KR19980080614A - 히터 소자용 워밍 및 점화 펄스를 발생시키기 위한 구동기 회로를 가지는 잉크 젯 프린터 - Google Patents

히터 소자용 워밍 및 점화 펄스를 발생시키기 위한 구동기 회로를 가지는 잉크 젯 프린터 Download PDF

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존제이.맥아들
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Abstract

오리피스를 가지는 하나이상의 잉크 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 프린트 카트리지를 포함하는 잉크 젯 인쇄 장치가 제공된다. 더욱이, 이 장치는 지연 기간 만큼 분리된 저항 히터 소자에 워밍 및 점화 펄스를 가하기 위해 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로를 포함한다. 워밍 펄스는 저항 히터 소자로 히터 소자에 인접한 잉크 부분을 예열하게 하고, 점화 펄스는 잉크 비말(droplet)을 챔버 오리피스로부터 분사되게 하는 챔버 내의 증기 버블을 저항 히터 소자로 발생하게 한다.

Description

히터 소자용 워밍 및 점화 펄스를 발생시키기 위한 구동기 회로를 가지는 잉크 젯 프린터
본 발명은 워밍 및 점화 펄스(warming and firing pulse)를 잉크 젯 프린터 히터 소자에 가하기 위한 구동기 회로를 갖고 있는 잉크 젯 프린터에 관한 것이다.
드롭-온-디멘드(Drop-on-demand) 잉크 젯 프린터는 비말(droplet)을 분출하기 위해 잉크 충전 챔버내에 증기 버블을 발생시키기 위해 열 에너지를 이용한다. 열 에너지 발생기 또는 히터 소자, 통상적으로 저항기는 방전 오리피스 근처의 챔버내에 배치된다. 단일 히터 소자를 각각 갖추고 있는 다수의 챔버는 프린터의 인자판내에 제공된다. 저항기는 잉트를 순간적으로 증발시키고 잉크 비말을 분출하는 버블을 형성하기 위해 에너지 펄스에 개별적으로 역점을 두고 다룬다. 양호하게는 각각의 잉크 비말을 오리피스에서 종이와 같은 기록 매체로 이동함에 따라서 거의 직선 경로를 따라 전달된다. 일반적으로, 직선 경로는 인자판과 수직을 이룬다. 때로는, 소량의 잉크가 한 개 이상의 오리피스 근처의 인자판의 외부면에 모아진다. 비말이 오리피스 외부로 전달됨에 따라, 비말은 이동에 기준하여 이들의 의도된 직선 경로로부터 비말이 전환되게 하는 이러한 초과 잉크에 의해 접촉될 수 있다.
잉크가 인자판 오리피스 근처에 모아지고, 분사된 비말을 접촉시키는 경우일지라도 거의 직선 경로를 따라 전달하는 비말을 발생시키는 잉크 젯 프린터를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 워밍 펄스를 지연 기간 만큼 서로가 분리된 점화 펄스를 각각의 히터 소자에 가하는 잉크 젯 인쇄 장치에 관한 것이다. 제 1 양의 열 에너지가 워밍 펄스의 결과로서 히터 소자의 표면 상에만 배치된 잉크의 박막에 가해진다. 이러한 에너지는 지연 기간 중에 잉크내에 확산 또는 번짐이 발생되게 할 수 있다. 제 2 양의 열 에너지는 점화 펄스가 지연 기간의 종말에 히터 소자에 가해질 때 히터 소자상에만 잉크를 전달한다. 지연 기간이 너무 길거나 너무 짧지 않다고 가정하면, 제 1 및 제 2 양의 열 에너지는 증가된 운동량을 가지는 분사 버블을 형성할 수 있다. 이러한 버블은 최종 분사된 잉크 비말로 증가된 운동량을 마찬가지로 가지게 한다. 그러나, 증가된 운동량은 비말 덩어리가 아니라 속도가 충분히 넓은 범위의 증가로 인해서이다. 이러한 증가된 속도로 인해 본 발명의 인쇄 장치에 의해 분사된 비말은 인자판의 외부면상에 모집되는 잉크에 의해 이들의 의도된 직선 경로로부터 마찬가지로 덜 전환된다.
도 1은 본 발명에 따라서 구성된 인쇄 장치를 부분적으로 분해하여 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 구동기 회로에 의해 히터 소자에 인가된 워밍 및 점화 펄스를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 제 1 플레이트의 단면의 외부면, 부분적으로 제거된 제 1 플레이트의 다른 단면 및 칩 부분이 완전히 제거된 제 1 플레이트의 단면을 가지는 제 1 가열 칩 부분의 표면을 도시한 제1 인자판 부분의 평면도.
도 4는 도 3의 라인 4-4 를 따라 절취하여 도시한 도면.
도 5는 제 2 인자판 부분을 상이한 깊이로 부분 절취하여 도시한 평면도.
도 6 및 도 6a 내지 6c는 시뮬레이션 데이터를 도시한 도면.
도 7 내지 도 14는 데이터를 도시한 도면.
도 15도는 본 발명의 구동기 회로를 도시한 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20, 30 : 카트리지 22, 32 : 잉크통
24, 34 : 인자판 28, 38 : 히터 소자 구동 회로
42 : 가이드 레일 44 : 구동 메커니즘
44b : 구동 풀리 50, 60 : 히터 칩
52, 62 : 히터 소자 54, 64 : 플레이트
55, 65 : 버블 챔버 56a, 66a : 오리피스
58, 68 : 잉크 공급 채널 70 : 구동기 회로
74 : ASIC 200 : 열 경계층
지금부터 도 1을 참조하면, 본 발명에 따라서 구성된 잉크 젯 인쇄 장치(10)가 도시되어 있다. 이것은 제 1 비말을 분사하기 위한 제 1 프린트 카트리지(20) 및 제 2 비말을 분사하기 위한 제 2 프린트 카트리지(30)를 포함한다. 카트리지(20 및 30)는 가이드 레일(42) 상에서 반복적으로 미끄러지게 지지되는 캐리어(40)내에 지지된다. 구동 메커니즘(44)은 가이드 레일(42)을 따라서 캐리어(40)를 전ㆍ후로 왕복 운동하도록 제공된다. 구동 메커니즘(44)은 구동 풀리(44b)를 갖고 있는 모터(44a), 구동 풀리(44b) 및 아이들러 풀리(44d) 상에서 연장하는 구동 벨트(44c)를 포함한다. 캐리어(40)는 구동 벨트(44c)로 이동하도록 구동 벨트(44c)에 고정 접속된다. 모터(44a)의 동작은 구동 벨트(44c)로 후진 및 전진 이동시키므로, 캐리어(40) 및 프린트 카트리지(20 및 30)를 후진 및 전진 이동시킨다. 프린트 카트리지(20 및 30)가 후진 및 전진 이동함에 따라서, 이들은 잉크 비말을 이 밑에 제공되는 지면(12) 상에 분사한다.
제 1 프린트 카트리지(20)는 잉크로 충전된 제 1 잉크통(22), 및 도 3 및 도 4에서 일 수 있는 바와 같이 잉크통(22)과 접착식으로나 그렇지 않은 경우 결합된 제 1 인자판(24)을 포함한다. 제 2 프린트 카트리지(30)는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 잉크로 충전된 제 2 잉크통(32) 및 제 2 인자판(34)을 포함한다. 제 1 및 제 2 잉크통(22 및 32)은 중합체의 콘테이너를 양호하게 포함한다. 잉크통(22 및 32)은 잉크로 재충전될 수 있다.
제 1 인자판(24)은 다수의 제 1 저항 히터 소자(52)를 가지는 제 1 히터 칩(50)을 포함한다. 더욱이, 제 1 인자판(24)은 제 1 크기의 제 1 비말이 분사되는 다수의 제 1 오리피스(56a)를 정하는 플레이트를 통해 연장하는 다수의 제 1 개구(56)를 가지는 제 1 플레이트(54)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 제 1 비말을 흑색이다.
제 1 플레이트(54)는 열압축 접합 처리를 포함하는 종례에 공지된 기술에 의해 제 1 칩(50)과 접합된다. 제 1 플레이트(54) 및 히터 칩(50)이 함께 접합될 때, 제 1 플레이트(54)의 단면(54a) 및 제 1 히터 칩(50)의 단면(50a)은 다수의 제 1 버블 챔버(55)를 정한다. 잉크통(22)에 의해 공급된 잉크는 잉크 공급 채널(58)을 경유하여 버블 챔버(55)내로 흐른다. 제 1 저항 히터 소자(52)는 히터 칩(30) 상에 배치되므로, 각각의 버블 챔버(55)는 제 1 히터 소자(52) 만을 가지고 있다. 각각의 버블 챔버(55)는 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 하나의 제 1 오리피스(56a)와 통한다.
제 2 인자판(34)은 다수의 제 2 저항 히터 소자(62)를 가지고 있는 제 2 히터칩(60)을 포함한다. 더욱이, 제 2 인자판(34)은 다수의 제 2 오리피스(66a)를 정하는 플레이트를 통해 연장하는 다수의 제 2 개구(66)를 가지고 있는 제 2 플레이트(64)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 청록색, 자홍색 또는 노랑색 잉크의 제 2 컬러 비말은 제 2 오리피스(66a)를 통해 분사된다. 제 2 비말은 제 1 비말의 제 1 크기보다 작은 제 2 크기를 가진다. 또한, 제 1 및 제 2 비말은 크기가 동일할 수 있다고 할 수 있다.
제 2 플레이트(64)는 제 1 플레이트(54)가 제 1 칩(50)에 접속되는 것과 동일한 방식으로 제 2 칩(60)에 접합될 수 있다. 제 2 플레이트(64) 및 제 2 히터 칩(60)이 함께 접합될 때, 제 2 플레이트(64)의 단면(64a) 및 제 2 히터 칩(60)의 단면(60a)은 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 다수의 제 2 버블 챔버(65)를 정한다. 별도의 잉크 충전 챔버(도시하지 않음)를 가지는 잉크통(22)에 의해 공급된 청록색, 자홍색 및 노랑색 잉크는 잉크 공급 챔버(68)를 통해 버블 챔버(65) 내로 흐른다. 각각의 버블 챔버(65)는 단일 히터 소자(62)를 갖추고 있고 단일 제 2 오리피스(66a)와 통한다.
본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 저항 히터 소자(52 및 62)는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 지연 기간 만큼 분리된 워밍 및 점화 전압 펄스(P1및 P2)에 의해 별도로 역설된다. 워밍 펄스(P1)는 펄스폭(t3), 및 예증이 되는 실시예에 있어서, 워밍 펄스((P1)와 동일한 전압 진폭을 갖고 있다. 후술한 바와 같이, 이러한 펄스는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 구동기 회로(70)에 의해 제공된다.
히터 소자(52 및 62)들 중 하나의 소자에 점화 펄스의 인가 중에, 잉크 히터 소자는 108℃/sec를 초과하는 속도의 온도 상승과 조화를 이룬다. 잉크가 과열 한계(약 330℃)에 도달할 때, 이것은 응집하거나 증기로 증발한다. 본 발명의 참고 문헌으로 이용된 A Theoretical and Experimental Examination of Thermal Ink Jet Nucleation Criteria, IST' NIP12 : Internal Conference on Digital Printing Technologies(1996)을 참조 하시오. 버블 내의 수증기는 낮은 확산도를 갖고 있으므로, 잉크는 결정핵 생성(nucleation) 또는 버블 성장이 개시될 때 히터 소자와 거의 열적으로 분리된다. 그러므로, 결정핵 생성이 개시될 때, 버블 성장은 잉크 내에 저장된 열 에너지, 즉, 증기상(vapor phase)이 히터 소자의 표면으로부터 액체 잉크를 분리하기 전에 잉크의 액상(liquid phase)으로 히터 소자에 의해 전달된 열 에너지에 의해 촉진된다. 버블의 기능은 잉크 비말이 버블 챔버 오리피스로부터 분출되도록 잉크를 버블 챔버내에서 배출시키기 위한 것이다.
워밍 펄스는 제 1 양의 열 에너지로 히터 소자에 의해 액체 잉크로 전달되게 하고, 점화 펄스가 제 2 양의 열 에너지를 액체 잉크로 전달하게 한다. 워밍 펄스는 잉크가 과열 한계까지 가열되게 하지는 않는다. 제 1 양의 열 에너지는 지연 기간 중에 액체 잉크로 확산 또는 번짐이 발생되게 할 수 있다.
열 에너지가 히터 소자에 의해 전달되는 히터 소자 주변의 잉크층을 열 경계층이라 칭한다. 이것은 적용된 모든 범위를 포함하는 약 0.1 미크론(micron)에서 1.5 미크론으로 확장하고, 양호하게는 워밍 펄스(P1) 이후의 히터 소자 바로 위의 잉크층내에서 약 0.7 미크론에서 약 1.2 미크론으로 확장하며, 적용된 모든 범위를 포함하는 약 2.5 미크론에서 약 4.0 미크론으로 확장하며, 양호하게는 가열 펄스(P2) 이후의 잉크 내에서 약 2.7 미크론에서 약 3.2 미크론으로 확장한다. 열 경계층을 형성하는 잉크는 버블 챔버 내의 나머지 잉크의 온도를 0℃ 이상 만큼, 양호하게는 1.0℃ 이상 만큼 초과하는 온도를 갖고 있다. 워밍 펄스 직후의 히터 소자 바로 위의 잉크의 온도는 약 60℃를 초과하고, 양호하게는 약 100℃를 초과하며, 보다 양호하게는 약 150℃를 초과하지만, 250℃ 미만이다. 지연 기간 직후의 히터 소자 바로 위의 잉크의 온도는 약 100℃를 초과하고, 보다 양호하게는 약 120℃를 초과한다.
도 6 및 6a에 있어서, 예증이 되는 시뮬레이션 결과는 약 11.75V의 진폭 및 약 0.3 ㎲와 같은 펄스폭(t1)을 가지는 워밍 펄스(P1), 및 약 11.75V의 진폭 및 약 0.9 ㎲와 동일한 지연 기간(t2) 만큼 워밍 펄스(P1)와 분리된 약 1.3 ㎲와 같은 펄스폭(t3)을 가지는 점화 펄스(P2)를 수신하고 저항이 28 Ω이고, 폭이 약 32.5μ이며 전장이 약 32.5μ인 히터 소자에 대해 도시한 것이다. 도 6 및 6a에서 알 수 있는 바와 같이, 열 경계층(200)은 워밍 펄스(P1) 이후의 히터 소자의 표면 상에서 Y-방향으로 약 0.8 미크론 만큼 확장되고, 점화 펄스(P2) 이후의 히터 소자 상에서 약 0.8 미크론 만큼 확장된다. 지연 기간 중에, 잉크와 히터 소자 사이의 계면(interface)은 워밍 펄스의 결과로서 발생된 열 에너지가 잉크 내에서 확산하는 중에 냉각된다. 이렇게 확산된 에너지는 결정핵 생성 전에 열 경계층의 크기를 증가시키기 위해 점화 펄스에 의해 발생된 열 에너지와 조합한다.
도 6b에 있어서, 예증이 되는 시뮬레이션 결과는 진폭이 약 11.75V이고, 펄스폭(t1)이 약 0.5 ㎲와 같은 워밍 펄스(P1) 및 진폭이 약 11.75V이고, 펄스폭(t3)이 약 2.0 ㎲와 같은 지연 기간(t2) 만큼 워밍 펄스에서 분리된 약 1.1 ㎲와 같은 점화 펄스(P2)를 수신하는 저항이 약 28Ω이고, 폭이 32.5μ이며, 전장이 약 11.75V인 히터 소자에 대해 도시한 것이다. 도 6b에서 알 수 있는 바와 같이, 열 경계층은 워밍 펄스(P1) 이후의 히터 소자의 표면 상에서 Y-방향으로 약 1.1 미크론 확장되고, 점화 펄스(P2) 이후의 히터 소자 상에 약 3.1 미크론 확장된다.
도 6c에 있어서, 예증이 되는 시뮬레이션 결과는 도 6A 및 도 6B의 예에서 히터 소자와 동일한 저항 및 크기를 가지고 있는 히터 소자에 대해 도시한 것이다. 이것은 진폭이 약 11.75V이고, 펄스폭이 약 1.6 ㎲인 점화 펄스를 수신한다. 그러므로, 워밍 펄스 및 지연 기간이 제공된다. 이러한 예에 있어서, 열 경계층은 점화 펄스 이후의 히터 소자의 표면 상에서 2.46 미크론만 확장된다. 더욱이, 0.216μJ의 에너지만이 도 6a의 예에서 0.300μJ의 에너지 및 도 6b의 예에서 0.346μJ의 에너지에 비해서 결정핵 생성시에 열 경계부로 전달되고, 히터 소자로 전해진 총 에너지량은 도 6a 및 도 6b의 예에서와 동일하지만, 점화 펄스를 최소한 2개의 펄스로 분할하면 인자판의 열효과가 증가한다는 것이 명백해 진다.
양호하게는 열 경계층의 일부분을 형성하지는 않는 버블 챔버내의 잉크는 온도가 약 20℃에서 약 50℃까지이고, 보다 양호하게는 약 25℃ 이상이지만, 약 50℃ 미만이다. 열 경계층 내부 및 잉크 공급 채널 (58 및 68)내의 잉크의 온도는 본 발명의 참고 문헌으로 이용된 INK JET PRINTHEAD HEATING이란 명칭의 미합중국 특허 출원 제08/528,487호에 기재된 바와 같이 기판 히터를 경유하여 히터칩(50 및 60)의 온도를 조정함으로써 제어될 수 있다. 워밍 펄스(P1)가 가해진 후에, 열 경계층은 0% 이상 10% 미만으로 양호하게 충전되고, 양호하게는 버블 챔버 체적의 약 3%와 약 5% 사이이며, 버블 챔버 오리피스 이하이다. 결정핵 생성 직전에, 열 경계층은 10% 이상 20% 미만으로 충전되고, 양호하게는 버블 챔버 체적의 약 10%와 약 15% 사이이며, 히터 소자 상에 직접 배치되고, 버블 챔버 오리피스 밑에 직접 배치된다.
지연 기간이 매우 길거나 매우 짧지 않다고 가정하면, 워밍 펄스는 결정핵 생성, 즉 열 경계층(200)의 크기가 증가하기 전에 잉크내에 저장된 열 에너지의 양을 증가시킬 수 있다. 저장된 열 에너지의 이러한 증가는 분사 버블의 성장을 강력하게 하는데 이용할 수 있는 연료량의 증가에 대응한다. 결정핵 생성시에 열 경계층 내에 저장된 열 에너지는 도 6a의 예에서 0.300μJ이고, 도 6b의 예에서 0.346μJ이며 도 6c의 예에서 0.216μJ이다. 명확하게는, 저장된 에너지는 워밍 펄스 및 지연 기간이 이러한 결과로 입증하는데 이용될 때 증가한다.
그러므로, 최종 분사 버블의 운동량이 증가한다. 시뮬레이션된 음향 임펄스 데이터를 취하고, 이것은 결정핵 생성 처리에 관련된 히터 소자의 영역만큼 데이터(즉, 음향 임펄스)를 승산함으로써 나타난다. 이러한 데이터로부터, 버블 운동량은 워밍 펄스 및 점화 펄스(P1및 P2)가 지연 기간 만큼 분리될 때 증가하고, 저항 히터 소자가 워밍 밍 점화 펄스(P1및 P2)의 조합 에너지량과 거의 같은 에너지량을 가하는 단일 점화 펄스를 수신할 때 발생하는 버블의 운동량과 비교시 히터 소자에 인가된다는 것을 나타낸다.
증가된 운동량을 가지는 버블은 증가된 운동량을 가지는 분사된 잉크 비말을 발생시킨다. 후술한 예에서 입증될 수 있는 바와 같이, 비말 운동량의 증가는 비말 질량이 아니라 비말 속도의 증가에 따른 충분한 확장으로 인해서이다.
지연 기간은 약 0.5 ㎲에서 약 2.0 ㎲ 까지가 양호하다. 지연 기간이 매우 짧은 경우, 잉크 히터 소자의 계면 온도는 히터 소자에 점화 펄스의 인가중에 비교적 높게 유지된다. 결과적으로, 결정핵 생성은 점화 펄스의 초기 부분중에 발생하므로, 시량을 감소시키면 증기상이 히터 소자의 표면으로부터 액체 잉크로 분리하기 전에 액체 잉크로 히터 소자에 의해 전달될 수 있다. 지연 기간이 매우 긴 경우, 히터 소자로의 워밍 펄스의 인가 중에 액체 잉크로 전달된 열 에너지는 히터 소자에서 떨어져 배치되거나 인자판의 구조물 내에 배치된 잉크 내에 확산될 수 있다. 수용가능한 평형은 지연 기간이 약 0.5 ㎲에서 약 2.0 ㎲까지일 때 잉크 히터 소자 계면 온도와 열 확산 사이에 존재한다고 믿어진다.
다음 예는 단지 설명하고자 하는 것이지 제한하고자 하는 것은 아니다.
예 1
600 DPI(dots per inch) 모노, 즉 흑색 수용성 잉크 인쇄 장치가 이용된다. 데이터는 지연 기간이 제공되는 상태 및 제공되지 않은 상태에서 취해진다. 점화 펄스만이 히터 소자에 인가될 때, 각각의 점화 펄스는 1.6 ㎲의 펄스폭 및 약 11.75V의 진폭을 갖고 있다. 워밍 및 점화 펄스가 인가될 때, 각각의 워밍 펄스는 약 0.3 ㎲의 펄스폭 및 약 11.75V의 진폭을 가지고 있고, 점화 펄스는 약 1.3 ㎲의 펄스폭 및 약 11.75V의 진폭을 가지고 있으며, 지연 기간은 0.9 ㎲이다.
도 7에는 비말 속도 대 노즐 잉크 온도가 도시되어 있고, 도 8에는 비말 질량 대 노즐 잉크 온도가 도시되어 있다. 지연 기간은 장방형 데이터 점이 모아질 때 제공되고, 지연 기간은 원형 데이터점이 모아질 때 전혀 제공되지 않는다. 노즐 잉크 온도는 버블 챔버내로 흘려서 내부에 충전되는 잉크의 온도이다. 지연 기간이 있거나 없는 상태에서 비말 속도 및 비말 질량은 노즐 잉크 온도가 증가함에 따라 증가한다는 것을 이러한 데이터에서 알 수 있다. 이것은 온도가 증가함에 따라 버블 챔버내의 잉크의 속도가 감소하기 때문에 발생한다.
도 9에는 비말 속도 대 지연 기간이 도시되어 있고, 도 10에는 비말 질량 대 지연 기간이 도시되어 있다. 도 9 및 도 10에 도시된 데이터는 약 11.75V의 진폭 및 약 0.3 ㎲와 같은 펄스폭(t1)을 가지는 워밍 펄스(P1) 및 약 11.75V의 진폭 및 약 1.3 ㎲와 같은 펄스폭을 가지는 점화 펄스(P2)가 히터 소자에 인가될 때 취해진다. 하나의 워밍 펄스(P1) 및 하나의 점화 펄스(P2)의 조합 에너지는 상술한 단일 1.6 ㎲ 점화 펄스에 의해 공급된 총 에너지량과 같다. 노즐 잉크 온도는 약 28℃이다. 도 9에서 알 수 있는 바와 같이, 비말 속도는 약 1 ㎲ 이상의 지연 기간이 이용될 때 약 420 inch/sec 만큼 증가한다. 비말 속도는 0 지연 기간이 이용되고, 0.6 ㎲ 점화 펄스가 인가될 때 약 310 inch/sec이다. 그러므로, 지연 기간이 이용될 때, 비말 속도는 다음 식에서 결정된 바와 같이 약 35% 만큼 증가한다.
속도의 변화율=((VDP-VO)/VO)x100[%]
여기에서,
VDP= 지연 기간이 제로가 아닌 속도
VO= 지연 기간이 제로인 속도
또한, 질량은 지연 기간이 약 1 ㎲를 초과할 때 증가한다. 이러한 증가는 약 28.0 나노그램 이하에서 머무르게 되는 비말 질량에 가깝다. 비말은 0 지연 기간이 이용되고, 1.6 ㎲ 점화 펄스가 인가될 때 약 23.0 나노그램 이다. 그러므로, 비말 질량은 다음 식에서 결정된 바와 같이 약 22% 만큼 증가한다.
질량의 변화율 = ((MDP-MO)/MO)×100[%]
여기에서,
MDp= 지연 기간이 제로가 아닌 질량
Mo= 지연 기간이 제로인 질량
지연 기간이 없는 상태에서 약 420 inch/sec의 비말 속도를 달성하기 위해서, 노즐 잉크 온도는 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 약 80℃로 상승되어야 한다. 이러한 온도에서, 비말 질량은 도 8에서 알 수 있는 바와 같이 약 43.0 나노그램이다. 약 1.6 ㎲의 지연 기간이 이용될 때, 유사한 비말 속도가 달성되지만(즉, 약 420 inch/sec), 비말 질량은 도 9 및 도 10에서 알 수 있는 바와 같이 매우 작다. 즉 약 26 나노그램이다.
예 2
600 DPI 컬러 인쇄 장치가 이용된다. 데이터는 지연 기간이 제공된 상태 및 제공되지 않은 상태에서 취해진다. 점화 펄스만이 히터 소자에 인가될 때, 각각의 점화 펄스는 1.6 ㎲의 펄스폭 및 약 11.75V의 진폭을 갖고 있다. 워밍 및 점화 펄스가 인가될 때, 각각의 워밍 펄스는 약 0.3 ㎲의 펄스폭 및 약 11.75V의 진폭을 갖고 있고, 각각의 점화 펄스는 약 1.3 ㎲의 펄스폭 및 약 11.75V의 진폭을 갖고 있으며, 지연 기간이 0.9 ㎲이다.
도 11에는 비말 속도 대 노즐 잉크 온도가 도시되어 있고, 도 12에는 비말 질량 대 노즐 잉크 온도가 도시되어 있다. 지연 기간은 장방형 데이터점이 모아질 때 제공되고, 지연 기간은 원형 데이터점이 모아질 때 전혀 제공되지 않는다. 지연 기간이 있는 상태 또는 없는 상태에서 비말 속도 및 비말 질량은 노즐 잉크 온도가 증가함에 따라서 증가한다는 것을 이러한 데이터에서 알 수 있다.
도 13은 비말 속도 대 지연 기간이 도시되어 있고, 도 14에서 비말 질량 대 지연 기간이 도시되어 있다. 도 13 및 도 14에 도시된 데이터는 약 11.75V의 진폭 및 약 0.3 ㎲와 같은 펄스 폭(t1)을 가지는 워밍 펄스(P1) 및 약 11.75V의 온도 및 약 1.3 ㎲와 같은 펄스폭을 가지는 점화 펄스가 히터 소자에 인가될 때 취해진다. 하나의 워밍 펄스(P1) 및 하나의 점화 펄스(P2)의 조합 에너지는 상술한 단일 1.6 ㎲ 점화 펄스 만큼 공급된 총 에너지량과 같다. 노즐 잉크 온도는 약 28℃이다. 도 B에서 알 수 있는 바와 같이, 비말 속도는 약 1 ㎲와 2 ㎲ 사이의 지연 기간이 이용될 때 약 550 inch/sec와 같거나 이를 초과한다. 비말 속도는 0 지연 기간이 이용될 때 약 475 inch/sec이다. 그러므로, 비말 속도는 지연 기간이 이용될 때 약 16% 만큼 증가한다. 또한, 비말 질량은 지연 기간이 약 1 ㎲와 2 ㎲ 사이일 때 증가한다. 이것은 약 22.0 나노그램과 같거나 이보다 작다. 비말 질량은 0 지연 기간이 이용될 때 약 18 나노그램이다. 그러므로, 비말 질량은 지연 기간이 이용될 때 약 22% 만큼 증가한다.
도 13 및 도 14내의 데이터와 도 11과 도 12내의 데이터를 비교하면, 지연 기간이 없는 상태에서 약 550 inch/sec의 비말 속도를 얻기 위해서, 노즐 잉크 온도가 약 83.0℃로 상승되어야 한다. 이러한 온도에서, 비말 질량은 약 28.0 나노그램이다. 약 1.0 ㎲와 2.0 ㎲ 사이의 지연 기간이 이용될 때, 유사한 비말 속도가 달성되지만, 비말 질량은 매우 작은, 즉 약 22.0 나노그램 미만이다.
따라서, 본 발명에 있어서, 비말 속도가 증가하면 발생하고 있는 비말 질량을 충분히 증가시키지 않고서도 달성될 수 있다. 이것은 인쇄질이 스폿의 크기에 따라 크게 좌우되고 스폿 크기는 비말 질량에 따라 변하기 때문에 유리하다. 증가된 노즐 잉크 온도에서 발생하는 비말 질량의 실제 증가는 장치의 이미징 가능 출력(imaging capability)을 열화시킨다. 부수적으로, 속도를 증가시키기 위해 버블 챔버내로 흐르는 잉크의 전체 체적을 실제로 가열하는 것이 요구된다. 노즐 잉크 온도가 잉크통 잉크 온도 이상으로 상당히 상승할 때, 유용성 공기가 용액에서 빠져나가, 버블 챔버내의 에어 포켓(Air Pocket)에 축적함으로써 고속 분출을 방지한다. 비말 속도를 증가시켜서, 잉크 비말이 인자판의 외부면 상에 모아지는 잉크에 의해 이들의 의도된 직선 경로로부터 마찬가지로 덜 전달되게 한다.
지연 기간이 약 0.5 ㎲에서 약 2.0 ㎲ 까지일 때, 워밍 펄스폭(t1)은 약 0.1 ㎲에서 약 0.5 ㎲ 까지이고, 점화 펄스폭(t3)은 약 1.0 ㎲에서 약 3.0 ㎲까지이며, 워밍 펄스 전압 진폭을 점화 펄스 전압 진폭과 거의 같고, 워밍 펄스(P1)와 점화 펄스(P2)의 조합에 의해 제 1 및 제 2 히터 소자의 각각에 인가된 총 에너지 밀도는 약 3000 J/㎡과 약 5000 J/㎡ 사이이고, 히터 소자의 전력 밀도는 약 2 GW/㎡ 이상이며, 비말 속도는 약 10%에서 약 40%까지, 양호하게는 약 20%에서 약 40%까지 증가하지만 비말 질량은 약 1.5 ㎲에서 약 3.0 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 점화 펄스(즉, 지연 기간 만큼 분리된 2개의 펄스가 아니라 단일 펄스)만을 수신하는 동일한 히터 소자를 발생하는 비말에 비해서 약 20% 미만에서 약 25% 까지 증가하는데, 점화 펄스는 본 발명의 워밍 펄스 및 점화 펄스의 조합에 의해 인가된 총 에너지 밀도와 거의 같은 에너지 밀도를 히터 소자에 인가한다.
지연 기간이 이용될 때, 최종 비말은 약 10 나노그램 내지 약 40 나노그램의 질량이고, 약 300 inch/sec 내지 약 700 inch/sec의 속도에서 분사된다. 특히, 모노 프린터에 있어서, 비말은 약 20 나노그램 내지 약 40 나노그램의 질량을 가지고 있고, 약 300 inch/sec 내지 약 600 inch/sec의 속도에서 분사되며, 컬러 프린터에 있어서, 비말은 약 10 나노그램 내지 약 25 나노그램의 질량을 가지고 있고, 약 400 inch/sec 내지 약 700 inch/sec의 속도에서 분사된다.
더욱이, 제 1 프린트 카트리지(20)는 도 15에서 알 수 있는 바와 같이 제 1 프린트 카트리지 인에이블 회로(26)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 제 1 인에이블 회로(26)는 13개의 제 1 전계 효과 트랜지스터(FET : 26a)를 포함한다. 이와 마찬가지로, 제 2 프린트 카트리지(30)가 13개의 제 2 전계 효과 트랜지스터(36a)를 포함하는 제 2 프린트 카트리지 인에이블 회로(36)를 더 포함한다.
구동기 회로(70)는 마이크로프로세서(72), 응용 주문형 집적 회로(ASIC : 74), 프린트 카트리지 선택 회로(80) 및 공통 구동 회로(90)를 포함한다.
프린트 카트리지 선택 회로(80)는 제 1 프린트 카트리지(20) 및 제 2 프린트 카트리지들 중 하나의 카트리지를 선택적으로 인에이블 시킨다. 이것은 도체(80b)로 제 1 FET(26a)의 게이트에 전기적으로 결합되는 제 1 출력(80a)을 갖고 있다. 또한, 이것은 도체(80d)를 경유하여 제 2 FET(36a)의 게이트에 전기적으로 결합되는 제 2 출력(80c)을 갖고 있다. 그러므로, 제 1 출력(80a)에 제공된 프린트 카트리지 선택 신호는 제 1 카트리지(20)의 동작을 선택하는데 이용되고, 제 2 출력(80c)에 제공된 제 2 프린트 카트리지 선택 신호는 제 2 카트리지(30)의 동작을 선택하는데 이용된다. 프린트 카트리지 선택 회로(80)는 ASIC(74)에 전기적으로 결합되고, ASIC(74)에서 수신된 공통 신호에 응답하여 적절한 프린트 카트리지 선택 신호를 발생시킨다.
다수의 제 1 저항 히터 소자(52)는 그룹으로 분할된다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 16개의 제 1 히터 소자(52)를 각각 가지는 13개의 제 1 그룹(52a)이 제공된다. 이와 유사하게, 다수의 제 2 저항 히터 소자(62)는 16개의 제 2 히터 소자(62)를 각각 가지고 있는 13개의 제 2 그룹(62a)으로 분할된다.
공통 구동 회로(90)는 전원 공급 장치(100) 및 다수의 제 1 및 제 2 저항 히터 소자(52 및 62)에 전기적으로 결합되는 다수의 구동기(92)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 16개의 구동기(92)가 제공된다. 16개의 구동기(92)의 각각은 13개의 제 1 그룹(52a)의 각각 내의 16개의 제 1 히터 소자(52)들 중 하나의 소자 및 13개의 제 2 그룹(62a)의 각각 내의 16개의 제 2 히터 소자(62)들 중 하나의 소자에 전기적으로 결합된다. 그러므로, 각각의 구동기(92)는 13개의 제 1 히터 소자(52) 및 13개의 제 2 히터 소자(62)에 결합된다. 구동기(92)는 전계 효과 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터를 포함한다.
더욱이, 제 1 프린트 카트리지(20)는 제 1 히터 소자(52) 및 13개의 제 1 전계 효과 트랜지스터(FET : 26a)에 전기적으로 결합된 제 1 히터 소자 구동 회로(28)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 제 1 히터 소자 구동 회로(28)는 13개 그룹의 16개의 제 3 전계 효과 트랜지스터(FET : 28a)를 포함한다. 13개 그룹의 각각내의 FET(28a)는 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 도체에 의해 13개의 제 1 FET(26a)들 중 하나의 FET의 소오스에 이의 게이트와 접속된다. 각각의 제 3 FET(28a)의 드레인은 제 1 히터 소자(52)들 중 하나의 소자에 전기적으로 결합된다. 각각의 제 3 FET(28a)의 소오스는 접지에 접속된다.
더욱이, 제 2 프린트 카트리지(30)는 제 2 히터 소자(62) 및 13개의 제 2 전계 효과 트랜지스터(FET : 36a)에 전기적으로 결합된 제 2 히터 소자 구동 회로(38)를 포함한다. 예증이 되는 실시예에 있어서, 제 2 히터 소자 구동 회로(38)는 13개 그룹의 16개의 제 4 전계 효과 트랜지스터(FET)(38a)를 포함한다. 13개 그룹의 각각내의 FET(38a)는 도체(38b)에 의해 13개의 제 2 FET(36a)들 중 하나의 FET의 소오스에 이들의 게이트가 접속된다. 제 4 FET(38a)의 각각의 드레인은 제 2 히터 소자(62)들 중 하나의 소자에 전기적으로 결합된다. 제 4 FET(38a)의 각각의 소오스는 접지에 접속된다.
더욱이, 구동기 회로(70)는 다수의 선택 구동기(76a), 즉 예증이 되는 실시예에서 13개의 구동기를 포함하는 저항 히터 소자 그룹 선택 회로(76)를 포함한다. 13개의 선택 구동기(76a)의 각각은 제 1 FET(26a)들 중 하나의 FET의 드레인 및 제 2 FET(36a)들 중 하나의 FET의 드레인에 각각 접속된다. ASIC(74)는 13개의 선택 신호를 13개의 선택 구동기(76a)에 순차적으로 발생시킨다. 그러므로, 예증이 되는 실시예에 있어서, 단일 선택 구동기(76a) 만이 소정의 정해진 시간에 활성화된다.
소정의 점호 기간 중에, 제 1 히터 소자(52)의 하나의 그룹(52a) 또는 제 2 히터 소자(62)의 하나의 그룹(62a) 만이 소정의 정해진 시간에 인에이블될 수 있다. 인에이블되는 특정한 그룹은 선택 구동기(76a)가 ASIC(74)에 의해 활성화되고, 프린트 카트리지가 프린트 카트리지 선택 회로(80)에 의해 인에이블되는 것에 따라 변한다. 선택된 그룹내의 16개의 히터 소자의 소정수, 즉 0 내지 16개의 소자가 발화된다. 발화된 특정수의 소자는 히터 소자에 전기적으로 결합된 별도 프로세서(도시하지 않음)로부터 마이크로프로세서(72)에 의해 수신된 프린트 데이터에 따라 변한다. 마이크로프로세서(72)는 ASIC(74)로 통과되는 신호를 발생시키고, ASIC(74)는 16개의 구동기(92)로 통과되는 적절한 워밍 및 점호 신호를 반복적으로 발생시킨다. 이 때, 활성화된 구동기(92)는 이들이 결합되는 히터 소자에 워밍 및 점호 전압 펄스를 가한다. 제 1 히터 소자(52)에 인가된 워밍 및 점호 전압 펄스는 거의 동일한 진폭 및 펄스폭을 가지고 있고, 제 2 히터 소자(62)에 인가된 것과 거의 동일한 지연 기간으로 분리된다.
예증이 되는 실시예에 있어서, 제 2 히터 소자(52)는 일반적으로 사각형을 가지고 있다. 그러나, 이들은 장방형 또는 다른 기학학적 형태를 가지고 있거나, 본 발명의 참고 문헌으로 이용된 Robert W. Cornell 등이 INK JET PRINTING HAVING FIRST AND SECOND PRINT CARTRIDGES RECEIVING ENERGY PULSES FROM A COMMON DRIVE CIRCUIT란 명칭으로 출원된 계류중인 미합중국 특허 출원 제08/823,634호에 기재된 제 1 히터 소자의 것과 상이한 저항을 가지고 있다.
본 발명은 인쇄 장치가 단일 프린트 카트리지만을 가질 수 있다고 알 수 있다. 더욱이, 워밍 펄스가 점화 펄스의 것과는 상이한 진폭(A)을 가질 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (42)

  1. 오리피스를 가지는 하나이상의 잉크 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 프린트 카트리지, 및
    지연 기간만큼 서로가 분리된 워밍 펄스 및 점화 펄스를 상기 저항 히터 소자에 인가하기 위해 상기 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로를 포함하며, 상기 워밍 펄스가 상기 저항 히터 소자로 상기 히터 소자에 인접한 상기 잉크 부분을 예열하게 하고, 상기 점화 펄스가 상기 잉크 비말로 상기 챔버 오리피스로부터 분사되게 하는 상기 챔버 내에 증기 버블을 상기 저항 히터 소자로 발생하게 하며, 상기 잉크의 비말이 상기 저항 히터 소자가 상기 워밍 펄스 및 상기 점화 펄스의 조합 에너지량과 거의 같은 에너지량을 인가하는 단일 점화 펄스를 수신할 때 발생하는 비말과 비교시 약 15%에서 약 40%로 증가하는 속도 및 약 20%에서 약 25%로 증가하는 질량을 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가 다수의 저항 히터 소자 및 다수의 오리피스를 가지는 다수의 액체 수용 챔버를 포함하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가
    상기 오리피스를 정하는 내부에 형성된 다수의 개구를 가지는 상부 플레이트, 및
    상부에 형성된 상기 다수의 저항 히터 소자를 가지는 히터 칩을 포함하고,상기 상부 플레이트는 상기 상부 플레이트의 단면 및 상기 히터 칩 부분이 상기 다수의 잉크 수용 챔버를 정하도록 상기 히터 칩에 결합되고, 상기 다수의 저항 히터 소자는 각각의 상기 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 히터 소자들 중 하나의 소자를 가지도록 상기 히터 칩 상에 배치되는 것을 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가 잉크로 충전된 잉크통을 더 포함하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 잉크통이 잉크로 재충전될 수 있는 잉크 젯 인쇄 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 지연 기간이 약 0.5 ㎲에서 약 2.0 ㎲까지인 잉크 젯 인쇄 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 워밍 펄스 및 상기 점화 펄스가 약 3000 J/m2에서 약 5000 J/m2까지의 에너지 밀도 및 약 2 GW/m2이상의 전력 밀도를 수신하는 상기 하나이상의 저항 히터 소자를 발생시키는 잉크 젯 인쇄 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 워밍 펄스가 약 0.1 ㎲에서 약 0.5 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 잉크 젯 인쇄 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 점화 펄스가 약 1.0 ㎲에서 약 3.0 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 잉크 젯 인쇄 장치.
  10. 오리피스를 가지고 있는 하나이상의 액체 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 카트리지, 및
    지연 기간만큼 서로가 분리된 워밍 펄스 및 점화 펄스를 상기 저항 히터 소자에 가하기 위해 상기 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로를 포함하고, 상기 워밍 펄스가 상기 저항 히터 소자로 상기 히터 소자에 인접한 상기 잉크 부분을 예열하게 하고, 상기 점화 펄스가 상기 잉크 비말로 상기 챔버 오리피스로부터 분사되게 하는 상기 챔버 내에 증기 버블을 상기 저항 히터 소자로 발생하게 하며, 상기 잉크의 비말이 상기 저항 히터 소자가 상기 워밍 펄스 및 상기 점화 펄스의 조합 에너지량과 거의 같은 에너지량을 가하는 단일 점화 펄스를 수신할 때 발생하는 비말과 비교시 약 15%에서 약 40%로 증가하는 속도 및 약 20%에서 약 25%로 증가하는 체적을 구비하는 액체 비말을 발생 시키기위한 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 카트리지가 다수의 저항 히터 소자 및 다수의 오리피스를 가지는 다수의 잉크 수용 챔버를 포함하는 액체 비말을 발생 시키기위한 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 카트리지가
    상기 오리피스를 정하는 내부에 형성된 다수의 개구를 가지는 상부 플레이트, 및
    상부에 형성된 상기 다수의 저항 히터 소자를 가지는 히터 칩을 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 상부 플레이트의 단면 및 상기 히터 칩 부분이 상기 다수의 잉크 수용 챔버를 정하도록 상기 히터 칩에 결합되고, 상기 다수의 저항 히터 소자는 각각의 상기 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 히터 소자들 중 하나의 소자를 가지도록 상기 히터 칩 상에 배치되는 액체 비말을 발생 시키기위한 장치.
  13. 저항 히터 소자를 워밍 펄스를 통과시킴으로써 액체의 과열 한계 이하인 온도로 상기 액체 수용 챔버 내의 저항 히터 소자에 인접한 상기 액체 부분을 가열하는 단계, 및
    상기 저항 히터 소자를 점화 펄스를 통과시킴으로써 상기 오리피스로부터 액체 비말을 분사하기 위해 상기 챔버 내에 증기 버블을 발생시키는 단계를 포함하고, 상기 잉크 비말이 약 15%에서 약 40%까지 증가되는 속도 및 상기 워밍 펄스 및 상기 저항 히터 소자가 상기 점화 펄스의 조합된 에너지량과 거의 같은 에너지량을 인가하는 단일 점화 펄스를 수신할 때 발생하는 비말에 비해서 약 20%에서 약 25%로 증가되는 질량을 구비하는 액체 수용 챔버의 오리피스로부터 액체 비말을 분사하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 워밍 펄스후에 약 0.5%에서 약 2.0%까지의 지연 기간 만큼 상기 점화 펄스를 지연시키는 단계를 더 포함하는 액체 수용 챔버의 오리피스로부터 액체 비말을 분사하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 가열 및 발생 단계중에 발생된 상기 워밍 및 점화 펄스가 약 3000 J/m2에서 약 5000 J/m2까지의 에너지 밀도 및 약 2 GW/m2이상의 전력 밀도를 수신하는 상기 하나이상의 저항 히터 소자를 발생시키는 액체 수용 챔버의 오리피스로부터 액체 비말을 분사하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 가열 단계가 약 0.1 ㎲에서 약 0.5 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 상기 저항 히터 소자를 워밍 펄스를 통과시키는 액체 수용 챔버의 오리피스로부터 액체 비말을 분사하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 발생 단계가 약 1.0 ㎲에서 약 3.0 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 상기 저항 히터 소자를 통해 점화 펄스를 통과시키는 액체 수용 챔버의 오리피스로부터 액체 비말을 분사하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 액체 잉크를 제공하는 단계를 더 포함하는 액체 수용 챔버의 오리피스로부터 액체 비말을 분사하는 방법.
  19. 오리피스를 가지고 있는 하나이상의 잉크 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 프린트 카트리지, 및
    지연 기간만큼 서로가 분리된 워밍 펄스 및 점화 펄스를 상기 저항 히터 소자에 가하기 위해 상기 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로를 포함하고,
    상기 워밍 펄스가 상기 챔버 내에 열 경계층을 형성하기 위해서 상기 히터 소자에 인접한 상기 잉크 부분을 상기 저항 히터 소자로 예열하게 하고, 상기 점화 펄스가 상기 저항 히터 소자로 상기 챔버 오리피스 내에 증기 버블을 발생하게 하며, 상기 열 경계층은 상기 워밍 펄스가 상기 히터 소자에 인가된 후에 상기 챔버 체적의 3%에서 5%까지 점유하는 것을 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 워밍 펄스이후의 상기 히터 소자 바로 위의 잉크층의 온도가 약 150℃를 초과하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 지연 기간 이후의 상기 히터 소자 바로 위의 잉크층의 온도가 약 100℃를 초과하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  22. 오리피스를 가지고 있는 하나이상의 액체 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 카트리지, 및
    액체 비말이 상기 챔버로부터 분사되고, 약 20 나노그램 내지 약 40 나노그램의 질량을 가지고 있으며, 약 300 inch/sec내지 600 inch/sec의 속도로 상기 챔버 오리피스에서 분사되게 하기에 충분한 전기 에너지를 상기 하나이상의 히터 소자에 가하기 위한 구동기 회로를 구비하는 액체 비말 발생 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 카트리지가 다수의 저항 히터 소자 및 다수의 오리피스를 가지는 다수의 액체 수용 챔버를 포함하는 액체 비말 발생 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 카트리지가
    상기 오리피스를 정하는 내부에 형성된 다수의 개구를 가지는 상부 플레이트, 및
    상부에 형성된 상기 다수의 저항 히터 소자를 가지는 히터 칩을 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 상부 플레이트의 단면 및 상기 히터 칩 부분이 상기 다수의 잉크 수용 챔버를 정하도록 상기 히터 칩에 결합되고, 상기 다수의 저항 히터 소자는 각각의 상기 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 히터 소자들 중 하나의 소자를 가지도록 상기 히터 칩 상에 배치되는 것을 구비하는 액체 비말 발생 장치.
  25. 오리피스를 가지고 있는 하나이상의 액체 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 카트리지, 및
    상기 액체 비말이 상기 히터 소자의 일반 표면에서 상부 방향으로 상기 챔버 오리피스로부터 분사되고, 약 10 나노그램 내지 약 25 나노그램의 질량을 가지고 있으며, 약 400 inch/sec 내지 700 inch/sec의 속도로 상기 챔버 오리피스에서 분사되게 하기에 충분한 전기 에너지를 상기 하나이상의 히터 소자에 가하기 위한 구동기 회로를 구비하는 액체 비말 발생 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 카트리지가 다수의 저항 히터 소자 및 다수의 오리피스를 가지는 다수의 액체 수용 챔버를 구비하는 액체 비말 발생 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 카트리지가
    상기 오리피스를 정하는 내부에 형성된 다수의 개구를 가지는 상부 플레이트, 및
    상부에 형성된 상기 다수의 저항 히터 소자를 가지는 히터 칩을 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 상부 플레이트의 단면 및 상기 히터 칩 부분이 상기 다수의 액체 수용 챔버를 정하도록 상기 히터 칩에 결합되고, 상기 다수의 저항 히터 소자는 각각의 상기 액체 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 히터 소자들 중 하나의 소자를 가지도록 상기 히터 칩 상에 배치되는 것을 구비하는 액체 비말 발생 장치.
  28. 오리피스를 가지고 있는 하나이상의 잉크 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 프린트 카트리지, 및
    지연 기간만큼 분리된 워밍 펄스 및 점화 펄스를 상기 저항 히터 소자에 가하기 위해 상기 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로를 포함하고,
    상기 워밍 펄스가 상기 저항 히터 소자로 상기 히터 소자에 인접한 상기 잉크 부분을 예열하게 하고, 상기 점화 펄스가 상기 잉크 비말로 상기 챔버 오리피스로부터 분사되게 하는 상기 챔버 내에 증기 버블을 상기 저항 히터 소자로 발생하게 하며, 상기 잉크의 비말이 상기 챔버로부터 분사되고, 약 20 나노그램 내지 약 40 나노그램의 질량을 가지고 있으며, 약 300 inch/sec 내지 600 inch/sec의 속도로 상기 챔버 오리피스에서 분사되게 하는 것을 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가 다수의 저항 히터 소자 및 다수의 오리피스를 가지는 다수의 액체 수용 챔버를 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가
    상기 오리피스를 정하는 내부에 형성된 다수의 개구를 가지는 상부 플레이트, 및
    상부에 형성된 상기 다수의 저항 히터 소자를 가지는 히터 칩을 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 상부 플레이트의 단면 및 상기 히터 칩 부분이 상기 다수의 잉크 수용 챔버를 정하도록 상기 히터 칩에 결합되고, 상기 다수의 저항 히터 소자는 각각의 상기 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 히터 소자들 중 하나의 소자를 가지도록 상기 히터 칩 상에 배치되는 것을 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가 잉크로 충전된 잉크통을 더 포함하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 잉크통이 잉크로 재충전될 수 있는 잉크 젯 인쇄 장치.
  33. 제 28 항에 있어서,
    상기 지연 기간이 약 0.5 ㎲ 에서 약 2.0 ㎲ 까지인 잉크 젯 인쇄 장치.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 워밍 펄스가 약 0.1 ㎲ 에서 약 0.5 ㎲ 까지의 펄스폭을 가지는 잉크 젯 인쇄 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 점화 펄스가 약 1.0 ㎲에서 약 3.0 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 잉크 젯 인쇄 장치.
  36. 오리피스를 가지고 있는 하나이상의 잉크 수용 챔버 내에 하나이상의 저항 히터 소자를 포함하는 프린트 카트리지, 및
    지연 기간만큼 분리된 워밍 펄스 및 점화 펄스를 상기 저항 히터 소자에 가하기 위해 상기 프린트 카트리지에 전기적으로 결합된 구동기 회로 를 포함하고,
    상기 워밍 펄스가 상기 저항 히터 소자로 상기 히터 소자에 인접한 상기 잉크 부분을 예열하게 하고, 상기 점화 펄스가 상기 잉크 비말로 상기 챔버 오리피스로부터 분사되게 하는 상기 챔버 내에 증기 버블을 상기 저항 히터 소자로 발생하게 하며, 상기 잉크의 비말이 상기 챔버로부터 분사되고, 약 10 나노그램 내지 약 25 나노그램의 질량을 가지고 있으며, 약 400 inch/sec 내지 700 inch/sec의 속도로 상기 챔버 오리피스에서 분사되게 하는 것을 구비하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가 다수의 저항 히터 소자 및 다수의 오리피스를 가지는 다수의 잉크 수용 챔버를 포함하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 프린트 카트리지가
    상기 오리피스를 정하는 내부에 형성된 다수의 개구를 가지는 상부 플레이트, 및
    상부에 형성된 상기 다수의 저항 히터 소자를 가지는 히터 칩을 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 상부 플레이트의 단면 및 상기 히터 칩 부분이 상기 다수의 잉크 수용 챔버를 정하도록 상기 히터 칩에 결합되고, 상기 다수의 저항 히터 소자는 각각의 상기 잉크 수용 챔버가 내부에 배치된 상기 히터 소자들 중 하나의 소자를 가지도록 상기 히터 칩 상에 배치되는 것을 구비 하는 잉크 젯 인쇄 장치.
  39. 제 36 항에 있어서, 상기 지연 기간이 약 0.5 ㎲ 에서 약 2.0 ㎲ 까지인 잉크 젯 인쇄 장치.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 워밍 펄스가 약 0.1 ㎲ 에서 약 0.5 ㎲ 까지의 펄스폭을 가지는 잉크 젯 인쇄 장치.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 점화 펄스가 약 1.0 ㎲에서 약 3.0 ㎲까지의 펄스폭을 가지는 잉크 젯 인쇄 장치.
  42. 제 19 항에 있어서, 상기 열 경계는 상기 점화 펄스가 인가될 때 상기 챔버 내에 제공되는 잉크 젯 인쇄 장치.
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