KR19990018612A - 잉크젯 프린터의 헤드 온도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 인자 헤드에 전류를 흘려서 그에 의한 에너지의 발생으로 인쇄를 수행하는 장치에 있어서, 인자 헤드의 온도에 따라 헤드에 흐르는 전류를 가변적으로 쵸핑하여 온도를 일정하게 유지하는 장치에 관한 것이다.

헤드 내부에서 열을 발생하는 히터의 온도를 측정하기 위한 온도 감지센서와, 상기 온도 감지 센서로부터 전달된 신호에 따라 헤드내의 히터에 제공되는 구동 펄스의 듀티폭(Duty Width)을 가변시키는 헤드 구동 드라이버와, 상기 헤드 구동 드라이버의 출력 신호를 헤드내의 히터로 전달하기 위한 헤드 구동부를 구비하여 구성되어 헤드 내부 온도에 따라 히터 구동 펄스를 쵸핑하고 동작 시간을 조절하므로써 잉크 헤드 내부의 온도를 항상 최적의 상태로 유지할 수 있다.

Description

잉크젯 프린터의 헤드 온도 조절 장치

본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 헤드의 온도에따라 헤드에 흐르는 전류를 쵸핑하여 내부온도를 최적의 상태로 유지할 수 있는 헤드 온도 조절 장치를 구비하는 잉크젯 프린터에 관한 것이다.

컴퓨터의 주변 장치 중 컴퓨터의 작업에 따른 내용을 사용자가 인식할 수 있도록 용지 등의 매개체에 나타내는 대표적인 출력장치이다.

이러한 프린터 중 잉크젯 프린터는 일반 사용자들이 저렴한 가격에 구매할 수 있으며 인쇄 품질이 뛰어난 대표적 프린터이다.

먼저 일반적인 잉크젯 프린터의 구성 및 동작 원리를 도 1를 이용하여 설명하자면 다음과 같다.

프린터 동작에 필요한 초기 세팅 값 및 시스템에 필요한 값을 저장하고 있는 EPROM(21)내의 시스템 프로그램을 읽어 들여 해석, 실행하여 프로그램 내용에 따라 제어 신호를 출력하는 CPU(10)와, 제어에 필요한 프로그램 및 여러 가지 폰트를 내장하고 있는 ROM(12)과, 시스템 동작시의 데이터를 일시적으로 보관하는데 사용되는 RAM(13)과, 프린터 인터페이스(22)를 통해 컴퓨터(도시되지 않음)로부터 전달되는 시그널(Signal)을 전달받아 임시 저장하는 버퍼(Buffer)(23)와, 상기 CPU(10)의 제어에 필요한 대부분의 로직회로(Logic Circuit)가 ASIC으로 구현되어 CPU(10) 주변의 대부분의 소자에 대한 CPU(10)와의 데이터 전송을 실행하는 ASIC 회로부(20)와, 상기 ASIC회로(20)로부터 전달되는 CPU(10)의 제어 신호에 따라 잉크 카트리지(31)의 구동을 제어하는 헤드 구동 드라이버(30)와, 캐리지 리턴 구동 모터(41)의 동작을 제어하는 캐리지 모터 구동 회로(40)와, 스텝핑 모터를 주로 사용하여 종이의 급지 및 배출하기 위한 라인피드 모터(51)의 구동을 제어하는 라인피드 모터 구동 회로(50)와, 프린터 기기 전반에 필요한 구동 전압을 제공하는 파워 써플라이(SMPS)(60)를 포함하여 구성된다.

컴퓨터로부터 프린터 인터페이스를 통해 전달되는 인쇄 신호는CPU(10)의 제어 신호에 따라 각 모터(40,50) 등을 구동하여 인자를 실시한다. 이 때 상기 잉크 카트리지(31)는 다수 개의 개구부를 가진 노즐로부터 미세의 잉크 드롭(Drop)을 분사시켜 돗트(Dot)를 형성시키는 방식이 이용되고 있다.

컴퓨터로부터 프린터 인터페이스를 통해 전달되는 인쇄 신호는CPU(10)의 제어 신호에 따라 각 모터(41,51) 등을 구동하여 인자를 실시8한다. 이 때 상기 잉크 카트리지(31)는 다수 개의 개구부를 가진 노즐로부터 미세의 잉크 드롭(Drop)을 분사시켜 돗트(Dot)를 형성시키는 방식이 이용되고 있다.

이와같은 시스템의 구성을 기구적 측면에서 전체적으로 살펴보면 도 2 내지 도 3에서와 같이 나타낼 수 있다.

잉크 카트리지 모듈(31)은 이동 벨트(15) 및 캐리지 리턴 모터(41)를 사용하여 구동되며 이동축(14)을 따라서 좌·우로 왕복운동을 한다.

원고(1)는 라인 피드모터(51)의 구동에 따라 회전되는 라인피드롤러(52)에 의해 급지 및 배지된다.

용지 카셋트(70)에 수납되어 있는 원고(1)는 급지롤러(75)에 의해 드라이브롤러(71) 및 핀치롤러(72) 사이로 인입된다. 프린팅 동작 과정을 완료한 후 배지롤러(73) 및 핀치롤러(74)의 회전력에 의해 배지된다.

인쇄기능은 잉크 카트리지(31)가 좌·우로 움직이는 동안 카트리지 (31)의 잉크젯 헤드의 잉크를 원고(1)에 옮겨 인쇄하는 것이다.

한편 도 4에서는 헤드 구동 드라이버(30)로부터 잉크 카트리지내의 각 노즐(Q₁∼Q_N)에 제공되는 펄스에 의해 각 노즐이 구동되는 것을 나타내고 있다.

각 노즐에 해당하는 히터(H₁∼H_N)에 전류를 흘려주어 그에 따르는 열의 발생으로 잉크를 토출시킨다.

이때 히터에 흐르는 전류는 히터 제어회로를 통하여 칼라헤드 또는 블랙헤드 각각에 필요한 일정한 시간의 펄스를 제공하게 된다.

블랙헤드와 칼라 헤드의 히터에 각각 항상 일정한 시간동안만 전류를 흘려주므로 잉크의 드롭 사이즈가 주변 온도나 프린터 내부의 온도 변화에 따라 프린터의 인자질을 저하시키게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 잉크 헤드의 온도에 관계없이 항상 원하는 양의 잉크를 토출시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 잉크의 드롭 사이즈를 균일하게 유지시켜서 인자의 질을 향상시키는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 잉크 헤드 내부의 온도에 따라 히터의 동작 펄스를 쵸핑하고 동작 시간을 조절하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 헤드 내부에 설치된 히터에 전류를 공급하고 발생되는 열을 이용하여 잉크를 분사시키는 잉크젯 프린터에 있어서, 헤드 내부에서 열을 발생하는 히터의 온도를 측정하기 위한 온도 감지센서와, 상기 온도 감지 센서로부터 전달된 신호에 따라 헤드내의 히터에 제공되는 구동 펄스의 듀티폭(Duty Width)을 가변시키는 헤드 구동 드라이버와, 상기 헤드 구동 드라이버의 출력 펄스를 헤드내의 히터로 전달하기 위한 헤드 구동부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 잉크젯 프린터의 구성을 나타내는 블록구성도,

도 2 내지 도 3은 도 1의 구성을 기구적으로 나타낸 구성도,

도 4는 잉크 카트리지내의 헤드 구동부를 나타낸 회로도,

도 5는 본 발명에 따른 헤드 온도 조절 장치의 상세 회로도,

도 6은 본 발명에 따른 각 펄스의 파형도,

도 7은 본 발명의 수행과정을 나타내는 흐름도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로하여 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명을 나타내는 블록 구성도이다. 도시된 바와 같이 헤드(200)내 히터(H)의 온도를 감지하는 온도 감지센서(Thermister : T_H)의 출력신호는 ADC(아날로그/디지탈 변환기)를 거쳐 헤드 드라이버(30)에 전달된다.

헤드 드라이버(30)는 감지된 온도에 따라 헤드의 구동 펄스 폭(Pulse Duty Width)을 변조하여 헤드 구동부(100)로 출력한다.

헤드 구동부(100)는 쵸핑 타임 카운터(101)와, 쵸핑 주기를 저장하는 쵸핑 피리어드 레지스터(102) 및 온 타임(On-Time)을 가지고 있는 쵸핑 온 타임 레지스터(103)에 각각 해당 값을 제공한다.

제 1 비교기(110)는 쵸핑 타임카운터(101)와 쵸핑 피리어드 레지스터(102)로부터 각각 CA₁, CB₁입력단을 통해 신호를 전달받는다.

또한 제 2 비교기(120)는 CA₂, CB₂입력단을 통해 쵸핑 타임 카운터(101)의 출력신호와 쵸핑 온 타임 레지스터(103)의 출력신호를 전달받는다.

제 1 비교기(110)는 쵸핑 타임 카운터(101)의 값이 쵸핑 피리어드 레지스터(102)의 값과 같아지면 출력단(CO₁)을 통해 클럭(CLK)을 만들어낸다.

제 2 비교기(120)는 쵸핑 타임 카운터(101)의 값이 쵸핑 온 타임 레지스터(103)의 값과 같아질 때 펄스를 출력한다.

제 1 비교기(110) 및 제 2 비교기(120)의 출력값에 따라 쵸핑 펄스 출력부(133)에서 쵸핑 펄스가 만들어진다. 이때의 쵸핑 펄스의 파형은 도 6의 (A)에 나타난 바와 같다. 여기에서 T_O는 온타임(On-Time), T_N는 쵸핑 주기를 나타낸다.

쵸핑 회수 카운터(132)는 헤드 드라이버로부터 제공되어 쵸핑 회수 레지스터(131)에 저장된 값을 받아들여 제 1 비교기의 출력에 따라 쵸핑 횟수를 다운 카운팅한다. 이 카운터의 값이 0이 되면 후단의 인에이블 타임 카운터(135)를 동작시킨다.

이 때 인에이블 타임 카운터(135)가 헤드 드라이버(30)로부터 제공된 인에이블 카운터 온신호에 의해 온(On)되어 있으면 인에이블 타임 레지스터(134)에 저장된 값으로 다운 카운팅하여 도 6의 (B)와 같은 인에이블 펄스를 출력한다.

쵸핑 펄스 출력부(133)로부터 출력되는 쵸핑 펄스와 인에이블 타임 카운터(135)로부터 제공되는 인에이블 펄스를 조합하여 도 6의 (C)와 같은 히터 구동 펄스를 출력한다.

이 히터 구동펄스는 각 노즐에 형성된 트랜지스터(Q)의 베이스단에 제공되어 히터에 전류가 해당 펄스의 폭에 상당하는 시간만큼 공급되도록 스위칭한다.

노즐에 설치된 온도감지 센서로부터 피드백된 검출결과를 참조로하여 각 노즐의 구동 펄스를 조절하여 잉크 헤드 내부 온도를 항상 일정하게 만든다.

이와 같은 동작을 도 7의 흐름도를 참조로하여 요약해본다.

헤드 노즐에 설치된 온도 감지 센서를 이용하여 온도를 검출한다.(S1 과정)

검출된 노즐의 온도를 아날로그/디지탈 변환기를 통해 헤드 드라이버로 전달한다.(S2 과정)

헤드 드라이버는 현재 측정되어 전달된 온도의 레벨을 체크한다.(S3 과정)

온도의 레벨이 체크된 상태에서 적절한 구동 타임을 설정한다.(S4 과정)

쵸핑주기와 쵸핑 온 타임과 쵸핑 횟수 등을 각 레지스터에 저장한다.(S5 과정)

쵸핑 카운터가 동작하기 시작한다.(S6 과정)

각 레지스터에 저장된 값과 쵸핑 타임 카운터의 출력값을 각 비교기에서 확인한다.(S7 과정)

쵸핑 펄스 출력부에서 각 비교기의 출력을 조합하여 쵸핑 펄스를 출력한다.(S8 과정)

인에이블 타임 카운터에서 인에이블 펄스를 출력한다.(S9 과정)

구동 펄스 출력부에서 쵸핑 펄스와 인에이블 펄스를 조합하여 헤드 구동 펄스를 출력한다.(S10 과정)

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 헤드 내부 온도에 따라 히터 구동 펄스를 쵸핑하고 동작 시간을 조절하므로써 잉크 헤드 내부의 온도를 항상 최적의 상태로 유지할 수 있다.

잉크의 드롭 사이즈를 적절하게 만들어 주어 인자질을 향상시킨다.

Claims (4)

1. 헤드 내부에 설치된 히터에 전류를 공급하고 발생되는 열을 이용하여 잉크를 분사시키는 잉크젯 프린터에 있어서,

   헤드 내부에서 열을 발생하는 히터의 온도를 측정하기 위한 온도 감지센서와,

   상기 온도 감지 센서로부터 전달된 신호에 따라 헤드내의 히터에 제공되는 구동 펄스의 듀티폭(Duty Width)을 가변시키는 헤드 구동 드라이버와,

   상기 헤드 구동 드라이버의 출력 신호를 헤드내의 히터로 전달하기 위한 헤드 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 온도 조절 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 헤드 구동부는

   쵸핑 타임 카운터의 값이 쵸핑 피리어드 레지스터의 값과 같아질 때 펄스를 출력하는 제 1 비교기와,

   쵸핑 타임 카운터의 값과 쵸핑 온-타임 레지스터값이 같아질 때 펄스를 출력하는 제 2 비교기와,

   상기 제 1 , 제 2 비교기의 출력 펄스에 따라 헤드 구동 펄스를 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 온도 조절 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 출력부는

   상기 제 1 비교기의 출력에 따라 쵸핑 횟수를 다운 카운팅하는 쵸핑횟수 카운터와,

   상기 쵸핑횟수 카운터의 값이 0이 되면 동작되어 인에이블 타임 레지스터내의 값으로 다운 카운팅하여 인에이블 타임 펄스를 출력하는 인에이블 타임 카운터와,

   상기 제 1 비교기와 제 2 비교기의 출력 결과에 따라 쵸핑 펄스를 출력하는 쵸핑 펄스 출력부와,

   상기 인에이블 타임 카운터의 출력 펄스와 쵸핑 펄스 출력부의 출력 펄스를 조합하여 잉크 헤드의 히터를 구동시키기 위한 구동 펄스를 출력하는 구동 펄스 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드 온도 조절 장치.
4. 온도 감지 센서를 통해 헤드내 히터에서 발생되는 열을 측정하는 과정과,

   측정된 히터의 온도를 헤드 드라이버에 전달하는 과정과,

   전달된 온도의 레벨에 따라 히터 구동 펄스의 폭을 변조하는 과정과,

   변경된 구동 펄스를 각 헤드에 전달하는 과정을 포함하는 잉크젯 프린터의 헤드 온도 조절 방법.