KR102012410B1 - 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법 - Google Patents

잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102012410B1
KR102012410B1 KR1020170148082A KR20170148082A KR102012410B1 KR 102012410 B1 KR102012410 B1 KR 102012410B1 KR 1020170148082 A KR1020170148082 A KR 1020170148082A KR 20170148082 A KR20170148082 A KR 20170148082A KR 102012410 B1 KR102012410 B1 KR 102012410B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
signal
residual vibration
diagnostic
piezoelectric element
Prior art date
Application number
KR1020170148082A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190052415A (ko
Inventor
김현식
한관영
Original Assignee
단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
(주)에스티아이
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 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단, (주)에스티아이 filed Critical 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority to KR1020170148082A priority Critical patent/KR102012410B1/ko
Publication of KR20190052415A publication Critical patent/KR20190052415A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102012410B1 publication Critical patent/KR102012410B1/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
    • B41J2/0451—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits for detecting failure, e.g. clogging, malfunctioning actuator
    • 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
    • B41J2/04541—Specific driving circuit
    • 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
    • B41J2/04581—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 압전소자를 이용하는 잉크젯 헤드의 정밀 제어를 위해 구동전압펄스를 다양하게 생성할 수 있는 잉크젯 헤드 구동 제어 시스템 및 방법에 관한 기술로서, 구동전압펄스에 대응하여 구동되는 압전소자와, 압전소자의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 신호검출부와, 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 비교신호 생성부와, 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 신호비교부와, 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되지 못하면 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 자가진단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법 {Self Diagnosis System and Method of Inkjet Head}
본 발명은 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압전소자를 이용하는 잉크젯 헤드의 비정상 상태 발생을 구동 중 실시간으로 검출할 수 있는 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법에 관한 기술이다.
잉크젯 프린터의 기본 동작 원리는 가느다란 관으로 된 노즐을 구비하는 잉크 챔버에 잉크를 채운 뒤 짧은 시간동안에 잉크 챔버 내부에서 압력을 발생시켜 노즐을 통해 잉크 방울을 분사하는 것이다.
잉크젯 프린터는 크게 압전(piezoelectric)방식과 가열(thermal)방식으로 구분할 수 있다. 압전방식은 노즐이 있는 잉크 챔버 내에 부착된 압전체의 진동운동이 액추에이터(actuator)로서 작용하여 압축, 팽창 작용으로 잉크를 분사하는 원리이다. 한편, 가열방식은 저항을 갖는 박막 히터에 전기를 인가하여 순간적으로 생성되는 기포(bubble)가 액추에이터로서 작용하여 잉크를 분사한다.
압전방식 잉크젯 프린터는 사무실용 프린터로부터 산업용 그리고 제조 공정의 도구로까지 그 응용 범위가 점차 넓어지고 있다.
잉크젯 헤드는 기포 발생, 잉크 분해(Ink degradation), 잉크젯 디스펜서의 노화, 노즐 막힘(Blockage of nozzle), 노즐 닫힘(Nozzle clogging) 등의 원인으로 잉크가 정상적으로 분사되지 않을 수 있다.
종래에는 잉크젯 헤드의 이상을 진단하기 위해 영상장비와 같은 수단이 동원되었다. 그러나, 영상장비를 이용한 진단방법은 영상장비를 배치하기위한 상당한 공간과 별도의 분석 시스템을 요구하는 문제를 가지고 있었다.
한국공개특허공보 특1998-040818 : 잉크 젯 프린터의 자기진단 수행방법
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 압전소자를 이용하는 잉크젯 헤드의 비정상 상태 발생을 구동 중 실시간으로 검출할 수 있는 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 잉크젯 헤드의 노즐 상태 및 이상 유무 진단 회로와 압전소자의 구동전압펄스를 생성하는 회로가 공유되는 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 잉크젯 헤드 자가진단 장치는, 구동전압펄스에 대응하여 구동되는 압전소자와, 상기 압전소자의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 신호검출부와, 상기 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 비교신호 생성부와, 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 신호비교부와, 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되지 못하면 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 자가진단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호검출부는 상기 압전소자에 구동전압펄스를 입력하는 선로와 병렬로 연결되며, 상기 압전소자에 대응되는 전기에너지를 소모하는 수동소자를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 신호검출부는 상기 압전소자의 출력전압신호와 상기 수동소자의 출력전압신호에서 고주파 영역을 추출하고, 상기 압전소자의 출력전압신호에서 상기 수동소자의 출력전압신호를 차감하는 하이패스필터링을 실시하는 것으로 상기 잔여진동전압신호를 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 잔여진동전압신호(
Figure 112017110852043-pat00001
)와 상기 구동전압펄스(
Figure 112017110852043-pat00002
)의 전달함수는 상기 압전소자의 커패시터 값(
Figure 112017110852043-pat00003
)과, 상기 수동소자의 커패시터 값(
Figure 112017110852043-pat00004
)과, 보정 커패터 값(C*)과, 상기 하이패스필터링의 회로 영역(
Figure 112017110852043-pat00005
)에 대한 식을
Figure 112017110852043-pat00006
에 대입하여 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 진단 전압을 생성하기 위한 데이터는 상기 자가진단부가 제공하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 신호비교부는 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 임계감시기와, 상기 임계감시기에 병렬로 연결되는 두 개의 비교기를 포함하고, 상기 진단 전압은 상기 두 비교기의 서로 상이한 극성에 입력되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 잔여진동전압신호는 상기 두 비교기에 상기 진단 전압과 반대되는 극성에 입력되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 구동데이터를 생성하는 중앙제어부와, 상기 구동데이터를 수신하여 대응되는 상기 구동전압펄스를 생성는 펄스생성부를 더 포함하고, 상기 비교신호 생성부는 상기 구동데이터를 수신하여 상기 구동전압펄스의 임계 전압을 생성하고, 상기 신호비교부는 상기 구동전압펄스가 상기 임계 전압에 도달되는지 여부를 감시하고, 상기 잔여진동전압신호와 상기 구동전압펄스는 상기 신호비교부의 동일 입력단을 통해 상기 신호비교부에 입력되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 잉크젯 헤드 자가진단 방법은, 신호검출부가 압전소자의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 단계와, 비교신호 생성부가 상기 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 단계와, 신호비교부가 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 단계와, 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되지 못하면 자가진단부가 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호검출부가 잔여진동전압신호를 획득하는 단계는 상기 압전소자 및 수동소자의 출력전압신호를 획득하는 단계와, 상기 출력전압신호의 고주파 영역을 추출하는 단계와, 상기 압전소자의 출력전압신호에서 상기 수동소자의 출력전압신호를 차감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의한 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법에 따르면 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 압전소자의 구동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호로 잉크젯 헤드의 기포발생, 잉크분해(ink degradation), 잉크젯 디스펜서의 노화, 노즐 막힘(Blockage of nozzle), 노즐 닫힘(Nozzle clogging) 등의 문제를 발생 즉시 검출할 수 있게 된다.
둘째, 신호비교부 및 비교신호생성부가 잉크젯 헤드의 자가진단 및 구동전압펄스를 제어할 때 공유되어 사용되므로 자가진단 회로 및 구동전압펄스 제어회로가 일체화되어 보다 회로가 보다 단순해지고, 생산도 더 용이해지게 된다.
셋째, 구동전압펄스의 극성, 진폭, 지연시간 및 승하강 기울기를 모두 자유롭게 제어하여 아날로그형의 구동전압펄스를 생성할 수 있게 된다.
넷째, 구동전압펄스를 다양한 형태로 가변하여 생성할 수 있기 때문에 종래보다 더욱 정밀한 잉크 분사가 가능하게 된다.
다섯째, 도안을 인쇄하기 위해 시간축 및 전압축을 기준으로 하는 구동데이터가 생성되고, 구동데이터에 대응되는 구동전압펄스가 생성되기 때문에 정확한 공정시간을 예측할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 장치의 구성도.
도 2는 정상 구동된 압전소자의 잔여진동 신호와 비정상 구동된 압전소자의 잔여진동 신호를 대비한 그래프.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 장치의 회로도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호검출부의 세부 회로도.
도 5는 정상상태와 비정상상태의 수동소자 및 압전소자의 신호, 잔여진동전압신호, 신호비교부 신호의 그래프를 대비한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 방법의 순서도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호검출부의 세부 순서도.
도 8은 압전소자를 제어하기 위한 전압펄스의 종류를 나타낸 도면.
도 9는 도 8의 전압펄스에 따른 PEDOT의 정밀도를 나타낸 도면.
도 10은 중앙제어부가 생성한 구동데이터에 다수의 파형 블록 및 다수의 전압 변위점이 포함된 것을 나타낸 도면.
도 11은 한 주기 내에 다수의 파형 블록이 포함된 구동데이터의 실시예를 나타낸 도면.
도 12는 한 주기 내에 단일의 파형 블록이 포함된 구동데이터의 실시예를 나타낸 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 제어 시스템이 제어할 수 있는 펄스의 요소를 나타낸 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동전압펄스 생성 방법의 순서도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 제어 시스템으로 구동전압펄스의 전압, 승강 기울기 및 지연시간의 제어 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 의한 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 장치은 압전방식 잉크젯 헤드의 구동 제어 시스템에 포함된다. 잉크젯 헤드의 구동 제어 시스템은 구동데이터를 생성하는 중앙제어부(110)와, 구동데이터를 수신하여 대응되는 구동전압펄스를 생성는 펄스생성부(120)를 포함한다. 펄스생성부(120)에서 생성된 구동전압펄스는 압전소자(150)에 입력된다.
중앙제어부(110)는 전체 시스템을 통제하는 호스트 시스템(Host system)이며, 메인 CPU 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 장치은 구동전압펄스에 대응하여 구동되는 압전소자(150)와, 압전소자(150)의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 신호검출부(160)와, 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 비교신호 생성부(130)와, 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 신호비교부(140)와, 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되지 못하면 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 자가진단부(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
압전소자(150)는 전압이 가해지면 물리적으로 휨이 발생되며, 압전소자(150)가 물리적으로 휘어지면 이에 대응되는 전압신호가 발생된다. 압전소자(150)는 기계적 구조를 가지므로 휨 발생 후 원래 상태로 복귀될 때 잔여진동이 발생하며, 잔여진동에 대응되는 전압신호도 함께 발생된다. 정상 구동된 압전소자(150)의 잔여진동에 의해 발생된 출력전압신호와, 비정상 구동된 압전소자(150)의 잔여진동에 의해 발생된 출력전압신호를 비교하면, 일반적으로 정상 잔여진동과 비정상 잔여진동은 전압의 크기 및 신호가 상이하게 나타난다(도 2 참조).
비정상의 잔여진동 원인에는 기포발생, 잉크분해(ink degradation), 잉크젯 디스펜서의 노화, 노즐 막힘(Blockage of nozzle), 노즐 닫힘(Nozzle clogging) 등이 있다.
만약 잉크젯 헤드에 노즐 막힘, 기포 발생 등의 문제가 발생되면 압전소자(150)의 구동에 대응하여 잉크가 충분히 분사되지 못하여 잉크젯 헤드의 압력실 압력이 정상적으로 감소되지 않는다. 상기 비정상적인 압력 변화에 의해 압전소자(150)의 잔여진동 크기도 약화된다.
도 3을 참조하면, 신호검출부(160)은 압전소자(150)의 회로와 병렬로 연결되며, 압전소자(150)에 대응되는 수동소자(162)를 포함한다. 압전소자(150)은 구동전압펄스에 의해 구동되므로 실제 출력되는 출력전압신호에는 구동전압펄스 및 잔여진동 신호가 혼합된 상태이다. 이 때, 구동전압펄스는 압전소자(150)에 의해 전기에너지가 저감된 신호이다. 한편, 압전소자(150)의 회로와 병렬로 연결된 수동소자(162)는 압전소자(150)과 동일한 구동전압펄스가 입력되어 출력전압신호를 출력하지만, 이 출력전압신호에는 잔여진동 신호는 포함되지 않는다. 즉, 신호검출부(160)은 압전소자(150) 및 수동소자(162)의 출력전압신호에서 고주파 영역을 추출하고, 압전소자(150)의 출력전압신호에서 수동소자(162)의 출력전압신호를 차감하는 하이패스필터링을 실시하는 것으로 잔여진동전압신호만을 추출할 수 있게 된다.
도 4는 신호검출부(160)의 일 실시예에 따른 회로도이다. 펄스생성부(120)에서 구동전압펄스가 출력되는 선로(
Figure 112017110852043-pat00007
)에 압전소자(150) 및 수동소자(162)가 병렬로 연결되고, 각 소자의 출력단은 신호의 증폭률을 동기화시키는 게인 조정 영역에 연결된다. 게인 조정 영역을 통과한 신호는 하이패스필터링 영역에서 고주파 영역이 추출되고, 차동 증폭 영역에서 두 신호가 차감됨으로써 잔여진동전압신호(
Figure 112017110852043-pat00008
)만 출력된다.
이 실시예의 신호검출부(160) 회로에 따른 전달함수(Transfer Function)는 수학식1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식1]
Figure 112017110852043-pat00009
수학식1에서
Figure 112017110852043-pat00010
는 잔여진동전압신호,
Figure 112017110852043-pat00011
은 구동전압펄스,
Figure 112017110852043-pat00012
는 압전소자(150)의 커패시터 값,
Figure 112017110852043-pat00013
는 수동소자(162)의 커패시터 값, C*은 보정 커패터 값,
Figure 112017110852043-pat00014
은 하이패스필터링의 회로 영역을 의미한다. ω은 주파수이고, j는 허수 단위이다.
보정 커패시터(C*)는 잡음 및 신호의 감도를 조정하는 기능을 한다.
신호검출부(160)에서 출력된 잔여진동전압신호는 신호비교부(140)로 입력된다.
비교신호 생성부(130)은 압전소자(150)의 정상 구동 시 잔여진동전압신호의 전압 크기에 대응되는 값으로 진단 전압을 생성한다. 진단 전압을 생성하기 위한 데이터는 자가진단부(170)이 제공한다. 진단 전압은 압전소자(150)이 정상구동 되었을 때 발생되는 잔여진동전압신호의 전압 크기에 대응된다.
신호비교부(140)은 잔여진동전압신호의 전압 크기와 진단 전압을 비교한다.
신호비교부(140)은 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 임계감시기(144)와, 임계감시기(144)에 병렬로 연결되는 두 개의 비교기(142)(comparator)를 포함한다. 진단 전압은 두 비교기(142)의 서로 상이한 극성에 입력되며, 잔여진동전압신호는 두 비교기(142)에 진단 전압과 반대되는 극성에 입력된다. 즉, 진단 전압은 어느 하나의 비교기(142)의 +단에 연결되고, 다른 하나의 비교기(142)의 ??단에 연결된다. 또한, 잔여진동전압신호는 상기 어느 하나의 비교기(142)의 ??단에 연결되고, 상기 다른 하나의 비교기(142)의 +단에 연결된다.
두 비교기(142)의 출력은 임계감시기(144)에 입력되며, 임계감시기(144)에서 두 비교기(142)의 신호가 결합된다. 두 비교기(142)의 서로 상이한 극성에 진단 전압이 연결됨에 따라, 결합된 신호에는 진단 전압이 양극과 음극에서 부호만 달리하여 동일한 전압으로 평행하게 나타난다. 임계감시기(144)는 양극 및 음극에 평행하여 형성된 진단 전압 값을 잔여진동전압신호의 전압 크기가 도달되는 것을 검출하는 윈도우(window)의 경계로 이용한다. 잔여진동전압신호의 전압 크기가 윈도우의 경계 전압에 도달 또는 초과되면 신호비교부(140)은 해당 정보(
Figure 112017110852043-pat00015
)를 자가진단부(170)로 전송한다. 정상 구동된 압전소자(150)의 잔여진동전압신호의 전압은 윈도우의 경계에 해당되는 진단 전압에 도달 또는 초과된다.
도 5를 참조하면, 정상상태 잉크젯 헤드와 비정상상태 잉크젯 헤드에 동일 구동전압펄스가 입력된 것을 전제로 시뮬레이션 하였다. 두 상태 모두 수동소자(162)의 출력전압신호는 동일하지만, 압전소자(150)의 출력전압신호는 정상상태 잉크젯 헤드의 출력전압신호의 변동성이 더 큰 것으로 나타났다. 두 상태에서의 신호 차이는 구동신호를 제거한 잔여진동전압신호에도 분명히 나타났다. 자가진단부(170)이 구동전압펄스에 대응되는 진단 전압이 30V인 것으로 설정했을 때, 정상상태 잉크젯 헤드의 잔여진동전압신호의 전압은 진단 전압에 도달 또는 초과되지만, 비정상상태 잉크젯 헤드의 잔여진동전압신호의 전압은 진단 전압의 전압에 도달되지 못한다.
임계감시기(144)는 잔여진동전압신호의 전압이 윈도우의 경계 전압에 도달되거나 초과될 때, 대응되는 정보(
Figure 112017110852043-pat00016
)를 자가진단부(170)로 피드백 한다. 자가진단부(170)은 신호비교부(140)로부터 피드백 되는 신호가 없으면 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있게 된다.
이어서, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 방법을 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 방법은 잉크젯 헤드 자가진단 장치에 있어서, 신호검출부(160)가 압전소자(150)의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 단계(S110)와, 비교신호 생성부(130)가 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 단계(S120)와, 신호비교부(140)가 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 단계(S130)와, 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되지 못하면(S140) 자가진단부(170)가 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 단계(S160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
반편, 잔여진동전압신호가 진단 전압에 도달되거나 초과되면 자가진단부(170)는 잉크젯 헤드가 정상인 것으로 판단한다(S150).
신호검출부(160)가 잔여진동전압신호를 획득하는 단계(S110)와, 비교신호 생성부(130)가 진단 전압을 생성하는 단계(S120)의 순서는 서로 선후가 바뀌어도 문제가 없다.
도 7을 참조하면, S110 단계는 세부적으로 압전소자(150) 및 수동소자(162)의 출력전압신호를 획득하는 단계(S112)와, 출력전압신호의 고주파 영역을 추출하는 단계(S114)와, 압전소자(150)의 출력전압신호에서 수동소자(162)의 출력전압신호를 차감하는 단계(S116)를 통해 잔여진동전압신호를 획득한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 장치은 잉크젯 헤드 구동 제어 시스템과 일체로 구성되어 일부 구성이 공유되어 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 자가진단 장치은 구동데이터를 생성하는 중앙제어부(110)와, 구동데이터를 수신하여 대응되는 구동전압펄스를 생성하는 펄스생성부(120)을 더 포함한다. 또한, 비교신호 생성부(130)은 구동데이터를 수신하여 구동전압펄스의 임계 전압을 생성하고, 신호비교부(140)는 구동전압펄스의 전압이 임계 전압에 도달되는 것을 감시하는 기능을 병행한다.
중앙제어부(110)에 인쇄될 도안이 입력되면, 중앙제어부(110)는 도안에 대응하여 잉크젯 헤드의 압전소자(150)가 구동될 수 있도록 구동데이터를 생성한다. 압전소자(150)의 구동 제어를 위해, 구동데이터에는 압전소자(150)에 입력되는 전압 주파수가 포함된다.
도 8을 참조하면, 압전소자(150)의 제어를 위한 전압 주파수의 종류에는 양극 또는 음극 신호를 단일 인가하는 단극 파형과, 단극파형을 전압 크기를 어느 한 극성으로만 조절하며 반복 인가하는 M자 파형이 있다. 또한, 양극 및 음극 신호를 교대로 단일 인가하는 양극성 파형과 양극성 파형의 전압 크기를 조절하며 반복 인가하는 W자 파형이 있다.
도 9는 상기 각 파형에 따라 잉크젯 헤드에서 분사된 잉크의 지름 및 선폭의 예이다. 상기 분사된 잉크는 PEDOT이며, 실리콘에 분사된 것으로 실시되었다. (a)는 단극 파형의 전압 주파수로 분사된 잉크이고, (b)는 양극성 파형의 전압 주파수로 분사된 잉크이고, (c)는 M자 파형의 전압 주파수로 분사된 잉크이고, (d)는 W자 파형의 전압 주파수로 분사된 잉크이다. (가)실리콘에 분사된 PEDOT의 개별 방울 지름은 W자 파형의 전압 주파수에 의해 분사된 잉크가 가장 미세한 것으로 나타났다. (나)PEDOT 잉크젯의 선폭은 W자 파형의 전압 주파수에 의해 분사된 잉크의 선폭이 가장 미세하고, 간격이 가장 정밀한 것으로 나타났다. 상기와 같이, 압전소자(150)의 구동을 제어하는 전압 주파수 중 가장 신뢰성이 가장 뛰어난 파형은 W자 파형임을 알 수 있다.
이 실시예의 중앙제어부(110)는 구동데이터를 W자 파형의 주파수로 생성한다.
도 10을 참조하면, 중앙제어부(110)는 시간에 따라 변위되는 전압 주파수를 다수개의 전압 변위점(116)로 구성하여 구동데이터를 생성한다. 전압 변위점(116)은 주파수에서 전압의 기울기가 변위되는 시작 지점에 설정된다. 각 전압 변위점(116)은 시간과 전압 값의 정보를 포함한다.
또한, 구동데이터는 전압 주파수의 한 주기를 구성하는 하나 이상의 파형 블록(114)를 포함한다. 파형 블록(114)에는 복수개의 전압 변위점(116)이 포함된다.
일 실시예로서, 파형 블록(114)들에는 일정한 수의 전압 변위점(116)이 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 파형 블록(114)에 포한된 전압 주파수의 시간은 일정한 단위인 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 파형 블록(114)에 포함된 전압 주파수의 시간은 1ms가 될 수 있다.
도 10의 실시예는 한 주기에 포함된 파형 블록(114)가 32개이고, 제2 파형 블록(114) 내에 11개의 전압 변위점(116)이 포함된 것으로 실시되었다.
다만, 인쇄될 도안에 따라 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크의 점 크기와 연속 분사 간격이 상이하므로, 한 주기에 포함되는 파형 블록(114)의 수 및 파형 블록(114)에 포함된 전압 변위점(116)의 수는 도안에 따라 가변되는 것으로 실시될 수 있고, 한 주기의 시간도 포함되는 파형 블록(114)의 수에 따라 가변되는 것으로 실시될 수 있다.
한 주기를 구성하는 파형 블록(114)가 복수개일 경우, 적어도 어느 하나의 파형 블록(114)에 포함된 전압 주파수는 다른 파형 블록(114)와 상이한 것을 특징으로 한다.
도 11은 한 주기에 32개의 파형 블록(114)가 포함된 완전 임의 유형의 전압 주파수를 나타낸 것이다. 다양한 전압 주파수 파형을 가지는 파형 블록(114)들이 한 주기를 구성하여 복잡한 형태의 전압 주파수가 생성되었다.
도 12는 한 주기에 단일 파형 블록(114)가 포함된 일반 펄스 반복 유형의 전압 주파수를 나타낸 것이다. 하나의 파형 블록(114)가 반복됨에 따라, 단순한 형태의 전압 주파수가 생성되었다.
이로써, 이 실시예에 따른 중앙제어부(110)는 잉크젯 헤드에서 분사되는 잉크를 정밀하게 제어하기 위해 다양한 형태의 전압 주파수를 생성할 수 있게 된다.
구동데이터에는 전압 변위점(116)로 표현된 전압 주파수와, 전압 변위점(116)을 포함하는 파형 블록(114)과, 파형 블록(114)가 포함된 한 주기가 반복되는 횟수 등의 정보가 포함된다.
도 13을 참조하면, 이 실시예의 펄스생성부(120)은 구동전압펄스의 주파수 중 극성, 진폭, 지연시간 및 승하강 기울기를 제어할 수 있다.
펄스생성부(120)은 구동전압펄스의 승강 기울기를 제어하는 푸쉬전류제어부(123)와, 구동전압펄스의 하강 기울기를 제어하는 풀전류제어부(124)와, 푸쉬전류제어부(123) 및 풀전류제어부(124)가 회로에 연결되는 타이밍을 제어하는 전류선택부(125)와, 전압 변위점(116)이 배치된 시각까지 전압이 승강 또는 하강되도록 푸쉬전류제어부(123), 풀전류제어부(124) 및 전류선택부(125)를 제어하는 펄스제어부(121)를 포함한다(도 3 참조).
압전소자(150)에 공급되는 구동전압펄스의 생성을 위해, 압전소자(150)의 입력단 회로에 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00017
)과 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00018
)이 연결된다. 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00019
)의 전류 제어는 푸쉬전류제어부(123)이 수행하며, 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00020
)의 전류 제어는 풀전류제어부(124)가 수행한다. 전류선택부(125)는 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00021
) 및 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00022
)의 회로 연결 여부를 단속한다.
펄스제어부(121)는 인가되는 승강 전류(
Figure 112017110852043-pat00023
)를 압전소자(150)의 커패시터 값(
Figure 112017110852043-pat00024
)과, 다수개의 전압 변위점(116) 중 현재 전압 변위점(116)의 전압(
Figure 112017110852043-pat00025
) 및 시각(
Figure 112017110852043-pat00026
)과, 다음 전압 변위점(116)의 전압(
Figure 112017110852043-pat00027
및 시각(
Figure 112017110852043-pat00028
)을 수학식2에 대입하여 산출한다.
[수학식2]
Figure 112017110852043-pat00029
또한, 펄스제어부(121)는 인가되는 하강 전류(
Figure 112017110852043-pat00030
)를 압전소자(150)의 커패시터 값(
Figure 112017110852043-pat00031
)과, 다수개의 전압 변위점(116) 중 현재 전압 변위점(116)의 전압(
Figure 112017110852043-pat00032
) 및 시각(
Figure 112017110852043-pat00033
)과, 다음 전압 변위점(116)의 전압(
Figure 112017110852043-pat00034
및 시각(
Figure 112017110852043-pat00035
)을 수학식3에 대입하여 산출한다.
[수학식3]
Figure 112017110852043-pat00036
현재 전압 변위점(116)이란, 구동데이터에 포함된 다수개의 전압 변위점(116) 중 펄스생성부(120)이 생성중인 구동전압펄스의 시간 및 전압에 대응되는 전압 변위점(116)을 가리킨다. 도 10의 세부파형을 참조하면, 펄스생성부(120)이 생성한 구동전압펄스의 전압이 0.8V이고, 시간이 110ns일 경우, 현재 전압 변위점(116)은 Pt[2]가 된다. 다음 전압 변위점(116)은 현재 전압 변위점(116)의 다음 시간에 위치한 전압 변위점(116)으로서, 현재 전압 변위점(116)이 Pt[2]일 때, 다음 전압 변위점(116)은 Pt[3]이 된다.
비교신호 생성부(130)은 다수개의 전압 변위점(116) 중 다음 전압 변위점(116)의 전압 크기를 임계 전압(
Figure 112017110852043-pat00037
)으로 설정한다. 전압 변위점(116)에 대한 정보는 펄스제어부(121)로부터 입력받는다. 출력되는 임계 전압은 전압 크기가 상이한 다음 전압 변위점(116)이 입력될 때 까지 일정하게 유지된다.
신호비교부(140)은 임계 전압과 구동전압펄스를 비교하여 구동전압펄스의 전압을 실시간으로 감시한다. 임계 전압 진단 전압과 마찬가지로 신호비교부(140)의 두 비교기(142)에 입력된다.
임계감시기(144)는 양극 및 음극에 수평으로 형성되는 임계 전압을 구동전압펄스의 전압 크기가 도달되는 것을 검출하는 윈도우(window)의 경계로 이용한다. 구동전압펄스의 전압 크기가 증가 또는 감소하여 윈도우의 경계 전압에 도달되면 신호비교부(140)는 해당 정보(
Figure 112017110852043-pat00038
)를 펄스제어부(121)로 전송한다.
신호비교부(140)는 진단 전압 및 임계 전압과 비교되는 신호로서 잔여진동전압신호 및 구동전압펄스가 비교기(142)의 동일한 입력단으로 입력된다. 신호비교부(140)은 잔여진동전압신호와 구동전압펄스를 구분하여 입력받기 위해 두 비교기(142)의 선단에 멀티플렉서(Multiplexer; 146)가 연결될 수 있다. 잔여진동전압신호와 구동전압펄스는 먼저 멀티플렉서에(146)에 입력된 후 멀티플렉서에(146)가 두 비교기(142)로 입력될 신호를 선택하게 된다.
신호비교부(140)의 멀티플렉서(146)에 대응하여 비교신호 생성부(130)도 입력단에 멀티플렉서(136)가 포함된다. 비교신호 생성부(130)의 멀티플렉서(136)에는 자가진단부(170) 및 펄스제어부가 함께 연결된다. 비교신호 생성부(130)의 멀티플렉서(136)는 진단 전압이 생성되어야 할 때 자가진단부(170)의 정보가 입력되게 하고, 임계 전압이 생성되어야 할 때는 펄스제어부의 정보가 입력되게 한다.
또한, 신호비교부(140)는 출력단에도 멀티플렉서(148)가 포함된다. 이 멀티플렉서(148)의 입력단에는 임계감시기(144)가 연결되고, 출력단에는 자가진단부(170) 및 펄스제어부가 연결된다. 만약, 입력단의 멀티플렉서(146)에서 통과되는 신호가 잔여진동전압신호일 경우, 임계감시기(144)에서 감시된 신호는 압전소자(150)의 정상 구동에 관한 결과이므로, 출력단의 멀티플렉서(148)는 임계감시기(144)의 신호를 자가진단부(170) 반향으로 출력한다. 또한, 입력단의 멀티플렉서(146)에서 통과되는 신호가 구동전압펄스일 경우, 임계감시기(144)에서 감시된 신호는 구동전압펄스의 전압이 다음 전압 변위점(116)의 전압에 도달됨에 따라 발생된 결과이므로, 출력단의 멀티플렉서(148)는 임계감시기(144)의 신호를 펄스제어부 반향으로 출력한다.
신호비교부(140)의 입력단 멀티플렉서(146), 출력단 멀티플렉서(148) 및 비교신호 생성부(130)의 멀티플렉서(136)는 중앙제어부(110)에 의해 제어될 수 있다.
이어서, 이 실시예에 따른 구동전압펄스를 생성하는 과정을 설명한다.
도 14를 참조하면, 중앙제어부(110)이 시간에 따라 전압이 변위되는 전압 주파수를 다수개의 전압 변위점(116)로 나타낸 구동데이터를 생성하는 단계(S210)와, 신호비교부(140)이 구동데이터의 전압 변위점(116) 중 다음 전압 변위점(116)의 전압 크기를 임계 전압으로 설정하는 단계(S220)와, 펄스생성부(120)이 다음 전압 변위점(116)에 도달되기 위한 전압의 승하강 기울기를 연산하는 단계(S230)와, 펄스생성부(120)이 연산된 전압의 승하강 기울기에 대응되는 전류를 인가하는 단계(S240)와, 신호비교부(140)이 펄스생성부(120)에서 출력된 구동전압펄스의 전압이 임계 전압에 도달되는 것을 감시하는 단계(S250)와, 출력된 전압 주파수의 전압이 임계 전압에 도달되면 펄스생성부(120)이 다음 전압 변위점(116)에 도달된 것으로 판단하고, 전류 인가를 정정하는 단계(S260)를 포함한다. S260단계 후에는 S220단계가 실행된다.
도 3의 회로도를 참조하여 이 실시예의 과정을 구체적으로 설명한다.
먼저, 중앙제어부(110)이 구동데이터를 생성한다(S210). 구동데이터는 펄스제어부(121)로 전달되며, 펄스제어부(121)는 먼저 비교신호 생성부(130)로 구동데이터의 다음 전압 변위점(116)의 전압 정보(
Figure 112017110852043-pat00039
)를 제공한다. 비교신호 생성부(130)은 수신된 전압 정보에 대응되는 임계 전압(
Figure 112017110852043-pat00040
)을 생성하여 신호비교부(140)로 제공한다. 신호비교부(140)은 수신된 임계 전압(
Figure 112017110852043-pat00041
)을 구동전압펄스를 감시하기 위한 윈도우(window)로 이용한다(S220).
한편, 펄스제어부(121)는 비교신호 생성부(130)로 전압 정보를 제공함과 함께 다음 전압 변위점(116)에 도달되기 위한 전압의 승하강 기울기를 연산한다(S230). 이 실시예는 구동전압펄스의 전압 제어를 위해 전류의 푸쉬(Push)/풀(Pull)을 제어하는 것을 특징으로 한다. 펄스제어부(121)는 만약 현재 전압 변위점(116)의 전압보다 다음 전압 변위점(116)의 전압이 클 경우 수학식1로 승강 전류를 산출하고, 작을 경우 수학식2로 하강 전류를 산출한다.
S240단계로서, 승강 전류가 산출되면, 펄스제어부(121)는 푸쉬전류제어부(123)을 제어하여 산출된 승강 전류의 기울기로 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00042
)이 전류를 인가하게 하고, 전류선택부(125)가 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00043
)이 회로에 연결되게 한다. 이 때, 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00044
)은 회로에서 분리된 상태이다.
하강 전류가 산출되면, 펄스제어부(121)는 풀전류제어부(124)를 제어하여 산출된 하강 전류의 기울기로 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00045
)이 전류를 인가하게 하고, 전류선택부(125)가 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00046
)이 회로에 연결되게 한다. 이 때, 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00047
)은 회로에서 분리된 상태이다.
현재 전압 변위점(116)의 전압과 다음 전압 변위점(116)의 전압이 동일하면, 펄스제어부(121)는 전류선택부(125)를 제어하여 다음 전압 변위점(116)의 시간까지 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00048
)과 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00049
) 모두 회로에서 분리되게 한다.
S240단계에서 인가된 전류는 구동전압펄스가 되어 압전소자(150), 수동소자(162) 및 신호비교부(140)로 공급된다. 구동전압펄스를 수신한 압전소자(150)은 구동전압펄스에 대응하여 기계적으로 변형됨으로써, 잉크젯 헤드에 수용된 잉크가 분사되게 한다.
S240단계에서 생성된 구동전압펄스는 신호비교부(140)에도 공급된다. 신호비교부(140)은 펄스생성부(120)에서 출력된 구동전압펄스의 전압이 S220단계에서 설정된 임계 전압으로 생성된 윈도우의 경계 전압에 도달되는 것을 감시한다(S250).
신호비교부(140)이 구동전압펄스의 전압이 윈도우의 경계 전압에 도달된 것을 검출하면 검출 정보(
Figure 112017110852043-pat00050
)를 펄스제어부(121)로 전송한다. 검출 정보(
Figure 112017110852043-pat00051
)를 수신한 펄스제어부(121)는 다음 전압 변위점(116)에 도달된 것으로 판단하고, 전류 인가를 정정한다(S260). 전류 인가의 정정이란, 푸쉬전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00052
) 및 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00053
)으로 회로에 인가되는 전류가 가변되는 것으로서, 인가되는 전류는 증가, 감소, 유지될 수 있다. 도 10을 참고하여 예를 들면, 마침내 도달된 다음 전압 변위점(116)이 Pt[3]라 가정할 때, 펄스제어부(121)는 다음에 위치된 Pt[4]의 시간까지 전압을 하강시키기 위해 풀전류 가변공급원(
Figure 112017110852043-pat00054
)이 전류를 인가하게 함으로써 전류 인가를 정정한다. 정정되어 인가되는 전류의 승강 또는 하강의 기울기는 S220단계부터 다시 실행되는 것으로 설정된다.
이 실시예는 문서 인쇄, 기판 패턴 인쇄 등 다양한 용도의 프린터에 적용될 수 있다.
[시뮬레이션]
이 실시예에 따른 구동전압펄스 생성 기능을 시뮬레이션 하였다.
도 15의 좌측 그래프를 참조하면, 이 실시예는 압전소자(150)에 인가되는 전압을 매우 다양하게 가변 할 수 있는 것으로 확인되었다. 특히, 전류의 푸쉬(Push)/풀(Pull) 제어를 통해 전압을 제어하기 때문에 서로 상이한 전압 크기를 동일한 기울기로 달성할 수 있다.
또한, 도 15의 우측 그래프를 참조하면, 전압이 가변되는 순간, 즉 신호의 지연시간도 정밀하게 제어 가능한 것으로 확인되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
110 : 중앙제어부 114 : 파형 블록
116 : 전압 변위점 120 : 펄스생성부
121 : 펄스제어부 123 : 푸쉬전류제어부
124 : 풀전류제어부 125 : 전류선택부
130 : 비교신호 생성부 140 : 신호비교부
142 : 비교기 144 : 임계감시기
150 : 압전소자 160 : 신호검출부
162 : 수동소자 170 : 자가진단부

Claims (11)

  1. 구동전압펄스에 대응하여 구동되는 압전소자;
    상기 압전소자의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 신호검출부;
    상기 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 비교신호 생성부;
    상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 신호비교부; 및
    상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되지 못하면 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 자가진단부를 포함하고,
    상기 신호비교부는 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 임계감시기와, 상기 임계감시기에 병렬로 연결되는 두 개의 비교기를 포함하고,
    상기 진단 전압은 상기 두 비교기의 서로 상이한 극성에 입력되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호검출부는 상기 압전소자에 구동전압펄스를 입력하는 선로와 병렬로 연결되며, 상기 압전소자에 대응되는 전기에너지를 소모하는 수동소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 신호검출부는 상기 압전소자의 출력전압신호와 상기 수동소자의 출력전압신호에서 고주파 영역을 추출하고, 상기 압전소자의 출력전압신호에서 상기 수동소자의 출력전압신호를 차감하는 하이패스필터링을 실시하는 것으로 상기 잔여진동전압신호를 획득하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 잔여진동전압신호(
    Figure 112019502969285-pat00055
    )와 상기 구동전압펄스(
    Figure 112019502969285-pat00056
    )의 전달함수는 상기 압전소자의 커패시터 값(
    Figure 112019502969285-pat00057
    )과, 상기 수동소자의 커패시터 값(
    Figure 112019502969285-pat00058
    )과, 보정 커패시터 값(C*)과, 상기 하이패스필터링의 회로 영역(
    Figure 112019502969285-pat00059
    )에 대한 식을
    Figure 112019502969285-pat00060

    에 대입하여 산출하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 진단 전압을 생성하기 위한 데이터는 상기 자가진단부가 제공하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 잔여진동전압신호는 상기 두 비교기에 상기 진단 전압과 반대되는 극성에 입력되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    구동데이터를 생성하는 중앙제어부와;
    상기 구동데이터를 수신하여 대응되는 상기 구동전압펄스를 생성는 펄스생성부를 더 포함하고,
    상기 비교신호 생성부는 상기 구동데이터를 수신하여 상기 구동전압펄스의 임계 전압을 생성하고,
    상기 신호비교부는 상기 구동전압펄스가 상기 임계 전압에 도달되는지 여부를 감시하고,
    상기 잔여진동전압신호와 상기 구동전압펄스는 상기 신호비교부의 동일 입력단을 통해 상기 신호비교부에 입력되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 장치.
  9. 구동전압펄스에 대응하여 구동되는 압전소자, 상기 압전소자의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 신호검출부, 상기 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 비교신호 생성부, 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 신호비교부, 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되지 못하면 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 자가진단부를 포함하고, 상기 신호비교부는 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 임계감시기와, 상기 임계감시기에 병렬로 연결되는 두 개의 비교기를 포함하고, 상기 진단 전압은 상기 두 비교기의 서로 상이한 극성에 입력되는 잉크젯 헤드 자가진단 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터.
  10. 잉크젯 헤드 자가진단 방법에 있어서,
    신호검출부가 압전소자의 잔여진동에 의해 발생되는 잔여진동전압신호를 획득하는 단계와;
    비교신호 생성부가 상기 잔여진동전압신호가 정상일 경우에 대응되는 진단 전압을 생성하는 단계와;
    신호비교부가 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 단계와;
    상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되지 못하면 자가진단부가 잉크젯 헤드에 이상이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 신호비교부는 상기 잔여진동전압신호가 상기 진단 전압에 도달되는지 여부를 감시하는 임계감시기와, 상기 임계감시기에 병렬로 연결되는 두 개의 비교기를 포함하고,
    상기 진단 전압은 상기 두 비교기의 서로 상이한 극성에 입력되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 신호검출부가 잔여진동전압신호를 획득하는 단계는
    상기 압전소자 및 수동소자의 출력전압신호를 획득하는 단계와;
    상기 출력전압신호의 고주파 영역을 추출하는 단계와;
    상기 압전소자의 출력전압신호에서 상기 수동소자의 출력전압신호를 차감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 헤드 자가진단 방법.
KR1020170148082A 2017-11-08 2017-11-08 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법 KR102012410B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148082A KR102012410B1 (ko) 2017-11-08 2017-11-08 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170148082A KR102012410B1 (ko) 2017-11-08 2017-11-08 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190052415A KR20190052415A (ko) 2019-05-16
KR102012410B1 true KR102012410B1 (ko) 2019-10-21

Family

ID=66672037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170148082A KR102012410B1 (ko) 2017-11-08 2017-11-08 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102012410B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101170855B1 (ko) * 2006-12-11 2012-08-02 삼성전기주식회사 피에조 잉크젯 헤드의 동작 검출장치 및 방법
KR101310410B1 (ko) * 2011-05-16 2013-09-23 삼성전기주식회사 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법
JP6119509B2 (ja) * 2013-08-22 2017-04-26 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980040818A (ko) 1996-11-29 1998-08-17 김광호 잉크 젯 프린터의 자기진단 수행방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101170855B1 (ko) * 2006-12-11 2012-08-02 삼성전기주식회사 피에조 잉크젯 헤드의 동작 검출장치 및 방법
KR101310410B1 (ko) * 2011-05-16 2013-09-23 삼성전기주식회사 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법
JP6119509B2 (ja) * 2013-08-22 2017-04-26 セイコーエプソン株式会社 液体吐出装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190052415A (ko) 2019-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20120249638A1 (en) Liquid ejecting apparatus and control method thereof
JP6106948B2 (ja) 液体吐出装置
EP2955026A1 (en) Liquid droplet ejection device, liquid droplet ejection method and inkjet recording apparatus
US9925767B2 (en) Waveform selection and/or scaling for driving nozzle of fluid-jet printing device
JP2013199124A (ja) インクジェットプリンタヘッドの異常検出装置及びその異常検出方法
JP2009066948A (ja) 液体噴射装置
KR102012410B1 (ko) 잉크젯 헤드 자가진단 장치 및 방법
JP2013233704A (ja) 液体吐出装置、検査方法、及び、プログラム
JP2010179531A (ja) 液体吐出装置、及び、液体の増粘抑制方法
KR102022015B1 (ko) 잉크젯 헤드 구동 제어 시스템 및 방법
JP2016049690A (ja) 液体吐出装置、液体吐出装置の制御方法、及び、液体吐出装置の制御プログラム
US8002378B2 (en) Nozzle testing apparatus, nozzle testing method, and test program
JP2000218786A (ja) インクジェット式記録装置及びその駆動方法
JP5673735B2 (ja) 微振動波形の設定方法
US20200269570A1 (en) Head unit and liquid discharging apparatus
JP2010179532A (ja) 微振動波形の設定方法
JPH05131634A (ja) インクジエツト記録ヘツドの気泡検出装置
EP3723987B1 (en) Method of operating a droplet ejection device
JP4042300B2 (ja) インクジェットヘッドの駆動制御方法および装置
US11850841B2 (en) Liquid ejecting apparatus
US9630401B2 (en) Printhead calibration and printing
US20230286269A1 (en) Liquid Ejecting Apparatus And Method For Controlling Liquid Ejecting Apparatus
US11827028B2 (en) Liquid discharging apparatus and liquid filling method
JP2014117842A (ja) 液滴吐出装置、その制御方法、及びプログラム
JP2010094808A (ja) 液体吐出装置、及び、その制御方法

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