KR100539738B1 - 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 - Google Patents

표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헤드의 각 채널에 구성된 피에조에 동일한 전압과 기울기를 갖는 구동 파형을 인가하여 프린팅 시 잘못된 채널이 생기는 것을 방지하고, 균일성을 향상시키기에 적합한 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 관한 것으로, 피에조로 입력되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 정전류를 생성하고, 외부에서 입력된 타이밍 제어신호에 의해 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)과 상기 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항을 통해 상기 피에조로 인가하는 다수의 구동 펄스 인가부를 구비한 헤드 구동부를 포함하여 구성하고, 상기 구동 펄스 인가부는 상기 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 전압을 출력하는 전압 감지부와, 상기 전압 감지부에서 출력한 소정의 전압과 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하고, 그 차이에 해당하는 소정의 정전류와 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)을 출력하는 피에조 전류 제어부와, 상기 피에조 전류 제어부에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 입력받고, 외부에서 입력된 타이밍 제어신호에 의해 상기 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항을 통해 상기 피에조로 인가하는 피에조 구동부를 구비하여 구성함으로써, 피에조의 특성에 상관없이 기울기와 크기가 동일한 구동 파형을 피에조에 인가하여 잘못된 채널이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치{DRIVING APPARATUS OF INK JET PRINTER FOR MANUFACTURING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 관한 것으로, 특히 헤드의 각 채널에 구성된 피에조에 동일한 전압과 기울기를 갖는 구동 파형을 인가하여 프린팅 시 잘못된 채널이 생기는 것을 방지하고, 균일성을 향상시키기에 적합한 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 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 헤드를 구성하는 피에조(piezo)로 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 구동 전압(Vh) 레벨을 갖는 구동 펄스를 출력한다.
상기 헤드 구동부(20)에서 출력한 구동 펄스가 어레이 저항(30)을 거치면서, 그 저항 값과 헤드를 구성하는 피에조의 콘덴서 값에 의해 소정의 기울기를 갖는 파형으로 변환되어 피에조로 인가된다.
각각의 피에조에 구동 펄스가 변환된 소정의 파형이 인가되면 노즐(잉크를 분사하기 위한 일종의 구멍)에서 잉크가 분사되어 형광체나 전극 등의 패턴을 프린팅한다.
하지만, 헤드를 구성하고 있는 각각의 피에조가 특성이 서로 다르기 때문에 동일한 전압을 인가하더라도 실제로 인가되는 전압은 달라지게 된다. 예를 들어, 헤드를 구성하고 있는 피에조가 32개라고 하면, 도3에 도시한 일 예와 같이, 각 채널(피에조)에 걸리는 구동 파형의 기울기나 전압의 크기가 서로 틀리게 되고, 이로 인해 노즐에서 분사되는 잉크의 양이 달라지게 된다.
상기 분사되는 잉크의 양이 달라지게 되면 잘못된(missing) 채널이 발생하여 균일성(uniformity)이 저하되는 문제가 발생한다.
상기와 같이 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치는 헤드를 구성하고 있는 각 피에조의 특성이 서로 다르기 때문에 동일한 전압을 인가하더라도 피에조에 인가되는 구동 파형의 전압이나 기울기가 틀려져서 잉크의 분사 양이 달라지고, 이로 인해 잘못된 채널이 발생하여 균일성이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 각 피에조로 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압과 상기 각 피에조에 동일한 전압을 갖는 구동 파형이 인가될 수 있도록 기 설정된 기준 전압을 비교하여 그 차이에 해당하는 정전류를 인가함으로써, 피에조의 특성에 상관없이 기울기와 크기가 동일한 구동 파형을 피에조에 인가하여 잘못된 채널이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 균일성을 향상시키기에 적합한 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피에조로 입력되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 정전류를 생성하고, 외부에서 입력된 타이밍 제어신호에 의해 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)과 상기 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항을 통해 상기 피에조로 인가하는 다수의 구동 펄스 인가부를 구비한 헤드 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동 펄스 인가부는 상기 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 전압을 출력하는 전압 감지부와; 상기 전압 감지부에서 출력한 소정의 전압과 상기 각 피에조에 동일한 전압을 갖는 구동 파형이 인가되도록 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하고, 그 차이에 해당하는 소정의 정전류와 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)을 출력하는 피에조 전류 제어부와; 상기 피에조 전류 제어부에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 입력받고, 외부에서 입력된 타이밍 제어신호에 의해 상기 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항을 통해 상기 피에조로 인가하는 피에조 구동부를 구비하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피에조 전류 제어부는 상기 전압 감지부에서 출력한 소정의 전압과 상기 각 피에조에 동일한 전압을 갖는 구동 파형이 인가되도록 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 소정의 정전류 제어신호를 출력하는 정전류 제어부와; 상기 외부에서 입력되는 구동 전압(Vh)과 상기 정전류 제어부에서 입력된 정전류 제어신호에 의해 생성된 소정의 정전류를 상기 피에조 구동부로 출력하는 정전류부를 구비하여 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 피에조 구동부는 외부로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 의해 제어되고, 상기 피에조 전류 제어부에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 저항을 통해 상기 피에조로 출력하는 다수의 스위칭 수단으로 구성한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다.
도4는 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 타이밍 제어신호를 출력하는 타이밍 제어부(10)와, 피에조로 입력되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 정전류를 생성하고, 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)과 상기 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항(31)을 통해 상기 피에조로 인가하는 다수의 구동 펄스 인가부(50)를 구비한 헤드 구동부(40)를 포함하여 구성한다.
상기 구동 펄스 인가부(50)는 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 전압을 출력하는 전압 감지부(52)와, 상기 전압 감지부(52)에서 출력한 소정의 전압과 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하고, 그 차이에 해당하는 소정의 정전류와 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)을 출력하는 피에조 전류 제어부(51)와, 상기 피에조 전류 제어부(51)에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 입력받고, 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 상기 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항(31)을 통해 피에조로 인가하는 피에조 구동부(53)를 구비하여 구성한다.
이때, 상기 전압 감지부(52)는 피에조(예를 들어, 피에조1)로 인가되는 구동 파형을 적분하여 일정한 직류 전압으로 전환하고, 그 전환된 전압으로 입력 전압을 감지한다.
도5는 도4에 도시한 구동 펄스 인가부(50)의 상세한 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 피에조 전류 제어부(51)는 전압 감지부(52)에서 출력한 소정의 전압과 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 소정의 정전류 제어신호를 출력하는 정전류 제어부(51c)와, 전류 제한 저항(51a)을 통해 입력되는 구동 전압(Vh)과 상기 정전류 제어부(51c)에서 입력된 정전류 제어신호에 의해 소정의 정전류를 출력하는 정전류부(51b)로 구성되고, 피에조 구동부(53)는 타이밍 제어부(10)로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 의해 제어되고, 상기 정전류부(51b)에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 저항(31)을 통해 피에조로 출력하는 다수의 스위칭 수단(SW1, SW2)으로 구성된다.여기서, 상기 기 설정된 기준 전압(Vref)은 각 피에조로 동일한 전압을 갖는 구동 파형이 인가되도록 피드백된 구동 전압의 전압 감지부(52)에 의해 출력된 소정의 전압과의 비교를 통해 정전류부(51b)를 제어하는 정전류 제어신호를 출력할 수 있는 전압 값으로, 이에 대한 값은 기 결정된 값이 아닌 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압 따라 달라질 수 있으며 이 값은 본 발명의 구동 장치 생산업체에서 결정할 수 있다.
그럼, 이러한 구성을 갖는 본 발명에 대한 동작을 도5를 참조하여 설명한다.
먼저, 외부에서 잉크를 분사하기 위한 트리거(trigger) 신호(IN)가 입력되면 타이밍 제어부(10)에서 소정의 타이밍 제어신호를 출력하고, 피에조 구동부(53)에 구비된 SW1과 SW2는 상기 타이밍 제어신호에 의해 온/오프되어 정전류부(51b)를 통해 입력된 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항(31)을 통해 피에조(피에조1)로 출력한다.
전압 감지부(52)는 상기 피에조로 입력되는 구동 파형을 적분하여 변환된 직류 전압을 감지하여 소정의 전압을 출력하고, 정전류 제어부(51c)는 상기 전압 감지부(52)에서 출력한 소정의 전압과 기 설정된 기준 전압(Vref)를 비교하여 소정의 정전류 제어신호를 출력한다.
정전류부(51b)는 전류 제한 저항(51a)을 통해 입력된 구동 전압(Vh)과 상기 정전류 제어부(51c)에서 출력한 정전류 제어신호에 의해 생성된 소정의 정전류를 출력하고, 피에조 구동부(53)에 구비된 스위칭 수단(SW1, SW2)은 상기 타이밍 제어부(10)에서 출력한 타이밍 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 정전류부(51b)로부터 입력된 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항(31)을 통해 피에조로 인가한다. 이러한 반복적인 동작 과정을 통해 각 피에조에 동일한 전압과 기울기를 갖는 구동 파형을 인가하여, 도6에 도시한 것과 같이 모든 채널에 동일한 기울기와 전압(예를 들어, Vh)을 갖는 구동 파형이 인가된다.
이러한 본 발명에서 피에조로 인가되는 구동 파형의 기울기는 정전류부(51b)에서 출력되는 정전류의 크기에 따라 결정되는데, 예를 들어, 전압 감지부(52)에서 감지한 구동 파형의 전압 크기가 작은 경우, 즉, 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압 크기가 작은 경우는 정전류부(51b)에서 출력되는 정전류를 크게하여 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압을 크게 한다.
이렇듯 본 발명은 각 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압을 검출하고, 그 검출된 전압을 통해 모든 피에조에 동일한 전압과 기울기를 갖는 파형을 인가할 수 있도록 정전류의 크기를 제어하여 인가한다. 즉, 기 설정된 구동 파형의 전압보다 작은 피에조의 경우에는 인가되는 정전류의 크기를 크게하고, 기 설정된 구동 파형의 전압보다 큰 피에조의 경우에는 인가되는 정전류의 크기를 작게하여 모든 피에조에 동일한 전압과 기울기를 갖는 구동 파형을 인가한다.
또한, 도시하지는 않았지만 본 발명에 대한 또 다른 실시 예로 종래 구동 장치에 각 채널마다 가변저항을 삽입하고, 그 삽입된 가변저항을 각각 제어함으로써, 모든 피에조에 동일한 구동 파형을 인가할 수 있다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 각 피에조로 인가되는 전압을 검출하고, 그 검출된 전압과 기 설정된 기준 전압을 비교하여 그 차이에 해당하는 정전류를 인가함으로써, 피에조의 특성에 상관없이 기울기와 크기가 동일한 구동 파형을 피에조에 인가하여 잘못된 채널이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 균일성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 대한 구성을 도시한 블록도.
도2는 종래 구동 장치에 의해 헤드에 인가되는 신호의 일 예시도.
도3은 종래 기술에 의해 각 채널에 인가되는 구동 파형의 일 예시도.
도4는 본 발명 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치에 대한 일 실시예 구성을 도시한 블록도.
도5는 도4에 도시한 구동 펄스 인가부에 대한 상세 구성도.
도6은 본 발명에 의해 각 채널에 인가되는 구동 파형을 도시한 도.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
10:타이밍 제어부 40:헤드 구동부
50:구동 펄스 인가부 51:피에조 전류 제어부
51a:전류 제한 저항 51b:정전류부
51c:정전류 제어부 52:전압 감지부
53:피에조 구동부

Claims (4)

  1. 피에조로 입력되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 정전류를 생성하고, 외부에서 입력된 타이밍 제어신호에 의해 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)과 상기 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항을 통해 상기 피에조로 인가하는 다수의 구동 펄스 인가부를 구비한 헤드 구동부를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 펄스 인가부는 상기 피에조로 인가되는 구동 파형의 전압을 검출하여 소정의 전압을 출력하는 전압 감지부와; 상기 전압 감지부에서 출력한 소정의 전압과 상기 각 피에조에 동일한 전압을 갖는 구동 파형이 인가되도록 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하고, 그 차이에 해당하는 소정의 정전류와 외부에서 입력된 구동 전압(Vh)을 출력하는 피에조 전류 제어부와; 상기 피에조 전류 제어부에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 입력받고, 상기 외부에서 입력된 타이밍 제어신호에 의해 상기 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 갖는 구동 펄스를 저항을 통해 상기 피에조로 인가하는 피에조 구동부를 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 피에조 전류 제어부는 상기 전압 감지부에서 출력한 소정의 전압과 상기 각 피에조에 동일한 전압을 갖는 구동 파형이 인가되도록 기 설정된 기준 전압(Vref)을 비교하여 소정의 정전류 제어신호를 출력하는 정전류 제어부와; 상기 외부에서 입력되는 구동 전압(Vh)과 상기 정전류 제어부에서 입력된 정전류 제어신호에 의해 생성된 소정의 정전류를 상기 피에조 구동부로 출력하는 정전류부를 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 피에조 구동부는 외부로부터 입력되는 타이밍 제어신호에 의해 제어되고, 상기 피에조 전류 제어부에서 출력한 구동 전압(Vh)과 소정의 정전류를 저항을 통해 상기 피에조로 출력하는 다수의 스위칭 수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 표시 소자 제작용 잉크젯 프린터의 구동 장치.
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