KR20070087223A - 잉크 분사 프린팅 - Google Patents

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폴 에이. 호이징톤
딘 에이. 가드너
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후지필름 디마틱스, 인크.
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Abstract

일반적으로, 일 측면에서, 본 발명은 다수의 잉크 분사구를 가진 잉크젯 모듈을 구동하는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은, 잉크젯 모듈에 제 1 펄스와 제 2 펄스를 포함하는 전압 파형을 인가하는 단계, 제 1 펄스가 인가됨과 동시에 하나 이상의 잉크 분사구를 작동시키는 단계로서, 각각의 작동된 잉크 분사구는 제 1 펄스에 대응하여 유체 액적을 분사하는 작동 단계, 및 액적을 분사하지 않고 제 2 펄스가 인가됨과 동시에 모든 잉크 분사구를 작동시키는 단계를 포함한다.

Description

잉크 분사 프린팅{INK JET PRINTING}
본 출원은 2004년 12월 30일에 출원된 "잉크 분사 프린팅(INK JET PRINTING)"라는 제목의 가출원 제 60/640,538호에 대한 우선권을 주장하며, 이의 전체 내용을 본원에 참조로써 포함한다.
본 출원은 잉크 분사 프린팅에 관한 것이다.
잉크젯(inkjet) 프린터는 액적 분사(droplet ejection) 디바이스를 사용하는 장치의 일 형태이다. 잉크젯 프린터의 일 형태에서, 잉크 액적은 프린트될 기판의 이동 방향에 수직인 방향으로 배향된, 다수의 선형 잉크젯 프린트 헤드 디바이스로부터 배출된다. 각각의 프린트 헤드 디바이스는, 상부면에 다수의 펌핑 챔버(각각의 개별 액적 분사 디바이스에 대해 하나씩 존재)를 형성하고, 각각의 펌핑 챔버를 덮는 평판 압전 액추에이터(flat piezoelectric actuator)를 포함하는, 모노리식 바디(monolithic body)에 형성된 다수의 액적 분사 디바이스를 포함한다. 각각의 개별 액적 분사 디바이스는 압전 액추에이터에 가해진 전압 펄스에 의해 작동되며, 전압 펄스는 압전 액추에이터의 형상을 변형시키고(distort), 프린트 헤드 디바이스를 통과하는 기판의 움직임과 동기화하여 희망하는 시간에 액적을 토출한다(discharge).
각각의 개별 액적 분사 디바이스는 독립적으로 어드레스 할 수 있으며, 이미지를 생성하기 위해서 다른 액적 분사 디바이스와의 적절한 타이밍에 필요에 의해서 작동될 수 있다. 프린팅은 프린트 사이클로 발생한다. 각각의 프린트 사이클에서, 점화 펄스(fire pulse, 예를 들어 10-150V)가 동시에 모든 액적 분사 디바이에 인가되고, 이네이블 신호(enabling signal)들은 상기 프린트 사이클 내에 잉크를 분사하려는 개별 액적 분사 디바이스에만 전송된다.
일반적으로, 일 측면에서, 본 발명은 다수의 잉크 분사구를 가진 잉크젯 모듈을 구동하는 방법을 특징으로 한다. 상기 방법은, 잉크젯 모듈에 제 1 펄스와 제 2 펄스를 포함하는 전압 파형을 인가하는 단계, 제 1 펄스가 인가됨과 동시에 하나 이상의 잉크 분사구를 작동시키는 단계로서, 각각의 작동된 잉크 분사구는 제 1 펄스에 대응하여 유체 액적을 분사하는 작동 단계, 및 액적을 분사하지 않고 제 2 펄스가 인가됨과 동시에 모든 잉크 분사구를 작동시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 측면에서의 실시예들은 하나 이상의 후술하는 특징들을 포함할 수 있다. 각각의 잉크 분사구는 압전 트랜듀서(piezoelectric transducer)를 포함한다. 잉크 분사구를 작동시키는 것은 전압 파형이 상기 잉크 분사구의 압전 트랜듀서에 인가되도록 한다. 동시에 모든 잉크 분사구를 작동시키는 것은, 각각의 잉크 분사구 내의 유체 메니스커스(fluid meniscus)가 제 2 펄스에 응답하여 액적을 분사하지 않고 이동하도록 한다.
본 방법은 추가적인 전압 파형을 잉크젯 모듈에 인가하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 여기서 전압 파형은 약 2㎑ 이상의 주파수로 인가된다. 제 1 펄스는 제 1 주기를 가지며, 제 2 펄스는 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기를 갖는다. 제 1 펄스는 제 1 진폭을 가지며, 제 2 펄스는 제 1 진폭보다 작은 제 2 진폭을 갖는다.
본 발명의 다른 측면에서, 다수의 잉크 분사구를 갖는 잉크젯 모듈을 구동하는 방법은, 분사 사이클 내의 각각의 주기 동안 잉크젯 모듈내의 잉크 분사구에 전압 파형을 인가하는 단계를 포함하며, 여기서 각각의 사이클 동안 전압 파형은 제 1 펄스 또는 제 2 펄스를 포함한다. 제 1 펄스는 잉크 분사구가 유체 액적을 분사하도록 하며, 제 2 펄스는 잉크 분사구 내의 유체 메니스커스가 액적을 분사하지 않고 움직이도록 한다.
본 발명의 상기 측면에서의 실시예들은 하나 이상의 후술하는 특징들을 포함할 수 있다. 각각의 전압 파형의 주기는 제 1 펄스 또는 제 2 펄스 중 하나를 포함한다. 제 1 펄스가 잉크젯 모듈 내의 다른 잉크 분사구에 인가됨과 동시에 제 2 펄스는 잉크 분사구에 인가된다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 시스템은 다수의 잉크 분사구를 포함하는 잉크젯 모듈; 및 분사 사이클의 각각의 주기 동안 잉크젯 모듈 내의 적어도 하나의 잉크 분사구에 전압 파형을 인가하도록 구성된 전자 모듈을 포함하며, 여기서 전압 파형은 제 1 펄스 또는 제 2 펄스를 포함하며, 제 1 펄스는 잉크 분사구가 유체 액적을 분사하도록 하며, 제 2 펄스는 잉크 분사구 내의 유체 메니스커스가 액적을 분사하지 않고 이동하도록 한다.
본 발명의 상기 측면에서의 실시예들은 하나 이상의 후술하는 특징들을 포함할 수 있다. 각각의 잉크 분사구는 압전 트랜듀서를 포함한다. 잉크젯 모듈은 잉크 분사구들을 작동시키도록 구성된 제어 회로를 포함하여, 전자 콘트롤러가 구동 파형을 작동되지 않는 잉크 분사구들을 제외한 작동되는 잉크 분사구들에 인가한다. 제어 회로는 제 2 펄스가 잉크젯 모듈에 인가됨과 동시에 모든 잉크 분사구를 작동하도록 구성된다. 전자 콘트롤러는 각각의 작동되는 잉크 분사구에 동일한 구동 파형을 인가하도록 구성된다. 선택적으로, 전자 콘트롤러는 상이한 잉크 분사구들에 상이한 구동 파형을 인가하도록 구성된다. 일부 실시예에서는, 잉크젯 모듈은 16개 이상의 잉크 분사구를 포함한다. 각각의 잉크 분사구 내의 유체 메니스커스가 펄스에 응답하여 액적을 분사하지 않고 움직이도록 하는 펄스를 본원에서 "티클 펄스(tickle pulse)"라고 언급한다. 전압 파형은 모듈의 각각의 분사 사이클에 대응하여, 주기적으로 잉크 분사구 모듈에 인가될 수 있다.
상술한 방법과 시스템의 실시예들은 하나 이상의 후술하는 이점들을 포함할 수 있다. 각각의 분사 사이클 동안 각각의 잉크 분사구에 티클 펄스를 인가하면, 각각의 잉크 분사구의 노즐로부터의 유체 증발 효과를 감소시킬 수 있으며, 노즐이 완전히 말라버리게 될 가능성을 방지하거나 최소한 감소시킬 수 있다. 이는 고 휘발성 액체(예를 들어, 용제계 잉크(solvent-based inks))를 분사하는 경우, 및/또는 동작 중인 잉크 분사구가 장시간 동안 휴지하는 경우에 특히 유익할 수 있다. 분사구의 "오픈 타임" (즉, 휴지 중인 분사구가 완전히 말라버리기 전에 최적의 분사를 할 수 있는 상태로 존재하는 시간의 길이)을 증가시키는 것은, 특히 하나 이상의 노즐이 장시간 동안 휴지하는 분사 동작 중에, 잉크 분사구 모듈을 사용하는 프린트헤드의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예들에서, 티클 펄스는 전자 기기를 구동시키기 위한 (만약 있다면) 약간의 수정을 포함하여, 각각의 사이클 동안 각각의 분사구에 인가될 수 있다. 티클 펄스는 구동 파형 및 "올 온(all on)" 신호의 타이밍을 수정함으로써 달성될 수 있으며, 이는 모듈 내의 모든 잉크 분사구를 작동시킨다.
본 발명의 하나 이상의 실시예의 상세한 설명은 이하의 첨부한 도면과 설명을 통해 설명된다. 본 발명의 다른 특징과 이점은 설명과 도면, 그리고 청구항으로부터 명백할 것이다.
도 1은 프린트헤드의 실시예에 대한 개념도이다.
도 2A는 잉크 분사구의 실시예에 대한 단면도이다.
도 2B는 도 2A에 도시된 잉크 분사구의 액추에이터에 대한 단면도이다.
도 3A는 파형 사이클의 예시이다.
도 3B는 도 3A에 도시된 파형 사이클에 대응하는 선택된 분사구들을 작동시키는 논리 신호이다.
도 3C는 도 3A에 도시된 파형 사이클에 대응하는 선택되지 않은 분사구들을 위한 논리 신호이다.
도 3D는 도 3A에 도시된 파형 사이클에 대응하는 올-온 논리 신호이다.
도 4A는 파형 사이클의 예시이다.
도 4B는 도 4A에 도시된 파형 사이클에 대응하는 선택된 분사구들을 작동시 키는 논리 신호이다.
도 4C는 도 4A에 도시된 파형 사이클에 대응하는 선택되지 않은 분사구들을 위한 논리 신호이다.
도 5A는 선택된 분사구들에 대한 파형 사이클의 예시이다.
도 5B는 선택되지 않은 분사구들에 대한 파형 사이클의 예시이다.
도 1을 참조하면, 잉크 분사구 모듈(12)은 다수의(예를 들어, 16, 64, 128, 256, 512, 또는 그 이상) 잉크 분사구(10) (도 1에는 오직 하나만 도시됨)를 포함하며, 이들은 신호 라인(14 및 15)를 통해 제공되는 전기 구동 펄스에 의해 구동되며, 잉크 분사구들(10)의 점화(firing)를 제어하기 위해서 온보드(on-board) 제어 회로(19)에 의해 분배된다. 외부 콘트롤러(20)는 라인(14 및 15)을 통해 구동 펄스를 공급하며, 추가적인 라인(16)을 통해 제어 데이터 및 논리 전원 및 타이밍을 온보드 제어 회로(19)에 제공한다. 잉크 분사구(10)에 의해 분사된 잉크는 (예를 들어, 화살표(21)로 표시된 방향으로) 잉크 분사구 모듈(12)에 대해 움직이는 기판 상의 하나 이상의 프린트 라인(17)을 형성하기 위해서 배출될 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(18)은 단일 패스 모드로 고정된 프린트 헤드 모듈(12)을 지나서 움직인다. 선택적으로, 잉크 분사구 모듈(12)이 스캐닝 모드로 기판(18)을 가로질러 움직일 수도 있다.
(도식적인 수직 단면인) 도 2A를 참조하면, 각각의 잉크 분사구(10)는 프린트 헤드(12)의 반도체 블록(21)의 상부면에 위치하는 가늘고 긴 펌핑 챔버(30)를 포함한다. 펌핑 챔버(30)는 주입구(32)에서 (잉크 소스(34)에서 측면으로) 하강 통로(36)의 노즐 흐름 경로로 연장되며, 하강 통로(36)는 블록(21)의 상부면(22)에서 하부 층(29)의 노즐(28) 개구까지 하강한다. 노즐의 크기는 필요에 따라 다양할 수 있다. 예를 들면, 노즐은 직경이 수 마이크론(예를 들어, 약 5㎛, 약 8㎛, 10㎛) 정도 일 수 있으며, 또는 직경이 수 십 또는 수백 마이크론(예를 들어, 약 20㎛, 30㎛, 50㎛, 80㎛, 100㎛, 200㎛ 또는 그 이상)일 수 있다. 흐름 제한 엘리먼트(41)는 각각의 펌핑 챔버(30)에 대한 주입구(32)에 제공된다. 일부 실시예에서, 흐름 제한 엘리먼트(41)는 주입구(32)에 다수의 포스트(post)를 포함한다. 각각의 펌핑 챔버(30)를 덮는 평판 압전 액추에이터(38)는 라인(14)을 통해 제공되는 구동 펄스에 의해 작동하며, 이의 타이밍은 온보드 회로(19)로부터의 제어 신호에 의해 제어된다. 구동 펄스는 압전 액추에이터의 형상을 변형시키며, 따라서 챔버(30)내의 부피를 변화시켜, 주입구로부터 챔버 안으로 유체를 흐르게 하고, 하강 통로(36)을 통과하여 노즐(28)의 바깥으로 잉크가 나가도록 한다. 각각의 프린트 사이클 동안, 다수의 펄스 구동 파형은 작동하는 분사구들에 인가되어, 각각의 이러한 분사구들이 프린트 헤드 디바이스(12)를 지나는 기판(18)의 상대적인 움직임과 동기를 이뤄 희망하는 시간에 이의 노즐로부터 하나의 액적을 분사하도록 한다.
동작 중에, 콘트롤러(20)는 잉크 분사구 모듈(12)에 주기적인 파형을 공급한다. 파형의 한 주기는 하나 이상의 펄스를 포함할 수 있다. 또한 콘트롤러(20)는 개별 잉크 분사구들을 작동시키거나 또는 비작동시키는 논리 신호를 제공한다. 잉크 분사구가 작동할 때에는, 콘트롤러(20)는 잉크 분사구의 압전 액추에이터에 파 형을 인가한다.
또한, 도 2B를 참조하면, 평판 압전 액추에이터(38)는 구동 전극(42)과 접지 전극(44) 사이에 배치된 압전 층(40)을 포함한다. 접지 전극(44)은 접착 층(46)에 의해 박막(48)(예를 들어, 실리카, 유리 또는 실리콘 박막)에 접착된다. 잉크 분사구가 작동할 때에는, 파형은 구동 전극(42)과 접지 전극(44) 사이에 전위차를 인가함으로써 압전 층(44) 안에 전기장을 생성한다. 압전 층(40)은 전기장에 응답하여 액추에이터(38)를 변형시키며, 따라서 챔버(30)의 부피를 변경한다. 부피의 변화는 챔버(30)의 유체에 압력파를 야기한다. 액추에이터에 인가된 파형 펄스의 진폭 및/또는 주기에 따라서, 상기 압력파는 잉크 분사구가 노즐로부터 액적을 분사하도록 할 수 있으며, 또는 액적을 분사하지 않고 노즐 안의 유체 메니스커스를 자극할 수도 있다.
일반적으로, 주기적인 파형의 각각의 사이클은 제 1 펄스와 제 2 펄스를 포함한다. 제 1 펄스는 작동하는 잉크 분사구가 유체 액적을 분사할 수 있도록 충분히 큰 진폭 및/또는 주기를 갖는다. 이러한 펄스는 분사 펄스(ejection pulse)라고도 언급된다. 제 2 펄스는 티클 펄스이며, 작동하는 잉크 분사구가 액적을 분사하기에 불충분한 진폭 및/또는 주기를 갖는다. 주기적인 파형의 각각의 사이클 동안, 콘트롤러(20)는 제 1 펄스 동안 선택된 분사구들을 작동시켜, 각각의 선택된 잉크 분사구들이 액적을 분사하도록 한다. 콘트롤러(20)는 제 2 펄스 동안 모든 잉크 분사구를 작동시킨다.
제 2 펄스는 각각의 분사구 노즐 내의 메니스커스의 움직임을 야기한다. 메 니스커스가 예를 들어 노즐로부터의 유체의 증발에 의해서 후퇴된(receded) 경우에, 티클 펄스는 메니스커스를 액적 분사 후로 간주될 수 있는 위치로 회복시킬 수 있다. 따라서, 각각의 사이클 후에, 각각의 노즐 내의 메니스커스의 위치는, 분사구가 상기 사이클 동안 작동되었었는지에 관계없이, 실질적으로 동일 할 수 있다.
도 3A를 참조하면, 파형의 예시는 파형(300)이다. 파형의 각각의 사이클은 제 1 펄스(310)와 제 2 펄스(320)를 포함한다. 파형(300)의 사이클은 t = 0에서 시작한다. 펄스(310)는 시간(t1)에서 시작해서, 시간(t2)에서 끝난다. 펄스(310)는 t2 - t1과 동일한 주기(T310)를 갖는다. 펄스(320)는 t2 후의 일정 시간인, 시간(t3)에서 시작해서, 시간(t4)에서 끝난다. 펄스(320)는 t4 - t3과 동일한 주기(T320)를 갖는다. 사이클은 주기(T)를 가지며, 잉크 분사 모듈이 분사하는 동안 되풀이 한다.
펄스(310)는 음전압의 제 1 사다리꼴 부분과 이를 뒤잇는 양전압을 갖는 제 2 부분을 포함하는 양극성 펄스이다. 사다리꼴 부분은 β의 최소 전압을 가지며, 이는 주기 동안 고정된다. 제 2 부분은 α의 최대 전압을 가지며, 이 또한 주기 동안 유지된다. 그리고 전압은 중간 양전압으로 감소되며, 이 역시 펄스가 끝나기 전에 주기 동안 고정된다.
펄스(310)의 형태, α, β, 및 T310은 펄스(310)에 의해 구동되는 동작하는 잉크 분사구가 미리 정해진 부피만큼의 액적을 분사하도록 선택되며, β는 약 -5V 이하(예를 들어, 약 -10V이하, 약 -15V이하, 약 -20V이하)일 수 있고, α는 약 5V이상(약 10V이상, 약 20V이상, 약 30V이상, 약 40V이상, 약 50V이상, 약 60V이상, 약 70V이상, 약 80V이상, 약 90V이상, 약 100V이상)일 수 있다. 일부 실시예에서, α - β는 약 30 V이상(예를 들어, 약 40V이상, 약 50V이상, 약 60V이상, 약 70V이상, 약 80V이상, 약 90V이상, 약 100V이상, 약 110V이상, 약 120V이상, 약 130V이상, 약 140V이상, 약 150V이상)일 수 있다. 일반적으로, T310은 약 1㎲ 및 약 100㎲ (예를 들어, 약 2㎲이상, 약 5㎲이상, 약 10㎲이상, 약 75㎲이하, 약 50㎲이하, 약 40㎲이하)의 범위 이내이다.
펄스(320)는 γ의 최대 진폭을 갖는 단극형의 구형파이다. 일반적으로 γ와 T320은 펄스(320)에 의해 구동되는 작동하는 잉크 분사구들이 액적들을 분사하지는 않지만, 메니스커스의 위치가 각각의 작동하는 분사구들의 노즐 내에서 진동하도록 하는 압력파를 여전히 경험할 수 있도록 선택되며, γ는 β와 동일할 수도 있고, 또는 상이할 수도 있다. 일부 실시예들에서, γ는 100V이하(예를 들어, 약 90V이하, 약 80V이하, 약 70V이하, 약 60V이하, 약 50V이하, 약 40V이하, 약 30V이하, 약 20V이하)이다. T32O는 약 20㎲이하(예를 들어, 약 15㎲이하, 약 10㎲이하, 약 8㎲이하, 약 5㎲이하, 약 4㎲이하, 약 3㎲이하, 약 2㎲이하, 약 1㎲이하)일 수 있다.
실시예들에서, 약 50㎑ 내지 약 2㎑의 분사 주파수의 범위에 대응하여, T는 약 20㎲ 내지 약 500㎲의 범위에 속한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, T는 약 5㎑이상(예를 들어, 약 10㎑이상, 약 15㎑이상, 약 20㎑이상, 약 25㎑이상, 약 30㎑이상)의 분사 주파수에 대응한다.
파형(300)에 대응하는 논리 신호들은 도 3B-3D에서 도시된다. 논리 신호들은 두 개의 상이한 전압 레벨에 대응하는 이진 펄스들이다. 전압(V0)에서의 제 1 상태는 잉크 분사구가 작동하지 않도록 한다. 전압(V1)에서의 다른 상태에서, 잉크 분사구는 작동된다.
구체적으로 도 3B를 참조하면, 논리 신호(301)는 분사를 위해 선택된 분사구들을 작동시키는데 사용된다. 신호(301)는 t = 0 후, t1 전의 일정 시간에 V0에서 V1로 스위치 한다. 따라서, 분사구는 펄스(310)이 인가되는 t1 전에 작동된다. 신호(301)는 t2 후, t3 전의 일정 시간에 V0으로 다시 스위치 한다.
도 3C를 참조하면, 분사구가 작동하지 않는 경우에 논리 신호(302)가 사용된다. 논리 신호(302)는 해당하는 분사구가 작동되지 않도록 V0에서 변하지 않는다.
도 3C를 참조하면, 제 3의 논리 신호(303)가 각각의 사이클 동안 잉크 분사구 모듈 내의 모든 분사구에 인가된다. 신호(303)는 펄스(310)가 인가될 때 어떠한 분사구도 신호(303)에 의해 동작되지 않도록, t1 전에 V1에서 V0으로 스위치 한다. 그러나 t2와 t3 사이에, 신호(303)는 모든 분사구가 t3까지는 작동되도록 다시 V1로 스위치 한다. 이는 콘트롤러가 각각의 사이클 동안 모든 분사구에 펄스(320) 를 인가하도록 한다.
전술한 실시예에서, 모듈 내의 모든 잉크 분사구는, 잉크 분사구가 분사 펄스에 대해 작동되는지에 관계없이, 매 구동 사이클마다 티클 펄스에 대해 작동되지만, 다른 구현 역시 가능하다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 각각의 구동 사이클 동안, 각각의 잉크 분사구는 구동 파형에 의하거나, 또는 티클 펄스에 의해서 작동될 수 있다. 달리 말하면, 각각의 구동 사이클에서, 분사 펄스에 대해 작동되지 않는 이러한 잉크 분사구들은 티클 펄스에 대해 작동되며, 이의 반대도 마찬가지 이다.
예를 들어, 도 4A-4C를 참조하면, 일부 실시예에서, 잉크 분사구 모듈은, 상술되고 도 3A에서 도시된 것과 동일한 구동 파형(300)과, 분사구가 분사 펄스에 대해 유휴 상태였던 경우에만 티클 펄스에 대해 분사구들을 동작시키는 수정된 논리 신호들을 사용할 수 있다. 도 4B에서 도시된 것과 같이, "온" 분사구들에 대한 논리 신호는 도 3B와 비교하여 상술된 것과 동일하다. 그러나 도 4C에서 도시된 것과 같이, "오프 분사구" 논리 신호(402)는 t = 0에서 t2를 지나기 까지는 V0으로 동일하다. t2와 t3 사이의 일정 시간에, 신호는 V1로 스위치 하여, 티클 펄스(320)의 어플리케이션 전에 분사구들을 작동시킨다. t4와 T 사이의 일정 시간에, 신호는 V1에서 V0으로 스위치 하여, 다음 분사 사이클이 시작하기 전에 분사구의 작동을 멈춘다.
상술된 구현들은 분사 펄스와 티클 펄스 모두를 포함한 하나의 파형을 사용 한다. 그러나 보다 일반적으로는 구현들에서 분사 펄스와 티클 펄스에 대해 상이한 파형들을 사용하는 것을 포함할 수 있다.
도 5A와 5B를 참조하면, 일부 실시예에서 예를 들면, 각각의 프린트 사이클에서 잉크 분사구 모듈은, 티클 펄스 없이 분사 펄스(310)를 포함하는 파형(510), 또는 분사 펄스 없이 티클 펄스(320)를 포함하는 상이한 파형(520) 중 하나에 의해 구동될 수 있다. 도 5A와 5B에서 도시된 것과 같이, 분사 펄스(310)가 다른 분사구들에 인가됨과 동시에 티클 펄스(320)가 잉크 분사구들에 인가될 수 있으며, 또는 이시에 인가될 수도 있다.
일반적으로, 구동 파형을 생성하고, 이 구동 파형을 개별 분사구들에 인가하는 것을 제어하는데 사용되는 제어 회로의 설계는 필요에 따라서 다양할 수 있다. 전형적으로, 구동 파형은 증폭기(또는 기타 전자 회로)와 같은 파형 생성기에 의해 제공되며, 증폭기는 증폭기에 공급되는 저전압 파형을 기초로 희망하는 파형을 생성한다. 잉크 분사구 모듈은 하나의 파형 생성기, 또는 다수의 생성기를 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 잉크 분사구 모듈 내의 각각의 잉크 분사구는 독자적인 개별 파형 생성기를 사용할 수 있다.
도 3A, 4A 및 5A에서 도시된 파형이 특정 형태일지라도, 일반적으로 파형의 형태는 필요에 따라서 다양할 수 있다. 예를 들면, 분사 펄스(310)는 양극성일 수도 있으며, 또는 단극성일 수도 있다. 펄스(310)는 삼각파, 구형파, 사다리꼴 파형, 정현파, 및/또는 지수적으로, 기하학적으로 또는 선형적으로 변하는 부분을 포함할 수 있다. 유사하게, 펄스(320)도 양극성 또는 단극성 일 수 있다. 게다가, 도 3A, 4A 및 5A에서 펄스(320)는 구형파이지만, 일반적으로 이러한 펄스들은 삼각파, 구형파, 사다리꼴 파형, 정현파, 및/또는 지수적으로, 기하학적으로 또는 선형적으로 변하는 부분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 분사 펄스는 다수의 발진(oscillation)을 포함할 수 있다. 다수의 발진을 포함하는 분사 펄스들의 예는, 2004년 3월 15일에, "고주파수 액적 분사 장치 및 방법(HIGH FREQUENCY DROPLET EJECTION DEVICE AND METHOD)"이란 제목으로 출원된, 미국 특허 출원 번호 제10/800,467호에서 개시되며, 이의 전체의 내용은 본원에 참조로써 포함된다. 일부 실시예에서, 티클 펄스도 다수의 발진을 포함할 수 있다.
일반적으로, 잉크 분사 모듈(12)과 같은 잉크 분사 모듈들은, 여러 종류의 유체, 즉 다양한 잉크(예를 들어, UV 경화 잉크, 용제계 잉크, 열용융 잉크(hot-melt ink)), 및/또는 액체 함유 접착 물질을 포함하는 액체, 전자적 물질(예를 들어, 전기 도전 또는 절연 물질), 또는 (유기 LED 물질과 같은)광학 물질을 분사하는데 사용될 수 있다.
게다가, 논의된 분사 방식은 상술된 장치 외에도 다른 액적 분사 장치에도 적용될 수 있다. 예를 들면, 구동 방식은 2003년 6월 3일에 출원된, Andreas Bibl 등의 "프린트헤드"라는 제목의 미국 특허 출원 번호 제 10/189,947호, 및 1999년 10월 5일에 출원된, Edward R. Moynihan 등의 "시일을 갖는 압전 잉크 분사구 모듈(PIEZOELECTRIC INK JET MODULE WITH SEAL)"이란 제목의 미국 특허 출원 번호 제 09/412,827호에 개시된 잉크 분사구들에 적용될 수 있으며, 이들의 전체 내용은 참조로써 본원에 첨부된다.
본 발명의 다수의 실시예들이 개시되었다. 그럼에도 불구하고, 다양한 수정들이 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 다른 실시예들은 청구 범위 내에 존재한다.

Claims (19)

  1. 다수의 잉크 분사구(jet)를 포함하는 잉크젯 모듈을 구동하는 방법으로서,
    제 1 펄스와 제 2 펄스를 포함하는 전압 파형을 상기 잉크젯 모듈에 인가하는 단계;
    상기 제 1 펄스가 인가됨과 동시에 하나 이상의 상기 잉크 분사구를 작동시키는 단계 - 각각의 작동하는 잉크 분사구는 상기 제 1 펄스에 응답하여 유체 액적을 분사함 - ; 및
    상기 제 2 펄스가 인가됨과 동시에 액적을 분사하지 않고 상기 모든 잉크 분사구를 작동시키는 단계를 포함하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 잉크 분사구는 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)를 포함하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    잉크 분사구를 작동시켜, 상기 전압 파형이 상기 잉크 분사구에 대한 상기 압전 트랜스듀서에 인가되도록 하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    약 2㎑ 이상의 주파수로 인가되는 추가적인 전압 파형들을 상기 잉크젯 모듈에 인가하는 단계를 더 포함하는, 상기잉크젯 모듈 구동 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스는 제 1 주기를 갖고, 상기 제 2 펄스는 상기 제 1 주기보다 짧은 제 2 주기를 갖는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스는 제 1 진폭을 갖고, 상기 제 2 펄스는 상기 제 2 진폭보다 짧은 제 2 진폭을 갖는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    동시에 상기 모든 잉크 분사구를 작동시켜, 상기 제 2 펄스에 응답하여 각각의 유체 메니스커스(fluid meniscus)가 액적을 분사하지 않고 움직이도록 하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  8. 다수의 잉크 분사구를 포함하는 잉크젯 모듈을 구동하는 방법으로서,
    분사 사이클의 각각의 주기 동안 상기 잉크젯 모듈의 잉크 분사구에 전압 파형을 인가하는 단계를 포함하며, 각각의 사이클에서의 상기 전압 파형은 제 1 펄스 또는 제 2 펄스를 포함하고, 상기 제 1 펄스는 상기 잉크 분사구가 유체 액적을 분 사하도록 하며, 상기 제 2 펄스는 상기 잉크 분사구의 유체 메니스커스가 액적을 분사하지 않고 움직이도록 하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    각각의 주기에서의 상기 전압 파형은 상기 제 2 펄스를 포함하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    각각의 주기에서의 상기 전압 파형은 상기 제 1 펄스 또는 상기 제 2 펄스 중 하나를 포함하는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스가 상기 잉크젯 모듈 내의 다른 잉크 분사구들에 인가됨과 동시에, 상기 제 2 펄스가 상기 잉크 분사구에 인가되는, 잉크젯 모듈 구동 방법.
  12. 다수의 잉크 분사구를 포함하는 잉크젯 모듈; 및
    분사 사이클의 각각의 주기 동안 상기 잉크젯 모듈 내의 적어도 하나의 상기 잉크 분사구에 전압 파형을 인가하도록 구성된 전자 콘트롤러를 포함하며,
    상기 전압 파형은 제 1 펄스 또는 제 2 펄스를 포함하고, 상기 제 1 펄스는 상기 잉크 분사구가 유체 액적을 분사하도록 하며, 상기 제 2 펄스는 상기 잉크 분 사구 내의 유체 메니스커스가 액적을 분사하지 않고 움직이도록 하는, 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    각각의 잉크 분사구는 압전 트랜스듀서를 포함하는, 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 잉크젯 모듈은, 상기 전자 콘트롤러가 상기 구동 파형을 작동하지 않는 잉크 분사구들을 제외한 동작하는 잉크 분사구들에 인가하도록, 상기 잉크 분사구들을 작동시키기 위해 구성된 제어 회로를 포함하는, 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어 회로는 상기 제 2 펄스가 상기 잉크젯 모듈에 인가됨과 동시에 상기 모든 잉크 분사구들을 작동시키도록 구성된, 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 콘트롤러는 각각의 작동하는 잉크 분사구에 상기 동일한 구동 파형을 인가하도록 구성된, 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 전자 콘트롤러는, 상이한 잉크 분사구에 상이한 구동 파형들을 인가하 도록 구성된, 시스템.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 잉크젯 모듈은 16개 이상의 잉크 분사구를 포함하는, 시스템.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 유체는 잉크인, 시스템.
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