KR100234607B1 - 프린터 장치의 구동 방법 - Google Patents

Abstract

정확한 농도의 도트를 확실하게 형성하는 것을 가능하게 하고, 확실한 혼합 토출 동작을 행하는 것을 가능하게 한다.

정량 매체가 도입되는 제1 압력실과 이것에 연통되는 제1 노즐과, 토출 매체가 도입되는 제2 압력실과 이것에 연통되는 제2 노즐 및, 정량 매체를 압출하는 제1 압력 인가 수단과 토출 매체를 토출시키는 제2 압력 인가 수단을 갖는 프린터 장치를 구동시킬 때, 제1 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 압출 동작을 행하게 하고, 제1 노즐로부터 제2 노즐로 향해 정량 매체를 삼출시켜 당해 정량 매체를 제2 노즐의 선단 근방의 토출 매체에 접촉시킨 후, 제2 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 토출 동작을 행하게 하고, 제2 노즐로부터 토출 매체를 토출시켜 정량 매체와 토출 매체를 혼합 토출시키도록 하며, 또 제1 압력 인가 수단의 압출 동작 종료 후에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하도록 한다.

Description

프린터 장치의 구동 방법

본 발명은 정량 매체(定量媒體)와 토출 매체(吐出媒體)를 혼합 토출하는 프린터 장치의 구동 방법에 관한 것으로, 상세하게는 정량 매체와 토출 매체의 혼합 동작과 토출 동작의 타이밍을 규정함으로써, 확실한 혼합 토출 동작을 행하는 것을 가능하게 한 프린터 장치의 구동 방법에 관한 것이다.

최근, 특히 사무실 등에 있어서, 데스크탑 출판이라 불리는 컴퓨터를 사용한 문서 작성이 빈번히 행하여지고 있고, 최근에는 문자나 도형 뿐만 아니라, 사진과 같은 칼라의 자연 화상을 문자, 도형과 함께 출력하고자 했던 요구도 증가해 오고 있다. 그리고, 이에 따라 고품격의 자연 화상을 프린트하는 것이 요구되고, 중간조의 표시에 의한 계조(階調) 표현이 중요하게 되고 있다.

또한, 기록 신호에 따른 제어 신호에 따라 인쇄시에 필요한 시간만 잉크 액 방울을 노즐에 의해 토출하여 종이, 필름 등의 피기록재에 피착시켜 기록하는, 소위 온디멘드형 프린터 장치는 소형화, 저비용화의 가능성을 갖고 있기 때문에 최근 급속하게 보급되고 있다.

이와 같이, 잉크 액 방울을 노즐에 의해 토출시키는 방법으로서는, 다양한 방법이 제안되고 있지만, 피에조 소자를 이용하는 방법 또는 발열 소자를 이용하는 방법이 일반적이다. 전자는 피에조 소자의 변형에 의해 잉크에 압력을 가하여 토출시키는 방법이다. 후자는 발열 소자에 의해 잉크를 가열 기화시켜 발생하는 기포의 압력으로 잉크를 토출시키는 방법이다.

그리고, 상기와 같은 중간조의 표시에 의한 계조 표현을 상술의 잉크 액 방울을 토출하는 온디멘드형 프린터 장치에서 의사적(疑似的)으로 행하는 방법으로서는, 다양한 방법이 제안되고 있다. 즉, 제1 방법으로서는 피에조 소자 혹은 발열 소자에 인가하는 전압 펄스의 전압이나 펄스 폭을 변화시켜 토출하는 액 방울 크기를 제어하고, 인쇄 도트의 지름을 가변하여 계조를 표현하는 것이 권장된다.

그러나, 상기 제1 방법에 있어서는, 피에조 소자 혹은 발열 소자에 인가하는 전압이나 펄스 폭을 낮출 수 있으면 잉크가 토출하지 않게 되기 때문에 최소 액 방울 지름에 한계가 있어 표현 가능한 계조 단수가 적고, 특히 저농도의 표현이 대단히 곤란하다는 결점을 갖고 있다. 따라서, 자연 화상의 프린트 아웃에는 불만족스런 것이다.

또한, 제2 방법으로서는, 도트 지름은 변화시키지 않고 1화소를, 예를 들어 4×4의 도트로 되는 매트릭스로 구성하고, 이 매트릭스 단위로 소위 디저(dither)법 등을 이용해 계조 표현을 행하는 방법이 권장된다.

그러나, 이런 제2 방법에 있어서도, 1화소를 4×4 매트릭스로 구성했을 경우, 17계조의 농도를 표현할 수 있지만, 예를 들어 상기 제1 방법과 같은 도트 밀도로 인쇄했을 경우에는 해상도가 1/4로 열화해 버리고, 거침이 자립하기 때문에 이것도 자연 화상의 프린트 아웃에는 불만족스런 것이다.

그래서, 본 발명자 등은 종래의 잉크만을 토출하는 온디멘드형 프린터 장치의 문제점을 원리적으로 해명하기 위해, 예를 들어 특개평5-201024호 공보에 나타내는 바와 같이, 잉크와 투명 용매인 희석액을 소정의 혼합비로 토출 직전에 혼합하여 희석 잉크로 하고, 이 희석 잉크를 직접 노즐에 의해 토출하여 피기록재에 피착시켜 기록을 행하는 2액 혼합형 프린터 장치를 제안하고 있었다. 또한, 이하 이와 같은 방식중, 잉크를 정량 매체로 하고, 희석액을 토출 매체로 하며, 정량 매체인 잉크를 토출 매체인 희석액에 혼합하여 희석 잉크로 하고, 토출 매체를 토출함으로써 기록을 행하는 방식을 캐리어 제트(carrier jet) 방식이라 칭하지만, 상기 프린터 장치에 있어서는, 희석액을 정량 매체로 하고, 잉크를 토출 매체로 해도 하등 문제는 없다.

이와 같은 캐리어 제트 방식의 프린터 장치에 있어서는, 토출되는 희석 잉크 액 방울의 농도를 제어하고, 인쇄되는 도트마다 농도를 변경하는 것이 가능하며, 해상도의 열화를 발생시키는 일 없이 중간 계조가 풍부한 자연 화상을 프린트 아웃하는 것이 가능하다.

또, 이와 같은 2액 혼합형 프린터 장치로서는, 정량 매체가 도입되는 제1 압력실과, 토출 매체가 도입되는 제2 압력실을 갖고, 상기 제1 압력실에 연통(連通)되는 제1 노즐 및 제2 압력실에 연통되는 제2 노즐을 서로 인접하도록 개구하여 갖으며, 제1 노즐로부터 소정량의 정량 매체를 노즐 개구면을 전도시켜 제2 노즐로 향해 삼출(渗出)시키고, 제2 노즐 선단 근방에서 충전되어 있는 토출 매체와 접촉시켜 일정량의 토출 매체를 제2 노즐로부터 토출함으로써 정량 매체와 토출 매체를 혼합 용액으로서 토출하는 프린터 장치가 권장된다. 즉, 이 프린터 장치에 있어서는, 정량 매체로 되는 잉크 혹은 희석액의 정량(定量)할 양을 변화시키면서 일정량의 토출 매체로 되는 희석액 혹은 잉크에 혼합함으로써, 혼합액 방울의 잉크 농도를 도트마다 변화시켜 계조를 나타낸다.

그렇지만, 이와 같은 프린터 장치에 있어서는, 제1 압력실 내의 정량 매체로 압력을 인가하는 제1 압력 인가 수단과 제2 압력실 내의 토출 매체로 압력을 인가하는 제2 압력 인가 수단을 갖고 있고, 이 제1 압력 인가 수단에 의해 제1 압력실 내의 정량 매체로 압력을 인가하는 것으로 이것과 연통되는 제1 노즐로부터 정량 매체를 삼출시키고, 제2 압력 인가 수단에 의해 제2 압력실 내의 토출 매체로 압력을 인가하는 것으로 이것과 연통되는 제2 노즐로부터 토출 매체를 토출시키고 있다.

그리고, 이와 같은 제1 및 제2 압력 인가 수단으로서는, 구동 전압을 변화시킴으로써 신축(伸縮)해 제1 압력실 및 제2 압력실로 압력을 인가하여 이들중에 충전되어 있는 정량 매체 및 토출 매체로 압력을 인가하는 피에조 소자 등이 권장된다. 이와 같은 압력 인가 수단에 있어서는 구동 전압의 전압의 크기, 펄스폭 등에 의해 제1 노즐로 향해 삼출시키는 정량 매체의 양 등을 규제하고 있다.

또한, 이들 제1 및 제2 압력 인가 수단의 구동 전압을 변화시키는 타이밍에 의해 프린터 장치의 동작이 규제된다. 즉, 제1 압력 인가 수단의 구동 전압을 정상 상태로부터 소정의 전압까지 변화시켜 제1 노즐로부터 제2 노즐로 향해 정량 매체를 압출하는 동작과 제2 압력 인가 수단의 구동 전압을 정상 상태로부터 소정의 전압까지 변화시켜 제2 노즐로부터 토출 매체와 함께 정량 매체를 토출하는 동작이 적당한 타이밍으로 행하여지지 않으면, 정확한 잉크 농도의 도트를 형성할 수 없다.

예를 들어, 제1 노즐로부터 흘러 나온 정량 매체가 제2 노즐 선단 근방의 토출 매체에 접촉하기 전에 제2 압력 인가 수단의 구동 전압을 변화시켜 토출 매체의 토출을 행하여 버리면, 소정량의 정량 매체 전부를 토출 매체와 혼합하는 것이 불가능하게 되기 쉬워 정확한 잉크 농도의 도트 형성이 불가능하게 된다. 또한, 혼합되어 있던 정량 매체가 노즐 개구면에 잔존해 버리고, 다음회의 혼합액 방울에 혼입(混入)되어 버리는 등의 부적합함이 생긴다.

그래서, 본 발명은 종래의 실정을 감안하여 제안된 것으로, 정확한 농도의 도트를 확실하게 형성하는 것이 가능하고, 다음회의 도트로의 정량 매체의 혼입 등이 생기는 일 없이 확실한 혼합 토출 동작을 행하는 것을 가능하게 하는 프린터 장치의 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법은, 정량 매체가 도입되는 제1 압력실과, 토출 매체가 도입되는 제2 압력실을 갖고, 상기 제1 압력실에 연통되는 제1 노즐 및 제2 압력실에 연통되는 제2 노즐을 서로 인접하도록 개구하여 갖으며, 또 제1 압력실 내의 정량 매체로 압력을 가하여 정량 매체를 압출하는 제1 압력 인가 수단과 제2 압력실 내의 토출 매체로 압력을 가하여 토출 매체를 토출시키는 제2 압력 인가 수단을 갖는 프린트 헤드를 갖는 프린터 장치를 구동시킬 때, 제1 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 압출 동작을 행하게 하고, 제1 노즐로부터 제2 노즐로 향해 정량 매체를 삼출시켜 당해 정량 매체를 제2 노즐의 선단 근방의 토출 매체에 접촉시킨 후 제2 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 토출 동작을 행하게 하며, 제2 노즐로부터 토출 매체를 토출시켜 정량 매체와 토출 매체를 혼합 토출하는 것이며, 제1 압력 인가 수단의 압출 동작 종료 후에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 제1 및 제2 압력 인가 수단으로의 구동 전압을 정상 상태로부터 소정의 전압까지 변화시킴으로써 압출 동작 및 토출 동작을 행하면 좋고, 제1 압력 인가 수단의 구동 전압의 변화율이 제2 압력 인가 수단의 구동 전압의 변화율과 동등하거나 이하인 것이 바람직하며, 이와 같이 하면 정량 매체만을 토출해 버리는 일도 없다.

또, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 정량 매체 압출 후 제1 압력 인가 수단의 압력을 정상 상태까지 서서히 되돌려 제1 노즐에 정량 매체를 충전하는 충전 동작 종료 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하고 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 제1 압력 인가 수단의 충전 동작 개시 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 정량 매체가 도입되는 제1 압력실과 이것에 연통되는 제1 노즐과, 토출 매체가 도입되는 제2 압력실과 이것에 연통되는 제2 노즐 및, 정량 매체를 압출하는 제1 압력 인가 수단과 토출 매체를 토출시키는 제2 압력 인가 수단을 갖는 프린트 헤드를 갖는 프린터 장치를 구동시킬 때, 제1 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 압출 동작을 행하게 하고, 제1 노즐로부터 제2 노즐로 향해 정량 매체를 삼출시켜 당해 정량 매체를 제2 노즐의 선단 근방의 토출 매체에 접촉시킨 후 제2 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 토출 동작을 행하게 하며, 제2 노즐로부터 토출 매체를 토출시켜 정량 매체와 토출 매체를 혼합 토출시키도록 하고 있는 것 때문에, 토출 매체만을 토출해 버리는 일이 없고, 또 제1 압력 인가 수단의 압출 동작 종료 후에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하도록 하고 있는 것 때문에 정량 매체가 노즐 개구면에 잔존해 버리는 일도 없다.

또한, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서, 정량 매체 압출 후 제1 압력 인가 수단의 압력을 정상 상태까지 서서히 되돌려 제1 노즐로 정량 매체를 충전하는 충전 동작 종료 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하도록 하면 다음의 혼합 토출 동작으로 민첩하게 이행하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서, 제1 압력 인가 수단의 충전 동작 개시 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하고 있으면, 혼합 토출 동작을 민첩하게 반복하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 일례를 나타내는 요부 개략 단면도.

도 2는 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 일례인 오리피스판(orifice plate) 근방을 확대하여 도시하는 요부 개략 단면도.

도 3은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 일례를 나타내는 평면도.

도 4는 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 일례를 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 일례의 오리피스판을 도시하는 단면도.

도 6은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 일례를 모식적으로 도시하는 평면도.

도 7은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법의 일례의 구동 파형을 나타내는 도면.

도 8은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 인쇄시 동작을 동작순으로 나타내는 것으로, 제1 및 제2 노즐에 제1 및 제2 메니스커스(meniscus)가 형성되어 있는 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 9는 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 인쇄시 동작을 동작순으로 나타내는 것으로, 잉크가 제2 노즐의 희석액에 합쳐진 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 10은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 인쇄시 동작을 동작순으로 나타내는 것으로, 희석액과 잉크의 혼합 용액이 형성된 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 11은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 인쇄시 동작을 동작순으로 나타내는 것으로, 혼합 용액에 잘록함이 생긴 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 12는 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 인쇄시 동작을 동작순으로 나타내는 것으로, 혼합 용액이 제2 노즐로부터 토출된 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

도 13은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치의 프린트 헤드의 인쇄시 동작을 동작순으로 나타내는 것으로, 혼합 용액이 구형(球形)의 액 방울로서 비상(飛翔)한 상태를 모식적으로 도시하는 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

4 : 제2 노즐

6 : 제1 노즐

10 : 제2 압력실

11 : 제1 압력실

15 : 제2 적층 피에조 소자

18 : 제1 적층 피에조 소자

21 : 희석액

22 : 잉크

이하, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 먼저, 본 발명의 구동 방법이 적용 가능한 프린터 장치에 대해서 서술한다. 다만, 여기서는, 희석액에 잉크를 혼합하면서 이들을 혼합 토출하는, 소위 캐리어 제트 방식의 프린터 장치의 프린트 헤드의 예에 대해서 서술하고, 복수의 노즐쌍을 갖는 프린트 헤드의 예에 대해서 설명하는 것으로 한다. 상기 프린트 헤드는 도 1에 도시하는 바와 같이, 잉크 및 희석액을 혼합 토출시키고, 두개의 압력실을 갖는 압력실 유닛(1)과, 상기 두개의 압력실에 대응하는 제2 피에조 유닛(2) 및 제1 피에조 유닛(3)에 의해 주로 구성되는 것이다.

상기 압력실 유닛(1)은, 상술한 바와 같이 잉크 및 희석액을 혼합 토출시키는 것으로, 도 2에 확대하여 도시하는 바와 같이 내부에 희석액의 토출구로 되는 제2 노즐과 이것에 연통되는 제2 도입구(5)와, 잉크의 토출구로 되는 제1 노즐(6)과 이것에 연통되는 제1 도입구(7)가 거의 중앙에 형성되는 판상(板狀)의 오리피스판(8), 도 1에 도시하는 바와 같이 압력실 측벽(9a, 9b, 9c, 9d, 9e)이 칸막이 벽으로 되어 형성되어 희석액의 유로(流路)로 되는 제2 압력실(10)과, 잉크의 유로로 되는 제1 압력실(11) 및, 진동판(12)에 의해 구성된다.

그리고, 상기 오리피스판(8)에 있어서는, 도 2에 확대하여 도시하는 바와 같이, 제1 및 제2 노즐(6, 4)의 일단이 인쇄면으로 되는 일주면(8a)으로 향하고, 상기 제1 및 제2 노즐(6, 4)에 연통되는 제1 및 제2 도입구(7, 5)의 일단이 상기 일주면(8a)에 마주하는 이면(8b)으로 향하도록 되어 있다. 따라서, 제2 도입구(5)와 제2 노즐(4)은 전체로서 오리피스판(8)를 관통하고, 제1 도입구(7)와 제1 노즐(6)도 전체로서 오리피스판(8)를 관통하게 된다. 또한, 상기 제1 및 제2 노즐(6, 4)은 도 2중 θ로 나타내는 이들의 개구쪽 방향의 각도가 45°를 이루도록 형성되어 있고, 이들은 노즐쌍으로 이루어진다.

또한, 상기 오리피스판(8)에 있어서는, 도 1중에 도시하는 바와 같이, 제1 및 제2 노즐(6, 4), 제1 및 제2 도입구(7, 5)가 끼워지도록 희석액 웅덩이로 되는 단면이 거의 コ자상인 제2 공급실(13)과 잉크 웅덩이로 되는 단면이 거의 コ자상인 제1 공급실(14)이 그 개구부가 인쇄면으로 되는 일주면(8a)에 마주하는 이면(8b)으로 향하도록 하여 형성되어 있다.

이 때, 상기 오리피스판(8)의 이면(8b)측에 칸막이 벽으로서 압력실 측벽(9a, 9b, 9c, 9d, 9e)이 적층 형성되고, 상기 압력실 측벽(9a, 9b, 9c, 9d, 9e)이 형성되어 있지 않은 부분에 의해 제2 공급실(13)의 개구부와 제2 도입구(5)의 개구부를 연결해 유로로 되는 제2 압력실(10)이 형성됨과 동시에, 제1 공급실(14)의 개구부와 제1 도입구(7)의 개구부를 연결해 유로로 되는 제1 압력실(11)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 압력실 측벽(9a, 9b, 9c, 9d, 9e)상에 진동판(12)이 적층 형성되고, 상기 제1 및 제2 압력실(11, 10)이 밀폐되어 있다.

또한, 상기 제2 피에조 유닛(2)은, 압전재와 도전재를 서로 적층한 판상의 제2 적층 피에조 소자(15)와, 상기 제2 적층 피에조 소자(15)의 한쪽 단부를 고정하는 제2 지지체(16) 및, 상기 제2 적층 피에조 소자(15)가 고정된 제2 지지체(16)를 압력실 유닛(1)에 대해 고정하는 제2 홀더(17)로서 구성된다. 한쪽의 제1 피에조 유닛(3)에 있어서도 마찬가지로, 제1 적층 피에조 소자(18)가 제1 지지체(19)에 그 일단이 고정되고, 이들은 제1 홀더(20)에 의해 압력실 유닛(1)에 대해 고정되어 있다.

상기 제1 및 제2 적층 피에조 소자(18, 15)로서는, 압전재와 도전재를 제1 및 제2 압력실(11, 10)의 직사각형의 긴변 방향에 직교하는 방향으로 적층한 것 혹은 직사각형의 긴변 방향에 평행한 방향으로 적층한 것중 어느 것을 사용해도 된다. 적층 피에조 소자는 전압이 인가되면 그 적층 방향으로 늘어나는 특성을 갖고 있다.

이 때문에, 전자의 적층 피에조 소자는, 전압의 인가에 의해 제1 및 제2 압력실(11, 10)의 직사각형의 긴변 방향으로 늘어나는 한편, 이것과 직교하는 방향으로는 줄어들게 된다. 따라서, 이 적층 피에조 소자는 압력실에 압력을 부여하지 않게 된다. 이와 같은 적층 피에조 소자를 d₃₁모드의 적층 피에조 소자라 칭한다.

한편 후자의 적층 피에조 소자에 있어서는, 전압을 가하면 제1 및 제2 압력실(11, 10)의 직사각형의 긴변 방향과 직교하는 방향으로 늘어나 압력실에 압력을 부여하게 된다. 이와 같은 적층 피에조 소자를 d₃₃모드의 적층 피에조 소자라 칭한다.

그리고, 상기 제2 적층 피에조 소자(15)는 진동판(12)을 매개로 제2 압력실(10)에 마주하도록 배치되어 있고, 제1 적층 피에조 소자(18)도 진동판(12)을 매개로 제1 압력실(11)에 마주하도록 배치되어 있다.

따라서, 상기와 같은 구성의 프린트 헤드에 있어서는, 희석액이 도시하지 않은 희석액 탱크로부터 도시하지 않은 공급관이나 공급 도랑을 통해 제2 공급실(13)로 공급되고, 여기서부터 도 2에 도시하는 바와 같이 제2 압력실(10)을 통해 제2 도입구(5)로 연통되는 제2 노즐(4)에 충전되며, 그 희석액(21)에 의해 제2 노즐(4)의 선단부에 제2 메니스커스(D₂)가 형성된다.

한편 잉크에 있어서도 마찬가지로, 도시하지 않은 잉크 탱크로부터 도시하지 않은 공급관이나 공급 도랑을 통해 제1 공급실(14)로 공급되고, 여기서부터 도 2에 도시하는 바와 같이 제1 압력실(11)을 통해 제1 도입구(7)로 연통되는 제1 노즐(6)에 충전되며, 잉크(22)에 의해 제1 노즐(6)의 선단부에 제1 메니커스(D₁)가 형성된다.

또한, 이 프린트 헤드에 있어서는, 상술한 바와 같이 제1 노즐(6)과 제2 노즐(4)로 이루어지는 복수의 노즐쌍이 인접하여 배열되어 있다. 즉, 도 3에 도시하는 바와 같이, 프린트 헤드의 오리피스판(8)의 일주면(8a)측에서 보면 제1 및 제2 노즐(6, 4)로 이루어지는 복수의 노즐쌍(30)이 제2 노즐(4)끼리, 제1 노즐(6)끼리가 인접하도록 하여 인접 배열되어 있다.

또, 프린트 헤드를 도 3중 A-A'로 나타내는 선에서 절단한 단면도를 도 4에 도시하지만, 오리피스판(8)에는 제2 도입구(5)와 연통되는 제2 노즐(4)이 인접해 복수 배열되고, 이들과 연통되는 제2 압력실(10)도 인접해 복수 배열되어 있다. 또한, 복수의 제2 압력실(10)에 마주하는 제2 적층 피에조 소자(15)도 인접해 복수 배열되어 상술의 제2 지지체(16)에 그 일단이 유지되고, 또한 제2 지지체(16)는 제2 홀더(17)에 고정되어 있다.

또한, 이 프린트 헤드에는 이들 제2 압력실(10)로, 예를 들어 희석액을 공급하는 도시하지 않은 제2 공급실로 희석액을 공급하는 제1 공급관(32)과 이것과 외부의 도시하지 않은 희석액 탱크를 접속하는 제2 공급관(23)도 형성되어 있다. 또한, 프린트 헤드의 제1 노즐(6)측에 있어서도 마찬가지의 구성으로 된다.

다음에, 오리피스판(8)를 제1 및 제2 압력실(11, 10) 근방에서 절단한 단면도를 도 5에 도시하지만, 제2 공급실(13)이 복수의 제2 압력실(10)에 대응하는 바와 같은 크기로 대응하는 위치에 형성되고, 이들 제2 압력실(10)은 제2 공급실(13)에 각각 접속되어 있으며, 제2 공급실(13)과 제1 공급관(32)은 제1 공급 도랑(24)에 의해 접속되어 있다.

한편, 제1 공급실(14)이 복수의 제1 압력실(11)에 대응하는 바와 같은 크기로 대응하는 위치에 형성되고, 이들 제1 압력실(11)은 제1 공급실(14)에 각각 접속되어 있으며, 제1 공급실(14)과 제3 공급관(25)은 제2 공급 도랑(26)에 의해 접속되어 있다. 이 때, 제3 공급관(25)은 도시하지 않은 제4 공급관에 의해 외부의 잉크 탱크와 제1 공급관(32)과 마찬가지로 접속되어 있다.

다음에, 상기 프린트 헤드(3)를 오리피스판(8)의 일주면(8a)측에서 본 도면을 도 6에 도시하지만, 예를 들어 제2 압력실(10)의 일주면(8a)측에 제2 도입구(5)를 통해 제2 노즐(4)이 연통되고, 상기 제2 압력실(10)의 제2 노즐(4)과 반대측에 제2 적층 피에조 소자(15)가 배치되게 된다.

따라서, 도시하지 않은 희석액 탱크로부터 제2 공급관(23) 및 제1 공급관(32)을 매개로, 제1 공급 도랑(24)을 사이로 두고 제2 공급실(13)로 공급된 희석액은, 복수의 제2 압력실(10)로 각각 공급되고, 각 제2 압력실(10)에 대응하며, 제2 도입구(5)로 연통하는 제2 노즐(4)에 충전되게 된다. 그리고, 각 제2 압력실(10)에 대응하는 각 제2 적층 피에조 소자(15)를 변형시켜 제2 압력실(10)을 각각 가압하면, 제2 적층 피에조 소자(15)와 반대측에 있어서 제2 압력실(10)로 연통되는 제2 노즐로부터 각각 희석액이 토출되게 된다.

즉, 복수의 제2 적층 피에조 소자(15) 전부를 변형시켜 복수의 제2 압력실(10)에서 가압하면, 복수의 제2 노즐(4)로부터 희석액을 재차 토출하고, 선택된 제2 적층 피에조 소자(15)를 변형시키면 이것에 대응한 선택된 제2 노즐(4)로부터 희석액이 토출되게 된다.

이런 것은, 제1 압력실(11)측에 있어서도 마찬가지로, 제1 압력실(11)의 일주면(8a)측에 제1 도입구(7)를 매개로 제1 노즐(6)이 연통되고, 상기 제1 압력실(11)의 제1 노즐(6)과 반대측에 제1 적층 피에조 소자(18)가 배치되게 된다.

따라서, 도시하지 않은 잉크 탱크로부터 제4 공급관(27) 및 제3 공급관(25)을 매개로, 제2 공급 도랑(26)을 사이에 두고 제1 공급실(14)로 공급된 잉크는, 복수의 제1 압력실(11)로 각각 공급되고, 각 제1 압력실(11)에 대응하며, 제1 도입구(7)로 연통되는 제1 노즐(6)에 충전되게 된다. 그리고, 각 제1 압력실(11)에 대응하는 각 제1 적층 피에조 소자(18)를 변형시켜 제1 압력실(11)을 각각 인가하면 제1 적층 피에조 소자(18)와 반대측에 있어서 제1 압력실(11)로 연통되는 제1 노즐(6)로부터 각각 잉크가 토출되게 된다.

즉, 복수의 제1 적층 피에조 소자(18) 전부를 변형시켜 복수의 제1 압력실(11)에서 가압하면, 복수의 제1 노즐(6)로부터 잉크를 재차 토출하고, 선택된 제1 적층 피에조 소자(18)를 변형시키면, 이것에 대응한 선택된 제1 노즐(6)로부터 잉크가 토출되게 된다.

다음에, 상술한 바와 같은 프린터 장치의 동작에 대해서 본 발명을 적용한 구동 방법에 기초한 구동 전압의 인가 타이밍도 함께 서술한다. 또, 여기서는, 제1 및 제2 적층 피에조 소자(18, 15)로서 소위 d₃₁모드의 적층 피에조 소자를 사용하고 있을 경우에 대해서 서술한다. 즉, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 인쇄전의 대기시, 도면중 A로 나타내는 시점에 있어서, 미리 제2 적층 피에조 소자(15)에 예를 들어 20〔V〕를 인가하고, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 인쇄전의 대기시, 도면중 A로 나타내는 시점에 있어서 미리 제1 적층 피에조 소자(18)에는 예를 들어 20〔V〕를 인가하고 있다. 이 때의 제1 및 제2 노즐(6, 4) 근방을 모식적으로 확대한 도면을 도 8에 도시하지만, 오리피스판(8)에 형성되는 제2 노즐(4)의 일주면(8a)측에는 제2 메니커스(D₂)가 형성되고, 제1 노즐(6)의 일주면(8a)측에는 제1 메니커스(D₁)가 형성되어 있다.

그리고, 인쇄시에는, 프린터 장치에 구비되어 있는 헤드 드라이브, 헤드 전송 제어, 드럼 회전 제어 등에서의 신호에 기초하여 먼저 제1 노즐(6)로부터 잉크(22)를 삽출해 스며나오게 해야 하고, 도 7b중 B로 나타내는 시점으로부터 도 7b중 C로 나타내는 시점까지에 있어서 제1 적층 피에조 소자(18)의 전압이 50〔μsec〕 걸려 예를 들어 5〔V〕까지 서서히 낮춘다. 그러면, 제1 적층 피에조 소자(18)가 직사각형의 긴변 방향으로 서서히 신장하고, 도 9에 모식적으로 나타내는 바와 같이 진동판(12)을 매개로 제1 압력실(11)이 서서히 가압되며, 제1 노즐(6)에 내압이 걸려 잉크(22)가 제1 노즐(6)의 바깥부터 제2 노즐(4)의 개구 부근까지 스며나와 제2 노즐(4)의 희석액(21)에 합쳐진다.

또한, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 도 7b중 C로 나타내는 시점보다도 빠른 시점인 도 7a중 D로 나타내는 시점으로부터 제2 적층 피에조 소자(15)의 전압을 서서히 낮추기 시작한다. 다만, 이 동작은 잉크(22)가 희석액(21)에 접촉하면서 행하는 것으로 한다. 그러면, 제2 적층 피에조 소자(15)가 직사각형의 긴변 방향으로 신장하기 시작하고, 진동판(12)을 매개로 제2 압력실(10)이 가압되어 제2 노즐(4)에 내압이 가해지기 시작한다. 그리고, 도 7b중 C로 나타내는 시점보다도 늦은 시점인 도 7a중 E로 나타내는 시점까지 10〔μsec〕 걸려 0〔V〕까지 서서히 내려간다. 즉, 제1 적층 피에조 소자(18)에 의한 잉크(22)의 압출 동작이 종료하면서부터 제2 적층 피에조 소자(15)의 토출 동작이 종료하도록 한다. 그러면, 도 10에 도시하는 바와 같이 제2 노즐(4)로부터 희석액(21)이 삽출되고, 이것에 눌리는 모양으로 잉크를 함유하는 혼합액(40)이 제2 노즐(4)로부터 삽출된다.

또, 도 7b에 도시하는 바와 같이, 제1 적층 피에조 소자(18)의 전압을 도 7b중 C로 나타내는 시점으로부터 도 7b중 F로 나타내는 시점까지 50〔μsec〕 유지한 후 도 7b중 F로 나타내는 시점으로부터 도 7b중 G로 나타내는 시점까지 150〔μsec〕 걸려 원래의 전압까지 서서히 되돌아 간다. 그러면, 제1 적층 피에조 소자(18)가 서서히 수축하기 시작하여 잉크(22)가 제1 노즐(6) 안으로 끌려 들어가게 된다.

또한, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 제2 적층 피에조 소자(15)의 전압을 도 7a중 E로 나타내는 시점으로부터 도 7a중 H로 나타내는 시점까지 50〔μsec〕 유지한 후 도 7a중 H로 나타내는 시점으로부터 도 7a중 J로 나타내는 시점까지 150〔μsec〕 걸려 서서히 되돌아 간다. 그러면, 제2 적층 피에조 소자(15)가 서서히 수축하기 시작하여 희석액(21)이 제2 노즐(4) 안으로 끌려 들어가게 된다.

즉, 상기 전압을 서서히 되돌리면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 잉크(22)가 제1 노즐(6) 안으로 끌려 들어가 혼합액(40)으로서 잔존한 잉크의 분리가 행하여짐과 동시에, 희석액(21)도 제2 노즐(4) 안으로 끌려 들어가 혼합액(40)과 제2 노즐(4) 내의 희석액(21)과의 사이에 잘록함(41)이 생긴다.

또한 이 상태를 계속하면, 혼합액(40)과 희석액(21)을 분리하여 도 12에 도시하는 바와 같이, 혼합액(40)을 제2 노즐(4)로부터 토출하고, 도 13에 도시하는 바와 같이 혼합액(40)이 구형을 이루어 피기록재로 향해 비상을 계속하여 피기록재상에 피착해 기록이 이루어진다. 또, 이 동작은, 각 전압이 원래의 상태로 되돌아가기 전에 종료한다.

또, 제1 적층 피에조 소자(18) 및 제2 적층 피에조 소자(15)의 구동 전압을 원래의 상태로 되돌린 상태로 하고 있으면, 모세관 현상에 의해 제1 노즐(6)에는 잉크(22)가 다시 충전되고, 제2 노즐(4)에는 희석액(21)이 다시 충전되어 메니커스사 각각 형성되어 도 8의 상태로 되돌아간다.

본 예의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 제1 피에조 적층 소자(18)에 의해 정상 상태로부터 압출 동작을 행하게 하고, 제1 노즐(6)로부터 제2 노즐(4)로 향해 잉크(22)를 삼출시켜 당해 잉크(22)를 제2 노즐(4)의 선단 근방의 희석액(21)에 접촉시킨 후 제2 적층 피에조 소자(15)에 정상 상태로부터 토출 동작을 행하게 하며, 제2 노즐(4)로부터 희석액(21)을 토출시켜 잉크(22)와 희석액(21)을 혼합 토출시키도록 하고 있는 것때문에 희석액(21)만을 토출해 버리는 일이 없다.

또한, 제1 적층 피에조 소자(18)의 압출 동작 종료 후에 제2 적층 피에조 소자(15)의 토출 동작이 종료하도록 하고 있는 것 때문에, 잉크(22)가 노즐 개구면으로 되는 일주면(8a)에 잔존해 버리는 일도 없다.

따라서, 본 예의 프린터 장치의 구동 방법에 의하면, 정확한 농도의 도트를 확실하게 형성하는 것이 가능하고, 다음회의 도트로의 정량 매체의 혼입 등이 생기는 일 없이 확실한 혼합 토출 동작을 행하는 것이 가능하다.

또한, 본 예의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 잉크(22) 압출 후, 제1 적층 피에조 소자(18)의 전압을 서서히 원래의 상태로 되돌리고, 그 압력을 정상 상태까지 서서히 되돌려 제1 노즐(6)에 잉크(22)를 충전하는 충전 동작 종료 전에 제2 적층 피에조 소자(15)의 토출 동작이 종료하도록 하고 있기 때문에, 다음의 혼합 토출 동작에 민첩하게 이행하는 것이 가능하다.

또한, 본 예의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 제1 적층 피에조 소자(18)의 충전 동작 개시 전, 즉 제1 적층 피에조 소자(18)의 전압을 원래의 상태로 되돌리기 전에 제2 적층 피에조 소자(15)의 토출 동작이 종료하고 있기 때문에, 혼합 토출 동작을 민첩하게 반복하는 것이 가능하다.

이상의 설명으로부터 명확해지는 바와 같이, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 정량 매체가 도입되는 제1 압력실과 이것에 연통되는 제1 노즐과, 토출 매체가 도입되는 제2 전압실과 이것에 연통되는 제2 노즐 및, 정량 매체를 압출하는 제1 압력 인가 수단과 토출 매체를 토출시키는 제2 압력 인가 수단을 갖는 프린트 헤드를 갖는 프린터 장치를 구동시킬 때, 제1 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 압출 동작을 행하게 하고, 제1 노즐로부터 제2 노즐로 향해 정량 매체를 삼출시켜 당해 정량 매체를 제2 노즐의 선단 근방의 토출 매체에 접촉시킨 후, 제2 압력 인가 수단에서 정상 상태로부터 토출 동작을 행하게 하여 제2 노즐로부터 토출 매체를 토출시켜 정량 매체와 토출 매체를 혼합 토출시키도록 하고 있는 것 때문에, 토출 매체만이 토출해 버리는 일이 없고, 또한 제1 압력 인가 수단의 압출 동작 종료 후에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하도록 하고 있는 것 때문에, 정량 매체가 노즐 개구면에 잔존해 버리는 일도 없다.

따라서, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서는, 정확한 농도의 도트를 확실하게 형성하는 것이 가능하고, 다음회의 도트로의 정량 매체의 혼입 등이 생기는 일 없이, 확실한 혼합 토출 동작을 행하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서, 정량 매체 압출 후, 제1 압력 인가 수단의 압력을 정상 상태까지 서서히 되돌려 제1 노즐로 정량 매체를 충전하는 충전 동작 종료 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하도록 하면 다음의 혼합 토출 동작에 민첩하게 이행하는 것이 가능하다.

또, 본 발명의 프린터 장치의 구동 방법에 있어서, 제1 압력 인가 수단의 충전 동작 개시 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하고 있다면, 혼합 토출 동작을 민첩하게 반복하는 것이 가능하다.

Claims (3)

1. 정량 매체(定量媒體)가 도입되는 제1 압력실과, 토출 매체(吐出 媒體)가 도입되는 제2 압력실을 갖고, 상기 제1 압력실에 연통하는 제1 노즐 및 제2 압력실에 연통되는 제2 노즐을 서로 인접하도록 개구되어 있고, 또 제1 압력실 내의 정량 매체에 압력을 가하여 정량 매체를 압출하는 제1 압력 인가 수단과 제2 압력실 내의 토출 매체에 압력을 가하여 토출 매체를 토출시키는 제2 압력 인가 수단을 갖는 프린트 헤드를 갖는 프린터 장치의 제1 압력 인가 수단에서 정상 상태에서 압출 동작을 행하게 하고, 제1 노즐에서 제2 노즐을 향해 정량 매체를 삼출(渗出)시켜 당해 정량 매체를 제2 노즐의 선단 근방의 토출 매체에 접촉시킨 후, 제2 압력 인가 수단에서 정상 상태에서 토출 동작을 행하게 하며, 제2 노즐로부터 토출 매체를 토출시켜 정량 매체와 토출 매체를 혼합 토출하는 프린터 장치의 구동 방법에 있어서,

   제1 압력 인가 수단의 압출 동작 종료 후에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하는 것을 특징으로 하는 프린터 장치의 구동 방법.
2. 제1항에 있어서, 정량 매체 압출 후, 제1 압력 인가 수단의 압력을 정상 상태까지 서서히 되돌려 제1 노즐에 정량 매체를 충전하는 충전 동작 종료 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하고 있는 것을 특징으로 하는 프린터 장치의 구동 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 압력 인가 수단의 충전 동작 개시 전에 제2 압력 인가 수단의 토출 동작이 종료하고 있는 것을 특징으로 하는 프린터 장치의 구동 방법.

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