KR20080051096A - 소자 기판, 인쇄 헤드, 헤드 카트리지 및 인쇄 장치 - Google Patents

소자 기판, 인쇄 헤드, 헤드 카트리지 및 인쇄 장치 Download PDF

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KR20080051096A
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Abstract

본 발명은, 인쇄 헤드가 오동작하기 전에, 전기적 접속 상태를 확인할 수 있는 소자 기판에 관한 것이다. 이 소자 기판은, 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로, 및 상기 인쇄 소자를 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 인쇄 헤드용 기판이다. 상기 논리 회로는 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동된다. 상기 소자 기판은 상기 구동 전압에 기초하여 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로를 포함한다.
인쇄 헤드, 접속 상태, 소자 기판, 논리 회로, 구동 전압

Description

소자 기판, 인쇄 헤드, 헤드 카트리지 및 인쇄 장치{ELEMENT SUBSTRATE, PRINTHEAD, HEAD CARTRIDGE, AND PRINTING APPARATUS}
본 발명은, 인쇄 헤드와 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로를 가지는 인쇄 헤드 소자 기판, 인쇄 헤드, 헤드 카트리지 및 인쇄 장치에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄 장치는 소위 비충격식(non-impact) 프린터이며, 고속 인쇄의 실행, 다양한 인쇄 매체 상의 인쇄, 및 거의 무소음 인쇄가 가능하다. 이 때문에, 잉크젯 인쇄 장치는, 프린터, 복사기, 팩시밀리 장치, 또는 워드 프로세서의 인쇄 메커니즘을 담당하는 장치로서 널리 채용된다.
잉크젯 인쇄 장치의 인쇄 헤드가 채용하는 대표적인 잉크 토출(discharge) 방식으로는, 예를 들면, 압전 소자(piezoelectric element)와 같은 전기 기계 변환기(electromechanical transducer)를 이용하는 방식, 및 막비등(film boiling) 작용에 의해 잉크 방울을 토출시키기 위해 잉크를 가열하는 전열 변환기(electrothermal　transducer)(히터)를 이용하는 방식이 공지되어 있다.
이러한 잉크젯 인쇄 헤드를 구비한 인쇄 장치는, 낮은 비용으로 고 해상도 문자 및 화상을 출력할 수 있다. 특히, 막비등 작용에 의해 잉크 방울을 토출시키는 프린터는 낮은 가격으로 컬러 인쇄를 행할 수 있기 때문에 시장의 대부분을 차지하고 있다.
인쇄 헤드의 토출구(orifice)의 수는, 고화질화 경향에 의해 64개에서 128개, 또는 256개로 증가한다. 1인치 당 토출구의 수(dpi)는, 300 dpi 또는 600 dpi로 증가하고, 토출구는 고밀도로 배치된다. 각 토출구에 대응하여 배치된 전열 변환기로서의 히터는 수㎲ 오더에서 10㎲ 오더의 히트 펄스를 수신하여 막비등에 의한 기포를 형성한다. 이러한 고주파 구동은 고속 고화질 인쇄를 실현한다.
잉크젯 인쇄 장치에서 인쇄 헤드를 전기적으로 접속하는 유닛은, 장착된 인쇄 헤드를 왕복으로 이동시키는 캐리지에 설치된다. 구체적으로, 캐리지는 복수의 접점(contact)을 갖는다. 인쇄 헤드가 캐리지에 장착될 때, 이들 접점들은 인쇄 헤드측에 설치된 복수의 접점과 접촉하게 된다. 이것은, 인쇄 헤드와 잉크젯 인쇄 장치 간의 전기적 접속을 확실하게 한다.
미국 특허 제5,828,386호에는, 이 전기적 접속 상태를 감시하는 유닛이 개시되어 있다. 구체적으로, 인쇄 헤드는, 인쇄 장치로부터 인쇄 헤드에 입력되는 인쇄 데이터, 인쇄 데이터를 전송하기 위한 클록 신호, 및 인쇄 데이터에 따른 인쇄 동작을 실행시키기 위한 논리 신호의 논리곱(logical product)을 연산하는 AND 회로와, 연산 결과를 출력하는 출력 단자(output terminal)를 포함한다. 이 배치는, 인쇄 도트들의 부족과 같은 인쇄 불량 또는 접촉 불량에 의한 인쇄 헤드 고장 등을 방지한다. 접속 상태를 확인하는 이러한 유닛은, 잉크젯 인쇄 장치의 본체로부터 착탈가능한(detachable) 잉크 탱크 일체형(ink-tank-integrated) 인쇄 헤드에서 특히 중요하다.
이러한 종래 기술에서는, 논리 신호들(예를 들면, 인쇄 데이터, 클록 신호 및 제어 신호)을 수신하기 위한 단자들의 접촉 상태가 정상임을 확인한 후, 예를 들면 24V의 고전압이 인쇄 헤드에 인가된다. 단자 쇼트 회로, 또는 고전압을 수신하는 배선부가 접속 오류를 갖는다면, 인쇄 헤드는 단자들의 접촉 상태가 정상으로 보이더라도 오동작(malfuction)할 수 있다.
본 발명은 소자 기판, 인쇄 헤드, 헤드 카트리지 및 인쇄 장치에 관한 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해서 고안되었다. 본 발명의 목적은, 인쇄 소자를 구동하기 위한 전압이 정상적으로 인쇄 헤드에 인가되는지 여부를 나타내는 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력할 수 있는 인쇄 헤드 소자 기판을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄 헤드가 오동작하기 전에, 인쇄 장치와 인쇄 헤드 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력할 수 있는 인쇄 헤드 소자 기판을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 바람직하게, 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능(detachable)한 인쇄 헤드용 소자 기판(element substrate)으로서,
상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여, 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로를 포함하는 소자 기판이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 바람직하게, 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 소자 기판을 포함하는 인쇄 헤드로서,
상기 소자 기판은,
상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여, 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로를 포함하는 인쇄 헤드가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 바람직하게, 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 소자 기판을 포함하는 인쇄 헤드와, 잉크를 담고 있는 잉크 탱크를 갖는 헤드 카트리지로서,
상기 소자 기판은,
상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여, 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로를 포함하는 헤드 카트리지가 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 바람직하게, 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 소자 기판을 포함하는 인쇄 헤드를 이용하는 인쇄 장치로서,
상기 전압 인가 단자로부터 상기 인쇄 헤드에 전압이 인가된 경우에, 상기 소자 기판 상에 설치되고, 상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로로부터 출력된 신호를 입력하는 입력 수단,
상기 입력 수단에 입력된 신호에 기초하여, 전기적 접속을 판단하는 판단 수단, 및
상기 판단 수단이 상기 전기적 접속 상태가 이상이라고 판단한 경우에는 상기 인쇄 장치로부터 인가된 전압이 상기 논리 회로의 내압(breakdown voltage)을 초과하기 전에 상기 인쇄 헤드에 대한 전압 인가를 중지하도록 제어하는 제어 수단을 포함하는 인쇄 장치가 제공된다.
본 발명은, 인쇄 소자를 구동하기 위한 전압을 인가할 경우에, 인쇄 장치와 인쇄 헤드 간의 전기적 접속 상태를 반영하는 신호를 출력하는 것이 가능한 인쇄 헤드 소자 기판, 및 저렴하고 신뢰할 수 있는 인쇄 헤드를 제공할 수 있기 때문에 특히 이롭다.
본 발명의 그 이상의 특징들은 (첨부한 도면을 참조하여) 이하 실시예들의 설명으로부터 밝혀질 것이다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 명세서에서, 용어 "인쇄(print)" 및 "인쇄(printing)"는 문자 및 그래픽과 같은 의미있는 정보의 형태는 물론, 넓게는 인쇄 매체 상에서의 화상, 모양, 패턴 등의 형성도 포함하거나, 매체의 처리를 포함하며, 이들이 의미있는지의 여부 및 인간이 시각적으로 인지할 수 있도록 이들이 시각화되었는지의 여부와 상관없다.
또한, 용어 "인쇄 매체"는 일반적인 인쇄 장치로 이용되는 용지 시트는 물론, 넓게는 천, 플라스틱 필름, 금속판, 글래스, 세라믹스, 목재, 및 피혁 등, 잉크를 수용 가능한 재료를 포함한다.
또한, 용어 "잉크"(이하 "액체"로도 불림)는, 상기 "인쇄"의 정의와 마찬가지로 널리 해석되어야 한다. 즉, "잉크"는 인쇄 매체 상에 부여될 때, 화상, 모양, 패턴, 등을 형성할 수 있고, 인쇄 매체를 처리할 수 있으며, 잉크를 처리할 수 있는 액체를 포함한다(예를 들면, 인쇄 매체에 부여된 잉크에 포함된 색제(coloring agent)를 고형화하거나 불용화할 수 있음).
설명에 있는 "소자 기판"은 실리콘 반도체로 이루어진 단순한 기판을 지시하나 것은 아니고, 소자들 및 배선들을 갖는 기판을 나타낸다.
표현 "소자 기판 상에"는 "소자 기판의 표면 상에"는 물론 "표면 근방의 소자 기판 내부에"를 지시한다. 본 발명에서, 용어 "내장된(built-in)"은　"개별 소자들이 단순히 기판 상에 배치된 것"을 지시하지 않고, "반도체 회로 제조 공정에서 소자 기판 상의 소자들을 일체적으로 형성 및 제조하는 것"을 나타낸다.
도 4a로부터 도 6은, 본 발명을 이용 또는 실시하는 적합한 인쇄 헤드(헤드 카트리지)를 설명하기 위한 도면이다. 이하, 이들 도면을 참조하여 구성 요소들에 대해서 설명한다.
본 실시예의 인쇄 헤드는 잉크를 담고 있는 잉크 탱크 일체형(ink-tank-integrated type)이다. 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 인쇄 헤드는, 블랙 잉크가 충전된 제1 인쇄 헤드(H1000)와 컬러 잉크(시안 잉크, 마젠타 잉크 및 옐로 잉크)가 충전된 제2 인쇄 헤드(H1001)(도시되지 않음)를 포함한다. 이들 인쇄 헤드(H1000 및 H1001)는 위치 지정(positioning) 유닛 및 전기적 접점들을 통해 잉크젯 인쇄 장치 내의 캐리지(carriage) 상에 고정 지지된다. 인쇄 헤드들은 캐리지로부터 착탈가능하다. 각 인쇄 헤드는 잉크가 소모되면 교환 가능하다.
인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)의 구성 요소들을 이하 상세히 설명한다.
(인쇄 헤드)
제1 인쇄 헤드(H1000) 및 제2 인쇄 헤드(H1001)는 전기 신호에 따라서 잉크에 막비등을 야기하는 열 에너지를 생성하는 전열 변환기를 이용한 버블-제 트(bubble-jet®) 방식 인쇄 헤드이다. 이들은 토출구에 대향하는 전열 변환기를 포함하는 소위 사이드-슈터(side-shooter) 인쇄 헤드이다.
제1 인쇄 헤드(H1000)와 제2 인쇄 헤드(H1001)는 동일한 기본 구성을 가지며, 이하에서는 제1 인쇄 헤드(H1000)를 중심으로 설명한다.
(1-1) 제1 인쇄 헤드(H1000)
도 5는 제1 인쇄 헤드(H1000)의 분해 사시도다. 제1 인쇄 헤드(H1000)는, 제1 인쇄 소자 기판(H1100), 전기 배선 테이프(H1300), 잉크 공급 유지 부재(H1500), 필터(H1700), 잉크 흡수체(absorber)(H1600), 덮개 부재(H1900) 및 씰(seal) 부재(H1800)를 포함한다.
(1-1-1) 제1 인쇄 소자 기판(H1100)
도 6은 제1 인쇄 소자 기판(H1100)을 설명하기 위한 일부 절단 사시도이다. 제1 인쇄 소자 기판(H1100)은 예를 들면, 0.5 내지 1mm 두께의 Si 기판(H1110)에 잉크 채널인 긴 홈형상의 관통 구멍(long groove-shaped through hole)으로서의 잉크 공급 포트(H1102)를, Si의 결정 방위(crystal orientation)를 이용한 이방성 에칭(anisotropic etching)이나 샌드블라스트(sandblast)에 의해 형성함으로써 준비된다.
Si 기판(H1110)은 잉크 공급 포트(H1102)의 양측에 전열 변환기들(H1103)의 배열을 구비한다. Si 기판(H1110)은 또한 전열 변환기들(H1103)에 전력을 공급하는 Al 등으로 이루어진 전기 배선들(도시되지 않음)을 구비한다. 전열 변환기들(H1103)과 전기 배선들은 기존의 성막 기술을 이용해서 형성될 수 있다. 전열 변환기들(H1103)의 두 개의 배열들은 서로 엇갈려 배치(stagger)된다. 즉, 두 개 배열들의 토출구들은 배열 방향에 직교하여 일렬로 줄지어 있지 않고 서로 조금 이동되어 있다.
Si 기판(H1110)은 또한, 전기 배선에 전력을 공급하거나, 전열 변환기(H1103)를 구동하기 위한 전기 신호를 공급하는 전극부들(H1104)을 구비한다. 전극부들(H1104)은 전열 변환기(H1103)의 각 배열의 양단에 위치하는 변부에 따라 배열되어 있다. 각각의 전극부들(H1104) 상에는 Au 등으로 이루어진 범프들(bump)(H1105)이 형성되어 있다.
수지(resin)로 이루어지고 전열 변환기(H1103) 마다 잉크 채널을 구비한 구조체(structure)가 배선 및 저항 소자 등의 기억 소자의 패턴을 갖는 Si 기판(H1110)의 표면 상에 포토리소그래피에 의해 형성되어 있다. 이 구조체는 잉크 채널을 구획하는 잉크 채널벽(H1106)과 잉크 채널을 덮는 천장부를 갖는다. 토출구들(H1107)은 천장부에 형성된다. 토출구들(H1107)은 전열 변환기들(H1103)의 각각에 대향하고, 그에 의해 토출구 그룹(H1108)을 형성한다.
상술한 구조체를 갖는 Si 기판(H1110)에서, 잉크는 잉크 공급 포트(H1102)로부터 공급되고, 전열 변환기(H1103)에 의해 발생된 열에 의해 생성된 기포의 압력에 의해 전령 변환기(H1103)에 대향하는 토출구들(H1107)로부터 토출된다.
(1-1-2) 전기 배선 테이프(H1300)
전기 배선 테이프(H1300)는 제1 인쇄 소자 기판(H1100)에 대하여 잉크를 토출하기 위한 전기 신호를 인가하는 전기 신호 경로를 형성한다. 전기 배선 테이 프(H1300)는 폴리이미드의 베이스 재료 위에 동박의 배선 패턴을 형성함으로써 얻어진다. 전기 배선 테이프(H1300)는 제1 인쇄 소자 기판(H1100)에 맞는 개구부(H1303)를 구비한다. 제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 전극부들(H1104)에 접속될 전극 단자들(H1304)은 개구부의 모서리 부근에 형성되어 있다. 전기 배선 테이프(H1300)는 또한 본체 장치로부터 전기 신호를 수신하기 위한 외부 신호 입력 단자들(H1302)을 구비한다. 외부 신호 입력 단자들(H1302)과 전극 단자들(H1304)은 연속한 동박의 배선 패턴에 의해 접속되어 있다.
전기 배선 테이프(H1300)와 제1 인쇄 소자 기판(H1100) 간의 전기적 접속은, 제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 범프들(H1105)을 전기 배선 테이프(H1300)의 전극 단자(H1304)에 초음파 열압착 방식(ultrasonic thermocompression bonding)에 의해 전기적으로 접합함으로써 확실해진다.
(1-1-3) 잉크 공급 유지 부재(H1500)
도 5에 도시한 바와 같이, 잉크 공급 유지 부재(H1500)는 내부에 잉크를 유지하고 부압(negative pressure)을 발생시키기 위한 잉크 흡수체(H1600)를 구비하며, 잉크 탱크의 기능을 갖는다. 잉크 공급 유지 부재(H1500)는 제1 인쇄 소자 기판(H1100)에 잉크를 유도하기 위한 잉크 채널을 형성하며, 또한 잉크 공급 기능을 갖는다.
제1 인쇄 소자 기판(H1100)으로의 먼지 침입을 방지하기 위한 필터(H1700)는, 잉크 채널의 상류부에 위치하는 잉크 흡수체(H1600)로부터 잉크가 공급되는 부분과 잉크 채널 간의 경계부에 용접된다.
잉크 채널의 하류부에는 제1 인쇄 소자 기판(H1100)에 블랙의 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 포트(H1200)가 형성되어 있다. 제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 잉크 공급 포트(H1102)가 잉크 공급 유지 부재(H1500)의 잉크 공급 포트(H1200)와 통하도록, 제1 인쇄 소자 기판(H1100)은 잉크 공급 유지 부재(H1500)에 정확하게 접착 및 고정된다.
제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 접착면 주위의 평면과, 전기 배선 테이프(H1300)의 이면의 일부가 접착제에 의해 접착 및 고정된다. 제1 인쇄 소자 기판(H1100)과 전기 배선 테이프(H1300) 간의 전기 접속 부분은, 제1 밀봉제(H1307) 및 제2 밀봉제(H1308)에 의해 밀봉되고, 이에 따라 전기 접속 부분을 잉크에 의한 부식이나 외적 충격으로부터 보호한다. 제1의 밀봉제(H1307)는 주로 전기 배선 테이프(H1300)의 전극 단자들(H1302)과 제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 범프들(H1105) 간의 접속부의 뒷면(reverse side)과, 제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 외주 부분을 밀봉한다. 제2 밀봉제(H1308)는 전술한 접속부의 반대면을 밀봉한다. 전기 배선 테이프(H1300)의 미접착부는 구부려지고, 예를 들면, 제1 인쇄 소자 기판(H1100)의 접착면에 거의 수직한 측면인 잉크 공급 유지 부재(H1500)의 표면에 접착함으로써 고정된다.
(1-1-4) 덮개 부재(H1900)
덮개 부재(H1900)는 잉크 공급 유지 부재(H1500)의 상부 개구부에 용접되어 잉크 공급 유지 부재(H1500)를 밀폐하여 밀봉한다. 덮개 부재(H1900)는 잉크 공급 유지 부재(H1500) 내의 압력 변동을 경감하기 위한 좁은 포트(H1910)와 이것과 통 하는 미세 홈(H1920)을 구비한다. 씰 부재(H1800)는 대기 연통 포트(air communication port)(H1924)가 형성되도록 미세 홈(H1920)의 일 단부를 제외하고 미세홈(H1920)과 좁은 포트(H1910) 대부분을 덮는다. 덮개 부재(H1900)는 제1 인쇄 헤드를 잉크젯 인쇄 장치에 고정하기 위한 맞물림부(engaging portion)(H1930)를 가지고 있다.
(1-2) 제2 인쇄 헤드(H1001)
제2 인쇄 헤드(H1001)는 시안, 마젠타, 및 옐로의 3색 잉크를 토출시킨다.
다음으로, 전술한 인쇄 헤드들의 잉크젯 인쇄 장치에의 장착에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 제1 인쇄 헤드(H1000)는 잉크젯 인쇄 장치 본체의 캐리지의 장착 위치에 인쇄 헤드를 안내하기 위한 장착 가이드(H1560)를 구비하고 있다. 또한, 제1 인쇄 헤드(H1000)는 헤드셋 레버에 의해 캐리지에 인쇄 헤드를 고정하기 위한 맞물림부(H1930)를 구비하고 있다. 또한, 제1 인쇄 헤드(H1000)는 캐리지의 소정의 장착 위치에 인쇄 헤드를 위치 지정하기 위한 캐리지 주사 방향의 접합부(butt portion)(H1570), 인쇄 매체 반송 방향의 접합부(H1580), 및 잉크 토출 방향의 접합부(H1590)를 구비하고 있다. 이들 접합부에 의한 위치 지정은, 전기 배선 테이프(H1300) 상의 외부 신호 입력 단자(H1302)가 캐리지 내에 설치된 전기 접속부의 컨택트 핀과 정확하게 전기적 접촉하는 것을 가능하게 한다. 제2 인쇄 헤드(H1001)는 제1의 인쇄 헤드(H1000)와 동일한 방식으로 장착된다.
<잉크젯 인쇄 장치>
다음으로, 전술한 바와 같은 카트리지 타입의 인쇄 헤드를 탑재 가능한 액체 토출 인쇄 장치에 대해서 설명한다. 도 7은, 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 헤드를 탑재 가능한 인쇄 장치의 예를 나타내는 설명도이다.
도 7을 참조하면, 인쇄 장치는 도 4a 및 도 4b에 나타낸 제1 인쇄 헤드(H1000) 및 제2 인쇄 헤드(H1001)(도시되지 않음)가 위치 지정되어서, 교환 가능하게 장착된 캐리지(102)를 구비한다. 캐리지(102)는, 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001) 상의 논리 신호 입력 단자들 및 구동 전압을 인가 단자들을 통해서 토출 유닛들에 논리 신호 및 구동 전압을 전달하기 위한 전기 접속부를 구비한다.
캐리지(102)는, 주사 방향으로 움직이고 장치 본체에 설치된 가이드 샤프트(103)에 따라 왕복 이동 가능하게 지지되어 있다. 캐리지(102)의 구동과, 그의 위치 및 이동 제어는 모터 풀리(motor pulley)(105), 아이들러 풀리(106) 및 타이밍 벨트(107)를 포함하는 구동 기구를 통해서 주사 모터(104)에 의해 실행된다. 캐리지(102)는 홈 위치 센서(home position sensor)(130)를 구비한다. 홈 위치에 대한 위치는 캐리지(102) 상의 홈 위치 센서(130)가 차폐판(shield plate)(136)의 위치를 통과할 때 검출된다.
급지 모터(feed motor)(135)가 기어를 통해서 픽업 롤러들(131)을 회전시킴에 따라, 인쇄 용지 또는 플라스틱 박판과 같은 인쇄 매체(108)는 ASF(auto sheet feeder)(132)로부터 한 장씩 분리되어, 급지된다. 인쇄 매체(108)는 반송 롤러(109)가 회전함에 따라 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)의 토출구면과 대향하는 위치(인쇄 유닛)를 통해 반송된다. LF 모터(134)의 구동은 기어를 통해서 반송 롤 러(109)에 전달된다. 급지된 인쇄 매체의 존재여부와 시트의 첫머리 검출 위치(sheet top detecting position)의 판정은, 인쇄 매체(108)가 용지 끝 센서(paper end sensor)(133)를 통과할 때 행해진다. 또한, 용지 끝 센서(133)는 인쇄 매체(108)의 후단(trailing edge)의 실제 위치를 검출하고, 실제 후단 위치에 기초하여 현재의 인쇄 위치를 최종적으로 지정하는 데 이용된다.
플라텐(platen)(도시되지 않음)은 인쇄 유닛에 평탄한 인쇄면을 형성하기 위해서 인쇄 매체(108)의 이면을 지지한다. 이 경우에, 캐리지(102)에 장착된 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)은, 그들의 토출구면들을 캐리지(102)로부터 아래쪽으로 돌출하여 2조의 반송 롤러쌍 사이에서 인쇄 매체(108)에 평행하게 하면서 유지된다.
인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)은, 각 토출 유닛의 토출구의 배열 방향이 캐리지(102)의 주사 방향에 수직하게 캐리지(102)에 장착된다. 토출구 배열은 액체를 토출하여 인쇄한다.
인쇄 헤드(H1001)와 같은 구성을 갖고 라이트 마젠타, 라이트 시안 및 블랙 잉크를 담고 있는 인쇄 헤드가 인쇄 헤드(H1000) 대신에 이용되는 경우에, 인쇄 장치는 고품질 포토 프린터의 역할을 할 수 있다.
<제어 구성>
다음으로, 전술한 잉크젯 인쇄 장치의 인쇄 제어를 실행하기 위한 제어 구성에 대해서 설명한다.
도 8은 잉크젯 인쇄 장치의 제어 회로의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 참조 번호 1700은 인쇄 신호를 입력하는 인터페이스를 나 타내고, 1701은 MPU, 1702는 MPU(1701)가 실행하는 제어 프로그램을 저장하는 ROM, 1703은 각종 데이터(예를 들면, 인쇄 신호 및 인쇄 헤드(H1000)에 공급되는 인쇄 데이터)를 보존하는 DRAM을 나타낸다. 게이트 어레이(G.A.)(1704)는 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)에 대한 인쇄 데이터의 공급과, 인터페이스(1700), MPU(1701) 및 RAM(1703) 간의 데이터 전송을 제어한다. 캐리어 모터(1710)는 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)을 반송한다. LF 모터(134)는 인쇄 매체를 반송한다. 헤드 모터(1705)는 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)을 구동한다. 모터 드라이버(1706)는 LF 모터(134)를 구동한다. 모터 드라이버(1707)는 캐리어 모터(1710)를 구동한다. LED(1708)는 예를 들면, 광을 방출하여 전기적 접속 오류를 통지하기 위해서 구성된다.
제어 구성의 동작을 설명한다. 인쇄 신호가 인터페이스(1700)에 입력되면, 인쇄 신호는 게이트 어레이(1704)와 MPU(1701) 사이에서 인쇄용 인쇄 데이터로 변환된다. 모터 드라이버들(1706 및 1707)이 구동된다. 또한, 인쇄 헤드들(H1000 및 H1001)은 헤드 드라이버(1705)에 보내진 인쇄 데이터에 따라서 구동된다.
[실시예]
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 인쇄 헤드(H1000)의 회로 구성을 나타내는 회로도이다. 주목할 점은, 제1 인쇄 소자 기판(H1100)이 반도체 공정에 의해 Si 기판(H1110) 상에 형성된 반도체 소자와 배선을 갖는다는 점이다. 본 실시예의 인쇄 헤드(H1001)는 잉크 공급 포트(H1102)에 대하여 배열당 n개의 노즐을 갖는다. 각 노즐에 대응하여, 노즐에서 잉크를 가열하는 인쇄 소자로서의 전열 변환 기(H1103) 및 전열 변환기(H1103)를 구동하는 구동 소자 블록(H1116)이 설치되어 있다. 각 구동 소자 블록(H1116)은 대응하는 전열 변환기(H1103)를 구동하기 위한 구동 소자로서의 파워 MOS 트랜지스터 등의 드라이버 유닛(H1127)을 갖는다. 또한, 각 구동 소자 블록(H1116)은 드라이버의 능력을 향상시키기 위해서 드라이버의 게이트 전압을 논리 회로의 전압(통상 3.3V)보다 높게 하는 레벨 변환부(level converter unit)(H1128)를 갖는다. 레벨 변환부(H1128)에 입력된 전압은 전열 변환기(H1103)를 구동하기 위한 구동 전압(VH, 예를 들면, 24V)과 동일하다. 이 전압은 구동 소자로서의 파워 MOS 트랜지스터를 구동하기 위해서 잉크젯 인쇄 장치로부터 VHT 단자(H1125)로 인가된다. 예를 들면, 레벨 변환부(H1128)의 내압(breakdown voltage)을 위해, 소자 기판 내에 설치된 저항을 이용하여 전압을 분할하거나 버퍼를 설치함으로써 전압을 내린다(대략 14V).
전열 변환기, 구동 소자 및 잉크 토출 노즐을 총괄적으로 인쇄 요소라 부른다.
인쇄 헤드(H1001)는, 인쇄 장치 본체와의 전기적 접점으로서, 인쇄 데이터(DATA)를 입력하는 인쇄 데이터 입력 단자(H1121)와, 인쇄 데이터와 동기하여 인쇄 데이터를 입력하기 위한 클록(CLK)을 입력하는 클록 신호 입력 단자(H1120)를 구비한다. 인쇄 헤드(H1001)는 또한, 래치 회로(H1117)에 래치 신호(LT)를 입력하는 래치 신호 입력 단자(H1123)와, 전열 변환기(H1103)를 구동하는 구동 소자(H1116)를 인에이블시키는 히트(heat) 신호(HE)를 입력하는 히트 신호 입력 단자(H1122)를 구비한다. 도 1의 인쇄 헤드(H1001)는 n개의 인쇄 요소를 복수의 블 록으로 분할하여 각 블록을 구동하는 분할 구동(divisional drive)을 채용한다.
인쇄 헤드(H1001)는 다음의 수순에 따라 구동된다.
인쇄 데이터는, 클록 신호 입력 단자(H1120)로부터 입력된 클록에 동기하여 인쇄 데이터 입력 단자(H1121)로부터 입력되어 유지된다. 시프트 레지스터(H1118)는 인쇄 데이터를 순차적으로 유지한다. 시프트 레지스터(H1118)가 소정수의 비트들에 대응하는 인쇄 데이터를 유지하면, 래치 신호가 래치 신호 입력 단자(H1123)에 입력된다. 시프트 레지스터(H1118)의 다음 단(stage)의 래치 회로(H1117)는, 래치 신호의 입력에 따라서 인쇄 데이터를 래치한다. AND 회로(H1119)는 히트 신호 입력 단자(H1122)에 입력되는 히트 신호와, 래치 회로(H1117)로부터 출력되는 인쇄 데이터 간의 논리 곱을 계산한다. 복호기(도시되지 않음)는 n개의 전열 변환기들(H1103)을 분할해서 구동하기 위한 블록 선택 신호(BLE)를 출력한다. AND 회로(H1112)는 블록 선택 신호와, AND　회로(H1119)로부터 출력된 신호와의 논리곱을 연산한다. AND 회로(H1112)로부터 출력된 신호에 의해 선택된 인쇄 요소에 해당하는 노즐은 잉크를 토출하여 인쇄를 행한다.
다음으로, 인쇄 헤드(H1001)와 잉크젯 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 확인하기 위한 수순에 대해서 설명한다. 본 명세서에서, "정상적인 전기적 접속 상태"는 인쇄 헤드와 인쇄 장치가 접속 단자나 배선에 쇼트 회로없이 그들의 접촉부에서 접촉이 이루어지고 있는 상태를 나타낸다.
인쇄 헤드(H1001)는, 도 7에 나타내는 인쇄 장치 본체의 캐리지(102)에 장착된다. 전기적 접점을 접속시키는 접촉부(도시되지 않음)는 캐리지(102)와 인쇄 헤 드(H1001) 사이에 설치된다. 인쇄 헤드(H1001)가 캐리지(102)에 장착되면, 인쇄 헤드(H1001)에 설치되어 여러 가지는 전기 신호를 송수신하는 전극부(H1104)와 접촉부들이 접촉하게 되어 인쇄 헤드 및 캐리지가 전기적으로 접속된다. 인쇄 장치 본체와의 전기적 접속 상태를 확인하는 유닛으로서, 인쇄 헤드(H1001)는 본 발명의 특징인 접속 상태 출력 회로(H1129)와, 이 회로의 연산 결과를 인쇄 장치 본체에 출력하는 접속 상태 출력 단자(H1126)(CNO)를 구비한다. 접속 상태 출력 회로(H1129)는 논리 신호(예를 들면, 대략 3.3V의 저전압 신호)를 출력한다는 점에 유의한다.
도 1의 참조 번호 H1124는 전열 변환기들(H1103)의 접지 배선 단자를 나타내고, H1113은 접지 배선 단자(H1124)로부터의 배선을 나타낸다.
<접속 상태 출력 회로>
도 3a는 본 발명의 접속 상태 출력 회로(H1129)의 예를 나타낸다. 접속 상태 출력 회로(H1129)는, 논리 신호들(LT, HE, CLK 및　DATA)과, VHT 단자(H1125)(파워 MOS 트랜지스터 등을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 단자)로부터 인가되고, 저항 분압기(H1129a)에 의해 내려지며, 인버터(H1129b)로부터 출력되는 전압과의 논리곱을 연산하는 AND 회로(H1129c)를 포함한다. 접속 상태 출력 회로(H1129)는 또한, VHT 단자(H1125)로부터 인가되고, 저항 분압기(H1129a)에 의해 내려진 전압과, VH 단자(H1130)(전열 변환기를 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 단자)로부터 인가되고, 저항 분압기(H1129d)에 의해 내려지며, 2개의 인버터들(H1129g 및 H1129h)을 통해 출력된 전압과의 논리곱을 연산하는 AND 회 로(H1129e)를 포함한다. 접속 상태 출력 회로(H1129)는 또한, AND 회로(H1129c)로부터의 출력과, AND 회로(H1129e)로부터의 출력과의 논리합을 연산하는 OR 회로(H1129f)를 포함한다.
인버터들(H1129g 및 H1129h)은, 대략 1.0 내지 1.5V의 낮은 임계 전압을 갖기 때문에, 손쉽게 로우(low)에서 하이(high)(또는 하이에서 로우)로 입력을 반전한다. 이것은, 접속 상태 출력 회로에서 VHT 및 VH 단자들로부터 입력된 전압이 접속 상태 출력 회로의 AND 회로를 구동하는 전압(3.3V)보다 약간 높은 전압(예를 들면, 4 내지 7V)이 될 때, CNO로부터의 출력 신호를 변경하는 것을 목적으로 한다. 또한, VHT 및 VH 단자들로부터의 전압이 최종적인 도달 전압(예를 들면, 24V)에 도달했을 때에, 출력이 접속 상태 출력 회로의 AND 회로의 내압보다 낮은 전압(예를 들면, 7V이하)보다 낮게 될 수 있도록 특정한 인버터들(H1129b 및 H1129g)은 낮은 임계값을 갖는다. 인버터의 임계값은, 인버터 내의 NMOS 또는 PMOS의 게이트 폭 및 게이트 길이를 변경함으로써 변화될 수 있음에 유의한다.
<접속 상태 확인 수순>
도 3b는, 인쇄 헤드(H1001)와 인쇄 장치 본체 간의 접속 상태를 확인하는 경우에, 인쇄 장치로부터 인쇄 헤드에 입력되는 신호들과 접속 상태 출력 단자(H1126)로부터 출력되는 신호(CNO 신호)를 나타내는 타이밍 차트이다.
T1 내지 T4에서는, LT, HE, CLK 및 DATA 신호들의 입력 단자가 정확하게 접속되었는지의 여부를 확인한다. T1 내지 T4에서, VHT 단자로부터의 전압은 아직 입력되지 않는다(VHT 단자로부터 입력되는 전압이 0V일 때, 인버터(H1129b)로부터 의 출력은 하이이고, AND 회로(H1129c)는 동작 가능함).
우선, 상기 신호들의 입력 단자들이 하이로 설정되어 CNO가 하이 신호를 출력한다. 이 시점에서, CNO 출력이 하이가 아니라면, LT, HE, CLK 및 DATA 단자들 중 적어도 하나는 이미 접속 오류를 갖는다. T1에서, 인쇄 장치 본체가 LT 신호에만 로우 신호를 입력하고, CNO로부터의 출력 신호가 LT 신호와 동기하여 로우로 변경되는 경우에, LT 신호 입력 단자는 정확하게 접속된다. 인쇄 장치 본체는 CNO로부터의 출력 신호를 확인함으로써, LT 신호 입력 단자의 접속 상태를 판단한다.
T2 내지 T4에서, 신호 입력 단자들이 접속되어 있는지의 여부는 동일한 방법으로 개별적으로 확인된다.
인쇄 장치는, T1 내지 T4에서 CNO로부터의 출력 신호에 기초하여 신호 입력 단자들이 정확하게 접속되어 있는지를 확인한 후, 접속 상태 출력 회로를 이용하여 고전압 인가 단자들의 접속이 확인된다. 이 접속 확인의 특징으로서, 고전압 인가 단자(VHT 단자 또는 VH 단자)가 접속되지 않고 오픈되어 있는 경우는 물론, 이 단자가 어떤 오류에 의해 다른 단자(예를 들면, 저내압의 논리 신호 단자)와 쇼트되는 경우에도 접속 상태가 정상인지의 여부가 확인될 수 있다. 우선, 구동 소자를 구동하기 위한 VHT 단자로부터의 전압 인가가 개시된다. VHT 단자 및 VH 단자로부터 입력되는 전압의 전연(leading edge)은, 인쇄 소자에 안정된 전압을 인가하기 위해서 인쇄 장치의 캐리지(102) 등에 설치된 (도시되지 않은) 커패시터가 충전될 필요가 있기 때문에, 논리 회로의 전압 변화 속도와 비교하여 상대적으로 느리다. VHT 단자 또는 VH 단자로부터 입력되는 전압은 급격하게 고전압(24V)에 도달한다고 가정한다. 접속 상태의 확인 시점에서 쇼트가 이미 발생되었다면, 인쇄 헤드나 인쇄 장치는 이미 손상되어질 수 있다. 그러나, 본 실시예의 장치에서는, 전술한 바와 같이 전압이 비교적 느리게 상승한다. 이 때문에, 쇼트가 이미 발생되었더라도 인쇄 헤드나 인쇄 장치를 거의 손상시키지 않는 상대적으로 낮은 전압에서 VHT 단자 또는 VH 단자의 접속 상태가 확인된다. 접속 상태의 확인 시점에서 이상(abnormality)이 확인되면, 인쇄 헤드 및 인쇄 장치는 곧 전원을 오프함으로써 손상을 방지할 수 있다. VHT 단자 또는 VH 단자의 접속 상태의 확인은 상대적으로 낮은 전압에서 행해지는 것이 바람직하다. 그러나, 이들 단자가 예를 들면, 논리 신호의 입력 단자들과 쇼트되는 경우에, 논리 신호들과 동일한 전압에서는 전위차가 발생되지 않고, 충분한 확인이 행해질 수 없다. 이를 방지하기 위해서, 본 실시예는, 논리 신호들의 전압보다 소정의 값만큼 높은 전압이 VHT 단자 및 VH 단자에 입력될 때 접속이 정확하게 행해진다고 판정할 수 있는 구성을 채용한다. 구체적으로, VHT 단자 또는 VH 단자로부터 입력되는 전압이 인쇄 헤드 소자 기판 상의 논리 회로를 구동하기 위한 전압(예를 들면, 3.3V)보다 높고 논리 회로의 일반적인 내압(예를 들면, 7 내지 8V)보다 낮은 경우에 접속 상태가 확인될 수 있다. 자세하게, VHT 단자 또는 VH 단자에 전압이 정상적으로 인가되기 시작하고, 인가된 전압이 예를 들면, 5V에 도달하는 경우에 인쇄 장치가 접속 상태를 확인하도록 설정이 이뤄진다. 또한, VHT　단자 또는 VH 단자로부터 입력되는 전압이 인쇄 소자를 구동하기 위해서 필요한 최종적인 고전압(예를 들면, 24V)에 도달했을 때에, 분할되어 VHT 단자 또는 VH 단자의 접속 상태를 확인하기 위한 논리 회로에 입력되는 전압이 논리 회로의 내압(예를 들면, 7 내지 8V)보다 낮아지게 되도록 분압 저항(voltage-dividing resistance)이 결정된다.
VHT 단자 또는 VH 단자의 분압 저항에 대해서 상세히 설명한다. 본 실시예에서, 논리 회로의 전압은 3.3V이고, 논리 회로의 내압은 7V이며, 인쇄 소자들을 구동하는 전압은 24V이다. 분압 저항은, VHT 단자 또는 VH 단자에 인가된 전압이 접속 상태 출력 회로에 인가될 때 1/4로 강하되도록 설정된다.
24V 전압이 VHT 단자 또는 VH 단자에 인가될 때, 전압은 1/4로 강하되어 6V의 전압이 접속 상태 확인을 위한 논리 회로에 입력된다. 이 전압은 논리 회로의 내압 7V보다 낮다. 이상의 설정에 의해, VHT 단자 또는 VH 단자에 인가된 전압이 5V에 도달하면, 분압 저항에 의해 강하된 전압은 1.25V가 된다. 따라서, 접속 상태 출력 회로에 있어서 인버터들(H1129b 및 H1129g)의 임계치는 1.25V로 설정된다. 정상적인 접속 상태에서는, 인쇄 장치로부터 헤드 카트리지에 5V의 전압이 인가될 때 접속 상태 출력 회로로부터의 출력이 변화한다. 이것으로 접속 상태를 판단할 수 있다. 접속 불량에 의해 오픈 상태가 발생했다면, 인쇄 장치로부터 출력된 전압이 5V에 도달하더라도 접속 상태 출력 회로에서의 인버터(H1129b 또는 H1129g)에는 전압이 인가되지 않는다. 그러므로, 접속 상태의 이상을 판단할 수 있다. VHT 단자 또는 VH 단자가 오픈되고, 오픈 상태의 단자가 논리 신호 입력 단자들 중 임의의 단자와 쇼트되면, 3.3V의 1/4인 0.825V의 전압이 인버터(H1129b 또는 H1129g)에 인가된다. 이 경우에, 인버터(H1129b 또는 H1129g)는 임계치가 1.25V이기 때문에 신호를 반전하지 않는다. 그러므로 접속 상태의 이상을 판단할 수 있다. VHT 단자 또는 VH 단자가 오픈되지 않고 어떤 오류로 인해 다른 단자와 쇼트되더라도, 예를 들면, 누설 전류로 인해 전압이 5V에 도달할 수 없거나, 5V에 도달하는 타이밍이 지연되기 때문에, 접속 상태 확인을 위한 논리 회로에 임계치보다 높은 어떤 전압도 인가되지 않는다. 이들의 이유로, 인쇄 장치측에서 접속 상태의 이상을 판단할 수 있다(쇼트 상태와 정상 상태 사이에서는 전압차가 더욱 쉽게 발생하기 때문에 접속 확인 시에 VH 단자 또는 VHT 단자에 흘릴 수 있는 전류가 제한되는 것이 바람직함).
도 3b는, 논리 신호 입력 단자들, VHT 단자 및 VH 단자 모두의 접속이 OK인 경우, VHT 단자의 접속이 NG인 경우, 및 VH 단자의 접속이 NG인 경우의 3가지 상이한 타이밍들을 나타낸다. 단자들에의 입력은 논리 신호 입력 단자들, VHT 단자, 및 VH 단자의 순서로 행해지는 것이 바람직하다. 논리 신호들(예를 들면, 3.3V의 저전압)의 입력 단자들의 접속이 확인되면, 그 후, 논리 신호들을 승압하여 얻어진 VHT 전압이 입력되어 인쇄 소자들을 제어하고 구동하며, 인쇄 소자들의 어떠한 예상하지 못한 구동이 방지될 수 있다. 또한, 그 후에 인쇄 소자들에 에너지를 공급하기 위한 VH 전압이 인가되면, 임의의 동작 오류가 방지될 수 있다.
본 실시예에서는, VHT 단자의 접속 및 VH 단자의 접속 모두를 설명하였다. 그러나, 인쇄 장치와 헤드 카트리지 간의 전기적 접점들의 위치관계에 따라서, 단자들 중 하나만을 확인함으로써 헤드 카트리지 장착 시의 손상이 효과적으로 방지될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 경우에, 헤드 카트리지의 장착 시에 하나의 단자의 접속 상태가 정상이라면, 헤드 카트리지의 단자 위치와 인쇄 장치의 단자 위치와의 위치 관계에 기초하여 다른 단자의 접속 상태도 비교적 확실하게 정상이 될 수 있다. 인쇄 소자들을 구동하는 전압을 입력하기 위한 VHT 단자가 오픈된 경우, 전열 변환기들은 불안정하게 구동되기 때문에 오동작될 수 있다. 그러므로, 단지 VHT 단자만을 확인함으로써 헤드 카트리지가 파괴되는 것을 방지하는 효과가 얻어질 수 있다.
본 실시예에서 설명한 논리는 단지 예이며, 본 발명은 논리 신호 입력 단자들, 전열 변환기들을 구동하기 위한 전원 단자, 및 구동 소자들을 구동하기 위한 전원 공급 단자를 포함하는 접속 상태 확인 유닛을 갖는 임의의 구성을 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 인쇄 헤드 기판, 인쇄 헤드, 및 인쇄 장치에 있어서 인쇄 헤드의 장착으로부터 인쇄 종료까지의 시퀀스를 나타낸다.
스텝 S10에서는, 인쇄 헤드가 인쇄 장치의 카트리지에 장착된다. 스텝 S20에서는, 인쇄 장치의 전원이 온된다. 스텝 S30에서는, 인쇄 헤드가 정상적으로 접속되었는지가 확인된다. 구체적으로, 스텝 S40에서는 인쇄 헤드의 각 입력 단자와 인쇄 장치 간의 전기적 접속이 정상인지 여부가 확인된다. 전기적 접속이 정상이 아니라면, 스텝 S50에서 인쇄 헤드에 전압 인가가 중지된다. 스텝 S60에서는, 유저에게 전기적 접속의 이상을 경고한다. 이 경고는, 인쇄 장치에 설치된 LED를 점등시키거나 호스트 장치에 메시지를 표시함으로써 행해지고, 이에 의해 인쇄 장치의 이용자에게 전기적 접속이 정상이 아니라는 점을 통지한다. 전기적 접속 상태가 정상이라면, 스텝 S70에서 인쇄 동작이 개시된다. 원하는 인쇄가 실행된 후, 인쇄는 스텝 S80에서 종료된다.
본 발명에 따른 인쇄 장치는, 컴퓨터와 같은 정보 처리 기기의 일체형 또는 개별 화상 출력 단자의 형태는 물론 판독기 등과 결합된 복사 장치(copying　apparatus)의 형태 또는 송수신 기능을 가지는 팩시밀리 장치의 형태를 취할 수 있다.
상기 실시예는 잉크젯 인쇄 헤드용의 소자 기판을 예로써 설명했다. 그러나, 본 실시예는 열전사 방식을 이용한 인쇄 헤드용 또는 승화형(sublimation　type) 인쇄 헤드용 소자 기판에도 적용가능하다.
본 발명은 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 실시예들에 한정되지 않는다는 점은 물론이다. 다음의 특허청구범위의 범주는 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석을 따른다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 헤드 소자 기판의 회로 배치를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 장치에서 접속 상태를 확인하는 시퀀스를 나타내는 플로우차트이다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 특징인 접속 확인 회로 및 접속 상태를 확인하는 타이밍을 나타내는 타이밍 차트를 나타내는 회로도이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 실시예에 따른 제1 인쇄 헤드를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1 인쇄 헤드를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제1 인쇄 헤드에 포함된 제1 소자 기판을 나타내는 일부 절단 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 예를 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 잉크젯 인쇄 장치의 제어 구성을 나타내는 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 설명>
H1101 : 인쇄 헤드
H1102 : 잉크 공급 포트
H1103 : 전열 변환기
H1104 : 전극부
H1105 : 범프
H1106 : 잉크 채널벽
H1107 : 토출구
H1110 : 소자 기판
H1116 : 구동 소자 블록

Claims (13)

  1. 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능(detachable)한 인쇄 헤드용 소자 기판으로서,
    상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여, 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로
    를 포함하는 소자 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 인가 단자는, 구동 소자를 구동하기 위한 전압을 인가하기 위한 제1 전압 인가 단자와, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 전압을 인가하기 위한 제2 전압 인가 단자 중 적어도 하나의 전압 인가 단자인 소자 기판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접속 상태 출력 회로는 논리 신호를 출력하는 소자 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접속 상태 출력 회로는 상기 전압 인가 단자로부터 인가된 전압을 분할하는 분압 수단을 포함하고, 상기 분압 수단에 의해 분할된 전압에 기초하여 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 소자 기판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 논리 회로에 공급되는 논리 신호를 입력하는 신호 입력 단자를 더 포함하고,
    상기 접속 상태 출력 회로는, 상기 논리 신호에 기초하여 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 소자 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접속 상태 출력 회로는,
    상기 분압 수단에 의해 분할된 전압이 임계치를 초과할 경우에 상기 전압을 반전시키는 제1 인버터,
    상기 제1 인버터로부터 출력 신호를 반전시키는 제2 인버터, 및
    상기 논리 신호의 논리곱의 결과를 출력하는 제1 AND 회로
    를 포함하는 소자 기판.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 접속 상태 출력 회로는, 상기 전기적 접속 상태를 반영한 신호로서, 상기 제2 인버터로부터의 출력 신호와 상기 제1 AND 회로로부터의 출력 신호에 기초한 신호를 출력하는 소자 기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접속 상태 출력 회로로부터 출력된 신호를 상기 인쇄 장치에 출력하는 출력 단자를 더 포함하고,
    상기 접속 상태 출력 회로는,
    상기 분압 수단에 의해 분할된 전압이 상기 임계치를 초과할 경우에 논리를 반전시키는 제3 인버터,
    상기 제1 전압 인가 단자로부터의 분압된 출력 신호와 상기 제2 인버터로부터 출력된 신호 간의 논리곱의 결과를 출력하는 제2 AND 회로 - 상기 제2 인버터는 상기 제1 인버터로부터의 출력 신호를 수신하고, 상기 제1 인버터는 상기 분압 수단에 의해 분할되고 상기 제2 전압 인가 단자로부터 출력된 전압을 수신함 -, 및
    상기 제2 AND 회로로부터의 출력 신호와, 상기 제3 인버터로부터의 출력 신호 및 상기 논리 신호 간의 논리곱의 결과를 출력하는 상기 제1 AND 회로로부터의 출력 신호 간의 논리합의 결과를 출력하는 OR 회로 - 상기 제3 인버터는 상기 분압 수단에 의해 분할되고 상기 제1 전압 인가 단자로부터 출력된 전압을 수신함 -
    를 포함하는 소자 기판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 소자 기판은 잉크젯 인쇄 헤드용 기판인 소자 기판.
  10. 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 소자 기판을 포함하는 인쇄 헤드로서,
    상기 소자 기판은,
    상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여, 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로
    를 포함하는 인쇄 헤드.
  11. 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 소자 기판을 포함하는 인쇄 헤드와, 잉크를 담고 있는 잉크 탱크를 갖는 헤드 카트리지로서,
    상기 소자 기판은,
    상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여, 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회 로
    를 포함하는 헤드 카트리지.
  12. 복수의 인쇄 소자, 상기 인쇄 소자들을 구동하기 위한 구동 전압을 인가하기 위한 전압 인가 단자, 및 상기 구동 전압보다 낮은 전압에서 구동되어 상기 인쇄 소자들을 제어하기 위한 논리 회로를 포함하며, 인쇄 장치에 착탈가능한 소자 기판을 포함하는 인쇄 헤드를 이용하는 인쇄 장치로서,
    상기 전압 인가 단자로부터 상기 인쇄 헤드에 전압이 인가된 경우에, 상기 소자 기판 상에 설치되고, 상기 전압 인가 단자로부터 인가되는 전압에 기초하여 상기 인쇄 헤드와 상기 인쇄 장치 간의 전기적 접속 상태를 반영한 신호를 출력하는 접속 상태 출력 회로로부터 출력된 신호를 입력하는 입력 수단,
    상기 입력 수단에 입력된 신호에 기초하여, 전기적 접속을 판단하는 판단 수단, 및
    상기 판단 수단이 상기 전기적 접속 상태가 이상(abnormality)이라고 판단한 경우에는 상기 인쇄 장치로부터 인가된 전압이 상기 논리 회로의 내압(breakdown voltage)을 초과하기 전에 상기 인쇄 헤드에 대한 전압 인가를 중지하도록 제어하는 제어 수단
    을 포함하는 인쇄 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 판단 수단이 상기 전기적 접속 상태가 이상이라고 판단한 경우에는 상기 전기적 접속이 이상함을 통지하는 통지 수단을 더 포함하는 인쇄 장치.
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