KR100205750B1 - 시리얼 프린터의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 보상 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시리얼 프린터(Serial Printer)의 양방향 인쇄시 발생하는 인쇄 위치 오차를 자동으로 보상하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시리얼 프린터(Serial Printer)에 있어서 양방향 인쇄시 프린터의 특성에 의해 캐리어의 이동 방향에 따라 발생되는 인쇄 위치 오차량을 홈 센서를 이용하여 시리얼 프린터(Serial Printer)를 온(On) 시킬 때마다 프린터가 자동으로 양방향 인쇄 위치를 검출하여 자동으로 보상함으로써, 사용자의 사용상 불편함을 해소하고, 비 휘발성 메모리를 사용하지 않음으로 인해 코스트 다운(Cost Down) 효과를 얻을 수 있다.

Description

시리얼 프린터의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 보상 방법
본 발명은 시리얼 프린터(Serial Printer)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시리얼 프린터(Serial Printer)에 있어서 양방향 인쇄시 프린터의 특성에 의해 캐리어의 이동 방향에 따라 발생되는 인쇄 위치 오차량을 홈 센서(Carrier Home Sensor)를 이용하여 자동으로 감지하여 인쇄시 발생되는 오차를 자동으로 보상하기 위한 시리얼 프린터의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 보상 방법에 관한 것이다.
일반적으로 퍼스널 컴퓨터에서 작성된 내용을 문서화하기 위해서는 각종 프린터를 이용하여 인쇄하게 된다.
이와 같은 목적으로 이용되는 인쇄용 프린터는 돗트 프린터(Dot Printer)와 잉크젯 프린터(Inkjet Printer) 및 레이저 프린터(Laser Printer)가 있으며, 특히 잉크젯 프린터(Inkjet Printer)는 헤드(Head)에서 잉크를 분사시켜 인쇄를 하게 되어 있다.
상기 잉크젯 프린터(Inkjet Printer) 및 기타 다른 방식의 시리얼 프린터(Serial Printer)에 있어서, 가장 필수적으로 필요한 캐리어의 구동과 페이퍼 피드 구동에 있어서, 캐리어 구동은 캐리어의 좌, 우 이동에 의한 왕복 운동, 페이퍼 구동은 각 인쇄 라인만큼 피드 후 인쇄시는 정지하고, 인쇄 완료 후에 다시 다음 라인으로 이동하는 방식을 채용하고 있다.
또한, 캐리어 구동부의 경우 단방향 인쇄와 양방향 인쇄의 두 가지 방법을 사용하는데 양 방향 인쇄인 경우에는 캐리어를 좌에서 우로, 우에서 좌로 이동할 때, 이는 벨트나 와이어 등을 매개로 하여 모터에 위해 구동하는 구조인 까닭에 벨트의 탄성 및 벨트와 풀리 사이의 유격에 의한 백래쉬(Backlash) 오차(Eb)와, 캐리어의 관성 및 마찰 부하에 의한 모터 내부의 자석부(Rotator)와 코일부(Stator)에 의한 비틀림 각도 오차인 리딩 앤글(Leading Angle) 오차(EM)가 발생한다.
이와 같은, 백래쉬(Backlash) 오차(Eb)와 리딩 앤글(Leading Angle) 오차(EM)는 소프트 웨어(Soft Ware) 상에서 컨트롤하고 있는 캐리어 위치와 물리적인 캐리어 위치 사이에 오차를 발생시킴으로서, 좌에서 우로 인쇄시와 우에서 좌로 인쇄시 인쇄 위치가 불일치하는 양방향 인쇄 위치 오차를 유발 시킨다.
따라서, 양방향 인쇄인 경우는 인쇄 속도는 빠르지만 인쇄의 질이 단 방향에 비해 떨어지는 문제점이 있다.
한편, 단방향 인쇄인 경우, 캐리어가 동일 방향으로 이동할 때만 인쇄 동작을 함으로서 매 인쇄 라인 마다 오차의 합이 같으므로 인쇄의 질은 우수하지만 인쇄와 관계없는 복귀 동작이 필요하므로 인쇄 속도가 느린 단점이 있다.
또한, 인쇄시 캐리어가 스타트 후 프린팅 위치까지는 정속유지를 위한 초기 댐핑 구간에 의해 양방향 및 단방향 인쇄 모두 인쇄질이 나빠지는 문제점이 있다.
또한, 양방향 인쇄시 위치 오차를 발생시키는 또 하나의 원인은 돗트(Dot)가 헤드(Head)면에서 용지면에 도착할 때까지의 시간과 캐리어의 이동 속도에 따른 다이나믹 딜레이(Dynamic Delay)(ED)에 의한 것이다.
따라서, 양방향 인쇄시 인쇄 위치 오차는 Ep=Em+Eb+Ed로 나타낼 수 있다.
여기서, 리딩 앤글(Leading Angle)(EM)과 백래쉬(Backlash)(Eb)에 의한 오차는 메카니즘별 편차가 크고, 다이나믹 딜레이(Dynamic Delay)(ED)는 제품 사양에 의해 헤드면에서 돗트(Dot) 이동속도 및 캐리어 이동 속도가 결정되어 있으며 헤드와 용지간의 거리인 헤드 갭은 인쇄 품질을 위하여 특별 관리가 요구되는 조정 포인트이므로 상수로 볼 수 있다.
이와 같이 종래에는 상기 기술한 문제점을 해소하기 위하여 양방향 인쇄에 대한 캐리어의 위치를 보상하기 위하여 생산 공정 및 사용자가 양방향 정렬을 위한 페턴을 인지하고 그중 최적값을 선택하여 이를 비 휘발성 메모리에 저장한 후 인쇄시 저장된 값만큼 인쇄 위치를 보상하여 인쇄를 하기 때문에 생산 효율이 저하되고, 원가 부담에 따른 코스트가 높고, 사용자의 사용상 불편함이 문제가 되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 프린터에 전원을 공급한 후 캐리어 홈 센서(Carrier Home Sensor)를 이용하여 양방향에 캐리어의 위치 오차를 측정하는 방법을 이용하여 프린터가 자동으로 오차를 보상하여 인쇄를 함으로서 사용상 불편함을 해소하고, 원가 부담을 줄이는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 구현하기 위하여, 시리얼 프린터(Serial Printer)의 전반적인 동작을 제어하는 CPU(10)와, 캐리지 모터를 구동하기 위한 스테퍼 타임 레지스터(Stepper Time Register)(20)와, 스테퍼 타임 레지스터(Stepper Time Register)(20)에 저장된 타임값을 읽어 제로(Zero)가 될 때까지 다운을 시키는 다운 카운터(Down Counter)부(30)와, 상기 다운 카운터(Down Counter)(30)로부터 출력되는 트리거(Trigger) 신호가 입력될 때마다 지정된 방향에 따라 캐리어의 포지션을 증, 감시키는 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)와, 상기 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)로부터 출력되는 위상 데이터(Phase data)를 입력받아 캐리어 모터를 구동하는 캐리어 모터 드라이버(Carrier Motor Driver)(50)와, 캐리어의 홈 위치를 감지하기 위한 홈 센서 검출부(Home Sensor Unit)(60)와, 상기 홈 센서 검출부(Home Sensor Unit)(60)로부터 센서 시그널을 입력받아 검출 타임 저장부(80)와 검출 위치 저장부(90)에 트리거(Trigger) 신호를 출력하는 홈 센서 제어부(Home Sensor Controller)(70)와, 상기 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)의 캐리어 포지션 값을 저장하는 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)(90)와, 상기 다운 카운터(Down Counter)부의 카운터 값을 저장하고 있는 검출 타임 저장부(Sensing Time Storage)(80)로 구성된 특징이 있다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 시리얼 프린터(Serial Printer)의 동작을 나타낸 블 럭도이고,
도 2는 본 발명을 구현하기 위한 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : CPU 20 : 스테퍼 타임 레지스터부
30 : 다운 카운터부 40 : 캐리어 포지션 카운터
50 : 캐리어 모터 드라이버 60 : 홈 센서 검출부
70 : 홈 센서 제어부 80 : 검출 위치 저장부
90 : 검출 타임 저장부
이하, 본 발명에 따른 구성과 작용을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 시리얼 프린터(Serial Printer)의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 보상 방법을 구현하기 위한 회로 블록도이다.
도시된 바와 같이, 시리얼 프린터(Serial Printer)의 전반적인 동작을 제어하는 CPU(10)와, 상기 CPU(10)로부터 출력되는 데이터를 입력받아 캐리지 모터를 구동하기 위한 단계적인 타임값을 저장하는 스테퍼 타임 레지스터(Stepper Time Register)(20)와, 상기 CPU(10)에서 출력되는 런(RUN) 신호에 의해 스테퍼 타임 레지스터(Stepper Time Register)(20)에 저장된 타임값을 읽어 제로(Zero)가 될 때까지 다운(Down)을 시켜서 제로(Zero)가 되는 순간마다 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)에 트리거(Trigger) 신호를 출력하는 다운 카운터(Down Counter)부(30)와, 상기 다운 카운터(Down Counter)부(30)로부터 출력되는 트리거(Trigger) 신호가 입력될 때마다 지정된 방향에 따라 캐리어의 포지션을 증가 또는 감소시키고 캐리어 모터 드라이브(50)로 모터 위상 데이터(Phase data)를 내 보내며, 상기 CPU로 Interrupt Request 신호를 출력하는 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)와, 상기 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)로부터 출력되는 위상 데이터(Phase data)를 입력받아 캐리어 모터를 구동하기 위한 캐리어 모터 드라이버(Carrier Motor Driver)(50)와, 캐리어의 홈 위치를 감지하기 위한 홈 센서 검출부(Home Sensor Unit)(60)와, 상기 CPU(10)의 온/오프(On/Off) 신호에 따라, 상기 홈 센서 검출부(Home Sensor Unit)(60)로부터 센서 시그널을 입력받아 검출 타임 저장부(80)와 검출 위치 저장부(90)에 트리거(Trigger) 신호를 출력하는 홈 센서 제어부(Home Sensor Controller)(70)와, 검출 위치 저장부(90)의 트릭 신호에 의해 상기 캐리어 포지션 카운터(Carrier Position Counter)(40)의 캐리어 포지션 값을 저장하는 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)(90)와, 상기 다운 카운터(Down Counter)부의 카운터 값에 대한 캐리어 포지션에 대한 값을 저장하고 있는 검출 타임 저장부(Sensing Time Storage)(80)로 구성되어 있다.
이에 따른 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 캐리어 모터를 구동시키기 위해서는 스테퍼 타임 레지스터(Stepper Time Register)에 첫 번째 구동 스텝의 타임값을 저장시키고 캐리어 모터 드라이브에 이동할 방향을 지정한 후 다운 카운터(Down Counter)를 런(RUN) 시킨다.
이때, 다운 카운터(Down Counter)는 스테퍼 타임 레지스터(Stepper Time Register)에 저장된 타임값을 복사한 후 다운 카운팅(Down Counting)을 하여 제로(Zero)가 되면 캐리어 포지션 카운터(40)로 트리거(Trigger) 신호를 내보내며 상기 CPU로부터 출력되는 런/스톱(RUN/STOP)신호가 스톱(STOP)으로 될 때까지 상기 동작을 계속적으로 반복하게 된다.
이때, 상기 다운 카운터(Down Counter)로부터 출력되는 트리거(Trigger) 신호를 입력받은 캐리어 포지션 카운터는 트리거(Trigger) 신호가 입력될 때마다 지정된 방향에 따라 캐리어의 포지션을 증가 또는 감소시키게 되고 캐리어 모터 드라이버에 모터를 구동하기 위한 모터 위상 데이터(Phase data)를 출력한다. 또한, 상기 CPU로 다음 스텝(Step)을 구동하기 위하여 인터럽트(Interrupt Request) 신호를 출력한다.
이와 같이 동작하는 프린터에서 양방향 인쇄에 따른 캐리어 위치 오차를 산출하기 위해서 CPU는 홈 센서 제어부(Home Sensor Controller)를 온(On) 시키고 홈 센서의 라이징 엣지(Rising Edge) 또는 폴링 엣지를 검출할 것인가를 검출하여 검출 모드를 설정하면 홈 센서 제어부(Home Sensor Controller)는 홈 센서 검출부에서 설정된 모드에 따라 검출된 센서 시그널(Sensor Signal)을 입력받아 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)와 검출 타임 저장부(Sensing Time Storage)로 트리거(Trigger) 신호를 출력한다.
이와 같이, 홈 센서 제어부로부터 출력된 트리거(Trigger) 신호를 입력받은 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)에서는 트리거 순간의 캐리어 포지션 카운터의 카운터 값을 읽어서 저장하고, 검출 타임 저장부(Sensing Time Storage)에서는 트리거 순간의 다운 카운터(Down Counter)의 카운터 값을 읽어서 저장한다.
이와 같이, 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)에 저장된 값은 캐리어 위치에 대한 정보로서 검출 위치는 캐리어 모터의 스텝 단위의 캐리어 위치 값이며 검출 타임은 1 스텝 미만의 값에 대한 캐리어 위치에 대한 값이다.
즉, 1 스텝 이동 시간을 ts, 검출 타임 저장부에 남아 있는 값을 tr, 1 스텝 이동 거리를 1/n Inch라 하면, 검출 위치 저장부의 값을 캐리어 포지션으로 환산하면 1/n * (1- tr / ts)가 된다.
상기와 같은 구성으로 동작이 완료되면, 상기 CPU는 검출 위치 저장부와 검출 타임 저장부의 값을 읽으므로서 캐리어가 홈 센서 검출부에서 검출된 위치를 알게 된다.
도 2는 본 발명을 구현하기 위하여 위치 오차를 산출하기 위한 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
시리얼 프린터를 이용하여 인쇄를 함에 있어서 양방향 인쇄시 캐리어의 이동 방향에 따라 발생하는 인쇄 위치 오차량을 검출 센서를 이용하여 자동으로 감지하여 인쇄시 자동으로 오차량을 보상하기 위하여 프린터의 시스템을 온(On)(S11)하면 일반적인 제품과 동일하게 CPU 주변회로 장치(S12)와, 구동 메카니즘(MECHANISM)(S13)을 초기화시킨다.
이와 같이 프린터의 CPU 주변회로 장치와 구동 메카니즘(MECHANISM)이 초기화되면 홈 센서 제어기(Home Sensor Controller)를 온(On)(S14)시키고 센서 검출 모드를 라이징 엣지 모드(S15)로 설정시키고 캐리어를 정방향으로 이동시킨다(S16).
캐리어의 이동 동작이 완료되면, 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)와 검출 타임 저장부(Sensing Time Storage)에 저장된 값을 읽어서 포지션-1으로 저장한다(S17).
다음은, 센서 검출 모드를 폴링 엣지 모드(S18)로 설정하고, 캐리어를 역방향으로 이동시키고(S19), 캐리어의 이동 동작이 완료되면 검출 위치 저장부(Sensing Position Storage)와 검출 타임 저장부(Sensing Time Storage)에 저장된 값을 읽어서 포지션-2로 저장한다(S20).
이와 같이 하여, 포지션-1과 포지션-2가 저장되면, 홈 센서 제어기(Home Sensor Controller)를 오프(Off)시키고(S21), 포지션-1과 포지션-2의 차이를 캐리어 위치 오차로 환산하여 포지션 에러(Position Error)로 저장(S22)하면 검출 동작은 종료된다(S23).
이와 같이, 포지션-1과 포지션-2의 차이로 인해 발생한 포지션 에러(Position Error)는, 리딩 앤글(Leading Angle)(EM)과 백래쉬(Backlash)(Eb)에 의한 위치 오차의 합이 된다. 따라서, 상기 포지션 에러에 다이나믹 딜레이(Dynamic Delay)(Ed)를 합한 것이 양방향 인쇄시의 인쇄 위치 오차(Ep)이며, 아울러, 양방향 인쇄시 인쇄 위치 보상을 위한 정보로 이용된다.
따라서, 본 발명의 효과는 시리얼 프린터(Serial Printer)를 온(On) 시킬 때마다 프린터가 자동으로 양방향 인쇄 위치를 검출하여 자동으로 보상함으로써, 사용자의 사용상 불편함을 해소하고, 비 휘발성 메모리를 사용하지 않음으로 인해 코스트 다운(Cost Down) 및 제조 공정에서 위치 오차 보상 공정이 제거됨에 따라 생산 원가 절감을 이루는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 시리얼 프린터의 전반적인 동작을 제어하는 CPU(10)와, 캐리지 모터를 구동하기 위한 스테퍼 타임 레지스터(20)와, 상기 스테퍼 타임 레지스터(20)에 저장된 타임값을 읽어 제로가 될 때까지 다운(Down)을 시키는 다운 카운터부(30)와, 상기 다운 카운터부(30)로부터 출력되는 트리거(Trigger) 신호가 입력될 때마다 지정된 방향에 따라 캐리어의 포지션을 증, 감시키는 캐리어 포지션 카운터(40)와, 상기 캐리어 포지션 카운터(40)로부터 출력되는 위상 데이터(Phase data)를 입력받아 캐리어 모터를 구동하는 캐리어 모터 드라이버(50)와, 캐리어의 홈 위치를 감지하기 위한 홈 센서(60)와, 상기 홈 센서(60)로부터 센서 시그널을 입력받아 트리거(Trigger) 신호를 출력하는 홈 센서 제어부(70)와, 상기 캐리어 포지션 카운터(40)의 캐리어 포지션 값을 저장하는 검출 위치 저장부(90)와, 상기 다운 카운터부의 카운터 값에 대한 캐리어 포지션에 대한 값을 저장하고 있는 검출 타임 저장부(80)를 포함하는 시리얼 프린터의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 보상 장치.
  2. 프린터 시스템의 전원을 온(On)하여 CPU 주변 장치 및 회로와, 구동 메카니즘(MECHANISM)이 초기화되면, 홈 센서 제어기를 온(On)시키는 단계(S14)와, 센서 검출 모드를 라이징 엣지 모드로 설정하고(S15), 캐리어를 정방향으로 이동시키면서(S16), 홈 센서 제어부의 신호에 의해 저장된 검출 위치 저장부(90)와 검출 타임 저장부(80)에 저장돼 있는 값을 읽어서 포지션-1로 저장하는 단계(S17)와, 상기 센서 검출 모드를 폴링 엣지로 설정하고, 캐리어를 역 방향으로 이동시키는 단계(S19)와, 검출 위치 저장부(90)와 검출 타임 저장부(80)에 저장된 값을 읽어서 포지션-2로 저장하는 단계(S20)와, 상기 (S20)단계가 실행되면 홈 센서 제어기를 오프(Off)시키는 단계(S21)를 수행 후 상기 (S17)단계에서 저장돼 있는 포지션-1과 상기 (S20)단계에서 저장돼 있는 포지션-2의 차이를 캐리어 위치 오차로 환산하는 단계(S22)를 포함하는 시리얼 프린터의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 (S17)단계에서 저장돼 있는 포지션-1과 상기 (S20)단계에서 저장돼 있는 포지션-2의 차이를 캐리어 위치 오차로 환산하는 단계(S22)에서, 캐리어의 위치 오차로 환산된 데이터를 양방향 인쇄시 인쇄 위치 보상을 위한 정보로 이용하는 시리얼 프린터의 양방향 인쇄 위치 오차 자동 검출 방법.
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