KR100667850B1 - 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 잉크젯 화상형성장치에 따르면 다수의 노즐이 주주사 방향을 따라 배열된 노즐열을 구비하는 프린트 헤드; 노즐을 보조하여 잉크를 분사하는 보조 노즐을 구비하며 주주사 방향을 따라 왕복 이동되는 보조 프린트 헤드; 보조 프린트 헤드와 일체로 마련되는 감지부; 를 포함하고, 본 발명의 제어 방법에 따르면 고밀도 인쇄 모드시 인접한 2개의 노즐 사이에 잉크를 분사하는 단계; 보상 모드시 불량 노즐 위치에 잉크를 분사하는 단계; 를 포함하며, 일반적인 어레이 타입 프린트 헤드에서 한계점으로 지적되어 온 노즐의 배치 밀도 제약과 불량 노즐의 보상 문제를 용이하게 극복할 수 있다.

Description

잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법{Inkjet image forming apparatus and the control method of the same}

도 1은 본 발명의 잉크젯 화상형성장치를 도시한 측단면도.

도 2는 본 발명의 왕복 수단 및 이송 수단을 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 프린트 헤드를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 제어부의 동작을 도시한 설명도.

도 5a는 본 발명의 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 5b는 도 5a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 고밀도 인쇄 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 6a는 본 발명에 따른 불량 노즐 발생시 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 6b는 도 6a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 보상 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 7a는 본 발명에 따른 불량 노즐 발생시 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 7b는 도 7a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 8a는 본 발명에 있어서, 그룹화된 노즐로 인쇄한 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 8b는 도 8a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도.

도 9는 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법을 도시한 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

14...플래튼(platen) 15a,15b...피드 롤러(feed roller)

52...프린트 헤드(print head) 160C,160M,160Y,160K...노즐열

492a,492b...기어 495,595...구동원

500...보조 프린트 헤드(auxiliary print head)

510...잉크 카트리지(ink cartridge) 520...캐리지(carriage)

530...가이드부 550...감지부

560...보조 노즐(auxiliary nozzle)

591...타이밍 벨트(timing belt) 592a,592b...풀리(pulley)

600...가이드 샤프트(guide shaft) 700...제어부(control portion)

N1,N2,N3 ~ Nn...노즐 P...인쇄 매체

Th...스레스홀드값(threshold value) V...광출력값

본 발명은 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 인쇄 매체의 폭 길이에 걸쳐 다수의 노즐이 배열되어 고속으로 화상을 인쇄하는 어레이 타입 잉크젯 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적인 잉크젯 화상형성장치는 인쇄 매체의 상면으로 소정 간격 이격되며, 인쇄 매체의 이송방향과 직교되는 방향(이하 주주사 방향이라고 한다.)으로 왕복 주행 되는 잉크 카트리지에서 잉크를 분사하여 화상을 형성한다. 한편, 인쇄 매체의 이송 방향은 부주사 방향이라고 부르며 상기 주주사 방향과 직교되는 방향이다. 상술한 바와 같이 주주사 방향으로 왕복 이송되면서 인쇄 매체에 잉크를 분사하는 잉크 카트리지를 셔틀(shuttle)타입 잉크 카트리지라고 한다.

반면에, 어레이(array) 타입 잉크 카트리지는 잉크 카트리지가 왕복 이송되지 않고 고정되며 인쇄 매체만이 일 방향으로 이송된다. 어레이 타입 잉크 카트리지를 채용한 화상형성장치에서는 인쇄 엔진의 구조가 단순해지고 인쇄 속도의 고속화가 이루어지는 장점이 있다. 그러나, 주주사 방향으로 고정 설치되므로 불량 노즐 발생시 인쇄 품질이 크게 저하되고 불량 노즐의 보상이 곤란하며, 노즐의 주주사 방향 배치 밀도가 물리적으로 제한되므로 인쇄 해상도가 상대적으로 떨어지는 단점이 있다.

즉, 어레이(array) 타입 잉크 카트리지는 잉크를 분사하는 노즐이 인쇄 매체의 폭 길이에 걸쳐 다수 배열된 노즐열을 구비한다. 전기적 원인이나 물리적 원인에 의하여 일부의 노즐에 장애가 발생하면 잉크를 정상적으로 분사하지 못한다. 이러한 손상된 노즐(missing nozzle)이나 위크 노즐(weak nozzle)을 불량 노즐이라고 부른다. 불량 노즐에 해당되는 영역에는 인쇄 매체의 이송 방향을 따라 연속되는 공백선(white line)이 발생하므로 전체적인 인쇄 품질이 크게 저하된다. 불량 노즐에 인접한 정상 노즐에서 부피가 증가된 잉크 액적을 분사하는 보상 방법도 제시되고 있으나 불량 노즐과 일치되는 위치에 잉크를 분사하는 것이 아니므로 화질의 열화가 불가피하다. 반면에 셔틀 타입 잉크 카트리지의 경우 불량 노즐이 발생하더라도 주주사 방향 이동이 가능한 노즐로써 불량 노즐을 보상할 수 있다. 따라서, 어레이 타입 잉크 카트리지의 불량 노즐을 정확하게 보상하려면, 주주사 방향을 따라 잉크 분사 위치를 가변시켜 불량 노즐과 일치되는 위치에 잉크를 분사할 수 있는 보상 대책이 필요하다.

한편, 어레이 타입 잉크 카트리지로 인쇄하는 경우에 인쇄 해상도는 단위 길이당 배열된 노즐의 개수에 좌우된다. 노즐의 배열 밀도를 물리적으로 증가시키려면 단가 상승은 물론 제조 공정상 많은 문제점이 수반된다. 반면에 셔틀 타입 잉크 카트리지의 경우 노즐의 물리적인 배열 밀도가 제한되는 것은 마찬가지이지만 잉크 분사 위치의 주주사 방향 이동이 가능하므로 제어 방법에 따라 인쇄 해상도를 증가시킬 수 있다. 따라서, 어레이 타입 잉크 카트리지로 인쇄하는 경우 인쇄 해상도의 물리적인 한계를 극복하려면, 주주사 방향으로 잉크 분사 위치를 가변시켜 잉크 분사 밀도를 높일 수 있는 대책이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 상술한 필요성을 감안한 것으로, 어레이 타입 잉크 카트리지를 채용한 화상형성장치에서 불량 노즐 보상 수단과 인쇄 해상도 증가 수 단을 구비한 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는,

잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 다수의 노즐이 주주사 방향을 따라 배열된 노즐열을 구비하는 프린트 헤드;

상기 프린트 헤드로부터 상기 인쇄 매체의 이송 방향으로 이격되며 주주사 방향을 따라 왕복 이동되는 것으로, 상기 노즐을 보조하여 잉크를 분사하는 보조 노즐을 구비하는 보조 프린트 헤드;

상기 보조 프린트 헤드와 일체로 마련되며 상기 인쇄 매체를 스캐닝하여 상기 노즐 및 상기 보조 노즐로 인쇄한 화상을 감지하는 감지부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 화상형성장치는, 상기 노즐 중 주주사 방향으로 인접한 2개의 노즐 사이에 잉크 분사 위치를 결정하고 상기 보조 노즐로 잉크를 추가적으로 분사하는 고밀도 인쇄 모드 및 상기 노즐 중 불량 노즐로 판단된 곳에 잉크 분사 위치를 결정하고 상기 보조 노즐로 잉크를 분사하는 보상 모드 중 적어도 하나를 수행하기 위하여 상기 노즐, 상기 보조 노즐, 및 상기 감지부의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함한다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 인쇄 매체를 부주사 방향으로 이송시키는 이송 수단; 을 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 이송 수단의 동작을 모니터링하여 상기 인쇄 매체의 이송량을 파악함으로써 상기 노즐 및 상기 보 조 노즐의 부주사 방향을 따른 잉크 분사 위치를 동기화시킨다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 보조 프린트 헤드를 주주사 방향으로 왕복 이동시키는 왕복 수단; 을 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 왕복 수단의 동작을 모니터링하여 상기 보조 프린트 헤드의 이동량을 파악함으로써 상기 노즐 및 상기 보조 노즐의 주주사 방향을 따른 잉크 분사 위치를 동기화시킨다.

일 실시예로서, 상기 제어부는, 상기 노즐을 제어하여 잉크를 분사함으로써 상기 인쇄 매체에 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 상기 감지부를 제어하여 상기 노즐 테스트 패턴을 스캐닝함으로써 상기 보조 노즐의 잉크 분사 위치를 결정한다.

일 실시예로서, 상기 제어부는, 상기 보조 노즐을 제어하여 상기 결정된 잉크 분사 위치에 잉크를 분사함으로써 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 상기 감지부를 제어하여 상기 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝함으로써 상기 보조 노즐의 잉크 분사 위치를 보정한다.

일 실시예로서, 상기 제어부는, 상기 보조 프린트 헤드가 동일한 스와스 내에서 왕복 이동되는 동안에 상기 노즐 테스트 패턴의 스캐닝, 상기 보조 노즐 테스트 패턴의 인쇄, 및 상기 보조 노즐 테스트 패턴의 스캐닝이 수행되도록, 상기 노즐, 상기 보조 노즐, 및 상기 감지부의 동작을 제어한다.

일 실시예로서, 상기 제어부는, 상기 보조 프린트 헤드를 주주사 방향의 일측으로 이동시키며 상기 감지부를 제어하여 상기 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하고, 상기 보조 프린트 헤드를 주주사 방향의 타측으로 이동시키며 상기 보조 노즐을 제 어하여 상기 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 상기 보조 프린트 헤드를 주주사 방향의 일측으로 다시 이동시키며 상기 감지부를 제어하여 상기 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝한다.

일 실시예로서, 상기 노즐 테스트 패턴은 부주사 방향을 따라 연장된 복수의 선분이 주주사 방향으로 평행하게 배열된 형상으로 인쇄된다.

일 실시예로서, 상기 다수의 노즐은 다수의 그룹으로 구분되고, 상기 노즐 테스트 패턴은 상기 각각의 그룹에서 일부 선택된 노즐의 잉크 분사에 의하여 인쇄된다.

일 실시예로서, 상기 노즐 테스트 패턴을 형성하는 상기 선분들의 주주사 방향 이격 거리는 상기 감지부의 분해능보다 더 길다.

일 실시예로서, 상기 감지부는 상기 인쇄 매체에 광을 조사하고 상기 인쇄 매체에서 반사된 광출력값을 스레스홀드값과 비교함으로써 상기 노즐 테스트 패턴을 감지하는 광센서를 구비한다.

일 실시예로서, 상기 광센서의 광초점 및 상기 보조 노즐은 동일한 스와스 내에 위치한다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 노즐의 와이핑 및 스피팅을 수행하는 메인트넌스부; 를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 감지부를 제어하여 상기 노즐 중 불량 노즐의 위치를 감지하면 상기 불량 노즐 위치에 잉크가 분사되기 전에 상기 메인트넌스부를 제어하여 상기 불량 노즐에 대한 와이핑 및 스피팅을 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법은,

잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 다수의 노즐이 주주사 방향을 따라 배열된 노즐열을 구비하는 프린트 헤드;

상기 프린트 헤드로부터 상기 인쇄 매체의 이송 방향으로 이격되며 주주사 방향을 따라 왕복 이동되는 것으로, 상기 노즐을 보조하여 잉크를 분사하는 보조 노즐을 구비하는 보조 프린트 헤드;

상기 보조 프린트 헤드와 일체로 마련되며 상기 인쇄 매체를 스캐닝하여 상기 노즐 및 상기 보조 노즐로 인쇄한 화상을 감지하는 감지부; 를 포함하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서,

(a) 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 중 적어도 하나를 선택하는 단계;

(b) 고밀도 인쇄 모드 선택시 상기 노즐 중 주주사 방향으로 인접한 2개의 노즐 사이에 잉크 분사 위치를 결정하고 상기 보조 노즐로 잉크를 추가적으로 분사하는 단계;

(c) 보상 모드 선택시 상기 노즐 중 불량 노즐로 판단된 곳에 잉크 분사 위치를 결정하고 상기 보조 노즐로 잉크를 분사하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 (b) 단계는,

(b1) 상기 노즐의 잉크 분사로 노즐 테스트 패턴을 인쇄하는 단계;

(b2) 상기 인쇄 매체를 상기 보조 프린트 헤드까지 이송하는 단계;

(b3) 상기 감지부를 제어하여 상기 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하는 단계;

(b4) 상기 노즐 테스트 패턴을 참조하여 인접한 2개의 상기 노즐 사이에 상기 보조 노즐의 잉크 분사 위치를 결정하는 단계;

(b5) 상기 결정된 잉크 분사 위치에 상기 보조 노즐로 잉크를 분사하여 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄하는 단계;

(b6) 상기 감지부를 제어하여 상기 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하며 상기 노즐 및 상기 보조 노즐의 잉크 분사 위치가 동기화되었는지 여부를 판단하는 단계;

(b7) 상기 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어오면 임의의 인쇄 데이터를 고밀도 인쇄 모드에서 인쇄하는 단계; 를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 (c) 단계는,

(c1) 상기 노즐의 잉크 분사로 노즐 테스트 패턴을 인쇄하는 단계;

(c2) 상기 인쇄 매체를 상기 보조 프린트 헤드까지 이송하는 단계;

(c3) 상기 감지부를 제어하여 상기 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하는 단계;

(c4) 상기 노즐 테스트 패턴을 참조하여 찾아낸 불량 노즐 위치에 상기 보조 노즐의 잉크 분사 위치를 결정하는 단계;

(c5) 상기 결정된 잉크 분사 위치에 상기 보조 노즐로 잉크를 분사하여 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄하는 단계;

(c6) 상기 감지부를 제어하여 상기 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하며 상기 노즐 및 상기 보조 노즐의 잉크 분사 위치가 동기화되었는지 여부를 판단하는 단계;

(c7) 상기 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어오면 임의의 인쇄 데이터를 보상 모드에서 인쇄하는 단계; 를 포함한다.
한편 본 발명의 잉크젯 화상형성장치는,
인쇄 매체에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 복수의 제1 노즐이 구비되는 제1 프린트 헤드;
상기 제1 프린트 헤드로부터 상기 인쇄 매체의 이송 방향으로 이격되며 주주사 방향을 따라 왕복 이동되는 것으로, 인쇄 해상도의 향상 및/또는 상기 제1 노즐 중의 불량 노즐을 보상하기 위하여 상기 인쇄 매체에 잉크를 분사하는 복수의 제2 노즐이 구비되는 제2 프린트 헤드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 제1 프린트 헤드는 어레이 타입 프린트 헤드이고, 상기 제2 프린트 헤드는 셔틀 타입 프린트 헤드인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 인쇄 매체에 인쇄된 화상을 감지하도록 상기 제2 프린트 헤드에 마련되는 감지부; 상기 제1 프린트 헤드, 제2 프린트 헤드 및 감지부의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예로서, 상기 제2 노즐 및 감지부는 주주사 방향을 따라 제1 거리만큼 서로 이격된다.
일 실시예로서, 상기 제1 노즐 및 감지부는 상기 인쇄 매체의 이송 방향을 따라 제2 거리만큼 서로 이격되며, 상기 제1 노즐 및 감지부는 주주사 방향을 따라 제3 거리만큼 서로 이격된다.
일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 제1 거리, 제2 거리 및 제3 거리에 상응하는 상수값을 저장한다.
일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 제1 노즐 및 제2 노즐의 잉크 분사 위치를 상기 상수값을 이용하여 서로 동기화시킨다.
일 실시예로서, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 프린트 헤드에서 분사된 잉크 도트를 정렬하기 위하여 상기 상수값을 연속적으로 업데이트하거나, 주기적으로 업데이트하는 것이 바람직하다.
일 실시예로서, 상기 제1 프린트 헤드는 상기 제1 노즐에 상응하는 위치에 잉크 액적을 분사하며, 상기 제2 프린트 헤드는 인쇄 해상도 향상을 위하여 상기 잉크 액적 중 이웃한 2개의 잉크 액적 사이에 적어도 하나의 보조 잉크 액적을 분사한다.
일 실시예로서, 상기 제1 노즐이 불량 노즐을 포함하는 경우, 상기 제2 프린트 헤드는 상기 불량 노즐을 보상하기 위하여 상기 불량 노즐에 상응하는 위치에 적어도 하나의 잉크 액적을 분사한다.
또한 본 발명의 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법은,
인쇄 매체가 이송 방향으로 이송될 때 제1 프린트 헤드에 마련된 복수의 제1 노즐을 이용하여 잉크 도트를 분사함으로써 제1 인쇄 라인을 인쇄하는 단계;
주주사 방향을 따라 이동 가능하며 상기 인쇄 매체의 이송 방향을 따라 상기 제1 프린트 헤드로부터 이격된 제2 프린트 헤드를 마련하고, 상기 인쇄 매체의 이송을 중지한 다음 상기 제2 프린트 헤드에 마련된 제2 노즐을 이용하여 상기 제1 인쇄 라인에 대한 분사 위치에 보조 잉크 도트를 분사하는 단계;
상기 잉크 도트 및 보조 잉크 도트가 분사된 인쇄 매체를 상기 이송 방향으로 이송하는 단계;
상기 제1 노즐을 이용하여 상기 잉크 도트를 분사하는 단계, 상기 인쇄 매체의 이송을 중지한 다음 상기 제2 노즐을 이용하여 상기 보조 잉크 도트를 분사하는 단계 및 상기 인쇄 매체를 이송하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 인쇄 라인에 대한 분사 위치는, 상기 제1 노즐을 이용하여 인쇄된 인접한 2개의 잉크 도트 사이의 위치 및 상기 제1 노즐 중의 불량 노즐로 인한 미싱 도트의 위치 중 적어도 하나인 것이 바람직하다. 상기 제1 인쇄 라인에 대한 분사 위치는, 상기 제1 노즐을 이용하여 인쇄된 인접한 2개의 잉크 도트 사이의 위치 및 상기 제1 노즐 중의 불량 노즐로 인한 미싱 도트의 위치인 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는,
인쇄 매체에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 복수의 제1 노즐이 구비되는 제1 프린트 헤드;
복수의 제2 노즐이 구비되는 제2 프린트 헤드;
고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 중 적어도 하나를 수행하기 위하여 상기 제2 노즐의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예는 첨부도면에 도시된 바에 국한되지 않고, 동일한 발명의 범주내에서 다양하게 변형될 수 있음을 먼저 밝혀둔다.

도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 측단면도이다. 이를 참조하면, 어레이 타입의 프린트 헤드(52), 인쇄 매체(P)를 저장하는 급지 카세트(20), 인쇄 매체(P)를 한 장씩 픽업하는 픽업 롤러(17), 픽업된 인쇄 매체(P)를 노즐부(12)로 이송시키는 피드 롤러(15a, 15b), 이송되는 인쇄 매체(P)를 가이드하며 노즐부(12)에 대하여 소정의 간격을 유지하게 하는 플래튼(Platen)(14), 인쇄 매체(P)를 사이에 두고 프린트 헤드(52)와 대면되는 메인트넌스부(maintenance portion)(80), 인쇄된 인쇄 매체(P)를 배출하는 배출 롤러(13a, 13b), 배출되는 인쇄 매체(P)가 적재되는 적재대(30), 셔틀 타입의 보조 프린트 헤드(500)가 도시된다.

인쇄 매체(P)는 그 길이 방향인 x 방향(이하 부주사 방향 또는 인쇄 매체의 이송 방향이라고 한다.)으로 이송되며, y 방향(이하 주주사 방향이라고 한다.)은 인쇄 매체(P)의 폭 방향이다. 인쇄 매체의 이송 방향은 주주사 방향과 수직이다.

프린트 헤드(52)는 몸체(10)와, 몸체(10) 내부에 마련되며 각 색상별로 잉크를 저장하는 잉크 탱크(미도시), 인쇄 매체(P)에 잉크를 분사하는 노즐부(12)를 구비한다. 컬러 인쇄가 가능한 잉크젯 화상형성장치의 경우, 노즐부(12)에는 시안(C : cyan), 마젠타(M : magenta), 옐로우(Y : yellow), 블랙(B : black) 등 4가지 색 상별로 구분되는 4개의 노즐열(160C,160M,160Y,160K)이 마련된다. 각 노즐열(160C,160M,160Y,160K)에는 주주사 방향을 따라 직선 또는 사선으로 배열되어 인쇄 매체(P)에 잉크를 분사하는 다수의 노즐(도 4 참조, N1,N2,N3 ~ Nn )이 마련되는 것이 바람직하다. 다수의 노즐(도 4 참조, N1,N2,N3 ~ Nn )에 의하여 인쇄 매체(P)는 주주사 방향의 인쇄 데이터를 한 번에 인쇄하는 것이 바람직하다.

배출 롤러(13a,13b)는 스타휠(13a)과, 인쇄 매체(P)의 배면을 지지하는 지지 롤러(13b)를 구비한다. 스타휠(13a)은 인쇄 매체(P)의 상면에 점 접촉됨으로써, 인쇄 매체(P)의 상면에 분사되어 아직 마르지 않은 잉크 화상의 오염을 방지할 수 있다.

잉크가 마르지 않도록 노즐부(12)를 캡핑(capping)하거나, 노즐부(12) 표면에 잔류하는 잉크를 와이핑(wiping)하거나, 노즐부(12)가 막히지 않도록 스피팅(spitting)하는 동작은 메인트넌스부(80)에서 수행된다. 감지부(550)가 불량 노즐의 위치를 감지하면, 상기 불량 노즐 위치에 잉크를 분사하기 전에 메인트넌스부(80)가 불량 노즐의 집중적인 와이핑 및 스피팅을 수행하는 것이 바람직하다.

보조 프린트 헤드(500)는 컬러 인쇄시 서로 다른 색상의 잉크를 수용하며 캐리지(520)에 착탈 가능하게 장착되는 잉크 카트리지(510), 잉크 카트리지(510)로부터 잉크를 공급받아 인쇄 매체(P)에 분사하는 보조 노즐(560), 주주사 방향으로 왕복 이동되는 캐리지(520), 캐리지(520)에 일체로 조립되는 감지부(550), 가이드 샤프트(600)가 끼워지는 가이드부(530), 캐리지(520)와 일체로 마련되어 화상을 감지하는 감지부(550)를 구비한다. 보조 프린트 헤드(500)는 주주사 방향으로 왕복 이동되는 셔틀 타입이며, 어레이 타입 프린트 헤드(52)의 노즐열(160C,160M,160Y,160K)을 보조하여 잉크를 분사함으로써 고밀도 인쇄를 수행하며 불량 노즐을 보상한다.
본 발명에서 제1 프린트 헤드는 프린트 헤드(52)와 동일한 용어로 사용되고, 제2 프린트 헤드는 보조 프린트 헤드(500)와 동일한 용어로 사용되며, 제1 프린트 헤드에 마련되는 제1 노즐은 다수의 노즐(도 4 참조, N1,N2,N3 ~ Nn )과 동일한 용어로 사용되고, 제2 프린트 헤드에 마련되는 제2 노즐은 보조 노즐(560)과 동일한 용어로 사용된다.

도 2는 본 발명의 왕복 수단 및 이송 수단을 도시한 사시도이다. 왕복 수단은 보조 프린트 헤드(500)에 일측이 고정되며 내주에 치형이 형성되는 타이밍 벨트(591), 타이밍 벨트(591)의 양단을 지지하는 풀리(592a,592b), 풀리(592a,592b)를 구동하는 구동원(595), 캐리지(520)를 안내하는 가이드 샤프트(600), 가이드 샤프트(600)가 이동 가능하게 삽입되는 가이드부(530)를 구비하며, 보조 프린트 헤드(500)를 주주사 방향으로 왕복 이동시킨다. 이송 수단은 구동원(495), 피드 롤러(15a,15b) 및 구동원(495)을 서로 연결하여 동력을 전달하는 기어(492a,492b)를 구비하며, 인쇄 매체(P)를 부주사 방향으로 이송한다.

도 3은 본 발명의 프린트 헤드(52)를 도시한 사시도이다. 이를 참조하면, 프린트 헤드(52)는 노즐부(12) 및 잉크 채널 유니트(100)를 구비한다. 노즐부(12)의 주주사 방향 길이는 인쇄 매체(P)의 폭에 대응되며 인쇄 데이터는 주주사 방향으로 동시에 인쇄된다. 노즐부(12)는 복수로 배열된 헤드 칩(160)(head chip)을 구비한다. 컬러 화상 인쇄를 위하여 시안(C:cyan), 마젠타(M:magenta), 옐로우(Y:yellow), 블랙(K:black) 색상의 잉크를 각각 분사하도록 4 종류의 노즐열(160C,160M,160Y,160K)이 헤드 칩(160)에 마련된다. 헤드 칩(160)의 배면으로부터 노즐열(160C,160M,160Y,160K)에 잉크가 공급된다. 헤드 칩(160)은 발열체(미도시)로써 잉크를 가열하고 버블(bubble)을 발생시켜 잉크 분사력을 생성한다. 헤드 칩 (160)은 FPC(170)(flexible printed circuit)를 통하여 제어부(700)(도 4참조, 700)와 연결되며, 구동신호를 전달받고 잉크 분사용 전원을 공급받는다. FPC(170)는 헤드 칩(160)에 마련된 FPC단자(165)에 납땜 된다. 도시된 헤드 칩(160)은 지그재그로 배열되었지만, 제어부(700)는 헤드 칩(160) 각각의 x축 편차 및 인쇄 매체(P)의 이송량을 파악함으로써, 서로 다른 헤드 칩(160)에 위치한 각각의 노즐열(160C,160M,160Y,160K)의 잉크 분사 위치를 x축 방향으로 동기화시킨다. 예를 들어 서로 다른 헤드 칩(160)에 형성된 블랙 색상의 노즐열(160K)은 y축 방향을 따라 동일한 직선상에 위치하지 않지만, x축 방향을 따른 헤드 칩(160)의 편차 및 인쇄 매체(P)의 이송량에 근거하여 x축 방향의 잉크 분사 위치가 동기화되면 인쇄 매체(P)에 인쇄된 도트(D)(도 5a 이하 참조)는 y축에 평행한 동일한 직선상에 형성된다.

컬러 인쇄 가능한 프린트 헤드(52)는 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 잉크를 각각 저장하는 복수의 잉크 탱크(미도시)를 몸체(10) 내부에 구비한다. 잉크 채널 유니트(100)는 잉크 탱크로부터 헤드 칩(160)의 배면에 이르는 잉크 통로를 형성한다. 일 실시예로서, 액정 폴리머(LCP : liquid crystal polymer)소재를 사출 성형함으로써 제1, 제2, 제3 채널 플레이트(130, 140, 150)를 제조하고 이들을 조립하여 잉크 채널 유니트(100)를 형성한다.

도 4는 본 발명에 따른 제어부(700)의 동작을 도시한 설명도이다. 도 4를 참조하면, 어레이 타입의 프린트 헤드(52), 셔틀 타입의 보조 프린트 헤드(500), 감지부(550), 및 제어부(700)가 도시된다.

이하에서는 편의상 흑백 인쇄의 경우를 설명한다. 즉, 4개의 노즐열 (160C,160M,160Y,160K) 중 블랙 색상의 노즐열(160K)에 대하여 설명하며, 도시된 노즐(N1~Nn)은 블랙 색상의 노즐열(160K)에 배열된 것들이다. 컬러 인쇄의 경우 다수의 노즐열(160C,160M,160Y,160K)에서 서로 다른 색상의 잉크를 동일한 도트(D)(도 5a 이하 참조)에 중첩 분사하는 차이점을 제외하면, 특정의 노즐열(160K)에 대하여 후술되는 설명이 동일하게 적용된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 헤드 칩(160) 및 노즐열(160C,160M,160Y,160K)이 지그재그로 배열되는 경우도, x축 방향의 잉크 분사 위치가 동기화된다면 도 4에 도시된 바와 같이 y축과 평행한 일직선상에 노즐(N1~Nn)이 배열되는 것과 등가(equivalent)이다. n개의 노즐(N1~Nn)이 배열되지만, 편의상 10개의 노즐(N1~N10)을 위주로 설명한다.

보조 프린트 헤드(500)는 프린트 헤드(52)로부터 인쇄 매체(P)의 이송 방향(x축 양의 방향)으로 이격되며 노즐부(12)를 통과하여 보조 프린트 헤드(500) 방향으로 이송되는 인쇄 매체(P)의 화상을 감지한다. 보조 프린트 헤드(500)는 주주사 방향을 따라 왕복 이동되며, 노즐(N)을 보조하여 잉크를 분사하는 보조 노즐(560)을 구비한다. 인쇄 매체(P)가 정지된 상태에서 주주사 방향으로 왕복 이동되는 보조 프린트 헤드(500)의 움직임 단위를 스와스(도 5a이하 참조, S : swath)라고 정의한다. 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드시, 인쇄 매체(P)가 정지된 상태에서 보조 프린트 헤드(500)가 왕복하며 특정의 스와스(S)에 대한 인쇄를 완료하면, 인쇄 매체(P)가 이송되면서 그 다음 스와스(S)를 인쇄한다. 보조 노즐(560)은 부주사 방향을 따라 적어도 하나 이상이 마련된다. 복수의 보조 노즐(560)이 마련되면 동일한 스와스(S) 내에서 보조 노즐(560)의 배열 폭에 걸쳐 다수의 도트(도 5a 이하 참조, D : dot)를 한꺼번에 인쇄할 수 있다.

감지부(550)는 보조 프린트 헤드(500)와 일체로 마련되며, 주주사 방향으로 왕복 이동되면서 인쇄 매체(P)를 스캐닝하여 노즐(N) 및 보조 노즐(560)에 의하여 인쇄된 화상을 감지한다. 도시되지는 않았지만 감지부(550)의 실시예로서, CCD 센서나 CMOS 센서를 사용하는 카메라, 발광부와 수광부를 구비한 광센서 등이 가능하다.

제어부(700)는 노즐(N), 보조 노즐(560), 및 감지부(550)와 연결되며 그 동작을 제어한다. 왕복 수단 및 이송 수단도 제어부(700)에 연결되며 그 동작이 제어된다. 제어부(700)는 왕복 수단 및 이송 수단의 동작을 모니터링(monitoring)하며 보조 프린트 헤드(500)의 이동량 및 인쇄 매체(P)의 이송량을 파악한다. 도시되지 않은 일 실시예로서, 왕복 수단 및 이송 수단에 마련된 구동원(495,595)이 스텝 모터(step motor)인 경우, 제어부(700)는 스텝 모터를 구동하는 펄스(pulse)의 주기 및 개수를 기준으로 보조 프린트 헤드(500)의 이동량 및 인쇄 매체(P)의 이송량을 파악할 수 있다. 도시되지 않은 일 실시예로서, 왕복 수단 및 이송 수단에 엔코더(encoder)가 마련되는 경우, 제어부(700)는 엔코더의 출력값을 읽어들여 보조 프린트 헤드(500)의 이동량 및 인쇄 매체(P)의 이송량을 파악할 수 있다. 왕복 수단 및 이송 수단의 동작을 모니터링할 수 있는 다양한 실시예가 가능하지만 당업자에게 공지된 것들이므로 자세한 설명은 생략한다.

설명의 편의상 감지부(550) 및 보조 노즐(560)의 x축 위치는 동일하고 y축 위치의 차이는 Δy1 로서 상수라고 가정한다. 노즐(N)로부터 감지부(550)(및 보조 노즐(560))에 이르는 x축 위치의 차이는 Δx 로서 상수라고 가정한다. 제1 노즐(N1) 및 감지부(550)의 y축 위치의 차이는 Δy2 로서 상수라고 가정한다. 감지부(550) 및 보조 노즐(560)은 일정한 위치에서 대기(stand-by)한다고 가정한다. 즉, 각 노즐(N1~Nn)의 x-y 좌표, 보조 노즐(560)간의 배열 간격, 감지부(550)의 대기 위치, Δy1, Δy2, 및 Δx 등은 상수이며 제어부(700)에 미리 기억되어 있다고 가정한다.
본 발명에서 주주사 방향을 따른 제2 노즐 및 감지부(550) 사이의 이격 거리인 제1 거리는 Δy1 과 동일한 용어로 사용되고, 인쇄 매체의 이송 방향을 따른 제1 노즐 및 감지부(550) 사이의 이격 거리인 제2 거리는 Δx 와 동일한 용어로 사용되며, 주주사 방향을 따른 제1 노즐 및 감지부(550) 사이의 이격 거리인 제3 거리는 Δy2 와 동일한 용어로 사용된다. 제어부(700)는 제1, 제2 및 제3 거리에 상응하는 상수값을 저장하며, 상기 저장된 상수값을 이용하여 제1 노즐 및 제2 노즐의 잉크 분사 위치를 서로 동기화시킨다.

일 실시예로서, 제어부(700)는 노즐(N)에서 잉크가 분사된 시점을 기준으로 인쇄 매체(P)의 이송량이 Δx에 도달하면, x축 방향을 따른 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 동기화된 것으로 판단하며, 인쇄 매체(P)의 이송을 멈추고 보조 프린트 헤드(500)에 의한 스와스(도 5a 이하 참조, S) 단위의 인쇄 및 스캐닝을 수행한다. 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 x축으로 동기화되면, 인쇄 매체(P)에 인쇄된 도트(도 5a 이하 참조, D)는 y축에 평행한 동일한 직선상에 형성된다.

일 실시예로서, 제어부(700)는 각 노즐(N1~Nn)의 x-y 좌표, Δy1, Δy2 등의 상수와 보조 프린트 헤드(500)의 이동량을 근거로 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 y축 방향 잉크 분사 위치를 동기화시킨다. 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 y축 방향 잉크 분사 위치가 동기화되면, 제어부(700)는 노즐(N)로 인쇄한 도트(도 5a 참조, D1~D10) 및 보조 노즐(560)로 인쇄한 도트(도 7b를 참조하면 고밀도 인쇄 모드시 DY1~DY9, 보상 모드시 DD3, DD4, DD8) 사이의 y축 간격을 원하는 대로 조절할 수 있다.

제어부(700)는 노즐(N) 중 y축 방향으로 인접한 2개의 노즐(N) 사이에 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 결정하고 보조 노즐(560)로 잉크를 추가적으로 분사하는 고밀도 인쇄 모드 및 노즐(N) 중 불량 노즐로 판단된 곳에 잉크 분사 위치를 결정하고 보조 노즐(560)로 잉크를 분사하는 보상 모드 중 적어도 하나의 모드를 수행한다.

일 실시예로서, 고밀도 인쇄 모드시 제어부(700)는 상기 상수들을 이용하여 계산한 2개의 노즐(N) 사이의 잉크 분사 위치에 보조 노즐(560)을 이동시켜 잉크를 추가적으로 분사하며, 인쇄된 화상을 감지부(550)로 스캐닝하여 고밀도 인쇄의 정확도를 체크한다.

일 실시예로서, 보상 모드시 제어부(700)는 노즐(N)로 인쇄된 화상을 감지부(550)로 스캐닝하고 미리 알려진 인쇄 데이터와 비교하여 공백선의 유무를 조사한다. 공백선이 감지된 경우, 제어부(700)는 상기 상수들을 이용하여 공백선의 위치를 계산함으로써 불량 노즐의 y축 위치를 알아낸다. 제어부(700)는 보조 노즐(560)을 이동시켜 불량 노즐 위치에 잉크를 분사하며, 인쇄된 화상을 감지부(550)로 다시 스캐닝하여 불량 노즐 보상의 정확도를 체크한다.

한편, 프린트 헤드(52)나 보조 프린트 헤드(500)가 새 것으로 교체된 경우, 각 노즐(N1~Nn)의 x-y 좌표, 보조 노즐(560)간의 배열 간격, 감지부(550)의 대기 위치, Δy1, Δy2, 및 Δx 등이 변동된다. 그 밖에도, 고밀도 인쇄 모드 및 불량 노즐 보상 모드시 인쇄 정확도를 향상시키려면 이들 상수를 계속 업데이트(update)하여 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 정확하게 동기화시켜야 한다. 상기 업데이트는, 고밀도 인쇄 모드 또는 불량 노즐 보상 모드를 수행하기 직전 단계, 또는 소정의 업데이트 주기마다 자동적으로 수행되는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 제어부(700)는 노즐(N)로 잉크를 분사하여 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 노즐 테스트 패턴을 감지부(550)로 스캐닝함으로써 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 결정한다. 보조 프린트 헤드(500)에 마련된 보조 노즐(560) 및 감지부(550)의 위치에는 변화가 없고 노즐(N) 위치 등 프린트 헤드(52)에 관한 상수만 변동되었다면, 프린트 헤드(52)에 마련된 노즐(N)의 테스트로써 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 동기화될 수 있기 때문이다.

일 실시예로서, 제어부(700)는 노즐 테스트 패턴을 스캐닝함으로써 결정된 상기 잉크 분사 위치에 보조 노즐(560)로 잉크를 분사하여 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝함으로써 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 보정한다. 노즐(N), 보조 노즐(560), 및 감지부(550)의 상대 위치에 관한 모든 상수를 업데이트하려면 노즐(N)은 물론 보조 노즐(560)도 테스트하여 잉크 분사 위치를 정확하게 보정해야 하기 때문이다. 즉, 노즐(N)로 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 감지부(550)로 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하여 보조 노즐(560)의 분사 예정 위치를 계산하며, 보조 노즐(560)로 상기 분사 예정 위치에 잉크를 분사하여 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄하고, 감지부(550)로 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하여 분사 예정 위치의 정확도를 체크함으로써 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 정확하게 동기화시키는 것이 바람직하다.

동기화의 정확성을 향상시키기 위하여 인쇄 매체(P)의 이송은 정지한 채, 동 일한 스와스(S) 내에서 노즐 테스트 패턴의 스캐닝, 보조 노즐 테스트 패턴의 인쇄, 및 보조 노즐 테스트 패턴의 스캐닝이 수행되는 것이 바람직하다.

동기화에 소모되는 시간을 절약하기 위하여, 보조 프린트 헤드(500)의 동선을 줄여야 한다. 따라서, 보조 프린트 헤드(500)가 y축 일 방향으로 이동되면서 노즐 테스트 패턴이 스캐닝되고, 보조 프린트 헤드(500)가 y축 타 방향으로 이동되면서 보조 노즐 테스트 패턴이 인쇄되며, 보조 프린트 헤드(500)가 y축 일 방향으로 다시 이동되면서 보조 노즐 테스트 패턴이 스캐닝되는 것이 바람직하다.

이하에서는 노즐 테스트 패턴 및 보조 노즐 테스트 패턴의 실시예에 대하여 설명한다. 도 5a는 본 발명의 노즐 테스트 패턴의 일 실시예를 도시한 설명도이다. 도 5b는 도 5a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 고밀도 인쇄 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 이를 함께 참조하면, y축 방향으로 인접한 2개의 노즐(N) 사이에 보조 노즐(560)이 추가적으로 잉크를 분사하여 인쇄 밀도를 향상시킨다.

도 5a에 도시된 노즐 테스트 패턴에 있어서, 노즐(N)로 인쇄한 도트(D1~D10)는 인쇄 매체(P)가 이송되는 x축 방향에 평행한 일직선이다. 즉, 노즐 테스트 패턴은 부주사 방향을 따라 연장된 복수의 선분이 주주사 방향으로 평행하게 배열된 형상으로 인쇄되는 것이 바람직하다. 노즐(N)간의 y축 간격은 R0가 된다. 이는 도트(D1~D10)사이의 y축 간격과 동일하다. 만약 프린트 헤드(52)의 인쇄 해상도가 1200dpi라고 하면 R0의 크기는 1/1200 인치이다. 도시되지는 않았지만, 감지부(550)로서 광센서가 바람직하며, 광센서는 인쇄 매체(P)에 광을 조사하고 인쇄 매체(P)에서 반사된 광출력값(V)을 스레스홀드값(Th)과 비교함으로써 노즐 테스트 패턴 및 보조 노즐 테스트 패턴을 감지한다. 노즐 테스트 패턴 및 보조 노즐 테스트 패턴의 정확한 감지를 위하여 광센서의 광초점 및 보조 노즐(560)은 동일한 스와스(S) 내에 위치하는 것이 바람직하다. 광센서의 분해능이 1/1200 인치보다 작다고 가정하면, 모든 노즐(N)에서 잉크를 분사하는 경우에도 노즐 테스트 패턴을 이루는 각 선분의 구별이 가능하므로 도 5a 하단의 광출력값(V) 그래프가 출력된다. 잉크가 분사된 도트(D) 부분은 광을 흡수하므로 광출력값(V)은 스레스홀드값(Th)보다 낮은 레벨로 출력된다. 제어부(700)는 입수된 광출력값(V) 중 레벨이 낮은 곳을 도트(D)가 형성된 부분으로 판단한다. 제어부(700)는 2개의 인접한 도트(예를 들면 D1, D2) 사이의 영역을 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치로 설정하며, 보조 프린트 헤드(500)를 y축 방향으로 이동시키면서 보조 노즐(560)로 잉크를 분사하여, 도 5b에 도시된 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄한다.
환언하면, 제1 프린트 헤드는 제1 노즐에 상응하는 위치에 잉크 액적을 분사하며, 제2 프린트 헤드는 인쇄 해상도 향상을 위하여 제1 노즐에서 분사된 잉크 액적 중 이웃한 2개의 잉크 액적 사이에 적어도 하나의 보조 잉크 액적을 분사한다.

도 5b에 도시된 보조 노즐 테스트 패턴에 있어서, 보조 노즐(560)로 인쇄한 도트(DY1~DY9)는 노즐(N)로 인쇄한 도트(D1~D10) 사이에 위치한다. 일반적으로 보조 노즐(560)은 x축을 따라 수백 개가 배열되지만, 편의상 도 4에 도시된 바와 같이 4개만 배열된 것으로 가정한다. 따라서, 보조 프린트 헤드(500)는 1개의 스와스(S)에 대하여 x축 방향으로 4개의 도트(D)를 동시에 형성할 수 있다. 제1 스와스(S1)에 있어서, 인쇄 매체(P)는 정지된 상태이고 보조 프린트 헤드(500)가 y축의 일 방향으로 이동되며 도트(DY1~DY9)를 형성한다. 광센서가 y축의 타 방향으로 이동되며 도트(DY1~DY9)가 정해진 위치에 형성되었는지 검사한다. 만족스러운 광출력 값(V) 그래프는 도 5b의 하단에 도시되었다. 도트(DY1~DY9)가 정해진 위치에 형성되지 않으면 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 보정한다. 제어부(700)는 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 보정하며 광출력값(V) 그래프가 허용 오차 범위에 들어올 때까지 제2 스와스(S2) 및 제3 스와스(S3)에 대하여 상기 작업을 반복한다. 보조 노즐 테스트 패턴의 광출력값(V)이 허용 오차 범위에 들어오면, 제어부(700)는 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치 동기화를 종료하고, 임의의 인쇄 데이터를 고밀도 인쇄 모드에서 인쇄한다.

도 6a는 본 발명에 따른 불량 노즐 발생시 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 도 6b는 도 6a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 보상 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 제3, 제4, 및 제8 노즐(N3,N4,N8)이 불량 노즐인 경우, 노즐 테스트 패턴에는 도 6a와 같이 화상이 인쇄되지 않는 미싱 도트(missing dot)(DM3,DM4,DM8)가 나타난다. 보상 모드시, 감지부(550)가 이동되며 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하여 미싱 도트(DM3,DM4,DM8 : missing dot)를 감지하고 불량 노즐이 제3, 제4, 및 제8 노즐(N3,N4,N8)인 것을 알아낸다. 광센서의 광출력값(V)은 도 6a 하단에 도시된 바와 같다. 보조 노즐(560)이 이동되며 DD3, DD4, DD8 도트를 추가적으로 형성하고 도 6b에 도시된 보조 노즐 테스트 패턴을 인쇄한다. 광센서가 이동되며 DD3, DD4, DD8 도트가 정확한 위치에 형성되었는지 검사한다. 만족스러운 광출력값(V) 그래프는 도 6b의 하단에 도시되었다. 제어부(700)는 보조 노즐(560) 테스프 패턴의 광출력값(V)이 허용 오차 범위에 들어올 때까지 상기 작업을 스와스(S) 단위로 반복한다. 보조 노즐 테스트 패턴의 광출력값(V)이 허용 오차 범위에 들어오면, 제어부(700)는 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치 동기화를 종료하고, 임의의 인쇄 데이터에 대하여 불량 노즐을 보상하여 완전한 화상을 인쇄한다.
환언하면, 제1 노즐이 불량 노즐을 포함하는 경우, 제2 프린트 헤드는 불량 노즐을 보상하기 위하여 불량 노즐에 상응하는 위치에 적어도 하나의 잉크 액적을 분사한다.

도 7a는 본 발명에 따른 불량 노즐 발생시 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 도 7b는 도 7a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드에서 인쇄된 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 제어부(700)는 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드를 동시에 수행한다. 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 각각에 대한 제어부(700)의 동작은 이미 상술되었으므로 상세한 설명은 생략한다.

도 8a는 본 발명에 있어서, 그룹화된 노즐(N)로 인쇄한 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 도 8b는 도 8a의 노즐 테스트 패턴에 대하여 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드를 동시에 수행할 때 보조 노즐 테스트 패턴을 도시한 설명도이다. 앞에서 프린트 헤드(52)의 인쇄 해상도가 1200dpi인 경우, 광센서의 분해능은 1/1200 인치보다 작다고 가정하였다. 만약, 광센서의 분해능이 1/1200 인치보다 큰 경우, 도 5a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이 연속된 노즐(N1~N10)로 도트(D1~D10)를 형성한 노즐 테스트 패턴 및 보조 노즐 테스트 패턴은 더 이상 사용될 수 없다. 광센서가 노즐 테스트 패턴 및 보조 노즐 테스트 패턴을 형성하는 각 선분들을 구별할 수 없기 때문이다. 따라서, 다수의 노즐(N)을 여러 그룹으로 나누고 각각의 그룹에서 일부 선택된 노즐(N)에서 잉크를 분사하여 노즐 테스트 패턴이 인쇄되는 것이 바람직하다. 상기 노즐 테스트 패턴을 형성하는 선분들의 y축 방향 이격 거리는 광센서의 분해능보다 더 긴 것이 바람직하다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 3개의 노즐(N) 이 하나의 노즐 그룹(GN)으로 묶인다. D1~D9 노즐에 대하여 3개의 노즐 그룹(GN1, GN2, GN3)이 도시되었다. 노즐 그룹(GN) 간의 y축 이격 거리는 ΔL 이다. 프린트 헤드(52)의 인쇄 해상도가 1200dpi인 경우 ΔL 의 크기는 3/1200 인치이다. 이때, 광센서의 분해능은 1/1200 인치보다 크고 3/1200 인치보다 작은 것이 바람직하다. 광센서의 분해능이 떨어진다면 더 많은 개수의 노즐(N)이 하나의 노즐 그룹(GN)으로 묶일 수 있다.

한편, 도 4를 참조하면 동일한 스와스(S)에 4개의 보조 노즐(560)이 배열된다고 가정하였으므로 도 8b에서는 x축 방향을 따라 4개의 도트(D)가 동시에 인쇄된다. 도 8a에 도시된 노즐 테스트 패턴에 있어서, 도트(D) 사이의 y축 이격 거리는 ΔL이다. 프린트 헤드(52)에 배열된 모든 노즐(N1~Nn)에 대하여 검사가 수행되어야 하므로 3개의 노즐(N)로 노즐 그룹(GN)을 형성하면, 적어도 3개의 스와스(S1~S3)에 걸쳐 도트(D)가 형성되어야 한다. 제어부(700)는 도 8a의 하단에 도시된 광출력값(V)을 근거로 불량 노즐의 위치(DM3,DM4,DM8의 위치와 등가이다.) 및 노즐(D1~D10의 위치와 등가이다.)의 위치를 감지하고 도 8b의 하단에 도시된 바람직한 광출력값(V)을 얻을 때까지 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 동기화 과정을 반복한다. 보조 노즐 테스트 패턴의 광출력값(V)이 허용 오차 범위에 들어오면 제어부(700)는 동기화 과정을 종료하고, 임의의 인쇄 데이터에 대하여 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드에서 완전한 화상을 인쇄한다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법은, 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 중 적어도 하나를 선택하는 단계, 고밀도 인쇄 모드 선택시 노즐(N) 중 주주사 방향으로 인접한 2개의 노즐(N) 사이에 잉크 분사 위치를 결정하고 보조 노즐(560)로 잉크를 추가적으로 분사하는 단계, 보상 모드 선택시 노즐(N) 중 불량 노즐로 판단된 곳에 잉크 분사 위치를 결정하고 보조 노즐(560)로 잉크를 분사하는 단계를 포함한다. 도 9는 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법을 도시한 순서도이다. 먼저 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 중 어느 하나가 선택되거나, 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드가 함께 선택된다(800단계).

고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 중 어느 하나의 모드도 선택되지 않으면 보조 노즐(560)은 동작을 정지한 채 대기하고 노즐(N)의 잉크 분사에 의하여 임의의 인쇄 데이터가 인쇄된다(840단계).

고밀도 인쇄 모드가 선택되면(810단계), 노즐(N)의 잉크 분사로 노즐 테스트 패턴이 인쇄된다(811단계). 이후 노즐 테스트 패턴의 스캐닝을 위하여 인쇄 매체(P)는 보조 프린트 헤드(500)까지 이송된다(812단계). 감지부(550)에 의하여 노즐 테스트 패턴이 스캐닝된다(813단계). 제어부(700)는 노즐 테스트 패턴을 스캐닝함으로써 인접한 2개의 노즐(N) 사이에 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치를 결정한다(814단계). 제어부(700)에서 결정한 잉크 분사 위치에 보조 노즐(560)로 잉크가 분사됨으로써, 보조 노즐 테스트 패턴이 인쇄된다(815단계). 감지부(550)로 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하여(816단계) 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 동기화되었는지 여부를 판단한다(817단계). 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어오면 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사에 의하여 임의의 인쇄 데이터가 고밀도 인쇄 모드로 인쇄된다(840단계). 노즐(N) 및 보조 노즐 (560)의 잉크 분사 위치가 동기화되지 않았으면 다음 스와스(S)로 인쇄 매체(P)가 이송된다(818단계). 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어올 때까지 811단계부터 817단계를 반복한다.

보상 모드가 선택되면(820단계) 노즐 테스트 패턴이 인쇄된다(821단계). 이후 노즐 테스트 패턴의 스캐닝을 위하여 인쇄 매체(P)는 보조 프린트 헤드(500)까지 이송된다(822단계). 감지부(550)에 의하여 노즐 테스트 패턴이 스캐닝된다(823단계). 제어부(700)는 노즐 테스트 패턴을 스캐닝함으로써 인쇄 불량이 발생한 곳을 찾아내고, 그곳을 불량 노즐 위치 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치로 간주한다(824단계). 이때 불량 노즐을 보수하기 위하여 메인트넌스부(도 1 참조, 80)의 작동이 개시되는 것이 바람직하다. 메인트넌스 작업을 무제한 반복한다고 해서 불량 노즐이 해소되는 것은 아니다. 제어부(700)는 불량 노즐의 메인트넌스 작업이 이미 충분히 수행됨으로써 더 이상의 메인트넌스 작업은 불필요한지 여부를 판단한다(830단계). 새로운 메인트넌스 작업이 필요하다고 판단되면, 메인트넌스부는 불량 노즐 위치로 간주된 영역에서 집중적인 와이핑 및 스피팅을 수행하며(831단계), 821 단계가 반복된다. 새로운 메인트넌스 작업이 불필요하다고 판단되면, 824 단계에서 결정된 잉크 분사 위치에 보조 노즐(560)로 잉크를 분사하여 보조 노즐 테스트 패턴이 인쇄된다(825단계). 감지부(550)로 보조 노즐 테스트 패턴을 스캐닝하여(816단계) 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 동기화되었는지 여부를 판단한다(827단계). 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어오면 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사에 의하여 임의의 인쇄 데이터가 보상 모드 로 인쇄된다(840단계). 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 동기화되지 않았으면 다음 스와스(S)로 인쇄 매체(P)가 이송된다(828단계). 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어올 때까지 821단계부터 827단계를 반복한다.

800단계에서 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드가 함께 선택되면 811단계부터 817단계, 및 821단계부터 827단계가 동시에 수행된다. 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치는 인접한 2개의 노즐(N) 사이 위치 및 불량 노즐 위치로 결정된다. 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어오면 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사에 의하여 임의의 인쇄 데이터가 고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드로 인쇄된다(840단계). 노즐(N) 및 보조 노즐(560)의 잉크 분사 위치가 동기화되지 않았으면 다음 스와스(S)로 인쇄 매체(P)가 이송된다(818,828단계). 잉크 분사 위치의 동기화 정도가 허용 오차 범위에 들어올 때까지 811단계부터 817단계, 또는 821단계부터 827단계를 반복한다.
즉, 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법은,
인쇄 매체가 이송 방향으로 이송될 때 제1 노즐을 이용하여 제1 인쇄 라인을 인쇄하는 단계, 상기 인쇄 매체의 이송을 중지한 다음 주주사 방향으로 이동 가능한 제2 노즐을 이용하여 상기 제1 인쇄 라인에 대한 소정의 잉크 분사 위치에 보조 잉크 도트를 분사하는 단계, 잉크 도트 및 보조 잉크 도트가 분사된 인쇄 매체를 이송 방향으로 이송하는 단계, 그리고 상기 단계들을 반복하는 단계로 이루어진다.
도시되지는 않았지만, 제1 인쇄 라인이란 인쇄 매체의 이송과 동시에 제1 노즐을 이용하여 임의의 인쇄 데이터를 주주사 방향으로 동시에 인쇄한 잉크 도트의 집합을 말한다. 또한, 소정의 잉크 분사 위치란 제1 노즐을 이용하여 인쇄된 인접한 2개의 잉크 도트 사이의 위치 및 제1 노즐 중의 불량 노즐로 인한 미싱 도트의 위치 중 적어도 하나를 말한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법에 따르면, 일반적인 어레이 타입 프린트 헤드에서 한계점으로 지적되어 온 노즐의 배치 밀도 제약과 불량 노즐의 보상 문제를 극복하기 위하여, 보조 노즐 및 감지부가 일체로 마련된 보조 프린트 헤드를 주주사 방향으로 왕복 이동시킴으로써 고밀도 인쇄 모드 수행시 인쇄 해상도를 향상시킬 수 있고 보상 모드 수행시 불량 노즐을 정확하게 보상할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적 인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (29)

1. 인쇄 매체에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 복수의 제1 노즐이 구비되는 제1 프린트 헤드;

   상기 제1 프린트 헤드로부터 상기 인쇄 매체의 이송 방향으로 이격되며 주주사 방향을 따라 왕복 이동되는 것으로, 인쇄 해상도의 향상 및/또는 상기 제1 노즐 중의 불량 노즐을 보상하기 위하여 상기 인쇄 매체에 잉크를 분사하는 복수의 제2 노즐이 구비되는 제2 프린트 헤드; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 프린트 헤드는 어레이 타입 프린트 헤드이고,

   상기 제2 프린트 헤드는 셔틀 타입 프린트 헤드인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄 매체에 인쇄된 화상을 감지하도록 상기 제2 프린트 헤드에 마련되는 감지부;

   상기 제1 프린트 헤드, 제2 프린트 헤드 및 감지부의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제2 노즐 및 감지부는 주주사 방향을 따라 제1 거리만큼 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 노즐 및 감지부는 상기 인쇄 매체의 이송 방향을 따라 제2 거리만큼 서로 이격되며,

   상기 제1 노즐 및 감지부는 주주사 방향을 따라 제3 거리만큼 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 제1 거리, 제2 거리 및 제3 거리에 상응하는 상수값을 저장하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 제1 노즐 및 제2 노즐의 잉크 분사 위치를 상기 상수값을 이용하여 서로 동기화시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 제1 및 제2 프린트 헤드에서 분사된 잉크 도트를 정렬하기 위하여 상기 상수값을 연속적으로 업데이트하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 제1 및 제2 프린트 헤드에서 분사된 잉크 도트를 정렬하기 위하여 상기 상수값을 주기적으로 업데이트하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제1 프린트 헤드는 상기 제1 노즐에 상응하는 위치에 잉크 액적을 분사하며,

    상기 제2 프린트 헤드는 인쇄 해상도 향상을 위하여 상기 잉크 액적 중 이웃한 2개의 잉크 액적 사이에 적어도 하나의 보조 잉크 액적을 분사하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 제1 노즐이 불량 노즐을 포함하는 경우,

    상기 제2 프린트 헤드는 상기 불량 노즐을 보상하기 위하여 상기 불량 노즐에 상응하는 위치에 적어도 하나의 잉크 액적을 분사하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
12. 인쇄 매체가 이송 방향으로 이송될 때 제1 프린트 헤드에 마련된 복수의 제1 노즐을 이용하여 잉크 도트를 분사함으로써 제1 인쇄 라인을 인쇄하는 단계;

    주주사 방향을 따라 이동 가능하며 상기 인쇄 매체의 이송 방향을 따라 상기 제1 프린트 헤드로부터 이격된 제2 프린트 헤드를 마련하고, 상기 인쇄 매체의 이송을 중지한 다음 상기 제2 프린트 헤드에 마련된 제2 노즐을 이용하여 상기 제1 인쇄 라인에 대한 분사 위치에 보조 잉크 도트를 분사하는 단계;

    상기 잉크 도트 및 보조 잉크 도트가 분사된 인쇄 매체를 상기 이송 방향으로 이송하는 단계;

    상기 제1 노즐을 이용하여 상기 잉크 도트를 분사하는 단계, 상기 인쇄 매체의 이송을 중지한 다음 상기 제2 노즐을 이용하여 상기 보조 잉크 도트를 분사하는 단계 및 상기 인쇄 매체를 이송하는 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 제1 인쇄 라인에 대한 분사 위치는,

    상기 제1 노즐을 이용하여 인쇄된 인접한 2개의 잉크 도트 사이의 위치 및 상기 제1 노즐 중의 불량 노즐로 인한 미싱 도트의 위치 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법.
14. 제12항에 있어서,

    상기 제1 인쇄 라인에 대한 분사 위치는,

    상기 제1 노즐을 이용하여 인쇄된 인접한 2개의 잉크 도트 사이의 위치 및 상기 제1 노즐 중의 불량 노즐로 인한 미싱 도트의 위치인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법.
15. 인쇄 매체에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 복수의 제1 노즐이 구비되는 제1 프린트 헤드;

    복수의 제2 노즐이 구비되는 제2 프린트 헤드;

    고밀도 인쇄 모드 및 보상 모드 중 적어도 하나를 수행하기 위하여 상기 제2 노즐의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
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