KR100234434B1 - 잉크젯 프린터의 노즐 구동 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐 구동 전압을 감지하여 전압 강하시 노즐 구동 데이터를 두 번에 나누어서 프린팅할 수 있는 잉크젯 프린터의 노즐 구동 회로에 관한 것이다.

프린팅 데이터를 임시 저장하는 장소인 버퍼와, 헤드내의 잉크를 노즐을 통해 분사하는 분사 동작부와, 상기 버퍼로부터 헤드구동 데이터를 수신하여 상기 분사 동작부를 구동하는 노즐 구동부와, 상기 노즐 구동부의 구동전압을 비교전압을 참조로 체크하여 경우에 따라 인터럽트(Interrupt)신호를 출력하는 전압강하 감지회로와, 상기 전압강하 감지회로에서 발생되는 인터럽트(Interrupt)를 수신하여 상기 버퍼내의 이미지 데이터를 나누어서 프린팅할 데이터를 가공하는 CPU로 구성되어 동시에 구동되는 노즐 수를 줄이므로써 헤드 노즐 구동에 따른 전력을 감소시켜 소비전력을 작게 할 수 있으며 듀티(Duty)가 높은 인쇄 데이터의 인쇄시 장시간 인쇄에 따른 헤드와 헤드드라이버의 과열에 따른 수명 단축을 방지할 수 있다.

Description

잉크젯 프린터의 노즐 구동 회로

본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노즐 구동 전압을 감지하여 전압 강하시 노즐 구동 데이터를 두 번에 나누어서 프린팅하는 장치에 관한 것이다.

컴퓨터의 주변 장치 중 컴퓨터의 작업에 따른 내용을 사용자가 인식할 수 있도록 용지 등의 매개체에 나타내는 대표적인 출력장치이다.

이러한 프린터 중 잉크젯 프린터는 일반 사용자들이 저렴한 가격에 구매할 수 있으며 인쇄 품질이 뛰어난 대표적 프린터이다.

먼저 일반적인 잉크젯 프린터의 구성 및 동작 원리를 도 1를 이용하여 설명하자면 다음과 같다.

프린터 동작에 필요한 초기 세팅 값 및 시스템에 필요한 값을 저장하고 있는 EEPROM(21)내의 시스템 프로그램을 실행하여 프로그램 내용에 따라 제어 신호를 출력하는 CPU(10)와, 제어에 필요한 프로그램 및 여러 가지 폰트를 내장하고 있는 ROM(12)과, 시스템 동작시의 데이터를 일시적으로 보관하는데 사용되는 RAM(11)과, 상기 CPU(10)와의 데이터 전송을 실행하는 ASIC 회로부(20)와, 상기 ASIC회로(20)로부터 전달되는 CPU(10)의 제어 신호에 따라 잉크 카트리지(31)의 구동을 제어하는 헤드 구동 드라이버(30)와, 캐리지리턴 모터(41)의 동작을 제어하는 캐리지리턴 모터 구동 회로(40)와, 종이의 급지 및 배출하기 위한 라인피드 모터(51)의 구동을 제어하는 라인피드 모터 구동 회로(50)와, 프린터 기기 전반에 필요한 구동 전압을 제공하는 파워 써플라이(60)를 포함하여 구성된다.

컴퓨터로부터 프린터 인터페이스를 통해 인쇄 신호를 전달받는 CPU (10)의 제어 신호에 따라 각 모터(41,51)를 구동하여 인자를 실시한다. 이 때 상기 잉크 카트리지(31)는 다수 개의 개구부를 가진 노즐로부터 미세의 잉크 드롭(Drop)을 분사시켜 돗트(Dot)를 형성시키는 방식이 이용되고 있다.

이와같은 시스템의 구성을 기구적 측면에서 전체적으로 살펴보면 도 2 내지 도 3에서와 같이 나타낼 수 있다.

잉크 카트리지(31)는 이동 벨트(42) 및 캐리지 리턴 모터(41)를 사용하여 구동되며 이동축(44)을 따라서 좌·우로 왕복운동을 한다. 원고(100)는 라인 피드모터(51)의 구동에 따라 회전되는 라인피드 롤러(56)에 의해 이송된다.

용지 카셋트(70)에 수납되어 있는 원고(100)는 급지롤러(71)에 의해 드라이브롤러(73) 및 핀치롤러(72) 사이로 인입된다. 프린팅 동작 과정을 완료한 후 배지롤러(74) 및 핀치롤러(72')의 회전력에 의해 배지된다.

잉크 카트리지(31)가 좌·우로 움직이는 동안 헤드에 구성된 다수개의 노즐을 통해 분사되는 잉크를 원고(100)에 옮겨 인쇄하는 것이다.

한편 도 4에서는 헤드 구동 드라이버(30)로부터 잉크 카트리지내의 각 노즐(Q₁∼Q_N)에 제공되는 펄스에 의해 각 노즐이 구동되는 것을 나타내고 있다. 분사대상 노즐에 전류를 흘려주어 그에 따르는 열의 발생으로 잉크를 토출시킨다.

이러한 잉크젯 프린터에서 인쇄 출력의 품질이 양호한 상태를 유지하기 위해서는 잉크 카트리지의 헤드부분에 구성된 노즐의 구동이 정확하고 동작이 안정되어야 한다. 잉크 노즐을 구동하는 전압을 일정하게 유지하여야 노즐 구동시 잉크 분사량, 힘, 속도등이 일정하게 유지될 수 있다. 노즐 구동 전압이 흔들리면 잉크의 분사가 불량하게 되어 인쇄출력의 품질이 저하된다.

잉크젯 프린터에서 노즐 구동수가 항상 일정한 것이 아니다. 프린팅 대상 데이터에 따라 적게는 1 개의 노즐이 구동되는 경우가 있고 많게는 모든 노즐이 구동되는 경우가 있다.

프린팅할 데이터를 호스트에서 수신하여 잉크 헤드의 이미지 데이터로 변환하여 프린팅을 수행할 때, 잉크 헤드의 이미지 데이터의 량이나 데이터의 듀티가 높을 경우나 데이터 듀티가 낮을 경우를 구별하지 않고 한 번에 프린팅 작업을 수행한다.

따라서 노즐 구동 전원은 노즐이 최대로 구동될 경우에 맞추어 설계되어야 한다. 즉 많은 노즐을 구동시키기 위해서는 많은 전력이 소비되고 결국 노즐 구동을 위한 전원부의 용량이 커지게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 설정된 패턴 이상의 노즐 구동할 때 노즐 구동 전압의 강하를 확인하여 노즐 구동의 수를 줄이므로 해서 최대 소비전력을 줄이는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 많은 노즐 구동시 발생하는 노즐 구동부의 발열을 줄여서 헤드와 구동부의 수명을 연장하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 프린팅 데이터를 임시 저장하는 장소인 버퍼와, 헤드내의 잉크를 노즐을 통해 분사하는 헤드 노즐부와, 상기 버퍼로부터 헤드구동 데이터를 수신하여 상기 헤드노즐부를 구동하는 헤드노즐 구동부와, 상기 헤드노즐 구동부의 구동전압을 체크하여 경우에 따라 인터럽트(Interrupt)신호를 출력하는 헤드구동 전압강하 감지회로와, 상기 헤드구동 전압강하 감지회로에서 발생되는 인터럽트(Interrupt)를 수신하여 상기 버퍼내의 이미지 데이터를 나누어서 프린팅할 데이터를 가공하는 CPU로 구성되는 점에 있다.

도 1은 일반적인 잉크젯 프린터의 구성을 나타내는 블록구성도,

도 2 내지 도 3은 도 1의 구성을 기구적으로 나타낸 구성도,

도 4는 잉크 카트리지내의 헤드 구동부를 나타낸 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐 구동회로를 나타낸 구성도,

도 6은 본 발명의 동작과정을 나타내는 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 동작에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐 구동회로를 나타낸 구성도이다. 도시된 바와 같이 분사동작부(15)과, 상기 분사동작부(15)의 각 노즐에 분사 동작 신호를 제공하는 노즐 구동부(14)와, 상기 노즐 구동부(14)에 동작 전원을 제공하는 구동 전원부(16)와, 상기 노즐 구동부(14)의 동작에 의한 출력 전압과 기준전압을 비교하는 전압강하 감지회로(100)와, 상기 전압강하 감지회로(100)의 검출신호를 전달받는 CPU(10)로 구성된다.

적당량의 노즐이 구동되는 노말(Normal)프린팅시의 전원 소비용량과 설정치 이상의 전원을 소비하는 많은 노즐 구동인쇄 패턴을 설정한다.

전원 소비 용량에 대해 노즐 구동 전압은 반비례로 강하하게 된다. 전압강하 감지회로(100)는 노즐 구동 전압을 감지하여 설정된 패턴 이상의 노즐을 구동할 때 노즐 구동 전압강하를 확인한다.

노즐 구동시 전압을 체크하여 기준 전압과 비교하여 낮아지면 전압강하 감지회로(100)에서 인터럽트신호(INT)를 출력한다. 노즐의 구동이 많아지면 전류를 많이 소비하게 되고 그만큼 전압이 떨어지게 된다.

인터럽트 신호를 전달받은 CPU(10)는 그 순간부터 버퍼(13)내에 저장된 프린팅 대상 테이터를 2 분주로 나누어서 프린팅 동작시킨다. 인터럽트 발생시점부터 모드 데이터를 2 번에 나누어서 프린팅 작업을 수행한다.

도 6은 본 발명에 따라 인터럽트 신호가 발생되었을 때의 동작과정을 나타내는 흐름도이다.

전압강하 감지회로(100)로부터 출력된 인터럽트(INT)신호에 따라 CPU(10)는 인터럽트가 발생된 프린팅 위치를 임의의 기억장소에 저장한다.(S1 과정)

버퍼(13)내의 프린팅 대상 데이터를 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리한다.(S2 과정)

현재의 인쇄 방향을 확인한다.(S3 과정)

만약 오른쪽에서 왼쪽방향으로 출력하는 과정중에 인터럽트가 발생된 경우라면 , 버퍼내의 홀수 데이터를 먼저 노즐 구동부(14)에 전달하여 한 라인을 출력한다.(S4 과정)

한 라인의 홀수 데이터에 대해 출력을 완료 여부를 확인(S5 과정)한 후에 캐리어의 위치를 기억장소에 저장되어 있는 인터럽트 발생위치로 이동시킨다.(S6 과정)

한라인의 짝수 데이터에 대해 완료가 확인(S8 과정)될 때까지 버퍼내의 짝수 데이터를 인쇄한다.(S7 과정)

인터럽트 발생된 위치로부터 프린팅 방향에 따라 인쇄동작을 실현하며 위의 설명에서는 카트리지가 오른쪽에서 왼쪽으로 진행되는 것을 예로 하였다. 출력방향이 왼쪽에서 오른쪽으로 진행중인 경우에는 S9 과정으로부터 S13 과정을 수행하며 그 동작은 위의 설명과 대동소이하다.

본 예에서는 인쇄 방향이 오른쪽에서 왼쪽방향으로 진행될 때 인터럽트신호가 발생된 것을 전제로하여 홀수의 데이터를 먼저 출력하는 것을 나타내고 있다.

물론 인쇄방향이 왼쪽에서 오른쪽방향으로 진행될 때의 경우에는 도면을 통해 볼 수 있듯이 반대의 원리로 동작됨은 언급의 여지가 없을 것이다.

이와 같이 인터럽트가 발생된 때의 한 라인의 인쇄가 끝나면 2 패스 프린팅 동작은 해제된다. 다음 라인에서는 정상적인 1 패스 프린팅 동작을 수행한다. 이때 인터럽트가 또 발생하면 상기의 동작을 반복 수행하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 동시에 구동되는 노즐 수를 줄이므로써 헤드 노즐 구동에 따른 전력을 감소시켜 소비전력을 작게 할 수 있다.

듀티(Duty)가 높은 인쇄 데이터의 인쇄시 장시간 인쇄에 따른 헤드와 헤드드라이버의 과열에 따른 수명 단축을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 프린팅 데이터를 임시 저장하는 장소인 버퍼와,

   헤드내의 잉크를 노즐을 통해 분사하는 분사 동작부와,

   상기 버퍼로부터 헤드구동 데이터를 수신하여 상기 분사 동작부를 구동하는 노즐 구동부와,

   상기 노즐 구동부의 구동전압을 비교전압을 참조로 체크하여 경우에 따라 인터럽트(Interrupt)신호를 출력하는 전압강하 감지회로와,

   상기 전압강하 감지회로에서 발생되는 인터럽트(Interrupt)를 수신하여 상기 버퍼내의 이미지 데이터를 나누어서 프린팅할 데이터를 가공하는 CPU로 구성되는 잉크젯 프린터.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 CPU는 버퍼내의 프린팅 데이터를 2 분주로 나누어 노즐 구동부에 제공하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
3. 헤드 구동 전압이 강하될 때 발생되는 인터럽트 신호를 이용하여 프린팅 데이터를 분리하여 출력하는 인쇄 방법에 있어서 ;

   전압강하 감지회로로부터 출력된 인터럽트(INT)신호에 따라 인터럽트 발생위치를 저장하는 과정과,

   버퍼(13)내의 한 라인의 프린팅 대상 데이터를 홀수 데이터와 짝수 데이터로 분리하는 과정과,

   인터럽트 발생된 위치로부터 두 부분으로 분리된 버퍼내의 데이터중 한 부분의 데이터를 출력하는 과정과,

   캐리어의 위치를 기억장소에 저장되어 있는 인터럽트 발생위치로 이동시키는 과정과,

   둘로 나누어진 버퍼내의 데이터중 나머지 부분 데이터를 인쇄하는 과정으로 진행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 인쇄 방법.

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