KR20030019272A - 액체 토출 헤드 및 이를 사용한 화상 형성 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 액체 토출 헤드는 제1 방향으로 배열된 복수의 토출 개구 및 토출 개구로부터 액체를 토출하기 위한 복수의 전열 변환기를 포함하고, 액체 토출 헤드 및 인쇄 매체는 상대 이동을 하며, 제1 방향에 따른 개별 대향 단부 섹션에 위치된 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치는 제1 방향에 따라 중심 섹션에 위치된 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치보다 길다. 본 발명에 따라, 고형 인쇄에서 발생할 수 있는 흰 줄무늬(white streaks)를 제거하는 것이 가능하다.

Description

액체 토출 헤드 및 이를 사용한 화상 형성 장치 {LIQUID EJECTION HEAD AND IMAGE-FORMING APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 액체를 토출하기 위한 개구를 갖는 액체 토출 헤드 및 이를 사용한 화상 형성 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용하는 용어 "인쇄"는 인쇄 매체 상에 문자 및 도형과 같은 중요한 정보를 형성하는 것 뿐만 아니라, 화상, 도안 또는 패턴 등을 형성하는 것을 의미하고, 정보가 중요한 것이든 중요하지 않튼 간에 또는 그것이 사람에 의해 인식되도록 가시적이든지 여부에 관계없이 인쇄 매체 내에 에칭 등과 같은 처리를 행하는 것을 가르킨다. 용어 "인쇄 매체"는 통상의 인쇄 장치에서 사용되는 종이뿐만 아니라, 천, 플라스틱 필름, 금속 시트, 유리판, 세라믹 시트, 나무 패널 및 가죽과 같은 시트 재료 또는 잉크를 수용할 수 있는 구형, 둥근 파이프 등과 같은 3차원 재료를 포함한다. 용어 "잉크"는 용어 "인쇄"과 마찬가지로 이의 넓은 의미로 해석되어야 하며, 화상, 도안 또는 패턴을 형성하기 위해, 인쇄 매체 내에 에칭과 같은 처리를 위해, 또는 잉크 내의 착색제의 응고 또는 불용해성화와 같은처리를 위해 인쇄 매체로 인가되는 액체를 가르키며 인쇄를 위해 사용되는 임의의 액체를 포함한다.

최근에, 인터넷 또는 디지털 카메라가 보편화됨에 따라 고 계조(gradation) 컬러 인쇄에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이와 함께 고 성능을 갖는 잉크젯 프린터가 개선되어져 왔다. 하기의 방법 (1) 내지 (3)은 고 정밀도, 고 계조 및 고품질의 인쇄 화상을 얻는 것으로 공지되어져 왔다.

(1) 잉크를 토출하기 위한 개구의 배열 피치가 해상도를 용이하게 하도록 최소화된다.

(2) 상이한 비 즉, 상이한 착색 농도를 갖는 착색 재료를 포함하는 (적어도 2종류의) 특정 컬러 잉크가 각각 토출되는 복수개의 프린트 헤드가 마련되고 짙은 잉크 및 엷은 잉크가 필요시에 다른 하나 위에 하나가 선택적으로 인쇄되어, 계조가 개선된다.

(3) 개구로부터 토출된 잉크 액적의 양 또는 크기를 변경시킴으로써, 계조가 개선된다.

전술한 (3)방법이 잉크 내에 버블(bubble)을 발생시키는데 열 에너지가 이용되고 프린트 헤드의 개구로부터 잉크를 토출하기 위한 에너지로서 취입 압력이 이용되는 소위 버블젯형 프린터에서 수행되는 것은 비교적 어려우며, 전술한 (1) 및 (2) 방법은 버블젯형 프린터에 특히 효과적인 것으로 여겨진다.

그러나, (2) 방법을 실현하기 위해서는, 특정 컬러 잉크에 대해 2개 이상의 프린트 헤드가 필요하나, 고 비용이 초래된다. 따라서, 버블젯형 프린터에 대해, 토출 개구의 배열 피치가 (1) 방법에서와 같이 감소되는 방법을 채택하는 것이 보다 바람직하며 편리하며, 개별 토출 개구로부터 토출된 개별 잉크 액적의 크기는 해상도가 개선되도록 최소화된다(예컨데, 10 피코리터 또는 그 이하). 이는 제조 비용이 상기 방법에서 거의 상승하지 않기 때문이다.

막 비등으로 인한 잉크의 가열로 버블이 성장하는, 소형 잉크 액적이 토출 개구로부터 토출될 때 토출 개구를 거쳐 분위기에 버블을 연통하기 위한 형태는 일본 특허 출원 공개 제4-10940호(1992), 제4-10941호(1992) 및 제4-10942호(1992)에 개시되어 있다. 이러한 형태를 잉크 액적이 막 비등으로 인해 성장하는 버블을 분위기와 연통하지 않고 토출하는 종래의 버블젯형과 차별화하기 위해서는, 전자는 버블-관통형(bubble-through type)으로 지칭될 수 있다.

잉크 액적이 막 비등으로 인해 성장하는 버블을 분위기와 연통하지 않고 토출하는 종래의 버블젯형의 프린트 헤드에서, 토출 개구로부터 토출된 잉크 액적의크기가 점차 작아짐에 따라 토출 개구와 연통하는 잉크 통로의 단면적을 감소시키는 것이 필요하다. 그로 인해, 토출 효율의 하강으로 인해 잉크 액적의 토출 속도가 감속되는 불편함이 발생할 수 있다. 잉크 액적의 토출 속도가 감속된다면, 토출 방향은 불안정하게 된다. 또한, 잉크는 수분이 기화됨에 따라 점차 점성을 띄게 되며 프린트 헤드는 잉크 토출이 점차 불안정해지도록 비작동상태가 되어, 조숙한 토출 손상 또는 다른 손상을 가져온다. 그 결과, 신뢰성이 떨어진다.

이러한 관점에서, 버블이 분위기와 연통하는 버블-관통형 프린트 헤드는 잉크 액적을 토출하기에 적합하며, 잉크 액적의 크기는 토출 개구의 기하하적 형상에 의해서만 결정될 수 있다. 또한, 버블-관통형 프린트 헤드는 온도 또는 다른 요인에 의해 거의 영향을 받지 않으며 잉크 액적의 토출 속도는 종래의 버블젯형 프린트 헤드와 비교하여 매우 안정적이므로 바람직하다. 따라서, 고 정밀도, 고 계조(high gradation) 및 고 품질의 프린트 헤드를 얻는 것이 비교적 용이하다.

높은 정밀도, 고 계조 및 고품질의 인쇄 화상을 얻기 위해서는, 바람직하게 극히 소량의 잉크 액적이 인쇄 작업 중에 개별 토출 개구로부터 토출된다. 이러한 경우에, 높은 인쇄 속도를 얻기 위한 목적으로 단기간에 토출 개구로부터 잉크 액적을 토출하는 것이 필요하다. 더욱이, 프린트 헤드의 구동 주파수와 동시에 인쇄 매체에 대해 고속에서 스캐닝하기 위해 캐리지가 프린트 헤드를 이송하는 것이 필요하다. 이러한 관점에서, 버블 관통형은 잉크젯 프린터에 특히 적합하다고 할 수 있다.

잉크 액적의 토출 상태가 도11에 도시되어 있으며, 인쇄 매체 상에 소위 "농담이 없는" 인쇄가 수행될 때, 잉크 액적은 인쇄 매체를 따라 캐리지와 함께 고속에서 스캐닝 이동으로 잉크젯 형태의 프린트 헤드에 노출되는 중에 모든 토출 개구로부터 연속적으로 토출된다. 프린트 헤드(1)의 스캐닝 이동 방향은 도11의 종이 표면에 수직이며, 도시되지 않은 토출 개구는 도면에서 좌측 및 우측으로 배열된다. 화상 데이터가 "농담이 없을 때," 개별 토출 개구에 상응하는 모든 토출 에너지 발생 요소(도시되지 않음)는 고 구동 주파수에서 구동된다. 따라서, 인쇄 매체(2)를 향해 토출 개구로부터 토출된 잉크 액적(3) 둘레에 점성 공기가 또한 수반된다. 그 결과, 프린트 헤드의 토출 개구가 개방된 프린트 헤드(1)의 표면적(4)은 프린트 헤드(1)의 주변부에서보다 감압된다. 특히, 개구 조립체의 양 단부에서 위치된 토출 개구로부터 토출된 잉크 액적(3)은 조립체를 따른 중심으로부터 흡입되는 것으로 알려져 있어, 잉크 액적은 인쇄 매체(2) 상에서 소정의 위치로 배향되지 않는다. 전술한 사실로부터, 단부에 배치된 토출 개구로부터 토출된 복수의 잉크 액적은 중심 섹션에 모이는 것이 명백하다.

또한, 실질적으로 사용된 토출 개구의 총 수와 인쇄 매체에 대해 배열 단부에 위치된 토출 개구로부터 토출된 잉크 액적의 위치 편위량 사이의 관계를 도시한 도12의 그래프로부터 명백한 바와 같이, 잉크 액적(3)의 토출 방향이 전술한 공기 스트림의 영향하에서 편위되는 현상은 실질적으로 사용된 토출 개구의 총 수에 비례한다.

이러한 불편한 점은 토출 개구의 소형 배열 피치를 갖는 버블-관통형 잉크젯 프린터에서 보다 심각하며, 하나의 구동 작동에 의해 단기간에서 10 피코리터 또는그 이하로서 작아지는 소량의 잉크 액적을 토출할 수 있다.

잉크 액적의 양과 단부 편위량 사이의 관계는 토출 개구의 배열 피치가 21.2 ㎛(1200 dpi에 상응)일 때 도13에 도시되어 있다. 이러한 현상이 발생하는 원인은 잉크 액적의 중량에 대한 잉크 액적의 표면적(투사된 면적)의 비가 잉크 액적의 크기가 점차 작아짐에 따라 증가하며, 잉크 액적의 이동은 공기 스트림에 의해 점차 크게 영향을 받는다.

이러한 불편함을 방지하기 위해서는, 개별 양 배열 단부의 토출 개구로부터 토출된, 잉크 액적의 크기를 확장시킴으로써 즉, 잉크 액적의 관성 총량을 증가시킴으로써 개별 양 배열에 위치된 토출 개구로부터 토출된 잉크 액적의 토출 자취의 편위를 제한하는 것이 또한 가능하다. 그러나, 잉크 액적 크기의 확대는 고 정밀도 및 고 계조 화상의 형성에 장애를 초래한다. 더욱이, 프린트 헤드로의 잉크 액적의 침투는 지연되며, 인쇄된 화상은 인쇄 매체의 팽창으로 악화된다. 또한, 토출 에너지 발생 요소에 대한 구동 주파수를 저 레벨로 억제함으로써 전술한 불편함을 완화시키는 것이 가능하다. 그러나, 토출 에너지 발생 요소에 대한 구동 주파수가 저 레벨로 설정될 때, 인쇄 속도는 점차 느려져 고속 인쇄를 얻기위한 사용자의 요구를 충족시킬 수 없다.

본 발명의 목적은 인쇄 매체의 공급 방향을 가로질러 스캐닝하는 동안 고주파수로 액체 액적을 토출할 수 있는 화상 형성 장치에서, 흰 줄무늬(white streaks)가 고형 인쇄에서 발생되는 것을 방지하기 위해 배열 방향을 따라 개별 대향 단부 섹션에 배치된 토출 개구로부터 토출된 액체 액적의 편위를 제한하도록 구성된 액체 토출 헤드와, 그러한 액체 토출 헤드를 이용하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

도1은 잉크젯 프린터에 적용되는 본 발명에 따른 화상 형성 장치의 일 실시예의 개략적인 구성을 도시하는 사시도.

도2는 도1에 도시된 잉크젯 프린터에 적용되는 본 발명에 따른 헤드 카트리지의 외관을 도시하는 분해 사시도.

도3은 도2에 도시된 헤드 카트리지 내의 프린트 헤드를 도시하는 사시도.

도4는 도3에 도시된 프린트 헤드의 주요부의 개략적인 구성을 도시하는 파단 사시도.

도5는 도4에 도시된 프린트 헤드에서 전열 변환기와 토출 개구의 배열을 도시하는 파단 평면도.

도6은 도5에서 선 VI-VI를 따라 도시한 파단도.

도7은 도12에 도시된 잉크 토출 방식으로 4개의 통로에 의해 인쇄 매체 상에 형성된 고형 화상을 도시하는 개념도.

도8은 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 인쇄 듀티(print duty)와 단부 편위량 사이의 관계를 도시하는 그래프.

도9는 본 발명에 따른 프린트 헤드의 다른 실시예에서 전열 변환기와 토출개구의 배열을 도시하는 파단 평면도.

도10은 본 발명에 따른 프린트 헤드의 또 다른 실시예에서 전열 변환기와 토출 개구의 배열을 도시하는 파단 평면도.

도11은 종래의 잉크젯 프린터로부터의 잉크 토출을 개략적으로 도시하는 개념도.

도12는 도11에 도시된 잉크 토출 방식으로 하나의 통로에 의해 인쇄 매체 상에 형성된 고형 화상을 도시하는 개념도.

도13은 종래의 잉크젯 프린터의 잉크 토출량과 단부 편위량 사이의 관계를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프린트 헤드

10 : 섀시

11 : 매체 공급부

12 : 매체 배출부

13 : 매체 반송부

14 : 헤드 복귀부

15 : 캐리지 축

16 : 캐리지

17 : 헤드 세트 레버

18 : 헤드 카트리지

19 : 프린트 헤드

20 : 캐리지 커버

21 : 탱크 홀더

22 : 접촉식 가요성 프린트 케이블

23 : 접촉부

24 : 잉크 탱크

25 : 토출 개구

26 : 탈착 레버

27 : 프린트 요소 기판

28 : 전기 배선 기판

29 : 잉크 공급 개구

30 : 전열 변환기

31 : 전극 단자

본 발명의 제1 측면에 따른 액체 토출 헤드는, 제1 방향으로 배열된 복수의 토출 개구 및 상기 토출 개구로부터 액체를 토출하기 위한 복수의 토출 에너지 발생 요소를 포함하고, 상기 액체 토출 헤드 및 인쇄 매체는 상대적으로 이동되며, 상기 제1 방향을 따라 개별 대향 단부 섹션에 위치된 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치는 제1 방향을 따라 중심 섹션에 위치된 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치보다 크도록 구성된다.

본 발명의 액체 토출 헤드의 제1 측면에 따르면, 액체 액적에 의해 최종적으로 도달된 액체 액적의 위치가 인쇄 매체 상의 소정의 위치로 조정됨으로써 고형 인쇄가 수행되는 경우에도 흰 줄무늬가 없는 다중 등급(gradation) 및 고화질 인쇄 화상이 얻어질 수 있다. 특히, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치가 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 피치보다 0.1 내지 10 ㎛ 더 길 때, 본 발명의 효과가 더욱 확실하게 얻어질 수 있다. 그 차이가 0.1 ㎛ 보다 작을 때, 배열 피치를 따라 넓어짐에 의한 효과가 거의 얻어질 수 없고 또한 제조 공정 중에 위치 정확도가 보장되지 않는다. 반면에, 10 ㎛를 초과하면, 인접한 토출 개구들 사이의 거리는 고형 인쇄가 수행될 때 흰 줄무늬가 발생될 정도로 과도하게 커진다.

본 발명의 제1 측면에 따른 액체 토출 헤드에서, 단부 그룹을 형성하는 토출개구의 직경은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 직경보다 더 커질 수 있다. 특히, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 직경이 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 직경의 2배 이하일 때, 액체 액적이 인쇄 매체 상의 소정의 위치에 정확하게 도달되지 않은 프린트 헤드를 이용하여 고형 인쇄가 수행되는 경우에도 흰 줄무늬가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 2배 초과인 경우, 고형 화상이 형성될 때 액체 액적의 농도가 과도하게 높아져서 검은 줄무늬 뿐만 아니라 농도의 불규칙성을 발생시킨다. 이러한 방식에서, 단부 그룹 내의 토출 개구들과 중심 그룹 내의 토출 개구들 사이의 배열 피치에서의 차이가 단부 그룹 및 중심 그룹 사이의 토출 개구로부터 토출된 액체 액적에 의해 인쇄 매체 상에 형성된 도트의 직경 차이에 대응되게 하는 것이 효과적이다. 또한, 액체를 토출 개구로 연통시키는 복수의 액체 통로를 더 제공하고 단부 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭을 중심 그룹을 형성하는 토출 개구에 연통하는 액체 통로의 폭보다 더 넓게 설계하는 것이 효과적이다. 특히, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭이 중심 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭의 2배 이하로 설계될 때, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구로부터 토출된 액체 액적의 양이 증가되는 경우에도 대응 토출 에너지 발생원에 인가되는 구동 주파수를 낮출 필요가 없으므로, 고속 구동이 유지될 수 있다. 2배를 초과하면, 중심 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭이 중심 그룹에서의 토출 주파수를 낮추도록 극히 작아지게 됨으로써, 인쇄 속도가 감소된다.

본 발명의 제2 측면에 따른 액체 토출 헤드는 제1 방향으로 배열된 복수의토출 개구 및 상기 토출 개구로부터 액체를 토출하기 위한 복수의 토출 에너지 발생 요소를 포함하며, 상기 액체 토출 헤드 및 인쇄 매체는 상대적으로 이동되며, 제1 방향에 따른 개별 대향 단부 섹션에 위치된 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치 및 제1 방향에 따른 중심 섹션에 위치된 중심 그룹의 배열 피치는 서로 동일하며, 단부 그룹과 중심 그룹 사이에 위치된 중간 그룹을 형성하는 토출 개구의 피치는 단부 그룹 및 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 피치보다 길도록 되어 있다. 특히, 중간 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치가 단부 및 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 폭보다 0.1 내지 10 ㎛ 더 길도록 증가될 때, 본 발명의 효과가 더욱 확실하게 달성될 수 있다. 그 차이가 0.1 ㎛ 보다 작을 때, 배열 피치를 따라 넓어짐에 따른 효과가 거의 얻어질 수 없고 또한 제조 공정 중에 위치 정확도가 보장되지 않는다. 반면에, 10 ㎛를 초과하면, 인접한 토출 개구들 사이의 거리는 고형 인쇄가 수행될 때 흰 줄무늬가 발생될 정도로 과도하게 커진다.

본 발명의 제1 및 제2 측면에 따른 액체 토출 헤드에서, 복수의 토출 개구의 배열 피치는 양호하게는 42.3 ㎛ 이하이다. 42.3 ㎛를 초과하면, 인접한 토출 헤드로부터 토출된 액체 액적으로 인한 음압 대기(negative pressure atmosphere)의 효과가 미미해져서, 본 발명의 효과가 거의 달성될 수 없다.

개개의 토출 개구로부터 한번에 토출되는 액체의 양은 바람직하게는 10 피코리터 이하이다. 10 피코리터를 초과하면 액체의 관성 질량이 더 커지므로, 도13에 도시된 단부 편위량이 더 작아지게 되어 본 발명의 효과가 거의 달성될 수 없다.

토출 에너지 발생 요소는 토출 개구에 대향하여 배치될 수 있다.

토출 에너지 발생 요소는 액체의 막 비등(film boiling)을 유발시켜 토출 개구로부터 액체를 토출시키는 전열 변환기를 포함할 수 있다.

제1 방향은 인쇄 매체의 공급 방향일 수 있고 액체 토출 헤드는 제1 방향을 가로지르는 제2 방향을 따라 스캐닝 이동될 수 있다.

본 발명의 제3 측면에 따른 화상 형성 장치는 본 발명의 제1 또는 제2 측면의 액체 토출 헤드를 장착하는 수단과 인쇄 매체를 공급하는 수단을 포함하고, 액체 토출 헤드의 토출 개구로부터 토출된 액체에 의해 인쇄 매체 상에 화상이 형성되도록 이루어져 있다.

본 발명의 제3 측면에 따른 화상 형성 장치에서, 장착 수단은 인쇄 매체의 공급 방향을 가로지르는 방향으로 스캐닝 이동을 위해 이동 가능한 캐리지를 구비할 수 있다. 이 경우에, 액체 토출 헤드 또는 헤드 카트리지는 부착/탈착 수단을 통해 캐리지에 탈착 가능하게 장착된다.

액체 토출 헤드는 인쇄 매체의 동일 영역에서 복수의 스캐닝 이동에 의해 화상을 형성한다.

액체는 인쇄 매체에 대해 잉크의 인쇄 특성을 제어하기 위한 잉크 및/또는 처리 액체이다.

단부 그룹을 형성하는 토출 개구는 인쇄 매체 상의 화상 형성시에 액체를 토출하도록 준비된다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 효과, 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하는 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 명백해진다.

본 발명에 따른 화상 형성 장치가 잉크젯 프린터에 적용되는 실시예가 도1 내지 도10을 참조하여 이하에서 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 제한되지 않고 그 조합 또는 특허 청구의 범위에 의해 한정되는 본 발명의 기술 사상 내에 포함되는 다른 기술을 포함한다.

이 실시예를 따른 잉크젯 프린터 기구의 외관이 도1에 도시되고, 이러한 잉크젯 프린터에 사용되는 헤드 카트리지의 외관이 분해되어 도2에 도시되며, 그 프린트 헤드의 외관이 도3에 도시된다. 이러한 실시예의 잉크젯 프린터의 섀시(10)는 잉크젯 프린터의 골격을 형성하도록 소정의 강성을 가지는 복수의 가압된 시트형 금속을 포함한다. 섀시(10) 내에는 잉크젯 프린터의 내부에 도시되지 않은 인쇄 매체를 자동으로 반송하기 위한 매체 공급부(11), 매체 공급부(11)로부터 원하는 한 장씩 반송되는 인쇄 매체를 원하는 인쇄 위치로 안내하고 인쇄 위치로부터 매체 배출부(12) 내부로 이를 도입시키기 위한 매체 반송부(13), 인쇄 위치로 반송되는 인쇄 매체 상에 소정의 인쇄 작동을 수행하기 위한 인쇄부 및 인쇄부 상에서 복귀 프로세스를 수행하기 위한 헤드 복귀부(14)가 포함된다.

인쇄부는 카트리지 축을 따라 이동 가능하도록 캐리지 축(15) 상에서 유지되는 캐리지(16) 및 헤드 세트 레버(17)를 통해서 캐리지(16) 상에 탈착 가능하게 장착되는 헤드 카트리지(18)를 포함한다.

헤드 카트리지(18)를 장착하는 캐리지(16)는 캐리지(16) 상의 소정의 장착 위치에 헤드 카트리지(18)의 프린트 헤드(19)를 위치 설정하기 위한 캐리지 커버(20) 및 소정의 장착 위치에 프린트 헤드(19)를 가압하여 위치시키도록 프린트헤드(19)의 탱크 홀더(21)와 결합 가능한 전술된 헤드 세트 레버(17)를 포함한다. 본 발명의 부착/탈착 수단으로서 사용되는 헤드 세트 레버(17)는 헤드 세트 레버 축(도시 생략)에 대해 회전 가능하도록 캐리지(16)의 상부 내에 제공된다. 헤드 세트 판(도시 생략)은 스프링으로 편의되면서 프린트 헤드(19)와 결합되는 위치에 제공된다. 프린트 헤드(19)는 스프링력에 의해 가압되면서 캐리지(16)에 장착된다.

접촉식 가요성 프린트 케이블(도시 생략, 이하 접촉 FPC로 칭함)의 일 단부는 프린트 헤드(19)와의 캐리지(16)의 다른 결합부에 연결된다. 접촉식 FPC(22)의 단부에 형성되는 접촉부(도시 생략)는 인쇄 작동을 위한 다양한 종류의 정보의 입력/출력 또는 프린트 헤드(19)로의 전원 공급이 가능하도록 프린트 헤드(19) 내에 외부 신호 입력 단자 내에 제공되는 접촉부(23)에 전기적으로 연결된다.

고무와 같은 탄성 부재(도시 생략)가 접촉식 FPC의 접촉부(22)와 캐리지(16) 사이에 존재한다. 탄성 부재의 탄성력 및 헤드 세트 판의 압력에 의해, 프린트 헤드(19)의 접촉부(23)와 접촉식 FPC(22)의 접촉부와의 접촉이 보장된다. 접촉식 FPC(22)의 타단부는 캐리지(16)의 배면 상에 장착되는 카트리지 기부(도시 생략)에 연결된다.

이 실시예의 헤드 카트리지(18)는 잉크를 저장하는 잉크 탱크(24) 및 인쇄 정보에 따라 프린트 헤드(19)의 토출 개구(25, 도4 참조)를 통해 잉크 탱크(24)로부터 공급되는 잉크를 토출하기 위한 전술된 프린트 헤드(19)를 가진다. 이러한 실시예의 프린트 헤드(19)로는 탈착 가능한 방식으로 카트리지(16)에 장착되는 소위 카트리지 형이 채용된다.

사진 계조의 고품질 칼라 인쇄가 본 실시예를 따라 획득 가능하기 때문에, 예를 들면, 흑색(black), 옅은 청록색(pale cyan), 옅은 심홍색(pale magenta), 청록색(cyan) 및 심홍색(magenta)의 독립적인 6개의 잉크 탱크(24)가 사용 가능하다. 각각의 잉크 탱크(24)에 있어서, 탄성적으로 변형 가능한 탈착 레버(26)가 헤드 카트리지(18)와 결합 가능하도록 제공된다. 이러한 탈착 레버(26)를 작동시킴으로써, 잉크 탱크(24)는 도3에 도시된 바와 같이 프린트 헤드(19)로부터 탈착 가능하다. 따라서, 탈착 레버(26)는 본 발명의 부착/탈착 수단의 부분으로서 기능한다. 프린트 헤드(19)는 인쇄 요소 기판(27), 후술될 전기 배선 기판(28), 전술된 탱크 홀더(21) 또는 그 밖의 것을 포함한다. 도4는 파단식으로 이러한 실시예를 따른 프린트 헤드(19)의 주요부를 도시하고, 도5는 그에 따른 토출 개구(25)의 배열을 도시하며, 도6은 선 VI-VI를 따라 취한 그 단면도를 도시한다. 이러한 실시예의 인쇄 요소 기판(27)은 공지의 증착 기술을 사용함으로써 0.5 mm 내지 1 mm의 두께의 실리콘 기판 상에 형성되는 토출 에너지 발생 섹션, 공통 잉크 챔버(32), 잉크 통로(34), 토출 개구(25) 또는 그 밖의 것을 포함한다. 긴 잉크 공급 개구(29)가 인쇄 요소 기판(27)을 통해 형성된다. 잉크 공급 개구(29)의 대향 측면 상에서 복수의(이러한 실시예에서 한쪽 면 당 256) 전열 변환기(30)는 종방향으로 다른 열로 1/2 피치 만큼 이동시키면서 소정의 피치에서 인쇄 매체의 반송 방향 즉, 잉크 공급 개구(29)의 종 방향으로 2열로 배열된다. 토출 에너지 발생 섹션을 형성하는 전열 변환기(30)의 2열의 중심선 사이의 거리는 각각 215 ㎛이다. 전열변환기(30)에 추가하여, 인쇄 요소 기판(27) 내에 전열 변환기(30)를 프린터 본체 또는 알루미늄 전기선 또는 그 밖의 것(도시 생략)에 전기 적으로 연결하기 위한 전극 단자(30)가 증착 기술에 의해 형성된다.

인쇄 요소 기판(27) 상에 형성되는 전극 단자(31)에 연결되는 전기 배선 기판(28)은 잉크를 인쇄 요소 기판(27)으로 토출하기 위한 전기 신호를 인가하도록 작동한다. 이러한 전기 배선 기판(28)은 프린터 본체로부터 전기 신호를 수신하기 위해 인쇄 요소 기판(27) 및 전술된 접촉부(23)에 대응하는 전기 배선을 가진다. 접촉부(23)는 탱크 홀더(21)의 배면측에 위치되어 고정된다. 구동 신호는 도시되지 않은 구동 IC로부터 이러한 전기 배선 기판(28)을 통해 전열 변환기(30)로 공급되고, 이와 동시에 구동력이 전열 변환기(30)로 공급된다.

탈착식으로 잉크 탱크(24)를 보유하기 위한 탱크 홀더(21)에서, 잉크 통로가 잉크 탱크(24)로부터 인쇄 요소 기판(27) 내의 잉크 공급 개구(29)까지 형성된다.

인쇄 요소 기판(27)에서, 복수개의 토출 개구(25)를 갖는 상부판 부재(33)는 잉크 공급 개구(29)와 연통하는 공통 잉크 챔버(32)를 통해 전열 변환기(30)에 직접적으로 대향한다. 상부판 부재(33)와 인쇄 요소 기판(27) 사이에, 개별 토출 개구(25) 및 공통 잉크 챔버(32)와 연통하는 잉크 통로(34)가 형성된다. 구획벽(35)은 인접한 잉크 통로(34) 사이에 형성된다. 공통 잉크 챔버(32), 잉크 통로(34) 및 구획벽(35)은 상부판 부재(33)와 함께 석판 인쇄 기술(lithographic technology)에 의해 토출 개구(25)에서와 같은 유사한 방식으로 형성된다.

잉크 공급 개구(29)로부터 개별 잉크 통로(34)로 공급된 액체는 대응 잉크통로(34)에 대향된 전열 변환기(30)에 공급된 구동 신호에 의해 전열 변환기(30)로부터 발생된 열에 의해 비등되고, 발생된 버블의 압력에 의해 토출 개구(25)로부터 토출된다. 이러한 경우, 공통 잉크 챔버(32)에서 발생된 버블은 토출 개구(25)를 통해 성장함에 따라 주변 대기와 연통한다.

본 실시예에서, 내측 10번째 토출 개구(25e) 또는 하나의 열의 배열 방향에 따른 전열 변환기(30e)에 대해 최외부 토출 개구를 구성하는 그룹은 600dpi에 상응하는 피치보다 1 ㎛만큼 긴 43.3 ㎛인 피치 d₁로 배열된다. 잔여 토출 개구(25c) 또는 전열 변환기(30c)의 중심 그룹은 (600dpi에 상응하는) 42.3 ㎛의 피치 d₀으로 배열된다. 따라서, 배열 방향을 따라 각각의 대향 단부 섹션의 그룹 내의 토출 개구(25e)는 모든 토출 개구가 600dpi의 피치로 배열된 경우보다 전체가 20 ㎛ 만큼 넓게 배열된다. 다른 열의 토출 개구(25)는 전술한 규칙에 따라 유지되는 동안 하나의 열에 대해 각각 1/2 피치만큼 이동된다. 따라서, 두 개의 열에서의 토출 개구(25)의 배열 피치는 단부 그룹을 구성하는 토출 개구(25e)의 전체 숫자가 40이고 중심 그룹을 구성하는 토출 개구(25c)의 전체 숫자가 472인 1200dpi와 대략 동일하다. 본 실시예에 따라, 두 개의 열 사이의 거리[토출 개구(25)의 우측 및 좌측 열의 중심선 사이의 거리]는 21 ㎛로 설정된다. 전열 변환기(30)는 24 평방 ㎛를 한정하도록 서로 동일한 치수를 갖는다. 토출 개구(25)는 또한 18 ㎛의 직경의 원을 한정하도록 서로 동일한 치수를 갖는다. 1 사이클의 작동을 수행하기 위해 개별 전열 변환기에 인가되는 구동 펄스에 의해서, 4.5 피코 리터(pl)의 잉크 액적이 개별 토출 개구(25)로부터 토출된다. 잉크 액적의 토출 속도는 10 내지 15 ㎧의 범위에 있다.

토출 개구(25)의 형상은 본 실시예의 정방형에 부가하여 문제없이 장방형, 원형 또는 별형일 수 있다.

전술한 피치 d₀및 d₁이 (600dpi에 상응하는) 42.3 ㎛인 인쇄 매체 상에 소위 고형 인쇄를 고속으로 수행하도록 인쇄 매체를 따라 캐리지(16)가 함께 스캐닝되는 동안 이러한 잉크젯 타입의 종래의 프린트 헤드(19)로부터 잉크 액적이 연속적으로 토출될 때, 도12에 도시된 백색 줄무늬(7)의 폭은 대략 70 ㎛에 도달한다는 것을 알게 된다.

다중-계조(gradation) 인쇄가 실버 할로겐화물 포토그래피에서 수행될 때, 다중-스캐닝(multi-scanning) 시스템이 사용된다. 이러한 시스템에 따라, 화상은 프린트 헤드(19)가 토출 개구(19)가 얇게 되는 동안 프린트 헤드(19)의 토출 개구(25)의 배열 폭에 상응하는 스캐닝 영역에서 다중 스캐닝 이동하는 동안 복수의 단계에서 인쇄 매체를 반송함으로써 형성된다. 이러한 경우, 도7에 도시된 것처럼, 인접 스캐닝 경로들 사이의 경계부는 컬러에서 다소 밝게 되어 컬러 비균일도(7')를 발생시킨다. 그러나, 이런 정도의 컬러 비균일도(7')는 실제적으로 문제가 되지 않는다. 이 실시예에 따라서, 인쇄 작업은 캐논 가부시끼가이샤(CANON K.K.)로부터 이용 가능한 인쇄 매체[PR-101, (상표명)]을 사용하여 4개의 스캐닝 경로에 의해 수행되었다. 비균일도(7')의 폭은 대략 40 ㎛ 였다.

본 발명가들의 연구에 따르면, 흰 줄무늬의 폭 즉, 비균일도(7')가 전술한 고형 인쇄에 비해 더 작은 이유는 단부 편위량(흰 줄무늬, 즉 비균일도(7')의 폭의 절반)은 프린트 듀티(duty)가 작을 때 더 작게 되기 때문이다. 따라서, 다중-스캔닝 인쇄가 수행될 때 고형 인쇄와 비교해서 단부 그룹을 형성하는 토출 개구(25e)의 피치(d1)의 이동 양을 감소하는 것이 가능하다.

도8은 프린트 듀티와 단부 편위량 사이의 관계를 도시하는 표이다. 이 표에서, 프린트 듀티 100 ％는 잉크 액적이 모든 토출 개구(25)로부터 동시에 토출되는 고형 인쇄에 상응하며, 따라서 4개의 스캐닝 프린트에서 최대 듀티는 25 ％에 상응한다. 이 표로부터 명백하게, 배열 방향을 따라 각각의 대향 단부 단면에 배열된 단부 그룹을 형성하는 40개의 토출 개구(25e)의 피치는 중심 그룹의 토출 개구(25c)의 피치보다 1 ㎛ 만큼 더 길다. 따라서, 감소된 대기가 다중-계조(gradation) 프린트 수행시 토출 개구(25)의 배열을 따라 중심 섹션에서 발생되기 때문에, 배열 방향을 따라 단부 그룹에 배열된 토출 개구(25e)로부터 토출된 잉크 액적은 배열을 따라 중심 섹션에 인도되고 중심 섹션에 배열된 토출 개구(25e)로부터 토출된 잉크 액적의 것과 대략 동일한 피치를 갖도록 최종적으로 변경되고 인쇄 매체에 도달한다. 결과적으로, 흰 줄무늬 또는 종래 기술에서 캐리지의 모든 스캐닝 이동에 발생되는 다른 것은 우선 방지할 수 있다.

이런 다중-계조 인쇄가 수행될 때, 프린트 헤드(19)의 토출 개구(25)가 개방되는 인쇄 매체와 평면(36) 사이의 거리는 1.6 mm에 설정되고, 캐리지(16)의 스캐닝 속도는 50.8 mm/sec로 설정된다. 프린트 헤드(19)의 전열 변환기(30)를 구동하기 위한 주파수는 24 kHz이다.

상기 실시예에서, 모든 토출 개구는 동일한 형상 및 치수를 갖는다. 그러나, 배열 방향의 각각의 대향 단부 그룹을 형성하는 토출 개구(25e)의 개방 면적은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구(25c)의 것보다 더 큰 것이 효과적이다.

다른 실시예의 개략적 구조는 도9에 도시되고, 본 발명에 따른 액체 토출 헤드는 상술된 프린트 헤드에 적용된다. 이런 점에서, 동일한 참조 번호가 상술한 실시예의 것과 동일한 기능을 갖는 요소를 나타내도록 사용되고 그것의 설명은 과도하게 많을 것을 방지하도록 생략된다. 이 실시예에서, 중심 그룹의 토출 개구(25c)의 직경은 18 ㎛이고, 내부 10번째 것에 최외측을 구성하는 각각의 대향 단부 그룹의 토출 개구(25e)의 직경은 19 ㎛ 이다. 다시 말해, 잉크 액적이 인쇄 매체 상의 소정의 위치에 정확하게 도달한다는 점에서 양호한 수행을 하는 프린트 헤드에 문제가 없지만, 문제는 내부 프린트 헤드(19)가 사용될 때 그로부터 토출된 잉크 액적이 인쇄 매체 상의 소정의 위치로 정확하게 타격하지 않는다는 점에서 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 단부 그룹의 토출 개구(25e)의 직경은 더 크게 해서 토출된 잉크 액적에 의한 인쇄 매체 상에 형성된 도트의 직경이 도트의 위치적 부정확을 극복하도록 더 크게 하고 고형 인쇄에서 흰 줄무늬의 발생을 방지한다.

이런 점에서, 2.2의 블리딩(bleeding) 비율을 갖는 코팅된 종이가 인쇄 매체로서 사용될 때, 배열 방향을 따라 중심 그룹에 토출 개구(25c)로부터 토출된 잉크 액적의 양은 인쇄 매체에 45 ㎛의 직경을 갖는 도트를 형성하도록 4.5 pl이고, 반면에 그의 배열 방향을 따라 각각의 대향 단부 그룹에 토출 개구(25e)로부터 토출된 잉크 액적의 양은 인쇄 매체에 48 ㎛의 직경을 갖는 도트를 형성하도록 5.5 pl이다.

배열 방향을 따라 각각의 단부 그룹에 토출 개구(25e)로부터 토출된 잉크 액적의 양이 증가할 때, 전열 변환기(30e)의 구동에 잉크 공급의 반응이 저하될 가능성이 있다. 이러한 경우 이러한 반응의 저하를 방지하기 위해, 잉크 통로(34)의 폭은 증가될 수 있고, 또한 근접한 잉크 통로들(34) 사이의 구획벽(35)의 두께가 감소될 수 있다. 확실히, 각각의 대향 단부 그룹의 토출 개구(25e)와 연통하는 잉크 통로(34)의 폭(L₁)은 중심 그룹의 토출 개구(25c)와 연통하는 잉크 통로(34)의 폭(L₀)보다 더 넓도록 설계된다.

상기 실시예에서, 배열 방향의 각각의 대향 단부 그룹에 배열된 토출 개구(25e)의 배열 피치(d1) 또는 전열 변환기(30e)는 배열 방향의 중심 방향에 배열된 토출 개구(25c)의 배열 피치(d0) 또는 전열 변환기(30c)보다 더 길다. 그러나, 각각의 대향 단부 그룹과 중심 그룹에 배열된 토출 개구(25e, 25c)의 배열 피치와 토출 에너지 발생 요소의 피치가 서로 동일하더라도 단부 그룹과 중심 그룹 사이의 중간 그룹에 배열된 토출 개구(25m)의 배열 피치 또는 그에 상응하는 토출 에너지 발생 요소가 각가의 대향 단부 그룹과 중심 그룹의 토출 개구(25e, 25c)의 배열 피치보다 더 길면 동일한 효과를 달성할 수 있다.

도10은 이러한 형태의 액체 토출 헤드가 상술된 프린트 헤드에 적용되는 본발명에 따른 다른 실시예의 개략적 구조를 도시한다. 이런 점에서, 동일한 참조 번호가 상술한 실시예의 것과 동일한 기능을 갖는 요소를 나타내도록 사용되고 그것의 설명은 과도하게 많을 것을 방지하도록 생략된다. 토출 개구(25e) 또는 배열 방향을 따르는 각각의 대향 단부에서 내부 10번째로의 전열 변환기(30e)는 피치(d₀)에 배치되고, 즉, 600 dpi(42.3 ㎛)이다. 배치 개구(25m) 또는 배열 방향에 따른 내부 10번째에서에서 중간 그룹을 형성하는 17번째로의 전열 변환기(30m)는 600 dpi보다 3 ㎛ 더 긴 45.3 ㎛dml 피치(d₂)에 배치된다. 토출 개구(25c) 또는 이전 그룹보다 내부에 위치된 중간 그룹을 형성하는 전열 변환기(30c)은 모두 피치[d₀, (42.3 ㎛)]에 배열된다. 따라서, 배치 방향의 각각의 대향 단부 그룹의 토출 개구(25e)는 모든 토출 개구(25)가 600 dpi에 상응하는 피치에 배열되는 경우 보다 21 ㎛만큼 더 넓게 변형된다. 토출 개구(25)의 두 열은 서로에 대해 절반 피치만큼 변형된다. 따라서, 두 개의 토출 개구(25)의 배열 피치는 전체적으로 대략 1200 dpi가 되고, 이것은 상술한 실시예와 동일하다. 이런 실시예에서, 토출 개구의 두 열들 사이의 피치[토출 개구(25)의 좌우측 열들의 중심 라인들 사이의 거리]는 또한 21 ㎛이다. 또한, 모든 전열 변환기(30)는 24 ㎛ 제곱이 되는 동일한 치수를 갖는다. 모든 토출 개구(25)는 18 ㎛의 직경을 갖는 원이 되는 동일한 치수를 갖는다. 각각의 전열 변환기(30)의 작동을 위한 구동 펄스에 의해, 4.5 pl의 잉크 액적은 그에 상응하는 토출 개구(25)로부터 토출된다. 잉크 액적의 토출 속도는 10 내지 15 m/sec 범위에 있다.

대향 단부 그룹에서 토출 개구(25e 및 25m) 및 뒤이은 중간 그룹은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구(25c)의 그것보다 배열 피치에서 더 넓어지도록 이동된다. 따라서, 비록 고형 인쇄가 이러한 프린트 헤드를 이용함으로써 수행될지라도 각각의 대향 단부에 더 가까이 위치된 토출 개구(25e 및 25m)로부터 토출된 잉크 액적은 배열을 따라 중심으로 이끌리므로 이 잉크 액적에 의해 인쇄 매체 상에 최종적으로 형성된 도트의 피치가 중심 그룹에서의 토출 개구(25) 및 인쇄 매체로 도달로부터 토출된 잉크 액적의 한 피치와 대략 동일하게 수정된다. 결과적으로, 종래 기술에서 캐리지(16)의 모든 스캐닝 이동에서 발생될 수 있었던 흰 줄무늬와 같은 결점을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명은 액체 토출 헤드, 헤드 카트리지 또는 전열 변환기 또는 레이저 비임과 같은 전열 에너지를 발생하기 위한 수단을 갖고, 액체를 토출하도록 열 에너지에 의해 잉크가 변화하는 화상 인쇄 장치에 적용될 때 뚜렷한 효과를 달성한다. 이는 이러한 시스템이 고밀도 고해상 인쇄를 달성할 수 있기 때문이다.

전형적 구조 및 작동적 원칙은 미국 특허 제4,723,129호 및 제4,740,796호에서 개시되고, 이러한 시스템을 이행하기 위한 기본 원칙을 이용하는데 바람직하다. 비록 이 시스템이 온-디멘드 타입 또는 연속 타입 잉크젯 인쇄 시스템 둘 중 하나에 적용될 수 있을지라도, 특히 온-디멘드 타입 장치에 적합하다. 이는 온-디멘드 장치가 전열 변환기를 갖고, 액체를 보유하는 시트 또는 액체 통로 상에 각각 배치되고 다음과 같이 작동하기 때문이다. 첫째, 하나 이상의 구동 신호는 인쇄 정보에 상응하는 열 에너지를 야기하도록 전열 변환기에 적응되고, 둘째, 전열 에너지는 액체 토출 헤드의 발열부 상에 막이 비등하도록 핵이 있는 비등을 초과하여 갑작스런 온도 상승을 포함하고, 셋째, 버블은 구동 신호에 상응하는 액체에서 성장된다. 버블의 성장 및 붕괴를 이용함으로써, 잉크는 하나 이상의 액체 방울을 형성하도록 헤드의 토출 포트 중 적어도 하나로부터 배출된다. 펄스의 형태에서 구동 신호는 버블의 성장 및 붕괴가 구동 신호의 이러한 형태에 의해 순간적으로 적합하게 달성될 수 있으므로 양호하다. 펄스의 형태에서 구동 신호로, 미국 특허 제4,463,359호 및 제4,345,262호에서 기재된 것이 바람직하다.

또한, 더 우수한 인쇄를 달성하기 위해 채택된 미국 특허 제4,313,124호에서 기재된 발열부의 온도 상승률이 바람직하다.

미국 특허 제4,558,333호 및 제4,459,600호는 본 발명에 통합된 액체 토출 헤드의 다음 구조를 개시한다. 이 구조는 토출 포트의 조합에 더하여 굴곡부 상의 발열부, 액체 통로 및 상기 특허에 개시된 전열 변환기를 포함한다. 또한, 본 발명은 유사한 효과를 얻기 위해서 일본 특허 출원중인 제59-123670호(1984) 및 제59-138461호(1984)에서 개시된 구조에 적용될 수 있다. 전자는 전열 변환기의 토출 포트로 이용된 전열 변환기 전체로 통상의 슬릿 구조를 개시하고, 후자는 토출 포트에 상응하여 형성된 열 에너지에 의해 야기된 압력 파장을 흡수하기 위한 개구 구조를 개시한다. 따라서, 액체 토출 헤드 타입과 관련 없는, 본 발명은 확실하고 효과적인 인쇄를 달성할 수 있다.

본 발명은 인쇄 매체를 가로지르는 최대 넓이와 같은 길이의 소위 풀-라인(full-line) 타입 액체 토출 헤드에 또한 적용될 수 있다. 이러한 액체 토출 헤드는 함께 조합된 복수개의 액체 토출 헤드, 또는 일체로 배열된 액체 토출 헤드로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명은 다양한 직렬 타입 액체 토출 헤드, 화상 인쇄 장치의 주 조립체에 고정된 액체 토출 헤드, 화상 인쇄 장치의 주 조립체 상에 적재될 때 주 조립체에 전기적으로 연결되고 그로부터 액체가 공급되는 편리하게 대체가능한 칩 타입 액체 토출 헤드 및 액체 저장조를 일체로 포함하는 카트리지 타입 액체 토출 헤드에 적용될 수 있다.

본 발명의 효과를 더욱 확실하게 하기 때문에 적당한 상태에서 토출 헤드로부터 액체를 토출하기 위한 저장조 시스템, 또는 화상 인쇄 장치의 구성으로서 액체 토출 헤드에 대한 예비 보조 시스템을 추가하는 것이 더 바람직하다. 회복 시스템의 예는 캡핑 수단, 액체 토출 헤드에 대한 세척 수단 및 액체 토출 헤드에 대한 압력 또는 흡입 수단이다. 예비 보조 시스템의 예는 전열 전환기 또는 다른 히터 요소 및 전열 전환기의 조합을 이용하는 예비 발열 수단, 및 인쇄를 위해 액체를 독립적으로 토출하는 예비 토출을 수행하기 위한 수단이다. 이러한 시스템은 확실한 인쇄를 위해 효과적이다.

화상 인쇄 장치 상에 부착되도록 액체 토출 헤드의 수 및 타입은 또한 탈착될 수 있다. 예를 들어, 하나의 컬러 잉크에 상응하는 단 하나의 액체 토출 헤드, 또는 컬러 또는 농도에 차이가 있는 복수개의 잉크에 상응하는 복수개의 액체 토출 헤드가 이용될 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 적어도 하나의 단색, 다중 컬러 및 전-컬러 모드를 갖는 장치에 효과적으로 적용될 수 있다. 여기서, 단색 모드는 블랙과 같은 단지 하나의 주 컬러를 이용함으로써 인쇄를 수행한다. 다중-컬러 모드는 상이한 컬러 잉크를 이용함으로써 인쇄를 수행하고, 전-컬러 모드는 컬러 혼합에 의해 인쇄를 수행한다. 이 경우에, 잉크의 인쇄 상태를 조정하기 위한 처리 액체(인쇄 가능한 강화된 액체)는 인쇄 매체 또는 인쇄 모드의 종류에 따라서 인쇄 매체로 공통된 토출 헤드 또는 각각의 개별 헤드로부터 또한 토출될 수 있다.

게다가, 비록 상술된 실시예가 액체를 이용할지라도, 인쇄 신호가 적용될 때의 액체인 액체가 이용될 수 있다. 예를 들어, 액체는 실내 온도보다 낮은 온도에서 고체화하고 실내 온도에서 부드럽거나 액체화되어 이용될 수 있다. 이는 잉크젯 시스템에서, 액체가 30 ℃ 내지 70 ℃의 범위에서 조절된 일반적인 온도이므로 액체의 점성이 액체가 확실히 토출될 수 있는 밸브에서 유지되기 때문이다. 또한, 본 발명은 액체가 다음과 같은 열 에너지에 의해 토출 전에 단지 액화되는 이러한 장치로 적용될 수 있으므로 액체는 액체 상태에서 포트로부터 배출되고, 인쇄 매체를 칠 때 고체화되기 시작하고, 따라서 액체 증발을 방지한다. 액체는 한편 온도 상승을 야기하는 열 에너지를 긍정적으로 이용함으로써 고체에서 액체 상태로 변형되거나, 공기로 남을 때 건조한 액체는 인쇄 신호의 열 에너지에 대해서 액화된다. 이러한 경우에, 액체는 리세스에 보유되거나 액체 또는 고체 물질로서 다공성 시트로 형성된 구멍을 통과할 수 있으므로 액체가 일본 특허 출원 중인 제54-56847호(1979)또는 제60-71260호(1985)에 기재된 전열 변환기를 향한다. 본 발명은 액체를 토출하기 위한 막 비등 현상을 이용할 때 가장 효과적이다.

게다가, 본 발명에 다른 화상 인쇄 장치는 단지 컴퓨터와 같은 정보 공정 장치의 화상 출력 단자로서 뿐만 아니라, 판독기 등, 전송 및 수용 기능을 갖는 팩스기, 또는 옷감에 인쇄 인쇄기와 조합하는 복사기의 출력 장치로서도 이용될 수 있다, 시트 또는 웹 페이퍼, 목재 또는 플라스틱 보드, 석재 슬랩, 플레이트 글래스, 메탈 시트, 세 치수의 구조 등은 본 발명에 따른 인쇄 매체로서 이용될 수 있다.

본 발명은 양호한 실시예에 대해서 상세히 기재되어 있고, 더 넓은 측면으로본 발명을 벗어나지 않는 변화와 변형은 당업자에게 상술된 것으로부터 명백해지고, 따라서 본 발명의 기술 사상내의 범위에서의 이러한 변화 및 변형을 모두 포함하여 청구범위에서 명백하게 한다.

본 발명에 의하여 인쇄 매체의 공급 방향을 가로질러 스캐닝하는 동안 고주파수로 액체 액적을 토출할 수 있는 화상 형성 장치에서, 흰 줄무늬(white streaks)가 고형 인쇄에서 발생되는 것을 방지하기 위해 배열 방향을 따라 개별 대향 단부 섹션에 배치된 토출 개구로부터 토출된 액체 액적의 편위를 제한하도록 구성된 액체 토출 헤드와, 그러한 액체 토출 헤드를 이용하는 화상 형성 장치를 제공된다.

Claims (20)

1. 제1 방향으로 배열된 복수의 토출 개구 및 상기 토출 개구로부터 액체를 토출하기 위한 복수의 토출 에너지 발생 요소를 포함하고 인쇄 매체에 대해 상대적으로 이동되는 액체 토출 헤드이며,

   상기 제1 방향을 따라 개별 대향 단부 섹션에 위치되는 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치는 제1 방향에 따른 중심 섹션에 위치되는 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
2. 제1항에 있어서, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치는 상기 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치보다 0.1 내지 10 ㎛ 긴 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
3. 제1항에 있어서, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 직경은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
4. 제3항에 있어서, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구와 중심 그룹을 형성하는 토출 개구로부터 각각 인쇄 매체에 토출되는 액체 액적에 의해 형성되는 도트의 직경들 사이의 차가 단부 그룹을 형성하는 토출 개구와 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치 사이의 차에 대응하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
5. 제3항에 있어서, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 직경은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 것의 두배 이하인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
6. 제3항에 있어서, 토출 개구에 액체를 연통하는 복수의 액체 통로를 더 포함하고, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭보다 더 넓은 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
7. 제6항에 있어서, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭은 중심 그룹을 형성하는 토출 개구와 연통하는 액체 통로의 폭보다 2배 이하인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
8. 제1 방향으로 배열된 복수의 토출 개구 및 상기 토출 개구로부터 액체를 토출하기 위한 복수의 토출 에너지 발생 요소를 포함하고 인쇄 매체에 대해 상대적으로 이동되는 액체 토출 헤드이며,

   제1 방향에 따른 개별 대향 단부 섹션에 위치되는 단부 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치 및 제1 방향에 따른 중심 섹션에 위치되는 중심 그룹의 배열 피치는 서로 동일하며, 단부 그룹과 중심 그룹 사이에 위치된 중간 그룹을 형성하는 토출 개구의 피치는 단부 그룹 및 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 피치보다긴 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
9. 제8항에 있어서, 중간 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치는 단부 그룹 및 중심 그룹을 형성하는 토출 개구의 배열 피치보다 0.1 내지 10 ㎛ 긴 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
10. 제1항 또는 제8항에 있어서, 단부 그룹 및 중심 그룹을 형성하는 복수의 토출 개구의 배열 피치는 42.3 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
11. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 토출 개구로부터 한번 토출되는 액체의 양은 10 피코리터 이하인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
12. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 토출 에너지 발생 요소는 토출 개구에 대향해서 배치되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
13. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 토출 에너지 발생 요소는 토출 개구로부터 액체의 막 비등에 의해 액체를 토출하는 전열 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
14. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 제1 방향은 인쇄 매체의 반송 방향이고,상기 액체 토출 헤드는 제1 방향을 가로지르는 제2 방향에 따라 스캐닝 이동되는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
15. 액체 토출 헤드의 토출 개구로부터 토출된 액체로 인쇄 매체 상에 화상을 형성하기 위해, 제1항 또는 제8항에서 청구된 액체 토출 헤드를 위한 장착 수단 및 인쇄 매체를 반송하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
16. 제15항에 있어서, 장착 수단은 인쇄 매체의 반송 방향을 가로지르는 방향으로 스캐닝 이동을 위해 이동 가능한 캐리지인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 액체 토출 헤드는 부착/탈착 수단을 통해 캐리지에 탈착 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 액체 토출 헤드는 인쇄 매체의 동일 영역 내에서 복수의 스캐닝 이동에 의해 화상을 형성하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
19. 제15항에 있어서, 상기 액체는 잉크 및/또는 인쇄 매체에 대해 잉크의 인쇄 특성을 제어하기 위한 처리 액체인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
20. 제15항에 있어서, 단부 그룹을 형성하는 토출 개구는 인쇄 매체 상에 화상형성 시에 액체를 토출할 준비가 된 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.