KR100361673B1 - 멀티톤(multi-tone)인쇄방법 - Google Patents

Abstract

멀티톤( multi - tone ) 인쇄 방법은 드롭온디멘드( drop - on - demand ) 장치 (100)를 사용하여 상기 장치에 대하여 이동 가능한 기판 (111) 의 인쇄 요소 부위상에 채널 (104) 의 어레이로 부터 발생된 잉크 액적을 데포지트한다. 채널의 길이 및 노즐 위치와 크기는 각각의 채널에 종방향 공진 주파수를 제공하며 전기 작동 수단 ( 110, 112, 114, 116, 118 )은 채널의 공진 주파수에서 또는 그 근처에서 채널의 선택된 밴드 ( band )에 에너지 펄스를 공급하여 인가된 펄스의 수와 동일한 많은 액적을 기판의 해당하는 인쇄 요소 영역내의 각 선택된 채널로 부터 데포지하는데, 상기 인가된 펄스의 수는 요구되는 인쇄 톤 ( tone )에 의존한다. 짝수 채널로 부터의 액적 분사는 홀수 채널로 부터의 액적 분사에 대하여 공진 주파수에서 반상 ( anti - phase ) 상태에 있다.

Description

멀티톤 ( multi - tone ) 인쇄 방법{METHOD OF MULTI-TONE PRINTING}

이와같은 인쇄 장치에 대한 실시태양들은 미국 특허 제 4,584,590 호 및 본 출원인 명의의 다음의 미국 특허 등에 기술되어 있으며, 이들의 내용은 본원에 참고로 반영되어 있다 : 미국 특허 제 4,879,568 호, 미국 특허 제 4,887,100 호 ; 미국 특허 제 4,992,808 호 ; 미국 특허 제 5,003,679 호 ; 미국 특허 제 5,016,028 호 및 미국 특허 제 5,028,936 호.

인용 참증에 개시된 인쇄 장치의 기종은 에너지 펄스가 각 잉크 채널의 벽 부분의 변위에 의해 잉크에 제공되는 기종이다. 전형적으로, 평행한 잉크 채널은, 한 방향으로는 측벽으로 경계를 이루는 채널중 하나에 펄스를 인가하도록 그리고 다른 방향으로는 다른 채널에 펄스를 인가하도록 변위될 수 있는 측벽에 의해 분리된다. 이러한 방법은 많은 주요 이점을 제공하며 고효율, 고밀도, 2 진 ( 또는 단일 톤 ) 프린트헤드의 설계를 가능케 하여 왔다.

그렇지만, 이러한 측벽 작동기의 " 공유 ( sharing ) 는 설계 제약을 초래한다. 예를들어, 상기 언급된 기술은 분할 측벽을 " 공유 " 하는 두 개의 채널이 동시에 점화될 수 없다는 것이다. 따라서 상기 기술은 채널을 두 개의 사이클로 분할하는 해결책을 제시하는데, 한 사이클은 짝수 채널을 포함하고, 다른 한 채널은 홀수 채널을 포함한다. 이 사이클중 하나만이 어느 한 시기에 점화 가능하며 프린터 드라이버는 ( 다른 한 사이클에 속하는 ) 이웃 채널이 점화 가능하기전에 채널이 비활성 상태가 될 만큼 충분히 느린 속도로 연속적인 사이클에서 동작한다. 인접 채널들의 점화 사이의 결과적 시간 지연이 프린트 질을 달리 떨어 뜨리지 않는다면, 시간 지연은 보상될 수 있다. 한가지 보상 방법은 인접 채널에 해당하는 노즐을 공간적으로 오프셋하는 것이다.

2 진 또는 단일 - 톤 인쇄는 항상 만족하지만은 않다.

멀티톤 인쇄시 인간의 눈은 그레이스케일 ( greyscale ) 의 64 개의 계조를 감지할 수 있는 것으로 알려져 있다. 두배의 많은 계조들이 식별될 수 있는 것으로 제시된다. 따라서, 관찰자의 눈의 식별력에 가능한 가깝게 많은 그레이스케일 톤을 인쇄할 수 있는 프린터를 제조하는 것은 칼라 인쇄를 포함한 고질의 톤 인쇄의 한가지 목적이다.

미국 특허 제 4,513,299 호에서, 서로 다른 액적량을 갖는 잉크의 액적이 잉크 채널의 공진 주파수 바로 아래의 액적 반복률에서 인쇄 매체상에 데포지트될 수 있는 단일 채널의 드롭온디맨드 잉크젯 인쇄 디바이스가 개시되어 있다. 서로 다른액적량은 유사한 크기의 부가적인 액적 분사 펄스를 갖는 액적 분사 펄스를 따라 채널 공진 주파수에서 또는 그 부근의 주파수에서 초기의 액적 분사 펄스에 이르면 성취된다. 부가적인 액적 분사 펄스는 초기의 액적 분사 펄스에 의해 채널로 부터 방출된 액적량과 실질적으로 동일한 크기의 부가적인 액적량의 잉크 채널로 부터 분사를 초래한다. 방출된 일련의 액적량에서, 제 2 의 추후 액적량 각각은 방출된 선행 액적량에 연결되며 이 액적량은 서로 합쳐져 인쇄 매체상에 데포지트되는 확장된 액적을 형성한다. 그렇지만, mm 당 적어도 2 개의 평행한 채널의 어레이 등의 고질 어레이 드롭온디맨드 프린터에서, 공지된 액적 분사 방법은 임의의 특정 채널로 부터 초기에 분사된 액적량에 부가될 수 있는 액적량의 수를 심하게 소량으로 제한한다. 이 수는 채널 밀도의 증가와 함께 급속히 줄어든다. 다음으로, 상기 공지된 방법에 의해 성취될 수 있는 그레이스케일 계조의 수는 인쇄된 이미지의 픽셀에 데포지트될 수 있는 서로 다른 액적량의 성취가능한 수에서 제한된다.

미국 특허 제 4,536,097 호에는 직접 모드에서 변형될 수 있는 일련의 평행한 압전 스트립에 의해 한정된 채널을 지니는 압전 프린트헤드가 개시되어 있다. 두 개의 압전 스트립을 지니는 작동 채널 각각은 탄성 중합체 또는 공기로 찬 더미 ( dummy ) 채널에 의해 인접 채널로 부터 분리되며 결과적으로 이러한 장치는 성취될 수 있는 채널 분해능에 대하여 제한된다. 프린트헤드는 여러 크기의 액적을 만들어 낼 수 있다.

영국 특허 출원 제 2 157 623 호에는 도트 크기를 제어하는 잉크젯 장치를 작동시키는 방법이 개시되어 있다. 비교적 작은 잉크 챔버는 발 ( foot ) 과 다이어프램 ( diaphragm ) 을 포함하는 기계적 커플링을 통해 각각의 챔버와 통하는 개별적인 대형 압전 트랜스듀서를 지닌다. 잉크젯 장치의 기계적 공진 주파수와 유체의 결합 또는 어느 하나를 동시에 여진시킴으로써 그리고 주 공진 주파수와 동시에 반복적 또는 연속 방식으로 이러한 동작을 반복시킴으로써, 복수개의 잉크 액적은 이것이 떠 있는 동안이나 레코딩 매체상에서 뭉쳐질 수 있도록 하는 시간 주기내에 분사될 수 있다.

본 발명에 의하면, 단일톤 인쇄에 대해 위에서 강조한 방법을 채택한 멀티톤 인쇄의 방법이 개발될 수 있다면 상당한 이점이 있을 것으로 여겨져 왔다.

따라서, 유럽 특허 출원 제 0 422 870 호 ( 본 출원인의 이름으로 출원됨 ) 에는 유사한 일정 간격의 평행한 잉크 채널의 어레이를 포함하는 드롭온디맨드 인쇄 장치를 사용하는 멀티톤 인쇄 방법이 개시되어 있다. 현재 점화 가능한 사이클에 있는 채널은 한 개가 아닌 연속 펄스를 수신 ( 착신 인쇄 데이터에 의존함 ) 하며, 이의 수는 성취된 인쇄 밀도를 가리킨다. 연속 펄스는 채널의 종방향 음향 공진 주파수에 해당하는 반복률에서 제공될 수 있다. 전과같이, 동일한 벽 작동기를 공유할 수 있는 이웃 채널과의 간섭은 이웃 채널을 포함하는 채널의 사이클이 점화가능하기 전에 충분한 시간 간격을 허용함으로써 해결된다. 바람직하기로는, 채널은 3 개 이상의 사이클내에서 배열된다.

위의 서류에는 한 채널의 이네이블과 이웃 채널의 이네이블 사이에 느린 사이클링은 회피하는 탁월한 대안이 설명되어 있다. 대신에, 인접 채널은 각각의 반상 ( antiphase ) 공진 파형과 함께 작동 ( 인쇄 데이터에 의존하여 ) 된다. 결과적으로 액적은 공진 파형의 교호 위상에서 인접 채널로 부터 분사된다. 본 서류에 설명되어 있는 바와같이, 이러한 대안은 느린 사이클링이 해결되었기 때문에 실질적으로 제 1 장치 보다 더 빠른 속도에서 효과적이다.

서로 다른 방식으로 인쇄 데이터를 관리하는 것이 적당하며 상기 서류에는 점화된 채널의 밴드 ( band ) 를 제어하는 개념이 도입되어 있으며, 상기 밴드는 인쇄 데이터에 의해 결정되는 바와같은 폭 ( 또는 채널의 수 ) 이 증가 및 감소된다.

엄격히 말하면, 한 채널의 점화와 이웃 채널의 점화 사이에 시간 지연이 존재한다. 그렇지만, 이는 공진 주파수의 주기에 절반이기 때문에, 시간 지연은 위에서 설명된 사이클과 연관된 시간 지연 보다도 훨씬 더 적다 ( 아마도 2 배의 크기 ). 이러한 적은 지연이 인쇄질에 영향을 미치는 것은 드물며 보상은 일반적으로 요구되지 않는다.

상기 서류에서 인정되어 있는 바와같이, 이러한 변형 장치는, 비교적 빠르지만 이것이 주어진 공간 주파수에서 인쇄할 패턴의 범위내에서 제한된다 ; 특히, 이것은 일련의 채널을 가로질러 " 흑, 백, 흑 " 이 아닌 " 백, 흑, 백 " 을 인쇄한다.

본 발명은 드롭온디맨드 ( drop - on - demand ) 장치를 사용하는 멀티톤 인쇄에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 기판위의 인쇄 요소 부위상에 인쇄하는 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 각각의 잉크 분사 노즐이 구비된 평행한 채널의 어레이, 각각의 채널에 대한 액체 공급 수단, 및 잉크 분사가 일어나도록 상기 채널내의 액체에 에너지 펄스를 가하는 전기 작동 수단을 포함한다.

도 1 은 인쇄 매체가 드롭온디맨드 ( drop - on - demand ) 잉크젯 프린터의 채널의 노즐을 지나는 동안 1 과 64 사이의 잉크 액적의 가변 갯수를 연속적인 인쇄 요소 부위 ( 픽셀 ) 내에 데포지트한 결과를 예시한 도면.

도 2 는 본 발명에 따라 사용되는 드롭온디맨드 잉크젯 인쇄 장치를 예시한 도면.

도 3 은 도 2 에 예시된 잉크젯 인쇄 장치의 단면도.

도 4 내지 도 12 는 본 발명의 변형 실시예에 따라 도 2 에 도시된 프린트헤드의 동작 방식을 양식화된 형태로 예시한 도면.

본 발명의 목적은, 채널의 어레이를 지니는 드롭온디맨드 프린터를 사용하며 이전에 가능했던 것 보다 더 높은 공간 주파수를 지니는 패턴의 고밀도 및 고속도로 인쇄를 가능하게 하는 그레이스케일 인쇄의 개선된 방법을 제공하는 것이다.

따라서, 한 실시 태양에서 본 발명은, 평행한 채널의 어레이, 상기 잉크 분사용 채널과 각각 통해있는 일련의 노즐, 각 채널과 연결된 잉크 소스, 및 압력 펄스를 채널에 인가하도록 채널과 연관된 전기 작동 수단을 포함하여 채널로 부터 잉크 분사를 일으키는 드롭온디맨드 잉크젯 장치를 사용하는 멀티톤 인쇄 방법으로 이루어져 있으며,

임의의 한 사이클에 속하는 채널이 또 다른 사이클에 속하는 채널과 인터리브되는 채널이 적어도 두 개의 사이클내에 배열되는 단계 ;

인쇄 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 각 사이클의 채널이 제 1 및 제 2 그룹에서 부가적으로 배열되는 단계 ;

사이클 이네이블 주파수에서 잉크 분사용 사이클을 연속적으로 이네이블하는 단계 ;

각 사이클 동안, 인쇄 데이터에 따라 잉크 분사용 제 1 및 제 2 그룹 각각의 채널을 선택하는 단계 ;

상기 사이클 이네이블 주파수 보다 더 높은 동작 주파수에서 선택된 채널에 연속적인 압력 펄스를 인가하도록 전기 작동 수단을 작동시키는 단계로서, 펄스의 수는 인쇄 데이터에 따라 인쇄 밀도를 제어하도록 변환되는 단계 ;

상기 제 1 그룹에 속하는 선택된 채널에 인가된 압력 펄스가 상기 제 2 그룹에 속하는 선택된 채널에 인가된 펄스에 반상으로 인가되는 단계를 포함하여, 상기 제 1 및 제 2 그룹 사이에 반상으로 상기 선택된 채널로 부터 잉크 분사를 일으킨다.

동작 주파수는 채널의 종방향 음향 공진 주파수일 수 있으며 공진 주파수의

또는 ⅓ 미만에 해당하는 것이 바람직하다.

또 다른 실시태양에서, 본 발명은, 평행한 채널의 어레이, 상기 잉크 분사용 채널과 각각 통해 있는 일련의 노즐, 상기 채널과 연결된 잉크 소스 수단, 및 복수개의 전기 작동 수단으로서, 해당하는 두 개의 전기 작동 수단을 지니는 상기 채널 각각 및 상기 채널중 두 개와 연관된 각각의 전기 작동 수단을 포함하는 드롭온디맨드 잉크젯 장치를 사용하는 멀티톤 인쇄 방법으로 구성되어 있으며, 상기 각각의 전기 작동 수단은 이것이 연관된 두 개의 채널중 어느 하나에 정압력을 그리고 상기 두 개의 채널중 다른 하나에 부압력을 인가하도록 반대 방향으로 작동가능하며, 압력 펄스는 상기 채널로 부터 잉크 분사를 일으키는 임의 채널내의 한정된 분사 압력 한계치를 초과하며, 상기 방법은, 적어도 두 개의 사이클내에 채널을 배열하는 단계로서, 두 그룹으로 각 사이클의 채널을 배열하는 단계, 각 사이클 동안, 인쇄 데이터에 따라 잉크 분사용 제 1 및 제 2 그룹 각각의 채널을 선택하고 선택된 채널에 연속적인 압력 펄스를 인가하도록 연관된 전기 작동 수단을 작동시키는 단계를 포함하며, 인가된 펄스의 수는 인쇄 데이터에 따라 인쇄 밀도를 제어하도록 변화되며, 상기 제 1 그룹내의 선택된 채널에 인가된 압력 펄스는 상기 제 2 그룹에 속하는 선택된 채널에 인가된 펄스에 대해 동작 주파수에서 반상 상태임으로써, 상기 제 1 및 제 2 그룹사이에 반상 상태의 상기 선택된 채널로서, 해당하는 두 개의 전기 작동 수단으로 부터 보상 정ㆍ부 압력을 수신하는 현재 이네이블된 사이클내에 있지 않은 채널로 부터 잉크 분사를 일으킨다.

따라서 본 발명의 실시예들은 채널의 이웃 ( 또는 기타 그룹 ) 의 반상 동작과 연관된 고속 동작을 성취할 수 있으며, 선행 기술의 한계를 해결한다. 채널 사이클의 이네이블 및 디스에이블은 각각의 작동기에 대한 구동 신호를 디스에이블하지 않고 강화 또는 취소 압력을 인가하도록 특정 채널과 연관된 두 개의 작동기를 설정함으로써 훌륭하게 성취될 수 있다. 이네이블된 사이클의 강화시 또는 다른 한 사이클 또는 각 사이클의 취소시 이동하는 작동벽의 개념은 본 발명의 바람직한 형태의 중요한 특징이다. 채널은 두 개 이상의 사이클에, 그리고 각각의 사이클내에서 많은 방식으로 두 개의 반상 그룹내에 할당될 수 있다.

본 발명의 한 형태에 따라, 평행한 채널의 어레이, 상기 잉크 분사용 채널과 각각 통해있는 일련의 노즐, 각 채널과 연결된 소스 잉크, 및 잉크 분사를 일으키도록 채널과 연관된 전기 작동 수단을 포함하는 드롭온디맨드 잉크젯 장치를 사용하는 인쇄 방법이 제공되며, 상기 방법은, 인쇄 데이터를 수신하는 단계 및 다음의 연속 반복하는 채널 압력 펄스 상태중 임의 하나에 따른 인접 채널 압력 펄스에 인가하도록 전기 작동 수단을 상기 인쇄 데이터에 따라 작동시키는 단계,

동작 주파수에서 영이 아닌 압력 각각을 부호로 바꾸는 단계 및 인쇄 데이터에 따라 인쇄 밀도를 제어하도록 인가된 압력 펄스의 수를 변화시키는 단계를 포함한다.

이제부터 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 통해 기술될 것이다.

본 발명의 방법은, 어레이, 바람직하기로는 각각의 액적 분사 노즐이 구비된 평행한 채널의 고밀도 어레이, 각 채널용 잉크 공급기, 및 채널로 부터 액적 분사를 일으키도록 압력 펄스를 인가하는 전기 작동 수단을 포함하는 드롭온디맨드 잉크젯 인쇄 장치에 의해 이행될 수 있다.

바람직하기로, 압력 펄스는 채널의 압전 벽 부분을 변위시켜 인가된다.

미국 특허 제 4,887,100 호에는, 상기 변위가능한 압전 벽 부분이 채널 분할 측벽을 포함하는 프린트헤드의 형태가 도 2(a) - (d) 에 관하여 기술되어 있다. 이 경우에, 채널 분할 측벽은, 제 1 의 연속적인 동작 위상에서 측벽이 채널중 하나로 부터 액적을 분사시키도록 분리시키는 채널중 하나의 표면벽과 함께 편향될 수 있는 반면에 이어지는 동작 위상에서 측벽이 분리시키는 채널중 다른 하나의 표면 측벽과 함께 상기 채널 분할 벽이 상기 채널중 다른 하나로 부터 액적을 분사시키도록 편향될 수 있도록 측벽이 분리시키는 채널 사이에 공유된다.

유럽 특허 출원 제 0 422 870 호에 설명된 바와같이, 기술된 종류의 프린트헤드는 동작 주파수에서 전형적으로 1 내지 64 범위내의 액적의 가변 갯수를 각 픽셀에 해당하는 부위에 데포지트함으로써 그레이스케일 ( 결과적으로, 칼라 프린터 ) 로서 본 발명에 따라 사용될 수 있으며, 상기 주파수는 유럽 특허 출원 제 0 422 870 호의 경우에 프린트헤드 채널의 종방향 음향 공진 주파수이다.

도 1 은 종이가 노즐을 지나는 동안 연속적인 픽셀내에 1 내지 64 사이의 잉크 액적의 가변 갯수를 데포지트한 결과를 보여준다. 전형적으로, 최대의 액적 생산 주파수는 픽셀당 100 개의 액적을 발생시키는데 충분함으로, 64 개의 액적이 발생되는 경우, 이 액적들은 픽셀 피치 ("P") 의 대략 ⅔ 을 차지하는 라인내에 데포지트된다. 보다 적은 갯수의 액적들이 연속적으로 발생되는 경우 이 액적들은 보다 짧은 라인을 따라 데포지트된다.

각 픽셀내에 있는 잉크 액적의 데포지트된 라인들은 종이 표면상에 액체 잉크의 도트로 집중 및 확산될 시간이 필요하다. 임의의 특정 노즐로 부터 발생된 액적이 데포지트되는 라인은 모양에 거의 영향을 미치지 않고 픽셀에서 형성된 도트의 직경에만 영향을 미친다. 도 1 에서는, 픽셀에서 액적의 라인을 데포지트하는 연속적인 액적 각각이 해당 픽셀에 대하여 대칭적으로 데포지트되도록 관련 타이밍이 선택되는 것을 보여준다. 이는 콘투어링을 초래할 수 있는 이미지의 왜곡을 감소시키며 인접 픽셀에서 데포지트된 액적을 뭉치게 하는 경향을 막아준다.

이제부터 도 2 및 도 3 에 있어서, 미국 특허 제 4,887,100 호의 도 2(a) - (d) 에 관련하여 기술된 것과 일반적으로 유사한 프린트헤드 (100) 가 예시되어 있으며, 이의 내용은 본원에 참고로 반영되어 있다. 프린트헤드 (100) 는, 수직한 방향으로 세워지고 채널 분할 측벽 (106) 을 지니는 밀리미터당 2 이상의 밀도에서 채널 (104) 을 제공하는 평행한 그루브로 형성된 압전 재료 (102) 의 대향 시트를 포함한다. 채널 (104) 은 금속 전극층 (105) 으로 각각 정렬되어 있다. 채널은 작동된 채널의 전극층과 작동된 채널중 어느 한 측면상의 채널의 전극층 사이에 전위차를 인가하여 전단 모드에서 작동된다. 도 3 에 점선 윤곽으로 도시된 바와같이,채널 분할 측벽은 보통 셰브론 ( chevron ) 형태로 변위된다. 물론 이는 단지 한가지 실시예이며, 측벽 - 변형체로 - 은 캔틸레버 ( cantilever ) 모드로 변위되도록 제조된다. 부가적인 변형체들이 당해 기술분야에 개시되어 있으며 본원에 참고로 반영되어 있다.

채널의 끝을 이루는 각각의 노즐 (109) 로 형성된 노즐 플레이트 (107) 가 배치된 곳과 반대의 단부에서 각 채널과 연결된 일반적인 공급 덕트 ( duct ; 108 ) 로 부터 인쇄 액체가 채널에 공급된다. 노즐은 종이 등의 기판 (111) 의 운동 방향에 가로로 공선형적으로 배치된다.

본 발명의 한 실시태양에 따라, 도 2 및 도 3 에 실례를 통해 도시된 유형의 프린트헤드는 적어도 2 사이클내에 배열된 채널로 동작되며, 임의의 한 사이클에 속하는 채널은 또 다른 사이클에 속하는 채널과 인터리브되며, 각 사이클의 채널은 반상으로 동작하는 제 1 및 제 2 그룹내에 부가적으로 배열된다.

본 발명을 구체화하는 상당 수의 전략이 인식될 수 있음을 이해할 것이며 이들중 몇가지는 도 4- 12 에 개략적으로 도시되어 있다. 이 도면들에는 도 2 및 도 3 의 것과 같은 프린트헤드 구조물이 양식화된 형태로 간단하게 도시되어 있다. 전단 모드에서 가로 방향으로 변위가능한 압전 측벽 (402) 은 기판 (404) 과 덮개 (406) 사이에 뻗어있다. 결과적으로 연장된 잉크 채널 (408) 은 한정되며, 노즐 (410) 로 각각 끝을 이룬다. 측벽 (402) 은 직선의 경사를 통해 표시되는 측벽의 변위를 갖는 직선으로 개략적으로 도시되어 있다.

각 도면의 부분 ((a), (b)) 은 동작 주파수의 서로 다른 반주기에서 인접 채널의 측벽 부분을 보여준다. 따라서 한 사이클에서 구조물은 공진 또는 기타 동작 주파수에서 (a) 및 (b) 에 표시된 위치 사이에서 진동하는 것으로 생각될 수 있다.

임의의 한 사이클에서 점화 채널은 + 및 - 각각으로 표시된 정ㆍ부 압력 상태 사이에서 진동하는 것으로 보여질 수 있다. 동일한 그룹에 속하는 모두 (a) 에서 + (b) 에서 - 이며, 역 또한 같다. 현재 이네이블된 사이클에 속하지 않는 채널들은 압력 상태 0 으로 표시된다.

본 발명의 한 실시태양에 따라, 제 1 및 제 2 그룹에 속하며 제 1 의 동작 사이클에 할당된 점화 채널은 적어도 하나의 다른 사이클에 속하는 채널을 삽입함으로써 분리된다. 도 4 및 도 5 는 특정 실시예이며, 본 도면에서 볼 수 있는 바와같이, 삽입 채널들은 한줄로 이동하는 벽들에 의해 비점화 상태이다 ( 예컨대, 이들은 액적을 분사시키기에 불충분한 압력 변경을 검색한다 ). 따라서, 사이클 전체를 통해, 이 채널들은 압력 상태 0 을 보여준다. 한 사이클내의 동작으로 부터 또 다른 사이클내의 동작으로의 변경은 채널벽의 적당한 진동수 - 아마도 100 번 - 의 완성 후 발생하여, 액적은 또 다른 채널에 속하는 ( 이전에 비활성 삽입 ) 채널로 부터 ( 두 개의 개별 그룹에 속하는 채널사이에 반상으로 ) 분사된다. 삽입 채널의 갯수는 프린트헤드가 작동하게될 사이클 수에 해당함을 이해할 것이다 ; 도 4 의 배열 구조는 2 사이클 동작인 반면 도 5 에 도시된 것은 3 사이클 동작이다. 도 4 의 부분 (c) 및 도 5 의 부분 (c) 와 (d) 는 도 4 및 도 5 의 기타 각 사이클에서 점화/비점화를 보여주며 ; 점화 채널은 애스터리스크로, 비점화 채널은 0 으로 표시된다.

초기에 도 1 에 관련한 설명에서 언급된 바와같이, 채널 벽의 동작 주파수에서의 진동수 - 결과적으로는 상기 채널로 부터 분사된 액적수 - 는 요구되는 인쇄 밀도에 의해 결정된다. 한 사이클내의 ( 반상으로 동작하는 ) 제 1 및 제 2 그룹에 속하는 채널로 부터 발생된 액적 분사의 타이밍에 차가 있을 수 있지만, 일반적인 경우와 같이, 이는 동작 주파수가 높은 경우 인쇄질에 거의 영향을 미치지 않는다. 벽이 64 액적까지 분사시키도록 동작 주파수에서 작동되는 경우, 이웃 채널 사이에서 반상 상태인 액적 분사로 부터 일어나는 에러는 64 의 전반, 예컨대 1% 미만이라는 것을 이해할 것이다. 이는 액적 확산후 프린트의 에러에 관해서 무시할 수 있다.

다른 한편, 채널의 사이클은 낮은 사이클 - 이네이블 주파수에서 이네이블되며 서로 다른 사이클에 속하는 채널로 부터 분사된 액적의 분출 사이의 타이밍 차는 일반적으로 관련 기판 운동의 속도와 비교하여 중요하다. 이는, WO 95/07185 의 이진 인쇄의 문맥에 개시된 바와같이 전기한 미국 특허 제 4,887,100 호로 부터 이진 ( 단일 액적 ) 인쇄의 문맥에 공지된 오프셋 노즐과 같은 적당한 방법을 사용, 또는 프린트헤드의 각도 조정하여 보상될 수 있다. 모든 사이클이 인쇄되고 나서 ( 전기한 유럽 특허 출원 제 0 422 870 호로 부터 공지된 바와같이 ) 전방향으로 인덱스될 때 까지 기판이 연속 이동하지 않고 정지해 있는 경우에, 이와같은 보상은 필요하지 않다. 기판의 이동이 적당히 제어되는 경우, 포즈 ( pause ) 는 연속적인 사이클 이네이블내에 삽입될 수 있다.

비점화 인터리빙 채널이 어떠한 액적 분사도 발생하지 않도록 한줄로 이동하는 것은 필요치 않다. 양 채널벽의 내부 편향이 액적을 분사시키는데 필요하도록 프린트헤드가 설정되는 경우, 비활성 인터리빙 채널의 단지 한 측벽의 이동은 채널에서 압력 변경을 발생시키며, 이 압력 변경이 0 이 아닐 수 있지만, 이는 액적 분사에 요구되는 한계치 미만이다. 본 발명의 문맥내에 있는 동작 종류에 대한 실례는 2 사이클 및 3 사이클 동작에 해당하는 도 6 및 도 7 에 도시되어 있다. 점화 채널은 정ㆍ부 압력을 형성하도록 동작 주파수의 반 사이클 ( 도 6 (a) 및 도 7 (a)) 에서 내부로 그리고 다음의 반 사이클 ( 도 6 (b) 및 도 7 (b)) 에서 외부로 이동하는 양 측벽을 지닌다는 점이 주목된다. 다시, 기타 각 사이클 내에서의 채널의 점화/비점화 배열은 도 6 (c) 및 도 7 (c) 와 (d) 에서 애스터리스크 및 영으로 표시된다.

그렇지만, 본 발명은 채널의 단지 한 벽의 편향이 채널로 부터 액적을 분사시키기에 충분하고 도 8 - 11 이 본 발명의 문맥에서 동작 종류의 실례를 제공하는 경우에도 또한 적용될 수 있다. 인터리빙 채널의 비점화는 각 채널에서 발생된 임의의 압력이 액적 분사에 필요한 한계치 미만이도록 벽을 이동시킴으로써 성취되며 ; 도 8 -11 의 실시예에서, 이는 실질적으로 한줄로 채널의 양 측벽을 이동시킴으로써 성취된다. 이 두 조건은 특정 사이클에 할당된 채널이 인접 채널 쌍을 포함한다는 부가적인 요건 ( 도 8 -11 에서 알 수 있음 ) 을 가져온다.

각각의 쌍은 도 8 및 도 9 에 도시된 것과 동일한 그룹에 속하는 채널로 이루어질 수 있는데, 이 경우에 실질적으로 동일한 압력은 쌍을 이루는 채널을 분리시키는 채널 벽 중 어느 한 측면에 존재하며, 상기 벽은 정지 ( 비작동 ) 상태에있다. 도 8 에서는, 제 1 및 제 2 사이클이 도 8 (a) 및 도 8 (b) 각각에 도시된 배열에 대한 2 사이클의 실시예가 도시되어 있다. 전기한 접지 벽의 위치는 사이클에서 사이클로 전환된다는 것을 이해할 것이다. 한 사이클내에서, 채널 벽은 도 4 - 7 의 (a) 및 (b) 실시예에서 도시된 것과 동일한 방식으로 한 위치에서 또 다른 위치로 진동하며, 이는 도 8 - 11 모두에 대해서 적용된다. 도 9 에서는, 정지 벽의 위치가 3 사이클 ( 도 9 (a), (b) 및 (c) 각각에 도시됨 ) 각각에 해당하는 세 개의 위치 사이에서 전환되는 배열에 대한 3 사이클 실시예가 도시되어 있다.

도 10 및 도 11 은 각각의 쌍이 서로 다른 그룹에 속하는 채널로 구성되는 상태에 해당한다. 각 쌍의 떨어진 채널 벽 중 어느 한 측면에 존재하는 정반대의 압력 때문에, 상기 벽은 이것을 가로질러 작용하는 압력차에도 불구하고 실질적으로 벽이 정지해 있도록 작용되어야 한다. 상기 배열에 대한 2 및 3 사이클 실시예는 도 10 (a), (b) 및 11 (a) 에 각각 도시되어 있으며, 각 쌍의 " 정지 " 벽의 위치는 도 7 및 도 8 과 같은 방식으로 사이클에서 사이클로 전환된다.

이제 도 12 에 있어서, 위에서와 유사한 방식으로 채널을 작동시키기 위한 대안이 나타나 있으며, 여기서 교호 벽은 반 주기에서 반 주기로 위치 전환되며, 액적은 채널의 인터리빙 쌍과 반상으로 채널의 인접 쌍으로 부터 분사된다.

상기의 설명은 압력 크기와 대하여 주어졌는데, 그 이유는 액적 분사 과정을 주로 제어하는 것이 압력파의 크기이기 때문이다. 크기가 필요 압력을 발생시키는 프린트헤드에 인가될 전압을 선택하는 것은 당업자에게는 보통의 능력이다. 본원에 참고로 반영된 특허에 기술된 배열에서, 단일 전극은 각 채널내에 제공되며 연속적인 채널을 분리시키는 압전 측벽에 인가된 전위차를 제어하는 것은 연속적인 채널에 인가된 전압의 차이다. 유럽 특허 출원 제 0 553 153 호에 설명된 바와같이, 구체적인 압력 변경을 발생시키는데 요구되는 전압 계산은 벽 작동기의 컴플라이언스를 고려한다.

본 발명은 사용될 수 있는 사이클 수에 제한되지 않다는 점을 이해할 것이다 ; 4 사이클은 위에서 명확히 설명된 2 및 3 사이클 배열에 부가하여 사용될 수 있다. 결국, 사이클 수는 프린트헤드내의 작동 가능한 채널의 총수의 절반에 해당할 수 있으며, 단지 두 개의 채널 ( 제 1 및 제 2 그룹 각각에 속함 ) 은 각 사이클에서 동작된다.

마찬가지로, 동작 및 사이클 - 이네이블 주파수에 대한 유일한 제한은 동작 주파수가 사이클 - 이네이블 주파보다 더 높아야 한다는 것이다.

마찬가지로, 서로 다른 사이클에 속하는 인접 채널은 도 7, 9 및 11 등에 도시된 연속적인 ( a - b - c ) 방식으로 작동될 필요가 없다.

도 4 - 11 이 사이클 동작에서 모든 사용가능한 채널을 보여주지만, 이는 해당하는 경우가 없고 사실상 인쇄 데이터에 의해 결정된다는 것을 이해할 것이다. 인쇄 데이터가 채널이 특정 사이클 동안 인쇄하는데 요구되지 않는 정도인 경우에, 또는 채널이 상기 사이클에서 작동된 기타 채널보다 더 적은 액적을 분사시키는데 요구되는 경우에, 채널에 접해있는 벽은 채널에서 발생된 압력이 사이클 모두 또는 일부 동안에 액적 분사에 대한 한계치 미만에 있도록 작동될 것이다.

서두에 언급된 바와같이, 본 발명은 칼라 인쇄에 적용할 수 있다. 이러한 목적으로, 채널의 어레이는 4 열의 채널 세트의 한 세트내에 배열될 수 있으며, 각 세트의 열은 흑색 잉크 및 3 가지 주색의 잉크로 각각 공급되고 각 세트의 열을 배치하여 이들이 각 어레이와 기판의 관련 운동의 방향에 가로로 뻗어있는 일련의 인쇄 요소 부위를 인쇄함으로써 인쇄된 각 부위는 흑색 잉크 또는 3 가지 주색 중 하나의 잉크로 인쇄될 수 있다. 변형적으로, 어레이는 선형적으로 배열될 수 있으며, 인쇄될 각 부위는 어레이 조립체를 지나 기판을 연속 통과하는 경우 각각의 어레이 하부로 통과한다.

일반 양도된 미국 특허 제 4,887,100 호에 기술된 장치를 참조하였지만, 본 발명은 채널 분할 측벽이 두 반대 방향중 어느 하나로 변위될 수 있는 폭넓은 범위의 잉크젯 장치에 적용될 수 있다. 게다가, 위에서 설명된 몇가지 ( 모두는 아니지만 ) 이점들은 액적을 분사시키는 기타 전기 작동 수단을 사용하는 드롭온디맨드 잉크젯 장치에 본 발명을 적용함으로써 얻을 수 있다.

Claims (25)

1. 평행한 채널의 어레이, 상기 잉크 분사용 채널과 각각 통해 있는 일련의 노즐, 각 채널과 연결된 잉크 소스, 및 압력 펄스를 채널에 인가하도록 채널과 연관된 전기 작동 수단을 포함하여 채널로 부터 잉크 분사를 일으키는 드롭온디맨드 ( drop - on - demand ) 잉크젯 장치를 사용하는 멀티톤 ( multi - tone ) 인쇄 방법에 있어서,

   임의의 한 사이클에 속하는 채널이 또 다른 사이클에 속하는 채널과 인터리브되는 채널이 적어도 두 개의 사이클내에 배열되는 단계 ;

   인쇄 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 각 사이클의 채널이 제 1 및 제 2 그룹에서 부가적으로 배열되는 단계 ;

   사이클 이네이블 주파수에서 잉크 분사용 사이클을 연속적으로 이네이블하는 단계 ;

   각 사이클 동안, 인쇄 데이터에 따라 잉크 분사용 제 1 및 제 2 그룹 각각의 채널을 선택하는 단계 ;

   상기 사이클 이네이블 주파수 보다 더 높은 동작 주파수에서 선택된 채널에 연속적인 압력 펄스를 인가하도록 전기 작동 수단을 작동시키는 단계로서, 펄스의 수는 인쇄 데이터에 따라 인쇄 밀도를 제어하도록 변환되는 단계;

   상기 제 1 그룹에 속하는 선택된 채널에 인가된 압력 펄스가 상기 제 2 그룹에 속하는 선택된 채널에 인가된 펄스에 반상으로 인가되는 단계를 포함하여, 상기제 1 및 제 2 그룹 사이에 반상으로 상기 선택된 채널로 부터 잉크 분사를 일으키는 멀티톤 인쇄 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기 작동 수단은 상기 채널의 측벽 부분의 변위에 의해 압력 펄스를 채널에 인가하는 멀티톤 인쇄 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 잉크 분사는 상기 채널의 압전 측벽 부분 각각의 변위에 의해 일어나는 멀티톤 인쇄 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 주어진 사이클에 속하는 각각의 채널은 또 다른 사이클에 할당된 채널에 의해 상기 주어진 사이클의 다음의 연속적인 채널로 부터 어레이내에서 분리되는 멀티톤 인쇄 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 주어진 사이클에 속하는 각각의 채널은 두 개의 다른 사이클에 각각 할당된 채널에 의해 상기 주어진 사이클의 다음의 연속적인 채널로 부터 어레이내에서 분리되는 멀티톤 인쇄 방법.
6. 제 4 항에 있어서, 한 사이클의 채널 및 동일한 사이클에 속하는 어레이내의 다음의 연속적인 채널은 상기 사이클내에 있는 서로 다른 그룹에 속하는 멀티톤 인쇄 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 전기 작동 수단은 상기 채널의 측벽 부분의 변위에 의해 압력 펄스를 채널에 인가하며, 이네이블되지 않는 사이클에 속하는 상기 채널의 벽 운동은 실질적으로 동일하지 않는 멀티톤 인쇄 방법.
8. 제 1 항에 있어서, 어레이의 두 인접 채널은 동일한 사이클에 속하는 멀티톤 인쇄 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 두 인접 채널은 동일한 그룹에 속하는 멀티톤 인쇄 방법.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 두 인접 채널은 서로 다른 그룹에 속하는 멀티톤 인쇄 방법.
11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 인접 채널은 또 다른 사이클에 할당된 채널에 의해 사이클의 다음의 연속적인 채널로 부터 어레이내에서 분리되는 멀티톤 인쇄 방법.
12. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 작동 수단은 상기 채널의 측벽 부분의 변위에 의해 압력 펄스를 채널에 인가하며, 사이클의 이네이블 동안 이네이블되지 않은 사이클에 속하는 채널의 벽 운동은 실질적으로 동일하지 않는 멀티톤 인쇄 방법.
13. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 작동 수단은 상기 채널의 측벽 부분의 변위에 의해 압력 펄스를 채널에 인가하며, 사이클의 이네이블 동안 이네이블되지 않은 사이클에 속하는 채널 각각은 실질적으로 정지한 벽을 지니는 멀티톤 인쇄 방법.
14. 제 1 항에 있어서, 잉크젯 장치는 서로 다른 색의 잉크 소스에 각각 연결된 복수개의 채널 어레이를 포함하는 멀티톤 인쇄 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 4 열의 채널 세트 (들) 내에 채널의 어레이를 배열시키는 단계를 포함하는 방법으로서, 각 세트의 열은 흑색 잉크 및 3 가지 주색의 잉크로 각각 공급되고 어레이 및 기판의 관련 운동의 방향에 가로로 뻗어있는 일련의 인쇄 요소 부위를 인쇄하도록 각 세트의 열을 배치하여 인쇄된 각 부위는 흑색 잉크 또는 3 가지 주색중 임의의 잉크로 인쇄될 수 있는 멀티톤 인쇄 방법.
16. 제 14 항에 있어서, 상기 복수개의 어레이는 공선형적인 멀티톤 인쇄 방법.
17. 평행한 채널의 어레이, 상기 잉크 분사용 채널과 각각 통해 있는 일련의 노즐, 각 채널과 연결된 소스 잉크, 및 잉크 분사를 일으키도록 채널과 연관된 전기 작동 수단을 포함하는 드롭온디맨드 잉크젯 장치를 사용하는 인쇄 방법에 있어서, 인쇄 데이터를 수신하는 단계 및 다음의 연속 반복하는 채널 압력 펄스 상태중 임의 하나에 따른 인접 채널 압력 펄스에 인가하도록 전기 작동 수단을 상기 인쇄 데이터에 따라 작동시키는 단계,

    

    동작 주파수에서 영이 아닌 압력 각각을 부호로 바꾸는 단계 및 인쇄 데이터에 따라 인쇄 밀도를 제어하도록 인가된 압력 펄스의 수를 변화시키는 단계를 포함하는 인쇄 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 전기 작동 수단은 상기 채널의 측벽 부분의 변위에 의해 압력 펄스를 채널에 인가하는 인쇄 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 잉크 분사는 상기 채널의 압전 측벽 부분 각각의 변위에의해 일어나는 인쇄 방법.
20. 평행한 채널의 어레이, 상기 잉크 분사용 채널과 각각 통해 있는 일련의 노즐, 상기 채널과 연결된 잉크 소스 수단, 및 복수개의 전기 작동 수단으로서, 해당하는 두 개의 전기 작동 수단을 지니는 상기 채널 각각 및 상기 채널중 두 개와 연관된 각각의 전기 작동 수단을 포함하는 드롭온디맨드 잉크젯 장치를 사용하는 멀티톤 인쇄 방법으로서, 상기 각각의 전기 작동 수단은 이것이 연관된 두 개의 채널 중 어느 하나에 정압력을 그리고 상기 두 개의 채널중 다른 하나에 부압력을 인가하도록 반대 방향으로 작동가능하며, 압력 펄스는 상기 채널로 부터 잉크 분사를 일으키는 임의 채널내의 한정된 분사 압력 한계치를 초과하는 인쇄 방법에 있어서, 적어도 두 개의 사이클내에 채널을 배열하는 단계로서, 두 그룹으로 각 사이클의 채널을 배열하는 단계, 각 사이클 동안, 인쇄 데이터에 따라 잉크 분사용 제 1 및 제 2 그룹 각각의 채널을 선택하고 선태된 채널에 연속적인 압력 펄스를 인가하도록 연관된 전기 작동 수단을 작동시키는 단계를 포함하며, 인가된 펄스의 수는 인쇄 데이터에 따라 인쇄 밀도를 제어하도록 변화되며, 상기 제 1 그룹내의 선택된 채널에 인가된 압력 펄스는 상기 제 2 그룹에 속하는 선택된 채널에 인가된 펄스에 대해 동작 주파수에서 반상 상태임으로써, 상기 제 1 및 제 2 그룹 사이에 반상 상태의 상기 선택된 채널로서, 해당하는 두 개의 전기 작동 수단으로 부터 보상 정ㆍ부 압력을 수신하는 현재 이네이블된 사이클내에 있지 않은 채널로 부터 잉크 분사를 일으키는 멀티톤 인쇄 방법.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 전기 작동 수단은 채널을 한정하는데 이용되는 채널에 해당하는 상기 두 측벽을 지니는 채널 분할 측벽을 포함하는 멀티톤 인쇄 방법.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 채널 분할 측벽은 압전 재료를 포함하는 멀티톤 인쇄 방법.
23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 현재 이네이블된 사이클에 속하지 않는 채널을 한정하는 두 개의 측벽은 한줄로 이동하도록 초래되는 멀티톤 인쇄 방법.
24. 제 1 항에 있어서, 상기 동작 주파수는 채널의 종방향 음향 공진 주파수의 ⅓ 보다 작지 않은 멀티톤 인쇄 방법.
25. 제 24 항에 있어서, 상기 동작 주파수는 채널의 종방향 음향 공진 주파수의 ½ 보다 작지 않은 멀티톤 인쇄 방법.

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