동일한 개수의 제1 및 제2 토출 오리피 스를 포함하며, 기록 데이터는 각각의 복수개의 블록에 입력되며, 구동 제어 회로는 선택 신호, 유지 수단에 의해 유지된 기록 데이터, 구동 신호 및 구동될 블록을 지시하는 블록 신호에 따라 개별 토출 오리피스를 구동한다.
선택 신호는 순차적으로 기록 데이터에 직렬로 입력될 수 있고, 유지 수단의 출력으로부터 분리된다.
토출 오리피스의 어레이는 복수의 컬러를 사용하여 컬러 기록을 가능하게 하도록 적어도 두 개의 컬러가 제공될 수 있다.
이 경우에, 복수의 컬러는 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙을 포함할 수 있고, 선택 신호는 토출 오리피스의 적어도 두 어레이로 분리되어 입력된다.
게다가, 선택 신호는 적어도 두 개의 토출 오리피스 어레이에 공통적으로 입력될 수 있다.
양호하게, 토출 오리피스는 열 에너지를 이용함으로써 기록을 수행한다.
게다가, 상대적으로 상이한 잉크량을 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스를 갖는 잉크젯 기록 헤드를 제공하는 본 발명의 제2 태양에 따라, 직렬로 입력된 기록 데이터는 순차적으로 저장되고, 저장된 기록 데이터는 래치되고, 개별 구동 소자는 제1 또는 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 구동될 것인가를 지시하는 선택 신호, 래치된 기록 데이터, 기록 데이터 및 선택 신호를 직렬로 입력함으로서 구동 기간을 지시하는 구동 신호에 따라 구동된다.
상기 구성에 의해서, 토출량을 변경하기 위한 선택 신호(데이터)는 기록 데이터와 유사한 방식으로 전송될 수 있다. 따라서, 신호 단자의 개수를 감소할 수 있다.
따라서, 상대적으로 상이한 잉크의 양을 토출하는 여러 종류의 토출 오리피스를 갖는 잉크젯 기록 헤드의 비용을 감소할 수 있고, 기록 헤드의 구동을 용이하게 제어할 수 있다.
기록 데이터는 순차적으로 선택 신호를 신호선에 직렬로 입력될 수 있다.
이 경우에, 제1 및 제2 토출 오리피스에 대한 데이터는 하나의 기록 데이터의 입력마다 입력될 수 있다.
게다가, 상술된 목적은 본 발명에 따라 잉크젯 기록 헤드에 대한 기판에 의해 또한 달성된다. 특히, 기판에서 통합된 복수개의 히터에 의해 발생된 열 에너지를 이용함으로써 잉크를 토출하는 잉크젯 기록 헤드용 기판, 각각 n개의 히터를 갖는 m개의 그룹으로 분할된 히터, 기판은 히터들의 각각을 구동하기 위해서 각각의 히터에 대응하여 제공된 m×n개의 구동 회로, m개의 그룹 및 각 그룹을 구성하는 n개의 히터를 선택하기 위한 m개의 히터 및 선택 신호를 구동하기 위한 화상 데이터로 데이터를 분리하기 위한 선택 데이터 전송 회로, m개의 그룹 각각을 구성하는 히터에 각 그룹의 유닛에서 화상 데이터를 공급하기 위한 선택 데이터 전송 회로로부터 수용된 n개의 히터를 구동하는 화상 데이터를 입력하는 유지 회로 및 구동 회로에 의해 구동된 히터를 선택하도록 선택 데이터 전송 회로로부터 수용된 각 그룹을 구성하는 n개의 히터 및 m개의 그룹을 선택하기 위한 선택 신호를 입력하는 선택 데이터 유지 회로를 포함하고, n개의 히터는 중심에서 잉크 공급 오리피스와 함께 지그재그 방식으로 서로에 대해 대향되어 배열되고, 선택 데이터 유지 회로는 각각의 그룹을 구성하는 n개의 히터 중의 하나를 선택한다.
n개의 히터는 동일한 크기를 가질 수 있고, 발생된 열 에너지에 의해 히터로부터 토출된 잉크의 양은 동일하거나, n개의 히터는 상이한 크기를 가질 수 있으며, 발생된 열 에너지에 의해 히터로부터 토출된 잉크의 양이 상이할 수 있다.
양호하게, 각각의 구동 회로는 DMOS 변환기로 구성된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 그 도를 통해 동일하거나 유사한 부분을 동일한 도면 부호로 지시한 첨부한 도면을 참조하여 다음 설명으로부터 명백할 것이다.
명세서의 일부분을 구성하고 통합된 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 도시하고, 명세서와 함께 본 발명의 원리를 설명한다.
본 발명의 양호한 실시예는 첨부한 도면과 함께 상세히 설명될 것이다.
본 명세서에서, 형성된 정보가 중요한지 아닌지 또는 형성된 정보가 시각화되므로 인간이 이를 시각적으로 인식할 수 있거나 기록 매체를 처리할 수 있는지 관계없이, 또는 "기록"은 문자 및 그래픽 등 중요한 정보를 형성하는 것뿐만 아니라, 예를 들어, 광범위하게 기록 매체 상에 화상, 도면 및 패턴을 형성하는 것이다.
"기록 매체"는 천, 플라스틱 필름, 금속 판, 유리, 세라믹, 나무 및 가죽뿐만 아니라 일반적 기록 장치에서 사용된 종이 시트 등 잉크를 수용할 수 있는 임의의 매체이다.
게다가, "(이후 "액체"로써 언급될)잉크"는 상술된 "기록"의 정의와 같이 넓게 해석되어야 한다. 즉, 잉크는 기록 매체 상에 적용된 액체이므로 기록 매체를 처리하도록, 또는 (예를 들어, 기록 매체에 적용된 잉크에서 색소를 응고시키거나 용해하지 않도록)잉크를 처리하도록, 화상, 도면 및 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
먼저, 본 발명에 따라 기록 헤드를 이용하여 기록을 수행하는 잉크젯 프린터 에 대해 설명한다. 도1a는 제거된 커버가 도시된, 잉크젯 프린터의 개략 사시도이다.
잉크젯 기록 헤드(12) 및 카트리지 가이드(13)를 로딩하는 카트리지(11)는 모터(도시되지 않음)에 의해 두 개의 가이드 레일(14 및 15)에 평행하게 스캐닝 방향으로 이동할 수 있다. 카트리지, 인코더(도시되지 않음)의 위치를 결정하기 위해서 검출 수단이 제공된다. 예를 들어, 인코더는 프린터의 가이드 레일에 평행한 방향으로 소정의 간격에서 슬릿을 갖는 스케일 및 카트리지에 대향한 위치에 위치된 스케일로부터 반사 신호를 검출하기 위한 센서를 포함한다.
기록 시트(16)는 시트 공급 롤러(17), 시트 진행 롤러(18) 및 시트 가압 판(19)에 의해 단단히 유지되고, 기록이 수행되는 잉크젯 기록 헤드(12)의 전방에서 기록 영역으로 시트 진행 롤러(18)의 회전에 의해 운반된다.
옐로우, 마젠타 및 시안의 3가지 잉크 컬러를 수용하는 컬러 잉크 카트리지(110)와, 블랙 잉크를 내장하는 블랙 잉크 카트리지(111)는 카트리지 가이드(13) 내로 개별적으로 삽입되고, 각각의 컬러들을 위한 토출 오리피스들의 어레이를 갖 는 잉크젯 기록 헤드(12)에 연결된다.
다음으로, 상기 장치의 기록 제어를 수행하기 위한 제어 구조가 설명된다.
도19는 잉크젯 프린터의 제어 회로의 장치를 도시하는 블록선도이다.
제어 회로를 도시하는 도19를 참조하면, 도면 부호 1700은 호스트 컴퓨터와 같은 외부 유닛으로부터의 기록 신호를 입력하기 위한 인터페이스를 나타내고, 도면 부호 1701은 MPU를 나타내고, 도면 부호 1702는 MPU(1701)에 의해 수행된 제어 프로그램(필요하다면 문자 폰트를 포함함)을 저장하기 위한 롬(1702)을 나타내고, 도면 부호 1073은 다양한 데이터(기록 신호, 기록 헤드에 공급되는 기록 데이터 등)를 저장하기 위한 DRAM(1703)을 나타낸다. 도면 부호 1704는 기록 헤드(IJH)에 기록 데이터의 공급 제어를 수행하기 위한 게이트 어레이(G. A.)를 나타낸다. 게이트 어레이(1704)는 인터페이스(1700), MPU(1701) 및 램(1703) 사이에서 데이터 전송 제어를 또한 수행한다. 도면 부호 1710은 주 스캐닝 방향으로 기록 헤드(IJH)를 이송 시키기 위한 캐리어 모터를 나타내고, 도면 부호 1709는 페이퍼 시트를 이송시키기 위한 이송 모터를 나타낸다. 도면 부호 1705는 기록 헤드를 구동시키기 위한 헤드 구동기를 나타내고, 도면 부호 1706 및 1707은 이송 모터(1709)와 캐리어 모터(1710)를 구동시키기 위한 모터 구동기를 나타낸다.
상기 제어 장치의 작동이 아래에 설명될 것이다. 기록 신호가 인터페이스(1700)내로 입력될 때, 기록 신호는 게이트 어레이(1704)와 MPU(1701) 사이에서의 기록 작동을 위한 기록 데이터로 변환된다. 모터 구동기(1706, 1707)들이 구동되고, 기록 헤드는 헤드 구동기(1705)에 공급된 기록 데이터에 따라 구동되어 기록 작동을 수행하게 된다.
MPU(1701)에 의해 수행된 제어 프로그램이 롬(1702)에 저장될 지라도, EEPROM과 같은 기록가능 저장 매체가 추가로 제공되어 제어 프로그램이 잉크젯 프린터(IJRA)에 연결된 호스트 컴퓨터로부터 변경될 수 있도록 장치를 채택할 수 있다.
이후부터는, 본 발명에 따른 기록 헤드의 실시예들이 설명된다.
서두의 예와 같이, 열 에너지를 이용함으로써 잉크를 토출하는 방법을 채택하는 예시적인 기록 헤드들 중 하나, 히터가 열에너지를 생성하는 표면의 수직 방향으로 잉크 액적을 상방 토출시키는 소위 사이드-슈터 잉크젯 기록 헤드가 설명될 것이다. 이러한 종류의 잉크젯 기록 헤드는 히터들이 배열되는 기판의 배면으로부터 잉크를 일반적으로 공급하고, 기판을 관통하는 잉크 공급 오리피스를 통해 잉크를 토출시킨다.
도26은 각각의 구성 소자의 레이아웃을 도시하는 사이드-슈터 잉크젯 기록 헤드에 대한 기판(소자 보드)의 평면도이다.
기판 상에는 기록 데이터를 분배하고 각각의 히터의 구동 순서를 지정하는 논리 회로(801), 복수의 히터(802) 및 구동 회로(804), 외부 연결 단자(803), 및 잉크 공급 오리피스(805)가 제공된다.
복수의 구동 회로(804)들은 복수의 히터(802)들 각각에 대응하게 제공되고, 논리 회로(801)로부터 출력된 기록 데이터에 따라 히터(802)들을 선택적으로 구동시킨다. 논리 회로(801)들은 외부 연결 단자(803)를 통해 외부 유닛에 의해 공급 되는 신호에 따라 각각의 구동 회로(804)의 구동 상태를 제어한다.
외부 연결 단자(803)는 기판의 단부 상에 제공된다. 히터(802)들은 잉크 공급 오리피스(805)의 좌우측 상에 개별적으로 제공된다.
설명의 단순화를 위해, 한 종류의 잉크에 대응하는 토출 오리피스들의 하나의 어레이에 대해 아래에 설명된다.
[제1 실시예]
도1b는 상기 설명된 프린터에 이용되는 잉크젯 기록 헤드의 제1 실시예의 구성을 도시하는 개략적인 단면도이다. 토출 오리피스(122)들과 연통하는 잉크 채널에서, 토출 오리피스(122)에 각각 대응하는 가열 소자(히터)[124]가 제공된다. 소정의 에너지가 헤드 구동 회로에 의해 히터(124)에 인가될 때, 막 비등은 잉크에서의 상태 변화, 즉 포밍 현상을 일으켜서 토출 오리피스(122)로부터 잉크 액적들을 토출시킨다.
히터(124)들은 반도체 공정과 유사한 기술에 의해 실리콘 기판(121) 상에 형성된다. 도면 부호 126은 소자 기판의 후방 측으로부터 각각의 토출 오리피스로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 포트를 나타낸다.
도2는 제1 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스들의 어레이를 도시한다. 2가지 상이한 종류의 잉크 액적들, 즉 큰 잉크 액적 및 작은 잉크 액적을 토출시키도록, 다량의 잉크 액적을 토출하는 토출 오리피스(다량 토출 오리피스)[20]와 소량의 잉크 액적을 토출하는 토출 오리피스(소량 토출 오리피스)[21]가 1200 dpi의 간격으로 라인 상에 교대로 배열된다. 상부로부터 0seg, 1seg, ..., 31seg 로서 지칭되는 32개의 토출 오리피스들이 있다. 잉크 토출량은 토출 오리피스(20)에 대해서는 대략 5 pl이고, 토출 오리피스(21)에 대해서는 대략 2 pl이다.
상기 설명된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면 각각의 토출 오리피스의 어레이는 상이한 크기의 잉크 액적들을 토출하기 위한 토출 오리피스(노즐)들을 포함한다. 사용자에 의해 설정된 기록 모드에 따라, 기록용으로 사용되는 토출 오리피스들이 선택된다. 예를 들어, 고속 기록 모드에서, 다량 토출 오리피스들이 사용되는 반면, 고화질 기록 모드에서는 소량 토출 오리피스들이 사용된다. 2가지 타입의 토출 오리피스들을 사용함으로써, 다중 색조 화상들이 면적 색조 표시등을 사용함으로써 기록될 수 있다.
도3은 상기 설명된 기록 헤드의 토출 오리피스들로부터 잉크 액적을 토출하기 위한 구동 회로의 구성을 도시하는 블록선도이다. 선별기(36)에 의해 입력되고 디코드된 선택 신호(30)가 각각의 가열 구동기(311)에 연결된 AND 게이트(310)에 입력된다. 2-to-4 디코더(37)에 의해 2 비트 내지 4비트로 디코드된 블록 데이터(31)는 AND 게이트(310)에 입력된다. 가열 펄스를 각각의 히터에 인가하기 위한 가열 허용 신호(32)는 AND 게이트(310)에 또한 입력된다.
데이터 신호(34)에 의해, 기록 데이터는 클럭(35)과 동조하여 16비트 시프트 레지스터(38)로 연속적으로 입력된다. 기록 데이터는 래치 트리거(33)의 입력 타이밍에서 래치(39)에 보유되고 각각의 AND 게이트로 입력된다. 다량 토출 오리피스 및 소량 토출 오리피스, 예컨대 0seg와 1seg, 2seg와 3seg 등에 대응하는 가열 구동기의 각각의 세트에 동일한 래치 데이터가 입력된다. 선별기(36)로부터의 신 호에 따라, 다량 토출 오리피스(짝수 seg) 또는 소량 토출 오리피스(홀수 seg)에 대한 가열 구동기가 선택된다.
상기 방식으로, 가열 구동기(311)는 각각의 AND 게이트(310)에 입력된 4개의 신호들 및 각각의 히터들에 인가되는 가열 펄스에 따라 선택적으로 구동되어서 대응 토출 오리피스로부터 잉크 액적들을 토출하게 된다.
도4는 2-to-4 디코더(37)의 입/출력 특성을 도시한다. 도4에 도시된 바와 같이, 2개의 입력 신호들(BE0, BE1)의 조합에 따라, 신호들은 4개의 출력 신호(BLE0 내지 BLE3)들 중 하나가 "하이(H)"를 출력하게 신호들이 디코드된다.
도5는 선별기(36)의 입/출력 특성들을 도시한다. 도5에 도시된 바와 같이, 선택 신호(30)의 상태에 따라, 출력 신호(SEL0 및 SEL1)들 중 하나는 "하이(H)"를 출력한다.
도6은 각각의 seg(가열 구동기)의 구동 상태를 도시한다. 차트에 도시된 바와 같이, 각각의 seg(가열 구동기)는 2-to-4 디코더(37)의 출력 신호(BLE)의 상태 및 선별기(36)의 출력 신호(SEL)의 상태에 따라 구동된다. 제1 실시예에 따른 기록 헤드는 4개의 블록들로 구획되고, 신호(SEL)에 따라 짝수 seg(가열 구동기) 또는 홀수 seg(가열 구동기)가 선택적으로 구동된다.
도7은 도3에 도시된 각각의 신호의 상태를 도시하는 타이밍 차트이다. 클럭(35)의 상승 에지 및 하강 에지에 동조하여, 데이터 신호(34)는 저장하기 위하여 시프트 레지스터(38)에 기록 데이터(0 내지 15)를 입력한다. 래치 트리거(33)의 입력 타이밍(70)에서, 시프트 레지스터(38)에 저장된 16비트 데이터는 래치(39)에 보유(래치)된다.
데이터가 래치될 때, 히터들은 기록 데이터(0 내지 15)에 따라 연속적으로 구동된다. 특정하게는, 먼저 입력 신호들은 BE0=BE1=0이다. 따라서, BLE0는 하이(H)를 출력한다. 선택 신호(30)는 H이므로, 가열 허용 신호(32)는 타이밍(71)에서 BLE0 및 SEL1에 연결되는 1, 9, 17 및 25 seg(홀수 seg)에 인가된다.
다음으로, BE0와 BE1의 조합에 따라, BLE1, BLE2 및 BLE3은 연속적으로 H를 출력한다. 따라서, 가열 허용 신호는 SEL1에 연결된 4개의 홀수 seg에 인가되어서 16개의 기록 데이터(0 내지 15)에 따라 히터들을 구동시킨다.
상기 설명은 16개의 홀수 seg(가열 구동기)의 경우에 대하여 제공될 지라도, 선택 신호(30)가 L이면, 16개의 짝수 seg(가열 구동기)는 상기 설명과 동일한 방식으로 기록 데이터에 따라 구동된다.
잉크 토출이 기록 데이터(0 내지 15)에 따라 수행될 때, 데이터 신호(34)는 클럭(35)의 상승 에지 및 하강 에지와 동조하여 저장되도록 시프트 레지스터(38)에 기록 데이터(A 내지 P)를 입력한다.
상기 설명된 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 기록 헤드가 다량의 잉크를 토출하는 오리피스들 및 직렬로 배치된 소량의 잉크를 토출하는 오리피스들을 구비한 경우에서 조차도, 32개의 히터들에 대향되는 시프트 레지스터와 래치를 위한 비트 수는 16 비트로 줄여질 수 있다. 따라서, 히터와 구동 회로가 형성되는 기판, 예를 들어 실리콘의 영역은 감소될 수 있고, 이에 따라 기록 헤드의 비용을 절감시킬 수 있다.
[제2 실시예]
이후부터는, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드의 제2 실시예가 설명된다. 제1 실시예의 구성과 유사한 구성들에 대해서는 그 설명이 생략되고, 제2 실시예의 특징부들이 주로 설명된다.
도8은 제2 실시예에 따른 기록 헤드의 구동 회로의 구성을 도시하는 블록선도이다. 도9는 도8에 도시된 각각의 신호의 상태를 도시하는 타이밍 차트이다.
제2 실시예에 따른 기록 헤드는 제1 실시예의 어레이와 유사한 어레이를 갖는 32개의 토출 오리피스들을 또한 구비한다. 도8에 도시된 구동 회로의 구성은 도3에 도시된 제1 실시예와 실질적으로 동일하다. 도8의 선별기(86), 2-to-4 디코더(87), AND 게이트(810) 및 가열 구동기(811)는 도3의 선별기(36), 2-to-4 디코더(37), AND 게이트(310) 및 가열 구동기(311)와 각각 대응된다. 2-to-4 디코더의 입/출력 특성, 선별기의 입/출력 특성 및 각각의 seg(가열 구동기)의 구동 상태는 제1 실시예와 동일하다.
제2 실시예는 시프트 레지스터(88) 및 래치(89)를 위한 다수의 비트들이 동일한 타이밍으로 구동되는 4비트(16/4 블록들)로 줄여지는 점에서 제1 실시예와 상이하다. 다시 말해, 기록 데이터는 동시에 구동되는 4비트의 유닛에 입력된다.
도9에서의 타이밍 차트를 참조하면, 먼저 기록 데이터(10 내지 13)는 클럭(85)의 상승 에지 및 하강 에지에 동조하여 시프트 레지스터(88)에 입력되고, 래치 트리거(90)에 의해 래치(89)에 래치된다. 래치된 기록 데이터에 기초하여, 가열 허용 신호(91)는 BLE0 및 SEL1에 연결된 1, 9, 17 및 25seg에 인가되어 히터들 을 구동시킨다.
잉크 토출이 수행될 때, 기록 데이터(20 내지 23)는 시프트 레지스터(88)에 저장되고, 다음 래치 트리거에 의해 래치(89)에서 래치된다. 가열 허용 신호는 BLE1 및 SEL1에 연결되는 3, 11, 19 및 27seg에 인가되어 히터들을 구동시킨다. 상기 설명된 작동을 반복함으로써, 5, 13, 21 및 29seg(가열 구동기)는 기록 데이터(30 내지 33)에 따라 구동되고, 7, 15, 23 및 31seg(가열 구동기)는 기록 데이터(40 내지 43)에 따라 구동된다.
상기 설명된 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, 32개의 히터들에 대향되는 시프트 레지스터 및 래치에 대한 비트의 수는 4 비트로 줄여질 수 있다. 따라서, 히터들과 구동 회로가 형성되는 기판, 예를 들어 실리콘의 영역은 추가로 감소될 수 있고, 이에 따라 기록 헤드의 비용을 절감시킬 수 있다.
[제3 실시예]
이후부터는, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드의 제3 실시예가 설명된다. 제1 및 제2 실시예들과 유사한 구성들에 대해서는, 그 설명이 생략되고, 제3 실시예의 특징부가 주로 설명된다.
도10은 제3 실시예에 따른 기록 헤드의 구동 회로의 구성을 도시하는 블록선도이다. 도11은 도10에 도시된 각각의 신호의 상태를 도시하는 타이밍 차트이다.
제3 실시예에 따른 기록 헤드는 제1 및 제2 실시예의 어레이와 동일한 어레이를 갖는 32개의 토출 오리피스들을 또한 구비한다. 도10에 도시된 구동 회로의 구성은 도8에 도시된 제2 실시예와 동일하다. 도10의 2-to-4 디코더(107), AND 게 이트(1010) 및 가열 구동기(1011)는 도8의 2-to-4 디코더(87), AND 게이트(810) 및 가열 구동기(811)와 각각 대응된다. 2-to-4 디코더의 입/출력 특성, 선별기의 입/출력 특성 및 각각의 seg(가열 구동기)의 구동 상태는 제1 실시예와 동일하다.
제3 실시예는 선택 신호(도11의 S1 내지 S4)들이 데이터 신호(104)의 일부로서 기록 헤드에 전송된다는 점에서 제2 실시예와 상이하다. 따라서, 시프트 레지스터(108) 및 래치(109)는 5 비트로 구성된다. 래치(109)의 출력 신호들 중에서, 선택 신호와 대응되는 출력 신호는 선별기(106)에 입력된다.
도11에서 타이밍 차트를 참조하면, 선택 신호(S1) 및 기록 데이터(10 내지 13)가 클럭(105)의 상승 에지 및 하강 에지와 동조하여 5 비트 시프트 레지스터(108)에 입력되고, 선택 데이터 및 기록 데이터는 래치 트리거(110)에 의해 5 비트 래치(109) 내에 래치된다. 선택 데이터(S1)는 선별기(106)에 입력되고, SEL0 또는 SEL1로 디코드된다.
블록 데이터(BE0 및 BE1)는 2-to-4 디코더(107)에 의해 BLE0 내지 BLE3에 디코드된다. 가열 허용 신호(111)가 디코더 출력(BLE0 내지 BLE3) 및 선별기 출력(SEL0 또는 SEL1) 중 하나에 연결되는 4개의 seg에 인가됨으로써, 히터를 구동시킨다.
상기 설명한 바와 같이, 제3 실시예에 따르면, 32개의 히터에 대향되는 시프트 레지스터 및 래치에 대한 비트 수는 5비트로 감소된다. 또한, 선택 신호는 데이터 신호 내에 통합되고, 이로써 신호선의 수를 감소시킨다. 그러므로, 제2 실시예의 효과에 덧붙여서, 프린터 주 유닛을 기록 헤드와 연결하는 접점을 수를 감소 시키는 것이 가능하고, 이로써 기록 헤드의 비용 감소를 가능하게 한다.
선택 신호가 상기 설명된 제3 실시예에 화상 데이터 전에 입력되지만, 신호는 역으로 입력될 수도 있다. 화상 데이터 및 선택 신호의 연속 전송에 대해, 비신호 기간은 화상 데이터와 선택 신호 사이에 존재할 수도 있다.
[제4 실시예]
여기서, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드의 제4 실시예가 설명된다. 다음의 실시예와 유사한 구성에 대해, 그 설명은 생략하고, 제4 실시예의 특징적인 부분이 주로 설명된다.
도12는 제4 실시예에 따른 기록 헤드의 토출 오리피스의 어레이를 도시한다. 이 실시예에서, 큰, 중간, 작은 잉크 액적의 세 가지 형태의 잉크 액적을 토출하기 위해, 많은 양의 잉크 액적을 토출하는 토출 오리피스(1200), 중간 양의 잉크 액적을 토출하는 토출 오리피스(1201) 및 소량의 잉크 액적을 토출하는 토출 오리피스(1202)는 1200 dpi의 간격으로 연속적으로 토출된다. 상부로부터 0 seg, 1 seg, ... 47 seg로 칭하는 48개의 토출 오리피스가 있다. 잉크 토출의 양은 토출 오리피스(1200)에 대해 약 10 pl이고, 토출 오리피스(1201)에 대해 약 5 pl이고, 토출 오리피스(1202)에 대해 약 2 pl이다.
제4 실시예는 큰, 중간 및 작은 크기의 3가지 다른 크기의 잉크 액적을 토출하기 위한 3가지 형태의 토출 오리피스를 가지므로, 2 비트 신호는 토출 오리피스의 형태를 선택하기 위한 선택 신호로서 사용된다. 그러므로, 도13에 입력/출력 특성에서 도시된 바와 같이, 선별기는 2 비트 선택 신호의 상태에 따라, 3개의 출 력 신호(SEL0 내지 SEL2)로부터 하나를 선택한다.
도14는 제4 실시예에 따른 각 seg(히터 구동기)의 구동 조건을 도시한다. 차트에 도시된 바와 같이, 각 seg(히터 구동기)는 2-to-4 디코더의 출력 신호(BLE0 내지 BLE2)의 상태 및 선별기의 출력 신호(SEL0 내지 SEL2)의 상태에 따라 구동된다. 제4 실시예에 따른 기록 헤드는 4개의 블록으로 분할되고, 신호(SEL)에 따라, 잉크 액적의 각 크기(큼, 중간, 작음)에 상응하는 seg가 선택된다.
선별기에 관계된 부분 뿐만 아니라, 구동 회로의 구성 및 각 신호의 타이밍 차트는 제1 내지 제3 실시예와 동일하다. 예를 들면, 구동 회로의 구성에 대해, 도3 또는 도8에서 선택 신호(30 또는 80) 대신에 두 신호가 입력되고, 세 신호가 선별기(36 또는 86)로부터 출력된다. 또한, 도10에 도시된 제3 실시예에 비해, 시프트 레지스터(108) 및 래치(109)는 5 비트 대신에 6비트로 구성되고, 두 신호는 선별기(106)에 입력되고, 세 신호는 선별기(106)로부터 출력된다.
상기 설명한 바와 같이, 제4 실시예에 따라, 제1 내지 제3 실시예의 효과에 덧붙여, 각각이 다른 양을 갖는, 세 형태의 잉크 액적을 토출하는 것이 가능하다.
[제5 실시예]
여기서는, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드의 제5 실시예가 설명된다. 다음의 실시예와 유사한 구성에 대해, 그 설명은 생략하고, 제5 실시예의 특징적인 부분이 주로 설명된다.
도15는 토출 오리피스 측면에서 본 제5 실시예에 따른 기록 헤드를 도시한다. 도15에서 화살표는 기록 헤드 스캐닝 방향을 나타낸다. 블랙, 시안, 마젠타, 옐로우 잉크 액적은 스캐닝 방향에 배열된, 토출 오리피스(1501 내지 1504)의 4개의 어레이로부터 각각 토출된다. 토출 오리피스의 각 어레이는 스캐닝 방향과 교차하는 방향으로 배열된 복수의 토출 오리피스를 포함한다.
토출 오리피스의 4개의 어레이 중, 시안, 마젠타 및 옐로우에 대한 토출 오리피스의 어레이는 도2에 도시된 제1 실시예와 동일한 구성이다. 보다 구체적으로, 두 형태(크고 작음)의 잉크 액적을 토출하기 위한 토출 오리피스는 1200 dpi의 간격으로 교대로 배열된다. 한편, 블랙에 대한 토출 오리피스의 어레이에 대해, 각각이 30 pl의 잉크 액적을 토출하는 16개의 토출 오리피스(1601)는 도16에 도시된 바와 같이, 600 dpi의 간격으로 배열된다.
여기서, 시안, 마젠타 및 옐로우에 대한 토출 오리피스의 어레이에 대한 구동 회로의 구성 및 각 신호의 타이밍 차트는 제1 또는 제2 실시예와 동일하다. 블랙에 대한 토출 오리피스의 어레이용 구동 회로 및 블랙 신호의 타이밍 차트에 대해, 선택 신호에 관련된 부분 뿐만 아니라, 구성 및 타이밍 차트는 제1 및 제2 실시예와 동일하다.
제1 및 제2 실시예에 기재된 공정에 따라 제5 실시예의 기록 헤드를 구동할 경우, 도17은 토출 오리피스의 각 어레이로 전송된 신호의 형태를 도시한다. 차트에서, "NON"은 신호가 필요 없음을 나타낸다. 동일한 도면 부호는 동일한 신호가 공통적으로 사용된 것을 나타낸다. 다른 말로, 제5 실시예에 따라, 선택 신호 및 기록 데이터가 토출 오리피스의 각 어레이에 대해 다른 반면, 블록 데이터 신호(BE0, BE1), 래치 트리거 신호 및 클럭 신호는 토출 오리피스의 모든 어레이에 대해 공통적으로 사용된다. 가열 허용 신호에 대해, 공통 신호는 토출 오리피스의 시안, 마젠타 및 옐로우 어레이에 대해 사용되지만, 다른 신호는 토출 오리피스의 블랙 어레이에 대해 사용된다.
또한, 제5 실시예에, 토출 오리피스의 각 어레이에 대한 구동 회로의 구성 및 각 신호의 타이밍 차트는 제3 실시예와 동일하다. 이러한 경우, 도17에 도시된 선택 신호는 불필요하다. 대신에, 선택 신호로서 사용된 데이터는 토출 오리피스의 각 어레이로 전송되는 데이터 신호에 통합된다.
상기에 설명한 바와 같이, 제5 실시예에 따라, 기록에 사용되는 잉크 액적의 크기는 각 칼라에 대해 독립적으로 설정될 수 있다. 그러므로, 기록 헤드의 적절한 구동이 수행될 수 있다.
[제6 실시예]
여기서, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드의 제6 실시예가 설명된다. 다음의 실시예와 유사한 구성에 대해, 그 설명은 생략하고, 제6 실시예의 특징적인 부분이 주로 설명된다.
제6 실시예 따른 기록 헤드는 제5 실시예와 실질적으로 동일하다. 그러나, 기록 헤드를 구동하기 위한 토출 오리피스의 각 어레이로 전송되는 신호의 형태는 다르다. 더욱 구체적으로, 도18에 도시된 바와 같이, 제1 또는 제2 실시예에 따라 제6 실시예의 기록 헤드를 구동하는 경우, 공통 선택 신호는 토출 오리피스의 각 어레이에 대해 사용된다.
상기 구성에서, 기록에 사용되는 잉크 액적의 크기가 제5 실시예에서와 같 이, 각 칼라에 대해 독립적으로 설정될 수 없지만, 프린터 주 유닛와 기록 헤드 사이에 신호선의 수를 감소시키는 것은 가능하다. 그러므로, 프린터 주 유닛을 기록 헤드와 접촉시키는 접점의 수를 감소시키는 것이 가능하고, 이로써 기록 헤드의 비용 감소가 가능하다.
[기록 헤드 기판의 제1 실시예]
다음에, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드를 위한 기판의 제1 실시예가 도면을 참조하여 설명된다.
도20은 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드를 위한 기판(소자 보드)의 실시예의 구성을 도시한 평면도이다.
도20에 도시된 실시예는 논리 회로(301), 히터(가열 소자, 302 및 303), 외부 연결 단자(304), 구동 회로(305) 및 잉크 공급 오리피스(306)를 포함한다.
잉크젯 기록 헤드의 구성으로서, 토출 오리피스가 상기 설명한 바와 같이 각 히터에 상응하는 부분에 제공되고, 잉크는 잉크 채널을 통해 토출 오리피스를 향해 공급된다.
히터(302 및 303)는 다른 크기를 갖는다. 다른 크기, 다른 가열치 및 가열시 다른 잉크 토출 양을 갖는 히터는 중앙에 잉크 공급 오리피스(306)를 갖는 각각에 대향되게 배치된다. 또한, 다른 크기를 갖는 가열 소자는 잉크 공급 오리피스(306)의 양 측면 상의 라인에 교대로 배치된다.
구동 회로(305)는 각 히터(302 및 303)에 상응하여 제공된다. 각각의 구동 회로(305)는 외부 연결 단자(304)을 통해 외부 유닛에 의해 공급된 신호에 따라 작 동을 수행하는 논리 회로(301)를 제어함으로써 상응하는 구동 소자를 구동시킨다. 좌측 및 우측 논리 회로(301)가 잉크 공급 오리피스와 함께 중앙부에서 서로로부터 독립적으로 형성되므로, 히터의 각 측면 중 하나의 선택은 좌측 및 우측 논리 회로의 균일한 사용을 가능하게 한다. 그러므로, 여분의 배선을 설치할 필요가 없고, 그로 인해 기판의 크기를 줄이는 것이 가능하다.
이 실시예는 구동 회로(305)로서 도29에 도시된 DMOS 트랜지스터를 채용한다. 그러므로, 회로는 통상적인 배열보다 2배의 밀도로 배열된다. 따라서, 다른 크기를 갖는 히터(302 및 303)는 기판의 영역을 증가시키지 않고 배열될 수 있다. 논리 회로(301)는 동시에 동일한 크기의 히터를 구동하도록 제어를 수행한다. 그러므로, 인접한 히터는 동시에 구동되지 않고, 그로 인해, 안정된 잉크 토출을 가능하게 한다.
도21은 이 실시예에 따른 기판 상에 상세한 배선을 도시한 평면도이다.
기판(101) 상에 제공된 각 히터(103)는 도20에 도시된 가열 소자(302 및 303) 및 전력을 가열 소자로 공급하기 위한 전극 배선으로 구성된다. 히터(103)의 배선 중 하나는 전원 및 포텐셜을 위해 공통적으로 공급되는 전극(104a, 104b, 104c 및 104d) 중 하나에 전기적으로 연결된다. 선택 전극으로서 작용하는 다른 배선은 절환 장치로 작용하는 트랜지스터를 포함하는 구동 소자(108)에 연결된다. 구동 소자(108)는 접지(GND)측에 대해 공통적으로 제공되는 전극(105a, 105b, 105c 및 105d)에 연결된다.
상기 언급한 순서로 전극(104a 내지 104d)으로부터 연결된 회로를 구성함으 로써, 기록 데이터 따라서 각각의 히터(103)를 선택적으로 구동하고, 대응하는 토출 오리피스로부터 잉크를 토출하는 것이 가능하다. 전극(105a 내지 105d) 뿐만 아니라 전원 및 포텐셜을 위해 공통적으로 제공된 전극(104a 내지 104d)은 전극 패드(107)에 각각 연결되고, 이로써 전원 장치 및 접지 회로에 연결된다. 배선 저항이 전극(104a 내지 104d) 사이에 동일하게 되도록 접지측 전극(105a 내지 105d)이 설정된다는 것을 알 수 있다.
다른 크기를 갖는 히터(103)가 중앙에 잉크 공급 오리피스[102, 도20에 잉크 공급 오리피스(306)에 상응함]를 갖는 각각에 대향하게 배열되지만, 히터(103)의 임의의 선택은 배선의 비균일 사용을 일으키지 않는다. 그러므로, 기판은 배선의 폭을 증가시키지 않고, 히터의 동시 구동에 의해 일어나는 전압 강하를 처리할 수 있다. 따라서, 기판의 크기 감소가 가능하다.
도22는 도20에 도시된 논리 회로(301), 구동 회로 및 히터를 포함하는 회로 구성의 회로도이다.
도22에 회로는 히터 구동 신호 입력 단자(401), 클럭(CLK) 입력 단자(402), 데이터 입력 단자(403), 선별기(404), 래치 신호 입력 단자(405), 히터 전압 입력 단자(406), 구동 회로(407), 선택 데이터 전송 회로(408), 선택 데이터 유지 회로(409), 디코더(410), 데이터 전송 회로(411), 유지 회로(412) 및 히터(A 및 B)를 포함한다.
히터(A 및 B)는 도20에 도시된 히터(302 및 303)에 상응한다. 2(n)형 히터(A 및 B)는 히터의 한 그룹을 구성하고, m 개의 그룹이 제공된다. 구동 회 로(407) 및 AND회로는 히터(A 및 B)의 각각에 제공된다. 구동 회로(407)는 AND 회로의 출력에 따라 히터를 구동한다.
이 실시예에 따라, 히터의 그룹 및 형태는 데이터 입력 단자(403)에 입력되는 데이터에 따라 선택되고, 화상 기록이 수행된다. 데이터 입력 단자(403)에 입력된 데이터가 히터의 그룹을 선택하기 위한 데이터에 관련된 경우, 선택 데이터 유지 회로(409)는 디코더(410)로 데이터를 출력하고, 반면 입력된 데이터가 히터의 형태를 선택하기 위한 데이터에 관련된 경우, 선택 데이터 유지 회로(409)는 선별기(404)로 데이터를 출력한다. 입력된 데이터가 화상을 출력하기 위한 데이터와 관련된 경우, 데이터 전송 회로(411)로 출력된다.
보유 회로(412)와 데이터 전송 회로(411)는 히터(A, B)용으로 공통적으로 제공된다. 히터(A, B)의 절환은 데이터 입력 단자(403)를 통해 선택 데이터 전송 회로(408)로 입력된 데이터에 의해 결정되고 선별기(404)에 의해 선택된다.
도22에서, 히터를 구동하기 위한 전원은 히터 전압 입력 단자(406)로부터 공급된다. 전원은 공통 배선을 통해 히터(A, B)의 모든 그룹들[S(1) 내지 S(m)]의 단부에 접속된다. 데이터 전송 회로(411)는 데이터 입력 단자(403)로부터 선택 데이터 전송 회로(408)를 통해 입력되는 각각의 그룹들[S(1), S(2),..., S(m)]에 상응하는 직렬 화상 데이터 입력 신호와, 클럭 입력 단자(402)로부터 선택 데이터 전송 회로(408)를 통해 입력되는 데이터 전송 회로 구동용 클럭 입력 신호를 입력하고, 병렬 신호로써 보유 회로(412)로 화상 데이터를 출력한다.
보유 회로(412)에서, 래치 신호가 래치 신호 입력 단자(405)로부터 입력되고 데이터 전송 회로(411)에 의해 입력된 화상 데이터가 일시적으로 저장된다. 다음에, 화상 데이터는 상응하는 그룹[S(1), S(2),..., S(m)]의 AND 회로로 출력된다.
히터 구동 신호 입력 단자(401)로부터 입력된 구동 펄스 신호는 상응하는 그룹[S(1), S(2),..., S(m)]의 각각의 히터(A, B)로 입력된다.
전술한 바와 같이, 데이터 입력 단자(403)로부터 선택 데이터 전송 회로(408)로 입력된 데이터는 화상 데이터 입력 신호와 그룹에 관한 정보와 구동되는 히터의 형식을 포함한다. 본 실시예에서, 5-비트 신호가 선택 데이터 보유 회로(409)로 출력된다. 입력된 5-비트 신호 중에서, 선택 데이터 보유 회로(409)는 구동되는 히터의 그룹을 식별할 수 있는 4-비트 신호를 디코더(410)로 출력하고, 구동되는 히터의 형식을 식별할 수 있는 1-비트 신호를 선별기(404)로 출력한다.
디코더(410)의 출력 단자는 각각의 그룹[S(1) 내지 S(m)]의 AND 회로에 각각 접속된다. 입력되는 4-비트 신호에 따라, 연결되는 그룹이 결정된다. 선별기(404)는 예컨대 본 실시예에서 히터(A 또는 B)와 같은 구동되는 히터의 형식을 선택한다. 선별기(404)의 일 출력으로써, 입력된 1-비트 신호는 히터(A)용으로 제공된 AND 회로에 대한 것으로써 출력된다. 선별기(404)의 다른 출력으로, 입력된 1-비트 신호는 인버터에 의해 변환되고 히터(B)용으로 제공된 AND 회로로 출력된다. 따라서, 히터(A, B)는 결코 동시에 선택되지 않고 이들 중 하나만이 선택된다.
전술한 구성을 갖는 본 실시예에 따라, 히터들의 그룹과 형식은 데이터 입력 단자(403)에 입력된 데이터에 따라 선택되어 화상 기록을 수행한다. 이러한 구성 에 의해, 종래의 것보다 많은 수의 입력 단자를 제공하지 않고 우수한 색조를 달성할 수 있는 잉크젯 기록 헤드용의 기판을 제공하는 것이 가능하다.
제1 실시예는 각각의 그룹을 구성하는 히터가 상이한 크기를 갖는 경우를 설명하지만, 동일한 크기를 갖는 히터가 사용될 수도 있다. 이러한 경우, 하나의 히터가 잉크를 토출하지 않는 다른 히터를 보충하기 위해 이용된다.
[기록 헤드 기판의 제2 실시예]
다음에, 본 발명에 따른 잉크젯 기록 헤드용 기판의 제2 실시예가 설명된다.
본 실시예는 도20에 도시된 논리 회로(301)의 상이한 회로 구조를 갖는다. 도23은 구동 회로와 히터를 함께 도시한 논리 회로(301)의 회로 선도이다.
도22에 도시된 히터의 형식과 비교하여, 제2 실시예는 2개 이상(n)의 히터 형식을 가져서, 우수한 색조를 달성할 수 있는 잉크젯 기록 헤드용 기판을 제공한다.
도23에 도시된 회로에서, 히터 구동 신호 입력 단자(501), 클럭(CLK) 입력 단자(502), 데이터 입력 단자(503), 래치 신호 입력 단자(505), 히터 전압 입력 단자(506), 구동 회로(507), 선택 데이터 전송 회로(508), 선택 데이터 보유 회로(509), 디코더(510), 데이터 전송 회로(511) 및 보유 회로(512)는 각각 도22에 도시된 히터 구동 신호 입력 단자(401), 클럭(CLK) 입력 단자(402), 데이터 입력 단자(403), 래치 신호 입력 단자(405), 히터 전압 입력 단자(406), 구동 회로(407), 선택 데이터 전송 회로(408), 선택 데이터 보유 회로(409), 디코더(410), 데이터 전송 회로(411) 및 보유 회로(412)에 상응한다.
본 실시예는 히터의 2개 이상의 형식을 제공한다. 따라서, 데이터 입력 단자(503)로 입력된 데이터는 구동되는 히터의 그룹과 형식을 선택하기 위한 4+n-비트 신호를 포함한다. 선택 데이터 전송 회로(508)는 선택 데이터 보유 회로(509)로 4+n-비트 신호를 출력한다. 4+n-비트 신호 중에서, 선택 데이터 보유 회로(509)는 구동되는 히터의 그룹을 식별할 수 있는 4-비트 신호를 디코더(510)로 출력하고 구동되는 히터의 형식을 식별할 수 있는 n-비트 신호에 기초하여 구동되는 히터의 형식을 인지하고 활성 신호를 선택된 형식의 히터를 위한 AND 회로로 출력한다.
전술한 실시예와 비교하여, 상기 구성을 갖는 본 실시예는 증가된 수의 히터 형식을 갖기 때문에, 더 많은 잉크 토출량을 선택하는 것이 가능하여 우수한 색조를 달성한다.
n 가지 형식의 히터의 배열에 대해, 동일한 형식의 히터는 중심의 잉크 공급 오리피스에 대해 서로 지그재그 방식으로 서로 대향되어 배치된다. 따라서, 전술한 바와 같이, 히터들(103)의 임의의 선택이 배선의 불균일한 활용을 유발하지 않는다. 따라서, 기판은 히터들을 동시 구동함에 따라 야기되는 전압 강하를 다룰 수 있다. 따라서, 기판의 소형화가 가능하게 된다.
[잉크젯 기록 헤드의 구성]
도24는 도20 또는 도23에 도시된 잉크젯 기록 헤드 기판을 갖고 제조된 잉크젯 기록 헤드의 구성의 개략도이다.
도20 또는 23에 도시된 잉크젯 기록 헤드 기판으로써 제공되는 장치 기 부(52)에서, 전열 변환기(히터, 41)의 복수의 어레이가 배열된다. 전열 변환기(41)는 전류의 유동에 의해 야기되는 열에 의해 발생된 기포에 의해 토출 오리피스(53)로부터 잉크를 토출하도록 제공된다. 배선 전극(54)은 각각의 전열 변환기용으로 제공된다. 배선 전극(54)의 일단부는 전술한 절환 장치(42)에 전기적으로 접속된다. 전열 변환기(41)에 대향되어 위치되고 토출 오리피스(53)에 잉크를 공급하기 위한 잉크 채널(55)은 각각의 토출 오리피스(53)에 대응하도록 제공된다. 토출 오리피스(53)와 잉크 채널(55)을 구성하는 벽은 홈가공 부재(grooved member, 56)로 구성된다. 홈가공 부재(56)를 장치 기부(52)에 부착함으로써 잉크 채널(55)과 복수개의 잉크 채널로 잉크를 공급하는 공통 액체 챔버(57)(잉크 공급 포트)를 형성한다.
도25는 도20 또는 23에 도시된 잉크젯 기록 헤드 기판으로써 제공되는 장치 기부(52)와 결합하는 잉크젯 기록 헤드의 구성을 도시한다. 장치 기부(52)는 프레임 부재(58)에 결합된다. 도24에 도시된 토출 오리피스(53)와 잉크 채널(55)을 구성하는 부재(56)는 장치 기부(52)에 부착된다. 장치 측으로부터 전기 신호를 수용하기 위한 접촉 패드(59)가 제공된다. 다양한 구동 신호를 나타내는 전기 신호는 장치 주 유닛의 제어기로부터 가요성 기록 배선 기판(60)을 통해 장치 기부(52)로 공급된다.
전술한 잉크젯 기록 헤드는 양호하게는 도1a 및 19를 참조하여 설명된 전술한 잉크젯 프린터에 채용된다.
[다른 실시예]
전술한 실시예는 잉크젯 기록 방법에 의해 기록을 수행하는 잉크젯 기록 헤드와 잉크젯 기록 헤드를 채용한 프린터의 예를 설명하였지만, 본 발명은 잉크젯 기록 방법과 다른 기록 방법을 이용하는 기록 헤드와 이러한 잉크젯 기록 헤드를 채용한 프린터에도 적용 가능하다는 것에 주의한다.
이러한 경우, 전술한 실시예의 잉크 액적의 크기는 토출 오리피스(도트)의 크기에 상응하고, 각각의 토출 오리피스(노즐) 또는 세그(seg)는 기록 헤드의 토출 오리피스에 상응하고, "열" 또는 "토출"과 같은 용어는 "구동"에 상응한다.
게다가, 기록 헤드의 기록 방법은 전술한 실시예들의 직렬 방법에 제한되지 않는다. 본 발명은 기록 영역의 길이에 상응하는 토출 오리피스 어레이를 갖고 기록 헤드에 대해 기록 매체를 이동시키는 기록 헤드를 활용함으로써 기록을 실현하는 소위 전체 라인 기록 방법에 적합한 프린터에 적용 가능하다.
전술한 각각의 실시예들은 잉크 토출을 실행하기 위한 에너지로써 열 에너지를 발생시키기 위한 수단(예를 들어, 전열 변환기 등)을 포함하고 열 에너지에 의해 잉크 상태의 변화를 야기하는 프린터를 예로 들었다. 이러한 잉크젯 프린터 및 기록 방법에 따라, 고밀도, 고정밀 기록 작동이 달성될 수 있다.
잉크젯 기록 시스템의 통상적인 배열과 원리로써, 예를 들어 미국 특허 제4,723,129호 및 제4,740,796호에 개시된 기본 원리를 이용함으로써 수행되는 것이 양호하다. 전술한 시스템은 소위 온-디맨드(on-demand) 형식 및 연속 형식 중의 하나에 적용 가능하다. 특히, 온-디맨드 형식의 경우, 시트 또는 액체(잉크)를 보유하는 액체 채널에 상응하여 배열된 각각의 전열 변환기에 기록 정보에 상응하고 핵 비등을 초과하는 신속한 온도 상승이 주어지는 적어도 하나의 구동 신호를 인가함으로써, 기록 헤드의 열 활성 표면에 막 비등을 달성하기 위해 전열 변환기에 의해 열 에너지가 발생되고, 따라서 기포가 구동 신호에 일 대 일로 상응하여 액체(잉크)에서 형성될 수 있기 때문에 효과적이다.
기포의 성장과 수축에 의해 토출 개구를 통해 액체(잉크)를 토출함으로써, 적어도 하나의 액적이 형성된다. 구동 신호가 펄스 신호로써 인가되면, 기포의 성장 및 수축은 특히 우수한 반응 특성을 갖는 액체(잉크)의 토출을 달성하도록 신속하고 적합하게 얻어질 수 있다.
펄스 구동 신호로써, 미국 특허 제4,463,359호 및 제4,345,262호에 개시된 신호가 적합하다. 최고 품질의 기록이 열 활성 표면의 온도 상승률에 따른 미국 특허 제4,313,124호의 발명에 개시된 상태를 이용하여 수행될 수 있다는 것에 주의한다.
기록 헤드의 배열로써, 전술한 설명에서 개시된 바와 같이, 토출 노즐, 액체 채널 및 전열 변환기(선형 액체 채널 또는 직각 액체 채널)의 조합과 같은 배열에 부가하여, 가요 영역에 배열된 열 활성 표면을 갖는 배열을 개시한 미국 특허 제4,558,333호 및 제4,459,600호를 이용한 배열 또한 본 발명에 포함될 수 있다.
게다가, 장치 주 유닛에 전기적으로 접속되고 장치 주 유닛에 장착되어 장치 주 유닛으로부터 잉크를 수용할 수 있는 전술한 실시예에 기재된 바와 같은 교환 가능한 칩 형식 기록 헤드뿐만 아니라, 잉크 탱크가 기록 헤드 자체에 일체식으로 배열될 수 있는 카트리지식 기록 헤드도 본 발명에 적용 가능하다.
본 발명의 프린터 배열로써 제공된 기록 헤드, 예비 보조 수단 등을 위해 복귀 수단을 추가하는 것은 기록 작동을 더 안정적으로 할 수 있기 때문에 바람직하다. 이러한 수단의 예는 기록 헤드, 캐핑 수단, 세척 수단, 가압 또는 흡입 수단, 전열 변환기를 이용한 보조 가열 수단, 다른 가열 소자 또는 그의 조합을 포함한다. 기록 중에 독립적으로 토출을 수행하는 보조 토출 모드를 제공하여 안정적인 기록에 또한 효과적이다.
게다가, 프린터의 기록 모드로써, 흑색 등과 같은 주 색상만 사용하는 기록 모드뿐만 아니라, 복수개의 상이한 색상을 이용한 다중 색상 모드 또는 색상 혼합에 의한 총천연색 모드 중 적어도 하나가 일체식 기록 헤드를 이용한 또는 복수개의 기록 헤드를 결합한 프린터에 실시될 수 있다.
명백한 바와 같이, 본 발명의 많은 다양한 실시예가 그 사상과 범주로부터 벗어남 없이 실시될 수 있어서, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 한정된 것을 제외하고는 특정 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 알 수 있다.
상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출시키는 복수 형태의 토출 오리피스를 구비한 기록 헤드의 가격을 감소시는 것이 가능하고, 기록 헤드의 구동을 용이하게 제어하는 것이 가능하다.

Claims (3)

  1. 상대적으로 상이한 양의 잉크를 토출하는 제1 및 제2 토출 오리피스를 구비하고, 상기 토출 오리피스는 제1 및 제2 토출 오리피스를 포함하는 n 개의 토출 오리피스를 각각 구비한 m 개의 그룹으로 분할되는 잉크젯 기록 헤드이며,
    직렬로 입력되는 기록 데이터를 순차적으로 저장하기 위한 저장 수단과,
    상기 저장 수단에 저장된 기록 데이터를 유지하기 위한 유지 수단과,
    제1 또는 제2 토출 오리피스 중 어느 것이 잉크를 토출하기 위해 사용될 것인지를 지시하는 선택 신호, 상기 유지 수단에 의해 유지되는 기록 데이터, 및 구동 기간을 지시하는 구동 신호에 따라 개별 기록 소자들을 구동하기 위한 구동 제어 회로와,
    기록 데이터 및 선택 신호가 직렬로 입력되는 신호선과,
    각각의 토출 오리피스에 대응하여 구비된 m × n 개의 구동 회로와,
    입력 데이터를 m 개의 토출 오리피스에 대응하는 화상 데이터와 n 개의 토출 오리피스로부터 잉크를 토출하기 위해 사용되도록 토출 오리피스 중 하나를 선택하는 선택 신호로 분리하기 위한 선택 데이터 전송 회로와,
    각각의 그룹의 유닛의 화상 데이터를 m 개 그룹의 각각을 구성하는 토출 오리피스에 대응하는 구동 제어 회로로 공급하기 위해 상기 선택 데이터 전송 회로로부터 수신되고 m 개의 토출 오리피스에 대응하는 화상 데이터를 입력하는 유지 회로와,
    상기 구동 제어 회로를 통해 잉크를 토출하기 위해 사용되는 토출 오리피스를 선택하기 위해 상기 선택 데이터 전송 회로로부터 수신된 선택 신호를 입력하는 선택 데이터 유지 회로를 포함하고,
    상기 n 개의 토출 오리피스는 중심 상의 잉크 공급 오리피스와 지그재그 방식으로 서로에 대해 대향 배열되고, 상기 선택 데이터 유지 회로는 각각의 그룹을 구성하는 n개의 토출 오리피스 중 하나를 선택하는 잉크젯 기록 헤드.
  2. 제1항에 있어서, n 개의 토출 오리피스는 상이한 크기를 갖는 히터를 구비하고, 발생된 열 에너지에 의해 토출 오리피스로부터 토출된 잉크의 양은 상이한 잉크젯 기록 헤드.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 상기 구동 회로는 DMOS 트랜지스터로 구성되는 잉크젯 기록 헤드.
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