KR100917993B1 - 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법 - Google Patents

잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100917993B1
KR100917993B1 KR1020070130506A KR20070130506A KR100917993B1 KR 100917993 B1 KR100917993 B1 KR 100917993B1 KR 1020070130506 A KR1020070130506 A KR 1020070130506A KR 20070130506 A KR20070130506 A KR 20070130506A KR 100917993 B1 KR100917993 B1 KR 100917993B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
speed
ink droplets
volume
image
measuring
Prior art date
Application number
KR1020070130506A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090063001A (ko
Inventor
권계시
고정국
류병환
최영민
Original Assignee
한국화학연구원
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 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020070130506A priority Critical patent/KR100917993B1/ko
Publication of KR20090063001A publication Critical patent/KR20090063001A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100917993B1 publication Critical patent/KR100917993B1/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
    • 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
    • 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
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04535—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits involving calculation of drop size, weight or volume
    • 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
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0456—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting drop size, volume or weight
    • 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

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

본 발명은 프린트헤더에서 분사되는 잉크의 속도를 측정하는 방법에 관한 것이다. 잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도를 측정하는 방법에 있어서, 상기 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울을 카메라로 촬영하는 단계;상기 카메라에서 촬영된 이미지를 컴퓨터에 저장하는 단계; 상기 저장된 이미지 중 관심영역(ROI)을 지정하는 단계; 상기 관심영역에 해당하는 부분만을 이미지 프로세싱(image processing)하는 단계; 상기 이미지 프로세싱된 잉크방울의 위치차를 이용하여 속도를 측정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
잉크방울, 프린트헤더, 스레숄딩값, 관심영역.

Description

잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적 측정방법{Method for determining ink drop velocity and volume of printhead}
본 발명은 잉크젯 프린터기에 있어서 프린트헤더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프린트헤더에서 분사되는 잉크의 속도를 측정하는 방법에 관한 것이다.
잉크젯 기술이 발전함에 따라 사무용에서부터 전자 재료의 토출 등의 전자 부품 및 디스플레이 제조로의 응용 범위가 넓어지고 있다. 이러한 잉크젯이 제조 공정으로서 응용 범위를 넓혀감에 따라 잉크방울(ink drop)의 정밀 제어 및 속도 측정 등을 통하여 이를 파형으로 제어하는 기술이 요구된다. 또한, 다중노즐(multi-nozzle) 헤더인 경우 각 노즐에서의 잉크의 토출량을 정확히 같게 하는 것이 요구된다. 이렇게 잉크젯 토출특성이 각 노즐에 대해 균일해야 디스플레이 또는 잉크젯 공정으로 제조된 소자의 특성이 일정하게 되어 제품의 품질 향상을 확보할 수 있다.
따라서 실제 공정의 시작 전에 잉크방울의 속도 및 체적의 측정과 전압 조정 등이 반복적으로 이루어져 모든 노즐의 특성을 균일하게 만들어야 한다. 그러나 실제 양산에 적용하려면 방울의 속도 또는 체적을 측정하고 조정하는 것이 신속하게 이루어지지 않으면 생산성이 저하된다. 즉, 모든 노즐에서의 잉크 방울의 속도 및/또는 체적 측정이 요구된다. 이렇게 측정된 속도 또는 체적으로 각 노즐의 특성이 동일하도록 전압조정을 통하여 원하는 정도까지 반복한다. 이때 제조 장비의 생산성을 높이기 위해서는 신속하게 잉크방울의 속도 또는 체적을 측정하는 것이 필요하다.
잉크의 점도(Viscosity), 프린트헤더, 프린팅속도, 프린팅 환경 등의 영향에따라 프린팅 탄착위치 정밀도에 영향을 주게 된다. 각 노즐에서 분사되는 잉크 방울 측정 모니터링을 통하여 프린팅의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이를 위하여 프린팅 속도 대비 잉크방울이 분사되는 모양을 측정하는 장비의 속도도 같이 발전하고 있다. 일반적으로 각 장비메이커에서는 10kHz대에서 약(+/-)15㎛정도의 잉크방울 탄착정밀도를 관찰하기 위한 장비개발을 완료하였으며, 양산라인 대비 고속으로 분석할 수 있는 장비를 개발 중에 있다. 잉크방울 분사 측정시스템은 고속카메라(High scan camera)를 이용한 화상인식(Vision system)장비를 사용하여 분사되는 잉크의 모양을 두 직교방향에서(90도) 측정하여 잉크방울의 모양(Ink shape), 속도(Velocity), 직진성(Directionality)을 계산하여 잉크방울의 분사 오차관리 및 개선을 위해 활용되고 있다. 도 1에서와 같이 Litrex사의 경우는 초당 240개의 프레임(frame)을 측정하는 카메라를 채택하여 20kHz이상의 속도에서 분사되는 잉크방울관찰이 가능하며, 일반적으로 SX128 헤더의 경우 128개 노즐을 약600ms이내에 측정이 가능하고, 24개의 헤더에 대한 측정도 약 15초이내에 가능한 측정 장비를 7세대장비에 결합하여 발표한바 있다. 또한 생산성(Throughput)의 영향을 최소화하기 위하여 프린트헤더 초기화 및 측정은 패널이 로딩되는 과정에서 수행하게 하는 방법을 채택되고 있다. Litrex의 경우는 측정기술과 자체 개발한 DPN(Driver-per-Nozzle)기술을 접목하여 잉크방울 분사속도를 노즐 개별적으로 조절하여 약500㎛의 거리에서 분사시 (+/-)5㎛의 탄착에러를 갖고, 분사되는 잉크양의 변화를 약5~8%에서 2%로 조절할 수 있게 하여, 이제는 관찰의 목적뿐만 아니라 프린팅 성능개선을 위해 그 중요성이 더욱 확대되고 있다. (출처: J. Lee, Challenges of Inkjet Printing Technology for P-OLED Display Manufacturing., 2nd 21C NanoTechnology International Forum, 2005)
잉크젯을 이용한 개발 공정에 있어서 방울의 속도 및/또는 체적의 측정은 필수적인 요소가 되고 있다. 한편 이미지 프로세싱으로 체적을 산출하는 방법은 잉크방울의 응집력으로 인한 테일(tail)이 존재할 때에는 정확히 체적을 구하는 것이 어렵다. 또한 조명 또는 스레숄딩값(thresholding value)에 의하여 체적이 바뀌고 카메라 초점에 의해서도 변하기 때문에 정밀 측정하기는 어렵다. 속도와 체적은 비례 관계가 있기 때문에 속도를 측정하여 각 노즐에서 잉크방울의 크기를 균일하게 하는 방법을 많이 사용한다. 그럼에도 불구하고 많은 경우에 잉크 체적은 실제 토출되는 양과 관련이 있기 때문에 측정이 필요하다. 모든 잉크젯을 이용한 생산 장비에는 잉크방울의 체적 또는 속도를 측정하고 이를 이용하여 각 노즐에서의 잉크 속도 또는 체적을 같게 헤더 드라이브에 공급되는 전압을 조절한 이후에 실제 생산 공정이 이루어진다. 이러한 노즐의 수 역시 생산성을 높이기 위하여 많아지고 있으므로 각 노즐에서의 잉크의 속도 및 체적측정을 신속히 하는 것이 필수적이게 된다. 본 발명에서는 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 측정하기 위해 이미지 프로세싱 알고리즘을 개선하여 생산성을 극대화시키는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도를 측정하는 방법에 있어서, 상기 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울을 카메라로 촬영하는 단계; 상기 카메라에서 촬영된 이미지를 컴퓨터에 저장하는 단계; 상기 저장된 이미지 중 관심영역(ROI)을 지정하는 단계; 상기 관심영역에 해당하는 부분만을 이미지 프로세싱(image processing)하는 단계; 상기 이미지 프로세싱된 잉크방울의 위치차를 이용하여 속도를 측정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 속도를 측정하는 단계 이후 기준 속도값과 비교하여 실제속도와 기준 속도값이 일치하도록 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압을 변화시켜 보정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 관심영역(ROI)을 지정하는 단계는 한 개 이상의 관심영역을 지정하여 이미지 프로세싱(image processing)하는 것이 바람직하다.
상기 이미지 프로세싱은 사용자에 의한 지정 또는 프로그램상에서 지정된 스레숄딩값(thresholding value) 중 상기 스레숄딩값 이하의 이미지는 블랙으로 상기 스레숄딩값 초과의 이미지는 화이트로 변환되는 것을 특징으로 한다.
상기 관심영역은 면적을 갖는 직사각형, 삼각형, 원형, 타원 중 어느 하나 인 것이 바람직하다.
상기 관심영역은 사용자에 의해 마우스로 화면상에 그려지거나, GUI에서 수치로 입력 가능한 것을 특징으로 한다.
잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하는 방법에 있어서, 컴퓨터 프로그램상에서 활성화된 카메라에 의해 촬영된 이미지 중 관심영역(ROI)을 나타낸 후, 상기 관심영역에 해당하는 부분만 이미지 프로세싱(image processing)하여 잉크방울의 위치차 및 면적을 이용하여 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 잉크방울의 속도 및 체적을 측정한 이후 기준 속도 및 체적값과 비교하여 실제속도 및 체적값과 기준 속도 및 체적값이 일치하도록 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압을 변화시켜 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 관심영역(ROI)의 이미지 프로세싱기술을 잉크 방울 속도 및 체적측정에 적용하여 잉크 방울의 속도 및/또는 체적의 계산을 빠르게 할 수 있다. 이러한 방법이 잉크 방울 측정에 응용 되었을 때는 헤더, 지그 등 다른 구조물이 일부가 화면에 노출되어 있을 때 잉크방울로부터 분리하여 잉크방울만을 관찰 및 측정하기가 용이하다. 또한 다중 노즐이 CCD화면에 관찰이 되는 경우 각 잉크 방울 부분에 복수개의 관심영역(ROI)를 지정하여 잉크 방울의 측정 속도를 혁신적으로 증가시킬 수 있다. 이러한 잉크 방울 측정기술은 양산 장비에 사용되어 생산 공정 전에 잉크 방울 측정 및 이를 이용한 노즐의 특성 균일화에 필요한 시간을 줄여서 공정의 생산성을 증대시킬 수 있게 된다.
노즐에서 분사되는 잉크방울상태를 관찰할 수 있는 모니터링 광학계가 헤더와 연동하여 실시간으로 분사상황을 확인할 수 있는 시스템을 도 3에 도시하였다. 도 3을 참고하면, 스트로브(strobe) LED방식에 따라 분사되는 잉크방울에 섬광을 주고, 이 때 카메라로 잉크방울을 촬영한다. 촬영가능한 카메라는 여러종류가 있을 것이나, CCD 카메라(charge-coupled device camera, CCD camera) 즉, 디지털 카메라의 하나로 전하 결합 소자 CCD를 사용하여 영상을 전기 신호로 변환함으로써 디지털 데이터로 플래시 메모리 등의 기억 매체에 저장하는 장치인 것이 바람직하다.
이후 카메라로 촬영된 영상을 컴퓨터에서 이미지로 불러들인다. 이미지의 분석을 통해 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 측정하여 이를 토대로 프린트의 헤더에서 분사되는 잉크방울의 토출양 등을 측정 및 제어하는 것이다.
본 발명에 있어서 가장 큰 특징은 잉크젯 프린터기에 있어서 잉크방울의 정밀제어를 위해 하드웨어 개선을 통한 관찰 및 제어의 정밀도를 높이는 것(이와 관련된 종래기술로는 미국등록특허 제7,104634호, David Albertalli, Gen 7 FPD Inkjet Equipment Development Status, SID 2005)이 아닌, 소프트웨어의 개선을 통 한 잉크방울을 관찰 및 제어하는 것이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(CCD 카메라)로 촬영된 이미지 전체를 컴퓨터로 불러들여 이미지 전체를 프로세싱(image processing)하는 것이 아니라 원하는 부분 즉, 관심영역(ROI; Region of Interest, 도 2 참조)을 이미지(촬영된 잉크방울을 포함한 주위영역을 의미)로 지정하여 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하면 프로세싱하는 영역이 줄어들어 빠른 연산이 가능하다. 상기 관심영역을 지정함에 있어서 다중노즐에 의해 잉크방울이 분사되는 경우 적어도 한 개 이상의 관심영역을 지정할 수 있어서 각 노즐에 대한 속도 측정을 동시에 하는 것이 가능하다(도 6 참조). 여기서 상기 촬영된 이미지에 헤더 등 다른 구조물들이 있을 때 이를 분리하여 잉크 방울이 있는 부분만을 지정해 줌으로서 알고리즘 자체를 단순화 시킬 수 있다. 상기 촬영된 이미지의 관심영역(ROI)에서 임계값(문턱값, threshold value)을 지정하여 스레숄딩작업을 통하여 잉크의 위치와 면적을 계산하고 이를 통하여 속도와 체적을 계산한다. 여기서 속도는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 잉크방울의 낙하지점을 연속 촬영하여 시간에 따른 위치차를 이용하여 속도를 측정하는 것이다. 면적은 도 2에 도시된 바와 같이 직경(diameter)을 계산하여 산출할 수 있을 것이다. 이를 토대로 체적을 산출할 수 있을 것이다.
즉, 상기 측정된 이미지의 관심영역(ROI)을 정의하여 정의된 지역만 프로세스하도록 함으로써 컴퓨팅 리소스(Resource)의 낭비를 줄일 수 있는 것이다. 이것은 또한 정의된 영역 내에서만 잉크방울의 경계선을 생성하기 때문에 이미지의 분할 이후에 필요한 편집 작업을 줄일 수 있다. 화소의 밝기(Pixel Intensity)값에 의하여 배경 또는 다른 오브젝트 즉 헤더 등과 잉크방울을 포함하는 이미지의 경우 스레숄딩(Thresholding)에 의한 이미지 분할(다른 오브젝트와 잉크방울의 분할)은 간단하지만 강력한 방법일 것이다.
잉크방울의 분석을 위해 도 2에 도시된 바와 같이 이미지에서 관심영역(ROI)을 선정한 후 스레숄딩(thresholding)한다. 더욱 상세하게는 도 4에 도시된 바와 같이 잉크방울에 관련된 관심영역(ROI)을 선정한다. 여기서 관심영역(ROI)은 다양한 형상 즉, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형 등으로 선정할 수 있다. 또한, 관심영역(ROI)를 선정함에 있어서, 사용자가 마우스로 화면상에 직접 그리거나, GUI (graphical user interface)에서 수치로 입력이 가능하도록 한다.
잉크방울을 스레숄딩(thresholding)하는 과정을 상술하면 도 4에 도시된 바와 같이 관심영역(ROI)내의 잉크방울을 포함한 관심영역은 잉크방울의 중심에서부터 0 내지 255 픽셀의 화소(명암)값을 갖는다. 여기서 사용자에 의해 소정의 스레숄딩값(thresholding value)을 지정(또는 프로그램화로 인한 자동지정)하면 스레숄딩값 이하는 블랙(black)으로 스레숄딩값 초과는 화이트(white)로 변환된다. 도 2 및 도 4에서와 같이 스레숄딩된 잉크방울에서 center X 픽셀(pixel)과 Y 픽셀(pixel)의 위치차를 이용하여 속도를 측정하고 특정 잉크방울에서 다수의 직경값의 평균값의 직경을 구하여 체적을 산출할 수 있게 된다. 여기서 스레숄딩값(thresholding value)은 사용자의 지정에 의해 임의로 선정하거나 프로그램화하여 자동적으로 선정할 수 있을 것이다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이 카메라의 배율이 적어 다수의 노즐에서 분사되는 잉크방울이 동시에 촬영되는 경우 관심영역(ROI)을 각각 지정하여 속도 및/또는 체적을 동시에 계산이 가능하다. 이는 기존의 방법에서는 여러 방울이 동시에 떨어질 때 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 측정하기 곤란한 면이 있었으나, 본 발명에서는 관심영역(ROI)을 지정함으로써 이의 어려움을 극복할 수 있을 것이다.
[실시예]
널리 사용되고 있는 Labview 또는 C언어 등을 이용하여 도 2에 도시된바와 같은 주파수 변경기능 (100~30kHz), 트리거 딜레이(Trigger delay)방법으로 잉크 방울 관찰기능, LED밝기 조절, 잉크방울 속도 측정, 잉크방울 체적 측정, 이미지 저장 기능, 잉크방울의 관심영역지정, 스레숄딩(thresholding), 카운터(counter)를 제어 하여 2개의 펄스(pulse)를 나오게 하는 기능 등을 수행할 수 있도록 소프트웨어를 제작한다.
보다 상술하면, 도 3에 도시된 바와 같이 컴퓨터로 카운터(counter)를 제어하여 2개의 펄스(trigger signal)를 나오게 한다. 여기서 1번 카운터는 파형 출력(프린터헤더 제어)을 위한 트리거(trigger)로 사용하며, 2번 카운터는 LED를 키기(ON) 위함(LED drive를 제어)이다. 여기서 LED를 키고, CCD카메라로 잉크방울을 촬영하게 된다. 2번 카운터는 1번 카운터로부터 T1만큼의 시차를 주고 촬영하여 노즐로부터 분사되는 잉크가 마치 T1시간에서 정지한 것(도 4 참조)처럼 화면에 보이게 된다. 도 4에 도시된 바와 같이 이러한 T1을 T2로 변경시키면 잉크가 마치 시간 에 따라서 떨어지는 것처럼(잉크방울이 T1에서 T2의 위치로 낙하한 것처럼) 보이게 된다. 이러한 방법을 이용하여 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 산출할 수 있는 것이다. 부가적으로 도 3의 DPN(driver-per-nozzle) driver는 멀티노즐에 있어서 다수의 노즐의 각각을 제어하는 드라이버에 해당되며, Frame grabber는 텔레비전(TV), CCD 카메라 등과 같은 영상 매체를 통해 나타나는 아날로그 영상 신호를 샘플당 정의된 비트로 디지털화하여 개인용 컴퓨터(PC)가 처리할 수 있는 신호로 바꾸어 주는 영상 장비를 의미한다.
도 4에 도시된 것을 참조로, 잉크방울의 속도는 아래의 간단한 수학식으로부터 산출할 수 있다. (여기서 는 잉크방울의 낙하속도를 나타낸다)
또한, 잉크방울의 면적은 CCD화면에서 스레숄딩작업을 수행한 후 픽셀(pixel)의 수로 계산이 가능하며, 마찬가지로 잉크방울의 직경(diameter) 또는 반경을 산출할 수 있으며, 이로부터 잉크방울의 체적(volume)을 산출할 수 있는 것이다. 여기서 관심영역(ROI)은 촬영된 이미지에서 지정하고 T1 및 T2를 조절(Trigger delay)하면서 기 지정된 관심영역 안에 잉크방울이 위치하게 할 수 있을 것이다.
도 2와 관련하여 본 발명에 따른 잉크방울의 속도 및/또는 체적의 측정을 위한 프로그램을 상술하면, 마우스를 이용하여 관심영역(ROI)을 그릴 수 있는 ROI아이콘(1)에서 관심영역(ROI)을 각종 도형 모양(바람직하게는 직사각형)으로 그릴 수 있으며, 주파수(frequency)아이콘(2)은 잉크방울의 파형(waveform)을 출력하기 위한 트리거(trigger)신호(1번 카운터)의 주파수를 결정한다. 예를 들어 주파수를 30kHz로 조절한다면 30kHz의 잉크방울이 헤더로부터 토출된다. 트리거 딜레이(trigger delay) 및 듀티(duty) 아이콘(3)의 집합에 관하여 설명하면, 트리거 딜레이 아이콘은 파형을 출력하기 위한 트리거신호에 딜레이(delay)를 변화시킬 수 있는 아이콘이다. 이 딜레이(delay)된 디지털 신호는 LED 드라이브(도 3의 LED drive 참조)에 입력되어 LED의 점등을 제어하게 된다. 이를 이용하면 잉크방울이 마치 T1 또는 T2의 시간에서 정지한 것처럼 보이게 된다. 또한, 듀티(duty)아이콘을 이용하여 LED의 밝기도 조절할 수 있도록 하였다.
시간(time)아이콘(4)은 잉크방울의 속도를 측정하기 위한 기준시간 즉 트리거 시간(T1, T2)을 입력한다. 입력된 시간(T1, T2)에 따라서 잉크방울의 위치를 측정(도 4 참조)하게 된다. 지정된 관심영역(ROI 아이콘(1)을 통한 관심영역의 지정) 및 입력된 시간(시간 아이콘(4)에서 이루어짐)을 통한 속도 및 직경 연산(measure)아이콘(5)을 사용자가 누르면 디스플레이(display) 아이콘(6)에 잉크방울의 속도 및 직경이 표시되게 된다.
상기 연산아이콘(5)에서는 미리 시간(T1, T2)가 정해지면 이를 이용하여 T1, T2별 2개의 다른 이미지가 생성되며, 이들 2개의 이미지를 이미지 프로세싱을 거쳐 속도 및 체적을 구하기 위해 두 개의 트리거 딜레이(trigger delay)를 정할 수 있게 한다. 여기서, 멀티노즐인 경우 모든 노즐에서의 잉크방울이 관심영역(ROI)에 올 수 있어야 이미지 조정이 가능하므로 T1, T2를 적절히 입력하여야 한다. 또한 관심영역(ROI)의 저장 및 삭제아이콘(7)은 촬영된 이미지의 메인화면에서 관심영역을 서브화면(별도의 화면)에서 활성화시켜 서브화면상에서 이미지 프로세싱 할 것을 결정하는 아이콘에 해당된다. 즉 관심영역의 저장(ROI_SAVE)버튼을 누르면 상기 메인화면에서 서브화면으로 가져가게 되고, 관심영역의 삭제(ROI_ERASER)를 누르면 상기 메인화면상에서 관심영역을 삭제하고, 상기 서브화면에서 관심영역을 이미지 프로세싱(스레숄딩 등), 잉크방울의 속도 및/또는 직경 등을 측정하는 아이콘에 해당된다.
도 2의 파형발생기(waveform generator)에서 생성된 파형을 기초로 상술한다. 상기한 방법에 의해 측정된 잉크방울의 속도 및/또는 체적(generated output)과 원하는 잉크방울의 속도 및/또는 체적의 값(design waveform)을 상호 비교하는 파형을 도 5에 도시하였다. 즉, 도 2의 파형 수정(modify waveform) 아이콘(8)을 클릭하면, 도 5와 같은 실제파형(generated output) 및 기준파형(design waveform)이 나타나며, 헤더 드라이브에 공급되는 전압의 크기를 조정(좌측의 waveform 아이콘에서 volt 조정)하여 실제파형을 기준파형과 동일하도록 반복하여 보정한다. 여기서 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압의 크기를 세게할 경우 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 증가시킬 수 있을 것이며, 전압의 크기를 약하게 할 경우 그 반대일 것이다. 도 6과 같은 다중노즐의 경우 기준값에 만족하면 다른 노즐의 속도 및/또는 체적을 측정한 후 기준값과 비교하여 전압을 다시 조정한다. 도 5의 좌측의 waveform에서 시간(time)과 전압(volt)은 실제 측정된 잉크방울의 속도 및/또는 체적(generated output)의 양과 기준값을 비교하여 사용자에 의해 전압을 조 정하는 항목에 해당된다.
상기한 방법을 사용하여 다중노즐이 구비된 프린터헤더 중 어느 하나의 노즐에 있어서 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 위하여 전압을 조정하고, 이후에는 다른 노즐로 위치를 옮겨 동일한 것을 반복하여 도 2의 DPN driver를 통하여 모든 노즐에서의 특성을 같도록 한다. 여기서 어느 하나의 노즐에서 분사되는 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 사용자에 의하여 수동으로 보정한 후 이후의 모든 단계 즉 관심영역(ROI)지정(측정된 노즐로부터 인접 노즐까지의 거리의 수치입력을 통한 자동지정), 이미지 프로세싱(스레숄딩값의 프로그램화 등), 잉크방울의 속도 및/또는 체적의 측정, 기준 속도 및 체적과의 비교를 통한 전압조정 단계(헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압의 보정) 등은 모두 자동적으로 처리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이를 통하여 다수의 노즐 또는 DPN(Driver-per-Nozzle) 드라이버가 존재하는 경우 빠른 시간내에 제어할 수 있을 것이다.
도 1a 및 1b는 잉크방울의 속도 및/또는 체적을 측정하기 위한 시스템 및 블록도.
도 2는 본 발명에 따라 촬영된 이미지 및 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하기 위한 프로그램화된 화면을 나타내는 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하기 위한 제어도.
도 4는 본 발명에 따른 시간변화에 따른 잉크방울의 위치를 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 잉크방울의 실제 파형과 기준 파형의 비교를 나타내는 예시도.
도 6는 본 발명에 따른 다중노즐에서 분사된 잉크방울들에서 다수의 관심영역을 지정한 예를 보이는 예시도.

Claims (8)

  1. 잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울을 카메라로 촬영하는 단계;
    상기 카메라에서 촬영된 이미지를 컴퓨터에 저장하는 단계;
    상기 저장된 이미지 중 관심영역(ROI)을 지정하는 단계;
    상기 관심영역에 해당하는 부분만을 이미지 프로세싱(image processing)하는 단계;
    상기 이미지 프로세싱된 잉크방울의 위치차를 이용하여 속도를 측정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 속도를 측정하는 단계 이후 기준 속도값과 비교하여 실제속도와 기준 속도값이 일치하도록 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압을 변화시켜 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관심영역(ROI)을 지정하는 단계는 한 개 이상의 관심영역을 지정하여 이미지 프로세싱(image processing)하는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이미지 프로세싱은 사용자에 의한 지정 또는 프로그램상에서 지정된 스레숄딩값(thresholding value) 중 상기 스레숄딩값 이하의 이미지는 블랙으로 상기 스레숄딩값 초과의 이미지는 화이트로 변환되는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 관심영역은 면적을 갖는 직사각형, 삼각형, 원형, 타원 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관심영역은 사용자에 의해 마우스로 화면상에 그려지거나, GUI에서 수치로 입력 가능한 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정 방법.
  7. 잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하는 방법에 있어서,
    컴퓨터 프로그램상에서 활성화된 카메라에 의해 촬영된 이미지 중 관심영 역(ROI)을 나타낸 후, 상기 관심영역에 해당하는 부분만 이미지 프로세싱(image processing)하여 잉크방울의 위치차 및 면적을 이용하여 잉크방울의 속도 및 체적을 측정하는 것을 특징으로 하는 상기 잉크방울의 속도 및 체적 측정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 잉크방울의 속도 및 체적을 측정한 이후 기준 속도 및 체적값과 비교하여 실제속도 및 체적값과 기준 속도 및 체적값이 일치하도록 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압을 변화시켜 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 및 체적 측정방법.
KR1020070130506A 2007-12-13 2007-12-13 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법 KR100917993B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070130506A KR100917993B1 (ko) 2007-12-13 2007-12-13 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070130506A KR100917993B1 (ko) 2007-12-13 2007-12-13 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090063001A KR20090063001A (ko) 2009-06-17
KR100917993B1 true KR100917993B1 (ko) 2009-09-18

Family

ID=40992168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070130506A KR100917993B1 (ko) 2007-12-13 2007-12-13 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100917993B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240076630A (ko) 2022-11-22 2024-05-30 한국생산기술연구원 광회절법을 이용한 잉크젯 액적 측정 장치 및 그 방법
KR20240077181A (ko) 2022-11-24 2024-05-31 한국생산기술연구원 광회절법을 이용한 멀티 노즐 잉크젯 액적 모니터링 장치 및 그 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101285158B1 (ko) * 2010-01-15 2013-07-17 주식회사 엘지화학 컬러필터 잉크막의 잔막율 측정 방법 및 이를 이용한 컬러필터 잉크막의 두께 예측 방법
WO2016137501A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Hewlett-Packard Development Company , L. P. Drop velocity aberrancy detection
CN115817016B (zh) * 2023-01-30 2023-07-21 苏州希盟科技股份有限公司 一种喷墨打印状态检测装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028696A (ja) 2001-07-17 2003-01-29 Canon Inc 液滴量測定方法、液滴量測定装置及びそれを備えたインクジェットプリンタの製造システム
KR20040076584A (ko) * 2003-02-25 2004-09-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 구동 파형 결정 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기
KR100781997B1 (ko) 2006-08-21 2007-12-06 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003028696A (ja) 2001-07-17 2003-01-29 Canon Inc 液滴量測定方法、液滴量測定装置及びそれを備えたインクジェットプリンタの製造システム
KR20040076584A (ko) * 2003-02-25 2004-09-01 세이코 엡슨 가부시키가이샤 구동 파형 결정 장치, 전기 광학 장치 및 전자 기기
KR100781997B1 (ko) 2006-08-21 2007-12-06 삼성전기주식회사 잉크젯 헤드의 캘리브레이션 방법 및 그 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240076630A (ko) 2022-11-22 2024-05-30 한국생산기술연구원 광회절법을 이용한 잉크젯 액적 측정 장치 및 그 방법
KR20240077181A (ko) 2022-11-24 2024-05-31 한국생산기술연구원 광회절법을 이용한 멀티 노즐 잉크젯 액적 모니터링 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090063001A (ko) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100917993B1 (ko) 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도 및 체적측정방법
DE69920571T2 (de) Drucker, Resttintenüberwachungsverfahren, und Aufzeichnungsträger
Hutchings et al. High speed imaging and analysis of jet and drop formation
KR101340628B1 (ko) 파형 정형 인터페이스
KR100901075B1 (ko) 잉크젯 프린터 헤드의 제팅특성 평가 장치 및 방법
US20060071957A1 (en) Droplet visualization of inkjetting
KR101818695B1 (ko) 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄 방법
JPH05149769A (ja) インクジエツト記録ヘツドのインク噴射体積測定方法および測定装置
KR101095366B1 (ko) 잉크방울의 거동 분석 시스템 및 이를 이용한 잉크방울 거동 분석 방법
KR100927696B1 (ko) 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도측정방법
KR101095369B1 (ko) 잉크방울의 메니스커스 측정 방법
KR101151661B1 (ko) 고속 카메라를 이용한 이미지 분석 방법
KR101178419B1 (ko) 잉크 방울의 거동 분석 방법
CN114393925A (zh) 用于喷墨打印的墨滴观测系统、观测系统及调控方法
WO2009128572A1 (en) Printing system
JP2021133572A (ja) 情報処理方法、学習モデルの生成方法、及び、制御装置
JP2019181831A (ja) 液滴検出装置、液滴検出方法及び液滴検出プログラム、並びにインクジェットプリンタ
KR101509046B1 (ko) 빌트인 캐드 인쇄 전자 시스템의 프린팅 방법
US20230415477A1 (en) Ejection State Determination Method, Ejection State Determination Apparatus, And Non-Transitory Computer-Readable Storage Medium Storing Ejection State Determination Program
JP4013869B2 (ja) 液体分注装置
WO2017170463A1 (ja) インクジェット記録装置システムおよびその制御方法
KR101507917B1 (ko) 빌트인 캐드 인쇄 전자 시스템
US20230415478A1 (en) Method Of Determining Ejection State
Kipman et al. A strobe-based inspection system for drops-in-flight
Lopez et al. Transient phenomena during drop formation in DOD printing

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130625

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140701

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150710

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170828

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180627

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190906

Year of fee payment: 11