KR20180009225A

KR20180009225A - Inject head and image forming apparatus comprising the same

Info

Publication number: KR20180009225A
Application number: KR1020160090884A
Authority: KR
Inventors: 김완진; 박용식; 김수환
Original assignee: 에스프린팅솔루션 주식회사
Priority date: 2016-07-18
Filing date: 2016-07-18
Publication date: 2018-01-26
Also published as: WO2018016764A1

Abstract

An image forming apparatus is disclosed. The image forming apparatus includes an inkjet head for forming an image by using a plurality of nozzles, and a print data processor for generating a serial type driving signal corresponding to print data and a driving sequence of the plurality of nozzles and a plurality of clock signals for sequentially driving the plurality of nozzles. In the inkjet head, the plurality of nozzles are sequentially driven according to the plurality of clock signals and each of the plurality of nozzles which are sequentially driven discharges ink according to the driving signal inputted in a driving process. Accordingly, the present invention can drive an actuator without using a separate current amplification transistor.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an inkjet head and an image forming apparatus including the same,

본 개시는 잉크젯 헤드 및 이를 포함하는 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 전류 증폭 트랜지스터의 이용 없이 액추에이터 구동이 가능한 잉크젯 헤드 및 이를 포함하는 화상형성장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head and an image forming apparatus including the same, and more particularly to an ink jet head capable of driving an actuator without using a separate current amplifying transistor and an image forming apparatus including the same.

화상형성장치는 컴퓨터와 같은 인쇄제어 단말장치에서 생성된 인쇄 데이터를 인쇄용지에 인쇄하는 장치를 의미한다. 이러한 화상형성장치의 예로는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(Multi Function Peripheral: MFP) 등을 들 수 있다.The image forming apparatus refers to a device that prints print data generated by a print control terminal such as a computer on a print sheet. Examples of such an image forming apparatus include a copier, a printer, a facsimile, or a multifunction peripheral (MFP) that combines the functions of the copier, the printer, and the facsimile through a single device.

화상형성장치는 다양한 방식으로 화상을 형성할 수 있다. 이 중 하나로 잉크젯 방식이 활용되고 있다. 잉크젯 방식이란 액체 잉크를 분사하여 종이 등과 같은 미디어에 이미지를 형성하는 방식을 의미한다. The image forming apparatus can form images in various ways. One of them is the ink jet method. The inkjet method refers to a method of forming an image on a medium such as paper by ejecting liquid ink.

일반적으로 잉크젯 방식은 액체 상태의 잉크에 끓는점 이상으로 가열하고, 이로 인한 부피 변화를 이용하여 잉크 챔버 내에 있는 잉크를 노즐을 통하여 토출하는 열적 잉크젯(thermal inkjet) 방식과 전류를 가하면 기계적 변위를 일으키는 피에조(piezo) 물질을 이용하여 잉크 챔버 내의 잉크를 노즐을 통하여 토출하는 압전 잉크젯 방식(Piezoelectric inkjet)이 널리 사용되고 있다. Generally, the inkjet method is a thermal inkjet method in which ink is heated to a liquid state ink at a temperature higher than the boiling point, and the ink in the ink chamber is ejected through a nozzle by using a change in the volume, and a piezoelectric inkjet Piezoelectric inkjet, which ejects ink in an ink chamber through a nozzle using a piezo material, is widely used.

한편, 600 DPI 해상도 출력 가능한 잉크젯 헤드를 0.5인치 길이로 제작하기 위해서는 300개 이상의 액추에이터가 잉크젯 헤드 내에 포함되어야 한다. 그런데 각 액추에이터를 전선으로 연결하기 어렵기 때문에 일반적으로 외부에서 디지털 신호를 수신받고 CMOS 회로 등을 통하여 액추에이터가 작동하도록 신호를 제공하였다. On the other hand, in order to manufacture an inkjet head capable of outputting 600 DPI resolution in 0.5 inch length, more than 300 actuators must be included in the inkjet head. However, since it is difficult to connect the respective actuators to the electric wires, generally, a digital signal is received from the outside and a signal is provided to actuate the actuator through a CMOS circuit or the like.

다만, CMOS 회로에서 나오는 신호는 액추에이터를 작동시키기에는 너무 작아, 종래에는 전력 트랜지스터를 잉크젯 헤드에 배치하여 CMOS에서 출력되는 신호를 전류 증폭하고, 증폭된 전류를 이용하여 액추에이터를 구동하였다. However, since the signal from the CMOS circuit is too small to actuate the actuator, conventionally, the power transistor is disposed in the ink jet head to amplify the current output from the CMOS, and the actuator is driven using the amplified current.

이와 같이 종래의 잉크젯 헤드는 각 액추에이터와 드라이버 IC를 개별적으로 연결하기 위한 수만큼의 와이어가 필요하고, 각 액추에이터에 전류를 증폭하여 제공할 수 있는 파워 트랜지스터도 필요하였다는 점에서, 잉크젯 헤드의 배치면적을 줄이는데 한계가 있었다. As described above, in the conventional inkjet head, a number of wires are required for individually connecting each actuator and a driver IC, and a power transistor capable of amplifying and supplying a current to each actuator is also required. There was a limit to reducing the area.

따라서, 본 개시의 목적은 별도의 전류 증폭 트랜지스터 이용 없이 액추에이터 구동이 가능한 잉크젯 헤드 및 이를 포함하는 화상형성장치에 관한 것이다. Accordingly, an object of the present disclosure is to provide an ink-jet head capable of driving an actuator without using a separate current amplifying transistor and an image forming apparatus including the same.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치는 화상형성장치에 있어서, 복수의 노즐을 이용하여 화상을 형성하는 잉크젯 헤드, 및, 상기 복수의 노즐을 순차적으로 구동시키기 위한 복수의 클럭 신호와 상기 복수의 노즐의 구동 순서 및 인쇄 데이터에 대응되는 시리얼 형태의 구동 신호를 생성하는 인쇄 데이터 프로세서를 포함하고, 상기 잉크젯 헤드는, 상기 복수의 클럭 신호에 따라 상기 복수의 노즐이 순차적으로 구동되고, 순차적으로 구동되는 복수의 노즐 각각은 구동시에 입력되는 상기 구동 신호에 따라 잉크를 토출한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising: an inkjet head configured to form an image using a plurality of nozzles; and an inkjet head configured to sequentially drive the plurality of nozzles And a print data processor for generating a plurality of clock signals for the plurality of nozzles and a serial type drive signal corresponding to the print order and the print data for the plurality of nozzles in accordance with the plurality of clock signals, Each of the plurality of nozzles sequentially driven and sequentially driven ejects ink according to the driving signal inputted at the time of driving.

이 경우, 상기 잉크젯 헤드는 상기 복수의 노즐 각각에 잉크가 토출되도록 하는 복수의 액추에이터, 상기 복수의 클럭 신호에 따라 구동될 액추에이터를 순차적으로 선택하는 제1 스위치부, 및, 상기 구동 신호에 따라 상기 선택된 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제2 스위치부를 포함할 수 있다. In this case, the ink-jet head may include a plurality of actuators for ejecting ink to each of the plurality of nozzles, a first switch for sequentially selecting actuators to be driven according to the plurality of clock signals, And a second switch unit for selectively supplying driving power to the selected actuator.

이 경우, 상기 복수의 액추에이터, 상기 제1 스위치부 및 상기 제2 스위치부는 하나의 실리콘 기판에 구성될 수 있다. In this case, the plurality of actuators, the first switch unit, and the second switch unit may be formed on one silicon substrate.

한편, 상기 복수의 액추에이터 각각은 상기 구동 전원을 입력받는 저항을 이용하여 잉크 챔버 내에 잉크를 노즐로 토출할 수 있다. Each of the plurality of actuators may discharge ink into the ink chamber using a resistor receiving the driving power.

한편, 상기 복수의 액추에이터 각각은 상기 구동 전원을 입력받는 압전소자를 이용하여 잉크 챔버 내에 잉크를 노즐로 토출할 수 있다. Each of the plurality of actuators may eject ink into the ink chamber using a piezoelectric element that receives the driving power.

한편, 상기 제1 스위치부는 직렬 연결된 복수의 다이오드, 상기 복수의 다이오드 각각의 캐소드에 개별적으로 연결된 복수의 저항을 이용하여 제1 전원을 제공하는 전원부, 및, 상기 복수의 다이오드 각각의 캐소드에 게이트가 연결되고, 제2 전원이 애노드에 연결되고, 캐소드에 상기 복수의 클럭 신호 중 하나의 클럭 신호가 입력되는 단자에 연결되는 복수의 제1 사이리스터를 포함하고, 상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 다이오드 각각의 캐소드에 게이트가 연결되고, 상기 제2 전원이 애노드에 연결되고, 캐소드가 상기 복수의 액추에이터 각각의 일 단에 연결되는 복수의 제2 사이리스터를 포함할 수 있다. The first switch unit may include a plurality of diodes connected in series, a power unit providing a first power source using a plurality of resistors individually connected to cathodes of the plurality of diodes, and a power source unit including a plurality of diodes, And a plurality of first thyristors connected to a second power source connected to the anode and connected to a terminal to which a clock signal of one of the plurality of clock signals is input to the cathode, A plurality of second thyristors having gates connected to respective cathodes, the second power source connected to the anode, and a cathode connected to one end of each of the plurality of actuators.

이 경우, 상기 복수의 액추에이터 각각은, 일 단이 상기 복수의 제2 사이리스터 중 대응되는 제2 사이리스터의 캐소드에 연결되고, 타 단이 상기 구동 신호를 입력받는 단자에 연결될 수 있다. In this case, each of the plurality of actuators may have one end connected to the cathode of the corresponding second thyristor of the plurality of second thyristors, and the other end connected to the terminal receiving the driving signal.

한편, 상기 복수의 클럭 신호는 기설정된 주기로 신호 값이 가변되는 제2 클럭 신호, 상기 제2 클럭 신호의 신호 값의 유지 구간에서 신호 값이 천이되는 제1 클럭 신호를 포함하고, 상기 제1 클럭 신호는 상기 복수의 제1 사이리스터 중 짝수번째 제1 사이리스터의 캐소드에 공통 연결되고, 상기 제2 클럭 신호는 상기 복수의 제1 사이리스터 중 홀수번째 제1 사이리스터의 캐소드에 공통 연결될 수 있다. The plurality of clock signals may include a second clock signal having a variable signal value at a predetermined cycle and a first clock signal having a signal value shifted in a holding interval of the signal value of the second clock signal, Numbered first thyristor of the plurality of first thyristors and the second clock signal may be commonly connected to the cathodes of the odd-numbered first thyristors of the plurality of first thyristors.

이 경우, 상기 복수의 다이오드 중 제1 다이오드의 애노드는, 로우 값을 유지하다가 상기 제2 클럭 신호의 첫 번째 천이 과정에서 하이 값으로 천이되고, 상기 구동 신호의 첫 번째 천이 과정 전에 로우 값으로 천이되어 로우 값을 유지하는 스타트 신호를 입력받을 수 있다. In this case, the anode of the first diode of the plurality of diodes maintains a low value and is transited to a high value in the first transition of the second clock signal, and is transited to a low value before the first transition of the driving signal So that a start signal holding a low value can be input.

한편, 상기 복수의 다이오드 중 제1 다이오드의 애노드는, 상기 제1 클럭 신호를 입력받을 수 있다. Meanwhile, the anode of the first diode among the plurality of diodes may receive the first clock signal.

한편, 상기 복수의 다이오드 중 제1 다이오드의 애노드는 기설정된 크기의 제3 전원에 연결될 수 있다. Meanwhile, the anode of the first diode among the plurality of diodes may be connected to a third power source of a predetermined size.

한편, 상기 복수의 액추에이터는 제1색의 잉크를 토출하는 복수의 제1 액추에이터, 제2색의 잉크를 토출하는 복수의 제2 액추에이터, 제3색의 잉크를 토출하는 복수의 제3 액추에이터, 및 제4색의 잉크를 토출하는 복수의 제4 액추에이터를 포함하고, 상기 제1 스위치부는 상기 복수의 클럭 신호에 따라 공통으로 구동될 제1 액추에이터, 제2 액추에이터, 제3 액추에이터 및 제4 액추에이터를 순차적으로 선택하고, 상기 제2 스위치부는 상기 제1색에 대응되는 제1 구동 신호에 따라 상기 선택된 제1 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하고, 상기 잉크젯 헤드는 상기 제2색에 대응되는 제2 구동 신호에 따라 상기 선택된 제2 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제3 스위치부, 상기 제3색에 대응되는 제3 구동 신호에 따라 상기 선택된 제3 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제4 스위치부, 및 상기 제4색에 대응되는 제4 구동 신호에 따라 상기 선택된 제4 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제5 스위치부를 더 포함할 수 있다. The plurality of actuators may include a plurality of first actuators for ejecting ink of a first color, a plurality of second actuators for ejecting ink of a second color, a plurality of third actuators for ejecting ink of a third color, A second actuator, a third actuator, and a fourth actuator to be commonly driven in accordance with the plurality of clock signals, and a plurality of fourth actuators for ejecting ink of a fourth color, Wherein the second switch unit selectively supplies driving power to the selected first actuator in accordance with a first driving signal corresponding to the first color, and the inkjet head selects a second driving corresponding to the second color A third switch unit for selectively supplying driving power to the selected second actuator according to a signal, And a fifth switch unit selectively providing driving power to the selected fourth actuator according to a fourth driving signal corresponding to the fourth color, .

한편, 상기 인쇄 데이터 프로세서는 복수의 구동 신호를 생성하고 상기 잉크젯 헤드는, 상기 복수의 클럭 신호에 따라 상기 복수의 구동 신호 개수 단위로 복수의 노즐이 순차적으로 구동되고, 순차적으로 구동되는 복수의 노즐 각각은 입력되는 복수의 구동 신호 중 대응되는 구동 신호에 따라 잉크를 토출할 수 있다. The print data processor generates a plurality of drive signals, and the inkjet head sequentially drives a plurality of nozzles in units of the plurality of drive signal units in accordance with the plurality of clock signals, and sequentially drives the plurality of nozzles Each can eject ink according to a corresponding driving signal among a plurality of input driving signals.

이 경우, 상기 복수의 구동 신호는 서로 다른 색에 대한 구동 신호일 수 있다. In this case, the plurality of driving signals may be driving signals for different colors.

한편, 상기 복수의 구동 신호는 하나의 색에 대한 구동 신호일 수 있다. The plurality of driving signals may be driving signals for one color.

한편, 본 화상형성장치는 상기 잉크젯 헤드를 인쇄용지상에서 이동시키는 구동부를 더 포함할 수 있다. The image forming apparatus may further include a driving unit for moving the inkjet head on the printing paper.

한편, 상기 잉크젯 헤드는 복수개 구비되며, 상기 인쇄 데이터 프로세서는 복수의 잉크젯 헤드 각각에 대한 복수의 구동 신호를 생성하고, 상기 생성된 복수의 구동 신호 각각을 상기 복수의 잉크젯 헤드에 개별적으로 제공하고, 상기 복수의 클럭 신호를 공통적으로 제공할 수 있다. The print data processor may generate a plurality of drive signals for each of the plurality of inkjet heads, individually provide each of the generated plurality of drive signals to the plurality of inkjet heads, The plurality of clock signals may be commonly provided.

한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 잉크젯 헤드는 잉크가 토출되도록 하는 복수의 액추에이터, 상기 복수의 액추에이터를 순차적으로 구동시키기 위한 복수의 클럭 신호에 따라 구동될 액추에이터를 순차적으로 선택하는 제1 스위치부, 및, 복수의 노즐의 구동 순서 및 인쇄 데이터에 대응되는 시리얼 형태의 구동 신호에 따라 상기 선택된 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제2 스위치부를 포함한다. An ink jet head according to an embodiment of the present disclosure includes a plurality of actuators for ejecting ink, a first switch unit for sequentially selecting actuators to be driven in accordance with a plurality of clock signals for sequentially driving the plurality of actuators, And a second switch unit for selectively supplying driving power to the selected actuator in accordance with the drive sequence of the plurality of nozzles and the serial type drive signal corresponding to the print data.

이 경우, 상기 제1 스위치부는 직렬 연결된 복수의 다이오드, 상기 복수의 다이오드 각각의 캐소드에 개별적으로 연결된 복수의 저항을 이용하여 제1 전원을 제공하는 전원부, 및, 상기 복수의 다이오드 각각의 캐소드에 게이트가 연결되고, 제2 전원이 애노드에 연결되고, 캐소드에 상기 복수의 클럭 신호 중 하나의 클럭 신호가 입력되는 단자에 연결되는 복수의 제1 사이리스터를 포함하고, 상기 제2 스위치부는, 상기 복수의 다이오드 각각의 캐소드에 게이트가 연결되고, 상기 제2 전원이 애노드에 연결되고, 캐소드가 상기 복수의 액추에이터 각각의 일 단에 연결되는 복수의 제2 사이리스터를 포함할 수 있다. In this case, the first switch unit may include a plurality of diodes connected in series, a power source unit providing a first power source using a plurality of resistors individually connected to cathodes of the plurality of diodes, And a plurality of first thyristors connected to a terminal to which a clock signal of one of the plurality of clock signals is input to the cathode, and the second switch unit includes a plurality of first thyristors connected to the plurality of A plurality of second thyristors having gates connected to cathodes of each of the diodes, the second power source connected to the anode, and a cathode connected to one end of each of the plurality of actuators.

한편, 상기 복수의 액추에이터는 제1색의 잉크를 토출하는 복수의 제1 액추에이터, 제2색의 잉크를 토출하는 복수의 제2 액추에이터, 제3색의 잉크를 토출하는 복수의 제3 액추에이터, 및, 제4색의 잉크를 토출하는 복수의 제4 액추에이터를 포함하고, 상기 제1 스위치부는 상기 복수의 클럭 신호에 따라 공통으로 구동될 제1 액추에이터, 제2 액추에이터, 제3 액추에이터 및 제4 액추에이터를 순차적으로 선택하고, 상기 제2 스위치부는 상기 제1색에 대응되는 제1 구동 신호에 따라 상기 선택된 제1 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하고, 상기 잉크젯 헤드는, 상기 제2색에 대응되는 제2 구동 신호에 따라 상기 선택된 제2 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제3 스위치부, 상기 제3색에 대응되는 제3 구동 신호에 따라 상기 선택된 제3 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제4 스위치부, 및, 상기 제4색에 대응되는 제4 구동 신호에 따라 상기 선택된 제4 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공하는 제5 스위치부를 더 포함할 수 있다. The plurality of actuators may include a plurality of first actuators for ejecting ink of a first color, a plurality of second actuators for ejecting ink of a second color, a plurality of third actuators for ejecting ink of a third color, And a plurality of fourth actuators for ejecting ink of a fourth color, wherein the first switch unit comprises a first actuator, a second actuator, a third actuator and a fourth actuator to be commonly driven in accordance with the plurality of clock signals Wherein the second switching unit selectively supplies driving power to the selected first actuator in accordance with a first driving signal corresponding to the first color, A third switch for selectively supplying driving power to the selected second actuator according to a second driving signal, a third switch for selectively supplying driving power to the selected second actuator according to a third driving signal corresponding to the third color, And a fifth switch unit selectively providing driving power to the selected fourth actuator according to a fourth driving signal corresponding to the fourth color, have.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 간단한 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 구체적인 구성을 나타내는 블록도,
도 3은 도 2의 화상 형성부의 구체적인 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 등가 회로도,
도 6은 제1 실시 예에 따른 잉크젯 헤더를 제어하기 위한 타이밍도,
도 7은 제1 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 기판 레이아웃,
도 8은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 등가 회로도,
도 9는 본 개시의 제3 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 등가 회로도,
도 10은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 등가 회로도,
도 11은 본 개시의 제5 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 등가 회로도,
도 12는 제5 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 기판 레이아웃,
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 다른 잉크젯 헤더의 단면도,
도 14는 본 개시의 제6 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 기판 레이아웃, 그리고,
도 15는 본 실시 예에 따른 노즐의 열 분포를 도시한 도면이다. 1 is a block diagram showing a simple configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure;
2 is a block diagram showing a specific configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure;
FIG. 3 is a view showing a specific configuration of the image forming section of FIG. 2,
4 is a block diagram showing a configuration of an inkjet head according to an embodiment of the present disclosure;
5 is an equivalent circuit diagram of an inkjet head according to the first embodiment of the present disclosure,
6 is a timing chart for controlling the inkjet head according to the first embodiment,
Fig. 7 is a plan view of the substrate layout of the inkjet head according to the first embodiment,
8 is an equivalent circuit diagram of an ink jet head according to the second embodiment of the present disclosure,
9 is an equivalent circuit diagram of an inkjet head according to the third embodiment of the present disclosure,
10 is an equivalent circuit diagram of an inkjet head according to the fourth embodiment of the present disclosure,
11 is an equivalent circuit diagram of an inkjet head according to the fifth embodiment of the present disclosure,
12 is a view showing a substrate layout of the inkjet head according to the fifth embodiment,
13 is a cross-sectional view of an ink jet head according to an embodiment of the present disclosure;
14 is a view showing a layout of a substrate of an inkjet head according to a sixth embodiment of the present disclosure,
15 is a view showing a thermal distribution of a nozzle according to the present embodiment.

이하에서는 도면을 참조하여 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 변형되어 실시될 수도 있다. 실시예들의 특징을 보다 명확히 설명하기 위하여 이하의 실시 예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 널리 알려져 있는 사항들에 관해서 자세한 설명은 생략한다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below may be modified and implemented in various different forms. In order to more clearly describe the features of the embodiments, a detailed description of known matters to those skilled in the art will be omitted.

한편, 본 명세서에서 어떤 구성이 다른 구성과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’되어 있는 경우뿐 아니라, ‘그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결’되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성이 다른 구성을 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성들 더 포함할 수도 있다는 것을 의미한다.In the present specification, when a configuration is referred to as being "connected" with another configuration, it includes not only a case of being directly connected, but also a case of being connected with another configuration in between. Also, when an element is referred to as "including " another element, it is to be understood that the element may include other elements as well as other elements.

본 명세서에서 “화상 형성 작업(image forming job)”이란 화상의 형성 또는 화상 파일의 생성/저장/전송 등과 같이 화상과 관련된 다양한 작업들(e.g. 인쇄, 스캔 또는 팩스)을 의미할 수 있으며, “작업(job)”이란 화상 형성 작업을 의미할 뿐 아니라, 화상 형성 작업의 수행을 위해서 필요한 일련의 프로세스들을 모두 포함하는 의미일 수 있다.The term " image forming job " as used herein may mean various jobs related to an image (e.g., print, scan or fax) such as the formation of an image or the creation / storage / quot; job " may mean not only an image forming operation but also a series of processes necessary for performing an image forming operation.

또한, “화상형성장치”란 컴퓨터와 같은 단말장치에서 생성된 인쇄 데이터를 기록 용지에 인쇄하는 장치를 말한다. 이러한 화상형성장치의 예로는 복사기, 프린터, 팩시밀리 또는 이들의 기능을 하나의 장치를 통해 복합적으로 구현하는 복합기(multi-function printer, MFP)등을 들 수 있다. 프린터(printer), 스캐너(scanner), 팩스기(fax machine), 복합기(multi-function printer, MFP) 또는 디스플레이 장치 등과 같이 화상 형성 작업을 수행할 수 있는 모든 장치들을 의미할 수 있다.The term " image forming apparatus " refers to an apparatus that prints print data generated by a terminal device such as a computer on a recording paper. Examples of such an image forming apparatus include a copying machine, a printer, a facsimile, or a multi-function printer (MFP) that combines the functions of the copier, the printer, and the facsimile through a single device. May refer to any device capable of performing image forming operations such as a printer, a scanner, a fax machine, a multi-function printer (MFP), or a display device.

또한, “하드 카피(hard copy)”란 종이 등과 같은 인쇄 매체에 화상을 출력하는 동작을 의미하며, “소프트 카피(soft copy)”란 TV 또는 모니터 등과 같은 디스플레이 장치에 화상을 출력하는 동작을 의미할 수 있다.The term " hard copy " means an operation of outputting an image to a print medium such as paper, and " soft copy " means an operation of outputting an image to a display device such as a TV or a monitor can do.

또한, “컨텐츠”란 사진, 이미지 또는 문서 파일 등과 같이 화상 형성 작업의 대상이 되는 모든 종류의 데이터를 의미할 수 있다.Further, the term " content " may mean all kinds of data to be subjected to the image forming operation such as a photograph, an image, or a document file.

또한, “인쇄 데이터”란 프린터에서 인쇄 가능한 포맷으로 변환된 데이터를 의미할 수 있다. 한편, 프린터가 다이렉트 프린팅을 지원한다면, 파일 그 자체가 인쇄 데이터가 될 수 있다. In addition, " print data " may mean data converted into a printable format in the printer. On the other hand, if the printer supports direct printing, the file itself can be print data.

또한, “사용자”란 화상형성장치를 이용하여, 또는 화상형성장치와 유무선으로 연결된 디바이스를 이용하여 화상 형성 작업과 관련된 조작을 수행하는 사람을 의미할 수 있다. 또한, “관리자”란 화상형성장치의 모든 기능 및 시스템에 접근할 수 있는 권한을 갖는 사람을 의미할 수 있다. “관리자”와 “사용자”는 동일한 사람일 수도 있다.Furthermore, the term " user " may mean a person who performs an operation related to an image forming operation using an image forming apparatus or a device connected with an image forming apparatus by wire or wireless. Also, " administrator " may mean a person who has authority to access all the functions and systems of the image forming apparatus. &Quot; Administrator " and " user " may be the same person.

도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 간단한 구성을 나타내는 블록도이다. 1 is a block diagram showing a simple configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure;

도 1을 참조하면, 화상형성장치(100)는 인쇄 제어 프로세서(210) 및 잉크젯 헤드(300)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the image forming apparatus 100 may include a print control processor 210 and an inkjet head 300.

인쇄 제어 프로세서(210)는 복수의 노즐을 순차적으로 구동시키기 위한 복수의 클럭 신호를 생성하고, 복수의 노즐의 구동 순서 및 인쇄 데이터에 대응되는 시리얼 형태의 구동 신호를 생성한다. 여기서 복수의 클럭 신호는 기설정된 제1 주기(또는 주파수)로 신호 값이 가변되는 제2 클럭 신호와 제2 클럭 신호의 값이 유지되는 구간에서 신호 값이 천이되는 제1 클럭 신호를 포함할 수 있다. 구체적인 제1 클럭 신호와 제2 클럭 신호의 형태에 대해서는 도 6을 참조하여 후술한다. The print control processor 210 generates a plurality of clock signals for sequentially driving the plurality of nozzles and generates a driving signal of a plurality of nozzles and a driving signal of a serial type corresponding to the printing data. Here, the plurality of clock signals may include a first clock signal whose signal value is changed in a period in which the values of the second clock signal and the second clock signal whose signal values are variable at a predetermined first period (or frequency) have. Concrete forms of the first clock signal and the second clock signal will be described later with reference to FIG.

한편, 후술할 잉크젯 헤드(300)가 복수개로 구성되거나, 잉크젯 헤드(300)가 컬러 잉크젯이거나, 잉크젯 헤드(300)가 복수의 노즐이 동시에 구동되는 형태로 구현되는 경우, 인쇄 제어 프로세서(210)는 복수의 구동 신호를 생성할 수 있다. 여기서, 구동 신호는 영상 데이터에 대응되는 이진 데이터 값에 대한 시리얼 신호이다. In the case where the inkjet head 300 is a color inkjet or the inkjet head 300 is implemented in such a manner that a plurality of nozzles are simultaneously driven, Can generate a plurality of drive signals. Here, the drive signal is a serial signal corresponding to the binary data value corresponding to the image data.

그리고 인쇄 제어 프로세서(210)는 스타트 신호를 생성할 수 있다. 여기서 스타트 신호는 제2 클럭 신호의 첫 번째 천이 과정에서 신호가 하이 값을 갖다가 기설정된 시간 이후에 로우 값을 유지하는 신호이다. 이러한 형태에 대해서도 도 6을 참조하여 후술한다. And the print control processor 210 can generate a start signal. Here, the start signal is a signal that takes a high value in the first transition process of the second clock signal and maintains a low value after a predetermined time. This form will also be described later with reference to Fig.

그리고 인쇄 제어 프로세서(210)는 생성된 복수의 클럭 신호 및 구동 신호를 잉크젯 헤드(300)에 제공한다. 한편, 잉크젯 헤드가 복수개로 구현되는 경우, 인쇄 제어 프로세서(210)는 각 잉크젯 헤드에 대응되는 구동 신호를 개별적으로 제공하고, 복수의 클럭 신호를 공통으로 제공할 수 있다. The print control processor 210 provides the generated plurality of clock signals and drive signals to the inkjet head 300. On the other hand, when a plurality of inkjet heads are implemented, the print control processor 210 may separately provide drive signals corresponding to the respective inkjet heads, and may provide a plurality of clock signals in common.

이러한 인쇄 제어 프로세서(210)는 상술한 바와 같은 클럭 신호 및 구동 신호만의 생성을 위한 전용의 DSP, ASIC과 같은 장치로 구현될 수 있다. 한편, 구현시에는 후술할 프로세서(150)가 인쇄 제어 프로세서(210)의 기능을 함께 수행할 수도 있다. The print control processor 210 may be implemented as an apparatus such as a dedicated DSP or ASIC for generating only the clock signal and the driving signal as described above. Meanwhile, at the time of implementation, the processor 150, which will be described later, may perform the functions of the print control processor 210 together.

잉크젯 헤드(300)는 복수의 노즐을 이용하여 화상을 형성한다. 구체적으로, 잉크젯 헤드(300)는 복수의 클럭 신호에 따라 복수의 노즐이 순차적으로 구동되고, 순차적으로 구동되는 복수의 노즐 각각은 구동시에 입력되는 구동 신호에 따라 잉크를 도출한다. 이러한 잉크젯 헤드(300)는 하나의 실리콘 기판을 통하여 구현될 수 있으며, 잉크젯 헤드(300)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다. The inkjet head 300 forms an image using a plurality of nozzles. Specifically, the inkjet head 300 sequentially drives a plurality of nozzles according to a plurality of clock signals, and each of a plurality of nozzles sequentially driven derives ink according to a driving signal inputted at the driving time. The inkjet head 300 may be implemented through a single silicon substrate, and the specific configuration and operation of the inkjet head 300 will be described later with reference to FIG.

이러한 잉크젯 헤드(300)는 인쇄용지의 하나의 폭 길이에 대응되는 길이를 갖거나 기설정된 길이(예를 들어, 0.5인치)를 가질 수 있다. 또는 기설정된 길이의 잉크젯 헤드(300)가 복수개 구비될 수도 있다. Such an ink jet head 300 may have a length corresponding to one width length of the printing paper or may have a predetermined length (for example, 0.5 inch). Or a plurality of inkjet heads 300 of a predetermined length may be provided.

이상과 같이 본 실시 예에 따른 화상형성장치(100)는 노즐을 순차적으로 구동하는바 별도의 드라이버 어레이 및 파워 트랜지스터를 구현하기 위한 CMOS 공정이 불필요한바, 잉크젯 헤더의 크기를 줄일 수 있으며, 또한 낮은 비용으로 프린터 헤드를 구현하는 것이 가능한 효과가 있다. As described above, the image forming apparatus 100 according to this embodiment sequentially drives the nozzles, and a CMOS process for implementing a separate driver array and a power transistor is not required. Thus, the size of the inkjet head can be reduced, It is possible to realize the printer head at a cost.

한편, 이상에서는 화상형성장치를 구성하는 간단한 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 다양한 구성이 추가로 구비될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 이하에서 설명한다. While only a simple configuration of the image forming apparatus has been shown and described above, various configurations may be additionally provided at the time of implementation. This will be described below with reference to FIG.

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 화상형성장치의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다. 2 is a block diagram showing a specific configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 화상형성장치(100)는 통신부(110), 디스플레이부(120), 조작 입력부(130), 저장부(140), 화상 형성부(200) 및 프로세서(150)로 구성될 수 있다. 2, the image forming apparatus 100 includes a communication unit 110, a display unit 120, an operation input unit 130, a storage unit 140, an image forming unit 200, and a processor 150 .

통신부(110)는 모바일 기기(Smart Phone, Tablet PC), PC, 노트북 PC, PDA, 디지털 카메라 등의 단말장치(미도시)와 연결되며, 단말장치(미도시)로부터 파일 및 인쇄 데이터를 수신할 수 있다. 구체적으로, 통신부(110)는 화상형성장치(100)를 외부 장치와 연결하기 위해 형성되고, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network) 및 인터넷망을 통해 단말장치에 접속되는 형태뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus) 포트 또는 무선 통신(예를 들어, WiFi 802.11a/b/g/n, NFC, Bluetooth) 포트를 통하여 접속되는 형태도 가능하다. The communication unit 110 is connected to a terminal device (not shown) such as a mobile phone (Smart Phone, Tablet PC), a PC, a notebook PC, a PDA, or a digital camera and receives file and print data from a terminal . Specifically, the communication unit 110 is formed to connect the image forming apparatus 100 to an external device, and is connected to a terminal device via a local area network (LAN) and the Internet network, Serial bus port or a wireless communication (e.g., WiFi 802.11a / b / g / n, NFC, Bluetooth) port.

디스플레이부(120)는 화상형성장치(100)에서 제공하는 각종 정보를 표시한다. 구체적으로, 디스플레이부(120)는 화상형성장치(100)가 제공하는 각종 기능을 선택받기 위한 사용자 인터페이스 창을 표시할 수 있다. 이러한 디스플레이부(120)는 LCD, CRT, OLED 등과 같은 모니터일 수 있으며, 후술할 조작 입력부(130)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로 구현될 수도 있다. The display unit 120 displays various kinds of information provided by the image forming apparatus 100. Specifically, the display unit 120 may display a user interface window for selecting various functions provided by the image forming apparatus 100. The display unit 120 may be a monitor such as an LCD, a CRT, and an OLED, or may be implemented as a touch screen capable of simultaneously performing functions of an operation input unit 130, which will be described later.

그리고 디스플레이부(120)는 화상형성장치(100)의 기능 수행을 위한 제어 메뉴를 표시할 수 있다. The display unit 120 may display a control menu for performing functions of the image forming apparatus 100.

조작 입력부(130)는 사용자로부터 기능 선택 및 해당 기능에 대한 제어 명령을 입력받을 수 있다. 여기서 기능은 인쇄 기능, 복사 기능, 스캔 기능, 팩스 전송 기능 등을 포함할 수 있다. 이와 같은 조작 입력부(130)는 디스플레이부(120)에 표시되는 제어 메뉴를 통하여 입력받을 수 있다. The operation input unit 130 may receive a function selection and a control command for the function from the user. Here, the function may include a print function, a copy function, a scan function, a fax transmission function, and the like. The operation input unit 130 may be input through a control menu displayed on the display unit 120.

이러한 조작 입력부(130)는 복수의 버튼, 키보드, 마우스 등으로 구현될 수 있으며, 상술한 디스플레이부(120)의 기능을 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린으로도 구현될 수도 있다. The operation input unit 130 may be implemented by a plurality of buttons, a keyboard, a mouse, and the like, or may be implemented as a touch screen capable of simultaneously performing the functions of the display unit 120 described above.

저장부(140)는 통신부(110)를 통하여 수신된 인쇄 데이터를 저장할 수 있다. 이러한, 저장부(140)는 화상형성장치(100) 내의 저장매체 및 외부 저장매체, 예를 들어 USB 메모리를 포함한 Removable Disk, 호스트(Host)에 연결된 저장매체, 네트워크를 통한 웹서버(Web server) 등으로 구현될 수 있다. The storage unit 140 may store the print data received through the communication unit 110. [ The storage unit 140 may be a storage medium in the image forming apparatus 100 and an external storage medium such as a removable disk including a USB memory, a storage medium connected to a host, a Web server via a network, Or the like.

화상 형성부(200)는 인쇄 데이터를 인쇄할 수 있다. 이러한 화상 형성부(200)는 잉크젯 방식에 의하여 기록매체에 화상을 형성할 수 있다. 이러한 화상 형성부(200)의 구체적인 구성에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다. The image forming unit 200 can print the print data. The image forming unit 200 can form an image on the recording medium by an inkjet method. The specific configuration of the image forming unit 200 will be described later with reference to FIG.

프로세서(150)는 화상형성장치(100) 내의 각 구성을 제어한다. 구체적으로, 프로세서(150)는 CPU, ASIC 등으로 구현될 수 있으며, 화상형성장치(100)의 동작 상태를 판단한다. 예를 들어, 화상형성장치(100)가 초기 온 되거나, 인쇄 작업이 곧 시작될 상태(예를 들어, 사용자가 조작 입력부를 제어하거나, 인쇄 데이터를 수신한 경우)인 것으로 판단되면, 프로세서(150)는 화상형성장치(100)의 동작 상태를 준비 상태(또는 레디 상태)로 판단할 수 있다. 이때, 프로세서(150)는 잉크젯 헤드(300)의 상태가 셋업 되도록 하는 코먼 데이터(common data)를 화상 형성부(200)에 전송할 수 있다. The processor 150 controls each configuration in the image forming apparatus 100. Specifically, the processor 150 may be implemented by a CPU, an ASIC, or the like, and determines an operation state of the image forming apparatus 100. [ For example, if it is determined that the image forming apparatus 100 is initialized or the print job is to be started soon (for example, when the user controls the operation input unit or receives print data) Can determine the operation state of the image forming apparatus 100 as a ready state (or a ready state). At this time, the processor 150 may transmit common data to the image forming unit 200 so that the state of the ink jet head 300 is set.

그리고 프로세서(150)는 외부로부터 인쇄 데이터를 수신하면, 인쇄 데이터에 대한 파싱 및 렌더링 등을 수행하여 이진 데이터를 생성하고, 생성된 이진 데이터를 인쇄하도록 화상 형성부(200)를 제어할 수 있다. When the processor 150 receives the print data from the outside, it can control the image forming unit 200 to generate binary data by performing parsing and rendering on the print data, and to print the generated binary data.

한편, 도 1 및 도 2를 설명함에 있어서, 프로세서(150)와 인쇄 제어 프로세서(210)가 별도의 구성인 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에 프로세서(150)와 인쇄 제어 프로세서(210)는 하나의 구성으로 구현될 수도 있다. Although the processor 150 and the print control processor 210 are shown and described as being separate components in the description of FIGS. 1 and 2, the processor 150 and the print control processor 210, when implemented, As shown in FIG.

또한, 도 1 및 도 2에는 화상형성장치(100)의 일반적인 기능만을 도시하고 설명하였지만, 상술한 구성뿐만 아니라, 화상형성장치(100)가 지원하는 기능에 따라 스캔 기능을 수행하는 스캔부, 팩스 송수신 기능을 수행하는 팩스 송수신부 등을 더 포함할 수도 있다. 1 and 2 illustrate only the general functions of the image forming apparatus 100. However, the present invention is not limited to the above-described configuration, but may be applied to a scan unit, a facsimile machine, A facsimile transmission / reception unit for performing a transmission / reception function, and the like.

도 3은 도 2의 화상 형성부의 구체적인 구성을 도시한 도면이다. FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration of the image forming section of FIG. 2. FIG.

도 3을 참조하면, 화상 형성부(200)는 인쇄 제어 프로세서(210), 구동부(220) 및 잉크젯 헤드(300)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the image forming unit 200 may include a print control processor 210, a driver 220, and an inkjet head 300.

인쇄 제어 프로세서(210)는 프로세서(150)로부터 수신된 인쇄 데이터에 대응되는 이진 데이터를 수신하고, 수신된 이진 데이터에 따른 시리얼 형태의 구동 신호를 생성한다. 만약 화상 형성부(200)가 컬러 인쇄가 가능한 경우, 인쇄 제어 프로세서(210)는 구비된 색상별 복수의 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 블랙(Black) 색상에 대응되는 제1 구동 신호, 사이언(cyan) 색상에 대응되는 제2 구동 신호, 마젠타(magenta) 색상에 대응되는 제3 구동신호, 노란색(Yellow)에 대응되는 제4 구동 신호를 생성할 수 있다. The print control processor 210 receives the binary data corresponding to the print data received from the processor 150 and generates a serial type drive signal according to the received binary data. If the image forming unit 200 is capable of color printing, the print control processor 210 can generate a plurality of driving signals for each color. For example, a first driving signal corresponding to a black color, a second driving signal corresponding to a cyan color, a third driving signal corresponding to a magenta color, The fourth drive signal can be generated.

또한, 흑백 인쇄를 수행하는 경우라도, 빠른 인쇄를 위하여 잉크젯 헤드가 복수개 구비되는 경우, 또는 도 14에 도시된 바와 같이 하나의 잉크젯 헤드가 두 개의 노즐이 동시에 구동되는 형태로 구현되는 경우, 인쇄 제어 프로세서(210)는 복수의 구동 신호를 생성할 수 있다. Further, even in the case of performing monochrome printing, when a plurality of inkjet heads are provided for quick printing, or when one inkjet head is implemented in such a manner that two nozzles are simultaneously driven as shown in Fig. 14, The processor 210 may generate a plurality of drive signals.

그리고 인쇄 제어 프로세서(210)는 잉크젯 헤드(300) 내의 복수의 노즐이 순차적으로 동작시키기 위한 복수의 클럭 신호를 생성할 수 있다. 또한, 인쇄 제어 프로세서(210)는 잉크젯 헤드(300)가 도 5과 같은 실시 형태로 구현되는 경우, 스타트 신호를 생성할 수도 있다. The print control processor 210 may generate a plurality of clock signals for sequentially operating the plurality of nozzles in the inkjet head 300. [ In addition, the print control processor 210 may generate a start signal when the ink jet head 300 is implemented in the embodiment as shown in Fig.

그리고 인쇄 제어 프로세서(210)는 잉크젯 헤드(300)가 인쇄 용지상에서 이동시키는 구동부(220)를 제어한다. The print control processor 210 controls the driving unit 220 that the ink jet head 300 moves on the printing paper.

구동부(220)는 잉크젯 헤드(300)가 인쇄용지 상에서 이동하도록 인쇄용지를 부주사 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 구동부(200)는 잉크젯 헤드(300)가 주주사 방향으로 이동될 수 있도록 잉크젯 헤드(300)를 좌우로 이동시킬 수 있다. 한편, 잉크젯 헤드(300)의 너비가 기설정된 길이(인쇄 용지의 폭과 갖거나 인쇄 폭에서 마진폭을 뺀 길이)를 갖거나 복수의 잉크젯 헤드의 총 너비가 기설정된 길이를 갖는다면 잉크젯 헤드(300)를 좌우로 이동시키는 기능은 생략될 수 있다. The driving unit 220 can move the printing paper in the sub scanning direction so that the inkjet head 300 moves on the printing paper. In addition, the driving unit 200 can move the ink jet head 300 to the left and right so that the ink jet head 300 can be moved in the main scanning direction. On the other hand, if the width of the ink jet head 300 has a predetermined length (the width of the print paper or the width of the print width minus the margin width) or the total width of the plurality of ink jet heads has a predetermined length, ) May be omitted.

잉크젯 헤드(300)는 복수의 노즐 각각에서 잉크를 토출하여 인쇄 데이터에 대응되는 화상을 형성한다. 이러한 잉크젯 헤드(300)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 이하에서 설명한다. The inkjet head 300 ejects ink from each of a plurality of nozzles to form an image corresponding to print data. The specific configuration and operation of the ink jet head 300 will be described below with reference to Fig.

도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 구성을 나타내는 블록도이다. 4 is a block diagram showing a configuration of an inkjet head according to an embodiment of the present disclosure.

도 4를 참조하면, 잉크젯 헤드(300)는 제1 스위치부(310), 제2 스위치부(320) 및 액추에이터부(330)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 4, the inkjet head 300 may include a first switch unit 310, a second switch unit 320, and an actuator unit 330.

제1 스위치부(310)는 복수의 클럭 신호에 따라 구동될 액추에이터를 순차적으로 선택한다. 구체적으로, 제1 스위치부(310)는 순차적으로 동작하는 복수의 제1 스위치 소자로 구성될 수 있다. 예를 들어, 모든 제1 스위치 소자가 턴-오프 상태에서 제1 클럭 신호 및 제2 클럭 신호의 신호 값 변화에 따라 순차적으로 첫 번째 제1 스위치 소자만 턴-온되었다가 턴-오프되고, 이후에 두 번째 제1 스위치 소자만 턴-온되었다가 턴-오프되고, 이후에 연속적으로 제1 스위치 소자가 순차적으로 턴온/턴오프될 수 있다. 이러한 동작을 자기순차구동(self sequential driving) 기능이라고 하며, 제1 스위치부(310)는 shift register array로 구현될 수 있다. 제1 스위치부(310)의 구체적인 회로 형태에 대해서는 도 5을 참조하여 후술한다. The first switch unit 310 sequentially selects actuators to be driven according to a plurality of clock signals. Specifically, the first switch unit 310 may be composed of a plurality of first switch devices sequentially operating. For example, in the turn-off state of all the first switch elements, only the first first switch element is sequentially turned on and off according to the change of the signal values of the first clock signal and the second clock signal, Only the second first switch element is turned on and then turned off, and subsequently, the first switch element can be sequentially turned on / off. This operation is called a self sequential driving function, and the first switch unit 310 may be implemented as a shift register array. A specific circuit configuration of the first switch unit 310 will be described later with reference to Fig.

제2 스위치부(320)는 구동 신호에 따라 선택된 액추에이터에 구동 전원을 선택적으로 제공한다. 구체적으로, 제2 스위치부(320)는 복수의 제1 스위치 소자에 연동하여 동작하는 복수의 제2 스위치 소자로 구성될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 제1 스위치가 턴-온되면 이에 대응되는 첫 번째 제2 스위치 소자 역시 턴-온 가능하게 되고, 이때 액추에이터를 구동시키는 구동 신호가 입력되면 구동 전원을 첫 번째 액추에이터에 제공할 수 있다. 만약, 제2 스위치 소자가 턴-온 가능한 시점에 액추에이터를 구동시키지 않는 구동 신호가 입력된다면 구동 전원을 첫 번째 액추에이터에 제공하지 않을 수 있다. The second switch unit 320 selectively supplies driving power to the selected actuator according to the driving signal. Specifically, the second switch unit 320 may be composed of a plurality of second switch elements operating in conjunction with the plurality of first switch elements. For example, when the first switch is turned on, the first switch element corresponding to the first switch is also turned on. At this time, when the drive signal for driving the actuator is inputted, the drive power is supplied to the first actuator . If a drive signal that does not drive the actuator is input at the time when the second switch element is turned on, the drive power may not be supplied to the first actuator.

액추에이터부(330)는 복수의 노즐 각각에 잉크를 토출되도록 하는 복수의 액추에이터를 포함할 수 있다. 이러한 액추에이터는 구동 전원을 열로 변환하여 챔버 내의 잉크를 노즐로 토출하는 열적 잉크젯 방식의 액추에이터일 수 있으며, 구동 전원을 기계적 변위로 변환하여 챔버 내의 잉크를 노즐로 토출하는 압전 잉크젯 방식의 액추에이터일 수 있다. 열적 잉크젯 방식의 액추에이터의 구체적인 형상에 대해서는 도 13을 참조하여 후술한다. The actuator unit 330 may include a plurality of actuators for ejecting ink to each of the plurality of nozzles. Such an actuator may be a thermal inkjet type actuator that converts driving power into heat and ejects the ink in the chamber to the nozzle, or may be a piezoelectric inkjet type actuator that converts driving power into mechanical displacement and discharges ink in the chamber to a nozzle . The specific shape of the thermal inkjet type actuator will be described later with reference to Fig.

이상과 같이 본 실시 예에 따른 잉크젯 헤드(300)는 노즐을 순차적으로 구동하는바 별도의 드라이버 어레이 및 파워 트랜지스터를 구현하기 위한 CMOS 공정이 불필요한바, 잉크젯 헤더의 크기를 줄일 수 있으며, 또한 낮은 비용으로 프린터 헤드를 구현하는 것이 가능한 효과가 있다. As described above, since the inkjet head 300 according to the present embodiment sequentially drives the nozzles, a CMOS process for implementing a separate driver array and a power transistor is unnecessary, the size of the inkjet head can be reduced, So that it is possible to realize a printer head.

도 5는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 등가 회로도이다. 5 is an equivalent circuit diagram of an ink jet head according to the first embodiment of the present disclosure.

도 5를 참조하면, 잉크젯 헤더(300)는 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 저항(362, 363, 364)로 구성된다. 5, the inkjet head 300 includes a plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n, a plurality of first thyristors 313-1 The power supply units 350-1 to 350-n and the plurality of second thyristors 323-1 to 315-n, A plurality of actuator resistors 331-1, 331-2, ..., 331-n-1, and 331-n, a plurality of resistors 362, 363, and 364, respectively.

여기서, 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n)이 상술한 제1 스위치부(310)를 구성하는 등가 회로이고, 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n)가 상술한 제2 스위치부(320)를 구성하는 등가 회로이고, 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n)이 상술한 액추에이터(330)에 대응되는 등가회로이다. The plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1 and 311-n, the plurality of first thyristors 313-1, 313-2, The power supply units 350-1 to 350-n are equivalent circuits constituting the first switch unit 310 and the plurality of power supply units 350-1 to 350- 2 thyristors 323-1, 323-2, ..., 323-n-1 and 323-n are equivalent circuits constituting the second switch unit 320 described above, and the plurality of actuator resistors 331-1 and 331 -2, ..., 331-n-1, and 331-n are equivalent circuits corresponding to the above-described actuator 330.

복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n)는 직렬 형태로 연결된다. 구체적으로, 첫 번째 다이오드(311-1)의 애노드(anode)는 스타트 신호를 입력받으며, 첫 번째 다이오드(311-1)의 캐소드(cathode)는 두 번째 다이오드(311-2)의 애노드에 연결되며, 이러한 순서로 반복적으로 다이오드가 연결되며, 마지막 다이오드(311-n)의 캐소드는 저항(350-n)을 통하여 제1 전원을 입력받는다. The plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n are connected in series. Specifically, the anode of the first diode 311-1 receives the start signal, and the cathode of the first diode 311-1 is connected to the anode of the second diode 311-2 , The diodes are repeatedly connected in this order, and the cathode of the last diode 311-n receives the first power through the resistor 350-n.

그리고 두 다이오드 사이의 노드 각각은 대응되는 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n)의 게이트, 대응되는 저항(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n)의 일단 및 대응되는 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n)의 게이트에 공통 연결될 수 있다. Each of the nodes between the two diodes is connected to the gate of the corresponding first thyristor 313-1, 313-2, ..., 313-n-1, 313-n, the corresponding resistor 350-1, , 350-n-1, 350-n and corresponding gates of the second thyristors 323-1, 323-2, ..., 323-n-1, 323-n.

복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n) 각각은 게이트에 대응되는 두 다이오드 사이의 노드(또는 대응되는 다이오드의 캐소드), 대응되는 저항(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n)의 일단 및 대응되는 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n)의 게이트에 공통 연결되며, 애노드에 제2 전원이 연결되고, 캐소드에 제1 클럭 신호 또는 제2 클럭 신호를 입력받는다. 구체적으로, 짝수번째 제1 사이리스터(313-1)의 캐소드는 제1 클럭 신호를 입력받고, 홀수번째 제1 사이리스터(313-2)의 캐소드는 제2 클럭 신호를 입력받을 수 있다. 여기서 제2 전원은 상술한 제1 전원과 다른 레벨의 전원 크기를 갖는다. Each of the plurality of first thyristors 313-1, 313-2, ..., 313-n-1, 313-n includes a node (or a cathode of a corresponding diode) between two diodes corresponding to the gate, One end of the second thyristors 323-1, 323-2, ..., 323-n-1, and 323-n, A second power source is connected to the anode, and a first clock signal or a second clock signal is input to the cathode. Specifically, the cathode of the even-numbered first thyristor 313-1 receives the first clock signal, and the cathode of the odd-numbered first thyristor 313-2 receives the second clock signal. Here, the second power source has a power source size different from that of the first power source.

전원부는 일 단이 대응되는 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n)의 게이트에 연결되고, 타 단이 기설정된 제1 전원에 연결되는 복수의 저항(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n)으로 구성된다. The power source unit is connected to the gates of the first thyristors 313-1, 313-2, ..., 313-n-1, and 313-n to which one end is connected, And 350-n-1, and 350-n.

복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n) 각각은 게이트에 대응되는 두 다이오드 사이의 노드(또는 대응되는 다이오드의 캐소드), 대응되는 저항(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n)의 일단 및 대응되는 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n)의 게이트에 공통 연결되며, 애노드에 제2 전원이 연결되고, 캐소드에 대응되는 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n)의 일 단이 연결된다. 여기서, 제2 사이리스터에도 제1 사이리스터에 공통되는 제2 전원이 입력되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 제1 사이리스터와 제2 사이리스터 각각에 다른 전원이 입력되도록 할 수도 있다. Each of the plurality of second thyristors 323-1, 323-2, ..., 323-n-1, 323-n includes a node between two diodes corresponding to a gate (or a cathode of a corresponding diode) One end of the first thyristors 313-1, 313-2, ..., 313-n-1, and 313-n and the one end of the first thyristors 313-1, A second power source is connected to the anode, and one end of the actuator resistors 331-1, 331-2, ..., 331-n-1, and 331-n corresponding to the cathodes are connected. Although a second power source common to the first thyristor is illustrated as being input to the second thyristor, a different power source may be input to each of the first thyristor and the second thyristor at the time of implementation.

복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n) 각각은 일 단이 대응되는 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n)의 애노드에 연결되고, 타 단이 저항(364)을 통하여 구동 신호를 입력받는다. 이러한 구동 신호는 비디오 신호라고 지칭될 수 있다. Each of the plurality of actuator resistors 331-1, 331-2, ..., 331-n-1 and 331-n is connected to a corresponding one of the second thyristors 323-1, 323-2, 1, and 323-n, and the other terminal receives the driving signal through the resistor 364. [ Such a driving signal may be referred to as a video signal.

이하에서는 도 6의 타이밍도를 참조하여, 상술한 잉크젯 헤더(300)의 동작을 설명한다. Hereinafter, the operation of the above-described inkjet head 300 will be described with reference to the timing chart of Fig.

도 6은 제1 실시 예에 따른 잉크젯 헤더를 제어하기 위한 타이밍도이다. 6 is a timing chart for controlling the inkjet headers according to the first embodiment.

도 6을 참조하면, 스타트 신호(ΦS), 제1 클럭 신호(Φ1), 제2 클럭 신호(Φ2), 구동 신호(ΦI)가 도시된다. Referring to Fig. 6, a start signal? S, a first clock signal? 1, a second clock signal? 2, and a drive signal? I are shown.

여기서 스타트 신호(ΦS)는 첫 번째 사이리스터(313-1)를 구동시키기 위한 신호로, 로우 값을 유지하다가 제2 클럭 신호의 첫 번째 천이 과정에서 하이 값으로 천이되고, 구동 신호의 첫 번째 천이 과정에서 로우 값으로 천이되어 로우 값을 유지된다. 구체적으로, 스타트 신호(ΦS)는 상술한 바와 같이 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)를 구동시키기 위한 신호인바 제2 클럭 신호의 천이에 대응되게 하이 값(예를 들어, 0V)이 되었다가 바로 로우 값(예를 들어, -3.3V)으로 천이되며, 그 이후에는 변화가 되지 않는다. Here, the start signal? S is a signal for driving the first thyristor 313-1. The start signal? S is maintained at a low value and is transited to a high level during the first transition of the second clock signal. To a low value to maintain a low value. Specifically, the start signal? S is a signal for driving the first thyristor 313-1 as described above, and becomes a high value (for example, 0V) corresponding to the transition of the second clock signal (For example, -3.3 V), and there is no change thereafter.

제1 클럭 신호(Φ1)는 기설정된 주기로 신호 값이 가변하는 클럭 신호이다. 이러한 제1 클럭 신호(Φ1)는 도시된 바와 같이 제2 클럭 신호(Φ2)와 상반되게 교번적으로 동작한다. 다만, 두 클럭 신호(Φ1, Φ2)는 도시된 바와 같이 일정 구간 상태값이 동일한 구간을 갖는다. The first clock signal? 1 is a clock signal whose signal value varies in a predetermined cycle. This first clock signal? 1 alternates with the second clock signal? 2 as shown. However, as shown in the figure, the two clock signals? 1 and? 2 have the same periodic state value.

제2 클럭 신호(Φ2)는 기설정된 주기로 신호 값이 가변하는 클럭 신호로, 상술한 바와 같이 일정 구간 상태 값이 제1 클럭 신호(Φ1)와 동일한 구간을 갖기 위하여, 제1 클럭 신호의 신호 값이 유지되는 구간에서 신호값이 천이된다. The second clock signal? 2 is a clock signal whose signal value changes in a predetermined cycle. As described above, in order to have the same interval state value as the first clock signal? 1, the signal value of the first clock signal? The signal value is transited.

구동 신호(ΦI)는 제1 클럭 신호 및 제2 클럭 신호에 동기화되며, 잉크 토출이 필요한 시점에 로우 값이 되었다가 하이 값이 된다. 도시된 예에서는 모든 구간에 신호 천이가 이루어지는 것으로 도시하였지만, 토너 토출이 필요한 노즐에서는 신호 값이 하이 값으로 유지될 수 있다. The driving signal? I is synchronized with the first clock signal and the second clock signal, and becomes a low value and a high value at the time of necessity of ink ejection. In the illustrated example, signal transitions are made in all the intervals, but in a nozzle requiring toner ejection, the signal value can be maintained at a high value.

한편, 구동 신호(ΦI)가 로우 값을 유지하는 시간(tw) 동안 토너 토출이 수행되는데, 로우 값을 유지하는 시간은 인쇄 속도 및 잉크 가열 시간을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 빠른 인쇄 속도를 위하여 상술한 시간(Tw)는 1usec이하일 수 있다.On the other hand, the toner discharge is performed for the time tw during which the drive signal? I holds a low value, and the time for maintaining the low value may be determined in consideration of the print speed and the ink heating time. For example, the time Tw described above may be less than 1 usec for fast printing speed.

한편, 도 6을 설명함에 있어서, 클럭 신호 및 구동 신호는 초기에 하이 값을 유지하고, 스타트 신호는 로우 값을 유지하는 것으로 도시하고 설명하였지만, 도 5의 PNPN 타입의 사이리스터 대신에 NPNP 타입의 사이리스터가 이용되는 경우, 상술한 도 6의 클럭 신호 및 구동 신호의 파형도는 그에 맞춰 변경될 수 있다. 6, the clock signal and the driving signal are initially held at a high value and the start signal is held at a low value. However, instead of the PNPN type thyristor of FIG. 5, an NPNP type thyristor The waveform diagram of the clock signal and the drive signal in Fig. 6 described above can be changed accordingly.

이하에서는 상술한 도 6의 파형도 및 도 5의 등가 회로도를 이용하여 복수의 노즐을 순차적으로 구동하는 방식에 대해서 자세히 설명한다.Hereinafter, a method of sequentially driving a plurality of nozzles using the waveform diagram of Fig. 6 and the equivalent circuit diagram of Fig. 5 will be described in detail.

우선 제1 전원(Vga)은 로우 값(예를 들어, -3.3V)이 입력되고, 제2 전원(제1 사이리스터의 애노드 전원)은 하이 값(예를 들어, 0V)이 입력되고, 클럭 신호 및 구동 신호 각각의 동일한 하이 값(예를 들어, 0V), 로우 값(-3.3)을 갖는 것으로 가정한다. A low value (for example, -3.3 V) is input to the first power source Vga and a high value (for example, 0 V) is input to the second power source (the anode power source of the first thyristor) And a low value (-3.3) of each of the driving signals, respectively.

먼저, 초기 상태에서 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 게이트에는 제1 전원(Vga)이 인가되는바, 제1 사이리스터(313-1)는 턴-오프 상태이다. First, in the initial state, the first power source Vga is applied to the gate of the first thyristor 313-1, and the first thyristor 313-1 is in the turn-off state.

이후에, 제1 스타트 신호(ΦS)가 로우 값에서 하이 값으로 천이 되면, 제1 다이오드(311-1)는 턴-온되고, 그에 따라 제1 다이오드(311-1)의 캐소드 전압은 대략 -2V~-2.7V가 된다. 그리고 제1 다이오드(311-1)의 캐소드와 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 게이트는 연결되어 있는바, 제1 사이리스터(313-1)의 문턱 전압은 낮아지게 된다. 이하에서는 설명을 용이하게 하기 위하여, 사이리스터의 게이트의 전압 인가에 따라 문턱 전압이 낮아진 상태를 턴-온 가능한 상태라고 지칭한다. Thereafter, when the first start signal? S transitions from a low value to a high value, the first diode 311-1 is turned on so that the cathode voltage of the first diode 311-1 is approximately? 2V to -2.7V. Since the cathode of the first diode 311-1 and the gate of the first thyristor 313-1 are connected to each other, the threshold voltage of the first thyristor 313-1 is lowered. Hereinafter, for ease of explanation, the state in which the threshold voltage is lowered by applying the voltage of the gate of the thyristor is referred to as a turn-on enabled state.

이와 같이 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)가 턴-온 가능한 상태가 될 때, 제2 클럭 신호(Φ2)가 로우 값에서 하이 값으로 천이되는 바, 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)는 전류를 통과시키는 턴-온 상태가 된다. When the first first thyristor 313-1 is turned on, the second clock signal? 2 transitions from a low value to a high value. As a result, the first thyristor 313-1, State in which the current is passed therethrough.

한편, 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 게이트와 첫 번째 제2 사이리스터(323-1)는 동일한 게이트에 연결되어 있는바, 첫 번째 제2 사이리스터(323-1) 역시 턴-온 가능한 상태가 된다. On the other hand, the gate of the first thyristor 313-1 and the first thyristor 323-1 are connected to the same gate, and the first thyristor 323-1 of the first thyristor is also turned on .

따라서, 첫 번째 제2 사이리스터(323-1)가 턴-온 가능한 상태에서 구동 신호가 로우 값으로 천이가 되면, 제2 사이리스터(323-1) 역시 턴-온되고 첫 번째 액추에이터(331-1)에 전류를 공급하게 되고, 그에 따라 첫 번째 액추에이터(331-1)는 잉크를 토출하게 된다. 이후에 구동 신호가 로우 값에서 하이 값으로 천이되면, 첫 번째 제2 사이리스터(323-1)의 애노드와 캐소드의 전위 값이 동일해 지고, 그에 따라 첫 번째 제2 사이리스터(323-1)는 턴-오프된다. Accordingly, when the first thyristor 323-1 is turned on and the drive signal transitions to a low value, the second thyristor 323-1 is also turned on and the first thyristor 323-1 is turned on, So that the first actuator 331-1 discharges the ink. Thereafter, when the drive signal transitions from a low value to a high value, the anode and cathode potentials of the first and second thyristors 323-1 and 323-1 become equal, and accordingly, the first thyristor 323-1, - Off.

한편, 사이리스터는 턴-온되면, 애노드와 게이트의 전위는 동일하게 된다. 따라서, 첫 번째 제1 사이리스터(311-1)가 턴-온되면, 첫 번째 제1 사이리스터(311-1)의 게이트는 하이 값을 갖게 되며, 그에 따라, 두 번째 제1 사이리스터(311-2)의 상태는 스타트 신호가 입력되었을 때의 첫 번째 제1 사이리스터(311-1)의 상태와 동일하게 된다. On the other hand, when the thyristor is turned on, the potentials of the anode and the gate become the same. Accordingly, when the first thyristor 311-1 is turned on, the gate of the first thyristor 311-1 becomes high, so that the second thyristor 311-2 is turned on, Is the same as the state of the first thyristor 311-1 when the start signal is input.

다만, 제1 클럭 신호가 로우 값으로 천이 되기 전까지, 두 번째 제1 사이리스터(311-2)는 턴-온 가능한 상태가 될 뿐, 턴-오프 상태를 유지한다. However, until the first clock signal transitions to the low value, the second first thyristor 311-2 is turned on and remains in the turn-off state.

이후의 시간에서 제1 클럭 신호(Φ2)의 전위가 로우 값으로 천이되면, 두 번째 사이리스터(311-2)는 턴-온된다. 그 이후에 제2 클럭 신호(Φ1)의 전위가 하이 값으로 천이되면, 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 애노드와 캐소드의 전위가 갖아지게 되어 첫번째 제1 사이리스터(313-1)는 턴-오프된다. When the potential of the first clock signal? 2 transitions to a low value in a subsequent time, the second thyristor 311-2 is turned on. Thereafter, when the potential of the second clock signal? 1 transitions to a high level, the potential of the anode and the cathode of the first thyristor 313-1 becomes equal to the potential of the first thyristor 313-1, - Off.

이와 같이 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)는 턴-오프되고, 두 번째 제1 사이리스터(313-2)가 턴-온된 상태에서 구동 신호가 변화하게 되면, 두 번째 제1 사이리스터(313-2)에 연동된 두 번째 제2 사이리스터(313-2)는 턴-온되어 두 번째 액추에이터(331-2)에 전류를 공급하게 된다. 만약, 두 번째 제2 사이리스터(323-2)가 턴-온 가능한 상태에서 구동 신호의 변화가 없다면, 두 번째 액추에이터(331-2)는 잉크 토출을 수행하지 않게 된다. When the first thyristor 313-1 is turned off and the driving signal changes in a state where the second thyristor 313-2 is turned on, the second thyristor 313-2 The second thyristor 313-2 coupled to the second thyristor 313-2 is turned on to supply a current to the second actuator 331-2. If there is no change in the driving signal in the state where the second thyristor 323-2 is turned on, the second actuator 331-2 does not perform ink ejection.

이와 같은 과정이 반복적으로 수행되어 n 번째 제1 사이리스터(313-n)까지 선택 과정이 수행되면, 하나의 사이클이 완료되게 된다. 그리고 상술한 사이클을 반복적으로 수행함으로써 인쇄 데이터에 대한 인쇄를 수행하게 된다. When the above process is repeatedly performed to select the n th first thyristor 313-n, one cycle is completed. Then, the above-described cycle is repeatedly performed to perform printing on the print data.

상술한 바와 같이 잉크젯 헤더(300)는 저항, 다이오드, 사이리스터로 구성되는바, 하나의 반도체 소자로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 기판 상에 P 타입 레이어, N 타입 레이어, P 타입 레이어 및 N 타입 레이어를 연속적으로 증착하여 PNPN 타입의 사이리스터를 형성할 수 있으며, 4개의 레이어 중 중간의 P 타입 레이어와 N 타입 레이어를 이용하여 다이오드를 형성할 수 있으며, 4개의 레이어 중 어느 하나를 이용하여 저항을 구현할 수도 있다. As described above, the inkjet head 300 is composed of a resistor, a diode, and a thyristor, and may be implemented as one semiconductor device. For example, a p-type layer, an n-type layer, a p-type layer and an n-type layer may be continuously deposited on a silicon substrate to form a PNPN type thyristor. A diode can be formed using a layer, and a resistor can be implemented using any one of four layers.

이와 같이 제1 실시 예와 같은 잉크젯 헤더를 하나의 소자로 구현하는 경우의 단자 배치 레이아웃은 도 7과 같다. As described above, the terminal layout layout in the case of embodying the same inkjet head as in the first embodiment in one element is the same as in Fig.

도 7은 제1 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 기판 레이아웃이다. 7 is a substrate layout of the inkjet head according to the first embodiment.

도 7을 참조하면, 복수의 제1 저항 영역(350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, 364), 복수의 액추에이터 저항 영역(331-1, 331-2, 33-3, 331-4), PN 다이오드 영역(311), PNPN 사이리스터 영역(340-1, 340-2, 340-3, 340-4)으로 구성된다. Referring to FIG. 7, a plurality of first resistance regions 350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, and 364, a plurality of actuator resistance regions 331-1, 331- 2, 33-3, and 331-4, a PN diode region 311, and PNPN thyristor regions 340-1, 340-2, 340-3, and 340-4.

복수의 제1 저항 영역(350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, 364)은 4개의 어느 한 레이어에 배치될 수 있다. The plurality of first resistance regions 350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, and 364 may be disposed in any one of four layers.

복수의 액추에이터 저항 영역(331-1, 331-2, 33-3, 331-4)은 발열 층에 배치될 수 있다. A plurality of actuator resistance regions 331-1, 331-2, 33-3, and 331-4 may be disposed in the heating layer.

PN 다이오드 영역(311)은 PNPN로 적층되는 4층의 레이어 중 중간 단의 두 개의 레이어로 구성될 수 있다. The PN diode region 311 may be composed of two layers of middle layers among the four layers stacked with PNPN.

PNPN 사이리스터 영역(340-1, 340-2, 340-3, 340-4)은 기판상의 적층되는 NPNP 레이어로 구현될 수 있다. 이러한 PNPN 사이리스터 영역(340-1, 340-2, 340-3, 340-4)에는 상술한 제1 사이리스터와 제2 사이리스터 및 다이오드의 기능이 수행할 수 있다. The PNPN thyristor regions 340-1, 340-2, 340-3, and 340-4 may be implemented as NPNP layers deposited on a substrate. The PNPN thyristor regions 340-1, 340-2, 340-3, and 340-4 may perform the functions of the first thyristor, the second thyristor, and the diode.

한편, 도 7을 참조하면, 본 실시 예에 따른 잉크젯 헤드는 각 구성 간이 연속적으로 배치되어 배선이 간단하고, 외부 장치(구체적으로, 인쇄 데이터 프로세서)와의 연결 위하여 5개의 단자만이 필요한바, 잉크젯 헤드의 배치 면적을 크게 줄일 수 있다. Referring to FIG. 7, the inkjet head according to the present embodiment is arranged in a continuous manner so that wiring is simple and only five terminals are required for connection with an external device (specifically, a print data processor) The arrangement area of the head can be greatly reduced.

한편, 도시된 예에서는 두 번째 이하의 다이오드 구성에 대응되는 레이아웃은 도시되지 않았으나, 상술한 바와 같이 다이오드는 사이리스터 영역의 중간의 두 개층으로 구성될 수 있는바, PNPN 사이리스터 영역(340-1, 340-2, 340-3, 340-4) 영역 내에 배치될 수 있다. In the illustrated example, the layout corresponding to the second or lower diode structure is not shown. However, as described above, the diode may be composed of two middle layers of the thyristor region, and the PNPN thyristor regions 340-1 and 340 -2, 340-3, 340-4) regions.

도 8은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 회로도이다. 8 is a circuit diagram of an ink jet head according to a second embodiment of the present disclosure.

구체적으로, 제2 실시 예는 별도의 스타트 신호의 이용 없이, 첫 번째 사이리스터의 구동을 제1 클럭 신호를 이용하는 실시예이다. Specifically, in the second embodiment, the first clock signal is used to drive the first thyristor without using a separate start signal.

도 8을 참조하면, 잉크젯 헤더(300')는 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 저항(362, 363, 364)로 구성된다. 8, the inkjet head 300 'includes a plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1 and 311-n, a plurality of first thyristors 313- The power supply units 350-1 to 350-n and the plurality of second thyristors 323-n-1 and 313-n, 331-n-1, 331-n, a plurality of resistors 362 - 1, 323-2, ..., 323- , 363, 364).

여기서, 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 저항(362, 363, 364)은 도 5의 제1 실시 형태와 동일한 배치 구조를 갖는바 중복 설명은 생략한다. Here, a plurality of first thyristors 313-1, 313-2, ..., 313-n-1, and 313-n, power sources 350-1, 350-2, A plurality of second thyristors 323-1, 323-2, ..., 323-n-1 and 323-n, a plurality of actuator resistors 331-1, 331-2, ..., 331- 331-n, and the resistors 362, 363, and 364 have the same arrangement structure as that of the first embodiment of Fig. 5, and redundant description is omitted.

복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n)는 직렬 형태로 연결된다. 연결 형태는 도 5의 제1 실시 형태와 동일하나, 첫 번째 다이오드(311-1)의 애노드는 제1 클럭 신호를 입력받는다. The plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n are connected in series. The connection mode is the same as that of the first embodiment of FIG. 5, except that the anode of the first diode 311-1 receives the first clock signal.

도 6을 참조하면, 제1 클럭 신호는 최초에 하이 값을 유지하고 있다. 따라서, 초기 상태에서 제1 다이오드(311-1)의 캐소드 전압은 대략 -2~2.7V가 되고, 그에 따라 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 문턱 전압은 낮아지게 되어, 턴-온 가능한 상태가 된다. Referring to FIG. 6, the first clock signal initially maintains a high value. Therefore, in the initial state, the cathode voltage of the first diode 311-1 becomes approximately -2 to 2.7 V, and accordingly, the threshold voltage of the first thyristor 313-1 becomes low, State.

이와 같이 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)가 턴-온 가능한 상태가 될 때, 제2 클럭 신호(Φ2)가 로우 값에서 하이 값으로 천이되는 바, 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)는 전류를 통과시키는 턴-온 상태가 된다. Thus, when the first thyristor 313-1 is turned on, As the second clock signal? 2 transitions from a low value to a high value, the first thyristor 313-1 is turned on to pass the current.

다만, 제1 클럭 신호의 경우, 상술한 바와 같이 세 번째 사이리스터를 턴-온 하는 시점에서 다시 하이 값을 갖게 되어, 제1 다이오드(311-1)의 애노드는 하이 값을 갖게 된다. 하지만, 제3 다이오드(311-3)의 애노드가 하이 값을 갖게 됨에 따라서, 제1 다이오드는 턴-온되지 않게 된다. 이와 같은 상태는 제1 클럭 신호가 지속적으로 하이값을 갖게 되는 경우에도 동일하게 된다.However, in the case of the first clock signal, as described above, the third thyristor again has a high value at the time of turning-on, so that the anode of the first diode 311-1 has a high value. However, as the anode of the third diode 311-3 becomes high value, the first diode is not turned on. This state is the same even when the first clock signal continuously has a high value.

따라서, 제2 실시 예에 따른 잉크젯 헤더(300')는 별도의 스타트 신호를 이용하지 않는바, 단자 수를 줄일 수 있는 효과가 있다. Therefore, the ink jet head 300 'according to the second embodiment does not use a separate start signal, and thus the number of terminals can be reduced.

도 9는 본 개시의 제3 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 회로도이다. 9 is a circuit diagram of an inkjet head according to a third embodiment of the present disclosure.

구체적으로, 제3 실시 예는 별도의 스타트 신호의 이용 없이, 첫 번째 사이리스터의 구동을 구동 신호를 이용하는 실시예이다. Specifically, the third embodiment is an embodiment in which the drive signal is used to drive the first thyristor without using a separate start signal.

도 9를 참조하면, 잉크젯 헤더(300")는 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 저항(362, 363, 364)로 구성된다. 9, the inkjet head 300 "includes a plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n, a plurality of first thyristors 313- The power supply units 350-1 to 350-n and the plurality of second thyristors 323-n-1 and 313-n, 331-n-1, 331-n, a plurality of resistors 362 - 1, 323-2, ..., 323- , 363, 364).

복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n)는 직렬 형태로 연결된다. 연결 형태는 도 5의 제1 실시 형태와 동일하나, 첫 번째 다이오드(311-1)의 애노드는 구동 신호를 입력받는다. The plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n are connected in series. 5, but the anode of the first diode 311-1 receives the driving signal.

도 6을 참조하면, 구동 신호는 최초에 하이 값을 유지하고 있다. 따라서, 초기 상태에서 제1 다이오드(311-1)의 캐소드 전압은 대략 -2~2.7V가 되고, 그에 따라 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 문턱 전압은 낮아지게 되어, 턴-온 가능한 상태가 된다. Referring to FIG. 6, the drive signal maintains a high value initially. Therefore, in the initial state, the cathode voltage of the first diode 311-1 becomes approximately -2 to 2.7 V, and accordingly, the threshold voltage of the first thyristor 313-1 becomes low, State.

다만, 구동 신호의 경우, 반복적으로 하이 값을 갖게 되어, 제1 다이오드(311-1)의 애노드는 반복적으로 하이 값을 갖게 된다. 하지만, 단계적으로 제2 다이오드(311-2)의 애노드가 하이 값을 갖게 되고, 이후에는 제3 다이오드(311-3)의 애노드가 하이 값을 갖게 되어, 제1 다이오드(311-1)의 애노드에 재차 하이 값이 인가되더라도 제1 사이리스터(311-1)는 재차 턴-온 상태가 되지 않게 된다. However, in the case of the drive signal, the first diode 311-1 repeatedly has a high value, so that the anode of the first diode 311-1 has a high value repeatedly. However, the anode of the second diode 311-2 gradually becomes a high value, and after that, the anode of the third diode 311-3 becomes a high value, so that the anode of the first diode 311-1 The first thyristor 311-1 is not turned on again even if a high value is applied to the first thyristor 311-1 again.

따라서, 제3 실시 예에 따른 잉크젯 헤더(300')는 별도의 스타트 신호를 이용하지 않는바, 단자 수를 줄일 수 있는 효과가 있다. Therefore, the ink jet head 300 'according to the third embodiment does not use a separate start signal, and thus has an effect of reducing the number of terminals.

도 10은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 회로도이다.10 is a circuit diagram of an inkjet head according to a fourth embodiment of the present disclosure.

구체적으로, 제4 실시 예는 별도의 스타트 신호의 이용 없이, 첫 번째 사이리스터의 구동을 기설정된 전위(예를 들어, 하이 값에 대응되는 전위)를 이용하는 실시예이다. Specifically, the fourth embodiment is an embodiment using a predetermined potential (for example, a potential corresponding to a high value) for driving the first thyristor without using a separate start signal.

도 10을 참조하면, 잉크젯 헤더(300"')는 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 저항(362, 363, 364)로 구성된다. Referring to Fig. 10, an inkjet header 300 "'includes a plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1 and 311-n, a plurality of first thyristors 313 The first thyristor 323, the second thyristor 323, the second thyristor 323, the second thyristor 323, the second thyristor 323, 331-n-1, 331-n, a plurality of resistors 331-1, 333-2, ..., 323- 362, 363, and 364, respectively.

복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n)는 직렬 형태로 연결된다. 연결 형태는 도 5의 제1 실시 형태와 동일하나, 첫 번째 다이오드(311-1)의 애노드는 기설정된 전위를 입력받는다. The plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n are connected in series. 5, but the anode of the first diode 311-1 receives a predetermined potential.

제1 다이오드(311-1)에 기설정된 전위가 인가되어 있는바, 초기 상태에서 제1 다이오드(311-1)의 캐소드 전압은 대략 -2~2.7V가 되고, 그에 따라 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 문턱 전압은 낮아지게 되어, 턴-온 가능한 상태가 된다. A predetermined potential is applied to the first diode 311-1 so that the cathode voltage of the first diode 311-1 becomes approximately -2 to 2.7 V in the initial state and accordingly the first thyristor The threshold voltages of the transistors 313-1 and 313-1 become low and turn on.

다만, 제1 다이오드(311-1)의 애노드에는 기설정된 하이 값이 계속 인가되나, 순차적으로 다음 다이오드의 애노드의 전위가 하이 값을 갖게 되는바, 제1 다이오드(311-1)는 재차 턴-온되지 않고, 그에 따라 제1 사이리스터(311-1)는 재차 턴-온 상태가 되지 않게 된다. However, since the potential of the anode of the next diode is sequentially set to a high value, the first diode 311-1 is turned on again at the anode of the first diode 311-1, The first thyristor 311-1 is not turned on again.

따라서, 제4 실시 예에 따른 잉크젯 헤더(300')는 별도의 스타트 신호를 이용하지 않는바, 단자 수를 줄일 수 있는 효과가 있다. Therefore, the ink jet head 300 'according to the fourth embodiment does not use a separate start signal, and thus has an effect of reducing the number of terminals.

도 11은 본 개시의 제5 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 회로도이다. 구체적으로, 제5 실시 예는 컬러 인쇄가 가능한 잉크젯 헤더의 회로도이다. 11 is a circuit diagram of an inkjet head according to a fifth embodiment of the present disclosure. Specifically, the fifth embodiment is a circuit diagram of an inkjet header capable of color printing.

도 11을 참조하면, 잉크젯 헤더(300"")는 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 제3 사이리스터(363-1, 363-2, …, 363-n-1, 363-n), 복수의 제4 사이리스터(373-1, 373-2, …, 373-n-1, 373-n), 복수의 제5 사이리스터(383-1, 383-2, …, 383-n-1, 323-n), 복수의 제1 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 제2 액추에이터 저항(333-1, 333-2, …, 333-n-1, 333-n), 복수의 제3 액추에이터 저항(335-1, 335-2, …, 335-n-1, 335-n), 복수의 제4 액추에이터 저항(337-1, 337-2, …, 337-n-1, 337-n), 복수의 저항(362, 363, 364)로 구성된다. Referring to Fig. 11, an inkjet header 300 "" includes a plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1, 311-n, a plurality of first thyristors 313 The first thyristor 323, the second thyristor 323, the second thyristor 323, the second thyristor 323, the second thyristor 323, A plurality of third thyristors 363-1, 363-2, ..., 363-n-1, 363-n, a plurality of third thyristors 363-1, 363-2, ..., 4 thyristors 373-1, 373-2, ..., 373-n-1 and 373-n, a plurality of fifth thyristors 383-1, 383-2, A plurality of first actuator resistors 331-1, 331-2, ..., 331-n-1 and 331-n, a plurality of second actuator resistors 333-1, 333-2, 335-n, a plurality of third actuator resistors 337-1, 335-2, ..., 335-n-1, 335-n, ..., 337-n-1, 337-n, and a plurality of resistors 362, 363, and 364.

여기서, 복수의 다이오드(311-1, 311-2, 311-3, …, 311-n-1, 311-n), 복수의 제1 사이리스터(313-1, 313-2, …, 313-n-1, 313-n), 전원부(350-1, 350-2, …, 350-n-1, 350-n), 복수의 제2 사이리스터(323-1, 323-2, …, 323-n-1, 323-n), 복수의 액추에이터 저항(331-1, 331-2, …, 331-n-1, 331-n), 복수의 저항(362, 363, 364)은 도 8의 제2 실시 형태와 동일한 배치 구조를 갖는바 중복 설명은 생략한다. 한편, 제5 실시 예에서는 제1 사이리스터의 초기 구동을 제1 클럭 신호를 이용하는 형태로 구현하였지만, 구현시에는 제1 실시예와 같은 스타트 신호를 이용하는 형태로 구현할 수 있으며, 제3 실시예와 같은 복수의 구동 신호 중 어느 하나를 이용하는 형태로도 구현할 수 있으며, 제4 실시 예와 같은 기설정된 전원을 인가하는 형태로도 구현될 수 있다. The plurality of diodes 311-1, 311-2, 311-3, ..., 311-n-1 and 311-n, the plurality of first thyristors 313-1, 313-2, ..., 350-n-1, 350-n, a plurality of second thyristors 323-1, 323-2, ..., 323-n A plurality of actuator resistors 331-1, 331-2, ..., 331-n-1 and 331-n and a plurality of resistors 362, 363 and 364 correspond to the second The same arrangement as that of the embodiment has been described, and redundant description is omitted. In the fifth embodiment, the initial driving of the first thyristor is implemented using the first clock signal. However, the present invention can be implemented using a start signal similar to that of the first embodiment, But may be implemented using any one of a plurality of driving signals, or may be implemented by applying a predetermined power source as in the fourth embodiment.

한편, 첫 번째 제1 사이리스터(313-1)의 게이트와 첫 번째 제2 사이리스터(323-1)의 게이트, 첫 번째 제3 사이리스터(363-1)의 게이트, 첫 번째 제4 사이리스터(373-1)의 게이트, 첫 번째 제5 사이리스터(383-1)의 게이트는 상호 연결되어 있는바, 첫 번째 제2 사이리스터(323-1), 첫 번째 제3 사이리스터(363-1), 첫 번째 제4 사이리스터(373-1), 첫 번째 제5 사이리스터(383-1) 역시 턴-온 가능한 상태가 된다. On the other hand, the gate of the first thyristor 313-1, the gate of the first thyristor 323-1, the gate of the first thyristor 363-1, the gate of the first thyristor 373-1 And the gate of the first fifth thyristor 383-1 are connected to each other. The gates of the first thyristor 323-1, the first thyristor 363-1, the first thyristor 383-1, (373-1) and the first fifth thyristor (383-1) are also turned on.

따라서, 첫 번째 제2 사이리스터(323-1), 첫 번째 제3 사이리스터(363-1), 첫 번째 제4 사이리스터(373-1), 첫 번째 제5 사이리스터(383-1) 각각이 턴-온 가능한 상태에서 각 사이리스터에 대응되는 구동 신호의 값이 로우 값으로 천이가 되면, 각 사이리스터들은 각 사이리스터에 대응되는 액추에이터 저항 각각에 전류를 공급하게 되고, 그에 따라 각각의 첫 번째 액추에이터(331-11, 333-1, 335-1, 337-1)는 잉크를 토출하게 된다. Therefore, when the first thyristor 323-1, the first thyristor 363-1, the first thyristor 373-1, and the first thyristor 383-1 are turned on, When the value of the driving signal corresponding to each thyristor transitions to a low value in a possible state, each thyristor supplies a current to each of the actuator resistors corresponding to each thyristor, so that each of the first actuators 331-11, 333-1, 335-1, and 337-1 eject ink.

이와 같이 4개의 액추에이터를 2개의 클럭 신호만으로 선택을 수행할 수 있는바, 즉, 4개의 구동 신호와 2개의 구동 신호만으로 복수의 컬러 노즐 각각을 제어할 수 있는바, 제5 실시 예에 따른 잉크젯 헤더(300"")는 칩의 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있는 효과가 있다. As described above, the four actuators can be selected by using only two clock signals. That is, the plurality of color nozzles can be controlled by only four driving signals and two driving signals. In this case, The header 300 "" has the effect of significantly reducing the size of the chip.

도 12는 제5 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 기판 레이아웃이다. 12 is a substrate layout of an ink jet head according to the fifth embodiment.

도 12를 참조하면, 복수의 제1 저항 영역(350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, 364), 복수의 액추에이터 저항 영역(331-1, 331-2, 331-3, 331-4, 333-1, 333-2, 333-3, 333-4, 335-1, 335-2, 335-3, 335-4, 337-1, 337-2, 337-3, 337-4), PN 다이오드 영역(311), PNPN 사이리스터 영역(340-1, 340-2, 340-3, 340-4)으로 구성된다. 12, a plurality of first resistance regions 350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, and 364, a plurality of actuator resistance regions 331-1 and 331- 2, 331-3, 331-4, 333-1, 333-2, 333-3, 333-4, 335-1, 335-2, 335-3, 335-4, 337-1, 337-2, 337-3, and 337-4, a PN diode region 311, and PNPN thyristor regions 340-1, 340-2, 340-3, and 340-4.

복수의 제1 저항 영역(350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363, 364), PN 다이오드 영역(311), PNPN 사이리스터 영역(340-1, 340-2, 340-3, 340-4)의 구성은 도 7의 도시한 예와 동일한바 중복 설명은 생략한다. A plurality of first resistance regions 350-1, 350-2, 350-3, 350-4, 361, 362, 363 and 364, a PN diode region 311, PNPN thyristor regions 340-1 and 340-2 , 340-3, and 340-4 are the same as those shown in FIG. 7, and a duplicate description thereof will be omitted.

복수의 액추에이터 저항 영역(331-1, 331-2, 331-3, 331-4, 333-1, 333-2, 333-3, 333-4, 335-1, 335-2, 335-3, 335-4, 337-1, 337-2, 337-3, 337-4)은 발열 층에 배치될 수 있다. The plurality of actuator resistance regions 331-1, 331-2, 331-3, 331-4, 333-1, 333-2, 333-3, 333-4, 335-1, 335-2, 335-4, 337-1, 337-2, 337-3, and 337-4 may be disposed in the heat generating layer.

그리고 복수의 액추에이터 저항 영역(331-1, 331-2, 331-3, 331-4, 333-1, 333-2, 333-3, 333-4, 335-1, 335-2, 335-3, 335-4, 337-1, 337-2, 337-3, 337-4)은 색상별로 다른 영역에 구분되어 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1색에 대응되는 복수의 제1 액추에이터 저항 영역(331-1, 331-2, 331-3, 331-4), 비교적 상단에 배치되고, 제2색에 대응되는 복수의 제2 액추에이터 저항 영역(333-1, 333-2, 333-3, 333-4)은 제1 액추에이터 저항 영역과 이격된 영역에 연속되어 배치되고, 제3색에 대응되는 복수의 제3 액추에이터 저항 영역(335-1, 335-2, 335-3, 335-4)도 제1 액추에이터 저항 영역 및 제2 액추에이터 저항 영역과 이격된 영역에 연속되어 배치되고, 제4색에 대응되는 복수의 제3 액추에이터 저항 영역(337-1, 337-2, 337-3, 337-4)도 제1 액추에이터 저항 영역, 제2 액추에이터 저항 영역, 제3 액추에이터 저항 영역과 이격된 영역에 연속되어 배치될 수 있다. The plurality of actuator resistance regions 331-1, 331-2, 331-3, 331-4, 333-1, 333-2, 333-3, 333-4, 335-1, 335-2, 335-3 , 335-4, 337-1, 337-2, 337-3, and 337-4 may be arranged in different regions for different colors. Specifically, a plurality of first actuator resistance regions (331-1, 331-2, 331-3, 331-4) corresponding to the first color, a plurality of first actuator resistance regions The actuator resistance regions 333-1, 333-2, 333-3, and 333-4 are arranged continuously in a region spaced apart from the first actuator resistance region, and a plurality of third actuator resistance regions 335-1, 335-2, 335-3, and 335-4 are also disposed continuously in the regions spaced apart from the first actuator resistance region and the second actuator resistance region, and a plurality of third actuator resistances The regions 337-1, 337-2, 337-3, and 337-4 may also be arranged in succession in the regions spaced apart from the first actuator resistance region, the second actuator resistance region, and the third actuator resistance region.

도 13은 본 개시의 일 실시 예에 다른 잉크젯 헤더의 단면도이다. 13 is a cross-sectional view of another inkjet header according to an embodiment of the present disclosure.

도 13을 참조하면, 잉크젯 헤더(300)는 기판(301), 히터 레이어(307), P 레이어(302), N 레이어(303), P 레이어(304), N 레이어(305), 중간층 레이어(306), 패시베이션 레이어(308), 안티 공동(anti-cavitation) 레이어(308), 및 잉크 채널 구조물의 공극으로 구성되는 노즐(390)로 구성될 수 있다. 13, the inkjet head 300 includes a substrate 301, a heater layer 307, a P layer 302, an N layer 303, a P layer 304, an N layer 305, 306, a passivation layer 308, an anti-cavitation layer 308, and a nozzle 390 composed of voids in the ink channel structure.

기판(301)은 실리콘 기판일 수 있다. The substrate 301 may be a silicon substrate.

히터 레이어(307)는 기판(301)의 상부 영역에 배치될 수 있다. 도시된 예에서 히터 레이어(307)가 기판(301)의 상부 전체 영역에 배치되는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 잉크 챔버에 대응되는 영역에만 배치될 수도 있다. The heater layer 307 may be disposed in the upper region of the substrate 301. In the illustrated example, the heater layer 307 is shown as being disposed in the entire upper region of the substrate 301, but it may be disposed only in an area corresponding to the ink chamber in the implementation.

P 레이어(302)는 히터 레이어(307) 상부에 배치된다. The P layer 302 is disposed on top of the heater layer 307.

N 레이어(303)는 P 레이어(302) 상부에 배치된다. The N layer 303 is disposed on top of the P layer 302.

P 레이어(304)는 N 레이어(303) 상부에 배치된다. 이러한 P 레이어(304)는 N 레이어(303)와 결합되어 PN 다이오드로 동작할 수 있다. The P layer 304 is disposed on top of the N layer 303. This P layer 304 may be combined with the N layer 303 to operate as a PN diode.

N 레이어(305)는 P 레이어(304) 상부에 배치된다. 상술한 4개의 레이어(302, 303, 304, 305)는 PNPN 사이리스터로 동작할 수 있다. The N layer 305 is disposed on top of the P layer 304. The four layers 302, 303, 304, and 305 described above can operate as a PNPN thyristor.

중간층 레이어(306)는 메탈 층과 다른 구성간을 절연한다. The interlayer 306 insulates the metal layer and other components.

패시베이션 레이어(308)는 히터 레이어(307)와 잉크 챔버 사이에 배치되어 잉크가 기판 상의 각종 레이어에 영향을 미치는 것을 방지한다. A passivation layer 308 is disposed between the heater layer 307 and the ink chamber to prevent ink from affecting various layers on the substrate.

안티 공동 레이어(309)는 잉크의 토출 과정에서 공동현상이 일어나는 것을 방지한다. The anti-cavity layer 309 prevents cavitation from occurring in the discharge process of the ink.

잉크 노즐(390)은 히터 레이어(307)에 전원이 인가되어 가열된 경우, 부피 팽창된 잉크를 토출하는 유로 구조이다. The ink nozzle 390 is a flow path structure for discharging the bulky ink when the heater layer 307 is heated by application of electric power.

한편, 제1 실시 예 내지 제5 실시 예를 설명함에 있어서, PNPN 사이리스터를 이용하는 형태를 설명하였지만, 구현시에는 NPNP 사이리스터를 이용할 수도 있다. 이 경우, 상술한 도면 상의 다이오드의 애노드와 캐소드의 배치 방향은 반대일 수 있다. On the other hand, in the description of the first to fifth embodiments, a mode of using a PNPN thyristor is described, but an NPNP thyristor may be used in implementation. In this case, the arrangement direction of the anode and the cathode of the diode in the above-described drawing may be reversed.

도 14는 본 개시의 제6 실시 예에 따른 잉크젯 헤더의 기판 레이아웃이다. 14 is a substrate layout of an ink jet head according to the sixth embodiment of the present disclosure.

구체적으로, 제6 실시 예에 다른 잉크젯 헤더(300""')는 보다 빠른 동작을 위하여, 복수의 단위로 노즐을 구동시키는 실시예이다. Specifically, the inkjet head 300 "'' in the sixth embodiment is an embodiment for driving the nozzles in a plurality of units for faster operation.

도 14를 참조하면, 두 개의 클럭 신호와 두 개의 구동 신호가 입력된다. 두 개의 클럭 신호는 각각 두 개의 패스로 연결되는바, 한 번에 하나의 사이리스터가 선택되는 것이 아니라, 한번에 두 개의 사이리스터가 선택되고, 그에 따라 두 개의 노즐이 동시에 잉크를 토출하게 된다. Referring to FIG. 14, two clock signals and two driving signals are input. The two clock signals are each connected in two passes, so that one thyristor is not selected at a time, but two thyristors are selected at a time so that two nozzles simultaneously eject ink.

이와 같이 제6 실시 예에 따른 잉크젯 헤더(300"')는 복수의 노즐 단위로 잉크를 토출하는 바, 제1 실시예 내지 제5 실시예보다 빠른 인쇄가 가능해 진다. As described above, the inkjet head 300 "'according to the sixth embodiment discharges ink in units of a plurality of nozzles, so that printing can be performed faster than in the first to fifth embodiments.

한편, 제6 실시 예를 설명함에 있어서, 두 개의 단위로 사이리스터를 구동하는 것만으로 설명하였지만, 구현시에는 세 개 이상의 단위로 사이리스터를 구동하는 형태로도 구현할 수 있다. In the description of the sixth embodiment, the thyristor is driven by two units. However, the thyristor may be driven by three or more units at the time of implementation.

본 실시 예에 따른 잉크젯 헤더는 잉크를 토출 한다. 한편, 본 실시 예에 따른 잉크젯 헤더는 순차적으로 구동되기 때문에 비교적 빠른 시간(예를 들어, 1us) 내에 잉크 토출이 수행되야 한다. The inkjet head according to the present embodiment ejects ink. On the other hand, since the ink-jet headers according to the present embodiment are sequentially driven, ink ejection must be performed within a relatively fast time (for example, 1us).

따라서, 이하에서는 상술한 조건을 만족하기 위한 액추에이터의 전압값을 설명한다. Therefore, the voltage value of the actuator for satisfying the above conditions will be described below.

잉크는 대부분 물로 이루어져 있다. 물이 액체에서 기체로 상변화 될 때 온도에 따라 포화되는 압력은 달라지는데 섭씨 373.95도에서 최대 압력을 갖게 되고 이러한 조건에서 잉크를 토출하는 압력이 가장 강하기 때문에 일반적인 열적 액추에이터는 표면 온도를 약 1usec이내로 374 이상의 온도로 상승시킨다. The ink is mostly composed of water. When water is phase-shifted from liquid to gas, the pressure that saturates varies with temperature, at 373.95 degrees Celsius, and because the pressure at which the ink is ejected is strongest under these conditions, a typical thermal actuator will have a surface temperature of less than about 1 microsecond Or higher.

이러한 조건을 만족시키기 위하여, 상술한 액추에이터 저항에 인가되어야 하는 전원의 크기를 이하에서 설명한다. In order to satisfy such a condition, the magnitude of the power source to be applied to the above-described actuator resistance will be described below.

LayerLayer MaterialMaterial 두께thickness 잉크ink 물water 10um10um Anti-CavitationAnti-Cavitation TaTa 0 ~ 0.5um0 ~ 0.5um PassivationPassivation Si₃N₄ Si ₃ N ₄ 0 ~ 1.0um0 ~ 1.0um HeaterHeater TaAl(TaN)TaAl (TaN) 50nm50nm Thermal BarrierThermal Barrier SiO₂ SiO ₂ 2um2um

표 1은 도 13과 같은 열적 액추에이터를 구성하기 위한 요소를 나타낸다. Table 1 shows the elements for constructing the thermal actuator as shown in Fig.

도 13에서 설명한 바와 같이 열 발생에 따른 액추에이터 손상을 막기 위하여, 패시베이션 레이어, 안티-공동 레이어가 존재한다. 그리고 히터 층 밑으로 열의 손실을 방지하기 위하여 기판의 하부에는 열 베리어 층이 존재한다. As described with reference to FIG. 13, there is a passivation layer and an anti-cavity layer in order to prevent damage to the actuator due to heat generation. A thermal barrier layer is present under the substrate to prevent heat loss below the heater layer.

이러한 구조에서 열적 액추에이터 표면에서 버블이 발생하는 시점을 계산하고, 그에 따라 필요한 열량을 계산한다. In this structure, the time when the bubble is generated on the surface of the thermal actuator is calculated, and the required heat amount is calculated accordingly.

계산은 위의 구조를 1차원의 열전도만 존재하는 것으로 하여 시간 변화에 따른 영향(transient)로 해석한다. 이때, 필요한 에너지는 보호층(Passivation + Anti-Cavitation)의 두께에 따라 변하게 되는데, 본 계산에서는 이러한 보호층을 최소화하는 경우와 최대로 한 경우를 비교하여 필요한 에너지의 범위를 구하고자 한다. The calculation assumes that the above structure exists only as a one-dimensional heat conduction and interprets it as a transient according to time variation. At this time, the required energy varies depending on the thickness of the passivation layer (passivation + anti-cavitation). In this calculation, the range of energy required is minimized by comparing the case of minimizing the protective layer and the case of maximizing the energy.

1차원 열전도 영향(transient) 모델로 가정하고, 물의 상변화가 발생하는 시점까지 필요한 열량을 계산한다. 이때 bubble이 발생하는 thermal actuator의 표면 온도(T_t)는 아래와 같다.Assuming a one-dimensional thermal conduction model, calculate the amount of heat required up to the point where the phase change of water occurs. The surface temperature (T _t ) of the thermal actuator where the bubble is generated is as follows.

여기서

는 열적 액추에이터 표면과 잉크가 만나는 지점에서의 온도 구배이다. here

Is the temperature gradient at the point where the thermal actuator surface and ink meet.

물은 보통 100도 이상에서 상 변화가 일어나지만, 잉크젯 프린터에서 사용 가능한 필름 보링(film boiling)의 상변화를 얻기 위해서는 최소 230도 이상에서 상변화가 일어나야 하고, 보통 374도에서 최대 압력을 갖는다. Although water typically has a phase change above 100 degrees, phase changes must occur above a minimum of 230 degrees to obtain a phase change of film boiling that can be used in an ink jet printer, and usually have a maximum pressure at 374 degrees.

따라서 상변화가 발생하는 230도와 374도 각각에서 일어날 수 있는 열량을 계산하고, 보호층의 구성에 따른 열량을 계산한다. 또한, 순차 구동하는 작동 특성상 인쇄 속도를 확보하기 위해서 bubble이 발생하는 시간을 1usec이하로 규정하여 필요한 열량을 계산한다. Therefore, the amount of heat that can be generated at each of 230 degrees and 374 degrees at which phase changes occur is calculated, and the amount of heat corresponding to the configuration of the protective layer is calculated. Further, in order to ensure the printing speed in accordance with the operation characteristic of the sequential driving, the time required for generating the bubble is defined as 1 microsecond or less, and the necessary heat quantity is calculated.

도 15는 본 실시 예에 따른 노즐의 열 분포를 도시한 도면이다. 15 is a view showing a thermal distribution of a nozzle according to the present embodiment.

도 15를 참조하면, 히터 층(TaAl)에서 열이 발생할 때, 기판(si), 열적 베리어(SiO2), 패시베이션층(Si3N4), 안티 공동층(Ta), 그리고 잉크에서의 열 분포를 도시한 도면이다. 15, when heat is generated in the heater layer (TaAl), the heat distribution in the substrate si, the thermal barrier (SiO2), the passivation layer (Si3N4), the anti-cavity layer (Ta) FIG.

한편, 액추에이터의 저항을 R이라고 하면, 이때 제2 사이리스터에 적용되는 전위차는 아래와 같은 수학식으로 정리할 수 있다. On the other hand, if the resistance of the actuator is R, the potential difference applied to the second thyristor can be summarized by the following equation.

따라서, 구현시에는 상술한 수학식 2 범위를 만족하는 전위차의 제2 전원을 사이리스터에 인가할 수 있다. Therefore, at the time of implementation, the second power source having the potential difference satisfying the above-described formula (2) can be applied to the thyristor.

이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고, 설명하였으나, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the specific embodiments described above, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the scope of the appended claims.

100: 화상형성장치 110: 통신부
120: 디스플레이부 130: 조작 입력부
140: 저장부 150: 프로세서
200: 화상 형성부 210: 인쇄 제어 프로세서
220: 구동부 300: 잉크젯 헤드
310: 제1 스위치부 320: 제2 스위치부
330: 액추에이터부100: Image forming apparatus 110:
120: display unit 130: operation input unit
140: storage unit 150: processor
200: image forming unit 210: print control processor
220: driving unit 300: inkjet head
310: first switch unit 320: second switch unit
330: Actuator part

Claims

An inkjet head forming an image using a plurality of nozzles; And
And a print data processor for generating a plurality of clock signals for sequentially driving the plurality of nozzles and a drive signal for driving the plurality of nozzles and a serial type drive signal corresponding to the print data,
Wherein the ink-
Wherein the plurality of nozzles are sequentially driven according to the plurality of clock signals, and each of the plurality of nozzles sequentially driven is adapted to eject ink according to the driving signal inputted at the driving time.

The method according to claim 1,
Wherein the ink-
A plurality of actuators for ejecting ink to each of the plurality of nozzles;
A first switch unit sequentially selecting actuators to be driven according to the plurality of clock signals; And
And a second switch unit for selectively supplying driving power to the selected actuator according to the driving signal.

3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of actuators, the first switch portion, and the second switch portion are formed on one silicon substrate.

3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of actuators comprises:
And the ink is ejected into the ink chamber using a resistor which receives the driving power.

3. The method of claim 2,
Wherein each of the plurality of actuators comprises:
And the ink is ejected into the ink chamber using a piezoelectric element that receives the driving power.

3. The method of claim 2,
Wherein the first switch unit comprises:
A plurality of diodes connected in series;
A power supply for providing a first power source using a plurality of resistors individually connected to cathodes of each of the plurality of diodes; And
And a plurality of first thyristors coupled to a cathode of each of the plurality of diodes, to which a gate is connected, a second power source is connected to the anode, and a cathode is connected to a terminal to which one of the plurality of clock signals is input ,
Wherein the second switch unit comprises:
And a plurality of second thyristors having a gate connected to the cathode of each of the plurality of diodes, the second power source connected to the anode, and a cathode connected to one end of each of the plurality of actuators.

The method according to claim 6,
Wherein each of the plurality of actuators comprises:
One end connected to a cathode of a corresponding one of the plurality of second thyristors and the other end connected to a terminal receiving the driving signal.

The method according to claim 6,
Wherein the plurality of clock signals comprise:
A second clock signal whose signal value varies in a predetermined cycle;
And a first clock signal having a signal value transitioned in a holding period of a signal value of the first clock signal,
Wherein the first clock signal is commonly connected to a cathode of an even-numbered first thyristor of the plurality of first thyristors,
And the second clock signal is commonly connected to the cathodes of odd-numbered first thyristors in the plurality of first thyristors.

9. The method of claim 8,
Wherein the anode of the first one of the plurality of diodes comprises:
Wherein the first clock signal is changed to a high level during a first transition of the second clock signal while a low value is maintained, and the start signal is transitioned to a low value before a first transition of the drive signal to maintain a low value.

The method according to claim 6,
Wherein the anode of the first one of the plurality of diodes comprises:
And receives the first clock signal.

The method according to claim 6,
Wherein the anode of the first one of the plurality of diodes comprises:
And connected to a third power source of a predetermined size.

3. The method of claim 2,
The plurality of actuators include:
A plurality of first actuators for ejecting ink of a first color;
A plurality of second actuators for ejecting ink of a second color;
A plurality of third actuators for ejecting ink of a third color; And
And a plurality of fourth actuators for ejecting ink of a fourth color,
Wherein the first switch unit comprises:
Sequentially selecting a first actuator, a second actuator, a third actuator, and a fourth actuator to be commonly driven according to the plurality of clock signals,
Wherein the second switch unit comprises:
Selectively supplying driving power to the selected first actuator according to a first driving signal corresponding to the first color,
Wherein the ink-
A third switch for selectively supplying driving power to the selected second actuator according to a second driving signal corresponding to the second color;
A fourth switch unit selectively providing driving power to the selected third actuator according to a third driving signal corresponding to the third color; And
And a fifth switch portion for selectively supplying driving power to the selected fourth actuator according to a fourth driving signal corresponding to the fourth color.

The method according to claim 1,
The print data processor comprising:
Generates a plurality of drive signals,
Wherein the ink-
A plurality of nozzles are sequentially driven in units of the plurality of driving signal units in accordance with the plurality of clock signals and each of the plurality of nozzles sequentially driven ejects ink according to a corresponding driving signal among a plurality of driving signals to be inputted .

14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of drive signals are drive signals for different colors.

14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of drive signals are drive signals for one color.

The method according to claim 1,
And a driving unit for moving the inkjet head on the printing paper.

The method according to claim 1,
The plurality of inkjet heads are provided,
The print data processor comprising:
Wherein the plurality of inkjet heads generate a plurality of drive signals for each of the plurality of inkjet heads and individually provide the plurality of generated drive signals to the plurality of inkjet heads and provide the plurality of the clock signals in common.

A plurality of actuators for causing ink to be ejected;
A first switch unit sequentially selecting actuators to be driven according to a plurality of clock signals for sequentially driving the plurality of actuators; And
And a second switch unit for selectively supplying driving power to the selected actuator in accordance with the drive sequence of the plurality of nozzles and the serial type drive signal corresponding to the print data.

19. The method of claim 18,
Wherein the first switch unit comprises:
A plurality of diodes connected in series;
A power supply for providing a first power source using a plurality of resistors individually connected to cathodes of each of the plurality of diodes; And
And a plurality of first thyristors coupled to a cathode of each of the plurality of diodes, to which a gate is connected, a second power source is connected to the anode, and a cathode is connected to a terminal to which one of the plurality of clock signals is input ,
Wherein the second switch unit comprises:
And a plurality of second thyristors, wherein a gate is connected to a cathode of each of the plurality of diodes, the second power source is connected to an anode, and a cathode is connected to one end of each of the plurality of actuators.

19. The method of claim 18,
The plurality of actuators include:
A plurality of first actuators for ejecting ink of a first color;
A plurality of second actuators for ejecting ink of a second color;
A plurality of third actuators for ejecting ink of a third color; And
And a plurality of fourth actuators for ejecting ink of a fourth color,
Wherein the first switch unit comprises:
Sequentially selecting a first actuator, a second actuator, a third actuator, and a fourth actuator to be commonly driven according to the plurality of clock signals,
Wherein the second switch unit comprises:
Selectively supplying driving power to the selected first actuator according to a first driving signal corresponding to the first color,
Wherein the ink-
A third switch for selectively supplying driving power to the selected second actuator according to a second driving signal corresponding to the second color;
A fourth switch unit selectively providing driving power to the selected third actuator according to a third driving signal corresponding to the third color; And
And a fifth switch portion for selectively supplying driving power to the selected fourth actuator according to a fourth driving signal corresponding to the fourth color.