KR100781997B1 - 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치 - Google Patents

잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100781997B1
KR100781997B1 KR1020060079010A KR20060079010A KR100781997B1 KR 100781997 B1 KR100781997 B1 KR 100781997B1 KR 1020060079010 A KR1020060079010 A KR 1020060079010A KR 20060079010 A KR20060079010 A KR 20060079010A KR 100781997 B1 KR100781997 B1 KR 100781997B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink droplets
inkjet head
physical quantity
driving voltage
nozzles
Prior art date
Application number
KR1020060079010A
Other languages
English (en)
Inventor
서상훈
정재우
박성준
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020060079010A priority Critical patent/KR100781997B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100781997B1 publication Critical patent/KR100781997B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2139—Compensation for malfunctioning nozzles creating dot place or dot size errors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/38—Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J29/00—Details of, or accessories for, typewriters or selective printing mechanisms not otherwise provided for
    • B41J29/38—Drives, motors, controls or automatic cut-off devices for the entire printing mechanism
    • B41J29/393—Devices for controlling or analysing the entire machine ; Controlling or analysing mechanical parameters involving printing of test patterns

Abstract

잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치가 개시된다. (a) 잉크젯 헤드를 구동하여 노즐을 통해 잉크액적을 토출시키는 단계, (b) 잉크액적의 소정의 물리량을 측정하여 측정치를 생성하는 단계, (c) 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하는 단계, (d) 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 물리량을 보정하는 단계, 및 (e) 잉크액적이 보정된 물리량에 상응하여 토출되도록 잉크젯 헤드를 구동하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법은, 노즐의 토출상태 불량을 해결하고 노즐간 편차를 보정하기 위해 개별 노즐별로 토출을 제어하였고, 개별 노즐제어가 되는 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크액적을 검사하여 이상노즐을 검출하고, 각 잉크액적의 속도 이상, 액적 볼륨 불량, 토출성 불량, 직진성 불량 등의 노즐 간 토출편차를 보정하는 오차보정 알고리즘을 적용하여 노즐간 편차를 제거함으로써, 신뢰성 있는 기판용 미세금속배선을 형성할 수 있다.
잉크젯, 잉크액적, 캘리브레이션

Description

잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치{Calibration method and apparatus of inkjet head}
도 1은 종래기술에 따른 미싱노즐 검출방법을 나타낸 개략도.
도 2는 종래기술에 따른 미싱노즐 검출장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구동파형을 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구동전압과 잉크액적의 속도의 관계를 나타낸 그래프.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크액적의 속도를 캘리브레이션하는 알고리즘을 나타낸 순서도.
도 7a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 7b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치를 촬영한 사진.
도 8a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크액적의 속도를 검출한 결 과를 나타낸 도면.
도 8b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크액적의 체적을 검출한 결과를 나타낸 도면.
도 9a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 9b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 도면.
도 10a는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 그래프.
도 10b는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50 : 잉크젯 헤드 52 : 잉크액적
60 : 구동부 72 : 발광부
74 : 수광부 80 : PC
본 발명은 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 인쇄회로기판의 제조과정에서 금속배선을 도전성 잉크를 사용한 잉크젯 방식으로 형성하는 기술이 개발되어 제조공정의 혁신적인 단축을 가져오게 되었다. 그러나, 이와 같은 잉크젯 기술을 적용하여 인쇄회로기판을 제조할 경우 잉크젯 헤드의 노즐 간에 발생하는 토출편차에 의해 인쇄배선에 불량이 발생할 수 있으며, 이는 곧 제품의 성능에도 큰 영향을 미치게 된다.
일반적으로 산업용 잉크젯 프린터에는 복수개의 노즐이 형성된 잉크젯 헤드가 설치되어 있다. 이 중 압전구동 방식의 잉크젯 프린터 헤드는 압전체에 전원을 인가함으로써 압전체의 굽힘모드(Bend mode)를 이용하여 잉크를 토출하는 방식으로 구동된다. 압력챔버의 상부에 위치하는 압전소자(PZT)는 인가된 전압에 대응하는 변위를 발생시켜 그로 인해 배제되는 체적에 비례하는 체적의 잉크액적을 토출하게 되는 것이다.
그러나, 잉크젯 헤드의 제작과정에서 가공오차가 존재하거나, 각 노즐별로 위치하는 압전소자의 물성이 다르거나, 치수에 오차가 있는 경우에는 동일한 인가 전압에 대해 각 노즐별로 결합되는 압전소자가 서로 다른 변위를 발생시켜 노즐간 잉크액적의 토출 편차를 유발하게 된다.
잉크젯 프린터에는 복수개의 노즐들이 형성된 잉크젯 헤드가 설치된다. 산업용 잉크젯 프린팅 시스템의 구동회로는 대부분 전체 노즐에 대해 동일한 구동파형을 인가하며 단지 토출/미토출만을 제어하는 방식이다. 따라서, 잉크젯 헤드의 구조상 필연적으로 발생하게 되는 노즐간 잉크액적의 토출편차는 각 노즐에 대해 개별적으로 구동될 수 있는 고전압 구동회로로서 해결해야 하는 실정이다.
복수개의 노즐 중 토출이 불량한 비정상 노즐들은 인쇄 품질의 불량을 초래 하게 되고, 결국 잉크젯 방식을 이용한 금속 배선 형성시 회로에 불량을 초래하게 된다. 이와 같이 잉크액적의 토출 불량은 결국 제품의 불량을 초래하게 되므로, 노즐별로 잉크액적의 토출 불량을 해결하고 노즐간 토출편차를 보정하기 위해서는 복수개의 노즐 각각에 대해 결합되는 압전소자를 개별적으로 제어하는 개별 노즐 제어방식이 도입될 필요가 있다.
잉크액적을 토출하여 인쇄를 수행할 경우, 노즐이 막히거나, 각 노즐에 연결된 히터 또는 액츄에이터 및 이들 히터 또는 액츄에이터에 전원을 인가하는 회로에 이상이 생겨서 노즐이 작동하지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 미싱 노즐들은 인쇄 품질의 불량을 초래하고, 잉크젯 방식을 이용한 배선형성시 회로의 불량을 초래할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 미싱노즐 검출방법을 나타낸 개략도이다. 도 1에 도시된 잉크젯 프린터는 헤드의 각 노즐로부터 잉크액적을 인쇄매체, 예컨대 종이 위에 토출하되, 각 노즐에 대응되는 위치가 사각형상의 그리드로 정해져서 인쇄되게 된다. 이와 같이 인쇄된 테스트 패턴을 이미지 장치로 검사하면서 잉크가 토출되지 않은 영역을 포인팅 디바이스로 클릭하여 미싱된 노즐을 검출하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 도 1에 개시된 방법은 별도의 이미지 장치를 필요로 하며, 각 노즐에 대응되는 영역에 잉크를 인쇄하기 위해서 많은 잉크가 소요된다는 문제가 있다. 또한, 여러 개의 잉크 카트리지를 구비한 프린터에서는 잉크 카트리지 마다 상기 방법으로 미싱 노즐을 검출해야 하므로 시간이 많이 소요된다.
도 2는 종래기술에 따른 미싱노즐 검출장치를 나타낸 개략도이다. 도 2의 미싱노즐 검출장치는, 발광 다이오드(1) 및 수광 포토 다이오드(2), 상기 포토다이오드(2)로부터의 신호를 증대시키는 증폭기(3), 상기 증폭기(3)로부터의 전류를 디지털화하는 아날로그-디지털 컨버터(4), 상기 아날로그-디지털 컨버터(4)로부터 전송되는 데이터를 받아서 잉크액적을 검출하는 검출유니트(5)로 구성된다.
도 2에 도시된 미싱노즐 검출장치는, 발광다이오드(1)가 광(10)을 방사하고 포토 다이오드(2)가 발광 다이오드(1)로부터 방사된 광을 수광하는 동안 발광 다이오드(1)와 포토 다이오드(2) 사이로 특정 노즐에서 잉크액적을 토출시키면, 포토 다이오드에서 수광된 광신호의 출력치가 떨어지게 되며, 이러한 광신호의 하락을 검출함으로써 특정 노즐이 정상적으로 작동되는지 여부를 판단하고, 만일 상기 수광된 광신호의 출력치가 변하지 않으면 특정 노즐은 막힌 것으로 판단하게 된다.
그러나, 도 2에 개시된 미싱노즐 검출장치는 좁은 공간에서 신속하게 이루어진다는 효과는 있을지 모르나, 정밀도가 높은 고가의 장치들을 필요로 한다는 문제가 있다.
한편, 종래에는 잉크젯 헤드의 각 노즐들로부터 순차적으로 잉크액적을 토출하여 테스트 패턴을 인쇄하고, 라인정렬에 사용하는 자동정렬 광학센서로 테스트 패턴을 스캐닝하여 잉크젯 프린터의 미싱노즐을 검출하는 방법도 개시되어 있으나, 도 1에 도시된 종래기술과 마찬가지의 문제가 있다.
본 발명은 복수의 노즐을 가진 잉크젯 헤드에서 노즐 간 잉크액적의 토출편 차를 보정함으로써, 신뢰성 있는 기판용 미세금속배선을 형성할 수 있는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 잉크젯 헤드를 구동하여 노즐을 통해 잉크액적을 토출시키는 단계, (b) 잉크액적의 소정의 물리량을 측정하여 측정치를 생성하는 단계, (c) 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하는 단계, (d) 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 물리량을 보정하는 단계, 및 (e) 잉크액적이 보정된 물리량에 상응하여 토출되도록 잉크젯 헤드를 구동하는 단계를 포함하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법이 제공된다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 토출되는 잉크액적의 소정의 물리량을 보정하는 캘리브레이션(calibration) 장치에서 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 캘리브레이션 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서, (a) 노즐로부터 잉크액적이 토출되도록 잉크젯 헤드에 전송되는 제1 구동신호를 생성하는 단계, (b) 물리량을 측정하여 생성된 측정치를 저장하는 단계, (c) 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하는 단계, (d) 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 물리량을 보정하는 단계, 및 (e) 잉크액적이 보정된 물리량에 상응하여 토출되도록 잉크젯 헤드에 전송되는 제2 구동신 호를 생성하는 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 잉크젯 헤드에 구동전압을 인가하는 구동부와, 잉크젯 헤드의 노즐로부터 토출되는 잉크액적의 소정의 물리량을 측정하여 측정치를 생성하는 검출부와, 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하고, 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 물리량을 보정하는 연산부와, 잉크액적이 보정된 물리량에 상응하여 토출되도록 구동전압을 보정하는 제어부를 포함하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치가 제공된다.
물리량은 속도 또는 체적 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
잉크젯 헤드에는 복수의 노즐이 형성되어 있으며, 단계 (a)는, 복수의 잉크액적을 토출시키는 단계, 또는 복수의 잉크액적이 토출되도록 제1 구동신호를 생성하는 단계를 포함하고, 단계 (b)는, 복수의 잉크액적에 대해 각각 측정치를 생성하는 단계를 포함하고, 기준치는 복수의 측정치의 평균값에 상응하는 것이 바람직하다.
잉크젯 헤드는 소정의 구동전압을 인가함에 따라 구동전압에 상응하는 물리량을 갖는 잉크액적을 토출하는 방식으로 구동되고, 단계 (d)는, 편차가 소정의 오차범위 이내로 되도록 구동전압을 보정하는 단계를 포함할 수 있다. 기록매체의 경우, 제1 구동신호 및 제2 구동신호는 잉크젯 헤드에 인가되는 구동전압에 상응하며, 제2 구동신호는, 편차가 소정의 오차범위 이내로 되도록 구동전압을 보정한 값에 상응하는 것이 바람직하다. 캘리브레이션 장치의 경우, 제어부는, 편차가 소정의 오차범위 이내로 되도록 구동전압을 보정할 수 있다.
잉크젯 헤드에는 복수의 노즐이 형성되어 있고, 노즐에 대응하는 복수의 압전체가 결합되어 있으며, 잉크젯 헤드는 복수의 압전체 각각에 개별적으로 구동전압을 인가하여 구동될 수 있다.
물리량은 소정의 비례상수에 의해 구동전압에 비례하며, 단계 (d)는, 하기의 수학식을 만족하는 구동전압의 보정치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 기록매체의 경우, 제2 구동신호는, 하기의 수학식을 만족하는 상기 구동전압의 보정치에 상응하는 것이 바람직하다. 캘리브레이션 장치의 경우, 제어부는, 하기의 수학식을 만족하는 구동전압의 보정치를 산출할 수 있다.
Vi+1 = Vi + P_gain × (Vt-Vm) - 여기서, Vi는 초기 구동전압, P_gain은 상기 비례상수, Vt는 상기 기준치, Vm은 상기 측정치임 -
비례상수는, 복수의 구동전압을 인가하여 잉크젯 헤드를 구동하여 복수의 잉크액적을 토출시키고, 복수의 잉크액적 각각에 대해 물리량을 측정한 후, 물리량의 구동전압에 대한 관계를 1차 함수로 선형보간하여 산출되는 것이 바람직하다.
단계 (e)는, 보정된 구동전압을 인가하여 잉크젯 헤드를 구동하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 (e) 이후에, (f) 편차가 소정의 오차범위 이내가 될 때까지 단계 (a) 내지 단계 (e)를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다.
단계 (c)는, 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 노즐을 에러 노즐로 판정하는 단계를 포함하고, 단계 (d)는 단계 (c)에서 에러 노즐로 판정된 노즐에 대해서만 수행되는 것이 바람직하다. 캘리브레이션 장치의 경우, 연산부는, 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 노즐을 에러 노즐로 판정하고, 제어부는 에러 노즐로 판정된 노즐에 대해서만 구동전압을 보정하는 것이 바람직하다.
단계 (b)는, (b1) 잉크액적을 향해 광을 조사하는 단계, (b2) 광을 수광하여 이미지를 저장하는 단계, 및 (b3) 이미지를 분석하여 물리량을 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 단계 (b1)은 LED 스트로브(strobe)에 의해 수행되며, 단계 (b2)는 LED 스트로브에 대향하여 배치된 CCD 카메라에 의해 수행될 수 있다. CCD 카메라는 LED 스트로브에 연동하여 작동하는 것이 바람직하다.
물리량이 속도일 경우, 단계 (b1)은, 소정의 시간 간격으로 광을 조사하는 단계를 포함하고, 단계 (b2)는, 시간 간격에 대해 이미지를 저장하는 단계를 포함하고, 단계 (b3)은, 이미지로부터 잉크액적이 이동한 거리를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 물리량이 체적일 경우, 단계 (b3)은, 이미지 내에서 잉크액적이 촬영된 영역을 검출하여 잉크액적의 직경에 상응하는 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
검출부는, 잉크액적을 향해 광을 조사하는 발광부와, 광을 수광하여 이미지를 저장하는 수광부와, 이미지를 분석하여 물리량에 상응하는 값을 출력하는 출력부를 포함할 수 있다. 발광부는 LED 스트로브(strobe)를 포함하며, 수광부는 상기 LED 스트로브에 대향하여 배치된 CCD 카메라를 포함할 수 있다.
물리량이 속도일 경우, 발광부는 소정의 시간 간격으로 광을 조사하고, 수광부는 시간 간격에 대해 이미지를 저장하고, 출력부는 이미지로부터 잉크액적이 이동한 거리를 출력하는 것이 바람직하다. 물리량이 체적일 경우, 출력부는 이미지 내에서 잉크액적이 촬영된 영역을 검출하여 잉크액적의 직경에 상응하는 값을 출력하는 것이 바람직하다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법을 나타낸 순서도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구동파형을 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 구동전압과 잉크액적의 속도의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크액적의 속도를 캘리브레이션하는 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
본 실시예는 복수의 노즐이 형성된 잉크젯 프린터용 헤드에 있어서 각 노즐을 개별적을 제어함으로써 노즐 간 잉크액적의 토출편차를 제거하는 것을 특징으로 한다. 즉, 각 노즐별로 잉크액적의 토출속도 및/또는 체적을 측정하고 이를 기준값과 비교하여, 그 오차에 비례제어값을 곱하여 보정값을 계산하고 보정값을 적용하여 잉크액적을 다시 토출하는 과정을 반복함으로써 잉크액적의 토출속도 및/또는 체적을 기준값으로 수렴시키는 것이다.
산업용 잉크젯 프린팅 시스템의 구동회로는 대부분 전체 노즐에 대해 동일하게 도 4에 도시된 것과 같은 구동전압의 파형을 인가하여 토출/미토출 여부만을 제어하는 방식으로 구동된다. 이에 따라 필연적으로 복수의 노즐 간에는 잉크액적의 토출편차가 발생하게 되는데, 본 실시예는 각 노즐을 개별적으로 구동할 수 있는 고전압 구동회로를 이용하여 이러한 토출편차의 문제를 해결한다.
즉, 잉크젯 헤드에 형성된 복수의 노즐간에 발생하는 토출편차를 제거하기 위해 개별 노즐 구동 시스템을 적용하며, 전체 노즐의 토출상태를 파악할 수 있도록 설계한다. 토출불량은 결국 최종 제품의 불량을 초래하게 되므로 노즐의 토출불량을 해결하고 노즐 간의 토출편차를 보정하기 위한 개별 노즐제어 방식에 오차 보정 알고리즘을 적용하여 수회의 반복작업을 진행하면 균일한 토출성능을 갖는 잉크젯 헤드를 구현할 수 있게 된다.
본 실시예에 따른 캘리브레이션 방법이 적용되는 잉크젯 헤드는, 복수의 노즐이 형성되어 있고 각 노즐에 대응하는 복수의 압전체가 각각 결합되어 있으며, 복수의 압전체에는 각각 개별적으로 구동전압이 인가될 수 있도록 구성되어 있다.
본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법은, 먼저, 잉크젯 헤드를 구동하여 복수의 노즐 각각을 통해 복수의 잉크액적을 토출시킨다(100). 이는 각 노즐을 통해 토출되는 잉크액적의 속도, 체적 등의 물리량에 대한 초기치를 획득하기 위함이다.
최초로 토출된 각 잉크액적의 물리량을 측정한다(110). 여기서 물리량이라 함은 잉크액적의 토출속도, 체적 등 토출편차를 제거하기 위한 대상이 되는 값을 말한다. 즉, 토출속도를 보정하기 위해서는 토출속도를 측정하고, 잉크액적의 체적을 보정하기 위해서는 체적을 측정한다. 이에 따라 측정된 측정치는 기준치와 비교되어 노즐의 토출불량 여부의 판단, 토출편차의 계산에 사용된다.
잉크액적의 토출속도를 측정하기 위해서는, 노즐로부터 토출되는 잉크액적에 대해 광을 조사하고, 조사된 광을 수광하여 그 이미지를 저장한 후, 저장된 이미지를 분석함으로써 측정할 수 있다. 예를 들면, LED 스트로브를 사용하여 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크액적을 향해 광을 조사하고, LED 스트로브에 대향하여 배치된 CCD 카메라로 이를 촬영하여 이미지를 저장하는 것이다.
속도는 단위 시간당 이동 거리이므로, LED 스트로브로부터 소정의 시간 간격으로 광을 조사하고(112), 이를 CCD 카메라로 수광하여 이미지를 저장하면(114), 소정의 시간 동안 이동한 잉크액적의 궤적, 또는 복수의 잉크액적이 이미지로서 촬영된다. 따라서, 소정의 시간 간격으로 촬영된 잉크액적의 이미지에서 잉크액적의 이동거리를 측정함으로써 토출속도를 산출할 수 있게 된다.
잉크액적의 체적은, 촬영된 이미지에서 잉크액적이 촬영된 영역의 크기를 측정함으로써 산출될 수 있다. 잉크액적은 구형에 근사한 형태로 토출되므로 촬영된 이미지는 원형에 해당하게 되며, 촬영된 원형의 이미지의 직경 또는 반경을 측정함으로써 구형의 잉크액적의 체적을 계산할 수 있는 것이다.
한편, 노즐에 근접한 위치에서는 잉크액적이 머리와 꼬리를 가진 유성의 형태로 촬영되므로, 머리는 구형으로, 꼬리는 원기둥의 형상으로 근사하여 각각의 직 경 또는 반경을 측정함으로써 전체 잉크액적의 체적을 산출할 수 있다.
즉, 잉크액적의 속도나 체적 등의 물리량은 잉크액적을 촬영하여 획득되는 이미지를 분석함으로써 측정될 수 있다(116). 잉크액적의 속도는 소정의 시간 동안 잉크액적이 이동한 거리를 획득된 이미지로부터 검출하고, 잉크액적의 체적은 잉크액적이 촬영된 영역의 크기를 측정하여 산출될 수 있다.
다음으로 각 잉크액적의 속도 및/또는 체적에 대한 측정치와 기준치를 비교하여 그 편차를 계산한다(120). 기준치는 각 노즐로부터 토출되는 잉크액적이 공통적으로 갖도록 수렴되어야 할 속도 및/또는 체적에 해당하는 일종의 목표치로서, 미리 설정된 값으로 할 수도 있고, 측정치로부터 산출할 수도 있다. 예를 들어 복수의 노즐 각각에 대해 측정된 값의 평균값을 기준치로 설정하면, 각 노즐로부터 토출되는 잉크액적의 속도나 체적이 전체에 대한 평균값으로 수렴되도록 할 수 있는 것이다.
복수의 노즐에 대한 측정치의 평균값을 기준치로 설정하게 되면, 토출이 불량하거나 토출이 되지 않는 노즐에 대한 측정치도 평균값의 계산에 반영되어 기준치가 복수의 노즐에 대한 실질적인 평균값에서 크게 벗어나게 될 우려가 있다. 이 경우 전체 노즐의 특성을 기준치로 수렴시키게 되면, 결국 전체 노즐의 토출이 불량하거나 토출성능이 저하되는 결과를 초래하게 된다.
따라서, 토출이 불량하거나 토출이 되지 않는 노즐에 대한 측정치는 기준치로서 평균값을 계산할 때 제외되도록 하는 것이 좋다. 즉, 측정치와 기준치 간의 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우에는 해당 노즐을 에러 노즐로 판정하 고(122), 에러 노즐로 판정된 노즐에 대한 측정치는 기준치 산출과정에서 제외시킨다.
각 노즐에 대한 측정치와 기준치 간의 편차를 계산한 후, 계산된 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우에는 측정치가 기준치에 수렴하도록 보정한다(130). 압전체에 전원을 인가하여 잉크액적을 토출시키는 압전구동식 잉크젯 헤드의 경우에는, 측정치와 기준치 간의 편차가 소정의 오차범위 이내로 되도록 압전체에 인가하는 구동전압의 값을 보정한다.
예를 들어, 보정하려고 하는 특정 노즐로부터 토출된 잉크액적의 속도 측정치를 Vm, 속도 기준치를 Vt라고 하고, 초기 구동전압을 Vi라고 할 때, 구동전압의 보정치(Vi+1)는 다음 식 (1)과 같이 계산할 수 있다.
Vi+1 = Vi + P_gain × (Vt-Vm) (1)
윗 식에서 P_gain은 비례상수로서, 잉크액적의 속도에 곱하여 구동전압의 값이 산출되도록 하는 상수이다. 이와 같은 비례상수는 잉크젯 헤드의 구조 및 헤드 내에 충전되는 잉크에 물성에 따라 결정되는 고유의 값이다. 도 5는 잉크젯 헤드의 압전소자에 인가되는 구동전압의 값과 그에 따라 토출되는 잉크액적의 속도를 측정하여 도시한 그래프로서, 도 5로부터 구동전압과 잉크액적의 토출속도는 비례관계에 있음을 알 수 있다.
도 5로부터 잉크젯 헤드에 인가되는 구동전압의 증가에 따라 잉크젯 헤드에서 토출되는 액적의 속도는 비례하여 증가함을 알 수 있다. 본 실시예는 이러한 특 성을 이용한 것으로 비례제어를 통해 노즐별 토출편차를 균일화 할 수 있는 알고리즘에 관한 것이다. 즉, 프린터 헤드에 입력되는 구동전압과 그에 따라 토출되는 잉크액적의 토출속도 간에 선형적인 관계가 있음을 이용하여 비례제어를 통해 노즐의 속도 제어를 하는 것이다.
따라서, 도 5로부터 도출되는 비례상수를 P_gain 값으로 하여 식 (1)에 대입하면 잉크액적 토출속도의 측정치와 기준치 간의 편차에 상응하는 구동전압의 보정치를 얻을 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법에 사용되는 구동전압과 토출속도 간의 비례상수는, 잉크젯 헤드에 복수개의 구동전압을 인가하여 각 구동전압별로 토출되는 잉크액적을 토출속도를 측정하여 도 5와 같은 그래프를 도출하고, 이로부터 토출속도와 구동전압에 대한 관계를 1차 함수로 선형보간함으로써 산출될 수 있다. 잉크액적의 체적과 구동전압 또한 토출속도의 경우와 마찬가지로 비례관계에 있다고 하면, 같은 방법으로 체적과 구동전압 간의 비례상수를 얻을 수 있다.
이와 같이 잉크액적의 토출속도의 보정은 측정치와 기준치 간의 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우에만 수행되므로, 전술한 바와 같이 측정치와 기준치 간의 편차가 소정의 오차범위를 초과하여 에러 노즐로 판정할 경우에는 에러 노즐로 판정된 노즐에 대해서만 토출속도의 보정을 수행하면 된다(132).
잉크액적의 토출속도를 보정하기 위한 구동전압의 보정치를 계산한 후에는, 보정된 구동전압을 인가하여 잉크액적을 다시 토출한다(140). 이에 의해 잉크젯 헤 드로부터 토출되는 잉크액적의 토출속도는 기준치로 되도록 보정된다. 잉크액적을 토출하여 측정되는 토출속도가 기준치에 수렴하여 편차가 소정의 오차범위 이내로 될 때까지 토출, 측정, 보정치 산출, 재토출의 과정을 반복하여 토출속도를 기준치에 수렴시킨다(150).
즉, 도 6에 도시된 플로우 차트처럼 초기 전압을 인가하여(S1), 잉크액적을 토출시키고(S2), 토출된 잉크액적의 토출속도를 측정하여(S3) 측정된 값과 기준치를 비교하고, 그 편차가 소정의 오차범위 내에 들지 않으면 비례상수를 이용하여 편차에 상응하는 구동전압의 보정치를 계산하고(S4), 다시 잉크액적을 토출하는 과정을 반복함으로써, 잉크액적의 토출속도를 기준치에 수렴시킬 수 있다. 이와 같은 알고리즘은 잉크액적의 체적을 소정의 기준치로 수렴시킬 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
전술한 바와 같은 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법은, 잉크젯 프린터나 별도의 캘리브레이션 장치 및 그와 같은 장치에서 실행되는 컴퓨터 프로그램의 형태로 실시될 수 있다.
즉, 본 실시예는, 노즐로부터 잉크액적이 토출되는 잉크젯 헤드가 설치된 잉크젯 프린터 장치나, 잉크젯 헤드를 장착하여 잉크액적의 토출속도, 체적 등을 보정하는 별도의 캘리브레이션 장치에서 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 구현되어 있으며, 그와 같은 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체의 형태로 실시될 수 있다.
이 경우, 기록매체에 구현된 프로그램은 전술한 캘리브레이션 방법이 수행될 수 있도록, 잉크젯 헤드에 전송되는 구동신호를 생성하고, 이에 따라 잉크액적이 토출되면 토출된 잉크액적의 속도, 체적 등을 측정하여 획득된 측정치를 저장하며, 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하여, 그 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 측정치를 보정하기 위한 구동전압의 보정치를 전술한 계산식에 따라 산출한다.
잉크액적의 속도, 체적 등의 측정은 후술하는 별도의 측정장치에 의해 측정되어, 본 실시예에 따른 프로그램에 의해 저장된다. 산출된 구동전압의 보정치는, 잉크젯 헤드에 전송되어 잉크액적을 토출하기 위한 구동신호를 다시 생성하는 데에 사용된다. 압전구동식 잉크젯 헤드의 경우, 구동신호는 잉크젯 헤드에 인가되는 구동전압의 값에 해당하며, 구동전압의 보정치는 전술한 식 (1)에 따라 계산될 수 있다.
본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법은, 최초에 잉크젯 헤드를 초기 구동하여 잉크액적을 토출시키고, 토출된 잉크액적의 속도를 측정한 후, 측정된 각 노즐의 액적속도와 속도 목표값 간의 차이를 계산한다. 이 차이는 각 노즐의 속도 편차에 해당하며, 그 편차에 구동전압 비례제어값(P gain)을 곱하여 구동전압 보정값을 계산하고, 계산된 보정값을 최초 토출시 사용한 구동전압에 합산하여 수정된 구동전압을 산출한다. 이와 같이 산출된 수정된 구동전압을 노즐별로 다시 인가하여 잉크액적을 토출시키고, 속도를 재측정한다.
이러한 과정을 반복함으로써, 잉크액적의 속도를 비례제어 방식을 이용하여 노즐별로 균일하게 되도록 보정할 수 있으며, 잉크액적의 체적에 대해서도 마찬가지의 알고리즘을 적용하여 체적의 편차를 보정할 수 있다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치를 촬영한 사진이고, 도 8a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크액적의 속도를 검출한 결과를 나타낸 도면이고, 도 8b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크액적의 체적을 검출한 결과를 나타낸 도면이다. 도 7a를 참조하면, 잉크젯 헤드(50), 잉크액적(52), 구동부(60), 발광부(72), 수광부(74), PC(80)가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법은, 잉크젯 헤드가 장착된 프린터 또는 잉크젯 헤드를 장착할 수 있도록 별도로 구성된 장비에서 수행될 수 있다. 본 실시예에서는 이와 같이 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법이 수행될 수 있는 장치를 '캘리브레이션 장치'로 하여 이하 설명한다.
본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치는, 잉크젯 헤드(50)를 구동하여 잉크액적(52)을 토출시키는 구동부(60), 잉크젯 헤드(50)로부터 토출되는 잉크액적(52)의 속도, 체적 등을 측정하는 검출부, 검출부로부터 획득된 측정치를 기준치와 비교하고 보정치를 계산하는 연산부, 연산부의 계산결과에 따라 보정된 속도 및/또는 체적으로 잉크액적(52)이 토출되도록 구동전압을 보정하는 제어부로 구성된다.
연산부에서는, 전술한 캘리브레이션 방법에 따라 측정치와 기준치를 비교하여 그 편차가 소정의 오차범위를 벗어날 경우 해당 노즐을 에러노즐로 판단하고, 에러노즐에 대해 편차가 오차범위 이내로 되도록 보정치를 계산하는 과정이 수행될 수 있다. 또한, 제어부에서 계산되는 구동전압의 보정치는 전술한 식 (1)에 따라 산출될 수 있다. 이와 같은 연산부 및 제어부는 각각 별도의 장치로 구성될 수도 있으며 도 7b에 도시된 것과 같이 하나의 PC(80)에 일체로 구현될 수도 있다.
한편, 잉크액적(52)의 속도, 체적 등을 측정하는 검출부는, 잉크젯 헤드(50)의 노즐에 인접하여 잉크액적(52)을 향해 광을 조사하는 발광부(72)와, 발광부(72)로부터 조사된 광을 수광하여 이미지 형태로 저장하는 수광부(74)와, 수광부(74)에 저장된 이미지를 분석하여 잉크액적(52)의 속도, 체적 등의 값을 출력하는 출력부로 구성된다. 도 7b에서는 발광부(72)는 LED 스트로브로, 수광부(74)는 LED 스트로브를 마주보고 배치되어 LED 스트로브와 연동하는 CCD 카메라로 구현되어 있다.
이와 같은 검출부의 구성으로부터 잉크액적(52)의 속도나 체적을 측정할 수 있다.예를 들어, 잉크액적(52)의 속도를 측정하는 경우에는, 발광부(72)로부터 소정의 시간 간격으로 광을 조사하고 이를 도 8a와 같은 형태의 이미지로 저장하면, 그 이미지로부터 광이 조사된 소정의 시간간격 동안 잉크액적(52)이 이동한 거리(도 8a의 'a')를 측정할 수 있다. 이로부터 단위 시간당 잉크액적(52)의 이동거리, 즉 잉크액적(52)의 속도를 산출할 수 있다.
예를 들어, 잉크액적(52)의 체적을 측정하는 경우에는, 도 8b와 같은 형태의 이미지로부터 잉크액적(52)의 직경(도 8b의 'D')을 측정할 수 있으며, 잉크액적(52)의 형태를 구형으로 가정하면 이와 같이 측정된 직경으로부터 잉크액적(52)의 체적을 산출할 수 있다. 잉크액적(52)이 도 8b와 같이 머리부와 꼬리부를 갖는 유성의 형태일 경우에는 머리부의 형태를 구형으로, 꼬리부의 형태를 원기둥으로 가정하고, 각 부분의 직경을 측정하여 잉크액적(52) 전체의 체적을 산출할 수 있음은 전술한 바와 같다.
즉, 본 실시예에 따른 검출부는 잉크젯 헤드(50)의 전체 노즐에 대해 토출상태를 측정하고 그 결과를 PC(80)로 전송하며, PC(80)에서는 측정치를 입력받아 노즐간 편차를 계산하고, 기준치와의 편차를 제거하기 위해 각 노즐별로 초기 구동전압에 대한 보정치를 계산한다. 본 실시예에서 잉크젯 헤드(50)는 각 개별노즐별로 별도의 구동전압이 인가되도록 구성되어 있으므로, 초기 구동전압에 각 노즐별로 보정된 전압을 가감하여 노즐 간 토출 편차를 제거하는 작업을 반복함으로써, 전체 노즐이 균일한 토출성능을 갖도록 할 수 있다.
도 9a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 그래프이고, 도 9b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 도면이고, 도 10a는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 그래프이고, 도 10b는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 또 다른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 결과를 나타낸 그래프이다.
전술한 바와 같이 각 노즐별로 잉크액적의 속도 및/또는 체적의 측정치와 기준치를 비교하여 그 편차를 보정하는 과정을 반복함에 따라 노즐 간 편차가 줄어들고 전체 노즐의 토출성능이 향상된다. 또한, 초기에 잉크액적이 전혀 토출되지 않는 미싱노즐에 대하여도 본 실시예에 따라 보정된 구동전압을 부가함으로써, 잉크액적이 토출되도록 하고 토출속도나 체적이 일정하게 유지되도록 할 수 있다.
도 9a에 나타난 것과 같이 총 9개의 노즐에 대해 테스트한 결과, 본 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 적용하기 전에 비해 적용한 후의 노즐별 토출속도의 편차가 현저히 줄어든 것을 알 수 있으며, 이는 보정 후 각 노즐별 잉크액적의 토출상태를 촬영한 사진인 도 9b로부터 더욱 명확히 알 수 있다. 즉, 도 9b의 (a)와 같은 노즐간 토출편차가, 본 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 적용한 이후에, 도 9b의 (b)와 같이 잉크액적의 속도 및/또는 체적이 보정된 것을 볼 수 있다.
이와 같은 효과는 실제 잉크젯 헤드를 대상으로 본 실시예에 따른 캘리브레이션 방법을 적용한 결과에서도 확인할 수 있다. 도 10a는 비례상수(P_gain)를 2로 설정하고 총 3회의 보정을 한 경우, 매회별 각 노즐별 토출속도의 측정치(각각 도 10a의 (a), (b), (c))를 나타낸 것이다. 도 10a의 (d)에서 알 수 있듯이, 보정의 횟수가 증가함에 따라 각 노즐별 토출속도의 편차는 줄어드는 것으로 나타났다.
도 10b는 비례상수(P_gain)를 0.1로 설정하고 총 3회의 보정을 한 경우, 매회별 각 노즐별 토출속도의 측정치(각각 도 10b의 (a), (b), (c))를 나타낸 것이다. 도 10a에서와 마찬가지로 도 10b의 (d)에서도, 보정의 횟수가 증가함에 따라 각 노즐별 토출속도의 편차는 줄어드는 것으로 나타났다. 다만, 비례상수의 값이 도 10a에서 보다 작은 관계로 토출속도의 편차가 줄어든 정도는 상대적으로 낮은 적을 알 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법을 적용하여 복수의 노즐을 갖는 잉크젯 헤드의 각 노즐별 토출속도나 체적 등을 원하는 목표치로 보정할 수 있다.
전술한 실시예 외의 많은 실시예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 노즐의 토출상태 불량을 해결하고 노즐간 편차를 보정하기 위해 개별 노즐별로 토출을 제어하였고, 개별 노즐제어가 되는 잉크젯 헤드로부터 토출되는 잉크액적을 검사하여 이상노즐을 검출하고, 각 잉크액적의 속도 이상, 액적 볼륨 불량, 토출성 불량, 직진성 불량 등의 노즐 간 토출편차를 보정하는 오차보정 알고리즘을 적용하여 노즐간 편차를 제거함으로써, 신뢰성 있는 기판용 미세금속배선을 형성할 수 있다.

Claims (36)

  1. (a) 잉크젯 헤드를 구동하여 노즐을 통해 잉크액적을 토출시키는 단계;
    (b) 상기 잉크액적의 소정의 물리량을 측정하여 측정치를 생성하는 단계;
    (c) 상기 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하는 단계;
    (d) 상기 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 상기 물리량을 보정하는 단계; 및
    (e) 상기 잉크액적이 보정된 상기 물리량에 상응하여 토출되도록 상기 잉크젯 헤드를 구동하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 (b)는,
    (b1) 상기 잉크액적을 향해 광을 조사하는 단계;
    (b2) 상기 광을 수광하여 이미지를 저장하는 단계; 및
    (b3) 상기 이미지를 분석하여 상기 물리량을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 물리량은 체적이며,
    상기 단계 (b3)은, 상기 이미지 내에서 상기 잉크액적이 촬영된 영역을 검출하여 상기 잉크액적의 직경에 상응하는 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에는 복수의 상기 노즐이 형성되어 있으며,
    상기 단계 (a)는, 복수의 상기 잉크액적을 토출시키는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (b)는, 복수의 상기 잉크액적에 대해 각각 상기 측정치를 생성하 는 단계를 포함하고,
    상기 기준치는 복수의 상기 측정치의 평균값에 상응하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 소정의 구동전압을 인가함에 따라 상기 구동전압에 상응하여 상기 물리량을 갖는 상기 잉크액적을 토출하는 방식으로 구동되고,
    상기 단계 (d)는, 상기 편차가 소정의 오차범위 이내로 되도록 상기 구동전압을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에는 복수의 상기 노즐이 형성되어 있고, 상기 노즐에 대응하는 복수의 압전체가 결합되어 있으며, 상기 잉크젯 헤드는 상기 복수의 압전체 각각에 개별적으로 상기 구동전압을 인가하여 구동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 물리량은 소정의 비례상수에 의해 상기 구동전압에 비례하며,
    상기 단계 (d)는, 하기의 수학식을 만족하는 상기 구동전압의 보정치를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
    Vi+1 = Vi + P_gain × (Vt-Vm)
    - 여기서, Vi는 초기 구동전압, P_gain은 상기 비례상수, Vt는 상기 기준치, Vm은 상기 측정치임 -
  7. 제6항에 있어서,
    상기 비례상수는, 복수의 상기 구동전압을 인가하여 상기 잉크젯 헤드를 구동하여 복수의 상기 잉크액적을 토출시키고, 복수의 상기 잉크액적 각각에 대해 상기 물리량을 측정한 후, 상기 물리량의 상기 구동전압에 대한 관계를 1차 함수로 선형보간하여 산출되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 단계 (e)는, 보정된 상기 구동전압을 인가하여 상기 잉크젯 헤드를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (e) 이후에,
    (f) 상기 편차가 소정의 오차범위 이내가 될 때까지 상기 단계 (a) 내지 상기 단계 (e)를 반복하는 단계를 더 포함하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (c)는, 상기 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 상기 노즐을 에러 노즐로 판정하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (d)는 상기 단계 (c)에서 상기 에러 노즐로 판정된 노즐에 대해서만 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (b1)은 LED 스트로브(strobe)에 의해 수행되며, 상기 단계 (b2)는 상기 LED 스트로브에 대향하여 배치된 CCD 카메라에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 CCD 카메라는 상기 LED 스트로브에 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 물리량은 속도이며,
    상기 단계 (b1)은, 소정의 시간 간격으로 상기 광을 조사하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (b2)는, 상기 시간 간격에 대해 상기 이미지를 저장하는 단계를 포함하고,
    상기 단계 (b3)은, 상기 이미지로부터 상기 잉크액적이 이동한 거리를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 잉크젯 헤드에 구동전압을 인가하는 구동부와;
    상기 잉크젯 헤드의 노즐로부터 토출되는 잉크액적의 소정의 물리량을 측정하여 측정치를 생성하는 검출부와;
    상기 측정치와 기준치 간의 편차를 계산하고, 상기 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 상기 물리량을 보정하는 연산부와;
    상기 잉크액적이 보정된 상기 물리량에 상응하여 토출되도록 상기 구동전압을 보정하는 제어부를 포함하되,
    상기 검출부는,
    상기 잉크액적을 향해 광을 조사하는 발광부와;
    상기 광을 수광하여 이미지를 저장하는 수광부와;
    상기 이미지를 분석하여 상기 물리량에 상응하는 값을 출력하는 출력부를 포함하고,
    상기 물리량은 체적이며,
    상기 출력부는 상기 이미지 내에서 상기 잉크액적이 촬영된 영역을 검출하여 상기 잉크액적의 직경에 상응하는 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  26. 삭제
  27. 제25항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에는 복수의 상기 노즐이 형성되어 있으며,
    상기 기준치는, 복수의 상기 노즐로부터 토출된 복수의 상기 잉크액적에 대해 각각 측정된 복수의 상기 측정치의 평균값에 상응하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드는 상기 구동전압에 상응하여 상기 물리량을 갖는 상기 잉크액적을 토출하는 방식으로 구동되고,
    상기 제어부는, 상기 편차가 소정의 오차범위 이내로 되도록 상기 구동전압을 보정하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에는 복수의 상기 노즐이 형성되어 있고, 상기 노즐에 대응하는 복수의 압전체가 결합되어 있으며, 상기 잉크젯 헤드는 상기 복수의 압전체 각각에 개별적으로 상기 구동전압을 인가하여 구동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 물리량은 소정의 비례상수에 의해 상기 구동전압에 비례하며,
    상기 제어부는, 하기의 수학식을 만족하는 상기 구동전압의 보정치를 산출하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
    Vi+1 = Vi + P_gain × (Vt-Vm)
    - 여기서, Vi는 초기 구동전압, P_gain은 상기 비례상수, Vt는 상기 기준치, Vm은 상기 측정치임 -
  31. 제25항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 편차가 소정의 오차범위를 초과할 경우 상기 노즐을 에러 노즐로 판정하고,
    상기 제어부는 상기 에러 노즐로 판정된 노즐에 대해서만 상기 구동전압을 보정하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  32. 삭제
  33. 제25항에 있어서,
    상기 발광부는 LED 스트로브(strobe)를 포함하며, 상기 수광부는 상기 LED 스트로브에 대향하여 배치된 CCD 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 CCD 카메라는 상기 LED 스트로브에 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  35. 제25항에 있어서,
    상기 물리량은 속도이며,
    상기 발광부는 소정의 시간 간격으로 상기 광을 조사하고,
    상기 수광부는 상기 시간 간격에 대해 상기 이미지를 저장하고,
    상기 출력부는 상기 이미지로부터 상기 잉크액적이 이동한 거리를 출력하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 장치.
  36. 삭제
KR1020060079010A 2006-08-21 2006-08-21 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치 KR100781997B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060079010A KR100781997B1 (ko) 2006-08-21 2006-08-21 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060079010A KR100781997B1 (ko) 2006-08-21 2006-08-21 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100781997B1 true KR100781997B1 (ko) 2007-12-06

Family

ID=39139560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060079010A KR100781997B1 (ko) 2006-08-21 2006-08-21 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100781997B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917993B1 (ko) 2007-12-13 2009-09-18 한국화학연구원 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법
KR100927696B1 (ko) 2007-12-13 2009-11-18 한국화학연구원 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도측정방법
WO2010047790A2 (en) * 2008-10-22 2010-04-29 Molecular Imprints, Inc. Fluid dispense device calibration
WO2010062370A2 (en) * 2008-11-03 2010-06-03 Molecular Imprints, Inc. Dispense system set-up and characterization
US8550584B2 (en) 2010-10-29 2013-10-08 Samsung Display Co., Ltd. Method of inkjet printing pixels
US10497873B2 (en) 2017-09-29 2019-12-03 Samsung Display Co., Ltd. Display panel manufacturing system and method of manufacturing a display panel using the same
CN112172346A (zh) * 2019-07-05 2021-01-05 细美事有限公司 滴落信息实时测量装置、排出液滴实时校正装置及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040076584A (ko) * 2003-02-25 2004-09-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 구동 파형 결정 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040076584A (ko) * 2003-02-25 2004-09-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 구동 파형 결정 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917993B1 (ko) 2007-12-13 2009-09-18 한국화학연구원 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법
KR100927696B1 (ko) 2007-12-13 2009-11-18 한국화학연구원 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도측정방법
WO2010047790A2 (en) * 2008-10-22 2010-04-29 Molecular Imprints, Inc. Fluid dispense device calibration
WO2010047790A3 (en) * 2008-10-22 2010-08-26 Molecular Imprints, Inc. Fluid dispense device calibration
US8480933B2 (en) 2008-10-22 2013-07-09 Molecular Imprints, Inc. Fluid dispense device calibration
WO2010062370A2 (en) * 2008-11-03 2010-06-03 Molecular Imprints, Inc. Dispense system set-up and characterization
WO2010062370A3 (en) * 2008-11-03 2010-10-28 Molecular Imprints, Inc. Dispense system set-up and characterization
US8550584B2 (en) 2010-10-29 2013-10-08 Samsung Display Co., Ltd. Method of inkjet printing pixels
US10497873B2 (en) 2017-09-29 2019-12-03 Samsung Display Co., Ltd. Display panel manufacturing system and method of manufacturing a display panel using the same
US10686133B2 (en) 2017-09-29 2020-06-16 Samsung Display Co., Ltd. Display panel manufacturing system and method of manufacturing a display panel using the same
CN112172346A (zh) * 2019-07-05 2021-01-05 细美事有限公司 滴落信息实时测量装置、排出液滴实时校正装置及方法
CN112172346B (zh) * 2019-07-05 2024-01-02 细美事有限公司 滴落信息实时测量装置、排出液滴实时校正装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100781997B1 (ko) 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치
US7891752B2 (en) Inkjet apparatus and calibration methods thereof
US20070076040A1 (en) Methods and apparatus for inkjet nozzle calibration
JP2012071568A (ja) インクジェット記録装置及び方法並びに異常ノズル検知方法
JP2009540324A (ja) 複数の物質を基板上に放出することによりバイオアッセイ用基板を製造するインクジェット装置及びインクジェット装置をモニターする方法
US9643425B2 (en) Liquid discharge apparatus
JP2009226714A (ja) 液体吐出方法、及び液体吐出装置の製造方法
JP5339862B2 (ja) 吐出状態検出方法
KR100790868B1 (ko) 노즐 구동 제어 방법 및 장치
JP2012504060A (ja) マーク付け要素の位置合わせ
US6582051B2 (en) Apparatus and method for detecting drops in printer device
KR101279813B1 (ko) 피에조 셀프 센싱을 이용한 불량 노즐 검출 방법 및 그 기록 매체
JP4735086B2 (ja) 液滴吐出装置、液滴速度調整方法、プログラム及び記録媒体
JP2010120301A (ja) インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置の駆動方法
JP4839923B2 (ja) 液体噴射ヘッドの電圧制御装置、液体噴射ヘッドの電圧制御方法及び液体噴射装置。
JP5387600B2 (ja) 液状体の吐出量ばらつき測定方法
KR101980801B1 (ko) 잉크젯 프린팅 멀티 노즐 모니터링 시스템
JP2017177366A (ja) インクジェット記録装置及び不良ノズルの検出方法
JP2011224874A (ja) インクジェット記録ヘッドの検査方法
CN109311319B (zh) 打印机校准技术
US9701130B2 (en) Apparatus and method for inspecting inkjet print head
US20220194075A1 (en) Circuit and method for detecting failing nozzles in an inkjet print head
Kwon et al. Real-time jet failure detection of inkjet heads with 1024 ejectors
US20220305776A1 (en) Drive waveform determination method, liquid ejection apparatus, and non-transitory computer-readable storage medium storing program
US20240149582A1 (en) Substrate processing apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121002

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130916

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141001

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee