KR100510814B1

KR100510814B1 - 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트기록 방법

Info

Publication number: KR100510814B1
Application number: KR10-2002-0047293A
Authority: KR
Inventors: 아오노기요미; 호사까겐; 야마다가네지; 오가와마사시
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-10
Publication date: 2005-08-31
Also published as: EP1284187A2; EP1284187B1; US6652070B2; DE60229029D1; JP2003054004A; US20030038861A1; KR20030014176A; CN1401480A; EP1284187A3; ATE409118T1; CN1195627C

Abstract

기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 장치에는 각기 다른 발열량을 갖고 각기 개별적으로 구동되며, 상기 토출구까지의 다양한 거리에서 잉크 유동 경로를 따라, 상기 기록 헤드의 토출구와 연통된 잉크 유동 경로에 배열되어 있는 두 개 이상의 전열 변환 요소가 제공되고, 예비 토출이 기록 없이 수행되는 경우, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호가 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소로 공급된 다음, 이어서 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급된다. 예비 토출은 라인마다의 기록 직전에 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많도록 설정된다.

Description

잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법 {INK JET RECORDING APPARATUS, INK JET RECORDING HEAD, AND INK JET RECORDING METHOD}

본 발명은 잉크를 토출함으로써 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치에 관한 것이고, 또한 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법에 관한 것이다.

프린터, 복사기, 팩시밀리 등의 기능을 구비한 기록 장치 또는 컴퓨터, 워드-프로세서 등을 포함하는 복합형 전자 기기나 워크 스테이션을 위한 출력 장치로 사용되는 기록 장치는 종이, 천, 플라스틱 시트 및 OHP 시트와 같은 기록 매체(기록 재료) 상에 (문자, 기호 등을 포함하는) 화상을 기록하도록 구성된다. 기록 장치는 기록 방법에 따라 몇몇 특히 잉크 제트 형태, 와이어-도트 형태, 전열사 형태 및 레이저빔 형태와 같은 다양한 형태로 분류된다.

기록 매체의 이송 방향(시트 이송 방향 또는 서브 스캐닝 방향)과 교차하는 방향으로 주 스캐닝을 하면서 기록하는 시리얼 타입의 기록 장치에서는, 이것은 기록 매체를 따라 이동하는(주 스캔을 수행하는) 캐리지 상에 장착된 기록 수단인 기록 헤드가 화상을 기록하며, 1행 분의 기록을 완료한 후 시트는 소정량 공급(서브 스캐닝으로서 일 피치 이송)된다. 그런 후에, 재차 정지된 기록 매체 상에 다음 행 화상이 기록(주 스캐닝)된다. 이러한 동작이 반복되어 기록 매체 전체의 기록이 실행된다. 반면, 이송 방향으로 기록 매체(기록 재료)의 서브 스캐닝에 의해서만 기록되는 풀-라인 타입(full-line type)의 기록 장치에서는, 기록 매체가 소정의 기록 위치에 설정되고, 전체적으로 1행분의 기록을 실행한 후 소정량의 시트 공급(피치 이송)이 반복되어 수행되고, 그리고 나서, 다음 행 상의 기록이 전적으로 실행된다. 이러한 동작이 기록 매체 전체에 기록하기 위해 반복된다.

이러한 형태의 기록 장치 중에서, 잉크 제트 형태의 기록 장치(잉크 제트 기록 장치)는 기록 매체에 기록 수단으로서 작용하는 잉크 제트 기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록하는 것이고, 이러한 형태에서, 기록 수단은 고속 고정밀도로 화상을 기록하기 위해 용이하게 소형화될 수 있다. 특히, 이러한 형태의 기록 장치는 많은 종류의 잉크(예를 들어,컬러 잉크)를 사용해서 컬러 화상을 기록하는 것이 용이한 동시에, 또한, 기록이 임의의 특정 처리를 하지 않고도 보통의 종이에 기록이 가능하고, 가동비가 낮고, 또한 비충격식이므로 소음이 작은 장점들을 갖고 있다. 또한, 잉크 제트 기록 장치에 의해 기록될 수 있는 기록 매체(기록 재료)의 재료들에 많은 요구들이 있어왔다. 최근, 기록될 수 있는 재료들에 대한 그러한 요구를 충족시키는 발전이 있었다. 따라서, 최근 (얇은 종이와 처리된 종이를 포함하는) 종이 및 (OHP 등의) 얇은 수지 시트와 같은 보통의 기록 매체에 더하여, 기록 장치는 그의 기록 매체로서 천, 가죽, 부직포 및 심지어 금속 등을 사용할 수 있도록 만들어 졌다.

특히, 잉크 제트 기록 장치에 대해, 최근 컬러 기록 및 고품질 기록에 대한 강한 요구가 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해, 장치는 고품질의 화상을 얻도록 도트 크기를 변화시킴으로써 계조 표현을 제공할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 각각 잉크 제트 기록 헤드의 토출 부분과 연통하는 잉크 유동 경로 각각의 내부에 복수의 전열 변환 요소(발열 소자, 또는 히터)를 설치하고, 기부 판 상에 형성된 기능 요소 회로로부터 각각의 전열 변환 요소로 전기 신호를 선택적으로 공급함으로써 화소 당(토출구당) 토출 잉크의 양을 변화시켜 화상의 계조 기록을 가능하게 하는 구성이 공지되어 있다. 이러한 유형의 기록 헤드의 구성의 특정 예로서, 하나의 액체 경로(잉크 유동 경로)에 복수의 전열 변환 요소(히터)를 잉크의 토출 방향(유동 방향)으로 배치하고, 구동되는 히터 또는 구동되는 히터의 수를 선택함으로써 각각의 액체 경로(잉크 유동 경로)에서 토출구와 구동되는 히터 사이의 거리를 다르게 하여 잉크의 토출 양을 변화시키는 것이 공지되어 있다.

또한, 다른 구성으로서, 상이한 면적을 각각 갖는 복수의 히터를 하나의 액체 경로(잉크 유동 경로)에 배치하고, 구동되는 히터 또는 구동되는 히터의 수를 동일한 방식으로 선택함으로써 잉크의 토출 양을 변화시키는 것도 공지되어 있다. 또한, 예를 들어 기록이 시작되기 직전에 소정의 위치(소정의 시퀀스)에서 직접적으로 기록에 관여하지는 않는 이른바 예비 토출을 실행하는 것이 일반적인 관행이며, 이에 따라 토출구의 근처 또는 토출구와 연통된 잉크 유동 경로 내의 과도한 비스코스 잉크의 존재로 인한 또는 잉크 유동 경로에 존재하는 기포로 인한 토출 불량을 방지한다. 또한, 큰 체적을 갖는 액적(큰 액적)과 비교해서, 작은 체적을 갖는 액적(작은 액적)은 기록이 시작된 직후에 토출 불량이 생기기 쉽다. 따라서, 일본 특허 공개 공보 제08-183186호 및 일본 특허 공개 공보 제10-016222호의 명세서에 개시된 바와 같이, 작은 액적이 기록을 위해 토출될 때, 예비 토출은 그 때의 (작은 액적에 의한) 토출 양보다 더 많은 토출 양을 갖는 큰 액적(중간 액적 및 큰 액적)으로 실행되거나, 예비 토출의 시간 간격을 변화시킴으로써 또는 토출 불량을 방지하고 있다.

그러나, 복수의 히터(전열 변환 요소)가 하나의 잉크 유동 경로에 배치되는 토출 양 조절식의 잉크 제트 기록 헤드를 사용해서 다양한 화상을 위해 고속으로 고정밀 기록이 수행될 때, 전술된 토출 회복 처리에 있에서 1개의 처리 동작으로 행해질 수 있는 (기록에 직접 관여하지 않는) 예비 토출과 관련하여 해결해야할 기술적 문제가 발생하는 경우가 있다. 예를 들어, 주로 블랙 잉크로 문자만을 기록하기 위해서는 고속으로 진하게 기록하는 것이 요구되고, 사진식 컬러 화상 등을 기록하기 위해서는 고정밀 기록이 요구된다. 따라서, 블랙은 큰 액적을 사용해서 기록하고 컬러는 작은 액적을 사용해서 기록하는 것이 필요하다. 또한, 컬러 기록용으로 사용되는 작은 액적과 관련하여, 잉크의 토출 양은 최근 점점 작아지는 경향이 있다.

또한, 고정밀로 화상을 기록하기 위해 기록 헤드의 토출구 및 이에 연통되는 잉크 유동 경로를 고밀도로 하는 것이 바람직하고, 토출구의 가로 치수는 상당히 제한된다. 가로 치수가 제한된 토출구로 블랙의 큰 액적을 토출하기 위해서는, 히터(전열 변환 요소)의 크기(표면적 등)를 크게 하거나 또는 토출구의 개구 단면적을 크게 하는 방법이 있다. 그러나, 만약 히터 크기가 너무 크게 만들어지면, 잉크 안개[ink mist, (분무 잉크)] 등이 발생되어 기록 품질의 열화를 가져온다. 따라서, 토출구의 개구 단면적을 크게 하는 것이 필요하다. 이런 점에서, 액체 경로는 일정 높이보다 더 크게 형성되어야만 한다. 반면에, 작은 컬러 액적을 토출하는 경우에는, 토출 속도가 빠를수록 기록된 화상은 더욱 정밀해 진다. 따라서, 전열 변환 요소의 크기는 너무 작게 형성될 수 없다. 이러한 사정으로, 작은 컬러 액적을 토출하기 위해서는, 토출구(개구 단면적)의 크기가 더 작아져야 한다. 또한, 작은 컬러 액적의 경우에 액적 양이 작을수록 토출구의 근처에서의 과도한 비스코스 잉크로 인한 또는 액체 경로 내의 기포로 인한 토출 불량이 발생하기 쉽다. 따라서, 이러한 토출 불량을 제거하기 위해, 예비 토출은 작은 액적보다 큰 액적(중간 액적 또는 큰 액적)을 사용하여 수행된다. 이러한 방식으로, 과도한 비스코스 잉크가 어느 정도 제거될 수 있다.

그러나, 전술된 바와 같이, 블랙 토출구에서의 잉크 안개를 방지하기 위해, 토출구의 단면적은 큰 액적을 토출하도록 고정된다. 또한, 예비 토출은 과도한 비스코스 잉크 또는 기포로 인한 토출 불량을 제거하기 위해 더 큰 액적(중간 액적 또는 큰 액적)으로 컬러 토출구에서 수행된다. 결과적으로, 토출구의 단면 형상은 더 작은 단면적과 관련해서 높이가 더 커져야 한다. 따라서, 입사측의 토출구부와 액체 경로의 선단부에서의 천장부(ceiling portion) 사이에 과도한 공간이 형성되어, 큰 액적 또는 중간 액적을 사용하여 예비 토출을 수행하더라도 그런 과도한 공간의 존재로 인해 기포가 완전히 배출되지 않고 과도 공간에 기포가 잔류한다. 따라서, 예비 토출의 실행에도 불구하고 기록 불량이 발생될 수 있다는 기술적 문제점이 있다. 또한, 중간 액적 또는 큰 액적을 사용하는 예비 토출의 수(예비 토출의 분사 수)를 증가시켜도 전술된 잔존하는 기포를 완전히 배출하는 것이 어렵고 단지 대량의 잉크만이 낭비적으로 소모될 가능성이 있다.

본 발명의 목적은 잉크 유동 경로 내에서 거품(버블)을 예비 토출로 완전하게 배출함으로써, 기록 불량을 발생시키지 않고 잉크를 대량으로 소모하지 않으면서 고품질 기록이 가능한 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 기록 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 예컨대 높이는 높지만 토출구의 면적은 작은 기록 헤드의 잉크 유동 경로로 작은 액적을 토출하는 경우, 잉크 유동 경로 내에서 거품(버블)을 예비 토출에 의해 완전하게 배출함으로써, 기록 불량을 발생시키지 않고, 잉크를 대량으로 소모하지 않으면서 고품질 기록이 가능한 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 헤드 및 잉크 제트 기록 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기록 헤드의 토출구와 연통하는 잉크 유동 경로 내에 각각 발열량이 다르며 개별적으로 구동되는 적어도 2개의 전열 변환 요소가 토출구까지 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 배열되고, 예비 토출이 기록에 관여하지 않고 수행될 때 잉크 토출을 위한 구동 신호는 토출구에서 먼 측의 전열 변환 요소에 공급된 다음, 이어서 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급되는, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기록 헤드의 토출구와 연통되는 잉크 유동 경로 내에 각각 발열량이 다르며 개별적으로 구동되는 적어도 2개의 전열 변환 요소가 토출구까지 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 배열되고, 예비 토출이 기록에 관여하지 않고 수행될 때 잉크 토출을 위한 구동 신호는 토출구에서 먼 측의 전열 변환 요소에 공급된 다음, 이어서 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급되는, 토출구로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록을 위한 잉크 제트 기록 헤드를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기록 헤드의 토출구와 연통된 잉크 유동 경로 내에 각각 발열량이 다르며 개별적으로 구동되는 적어도 2개의 전열 변환 요소를 토출구까지 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 배열하는 단계와, 예비 토출이 기록에 관여하지 않고 수행될 때 잉크 토출을 위한 구동 신호를 토출구에서 먼 측의 전열 변환 요소에 공급한 후에 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급하는 단계를 포함하는, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록을 행하는 잉크 제트 기록 방법을 제공하는 것이다.

설명된 본 발명에 따라서, 높이가 높지만 토출구의 면적은 작은 잉크 유동 경로로 작은 액적을 토출하는 경우에도 잉크 유동 경로 내의 거품(버블)을 예비 토출에 의해 배출할 수 있어서, 기록 불량을 발생시키지 않고 잉크를 대량으로 소비하지 않으면서 고품질의 기록을 수행할 수 있는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공된다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 구체적으로 설명한다. 각각의 첨부 도면들에서, 동일한 참조 부호는 동일한 부분 또는 대응 부분을 지시한다.

도1은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 도1에서, 캐리지(1001)에는 이에 고정된 잉크 제트 기록 헤드(1002)가 고정되는 하단부 및 잉크 탱크가 장착되는 갖춘 잉크 탱크 보유부가 제공된다. 기록 헤드(1002)에 잉크를 공급하기 위한 컬러 잉크 탱크(1010) 및 블랙 잉크 탱크(1011)는 잉크 탱크 보유부를 위해 형성된 탱크 가이드(1003)를 따라 착탈식(교환식으로) 장착된다.

캐리지(1001)는 캐리지 모터(도시 생략)와 연동하는 리드 나사(1004)의 회전에 의해, 리드 나사(1004) 및 이에 평행하게 설치되는 가이드 축(1005)을 따라 이중 화살표(A)에 의해 지시된 방향(주 스캐닝 방향)으로 왕복 이동할 수 있다. 잉크 제트 기록 헤드(1002)에는 기록 매체로서의 기록 시트(1006)에 대향하는 토출구면이 제공된다. 소정의 배열로 토출구면에 대해 형성된 복수의 토출구로부터 잉크는 기록을 위해 토출된다. 다시 말해, 화상 형성(기록)은 기록 헤드(1002)의 토출구면 상에 형성된 복수의 토출구로부터 선택적으로 토출된 잉크(잉크 액적)를 기록 시트(1006) 상에 부딪치게 함으로써 달성된다.

기록이 수행될 때, 잉크는 기록 시트(1006) 상에 기록을 위한 기록 데이터에 따라 캐리지(1001)[기록 헤드(1002)]의 이동(주 스캐닝)과 동기식으로 토출되고, 1행분의 기록이 완료되면, 기록은 보류된다. 그 사이에, 이송 롤러(1007)는 화살표(B)에 의해 지시된 방향으로 다음 행의 위치까지 기록 시트(1006)를 반송(이송)하도록 구동된다. 그 후에, 캐리지(1001)는 다음 행의 기록을 위해 기록 헤드(1002)를 이동시키도록 다시 구동된다. 이러한 1행의 기록 및 1행 시트 반송을 반복함으로써, 기록 시트(1006) 전체에 대한 기록이 수행된다. 기록의 완료 후의 기록 시트(1006)는 시트 방출 롤러(1008)에 의해 방출된다. 이 점에 있어서, 장치 본체의 기록부를 통해 이송되는 기록 시트(1006)는 시트 가압판(1009)을 사용하여 기록 헤드(1002)의 토출구면과 소정 범위의 간격 내에서 유지된다.

도2는 도1의 캐리지(1001) 상에 장착된 잉크 탱크(1010, 1011) 및 잉크 제트 기록 헤드(1002)의 구성을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 여기서, 도2에서는 기록 헤드(1002)의 토출구면(1002a) 측(도1에 도시된 조립체에서 하부면 측 또는 바닥면 측)을 전방으로 하고, 이에 대향되는 측(도1에 도시된 조립체에서 상부면 측 또는 정상 측)을 후방으로 한다. 도2에 도시된 바와 같이, 블랙 잉크 탱크(1011) 뿐만 아니라 컬러 잉크 탱크(1010)는 캐리지(1001)에 고정된 기록 헤드(1002)의 후방 측[탱크 가이드(1003)]으로부터 설치된다. 컬러 잉크 탱크(1010)에는 하나의 하우징 내에 시안, 마젠타, 옐로우의 각각의 잉크 수용부가 각각 제공된다. 여기서, 잉크는 격벽을 사용하여 각각 분리(분할)된다. 또한, 블랙 잉크 탱크(1011)는 잉크 공급 튜브(1002e)를 통해 기록 헤드(1002)와 연결되고 컬러 잉크 탱크(1010)는 각각의 컬러의 잉크에 개별적으로 대응하는 세 개의 잉크 공급 튜브(1002b, 1002c, 1002d)를 통해 기록 헤드(1002)와 연결된다.

도3은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 헤드(1002)의 일 실시예의 구조를 개략적으로 도시하는 분해 사시도이다. 도3에서, 잉크 제트 기록 장치는 소자 기판(101) 및 배선판(제어 수단, 103)이 설치된 기판(102) 상에 홈을 가진 실링 플레이트(104)가 적층되고 고정 부재(105)에 의해 고정됨으로써 조립된다. 소자 기판(101)에 대해, 복수의 전열 변환 요소로서의 발열 소자(토출 에너지 발생 수단=히터)가 제공된다. 앞에서 설명된 바와 같이 기록 수단으로서의 잉크 제트 기록 헤드(1002)는 열 에너지를 사용하여 잉크를 토출하는 잉크 제트 기록 수단이며, 열 에너지를 발생시키기 위한 전열 변환 요소(히터)를 구비한다. 또한, 기록 헤드(1002)는 전열 변환 요소에 의해 주어진 열 에너지에 의해 잉크 내에 막 비등(film boiling)을 발생시킨다. 그런 후, 발생된 기포의 성장 및 수축에 의해 가해진 압력을 이용하여, 기록(인쇄)을 위해 잉크를 토출한다.

기록 헤드(1002)의 토출구면(1002a)은 소정의 간격(예를 들면, 약 0.2 mm 내지 2.0 mm)으로 기록 시트와 같은 기록 매체(1006)와 대면하도록 배열된다. 기록 헤드(1002)는 토출구면(1002a) 상에 형성된 토출구 열이 주 스캐닝 방향(헤드 및 캐리지의 이동 방향)과 교차하는 방향에 나란한 위치 관계로 캐리지(1001) 상에 장착된다. 그런 후, 대응하는 전열 변환 요소가 화상 신호 또는 토출 신호에 따라 구동(통전)되어, 잉크 유동 경로(액체 경로) 내의 잉크의 막 비등을 발생시킨다. 이런 식으로, 기록 헤드(1002)는 잉크가 그 때 발생되는 압력에 의해 토출구로부터 토출되도록 구성된다.

도4는 도3에 홈이 형성된 실링 플레이트(104)의 구조를 도시한 확대 사시도이다. 도4에서, 개별 잉크 컬러(블랙, 시안, 마젠타, 및 옐로우)에 대응하는 부 탱크로서의 4개의 공통 액체 챔버(201)는 홈이 형성된 실링 플레이트(104)에 형성된다. 공통의 액체 챔버(201)의 각각으로, 잉크 공급 튜브(206)가 연통된다. 홈이 형성된 실링 플레이트(104)의 전방부(도1에 도시된 조립 상태에서 하부면)에는, 전술한 토출구면(1002a)을 갖는 오리피스 플레이트(204)가 고정된다. 오리피스 플레이트(204)의 토출구면(1002a)에는, 블랙 토출구 열, 시안 토출구 열, 마젠타 토출구 열, 및 옐로우 토출구 열은 도2, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 일렬로 수직으로 배열된다. 그리고 나서, 각각의 공통 액체 챔버(201) 및 오리피스 플레이트(204)의 각각의 토출구 열의 토출구는 잉크 유동 경로(202)에 의해 연통된다. 잉크 유동 경로(202)의 각각의 내부에, 잉크 유동 방향(수직 방향)으로 상이한 위치에서 각각 상이한 면적을 갖는 복수개의 전열 변환 요소(히터)가 배열된다.

도5a 및 도5b는 도4의 각각의 잉크 유동 경로(202) 내의 복수개의 전열 변환 요소(히터)의 배열 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 도5a는 컬러 잉크용 잉크 유동 경로의 경우를 도시하고 있으며, 도5b는 블랙 잉크용 잉크 유동 경로의 경우를 도시하고 있다. 도5a 및 도5b에서, 소자 기판(101)에는 복수개의 발열 소자(전열 변환 요소, 토출 에너지 발생 수단, 히터)가 배열되어 있으며, 잉크 유동 경로(하나의 잉크 유동 경로(202))의 내부에는, 개별적으로 구동 가능하며 상이한 크기를 갖는 복수개(2개)의 히터가 토출구로부터 히터까지 상이한 거리를 형성하도록 일렬로 수직으로 배열된다. 도5a는 컬러 잉크용 잉크 유동 경로 내에서의 히터 배열 상태의 일예를 도시하고 있다. 도5b는 블랙 잉크용 잉크 유동 경로 내에서의 히터 배열 상태의 일예를 도시하고 있다.

도5a 및 도5b에 도시된 잉크 제트 기록 헤드에는 잉크 액적을 토출하기 위해 배열된 복수개의 토출구, 각각의 토출구와 연통하는 복수개의 잉크 유동 경로, 잉크 유동 경로의 각각에 잉크를 공급하기 위한 복수개의 공급 포트, 및 하나의 잉크 유동 경로에 대해 적어도 두 개 제공된 발열 소자를 포함한다. 본 실시예의 잉크 제트 기록 장치에 있어서, 4가지 컬러, 옐로우, 마젠타, 시안 및 블랙의 잉크가 기록 잉크로 이용된다. 본원에서는, 옐로우 잉크, 마젠타 잉크 및 시안 잉크를 총칭하여 컬러 잉크로 불리운다. 또한, 본 실시예에서는, 하나의 잉크 유동 경로 내에 각각 개별적으로 독립하여 구동가능한 두 개의 히터가 배열되며, 구동되어질 히터의 조합에 따라(기본적으로, 구동되어질 히터를 스위칭작동시킴으로써) 소량, 중간량, 대용량의 3개의 토출량 모드 즉, 소 액적, 중간 액적, 대 액적의 3가지 토출량 모드를 이용할 수 있다.

소 액적 모드에서는, 도5a에서의 전방 히터(토출구 측의 히터,501)만이 구동된다. 중간 액적 모드에서는, 도5a에서의 후방 히터(토출구로부터 먼 측의 히터,502)만이 구동된다. 대 액적 모드에서, 전방 히터(토출구 측의 히터, 503) 및 후방 히터(토출구로부터 먼 측의 히터,504)가 동시에 또는 시간 간극을 두고 구동된다. 이러한 관점에서, 본 실시예의 기록 헤드(1002)에 있어서, 각각 도5a 및 도5b에 도시되어진 바와 같이, 컬러 잉크 유동 경로에서는 소자 기판(101)의 전방 엣지로부터 전방 히터(501) 까지의 거리는 50㎛가 되도록 선택되며, 소자 기판(101)의 전방 엣지로부터 후방 히터(502) 까지의 거리는 150㎛가 되도록 선택되며, 블랙 잉크 유동 경로에서, 소자 기판(101)의 전방 엣지로부터 전방 히터(503) 까지의 거리는 50㎛가 되도록 선택되며, 소자 기판(101)의 전방 엣지로부터 후방 히터(504) 까지의 거리는 174㎛가 되도록 선택된다.

본 실시예에 따라, 특히, 컬러 잉크용 토출구는 기록시에는 소 액적의 토출량 모드로 소 액적을 토출하며, 예비 토출에서는 중간 액적을 토출하며, 그후 소 액적의 토출량 모드로 소 액적을 토출한다. 도6은 본 발명이 적용되는 일실시예에 따른 잉크 제트 기록 헤드의 컬러 잉크 유동 경로(하나의 잉크 유동 경로)를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도7은 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 중간 액적의 토출량 모드로 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 예시한 수직 단면도이다. 도8은 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 대용량의 액적의 토출량 모드로 전방 히터 및 후방 히터를 동시에 또는 시간 간극을 두고 구동시킴으로써 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도9는 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 소량의 액적의 토출량 모드로 예비 토출하기 위해 전방 히터가 구동되는 상태를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다. 도10은 본 발명이 적용되는 잉크 제트 기록 헤드의 블랙 잉크 유동 경로(하나의 잉크 유동 경로)의 일실시예를 개략적으로 도시한 수직 단면도이다.

다음으로, 도6 내지 도9를 참조하여, 본 발명이 적용되는 기록 헤드로 예비 토출이 수행되는 경우를 종래의 실시예와 비교하여 설명할 것이다. 도6에서, 잉크 유동 경로(202)의 선단부에서 천장부와 입사측의 토출구(208) 사이의 간극(h)이 크므로, 이 부분에서는 후방으로부터의 잉크 유동에 대해 유속이 느려지며, 유속이 느릴수록 정체가 더 많이 발생한다. 그 결과, 흡인 회복에 의해 완전하게 제거되지 않고 잉크 유동 경로(202)에 남아있는 큰 거품(기포, 505)과, 기록을 위해 소 액적이 토출될 때 발생되는 작은 거품(기포,506)을 제거하는 것이 필요하다. 여기서, 종래에 수행되어진 바와 같이 중간 액적의 토출량 모드로 예비 토출을 수행하면, 큰 기포(505)는 도7에 도시되어진 바와 같이 토출구(207)로부터 배출될 수 있으나, 정체 부분 내에 축적된 작은 기포(506)는 그래도 남아있게된다. 소형 액적이 이러한 상태에서 토출된다면, 이러한 기포로 인해 토출에 결함이 발생하며, 그로 인해 결함있는 기록을 초래한다. 여기서, 본 실시예에 따라, 토출구의 면적은 컬러 토출구에 대해 175㎛² 이며, 블랙 토출구에 대해 310㎛² 이다.

또한, 종래의 대형 액적의 토출량 모드로 전방 히터(501) 및 후방 히터(502)에 의해 예비 토출이 동시에 또는 시간 간격을 두고 수행되는 경우에는, 도8에 도시되어진 것과 같이 큰 기포가 발생하며, 액적이 커지는 정도까지, 잉크의 유속은 잉크 유동 경로(202)내에서 느려져서, 정체 부분의 기포를 배출할 수 없게 된다. 또한, 소 액적의 토출량 모드로 전방 히터(501)만을 구동함으로써 예비 토출을 수하는 경우에는, 기록 헤드(1002)로부터 배출되는 점성 잉크 및 기포의 양이 감소되며, 특히 잉크 유동 경로(202)의 후방 측에 잔류하는 큰 거품(기포, 505)을 배출하기 어렵다. 따라서, 본 발명이 적용가능한 잉크 제트 기록 헤드(1002)에 의한 예비 토출에서는, 먼저 전술한 바와 같은 중간 액적의 토출량 모드로 예비토출을 수행함으로써, 도7에 도시되어진 바와 같이 토출구(207)로부터 큰 기포(505)를 배출하고, 잉크 유동 경로(202)의 전방 부분에 소량 기포(506)를 수집한다.

그 후, 도9에 도시되어진 바와 같이, 전방 히터(501)는 예비 토출을 수행하기 위해 소량 액적의 토출량 모드로 구동되며, 잉크 유동 경로(202)의 전방 부분의 소량 기포(506)를 배출시킨다. 이는 전방 히터(501) 바로 위에 정체 부분이 존재하며, 이 부분에 작은 기포가 잔류하기 때문이며, 전방 히터(501)가 기포 생성을 위해 구동될 때, 그 압력파는 작은 기포(506)가 잔류하는 부분으로 직접 전달되어 잉크 유동이 발생되며, 이러한 잉크 유동으로 작은 기포가 배출된다. 이러한 방식으로, 중간 액적의 토출량 모드의 예비 토출 후에 소 액적의 토출량 모드의 예비 토출을 행함으로써, 잉크 유동 경로(202) 내의 거품(기포)이 모두 배출되며, 그 후 소 액적의 토출량 모드로 기록이 수행되더라도, 전술한 기포나 점성 물질의 존재로 인한 토출 결함이 발생하지 않아 고 품질의 기록을 수행할 수 있다. 또한, 잉크 소모량이 최소화될 수 있다.

다음으로, 본 실시예의 전술한 예비 토출을 기록(특히, 컬러 기록)시에 매 행(일 라인당 기록 이전에 즉시)의 기록 직전에 수행되는 예비 토출 처리에 채택한 경우에 대해 설명한다. 본 실시예에 따르면, 소량의 액적을 많이 사용하는 컬러 기록이 수행될 때 잉크 제트 기록 헤드(1002)는 전방 히터(501)만을 구동시킨다. 따라서, 잉크 유동 경로(202)의 후방에서 기포의 축적량이 점차적으로 증가되어, 이러한 기포의 축적에 의해 토출 결함이 발생한다. 또한, 모든 잉크 유동 경로가 항상 기록에 사용되지는 않는다. 장시간동안 이용되지 않는 잉크 유동 경로에서는, 점성 잉크 또는 고화 잉크가 발생하여, 기록 결함을 초래할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따르면, 매 행의 기록 직전에(라인당 기록 직전에) 예비 토출이 하기에 기술되어진 바와 같이 수행된다. 즉, 먼저 중간 액적의 토출량 모드로 40발의 예비 토출이 수행된다. 그 후, 소 액적의 토출량 모드로 30 발의 예비 토출이 수행된다. 이러한 경우에, 이들 모두의 구동 주파수는 2KHz이다. 이와 같은 예비 토출 조건에서는 중간 액적의 토출량 모드에서 잉크 유동 경로 내의 비교적 큰 기포가 배출되고 토출구의 부근의 점성 잉크가 제거되며, 잉크 유동 경로의 선단부의 적체 부분 내에 잔류하는 거품(기포)이 배출될 수 있다. 여기서, 중간 액적의 토출량 모드에서의 발생수(토출수)는 실험적으로 변경시켜 본 결과, 40발 또는 그 이상에서, 큰 기포의 배출 및 점성 잉크의 제거가 우수한 것으로 나타났다. 또한, 소 액적의 토출량 모드에서의 발생수(토출수)도 실험적으로 변경시켜 본 결과, 30 발포 이상에서, 전방 히터(501) 바로 위에 잔류하는 기포의 배출에 우수한 것으로 나타났다.

이와 같이, 소량의 액적의 토출량 모드 보다 중간 액적의 토출량 모드의 발생 수를 많게 함으로써, 기록 결함이 점성 잉크 또는 거품(기포)의 존재로 인해 발생되지 않도록 하여 고품질의 기록을 수행할 수 있다. 또한, 소 액적의 토출량 모드의 발생 수(토출 횟수) 및 중간 액적의 토출량 모드의 발생 수(토출 횟수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 형상, 토출구의 면적(개구의 면적) 등에 따라 증가되거나 감소될 수 있다.

전술된 실시예(제1 실시예)에 있어서, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치 및 이를 위한 잉크 제트 기록 방법은 기록 헤드의 각각의 토출구와 연통된 각각의 잉크 유동 경로 내에, 각각 개별적으로 구동될 수 있고 각각 발열량이 상이한 2 개 이상의 전열 변환 요소가 토출구까지 각각 상이한 거리로 배열되고, 기록에 직접 관여하지 않는 예비 토출이 수행될 때, 잉크 토출에 필요한 구동 신호가 토출구로부터 먼 곳에 위치한 전열 변환 요소에 공급되고 이어서 토출구에 가까운 전열 변환 요소로 공급되는 방식으로 구성된다. 또한, 이러한 예비 토출은 1행의 기록마다 기록 직전에 수행되고, 토출구(207)로부터 먼 측의 전열 변환 요소(502, 504)의 토출 횟수가 토출구(207)에 가까운 측의 전기 변환 요소(501, 503)의 토출 횟수보다 많도록 구성된다. 따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 비록 그 잉크 유동 경로(202)의 높이는 높지만 그 토출구(207)가 작은 면적을 가지는 기록 헤드(1002)로부터 소 액적을 토출하는 경우, 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 거품(기포)을 배출함으로써 기록 결함을 발생시키지 않고 잉크를 대량으로 소비하지 않으면서 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있다.

다음에, 본 발명의 예비 토출 작동이 기록을 위한 잉크 토출 등의 소정 횟수의 토출마다 실행되는 예비 토출 동작에 적용된 경우(제2 실시예)에 대하여 기술될 것이다. 이에 관하여, 기록을 위한 소정 횟수의 토출마다 예비 토출이 실행되는 경우, 토출 횟수는 토출 횟수 카운터에 의해 카운트되고, 예비 토출 동작은 이로부터 얻어진 카운트된 값을 기초로 하여 제어된다. 제1 실시예에 기술된 바와 같이, 만약 기록 장치 상에 장착된 잉크 제트 기록 헤드(1002)가 내부에 잉크가 충진된 채 그대로 남아 있거나, 잉크 유동 경로(토출구)가 기록 동작 동안 사용되지 않을 때, 토출구 근방의 잉크는 지나친 점성을 가지게 되어 기록 결함을 유발하게 된다.

또한, 만약 잉크 유동 경로(토출구)가 잉크 토출 시에 발생된 거품(기포)이 여전히 그 내부에 남아 있는 상태로 사용되지 않은 채 오랜 기간동안 그대로 남아 있다면, 기록 동안 기록 헤드 내의 온도 상승에 의해 거품(기포)이 성장하여 토출 결함이 발생하는 경우도 있다. 그러한 기록 결함의 발생을 제거하기 위하여, 특히 잉크가 토출될 때 생성될 수 있는 거품화(기포화) 조건을 예측하면서, 토출 횟수(토출 발사 수)를 카운트하고, 소정의 타이밍(간격, 토출의 지정된 수에 이어서)으로 예비 토출을 실행하는 방법이 채택된다.

여기서, 본 실시예(제2 실시예)에 따라, 이하에 주어진 조건으로 소정 횟수의 토출에 이어서 예비 토출이 실행된다. 다시 말하면, 중간 액적의 토출량 모드로 먼저 40발의 예비 토출이 수행된다. 이어서, 그후, 소 액적의 토출량 모드로 30 발의 예비 토출이 수행된다. 이러한 경우에, 구동 주파수는 양쪽의 경우에 있어서 2 ㎑이다. 이와 같은 예비 토출 조건에서, 중간 액적의 토출량 모드에서 잉크 유동 경로의 비교적 큰 기포가 배출되고, 토출구의 근방의 지나친 점성을 가지는 잉크가 제거되고, 잉크 유동 경로의 선단부의 정체부에 머물러 있는 거품(기포)이 배출될 수 있다. 여기서, 중간 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)는 실험적으로 변화되고, 40 발 이상이라는 결과로써 큰 기포의 배출 및 지나친 점성을 가진 잉크를 제거하는데 탁월한 효과가 증명되었다. 또한, 소 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출 횟수)도 실험적으로 변화되고, 30발 이상이라는 결과로써, 전방 히터(501) 바로 상방에 머무르는 기포를 배출하는데 탁월한 효과가 증명되었다.

이러한 방식에서, 소 액적의 토출량 모드 보다 중간 액적의 토출량 모드의 발사 수가 많음으로써, 고품질 기록의 실행을 위하여 기록 결함이 지나친 점성의 잉크 또는 거품(기포)의 존재로 인해 생성되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 소 액적의 토출량 모드에서의 발사 수(토출수)와 중간 액적의 토출량 모드에서의 발사 수(토출수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 형상, 토출구 면적(개구의 면적) 등에 의존하여 증가되거나 감소될 수 있다.

전술된 실시예(제2 실시예)에 대하여, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치 및 이를 위해 구성된 잉크 제트 기록 방법은 기록 헤드의 각각의 토출구와 연통된 각각의 잉크 유동 경로에서, 각각 개별적으로 구동될 수 있고 각각 상이한 양의 열을 발생시킬 수 있는 2 개 이상의 전열 변환 요소가 토출구까지 각각 상이한 거리로 배열되고, 기록에 직접 참여하지 않는 예비 토출이 수행될 때, 잉크 토출에 필요한 구동 신호가 토출구로부터 이격된 곳에 위치한 전열 변환 요소에 신호가 공급되고 이어서 토출구 근방에 위치된 전열 변환 요소로 공급되는 방식으로 구조화된다. 또한, 이러한 예비 토출은 토출의 지정된 수마다 1회 수행되고, 구조체는 토출구(207)로부터 이격된 측상의 전열 변환 요소(502, 504)의 토출수가 토출구(207)에 인접한 측상의 전기 변환 요소(501, 503)의 토출수보다 많도록 배열된다. 따라서, 배열된 구조체로써, 비록 그 잉크 유동 경로(202)의 높이는 높지만 그 토출구(207)가 작은 면적을 갖는 경우에 기록 헤드(1002)로부터 작은 액적이 방출될 때, 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 거품(기포)을 방출함으로써 기록 결함을 생성하지 않고 또한 잉크의 많은 양을 낭비하지 않고 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있다.

다음에, 본 발명의 예비 토출 작동이 잉크 토출 성능을 유지하고 회복하기 위해 실행되는 흡입 회복 작동 직후에 행하는 예비 토출에 적용된 경우(제3 실시예)에 대하여 기술될 것이다. 이에 관하여, 흡입 회복 작동 후에, 각 컬러의 토출구로부터 흡입된 잉크는 캡부 내에서 서로 혼합될 수 있다. 그후, 잉크 유동 경로 또는 공동 액체 챔버 내의 잉크와 혼합되며 이러한 혼합에 의해 생성된 혼합 잉크(혼합된 컬러의 잉크)의 부분이 토출구 내로 역류될 수 있어 기록이 개시된 후의 초기 단계에서 기록 품질의 열화를 유발된다. 통상적으로, 상기 종류의 잉크의 컬러 혼합을 제거하기 위하여, 흡입 회복 작동 직후에 예비 토출을 실시함으로써 잉크 유동 경로 등의 내에 존재하는 혼합된 컬러의 잉크를 배출하도록 배열된다. 따라서 예비 토출의 목적은 상기된 혼합 컬러의 잉크를 제거하는 것뿐만 아니라, 상기된 흡입 회복 작동으로는 완전하게 제거될 수 없는, 잉크 유동 경로 내의 거품(기포)을 배출하기 위한 처리 작동을 수행하는 것이다.

여기서, 본 실시예(제3 실시예)에 따라서, 흡입 회복 작동 직후에 수행되는 예비 토출은 이하에 주어진 조건하에서 실행된다. 다시 말하면, 먼저 중간 액적의 토출량에서 200 발의 예비 토출이 수행된다. 이어서, 그후, 소 액적의 토출량에서 400 발의 토출이 수행된다. 이러한 경우에, 구동 주파수는 양쪽의 경우에 있어서 2 ㎑이다. 이와 같은 예비 토출 조건에서, 잉크 유동 경로 등의 내에 존재하는 혼합 컬러의 잉크는, 잉크 유동 경로 내의 상대적으로 큰 기포와 마찬가지로 중간 액적의 토출 모드에서 배출되고, 또한, 잉크 유동 경로의 선단부의 정체부에 머물러 있는 거품(기포)도 배출될 수 있다. 여기서, 중간 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)는 실험적으로 변화되고, 200 발 이상이라는 결과로써 큰 기포의 배출 및 지나친 점성을 가진 잉크를 제거하는데 탁월한 효과가 증명되었다. 또한, 소 액적의 토출량 모드에 대한 발사수(토출수)실험에 대해 변화하고, 400 발 이상이라는 결과로써, 전방 히터(501) 바로 상방에 머무르는 기포를 배출하는데 탁월한 효과가 증명되었다.

각각의 이전의 실시예(제1 및 제2 실시예)와는 다르게, 흡입 회복 작동에 의해 제거될 수 없는 잉크 유동 경로 내의 소형 거품(기포)의 양이 기록 과정에서 발생되는 소형 기포의 양보다 많으며, 그러한 소형 기포가 잉크 유동 경로의 선단부의 정체부에 응집되는 것이 야기될 때, 중간 액적의 토출량 모드에서 흡입 회복 작동 직후에 수행되는 예비 토출을 위해 필요한 발사 수 보다 소 액적의 토출량 모드에서 그러한 소형의 기포를 배출하기 위한 발사 수를 많게 할 필요가 있다는 이유로 인해, 본 실시예(제3 실시예)는 소 액적의 토출량 모드에서의 발사수(토출수)가 중간 액적의 토출량 모드에서의 것보다 크게 설정되도록 배열된다. 이러한 방식에서, 중간 액적의 토출량 모드의 발사 수 보다 많은 소액적의 토출량 모드의 발사 수로써, 혼합 컬러의 잉크 및 거품(기포)의 존재로 인해 기록 결함이 생성되는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 따라서, 고품질의 기록을 유지하는 것을 가능하게 한다. 또한, 본 실시예에 대해서, 소액적의 토출량 모드에서의 발사 수(토출수)와 중간 액적의 토출량 모드에서의 발사 수(토출수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 형상 및 토출구 면적(개구 면적)등에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다.

전술된 실시예(제3 실시예)에 대하여, 기록 헤드로부터 잉크를 토출하여 기록 매체 상에 기록하는 잉크 제트 기록 장치 및 이를 위해 구성된 잉크 제트 기록 방법은 기록 헤드의 각각의 토출구와 연통된 각각의 잉크 유동 경로에서, 각각 개별적으로 구동될 수 있고 각각 상이한 양의 열을 발생시킬 수 있는 2 개 이상의 전열 변환 요소가 토출구까지 각각 상이한 거리로 배열되고, 기록에 직접 참여하지 않는 예비 토출이 수행될 때, 잉크 토출에 필요한 구동 신호가 토출구로부터 이격된 곳에 위치한 전열 변환 요소에 신호가 공급되고 이어서 토출구 근방에 위치된 전열 변환 요소로 공급되는 방식으로 구조화된다. 또한, 이러한 예비 토출은 흡입 회복 작동 직후에 1회 수행되고, 구조체는 토출구(207)로부터 인접한 측상의 전기적 변환 요소(501, 503)의 토출수가 토출구(207)에 이격된 측상의 전열 변환 요소(502, 504)의 토출수보다 많도록 배열된다. 따라서, 이와 같은 구성에 의하면, 비록 그 잉크 유동 경로(202)의 높이는 높지만 그 토출구(207)가 작은 영역을 가지는 경우에 기록 헤드(1002)로부터 소 액적을 토출하는 경우, 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 거품(기포)을 배출함으로써 기록 결함을 발생시키지 않고 잉크를 대량으로 소비하지 않으면서 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있다.

이러한 관점에서, 잉크 제트 기록 헤드가 주 스캐닝 방향으로 이동하는 기록 수단으로서 역할을 할 수 있게 함으로써 기록하는 시리얼형 잉크 제트 기록 장치를 예를 들어 앞에서의 실시예를 설명하였다. 또한, 본 발명은 기록이 기록 매체의 전체 폭을 부분적으로 또는 전체적으로 덮는 라인형 잉크 제트 기록 장치를 사용함으로써 서브 스캐닝에 의해서만 수행되는 라인형 잉크 제트 기록 장치에 동일하게 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 동일한 효과를 얻을 수 있는 그에 결합된 장치를 갖춘 잉크 제트 기록 장치 등뿐만 아니라, 단색 기록을 행하는 잉크 제트 기록 장치, 단일 기록 헤드 또는 복수 기록 헤드를 사용하는 복수의 다양한 컬러로 기록하는 컬러 잉크 제트 기록 장치 및 하나의 동일한 컬러이지만 복수의 다양한 밀도로 기록하는 점진적인 기록에 사용하기 위한 잉크 제트 기록 장치에도 동일하게 적용 가능하다.

또한, 본 발명은 기록 헤드 및 그를 위해 일체로 형성된 잉크 탱크를 갖춘 교환 가능한 카트리지에 사용하기 위한 구조, 잉크 공급에 사용하기 위한 잉크 튜브 등에 의해 연결되는 분리된 부재로서의 잉크 탱크 및 기록 헤드를 형성하는 구조, 또는 동일한 효과를 얻을 수 있는 잉크 탱크 및 기록 헤드의 어떤 다른 구조적 배열에 동일하게 적용할 수 있다.

본 발명은 중간 액적의 토출량 모드의 발사 수 보다 많은 소액적의 토출량 모드의 발사 수로써, 혼합 컬러의 잉크 및 거품(기포)의 존재로 인해 기록 결함이 생성되는 것을 방지하는 것이 가능해지고, 따라서, 고품질의 기록을 유지하는 것을 가능하게 하는 효과가 있다. 또한, 소액적의 토출량 모드에서의 발사 수(토출수)와 중간 액적의 토출량 모드에서의 발사 수(토출수)는 잉크의 종류, 잉크 유동 경로의 구성 및 토출구 면적(개구 면적)등에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다. 또한, 본 발명은 예비 토출의 실행에 의해 완전하게 잉크 유동 경로 내에 거품(기포)을 방출함으로써 기록 결함을 생성하지 않고 또한 잉크의 많은 양을 낭비하지 않고 고품질의 기록을 가능하게 하는 잉크 제트 기록 장치, 잉크 제트 기록 헤드 및 잉크 제트 기록 방법이 제공될 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 사시도.

도2는 도1의 캐리지(carriage) 상에 장착된 잉크 탱크 및 잉크 제트 기록 헤드의 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.

도3은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 장치의 일 실시예의 구조를 개략적으로 도시하는 분해도.

도4는 도3에서 홈이 제공된 실링 플레이트의 구조를 개략적으로 도시하는 확대 사시도.

도5a 및 도5b는 도4에서 각각의 유동 경로에서 복수의 전열 변환 요소의 배열 상태를 개략적으로 도시하는 도면으로, 도5a는 잉크 유동 경로가 컬러에 대해 사용되는 경우를 도시하고, 도5b는 잉크 유동 경로가 블랙에 대해 사용되는 경우를 도시하는 도면.

도6은 본 발명이 적용 가능한 일 실시예에 따른 잉크 제트 기록 헤드의 컬러 잉크 유동 경로를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.

도7은 예로써, 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 중간 액적의 토출량 모드에서 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.

도8은 예로써, 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 큰 액적의 토출량 모드에서 전방 히터 및 후방 히터를 동시에 또는 시간적인 간격을 두고 구동 시킴으로써 예비 토출이 수행되는 상태를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.

도9는 도6의 컬러 잉크 유동 경로에서 작은 액적의 토출량 모드에서 예비 토출을 위해 전방 히터가 구동되는 상태를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.

도10은 본 발명이 적용 가능한 잉크 제트 기록 헤드의 블랙 잉크 유동 경로의 일 실시예를 개략적으로 도시하는 수직 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 소자 기판

102 : 기판

104 : 실링 플레이트

105 : 고정 부재

202 : 잉크 유동 경로

206 : 잉크 공급 튜브

207 : 토출구

502, 504 : 전열 변환 요소

1001 : 캐리지

1002 : 기록 헤드

1003 : 탱크 가이드

1004 : 리드 나사

1005 : 가이드 축

1006 : 기록 시트

1007 : 이송 롤러

1008 : 시트 방출 롤러

1009 : 시트 가압판

1010, 1011 : 잉크 탱크

Claims

기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 장치이며,

각기 다른 발열량을 갖고 각기 개별적으로 구동되는 두 개 이상의 전열 변환 요소가, 토출구까지 각각 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 상기 기록 헤드의 토출구와 연통된 잉크 유동 경로에 배열되어 있고, 예비 토출이 기록에 관여하지 않고 수행될 때, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호가 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소로 공급된 다음, 이어서 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급되는 잉크 제트 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 예비 토출은 라인마다의 기록 직전에 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 예비 토출은 소정 수의 토출마다 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 예비 토출은 흡입 회복 작동 직후 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 장치.
제1항에 있어서, 기록이 수행될 때, 잉크 토출을 위한 구동 신호가 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소로만 공급되는 잉크 제트 기록 장치.
제1항에 있어서, 상기 기록 헤드에는 잉크를 토출하기 위해 사용되어지는 열 에너지를 발생시키기 위한 전열 변환 요소가 제공되는 잉크 제트 기록 장치.
제6항에 있어서, 상기 기록 헤드는 상기 전열 변환 요소에 의해 발생된 열 에너지에 의해 잉크 내에 발생된 막 비등을 사용하여 잉크를 토출하는 잉크 제트 기록 장치.
토출구로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 헤드이며,

각기 다른 발열량을 갖고 각기 개별적으로 구동되는 두 개 이상의 전열 변환 요소가, 토출구까지 각각 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 상기 기록 헤드의 토출구와 연통된 잉크 유동 경로에 배열되어 있고, 예비 토출이 기록에 관여하지 않고 수행될 때, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호가 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소로 공급된 다음, 이어서 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급되는 잉크 제트 기록 헤드.
제8항에 있어서, 상기 예비 토출은 라인마다의 기록 직전에 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 헤드.
제8항에 있어서, 상기 예비 토출은 소정 수의 토출마다 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 헤드.
제8항에 있어서, 상기 예비 토출은 흡입 회복 작동 바로 다음에 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 헤드.
제8항에 있어서, 기록이 수행될 때, 잉크 토출을 위한 구동 신호가 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소로만 공급되는 잉크 제트 기록 헤드.
제8항에 있어서, 상기 기록 헤드에는 잉크를 토출하기 위해 사용되어지는 열 에너지를 발생시키기 위한 전열 변환 요소가 제공되는 잉크 제트 기록 헤드.
제13항에 있어서, 상기 기록 헤드는 상기 전열 변환 요소에 의해 발생된 열 에너지에 의해 잉크 내에 발생된 막 비등을 사용하여 잉크를 토출하는 잉크 제트 기록 헤드.
기록 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 기록 매체에 기록하기 위한 잉크 제트 기록 방법이며,

각기 다른 발열량을 갖고 각기 개별적으로 구동되는 두 개 이상의 전열 변환 요소를 토출구까지 각각 상이한 거리로 잉크 유동 경로를 따라 상기 기록 헤드의 토출구와 연통된 잉크 유동 경로 내에 배열시키는 단계와,

예비 토출이 기록에 관여하지 않고 수행될 때, 잉크를 토출하기 위해 필요한 구동 신호를 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소에 공급된 다음, 이어서 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소에 공급하는 단계를 포함하는 잉크 제트 기록 방법.
제15항에 있어서, 상기 예비 토출은 라인마다의 기록 직전에 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 방법.
제15항에 있어서, 상기 예비 토출은 지정된 수의 토출마다 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 방법.
제15항에 있어서, 상기 예비 토출은 흡입 회복 작동 직후에 수행되는 예비 토출이고, 토출구로부터 가까운 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수는 토출구로부터 먼 측의 전열 변환 요소의 토출 횟수보다 많은 잉크 제트 기록 방법.
제15항에 있어서, 기록이 수행될 때, 잉크 토출을 위한 구동 신호가 토출구에 가까운 측의 전열 변환 요소로만 공급되는 잉크 제트 기록 방법.