KR0161823B1 - 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법 - Google Patents

잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터(inkjet printer)의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법으로, 종래의 잉크젯 프린터에 헤드 구동부 보호 장치를 장착함으로써 정격을 초과하는 에너지가 헤드 구동부를 손상시키는 것을 방지할 수 있는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다. 본 발명에 따르면, 잉크젯 프린터의 헤드 구동부에 정격이상의 에너지가 인가 될 시에 이를 검출하여 헤드 공급 전원을 차단 함으로써 정격을 초과하는 에너지로 인하여 헤드 구동부가 전기적으로 손상되는 것을 방지 할수 있다. 즉, 헤드 구동부에 단락이 발생할 경우에는 이를 검출하여 헤드 공급 전원을 차단시킴에 따라 헤드에 결함을 발생시키는 원인을 신속하게 파악할 수있고 과전류로부터 헤드 구동부가 파손 되는 것을 방지 할수 있다. 따라서 회로의 결함을 보수함에 있어 필요한 조치사항을 용이하게 강구할수 있고, 고장 수리에 있어서 불필요한 시간을 줄일 수 있으며, 회로의 단락으로부터 고가의 헤드 구동부를 보호할 수 있음으로 해서 관련제품을 이용하는 사용자의 만족도를 높일수 있는 효과가 있다.

Description

잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법
제1도는 일반적인 잉크젯 프린터의 구성을 나타낸 블록도.
제2도는 일반적인 잉크젯 프린터의 제어 카드부의 구성을 나타낸 블록도.
제3도는 일반적인 잉크젯 프린터의 프린팅 메커니즘을 나타낸 구성도.
제4도는 일반적인 잉크젯 프린터의 헤드 구동 장치의 회로도.
제5도는 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치를 나타낸 상세 회로도.
제6a도는 제5도에 있어서, 헤드 구동 펄스가 인가될 시에 저항(RC)의 양단에서 강하되는 전압의 파형을 나타낸 타이밍도.
제6b~6e도는 제5도의 펄스 폭 검출부의 시정수와 헤드 구동 펄스의 폭의 관계에 따라 펄스 폭 검출부의 콘덴서(C1)의 양단에 걸리는 전압의 변화를 나타낸 파형도.
제7도는 헤드 구동 펄스의 폭이 변화함에 따라 제5도의 펄스 폭 검출부의 콘덴서(C1)양단에 걸리는 전압의 변화를 나타낸 파형도.
제8a~8e도는 정상 동작시, 제5도의 헤드 구동부의 동작을 나타낸 타이밍도.
제9a도는 정격 이상의 폭을 갖는 구동 펄스가 인가될 시, 제5도의 저항(RC)의 양단에서 강하되는 전압 파형을 나타낸 타이밍도.
제9b도는 정격 이상의 폭을 갖는 구동 펄스가 인가될 시, 제5도의 펄스 폭 검출부의 콘덴서(C1)양단에 걸리는 전압 파형을 나타낸 타이밍도.
제9c~9d도는 정격 이상의 폭을 갖는 구동 펄스가 인가될 시, 제5도의 플립 플롭의 동작 파형(Vb)을 나타낸 타이밍도.
제9e도는 정격이상의 폭을 갖는 구동 펄스가 인가 될 시, 제5도의 헤드 공급 전압(VH)의 파형을 나타낸 타이밍도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 헤드 구동부 보호 장치 110 : 검출구동부
120 : 펄스 폭 검출부 130 : 차단 판단부
131 : 제너 다이오드 132 : 트랜지스터
140 : 차단 신호 발생부 150 : 전압 분배부
160 : 신호 발생부 161 : D-플립 플롭
170 : 전원 차단부 R1 : 저항
R2 : 저항 R3 : 저항
R4 : 저항 RC : 저항
C1 : 콘덴서 Da : 다이오드
본 발명은 잉크젯 프린터(inkjet printer)의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크젯 프린터의 헤드의 가열 소자에 인가되는 구동 펄스 폭에 대한 검사를 실시함으로써 헤드 구동부의 이상 여부를 검출하여 인쇄 헤드 및 헤드 드라이버를 과전류로 부터 보호하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 도트 프린터(dot printer)와는 달리 잉크 카트리지(ink cartridge)를 사용하고 있어, 칼라 구현이 가능하고 소음이 적으며 인자 품질이 미려하지만, 레이져 프린터(laser printer)에 비해서는 인쇄 속도가 다소 느리고, 인자의 해상도가 상대적으로 낮은 편이다.
잉크젯 프린터는 약 2~3㎲의 듀티(duty)를 갖는 헤드 구동 펄스의 구동에 의하여 헤드 구동부의 구동 트랜지스터가 온(ON)되면 헤드 내의 가열 소자가 가열됨에 따라 기포가 발생되어 헤드의 노즐을 통하여 잉크가 분사됨으로써 인쇄 용지상에 프린팅을 실현한다.
상기한 바와 같이, 잉크젯 프린터의 프린팅 메커니즘 중에서 헤드는 요청된 프린팅 작업을 최종적으로 구현하는 핵심 부품으로써, 헤드 드라이버에 의해 구동되어 인쇄 용지상의 목적하는 부위에 적정량의 인쇄 잉크를 분사하여 프린팅 작업을 수행함에 따라 헤드에 경미한 결함이 발생한다 할지라도 인자 품질에 심각한 영향을 미친다.
그러나, 일반적인 잉크젯 프린터는 헤드의 이상 여부에 대한 검사를 실시하지 않고 헤드를 직접적으로 구동함에 따라 헤드 드라이버에 이상이 없는 경우는 문제가 없지만, 헤드 드라이브의 구성요소인 구동 트랜지스터 및 헤드의 특정 가열 저항이 단락되거나 또는, PCB(Printed Circuit Board) 제조 공정상의 문제로 인하여 헤드 드라이버의 출력 단자 및 인에이블 단자가 접지에 단락되어 있는 등의 이상을 갖고있는 상태에서 헤드에 공급 전원이 인가되면, 헤드 또는 헤드 드라이버는 과전류에 의해 심각한 손상을 받게 되고, 일단 손상된 헤드는 더 이상 사용할 수 없음에 따라 고가인 인쇄 헤드를 구입하여 사용하는 소비자가 입는 피해는 물론이고, 신뢰도가 떨어지는 관련 제품을 생산함에 따른 생산자가 입는 피해 또한 지대하다 할 것이다.
따라서, 본 발명은 잉크젯 프린터의 인쇄 헤드의 가열 소자에 과전류가 인가될 경우에 이를 검출하면, 헤드 공급 전원을 차단하거나 CPU 가 헤드 구동을 디스에이블(disable)시킴에 따라 헤드 및 헤드 드라이버를 과전류로부터 보호할 수 있는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
제1도는 일반적인 잉크젯 프린터의 구성을 나타낸 블록도이다.
일반적인 잉크젯 프린터는 제1도에 도시된 바와 같이, 콘센트에 접속된 상태에서는 전원을 항상 공급해주는 전원 공급부와(10), 파워 온/오프 스위치(power ON/OFF switch ; 43)에 의해 출력이 반전(taggle)되는 파워 온/오프 회로부(40)와, 이 파워 온/오프 회로부(40)의 출력에 따라 온/오프되는 스위칭 회로부(20)와, 이 스위칭 회로부(20)의 출력상태에 따라 요청한 프린팅 작업을 수행하는 프린팅 매커니즘(printing mechannism)을 구동하는 제어 카드부(30)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 제어 카드부(30)는 제2도에 도시한 바와 같이, 모터 드라이버(motor driver ; 31), 헤드 드라이버(head driver ; 32), 센싱장치(sensing device ; 33), ROM (34), RAM(35)와 퍼스널 컴퓨터 인터페이스(personal computer interface ; 36) 및 CPU(37)가 공통 버스(bus)를 이용하여 서로 연결되고, 상기 모터 드라이버(31)와 헤드 드라이버(32) 및 센싱 장치(33)의 출력은 프린팅 메커니즘에(60) 접속된다.
또한, 퍼스널 컴퓨터(70)는 퍼스널 컴퓨터 인터페이스(36)에 연결되고, 파워 온/오프 회로부(40)는 공통버스에 접속된다.
상기 프린팅 매커니즘(60)은 제3도에 도시한 바와 같이, 프린팅 메커니즘을 감싸고 있는 메인 프레임(main frame ; 61)과, 인쇄 데이터를 프린팅하기 위해 인쇄 용지(66)상에 잉크를 분사하는 헤드(65)와, 상기 헤드(65)의 이동을 안내하기 위한 캐리어 샤프트(carrier shaft ; 64)와, 헤드(65)를 장착한 캐리어(carrier)를 이동시키기 위한 동력을 제공하는 캐리어 모터(carrier motor ; 미도시)와 캐리어 모터(미도시)에 의해 제공된 동력에 의해 회전되는 드라이브 풀리(Drive pulley ; 63)와, 드라이브 풀리(63)에 전달된 동력을 캐리어에 전달하는 타이밍 벨트(timing belt ; 62)와, 인쇄용지(66)를 공급하는 페이퍼 피드 모터(paper feed motor ; 미도시)를 포함하여 구성한다.
이와 같이 구성된 종래의 기술에 의한 잉크젯 프린터의 작용을 제1도와 제2도 및 제3도를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 파워 온/오프 스위치(43)을 눌러 단속 펄스를 가하면, 파워 온/오프 회로부(40)의 출력이 하이에서 로우, 로우에서 하이 상태로 반전되고, 이에 따라 스위칭 회로부(20)는 제어 카드부(30)에 공급되는 파워를 온/오프하며, 이 온/오프 회로부(40)의 출력에 따라 제어 카드부(30)는 프린팅 메커니즘(60)을 구동한다.
상기 제어 카드부(30)는 제2도에 도시한 바와 같이, 잉크 카트리지를 장착한 캐리어를 이동시키는 캐리어 모터 및 용지의 공급을 위한 페이퍼 피드 모터를 구동하는 모터 드라이버(31), 헤드(65)를 구동시키는 헤드 드라이버(32), 잉크젯 프린터의 동작 및 상태를 감지하는 센싱 장치(33), 잉크젯 프린트의 전력 제어 및 프린팅 작업을 위한 데이터 및 프로그램을 가억하는 ROM(34)와 RAM(35), 퍼스널 컴퓨터(70)와 잉크젯 프린터를 접속시켜 주는 퍼스널 컴퓨터 인터페이스(36), 잉크젯 프린터의 모든 프린팅 작업을 제어하는 CPU(37)가 버스에 공통으로 접속되며, 상기 모터 드라이버(31)와 헤드 드라이버(32) 및 센싱 장치(33)의 출력은 프린팅 메커니즘(60)에 연결되어 있어 CPU(37)의 제어에 의해, 프린팅 메커니즘(60)을 구동하여 퍼스널 컴퓨터(70)가 요청한 프린팅 작업을 수행한다.
상기에 있어서, 프린팅 메커니즘(60)은 제3도에 도시한 바와 같이, 퍼스널 컴퓨터(70)의 프린팅 요청에 따라 캐리어에 장착된 헤드(65)는 상기 헤드 드라이버(32)의 구동에 의해 헤드(65)의 노즐을 통하여 수성의 인쇄용 잉크를 용지나 필름상의 목적하는 부위에 원하는 정도의 양을 분사한 후, 수성의 인쇄용 잉크에서 수분을 증발시킴으로써 인자를 용지나 필름상에 증착시켜 프린팅 작업을 수행한다.
이때, 모터 드라이버(31)의 구동에 의해 캐리어 모터(미도시)가 동작함에 따라 상기 드라이브 풀리(63)가 회전하게 되면, 상기 타이밍 벨트(62)는 드라이브 풀리(63)에 전달된 동력을 캐리어에 전달하여 헤드(65)를 인쇄용지(66)의 좌우방향으로 이동시킨다.
한편, 상기 캐리어 샤프트(64)는 헤드(65)가 인쇄 용지(66)의 좌우방향으로 이동시에 헤드(65)의 이동을 안내하기 위한 안내 및 지지대 역할을 담당하며, 인쇄 용지(66)는 페이퍼 피드 모터(paper feed) 모터(미도시)에 의해 프린팅 작업을 수행하기에 용이한 인쇄 매커니즘 상의 적정 위치로 공급된다.
이하, 잉크젯 프린터에 있어서, 요청된 프린팅 작업을 최종적으로 구현하는 헤드(65)를 구동하는 헤드 구동 장치를 제4도를 참조하여 설명하기로 한다.
일반적인 잉크젯 프린터의 헤드 구동 장치는 제4도에 도시한 바와 같이, 노즐을 통해 인쇄 잉크를 분사함으로써 인쇄 용지 상에 프린팅을 직접적으로 실시하는 헤드(65)와, CPU(37)의 제어를 받아 코드화된 인쇄 데이터를 인쇄 용지와 헤드(65)의 노즐이 설정하는 좌표상에 적절하게 인자되도록 헤드(65)를 구동시키는 헤드 드라이버(32)로 구성된다.
상기 헤드 드라이버(32)는 n개의 입력 단자와 m(여기서, m=2n)개의 출력 단자가 있는 회로에서 입력 단자에 어떤 조합의 신호가 가해졌을 때, 그 조합에 대응하는 단일 출력을 발생시키는 n×m 디코더(81)와, 상기 디코더(81)의 제어에 따라 온/오프되는 구동 트랜지스(Q1,Q2,………Qm)의 배열(array) 로 이루어진 배열 구동부(82)로 구성된다.
상기 제1부 드라이버(80)에 있어서, I1, I2, ……, In은 입력 신호이고,(Power On Reset)은 디코더(81)의 CE는 칩 인에이블(Chip Enable) 단자로 입력되어 파워 온 (Power ON)시에 디코더(81)를 리셋(Reset)시키는 신호이며,( Output Enable A) 및(Output Enable B)는 기수 노즐(odd nozzle) 및 우수 노즐(even nozzle)을 구분하여 선택적으로 구동시킬 수 있도록 해주는 출력 인에이블(Output Enable) 신호이다.
한편, 제1부 드라이버(80)의 출력 단자수 보다 헤드의 노즐수가 많은 경우에 한해서 상기 제 1부 드라이버(80)을 추가적으로 포함시켜 구성하며, 첨부한 제4도에서 제2부 드라이버는(85)는 그 일례가 된다.
제2부 드라이버(85)의(Output Enable C) 및(Output Enable D)도 제 1부 드라이버 (81)의및와 마찬가지로 기수 노즐 및 우수 노즐을 구분하여 선택적으로 구동시킬수 있도록 해주는 출력 인에이블 (Output Enable) 신호이다.
즉 입력 단자( I1, I2, ……, IN)에 특정 값을 세팅하고, 출력 인에이블 신호들( )중에서 특정 인에이블 신호를 액티브(active)시키면, 서로 다른 부위에 있는 4개의 노즐을 선택적으로 구동시킬 수 있다.
파워가 온 되면, 칩 인에이블 단자에 인가되는(Power On Reset)신호에 의해 디코더들 (81, 86)이 리셋(Reset)되고, 프린팅 요청에 따라 CPU(37)가 입력 단자 (I1,I2,……, In)에 잉크를 분사할 노즐의 번호에 해당하는 코드값을 세팅하고, 즉, 헤드 내의 m개의 노즐 중 임의의 i 번째 노즐의 어드레스에 해당하는 코드값을 디코더의 입력 단자(I1,I2,……, In)에 세팅하고, 해당 출력 인에이블 (Output Enable)신호를 액티브 시키면, i번째 노즐에 해당 구동 트랜지스터(Qi)가 온되어 가열부의 해당 가열 저항(heater resistor ; RHi)에 전류가 흐르게 됨에 따라 헤드(65)의 노즐에는 기포가 발생하고, 이 기포가 팽창하여 잉크가 분사됨으로써 인자하고자 하는 글자(또는, 화상)의 비트 패턴(bit pattern)이 용지상에 적절하게 인쇄된다.
이때, 헤드 구동 펄스에 의해 가열 저항(RHi)에 가해지는 에너지는 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다.
W=I2Rt ……………………………………………………(1)
여기서, W 는 가열 저항(RHi)에 공급되는 에너지인 전력[Watt]이고, I는 가열 저항(RHi)에 흐르는 헤드 구동 펄스의 전류[Ampere]이며, R은 가열 저항[Ohm;]이고, t 는 구동 펄스의 폭으로써 전류가 가열 저항(RHi)에 흐르는 시간(Second)이다.
각종 원인에 의해 헤드(65) 및 헤드 드라이버(32)를 포함하는 헤드 구동부에 인가되는 상기 헤드 구동 펄스의 폭 및 전류가 정격을 초과하게 되면, 과도한 에너지가 헤드 구동부에 인가되어 구성 소자가 전기적으로 파손되는 경우가 종종 발생한다.
일례로, PCB 제조 공정상의 부주의로 인하여 헤드 드라이버의 출력 단자 및 인에이블 단자가 접지에 단락되거나, 또는 구동 트랜지스터가 단락되어 있는 상태에서 헤드에 공급 전원(VH)이 인가되면, 헤드의 가열 저항에 적정 이상의 펄스 폭을 갖는 헤드 구동 펄스가 인가됨에 따라 가열 저항에 과도한 에너지가 공급됨에 따라 전기적으로 파손되어 헤드(65)의 교체가 불가피하게 되며, 한편 특정 가열 저항이 단락되어 있는 상태에서 해당 구동 트랜지스터에 구동 펄스가 인가되면, 상기 가열 저항이 헤드 구동부에 인가되는 전류의 양을 제한하지 못함에 따라 순간적으로 과도한 전류가 헤드 드라이브에 유입되어 구동 트랜지스터가 손상됨으로써 헤드 드라이버(32)의 수리 및 교체가 불가피 해진다.
그러나, 일반적인 잉크젯 프린터는 헤드 구동부에 정격을 초과하는 에너지가 인가되는 것을 차단하기 위한 조치를 강구하지 않은 상태에서 프린팅을 실시함에 따라 각종 원인에 의해 정격을 초과하는 에너지가 헤드 구동부에 인가되면, 항상 무방비 상태에서 헤드 구동부의 구성 소자가 파손되는 피해를 감수하고 있는 실정이다.
이와 같이, 인쇄 헤드가 항상 파손 위험에 노출되어 있음에도 불구하고 헤드를 구입하는데 필요한 비용은 상대적으로 고가여서 소비자 및 생산자가 입는 경제적 피해는 지대하며, 특히, 관련 제품에 대한 신뢰도가 저하됨에 따른 생산자가 입는 피해도 무시할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 잉크젯 프린터의 헤드 구동부에 정격 이상의 에너지가 인가될 시에 이를 검출하여 헤드 공급 전원을 차단하거나 CPU에서 헤드 구동을 디스에이블(disable)시킴으로써 정격을 초과하는 에너지로 인하여 헤드 구동부가 손상되는 것을 방지 하고자 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호장치 및 방법은 펄스 폭 검출부를 이용하여 헤드 구동부로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하고, 상기 펄스 폭 검출부에서 검출한 구동 펄스의 폭에 따라 차단 판단부에서는 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하여 차단 신호 발생부를 구동함에 따라 전원 차단부가 헤드 구동부에 인가되는 헤드 공급 전원을 차단함으로써 정격을 초과하는 에너지로부터 헤드구동부를 보호할 수 있는 본 발명에 의한 헤드 구동부 보호 장치를 종래의 헤드 구동부와 헤드 공급 전원 사이에 포함시키는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치를 제5도를 참조하여 설명하기로 한다.
제5도는 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치로써, 헤드 구동부(99)로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하여 구동 펄스의 폭에 따라 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 검출하는 검출 구동부(110)와, 상기 검출 구동부(110)의 구동에 의해 차단 신호를 발생하는 차단 신호 발생부(140)와 상기 차단 신호 발생부(140)로부터 인가된 차단 신호에 의해 헤드 공급 전원(VH)을 차단하는 전원 차단부(170)로 구성된 헤드 구동부 보호 장치(100)를 종래의 잉크젯 프린터의 헤드 구동부와(99) 헤드 공급 전원(VH) 사이에 포함시키는 것이 특징이다.
여기서, 상기 검출 구동부(110)는 헤드 구동부(99)로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하는 펄스 폭 검출부(120)와, 상기 펄스 폭 검출부(120)에서 검출한 구동 펄스의 폭에 따라 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하는 차단 판단부(130)로 구성되고, 상기 차단 신호 발생부(140)는 상기 차단 판단부(130)의 출력 전압을 분배하는 전압 분배부(150)와, 상기 전압 분배부(150)의 출력이 하이 상태일 때, 출력 상태를 전환하여 유지하는 신호 발생부(160)로 구성되며, 상기 펄스 폭 검출부(120)는 적분 회로인 것을 특징으로 한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치의 동작을 제 5~9도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
프린팅 요청에 따라 CPU(37)가 입력 단자(I1, I2,……, In)에 잉크를 분사할 노즐의 번호에 해당하는 코드값을 세팅하고, 즉, 헤드 내의 m개의 노즐 중 임의의 i번째 노즐의 어드레스에 해당하는 코드값을 디코더의 입력 단자(I1, I2,……, In)에 세팅하고, 해당 출력 인에이블 (Output Enable)신호를 액티브시키면, 제6a도에 도시한 것과 같이, 시간 t1에서 i번째 노즐에 해당하는 구동 트랜지스터(Qi)와 가열저항(RHi)에 전류가 흐르게 됨에 따라 상기 펄스 폭 검출부(120)의 저항 Rc의 양단에는 전압 강하(voltage drop)가 일어나고 시간 t2까지 지속됨으로써 일정 듀티(duty)비를 갖는 구동 펄스가 헤드 구동부(99)에 인가되게 된다.
이때, 구동 펄스의 폭은 Tw가 되고 저항 양단에서 강하되는 전압 VRC
VRC=VH1-VH2…………………………………………(2)
이 되며, 여기서 전압 VH1은 헤드 공급 전압이 전원 차단부(170)를 경유한 전압이고, 전압 VH2는 전압 VH1이 저항 Rc에서 전압 강하가 일어난 직후의 전압이다.
구동 펄스가 헤드 구동부(99)에 인가되면, 구동펄스의 폭(TW)과 펄스 폭 검출부(120)의 시정수()와의 관계에 의해 상기 펄스 폭 검출부(120)의 콘덴서(C1)의 양단에는 제6b~6d도중 어느 하나의 전압 파형이 나타나게 된다.
제6b도는 펄스 폭 검출부(120)의 시정수가 헤드 구동 펄스의 폭보다 클 경우 펄스 폭 검출부(120)의 콘덴서(C1)의 양단에 걸리는 전압(VC1)을 나타낸 파형도로써, VC1의 최대치가 임계 전압(VTH) 보다 작은 경우를 도시한 것이고, 제6c도는 상기 시정수가 헤드 구동 펄스의 폭과 같을 경우, 상기 콘덴서(C1)의 양단 전압VC1을 도시한 것으로써, VC1의 최대치가 임계 전압(VTH)과 같은 경우를 도시한 것이며, 제6d도는 상기 시정수가 헤드 구동 펄스의 폭 보다 작을 경우, 상기 콘덴서(C1)의 양단 전압VC1을 도시한 것으로써, VC1의 최대치가 임계 전압(VTH) 보다 클 경우를 도시한 것이다.
헤드 구동부(99)가 정상 동작을 할 때, 제6b도에 도시한 것과 같은 전압 파형이 상기 콘덴서의(C1)의 양단에서 검출되며, 헤드 구동부(99)의 회로에 단락이 발생할 경우 헤드 구동 펄스의 폭(Tw)이 무한대가 되어 제 6e도에 도시한 것과 같은 파형이 상기 콘덴서(C1)의 양단에서 검출된다.
제7도는 헤드 구동 펄스의 폭이 변화함에 따라 콘덴서(C1)의 양단에 걸리는 전압(VC1)변화를 나타낸 파형도를 도시한 것이다.
Tn은 정상 동작시의 구동 펄스의 폭을 나타낸 것이고, TTH는 헤드 구동부에 정격을 초과하는 에너지가 인가될 때에 감지되는 임계 펄스의 폭을 나타낸 것이며, TE, min 은 가열 저항이 파손되는 최소 한계 시간을 도시한 것이다.
상술한 바와 같이, 가열 저항에서 소비되는 에너지는 식(1)과 같이 나타낼 수 있음에 따라 상기식(1)에서 구동 펄스의 폭(TW)이 제7도에 도시한 것과 같은 상기 한계 시간 (TE, min)이상이 되면, 헤드 구동부(99)에 정격을 초과하는 에너지가 공급되어 전기적으로 파손된다.
따라서, 상기 본 발명에 의한 헤드 구동부 보호 장치(100)는 구동 펄스의 폭(Tw)을 검사하여 구동 펄스의 폭(Tw)에 따른 콘덴서(C1)의 양단 전압(VC1)이 임계 전압( TTH)을 초과하면, 전원차단부(170)를 구동하여 헤드 구동 전압(VH)을 차단함으로써 헤드 구동부(99)에 정격 이상의 에너지로부터 파손되는 것을 방지한다.
편의상, 상기 전원 차단부(170)를 구동하는 메커니즘에 대한 설명을 헤드 구동부(99)가 정상적으로 동작하는 경우와 정격 이상의 폭을 갖는 구동 펄스가 헤드 구동부(99)에 인가될 경우를 나누어서 설명하기로 한다.
먼저,제 8a~8e도를 참조하여 헤드 구동부(99)가 정상적으로 동작하는 경우를 살펴본다.
헤드 (65)내의 m개의 노즐중 임의의 i번째 노즐의 어드레스에 해당하는 코드값을 디코더의 입력 단자(I1,I2,………, In)에 세팅하고 제8a도에서와 같이 시간 t1에서 t2까지 해당 출력 인에이블 신호를 액티브시키면, 제8c도 및 제8d도에서 볼 수 있듯이, 출력 인에이블 신호가 액티브된 동안 헤드 공급 전류(IH)가 헤드(65)로 인가되고, 펄스 폭 검출부(120)의 저항 RC양단에서는 전압 강하가 일어난다.
이때, 콘덴서(C1)의 양단에서 강하되는 전압 VC1의 최대치가 임계 전압(VTH)보다 작기 때문에 구동 펄스의 폭(TW)이 Tn과 동일하여 차단 판단부(130)의 트랜지스터가 오프 상태를 유지함으로써 정상 동작 상태를 계속 유지한다.
반면, 제9a도에서와 같이, 시간 t2를 기점으로 하여 정격 이상의 폭을 갖는 구동 펄스가 헤드 구동부(99)에 인가되면, 제9b도에서 볼 수 있듯이 펄스 폭 검출부(120)에서는 콘덴서(C1)의 양단 전압 VC1이 임계 전압(VH)을 초과하는 것을 검출하고, 임계 전압(VH)을 초과하는 콘덴서(C1)의 양단 전압VC1이 제너 다이오드(131), 저항(R1), 트랜지스터(132)로 구성된 차단 판단부(130)로 인가됨에 따라 트랜지스터(132)가 턴온(turn-ON) 되어 전압이 차단 신호 발생부(140)에 인가되면, 제9c도 및 제9d도에서 볼 수 있듯이, 전압 분배부(150)는 차단 판단부(130)의 출력 전압을 분배하여 D- 플립플롭(161)의 클럭에 인가하고, 이에 따라 D-플립 플롭(161)의 정출력(62)이 하이 상태가 됨으로써 제 9e도에서와 같이, 시간 t3에서 디지탈 스위치로 구성된 전원 차단부(170)를 동작시킴에 따라 헤드 공급 전원이 차단되어 과도한 공급 에너지로부터 헤드 구동부(99)를 보호한다.
또한, 상기 신호 발생부(160)를 구성하는 D-플립플롭의 출력을 CPU(37)로 인가함에 따라 CPU(37)가 상기 출력을 입력받아 헤드 구동을 디스에이블 시킴으로써 헤드 구동부(99)를 보호할 수 도 있으며, 헤드 구동부(99)에 이상이 발생한 것에 대한 정보를 외부 표시 장치를 이용하여 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 상기 제 1부 드라이버(80)를 추가적으로 포함시켜 구성한 제5도의 실시예에서와 같이, 제1부 드라이버(80)의 출력 단자수보다 헤드의 노즐수가 많은 경우에 대해서도 추가한 헤드 구동부를 상기 헤드 구동부 보호 회로(100)에 와이어드 오아(wired-OR)시킴으로써 용이하게 확장이 가능하며, 확장한 헤드 구동부에 대해서도 상기와 동일한 동작의 결과를 얻을 수 있음은 명백하다.
상기에 이어서, 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 방법을 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 방법은, 헤드 드라이버를 이용하여 가열 저항을 제어함에 따라 인쇄 헤드(65)를 구동시키는 헤드 구동 방법에 있어서, 검출 구동부(110)를 이용하여 헤드 구동부(99)로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하여 구동 펄스의 폭에 따라 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 검출하는 검출 구동 단계와, 상기 검출 구동부(110)의 구동에 의해 차단 신호를 발생하는 차단 신호 발생 단계와, 상기 차단 신호를 입력받아 헤드 공급 전원(VH)을 차단하는 전원 차단 단계로 구성된다.
상기 검출 구동단계는 펄스 폭 검출부(120)를 이용하여 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하는 펄스 폭 검출 단계와, 상기 펄스 폭 검출부(120)에서 검출한 펄스 폭에 따라 차단 판단부(130)를 이용하여 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하는 차단 판단 단계로 구성된다.
상기 차단 신호 발생 단계는 상기 분배 전압부(150)를 이용하여 상기 차단 판단부(130)의 출력 전압을 분배하는 전압 분배 단계와, 상기 전압 분배부(150)의 출력이 하이 상태일 때에 상기 차단 신호를 발생하는 신호 발생 단계로 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 검출 구동 단계는 펄스 폭 검출부(120)를 이용하여 상기 헤드 구동부(99)로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하고, 상기 펄스 폭 검출부(120)에서 검출한 구동 펄스의 폭에 따라 차단 판단 단계에서는 차단 판단부(130)를 이용하여 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하고, 상기 차단 판단 단계의 판단결과, 정격을 초과하는 에너지가 헤드 구동부(99)에 인가되므로 차단 신호 발생부(140)를 구동 할 것으로 판단되면 상기 전압 분배 단계에서는 차단 판단부(130)의 출력 전압을 분배하고, 상기 신호 발생 단계에서는 상기 전압 분배부(150)의 출력이 하이 상태일 때에 차단 신호를 발생하고, 전원 차단 단계에서는 전원 차단부(170)가 상기 차단 신호를 입력받아 헤드 구동부에 인가되는 헤드 공급 전원(VH)을 차단함으로써 정격을 초과하는 에너지로 인하여 헤드 구동부(99)가 파손되는 것으로부터 헤드 구동부를 보호한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 헤드 구동부로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하고, 상기 펄스 폭 검출부에서 검출한 구동 펄스의 폭에 따라 차단 판단부에서는 정격이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하여 차단 신호 발생부를 구동함에따라 전원 차단부가 헤드 구동부에 인가되는 헤드 공급 전원을 차단함으로써 정격을 초과하는 에너지로부터 헤드 구동부를 보호할 수 있는 헤드 구동부 보호 장치를 종래의 헤드 구동부와 헤드 공급 전원 사이에 포함하는 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치 및 방법에 따르면, 잉크젯 프린터의 헤드 구동부에 정격 이상의 에너지가 인가될 시에 이를 검출하여 헤드 공급 전원을 차단함으로써 정격을 초과하는 에너지로 인하여 헤드 구동부가 전기적으로 손상되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 헤드 구동부에 단락이 발생할 경우에는 이를 검출하여 헤드 공급 전원을 차단시킴에 따라 헤드에 결함을 발생시키는 원인을 신속하게 파악할수 도 있고 과전류로부터 헤드 구동부가 파손되는 것을 방지할수 있다.
따라서, 회로의 결함을 보수함에 있어서 필요한 조치 사항을 용이하게 강구할 수 있고, 고장 수리에 있어서 불필요한 시간을 줄일 수 있으며, 회로의 단락으로부터 고가의 헤드 구동부를 보호할 수 있음으로 해서 관련 제품을 이용하는 사용자의 만족도를 높일 수 있다.

Claims (10)

  1. 가열 소자의 가열에 의해 잉크를 분사하는 인쇄 헤드와, 상기 가열 소자를 제어함으로써 상기 인쇄 헤드를 구동시키는 헤드 드라이버를 포함하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동 장치에 있어서, 상기 헤드 구동부로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하여 구동 펄스의 폭에 따라 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 검출하는 검출 구동부와, 상기 검출구동부의 구동에 의해 차단 신호를 발생하는 차단 신호 발생부와, 상기 차단 신호 발생부로부터 인가된 차단 신호에 의해 헤드 공급 전원을 차단하는 전원 차단부로 구성된 헤드 구동부 보호 장치를 잉크젯 프린터의 헤드 구동부와 헤드 공급 전원 사이에 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출 구동부는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하는 펄스 폭 검출부와, 상기 펄스 폭 검출부에서 검출한 구동 펄스의 폭에 따라 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하는 차단 판단부로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 차단 신호 발생부는 상기 차단 판단부의 출력 전압을 분배하는 전압 분배부와, 상기 전압 분배부와 출력이 하이 상태가 되면 차단 신호를 발생하는 신호 발생부로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 펄스 폭 검출부는 적분 회로인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 차단 판단부는 캐소드가 상기 적분 회로의 출력 전압의 양단자에 접속되고 애노드가 저항의 일측에 접속된 제너 다이오드와, 베이스가 상기 적분 회로의 출력 전압의 음단자에 접속되고 에미터가 상기 저항의 일측에 접속되며 콜렉터가 상기 전압 분배부에 접속된 트랜지스터로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 신호 발생부는 플립 플롭인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전원 차단부는 디지탈 스위치인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부의 보호 장치.
  8. 헤드 드라이버 이용하여 가열 저항을 제어함에 따라 인쇄 헤드를 구동시키는 헤드 구동 방법에 있어서, 검출 구동부를 이용하여 헤드 구동부로 인가되는 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하여 구동 펄스의 폭에 따라 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 검출하는 검출 구동 단계와, 상기 검출 구동부의 구동에 의해 차단 신호를 발생하는 차단 신호 발생 단계와, 상기 차단 신호를 입력 받아 헤드 공급 전원을 차단하는 전원 차단 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 검출 구동 단계는 펄스 폭 검출부를 이용하여 헤드 구동 펄스의 폭을 검출하는 펄스 폭 검출 단계와, 상기 펄스 폭 검축부에서 검출한 펄스 폭에 따라 차단 판단부를 이용하여 정격 이상의 에너지가 인가되는지 여부를 판단하는 차단 판단 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 차단 신호 발생 단계는 상기 분배 전압부를 이용하여 상기 차단 판단부의 출력 전압을 분배하는 전압 분배 단계와, 상기 전압 분배부의 출력이 하이 상태일 때에 상기 차단 신호를 발생하는 신호 발생 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 구동부 보호 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100750131B1 (ko) * 2005-09-23 2007-08-21 삼성전자주식회사 노즐 검사 장치 및 방법
US7603743B2 (en) 2003-09-19 2009-10-20 Heung-Mook Kang Structure for connecting a dust collecting hose of a central vacuum cleaning system

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