KR100927696B1 - 잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도측정방법 - Google Patents

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 촬영된 이미지를 컴퓨터에 저장하는 단계; 상기 저장된 이미지 중 소정의 프로그램에서 잉크방울을 포함한 원하는 부분 을 라인(line)으로 지정하는 단계; 상기 라인으로 지정된 부분 중 상기 잉크방울에서 테두리 검출(edge detection)하는 단계; 상기 테두리 검출 단계에서 선정된 잉크방울에서 이미지 프로세싱하는 단계; 및 상기 이미지 프로세싱 수행 후 잉크 방울의 속도를 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 잉크방울의 속도측정방법에 있어서 종래 잉크방울의 면적 즉 2차원 평면을 이미지 프로세싱하여 잉크방울의 속도를 측정하는 방법과 달리 1차원인 직선만을 이미지 프로세싱하는 방법으로 잉크방울의 신속한 속도측정이 가능하게 된다.

잉크방울, 프린트헤더, 스레숄딩값, 라인.

Description

잉크젯프린터기에 있어서 잉크방울의 속도측정방법{Method for determining ink drop velocity of printhead}

본 발명은 잉크젯 프린터기에 있어서 잉크 방울의 속도 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1차원인 직선만을 이미지 프로세싱하는 방법으로 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 속도의 측정과 전압 조정 등이 반복적으로 이루어져 모든 노즐의 특성을 균일하게 만들어야 한다. 그러나 실제 양산 에 적용하려면 방울의 속도를 측정하고 조정하는 것이 신속하게 이루어지지 않으면 생산성이 저하된다. 즉, 모든 노즐에서의 잉크 방울의 속도 측정이 요구된다. 이렇게 측정된 속도로 각 노즐의 특성이 동일하도록 전압조정을 통하여 원하는 정도까지 반복한다. 이때 제조 장비의 생산성을 높이기 위해서는 신속하게 잉크방울의 속도를 측정하는 것이 필요하다.

또한 잉크의 점도(Viscosity), 프린트헤더, 프린팅속도, 프린팅 환경 등의 영향에 따라 프린팅 탄착위치 정밀도에 영향을 주게 된다. 각 노즐에서 분사되는 잉크 방울 측정 모니터링을 통하여 프린팅의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이를 위하여 잉크방울을 측정하는 기술도 잉크젯을 이용한 생산 장비와 더불어 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 초당240개의 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 위 하여 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 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. 모든 잉크젯을 이용한 생산 장비에는 각 노즐에서의 잉크방울의 낙하 속도를 같게 헤더 드라이브에 공급되는 전압을 조절한 이후에 실제 생산 공정이 이루어진다. 이러한 노즐의 수 역시 생산성을 높이기 위하여 많아지고 있으므로 각 노즐에서의 잉크의 속도측정을 신속히 하는 것이 필수적이게 된다. 본 발명에서는 잉크방울의 속도를 측정하기 위해 기존의 면적 즉 2차원 평면을 이미지 프로세싱하여 잉크방울의 속도를 측정하는 방법과 달리 1차원인 직선만을 이미지 프로세싱하여 그 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 촬영된 이미지를 컴퓨터에 저장하는 단계; 상기 저장된 이미지 중 소정의 프로그램에서 잉크방울을 포함한 원하는 부분을 라인(line)으로 지정하는 단계; 상기 라인으로 지정된 부분 중 상기 잉크방울에서 테두리 검출(edge detection)하는 단계; 상기 테두리 검출 단계에서 선정된 잉크방울에서 이미지 프로세싱하는 단계; 및 상기 이미지 프로세싱 수행 후 잉크 방울의 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 포함한다.

상기 라인을 지정하는 단계는 다수의 잉크노즐로부터 다수열의 잉크방울이 낙하되는 경우 각각의 노즐별로 라인을 지정한 후 동시에 이미지 프로세싱(image processing)한다.

상기 라인 지정 단계에서 라인을 지정할 때에는 낙하되는 잉크방울의 낙하 궤적이 불규칙적일 경우, 적어도 하나이상의 라인을 그릴 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 이미지 프로세싱은 이미지 프로세싱 작업 중 사용자에 의한 지정 또는 프로그램상에서 지정된 스레숄딩값(thresholding value)을 통하여 처리하며, 상기 라인 지정단계에서 라인은 사용자에 의해 마우스로 화면상에 그려지거나, GUI에서 수치로 입력 가능한 것을 특징으로 한다.

잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도를 측정하는 방법에 있어서, 컴퓨터 프로그램상에서 활성화된 카메라에 의해 촬영된 이미지 중 잉크방울을 포함하여 라인을 지정한 후, 상기 라인이 지정된 잉크방울 부분만 이미지 프로세싱(image processing)하여 잉크방울의 위치차를 이용하여 잉크방울의 속도를 측정하는 것을 특징으로 하며, 상기 잉크방울의 속도를 측정한 이후 기준 속도값과 비교하여 실제 속도값과 기준 속도값이 일치하도록 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압을 변화시켜 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 라인에서의 테두리 검출(edge detection)의 이미지 프로세싱기술을 잉크 방울 속도측정에 적용하여 잉크 방울의 속도 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 각각 복수개의 라인(line) 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. 결국 잉크방울의 낙하궤적을 기초로 한 잉크방울의 속도측정방법에 있어서 기존의 잉크방울의 면적 즉 2차원 평면을 이미지 프로세싱하여 잉크방울의 속도를 측정하는 방법과 달리 1차원인 직선만을 이미지 프로세싱하는 방법으로 기존의 방법과는 근본적으로 다른 신속한 속도측정이 가능하다.

노즐에서 분사되는 잉크방울상태를 관찰할 수 있는 모니터링 광학계가 헤더와 연동하여 실시간으로 분사상황을 확인할 수 있는 시스템을 도 4에 도시하였다. 도 4를 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 속도를 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 통한 잉크방울을 관찰 및 제어하는 것이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(CCD 카메라)로 촬영된 이미지 전체를 컴퓨터로 불러들여 이미지 전체를 프로세싱(image processing)하는 것이 아니라 원하는 부분 즉, 잉크방울을 포함하여 잉크의 운동방향을 따라 라인(line, 도 2a 및 도 2b 참조)을 그리고 도시된 상기 라인을 따라 이미지 프로세싱을 통하여 잉크방울의 속도를 측정하면 프로세싱하는 영역이 줄어들어 빠른 연산이 가능하다. 상기 라인을 지정함에 있어서 다중노즐에 의해 잉크방울이 분사되는 경우 각 노즐에서 낙하되는 각각의 잉크방울의 속도의 측정을 동시에 하는 것이 가능하다(도 7 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 라인에서 임계값(문턱값, threshold value)을 지정하여 스레숄딩작업을 통하여 잉크의 위치를 계산하고 이를 통하여 낙하되는 잉크방울의 속도를 계산한다 (도 3a 및 도 3b 참조).

상기 측정된 이미지에서 라인(line)을 정의하여 정의된 라인에서만 프로세스 하도록 함으로써 컴퓨팅 리소스(Resource)의 낭비를 줄일 수 있는 것이다. 화소의 밝기(Pixel Intensity)값에 의하여 지정된 라인(line)내의 잉크방울에서의 스레숄딩(Thresholding)에 의한 이미지 분할(잉크방울의 분할)은 간단하지만 강력한 방법이 된다.

잉크방울의 분석을 위해 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이 이미지에서 라인(line)을 그리고 잉크방울과 상기 라인(line)의 접점을 선정한 후 상기 접점에서 스레숄딩(thresholding)한다. 더욱 상세하게는 도 5에 도시된 바와 같이 잉크방울에 관련된 부분에서 라인(line)을 그린다. 상기 라인을 그림에 있어서, 사용자가 마우스로 화면상에 직접 그리거나, GUI (graphical user interface)에서 수치로 입력이 가능하도록 한다.

잉크방울을 스레숄딩(thresholding)하는 과정을 상술하면 도 2a의 확대도, 3a, 3b 및 도 5에 도시된 바와 같이 라인(line)내의 잉크방울을 포함한 접점에서 0 내지 255 픽셀의 화소(명암)값을 갖는다. 도 2a의 확대도와 관련하여, 도 2a의 좌측확대도는 낙하하는 잉크방울과 라인의 접점을 확대한 것에 해당하고, 도 2b의 우측확대도는 라인 대비 잉크방울의 미소 지점에 따른 화소(명암)값의 변화를 나타낸 것에 해당한다. 도 2a의 두 개의 확대도를 참고하면, 낙하하는 잉크방울을 카메라로 촬영된 이미지에 잉크방울을 포함한 라인을 지정하면 잉크방울이 감지된 영역에서 라인을 따라 화소(명암)값이 급격히 변한 구간(예를 들어, 도 2a의 우측확대도 중 화소값의 변화선과 점선의 교차점)이 생기게 된다. 즉, 사용자에 의해 소정의 스레숄딩값(thresholding value)을 지정(또는 프로그램화로 인한 자동지정)하면 잉 크가 존재하는 경우 배경 이미지에 비해서 화소값이 급격하게 변하게 된다. 여기서 급변하는 구간에 대하여 소정의 스레숄딩값을 지정하면 급격히 변하는 점의 위치의 측정이 가능하며, 이를 잉크의 위치로 사용할 수 있게 된다. 이와 같은 이미지프로세싱을 통하여 급변하는 점(라인과 잉크방울의 접점)을 디텍딩(detecting)하면 잉크 방울의 위치를 측정할 수 있게 된다. 도 2a의 우측확대도에서와 같이 잉크가 존재하면 변하는 점이 2개가 존재 하게 된다. 이때 2개 중에서 일관성 있게 1개를 선정하여 위치를 구하면 된다. 도 2a에서는 마지막점을 이용하여 구한 예를 보여준다. 이렇게 구한 이미지의 edge부분으로 구한 잉크방울의 enter X 픽셀(pixel)과 Y 픽셀(pixel)의 위치차를 이용하여 속도를 측정할 수 있게 된다. 여기서 스레숄딩값(thresholding value)은 사용자의 지정에 의해 임의로 선정하거나 프로그램화하여 자동적으로 선정할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 카메라의 배율이 적어 다수의 노즐에서 분사되는 잉크방울이 동시에 촬영되는 경우 잉크방울별로 각각 라인을 지정하여 속도를 동시에 계산이 가능하다.

[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, 이미지 저장 기능, 잉크방울을 포함한 라인(line)의 지정, 스레숄딩(thresholding) 및 카운터(counter)등을 제어 하여 잉크 방울 토출과 동기화를 시킨 LED발광을 나오게 하는 기능 등을 수행할 수 있도록 소프트웨어를 제작한다.

보다 상술하면, 도 4에 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. LED의 점등을 잉크 토출로부터 동기화시키고 동시에 정해진 시간 만큼 delay를 주기 위하여 2번 카운터는 1번 카운터로부터 T1만큼의 시차를 주고 촬영하여 노즐로부터 분사되는 잉크가 마치 T1시간에서 정지한 것(도 3a, 3b 및 도 5 참조)처럼 화면에 보이게 된다. 도 5에 도시된 바와 같이 이러한 T1을 T2로 변경시키면 잉크가 마치 시간에 따라서 떨어지는 것처럼(잉크방울이 T1에서 T2의 위치로 낙하한 것처럼) 보이게 된다. 이러한 방법을 이용하여 잉크방울의 속도를 산출할 수 있는 것이다. 부가적으로 도 4의 DPN(driver-per-nozzle) driver는 멀티노즐에 있어서 다수의 노즐의 각각을 제어하는 드라이버에 해당되며, Frame grabber는 CCD 카메라의 아날로그 영상 신호를 샘플당 정의된 비트로 디지털화하여 개인용 컴퓨터(PC)가 처리할 수 있는 신호로 바꾸어 주는 영상 장비를 의미한다.

도 3a, 3b 및 도 5에 도시된 것을 참조로, 잉크방울의 속도는 아래의 간단한 수학식으로부터 산출할 수 있다. (여기서 는 잉크방울의 낙하속도를 나타낸다)

여기서, 상기 낙하거리는 T1일 때 잉크방울과 지정한 라인의 접점에서 스레숄딩작업을 수행한 후 잉크 방울의 위치를 얻고, T2일 때 T1과 같은 방법을 수행하여 위치를 얻은 후 시간차에 대한 낙하거리를 산출할 수 있다.

여기서 잉크방울을 포함한 상기 라인을 그릴 때 촬영된 이미지에서 라인을 지정하고 T1 및 T2를 조절(Trigger delay)하면서 상기 지정된 라인을 사용자가 움직이면서 지정된 라인 안에 잉크방울이 위치하게 할 수 있다.

부가적으로 상기 라인을 지정함에 있어서, 잉크방울의 낙하궤적을 확인하고 그려준다. 도 2b는 시간 변화에 따른 잉크방울을 촬영한 화면만 나타낸 예시도에 해당하는 것으로, 도시된 바와 같이 한 개의 잉크 방울에서 한 개 이상의 라인을 그려주어 이미지 프로세싱할 때 테두리검출(edge detection)하는 알고리즘을 사용할 수도 있다. 즉, 다수의 라인을 지정하고 이미지 프로세싱을 통하여, 시간 T1의 edge point와 T2의 edge point를 검출(detecting)할 수 있는 것이다. 이러한 방법은 잉크방울의 낙하궤적이 불규칙적일 경우에 한 개의 라인만을 사용하여 이미지프로세싱을 거친 후 잉크방울의 좌표를 선정하기는 어려운 면이 있으나, 다수개의 라인을 지정하여 T1 및 T2일 때 각각의 잉크방울의 좌표를 선정할 수 있는 이점이 있을 것이다.

도 2a와 관련하여 본 발명에 따른 잉크방울의 속도의 측정을 위한 프로그램을 상술하면, 마우스를 이용하여 라인(line)을 그릴 수 있는 라인아이콘(1)에서 라 인을 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(라인아이콘(1)을 통한 라인의 지정) 및 입력된 시간(시간 아이콘(4)에서 이루어짐)을 통한 속도 연산(measure)아이콘(5)을 사용자가 누르면 디스플레이(display) 아이콘(6)에 잉크방울의 속도가 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 속도를 구한다. 여기서, 멀티노즐인 경우 모든 노즐에서의 잉크방울이 각각의 라인에 올 수 있어야 이미지 조정이 가능하므로 T1, T2를 적절히 입력하여야 한다.

상기한 방법에 의해 측정된 잉크방울의 속도(generated output)와 원하는 잉 크방울의 속도(design waveform)를 상호 비교하는 파형을 도 6에 도시하였다 (도 4의 Waveform generator에 의한 생성).

여기서 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압의 크기를 세게 할 경우 잉크방울의 속도를 증가시킬 수 있을 것이며, 전압의 크기를 약하게 할 경우 그 반대일 것이다. (도 6은 파형 전압의 세기와 잉크 방울의 관계를 보여준다)

도 7과 같은 다중노즐의 경우 기준값에 만족하면 다른 노즐의 속도를 측정한 후 기준값과 비교하여 전압을 다시 조정한다. 도 6의 좌측의 waveform에서 시간(time)과 전압(volt)은 실제 측정된 잉크방울의 속도(generated output)의 양과 기준값을 비교하여 알고리즘에 의해 자동으로 조정하는 항목에 해당된다.

상기한 방법을 사용하여 다중노즐이 구비된 프린터헤더 중 어느 하나의 노즐에 있어서 잉크방울의 속도를 위하여 전압을 조정하고, 이후에는 다른 노즐로 위치를 옮겨 동일한 것을 반복하여 도 4의 DPN driver를 통하여 모든 노즐에서의 특성을 같도록 한다. 여기서 어느 하나의 노즐에서 분사되는 잉크방울의 속도를 사용자에 의하여 수동으로 보정한 후 이후의 모든 단계 즉 라인지정(측정된 노즐로부터 인접 노즐까지의 거리의 수치입력을 통한 자동지정), 이미지 프로세싱(스레숄딩값의 프로그램화 등), 잉크방울의 속도의 측정, 기준 속도의 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 시간 내에 제어할 수 있을 것이다.

도 1a 및 1b는 잉크방울의 속도를 측정하기 위한 시스템 및 블록도.

도 2a 및 2b는 본 발명에 따라 촬영된 이미지 및 잉크방울의 속도를 측정하기 위한 프로그램화된 화면을 나타내는 예시도.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 잉크방울의 속도를 측정하기 위한 라인, 이미지프로세싱의 일부를 나타낸 예시도.

도 4는 본 발명에 따른 잉크방울의 속도를 측정하기 위한 제어도.

도 5는 본 발명에 따른 시간변화에 따른 잉크방울의 위치를 나타내는 예시도.

도 6은 본 발명에 따른 잉크방울의 실제 파형의 제어 예시도.

도 7은 본 발명에 따른 다중노즐에서 분사된 잉크방울들에서 다수의 라인을 지정한 예를 보이는 예시도.

Claims (8)

1. 잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도를 측정하는 방법에 있어서,

   상기 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울을 카메라로 촬영하는 단계;

   상기 촬영된 이미지를 컴퓨터에 저장하는 단계;

   상기 저장된 이미지 중 소정의 프로그램에서 잉크방울을 포함한 원하는 부분을 라인(line)으로 지정하는 단계;

   상기 라인으로 지정된 부분 중 상기 잉크방울에서 테두리 검출(edge detection)하는 단계;

   상기 테두리 검출 단계에서 선정된 잉크방울에서 이미지 프로세싱하는 단계; 및

   상기 이미지 프로세싱 수행 후 잉크방울의 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 라인을 지정하는 단계는 다수의 잉크노즐로부터 다수열의 잉크방울이 낙하되는 경우 각각의 노즐별로 라인을 지정한 후 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 이미지 프로세싱 작업 중 사용자에 의한 지정 또는 프로그램상에서 지정된 스레숄딩값(thresholding value)을 통하여 처리하는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 라인 지정 단계에서 라인을 지정 할 때에는 낙하되는 잉크방울의 낙하궤적이 불규칙적일 경우, 적어도 하나이상의 라인을 그릴 수 있는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 라인 지정단계에서 라인은 사용자에 의해 마우스로 화면상에 그려지거나, GUI에서 수치로 입력 가능한 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정 방법.
7. 잉크젯 프린터기의 프린터헤더에서 분사되는 잉크방울의 속도를 측정하는 방 법에 있어서,

   컴퓨터 프로그램상에서 활성화된 카메라에 의해 촬영된 이미지 중 잉크방울을 포함하여 라인을 지정한 후, 상기 라인이 지정된 잉크방울 부분만 이미지 프로세싱(image processing)하여 잉크방울의 위치차를 이용하여 잉크방울의 속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 상기 잉크방울의 속도측정방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 잉크방울의 속도를 측정한 이후 기준 속도값과 비교하여 실제 속도값과 기준 속도값이 일치하도록 헤더 드라이브(head drive)에 공급되는 전압을 변화시켜 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크방울의 속도 측정방법.

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