KR100636242B1 - 잉크젯 화상형성장치 및 불량 노즐 보상 방법 - Google Patents

Abstract

잉크젯 화상형성장치 및 불량 노즐 보상 방법에 대해서 개시된다. 개시된 잉크젯 화상형성장치는: 인쇄매체의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 갖는 것으로, 적어도 두 개의 컬러를 인쇄하는 프린트 헤드; 프린트 헤드에 구비된 노즐부의 불량 노즐을 감지하는 감지부; 및 노즐부보다 이송되는 인쇄매체와 먼저 만나도록 배치되는 것으로, 하나의 잉크를 사용하여 불량 노즐의 미싱 도트를 보상하는 보상용 노즐부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. 개시된 불량 노즐 보상 방법은: 적어도 두 개의 컬러를 인쇄하는 프린트 헤드에 구비된 노즐부의 불량 노즐을 감지하는 단계; 및 하나의 잉크를 사용하여 불량 노즐의 미싱 도트(missing dot)를 보상하는 단계;를 포함하고, 보상에 사용되는 잉크를 보상하고자 하는 잉크보다 먼저 분사되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래 발명과 달리 블랙 이외의 다른 컬러에 대해서도 보상 효과를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 다수의 보상 헤드가 필요한 종래 기술과 달리 하나의 잉크를 이용하여 불량 노즐에 의한 미싱 도트(missing dot)를 보상할 수 있다.

Description

잉크젯 화상형성장치 및 불량 노즐 보상 방법{Inkjet image forming apparatus and method for compensating missing nozzle}

도 1은 종래의 잉크젯 화상형성장치에 있어서 노즐부가 손상된 경우의 인쇄 패턴을 보여주는 도면이다.

도 2a 내지 도 2d는 종래의 잉크젯 화상형성장치에 있어서 손상된 노즐부를 보상하는 방법을 보여주는 도면이다.

도 3은 종래의 잉크젯 화상형성장치에 있어서 여분의 프린트 헤드를 사용하여 손상된 노즐부를 보상하는 방법을 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 프린트 헤드 유니트의 일 실시예를 보여주는 도면이다.

도 6은 도 5의 프린트 헤드 유니트를 도시한 평면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 프린트 헤드 유니트의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

도 8은 도 7의 프린트 헤드 유니트를 도시한 평면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 불량 노즐 보상 방법의 알고리즘을 보여주는 플로우 차트이다.

도 10a는 불량 노즐이 발생된 경우 노즐부에서 잉크 액적을 분사한 후 보상용 잉크로 보상한 인쇄패턴을 보여주는 도면이다.

도 10b는 불량 노즐이 발생된 경우 보상용 잉크로 보상용 잉크 액적을 미리 분사한 후 노즐부에 의해 인쇄된 인쇄패턴을 보여주는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

105.......프린트 헤드 유니트 110.......몸체

111.......프린트 헤드 111'......보상용 프린트 헤드

112.......노즐부 112'......보상용 노즐부

113.......배지롤러 114.......지지부재

115.......피딩롤러 117.......픽업롤러

120.......급지카세트 132.......감지부

140......적재부

본 발명은 잉크젯 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 토출 불량이나 기능이 약화된 불량 노즐에 의한 화질 저하를 줄일 수 있는 잉크젯 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 화상형성장치는 용지와 소정 간격 이격되어 용지의 이송 방향과 직각방향으로 왕복 주행되는 잉크젯 헤드로부터 잉크를 분사하여 화상을 형성하는 장치를 말한다. 이와 같이 용지의 이송방향과 직각방향으로 이송되면서 용지에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 화상형성장치를 셔틀방식 잉크젯 화상형성장치라 한다. 이러한 셔틀방식 잉크젯 화상형성장치의 잉크젯 헤드에는 잉크를 분사하는 복수의 노즐이 형성된 노즐부가 마련되어 있다.

근래에는 용지의 폭 방향으로 왕복 이송되는 잉크젯 헤드 대신에 용지의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 갖는 잉크젯 헤드를 사용하여 고속 인쇄를 구현하려는 시도가 행하여지고 있다. 이와 같은 방식으로 작동되는 화상형성장치를 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치(page width ink-jet image forming apparatus)라 한다. 이러한 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치에는 잉크젯 헤드가 고정되어 있고, 용지만이 이송된다. 따라서, 잉크젯 화상형성장치의 구동장치가 단순하고 고속 인쇄의 구현이 가능하다.

도 1은 종래의 잉크젯 화상형성장치에 있어서 노즐부가 손상된 경우의 인쇄 패턴을 보여주는 도면이고, 도 2a 내지 도 2d는 종래의 잉크젯 화상형성장치에 있어서 손상된 노즐부를 보상하는 방법을 보여주는 도면이며, 도 3은 종래의 잉크젯 화상형성장치에 있어서 여분의 프린트 헤드를 사용하여 손상된 노즐부를 보상하는 방법을 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 잉크젯 화상형성장치는 노즐부(80)에 구비된 노즐(82)에서 분사되는 잉크(I)가 용지에 부착되어 잉크 화상을 형성한다. 종래의 노즐부(80)는 용지의 이송방향과 직각방향으로 설치되며, 용지에 잉크를 분사하여 화상을 형성한 다. 따라서, 일부 노즐(84)이 손상된 경우 손상된 노즐(84, missing nozzle)에서는 잉크(I)가 분사되지 않으므로, 도시된 바와 같이 현저한 미싱 라인(missing line)이 용지에 나타난다. 즉, 복수의 노즐(82) 중 일부가 손상된 경우, 손상된 노즐(84)에 해당되는 용지의 부분에는 잉크가 분사되지 않으므로 미싱 라인과 같은 흰 선(white line)이 나타난다. 이와 같은 흰 선은 눈에 쉽게 띄므로 인쇄 화질에 상당한 영향을 미치게 된다.

손상된 노즐(missing nozzle)에 의한 화질 저하를 보상하기 위해 셔틀방식의 경우 캐리지를 여러 번 왕복시켜 겹쳐 인쇄하는 방법을 사용한다. 이러한 방법은 슁글링 방법(shingling method)으로 알려져 있다. 라인 프린팅 방식에서는 프린트 헤드가 용지의 이송방향에 대해 수직한 방향으로 배치되어 있고, 용지의 폭 방향으로 왕복이동하지 않는다. 즉, 인쇄시 특정한 시점에 하나의 노즐이 인쇄하여야 하는 영역이 존재한다. 이 영역의 크기는 해상도에 의존한다. 만약 상기 노즐이 특정한 시점에 인쇄하지 않거나 고장을 일으키면 도시된 바와 같이 인쇄되지 않는 영역의 연속선(white line)이 발생하여 화질이 열화된다. 이와 같이 손상된 노즐에 의한 화질 저하를 보상하기 위한 방법이 미국특허 US5581284에 개시되어 있다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 도면은 미국특허 도 3 내지 도 6에 도시된 도면이다.

미국특허 US5581284에 개시된 발명은 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치에서 불량 노즐, 즉 인쇄하지 않는 노즐이 발생할 때 이것을 보상하기 위한 방법이 개시되어 있다. 여기서, 불량 노즐이란 잉크를 분사하지 못하는 손상된 노즐(missing nozzle)이나 기능이 약화된 노즐(weak nozzle)과 같이 정상적으로 잉크를 분사하지 못하는 노즐을 의미한다. 개시된 발명은 모노, 즉 블랙의 불량 노즐(63, 도 2a)을 감지하여 이 노즐을 사용하여야 하는 경우에 다른 색상, 즉 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow)를 상기 불량 노즐이 인쇄하여야 할 영역에 순차적으로 인쇄한다. 이 과정이 도 2b, 도 2c, 도 2d에 나타나 있다. 이와 같이, 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow)가 같은 장소에 인쇄되면 검은 색상을 표현할 수 있다. 이를 프로세스 블랙(process black) 또는 혼성 블랙(composite black)이라고 한다. 그러나, 이와 같은 방법은 블랙 노즐의 보상에는 유용하지만, 다른 색상을 분사하는 노즐의 보상은 불가능하다. 또한, 블랙 색상만의 인쇄를 수행할 때는 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow)의 노즐이 작동하지 않으므로 이를 사용하여 프로세스 블랙을 형성할 수 있지만, 복합적인 색상을 가진 화상을 인쇄할 때, 즉 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 색상의 노즐이 작동 중인 때에는 보상을 할 수 없다. 또한, 보상하는 노즐 3개 중 어느 하나의 노즐이 손상된 경우 프로세스 블랙(process black)과 대비되는 색상인 레드(옐로우 + 마젠타)나, 그린(시안 + 옐로우), 블루(시안 + 마젠타) 등의 다른 색상으로 보상이 되므로 인쇄 화질에 상당한 영향을 미치게 된다.

또한, 손상된 노즐에 의한 화질 저하를 보상하기 위한 방법이 미국특허 US5587730에 개시되어 있다. 도 3에 도시된 도면은 미국특허 도 2에 도시된 도면이다.

미국특허 US5587730에 개시된 발명은 여분의 프린트 헤드(20e)가 불량인 프린트 헤드(20a)와 같은 잉크 탱크(8a)에 연결되어 같은 색상을 사용하고 동시에 동 작하여 불량인 프린트 헤드(20a)에 의해 발생한 손실 도트(missing dot)를 보상하는 방식이다. 이 방법은 다수의 프린트 헤드를 사용하면 모든 색상에 대해 불량 노즐의 보상이 가능하나, 프린트 헤드의 개수가 증가하므로 재료비가 증가한다. 또한, 모든 색상의 손실 도트(missing dot)를 보상하려면 같은 색상을 사용해야 하므로 두 배의 헤드가 필요하게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 잉크를 분사하지 못하는 노즐 또는 기능이 약화된 노즐인 불량 노즐을 감지하여 이 불량 노즐이 화질에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 잉크젯 화상형성장치 및 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 종래 발명(US5581284)에서의 제약 조건(블랙 색상만 보상)을 극복하고 색상에 무관하게 불량 노즐이 화질에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 잉크젯 화상형성장치 및 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 종래 발명(US5597730)이 가지는 단점인 보상하고자 하는 색상마다 여분의 헤드 또는 노즐열이 필요한 단점을 극복할 수 있는 잉크젯 화상형성장치 및 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법은:

적어도 두 개의 컬러를 인쇄하는 프린트 헤드에 구비된 노즐부의 불량 노즐을 감지하는 단계; 및 하나의 잉크를 사용하여 상기 불량 노즐의 미싱 도트 (missing dot)를 보상하는 단계;를 포함하고, 보상에 사용되는 잉크를 보상하고자 하는 잉크보다 먼저 분사되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 보상에 사용되는 잉크는 라이트 블랙이나 반사도가 낮은 투명 잉크 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 프린트 헤드는 상기 인쇄매체의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는:

인쇄매체의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 갖는 것으로, 적어도 두 개의 컬러를 인쇄하는 프린트 헤드; 상기 프린트 헤드에 구비된 상기 노즐부의 불량 노즐을 감지하는 감지부; 및 상기 노즐부보다 이송되는 상기 인쇄매체와 먼저 만나도록 배치되는 것으로, 하나의 잉크를 사용하여 상기 불량 노즐의 미싱 도트를 보상하는 보상용 노즐부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 보상에 사용되는 잉크는 라이트 블랙이나 반사도가 낮은 투명 잉크 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 보상용 노즐부는, 상기 프린트 헤드와 독립적으로 마련된 보상용 프린트 헤드;에 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크젯 화상형성장치(Inkjet image forming apparatus) 및 불량 노즐 보상 방법을 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 인쇄매체의 폭에 대응되는 길이의 노즐부를 갖는 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치의 전체적인 구성을 먼저 설명한 후, 불량 노즐 보상 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 일 실시예를 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 화상형성장치는, 급지카세트(120)와, 픽업롤러(117)와, 프린트 헤드 유니트(105)와, 이와 대면되게 위치되는 지지부재(114)와, 불량 노즐 발생 여부를 감지하는 감지부(132)와, 인쇄매체(P)를 제1방향으로 이송시키는 인쇄매체 이송부(117, 116, 115, 113)와, 인쇄매체(P)가 배지 후 적재되는 적재부(140)를 구비한다.

인쇄매체(P)는 급지카세트(120)에 적재된다. 급지카세트(120)에 적재된 인쇄매체(P)는 후술하는 인쇄매체 이송부(117, 116, 115, 113)에 의해 프린트 헤드(111)로 이송된다. 본 실시예에서 제1방향인 x 방향은 인쇄매체(P)가 이송되는 방향을 의미하며, 제2방향인 y 방향은 인쇄매체(P)의 폭 방향을 의미한다. 제1방향과 제2방향은 직각 방향인 것이 바람직하다. 이와 달리 제1방향과 제2방향은 소정 각도로 경사지게 배치될 수도 있다.

인쇄매체 이송부(117, 116, 115, 113)는 급지카세트(120)에 적재된 인쇄매체 (P)를 소정의 경로를 따라 이송시키는 것으로, 본 실시예에서는 픽업롤러(117)와, 보조롤러(116)와, 피딩롤러(115), 및 배지롤러(113)를 구비한다. 인쇄매체 이송부(117, 116, 115, 113)는 모터와 같은 구동원(131)에 의해 구동되며, 인쇄매체(P)를 이송시키는 이송력을 제공한다. 상기 구동원(131)의 동작은 후술하는 제어부(130)에 의해 제어된다.

픽업롤러(117)는 급지카세트(120)의 일측에 설치되며, 급지카세트(120)에 적재된 인쇄매체(P)를 한 장씩 픽업하여 인출한다. 픽업롤러(117)는 인쇄매체(P)의 상면을 가압한 상태에서 회전함으로써 인쇄매체(P)를 급지카세트(120)의 밖으로 이송시킨다.

피딩롤러(115)는 프린트 헤드(111)의 입측에 설치되며, 픽업롤러(117)에 의해 인출된 인쇄매체(P)를 프린트 헤드(111)로 이송시킨다. 피딩롤러(115)는 인쇄매체(P)가 프린트 헤드(111)를 통과하기에 앞서 인쇄매체(P)의 원하는 부분에 잉크가 분사될 수 있도록 인쇄매체(P)를 정렬하는 기능을 수행할 수도 있다. 피딩롤러(115)는 인쇄매체(P)를 이송시키는 이송력을 제공하는 구동롤러(115A)와, 이에 탄력적으로 맞물리는 아이들롤러(115B)를 포함한다. 픽업롤러(117)와 피딩롤러(115) 사이에는 인쇄매체(P)를 이송시키는 한 쌍의 보조롤러(116)가 더 설치될 수 있다.

배지롤러(113)는 프린트 헤드(111)의 출측에 설치되며, 인쇄가 완료된 인쇄매체(P)를 화상형성장치의 밖으로 배지시킨다. 화상형성장치에서 배지된 인쇄매체(P)는 적재부(140)에 적재된다. 배지롤러(113)는 인쇄매체(P)의 폭방향으로 설치되는 스타휠(113A)과, 이에 대면되어 인쇄매체(P)의 배면을 지지하는 지지롤러(113B) 를 구비한다. 노즐부(112)를 통과하면서 그 상면에 잉크가 분사된 인쇄매체(P)는 잉크에 의하여 젖어서 웨이브가 생길 수 있다. 웨이브가 심해지면 인쇄매체(P)가 노즐부(112) 또는 몸체(110)의 저면에 접촉되어 아직 건조되지 않은 잉크가 번져서 화상이 오염될 수 있다. 또한, 웨이브로 인해 인쇄매체(P)와 노즐부(112)와의 간격이 유지되지 않을 가능성이 매우 높다. 스타휠(113A)은 노즐부(112)의 하방으로 이송되는 인쇄매체(P)가 노즐부(112) 또는 몸체(110)의 저면에 접촉되거나 인쇄매체(P)와 노즐부(112)와의 간격이 변하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 적어도 일부분은 노즐부(112)보다 더 돌출되도록 설치되어 인쇄매체(P)의 상면에 점접촉된다. 이와 같은 구성에 의하면, 스타휠(113A)은 인쇄매체(P)의 상면에 점접촉됨으로써 인쇄매체(P)의 상면에 분사되어 아직 마르지 않은 잉크화상이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 인쇄매체(P)를 원활하게 이송시키기 위해 복수의 스타휠을 설치할 수 있다. 복수의 스타휠이 인쇄매체(P)의 이송방향으로 나란하게 설치되는 경우에는 각각의 스타휠에 대응되는 복수의 지지롤러가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 연속으로 인쇄작업을 수행하는 경우 인쇄매체(P)가 배지되어 적재부(140)에 적재된 후 상면의 잉크가 마르기 전에 다음 인쇄매체(P)가 배지되어 인쇄매체(P)의 배면이 오염될 수 있다. 이를 방지하기 위해 별도의 건조 장치(미도시)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

지지부재(114)는 노즐부(112)와 인쇄매체(P)가 소정의 간격을 유지하도록 프린트 헤드(111)의 하측에 마련되어 이송되는 인쇄매체(P)의 배면을 지지한다. 노즐부(112)와 인쇄매체(P)와의 간격은 약 0.5 ∼ 2.5 mm 정도이다.

감지부(132)는 프린트 헤드(111)에 마련된 노즐부(112)의 불량 노즐 발생 여부를 감지한다. 여기서, 불량 노즐이란 잉크를 분사하지 못하는 손상된 노즐(missing nozzle)이나 기능이 약화된 노즐(weak nozzle)과 같이, 잉크를 정상적으로 분사하지 못하는 노즐을 의미한다. 즉, 불량 노즐은 여러 가지 원인으로 인해 노즐에서 잉크가 분사되지 않거나, 설계 사양보다 작은 잉크 액적량이 분사되는 경우를 의미한다. 이와 같은 불량 노즐은 프린트 헤드(111)의 제조 공정이나, 인쇄 작업을 수행하는 중 발생될 수 있다. 제조 공정상에서 발생된 불량 노즐은 프린트 헤드(111)에 구비된 메모리(미도시)에 별도로 기억된다. 이와 달리 인쇄 작업을 수행하는 중 발생되는 불량 노즐은 감지부(132)에 의해 감지된다. 즉, 감지부(132)는 프린트 헤드(111)에 마련된 노즐부(112)의 불량 노즐 발생 여부를 감지한다.

감지부(132)는 인쇄 작업을 시작하기 전이나, 인쇄 작업을 수행하는 도중에 노즐부(112)의 불량 노즐 발생 여부를 감지하도록 설치되는 것이 바람직하다. 따라서, 감지부(132)는 인쇄 작업을 수행하기 이전에 노즐부(112)의 불량 노즐 발생 여부를 감지하는 제1감지부(132A)와, 인쇄가 진행되는 도중에 노즐부(112)의 불량 노즐 발생 여부를 감지하는 제2감지부(132B)를 구비하는 것이 바람직하다. 제1감지부(132A)는 노즐부(112)에 직접 광을 조사하여 노즐 구멍이 막혔는지 여부를 감지하며, 제2감지부(132B)는 이송되는 인쇄매체(P)에 광을 조사하여 불량 노즐 발생 여부를 감지한다. 제1감지부(132A)와 제2감지부(132B)의 구성 및 동작은 비슷하므로, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제2감지부(132B)의 구성 및 동작에 대해서만 설명한다.

일반적으로, 잉크젯 화상형성장치의 프린트 헤드는 잉크 액적(ink droplet)에 토출력을 제공하는 액츄에이터의 종류에 따라 크게 두 가지 방식으로 분류된다. 그 하나는 히터(heater)를 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 액적을 분사시키는 열구동 방식이고, 다른 하나는 압전 소자를 사용하여 그 압전 소자의 변형으로 인해 잉크에 가해지는 압력에 의해 잉크 액적을 분사시키는 압전구동 방식이다. 열구동 방식으로 잉크를 분사하는 경우, 잉크를 분사시키는 데 작용하는 히터(heater)가 단선되거나 히터의 구동회로가 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. 상기와 같은 원인에 의해 발생되는 노즐의 불량은 제1감지부(132A)에 의해 인쇄 작업을 시작하기 전에 감지될 수 있다.

상기와 달리, 이물질 등에 의해 노즐이 막히는 경우와 같이 불량 노즐의 발생 원인을 쉽게 감지할 수 없는 경우도 있다. 불량 노즐이 발생된 원인을 쉽게 감지할 수 없는 경우 시험 인쇄를 실시한다(test page printing). 불량 노즐이 발생되면 불량 노즐에 의해 인쇄되는 부분의 인쇄 농도는 손실 도트(missing dot)로 인해 정상적인 노즐에 의해 인쇄되는 부분의 인쇄 농도보다 낮게 된다. 인쇄 농도가 낮게 인쇄된 부분은 제2감지부(132B)에 의해 감지되므로, 제2감지부(132B)를 이용하여 불량 노즐의 발생 위치를 감지할 수 있다. 즉, 불량 노즐은 시험 인쇄시나 실 제 화상 인쇄시 상기와 같은 방법으로 감지될 수 있다.

일 실시예로서, 광센서는 인쇄매체(P)에 광을 조사하는 발광 센서(예를 들어, 발광 다이오드(light emitting diode))와, 인쇄매체(P)로부터 반사된 광을 수광하는 수광 센서를 포함한다. 상기 수광 센서로부터의 출력신호는 제2감지부(132B)로 입력된다. 제2감지부(132B)는 상기 출력신호에 의해 불량 노즐 발생 여부를 감지하게 되며, 불량 노즐 발생 여부에 대한 정보는 후술하는 제어부(130)로 전달된다. 감지부(132)는 상술한 바와 같은 일련의 프로세스에 의해 불량 노즐 발생 여부를 감지한다. 여기서, 상기 발광 센서와 수광 센서는 일체형으로 구성될 수도 있고, 분리된 형태로 구성될 수도 있다. 광센서 자체의 구성 및 작용은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

프린트 헤드 유니트(105)는 인쇄매체(P)에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 것으로, 몸체(110)와, 몸체(110)의 일측에 마련되는 프린트 헤드(111)와, 프린트 헤드(111)에 마련되는 노즐부(112)를 구비한다. 노즐부(112)의 입측에는 피딩롤러(115)가, 출측에는 배지롤러(113)가 회전 가능하게 설치된다. 또한, 노즐부(112)에는 잉크를 분사하는 다수의 노즐열(nozzle array)이 마련된다. 상기 노즐부(112)는 인쇄매체(P)의 폭에 해당되거나, 인쇄매체(P)의 폭보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 잉크젯 화상형성장치는 인쇄매체의 이송방향과 직각방향으로 이송되면서 인쇄매체에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 셔틀방식이 아니라, 인쇄매체의 폭에 해당되는 길이의 노즐부에서 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 라인 프린팅 방식인 것이 바람직하다.

도면으로 첨부되지는 않았지만, 몸체(110)에는 잉크가 수용되는 저장공간이 마련된다. 상기 몸체(110)에는 카트리지 형태의 잉크 저장 공간이 착탈 가능하게 설치된다. 또한, 몸체(110)에는 노즐부(112)의 각 노즐들과 연통되고 잉크를 분사하기 위한 압력을 제공하는 분사수단(예를 들면, 압전 방식의 피에조 소자, 열구동 방식의 히터)이 마련된 챔버와, 몸체(110)에 수용된 잉크를 챔버로 공급하기 위한 유로(예를 들면, 오리피스(orifice)), 유로를 통해 유입된 잉크를 챔버로 공급하는 공통 유로인 매니폴드와, 매니폴드로부터 각각의 챔버로 잉크를 공급하기 위한 개별 유로인 리스트릭터 등이 더 구비될 수 있다. 챔버, 분사수단, 유로, 매니폴드, 리스트릭터 등은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명에 따른 프린트 헤드 유니트의 일 실시예를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5의 프린트 헤드 유니트를 도시한 평면도이다. 또한, 도 7은 본 발명에 따른 프린트 헤드 유니트의 다른 실시예를 보여주는 도면이고, 도 8은 도 7의 프린트 헤드 유니트를 도시한 평면도이다. 이하, 설명의 편의를 위해 노즐부(112)의 노즐열을 인쇄매체(P)의 이송방향을 기준으로 N1, N2, N3, N4.... 로 나타내기로 한다. 또한, 설명의 편의를 위해 구성 및 작용이 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용하였다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 프린트 헤드(111)는 인쇄매체(P)의 폭에 해당되는 길이의 노즐부(112)를 갖는 것으로, 적어도 두 개의 컬러를 사용 하여 인쇄한다. 프린트 헤드(111)는 인쇄매체(P)에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 노즐부(112)와, 상기 노즐부(112)의 불량 노즐 발생시 이를 보상하는 보상용 노즐부(112')를 구비한다. 프린트 헤드(111)는 열에너지나 압전 소자 등을 잉크 분사 동력원으로 사용하며, 에칭, 증착, 스퍼터링 등의 반도체 제조 공정에 의하여 고해상도를 가지도록 제조된다. 여기서, 상기 노즐부(112)와 보상용 노즐부(112')는 하나의 프린트 헤드에 구비될 수도 있고, 별도의 프린트 헤드에 구비될 수도 있다. 본 실시예에서 노즐부(112)는 N2, N3, N4, N5의 노즐열에서 4가지 컬러의 잉크를 분사하여 화상을 인쇄한다.

보상용 노즐부(112')는 노즐부(112)보다 이송되는 인쇄매체(P)와 먼저 만나도록 배치되는 것으로, 불량 노즐의 미싱 도트(missing dot)를 보상한다. 즉, 보상용 노즐부(112')는 제조공정 상에서 불량 노즐이 발생된 경우나 감지부(132)에 의해 노즐부(112)의 불량 노즐이 감지된 경우 이를 보상하기 위해 사용된다. 상술한 바와 같이 보상용 노즐부(112')는 상기 노즐부(112)와 나란하게 프린트 헤드(111)에 구비될 수도 있고, 이와 달리 별도의 프린트 헤드에 구비될 수도 있다. 보상용 노즐부(112')는 하나의 잉크를 사용하여 불량 노즐을 보상하는 것이 바람직하다. 여기서, 보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것이 바람직하다. 예를 들어, 보상에 사용되는 잉크는 라이트 블랙이나 반사도가 낮은 투명 잉크 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 도 5 및 도 6에 도시된 노즐부(112)에는 잉크를 분사하는 다수의 노즐, 즉 노즐열(nozzle array, N2, N3, N4, N5)이 인쇄매체(P)의 이송방향(x 방향)으로 나란하게 배열되어 있다. 즉, 노즐부(112)는 컬러 인쇄를 위하여 예를 들어 각각 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K) 색상의 잉크를 분사하는 4개의 노즐열(nozzle array)을 구비할 수 있다. 4개의 노즐열(N2, N3, N4, N5)은 인쇄매체(P)의 폭보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 보상용 노즐부(112')에는 옐로우(Y) 컬러를 제외한 다른 컬러의 미싱 도트(missing dot)를 보상할 수 있는 노즐열(N1)이 구비된다. 상술한 바와 같이, 보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것이 바람직하다. 상대적으로 낮은 채도를 가진 잉크로 보상할 경우 보상하지 않을 경우의 미싱 도트(missing dot)보다 인간의 시각에 덜 인식된다. 또한, 하나의 잉크로 3 컬러의 미싱 도트를 보상할 수 있으므로, 보상을 위한 여분의 프린트 헤드나 복수의 노즐열이 필요없게 된다. 이와 같이 채도가 낮은 컬러의 일 예로 디지털 사진 출력에 많이 사용되는 라이트 블랙(light black)을 들 수 있다. 이와 달리, 보상용 잉크로 반사도가 낮은 투명 잉크를 사용할 경우 투명 잉크에 인접되게 착탄된 잉크 도트의 컬러가 반사도가 낮은 투명 잉크로 확산됨으로써 투명 잉크가 인접된 잉크의 색상과 동일한 색상이 된다. 이와 같은 확산 효과를 이용함으로써 보상 효과를 높일 수도 있다. 또한, 보상용 노즐부(112')에서 분사되는 보상용 잉크 액적(ink droplet)은 상기 노즐부(112)에서 분사되는 잉크 액적보다 인쇄매체(P)에 먼저 착탄되는 것이 바람직하다. 즉, 보상용 노즐부(112')는 상기 노즐부(112)보다 이송되는 인쇄매체(P)와 먼저 만나도록 배치되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 채도가 낮은 보상용 잉크가 먼저 인쇄되고, 그 후 컬러 인쇄용 잉크가 채도가 낮은 잉크, 예를 들어 라이트 블랙(light black) 전후 좌우로 인쇄 되는 것이 그 반대의 경우보다 인간의 시각에 덜 인식되기 때문이다. 상기와 같은 과정을 거치면 하나의 컬러를 가진 보상 잉크로 나머지 컬러의 미싱 도트(missing dot)를 보상할 수 있다. 물론, 옐로우와 같은 컬러의 경우는 인쇄매체(P)의 색이 그대로 나타나도록 하는 것이 시각에 덜 인식되므로, 이와 같은 경우는 보상하지 않는 것이 바람직하다. 설명의 편의를 위해 노즐부(112)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K)의 순서로 배열된 경우를 예로 들었다. 또한, 보상용 노즐부(112')는 하나의 잉크를 분사하는 경우를 예로 들었으나, 서로 다른 컬러를 분사하는 복수의 노즐열을 이용하여 불량 노즐을 보상할 수도 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 노즐부(112) 및 보상용 노즐부(112')는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 도 5 및 도 6에 도시된 바에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다.

다른 실시예로서, 도 7 및 도 8에 도시된 프린트 헤드(111)는 인쇄매체(P)의 폭에 해당되는 길이의 노즐부(112)를 갖는 것으로, 적어도 두 개의 컬러(색상)를 사용하여 인쇄한다. 보상용 프린트 헤드(111')는 상기 프린트 헤드(111)와 독립적으로 구비되며, 감지부(132)에 의해 불량 노즐이 감지된 경우 이를 보상하기 위해 사용된다. 여기서, 상기 보상용 프린트 헤드(111')는 하나의 잉크를 사용하여 불량 노즐의 미싱 도트를 보상하는 보상용 노즐부(112')를 구비한다. 보상용 프린트 헤드(111')는 상기 프린트 헤드(111)보다 이송되는 인쇄매체(P)와 먼저 만나도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 보상에 사용되는 잉크의 컬러는 불량 노즐에서 분사되는 잉크의 컬러보다 채도가 낮은 것이 바람직하다. 도 7 및 도 8에 도시된 실 시예는 보상용 프린트 헤드(111')가 독립적으로 구비되었다는 점을 제외하면 도 5 및 도 7에 도시된 실시예와 구성 및 동작이 유사하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이하에서는, 본 발명에 따른 불량 노즐 보상 방법을 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 불량 노즐 보상 방법의 알고리즘을 보여주는 플로우 차트이고, 도 10a는 불량 노즐이 발생된 경우 노즐부에서 잉크 액적을 분사한 후 보상용 잉크로 보상한 인쇄패턴을 보여주는 도면이며, 도 10b는 불량 노즐이 발생된 경우 보상용 잉크로 보상용 잉크 액적을 미리 분사한 후 노즐부에 의해 인쇄된 인쇄패턴을 보여주는 도면이다. 도 10a 및 도 10b에서 참조번호 PD는 노즐부에서 분사된 잉크 도트를 의미하고, CD는 보상용 노즐부에서 분사된 잉크 도트를 의미한다.

도 9 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 불량 노즐 보상 방법은 프린트 헤드(111)에 구비된 노즐부(112)의 불량 노즐을 감지하는 단계(S20)와, 불량 노즐이 감지된 경우 하나의 잉크를 사용하여 불량 노즐의 미싱 도트(missing dot)를 보상하는 단계(S30)를 포함한다.

노즐부(112)의 불량 노즐을 감지하는 단계(S20)는 상술한 바와 같으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

불량 노즐의 미싱 도트를 보상하는 단계(S30)는 보상에 사용되는 잉크를 보상하고자 하는 잉크보다 먼저 분사시키는 것을 특징으로 한다. 즉, 보상용 노즐부(112')에서 분사되는 보상용 잉크 액적(ink droplet)은 상기 노즐부(112)에서 분사 되는 잉크 액적보다 인쇄매체(P)에 먼저 착탄되는 것이 바람직하다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 채도가 낮은 보상용 잉크(CD)가 먼저 인쇄되고, 그 후 컬러 인쇄용 잉크(PD)가 채도가 낮은 잉크(CD), 예를 들어 라이트 블랙(light black) 전후 좌우로 인쇄되는 경우(도 10b)가 그 반대의 경우(도 10a)보다 인간의 시각에 덜 인식되기 때문이다. 즉, 보상용 잉크(CD)가 보상하고자 하는 잉크(PD)보다 먼저 분사되는 것이 인간의 시각에 덜 인식되므로 보상 효율을 높일 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상대적으로 낮은 채도를 가진 잉크로 보상할 경우 보상하지 않을 경우의 미싱 도트(missing dot)보다 인간의 시각에 덜 인식되기 때문이다. 예를 들어, 보상에 사용되는 잉크는 라이트 블랙이나 반사도가 낮은 투명 잉크 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성 및 방법에 의하면, 본 발명은 종래 발명과 달리 불량 노즐이 화질에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치 및 불량 노즐 보상 방법은 종래 발명과 달리 블랙 이외의 다른 컬러에 대해서도 적절한 보상 효과를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명은 다수의 보상 헤드가 필요한 종래 기술과 달리 하나의 잉크를 이용하여 불량 노즐에 의한 미싱 도트(missing dot)를 보상할 수 있다. 또한, 본 발명은 채도가 낮은 잉크를 분사하는 보상 노즐의 배치를 조절하여 보상 효과를 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

Claims (8)

1. 적어도 두 개의 컬러를 인쇄하는 프린트 헤드에 구비된 노즐부의 불량 노즐을 감지하는 단계; 및

   하나의 잉크를 사용하여 상기 불량 노즐의 미싱 도트(missing dot)를 보상하는 단계;를 포함하고,

   보상에 사용되는 잉크를 보상하고자 하는 잉크보다 먼저 분사되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법.
2. 제1항에 있어서,

   보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법.
3. 제1항에 있어서,

   보상에 사용되는 잉크는 라이트 블랙이나 투명 잉크 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 프린트 헤드는 상기 인쇄매체의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 구비하는 것을 특징으로 하는 불량 노즐 보상 방법.
5. 인쇄매체의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 갖는 것으로, 적어도 두 개의 컬러를 인쇄하는 프린트 헤드;

   상기 프린트 헤드에 구비된 상기 노즐부의 불량 노즐을 감지하는 감지부; 및

   상기 노즐부보다 이송되는 상기 인쇄매체와 먼저 만나도록 배치되는 것으로, 하나의 잉크를 사용하여 상기 불량 노즐의 미싱 도트를 보상하는 보상용 노즐부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
6. 제5항에 있어서,

   보상에 사용되는 잉크는 보상하고자 하는 잉크보다 채도가 낮은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
7. 제5항에 있어서,

   보상에 사용되는 잉크는 라이트 블랙이나 투명 잉크 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치의 불량 노즐 보상 방법.
8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보상용 노즐부는,

   상기 프린트 헤드와 독립적으로 마련된 보상용 프린트 헤드;에 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.

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