KR20080025536A - 라인헤드를 갖는 화상형성장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 화상형성장치에 관한 것으로서, 용지를 제1방향으로 공급하는 급지부와; 복수의 노즐이 형성된 노즐부를 포함하는 라인헤드유닛와; 상기 라인헤드유닛를 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 쉬프트 가능하게 지지하는 헤드지지부와; 상기 라인헤드유닛에서 화상이 형성된 용지가 배지되는 배지부와; 설정된 n차 회수로 화상이 중복 형성되도록 상기 용지를 상기 라인헤드유닛로 n회 공급하는 용지이송수단과; 상기 라인헤드유닛를 상기 제2방향으로 n회 쉬프트시키도록 상기 헤드지지부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 용지 전체에 걸쳐 균일한 화상품질을 유지할 수 있다.

Description

라인헤드를 갖는 화상형성장치{PAGE WIDTH IMAGE FORMING APPRATUS}
도 1은 종래 화상형성장치의 잉크분사과정을 설명한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 화상형성장치의 구성을 도시한 블록도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 라인헤드유닛의 노즐부 구성을 도시한 평면도,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 라인헤드유닛의 구성을 도시한 사시도,
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 화상형성장치의 최적쉬프트를 결정하는 방법을 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명에 따른 화상형성장치의 화상형성과정을 설명하는 흐름도,
도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 화상형성장치의 최적쉬프트를 결정하는 방법을 예시한 예시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 화상형성장치 110 : 입력부
120 : 감지부 130 : 저장부
140 : 라인헤드유닛 150 : 헤드지지부
160 : 급지부 170 : 용지이송부
180 : 배지부 190 : 구동부
200 : 제어부
본 발명은, 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 화질저하를 보상할 수 있는 라인헤드를 포함한 화상형성장치에 관한 것이다.
화상형성장치는 잉크가 저장된 잉크카트리지로부터 잉크액적을 분사하여 용지에 화상을 형성한다. 화상형성장치는 잉크카트리지의 잉크분사방식에 따라 셔틀타입과 라인타입으로 분류할 수 있다. 셔틀타입은 잉크카트리지가 용지의 폭방향으로 왕복이동하며 용지에 잉크액적을 분사한다. 반면 라인타입은 용지의 폭에 대응되게 다수의 노즐이 열을 이루어 잉크카트리지에 마련되며 이들 다수의 노즐이 동시에 잉크액적을 분사한다.
셔틀타입의 화상형성장치는 용지의 폭에 대응하는 거리를 잉크카트리지가 왕복이동하므로 이동시간이 소요되어 화상형성시간이 라인타입의 화상형성장치에 비해 길어지게 된다. 이에 따라 셔틀타입의 화상형성장치는 화상형성속도를 높이는데 한계가 있다. 따라서, 최근 화상형성 속도를 높이기 위해 라인타입 화상형성장치에 대한 개발이 가속화되고 있다.
그런데, 종래 라인타입 화상형성장치는 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 노즐(12)에서 용지로 잉크를 분사할 때 특정 노즐(14)이 손상된 경우, 손상된 노 즐(14)에서 잉크가 분사되지 않으므로 용지에 흰선(white line)이 발생된다. 이러한 흰선은 인쇄밀도가 낮은 화상을 인쇄할 때 보다 인쇄밀도가 높은 화상을 인쇄할 때 더욱 두드러진다.
더욱이, 종래 라인타입 화상형성장치는 다수의 노즐(12)에서 한 번의 잉크토출로 화상이 형성되므로 용지에 흰선으로 나타난 불량 화상을 보상하기 어려운 점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 복수의 회수로 용지에 화상을 형성하여 화상품질을 높일 수 있는 라인헤드를 갖는 화상형성장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 화상형성시 라인헤드를 부주사방향으로 이동하여 불량 화상품질을 보상할 수 있는 화상형성장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 화상형성장치에 있어서, 용지를 제1방향으로 공급하는 급지부와; 복수의 노즐이 형성된 노즐부를 포함하는 라인헤드유닛와; 상기 라인헤드유닛를 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 쉬프트 가능하게 지지하는 헤드지지부와; 상기 라인헤드유닛에서 화상이 형성된 용지가 배지되는 배지부와; 설정된 n차 회수로 화상이 중복 형성되도록 상기 용지를 상기 라인헤드유닛로 n회 공급하는 용지이송수단과; 상기 라인헤드유닛를 상기 제2방향으로 n회 쉬프트시키도록 상기 헤드지지부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 노즐부는 소정 개수의 노즐을 포함하는 복수의 노즐영역으로 분할되고, 상기 제어부는 상기 n차 회수에 걸쳐 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐영역들 간의 잉크분사특성의 차이가 최소가 되도록 상기 화상형성시 상기 헤드지지부의 쉬프트를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 잉크분사특성은 상기 각 노즐영역에 포함된 불량노즐의 개수와, 상기 각 노즐영역의 노즐에서 토출되는 잉크토출량, 그리고 상기 각 노즐영역에 대응되는 용지의 화상농도 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 노즐의 잉크분사특성을 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 각 노즐의 잉크분사특성을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 설정된 n차 회수 및 상기 노즐영역에 포함된 노즐의 개수에 기초하여 상기 라인헤드유닛의 쉬프트 가능한 경우의 수를 산출하고, 상기 각 경우에 있어서 상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들의 잉크분사특성을 합산하고, 상기 각 경우의 잉크분사특성의 합산결과에 기초하여 상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들 간의 잉크분사특성의 차이가 최소가 되는 최적의 쉬프트를 결정하고, 상기 최적의 쉬프트만큼 상기 라인헤드유닛이 쉬프트되도록 상기 헤드지지부를 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 잉크분사특성이 불량노즐의 개수일 때, 상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들 간의 불양노즐 수의 차이가 최소가 되는 경우가 복수개인 경우 상기 불량노즐의 합이 최소가 되는 경우를 최적의 쉬프트로 결정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 잉크분사특성이 노즐의 잉크토출량일 때, 상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들 간의 잉크토출량의 차이가 최소가 되는 경우가 복수개인 경우 상기 잉크토출량의 합이 최대가 되는 경우를 최적의 쉬프트로 결정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 노즐부는 복수의 노즐을 갖는 복수의 헤드칩을 포함하며, 상기 라인헤드유닛은 상기 용지의 양측으로 상기 헤드칩 폭의 1/2 이상 연장된 폭을 갖는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제어부는 상기 라인헤드유닛이 적어도 하나의 노즐영역에 대응하게 쉬프트하도록 상기 헤드지지부를 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어부는 상기 라인헤드유닛의 단일 쉬프트의 최대치가 상기 헤드칩 폭의 1/4을 초과하지 않도록 상기 헤드지지부를 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는 상기 노즐부에 잉크분사특성이 상이한 노즐이 연속으로 배열되어 있는 경우, 상기 잉크분사특성이 상이한 노즐이 분리되도록 상기 노즐영역을 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는 상기 노즐영역에 포함되는 노즐의 개수가 최소 4개가 되도록 상기 노즐부의 노즐영역을 설정하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2와 도3은 본 발명에 따른 화상형성장치(100)의 구성을 간략히 도시한 단면도와 블럭도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 화상형성장치(100)는 사용자로부터 신호를 입력받는 입력부(110)와, 라인헤드유닛(140)의 노즐(146)의 잉크분 사특성을 감지하는 감지부(120)와, 감지부(120)에서 감지한 잉크분사특성이 저장되는 저장부(130)와, 적재된 용지를 제1방향으로 공급하는 급지부(160)와, 용지(P)를 라인헤드유닛(140)으로 n차 공급하는 용지이송부(170)와, 용지이송부(170)로부터 이송된 용지에 화상을 형성하는 라인헤드유닛(140)과, 라인헤드유닛(140)에서 화상이 형성된 용지(P)가 배지되는 배지부(180)와, 라인헤드유닛(140)의 노즐(146)의 잉크분사특성을 판단하여 라인헤드유닛(140)를 쉬프트시키도록 헤드지지부(150)를 제어하는 제어부(200)를 포함한다.
입력부(110)는 사용자로부터 신호를 입력받는다. 입력부(110)는 사용자로부터 라인헤드유닛(140)의 화상형성회수를 입력받아 제어부(200)로 알려준다. 이 때, 사용자가 화상형성회수를 입력하지 않는 경우 디폴트값으로 저장된 회수로 화상을 형성할 수 있다. 입력부(110)는 화상형성장치(100)의 외관에 마련되며 신호를 입력받는 입력패널과, 화상형성장치(100)의 동작을 표시하는 표시패널을 포함할 수 있다.
감지부(120)는 제어부(200)의 제어신호에 따라 라인헤드유닛(140)의 노즐부(145)의 잉크인쇄특성을 감지한다. 여기서, 잉크인쇄특성은 노즐부(145)의 불량노즐여부, 각 노즐(146)의 잉크토출량, 그리고 노즐(146)을 통해 인쇄된 용지(P)의 인쇄농도일 수 있다.
불량노즐은 잉크를 분사하지 못하는 손상된 노즐(missing nozzle)이나 기능이 약화된 노즐(weak nozzle)과 같이 정상적으로 잉크를 분사하지 않는 노즐을 의미한다. 잉크를 분사하는 데 작용하는 히터(heater)가 단선되거나 히터의 구동회로 가 고장나는 경우, 또는 FET(Field Emission Transistor)와 같은 전기적인 구성 요소의 손상에 의해 발생되는 노즐의 불량은 쉽게 감지될 수 있다. 마찬가지로, 압전 소자의 구동에 의해 잉크를 분사하는 경우, 압전 소자 자체의 불량이나 압전 소자를 구동하는 구동 회로의 손상에 의해 발생되는 노즐의 불량도 쉽게 감지될 수 있다. 이와 달리, 불량 노즐의 발생 원인을 쉽게 감지할 수 없는 경우도 있다. 일반적으로, 불량 노즐이 발생된 경우 이를 감지하기 위해 시험 인쇄를 실시한다(test page printing). 불량 노즐에 의해 인쇄되는 부분은 인쇄 농도가 낮으므로, 광센서와 같은 감지부(120)를 이용하면 이를 용이하게 감지할 수 있다. 광센서는 용지(P)에 광을 조사하는 발광 센서(예를 들어, 발광 다이오드(light emitting diode))와 용지(P)로부터 반사된 광을 수광하는 수광 센서를 포함한다. 수광 센서로부터의 출력신호는 감지부(120)로 입력되고, 이는 제어부(200)로 전달된다. 발광 센서와 수광 센서는 일체형으로 구성될 수도 있고, 분리된 구조로 구성될 수도 있다. 여기서, 광센서 자체의 구성 및 작용은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
감지부(120)가 잉크토출량과 잉크농도를 감지할 경우 노즐로부터 토출되는 잉크량 또는 인쇄농도를 실측할 수 있다. 이는, 상술한 바와 같이 광센서를 통해 테스트페이지를 읽어 들여 각 잉크량 또는 인쇄농도를 감지하는 것에 의해 구현되거나 여타 공지된 방법에 의해서 감지될 수 있다. 한편, 감지부(120)가 잉크토출량을 실측할 수 없는 경우에는 각 노즐의 일반적인 잉크토출 분포경향을 미리 저장하고, 저장된 잉크토출 분포경향을 모든 노즐에 일괄 적용할 수 있다.
또한, 감지부(120)는 각 노즐에서 토출되는 잉크의 양을 실측한 결과와 일반적인 잉크토출 분포경향을 조합하여 각 노즐의 잉크토출량을 설정할 수 있다. 또한, 불량노즐수를 감지한 경우 감지된 불량노즐수와 일반적인 잉크토출 분포경향을 조합하여 각 노즐의 잉크토출량을 설정할 수 있다.
저장부(130)는 감지부(120)에서 감지한 각 노즐의 잉크분사특성이 저장된다. 또한, 저장부(130)는 호스트(미도시)로부터 수신된 화상데이타가 저장된다. 저장부(130)는 휘발성메모리 또는 비휘발성메모리로 마련될 수 있다.
라인헤드유닛(140)은 용지(P)에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 것으로, 잉크가 저장되는 헤드본체(141)와, 헤드본체(141)의 저면에 마련되며 복수의 노즐을 구비한 라인헤드(143)를 포함한다.
라인헤드(143)는 도 4a와 도4b에 도시된 바와 같이 용지(P)로 잉크를 토출하는 복수의 노즐(146)을 갖는 노즐부(145)를 구비한다. 라인헤드(143)는 히터나 압전소자 등을 잉크 분사 동력원으로 사용한다. 라인헤드(143)는 에칭, 증착, 스퍼터링 등의 반도체 제조 공정에 의하여 고해상도를 가지도록 제조된다. 또한, 노즐부(145)에는 용지(P)에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 다수의 노즐열(146a, 146b, nozzle array)이 마련된다. 노즐부(145)의 길이(lh)는 용지(P)의 폭(lp)보다 길게 형성되는 것이 바람직하며, 용지(P)의 이송방향인 제1방향(x)에 대해 제2방향(y)으로 설치된다. 여기서, 라인헤드(143)는 제1방향과 수직한 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
노즐부(145)는 도 4a에 도시된 바와 같이 노즐(146)이 하나의 연속된 열(146a, 146b)로 배치되며 노즐(146)의 크기는 일정하게 마련되거나 상호 다르게 마련될 수 있다. 또한, 노즐부(145)는 도 4b에 도시된 바와 같이 각 노즐(146)이 다수개 포함된 헤드칩(147Y, 147M, 147C, 147K)으로 나뉘어 각 헤드칩(147Y, 147M, 147C, 147K)이 서로 엇갈리게 배치될 수도 있다. 여기서, 각 헤드칩(147Y, 147M, 147C, 147K)은 각 색상별도 분리되어 배열된다. 이 때, 노즐부(lh)의 길이는 용지(P) 폭의 양쪽으로 헤드칩(147Y, 147M, 147C, 147K) 길이(lc)의 1/2 이상 연장되게 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 라인헤드유닛(140)이 최대 쉬프트 될 경우에도 용지(P)의 폭(lp)에 대응되는 노즐을 확보하기 위함이다.
헤드본체(141)는 도 5a 및 도5b에 도시된 바와 같이 잉크가 수용되는 잉크카트리지(142)가 수용된다. 여기서, 잉크카트리지(142)는 도 5a에 도시된 바와 같이 각 색상별 잉크카트리지(142Y, 142M, 142C, 142K)가 나란하게 배치되거나, 도 5b에 도시된 바와 같이 용지(P)의 폭에 대응하는 길이로 나란하게 배치될 수 있다. 헤드본체(141)에는 노즐부(145)의 각 노즐(146)들과 연통되고 잉크를 분사하기 위한 압력을 제공하는 분사수단(예를 들면, 압전 방식의 피에조 소자, 열구동 방식의 히터)이 마련된 챔버와, 헤드본체(141)에 수용된 잉크를 챔버로 공급하기 위한 유로(예를 들면, 오리피스(orifice))와, 유로를 통해 유입된 잉크를 챔버로 공급하는 공통 유로인 매니폴드와, 매니폴드로부터 각각의 챔버로 잉크를 공급하기 위한 개별 유로인 리스트릭터 등이 더 구비된다. 챔버, 분사수단, 유로, 매니폴드, 리스트 릭터 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
헤드지지부(150)는 제어부(200)의 제어신호에 따라 화상형성시 라인헤드유닛(140)을 쉬프트시킨다. 헤드지지부(150)는 도 5a에 도시된 바와 같이 제어부(200)의 제어신호에 따라 라인헤드유닛(140)을 쉬프트시키는 헤드구동부(151)와, 라인헤드유닛(140)의 쉬프트를 안내하는 가이드부(153)를 포함한다.
헤드구동부(151)는 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 동작되며, 라인헤드유닛(140)에 결합되어 라인헤드유닛(140)를 제2방향으로 왕복이동시킨다. 본 발명의 일실시예에 따른 헤드구동부(151)는 광 미러(optical mirror)와 같은 정밀 소자를 구동하는데 이용되는 압전 소자 액츄에이터를 사용할 수 있다. 압전 소자는 전압에 의해 구동되는 소자로, 위치 정밀도가 수 ㎛에 이르고 또한 높은 주파수 응답특성을 가지고 있다. 따라서, 헤드구동부(151)로 압전 소자 액츄에이터를 사용하면 이송되는 라인헤드유닛(140)을 용지(P)의 희망하는 위치에 정확하게 쉬프트시킬 수 있다. 헤드구동부(151)는 이 외에도 벨트와 벨트풀리를 이용하거나, 랙과 피니언 등 상대운동에 사용되는 당업자에게 공지된 공지기술이 사용될 수 있다.
가이드부(153)는 헤드구동부(151)에 의해 왕복운동을 하는 라인헤드유닛(140)을 가이드한다. 가이드부(153)는 결합부(153a)와 가이드축(153b)을 포함한다. 결합부(153a)는 헤드본체(141)의 일측에 관통되게 형성된다. 가이드축(153b)은 중공 형상의 결합부(153a)에 삽입되어 라인헤드유닛(140)의 쉬프트를 가이드한다. 가이드부(153b)는 이 외에 라인헤드유닛(140)의 측면에 다수의 가이드레일(미도시) 을 마련하여 라인헤드유닛(140)의 쉬프트를 가이드할 수 있다.
급지부(160)는 용지(P)를 적재한다. 급지부(120)는 적재된 용지(P)를 용지이송부(170)에 의해 라인헤드유닛(140)로 이송된다. 본 실시예에서 용지(P)는 도2에 도시한 바와 같이 제1방향인 x 방향으로 이송되며, 제2방향인 y 방향은 용지(P)의 폭 방향을 의미한다. 제1방향과 제2방향은 수직되게 배치되는 것이 바람직하다. 그러나, 제1방향과 제2방향은 소정 각도로 경사지게 배치될 수도 있다.
급지부(160)는 화상형성장치(100)에 착탈가능하게 마련될 수 있으며, 경우에 따라 외부에서 수동으로 라인헤드유닛(140)으로 용지(P)를 공급하도록 마련될 수도 있다.
용지이송부(170)는 설정된 n차에 걸쳐 용지(P)를 라인헤드유닛(140)로 공급한다. 용지이송부(170)는 용지(P)를 급지부(160)로부터 픽업하는 픽업롤러(171)와, 픽업롤러(171)에서 픽업된 용지(P)를 라인헤드유닛(140)로 안내하는 이송롤러부(173)와, 화상이 형성된 용지(P)를 배지시키는 배지롤러부(175)를 포함한다. 용지이송부(173)는 구동부(190)에 의해 구동력을 전달받아 용지(P)를 이송시킨다. 용지이송부(173)는 화상이 형성된 용지(P)를 n차에 걸쳐 라인헤드유닛(140)으로 공급해야 하므로 픽업롤러(171)와, 이송롤러부(173)와 배지롤러부(175)는 정역회전이 가능하도록 마련되는 것이 바람직하다.
픽업롤러(171)는 급지부(160)의 일측에 마련되며, 급지부(160)에 적재된 용지(P)에 마찰력을 부여하여 용지(P)를 픽업한다. 픽업롤러(171)는 용지(P)의 상면을 가압한 상태에서 회전함으로써 용지와의 마찰력에 의해 용지(P)를 급지부(160) 의 밖으로 픽업하고, 급지부(160)의 타측에 마련된 중송방지부재(미도시)에 의해 용지(P)의 중복이송을 방지할 수 있다.
이송롤러부(173)는 픽업롤러(171)와 라인헤드유닛(140) 사이에 마련된다. 이송롤러부(173)는 정회전하여 픽업롤러(171)에 의해 인출된 용지(P)를 라인헤드유닛(140)로 이송하고, 역회전하여 배지롤러부(175)를 통해 라인헤드유닛(140)으로 이송된 화상이 형성된 용지(P)를 급지부(160) 측으로 이송시킨다. 이송롤러부(173)는 용지(P)가 라인헤드유닛(140)를 통과하기 전에 용지(P)의 희망하는 부분에 잉크가 분사될 수 있도록 용지(P)를 정렬하는 기능을 수행할 수도 있다. 이송롤러부(173)는 용지(P)를 이송시키는 이송력을 제공하는 구동롤러(173b)와, 이에 탄력적으로 맞물려 회전하는 아이들롤러(173a)를 포함한다. 구동롤러(173b)는 구동부(190)에 의해 정회전, 또는 역회전하며 아이들롤러(173a)는 이에 맞물려 회전한다.
이송롤러부(173)는 픽업롤러(171)와 라인헤드유닛(140) 사이의 용지이송경로를 고려하여 복수개로 마련될 수 있다.
배지롤러부(175)는 라인헤드유닛(140)와 배지부(180) 사이에 마련된다. 배지롤러부(175)는 정회전하여 화상이 형성된 용지(P)를 배지부(180)로 배지하거나, 역회전하여 화상이 형성된 용지(P)를 라인헤드유닛(140)으로 재공급한다. 배지롤러부(175)는 용지(P)의 폭방향으로 설치되는 스타휠(175a)과, 이에 대향되게 마련되어 용지(P)의 배면을 지지하는 지지롤러(175b)를 구비한다. 여기서, 라인헤드(143)를 통과하면서 그 상면에 잉크가 분사된 용지(P)는 잉크에 의하여 젖어서 웨이브가 생길 수 있다. 웨이브가 심해지면 용지(P)가 노즐부(145) 또는 라인헤드본체(141)의 저면에 접촉되어 아직 건조되지 않은 잉크가 번져서 화상이 오염될 수 있다. 또, 웨이브로 인해 용지(P)와 노즐부(145)와의 간격이 유지되지 않을 가능성이 매우 높다.
스타휠(175a)은 라인헤드(143)의 하방으로 이송되는 용지(P)가 노즐부(145) 또는 라인헤드본체(141)의 저면에 접촉되거나 용지(P)와 노즐부(145)와의 간격이 변하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 적어도 일부분은 노즐부(145)보다 더 돌출되도록 설치되어 용지(P)의 상면에 점접촉된다. 즉, 스타휠(175a)은 용지(P)의 상면에 점접촉됨으로써 용지(P)의 상면에 분사되어 아직 마르지 않은 잉크화상이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 스타휠(175a)은 용지(P)의 원활한 이송을 위해 복수개로 마련될 수 있다. 이 경우 각각의 스타휠(175a)에 대응되도록 지지롤러(175b)도 복수개로 마련되는 것이 바람직하다.
지지부재(177)는 노즐부(145)와 용지(P)가 소정의 간격을 유지하도록 라인헤드(141)의 하방에 마련되어 이송되는 용지(P)의 배면을 지지한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예의 용지이송부(170)는 도2에 도시한 바와 같이 다수의 롤러(171, 173, 175)의 정역회전에 의해 용지(P)를 이송하고 있으나, 용지이송부(170)는 용지(P)에 정전기력을 부여하여 표면에 용지(P)를 흡착하여 이동하는 정전벨트가 사용될 수 있다. 정전벨트는 PTB(paper transfer belt)가 사용되어 벨트의 이동방향에 따라 벨트표면의 대전에 의해 급지부(160)의 용지(P)를 라 인헤드유닛(140)로 이동시키거나, 화상이 형성된 용지(P)를 다시 라인헤드유닛(140)로 이송시킬 수 있다.
배지부(180)는 라인헤드유닛(140)에서 n차 화상이 형성된 용지가 배지되어 적재된다. 배지부(180)는 도면에는 도시되지 않았으나 용지를 건조시키는 건조유닛을 포함할 수 있다.
구동부(190)는 제어부(200)의 제어신호에 따라 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 급지부(160), 용지이송부(170), 배지부(180)를 구동한다. 구동부(190)는 일반적으로 모터로 마련되며 모터의 회전방향에 따라 급지부(160), 용지이송부(170), 배지부(180)의 회전방향을 변경할 수 있다.
제어부(200)는 화상형성장치(100)의 마더보드(mother board) 상에 마련되며, 라인헤드유닛(140)에 마련된 노즐부(145)의 분사 동작과, 구동부(190)를 제어하여 급지부(160), 용지이송부(170)의 이송동작, 이송타이밍, 이송방향을 제어하고, 헤드지지부()의 쉬프트를 제어한다.
제어부(200)는 사용자가 선택한 화상형성회수(n회)에 대응하여 용지(P)에 최적 인쇄품질을 형성할 수 있는 라인헤드유닛(140)의 최적쉬프트를 산출하고, 산출된 최적쉬프트를 기반으로 각 회차의 화상형성시 헤드지지부(150)가 라인헤드유닛(140)를 쉬프트시키도록 제어한다.
제어부(200)는 도 8a에 도시한 바와 같이 노즐부(145)를 소정 개수의 노즐(146)을 포함하는 다수의 노즐영역(e, f, g, h)으로 분할한다. 노즐부(145)가 복수의 헤드칩(147)을 포함하는 경우, 각 헤드칩(147)에 포함된 노즐부(145)를 다수 의 노즐영역(e, f, g, h)로 분리한다. 이 때, 제어부(200)는 감지부(120)를 통해 수령한 각 노즐(146)의 잉크분사특성을 고려하여 잉크분사특성이 상이한 두 개의 노즐이 하나의 노즐영역에 포함되지 않도록 분할한다. 일례로, 잉크분사특성이 불량노즐의 개수이고, 인접한 두 개의 노즐이 불량노즐인 경우 제어부(200)는 두 개의 노즐이 서로 다른 노즐영역에 포함되도록 두 개의 노즐 사이를 기준으로 노즐영역을 분할한다.
제어부(200)는 불할된 각 노즐영역(e, f, g, h)에 포함된 잉크분사특성을 도 8b와 같이 표로 만들어 저장한다. 여기서, 표의 첫줄은 각 노즐영역의 번호(1,2,3...)를 나타내며, 두 번째 줄은 각 번호의 노즐영역에 포함된 잉크분사특성을 표시한다. 잉크분사특성이 불량노즐인 경우 불량노즐의 개수가 나타나며, 잉크분사특성이 잉크토출량인 경우는 잉크토출량을 나타낸다. 또한, 잉크분사특성이 불량노즐과 잉크토출량의 조합일 경우 각 노즐영역에 대한 두 가지 잉크분사특성을 각각 표시한다.
그리고, 제어부(200)는 도8d에 도시한 바와 같이 라인헤드유닛(140)이 n차 화상형성을 하는 동안 쉬프트 가능한 경우의 수를 산출하여, 각 경우에 대해 용지(P)의 기준영역에 대응되는 노즐영역의 잉크분사특성을 산출한다. 여기서, 라인헤드유닛(140)이 쉬프트되는 량은 각 노즐영역을 기준으로 이동하는 것이 바람직하다. 즉, 도 8c에 도시된 바와 같이 제1화상형성시는 두 개의 노즐영역을 쉬프트한 위치에서 화상을 형성하고, 제2화상형성시는 네 개의 노즐영역을 쉬프트한 위치에서 화상을 형성한다.
이 때 용지(P)의 기준영역은 라인헤드유닛(140)의 최소 쉬프트시와 최대 쉬프트시 잉크가 토출되는 공통영역(도 8c의 P영역)으로 설정하는 것이 바람직하다.
여기서, 라인헤드유닛(140)이 n차 화상형성을 하는 동안 쉬프트 가능한 경우의 수는 기설정된 최대 쉬프트와 기설정된 화상형성회수(n)를 기준으로 결정된다. 도 8d는 최대 쉬프트가 노즐영역 5개이고, 2번에 걸쳐 화상을 형성할 때의 용지(P)의 기준영역에 대응하는 잉크분사특성(불량노즐 수)의 합을 나타낸 표이다. 이 표는 라인헤드유닛(140)이 각 화상형성시마다 쉬프트 없이 동일한 위치에 있는 경우와, 처음과 나중의 위치가 교환되는 경우를 제외한 경우이다. 즉, 라인헤드유닛(140)의 최대 쉬프트되는 노즐영역이 m개이고, n번에 걸쳐 화상을 형성할 때 쉬프트 가능한 경우의 수는 mCn이다.
표 8d에서 세로 첫 번째 열은 라인헤드유닛(140)의 첫 화상형성시 쉬프트된 위치를 나타내고, 세로 두 번째 열은 첫 번째 화상형성 후 라인헤드유닛(140)이 쉬프트되는 위치를 나타낸다. 첫 번째 열과 두 번째 열에 표시된 숫자는 라인헤드유닛(140)이 쉬프트되는 노즐영역의 수를 나타낸다. 그리고, 표의 가로방향의 숫자는 용지(P)의 기준영역의 번호를 나타낸다. 최대값은 각 쉬프트 경우의 기준영역에 포함되는 최대 잉크분사특성을 나타내고, 합은 각 쉬프트 경우의 잉크분사특성의 합을 나타낸다. 표 8d의 경우, 최대값은 각 기준영역에 대응되는 쉬프트된 노즐영역들에 포함된 불량노즐의 최대개수를 나타내고, 합은 기준 영역 전체에 걸친 불량노즐의 합을 나타낸다.
제어부(200)는 쉬프트 가능한 경우에 대한 표를 산출하고, 잉크분사특성의 차이가 제일 작은 경우를 최적 쉬프트(best)로 설정한다. 일례로 도 8d의 경우 최적 쉬프트(best)는 불량노즐이 가장 많은 영역의 불량노즐수가 1개인 경우, 즉 첫 번째 쉬프트가 3이고, 두 번째 쉬프트가 4인 경우이다.
한편, 산출된 표를 근거로 최적 쉬프트(best)를 결정할 때 최대값의 값이 동일한 경우가 다수개 인 경우는 합의 값이 최대인 것으로 선택한다. 또한, 합의 값이 동일한 경우도 다수개인 경우 표준편차 값이 최소인 것으로 결정하는 것이 바람직하다. 표준편차의 값이 최소인 경우 각 기준영역들에 대응하는 노즐영역들의 잉크분사특성이 평균값에 유사한 값을 가지는 것이므로 인쇄품질이 용지전체에 걸쳐 고르게 분포할 수 있어 바람직하다.
한편, 도 8d는 화상형성이 두 번의 쉬프트를 통해 완료되는 경우를 설명하였으나, 작성되는 표는 사용자로부터 입력되는 화상형성회수와 잉크분사특성에 따라 상이하게 달라질 수 있다. 즉, 화상형성회수가 3-4회인 경우 표8d의 세로방향의 열은 3회, 4회 쉬프트 가능한 경우를 더 포함하게 되며, 이에 따라 전체 라인헤드유닛(140)의 쉬프트 가능한 경우의 수도 상이해진다.
한편, 제어부(200)는 노즐부(145)를 복수의 노즐영역으로 분할 시 한 개의 노즐영역에 포함되는 노즐(146)의 개수는 4개-8개 정도인 것이 바람직하다. 노즐의 개수가 4개 미만인 경우 쉬프트를 통한 잉크분사특성의 보상의 결과가 미비하고, 노즐(146)가 8개를 초과할 경우 노즐영역의 수가 적어져 쉬프트할 수 있는 경우의 수가 줄어들게 된다. 이에 따라 잉크분사특성을 보사할 수 있는 경우의 수도 줄어든다.
제어부(200)는 결정된 최적 쉬프트(best)를 따라 n차의 화상이 형성되도록 헤드지지부(150)와 구동부(190)와, 용지이송부(170)를 제어한다. 즉, 도 8d의 경우 제어부(200)는 첫 번째 화상형성시 라인헤드유닛(140)이 노즐영역 3만큼 쉬프트된 상태로 용지에 잉크를 분사하고, 두 번째 화상형성시 라인헤드유닛(140)이 노즐영역 4만큼 쉬프트된 상태로 용지에 잉크를 분사하도록 제어한다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 최적 쉬프트(best) 결정 과정을 도 6a 내지 도 6b를 참조로 설명한다.
먼저, 도 6a에서 감지부(120)는 라인헤드유닛(140)의 각 노즐(146)의 잉크분사특성을 감지하여 제어부(200)로 알려준다(S10). 제어부(200)는 노즐(146)의 잉크분사특성을 감안하여 복수의 노즐영역으로 분할한다(S20). 그리고, 사용자로부터 화상형성회수(n)를 입력받는다(S30). 화상형성회수는 인쇄시마다 사용자로부터 입력을 받거나, 제품의 출고시 최적의 회수로 설정될 수 있다. 제어부(200)는 화상형성회수와 최대 쉬프트를 고려하여 라인헤드유닛(140)의 쉬프트 가능한 경우의 수를 산출하고(S40), 용지(P)의 기준영역에 대응하는 쉬프트된 노즐영역들의 잉크분사특성의 합을 표로 작성한다(S50).
제어부(200)는 잉크분사특성의 합을 기준으로 최적 쉬프트를 설정한다(S60).
도 6b는 잉크분사특성이 불량노즐의 수인 경우 최적 쉬프트의 결정과정을 도시한 흐름도이다. 설명의 편의를 위해 도 8a 내지 도 8e를 참조로 설명한다.
먼저, 감지부(120)는 도 8a의 라인헤드(143)의 불량노즐(146')을 감지하여 제어부(200)로 알려준다(S11). 제어부(200)는 4개의 노즐을 갖도록 라인헤드(143) 를 복수의 노즐영역(e, f, g, h)으로 분할한다(S21). 그리고, 각 노즐영역에 포함되는 불량노즐개수를 도 8b와 같이 표로 저장한다. 제어부(200)는 설정된 화상형성회수 2와, 최대 쉬프트 5에 대응하는 라인헤드유닛(140)의 쉬프트 가능한 경우의 수를 산출한다(S41). 그리고, 산출된 각 경우에 대해 용지(P)의 기준영역(ㄱ, ㄴ, ㄷ,...)으로 쉬프트되는 노즐영역에 포함된 불량노즐개수를 합산하여 도 8d와 같은 표로 작성한다(S51).
제어부(200)는 각 경우에서 용지(P)의 기준영역(ㄱ, ㄴ, ㄷ,...)들에 포함된 최대 불량노즐 수와 최소 불량노즐 수와의 차이가 최소가 되는 경우를 선택하여 최적쉬프트(best)로 설정한다(S61).
한편, 잉크분사특성이 노즐의 잉크토출량인 경우 제어부(200)는 각 노즐영역(e, f, g, h)에 대응되는 잉크토출량을 저장한다. 그리고, 라인헤드유닛(140)의 쉬프트가능한 경우의 수를 산출하고, 산출된 각 경우에 대해 용지(P)의 기준영역으로 쉬프트되는 노즐영역에 포함된 잉크토출량을 합산하여 표로 작성한다.
이 때, 용지(P)의 기준영역들에 포함된 최대 잉크토출량과 최소 잉크토출량의 차이가 최소가 되는 경우를 최적쉬프트(best)로 설정한다. 이 경우 최대 잉크토출량과 최소 잉크토출량의 차이가 최소가 되는 경우 농도의 균일화를 꾀할 수 있으며 불량노즐의 보상도 함께 달성할 수 있어 바람직하다.
한편, 제어부(200)는 잉크분사특성으로 불량노즐의 수와 잉크토출량을 동시에 설정할 수 있다. 이 때 감지부(200)는 노즐에 대해 불량노즐수와 잉크토출량을 동시에 알려준다. 제어부(200)는 두 개의 변수를 갖는 표를 도 8b와 같이 작성하 고, 라인헤드유닛(140)의 쉬프트 가능한 경우의 수를 산출하고, 산출된 경우들 중 두 개의 변수에 대응하는 최적쉬프트(best)를 선택한다.
이 경우 불량노즐수와 함께 잉크토출량까지 보상할 수 있으므로 최적의 인쇄품질을 꾀할 수 있다.
한편, 제어부(200)는 잉크분사특성으로 용지에 토출된 잉크의 농도를 설정할 수 있다. 이 때, 용지에 토출된 잉크의 최저농도와 최고농도 중 하나를 설정할 수 있으나 최저농도의 경우 노즐의 구동량이 적기 때문에 최고농도로 설정하는 것이 바람직하다. 감지부(120)는 잉크가 분사되어 화상이 형성된 용지를 스캔하여 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐의 잉크농도를 표로 작성한다. 제어부(200)는 감지부(120)에서 감지된 잉크농도를 기준으로 노즐부(145)를 노즐영역으로 분할하고, 상술한 바와 같이 최적쉬프트(best)를 선택한다.
상술한 과정에 의해 최적쉬프트(best)가 결정된 본 발명에 따른 화상형성장치(100)의 화상형성과정을 도 7을 참조로 설명한다.
호스트(미도시)로부터 출력신호와 함께 화상형성회수(n)가 입력된다. 그리고, 출력될 화상데이타가 수신된다. 감지부(120)는 라인헤드유닛(140)의 각 노즐(136a, 136b)의 잉크분사특성을 감지한다(S110). 제어부(200)는 도 6a 내지 6b에 도시한 방법에 의해 n차에 대응하는 라인헤드유닛(140)의 최적 쉬프트를 결정한다(S120).
픽업롤러(171)가 회전하며 급지부(160)의 용지를 픽업한다(S130). 이송롤러부(173)를 거쳐 용지는 라인헤드(143) 하방에 위치한다. 설명의 편의를 위해 라인 헤드유닛(140)의 화상형성회수(n)가 2회이고, 제어부(200)에서 결정한 최적 쉬프트가 1회에 3이고, 2회에 4인 경우로 가정하고 설명한다.
제어부(200)는 라인헤드유닛(140)이 노즐영역 3만큼 쉬프트하도록 헤드지지부(150)를 제어한다. 헤드구동부(151)은 가이드부(153)를 따라 라인헤드유닛(140)이 제2방향으로 노즐영역 3만큼 쉬프트시킨다(S140). 쉬프트된 라인헤드유닛(140)은 용지로 잉크를 토출하여 화상을 형성하고, 배지롤러부(175)는 회전하며 잉크가 토출된 용지선단을 배지부(180) 측으로 이동시킨다(S150).
라인헤드유닛(140)에서 용지의 후단까지 잉크의 분사가 완료되면, 제어부(200)는 화상형성회수가 설정된 화상형성회수에 대응하는 2회인지 판단한다. 판단결과 2회가 아닌 경우 이송롤러부(173)과 배지롤러부(175)를 역회전시켜 용지를 급지부(160) 측으로 이송한다(S145).
급지부(160)로 재공급된 용지는 다시 이송롤러부(173)에 의해 라인헤드유닛(140)으로 공급되고, 라인헤드유닛(140)은 2회 최적 쉬프트인 4만큼 헤드지지부(150)에 의해 쉬프트한다. 쉬프트된 라인헤드유닛(140)은 용지에 잉크를 분사하여 화상을 형성한다(S150).
제어부(200)는 화상형성회수가 2회인지 판단하고, 2회인 경우 배지하여 화상형성을 종료한다(S170).
상술한 과정에 의해 잉크가 토출된 용지는 잉크분사특성이 용지전체에 걸쳐 고르게 분포되므로 화상품질이 균일해질 수 있다.
도 8a는 라인헤드유닛(140)을 동일한 위치에 두고 용지에 화상을 형성시킨 경우와, 라인헤드유닛(140)을 한 개의 노즐영역으로 쉬프트 시킨 후 화상을 형성시킨 경우의 잉크분사특성을 비교한 결과이다. 노즐부(145)는 네 개의 노즐영역(e, f, g, h)로 분리하고 두 번째 노즐영역(f)에 불량노즐(146')이 포함된다.
도8e와 도8f는 용지의 기준영역(ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ)에 대응하는 불량노즐수와 잉크토출량을 표시한 도면이다. 도 8e에 도시한 바와 같이 라인헤드유닛(140)을 동일한 위치에 두고 두 번의 화상을 형성한 경우(a+b), 기준영역2(ㄴ)에는 불량노즐(146')이 두 개가 겹쳐지게 되므로 도 8f에 도시한 바와 같이 기준영역2(ㄴ)는 다른 영역에 비해 잉크토출량이 현저히 줄어들게 되는 것을 볼 수 있다. 반면, 본 발명에서와 같이 라인헤드유닛(140)을 처음위치(a)와, 1개 노즐영역만큼 쉬프트한 경우(c)에 의해 두 번 화상을 형성한 경우 기준영역2(ㄴ)과 기준영역3(ㄷ)에 각각 한 개씩의 불량노즐(146')이 포함되므로 잉크토출량이 다른 영역에 비해 크게 차이가 나지 않게 되는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 화상형성장치는 노즐간의 잉크분사특성의 차이로 인해 용지의 인쇄품질이 크게 차이가 나던 것을 라인헤드유닛을 쉬프트 시킨 후 여러번 용지에 잉크를 분사함으로써 잉크분사특성을 보상할 수 있게 되었다. 이에 따라 화상형성 후 사용자가 쉽게 인식할 수 있던 흰선과 같은 화질불량을 보상할 수 있다.
또한, 잉크분사특성의 종류에 따라 불량노즐의 수를 보상하거나, 농도를 향상시키는 것을 선택할 수 있으므로 화질품질의 향상을 선택적으로 꾀할 수 있다.
또한, 노즐부를 소정개수의 노즐을 갖는 노즐영역으로 분리하여 보상과정을 처리하므로 처리에 필요한 시간을 줄일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 용지에 복수회에 걸쳐 화상을 형성하여 노즐간의 잉크분사특성의 차이를 최소화하여 인쇄품질을 보상할 수 있는 화상형성장치가 제공된다.
또한, 화상형성시 라인헤드유닛이 용지의 부주사방향으로 이동하여 노즐간의 잉크분사특성의 차이를 줄일 수 있는 화상형성장치가 제공된다.

Claims (12)

  1. 화상형성장치에 있어서,
    용지를 제1방향으로 공급하는 급지부와;
    복수의 노즐이 형성된 노즐부를 포함하는 라인헤드유닛와;
    상기 라인헤드유닛를 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 쉬프트 가능하게 지지하는 헤드지지부와;
    상기 라인헤드유닛에서 화상이 형성된 용지가 배지되는 배지부와;
    설정된 n차 회수로 화상이 중복 형성되도록 상기 용지를 상기 라인헤드유닛으로 n회 공급하는 용지이송수단과;
    상기 라인헤드유닛를 상기 제2방향으로 n회 쉬프트시키도록 상기 헤드지지부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐부는 소정 개수의 노즐을 포함하는 복수의 노즐영역으로 분할되고,
    상기 제어부는 상기 n차 회수에 걸쳐 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐영역들 간의 잉크분사특성의 차이가 최소가 되도록 상기 화상형성시 상기 헤드지지부의 쉬프트를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 잉크분사특성은 상기 각 노즐영역에 포함된 불량노즐의 개수와, 상기 각 노즐영역의 노즐에서 토출되는 잉크토출량, 그리고 상기 각 노즐영역에 대응되는 용지의 화상농도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 각 노즐의 잉크분사특성을 감지하는 감지부와, 상기 감지부에서 감지된 각 노즐의 잉크분사특성을 저장하는 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  5. 제2항 또는 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 설정된 n차 회수 및 상기 노즐영역에 포함된 노즐의 개수에 기초하여 상기 라인헤드유닛의 쉬프트 가능한 경우의 수를 산출하고, 상기 각 경우에 있어서 상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들의 잉크분사특성을 합산하고,
    상기 각 경우의 잉크분사특성의 합산결과에 기초하여 상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들 간의 잉크분사특성의 차이가 최소가 되는 최적의 쉬프트를 결정하고,
    상기 최적의 쉬프트만큼 상기 라인헤드유닛이 쉬프트되도록 상기 헤드지지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 잉크분사특성이 불량노즐의 개수일 때,
    상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들 간의 불양노즐 수의 차이가 최소가 되는 경우가 복수개인 경우 상기 불량노즐의 합이 최소가 되는 경우를 최적의 쉬프트로 결정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 잉크분사특성이 노즐의 잉크토출량일 때,
    상기 용지의 기준 영역에 대응하는 노즐부의 노즐영역들 간의 잉크토출량의 차이가 최소가 되는 경우가 복수개인 경우 상기 잉크토출량의 합이 최대가 되는 경우를 최적의 쉬프트로 결정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 노즐부는 복수의 노즐을 갖는 복수의 헤드칩을 포함하며,
    상기 라인헤드유닛는 상기 용지의 양측으로 상기 헤드칩 폭의 1/2 이상 연장된 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 라인헤드유닛가 적어도 하나의 노즐영역에 대응하게 쉬 프트하도록 상기 헤드지지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 라인헤드유닛의 단일 쉬프트의 최대치가 상기 헤드칩 폭의 1/4을 초과하지 않도록 상기 헤드지지부를 제어하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐부에 잉크분사특성이 상이한 노즐이 연속으로 배열되어 있는 경우, 상기 잉크분사특성이 상이한 노즐이 분리되도록 상기 노즐영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐영역에 포함되는 노즐의 개수가 최소 4개가 되도록 상기 노즐부의 노즐영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
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