KR20080015809A - 진정 복합 해상도 지원의 비엇물림 잉크젯 프린트헤드 - Google Patents

진정 복합 해상도 지원의 비엇물림 잉크젯 프린트헤드 Download PDF

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KR20080015809A
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Abstract

잉크 배송 시스템은, 스캔축(30)에 수직인 축(28)에 대하여 소정의 각으로 실제적으로 회전된 프린트헤드(12)를 포함하며, 적어도 하나의 가상의 기본 상태(38)로 선택적으로 분류된 복수의 노즐들(24)을 포함한다. 상기 시스템은, 각각의 가상의 기본 상태(38)의 상기 노즐들(24)을 순차적으로 배출시키도록 구성된 배출 회로를 추가로 포함한다.
잉크 배송 시스템, 경사진 프린트헤드, 배출 회로, 분류된 노즐

Description

진정 복합 해상도 지원의 비엇물림 잉크젯 프린트헤드{NON-STAGGERED INKJET PRINTHEAD WITH TRUE MULTIPLE RESOLUTION SUPPORT}
본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 특히 복수의 비엇물림 노즐들을 구비한 프린트헤드 및 이를 사용하여 복합 해상도로 프린트하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 하나 이상의 프린트헤드로부터 복수의 노즐을 통하여 프린트 매체 상으로 잉크의 개개 액적을 배출시킴으로써 프린트 매체 상에 이미지를 발생시킨다. 상기 프린트헤드는, 프린터의 한 측으로부터 다른 측으로 상기 프린트헤드를 통과하는 캐리지에 장착된다. 상기 프린트헤드가 상기 캐리지 로드를 통과할 때의 이동축은 스캔축으로 언급된다. 상기 프린트헤드가 상기 캐리지 로드를 따라 전후 이동할 때 잉크 액적은, 상기 프린트헤드 상에 일반적으로 직선 칼럼으로 배열된 상기 프린트헤드 노즐을 통하여 상기 프린트 매체 상으로 배출된다. 그러나, 스캔축을 따라 이동하는 프린트헤드와, 상기 프린터를 통하여 상기 스캔축에 수직인 방향에서 공급되는 프린트 매체 사이에서의 상대적 운동은, 원하지 않는 잉크 액적 장소 에러를 발생시킬 수 있다. 다른 말로, 상기 프린트 매체 상으로의 일 칼럼의 잉크 액적 프린트시, 상기 프린트헤드 및 프린트 매체 사이의 상대적 운동은, 그렇지 않았다면 직선으로 형성되었을 일 칼럼의 액적을 휘어진 상태로 형성할 수도 있다.
종이에 대한 상기 프린트헤드의 고유 운동으로부터 발생하는 액적 장소 에러를 보상하는 통상적 방법으로 두 가지가 공지되어 있다. 첫번째는 액적 장소 에러를 보상하는 것을 도울 노즐 오프셋을 제공하기 위하여 각 칼럼에서 노즐을 물리적으로 스태거하는 것이다. 그러나, 각 칼럼 내에서 노즐을 스태거하는 것은 액적 방향성 에러, 액적 속도 및 중량 변화, 및 프린트헤드의 잉크 챔버 내 에어 버블 등과 같은 다른 프린트 상의 복잡한 문제를 일으킨다.
상기 프린트헤드 및 프린트 매체 사이의 상대적 운동에 의해 발생되는 액적 장소 에러를 보상하는데 통상 사용되는 두번째 공지의 방법은, 각 칼럼 내 노즐들 사이의 수평 오프셋을 제공하기 위하여, 상기 프린트헤드 자체를 상기 스캔축에 대하여 기울이는 것이다. 그러나, 상기 노즐의 수평 오프셋을 달성하는데 사용되는, 일반적으로 큰 경사각은, 기계적 설계상의 원치 않는 복잡한 문제를 증가시키고, 이미지 공정처리 관점으로부터, 경사를 보상하는 프린터 메모리의 필요성을 증가시킨다.
통상의 잉크젯 프린터의 또 다른 특성은, 프린트 질 및 속도를 희생시키지 않고 복합 해상도를 제공할 능력이 제한된다는 것이다. 예를 들면, 스태거되거나 또는 경사진 프린트헤드 구성 중의 어느 하나에서, 노즐의 칼럼들은 일반적으로 기본상태로 언급되는 그룹들로 계통화된다. 스태거되거나 또는 경사진 프린트헤드에서, 이 기본상태들의 크기 및 물리적 위치는 1 또는 2가지의 원하는 프린트 해상도 를 기초로 결정된다. 그렇기 때문에, 최적화된 해상도 외의 다른 해상도에서 프린트하기 위하여는, 프린터는, 원치않는 더 느린 프린트 속도에서 동작해야 한다. 만약 프린트 속도가 이 비-최적화 해상도에서 감소되지 않는다면, 액적 장소 에러가 발생하게 된다.
이하에 기술된 실시예들은 이러한 또는 다른 문제점들에 비추어 개선되었다.
액적 장소 에러를 감소시키기 위하여 비엇물림 노즐을 구비한 약간 경사진 프린트헤드를 사용하여 진정 복합 해상도로 프린트하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 이 장치는 칼럼으로 배열된 복수의 비엇물림 노즐들을 구비한 프린트헤드를 포함한다. 프린트헤드 및 프린트 매체 사이의 상대적 운동에 의해 발생되는 액적 장소 에러를 감소시키기 위하여, 각 칼럼 내의 노즐들 사이의 수평 오프셋은, 프로그램할 수 있으며 선택된 원하는 프린트 해상도를 기초로 하는 로직 또는 가상 기본상태들로 노즐들을 계통화함으로써 달성된다. 이리하여, 상기 기본상태들은, 원하는 해상도에 따라 상기 노즐의 수직 스팬이 프로그램되거나 또는 사용자에 의해 선택될 수 있도록, 실제가 아닌 가상 상태이다. 추가로, 상기 프린트헤드는 실제로는, 액적 장소 에러를 감소시키기 위하여 증가분으로 경사지게 된다. 각 가상의 기본 상태에서의 노즐들은 순차적인 배출 계획에 따라 배출되고, 프린트헤드의 이동 방향에 따라 각 가상 기본상태의 노즐들을 상단부터 하단까지 또는 하단부터 상단까지 순차적으로 배출시킨다. 추가로, 하프-도트 및 쿼터-도트 교정은 상기 가상의 기본상태 구성에 의해 완전히 지원되고, 멀티플렉서를 사용하여 상기 가상의 기본상태를 하프 및 쿼터 부분들로 각각 분할함으로써 달성된다.
이제, 본 실시예들이 수반되는 도면을 참조로 하여 예시적으로 기술될 것이다.
도 1은 잉크젯 프린트를 설명한 도;
도 2는 예시적인 프린트 헤드를 설명한 도;
도 2A는 도 2의 프린트헤드에 따른 예시적 노즐 기판을 설명한 도;
도 3은 시프트 레지스터를 실행하는 예시적 제어 회로도;
도 4A는 일 실시예에 따른 가상 기본물들을 도시한 예시의 노즐 구성을 설명한 도;
도 4B는 또 다른 실시예에 따른 가상 기본물들을 도시한 예시의 노즐 구성을 설명한 도;
도 5는 가상 기본물 및 프린트 해상도 사이의 관계를 설명하기 위하여 예시적 노즐 기판 구성 및 차트를 도시한 도; 및
도 6은 일 예시적 가상 기본물 상에 하프-도트 교정을 실행한 설명도이다.
도 1은 스캐닝 캐리지(14)에 장착된 적어도 하나의 프린트헤드(12)를 가지는 통상적인 잉크젯 프린터(10)를 도시한다. 상기 캐리지(14)가 프린트헤드(12)를 2방향 형태로 프린터(10)의 한 측으로부터 다른 측으로 전후 이동시키면서 상기 캐리지 로드(16)를 따라 미끄러질 때, 상기 프린트헤드(12)는, 종이(미도시) 등과 같은 프린트 매체 상으로 잉크 액적을 선택적으로 배출시킨다.
도 2는 전기 접촉 패드(20) 및 노즐 기판(22)을 구비한 접촉 기판(18)을 가지는 예시적인 확대된 프린트헤드(12)를 도시한다. 상기 스캐닝 캐리지(14)에 고착시, 전기 접촉 패드(20)는 상기 스캐닝 캐리지(14) 상의 전극(미도시)에 연결되고, 그것은 프린터 제어 회로(미도시)와 교통한다.
노즐 기판(22)의 확대도가 도 2A에 도시되며 칼럼(26)에 배열된 복수의 비엇물림 노즐들(24)을 포함한다. 상기 프린트헤드(12)는, 상기 스캔축(30)에 수직인 수직축(28)에 대하여 비교적 작은 각(ㆍ)(theta) 만큼 경사진다. 상기 경사는, 일 칼럼(26)의 노즐들(24)이 배출하는 데 걸리는 시간 동안의 상기 프린트헤드(12) 및 종이(32) 사이의 상대적 이동을 보상하기 위하여 칼럼들(26) 내 노즐들(24) 사이의 수평 오프셋을 제공한다. 노즐들(24)은 추가로 가상 기본 상태(34)의 논리 그룹들 내로 배열된다. 기본 상태(34)의 크기는 프로그램할 수 있거나 선택할 수 있고, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 사용자의 원하는 프린트 해상도에 의존한다.
각 가상 기본 상태에서의 노즐들(24)은 시프트 레지스터들을 사용하여 순차적인 배출 개념에 따라 가동된다. 도 3은 하나의 가상 기본 상태(38)에 대하여 로직을 배출하는 시프트 레지스터를 도시하는 예시적 배출 회로(42)의 일부를 나타낸다. 복수의 노즐(24)에서 각 대표 노즐에 대하여, 잉크 액적 명령의 존재("1") 또는 부존재("0")에 대응하는 "1" 또는 "0" 중 어느 하나를 포함하는 연관된 데이터 로드 레지스터(42)가 있다. 상기 데이터 로드 레지스터(42)는, 고("1") 또는 저("0") 배출 펄스 값을 나타내는 "1" 또는 "0"을 포함하는 배출 펄스 레지스 터(46)를 구비한 AND 게이트(44)에 결합된다. 다른 말로, 배출 펄스(50)가 기본 상태(38)를 통하여 순차적으로 전파할 때, 배출 펄스 레지스터(46)에서의 값은 상기 배출 펄스(50)의 타이밍과 관련하여 변화한다.
예를 들면, 도 3에서, 적절한 특정 순간에, 상기 배출 펄스(50)가 상기 기본상태(38)의 3번째, 4번째, 5번째, 및 6번째 노즐에 대하여 고 "1"이다. AND 게이트(44)의 출력은 파워 트랜지스터(52)를 가동하도록 구성되고, 그것은 열 레지스터(54)를 구동시킨다. 작동시 열 레지스터(54)는, 노즐(24)에 유동적으로 연결되어 있는 잉크 챔버(58) 내에 저장된 잉크(56)를 증발시킨다. 상기 증발은, 잉크 액적을 상기 노즐(24)로부터 프린트 매체(미도시) 상으로 배출케 하는 버블(60)을 생성시킨다.
동작시 기본 상태(38)의 각 노즐에 대하여, 상기 데이터 로드 레지스터(42)에서의 데이터 값 및 배출 펄스 레지스터(46)에서의 값이 AND 게이트(44)로 입력된다. 상기 AND 게이트(44)의 결과는 상기 데이터 로드 레지스터(42) 및 배출 펄스 레지스터(46)로부터의 입력 값에 의존한다. 예를 들면, 도 3에서, 상기 기본 상태(38)의 첫째 2개 노즐에 대한, 상기 데이터 로드 레지스터(42) 및 배출 펄스 레지스터(46)는 모두 "0"을 포함한다. 이것은, 잉크 액적 명령을 나타내는 로드 레지스터(42) 내에 데이터가 없고 상기 배출 펄스가 저 값임을 의미한다. 그렇기 때문에, AND 게이트(44)의 출력은, 잉크 액적을 형성하지 않는 저 값이다. 상기 기본 상태(38)의 셋째 노즐은, 상기 데이터 로드 레지스터(42) 내 잉크 액적 명령의 존재를 나타내는 "1"을 포함하며, 상기 배출 펄스 레지스터(46)는, 이 적절한 특정의 순간에 상기 배출 펄스가 고 값임을 의미하는 "1"을 포함한다. 그렇기 때문에, AND 게이트(44)의 출력은 고 값이고, 그것은 파워 레지스터(52) 및 열 레지스터(54)를 가동시켜, 잉크 액적의 배출을 개시한다. 그러나, 기본 상태(38)에서 제5 노즐은, 상기 배출 펄스 레지스터(46)에 상기 배출 펄스가 고 값임을 의미하는 "1"을 포함하는 한편, 상기 데이터 로드 레지스터(42)에서의 값은 잉크 액적 명령의 부재를 나타내는 "0"임에 유의해야 한다. 그렇기 때문에, 제5 노즐에 대한 AND 게이트의 결과는 저 값이고 잉크 액적은 배출되지 않는다. 설명을 위하여, 도 3에서 예시적인 배출 펄스(50)가 상기 기본 상태(38)의 상단으로부터 상기 기본 상태(38)의 의 하단까지 전파되는 것을 도시하였으나, 당업자는, 상기 프린트헤드(12)가 반대방향으로 프린트하는 것을 나타내는, 상기 배출 펄스(50)가 상기 기본 상태(38)의 하단으로부터 상기 기본 상태(38)의 상단까지 전파될 수도 있음을 이해할 수 있다.
진정 복합 해상도는, 원하는 프린트 해상도에 따라, 프린트헤드를 약간 경사지게 하고 상기 가상의 기본 상태를 프로그램함으로써 이상적인 동작 기준을 유지하는 동안 획득된다. 이상적 동작 기준은, 액적 장소 에러 없이 최대 프린트 속도로 한번에 상기 프린트 매체를 가로질러 프린트하는 것을 포함한다.
도 4A-B는 프린트헤드 경사, 원하는 프린트 해상도, 및 가상 기본 상태들의 선택 사이의 관계를 설명하는 예시적 프린트헤드 구성을 도시한다. 도 4A 및 4B는 둘다 8 칼럼 경사(66)를 가지는 프린트헤드 노즐(64)의 일 칼럼을 구비하는 프린트헤드(12)(도 3에서 미도시)를 설명한다. 다른 말로, 노즐들(64)의 칼럼은, 8칼럼의 노즐들 사이의 수평 거리와 대략 동일한 거리로 경사진다. 상술한 바와 같이, 상기 거리는 또한 도 2A에서 기 도시된 바와 같이 각 세타(ㆍ)로 나타내어지고, 일반적으로 스캔축(30)에 수직인 축(28)으로부터 측정된 비교적 작은 각이다. 예를 들면, 1200 dpi 수평 해상도를 가지는 1인치(2.54cm) 길이 프린트헤드에서, 8 칼럼 경사(66)는 1/2 도 이하를 나타낸다. 그러나, 설명의 목적으로, 도 4A 및 4B에 도시된 바와 같은 프린트헤드 경사는 과장되게 도시되어 있다. 특히, 도 4A는, 소정의 600 dpi 프린트 해상도에 따라, 4개 기본 상태들(68)로 분할된 한 칼럼의 노즐들(64)을 도시하는 한편, 도 4B에서는, 소정의 1200 dpi 프린트 해상도에 따라, 동일 칼럼의 노즐들(64)이 8개 기본 상태들(68)로 분할된다. 도 4A에서의 4개로부터 도 4B에서의 8개 가상 기본 상태들로의, 가상 기본 상태들의 수의 변화는, 멀티플렉서들(미도시)을 사용하여 배출 펄스(50)(도 3에 도시)를 루트 변경함으로써 달성된다.
가상의 기본 상태들 및 프린트 해상도 사이의 관계를 추가로 설명하기 위하여, 도 5는, 이상적인 동작 기준을 가정하여, 150 dpi부터 2400 dpi까지 범위의 프린트 해상도를 지원하는 가상의 기본 상태들(72)의 가능한 배열들을 도시하는 예시적 프린트헤드(12) 및 이에 대응하는 차트(70)를 도시한다. 예시적 프린트헤드(12)는 1200 dpi 에서 8개 칼럼의 프린트헤드 경사와 함께 4개 칼럼에 2112개 노즐들(각 528개 노즐)을 가진다. 그러나, 차트(70)에 도시된 기본 상태 구성 중 임의의 하나가 설명 목적으로 실행될 수 있고, 도 5는 600 dpi 해상도용의 구성을 도시하며, 여기서 각 칼럼은 4개의 가상의 기본 상태들을 가지고, 각 기본 상태는 132개 노즐들을 가진다.
도 6은, 멀티플렉서(74)를 이용하여 상기 가상의 기본 상태를 2부분으로 분리시킴에 의한 하프-도트 교정의 실행을 도시한다. 상기 가상의 기본 상태의 상단에서 상기 배출 펄스 시프트를 시작하는 대신에, 상술한 바와 같이, 하프-도트 교정은, 상기 배출 펄스 시프트(76)를 상기 가상의 기본 상태의 중간부에서 그 종결 전에 시작하고, 그 다음, 점선(78)을 따라, 그 개시점에서 다시 시작할 필요가 있다. 이리하여, 상기 기본 상태에서 노즐의 하단 절반은 우측으로 칼럼의 절반이 시프트되고, 상기 노즐의 상단 절반은 좌측으로 칼럼의 절반이 시프트된다. 마찬가지로, 쿼터-도트 교정은 상기 가상의 기본 상태를 4부분으로 분할시키는 멀티플렉서를 이용함으로써 적용될 수 있다.
본 발명은 전술한 바람직한 실시예들을 참조로 하여 특히 기술되고 도시되었으나, 당업자들은, 여기에 설명된 본 발명의 실시예들에 대한 여러가지 대안들이 이하의 청구범위에서 한정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실행함에 있어 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 이하의 청구범위는 본 발명의 범위를 한정하고, 이에 의하여 이 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 있는 방법 및 장치는 그에 의해 보호받고자 한다. 본 발명의 상세한 설명은 여기에 기술된 구성요소들의 모든 새로운 조합 및 명백하지 않은 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 청구범위는 이 구성요소들의 임의의 새로운 조합 및 명백하지 않은 조합에 대해 이 출원 또는 나중의 출원에서 제공될 수 있다. 전술한 실시예들은 설명을 위한 것이며, 이 출원 또는 나중의 출원에서 청구될 수 있는 모든 가능한 조합들에 대해 단일의 특징 또는 구성요소가 반드시 필요한 것은 아니다. 청구범위가 그 등가물의 "하나의" 또는 "제1의" 구성요소를 인용한다는 점에서, 그러한 청구범위는, 2이상의 그러한 구성요소들을 필수구성요소로 하지도 않고 또한 배제하지도 않으면서, 1이상의 그러한 구성요소들의 결합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (10)

  1. 프린트헤드(12)로부터 잉크를 배출하기 위한 방법에 있어서,
    수직으로 인접한 복수의 노즐을 갖는 프린트헤드(12)를 스캔축(30)에 수직인 축(28)에 대하여 소정의 각으로 경사지게 하는 단계;
    상기의 수직으로 인접한 노즐들(24)을 적어도 하나의 가상 기본 상태(34)로 선택적으로 분류하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(34) 각각 내의 상기 노즐(24)을 제1 단으로부터 제2 단으로 순차적으로 배출시키는 단계를 포함하는
    프린트헤드로부터 잉크를 배출하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(34)를 선택적으로 분류하는 단계는 소정의 프린트 해상도에 대응하는
    프린트헤드로부터 잉크를 배출하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(34)를 두 부분으로 분할시키고, 순차적으로 상기 적어도 하나의 기본 상태(38)의 중간부로부터 상기 노즐들(24)을 배출시킴으로써 하프-도트 교정을 실행하는 단계를 추가로 포함하는
    프린트헤드로부터 잉크를 배출하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(34)를 네 부분으로 분할시킴으로써, 쿼터-도트 교정을 실행하는 단계를 추가로 포함하는
    프린트헤드로부터 잉크를 배출하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기본 상태(38)의 상기 노즐들(24)은 시프트 레지스터 논리를 사용하여 순차적으로 배출되는
    프린트헤드로부터 잉크를 배출하기 위한 방법.
  6. 잉크 배송 시스템에 있어서,
    스캔축(30)에 수직인 축(28)에 대하여 실제적으로 소정의 각으로 경사진 프린트헤드(12)로서, 적어도 하나의 가상의 기본 상태(34)로 선택적으로 분류된 복수의 노즐들(24)을 포함하는 상기의 프린트헤드(12); 및
    상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(38) 내의 상기 노즐(24)을 순차적으로 배출시키도록 구성되는 배출 회로(36)를 포함하는
    잉크 배송 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가상의 기본 상태(38)의 총 수는 소정의 프린트 해상도에 대응하는
    잉크 배송 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(38)의 상기 노즐들(24)은 2-방향으로 배출되는
    잉크 배송 시스템.
  9. 잉크 액적을 배출하기 위한 프린트헤드(12)에 있어서,
    적어도 하나의 가상의 기본 상태(38)로 선택적으로 분류된 복수의 노즐들(24)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(38)의 노즐들(24)은 상기 적어도 하나의 가상의 기본 상태(38)의 제1 단으로부터 제2 단으로 순차적으로 잉크 액적을 배출하도록 추가로 구성되며,
    상기 프린트헤드(12)는 프린터 캐리지에 장착되고, 스캔축(30)에 수직인 축(28)에 대하여 소정의 각으로 실제적으로 경사지도록 구성된
    잉크 액적을 배출하기 위한 프린트헤드.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가상의 기본 상태(38)의 총 수는 소정의 프린트 해상도에 대응하는
    잉크 액적을 배출하기 위한 프린트헤드.
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