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KR101310410B1 - 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법 - Google Patents

피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법 Download PDF

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KR101310410B1
KR101310410B1 KR1020110045735A KR20110045735A KR101310410B1 KR 101310410 B1 KR101310410 B1 KR 101310410B1 KR 1020110045735 A KR1020110045735 A KR 1020110045735A KR 20110045735 A KR20110045735 A KR 20110045735A KR 101310410 B1 KR101310410 B1 KR 101310410B1
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detection signal
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piezo
piezo actuator
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김병헌
이현석
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명은 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법에 관한 것으로, 잉크젯 헤드에 연결되어 압력을 발생시키는 피에조 액츄에이터; 상기 피에조 액츄에이터의 구동을 제어하는 구동부; 상기 구동부와 피에조 액츄에이터 사이에 연결되는 센싱용 저항; 상기 센싱용 저항의 양단에 연결되어, 센싱용 저항에 인가되는 신호를 증폭하는 신호증폭부; 상기 신호증폭부에서 출력된 신호의 노이즈를 제거하는 신호처리부; 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 신호처리부를 통과한 신호를 기준신호로 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에서 기준신호로 판단된 신호를 저장하는 저장부;를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 신호처리부를 통과한 신호와 상기 저장부에 저장된 기준신호의 차이를 연산하여 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호의 진폭 및/또는 주파수가 미리 정해진 범위 내에 있는지의 여부에 따라 잉크젯 헤드의 상태를 판단할 수 있다.

Description

피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법{DEVICE AND METHOD FOR MANAGEMENT OF PIEZO INKJET HEAD}
본 발명은 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법에 관한 것이다.
일반적으로 피에조 잉크젯 헤드는 압력 챔버, 노즐, 유로와 구동 압력을 발생시키는 피에조 액츄에이터를 포함한다. 상기 피에조 액츄에이터는 일반적으로 압력 챔버 주위에 밀착되어 있고, 상기 피에조 액츄에이터의 변위 변화에 따라 압력이 발생하여 잉크 액적이 노즐에서 토출될 수 있다.
이때, 잉크젯 헤드의 노즐 부분은 공기에 노출되어 있기 때문에 잉크와 공기가 접촉하는 면에서 공기가 잉크젯 헤드 내부로 유입되기가 쉽다. 이렇게 유입된 공기는 피에조 액츄에이터의 변형으로부터 발생한 압력을 크게 떨어뜨려 노즐에서 액적의 토출을 멈추게 하는 문제를 유발할 수 있다.
한편, 종래에는 상기와 같은 노즐의 상태를 확인하기 위하여 CCD카메라를 사용하거나 간이 프린팅을 통해서 육안으로 확인하는 방법을 사용하고 있었다.
그러나, CCD 카메라를 사용하는 경우에는 CCD 소자와 렌즈 등의 부가적인 구성물이 프린터에 부착되어야 하며, 헤드의 수가 많을 경우 모든 노즐에 대한 이상여부를 판단하는데 상당한 시간이 소요된다는 문제가 있었다.
또한, 간이 프린팅을 이용하는 경우에도 프린터 오퍼레이터가 토출 유무를 확인해야 하는 불편함이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은 피에조 잉크젯 헤드의 이상상태를 판정하여 관리할 수 있도록 하는 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 및 관리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치는, 잉크젯 헤드에 연결되어 압력을 발생시키는 피에조 액츄에이터; 상기 피에조 액츄에이터의 구동을 제어하는 구동부; 상기 구동부와 피에조 액츄에이터 사이에 연결되는 센싱용 저항; 상기 센싱용 저항의 양단에 연결되어, 센싱용 저항에 인가되는 신호를 증폭하는 신호증폭부; 상기 신호증폭부에서 출력된 신호의 노이즈를 제거하는 신호처리부; 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 신호처리부를 통과한 신호를 기준신호로 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에서 기준신호로 판단된 신호를 저장하는 저장부;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부는, 상기 신호처리부를 통과한 신호와 상기 저장부에 저장된 기준신호의 차이를 연산하여 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호의 진폭 및/또는 주파수가 미리 정해진 범위 내에 있는지의 여부에 따라 잉크젯 헤드의 상태를 판단하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제어부가 각 잉크젯 헤드의 상태를 판단한 결과를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 생성된 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누어 상기 검출신호의 주파수를 연산하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법은, 잉크젯 헤드, 피에조 액츄에이터, 구동부, 센싱용 저항을 포함하는 피에조 잉크젯 헤드를 관리하는방법에 있어서, (a) 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출된 직후 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 (a) 단계에서 수신된 신호를, 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 기준신호와 비교하여 차이를 연산하여 검출신호를 생성하는 단계; (c) 상기 검출신호의 진폭과 미리 설정된 임계진폭을 비교하여, 상기 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 큰 경우 이상상태로 판정하는 단계; 및 (d) 상기 (c) 단계에서 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 작은 경우, 상기 검출신호의 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 내에 있으면 이상상태로 판정하고, 상기 검출신호의 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 밖에 있으면 정상상태로 판정하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 (c) 및/또는 (d) 단계에서 이상상태로 판정된 경우 별도의 표시부를 이용하여 이상상태임을 표시하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (c) 및/또는 (d) 단계에서 이상상태로 판정된 경우 노즐을 클리닝하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서, 상기 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누어 상기 검출신호의 주파수를 연산할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법은, 잉크젯 헤드, 피에조 액츄에이터, 구동부, 센싱용 저항을 포함하는 피에조 잉크젯 헤드를 관리하는방법에 있어서, 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출된 직후 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 신호를 수신하고, 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 기준신호와 비교하여 차이를 연산하여 검출신호를 생성하며, 상기 검출신호의 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 내에 있으면 이상상태로 판정하고, 상기 검출신호의 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 밖에 있으면 정상상태로 판정하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 검출신호의 주파수는, 상기 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누어 연산할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 피에조 잉크젯 헤드의 이상여부를 실시간으로 파악하고 조치할 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 이상여부 판단의 정밀도를 향상시킬 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 일부를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 2의 (a)는 피에조 잉크젯 헤드에서 도출되는 정상상태의 신호파형과 이상상태의 신호파형을 예시한 그래프이고, (b)는 정상 파형과 이상 파형의 차이 값을 예시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치에서 주파수를 측정하는 원리를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법을 예시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작동을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치 일부를 개략적으로 예시하고 있다. 도 1을 참조하면, 상기 피에조 액츄에이터(10)는 구동부(20)에서 발생하는 신호에 따라 변위가 변화되면서 잉크젯 헤드에서 액적을 토출할 수 있게 된다.
이때, 구동부(20)와 피에조 액츄에이터(10) 사이에 센싱용 저항(30)을 구비하여 잉크 액적 토출 후 피에조 액츄에이터(10)의 진동에 의하여 발생되는 전기신호가 센싱용 저항(30)에 인가되면, 상기 센싱용 저항(30)에 인가되는 신호를 증폭하여 이상여부를 판정하는데 사용할 수 있다. 즉, 상기 피에조 액츄에이터(10)를 토출 상태 모니터링 용도로 활용할 수 있는 것이다.
도 2의 (a)는 피에조 잉크젯 헤드에서 도출되는 정상상태의 신호파형과 이상상태의 신호파형을 예시한 그래프이고, (b)는 정상 파형과 이상 파형의 차이 값을 예시한 그래프이다.
도 2 (a)를 참조하면, 상기 피에조 잉크젯 헤드가 정상상태에 있는 경우에는 실선과 같은 형태의 파형이 검출된다. 그러나, 피에조 잉크젯 헤드에 기포가 유입되는 등 이상상태가 발생한 경우 점선과 같은 형태의 파형이 검출된다.
한편, 상기 정상 파형에서 이상 파형을 빼면 도 2 (b)에서 예시한 바와 같은 그래프를 얻을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치는, 상기 도 2 (b)에서 예시된 신호파형을 이용하여 피에조 잉크젯 헤드의 이상여부를 파악할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치는, 피에조 액츄에이터(10), 구동부(20), 센싱용 저항(30), 신호증폭부(40), 신호처리부(50), 제어부(70), 저장부(60)를 포함할 수 있다.
상기 피에조 액츄에이터(10)는 잉크젯 헤드(미도시)에 연결되어 압력을 발생시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 구동부(20)는 상기 피에조 액츄에이터(10)의 구동을 제어하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 피에조 액츄에이터(10) 및 구동부(20)는 일반적인 피에조 방식의 잉크젯 헤드에 이미 널리 사용되고 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
상기 센싱용 저항(30)은 상기 구동부(20)와 피에조 액츄에이터(10) 사이에 연결되며, 피에조 액츄에이터(10)에서 발생되는 전기신호를 인가 받을 수 있다.
상기 신호증폭부(40)는 상기 센싱용 저항(30)에 인가된 전기신호를 증폭하는 기능을 수행할 수 있다.
피에조 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출된 후 압력파에 의하여 상기 피에조 액츄에이터(10)에서 발생되는 전류는 피에조 액츄에이터(10)의 구동시 사용되는 전류에 비하여 매우 작은 편이다. 따라서, 피에조 액츄에이터(10)를 모니터 용도로 사용하여 헤드의 상태를 판정하기 위하여 피에조 액츄에이터(10)에서 발생되는 신호를 별도의 과정을 거쳐 처리하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 신호증폭부(40)를 이용하여 피에조 액츄에이터(10)에서 발생하여 센싱용 저항(30)을 통해 수신한 신호를 증폭할 수 있으며, 신호증폭부(40)로써 각종 앰프를 사용할 수 있다.
한편, 상기 신호증폭부(40)를 이용하여 신호를 증폭할 경우 노이즈 또는 DC오프셋 등이 발생될 수 있는데, 이러한 노이즈 또는 DC오프셋은 이상여부 판정의 신뢰성을 감소시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치에는 신호처리부(50)가 포함될 수 있다.
상기 신호처리부(50)를 이용하여 상기 신호증폭부(40)에서 증폭된 신호에 포함된 노이즈 또는 DC오프셋을 제거할 수 있으며, 이때, 상기 신호처리부(50)는 각종 필터 등으로 구현될 수 있다.
상기 저장부(60)는 상기 신호증폭부(40) 및/또는 신호처리부(50)를 통과한 신호를 저장할 수 있다.
상기 제어부(70)는 상기 신호증폭부(40) 및/또는 신호처리부(50)를 통과한 신호를 정상 또는 이상신호로 구분하는 기능을 수행할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 먼저, 상기 제어부(70)에서는 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 신호처리부(50)를 통과한 신호를 기준신호로 구분할 수 있다.
예를 들면, 잉크젯 헤드에 잉크를 주입한 후 토출을 실시하는 초기에 인쇄 결과물을 육안 등으로 확인하면서 정상상태를 확인할 수 있는데, 이때 토출을 잠시 멈춘 상태에서 검출되는 신호를 기준신호로 정의할 수 있는 것이다.
상기와 같이 제어부(70)에서 기준신호로 판단된 신호 데이터는 상기 저장부(60)에 저장되어 후속되는 판정 과정에서 레퍼런스 데이터(Reference data)로 활용될 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(70)는 상기 신호증폭부(40) 및/또는 신호처리부(50)를 통과한 신호와 상기 저장부(60)에 저장된 기준신호의 차이를 연산하여 검출신호를 생성할 수 있다.
이때, 도 2의 (b)에 예시한 신호파형은 상기 검출신호의 일 예가 될 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(70)는 상기 검출신호의 진폭과 주파수를 연산할 수 있다.
이때, 상기 검출신호의 진폭 대신에 검출신호의 RMS(Root Mean Square)값을 구하여 활용할 수도 있다.
또한, 상기 검출신호의 주파수는 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 ZC(Zero Crossing) 방식으로 연산할 수 있다.
다만, 상기 검출신호는 비교적 짧은 길이로 이루어지므로 FFT 방식 보다는 ZC 방식이 더 바람직할 수 있다.
상기 ZC 방식은 신호가 0점을 교차하는 횟수를 카운팅하고, 상기 신호의 길이를 상기 카운팅 된 횟수로 나누어 신호의 주기나 주파수를 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치에서 주파수를 측정하는 원리를 예시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 제어부(70)는 생성된 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누는 방법으로 상기 검출신호의 주파수를 연산할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(70)는 상기 검출신호의 진폭이 정상상태로 볼 수 있는 범위에 있는지를 판단함으로써 피에조 잉크젯 헤드의 정상 또는 이상 여부를 판정할 수 있다.
상기 피에조 잉크젯 헤드가 정상상태인 경우에는 검출신호의 진폭이 특정 값(이하에서는 "임계진폭"이라고 칭함)보다 작게 된다.
이때, 상기 정상상태와 이상상태의 경계가 되는 임계진폭은 제조자가 요구하는 토출 신뢰도에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 피에조 잉크젯 헤드가 이상상태인 경우에는 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 크게 된다. 따라서, 상기 제어부(70)에서 검출신호의 진폭과 임계진폭을 비교함으로써 정상상태인지 이상상태인지 판단할 수 있다.
다음으로, 상기 제어부(70)는 상기 검출신호의 주파수가 이상상태로 볼 수 있는 범위에 있는지를 판단함으로써 피에조 잉크젯 헤드의 이상 여부를 판정할 수 있다.
실험결과 상기 피에조 잉크젯 헤드가 이상상태인 경우에는 검출신호의 주파수가 특정 범위 내에 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 검출신호의 주파수가 특정 범위에 있지 않을 경우에는 상기 피에조 잉크젯 헤드가 정상상태인 것으로 확인되었다.
이때, 상기 주파수 범위의 하한 값과 상한 값은 잉크젯 헤드의 유로의 직경 및 길이, 잉크의 종류 등의 조건에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 검출신호의 주파수는 전술한 ZC 방식에 따라 연산될 수 있다.
상기 임계진폭 및/또는 이상상태에서의 검출신호 주파수 범위의 상한 값과 하한 값은 상기 저장부(60)에 데이터 형태로 저장될 수 있다.
한편, 상기 제어부(70)에서 판정한 정상 또는 이상상태를 표시하는 표시부(80)가 더 구비될 수 있으며, 이상상태로 판정된 노즐을 청소하는 등 유지보수 하는 별도의 수단을 구비할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법을 예시한 순서도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법을 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법은, 잉크젯 헤드, 피에조 액츄에이터(10), 구동부(20), 센싱용 저항(30)을 포함하는 피에조 잉크젯 헤드를 관리하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법은, 크게 신호 수신단계, 수신된 신호와 기준신호를 비교하여 검출신호를 생성하는 단계, 검출신호의 진폭 및 또는 주파수를 이용하여 피에조 잉크젯 헤드의 상태를 판정하는 단계로 구분될 수 있다.
먼저 신호 수신단계에서는, 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출(S100)된 직후 상기 피에조 액츄에이터(10)에서 발생되는 신호를 수신한다(S110).
다음으로, 상기 수신된 신호를, 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터(10)에서 발생되는 기준신호와 비교하여 차이를 연산하여 검출신호를 생성한다(S120).
상기 기준신호는 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터(10)에서 발생되는 전기신호를 센싱용 저항(30), 신호증폭부(40) 및/또는 신호처리부(50)를 통과시켜 제어부(70)에 수신된 신호일 수 있다.
상기 제어부(70)에서는 상기 신호를 기준신호로 구분할 수 있다.
예를 들면, 잉크젯 헤드에 잉크를 주입한 후 토출을 실시하는 초기에 인쇄 결과물을 육안 등으로 확인하면서 정상상태를 확인할 수 있는데, 이때 토출을 잠시 멈춘 상태에서 검출되는 신호를 기준신호로 정의할 수 있는 것이다.
상기와 같이 제어부(70)에서 기준신호로 판단된 신호 데이터는 상기 저장부(60)에 저장되어 후속되는 판정 과정에서 레퍼런스 데이터(Reference data)로 활용될 수 있다.
상기 수신된 신호는 상기 기준신호와 비교되어 그 차이에 따른 검출신호를 생성하게 되는데, 이때 상기 검출신호의 대표적인 예가 도 2(b)에 예시된 바 있다.
다음으로, 상기 검출신호의 진폭과 미리 설정된 임계진폭을 비교하여, 상기 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 큰 경우 이상상태로 판정할 수 있다(S130).
이때, 상기 검출신호의 진폭 대신에 검출신호의 RMS(Root Mean Square)값을 활용할 수도 있다.
상기 피에조 잉크젯 헤드가 정상상태인 경우에는 검출신호의 진폭이 특정 값(이하에서는 "임계진폭"이라고 칭함)보다 작게 된다.
이때, 상기 정상상태와 이상상태의 경계가 되는 임계진폭은 제조자가 요구하는 토출 신뢰도에 따라 달라질 수 있다.
또한, 상기 피에조 잉크젯 헤드가 이상상태인 경우에는 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 크게 된다. 따라서, 상기 제어부(70)에서 검출신호의 진폭과 임계진폭을 비교함으로써 정상상태인지 이상상태인지 판단할 수 있다.
한편, 상기 검출신호의 주파수가 이상상태로 볼 수 있는 범위에 있는지를 판단함으로써 피에조 잉크젯 헤드의 이상 여부를 판정할 수 있다(S140).
또한, 상기 검출신호의 주파수는 FFT(Fast Fourier Transform) 또는 ZC(Zero Crossing) 방식으로 연산할 수 있다.
다만, 상기 검출신호는 비교적 짧은 길이로 이루어지므로 FFT 방식 보다는 ZC 방식이 더 바람직할 수 있다.
상기 ZC 방식은 신호가 0점을 교차하는 횟수를 카운팅하고, 상기 신호의 길이를 상기 카운팅 된 횟수로 나누어 신호의 주기나 주파수를 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 피에조 잉크젯 헤드의 관리장치에서 주파수를 측정하는 원리를 예시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 제어부(70)는 생성된 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누는 방법으로 상기 검출신호의 주파수를 연산할 수 있다.
실험결과 상기 피에조 잉크젯 헤드가 이상상태인 경우에는 검출신호의 주파수가 특정 범위 내에 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 상기 검출신호의 주파수가 특정 범위에 있지 않을 경우에는 상기 피에조 잉크젯 헤드가 정상상태인 것으로 확인되었다.
이때, 상기 주파수 범위의 하한 값과 상한 값은 잉크젯 헤드의 유로의 직경 및 길이, 잉크의 종류 등의 조건에 따라 달라질 수 있다. 또한, 상기 검출신호의 주파수는 전술한 ZC 방식에 따라 연산될 수 있다.
한편, 상기 검출신호의 진폭 비교에 의하여 이상상태로 판정되거나 검출신호의 주파수 비교에 의하여 이상상태로 판정된 경우 별도의 표시부(80)를 이용하여 이상상태임을 표시할 수 있다.
또한, 상기 검출신호의 진폭 비교에 의하여 이상상태로 판정되거나 검출신호의 주파수 비교에 의하여 이상상태로 판정된 경우 별도의 수단을 이용하여 이상상태로 판정된 노즐을 청소하도록 할 수 있다(S200).
또한, 이상이 없는 것으로 판정된 경우 일상적인 인쇄 과정이 수행되도록 할 수 있다.
한편, 도 5에서는 진폭과 임계진폭을 비교함으로써 피에조 잉크젯 헤드의 상태를 판단한 뒤 정상으로 판정된 경우 주파수에 의한 판정을 수행하는 방법에 대해서 예시하고 있다. 도 5에서 예시한 바와 같이 진폭 비교 후 주파수 비교까지 수행하여 이상상태를 판정하게 되면 이상여부 판정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 도 5에서 예시한 바와 달리 진폭에 대한 비교과정을 수행하지 않고 바로 주파수에 의한 비교만을 수행하여 피에조 잉크젯 헤드의 이상여부를 판정할 수도 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 피에조 액츄에이터
20 : 구동부
30 : 센싱용 저항
40 : 신호증폭부
50 : 신호처리부
60 : 저장부
70 : 제어부
80 : 표시부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 잉크젯 헤드에 연결되어 압력을 발생시키는 피에조 액츄에이터;
    상기 피에조 액츄에이터의 구동을 제어하는 구동부;
    상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터에서 발생된 신호를 기준신호로 판단하는 제어부; 및
    상기 제어부에서 기준신호로 판단된 신호를 저장하는 저장부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 피에조 액츄에이터에서 발생된 신호와 상기 저장부에 저장된 기준신호의 차이를 연산하여 검출신호를 생성하고, 상기 검출신호의 진폭 및 주파수 중 선택되는 적어도 하나가 미리 정해진 범위 내에 있는지의 여부에 따라 잉크젯 헤드의 상태를 판단하되,
    상기 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누어 상기 검출신호의 주파수를 연산하는 것을 특징으로 하는
    피에조 잉크젯 헤드의 관리장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 잉크젯 헤드, 피에조 액츄에이터, 구동부, 센싱용 저항을 포함하는 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법에 있어서,
    (a) 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출된 직후 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 신호를 수신하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계에서 수신된 신호를, 상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 기준신호와 비교하여 차이를 연산하여 검출신호를 생성하는 단계;
    (c) 상기 검출신호의 진폭과 미리 설정된 임계진폭을 비교하여, 상기 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 큰 경우 이상상태로 판정하는 단계; 및
    (d) 상기 (c) 단계에서 검출신호의 진폭이 임계진폭 보다 작은 경우, 상기 검출신호의 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 내에 있으면 이상상태로 판정하고, 상기 검출신호의 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 밖에 있으면 정상상태로 판정하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누어 상기 검출신호의 주파수를 연산하는 것을 특징으로 하는
    피에조 잉크젯 헤드의 관리방법.
  13. 잉크젯 헤드, 피에조 액츄에이터, 구동부, 센싱용 저항을 포함하는 피에조 잉크젯 헤드의 관리방법에 있어서,
    상기 잉크젯 헤드에서 잉크가 토출된 직후 상기 피에조 액츄에이터에서 발생되는 신호를 수신하고,
    상기 잉크젯 헤드에 기포가 유입되지 않은 상태에서 상기 피에조 액츄에이터로부터 발생되는 기준신호와 비교해서 차이를 연산하여 검출신호를 생성하며,
    상기 검출신호의 시간차원 길이를, 상기 검출신호의 위상이 양수에서 음수 또는 음수에서 양수로 변경되는 횟수로 나누어 연산되는 검출신호 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 내에 있으면 이상상태로 판정하고, 상기 검출신호 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 밖에 있으면 정상상태로 판정하는 단계;
    를 포함하는
    피에조 잉크젯 헤드의 관리방법.
  14. 삭제
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