KR100197460B1 - 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치 및 방법 - Google Patents

잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 노즐 구동상태를 검사하여 사용자에게 불량 노즐의 유무와 불량 노즐의 번호를 알려주는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 제어부에서 노즐 구동신호를 발생시키고, 노즐 구동부에서 발생되는 출력 전압의 변화에 통해 노즐의 구동 여부를 노즐구동 감지부에서 검사하고, 검출신호 발생부에서 발생되는 검사 결과에 따른 소정의 노즐구동 검출신호를 제어부에서 입력받아 불량 노즐의 유무 판단하여 불량 노즐 발견시 불량 노즐의 리스트를 표시수단에 출력하고, 정보 전송수단을 통해 컴퓨터로 전송하여 사용자에게 노즐구동 검사결과를 통보하는 것으로서, 사용자가 검사 결과에 따른 필요한 조치를 취하도록 해주며, 또한 종래와 같이 특정 형태의 패턴을 인쇄하여 육안으로 확인하는 번거로움과 불편함을 제거해주며, 또한 프린터가 수시로 노즐의 구동 상태를 검사함으로 잉크 카트리지에 이상이 발생한 즉시 발견하여 조치를 취할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치 및 방법
본 발명은 잉크젯 프린터에 있어서, 제어부에서 발생되는 노즐 구동신호에 따라 잉크 카트리지의 노즐 구동 상태를 검사하여 사용자에게 불량 노즐의 유무와 불량 노즐의 번호를 알려주는 노즐구동 검사장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적인 잉크젯 프린터는 제1도에 도시된 바와 같이, 잉크를 분사시키는 노즐(20)들과, 상기 노즐(20)들을 구동시키는 노즐 구동부(10)로 구성되는 잉크 카트리지(100)와, 상기 잉크 카트리지(100)의 노즐 구동부(10)에 노즐 구동신호를 발생시켜 인쇄를 수행토록 하는 제어부(30)를 포함하여 구성되며, 제어부(30)에서 발생된 노즐 구동신호에 따라 노즐 구동부(10)는 노즐(20)들 내에 형성되어 있는 발열저항에 구동 전압을 인가시켜 잉크를 순간적으로 가열시키고, 가열된 잉크는 미세한 노즐(20)을 통해 종이 위에 분사된다.
이 때, 잉크 카트리지(100)는 캐리지 모터(Carriage Return Motor)에 의하여 구동되는 캐리어(carrier)에 장착되어 좌우로 이송되고, 그에 따라 노즐(20)들에서 분사되는 잉크에 의하여 종이 위에 인쇄되는 복수개의 점들은 다양한 조합을 이루어 다양한 형태의 문자 및 그림 등이 인쇄된다.
또한 노즐 구동부(10)는 제2도에 도시된 바와 같이, 노즐(20) 내에 형성되어 있어 잉크를 가열시키는 발열저항(11)과, 제어단에 인가된 노즐 구동신호에 따라 스위칭 동작을 하여 상기 발열저항(11)에 구동 전압을 인가시키는 노즐구동 트랜지스터(12)로 구성되며, 발열저항 R1내지 Rnm은 순간적으로 잉크를 가열시키기 위해 비교적 높은 전압의 전원인 헤드 구동용 전원(Vdd)을 저항 Rc1내지 Rcm을 통해 인가받고, 노즐구동 트랜지스터 Q1내지 Qnm의 제어단에 선택적으로 인가된 노즐 구동신호에 따라 구동되어 잉크를 가열시킨다.
그러나 이와 같은 잉크 카트리지를 장시간 사용할 때에는 노즐을 구동시키는 노즐 구동부의 회로에 이상이 발생하여 노즐들에서 잉크가 분사되지 않게 되며, 그에 따라 인쇄물의 특정 점들이 인쇄되지 않게 됨으로 양질의 인쇄물을 얻을 수 없게 된다.
이러한 노즐의 정상 구동 상태를 검사하기 위해서 컴퓨터에서 실행되는 노즐 테스트(nozzle test)를 위한 응용 프로그램(application program)이나 프린터의 자체에 내장된 셀프 테스트 프로그램(self-test program)을 실행시켜 특정 형태의 테스트 패턴(test pattern)을 인쇄 출력하여 봄으로써, 사용자가 육안을 통해서 불량 노즐이 있는지 혹은 몇 번 노즐이 불량인지를 검사하는 방법이 사용되고 있는데, 이와 같은 방법은 사용자가 테스트 프로그램의 실행 방법을 알아야 하고, 또한 출력된 인쇄 패턴을 육안으로 확인하여 불량 노즐을 검사해야 하는 불편함이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 사용자가 직접 육안으로 테스트 패턴을 확인하지 않고도, 노즐이 구동될 때 노즐 구동회로에서 출력되는 전압의 변화를 감지하여 노즐의 구동 상태를 검사하고, 불량 노즐의 유무 또는 불량 노즐의 번호를 사용자에게 통보하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치 및 방법을 제공함에 있다.
제1도는 일반적인 잉크젯 프린터의 개략적인 구성을 나타낸 블록도.
제2도는 일반적인 잉크젯 프린터의 노즐 구동부를 나타낸 회로도.
제3도는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
제4도는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치의 노즐 구동 검출부를 나타낸 회로도.
제5도는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법의 수순을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 노즐 구동부 200 : 노즐구동 검출부
210 : 노즐구동 감지부 220 : 검출신호 발생부
300 : 제어부 400 : 정보 저장수단
500 : 표시수단 600 : 정보 전송수단
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 입력되는 노즐 구동신호에 따라 노즐들을 구동시키는 노즐 구동부(10)와, 상기 노즐 구동부(10)의 출력 전압의 변화를 검출하여 노즐의 구동 상태를 검사하고, 검사 결과에 따라 소정의 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)를 발생시키는 노즐구동 검출부(200)와, 상기 노즐 구동부(10)에 노즐 구동신호를 발생시키고, 상기 검출신호 발생부(200)에서 입력되는 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)에 따라 노즐의 정상 구동 여부와 불량 노즐의 번호를 검사하는 제어부(300)와, 상기 제어부(300)에서 수행한 노즐구동 검사결과를 저장하는 정보 저장수단(400)과, 상기 정보 저장수단(400)에 저장된 노즐구동 검사결과를 사용자에게 통보하기 위한 표시수단(500)으로 구성되는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치를 도시하고 있다.
이 때, 제어부(300)에는 순차적으로 구동되는 노즐의 번호가 지시되도록 증가 계수되는 노즐 카운터를 더 포함하여 불량 노즐 발생시 제어부(300)는 노즐 카운터가 지시하는 불량 노즐 번호를 참조하여 정보 저장수단(400)에 저장한다.
제2도는 본 발명에 따른 노즐구동 검사장치의 노즐구동 검출부를 나타낸 회로도로서, 노즐구동 검출부(200)는 노즐 구동부(10)의 출력단(노드 A)의 출력 전압의 변화를 검출하여 노즐의 구동 상태를 검사하는 노즐구동 감지부(210)와, 상기 노즐구동 감지부(210)에서 노즐의 구동이 감지되면, 제어부(300)로 소정의 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)를 발생시키는 검출신호 발생부(220)로 구성된다.
이 때, 노즐구동 감지부(210)는 소정 전압 이상이 역방향으로 인가되면 도통되는 제어 다이오드(ZD)와, 상기 제너 다이오드(ZD)를 통해 인가되는 제어 전압에 따라 스위칭 동작을 하는 트랜지스터(QD)로 구성되고, 노즐 구동부(10)의 출력단(노드 A)을 통해 인가되는 전압에 따라 제너 다이오드(ZD)는 도통 또는 차단되며, 그에 따라 제너 다이오드(ZD)를 통해 제어전압을 인가받는 트랜지스터(QD)가 스위칭 동작을 하여 콜렉터단(collector)의 전압 레벨이 변화된다.
또한, 검출신호 발생부(220)는 단위 클럭이 입력될 때마다 입력단(D)의 입력 전압이 래치(latch)되어 출력단(Q)으로 출력되는 디 플립플로(D-Flip Flop)으로 구성되며, 상기 디 플립플롭(D-FF)의 입력단(D)은 높은 전압 레벨의 신호(High)를 인가해 주기 위하여 논리회로 구동용 전원(Vcc)에 연결하고, 클럭 입력단(CLK)은 상기 노즐구동 감지부(210)의 트랜지스터(QD)의 콜렉터단에서 출력되는 전압이 인가되도록 전기적으로 연결하여 변화하는 콜렉터단의 전압 레벨에 의하여 클럭킹(clocking)되어 입력단의 신호가 래치되도록 하며, 디 플립플롭(D-FF)의 클리어 단자(CL)에는 제어부(300)에서 발생된 클리어 신호(CL_NOZ)가 입력되도록 한다.
미설명 부호 D1내지 Dm은 노즐 구동부(10)의 각기 다른 노즐 그룹들 간의 간섭을 방지하기 위한 다이오드이다.
이와 같은 노즐구동 검사장치에 의한 노즐구동 검사방법의 수순을 나타낸 흐름도가 제3도에 도시되어 있다.
제3도에 도시된 본 발명에 따른 노즐구동 검사방법은 노즐 카운터를 초기화하는 초기화 단계(S100)와, 초기화된 노즐 카운터를 증가 계수 하면서 노즐 카운터가 지시하는 노즐을 구동시키고, 그에 대응되는 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)가 발생되었는지의 여부를 검사하고, 검사 결과 불량 노즐이 발견되면, 카운터가 지시하는 불량 노즐의 번호를 저장하는 노즐 검사단계(S200)와, 상기 노즐 검사단계(S200)에서 저장된 검사 결과를 출력하는 검사결과 출력단계(S300)로 구성된다.
이하 본 발명에 따른 노즐구동 검사방법이 적용된 노즐구동 검사장치의 동작 및 작용을 첨부된 도면에 의하여 설명하기로 한다.
먼저 잉크젯 프린터에 전원이 인가되면, 프린터의 제어부는 각 부에 제어 신호를 발생시켜 초기화를 하고, 노즐 카운터의 값도 초기값 0으로 리세트(reset)된다(S100).
이 때, 노즐 구동부(10)에 저항 RC1내지 Rcm을 통해 헤드 구동용 전원(Vdd)이 인가되지만, 노즐구동 트랜지스터Q1내지 Qnm은 제어단에 노즐 구동신호가 인가되지 않았기 때문에 차단 상태이며, 다이오드 D1내지 Dm도 차단 상태가 된다.
따라서 노즐 구동부(10)의 출력단(노드 A)은 저항 RP를 통해 전원 전압(Vdd)이 인가되어 높은 전압 상태(High)를 나타내고, 제너 다이오드(ZD)는 역방향으로 상당히 높은 전압이 인가되어 도통 상태가 된다.
또한 제너 다이오드(ZD)를 통해 인가된 제어 전압으로 인해 트랜지스터 QD역시 스위칭(switching)되어 도통 상태가 되고, 따라서 트랜지스터 QD의 콜렉터 단자에 낮은 상태(Low)의 전압이 출력된다.
이와 같이 프린터에 전원이 인가된 상태에서 제어부(300)는 잉크가 원활하게 분사되도록 모든 노즐들을 통해 잉크를 분사시켜 막힌 노즐을 뚫는 스피팅(spitting) 작업을 수행한다.
이 때, 제어부(300)는 초기화된 노즐 카운터를 증가시키고, 카운터가 지시하는 첫 번째 노즐이 구동되도록 노즐 구동부(10)에 노즐 구동신호를 발생시킨다(S210, S220).
노즐 구동부(10)에서는 제어부(300)에서 발생되는 노즐 구동신호에 따라 1번 노즐 내의 발열저항(R1)에 전압이 인가되도록 노즐 구동 트랜지스터(Q1)를 구동시키고, 노즐구동 트랜지스터(Q1)가 구동되면, 전원 전압(Vdd)은 저항 RC1과 발열저항 R1에 분배되며, 다이오드 D1은 저항 RP를 통해 공급되는 전원 전압(Vdd)이 순방향으로 인가되어 도통되고, 노즐 구동부(10)의 출력단(노드 A)의 전압은 초기 상태보다 낮아지게 된다.
노즐 구동부(10)의 출력단(노드 A)의 전압이 제너 다이오드(ZD)의 문턱 전압값보다 낮아지면, 제너 다이오드(ZD)는 도통 상태에서 차단 상태로 전환되고, 그에 따라 트랜지스터 QD도 도통 상태에서 차단 상태로 스위칭된다.
트랜지스터 QD가 차단 상태가 되면, 콜렉터 단자의 출력전압도 낮은 전압 상태에서 높은 전압 상태(H)로 변화되고, 변화되는 전압은 검출신호 발생부(220)의 디 플립플롭(D-FF)의 클럭 입력단(CLK)에 입력된다.
이 때, 구동되는 노즐은 순간적으로 구동되기 때문에 그에 따라 노즐구동 감지부(210)에서 출력되는 전압도 순간적으로 변화하여 검출신호 발생부(220)에 입력되고, 검출신호 발생부(220)의 디 플립플롭(D-FF)은 노즐구동 감지부(210)에서 발생된 순간적으로 변화하는 출력 전압에 의하여 클록킹(clocking)되어 디 플립플롭(D-FF)의 입력단(D)에 인가된 높은 전압 상태(H)가 래치되고, 출력단(Q)에서도 높은 전압 신호(H)가 출력된다.
디 플립플롭(D-FF)에서 출력되는 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)는 제어부(300)에 입력되고, 제어부(300)는 노즐 구동신호를 발생시킨 후 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)가 입력되면, 노즐 구동신호를 발생시킨 첫 번째 노즐이 정상적으로 구동된 것으로 판단한다(S230).
제어부(300)는 검출신호 발생부(220)에 클리어 신호(CL_NOZ)를 발생시켜 디 플립플롭(D-FF)을 클리어시키고, 노즐 카운터의 값과 총 노즐수(MAX) 즉 마지막으로 검사할 노즐의 번호와 비교한다(S260, S270).
상기 비교한 결과 노즐 카운터의 값이 총 노즐수보다 작기 때문에 노즐 카운터를 증가시켜 다음 검사할 노즐을 지시하도록 하고, 상기 동작을 반복하여 두 번째 노즐을 검사하며, 노즐 카운터의 지시값이 마지막 노즐의 번호와 일치할 때까지 노즐 카운터를 증가시키면서 상기 과정들을 반복하여 모든 노즐들을 순차적으로 검사한다(S200; S210, S220, S230, S260, S270).
이와 같이 모든 노즐들을 구동시키고 검사하는 과정을 수행하는 중에 임의의 i번째 노즐의 발열저항 Ri을 구동시키는 구동 회로에 이상이 발생하여 노즐구동 트랜지스터 Qi가 구동되지 않는 경우 제어부(300)에서 발생된 노즐 구동신호는 노즐 구동부(10)에 입력되나 이상이 발생한 노즐 구동회로의 노즐구동 트랜지스터 Qi또는 발열저항 Ri가 동작되지 않으므로 노즐 구동부(10)의 출력단(노드 A)의 전압은 변화하지 않게 되고, 따라서 노즐구동 검출부(200)에서 제어부(300)로 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)가 출력되지 않게 된다(S210, S220, S230).
제어부(300)는 노즐 구동신호를 발생시켰으나 그에 대응되는 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)가 입력되지 않으면, i번째 노즐에 다시 노즐 구동신호를 발생시켜 그에 대응되는 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)가 입력되는지를 검사한다(S240; S241, S242).
이 때에도 노즐구동 검출신호(RD_NOZ)가 입력되지 않으면, 제어부(300)는 i번째 노즐의 구동상태가 불량인 것으로 판단하고 노즐 카운터가 지시하는 불량 노즐의 번호 i를 정보 저장수단(400)에 저장한다(S242, S250).
이와 같이 하여 모든 노즐들의 구동 상태의 검사를 끝마치면, 제어부(300)는 검사하여 발견된 불량 노즐의 리스트를 표시수단(500)을 통해 출력하여 사용자에게 통보하여 사용자가 필요한 조치를 취하도록 한다(S310).
이 때, 불량 노즐 리스트는 종이에 출력되어 사용자에게 노즐구동 검사정보가 통보된다.
또한, 프린터에 전원이 인가될 때 뿐만 아니라 컴퓨터로부터 노즐구동 검사 명령이 내려지면, 상술한 바와 같은 과정들을 수행하여 노즐들의 구동 상태를 검사하여 그 결과를 저장하고, 저장된 검사 결과를 표시수단(500)과 정보 전송수단(600)을 통해 컴퓨터로 전송하여 컴퓨터 상에서도 사용자가 노즐구동 검사 정보를 확인할 수 있도록 한다(S320, S330).
이와 같은 방법을 통해 노즐구동 검사장치는 모든 노즐들을 순차적으로 구동시키면서 구동시킨 노즐에 대응하여 노즐구동 검출신호가 입력되는지를 검사하고, 검사 결과에 따른 불량 노즐 리스트를 정보 저장수단에 저장하며, 사용자에게 표시수단 및 정보 전송수단을 통해 통보하여 준다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 노즐의 구동 상태를 검사하여 불량 노즐의 유무와 검사를 통해 발견된 불량 노즐의 번호를 사용자에게 통보하여 줌으로써, 사용자가 검사 결과에 따른 필요한 조치를 취하도록 해주며, 또한 종래와 같이 특정 형태의 패턴을 인쇄하여 육안으로 확인하는 번거로움과 불편함을 제거해준다.
또한 프린터가 사용자의 노즐구동 검사 명령 없이도 수시로 노즐의 구동 상태를 검사함으로 잉크 카트리지에 이상이 발생한 즉시 발견하여 조치를 취할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (15)

  1. 입력되는 노즐 구동신호에 따라 노즐들을 구동시키는 노즐 구동부와, 상기 노즐 구동부의 출력전압의 변화를 검출하여 소정의 노즐구동 검출신호를 발생시키는 노즐구동 검출부와, 상기 노즐 구동부에 노즐 구동신호를 발생시키고, 상기 검출신호 발생부에서 입력되는 노즐구동 검출신호에 따라 노즐의 정상 구동 여부와 불량 노즐의 번호를 검사하는 제어부와, 상기 제어부에서 수행한 노즐구동 검사결과를 사용자에게 통보하기 위한 표시수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐구동 검출부는 상기 노즐 구동부의 출력단의 출력 전압의 변화를 검출하는 노즐구동 감지부와, 상기 노즐구동 감지부에서 검출된 전압의 변화에 따라 소정의 노즐구동 검출신호를 발생시키는 검출신호 발생부로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부에서 수행된 노즐 구동 검사결과를 저장하기 위한 정보 저장수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어부는 노즐들이 순차적으로 구동되도록 노즐 구동신호를 발생시키고, 그에 대응하여 노즐구동 검출신호가 상기 검출신호 발생부로부터 입력되면, 노즐 구동상태가 정상임을 판별하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 노즐들을 순차적으로 구동시킴에 따라 구동되는 노즐의 번호를 지시하도록 증가 계수하는 노즐 카운터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는 노즐 구동부로 발생시킨 노즐 구동신호에 대응하여 상기 검출신호 발생부로부터 노즐구동 검출신호가 입력되지 않으면, 구동시킨 노즐이 불량 상태임을 판별하고, 노즐 카운터가 지시하는 노즐 번호를 상기 정보 저장수단에 저장하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  7. 제1항 또는 제6항에 있어서, 표시수단은 불량 노즐의 리스트를 종이에 인쇄 출력하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  8. 제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 표시수단은 저장된 불량노즐의 목록을 컴퓨터로 전송하기 위한 정보 전송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사장치.
  9. 노즐 카운터를 초기화하는 초기화 단계와, 초기화된 노즐 카운터를 증가 계수하면서 노즐 카운터가 지시하는 노즐을 구동시키고, 그에 대응되는 노즐구동 검출신호가 발생되었는지의 여부를 검사하고, 검사 결과 불량 노즐이 발견되면, 카운터가 지시하는 불량 노즐의 번호를 저장하는 노즐 검사단계와, 상기 노즐 검사단계에서 저장된 검사 결과를 출력하는 검사결과 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 노즐 검사단계는 노즐을 구동시킨 후 노즐구동 검출신호가 입력되지 않으면, 다시 노즐을 구동시키고, 그에 대응되는 노즐구동 검출신호가 발생되는지를 검사하는 재검사 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 노즐 검사단계는 노즐 카운터의 계수값과, 총 노즐수를 비교하는 비교단계를 더 포함하여 노즐 카운터의 값이 총 노즐수에 도달하기까지 노즐 검사단계를 반복 수행하여 모든 노즐을 순차적으로 검사하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐 검사단계는 노즐구동 검출신호의 발생 여부를 검사한 후 검출신호 발생부에 클리어 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
  13. 제9항에 있어서, 상기 검사결과 출력단계는 상기 노즐 검사단계에서 저장된 불량노즐 리스트를 종이에 인쇄하여 출력하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
  14. 제9항에 있어서, 상기 불량노즐 출력단계는 상기 노즐 검사단계에서 저장된 불량노즐 리스트를 컴퓨터로 전송하여 출력하는 전송 출력단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 노즐구동 검사방법은 프린터가 잉크가 원활하게 분사되도록 모든 노즐들을 통해 잉크를 분사시켜 막힌 노즐을 뚫는 스피팅(spitting) 작업을 수행할 때 노즐의 구동 상태를 검사하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐구동 검사방법.
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