KR20110133192A - 잉크젯 헤드 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

잉크젯 헤드 구동 장치가 개시된다. 상기 잉크젯 헤드 구동 장치는, 트리거 신호를 입력받고, 상기 트리거 신호를 멀티 펄스 신호로 변환하여 출력하는 멀티 펄스 생성부, 상기 멀티 펄스 생성부에서 출력된 상기 멀티 펄스 신호를 증폭하는 증폭부, 및 상기 멀티 펄스 생성부에서 생성되는 상기 멀티 펄스 신호의 펄스 개수를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

잉크젯 헤드 구동 장치{Inkjet head driving apparatus}
본 발명은 잉크젯 방식의 프린터에 있어서의 헤드 구동 기술과 관련된다.
최근 잉크젯 공법을 적용한 인쇄공법을 이용한 각종 기술이 선보이고 있다. 잉크젯 공법을 이용한 직접인쇄 방식은 인쇄를 통해 패턴을 형성함으로써, 마스킹 공정이 불필요하게 되어 공정이 간단해지고 제작 비용이 절감되는 장점이 있다.
이러한 잉크젯 공법에서 여러 응용분야에 적용할 잉크를 프린팅하기 위해서는 피에조(piezo-electric) 타입의 잉크젯 헤드를 사용하는 것이 일반적이다. 잉크젯 헤드는 헤드 구동 드라이버로부터 구동 신호(driving signal)을 인가받아 헤드 내부의 액추에이터(Actuator)를 구동시켜 잉크를 프린팅하는 것이다. 그러므로 헤드 구동 드라이버의 구동 신호의 파형의 특성에 따라 기본적인 헤드 구동 동작이 결정된다. 일반적으로 상기 구동 신호는 펄스 형태로 액추에이터에 인가된다.
일반적으로 잉크젯 프린팅에 있어서, 헤드에서 토출되는 잉크 액적의 볼륨은 구동 펄스의 레벨과 폭에 의해 영향 받는다. 그러나 아무리 구동 펄스의 전압을 높이더라도 충분한 잉크 토출량을 확보하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이에 따라 단일 펄스가 아닌 멀티 펄스를 이용하여 액추에이터를 구동하기 위한 연구가 필요하게 되었다.
본 발명은 잉크젯 헤드의 구동을 위하여 효과적으로 멀티 펄스 출력을 생성할 수 있는 잉크젯 헤드 구동 회로를 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 장치는, 트리거 신호를 입력받고, 상기 트리거 신호를 멀티 펄스 신호로 변환하여 출력하는 멀티 펄스 생성부; 상기 멀티 펄스 생성부에서 출력된 상기 멀티 펄스 신호를 증폭하는 증폭부; 및 상기 멀티 펄스 생성부에서 생성되는 상기 멀티 펄스 신호의 펄스 개수를 제어하는 제어부;를 포함한다.
이때, 상기 트리거 신호는 단일 펄스 신호로 구성될 수 있다.
그리고 상기 멀티 펄스 생성부는, 상기 트리거 신호를 입력받아 각각 서로 다른 딜레이 타임을 가지는 펄스를 출력하는 복수 개의 딜레이; 및 상기 복수 개의 딜레이로부터 출력되는 각각의 펄스를 결합하여 멀티 펄스 신호를 생성하는 멀티플렉서; 를 포함할 수 있다.
또한 상기 복수 개의 딜레이는 서로 직렬 연결되며, 각각의 딜레이는 이전 딜레이의 출력 펄스를 입력받아 소정 시간 만큼 지연된 펄스를 생성하며, 생성된 상기 지연 펄스를 다음 딜레이 및 상기 멀티플렉서로 공급할 수 있다.
이때 상기 제어부는, 상기 각각의 딜레이로부터 출력되어 상기 멀티플렉서로 공급되는 각각의 펄스를 연결 또는 차단함으로써 상기 멀티 펄스 신호의 개수를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 잉크 헤드에 고전압 멀티 펄스 신호를 인가함으로써 단일 펄스로는 구현할 수 없었던 대용량 잉크 출력을 가능하게 할 수 있다.
또한 이를 위한 잉크젯 헤드 구동 회로를 디지털 방식으로 구성함으로써 종래의 아날로그 방식에 비해 잉크 토출 주파수가 증가하는 경우에도 짧은 시간에 원하는 개수와 레벨의 멀티 펄스를 생성할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 장치(100)의 멀티 펄스 생성부(102)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 상기와 같은 멀티 펄스 생성부(102)의 각 블록에서 생성되는 신호를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 장치(100)는, 멀티 펄스 생성부(102), 증폭부(104) 및 제어부(106)를 포함하여 구성된다.
멀티 펄스 생성부(102)는 단일 펄스 신호 형태의 트리거 신호를 입력받고, 상기 트리거 신호를 멀티 펄스 신호로 변환한다. 상기 멀티 펄스 신호는 상기 트리거 신호를 각각 서로 다른 지연 시간만큼 지연시킨 복수 개의 펄스들을 결합한 신호이다. 이러한 멀티 펄스 생성부(102)의 상세 구성에 대해서는 도 2 내지 4에서 후술하기로 한다.
증폭부(104)는 멀티 펄스 생성부(102)에서 출력된 상기 멀티 펄스 신호를 증폭하여 출력한다. 멀티 펄스 생성부(102)에서 생성되어 출력되는 상기 멀티 펄스 신호는 약 3~5V 정도의 전압을 가지는 디지털 펄스 신호로서, 상기 디지털 펄스는 증폭부(104)를 거치면서 잉크젯 헤드 구동을 위한 수십 V 레벨의 펄스 신호로 증폭된다. 증폭부(104)에서 증폭되는 멀티 펄스 신호는 잉크젯 헤드의 구동 신호로서 압전 액츄에이터(Piezo electric actuator, 미도시)로 인가되며, 상기 압전 액츄에이터는 상기 인가된 구동 신호에 따라 액적을 토출하게 된다. 이와 같은 증폭부(104)는, 예를 들어 고전압 스위칭 모듈(High voltage switching module)로 구성될 수 있으나, 상기 멀티 펄스 신호를 상기 압전 액츄에이터가 요구하는 전압 레벨로 증폭할 수 있는 어떠한 형태의 회로 또한 증폭부(104)로 사용될 수 있다.
제어부(106)는 멀티 펄스 생성부(102)로 상기 트리거 신호를 공급하고, 멀티 펄스 생성부(102)에서 생성되는 상기 멀티 펄스 신호의 펄스 개수를 제어한다. 압전 액츄에이터에서 토출되는 액적의 양은 상기 멀티 펄스 신호의 펄스 개수에 비례하며, 제어부(106)는 멀티 펄스 생성부(102)에서 생성되는 멀티 펄스 신호에 포함되는 펄스 개수를 조절함으로써 상기 액적의 양을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 헤드 구동 장치(100)의 멀티 펄스 생성부(102)의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 다른 멀티 펄스 생성부(102)는 복수 개의 딜레이(200, 202, 204, 206) 및 멀티플렉서(208)를 포함한다. 도시된 실시예에서는 멀티 펄스 생성부(102)가 4개의 딜레이(200, 202, 204, 206)를 포함하도록 구성되나, 딜레이의 개수는 잉크젯 헤드 또는 액적의 특성 등에 따라 가감될 수 있으며, 본 발명의 권리범위는 특정한 딜레이의 개수에 한정되는 것은 아니다.
복수 개의 딜레이(200, 202, 204, 206)는 제어부(106)로부터 트리거 신호를 입력받아 각각 서로 다른 딜레이 타임을 가지는 펄스를 출력한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 각각의 딜레이(200, 202, 204, 206)는 서로 직렬 연결되며, 각각의 딜레이는 이전 딜레이의 출력 펄스를 입력받아 소정 시간 만큼 지연된 펄스를 생성하며, 생성된 상기 지연 펄스를 다음 딜레이 및 상기 멀티플렉서(208)로 공급하도록 구성된다. 도시된 실시예에서, 딜레이(200)의 출력은 딜레이(202) 및 멀티플렉서(208)로 인가되며, 딜레이(202)의 출력은 딜레이(204) 및 멀티플렉서(208)로, 딜레이(204)의 출력은 딜레이(206) 및 멀티플렉서(208)로 각각 인가되는 것을 알 수 있다. 각각의 딜레이(200, 202, 204, 206)는 내부의 파라미터를 조절함으로써 딜레이 타임 및 출력 펄스의 전압 등을 제어할 수 있도록 구성될 수 있다.
멀티플렉서(208)는 복수 개의 딜레이(200, 202, 204, 206)로부터 출력되는 각각의 펄스를 결합하여 멀티 펄스 신호를 생성한다. 즉, 멀티플렉서(208)에서의 출력 신호는 복수 개의 딜레이(200, 202, 204, 206)의 출력 신호가 하나로 결합된 신호이다. 이때, 제어부(106)는 각각의 딜레이(200, 202, 204, 206)로부터 출력되어 멀티플렉서(208)로 공급되는 각각의 펄스를 연결 또는 차단함으로써 상기 멀티 펄스 신호의 개수를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(106)가 딜레이(200) 및 딜레이(202)로부터 출력되는 펄스는 멀티플렉서(208)로 인가하고, 딜레이(204) 및 딜레이(206)으로부터 출력되는 펄스는 차단할 경우, 상기 멀티 펄스 신호는 2개의 펄스를 가지게 되며, 모든 딜레이(200, 202, 204, 206)로부터 출력되는 펄스를 멀티플렉서(208)로 인가할 경우 상기 멀티 펄스 신호는 4개의 펄스를 가지게 된다. 이와 같은 제어부(106)에서의 펄스 신호의 개수 제어는, 예를 들어 멀티플렉서(208)의 입력단과 각각의 딜레이(200, 202, 204, 206)의 출력단과의 사이에 스위칭 소자를 구비함으로써 이루어질 수 있다. 또는, 멀티플렉서(208)의 종류에 따라 입력 신호의 연결 또는 차단 여부를 선택 가능할 경우에는, 제어부(106)에서 멀티플렉서(208)를 직접 제어할 수도 있다.
도 3은 상기와 같은 멀티 펄스 생성부(102)의 각 블록에서 생성되는 신호를 설명하기 위한 그래프이다.
도시된 바와 같이, 딜레이(200)에 트리거 신호가 인가되면, 딜레이(200)는 상기 트리거 신호를 소정 시간 지연시킨 펄스를 출력하고, 딜레이(202)는 딜레이(200)의 출력은 입력받아 이를 다시 소정 시간 지연시긴 펄스를 출력한다. 이는 딜레이(204) 및 딜레이(206)에 있어서도 마찬가지이다. 마지막으로, 멀티플렉서(208)는 딜레이(200) 내지 딜레이(206)으로부터 출력된 각각의 펄스들을 결합하여 하나의 멀티 펄스를 출력한다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 잉크젯 헤드 구동 장치 102 : 멀티 펄스 생성부
104 : 증폭부 106 : 제어부
200, 202, 204, 206 : 딜레이 208 : 멀티플렉서

Claims (5)

  1. 트리거 신호를 입력받고, 상기 트리거 신호를 멀티 펄스 신호로 변환하여 출력하는 멀티 펄스 생성부;
    상기 멀티 펄스 생성부에서 출력된 상기 멀티 펄스 신호를 증폭하는 증폭부; 및
    상기 멀티 펄스 생성부에서 생성되는 상기 멀티 펄스 신호의 펄스 개수를 제어하는 제어부;
    를 포함하는 잉크젯 헤드 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트리거 신호는 단일 펄스 신호로 구성되는, 잉크젯 헤드 구동 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 멀티 펄스 생성부는,
    상기 트리거 신호를 입력받아 각각 서로 다른 딜레이 타임을 가지는 펄스를 출력하는 복수 개의 딜레이; 및
    상기 복수 개의 딜레이로부터 출력되는 각각의 펄스를 결합하여 멀티 펄스 신호를 생성하는 멀티플렉서;
    를 포함하는 잉크젯 헤드 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수 개의 딜레이는 서로 직렬 연결되며,
    각각의 딜레이는 이전 딜레이의 출력 펄스를 입력받아 소정 시간 만큼 지연된 펄스를 생성하며, 생성된 상기 지연 펄스를 다음 딜레이 및 상기 멀티플렉서로 공급하는, 잉크젯 헤드 구동 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 각각의 딜레이로부터 출력되어 상기 멀티플렉서로 공급되는 각각의 펄스를 연결 또는 차단함으로써 상기 멀티 펄스 신호의 개수를 제어하는, 잉크젯 헤드 구동 장치.
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