KR100497401B1 - 온도 센서 편차 보정 방법 및 장치 - Google Patents

온도 센서 편차 보정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐(nozzle)을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 방법 및 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 온도센서의 편차 보정 방법은 소정 횟수만큼 노즐을 분사하는 단계; 상기 분사된 횟수에 대응하는 상기 온도센서의 온도를 측정하는 단계; 상기 온도센서로부터 출력되는 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 온도 및 출력전압을 이용하여 상기 온도센서의 보정값을 결정하는 단계를 포함한다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부가적인 부품인 앰비언트 센서(Ambient sensor)를 사용하지 않고 헤드부의 온도센서의 큰 편차를 보정할 수 있다. 따라서, 고가의 앰비언트 센서를 사용하지 않으므로 비용을 절감할 수 있고, 프린터의 회로 구성이 간단해진다.

Description

온도 센서 편차 보정 방법 및 장치{Method and apparatus for correcting temperature sensor deviation}
본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 특히 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐(nozzle)을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 헤드(Head)부에 구비되는 히터(heater)를 구동함으로써 헤드부에 구비되는 다수의 노즐(Nozzle)을 분사한다. 이때, 헤드부의 기판(substrate) 온도에 따라서 동일한 구동 펄스 신호를 인가하더라도 분사되는 잉크량은 달라진다. 즉, 헤드부의 기판의 온도에 따라서 인쇄 품질에 많은 영향을 주게 되므로, 프린터는 정확한 온도를 감지하여 온도에 맞는 구동 펄스 신호를 인가할 필요가 있다. 예를 들어, 온도가 낮으면 기판을 가열하여 적절한 온도로 높여주고, 온도가 높으면 구동 펄스 신호를 줄이거나 온도가 떨어질 때까지 대기할 수 있다.
현재 잉크젯 프린터의 헤드부의 온도를 감지하기 위한 온도센서로서 서미스터(Thermistor)를 사용하고 있다. 상기 서미스터는 "thermally sensitive resistor"의 합성어로, 온도 변화에 대해 저항값이 민감하게 변하는 저항기이다. 헤드부의 온도를 측정하기 위하여, 서미스터에 인가되는 전압인 서미스터의 출력전압을 증폭한다. 그 다음, 증폭된 아날로그 출력전압을 디지털로 변환한다. 디지털로 변환된 출력전압으로부터 서미스터의 온도, 즉 헤드부의 온도를 측정할 수 있다. 그러나, 서미스터는 보통 ±20%의 큰 편차를 갖는다. 따라서, 서미스터의 편차를 보정할 필요가 있다.
이러한 서미스터를 구비하여 온도를 감지하는 화상형성장치는 "Image forming apparatus with temperature based control"라는 명칭의 미국특허번호 제6,628,906호에 기재되어 있다.
상술한 바와 같이, 프린터는 서미스터의 편차를 보정할 필요가 있는데, 이러한 편차를 보정하기 위하여, 비교적 가격이 비싼 주위 온도 감지 센서인 앰비언트 센서(Ambient Sensor)를 프린터의 메인 보드인 엔진 보드에 구비한다. 앰비언트 센서를 구비한 프린터에서 서미스터의 편차를 보정하기 위하여, 우선 헤드부의 서미스터의 전압을 측정한다. 측정된 전압에 대해 정확한 앰비언트 센서를 읽어서 현재 온도 대비 서미스터의 출력 전압을 알게 된다. 그래서 센서마다의 편차의 정도를 측정할 수 있게 되어 향후에 온도를 감지할 때 측정된 온도를 보정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 잉크젯 프린터의 헤드부의 온도를 감지하는 서미스터의 편차를 보정하기 위하여, 엔진 보드에 추가로 IC 유형의 앰비언트 센서를 사용한다. 그러나, 이러한 앰비언트 센서는 정밀한 대신 가격이 비싸다는 단점이 있다. 또한 프린터의 회로 구성이 복잡하게 되는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여, 잉크젯 프린터에서 앰비언트 센서를 사용하지 않고 헤드부의 온도센서의 편차를 보정하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기와 같은 단점들을 해결하기 위하여, 잉크젯 프린터에서 앰비언트 센서를 사용하지 않고 헤드부의 온도센서의 편차를 보정하는 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐(nozzle)을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 방법에 있어서, 소정 횟수만큼 노즐을 분사하는 단계; 상기 분사된 횟수에 대응하는 상기 온도센서의 온도를 측정하는 단계; 상기 온도센서로부터 출력되는 전압을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 온도 및 출력전압을 이용하여 상기 온도센서의 보정값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법을 제공한다.
바람직하기로는, 상기 온도 센서 편차 보정 방법은 상기 보정값을 비휘발성 메모리에 저장하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 상기한 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여, 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 장치에 있어서, 소정 횟수만큼 노즐을 분사하는 헤드부; 상기 분사된 횟수에 대응하는 상기 온도센서의 온도를 측정하는 수단; 상기 온도센서로부터 출력되는 전압을 측정하는 수단; 및 상기 측정된 온도 및 출력전압을 이용하여 상기 온도센서의 보정값을 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치를 제공한다.
바람직하기로는, 상기 온도 센서 편차 보정 장치는 상기 보정값을 저장하는 비휘발성 메모리를 더 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 온도센서 편차 보정 장치를 나타내는 블록도이다.
상기 온도센서 편차 보정 장치는 헤드부(10) 및 메인부(20)를 포함한다.
상기 헤드부(10)는 온도센서로서 서미스터(12, Thermistor) 및 다수의 노즐(미도시)을 포함한다. 상기 서미스터(12)는 헤드부의 온도를 감지하기 위하여 상기 서미스터에 인가되는 전압인 서미스터의 출력전압을 메인부(20)로 전송한다. 상기 헤드부(10)는 다수의 노즐, 예를 들어 300개의 노즐을 포함하고, 인쇄를 수행하기 위하여 상기 노즐을 분사한다. 노즐이 분사하는 경우, 헤드부의 온도가 상승하게 된다. 특히, 본 발명에 있어서, 소정 횟수만큼 노즐을 분사하고, 그 때의 서미스터의 온도를 측정한다. 충분한 횟수, 예를 들어 200회만큼 전체 노즐을 분사하는 경우, 서미스터의 온도는 거의 동일하게 되는 특성을 갖는다.
따라서, 본 발명에 있어서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 서미스터의 온도는 노즐의 분사된 횟수에 대응한다. 도 4는 온도센서의 출력전압 및 온도를 나타내는 표이고, 도 5는 도 4의 표를 그래프로 나타낸 도면이다. 다시 말하면, 서미스터는 ±20%의 편차를 갖지만, 충분한 횟수만큼 노즐을 분사한 경우 서미스터의 온도는 거의 동일한 값을 갖는다. 참고로, 실무에 있어서, 200회만큼 전체 노즐을 분사하는 것을 200 슬라이스 토출(slice firing)한다고 표현한다.
상기 메인부(20)는 증폭기(22), 아날로그 디지털 변환기(24), 제어부(26), 비휘발성 메모리(28) 및 메모리부(30)를 포함한다.
상기 증폭기(22)는 서미스터의 출력전압을 증폭하여 상기 아날로그 디지털 변환기(24)에 출력한다. 바람직하기로는, 상기 증폭기로서 연산 증폭기를 사용한다.
상기 아날로그 디지털 변환기(24)는 상기 증폭된 출력전압을 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부(26)에 출력한다.
상기 제어부(26)는 디지털로 변환된 출력전압을 가지고 온도로 변환한다. 한편, 보정값을 결정하기 위하여, 상기 제어부(26)는 노즐의 분사된 횟수에 대응하는 서미스터의 온도 및 디지털로 변환된 출력전압을 이용한다. 상기 제어부(26)는 보정값을 결정하기 위하여, 수학식 1을 이용한다.
온도 = 기울기 * 출력전압 + 보정값
여기서, 기울기는 100이다. 상기 기울기는 서미스터의 출력전압에 대한 서미스터의 측정온도의 비의 값이다. 예를 들어, 도 4의 A 온도센서에 있어서, 노즐의 분사 횟수가 100회인 경우, 출력전압은 1.2 볼트이고 측정온도는 40도이고, 노즐의 분사 횟수가 200회인 경우, 출력전압은 1.4 볼트이고 측정온도는 60도이다. 따라서, 출력전압이 0.2볼트 변화되는 동안 측정온도는 20도 변화되므로, 기울기는 100이 된다. 상술한 바와 같이, 도 4에 도시된 노즐의 분사횟수에 대한 서미스터의 측정온도는 대부분의 서미스터에 대해 동일한 값을 갖는 특성이 있다. 본 발명은 이러한 특성을 이용한다. 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 상이한 3개의 온도센서에 대해 동일한 기울기를 갖는 것을 알 수 있다.
상기 비휘발성 메모리(28)는 상기 보정값을 저장한다. 따라서, 새로운 서미스터로 교체가 될 때까지, 상기 보정값을 이용할 수 있다. 상기 보정값을 이용하여 온도센서의 출력전압으로부터 온도센서의 편차 보정된 온도를 측정할 수 있다. 측정된 온도에 따라 상기 제어부(26)는 적합한 구동 펄스 신호(32)를 헤드부(10)에 전송한다.
상기 메모리부(30)는 상기 보정값을 결정하는데 사용되는 노즐의 분사된 횟수에 대응하는 서미스터의 온도를 저장한다.
이제, 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐(nozzle)을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 온도센서 편차 보정 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 온도센서의 출력전압 측정 단계를 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 온도센서로서 서미스터의 보정값을 결정하기 위한 단계들을 수행한다. 헤드부에 구비된 서미스터는 ±20%의 편차가 있으므로, 헤드부가 교체되거나 서미스터에 대한 보정값을 알고 있지 않은 경우 다음 단계들을 수행하여 서미스터에 대한 보정값을 구한다.
도 2를 참조하면, 우선 소정 횟수만큼 노즐을 분사한다(S40). 그 다음, 상기 분사된 횟수에 대응하는 온도센서의 온도를 측정한다(S42). 노즐의 분사횟수에 대한 서미스터의 측정온도는 대부분의 서미스터에 대해 동일한 값을 갖는 특성이 있다. 다시 말하면, 서미스터에 상관없이, 충분한 횟수만큼 노즐을 분사한 경우 서미스터의 온도는 거의 동일한 값을 갖는다. 도 4를 참조하면, 노즐을 100회 분사하는 경우, 온도센서의 온도는 40도가 되고, 노즐을 200회 분사하는 경우, 온도센서의 온도는 60도가 되며, 노즐을 300회 분사하는 경우, 온도센서의 온도는 80도가 된다.
그 다음, 온도센서로부터 출력되는 전압을 측정한다(S44). 예를 들어, 도 4에 있어서, 200회의 노즐 분사 이후에 A 온도센서의 출력전압은 1.4 볼트이다. 한편, 상기 온도센서의 출력전압 측정 단계(S44)는 도 3에 도시된 바와 같이, 온도센서의 출력전압을 증폭하고(S50), 증폭된 출력전압을 디지털 신호로 변환하는(S52) 단계를 포함한다.
그 다음, 상기 측정된 온도 및 출력전압을 이용하여 상기 온도센서의 보정값을 결정한다(S46). 상기 보정값은 수학식 1로부터 결정된다. 예를 들어, A 온도센서의 경우에 있어서, 전체 노즐을 200회 분사하는 경우 측정 온도는 60도이고, 출력전압은 1.4 볼트이며, 기울기는 100이다. 상기 기울기는 도 5를 참조하여 상술된 바와 같이, 서미스터에 상관없이 동일한 값을 갖는다. 상기 값들을 수학식 1에 적용하면 다음과 같다.
60 = 100 * 1.4 + 보정값
여기서, 보정값은 -80이 된다.
상기 보정값을 비휘발성 메모리에 저장한다(S48).
상술된 바와 같이 헤드부에 구비되어 있는 온도센서의 보정값이 결정되었기 때문에, 이후에 상기 보정값을 이용하여 상기 온도센서의 출력전압으로부터 상기 온도센서의 편차 보정된 온도를 측정할 수 있다. 한편, 신규 서미스터를 구비하는 신규의 헤드부로 교체되는 경우, 신규 보정값을 구하기 위해, 상기와 같은 과정을 다시 수행한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부가적인 부품인 앰비언트 센서(Ambient sensor)를 사용하지 않고 헤드부의 온도센서의 큰 편차를 보정할 수 있다.
따라서, 고가의 앰비언트 센서를 사용하지 않으므로 비용을 절감할 수 있고, 프린터의 회로 구성이 간단해진다.
도 1은 본 발명에 따른 온도센서 편차 보정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 온도센서 편차 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 온도센서의 출력전압 측정 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 온도센서의 출력전압 및 온도를 나타내는 표이다.
도 5는 도 4의 표를 그래프로 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10...헤드부, 12...서미스터,
20...메인부, 22...증폭기,
24...아날로그 디지털 변환기, 26...제어부,
28...비휘발성 메모리, 30...메모리부.

Claims (14)

  1. 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐(nozzle)을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 방법에 있어서,
    소정 횟수만큼 노즐을 분사하는 단계;
    상기 분사된 횟수에 대응하는 상기 온도센서의 온도를 측정하는 단계;
    상기 온도센서로부터 출력되는 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 온도 및 출력전압을 이용하여 상기 온도센서의 보정값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정값을 비휘발성 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도센서는 서미스터(Thermistor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 보정값은 다음 수학식
    온도 = 기울기 * 출력전압 + 보정값
    으로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기울기는 100인 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 온도센서의 출력전압 측정 단계는
    상기 온도센서의 출력전압을 증폭하는 단계; 및
    상기 증폭된 출력전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 보정값을 이용하여 상기 온도센서의 출력전압으로부터 상기 온도센서의 편차 보정된 온도를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 방법.
  8. 잉크젯 프린터에서 다수의 노즐을 포함하는 헤드부에 구비되는 온도센서의 편차 보정 장치에 있어서,
    소정 횟수만큼 노즐을 분사하는 헤드부;
    상기 분사된 횟수에 대응하는 상기 온도센서의 온도를 측정하는 수단;
    상기 온도센서로부터 출력되는 전압을 측정하는 수단; 및
    상기 측정된 온도 및 출력전압을 이용하여 상기 온도센서의 보정값을 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보정값을 저장하는 비휘발성 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 온도센서는 서미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
  11. 제8항 또는 제10항에 있어서,
    상기 제어부가 보정값을 결정하는 경우, 다음 수학식
    온도 = 기울기 * 출력전압 + 보정값
    을 이용하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기울기는 100인 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 온도센서의 출력전압 측정 수단은
    상기 온도센서의 출력전압을 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭된 출력전압을 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 증폭기는 연산 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 센서 편차 보정 장치.
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