KR20030047331A

KR20030047331A - 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20030047331A
Application number: KR1020010077797A
Authority: KR
Inventors: 임대혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR100438707B1

Abstract

잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치 및 방법이 개시된다. 잉크 젯 프린터에서, 캐리지에 장착되는 적어도 하나의 카드리지에 담겨진 잉크의 양을 측정하는 이 장치는, 제1 전극으로 입력 펄스를 인가하는 펄스 발진부 및 제2 전극으로부터 유출되는 전류를 센싱하고, 센싱된 결과를 출력 신호로서 출력하는 전류 센싱부를 구비하고, 제1 전극과 제2 전극은 카드리지와 접촉하는 캐리지의 마주보는 면들에 각각 마련되고, 출력 신호의 레벨에 상응하여 잉크의 양이 측정되고, 카드리지에 담겨진 잉크는 유전체에 해당하고, 입력 펄스가 인가될 때 잉크의 양에 따라 카드리지에 의해 형성되는 커패시턴스는 가변되는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 제1 및 제2 전극들이 캐리지에 부착되기 때문에 소모품인 카드리지에 전극들을 장착하는 것보다 카드리지의 비용을 낮출수 있고 구조상의 어려움을 개선하여 비교적 낮은 가격에서 소정 레벨보다 적은 레벨의 잉크 량을 연속적으로 감지할 수 있고, 잉크의 낭비 요인을 사전에 제거할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Description

잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치 및 방법{Apparatus and method for measuring ink level for ink jet printer}

본 발명은 잉크 젯(ink jet) 프린터에 관한 것으로서, 특히, 잉크 젯 프린터에서 카드리지(cartridge)에 담겨진 잉크의 양을 측정할 수 있는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 캐리지(carriage) 형태의 잉크 젯 프린터는 잉크 채널(미도시)과 노즐(nozzle)(미도시)을 포함하는 작은 크기의 카드리지(미도시)를 갖는다. 이 때, 하나의 카드리지가 인쇄할 수 있는 페이지의 수는 한정되어 있기 때문에 잉크 량이 상대적으로 중요한 의미를 갖는다. 예컨대, 페이지를 프린터중에 잉크가 사용자가 인식하지 못하는 동안 다 소모되는 것을 방지하기 위해, 즉, 사용중인 카드리지의 잉크 량이 현재 어느 정도 남겨져 있는가를 사용자가 인식하기 위해, 잉크 량을 측정할 필요가 있다. 이와 같이, 잉크 량이 사용자에 의해 인식되면, 잉크가 거의 소모될 때 사용자에게 경고 메시지가 주어질 수 있다. 그러므로, 사용자는 대책을 마련할 수 있을 뿐만 아니라 많은 잉크 량을 요구하는 고 해상도의 이미지를 프린팅하기 전에 카드리지를 교체할 수 있어 잉크나 종이의 낭비를 사전에 절감할 수 있다.

종래의 잉크 량 측정 장치가 미국 특허 번호 US5,682,184에 "System for sensing ink level and type of ink for an ink jet printer"라는 제목으로 개시되어 있다. 개시된 종래의 잉크 레벨 측정 장치는 카드리지의 양측에 전극판들(8A 및 8B)을 부착하고, 부착된 전극판(8A)에 교류(AC) 전원(22)을 인가하고, 다른 전극판(8B)으로부터 유출되는 출력 신호의 레벨을 이용하여 잉크 량을 측정한다.여기서, 카드리지에 담겨진 잉크 량이 감소함에 따라 카드리지가 형성하는 커패시턴스는 감소하고 저항은 증가한다. 따라서, 커패시턴스의 변화로부터 잉크 량을 감지한다.

그러나, 전술한 종래의 잉크 량 측정 장치는 전극판들(8A 및 8B)을 카드리지에 장착하기 때문에, 소모품인 잉크 카드리지의 가격을 상승시키고, 전극판들(8A 및 8B)을 캐리어 카드(미도시)나 주 카드(미도시)에 연결하기 어렵게 하는 문제점들을 갖는다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 카드리지의 비용을 낮추고, 구조상 어려움을 개선하여 잉크 량을 비교적 낮은 가격에 연속적으로 감지할 수 있는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 잉크 량 측정 장치에서 수행되는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치의 블럭도이다.

도 2는 도 1에 도시된 캐리지의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 외관을 나타내는 도면이다.

도 3은 도 1에 도시된 펄스 발진부의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예의 회로도이다.

도 4는 도 1에 도시된 전류 센싱부 및 증폭부의 본 발명에 의한 바람직한 실시예들의 회로도이다.

도 5는 ADC로부터 입력한 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨의 잉크 량에 따른 변화를 나타내는 그래프이다.

도 6은 제1 및 제2 전극들과 카드리지의 외관을 나타내는 도면이다.

도 7은 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 잉크 량 측정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

상기 과제를 이루기 위해, 잉크 젯 프린터에서, 캐리지에 장착되는 적어도 하나의 카드리지에 담겨진 잉크의 양을 측정하는 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치는, 제1 전극으로 입력 펄스를 인가하는 펄스 발진부 및 제2 전극으로부터 유출되는 전류를 센싱하고, 센싱된 결과를 출력 신호로서 출력하는 전류 센싱부로 구성되고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 카드리지와 접촉하는 상기 캐리지의 마주보는 면들에 각각 마련되고, 상기 출력 신호의 레벨에상응하여 상기 잉크의 양이 측정되고, 상기 카드리지에 담겨진 상기 잉크는 유전체에 해당하고, 상기 입력 펄스가 인가될 때 상기 잉크의 양에 따라 상기 카드리지에 의해 형성되는 커패시턴스는 가변되는 것이 바람직하다.

상기 다른 과제를 이루기 위해, 상기 잉크 량 측정 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 방법은, 상기 제1 전극으로 상기 입력 펄스를 인가하는 단계 및 상기 제2 전극으로부터 유출되는 상기 전류를 센싱하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치의 블럭도로서, 펄스 발진부(10), 캐리지(12), 전류 센싱부(14), 증폭부(16), 아날로그/디지탈 변환기(ADC:Analog to Digital Converter)(18) 및 제어부(20)로 구성된다.

잉크 젯 프린터에 있어서 도 1에 도시된 캐리지(12)는 제1 및 제2 전극들(30 및 32)과 적어도 하나의 카드리지(34)를 갖는다. 즉, 본 발명에 의한 잉크 량 측정 장치는 종래와 달리 카드리지(34)가 아닌 캐리지(12)에 제1 및 제2 전극들(30 및 32)을 부착한다. 여기서, 제1 및 제2 전극들(30 및 32)은 캐리지(12)의 마주보는 면들(40 및 42)에 마련되어, 잉크(36)를 담는 카드리지(34)와 접촉한다.

도 2는 도 1에 도시된 캐리지(12)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(12A)의 외관을 나타내는 도면으로서, 두 개의 제1 전극들(52 및 54) 및 두 개의 제2 전극들(50 및 56)로 구성된다.

도 2에 도시된 캐리지(12A)는 두 개의 카드리지들 예를 들면 컬러용 및 흑백용의 카드리지들을 장착할 수 있다. 여기서, 제1 전극들(52 및 54)은 서로 연결되어 있으며, 제2 전극들(50 및 56)은 서로 연결되어 있지 않다. 이 때, 제1 전극(52)과 제2 전극(50)은 서로 마주보고 있으며 두 개의 카드리지들중 하나와 접촉하고, 제1 전극(54)과 제2 전극(56)은 서로 마주보고 있으며 두 개의 카드리지들중 다른 하나와 접촉한다.

한편, 도 1에 도시된 펄스 발진부(10)는 캐리지(12)의 제1 전극[30 또는 (52 및 54)]으로 입력 펄스를 인가한다. 이 때, 입력 펄스는 구형파 형태가 될 수도 있으며, 수십 ㎑의 주파수를 가질 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 펄스 발진부(10)의 본 발명에 의한 바람직한 일 실시예(10A)의 회로도로서, 저항들(R1, R2, R3, R4 및 R5), 제1 연산 증폭기(60) 및 제1 커패시터(C1)로 구성된다.

도 3에 도시된 펄스 발진부(10A)의 저항(R1)은 제1 연산 증폭기(60)의 양의 입력단자(+)와 기준 전위인 접지 사이에 연결되고, 저항(R2)은 제1 연산 증폭기(60)의 양의 입력단자(+)와 그의 출력단자 사이에 연결되고, 저항(R3)은 제1 연산 증폭기(60)의 음의 입력단자(-)와 그의 출력단자 사이에 연결된다. 이 때, 제1 커패시터(C1)는 제1 연산 증폭기(60)의 음의 입력단자(-)와 기준 전위인 접지 사이에 연결되고, 저항들(R4 및 R5)은 공급 전압(Vdd)과 제1 연산 증폭기(60)의 출력단자 사이에 병렬 연결된다. 전술한 구성을 갖는 도 3에 도시된 펄스 발진부(10A)는 제1 연산 증폭기(60)의 출력단자로부터 구형파 형태의 입력 파형을출력단자 OUT2를 통해 출력한다.

이 때, 전류 센싱부(14)는 캐리지(12)의 제2 전극[32 또는 (50 및 56)]으로부터 유출되는 전류를 센싱하고, 센싱된 결과를 출력 신호로서 증폭부(16)로 출력한다. 여기서, 카드리지(34)에 담겨진 잉크(36)는 유전체에 해당하기 때문에, 펄스 발진부(10)로부터 발생된 입력 펄스가 캐리지(12)에 인가되면, 카드리지(34)에 담겨진 잉크(36)의 양에 따라 카드리지(34)에 의해 형성되는 커패시턴스는 가변된다. 커패시턴스가 가변됨에 따라 제2 전극(32)으로부터 유출되는 전류의 양이 변하게 된다. 만일, 입력 신호가 구형파 형태인 경우, 전류 센싱부(14)로부터 출력되는 출력 신호 역시 구형파 형태가 된다.

도 4는 도 1에 도시된 전류 센싱부(14) 및 증폭부(16)의 본 발명에 의한 바람직한 실시예들(14A 및 16A)의 회로도로서, 저항(R6)으로 구성되는 전류 센싱부(14A)와 증폭부(16A)로 구성된다.

도 4에 도시된 전류 센싱부(14A)는 캐리지(12)의 제2 전극(32)을 통해 유출되어 입력단자 IN1을 통해 입력되는 전류와 기준 전위인 접지 사이에 연결되는 저항(R6)으로 구성된다. 여기서, 전류 센싱부(14A)로부터 출력되는 출력 신호는 저항(R6)의 양단에 걸리는 전압 강하에 해당한다. 따라서, 커패시턴스가 변함에 따라 저항(R6)에 흐르는 전류가 변하고, 저항(R6)에 흐르는 전류가 변함에 따라 출력 신호의 레벨이 변하게 된다.

결국, 전류 센싱부(14)로부터 출력되는 출력 신호의 레벨에 상응하여 카드리지(34)에 남겨진 잉크의 양이 측정될 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 잉크 량측정 장치는 증폭부(16), ADC(18) 및 제어부(20)로 구성된다.

먼저, 증폭부(16)는 전류 센싱부(14)로부터 입력한 출력 신호를 증폭하고, 증폭된 출력 신호를 ADC(18)로 출력한다. 이를 위해, 증폭부(16)는 도 4에 도시된 바와 같이, 저항들(R7, R8 및 R9), 제2 및 제3 커패시터들(C2 및 C3) 및 제2 연산 증폭기(70)로 구현될 수 있다.

도 4에 도시된 증폭부(16A)의 저항(R7)은 제2 연산 증폭기(70)의 음의 입력단자(-)와 기준 전위인 접지 사이에 연결되고, 저항(R8)은 제2 연산 증폭기(70)의 음의 입력단자(-)와 그의 출력단자 사이에 연결되고, 저항(R9)은 제2 연산 증폭기(70)의 출력단자와 출력단자 OUT3을 통해 ADC(18)와 연결된다. 이 때, 제2 커패시터(C2)는 제2 연산 증폭기(70)의 음의 입력단자(-)와 기준 전위인 접지 사이에 연결되고, 제3 커패시터(C3)는 ADC(18)와 기준 전위인 접지 사이에 연결된다. 전술한 구성을 갖는 증폭부(16A)는 입력단자 IN1을 통해 전류 센싱부(14)로부터 입력한 출력 신호 즉, 저항(R6)에 강하되는 전압을 증폭하고, 증폭된 출력 신호를 출력단자 OUT3을 통해 ADC(18)로 출력한다.

ADC(18)는 증폭부(16)로부터 입력한 아날로그 형태의 증폭된 결과를 디지탈 형태로 변환하고, 변환된 디지탈 형태의 증폭된 결과를 제어부(20)로 출력한다.

이 때, 제어부(20)는 ADC(18)로부터 입력한 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨로부터 카드리지(34)에 담긴 잉크(36)의 양을 측정하고, 측정된 잉크(36)의 양을 출력단자 OUT1을 통해 출력한다. 이를 위해, 제어부(20)는 다수개의 잉크 량들을 저장하고, ADC(18)로부터 입력한 디지탈 형태의 증폭된 결과에 어드레싱되어 해당하는 잉크 량을 출력단자 OUT1을 통해 출력하는 룩 업 테이블(LUT:Look Up Table)(22)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 룩 업 테이블(22)은 다음 표 1과 같이 잉크 량과 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨들을 저장할 수 있다.

잉크 량(ml)	디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨(mV)
10	292
15	348
17	364
20	388
22	404
25	412
30	450
35	484
40	468
45	468
50	468

도 5는 ADC(18)로부터 입력한 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨의 잉크 량에 따른 변화를 나타내는 그래프로서, 종축은 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨을 나타내고, 횡축은 잉크 량을 각각 나타낸다.

표 1에 도시된 잉크 량과 증폭된 결과의 레벨간의 관계는 도 5에 도시된 바와 같다. 이와 같이, 제어부(20)는 ADC(18)로부터 입력한 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨에 상응하여 카드리지(34)에 담긴 잉크(36)의 양을 결정할 수 있다.

도 6은 제1 및 제2 전극들(30 및 32)과 카드리지(34)의 외관을 나타내는 도면이다.

도 1에 도시된 본 발명에 의한 잉크 량 측정 장치는 도 6에 도시된 소정 범위(80)에서 잉크(36)의 양을 연속적으로 감지할 수 있다.

한편, 본 발명에 의하면, 제어부(20)로부터 출력단자 OUT1을 통해 출력되는잉크 량은 잉크 젯 프린터의 모니터(미도시)상에 시각적으로 디스플레이될 수도 있다.

이하, 전술한 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 방법을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.

도 7은 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 잉크 량 측정 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 캐리지(12)에 입력 펄스를 인가하여 그(12)로부터 유출되는 전류를 센싱하는 단계(제90 및 제92 단계들) 및 센싱된 결과로부터 잉크 량을 결정하는 단계(제94 ∼ 제98 단계들)로 이루어진다.

도 1에 도시된 잉크 량 측정 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 잉크 량 측정 방법에서, 펄스 발진부(10)는 전술한 입력 펄스를 캐리지(12)의 제1 전극(30)에 인가한다(제90 단계). 제90 단계후에, 전류 센싱부(14)는 캐리지(12)의 제2 전극(32)으로부터 유출되는 전류를 센싱한다(제92 단계).

제92 단계후에, 센싱된 결과 즉, 센싱된 전류를 이용하여 잉크 량을 측정한다(제94 ∼ 제98 단계들).

이에 대해 세부적으로 살펴보면, 제92 단계후에, 증폭부(16)는 전류 센싱부(14)에서 센싱된 결과를 증폭한다(제94 단계). 제94 단계후에, ADC(18)는 증폭부(16)로부터 입력한 아날로그 형태의 증폭된 결과를 디지탈 형태로 변환한다(제96 단계). 제96 단계후에, 제어부(20)는 ADC(18)로부터 입력한 디지탈 형태의 증폭된 결과의 레벨에 상응하는 잉크 량을 결정한다(제98 단계).

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치 및 방법은 제1 및 제2 전극들(30 및 32)이 카드리지(34)가 아닌 캐리지(12)에 부착되기 때문에 소모품인 카드리지(34)에 전극들을 장착하는 것보다 카드리지의 비용을 낮출수 있고 구조상의 어려움을 개선하여 비교적 낮은 가격에서 소정 레벨보다 적은 레벨의 잉크 량을 연속적으로 감지할 수 있고, 잉크의 낭비 요인을 사전에 제거할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

Claims

잉크 젯 프린터에서, 캐리지에 장착되는 적어도 하나의 카드리지에 담겨진 잉크의 양을 측정하는 잉크 량 측정 장치에 있어서,

제1 전극으로 입력 펄스를 인가하는 펄스 발진부; 및

제2 전극으로부터 유출되는 전류를 센싱하고, 센싱된 결과를 출력 신호로서 출력하는 전류 센싱부를 구비하고,

상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 상기 카드리지와 접촉하는 상기 캐리지의 마주보는 면들에 각각 마련되고, 상기 출력 신호의 레벨에 상응하여 상기 잉크의 양이 측정되고, 상기 카드리지에 담겨진 상기 잉크는 유전체에 해당하고, 상기 입력 펄스가 인가될 때 상기 잉크의 양에 따라 상기 카드리지에 의해 형성되는 커패시턴스는 가변되는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 전류 센싱부는

상기 전류와 기준 전위 사이에 연결되는 저항을 구비하고,

상기 출력 신호는 상기 저항의 양단에 걸리는 전압에 해당하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 잉크 량 측정 장치는

상기 출력 신호를 증폭하는 증폭부;

상기 증폭부로부터 입력한 아날로그 형태의 증폭된 결과를 디지탈 형태로 변환하는 아날로그/디지탈 변환기; 및

상기 디지탈 형태의 상기 증폭된 결과의 레벨로부터 상기 잉크 량을 측정하는 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치.
제3 항에 있어서, 상기 제어부는

다수개의 잉크 량들을 저장하고, 상기 디지탈 형태의 상기 증폭된 결과에 어드레싱되어 해당하는 상기 잉크 량을 출력하는 룩 업 테이블을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 장치.
제1 항에 있어서, 상기 잉크 량 측정 장치에서 수행되는 잉크 량 측정 방법에 있어서,

(a) 상기 제1 전극으로 상기 입력 펄스를 인가하는 단계; 및

(b) 상기 제2 전극으로부터 유출되는 상기 전류를 센싱하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 방법.
제5 항에 있어서, 상기 잉크 량 측정 방법은

상기 (b) 단계후에, 상기 센싱된 결과를 증폭하는 단계;

상기 아날로그 형태의 상기 증폭된 결과를 디지탈 형태로 변환하는 단계; 및

상기 디지탈 형태의 상기 증폭된 결과의 레벨에 상응하는 상기 잉크 량을 결정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 젯 프린터를 위한 잉크 량 측정 방법.