KR20080065875A - 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치 - Google Patents

잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치 Download PDF

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KR20080065875A
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auxiliary heater
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마사히코 하부카
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삼성전자주식회사
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Abstract

잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치가 개시된다. 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드는, 잉크를 토출하는 노즐 및 히터를 구비하며 잉크가 채워지는 잉크 챔버; 상기 잉크 챔버에 잉크를 리필하는 공급부; 상기 잉크 챔버 및 공급부를 연결하며 상기 버블 발생시 상기 공급부를 향하는 잉크의 역방향 유동을 억제하는 리스트릭터부; 상기 리스트릭터부에 위치하며 상기 히터와 별도로 상기 잉크를 가열하는 보조 히터; 를 포함한다.

Description

잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치{Inkjet printhead and image forming apparatus including the same}
도 1은 종래의 잉크젯 프린트 헤드 및 잉크젯 프린트 헤드 카트리지를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 잉크젯 화상형성장치의 주요부를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 참조부호 A 부분에 해당하는 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 I-I' 절단선에 대한 단면도로서 서로 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드의 평면도로서 도 3과 다른 실시예를 도시한다.
도 7은 도 6의 II-II' 절단선에 대한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
252...잉크젯 프린트 헤드 카트리지
255...몸체 256...잉크 채널 유니트
257...노즐부 260...잉크젯 프린트 헤드
270...FPC 312...잉크 피드홀(ink feed hole)
322...잉크 챔버(ink chamber) 324...리스트릭터(restrictor)부
324a...리스트릭터부 입구 324b...리스트릭터부 출구
325...히터 326...공급부
332...노즐 410...기판
420...절연층 430a...세그먼트(segment) 전극
430b,430b',430b"...커먼(common) 전극
440...히터 보호층 450,459...보조 히터
460...보조 히터 보호층 465...보조 히터 전극
본 발명은 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치에 관한 것으로, 상세하게는 반복 사용에 불구하고 잉크의 착탄량을 일정하게 제어할 수 있는 열구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치에 관한 것이다.
일반적으로, 잉크젯 화상형성장치는 잉크젯 프린트 헤드로부터 잉크의 미소한 액적(droplet)을 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출시켜서 소정 색상의 화상을 형성하는 프린터나 복합기 등을 말한다. 이러한 잉크젯 화상형성장치에는 잉크젯 프린트 헤드가 인쇄매체의 이송방향(이를 부주사 방향으로 약속한다.)과 직각방향(이를 주주사 방향으로 약속한다.)으로 왕복 이동하면서 인쇄작업을 수행하는 셔틀 방식의 잉크젯 화상형성장치와, 최근 고속 인쇄의 구현을 위하여 개발되고 있는 것으로 어레이 타입 잉크젯 프린트 헤드(array type inkjet printhead)를 구비하는 라인 프린팅 방식의 잉크젯 화상형성장치가 있다.
라인 프린팅 방식의 잉크젯 화상형성장치에서는 한 개 또는 복수의 어레이 타입 잉크젯 프린트 헤드가 구비됨으로써 적어도 인쇄매체의 폭에 해당하는 길이에 걸쳐 다수의 노즐이 배열되며, 잉크젯 프린트 헤드가 고정된 상태에서 인쇄 매체만 부주사 방향으로 이송되면서 인쇄 작업이 수행되므로 고속 인쇄의 구현이 가능해진다.
도 1은 종래의 잉크젯 프린트 헤드(10) 및 잉크젯 프린트 헤드 카트리지(20)를 도시한 평면도이다. 도시된 잉크젯 프린트 헤드(10)는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 토출시키는 열구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드(10)이다. 잉크젯 프린트 헤드 카트리지(20)는 잉크젯 화상형성장치에 착탈 가능하게 장착되며, 용지 등의 인쇄 매체와 마주하는 노즐부에 다수의 잉크젯 프린트 헤드를 구비한다. 설명의 편의상 도 1에는 잉크젯 프린트 헤드 카트리지(20)에 부착된 하나의 잉크젯 프린트 헤드(10)만 도시되었다.
잉크젯 프린트 헤드(10)는 잉크를 토출하는 다수의 노즐(15)과, 상기 노즐(15)에 잉크를 공급할 잉크가 채워지는 챔버와, 챔버 내부의 잉크를 가열하여 노즐(15)을 통한 잉크 분사력을 발생하는 히터와, 잉크 저장 탱크와 연결되어 잉크 공급 통로가 되는 공통 잉크실과, 상기 공통 잉크실 및 챔버 사이에 마련되는 것으로 버블 발생시 챔버로부터 공통 잉크실 쪽으로 향하는 역방향의 잉크 유동을 방지 하는 리스트릭터(restrictor)를 구비한다. 히터는 전극을 통하여 전원을 공급받음으로써 가열된다.
잉크는 온도가 낮으면 점도가 증가되므로 노즐(15)에서의 잉크 토출량이 줄어들고, 온도가 증가되면 점도가 낮아지므로 노즐(15)에서의 잉크 토출량이 증가되는 일반적 특성을 갖는다. 그밖에도 잉크 챔버 및 리스트릭터부의 온도 구배가 증가하면 리스트릭터부를 타고 공통 잉크실로 역류하는 잉크의 유동이 더욱 억제되므로 노즐(15)에서의 잉크 토출량이 증가된다. 따라서, 잉크의 온도가 변동되면 소정의 토출 성능을 얻을 수 없으므로, 잉크 토출시에만 열을 발생하는 히터와 별개로 잉크 토출 대기 상태에서도 잉크를 일정한 온도로 유지할 수 있는 발열 수단(11)이 마련된다.
이러한 발열 수단(11)은 잉크젯 프린트 헤드(10)를 전체적으로 가열하게 되며, 그 설치 공간의 제약으로 말미암아 일반적으로 잉크젯 프린트 헤드(10)의 가장자리 부분에 장착된다. 잉크젯 프린트 헤드(10)의 온도는 온도 센서(13)로 측정되며, 잉크젯 프린트 헤드(10)의 온도가 소정값에 미달되면 발열 수단(11)이 가동됨으로써 잉크젯 프린트 헤드(10)의 온도를 일정하게 유지한다.
그러나, 잉크젯 프린트 헤드(10)의 가장 자리를 지역적으로 가열하는 방식의 발열 수단(11)은 온도 제어에 대한 제어 응답성이 떨어지므로, 잉크젯 프린트 헤드(10)의 온도를 균일하게 유지하기 곤란하며, 잉크젯 프린트 헤드(10) 전체의 온도를 올리는데 긴 시간이 필요한 문제점을 갖는다. 연속 인쇄시 잉크 점도가 떨어지므로 잉크 토출량이 증가하게 되어 전체적으로 화상의 색상이 어두워지는 화질 열화의 문제점도 발생한다.
본 발명의 기술적 과제는 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 열구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 이용하여 연속 인쇄를 실시했을 경우에 잉크 내부의 온도 구배로 인한 화질 불량을 방지할 수 있는 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드는,
잉크를 토출하는 노즐 및 상기 잉크의 토출력을 발생하도록 기판상에 형성되는 히터를 구비하며 상기 노즐로 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버;
상기 잉크 챔버에 잉크를 리필하는 공급부;
상기 잉크 챔버 및 공급부를 연결하며 상기 버블 발생시 상기 공급부를 향하는 잉크의 역방향 유동을 억제하는 리스트릭터부;
상기 리스트릭터부에 위치하며 상기 히터와 별도로 상기 잉크를 가열하는 보조 히터; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 잉크젯 프린트 헤드는, 상기 히터의 양측에 연결되어 전류를 각각 인가하는 것으로 구동회로를 향하여 연장되는 세그먼트(segment) 전극 및 상기 리스트릭터부를 향하여 연장되는 커먼(common) 전극; 을 더 포함한다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터는 상기 커먼 전극의 위 또는 아래에 적층되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 절연된다. 여기서, 상기 잉크젯 프린트 헤드는 상 기 노즐이 배열된 노즐열을 복수로 구비하며, 상기 보조 히터는 상기 각각의 노즐에 대하여 독립적으로 구동되거나 상기 노즐열 단위로 구동되는 것이 바람직하다.그리고, 상기 보조 히터는 상기 히터 및 커먼 전극 사이에 개재되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터는 상기 히터와 직접 연결되거나 또는 상기 커먼 전극의 일부를 사이에 두고 상기 히터와 연결된다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터의 단위 면적당 전기 저항값은, 상기 히터의 단위 면적당 전기 저항값보다 작고, 상기 히터에 전류를 인가하며 상기 리스트릭터부를 향하여 연장되는 커먼 전극의 단위 면적당 전기 저항값보다 크다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터는 복수로 마련되는 상기 잉크 챔버, 리스트릭터부 및 공급부의 온도 차이를 줄이기 위하여 상기 기판도 아울러 가열한다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터는 상기 히터의 구동 주파수에 따라 증가하는 인쇄 듀티가 규정값보다 높은 경우에 비로소 구동된다.
일 실시예로서, 상기 잉크 챔버 측의 온도가 상승하는 경우에도, 상기 보조 히터에 의하여 상기 리스트릭터부가 가열됨으로써 상기 리스트릭터부의 유동 저항값이 상기 잉크 챔버의 유동 저항값에 접근한다.
한편, 본 발명의 잉크젯 화상형성장치에 따르면, 기판상에 마련되는 히터에 의하여 가열됨으로써 잉크가 노즐로 토출되는 열구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 구비한 잉크젯 화상형성장치에 있어서, 상기 잉크젯 프린트 헤드는,
상기 노즐로 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버;
상기 잉크 챔버에 잉크를 리필하는 공급부;
상기 잉크 챔버 및 공급부를 연결하며 상기 버블 발생시 상기 공급부를 향하는 잉크의 역방향 유동을 억제하는 리스트릭터부;
상기 리스트릭터부에 위치하며 상기 히터와 별도로 상기 잉크를 가열하는 보조 히터; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터는 상기 커먼 전극의 위 또는 아래에 적층되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 절연된다.
일 실시예로서, 상기 보조 히터는 상기 히터 및 커먼 전극 사이에 개재되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 연결된다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. 본 발명의 실시예는 첨부도면에 도시된 바에 국한되지 않고, 동일한 발명의 범주내에서 다양하게 변형될 수 있음을 밝혀둔다.
도 2는 본 발명의 잉크젯 화상형성장치의 주요부를 도시한 사시도이다. 도 2에는 적어도 인쇄 매체(P)의 폭 크기만큼 노즐이 배열되어 라인 단위로 인쇄할 수 있는 라인 프린팅 방식의 잉크젯 화상형성장치가 도시된다. 인쇄 매체(P)는 그 길이 방향인 x 방향(이하 부주사 방향이라고 한다.)으로 이송되며, y 방향(이하 주주사 방향이라고 한다.)은 인쇄 매체(P)의 폭 방향이다.
도시된 잉크젯 화상형성장치는, 어레이 타입 잉크젯 프린트 헤드(260)가 장착되며 잉크젯 화상형성장치에 고정되는 잉크젯 프린트 헤드 카트리지(252)와, 잉 크젯 프린트 헤드(260)와 인쇄 매체(P) 사이에 소정의 간격을 제공하는 것으로 이송되는 인쇄 매체(P)를 가이드하는 플래튼(Platen)(212)과, 인쇄 매체(P)를 잉크젯 프린트 헤드 카트리지(252) 방향으로 이송하는 피드 롤러(215a,215b) 및 피드 롤러(215a,215b)를 구동하는 구동 수단(211)을 구비한다. 도시되지는 않았지만, 셔틀 방식 잉크젯 화상형성장치가 본 발명의 실시예로서 가능함은 물론이다.
도시된 잉크젯 프린트 헤드 카트리지(252)는 각 색상별로 잉크를 저장하는 잉크 탱크(미도시)가 내부에 구비되는 몸체(255)와, 잉크젯 프린트 헤드(260)가 인쇄 매체(P)의 폭 방향을 따라 한 개 또는 복수로 장착되는 노즐부(257)와, 상기 잉크 탱크에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드(260)로 공급하는 잉크 채널 유니트(256)를 구비한다. 노즐부(257)의 주주사 방향 길이는 적어도 인쇄 매체(P)의 폭 크기에 상응되며 인쇄 데이터는 주주사 방향으로 동시에 인쇄된다.
도 3은 도 2의 참조부호 A 부분에 해당하는 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드의 일 실시예를 도시한 평면도이다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 컬러 인쇄를 위하여 예를 들면, 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 잉크를 각각 분사하도록 4 종류의 노즐열(161C,161M,161Y,161K)이 잉크젯 프린트 헤드(260)에 마련된다. 컬러 인쇄 가능한 잉크젯 프린트 헤드(260)는 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 잉크를 각각 저장하는 복수의 잉크 탱크(미도시)를 몸체(255) 내부에 구비한다. 잉크 채널 유니트(256)는 잉크 탱크로부터 잉크젯 프린트 헤드(260)의 배면에 이르는 잉크 통로를 형성한다. 일 실시예로서, 열적 안정성 및 내구성과 생산성 향상을 위하 여 액정 폴리머(LCP : liquid crystal polymer)소재를 사출 성형함으로써 잉크 채널 유니트(256)를 형성한다. 잉크젯 프린트 헤드(260)는 FPC(270)(flexible printed circuit)를 통하여 잉크젯 화상형성장치의 제어부(미도시)와 연결되며 구동 신호를 전달받고 잉크 분사용 전원을 공급받는다.
도시된 잉크젯 프린트 헤드(260)는 주주사 방향 및 부주사 방향을 따라 소정 간격으로 이격되며 지그재그로 복수 개 배열되었다. 도시되지는 않았지만, 적어도 인쇄 매체(P)의 폭에 상응하는 길이에 걸쳐 한 개 또는 복수의 잉크젯 프린트 헤드(260)가 y축을 따라 일직선상에 배열되는 실시예도 가능하다. 즉, 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드(260)는 그 배열 형태에 영향을 받지 않으며, 셔틀 방식은 물론 어레이 방식을 포함한 모든 방식의 잉크젯 화상형성장치에 장착될 수 있다.
도시된 바와 같이 잉크젯 프린트 헤드(260)가 지그재그로 배열된 경우, 제어부는 잉크젯 프린트 헤드(260) 각각의 x축 편차 및 인쇄 매체(P)의 이송량을 파악함으로써, 서로 다른 잉크젯 프린트 헤드(260)에 위치한 각각의 노즐열(161C,161M,161Y,161K)의 잉크 분사 위치를 x축 방향으로 동기화시킨다. 예를 들어 서로 다른 잉크젯 프린트 헤드(260)에 형성된 블랙 색상의 노즐열(161K)들은 y축 방향을 따라 동일한 직선상에 위치하지 않지만, 잉크젯 프린트 헤드(260)의 x축 방향 편차 및 인쇄 매체(P)의 이송량에 근거하여 x축 방향의 잉크 분사 위치가 동기화됨으로써 인쇄 매체(P)에 인쇄된 잉크 도트(dot)는 y축에 평행한 동일한 직선상에 형성될 수 있다. 이웃한 노즐 사이의 거리인 노즐 피치는 잉크젯 화상형성장치의 해상도를 결정짓는다. 예를 들어 노즐 피치가 1/600 인치인 경우, 잉크젯 화 상형성장치의 인쇄 해상도는 600dpi(dot per inch)가 기본이 된다.
도 4 및 도 5는 도 3의 I-I' 절단선에 대한 단면도로서 보조 히터(450)의 설치 위치가 서로 구별된다. 도 3 내지 도 5에 도시된 보조 히터(450)는 커먼 전극(430b)과 전기적으로 절연되는 실시예로서, 도 4는 보조 히터(450)가 커먼 전극(430b) 위에 적층된 실시예이고, 도 5는 보조 히터(450)가 커먼 전극(430b) 아래에 적층된 실시예이다. 이하에서 도 3 내지 도 5를 함께 참조하며 잉크젯 프린트 헤드(260, 도 2 참조)의 일 실시예를 설명한다.
잉크젯 프린트 헤드(260)는 잉크를 토출하는 노즐(332), 잉크를 가열하여 노즐(332)을 통한 잉크 토출력을 발생하는 히터(325), 노즐(332) 및 히터(325)를 구비하며 잉크가 채워지는 잉크 챔버(322), 잉크 챔버(322)에 잉크를 리필(refill)하는 공급부(326), 잉크 저장 탱크(미도시)와 연결되어 공급부(326)에 잉크를 공급하는 잉크 피드홀(312), 잉크 챔버(322) 및 공급부(326)를 연결하는 것으로 히터(325)에 의한 버블 발생시 공급부(326)를 향하는 역방향 잉크 유동을 억제하는 리스트릭터부(324), 리스트릭터부(324)에 위치하며 히터(325)와 별도로 잉크를 가열하는 보조 히터(450)를 구비한다. 도시된 바에 의하면 리스트릭터부 입구(324a)를 기준으로 좌측에 잉크 챔버(322)가 형성되고 우측에 리스트릭터부(324)가 형성되며, 리스트릭터부 출구(324b)를 기준으로 좌측에 리스트릭터부(324)가 형성되고 우측에 공급부(326)가 형성된다.
히터(325)의 양측에는 세그먼트 전극(430a)과 커먼 전극(430b)이 각각 연결된다. 세그먼트 전극(430a)은 구동 회로(미도시) 측으로 연장되며 구동 신호 및 구 동 전원을 히터(325)에 공급한다. 커먼 전극(430b)은 리스트릭터부(324) 측으로 연장되며 서로 다른 잉크 챔버(322)에 구비된 각각의 히터와 공통적으로 연결된다.
따라서, 노즐(332)열을 이루며 일렬로 배열된 다수의 노즐(332)은 커먼 전극(430b)에 의하여 그 일측이 모두 연결되므로 보조 히터(450)는 노즐(332)열 단위로 구동될 수 있다. 반면에 세그먼트 전극(430a)별로 전원이 개별적으로 인가되므로 보조 히터(450)가 각 노즐(332) 단위로 독립 구동될 수 있다. 세그먼트 전극(430a) 및 커먼 전극(430b)은 알루미늄(Al)과 같은 도전성이 양호한 금속 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
기판(410) 상에는 히터(325)와 기판(410) 사이의 단열 및 전기적 절연을 위한 절연층(420)이 형성되는 것이 바람직하다. 실리콘 재질의 기판(410)을 구비하는 경우 절연층(420)은 일반적으로 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어질 수 있다. 히터(325)는 TaAl, TaN , HfB2 등의 물질을 절연층(420) 상에 박막 형태로 증착하고, 이를 패터닝(patterning)함으로써 형성될 수 있다. 히터(325)의 표면에는 히터(325)를 보호하기 위한 히터 보호층(440)이 형성된다. 히터 보호층(440)은 세그먼트 전극(430a) 및 커먼 전극(430b)의 표면을 동시에 보호하는 것이 바람직하다. 히터 보호층(440)은 히터(325), 세그먼트 전극(430a) 및 커먼 전극(430b)이 잉크와 직접 접촉하는 것을 차단함으로써 화학적 및 기계적 부식을 줄이는 것으로, 열전도도가 낮은 실리콘 질화물(SiNx)로 적층되는 것이 바람직하다. 도시되지는 않았지만, 히터 보호층(440) 위에는 버블 소멸시 발생하는 캐비테이션 압력(cavitation force)을 막아내는 캐비테이션 방지층(anti-cavitation layer)이 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어 캐비테이션 방지층은 탄탈륨(Ta)으로 적층될 수 있다.
보조 히터(450)는 커먼 전극(430b)의 위에 적층되거나 커먼 전극(430b)의 아래에 적층된다. 도시된 실시예에서는 보조 히터(450) 및 커먼 전극(430b)의 전기적 절연을 위하여 도 4에서 히터 보호층(440)을 이용하고 도 5에서 절연층(420)을 이용한다. 보조 히터(450)가 잉크와 직접 접촉되는 것을 방지하고 화학적 및 기계적 부식을 방지하기 위하여 보조 히터 보호층(460)이 마련되는 것이 바람직하다. 보조 히터 보호층(460)은 히터 보호층(440)과 동일한 재질 또는 다른 재질로 적층될 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 실시예에 의하면 보조 히터(450)는 보조 히터 전극(465)을 통하여 구동 신호 및 구동 전원을 공급받는다. 반면에 후술할 도 6 이하의 실시예에서는 보조 히터(450)가 히터(325) 및 커먼 전극(430b) 사이에 개재되므로 히터(325)와 함께 세그먼트 전극(430a)으로부터 구동 신호 및 구동 전원을 공급받는다. 따라서, 보조 히터(450)는 히터(325)와 별개로 제어되거나 히터(325)와 동일하게 제어될 수 있으며, 바람직하게는 히터(325)의 구동 주파수에 따라 증가하는 인쇄 듀티(duty)가 규정값보다 높은 경우에 비로소 구동됨으로써 온도 제어성을 향상시키고 전력 소모를 줄일 수 있다. 최근에는 잉크젯 프린트 헤드(260)의 고집적화, 고속화 등으로 인하여 저전력 구동이 가능한 잉크젯 프린트 헤드(260)가 요구되고 있으며, 특히 이러한 저전력 구동은 다수의 노즐(332)이 배열되고 높은 주파수로 구동되는 어레이 타입 잉크젯 프린트 헤드(260)에서 더욱 필요하다.
보조 히터(450)는 히터(325)에 비하여 발열량이 클 필요가 없으며 리스트릭터부(324)를 포함한 기판(410) 전체를 균일하게 가열할 수 있으면 족하다. 따라서, 보조 히터(450)의 단위 면적당 전기 저항값은, 히터(325)의 단위 면적당 전기 저항값보다 작고, 커먼 전극(430b)의 단위 면적당 전기 저항값보다 큰 것이 바람직하다. 한편, 복수로 마련되는 상기 잉크 챔버(322), 리스트릭터부(324) 및 공급부(326)의 온도 차이를 줄이기 위하여 보조 히터(450)는 기판(410)을 가열하는 것이 바람직하며 기판 히터(325)의 역할도 겸할 수 있다.
인쇄시 히터(325)가 동작되면 잉크 챔버(322) 및 리스트릭터부(324)의 온도 차이가 증가된다. 이러한 온도 구배는 리스트릭터부(324) 벽에 대한 잉크의 마찰력은 물론 잉크의 점도를 증가시키므로, 잉크의 유동 저항을 발생하게 된다. 따라서, 리스트릭터부(324)의 주기능인 공급부(326) 방향으로의 역방향 잉크 유동을 억제하는 힘이 증가되면서 노즐(332)을 통한 잉크 토출량도 증가되어 화상이 어둡게 인쇄되는 불량이 발생한다. 연속 인쇄 또는 잉트젯 프린트 헤드의 구동 주파수가 증가될수록 이러한 온도 구배는 커지므로 화상 불량의 문제점은 더욱 증가된다. 보조 히터(450)는 히터(325)와 별도로 잉크를 가열함으로써 이러한 문제점을 개선한다. 즉, 도 1에 도시된 종래의 발열 수단에 비하여 본 발명의 보조 히터(450)는 각 노즐(332)별로 마련된 리스트릭터부(324)에 위치하므로, 잉크 챔버(322) 측의 온도가 상승하는 경우에도, 보조 히터(450)에 의하여 리스트릭터부(324)가 가열됨으로써 리스트릭터부(324)의 유동 저항값이 잉크 챔버(322)의 유동 저항값에 접근하도록 개선한다.
도 6은 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드(260, 도 2 참조)의 평면도로서 도 3과 다른 실시예를 도시한다. 도 7은 도 6의 II-II' 절단선에 대한 단면도이다. 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에서는 보조 히터(459)가 히터(325) 및 커먼 전극(430b") 사이에 개재되며 커먼 전극(430b") 또는 히터(325)와 전기적으로 연결된다. 도 7에는 보조 히터(459)의 양단이 커먼 전극의 일부(430b') 및 커먼 전극의 나머지 부분(430b")에 연결되는 실시예가 도시되지만, 이에 한정되지 않고 보조 히터(459)의 일단이 히터(325)에 직접 연결되고, 보조 히터(459)의 타단이 참조부호 430b' 부분의 커먼 전극없이 참조부호 430b"의 커먼 전극에 연결되는 실시예도 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 잉크젯 프린트 헤드 및 이를 구비한 잉크젯 화상형성장치에 따르면, 히터 동작에 의한 잉크젯 프린트 헤드의 온도 구배를 감소시킴으로써 연속 인쇄를 실시했을 경우에도 잉크 토출량의 변동에 의한 인쇄 불량을 억제할 수 있고 수명 및 장치의 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 한 층이 기판이나 다른 층 위에 존재한다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 다른 제3의 층이 존재할 수도 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 잉크를 토출하는 노즐 및 상기 잉크의 토출력을 발생하도록 기판상에 형성되는 히터를 구비하며 상기 노즐로 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버;
    상기 잉크 챔버에 잉크를 리필하는 공급부;
    상기 잉크 챔버 및 공급부를 연결하며 상기 버블 발생시 상기 공급부를 향하는 잉크의 역방향 유동을 억제하는 리스트릭터부;
    상기 리스트릭터부에 위치하며 상기 히터와 별도로 상기 잉크를 가열하는 보조 히터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히터의 양측에 연결되어 전류를 각각 인가하는 것으로, 구동회로를 향하여 연장되는 세그먼트(segment) 전극 및 상기 리스트릭터부를 향하여 연장되는 커먼(common) 전극; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    상기 커먼 전극의 위 또는 아래에 적층되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 노즐이 배열된 노즐열을 복수로 구비하며,
    상기 보조 히터는 상기 각각의 노즐에 대하여 독립적으로 구동되거나 상기 노즐열 단위로 구동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    상기 히터 및 커먼 전극 사이에 개재되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    상기 히터와 직접 연결되거나 또는 상기 커먼 전극의 일부를 사이에 두고 상기 히터와 연결되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 히터의 단위 면적당 전기 저항값은,
    상기 히터의 단위 면적당 전기 저항값보다 작고,
    상기 히터에 전류를 인가하며 상기 리스트릭터부를 향하여 연장되는 커먼 전극의 단위 면적당 전기 저항값보다 큰 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    복수로 마련되는 상기 잉크 챔버, 리스트릭터부 및 공급부의 온도 차이를 줄이기 위하여 상기 기판도 아울러 가열하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    상기 히터의 구동 주파수에 따라 증가하는 인쇄 듀티가 규정값보다 높은 경우에 비로소 구동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잉크 챔버 측의 온도가 상승하는 경우에도, 상기 보조 히터에 의하여 상기 리스트릭터부가 가열됨으로써 상기 리스트릭터부의 유동 저항값이 상기 잉크 챔버의 유동 저항값에 접근하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린트 헤드.
  11. 기판상에 마련되는 히터에 의하여 가열됨으로써 잉크가 노즐로 토출되는 열구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드를 구비한 잉크젯 화상형성장치에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트 헤드는,
    상기 노즐로 토출될 잉크가 채워지는 잉크 챔버;
    상기 잉크 챔버에 잉크를 리필하는 공급부;
    상기 잉크 챔버 및 공급부를 연결하며 상기 버블 발생시 상기 공급부를 향하는 잉크의 역방향 유동을 억제하는 리스트릭터부;
    상기 리스트릭터부에 위치하며 상기 히터와 별도로 상기 잉크를 가열하는 보조 히터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    상기 커먼 전극의 위 또는 아래에 적층되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 보조 히터는,
    상기 히터 및 커먼 전극 사이에 개재되며 상기 커먼 전극과 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
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