KR20070078206A - Driving nethod of ink-jet printhead adopting piezoelectric actuator - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 내지 도 1c는 종래의 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드의 구동방법에 따른 잉크 액적의 크기의 감소를 설명하는 도면들.1A to 1C are views for explaining a reduction in the size of ink droplets in accordance with a conventional method for driving a piezoelectric inkjet printhead.
도 2는 본 발명의 구동방법에 적용되는 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구조의 일예를 도시한 수직단면도.Figure 2 is a vertical cross-sectional view showing an example of the structure of a piezoelectric inkjet printhead applied to the driving method of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법의 제1실시예에 따른 구동펄스의 형태를 도시한 도면.3 is a view showing the shape of a driving pulse according to a first embodiment of a method of driving a piezoelectric inkjet printhead according to the present invention;
도 4는 구동펄스의 구동전압의 변화에 따른 압전막의 거동을 도시한 그래프.4 is a graph showing the behavior of a piezoelectric film according to a change in a driving voltage of a driving pulse.
도 5는 본 발명에 따른 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법의 제2실시예에 따른 구동펄스의 형태를 도시한 도면.5 is a view showing the shape of a driving pulse according to a second embodiment of a method of driving a piezoelectric inkjet printhead according to the present invention;
도 6은 구동펄스의 지속시간의 변화에 따른 압전막의 거동을 도시한 그래프.6 is a graph showing the behavior of a piezoelectric film with a change in the duration of a driving pulse.
도 7은 본 발명에 따른 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법의 제3실시예에 따른 구동펄스의 형태를 도시한 도면.7 is a view showing the shape of a driving pulse according to a third embodiment of the method for driving a piezoelectric inkjet printhead according to the present invention;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110...유로형성 기판 111...압력 챔버110 ... Euro-forming
112...리스트릭터 113...매니폴드112 ... Lister 113 ... Manifold
114...진동판 120...노즐 기판114
122...노즐 131...실리콘 산화막122
140...압전 액츄에이터 141...하부 전극140
142...압전막 143...상부 전극142
본 발명은 잉크젯 프린트헤드의 구동방법에 관한 것으로서, 특히 압전 방식에 의하여 잉크를 토출하는 잉크젯 프린트헤드의 구동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of driving an inkjet printhead, and more particularly, to a method of driving an inkjet printhead for ejecting ink by a piezoelectric method.
일반적으로 잉크젯 프린트헤드는, 인쇄용 잉크의 미소한 액적(droplet)을 기록용지 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상으로 인쇄하는 장치이다. 이러한 잉크젯 프린트헤드는 잉크 토출 방식에 따라 크게 두 가지로 나뉠 수 있다. 그 하나는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크를 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트헤드이고, 다른 하나는 압전체를 사용하여 그 압전체의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크를 토출시키는 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드이다. In general, an inkjet printhead is an apparatus for ejecting a small droplet of printing ink to a desired position on a recording sheet to print an image of a predetermined color. Such inkjet printheads can be classified into two types according to ink ejection methods. One is a heat-driven inkjet printhead that generates bubbles in the ink by using a heat source and discharges the ink by the expansion force of the bubbles. The other is a piezoelectric inkjet printhead. It is a piezoelectric inkjet printhead which discharges ink by an applied pressure.
압전 방식의 잉크젯 프린트헤드는 잉크 유로를 구성하는 매니폴드와 다수의 리스트릭터 및 다수의 압력 챔버를 포함하는 잉크 유로와, 다수의 압력 챔버와 연통된 다수의 노즐, 및 다수의 압력 챔버에 토출압력을 제공하는 압전 액츄에이터를 구비한다. 매니폴드는 잉크 저장고로부터 유입된 잉크를 다수의 압력 챔버로 공급 하는 통로이다. 리스트릭터는 매니폴드로부터 압력 챔버 내부로 잉크가 유입되는 통로이다. 압력 챔버는 토출될 잉크가 채워지는 곳이다. 압력 챔버는 압전 액츄에이터는 압력 챔버의 부피를 변화시킴으로써 잉크의 토출 또는 유입을 위한 압력변화를 유발한다. The piezoelectric inkjet printhead includes an ink flow path including a manifold constituting an ink flow path, a plurality of restrictors, and a plurality of pressure chambers, a plurality of nozzles in communication with the plurality of pressure chambers, and a plurality of discharge pressures in the pressure chambers. It is provided with a piezoelectric actuator. The manifold is a passage for supplying ink flowing from the ink reservoir to the plurality of pressure chambers. The restrictor is a passage through which ink flows from the manifold into the pressure chamber. The pressure chamber is where the ink to be ejected is filled. The pressure chamber causes the piezoelectric actuator to change the pressure of the ink by changing the volume of the pressure chamber.
도 1a, 도 1b, 도 1c는 인쇄를 시작하는 초기 상태의 노즐의 메니스커스의 상태와 토출되는 잉크 액적의 크기를 도시한 것이다. 도 1a를 보면, 인쇄작업을 수행하지 않고 있는 경우에는 메니스커스의 노즐의 선단부에까지 쳐져있다. 압전 액츄에이터에 구동펄스가 인가되면 노즐을 통하여 잉크 액적이 토출된다. 그리고 나서 잉크가 압력 챔버로 유입되면서 메니스커스는 다시 도 1a에 도시된 상태로 복귀된다. 다시 동일한 지속시간(duraton)과 구동전압(driving voltage)을 갖는 구동펄스를 압전 액츄에이터에 인가하면 동일한 크기의 잉크 액적이 토출된다.1A, 1B and 1C show the state of the meniscus of the nozzle in the initial state of starting printing and the size of the ejected ink droplets. Referring to Fig. 1A, in the case where the printing operation is not performed, it reaches the tip of the nozzle of the meniscus. When a driving pulse is applied to the piezoelectric actuator, ink droplets are ejected through the nozzle. The meniscus then returns to the state shown in FIG. 1A as the ink enters the pressure chamber. Again, when a driving pulse having the same duration and driving voltage is applied to the piezoelectric actuator, ink droplets of the same size are ejected.
인쇄작업을 수행하지 않고 있는 동안에는 잉크 유로를 통한 잉크의 흐름이 없다. 인쇄를 시작한 초기에는 잉크의 점성에 의한 잉크 유로 내의 유동저항과 잉크의 관성의 영향으로 인하여 압력 챔버와 노즐에 잉크가 신속하게 충진되지 못한다. 따라서, 매니스커스는 도 1b에 도시된 바와 같이 노즐의 선단부로부터 약간 후퇴된다. 이 상태에서 다시 동일한 지속시간과 구동전압을 갖는 구동펄스를 압전 액츄에이터에 인가하면 토출되는 잉크 액적의 크기가 작아진다. 매니스커스는 다시 도 3c에 도시된 바와 같이 노즐의 선단부로부터 더 후퇴되며, 이 상태에서 또 다시 동일한 지속시간과 구동전압을 갖는 구동펄스를 압전 액츄에이터에 인가하면 토출되는 잉크 액적의 크기가 더 작아진다. There is no flow of ink through the ink flow path while the print job is not being performed. In the early stage of printing, ink cannot be rapidly filled in the pressure chamber and the nozzle due to the influence of the flow resistance in the ink flow path and the inertia of the ink due to the viscosity of the ink. Thus, the meniscus is slightly retracted from the tip of the nozzle as shown in FIG. 1B. In this state, when a driving pulse having the same duration and driving voltage is applied to the piezoelectric actuator again, the size of the ejected ink droplet is reduced. The meniscus is further retracted from the tip of the nozzle as shown in FIG. 3C. In this state, when the driving pulse having the same duration and driving voltage is applied to the piezoelectric actuator again, the size of the ejected ink droplet is smaller. .
본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 균일한 크기의 잉크 액적을 토출할 수 있는 압전 방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the necessity as described above, and an object thereof is to provide a method for driving a piezoelectric inkjet printhead capable of ejecting ink droplets of uniform size.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법은, 압전 액츄에이터를 이용하여 압력 챔버의 부피를 변화시킴으로써 토출압력을 생성시켜 노즐을 통하여 잉크를 토출하는 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법에 있어서, 인쇄 초기에 상기 노즐 내의 매니스커스의 위치가 안정될 때까지 구동 전압과 그 지속시간 중 적어도 어느 하나가 변화되는 형태의 초기 구동펄스를 상기 압전 액추에이터에 인가하여 토출되는 잉크 액적의 부피를 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.The piezoelectric inkjet printhead driving method of the present invention for achieving the above object is a piezoelectric inkjet printhead of the piezoelectric inkjet printhead for generating a discharge pressure by changing the volume of the pressure chamber using a piezoelectric actuator to discharge ink through the nozzle In the driving method, the ink liquid discharged by applying to the piezoelectric actuator an initial driving pulse of a form in which at least one of the driving voltage and its duration is changed until the position of the meniscus in the nozzle is stabilized at the beginning of printing. It is characterized by maintaining a constant volume of the enemy.
일 실시예로서, 상기 초기 구동펄스의 지속시간은 고정시키고, 구동 전압을 점차적으로 증가시킨다. In one embodiment, the duration of the initial drive pulse is fixed and the drive voltage is gradually increased.
일 실시예로서, 상기 초기 구동펄스의 구동 전압을 고정시키고, 지속시간이 점차적으로 증가시킨다. In one embodiment, the driving voltage of the initial driving pulse is fixed, and the duration is gradually increased.
일 실시예로서, 상기 초기 구동펄스의 구동 전압과 지연시간의 곱을 점차적으로 증가시킨다.In one embodiment, the product of the driving voltage and the delay time of the initial driving pulse is gradually increased.
일 실시예로서, 상기 초기 구동 펄스의 수는 10개 이내인 것이 바람직하다.In one embodiment, the number of the initial driving pulses is preferably within 10.
일 실시예로서, 상기 노즐 내의 매니스커스의 위치가 안정된 후에는 최후의 구동 전압과 지속시간을 갖는 구동펄스를 상기 압전 액츄에이터에 인가한다. In one embodiment, after the position of the meniscus in the nozzle is stabilized, a driving pulse having a last driving voltage and a duration is applied to the piezoelectric actuator.
이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 또한, 한 층이 기판이나 다른 층의 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 그 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제 3의 층이 존재할 수도 있다. 이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, when one layer is described as being on top of a substrate or another layer, the layer may be present over and in direct contact with the substrate or another layer, with a third layer in between. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 구동방법이 적용되는 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 일 실시예의 수직 단면도이다. 2 is a vertical cross-sectional view of an embodiment of a piezoelectric inkjet printhead to which a driving method according to the present invention is applied.
도 2를 보면, 압전방식 잉크젯 프린트헤드는 잉크유로가 형성된 유로형성 기판(110)과, 잉크 토출압력을 제공하기 위한 안전 액츄에이터(140)를 포함한다. 유로형성 기판(110)에는 압력 챔버(111)와, 압력 챔버(111)에 잉크를 공급하기 위한 매니폴드(113) 및 리스트릭터(112)가 마련된다. 유로형성 기판(110)에는 압력 챔버(111)와 연통되며 잉크가 토출되는 노즐(122)이 형성된 노즐 기판(120)이 접합된다. 압력 챔버(111)의 상부에는 압전 액츄에이터(140)의 구동에 의해 변형되는 진동판(114)이 마련된다. 유로형성 기판(110)과 노즐 기판(120)에 의하여 잉크유로가 정의된다. Referring to FIG. 2, the piezoelectric inkjet printhead includes a flow
압전 액츄에이터(140)는 유로형성 기판(110)의 상부에 형성되어, 압력 챔버(111)에 잉크의 토출을 위한 구동력을 제공하는 역할을 한다. 압전 액츄에이터 (140)는, 공통 전극의 역할을 하는 하부 전극(141)과, 전압의 인가에 따라 변형되는 압전막(142)과, 구동 전극의 역할을 하는 상부 전극(143)을 구비하며, 하부 전극(141), 압전막(142) 및 상부 전극(143)이 유로형성 기판(110) 위에 순차적으로 적층된 구조를 가진다. The
하부 전극(141)은 압력 챔버(111)가 형성된 유로형성 기판(110) 상에 형성된다. 유로형성 기판(110)이 실리콘 웨이퍼로 이루어진 경우에는, 유로형성 기판(110)과 하부 전극(141)의 사이에 절연막으로 실리콘 산화막(131)이 형성될 수 있다. 하부 전극(141)은 도전성을 가진 금속 물질로 이루어진다. 하부 전극(141)은 하나의 금속층으로 이루어질 수도 있으나. Ti 층과 Pt 층의 두 개의 금속층으로 이루어진 것이 바람직하다. Ti/Pt 층으로 이루어진 하부 전극(141)은 공통 전극의 역할을 할 뿐만 아니라, 그 위에 형성되는 압전막(142)과 그 아래의 유로형성 기판(110) 사이의 상호 확산(inter-diffusion)을 방지하는 확산방지층(diffusion barrier layer)의 역할도 하게 된다. The
압전막(142)은 하부 전극(141) 위에 형성되며, 압력 챔버(111)에 대응하는 위치에 배치된다. 압전막(142)은 압전물질, 바람직하게는 PZT(Lead Zirconate Titanate) 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 페이스트 상태의 압전물질을 실리콘 산화막(131) 위에 스크린 프린팅(screen printing)에 의해 소정 두께로 도포함으로써 압전막(142)을 형성한다. The
본딩 패드(144)는 상부 전극(143)과 전압 인가용 구동 회로, 예컨대 플렉시블 인쇄 회로(150)를 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 그 상면에는 플렉시블 인 쇄 회로(150)의 배선(151)이 본딩된다. 본딩 패드(144)는 압력 챔버(111)에 인접하도록 배치되며, 하부 전극(141)과 동일한 평면 상에, 즉 실리콘 산화막(131) 상에 하부 전극(131)과는 절연되도록 형성된다. 본딩 패드(144)와 하부 전극(141)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 본딩 패드(114)는 하부 전극(141)을 관통하도록 형성된 트렌치(134)에 의해 둘러싸여 하부 전극(141)과 절연된다. 본딩 패드(144)의 폭은 상부 전극(143)의 폭보다 넓게, 바람직하게는 압전막(142)의 폭보다 넓게 정의 될 수 있다. 본딩 패드(144)는 도전성 금속 물질로 형성된다. The
상부 전극(143)은 압전막(142)에 전압을 인가하는 구동 전극의 역할을 하는 것으로, 압전막(142) 위에 형성되며, 본딩 패드(144)에 까지 연장된다. 압전 액츄에이터를 구동하기 위한 구동 펄스는 플렉시블 인쇄 회로(150)를 통하여 상부 전극(143)에 인가된다. The
도 2에 도시된 유로형성 기판(110)과 노즐 기판(120) 및 압전 액츄에이터(140)의 구조은 단지 일 례에 불과하다. 즉, 압전 방식의 잉크젯 프린트헤드에는 다양한 구조의 잉크 유로가 마련될 수 있으며, 이러한 잉크 유로는 도 3에 도시된 두 개의 기판(110, 120)이 아니라 그 보다 많은 다수의 기판을 사용하여 형성될 수도 있다. 또, 압전 액츄에이터(140)의 구조와 압전 액츄에이터에 구동 펄스를 인가하기 위한 연결구조도 다양한 구조로 변형될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명은, 잉크 유로의 구조, 압전 액츄에이터(140)의 구조, 압전 액츄에이터와 전압 인가용 구동 회로의 연결을 위한 구조에 특징이 있는 것이 아니라, 인쇄 초기에 토출되는 잉크 액적의 크기를 동일하게 유지하기 위한 구동방법에 그 특징이 있음을 미리 밝혀 둔다.The structure of the flow
구동 펄스를 상부 전극(143)에 인가하면 압전막(142)의 길이가 변화되고, 이에 의하여 진동판(114)이 진동되어 압력 챔버(111)의 부피가 변한다. 이 부피 변화에 의하여 압력 챔버(111) 내의 잉크는 노즐(122)을 통하여 토출된다. 인쇄를 시작한 초기에는 잉크의 점성에 의한 잉크 유로 내의 유동저항과 잉크의 관성의 영향으로 인하여 압력 챔버(111)와 노즐(122)에 잉크가 신속하게 충진되지 못한다. 따라서, 일정한 구동 전압과 지속시간을 갖는 구동펄스를 상부 전극(143)에 인가하면 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이 토출되는 잉크 액적의 크기가 점차 작아진다. 잉크 액적의 크기의 감소는 잉크의 점도가 높을수록, 또 구동펄스의 주파수가 높을수록 심하다. 고속인쇄에 의하여 고품질의 인쇄화상을 구현하기 위하여는 토출되는 잉크 액적의 크기가 일정하여야 한다. 또, 근래에 들어 잉크젯 프린팅 방식은 액정표시장치의 칼라 필터의 제조공정, 유기발광다이오드(OLED)의 발광층의 제조공정, 유기박막트랜지스터(OTFT)의 제조공정에 응용되고 있다. 또, 상술한 제조공정에 사용되는 잉크에는 칼라 필터용 안료, 유기발광물질, 반도체 물질이 포함되어 있기 때문에 사무용 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크보다 점도가 높다. 또, 제조공정의 고속화에 대응하기 위하여 구동펄스의 주파수를 높이려는 시도가 행해지고 있다. 따라서, 잉크 액적의 크기의 높은 균일도가 요구된다. When the driving pulse is applied to the
이와 같이 잉크 액적의 크기가 일정해지기 전까지를 인쇄 초기라고 정의한다. 본 발명에 따른 구동방법은, 인쇄 초기에 가해지는 구동펄스의 전압과 지속시간을 변화시킴으로써 인쇄초기에도 일정한 크기의 잉크 액적을 토출할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.In this manner, the initial printing is defined until the ink droplet becomes constant. The driving method according to the present invention is characterized in that the ink droplets of a predetermined size can be discharged even in the initial printing stage by changing the voltage and the duration of the driving pulse applied at the beginning of printing.
이를 본 발명에 따른 구동방법의 제1실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄 초기에는 구동 펄스의 지속시간(d1)을 일정하게 하고, 구동 전압(V1<V2<V3)을 점차 크게 하는 방안을 고려할 수 있다. 구동 전압은 압전막(142)의 변형속도 및 변위의 크기와 관계가 있다. 도 4는 구동 펄스의 구동 전압과 압전막(142)의 변위와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 4를 보면, 구동 전압(V1<V2<V3)이 커질수록 압전막(142)의 변형 속도는 빨라지며 변위가 증가된다. 압전막(142)의 변위가 커질수록 압력 챔버(111)의 부피변화는 커지며 토출되는 잉크 액적의 크기가 커진다. 인쇄를 시작하여 구동전압이 V1(예를 들면 60V), 지속시간(d1=4㎲)인 구동펄스(PV1)가 인가되면 첫 번째 잉크 액적이 토출된다. 그러면 매니스커스는 도 1b에 도시된 바와 같이 노즐(122)의 선단부로부터 약간 후퇴된다. 이 상태에서 구동펄스(PV1)을 다시 인가하면 도 1b에 도시된 바와 같이 잉크 액적의 크기가 작아진다. 하지만, 본 실시예의 구동방법에 따르면, 구동전압이 V2((예를 들면 65V)인 구동펄스(PV2)를 인가한다. 그러면, 압전막(142)의 변위가 구동전압(PV1)을 인가한 때보다 커져서 토출되는 잉크 액적의 크기를 증가시킨다. 즉, 압전막(142)의 변위를 증가시킴으로써 매니스커스의 후퇴에 의하여 줄어드는 잉크 액적의 크기를 보상한다. 이에 의하여 두 번째로 토출되는 잉크 액적의 크기는 첫 번째로 토출된 잉크 액적의 크기와 거의 동일하게 할 수 있다. 두 번째 잉크 액적이 토출된 후에 매니스커스는 도 1c에 도시된 바와 같이 노즐(122)의 선단부로부터 다시 좀 더 후퇴된다. 구동전압이 V3((예를 들면 70V)인 구동펄스(PV3)를 인가함으로써 매니스커스의 후퇴에 의하여 줄어드는 잉크 액적의 크기를 보상하여 역시 동일한 크기의 세 번 잉크 액적을 토출할 수 있다. As a first embodiment of the driving method according to the present invention, as shown in FIG. 3, the duration d1 of the driving pulse is constant at the beginning of printing, and the driving voltage V 1 <V 2 <V 3 is maintained. You might consider increasing it gradually. The driving voltage is related to the strain rate and the magnitude of the displacement of the
본 발명에 따른 구동방법의 제2실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이 인쇄 초기에는 구동 펄스의 구동전압(V1)을 일정하게 하고, 지속시간(d1<d2<d3)을 점차 크게 하는 방안을 고려할 수 있다. 도 6은 구동 펄스의 지속시간(d1<d2<d3)과 압전막(142)의 변위와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 6을 보면, 지속시간(d1<d2<d3)이 커질수록 압전막(142)의 변위가 증가된다. 압전막(142)의 변위가 커질수록 압력 챔버(111)의 부피변화는 커지며 토출되는 잉크 액적의 크기가 커진다. 인쇄를 시작하여 구동전압이 V1(예를 들면 60V), 지속시간(d1=4㎲)인 구동펄스(PD1)가 인가되면 첫 번째 잉크 액적이 토출된다. 그러면 매니스커스는 도 1b에 도시된 바와 같이 노즐(122)의 선단부로부터 약간 후퇴된다. 이 상태에서 구동펄스(PD1)을 다시 인가하면 도 1b에 도시된 바와 같이 잉크 액적의 크기가 작아진다. 하지만, 본 실시예의 구동방법에 따르면, 지속시간이 d2((예를 들면 5㎲)인 구동펄스(PD2)를 인가한다. 그러면, 압전막(142)의 변위가 구동전압(PD1)을 인가한 때보다 커져서 토출되는 잉크 액적의 크기를 증가시킨다. 즉, 압전막(142)의 변위를 증가시킴으로써 매니스커스의 후퇴에 의하여 줄어드는 잉크 액적의 크기를 보상한다. 이에 의하여 두 번째로 토출되는 잉크 액적의 크기는 첫 번째로 토출된 잉크 액적의 크기와 거의 동일 하게 할 수 있다. 두 번째 잉크 액적이 토출된 후에 매니스커스는 도 1c에 도시된 바와 같이 노즐(122)의 선단부로부터 다시 좀 더 후퇴된다. 지속시간이 d3((예를 들면 6㎲)인 구동펄스(P3)를 인가함으로써 매니스커스의 후퇴에 의하여 줄어드는 잉크 액적의 크기를 보상하여 역시 동일한 크기의 세 번 잉크 액적을 토출할 수 있다.As a second embodiment of the driving method according to the present invention, as shown in Fig. 5, in the initial stage of printing, the driving voltage V 1 of the driving pulse is made constant and the duration d 1 <d 2 <d 3 is set. You might consider increasing it gradually. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the driving time duration d 1 <d 2 <d 3 and the displacement of the
본 발명에 따른 구동방법의 제3실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 인쇄 초기에는 구동전압(V4, V5, V6)과 지속시간(d4, d5, d6)이 모두 변하는 형태의 구동펄스(PVD1, PVD2, PVD3)을 인가하는 방안을 고려할 수 있다. 이 때, V4d4<V5d5<V6d6이 되도록 구동전압(V4, V5, V6)과 지속시간(d4, d5, d6)을 조절함으로써 상술한 제1, 제2실시예에 의한 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있다.As a third embodiment of the driving method according to the present invention, as shown in Figure 7, the initial driving voltage (V 4 , V 5 , V 6 ) and the driving time (PVD1, PVD2, PVD3) in which the durations d 4 , d 5 , and d 6 all change may be considered. At this time, the driving voltage V 4 , 4 to be V 4 d 4 <V 5 d 5 <V 6 d 6 V 5 , By adjusting V 6 ) and the durations d 4 , d 5 , d 6 , the same effects as in the above-described first and second embodiments can be obtained.
이와 같은 구동방법에 의하여 인쇄초기에도 동일한 크기의 잉크 액적을 토출할 수 있다. 몇번째 구동펄스까지 구동전압 및/또는 지연시간을 변화시킬 것인지는 잉크의 점도와 구동펄스의 주파수 및 프린트헤드의 구조에 따라 달라질 수 있지만, 대체로 10번째 구동펄스 정도까지 구동펄스까지 구동전압 및/또는 지연시간을 변화시키면 매니스커스의 위치가 거의 안정단계에 들어선다. By such a driving method, ink droplets of the same size can be discharged even at the beginning of printing. The number of driving voltages and / or delay times to which the driving pulses may vary depends on the viscosity of the ink, the frequency of the driving pulses, and the structure of the printhead. By changing the delay time, the meniscus's position is almost stable.
압전 액츄에이터(140)에 구동펄스를 연속적으로 인가하면 잉크 액적의 크기는 계속 감소되다가, 잉크 유로 내의 잉크의 유동이 정상 상태에 도달되면 매니스커스의 위치도 고정되고 이 때부터는 일정한 크기의 잉크 액적이 연속적으로 토출된다. 따라서, 도 3, 5, 7에 도시된 바와 같은 구동펄스에 의하여 매니스커스의 위 치가 안정 단계에 들어서면 이후에는 일정한 구동펄스를 지속적으로 인가함으로써 지속적으로 일정한 크기의 잉크 액적을 토출할 수 있다. 이 때, 최후의 구동펄스(PV3, PD3, PVD3)를 지속적으로 인가할 수 있다. When the driving pulse is continuously applied to the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압전방식 잉크젯 프린트헤드의 구동방법에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the driving method of the piezoelectric inkjet printhead according to the present invention, the following effects can be obtained.
종래에는 인쇄초기에는 잉크 액적의 크기가 불균일하여 고속으로 고화질을 구현하기가 어려웠다. 특히, 액정표시장치의 칼라 필터의 제조공정, 유기발광다이오드(OLED)의 발광층의 제조공정, 유기박막트랜지스터(OTFT)의 제조공정 등에 적용될 경우에, 토출된 잉크에 의하여 형성되는 박막의 두께가 불균일해지는 문제가 있었다. 하지만, 본 발명에 따른 구동방법을 적용하면 인쇄 초기부터 일정한 크기의 잉크 액적을 토출할 수 있다. 따라서, 고속, 고화질의 인쇄가 가능하다. 또, 고점도의 잉크를 사용하는 액정표시장치의 칼라 필터의 제조공정, 유기발광다이오드(OLED)의 발광층의 제조공정, 유기박막트랜지스터(OTFT)의 제조공정 등의 산업공정에 적용될 경우에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있으며, 제조공정의 속도를 향상시킬 수 있다. In the past, it was difficult to realize high quality at high speed because ink droplets were uneven in the initial printing stage. In particular, when applied to the manufacturing process of the color filter of the liquid crystal display device, the manufacturing process of the light emitting layer of the organic light emitting diode (OLED), the manufacturing process of the organic thin film transistor (OTFT), etc., the thickness of the thin film formed by the discharged ink is uneven. There was a problem of getting lost. However, if the driving method according to the present invention is applied, ink droplets of a predetermined size can be discharged from the beginning of printing. Therefore, high speed and high quality printing is possible. In addition, when applied to industrial processes, such as the manufacturing process of the color filter of a liquid crystal display device using a high viscosity ink, the manufacturing process of the light emitting layer of an organic light emitting diode (OLED), and the manufacturing process of an organic thin film transistor (OTFT), uniform thickness is carried out. It can form a thin film, and can improve the speed of the manufacturing process.
또, 종래에는 잉크 액적의 크기가 안정될 때까지 잉크를 수 회 토출하여 버린 후에 인쇄를 수행함으로써 잉크의 소모가 많았으나, 본 발명의 구동방법에 따르면 인쇄초기에도 동일한 크기의 잉크 액적을 토출할 수 있으므로 잉크 사용율을 향상시킬 수 있다. In the past, the ink was consumed by discharging the ink several times until the ink droplet was stabilized and then printing. However, according to the driving method of the present invention, ink droplets having the same size can be discharged even at the beginning of printing. It is possible to improve the ink utilization rate.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the appended claims.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060008247A KR20070078206A (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Driving nethod of ink-jet printhead adopting piezoelectric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060008247A KR20070078206A (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Driving nethod of ink-jet printhead adopting piezoelectric actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070078206A true KR20070078206A (en) | 2007-07-31 |
Family
ID=38502583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020060008247A KR20070078206A (en) | 2006-01-26 | 2006-01-26 | Driving nethod of ink-jet printhead adopting piezoelectric actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8342623B2 (en) | 2009-12-09 | 2013-01-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of adjusting ink ejection characteristics of inkjet printing apparatus and driving the inkjet printing apparatus |
WO2013187871A1 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | Hewlett Packard Development Company, L.P. | Piezo actuator modulation using plural waveforms |
-
2006
- 2006-01-26 KR KR1020060008247A patent/KR20070078206A/en not_active Application Discontinuation
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US8342623B2 (en) | 2009-12-09 | 2013-01-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of adjusting ink ejection characteristics of inkjet printing apparatus and driving the inkjet printing apparatus |
WO2013187871A1 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | Hewlett Packard Development Company, L.P. | Piezo actuator modulation using plural waveforms |
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