KR20090014470A - 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

헤드 칩에 복수 노즐에 대응하는 실제 히터의 구동회로와 같은 특성을 가지는 모의 구동회로를 마련하고, 모의 구동회로를 이용하여 히터에 연결된 nMOSFET 구동용 프리드라이버에 제공하는 구동 전원을 조정하여 히터 구동전류를 보상하기 위한 추가 저항에 대한 정보를 얻으며, 얻은 추가 저항에 대한 정보를 적용하여 인쇄 작업을 수행할 수 있어서 양호한 인쇄 품질을 확보할 수 있다.
잉크젯, 프린터 헤드, 히터 구동 전류, 모의 구동회로

Description

잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법{INK JET IMAGE FORMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 헤드 칩에 마련된 모의 구동회로를 이용하여 히터의 구동조건을 설정하는 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
잉크젯 화상형성장치에 적용하는 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 방울의 분사 메커니즘에 따라 열 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드와 압전 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드로 크게 구분할 수 있다.
그 중 열 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드에서의 잉크 방울 분사 메커니즘을 설명하면 다음과 같다. 저항 발열체로 이루어진 히터에 펄스 형태의 전류가 흐르게 되면, 히터에서 열이 발생되면서 히터에 인접한 잉크는 대략 300℃로 순간 가열된다. 이에 따라 잉크가 비등하면서 버블이 생성되고, 생성된 버블은 팽창하여 잉크가 가득 채워진 잉크 챔버 내부에 압력을 가하게 된다. 이로 인해 노즐 부근에 있던 잉크가 노즐을 통해 잉크 방울의 형태로 잉크 챔버 밖으로 분사된다.
잉크젯 프린트 헤드의 잉크 분사양은 히터의 구동 조건, 프린트헤드 내의 온도 등 여러 요인에 따라서 달라진다.
특히 히터의 구동 조건이 변화하면 잉크를 비등시켜 버블을 형성하는 과정에 영향을 미치게 되므로 인쇄 품질에 큰 영향을 준다.
최근 고속, 고품질의 화상 인쇄를 위해 인쇄할 미디어의 폭과 동일한 길이를 가지는 잉크젯 헤드 칩을 장착한 프린터헤드를 이용하여, 프린터헤드의 좌우 움직임 없이 고속으로 화상을 인쇄하는 어레이 헤드(array head) 구조의 화상형성장치들이 많이 개발되고 있다. 상기 어레이 헤드 구조의 화상형성장치는, 그 특성 상 미디어에 화상을 인쇄하는 프린터헤드에 복수 노즐에 대응하여 복수의 히터를 헤드 칩에 마련하고 있다.
일반적으로 많은 개수의 히터들을 구동시키기 위해서는 많은 전력이 소모되므로, 상기 히터들을 복수의 그룹으로 나누어 순차적으로 구동시키는 시 분할 구동 방식을 이용한다.
상기 시분할 구동 방식은 프리미티브 데이터(primitive data)를 이용해 상기 복수의 그룹들 중 구동될 그룹을 순차적으로 선택하고, 어드레스 데이터를 이용해 상기 선택된 그룹에 속한 히터들 중 구동되는 히터들을 선택한다.
그룹별로 적어도 하나의 히터를 구동시킬 수 있기 때문에, 전체 그룹 중에서 동시 구동하는 히터가 존재할 수 있으며, 여러 그룹에서 복수 히터를 동시 구동할 수 있도록 되어 있다.
반도체 공정 기술의 발달로 회로 선폭이 좁아지고 트랜지스터 사이즈가 작아지게 하는 것이 가능하게 되었다. 잉크젯 헤드 칩에는 히터에 펄스 전류를 인가하기 위한 히터 구동회로를 개별적으로 구성하고 있지만, 헤드 칩의 전체 사이즈를 더욱 줄이기 위해 히터 구동을 위한 전원 배선과 접지 배선을 공유하도록 하고 있다.
앞에서 설명한 바와 같이, 헤드 칩에서 히터 전원 회로를 공유하는 방식을 적용하는 경우 히터를 구동하는 개수와 전원에 대한 히터의 위치에 따라 각각의 히터에 흐르는 구동전류에 차이가 발생하는 등 히터 구동조건에 변화를 가져오게 된다. 이로 인하여 잉크의 토출 특성에 악영향을 미칠 경우 인쇄 품질을 저하시킬 수 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 프린트 헤드의 특성에 기인하는 히터 구동조건의 변화에 대처함으로서 인쇄 품질의 저하를 방지하도록 하는데 있다.
본 발명은, 이하의 해결 수단에 의하여, 상술한 과제를 해결한다.
본 발명은, 복수 노즐에 대응하는 복수 히터를 구동하는 히터 구동 회로를 구비하는 프린트 헤드칩; 및 상기 복수 히터에 대하여 동시 구동하는 히터 수와 히터의 위치에 따라 각 히터에 흐르는 히터 구동 전류의 차이를 보상하기 위하여 상기 히터 구동회로를 본 뜬 회로를 이용하여 모의 시험하기 위한 모의 구동회로를 포함한다.
상기 모의 구동회로는 상기 프린트 헤드 칩에 마련된다.
상기 모의 구동회로는 상기 히터에 연결된 연결된 트랜지스터를 구동하기 위한 드라이버에 공급하는 구동 전원을 가변하여 모의 시험한다.
상기 트랜지스터는 nMOSFET이다.
상기 드라이버에 공급하는 구동 전원은 상기 히터를 구동하기 위한 히터 구동 전원과 별개이다.
상기 드라이버는 제공받은 구동전원에 따라 상기 nMOSFET의 게이트에 인가하는 전압을 바꾼다.
상기 모의 구동회로는 상기 히터 구동회로를 본 뜬 모의 전원 배선회로, 상기 구동전원을 바꾸어 공급하는 복호화기, 상기 구동전원을 바꾸는 동안 상기 히터의 동시 구동 수와 히터 위치에 따라 상기 히터 저항과 상기 트랜지스터의 온저항에 추가하는 추가 저항을 설정하기 정보를 생성하는 모의 전원 배선 분석기, 및 상기 추가 저항에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함한다.
상기 모의 전원 배선회로는 상기 히터에 대응하는 복수 히터 저항 각각이 전원 배선과 접지 배선을 공유하고 있으며, 상기 전원 배선과 접지 배선은 실제 배선의 폭 및 길이를 일정 비율로 축소하여 만든다.
본 발명은, 복수 노즐에 대응하는 복수 히터를 구동하는 히터 구동 회로, 상기 히터 구동회로를 본 뜬 회로를 이용하여 모의 시험하기 위한 모의 구동회로를 헤드 칩에 구비하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서, 동작 모드인지 판단하고; 및 모의 시험을 하기 위한 동작 모드이면 상기 모의 구동회로를 이용하여 상기 복수 히터에 대해 동시 구동하는 히터 수와 히터 위치에 따라 변화하는 히터 구동 조건의 변화를 보상하기 위하여 상기 복수 히터 각각에 추가하는 추가 저항에 대한 정보를 얻고 나서, 얻은 추가 저항에 대한 정보를 저장한다.
상기 동작 모드의 판단은 시스템에 초기 전원을 공급하는 경우, 상기 헤드 칩을 교환하거나 고장 수리하는 경우 중 어느 하나에 속하는 경우 모의 시험하기 위한 동작 모드로 판단한다.
상기 추가 저항에 대한 정보를 얻는 동작은 상기 히터에 연결되는 nMOSFET의 게이트에 인가하는 드라이버를 구동하는 구동 전원을 바꾸는 동작을 포함한다.
또한 본 발명은 인쇄 작업을 위해 제공되는 인쇄 데이터에 따라 저장된 정보에서 읽어 낸 추가 저항에 따라 상기 드라이버의 구동 전원을 설정하는 동작을 포함한다.
이상과 같이 본 발명은 헤드 칩에 마련한 모의 구동회로를 이용하여 히터 구동 수와 위치에 따른 추가 저항을 설정하여 히터 구동 전류를 적절하게 보상하므로 잉크의 토출 특성에 미치는 영향을 배제할 수 있어서 양호한 인쇄 품질을 얻을 수 있다.
도 1은 일반적인 헤드 칩의 로직 회로 중 히터 구동 회로를 개념적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 열 구동 방식의 프린트 헤드를 적용하는 헤드 칩(10)은 복수 히터를 시 분할 구동하기 위해 복수의 소그룹(P1, P2, ... , P19, P20)으로 구분한다. 본 실시예에서 복수의 소그룹은 시 분할 구동을 위한 프리미티브 데이터 그룹에 대응하는 것으로 취급하여도 된다.
복수의 소그룹 각각은 복수 노즐에 대응하여 복수의 히터 구동회로(A1, ... , An)를 구비하며, 헤드 칩의 가운데 형성되는 잉크 피드홀(Ink Feed Hole)을 기준으로 상하로 배치되는 전원 배선(POWER)과 접지 배선(GND)을 공유하고 있다.
복수의 소그룹(P1, P2, ... , P19, P20)은 회로 특성이 동일한 4개 대그룹(G1, G2, G3, G4)으로 구분할 수 있고, 그 중 하나의 예로서 제1대그룹(G1)에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 제1대그룹(G1)에 속하는 복수 소그룹에 대응하는 전원선 저항을 설명하기 위하여 모델링한 도면이다. 여기서, Ra는 복수 소그룹 간 배선 저항을 의미하며, RP는 소그룹 히터 저항부를 의미한다.
소그룹 히터 저항부(RP)는 제1대그룹(G1)에 속하는 제1,3,5,7,9 소그룹(P1,P3,P5,P7,P9)에 대응하는 제1소그룹 히터 총합 저항(RP1), 제3소그룹 히터 총합 저항(RP3), 제5소그룹 히터 총합 저항(RP5), 제7소그룹 히터 총합 저항(RP7), 제9소그룹 히터 총합 저항(RP9)을 포함하고 있다. 복수 소그룹의 히터 총합 저항(RP1, RP3, RP5, RP7, RP9) 각각은 히터의 저항과 히터 구동을 위한 트랜지스터(nMosFET)의 온저항(Rds)을 합한 총합 저항을 의미한다. 여기서 소그룹의 히터 총합 저항(RP1, RP3, RP5, RP7, RP9) 각각은 해당 소그룹에 속하는 복수 노즐에 대응하는 복수 히터를 총칭하는 것으로, 시 분할 구동 방식을 적용하기 때문에 소그룹을 달리하여서는 복수 히터를 동시 구동할 수 있지만, 각 소그룹에서 동시에 구동하는 히터의 개수는 하나로 제한된다는 것을 전제로 한다.
도시한 바와 같이, 소그룹 히터 저항부(RP)에 속하는 소그룹 히터 총합 저항 들은 전원 배선과 접지 배선을 공유하고 있지만, 전원(POWER)측에서 떨어진 위치가 다르다.
소그룹 히터 총합 저항 각각에 대해 개별 구동하는 경우와 전체 소그룹 히터 총합 저항을 동시에 구동하는 경우에 관련하여, 본 발명자가 시험하고 측정한 결과, 도 3에 도시한 바와 같이, 소그룹 히터 총합 저항별로 히터 구동에 따른 구동 전류에서 차이가 발생함을 알 수 있다.
하나의 예들 들어 보면, 전원(POWER)측에 가장 가까운 제1소그룹 히터 총합 저항(RP1)만을 개별 구동하는 경우의 히터 구동 전류(0.142 A)와 전원(POWER)측에 가장 먼 제9소그룹 히터 총합 저항(RP9)만을 개별 구동하는 경우 히터 구동 전류(0.139 A)의 차이는 3 mA 이다.
다른 예를 들어 보면, 전체 소그룹 히터 총합 저항들을 동시에 구동하는 경우, 제1소그룹 히터 총합 저항(RP1)에 흐르는 히터 구동전류(0.139 A)와 제9소그룹 히터 총합 저항(RP9)에 흐르는 히터 구동전류(0.131 A)의 차이는 8 mA 이다. 이와 같이 동시 구동 시 히터 구동전류의 차이는 개별 구동에 비하여 크게 증가된다.
앞에서 설명한 바와 같이, 인쇄 데이터를 인쇄하기 위해 시 분할 구동 방식을 적용하고 있어서 필요에 따라 어느 하나의 소그룹을 개별 구동하거나 여러 소그룹을 동시 구동할 수 있는 사용 환경에 놓여지게 되는데, 동시 구동하는 히터의 개수 및 히터의 상대적인 위치에 따라 히터 구동 전류가 다르게 되면, 곧 히터 구동 조건의 변화를 가져오게 된다.
이와 같이 시분할 구동 방식을 적용 시 히터 구동 조건의 변화를 완전하게 배제하기가 사실상 어렵다고 하면, 이에 적절하게 대응하는 것이 필요하다.
본 실시예는 히터 구동 조건의 변화에 효율적으로 대비할 수 있도록 하기 위하여 히터 구동회로에 제공하는 구동 전원을 제어하는데 주안점이 있으며, 이를 이해하기 위한 방편으로 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 화상형성장치에 적용하는 헤드 칩에서 노즐에 대응하는 히터를 구동하기 위한 상세 회로도이고, 도 5는 도 4의 히터 구동을 위한 nMOSFET의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참고하면, 헤드 칩에 마련되는 로직부(20)는 도시하지 않은 패드부를 통하여 장치 제어부로부터 제공받은 인쇄 데이터를 해석하여 복수 노즐 중 어느 하나에 대응하는 히터(He)를 구동하기 위한 히터 구동 신호를 히터 구동 회로부(30)에 출력한다. 여기서 도 4에서는 설명의 편의상 로직부(20)에 하나의 히터(He)를 구동하기 위하여 하나의 히터 구동 회로부를 연결하는 것을 예시하고 있으나 이에 한정하지 않으며, 필요에 하나의 히터(He)를 구동하기 위하여 복수의 nMOSFET와 복수의 히터 구동 회로부를 병렬 연결하여 로직부로 하여금 이들을 병렬 연결된 모두를 동시 구동하거나 그 중 일부를 선택적으로 구동하는 방식을 적용하는 것도 가능하다.
히터 구동 회로(30)는 로직부(20)의 히터 구동 신호를 임시 저장하고 출력하는 버퍼(31), Vdd1으로 구동되는 버퍼(31)에서 출력하는 저전압 신호를 Vdd2(Vdd1보다 전압 레벨이 크다)로 구동되는 히터(He)를 구동할 수 있도록 출력 신호 레벨을 쉬프트하는 레벨 쉬프트(32)와, 레벨 쉬프트(32)의 출력을 증폭하여 히터(He)에 연결된 nMOSFET를 구동하기 위한 프리드라이버(Pre_Driver)(33)를 포함한다. 여기서 레벨 쉬프트(32)와 프리드라이버(33)는 히터 구동 시 노이즈에 의한 오동작을 막기 위해 히터 구동용 전압(Vdd2)에 동일한 레벨을 가지는 별도의 구동 전원(Vdda)을 사용한다.
프리드라이버(33)에서 nMOSFET의 게이트에 구동을 위한 최소 전압(V_FET)이 인가되는 경우, nMOSFET가 턴온되어 히터 구동 전류(ih)가 흐른다.
nMOSFET에 대한 전압-전류 특성을 살펴보면, 도 5에 도시한 바와 같이, E1에 맞추어서 nMOSFET의 게이트-소스 전압(Vgs2)이 설정된 경우, 게이트-소스 전압(Vgs2)보다 높은 게이트-소스 전압(Vgs3)으로 변경하게 되면 nMOSFET 구동을 위한 최소 전압(V_FET)이 작아지고 그에 따른 온저항(Rds)도 감소하게 된다.
nMOSFET의 게이트-소스 전압은 히터 구동 회로의 프리드라이버(33)에 제공하는 별도의 구동 전원(Vdda)에 의해 조절될 수 있다.
이와 같이 히터 구동용 nMOSFET에 대한 게이트-소스 전압을 조절함에 의해 그 nMOSFET의 온저항(Rds)도 감소하게 됨에 따라, 앞에서 도 2를 참고하여 설명한 바와 같이, 복수 소그룹에 대응하는 전원선 저항이 변화하게 된다.
이 점에 착안하여 볼 때 소그룹 히터 저항부에 추가 저항부를 연결하여 히터 구동 조건의 변화에 대처하는 방법을 적용하는 것을 고려할 수 있는데, 이를 도 6을 참고하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 헤드 칩에 적용하는 제1대그룹에 속하는 복수 소그룹에 대응하는 전원선 저항을 설명하기 위하여 모델링한 도면이다.
도시한 바와 같이 헤드 칩의 모델링한 도면에서, Ra는 복수 소그룹 간 배선 저항을 의미하며, RP는 소그룹 히터 저항부를 의미하고, Rb는 소그룹 히터 저항부에 연결하여 배선 저항을 추가하기 위한 추가 저항부를 의미한다.
추가 저항부(Rb)는 복수 소그룹의 히터 총합 저항(RP1, RP3, RP5, RP7, RP9)에 각각 대응하는 복수 소그룹 추가 저항(Rb1, Rb3, Rb5, Rb7, Rb9)을 포함한다. 이러한 복수 소그룹 추가 저항(Rb1, Rb3, Rb5, Rb7, Rb9)은 앞서 설명한 바와 같이 그에 각각 대응하는 히터 구동 회로에 제공하는 프리드라이버의 구동 전원에 의하여 설정되어진다. 그러므로 이러한 소그룹 추가 저항(Rb1, Rb3, Rb5, Rb7, Rb9)을 적절하게 설정하면 복수 소그룹의 히터 총합 저항을 보상하는 역할을 하게 되므로, 히터의 구동수와 히터의 상대적인 위치에 상관없이 일정하게 히터 구동 전류를 흐르게 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 히터의 동시 구동 수와 히터의 위치에 따라 복수 소그룹 추가 저항의 설정을 예시하는 표이다. 여기서 소그룹의 추가 저항은 실제의 저항값이 아니고 소그룹 간 배선 저항(Ra)을 "1"로 하였을 때 그에 대한 상대적인 지표를 숫자로 표기한 것이다. 여기서 추가 저항의 설정 시 하나의 기준을 정할 필요가 있는데, 예컨대 복수 소그룹에서 하나씩 총 5개 히터를 동시 구동하는 경우 복수 소그룹 추가 저항(Rb1, Rb3, Rb5, Rb7, Rb9)은 각각 "20", "12", "6", "2", "0"에 대응하므로, 이러한 대응 관계를 고려하여 상대적인 저항 비율을 토대로 각각의 상황에 맞는 추가 저항을 설정하는 것이 간편하다.
한편, 장치 제어부로부터 제공되는 인쇄 데이터에 따라 히터 구동 수와 히터 의 위치가 정해지게 되므로, 이러한 점을 고려하여 볼 때, 추가 저항을 고정시켜서는 적절하게 대응할 수 없기 때문에 인쇄 데이터에 따라 가변 설정하도록 한다.
도 7을 참고하여, 히터 구동 조건을 고려하여 추가 저항을 적절하게 설정하는 것이 필요한데, 즉 히터 구동 수와 히터의 위치에 따라 추가 저항을 가변적으로 설정할 필요가 있다.
그런데 헤드 칩의 특성 상 제작이 완료된 헤드 칩 모두가 동일하게 적용되는 것은 아니기 때문에 제조 완료된 상태에서 추가 저항을 설정하는 것이 요구되고, 이러한 추가 저항을 제작 이후에 알아내어 설정함이 필요로 하게 된다.
본 실시예에서는 헤드 칩에 실제 히터 구동 회로를 모의 시험할 수 있는 모의 구동회로를 마련하고, 필요시 모의 구동회로를 이용하여 히터 동시 구동수와 히터 위치에 맞는 추가 저항을 설정하는 방식을 적용한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용하는 모의 구동회로를 설명하기 위해 모델링한 도면이다. 여기서 모의 구동회로라 함은 히터에 공급하는 전원을 제어하기 위한 전원 배선 회로와 그에 관련된 일련의 구성으로 후술하는 모의 전원 배선 분석기, 메모리, 복호화기 등을 모두 포함하는 것을 말한다.
모의 전원 배선회로는 도 6의 모델링 도면의 구성과 개념적으로 상응하는 구성을 가지고 있으므로, 동일한 부호를 인용하여 설명하기로 하며, 특징적으로 복수 소그룹의 히터 저항(H1, H3, H5, H7, H9)과, 그에 대응하여 nMOSFET의 온저항과 추가저항을 합한 저항으로서 가변할 수 있는 저항(GS1, GS3, GS5, GS7, GS9)으로 구분하여 도시하고 있다.
복수 소그룹의 히터 저항(H1, H3, H5, H7, H9) 각각에 히터 구동 전류에 대한 정보를 디지털 변환하여 출력하는 신호변환기(ADC1, ADC3, ADC5, ADC7, ADC9)를 병렬 연결한다.
모의 전원 배선회로(100)는 전원 배선(POWER)과 접지 배선(GND)을 공유하고 있으며, 여기서 전원 배선과 접지 배선은 실제 배선의 폭 및 길이를 일정 비율로 축소하여 만든다.
모의 전원 배선회로(100)는 복수 소그룹의 히터 저항(H1, H3, H5, H7, H9) 각각에 연결된 nMOSFET의 게이트에 출력 전압을 인가하는 프리드라이버(33)에 제공하는 별도의 구동 전원(Vdda)을 제어함으로서 추가 저항에 대한 설정 동작을 시험한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 블록도이다.
도 9를 참고하여 모의 전원 배선회로(100)는, 도 7과 같이 히터 구동 수와 히터 위치를 고려하여 구동 전원(Vdda)을 조정하기 위한 요구를 복호화기(DAC)(500)에 인가하고, 이에 응답하여 복호화기(500)는 복수 소그룹 각각의 히터 구동회로의 프리드라이버에 제공하는 구동 전원(Vdaa)을 개별적으로 가변한다.
프리드라이버에 제공하는 구동 전원(Vdaa)을 개별적으로 가변하는 동안, 모의 전원 배선회로(100)의 신호변환기(ADC1, ADC3, ADC5, ADC7, ADC9)에서 측정되고 디지털 변환된 히터 구동 전류에 대한 정보는 모의 전원 배선 분석기(200)에 제공된다.
모의 전원 배선 분석기(200)는 제공받은 히터 구동 전류에 대한 정보를 토대 로 하여 도 7과 같이 각각의 경우에 대하여 적절한 추가 저항에 대한 정보를 얻는다. 이러한 추가 저항에 대한 정보는 메모리(300)에 제공되어 저장하게 된다.
이러한 모의 구동회로를 이용하여 얻게 되는 추가 저항에 대한 정보를 저장하는 동작은, 시스템 전원을 초기 공급하거나 헤드 칩을 교환하거나 고장 수리하는 경우 등 필요시에 수행하도록 설정할 수 있다.
추가 저항에 대한 정보가 메모리에 저장된 후, 인쇄 데이터 분석기(400)는 로직부에서 인쇄 데이터를 제공받고 나서 그 인쇄 데이터를 인쇄하는데 필요한 히터 구동 수와 히터의 위치를 분석하고 그 분석 결과를 토대로 메모리(300)에 저장된 추가 저항에 대한 정보를 읽어 내고 그 읽은 정보에 기초하여 복수 소그룹 각각의 히터 구동회로의 프리드라이버에 제공하는 구동 전원(Vdaa)을 개별적으로 설정하고 나서, 해당 nMOSFET의 턴온 동작을 제어하여 인쇄 작업을 수행한다.
도 1은 일반적인 헤드 칩의 로직 회로 중 히터 구동 회로를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 제1대그룹에 속하는 복수 소그룹에 대응하는 전원선 저항을 설명하기 위하여 모델링한 도면이다.
도 3은 도 2에서 소그룹 히터 총합 저항별로 히터 구동에 따른 구동 전류를 나타내는 표이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 화상형성장치에 적용하는 헤드 칩에서 노즐에 대응하는 히터를 구동하기 위한 상세 회로도이다.
도 5는 도 4의 히터 구동을 위한 nMOSFET의 동작 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 헤드 칩에 적용하는 제1대그룹에 속하는 복수 소그룹에 대응하는 전원선 저항을 설명하기 위하여 모델링한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 히터의 동시 구동 수와 히터의 위치에 따라 복수 소그룹 추가 저항의 설정을 예시하는 표이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 적용하는 모의 구동회로를 설명하기 위해 모델링한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 블록도이다.

Claims (12)

  1. 복수 노즐에 대응하는 복수 히터를 구동하는 히터 구동 회로를 구비하는 프린트 헤드 칩; 및
    상기 복수 히터에 대하여 동시 구동하는 히터 수와 히터의 위치에 따라 각 히터에 흐르는 히터 구동 전류의 차이를 보상하기 위하여 상기 히터 구동회로를 본 뜬 회로를 이용하여 모의 시험하기 위한 모의 구동회로를 포함하는 잉크젯 화상형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모의 구동회로는 상기 프린트 헤드 칩에 마련되는 잉크젯 화상형성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모의 구동회로는 상기 히터에 연결된 연결된 트랜지스터를 구동하기 위한 드라이버에 공급하는 구동 전원을 가변하여 모의 시험하는 잉크젯 화상형성장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트랜지스터는 nMOSFET인 잉크젯 화상형성장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 드라이버에 공급하는 구동 전원은 상기 히터를 구동하기 위한 히터 구동 전원과 별개인 잉크젯 화상형성장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드라이버는 제공받은 구동전원에 따라 상기 nMOSFET의 게이트에 인가하는 전압을 바꾸는 잉크젯 화상형성장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 모의 구동회로는 상기 히터 구동회로를 본 뜬 모의 전원 배선회로, 상기 구동전원을 바꾸어 공급하는 복호화기, 상기 구동전원을 바꾸는 동안 상기 히터의 동시 구동 수와 히터 위치에 따라 상기 히터 저항과 상기 트랜지스터의 온저항에 추가하는 추가 저항을 설정하기 정보를 생성하는 모의 전원 배선 분석기, 및 상기 추가 저항에 대한 정보를 저장하는 메모리를 포함하는 잉크젯 화상형성장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모의 전원 배선회로는 상기 히터에 대응하는 복수 히터 저항 각각이 전원 배선과 접지 배선을 공유하고 있으며, 상기 전원 배선과 접지 배선은 실제 배선의 폭 및 길이를 일정 비율로 축소하여 만드는 잉크젯 화상형성장치.
  9. 복수 노즐에 대응하는 복수 히터를 구동하는 히터 구동 회로, 상기 히터 구동회로를 본 뜬 회로를 이용하여 모의 시험하기 위한 모의 구동회로를 헤드 칩에 구비하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서,
    동작 모드인지 판단하고; 및
    모의 시험을 하기 위한 동작 모드이면 상기 모의 구동회로를 이용하여 상기 복수 히터에 대해 동시 구동하는 히터 수와 히터 위치에 따라 변화하는 히터 구동 조건의 변화를 보상하기 위하여 상기 복수 히터 각각에 추가하는 추가 저항에 대한 정보를 얻고 나서, 얻은 추가 저항에 대한 정보를 저장하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 동작 모드의 판단은 시스템에 초기 전원을 공급하는 경우, 상기 헤드 칩을 교환하거나 고장 수리하는 경우 중 어느 하나에 속하는 경우 모의 시험하기 위한 동작 모드로 판단하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 추가 저항에 대한 정보를 얻는 동작은 상기 히터에 연결되는 nMOSFET의 게이트에 인가하는 드라이버를 구동하는 구동 전원을 바꾸는 동작을 포함하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    인쇄 작업을 위해 제공되는 인쇄 데이터에 따라 저장된 정보에서 읽어 낸 추가 저항에 따라 상기 드라이버의 구동 전원을 설정하는 동작을 포함하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8757778B2 (en) 2012-04-30 2014-06-24 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermal ink-jetting resistor circuits
WO2019013788A1 (en) 2017-07-12 2019-01-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. VOLTAGE REGULATOR FOR SWITCH GATE CONTROL LOW SIDE

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6431685B1 (en) * 1999-09-03 2002-08-13 Canon Kabushiki Kaisha Printing head and printing apparatus
US6439678B1 (en) * 1999-11-23 2002-08-27 Hewlett-Packard Company Method and apparatus for non-saturated switching for firing energy control in an inkjet printer
JP3610279B2 (ja) * 2000-04-03 2005-01-12 キヤノン株式会社 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えた記録装置
US6976752B2 (en) * 2003-10-28 2005-12-20 Lexmark International, Inc. Ink jet printer with resistance compensation circuit
US7344218B2 (en) * 2003-11-06 2008-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Printhead driving method, printhead substrate, printhead, head cartridge and printing apparatus

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