KR20030067138A - 잉크젯 프린터 및 그의 헤드구동방법 - Google Patents

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Abstract

헤드구동의 오동작을 방지할 수 있는 잉크젯 프린터가 개시된다. 잉크젯 프린터는, 다수의 노즐 내의 잉크를 가열시켜 노즐로부터 잉크의 토출을 가능하게 하는 가열소자의 통전을 단속하는 노즐구동부와, 노즐구동부에 구동신호를 공급하는 신호공급부와, 기록할 화상에 대응하여 노즐을 선택하기 위한 노즐선택데이터신호를 클럭신호에 동기를 맞추어 저장하기 위한 쉬프트레지스터와, 클럭신호의 입력횟수를 카운팅하여 쉬프트레지스터의 동작여부를 결정하는 카운터, 및 쉬프트레지스터가 디스에이블 상태일 경우, 잉크를 토출시키기 위한 토출신호를 신호공급부에 입력시키는 제어부를 갖는다. 카운터는 노즐선택데이터신호의 비트수로 설정된 설정치와 클럭신호의 입력횟수를 비교하여, 입력횟수가 설정치를 초과하는 경우, 쉬프트레지스터를 디스에이블시킨다. 따라서, 토출신호를 노즐선택데이터신호가 쉬프트레지스터에 저장된 후에 입력시킴으로써 토출신호에 의한 데이터신호에 발생하는 노이즈 유기현상을 제거할 수 있다. 또한, 데이터신호에 노이즈신호가 발생하더라도 카운터에 의해 해당 비트만큼의 데이터신호만을 쉬프트레지스터에 저장시킴으로써 노이즈신호에 의해 헤드구동장치의 오동작을 방지할 수 있다.

Description

잉크젯 프린터 및 그의 헤드구동방법{Ink jet printer and a mathod for driving head thereof}
본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 노즐에서 동시에 잉크가 토출될 경우에 발생하는 헤드구동장치의 오동작을 방지할 수 있는 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
통상적으로 용지나 OHP(over head project)필름과 같은 기록 매체에 화상을 형성하는 방식 중에 와이어 도트 방식, 열전사방식, 잉크젯 방식을 이용한 프린터는 각각의 기록 헤드를 사용한다.
상기한 프린터 중 잉크젯 프린터의 기록 헤드는 잉크를 분사하기 위한 미세한 토출구멍으로 형성된 다수의 노즐을 갖는다. 노즐 내에 있는 잉크는 각각의 노즐에 대응되게 설치된 가열소자(heating element:R)에 의해 가열 팽창됨으로써 노즐 외부로 분사되어 기록 매체에 부착된다.
이에 따라 잉크젯 프린터는 기록할 화상에 대응되게 기록 헤드의 노즐을 선택적으로 가열하여 노즐 내의 잉크를 분사하여 화상을 기록매체에 형성한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 잉크젯 프린터(200)는 호스트(100)로 부터 인쇄데이터 및 제어명령이 전송되는 인터페이스(210), 사용자에 의해 선택명령이 입력되는 입력부(230), 전체 구동 및 제어를 위한 프로그램 및 인쇄데이터를 저장하기 위한 저장부(250), 인쇄동작을 수행하는 인쇄부(270), 및 전제 시스템을 제어하는 컨트롤러(290)을 가지고 있다.
인쇄부(270)의 헤드구동장치(271)에는 인쇄데이터에 대응하여 기록헤드(272)의 다수의 노즐 중 선택된 노즐을 구동시키기 위해 노즐선택데이터신호가 전달된다.
헤드구동장치(271)에는, 도 2에 도시된 바와 같이 노즐선택데이터신호인 ADDR(address) 데이터신호와, P(primitive) 데이터신호가 입력되는 제1,2데이터부(21,23)와, 앤드게이트의 조합으로 이루어진 신호공급부(27)와, 다수의 노즐 중 선택된 노즐을 구동시켜 잉크를 토출시키는 노즐구동부(29)를 갖는다.
예컨데, n x m개의 노즐을 갖는 기록 헤드일 경우, ADDR 데이터신호(ADDR)는 n개의 노즐을 한번에 동시에 토출할 수 있는 파이어 그룹(fire group:A1-An)을 선택하기 위한 데이터신호이고, P 데이터신호(P_Data)는 각 파이어 그룹(A1-An) 내의 m개의 노즐 중 잉크가 토출되는 노즐을 선택하기 위한 데이터신호이다.
즉, ADDR 데이터신호(ADDR) 및 P 데이터신호(P_Data)가 각각 10bit로 구성되면, 파이어 그룹(A)은 ADDR 데이터신호(ADDR)의 비트에 대응되어 10개(A1-A10)로 구성되며, 각각의 파이어 그룹(A1-A10))에서 한번에 동시에 잉크를 토출할 수 있는 노즐의 수는 P 데이터신호(P_Data)에 대응되어 10개(P1-P10)가 된다. 즉, 기록 헤드의 전체 노즐 수는 10 x 10 = 100개가 된다.
도 3을 참조하여 입력되는 데이터신호 들에 따른 헤드구동장치(271)의 일반적인 동작을 설명한다.
노즐선택데이터신호인 ADDR 데이터신호(ADDR_1)와 P 데이터신호(Data_a)신호는 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 각 비트 쉬프트레지스터에 쉬프팅되어 저장된다.
그 후, Load 신호(LOAD)가 입력되면 각 비트의 쉬프트레지스터에 저장된 ADDR 데이터신호(ADDR_1)와 P 데이터신호(Data_a)는 래치(Latch)된다.
다음, 컨트롤러(290)로부터 가열소자(heating element:R)를 가열시켜 노즐 내의 잉크를 토출시키기 위한 파이어 스트로브(fire strobe)신호(STRB_1)가 입력될 때, 다음 데이터신호(ADDR_2,Data_b)가 각 비트의 쉬프트레지스터에 저장된다.
따라서, 래치된 각 데이터신호(ADDR_1,Data_a)와 스트로브신호(STRB_1)는 n x m개의 앤드게이트(AND gate)로 이루어진 신호공급부(27)에 입력되어 노즐구동부(29)를 구동시킨다.
즉, 신호공급부(27)의 n x m개의 앤드게이트(AND gate) 중 선택된 노즐에 대응되는 앤드게이트의 출력신호에 대응되는 노즐구동부(29)의 트랜지스터(or FET)을 턴온시킨다.
따라서, n x m개의 트랜지스터(or FET) 중 턴온되는 트랜지스터(or FET)에 연결된 가열소자(heating element:R)에 구동전압(Vph)이 인가되어 전류가 흐름으로써, 선택된 노즐에서 잉크가 토출되게 된다.
이상에서와 같이, 다수의 노즐에서 잉크를 토출시키기 위해서는 많은 전류가 필요하게 된다.
최근 고밀도 및 고속도의 인쇄를 가능하게 하기 위해 동시에 잉크를 토출시키는 노즐의 수는 더욱 더 많아 지고 있다. 이에 따라, 헤드의 전원공급단(Vph)에 고전류가 흐르게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 노즐에서 잉크를 토출시키기 위해 전원공급단(Vph)에 고전류가 흐름에 의해 전압(Vph)의 파형이 흔들리게 되는 현상이 발생하며, 특히, 데이터신호(ADDR_2,Data_b)가 쉬프트레지스터에 저장될때, 스트로브신호(STRB_1)가 입력됨으로써, 데이터신호(ADDR,P_Data)에 노이즈신호가 유기되는 현상이 발생하게 된다.
이러한 노이즈신호가 데이터신호와 함께 헤드구동장치에 입력됨으로써 노즐의 제어에 오동작이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 목적은, 다수의 노즐에서 동시에 잉크가 토출될 경우에 발생하는 헤드구동장치의 오동작을 방지할 수 있는 잉크젯 프린터를 제공하는 것이다.
도 1은 일반적인 잉크젯 프린터의 개략적인 블록도,
도 2는 도 1의 헤드구동장치의 주요부분에 대한 블록도,
도 3은 도 2의 헤드구동장치에 입력되는 입력신호의 타이밍도,
도 4는 도 2의 구동전압 Vph파형 및 입력신호에 발생하는 노이즈 현상을 나타낸 도,
도 5는 본 발명의 잉크젯 프린터의 헤드구동장치의 주요부분에 대한 블록도,
도 6은 도 5의 헤드구동장치에 입력되는 입력신호의 타잉밍도, 그리고
도 7은 도 5의 헤드구동방법에 대한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 호스트200 : 프린터
250 : 저장부271 : 헤드구동장치
273 : 기록헤드21,31 : 제1데이터부
23,33 : 제2데이터부35,35' : 카운터
27,37 : 신호공급부29,39 : 노즐구동부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 잉크젯 프린터는, 다수의 노즐 내의 잉크를 가열시켜 상기 노즐로부터 잉크의 토출을 가능하게 하는 가열소자의 통전을 단속하는 노즐구동부; 상기 노즐구동부에 구동신호를 공급하는 신호공급부; 기록할 화상에 대응하여 상기 노즐을 선택하기 위한 노즐선택데이터신호를 클럭신호에 동기를 맞추어 저장하기 위한 쉬프트레지스터; 상기 클럭신호의 입력횟수를 카운팅하여 상기 쉬프트레지스터의 동작여부를 결정하는 카운터; 및 상기 쉬프트레지스터가 디스에이블 상태일 경우, 상기 잉크를 토출시키기 위한 토출신호를 상기 신호공급부에 입력시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 카운터는 상기 노즐선택데이터신호의 비트수로 설정된 설정치와 상기클럭신호의 입력횟수를 비교하여, 상기 입력횟수가 상기 설정치를 초과하는 경우, 상기 쉬프트레지스터를 디스에이블시킨다.
한편, 본 발명에 따른 헤드구동방법은, 다수의 노즐 중 상기 노즐을 선택하기 위한 노즐선택데이터신호를 클럭신호에 동기를 맞추어 쉬프트레지스터에 입력하는 단계; 상기 클럭신호의 입력횟수를 카운팅하여 상기 입력횟수가 소정의 설정치를 초과하는 경우, 상기 쉬프트레지스터를 디스에이블시키는 단계; 상기 쉬프트레지스터에 저장된 상기 노즐선택데이터신호를 래치하는 단계; 및 래치된 상기 노즐선택데이터신호에 기초하여 상기 선택된 노즐로부터 잉크를 토출시키기 위한 토출신호를 입력하는 단계;를 가진다.
상기 래치단계에서, 상기 클럭신호를 카운팅하는 카운터를 리셋시킨다.
따라서, 토출신호를 노즐선택데이터신호가 쉬프트레지스터에 저장된 후에 입력시킴으로써 토출신호에 의한 데이터신호에 발생하는 노이즈 유기현상을 제거할 수 있다.
또한, 데이터신호에 노이즈신호가 발생하더라도 카운터에 의해 해당 비트만큼의 데이터신호만을 쉬프트레지스터에 입력시킴으로써 노이즈신호에 의한 헤드구동장치의 오동작을 방지할 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예의 잉크젯 프린터는 n x m개의 노즐을 갖는 기록 헤드(273)를 구동시키는 헤드구동장치를 예로서 설명한다. 여기서 n은 파이어 그룹의 갯수이고, m은 각각의 파이어 그룹 내의 노즐의 갯수이며, 앞에서 설명한 동일한 구성요소에대한 도면번호는 동일하게 부여하여 설명한다.
헤드구동장치(271)는, 기록할 화상에 대응하여 기록 헤드(273)의 노즐을 선택하기 위한 노즐선택데이터신호인 n비트의 ADDR 데이터신호(ADDR)와 m비트의 P 데이터신호(P_Data)를 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 일시 저장하는 제1, 제2 데이터부(31,33), 클럭신호(CLOCK)를 카운팅하여 ADDR 데이터신호(ADDR)와 P 데이터신호(P_Data)를 저장을 제어하는 각 비트의 카운터(35), 앤드게이트의 조합으로 이루어진 신호공급부(37), 및 n x m개의 노즐 중 ADDR 데이터신호(ADDR)와 P 데이터신호(P_Data)에 의해 선택된 노즐을 구동시켜 잉크를 토출시키는 노즐구동부(39)를 갖는다.
제1데이터부(31)는 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 n비트의 ADDR 데이터신호(ADDR)가 쉬프팅되어 저장되는 n비트 쉬프트레지스터와, 로드신호(Load)가 입력될 경우, n비트의 ADDR 데이터신호(ADDR)를 일시 래치하는 n비트 래치를 갖는다.
또한, 제1데이터부(31)에는 n 비트 카운터(35)가 마련된다. n 비트 카운터(35)는 클럭신호(CLOCK)를 카운팅하여 n 번째 클럭신호(CLOCK)에 입력되는 ADDR 데이터신호(ADDR)까지만을 저장하도록 n비트 쉬프트레지스터를 인에이블시키고, n+1번째부터 입력되는 ADDR 데이터신호(ADDR)는 저장되지 않도록 n비트 쉬프트레지스터를 디스에이블시킨다. 한편, 로드신호(Load)가 입력되면, n비트 카운터(35)는 리셋된다.
제2데이터부(33)는 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 m비트의 P 데이터신호(P_Data)가 쉬프팅되어 저장되는 m비트 쉬프트레지스터와,로드신호(Load)가 입력될 경우, m비트의 P 데이터신호(P_Data)를 일시 래치하는 m 비트 래치를 갖는다.
또한, 제2데이터부에는 m 비트 카운터(35')가 마련된다. m 비트 카운터(35')는 클럭신호(CLOCK)를 카운팅하여 m 번째 클럭신호(CLOCK)에 입력되는 P 데이터신호(P_Data)까지만을 저장하도록 m비트 쉬프트레지스터를 인에이블시키고, m+1번째부터 입력되는 P 데이터신호(P_Data)는 저장되지 않도록 m비트 쉬프트레지스터를 디스에이블시킨다. 한편, 로드신호(Load)가 입력되면, m비트 카운터(35')는 리셋된다.
물론, 각 비트의 카운터(35,35')는 상기에서와 같이, 각 비트이 쉬프트레지스터 내에 마련될 수도 있으며, 별도로 마련될 수도 있다.
각 쉬프트레지스터에 데이터신호(ADDR,P_Data)의 입력이 완료되어 디스에이블상태가 되면, 컨트롤러(290)는 잉크를 토출시키기 위한 토출신호인 스트로브신호(STRB)가 입력시킨다.
신호공급부(37)는 n x m 개의 노즐에 대응하는 앤드게이트의 조합으로 이루어지며, 로드신호(Load)가 입력되면 각 비트 래치에 일시 래치된 각 데이터신호(ADDR,P_Data)와 스트로브신호(STRB)가 앤드게이트에 입력된다. 이때, 입력되는 각 데이터신호(ADDR,P_Data)에 대응하여 n x m개의 앤드게이트 중 선택된 노즐에 해당되는 앤드게이트에서만 출력신호가 출력된다.
앤드게이트의 출력신호에 의해 노즐구동부(39)의 n x m 개의 트랜지스터(or FET)가 동작하게 된다.
즉, n x m 개의 트랜지스터(or FET) 중에서 선택된 노즐에 해당되는 트랜지스터(or FET)가 턴온되어 선택된 노즐의 가열소자(R)에 전류가 흐르게 된다. 따라서, 가열소자(R)에 의해 열이 발생됨으로써 선택된 노즐 내의 잉크가 토출되게 된다.
도 6 및 도 7를 참조하여 본 실시예의 따른 헤드구동장치(271)의 구동방법을 설명한다.
기록화상에 대응하는 노즐선택데이터신호인 ADDR 데이터신호(ADDR_1)/P 데이터신호(Data_1)와 동기신호인 클럭신호(CLOCK)가 입력된다(S10).
ADDR 데이터신호(ADDR_1)와 P 데이터신호(Data_a)가 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 n/m 비트 쉬프트레지스터에 각각 쉬프팅되어 저장된다(S20).
예컨데, 10비트의 ADDR 데이터신호(ADDR_1)가 입력되어 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 10비트 쉬프트레지스터에 저장된다(S20). 이때, 10비트 카운터(35)는 ADDR 데이터신호(ADDR_1)의 비트수인 '10'이 설정치가 된다. 따라서, 카운터(35)는 입력되는 클럭신호(CLOCK)의 입력횟수와 설정치를 비교한다(S30).
카운터(35)는 설정치이하인 10번째 이하의 클럭신호(CLOCK)에 동기를 맞추어 입력되는 ADDR 데이터신호(ADDR_1)를 10비트 쉬프트레지스터에 저장하며(S20), 이 후, 11번째 클럭신호(CLOCK)에 입력되는 소정의 데이터신호는 10비트 쉬프트레지스터에 저장되지 않도록 10비트 쉬프트레지스터를 디스에이블시킨다(S40).
이 후, 로드신호(Load)가 입력되면, 각 비트 카운터(35,35')는 리셋되며 동시에, n/m비트 쉬프트레지스터에 입력된 ADDR 데이터신호(ADDR_1)와 P데이터신호(Data_a)가 래치된다(S50).
컨트롤러(290)로부터 잉크를 토출시키기 위한 스트로브신호(STRB_1)가 입력되면(S60), 스트로브신호(STRB_1)는 래치된 각각의 데이터신호(ADDR_1,Data_a)와 신호공급부(37)의 앤드게이트의 입력단에 입력된다.
(여기서, 스트로브신호(STRB_0)는 기록 헤드(273)의 마지막 파이어 그룹(An)에서 선택된 노즐에 대한 토출신호가 된다.)
앤드게이트의 특성상 입력신호가 모두 '하이'일 경우에만 출력신호가 '하이'가 되므로 각각의 데이터신호가 모두 '하이'인 앤드게이트만이 출력신호가 '하이'가 될 것이다.
앤드게이트의 출력신호가 '하이'인 노즐구동부(39)의 트랜지스터(or FET)가 턴온된다. 따라서, 구동전압(Vph)이 인가되어 선택된 노즐의 가열소자(R)에 전류가 흐름으로써 선택된 노즐에서 잉크가 토출되게 된다.
즉, 컨트롤러(290)는 ADDR 데이터신호(ADDR_1)와 P 데이터신호(Data_a)가 n/m비트 쉬프트레지스터에 저장이 완료된 상태를 판단하여 스트로브신호(STRB_1)를 입력시킨다. 따라서, 스트로브신호(STRB_1)에 의한 데이터신호(ADDR_1,Data_a)에 유기되는 노이즈현상을 막을 수 있다.
또한, 데이터신호(ADDR_1,Data_a)에 노이즈신호가 유기되더라도, 카운터(35,35')에 의해 노이즈신호는 쉬프트레지스터에 입력되지 않으므로 이후의 노즐구동부(39)의 동작에는 영향을 주지 않는다.
따라서, 기록헤드의 다수의 노즐에서 동시에 잉크를 토출시키는 경우에 발생하는 헤드구동장치의 오동작을 막을 수 있게 된다.
본 발명에 의하면, 스트로브신호(STRB)를 노즐선택데이터신호가 쉬프트레지스터에 저장된 후에 입력시킴으로써 스트로브신호에 의한 데이터신호에 발생하는 노이즈 유기현상을 제거할 수 있다.
또한, 데이터신호에 노이즈신호가 발생하더라도 카운터에 의해 해당 비트만큼의 데이터신호만을 쉬프트레지스터에 입력시킴으로써 노이즈신호에 의한 헤드구동장치의 오동작을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 다수의 노즐 내의 잉크를 가열시켜 상기 노즐로부터 잉크의 토출을 가능하게 하는 가열소자의 통전을 단속하는 노즐구동부;
    상기 노즐구동부에 구동신호를 공급하는 신호공급부;
    기록할 화상에 대응하여 상기 노즐을 선택하기 위한 노즐선택데이터신호를 클럭신호에 동기를 맞추어 저장하기 위한 쉬프트레지스터;
    상기 클럭신호의 입력횟수를 카운팅하여 상기 쉬프트레지스터의 동작여부를 결정하는 카운터; 및
    상기 쉬프트레지스터가 디스에이블 상태일 경우, 상기 잉크를 토출시키기 위한 토출신호를 상기 신호공급부에 입력시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 카운터는 상기 입력횟수가 소정의 설정치 이하일 경우, 상기 쉬프트레지스터를 인에이블시키며,
    상기 입력횟수가 상기 설정치를 초과하는 경우, 상기 쉬프트레지스터를 디스에이블시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 카운터는 상기 쉬프트레지스터 내에 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 설정치는, 상기 노즐선택데이터신호의 비트수로 설정되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  5. 다수의 노즐 중 상기 노즐을 선택하기 위한 노즐선택데이터신호를 클럭신호에 동기를 맞추어 쉬프트레지스터에 입력하는 단계;
    상기 클럭신호의 입력횟수를 카운팅하여 상기 입력횟수가 소정의 설정치를 초과하는 경우, 상기 쉬프트레지스터를 디스에이블시키는 단계;
    상기 쉬프트레지스터에 저장된 상기 노즐선택데이터신호를 래치하는 단계; 및
    래치된 상기 노즐선택데이터신호에 기초하여 상기 선택된 노즐로부터 잉크를 토출시키기 위한 토출신호를 입력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드구동방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 래치단계에서, 상기 클럭신호를 카운팅하는 카운터를 리셋시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드구동방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 설정치는, 상기 노즐선택데이터신호의 비트수로 설정되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 헤드구동방법.
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