KR100504796B1 - 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법 - Google Patents

표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동일한 주파수의 프린터 구동 펄스와 프라이밍(priming) 펄스를 연속적으로 공급하여 잉크의 막힘이나 잘못된 채널을 방지하고, 헤드의 지속성과 신뢰성을 향상시키기에 적합한 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 잉크를 프린팅하기 위한 소정의 주파수와 구동 전압을 갖는 구동 펄스를 헤드에 인가하는 단계와, 상기 구동 펄스 인가 후 그 구동 펄스의 주파수와 동일하고, 소정의 프라이밍 전압을 갖는 프라이밍 펄스를 상기 헤드에 인가하는 단계로 이루어지고, 또한, 헤드 구동에 대한 소정의 트리거 신호를 입력받고, 소정 시간 지연된 타이밍 제어신호를 출력하는 타임 딜레이부와, 상기 타임 딜레이부에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 상기 헤드 구동 펄스와 동일한 주파수를 갖으며 잉크를 분사하지 않고 순환시키는 프라이밍 펄스를 어레이 저항을 통해 상기 헤드로 출력하는 푸쉬풀 구동부를 포함하여 구성함으로써, 잉크의 순환조건을 동일하게 하여 잉크의 막힘이나 잘못된 채널을 방지하고, 헤드의 지속성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법{DRIVING APPARATUS AND METHOD OF INK JET PRINTER FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 동일한 주파수의 프린터 구동 펄스와 프라이밍(priming) 펄스를 연속적으로 공급하여 잉크의 막힘이나 잘못된 채널을 방지하고, 헤드의 지속성과 신뢰성을 향상시키기에 적합한 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
정보처리 시스템의 발전과 보급 증가에 따라 시각정보 전달 수단으로 디스플레이 장치의 중요성이 증대되고 있다. 특히 종래 CRT(Cathode Ray Tube)는 사이즈가 크고 동작전압이 높으며 표시 일그러짐이 발생하는 여러 가지 문제점을 가지고 있어 화면의 대형화, 평면화를 목표로 하는 최근의 추세가 적합하지 않아 최근에는 매트릭스 구조를 가지는 각종 평면 표시 장치의 연구가 활발히 진행 중이다.
평면 표시 장치의 하나인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 He+Xe 또는 Ne+Xe 불활성 혼합가스의 방전시 발생하는 자외선에 의해 형광체를 발광시킴으로써 문자 또는 그래픽을 포함한 화상을 표시하는 장치로서, 대형화가 용이할 뿐만 아니라 표시품질이 우수하고, 응답속도가 빠르다는 특징이 있다. 또한, 박형화가 가능하기 때문에 액정 디스플레이 장치(LCD) 등과 함께 벽걸이용 디스플레이 용도로도 주목받고 있다.
일반적으로, 이러한 PDP 제작 시 형광체나 전극을 도포하기 위해서 인쇄 방법이나 다른 사진 공정 등을 사용하지만, 이러한 방법은 고가이면서 해상도에 한계가 있다.
이러한 한계를 극복하고, 저 가격화와 고정밀도를 향상시키기 위한 방법으로 일부 업체에서는 잉크젯 방식을 이용하고자 하는 움직임을 보이고 있는데, 이러한 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터를 구동시키는 구동 장치에 대해 설명하면 다음과 같다.
도1은 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동장치에 대한 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 외부에서 입력된 소정의 신호(IN)를 받아 타이밍 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부(10)와, 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호와 소정의 구동 전압(Vh)을 입력받아 구동 펄스를 출력하는 헤드 구동부(20)와, 상기 헤드 구동부(20)에서 출력한 구동 펄스를 입력 받고, 소정 레벨의 전압을 갖는 신호(헤드 구동 전압)를 헤드로 출력하는 어레이 저항(30)으로 구성된다.
이러한 구성을 갖는 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 대한 동작을 도2를 참고하여 설명한다. 외부에서 헤드를 구동시키기 위한 소정의 신호(IN)가 입력되면, 타이밍 제어부(10)에서 그 신호를 수신하여 소정의 주파수를 갖는 타이밍 제어신호를 출력한다.
상기 타이밍 제어부(10)에서 출력된 타이밍 제어신호와 외부에서 입력된 소정의 구동 전압(Vh)을 헤드 구동부(20)에서 수신하고, 그 입력된 구동 전압(Vh) 레벨을 갖는 구동 펄스를 출력한다. 이때, 구동 펄스의 주파수는 타이밍 제어신호의 주파수와 동일하다. 예를 들어, 구동 전압(Vh)이 40V이고, 타이밍 제어신호의 주파수가 3KHz라고 하면, 헤드 구동부(20)에서는 도2a에 도시된 바와 같이, 3KHz의 주파수를 갖는 40V의 구동 펄스를 출력한다.
이러한 구동 펄스가 어레이 저항(30)을 거치면서, 그 저항 값과 헤드의 콘덴서 값에 의해 소정 변환된 헤드 구동 전압이 헤드에 인가된다. 이때, 헤드에 인가되는 헤드 구동 전압의 주파수와 전압 또한 구동 펄스의 주파수 및 전압과 동일하다(도2a).
헤드에 헤드 구동 전압이 인가되면 헤드를 구성하고 있는 노즐(잉크를 분사하기 위한 일종의 구멍)에서 잉크가 분사되어 형광체나 전극 등의 패턴을 프린팅한다.
반면, 잉크젯 프린터가 동작하지 않거나 대기 모드 일 때는, 즉, 외부 입력 신호(IN)가 인가되지 않을 때는 도2b에 도시된 바와 같이, 헤드 구동부(20)에서 출력되는 구동 펄스 신호가 없기 때문에 헤드에 어떠한 전압도 인가되지 않는다.
그러나, 상기 헤드 구동 전압이 헤드에 인가되지 않으면 잉크의 순환이 이루어지지 않아 잉크가 침전되어 노즐이 막히거나 상태가 달라질 수 있으며, 잉크 분사도중 노즐이 막히는 경우가 발생하여 잘못된(missing) 채널이 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 종래 잉크젯 프린터의 구동 방법은 대기 모드 시에 구동 펄스의 주파수와 다른 주파수를 갖는 프라이밍(priming) 펄스, 즉, 잉크를 분사하지 않고 순환시킬 수 있는 펄스를 인가하여 노즐의 막힘과 잘못된(missing) 채널을 방지하였다. 하지만 이러한 종래 기술은 프린팅 시의 구동 펄스의 주파수와 프린팅 후의 프라이밍 펄스의 주파수가 다르기 때문에 잉크를 순환시키는 조건이 달라지게 되어 잉크의 분사에 영향을 미칠 수 있다.
상기와 같이 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 방법은 프린팅 시 인가되는 구동 펄스의 주파수와 잉크를 순환시킬 수 있는 프라이밍 펄스의 주파수가 다르기 때문에 잉크를 순환시키는 조건이 달라지게 되어 잉크의 분사에 영향을 주게 되고, 이로 인해 잉크의 막힘이나 잘못된 채널이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 잉크를 프린팅할 때 인가되는 구동 펄스의 주파수와 대기모드 시에 인가되는 프라이밍 펄스의 주파수를 동일하게 하고, 그 동일한 주파수의 구동 펄스와 프라이밍 펄스를 연속적으로 인가함으로써, 잉크의 순환조건을 동일하게 하여 잉크의 막힘이나 잘못된 채널을 방지하고, 헤드의 지속성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 방법은 잉크를 프린팅하기 위한 소정의 주파수와 구동 전압을 갖는 구동 펄스를 헤드에 인가하는 단계와; 상기 구동 펄스 인가 후 그 구동 펄스의 주파수와 동일하고, 소정의 프라이밍 전압을 갖는 프라이밍 펄스를 상기 헤드에 인가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 프라이밍 펄스의 폭은 상기 구동 펄스의 폭보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치는 어레이 저항을 통해 헤드로 소정의 주파수를 갖는 헤드 구동 펄스를 출력하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동장치에 있어서, 헤드 구동에 대한 소정의 트리거 신호를 입력받고, 소정 시간 지연된 타이밍 제어신호를 출력하는 타임 딜레이부와; 상기 타임 딜레이부에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 상기 헤드 구동 펄스와 동일한 주파수를 갖으며 잉크를 분사하지 않고 순환시키는 프라이밍 펄스를 상기 어레이 저항을 통해 상기 헤드로 출력하는 푸쉬풀 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 푸쉬풀 구동부는 상기 타임 딜레이부에서 출력한 타이밍 제어신호를 입력받아 온/오프 스위칭 신호를 출력하는 버퍼 및 인버터와; 상기 버퍼에서 출력한 온/오프 스위칭 신호에 의해 제어되고, 온 스위칭 신호에 의해 프라이밍 전압을 상기 어레이 저항으로 출력하는 제1스위치와; 상기 인버터에서 출력한 온/오프 스위칭 신호에 의해 제어되고, 온 스위칭 신호에 의해 접지 전압(GND)을 상기 어레이 저항으로 출력하는 제2스위치를 구비하여 구성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 및 방법에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.
도3은 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치의 일 실시예 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 헤드 구동에 대한 외부 신호(예를 들어, 트리거 신호)(IN)를 입력받고, 소정의 주파수를 갖는 타이밍 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부(10)와, 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호와 외부로부터 소정의 구동 전압(Vh)(예를 들여, 40V)을 입력받고, 어레이 저항(30)을 통해 헤드로 구동 펄스를 출력하는 헤드 구동부(20)와, 상기 외부 신호(IN)를 입력받고, 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호의 주파수와 동일하며 소정 시간 지연된 타이밍 제어신호를 출력하는 타임 딜레이부(40)와, 상기 타임 딜레이부(40)에서 출력한 타이밍 제어신호와 외부로부터 소정의 프라이밍 전압(Vp)(예를 들어, 20V)을 입력받고, 어레이 저항(30)을 통해 헤드로 프라이밍 펄스를 출력하는 푸쉬풀 구동부(50)를 포함하여 구성한다.
상기 푸쉬풀 구동부(50)에서 어레이 저항(30)으로 인가되는 프라이밍 펄스의 폭은 헤드 구동부(20)에서 어레이 저항(30)으로 인가되는 구동 펄스의 폭과 동일하거나 작을 수 있다.
도4는 도3에 도시한 푸쉬풀 구동부(50)에 대한 상세 구성을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 타임 딜레이부(40)에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 온/오프 스위칭 신호를 출력하는 버퍼(51) 및 인버터(52)와, 상기 버퍼(51)에서 출력한 온/오프 스위칭 신호에 의해 제어되고, 온 스위칭 신호에 의해 프라이밍 전압을 상기 어레이 저항(30)으로 출력하는 제1스위치(SW1)와, 상기 인버터(52)에서 출력한 온/오프 스위칭 신호에 의해 제어되고, 온 스위칭 신호에 의해 접지 전압(GND)을 상기 어레이 저항(30)으로 출력하는 제2스위치(SW2)를 구비하여 구성한다.
이러한 구성을 이용한 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 방법에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.
외부에서 잉크를 분사하기 위한 트리거(trigger) 신호(IN)가 입력되면 타이밍 제어부(10)에서 소정의 주파수(예를 들어, 3KHz)를 갖는 타이밍 제어신호를 출력하고, 헤드 구동부(20)는 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호와 외부에서 입력된 소정의 구동 전압, 예를 들어, 직류 직류 변환기(DC/DC Converter)에서 출력한 소정의 구동 전압(Vh)을 입력받아 도5에 도시된 것과 같은, 소정의 구동 전압(Vh)을 갖는 구동 펄스를 출력한다.
상기 헤드 구동부(20)에서 출력한 구동 펄스가 어레이 저항(30)을 거치면서 어레이 저항(30)과 헤드에 존재하는 콘덴서 값에 의해 소정의 신호로 변환되고, 헤드는 그 변환된 신호에 의해 구동되어 잉크를 분사시킨다.
상기 구동 전압(Vh)을 갖는 구동 펄스가 헤드에 인가된 후 동일 조건에서 잉크를 분사하지 않고 순환시키기 위해 구동 펄스의 주파수와 동일하고 소정 시간 지연된 프라이밍 펄스를 인가한다. 이하, 상기 프라이밍 펄스를 인가하는 과정을 설명한다.
외부에서 잉크를 분사하기 위한 트리거(trigger) 신호(IN)가 입력되면 타임 딜레이부(40)에서 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호의 주파수(예를 들어, 3KHz)와 동일하고, 소정 시간 지연된 타이밍 제어신호를 출력한다. 이때, 지연되는 시간은 프린터 생산업체에서 결정할 수 있으며, 그 값은 상황에 따라 바뀔 수 있다.
상기 타임 딜레이부(40)에서 출력한 타이밍 제어신호를 입력받은 버퍼(51)와 인버터(52)는 온 또는 오프 스위칭 신호를 출력하고, 제1스위치(SW1)와 제2스위치(SW2)는 상기 버퍼(51)와 인버터(52)에서 출력한 온 또는 오프 스위칭 신호를 입력받아 프라이밍 전압(Vp) 또는 접지 전압을 출력한다. 예를 들어, 소정 시간 동안(예를 들어, 5㎲ec) 버퍼(51)에서 온 스위칭 신호를 출력하고, 인버터(52)에서 오프 스위칭 신호를 출력하면 제1스위치(SW1)가 온되고, 제2스위치(SW2)가 오프되어 어레이 저항(30)으로 프라이밍 전압(Vp)을 출력한다. 반대로, 버퍼(51)에서 오프 스위칭 신호를 출력하고, 인버터(52)에서 온 스위칭 신호를 출력하면 제1스위치(SW1)가 오프되고, 제2스위치(SW2)가 온되어 어레이 저항(30)으로 접지 전압(GND)을 출력한다.
이러한 과정을 통해 구동 펄스보다 소정 시간 지연된 프라이밍 펄스가 어레이 저항(30)으로 출력되고, 그 출력된 프라이밍 펄스는 어레이 저항(30)을 거치면서 어레이 저항(30)과 헤드에 존재하는 콘덴서 값에 의해 소정의 신호로 변환된다.
도5는 상기 과정을 통해 어레이 저항(30) 및 헤드로 인가되는 구동 펄스와 프라이밍 펄스를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 구동 펄스와 프라이밍 펄스의 주파수는 동일하고, 펄스 폭 및 전압이 서로 다른 것을 알 수 있으며, 상기 구동 펄스의 주파수와 동일한 프라이밍 펄스가 헤드로 인가되면 잉크는 분사되지 않고 지속적으로 순환되어 노즐이 막히거나 잘못된 채널이 발생하는 것을 막을 수 있다.
본 발명의 상세한 설명 알 수 있듯이, 헤드 구동부에서 출력되는 구동 펄스의 주파수와 푸쉬풀 구동부에서 출력되는 프라이밍 펄스의 주파수는 동일하고, 전압은 서로 틀린 것을 알 수 있으며, 상기 구동 펄스와 프라이밍 펄스의 전압 값과 주파수는 상황에 따라 달라질 수 있다.
또한, 본 발명은 어레이 저항으로 프라이밍 펄스를 인가하는 푸쉬풀 구동부를 스위치로 구성하기 때문에 구성이 간단하고 소비 전력이 거의 없는 장점이 있다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 잉크를 프린팅할 때 인가되는 구동 펄스의 주파수와 대기모드 시에 인가되는 프라이밍 펄스의 주파수를 동일하게 하고, 그 동일한 주파수의 구동 펄스와 프라이밍 펄스를 연속적으로 인가함으로써, 잉크의 순환조건을 동일하게 하여 잉크의 막힘이나 잘못된 채널을 방지하고, 헤드의 지속성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 대한 구성을 도시한 블록도.
도2는 종래 기술에 의한 구동 시(a)와 대기 모드 시(b) 헤드에 인가되는 신호의 일 실시예도.
도3은 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 대한 일 실시예 구성을 도시한 블록도.
도4는 도3에 도시한 푸쉬풀 구동부에 대한 상세 구성도.
도5는 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 방법에 대한 일 예시도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10:타이밍 제어부 20:헤드 구동부
30:어레이 저항 40:타임 딜레이부
50:푸쉬풀 구동부 51:버퍼
52:인버터

Claims (4)

  1. 잉크를 프린팅하기 위한 소정의 주파수와 구동 전압을 갖는 구동 펄스를 헤드에 인가하는 단계와; 상기 구동 펄스 인가 후 그 구동 펄스의 주파수와 동일하고, 소정의 프라이밍 전압을 갖는 프라이밍 펄스를 상기 헤드에 인가하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프라이밍 펄스의 폭은 상기 구동 펄스의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 방법.
  3. 어레이 저항을 통해 헤드로 소정의 주파수를 갖는 헤드 구동 펄스를 출력하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동장치에 있어서,
    헤드 구동에 대한 소정의 트리거 신호를 입력받고 소정 시간 지연된 타이밍 제어신호를 출력하는 타임 딜레이부와; 상기 타임 딜레이부에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 상기 헤드 구동 펄스와 동일한 주파수를 갖으며 잉크를 분사하지 않고 순환시키는 프라이밍 펄스를 상기 어레이 저항을 통해 상기 헤드로 출력하는 푸쉬풀 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 푸쉬풀 구동부는 상기 타임 딜레이부에서 출력한 타이밍 제어신호에 입력받아 온/오프 스위칭 신호를 출력하는 버퍼 및 인버터와; 상기 버퍼에서 출력한 온/오프 스위칭 신호에 의해 제어되고, 온 스위칭 신호에 의해 프라이밍 전압을 상기 어레이 저항으로 출력하는 제1스위치와; 상기 인버터에서 출력한 온/오프 스위칭 신호에 의해 제어되고, 온 스위칭 신호에 의해 접지 전압(GND)을 상기 어레이 저항으로 출력하는 제2스위치를 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치.
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