KR20080067862A - 잉크젯 프린터 및 그 제어방법 - Google Patents

잉크젯 프린터 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20080067862A
KR20080067862A KR1020070005313A KR20070005313A KR20080067862A KR 20080067862 A KR20080067862 A KR 20080067862A KR 1020070005313 A KR1020070005313 A KR 1020070005313A KR 20070005313 A KR20070005313 A KR 20070005313A KR 20080067862 A KR20080067862 A KR 20080067862A
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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 인쇄용지가 목표 위치에 도달할 때까지는 PWM 신호를 가변 출력하여 이송 모터를 가속 후 다단 감속시키고, 인쇄용지가 목표 위치에 도달한 이후에는 PWM 신호값을 미리 설정된 값까지 낮춘 후 현재 수준을 유지시켜 이송 모터를 역회전없이 정지시킴으로써 이송 모터가 순간적으로 역회전되어 인쇄용지가 목표 위치에 도달하지 않고 이송 정지하는 문제를 해결할 수 있고 이송 모터가 계속 정회전하여 인쇄용지가 목표 위치를 넘어서 이송 정지하는 문제를 해결할 수 있어 인쇄용지를 목표 위치에 최대한 정확히 이송 시킬 수 있다.

Description

잉크젯 프린터 및 그 제어방법{INKJET PRINTER AND CONTROL METHOD THEREOF}
도 1a 내지 도 1c는 종래 잉크젯 프린터의 이송모터의 실제속도, PWM, 이동량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 대략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 대략적인 제어블록도이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3의 이송모터의 실제속도, PWM, 이동량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 제어방법에 대한 제어흐름도이다.
*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*
100 : 헤드구동부 110 : 인쇄헤드
120 : PWM드라이버부 130 : 이송 모터
140 : 속도센서 150 : 제어부
본 발명은 잉크젯 프린터 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄용지를 급지하여 이송하는 이송 모터의 속도를 제어하기 위한 잉크젯 프린터 및 그 제어방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터의 인쇄 해상도가 높아짐에 따라 인쇄용지의 이송 오차를 최대한 줄일 수 있는 방법이 필요하다.
잉크젯 프린터의 인쇄용지 이송은 용지 카세트에 적재된 인쇄용지를 한 장씩 픽업한 이후 인쇄 작업을 거쳐 장치 외부로 배출하는 일련의 과정을 포함하며, 이송 모터(paper feeding motor)의 동력을 전달받은 이송 수단에 의해 용지가 이송 경로를 따라 이송되기 때문에, 용지 이송에 있어서 이송 모터의 제어가 결정적인 요소로 작용하게 된다.
잉크젯 프린터의 이송 모터를 구동할 때 인쇄용지의 정밀 이송을 위해 이송 모터의 감속이 두 단계로 나누어 이루어진다. 즉 가속구간에서 가속 후 고속의 등속구간에서 관성을 줄인 다음 1차 감속구간에서 1차 감속을 하다가 저속의 등속 구간에서 관성을 줄인 후에 다시 2차 감소구간에서 2차 감속을 한다. 따라서 이 2차 감속구간에서의 제어가 이송 정밀도에 큰 영향을 준다.
이송 모터는 제어기에 의해 출력된 PWM 신호에 의해 속도 제어되며, 속도 명령(Velocity Command)과 실제 속도(Real Velocity)의 오차에 따라 오차를 보상하도록 PWM 신호가 더해지거나 빼진다. PWM 신호가 정지 마찰력을 넘어서는 값이 되면 이송 모터가 움직이기 시작하고 이후로는 운동 마찰력을 넘어서는 값보다 작아지지 않는 한 움직임을 계속한다.
인쇄용지가 목표 위치(target position)에 도착하면 이송 모터는 정지하여 인쇄용지의 이송을 멈추어야 한다. 하지만 목표 위치 도착시점에 속도 명령(Velocity Command)과 실제 속도(Real Velocity) 오차에 의해 누적된 PWM 신호가 운동 마찰력을 넘어서는 경우가 발생할 수 있다. 이런 경우에 이송 모터는 정지하지 않고 계속 운동을 유지하므로 인쇄용지가 목표 위치를 상당히 넘어서게 되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해 종래에는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같이, 인쇄시 인쇄용지가 목표 위치에 도달하기 전까지는 가속구간에서 2차 감속구간에 이르는 속도 제어를 수행하고, 인쇄용지가 목표 위치에 도달하는 시점(A)에 이송 모터에 출력되는 PWM 신호를 차단(Clear)시킨다. 그러나 도 1c와 같이 이송 모터의 기어에 가해지던 힘이 사라지면 이송 모터가 순간적으로 역회전하기 때문에 인쇄용지가 오히려 목표 위치에 도달하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 인쇄용지가 목표 위치에 도달하는 시점에 이송 모터에 출력되는 PWM 신호값을 가변시켜 이송 모터의 회전을 정지시킴으로써 인쇄용지를 목표 위치에 최대한 정확히 이송시킬 수 있는 잉크젯 프린터 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크젯 프린터의 제어방법은 인쇄용 지를 이송시키기 위한 이송수단을 구동시키는 이송모터를 구비하고, 상기 이송모터에 PWM 신호를 출력하여 구동시키는 잉크젯 프린터의 제어방법에 있어서, 상기 이송모터를 가속 후 감속시키도록 PWM 신호값을 가변 출력하고, 상기 이송 모터의 회전량을 측정하여 상기 인쇄용지의 현재위치를 감지하고, 상기 인쇄용지가 목표 위치에 도달하면, 상기 이송 모터의 회전을 정지시키도록 PWM 신호값을 0이 아닌 미리 설정된 값까지 낮추는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 잉크젯 프린터는 인쇄용지를 이송시키기 위한 이송수단을 구동시키는 이송 모터를 구비하고, 상기 이송 모터에 PWM 신호를 출력하여 구동시키는 잉크젯 프린터에 있어서, 상기 이송 모터의 회전량을 측정하는 속도센서와, 상기 이송 모터의 구동을 위한 PWM 신호를 출력하는 PWM드라이버부와, 상기 측정된 이송 모터의 회전량을 근거로 하여 상기 인쇄용지의 현재위치를 감지하고, 상기 인쇄용지가 목표 위치에 도달할 때까지는 상기 이송 모터를 가속 후 다단 감속시키도록 PWM 신호값을 가변 출력하고, 목표 위치에 도달한 이후에는 상기 이송 모터의 회전을 정지시키도록 상기 PWM 신호값을 미리 설정된 값까지 낮춘 후 현재 수준을 유지시키는 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 대략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 잉크젯 프린터는 인쇄용지(P)가 적재된 급지카세트(10)와, 급지카세트(10)에 적재된 인쇄용지(P)를 프린터 내부로 공급하는 픽업 롤러(20), 픽업롤러(20)에 의해 픽업된 인쇄용지(P)를 이송하는 용지이송부(30), 용지이송부(30)에 의해 이송되는 인쇄용지(P)에 인쇄작업을 수행하는 인쇄부(40) 및 인쇄가 완료된 인쇄용지(P)를 기기 외부로 배출하는 배지부(50)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같은 구성을 갖는 잉크젯 프린터의 동작을 살펴보면, 급지카세트(10)에 적재된 인쇄용지(P)는 픽업롤러(20)에 의해 픽업되어 용지이송부(30)로 공급된다. 용지이송부(30)로 공급되는 인쇄용지(P)는 용지이송부(30)의 이송롤러(31)와 프릭션롤러(32)의 회전에 의해 설정된 용지이송경로를 따라 인쇄부(40)로 이송된다.
용지이송부(30)에 의해 이송되는 인쇄용지(P)가 인쇄부(40)로 진입되면, 인쇄부(40)는 잉크를 분사하는 노즐이 구비된 잉크카트리지를 장착한 캐리지(carriage)를 좌, 우 이동하면서 이송되는 인쇄용지(P)에 잉크를 토출하여 인쇄작업을 수행한다. 인쇄 작업시 이송 모터를 구동시킨 후 정지시켜 인쇄용지 중 인쇄되지 않은 부분을 목표 위치로 계속해서 이송시키면서 인쇄한다. 인쇄부(40)에 의해 인쇄 완료된 인쇄용지는 배지부(50)를 통해 외부로 배출된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 대략적인 제어블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 잉크젯 프린터는 헤드구동부(100)와, PWM 드라이버부와, 속도센서(140) 및 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.
헤드구동부(100)는 인쇄헤드(110)를 구동시켜 인쇄헤드(110)에 마련된 노즐을 통해 잉크를 분사시켜 인쇄용지(P)(P)에 화상을 기록한다. 인쇄헤드(110)는 다 수의 노즐이 배열된 기록헤드로서 헤드구동부(100)에 의해 구동된다.
PWM 드라이버부는 제어부(150)의 제어에 따라 PWM 신호를 출력하여 픽업롤러 및 이송롤러를 구동하기 위한 이송 모터(130)를 구동시킨다.
속도센서(140)는 이송 모터(130)의 회전속도 및 회전량을 검출한다.
제어부(150)는 전반적인 제어를 수행한다. 특히 제어부(150)는 용지 이송을 위한 속도 프로파일을 생성하고, 도 4a에 도시된 바와 같이, 속도센서(140)를 통해 측정된 이송 모터(130)의 실제 속도를 피드백받아 실제 속도가 속도 프로파일을 추종하도록 하는 속도명령을 출력한다. 이 속도명령에 의해 PWM드라이버부(120)는 그에 상응하는 PWM 신호값을 이송 모터(130)에 출력하여 이송 모터(130)를 구동시킨다.
도 4a 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 인쇄용지(P)가 목표 위치에 도달하기 전까지는 가속구간(P1-P2)에서 가속 후 고속의 등속구간(P2-P3)에서 관성을 줄인 다음 1차 감속구간(P3-P4)에서 1차 감속을 하다가 저속의 등속구간(P4-P5)에서 관성을 줄인 후에 다시 2차 감속구간(P5-P6)에서 2차 감속을 한다. 후술하겠지만, 2차 감속 후 수행되는 PWM 신호값 감소 제어에 의해 인쇄용지(P)가 목표 위치에 미달하지 않고 목표 위치에 최대한 근접하게 이송시킬 수 있다. 이때, P1은 가속시점, P2는 등속시점, P3은 1차 감속시점, P4는 등속시점, P5는 2차 감속시점, P6은 목표 위치 도착시점을 나타낸다. P1~P5 구간은 속도를 기준으로 제어를 하며, P5~P6 구간은 위치를 기준으로 제어를 한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제어부(150)는 가속구간(P1-P2)에서 이송 모 터(130)에 출력되는 PWM 신호값을 증가시켜 이송 모터(130)를 가속 제어한다. 가속구간(P1-P2)에 이어지는 등속구간(P2-P3)에서 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호값을 고정시켜 이송 모터(130)를 등속 제어한다. 등속구간(P2-P3)에 이어지는 1차 감속구간(P3-P4)에서 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호값을 감소시켜 이송 모터(130)를 1차 감속 제어한다. 1차 감속구간(P3-P4)에 이어지는 등속구간(P4-P5)에서 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호값을 고정시켜 이송 모터(130)를 등속 제어한다. 등속구간(P4-P5)에 이어지는 2차 감속구간(P5-P6)에서 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호값을 감소시켜 이송 모터(130)를 2차 감속 제어한다.
또한, 제어부(150)는 속도센서(140)를 통해 검출된 이송 모터(130)의 회전량을 근거로 하여 인쇄용지(P)의 현재 이송위치를 감지한다.
상기한 제어부(150)의 작동을 도 5를 참조하여 살펴보면, 먼저, 단계 S100에서 제어부(150)는 인쇄작업 중 인쇄용지(P)를 미리 설정된 목표 위치에 이송시킬 필요가 있으면, 먼저, 가속구간(P1-P2)에서 이송 모터(130)를 가속시키기 위해 단계 S201에서 PWM드라이버부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호의 PWM 신호값을 증가시켜 이송 모터(130)를 가속구간(P1-P2)에서 가속 제어한다.
이송 모터(130)를 가속 제어한 후 이어지는 등속구간(P2-P3)에서 이송 모터(130)를 등속시키기 위해 S202에서 PWM드라이버부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호의 PWM 신호값을 고정시켜 이송 모터(130)를 등속구간(P2-P3)에서 등속 제어한다.
이송 모터(130)를 등속 제어한 후 이어지는 1차 감속구간(P3-P4)에서 이송 모터(130)를 1차 감속시키기 위해 단계 S203에서 PWM드라이버부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호값을 감소시켜 이송 모터(130)를 1차 감속구간(P3-P4)에서 1차 감속 제어한다.
이송 모터(130)를 1차 감속 제어한 후 이어지는 등속구간(P4-P5)에서 이송 모터(130)를 등속시키기 위해 단계 S204에서 PWM드라이버부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호의 PWM 신호값을 고정시켜 이송 모터(130)를 등속구간(P4-P5)에서 등속 제어한다.
단계 S204에서의 등속 제어 후 이어지는 2차 감속구간(P5-P6)에서 이송 모터(130)를 2차 감속시키기 위해 단계 S205에서 PWM드라이버부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호의 PWM신호값을 감소시켜 이송 모터(130)를 2차 감속구간(P5-P6)에서 2차 감속 제어한다.
이송 모터(130)를 2차 감속 제어한 후 단계 S206에서 속도센서(140)를 통해 이송 모터(130)의 회전량을 검출하고 이를 근거로 하여 인쇄용지(P)의 현재위치를 감지한다.
인쇄용지(P)의 현재위치를 감지한 후 단계 S207에서 인쇄용지(P)의 현재위치와 목표위치를 비교하여 인쇄용지(P)의 현재위치가 목표위치에 도달하였는지를 판단한다. 만약, 단계 S207에서의 판단결과 인쇄용지(P)의 현재위치가 목표위치에 도달하지 못했으면, 단계 S205로 진행하여 이하의 단계를 수행한다.
한편, 단계 S207에서의 판단결과 인쇄용지(P)의 현재위치가 목표위치에 도달하였으면, 단계 S208에서 인쇄용지(P)가 목표위치에 정지하도록 PWM드라이버 부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM신호의 PWM신호값을 감소시켜 이송 모터(130)에 출력한다. 이때, PWM신호의 PWM신호값은 "0"보다는 크고 2차 감속구간에서의 PWM신호값보다는 작은 값으로 실험에 의해 미리 설정된다. 바람직하게는 이송 모터(130)가 역회전되기 직전의 PWM 신호값이며, 이는 이송 모터(130)의 운동 마찰력에 해당하는 크기의 PWM 신호값이다. PWM신호값이 2차 감속구간에서의 PWM신호값에 가까울수록 인쇄용지(P)가 목표위치를 초과한 후 이송 정지할 가능성이 크고, "0"에 가까울수록 인쇄용지(P)가 목표위치에 도달하기 전에 이송 정지할 가능성이 크다.
따라서, PWM신호값은 이송 모터(130)가 역회전되기 직전의 PWM신호값이 바람직하며, 이는 셋트의 운동 마찰력에 해당하는 값으로, 이송 모터(130)를 역회전없이 정지시킬 수 있는 PWM신호값이다. 이로 인해, 인쇄용지(P)가 목표위치에 도달하는 시점에서 이송 모터(130)에 출력되는 PWM신호의 PWM신호값을 낮추되, PWM 신호값이 "0"보다는 크기 때문에 이송 모터(130)가 역회전하는 것을 방지할 수 있어 인쇄용지(P)가 목표 위치에 도달하지 않고 이송 정지하는 문제를 해결할 수 있고 PWM 신호값이 2차 감속구간에서의 PWM신호값보다는 작기 때문에 인쇄용지(P)가 목표 위치를 넘어서 이송 정지하는 문제를 해결할 수 있다.
이 후 단계 S209에서 PWM드라이버부(120)를 통해 이송 모터(130)에 출력되는 PWM 신호의 PWM 신호값을 고정시켜 일정시간 유지시킨다.
상기한 실시예에서는 인쇄용지(P)가 목표위치에 도달하는 시점에 PWM신호의 PWM신호값을 실험에 의해 미리 설정된 값으로 감소시키는 것에 대해서 설명하고 있 지만 이에 한정되지 않는다.
PWM신호의 PWM신호값은 셋트간 편차에 따라 또 용지에 따라 달라진다. 셋트간 용지간 부하가 다르기 때문에 운동 마찰력도 달라지기 때문이다. 따라서, 도 6의 단계 S308 내지 S312에 보인 바와 같이, 단계 S308에서 PWM 신호값을 일정 비율로 단계적으로 낮추고, 단계 S309에서 인쇄용지(P)의 현재위치를 재감지하고, 단계 S310에서 재감지된 인쇄용지(P)의 현재위치와 목표 위치와 비교하여 이송 모터(130)가 역회전되었는지를 판단한다. 판단결과 이송 모터(130)가 역회전된 것으로 판단되면, 단계 S311에서 PWM 신호값을 낮추는 것을 중지한다. 그리고, 단계 S312에서 PWM 신호값을 일정 비율 높인 후 단계 S313에서 일정 비율 높아진 PWM 신호값을 유지하는 제어를 일정시간 수행한다.
즉, 인쇄용지(P)가 목표 위치에 도달한 이후 매주기마다 인쇄용지(P)의 현재위치를 관측하면서 PWM신호값을 일정 비율로 줄여 간다. 현재위치의 방향이 바뀌는 시점, 즉 이송 모터(130)가 역회전하는 시점에 PWM 신호값을 감소시키는 것을 멈추고, PWM 신호값에 일정한 오프셋을 더하면 이 값이 운동 마찰력에 해당하는 크기의 PWM신호값이 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 인쇄용지가 목표 위치에 도달할 때까지는 PWM 신호를 가변 출력하여 이송 모터를 가속 후 다단 감속시키고, 인쇄용지가 목표 위치에 도달한 이후에는 PWM 신호값을 미리 설정된 값까지 낮춘 후 현재 수준을 유지시켜 이송 모터를 역회전없이 정지시킴으로써 이송 모터 가 순간적으로 역회전되어 인쇄용지가 목표 위치에 도달하지 않고 이송 정지하는 문제를 해결할 수 있고 이송 모터가 계속 정회전하여 인쇄용지가 목표 위치를 넘어서 이송 정지하는 문제를 해결할 수 있어 인쇄용지를 목표 위치에 최대한 정확히 이송 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 인쇄용지를 이송시키기 위한 이송수단을 구동시키는 이송모터를 구비하고, 상기 이송모터에 PWM 신호를 출력하여 구동시키는 잉크젯 프린터의 제어방법에 있어서,
    상기 이송모터를 가속 후 감속시키도록 PWM 신호값을 가변 출력하고,
    상기 이송 모터의 회전량을 측정하여 상기 인쇄용지의 현재위치를 감지하고,
    상기 인쇄용지가 목표 위치에 도달하면, 상기 이송 모터의 회전을 정지시키도록 PWM 신호값을 0이 아닌 미리 설정된 값까지 낮추는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미리 설정된 값은 상기 이송모터의 운동 마찰력 이하의 PWM 신호값인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PWM 신호값을 일정 비율로 단계적으로 낮추면서 상기 인쇄용지의 현재위치를 재감지하고, 재감지된 인쇄용지의 현재위치와 목표 위치와 비교하여 상기 이송 모터가 역회전된 것으로 판단되면, 상기 PWM 신호값을 낮추는 것을 중지한 후 PWM 신호값을 일정 비율 높인 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 제어방법.
  4. 인쇄용지를 이송시키기 위한 이송수단을 구동시키는 이송 모터를 구비하고, 상기 이송 모터에 PWM 신호를 출력하여 구동시키는 잉크젯 프린터에 있어서,
    상기 이송 모터의 회전량을 측정하는 속도센서와,
    상기 이송 모터의 구동을 위한 PWM 신호를 출력하는 PWM드라이버부와,
    상기 측정된 이송 모터의 회전량을 근거로 하여 상기 인쇄용지의 현재위치를 감지하고, 상기 인쇄용지가 목표 위치에 도달할 때까지는 상기 이송 모터를 가속 후 다단 감속시키도록 PWM 신호값을 가변 출력하고, 목표 위치에 도달한 이후에는 상기 이송 모터의 회전을 정지시키도록 상기 PWM 신호값을 미리 설정된 값까지 낮춘 후 현재 수준을 유지시키는 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  5. 제4항에 있어서, 상기 미리 설정된 값은 상기 이송 모터가 역회전되기 직전의 PWM 신호값인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  6. 제5항에 있어서, 상기 미리 설정된 값은 상기 이송 모터가 운동 마찰력에 의해 회전이 구속될 때의 PWM 신호값인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 PWM 신호값을 일정 비율로 단계적으로 낮추면서 상기 인쇄용지의 현재위치를 재감지하고, 재감지된 인쇄용지의 현재위치와 목표 위치와 비교하여 상기 이송 모터가 역회전된 것으로 판단되면, 상기 PWM 신호값을 낮추는 것을 중지한 후 PWM 신호값을 일정 비율 높인 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
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