KR20080099017A - 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드 - Google Patents

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Abstract

어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드가 개시된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩은 복수의 색상별로 복수의 노즐이 제1 노즐군 및 제2 노즐군으로 분류되어 배치되는 잉크 공급부, 및 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군과 인접한 다른 색상의 제1 노즐군 및 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하고, 하나의 전원 라인으로 연결된 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군에 교대로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다. 이에 의해, 복수의 노즐 동시 구동시의 전압 강하를 감소시킬 수 있다.
어레이형, 헤드칩, 전원 라인, 라인 공유, 전압 강하, 토출 주기

Description

어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드 {Head-chip and head of array type inkjet printer}
도 1은 종래의 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드 구조를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시한 헤드칩의 구조를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드 구조를 나타낸 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 구조를 나타낸 평면도,
도 5는 도 4에 도시한 헤드칩의 히터 및 잉크 유로의 구조를 나타낸 도면,
도 6은 도 4에 도시한 헤드칩의 전원 배선 상태를 나타낸 도면, 그리고,
도 7은 도 6에 도시한 전원 배선 상태에서의 색상별 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 헤드 110 : 잉크 카트리지
200 : 기판 210 : 연결 단자
300 : 헤드칩 400 : 본딩부
본 발명은 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 색상이 전원 라인을 공유하도록 전원 배선을 형성하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드에 관한 것이다.
잉크젯 프린터(Inkjet printer)는 노즐을 통해 잉크방울을 분사하여 종이나 필름과 같은 인쇄매체에 부착하는 형태로 인쇄를 수행하는 프린터이다. 잉크젯 프린터는, 인쇄를 위한 헤드(Head)의 구동방식에 따라 셔틀형(Shuttle type) 잉크젯 프린터와 어레이형(Array type) 잉크젯 프린터로 분류할 수 있다.
셔틀형 잉크젯 프린터는 헤드에 복수개의 노즐이 배치되어, 주사방향으로 헤드가 이동하면서 한 라인을 인쇄하고, 인쇄매체가 부주사방향으로 이동되어 다른 라인을 인쇄한다.
이에 반해, 어레이형 잉크젯 프린터는 노즐이 헤드의 주사방향을 따라 길게 배치되어 한 라인씩 인쇄 가능하며, 인쇄매체가 부주사방향으로 이동되어 다른 라인을 인쇄한다. 이에 의해, 어레이형 잉크젯 프린터에서는 일 회에 인쇄매체 폭 만큼의 인쇄가 가능하다.
어레이형 잉크젯 프린터는 노즐에 의해 잉크를 토출하는 헤드칩을 복수개 배열하여 일 회에 인쇄매체 폭 만큼의 인쇄가 가능하도록 확장된 헤드 구조를 갖는다. 이러한 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드 구조를 도 1 및 도 2에 도시하였다.
도 1은 종래의 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드 구조를 나타낸 도면으로, 4개 의 헤드칩(10)이 배치된 어레이 헤드(1)의 구조를 예시하였다.
도시한 바와 같이, 어레이 헤드(1)는 각 헤드칩(10)에 잉크를 공급하는 잉크 카트리지(20), 본체와 전기적으로 연결되어 전원과 구동신호를 공급하는 기판(30), 기판(30)과 헤드칩(10)간의 연결부를 전기적으로 보호하기 위한 인캡슐레이션(Encapsulation) 본딩부(40), 및 본체와 연결되는 연결 단자(50)를 포함한다.
여기서, 인캡슐레이션 본딩부(40)는 통상 본드를 사용하여 형성되기 때문에, 헤드칩(10)의 노즐층 보다 높이가 높게 형성된다. 이로 인하여, 헤드칩(10) 상부의 이물질을 제거하기 위한 와이핑(Wiping) 동작이 화살표 A로 표시한 바와 같이, 어레이 헤드(1)의 길이 방향으로 이루어져야 한다.
통상, 어레이형 잉크젯 프린터는 고속 인쇄용으로 사용되기 때문에, 와이핑 시간이 짧아야 한다. 그러나, 와이핑 동작이 어레이 헤드(1)의 길이 방향으로 이루어짐으로 인하여, 인쇄 도중의 와이핑 동작에 상당한 시간이 소요되는 문제점이 있다.
도 2는 도 1에 도시한 헤드칩의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에서는 어레이 헤드(1)에 배치되는 4 칼라의 헤드칩(10) 구조를 예시하였다. 이를 참조하면, 헤드칩(10)의 좌측과 우측에는 전원 및 구동 신호를 공급받기 위한 공급 패드(12)가 형성되고, 헤드칩(10)의 길이 방향으로 구동 회로(14), 히터 및 잉크 유로(16)가 각각 독립적으로 배열된다.
이러한 구조의 헤드칩(10)을 사용하여 어레이 헤드(1)를 구성할 경우, 각 헤드칩(10)에 전원 및 구동신호를 공급하기 위해서는 본체와 각 헤드칩(10)간을 연결 하는 기판(30)상의 배선을 일체형으로 제작하여야 한다.
이때, 헤드칩(10)에 불량이 발생하였을 경우, 해당 헤드칩(10)에 대한 불량 수리가 거의 불가능한 어려움이 있다. 특히, 다수의 헤드칩(10) 중 어느 하나라도 불량이 발생하였다면, 해당 헤드칩(10)만을 교체하는 것이 불가능하므로, 어레이 헤드(1) 자체를 교환하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 전원 및 구동신호 공급을 위한 공급 패드(12)가 구동회로(14), 히터 및 잉크 유로(16)의 양단에 형성되고, 전원 배선이 모두 독립적으로 이루어짐에 따라, 헤드칩의 사이즈가 커지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 복수의 색상이 하나의 전원 라인을 공유하여 사용하도록 전원 배선을 형성함으로써, 색상별 복수의 노즐이 동시에 동작할 때 전압 강하를 감소시키고, 헤드칩의 사이즈를 감소시킬 수 있는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드를 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩은 복수의 색상별로 복수의 노즐이 제1 노즐군 및 제2 노즐군으로 분류되어 배치되는 잉크 공급부, 및 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군과 인접한 다른 색상의 제1 노즐군 및 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하고, 하나의 전원 라인으로 연결된 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군에 교대로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.
바람직하게, 전원 공급부는 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
또한 바람직하게, 전원 공급부는 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성되되, 형성 부위의 양단부에 각각 형성되어 전원 라인을 통해 전원을 공급하는 제1 및 제2 전원 패드, 및 제1 및 제2 전원 패드 사이에 형성되어 구동신호를 공급하는 구동신호 패드를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 잉크 공급부는 제1 내지 제4 색상을 포함하며, 전원 공급부는 제1 색상의 제1 노즐군 및 제2 색상의 제1 노즐군, 제1 색상의 제2 노즐군 및 제2 색상의 제2 노즐군, 제3 색상의 제1 노즐군 및 제4 색상의 제1 노즐군, 및 제3 색상의 제2 노즐군 및 제4 색상의 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결할 수 있다.
또한 바람직하게, 전원 공급부는, 제1 색상의 제1 노즐군, 제1 색상의 제2 노즐군, 제3 색상의 제1 노즐군, 및 제3 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급동작 및 제2 색상의 제1 노즐군, 제2 색상의 제2 노즐군, 제4 색상의 제1 노즐군, 및 제4 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급 동작을 교번적으로 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터 헤드는, 잉크를 공급하는 잉크 카트리지, 잉크 카트리지에 서로 일정 간격 이격되어 설치되는 복수의 헤드칩, 일단은 헤드칩과 연결되고 타단에는 어레이형 잉크젯 프린터 본체와의 연결을 위한 연결단자가 형성되는 복수의 기판, 및 복수의 기판과 헤드칩과의 연결 부위를 인캡슐레이션하는 복수의 본딩부를 포함한다.
바람직하게, 복수의 기판은 연결단자가 잉크 카트리지의 외측으로 돌출되도록 설치될 수 있다.
또한 바람직하게, 복수의 헤드칩은 복수의 색상별로 복수의 노즐이 제1 노즐군 및 제2 노즐군으로 분류되어 배치되는 잉크 공급부, 및 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군과 인접한 다른 색상의 제1 노즐군 및 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하고, 하나의 전원 라인으로 연결된 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군에 교대로 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 전원 공급부는 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다.
또한 바람직하게, 전원 공급부는 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성되되, 형성 부위의 양단부에 각각 형성되어 전원 라인을 통해 전원을 공급하는 제1 및 제2 전원 패드, 및 제1 및 제2 전원 패드 사이에 형성되어 구동신호를 공급하는 구동신호 패드를 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 잉크 공급부는 제1 내지 제4 색상을 포함하며, 전원 공급부는 제1 색상의 제1 노즐군 및 제2 색상의 제1 노즐군, 제1 색상의 제2 노즐군 및 제2 색상의 제2 노즐군, 제3 색상의 제1 노즐군 및 제4 색상의 제1 노즐군, 및 제3 색상의 제2 노즐군 및 제4 색상의 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결할 수 있다.
또한 바람직하게, 전원 공급부는 제1 색상의 제1 노즐군, 제1 색상의 제2 노즐군, 제3 색상의 제1 노즐군, 및 제3 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급 동작 및 제2 색상의 제1 노즐군, 제2 색상의 제2 노즐군, 제4 색상의 제1 노즐군, 및 제4 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급 동작을 교번적으로 수행할 수 있다.
또한 바람직하게, 복수의 헤드칩은 하나의 전원 라인을 통해 연결된 복수의 노즐군에서 일 회에 하나의 노즐군에만 전원이 공급되도록 제어하는 제어 회로부를 더 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드 구조를 나타낸 평면도이다.
어레이형 잉크젯 프린터의 헤드(100)는 잉크 카트리지(110), 복수의 헤드칩(300), 복수의 기판(200), 복수의 본딩부(400)를 포함한다. 본 실시예에서는 어레이형 잉크젯 프린터가 칼라 어레이형 잉크젯 프린터인 것으로 예시하였으며, 이에 따라 C,M,Y,K 색상의 네 가지 잉크가 구비되는 것을 예로 들어 설명한다.
잉크 카트리지(110)는 잉크를 공급하는 것으로, 통상 인쇄매체의 폭보다 주사방향으로 더 긴 길이를 갖는다. 즉, 셔틀형 잉크젯 프린터에서는 카트리지가 이동을 하면서 인쇄가 되나, 어레이형 잉크젯 프린터에서는 잉크 카트리지(110)가 고정된 상태에서 인쇄가 되기 때문에, 한 라인에 대하여는 일 회에 인쇄가 수행되어야 하므로, 잉크 카트리지(110)가 인쇄매체의 폭보다 더 긴 길이를 갖는다.
복수의 헤드칩(300)은 잉크 카트리지(110)의 상부에 서로 일정 간격 이격되어 설치된다. 헤드칩(300)에는 C,M,Y,K 색상별로 각 잉크를 토출하는 복수의 노즐이 구비된다. 헤드칩(300)의 구조에 관하여는 후술하는 도 4에서 보다 상세히 설명 한다.
도시한 바와 같이, 복수의 헤드칩(300)은 잉크 카트리지(110)의 상부에서 주사방향을 따라 교대로 두 열을 이루도록 배치된다. 복수의 헤드칩(300)이 배치된 두 열을 각각 짝수(even) 열 및 홀수(odd) 열이라 한다.
복수의 기판(200)은 일단은 복수의 헤드칩(300) 각각과 연결되고, 타단에는 각각 어레이형 잉크젯 프린터의 본체와 연결을 위한 연결 단자(210)가 형성된다. 여기서, 기판(200)은 FPC(Flexible Printed Circuit : 연성인쇄회로) 혹은 PCB(Printed Circuit Board)와 같은 기판을 사용할 수 있으며, 바람직하게 필름(Film) 형태의 기판을 사용할 수 있다.
연결 단자(210)는 어레이형 잉크젯 프린터의 본체와 헤드(100)를 연결하는 케이블(미도시)이 연결되는 부분으로, 본체로부터의 전원 및 구동신호를 헤드칩(300)에 전달한다.
기판(200)은 일단이 후술하는 헤드칩(300)의 전원 공급부가 형성된 부위의 상부에 겹쳐지는 형태로 헤드칩(300)과 연결된다. 그러므로, 헤드칩(300)과 연결되는 기판(200)의 일단은 헤드칩(300)의 길이 방향의 길이와 유사한 크기의 폭을 갖도록 형성되어야 하며, 일단이 헤드칩(300)과 연결된 기판(200)의 타단은 연결 단자(210)가 잉크 카트리지(110)의 외측으로 돌출되도록 설치된다.
또한, 기판(200)은 일단은 헤드칩(300)의 길이 방향의 길이와 유사한 크기의 폭을 갖으나, 중간 부분에서 폭이 좁아져 타단은 일단보다 작은 크기의 폭을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유는 연결 단자(210)가 형성된 기판(200)의 타단이 잉크 카트리지(110)의 외측으로 돌출될 때, 두 열로 배치된 복수의 헤드칩(300)과 겹쳐지지 않도록 하기 위함이다.
복수의 본딩부(400)는 복수의 기판(200)과 복수의 헤드칩(300)의 각각의 연결 부위를 전기적으로 보호하기 위해 형성된다. 본딩부(400)는 기판(200)과 헤드칩(300)이 연결되는 부위에 형성되는 것이므로, 도시한 바와 같이 헤드칩(300)의 길이 방향으로 형성될 수 있다.
이에 따라, 헤드칩(300) 상부의 이물질 제거를 위한 와이핑(wiping) 동작이 본딩부(400)가 형성된 방향과 수직 방향 즉, 헤드칩(300)의 폭 방향으로 이루어질 수 있다. 본 실시예에서의 와이핑 동작이 이루어지는 방향을 화살표 B로 표기하였다.
와이핑 동작이 화살표 B 방향으로 이루어짐에 따라, 도 1에 도시한 잉크 카트리지(20)의 길이 방향으로 이루어지던 와이핑 동작의 일 회 수행시 소요시간이 현저히 줄어들 수 있음을 확인할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 헤드칩(300)은 복수의 기판(200)과 각각 독립적인 형태로 잉크 카트리지(110)에 장착된다. 그러므로, 복수의 헤드칩(300)은 개별적인 분리 및 교체가 가능하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 구조를 나타낸 평면도이다.
도 4에서는 도 3에 도시한 복수의 헤드칩(300)의 구조를 구체적으로 나타내었다. 도 4를 참조하면, 헤드칩(300)은 잉크 공급부(310), 및 전원 공급부(320)를 포함한다.
잉크 공급부(310)는 복수개의 노즐이 형성되어 잉크 카트리지(110)로부터 공급받은 잉크를 토출하기 위한 부분으로, 복수의 잉크 유로, 복수의 히터, 및 복수의 히터 구동부를 포함한다.
복수의 잉크 유로는 잉크 카트리지(110)로부터 공급받은 잉크를 토출하기 위한 복수의 노즐을 포함하며, 복수의 히터는 복수의 잉크 유로의 각 노즐에서 잉크가 토출될 수 있도록 열을 가한다. 이때, 복수의 노즐은 서로 일정 간격 이격되어 형성되되, 복수의 노즐이 제1 노즐군 및 제2 노즐군으로 분류되어 배치된다. 본 실시예에서는 설명의 편의상 제1 노즐군을 짝수 열이라 하고, 제2 노즐군을 홀수 열이라 칭한다.
어레이형 잉크젯 프린터가 칼라 프린터일 경우, C,M,Y,K 색상의 잉크가 각각 구비되므로, 본 실시예에서는 제1 내지 제4 색상 히터 및 잉크 유로(312, 314, 316, 318)가 구비된 상태를 예시하였다.
복수의 히터 구동부는 복수의 잉크 유로 및 복수의 히터의 양측에 각각 배열된다. 즉, 제1 내지 제4 색상 히터 및 잉크 유로(312, 314, 316, 318)의 각각 양측에는 한 쌍의 히터 구동부가 배치되는데, 그 중 하나를 짝수 열 히터 구동부라 하고, 다른 하나를 홀수 열 히터 구동부라 한다. 짝수 열 히터 구동부는 짝수 열 노즐에 대응하는 히터를 구동시키고, 홀수 열 히터 구동부는 홀수 열 노즐에 대응하는 히터를 구동시킨다.
제1 내지 제4 색상 히터 및 잉크 유로(312, 314, 316, 318)가 구비됨에 따 라, 제1 내지 제4 색상 짝수 열 히터 구동부(311a, 313a, 315a, 317a) 및 제1 내지 제4 색상 홀수 열 히터 구동부(311b, 313b, 315b, 317b)가 구비된다.
색상별로 복수의 잉크 유로, 복수의 히터, 및 복수의 히터 구동부를 포함하는 잉크 공급부(310)에 관하여는 후술하는 도 5에서 그 구조를 보다 상세히 설명한다.
전원 공급부(320)는 잉크 공급부(310)의 길이 방향으로 형성된 일 면과 마주보도록 형성되어, 잉크 공급부(310)에 전원을 공급한다. 전원 공급부(320)는 제1 및 제2 전원 패드, 및 구동신호 패드(326)를 포함한다.
제1 및 제2 전원 패드(322, 324)는 잉크 공급부(310)의 길이 방향으로 형성된 일 면과 마주보도록 형성되되, 형성 부위의 양단부에 각각 형성된다. 제1 및 제2 전원 패드(322, 324)는 어레이형 잉크젯 프린터 본체로부터 전원을 입력받아, 잉크 공급부(310)에 공급한다.
구동신호 패드(326)는 제1 및 제2 전원 패드(322, 324)의 사이에 형성되며, 어레이형 잉크젯 프린터 본체로부터 소정의 구동신호를 입력받아, 잉크 공급부(310)에 공급한다. 구동신호 패드(326)를 통해 공급되는 구동신호는 복수의 노즐 중 토출시켜야 하는 노즐에만 전원을 공급하도록 하는 신호이다. 즉, 구동신호는 토출시켜야 하는 노즐에 해당하는 히터를 구동시키기 위한 구동신호이다.
제1 및 제2 전원 패드(322, 324) 그리고 구동신호 패드(326)를 포함하는 전원 공급부(320)가 헤드칩(300)에서 잉크 공급부(310)의 길이 방향으로 형성된 일 면과 마주보도록 형성됨에 따라, 제1 내지 제4 색상 짝수 열 히터 구동부(311a, 313a, 315a, 317a) 및 제1 내지 제4 색상 홀수 열 히터 구동부(311b, 313b, 315b, 317b)와 전원 공급부(320)간의 전원 배선이 직각을 이루도록 연결된다.
이때, 제1 내지 제4 색상 짝수 열 히터 구동부(311a, 313a, 315a, 317a) 및 제1 내지 제4 색상 홀수 열 히터 구동부(311b, 313b, 315b, 317b)는 서로 인접한 다른 색상의 짝수 열 및 홀수 열을 각각 하나의 전원 라인으로 연결한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 제1 색상의 짝수 열 노즐군과 제2 색상의 짝수 열 노즐군, 제1 색상의 홀수 열 노즐군과 제2 색상의 홀수 열 노즐군, 제3 색상의 짝수 열 노즐군과 제4 색상의 짝수 열 노즐군, 및 제3 색상의 홀수 열 노즐군과 제4 색상의 홀수 열 노즐군이 각각 하나의 전원 라인으로 연결된다.
즉, 인접한 두 색상에서 각각의 하나의 노즐군이 하나의 전원 라인을 공유하여 사용하는 형태로 전원 배선이 이루어진다. 본 실시예에서의 전원 배선에 관하여는 후술하는 도 6에서 보다 상세히 설명한다.
이와 같이 전원 라인이 연결됨에 따라, 전원 공급부(320)는 제1 색상의 짝수 열 노즐군과 제2 색상의 짝수 열 노즐군, 제1 색상의 홀수 열 노즐군에 대한 전원 공급 동작 및 제2 색상의 홀수 열 노즐군, 제3 색상의 짝수 열 노즐군과 제4 색상의 짝수 열 노즐군, 및 제3 색상의 홀수 열 노즐군과 제4 색상의 홀수 열 노즐군에 대한 전원 공급 동작을 교번적으로 수행한다.
제어 회로부는 제1 내지 제4 색상 짝수 열 히터 구동부(311a, 313a, 315a, 317a) 및 제1 내지 제4 색상 홀수 열 히터 구동부(311b, 313b, 315b, 317b)의 구동을 제어한다.
또한, 제어 회로부는 제1 내지 제4 색상 짝수 열 히터 구동부(311a, 313a, 315a, 317a) 및 제1 내지 제4 색상 홀수 열 히터 구동부(311b, 313b, 315b, 317b)들이 하나의 전원 라인을 공유하고 있는 경우, 하나의 전원 라인을 통해 연결된 복수의 노즐군에서 일 회에 하나의 노즐군에만 전원이 공급되도록 제어한다.
예를 들면, 제1 색상과 제2 색상에 대한 히터 구동부가 하나의 전원 라인을 공유하고 있는 경우, 제어 회로부는 제1 색상과 제2 색상 중 어느 하나만이 동작하도록 제어한다.
본 실시예에서는 잉크 공급부(310)의 양단에 제1 및 제2 제어 회로부(331, 333)가 구비되고, 전원 공급부(320)와 잉크 공급부(310)의 사이에 제3 제어 회로부(335)가 구비된 상태를 예시하였다. 그러나, 이는 반드시 여기에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 제1 및 제2 제어 회로부(331, 333)를 구비하지 않고, 제3 제어 회로부(335)만을 구비하여 제3 제어 회로부(335)에서 모든 제어 동작이 이루어지도록 할 수 있다. 이 경우, 헤드칩(300)의 크기를 줄일 수 있으며, 나아가 헤드(100)의 크기를 줄일 수 있다.
도 5는 도 4에 도시한 헤드칩의 히터 및 잉크 유로의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5에서는 도 4에 도시한 제1 내지 제4 색상 히터 및 잉크 유로(312, 314, 316, 318)의 구체적인 구조를 예시한 것으로, 1200 dpi(dot per inch) 해상도를 갖는 히터 및 잉크 유로를 예시하였다.
잉크 카트리지(110)로부터 잉크를 공급받기 위해서는 헤드칩(300)의 배면까지 홀이 형성되어야 한다. 이때, 헤드칩(300)의 배면까지 형성되는 홀을 잉크 공급 홀(312a)이라 한다.
잉크 공급 홀(312a)을 기준으로 잉크 공급 홀(312a)의 양측에는 잉크 챔버(312b), 히터(312c), 노즐(312d)이 형성된다. 잉크 챔버(312b)는 잉크 공급 홀(312a)로부터 잉크를 공급받아 각 노즐(312d)의 토출에 필요한 잉크를 저장한다. 히터(312c)는 히터 구동부로부터 펄스 전원을 공급받아 순간적 가열에 의해 잉크를 팽창시켜 그 압력으로 잉크가 토출되도록 한다. 노즐(312d)은 히터에 의해 팽창된 잉크를 원하는 방향으로 원하는 양만큼 토출한다.
도시한 바와 같이, 노즐(312d)은 잉크 공급 홀(312a)을 중심으로 상하로 배열되며, 선두의 노즐을 1번 노즐이라고 하면, 잉크 공급 홀(312a)의 상부에 위치하는 노즐들을 짝수 열 노즐(2,4,6번 노즐)이라 하고, 잉크 공급 홀(312a)의 하부에 위치하는 노즐들을 홀수 열 노즐(1,3,5,7번 노즐)이라 한다. 즉, 2,4,6…번 노즐은 제1 노즐군에 해당하고, 1,3,5,7…번 노즐은 제2 노즐군에 해당한다.
도 5에 도시한 노즐(312d)의 구조가, 도 4에서 제1 색상 히터 및 잉크 유로(312)의 구조라고 하면, 짝수 열 노즐(2,4,6번 노즐)은 제1 색상 짝수 열 히터 구동부(311a)에 의해 해당 히터가 구동되고, 홀수 열 노즐(1,3,5,7번 노즐)은 제1 색상 홀수 열 히터 구동부(311b)에 의해 해당 히터가 구동된다.
도 6은 도 4에 도시한 헤드칩의 전원 배선 상태를 나타낸 도면이다.
제1 내지 제4 색상 짝수 열 히터 구동부(311a, 313a, 315a, 317a) 및 제1 내 지 제4 색상 홀수 열 히터 구동부(311b, 313b, 315b, 317b)는 인접한 다른 색상의 짝수열 및 홀수 열과 각각 하나의 전원 라인으로 연결된다. 즉, 인접한 두 색상의 짝수열 및 홀수 열 노즐은 각각 하나의 전원 라인을 공유하는 형태로 전원 배선이 이루어진다.
도시한 바와 같이, 제1 색상 짝수열 히터 구동부(311a)와 제2 색상 짝수열 히터 구동부(313a), 제1 색상 홀수열 히터 구동부(311b)와 제2 색상 홀수열 히터 구동부(313b), 제3 색상 짝수열 히터 구동부(315a)와 제4 색상 짝수열 히터 구동부(317a), 제3 색상 홀수열 히터 구동부(315b)와 제4 색상 짝수열 히터 구동부(317b)간에 전원 라인을 공유하는 형태로 전원 배선이 이루어진다.
전원 라인은 헤드칩(300)의 중앙부를 기준으로 좌우측이 동일한 형상으로 형성되며, 헤드칩(300)의 상부에 형성된 전원 공급부(320)로부터 헤드칩(300)의 좌우측 가장자리 부분을 통해 배선이 이루어진다.
전원 배선을 각 색상별로 독립적으로 형성할 경우, 많은 수의 제1 및 제2 전원 패드(322, 324) 및 구동신호 패드(326)가 필요하며, 전원 배선을 위한 더 많은 공간이 필요하기 때문에, 헤드칩(300)의 사이즈가 커지게 된다. 본 실시예에서는, 이와 같은 여러 문제점을 해소하기 위하여, 두 색상씩 전원 라인을 공유하도록 배선한다.
만약, 4개의 모든 색상이 전원 라인을 공유하면, 동시에 구동하는 노즐의 개수가 많아질수록 병렬 저항 효과로 인해 각 히터에 인가되는 전압의 전압강하가 발생하게 되므로, 바람직하지 않다. 즉, 본 실시예에서와 같이 두 색상씩 전원 라인 을 공유하도록 배선하는 것이 가장 바람직하다.
도 7은 도 6에 도시한 전원 배선 상태에서의 색상별 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서와 같이 제1 색상과 제2 색상 그리고 제3 색상과 제4 색상이 각각 전원 라인을 공유하도록 전원 배선이 형성되었을 경우, 각 주기별로 제1 색상과 제3 색상을 동시에 구동하고, 제2 색상과 제4 색상을 동시에 구동할 수 있다. 다만, 제1 색상과 제2 색상 혹은 제3 색상과 제4 색상은 서로 전원 라인을 공유하고 있으므로, 동시에 구동될 수 없다.
이와 같은 방식으로 전원 라인을 공유하고 있지 않은 색상들을 동시에 구동시킴에 의해, 모든 색상에 대한 공통 배선시 발생할 수 있는 전압강하 현상을 방지할 수 있다. 각 주기간의 간격은 각 노즐의 토출 주기(T)가 되며, 각 색상은 구동 주기의 절반의 시간(T/2) 이내에 모든 노즐의 토출이 완료된다.
예를 들면, 제1 내지 제4 색상은 각각 #1 내지 #100의 노즐을 구비하고 있다고 가정한다. 이 경우, 토출 주기(T)는 제1 및 제3 색상의 #1 내지 #100의 노즐이 동작한 후, 제2 및 제4 색상의 #1 내지 #100의 노즐의 동작이 완료될 때까지를 의미한다. 즉, 토출 주기(T)는 제1 및 제3 색상의 첫번째 노즐이 동작하는 시점부터 제2 및 제4 색상의 마지막 노즐의 동작이 완료된 시점까지 총 200개의 노즐의 동작이 완료되는 시점을 의미한다.
제1 주기에서의 토출이 완료되면, 제2 주기에서 제1 및 제3 색상의 노즐이 동작한 후 제2 및 제4 색상의 노즐이 동작한다. 이러한 과정은 제3 주기, 제4 주기 및 그 이상의 주기로 반복된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩 및 헤드는 복수의 색상별 복수의 노즐이 하나의 전원 라인을 공유하여 사용하도록 전원 배선을 형성함으로써, 각 색상별 복수의 노즐을 동시에 동작시키더라도 파워 소모 및 전압 강하를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 헤드칩과 본체를 연결하는 기판을 각 헤드칩별로 분리된 구조로 형성함으로써, 헤드칩의 개별적인 교체가 가능하며, 헤드칩 불량에 비교적 손쉬운 대처가 가능한 이점이 있다.
또한, 헤드칩과 기판의 연결 부위를 헤드칩의 상단에 형성함에 따라, 헤드칩의 폭 방향으로 와이핑 동작이 이루어짐으로써, 와이핑 동작에 소요되는 시간을 절감할 수 있으며, 전체적인 인쇄 속도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (13)

  1. 복수의 색상별로 복수의 노즐이 제1 노즐군 및 제2 노즐군으로 분류되어 배치되는 잉크 공급부; 및
    상기 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군과 인접한 다른 색상의 제1 노즐군 및 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하고, 상기 하나의 전원 라인으로 연결된 상기 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군에 교대로 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성되되, 상기 형성 부위의 양단부에 각각 형성되어 상기 전원 라인을 통해 전원을 공급하는 제1 및 제2 전원 패드; 및
    상기 제1 및 제2 전원 패드 사이에 형성되어 구동신호를 공급하는 구동신호 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 잉크 공급부는 제1 내지 제4 색상을 포함하며,
    상기 전원 공급부는 상기 제1 색상의 제1 노즐군 및 상기 제2 색상의 제1 노즐군, 상기 제1 색상의 제2 노즐군 및 상기 제2 색상의 제2 노즐군, 상기 제3 색상의 제1 노즐군 및 상기 제4 색상의 제1 노즐군, 및 상기 제3 색상의 제2 노즐군 및 상기 제4 색상의 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는, 상기 제1 색상의 제1 노즐군, 상기 제1 색상의 제2 노즐군, 상기 제3 색상의 제1 노즐군, 및 상기 제3 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급동작 및 상기 제2 색상의 제1 노즐군, 상기 제2 색상의 제2 노즐군, 상기 제4 색상의 제1 노즐군, 및 상기 제4 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급 동작을 교번적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드칩.
  6. 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드에 있어서,
    잉크를 공급하는 잉크 카트리지;
    상기 잉크 카트리지에 서로 일정 간격 이격되어 설치되는 복수의 헤드칩;
    일단은 상기 헤드칩과 연결되고, 타단에는 상기 어레이형 잉크젯 프린터 본 체와의 연결을 위한 연결단자가 형성되는 복수의 기판; 및
    상기 복수의 기판과 상기 헤드칩과의 연결 부위를 인캡슐레이션하는 복수의 본딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 기판은, 상기 연결단자가 상기 잉크 카트리지의 외측으로 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 헤드칩은,
    복수의 색상별로 복수의 노즐이 제1 노즐군 및 제2 노즐군으로 분류되어 배치되는 잉크 공급부; 및
    상기 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군과 인접한 다른 색상의 제1 노즐군 및 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하고, 상기 하나의 전원 라인으로 연결된 상기 복수의 색상별 제1 노즐군 및 제2 노즐군에 교대로 전원을 공급하는 전원 공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는 상기 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성되는 것을 특 징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는,
    상기 잉크 공급부의 길이 방향을 따라 형성되되, 상기 형성 부위의 양단부에 각각 형성되어 상기 전원 라인을 통해 전원을 공급하는 제1 및 제2 전원 패드; 및
    상기 제1 및 제2 전원 패드 사이에 형성되어 구동신호를 공급하는 구동신호 패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 잉크 공급부는 제1 내지 제4 색상을 포함하며,
    상기 전원 공급부는 상기 제1 색상의 제1 노즐군 및 상기 제2 색상의 제1 노즐군, 상기 제1 색상의 제2 노즐군 및 상기 제2 색상의 제2 노즐군, 상기 제3 색상의 제1 노즐군 및 상기 제4 색상의 제1 노즐군, 및 상기 제3 색상의 제2 노즐군 및 상기 제4 색상의 제2 노즐군을 각각 하나의 전원 라인으로 연결하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전원 공급부는, 상기 제1 색상의 제1 노즐군, 상기 제1 색상의 제2 노즐군, 상기 제3 색상의 제1 노즐군, 및 상기 제3 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급 동작 및 상기 제2 색상의 제1 노즐군, 상기 제2 색상의 제2 노즐군, 상기 제4 색상의 제1 노즐군, 및 상기 제4 색상의 제2 노즐군에 대한 전원 공급 동작을 교번적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 헤드칩은, 상기 하나의 전원 라인을 통해 연결된 복수의 노즐군에서 일 회에 하나의 노즐군에만 전원이 공급되도록 제어하는 제어 회로부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어레이형 잉크젯 프린터의 헤드.
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