KR100749397B1 - Paper thickness sensor in a printer - Google Patents
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Abstract
고정된 프린팅노즐의 하나의 배열(array)을 그 위에 구비한 프린트헤드(printhead)를 포함하는 용지폭 드롭-온-디맨드(drop-on-demand)식 프린터를 제공한다. 용지가 탑재된 플래튼 표면을 구비하여 상기 프린팅노즐로부터 잉크를 받아들이는 플래튼(14)이 상기 노즐과 나란히 위치한다.A paper width drop-on-demand printer comprising a printhead having an array of fixed printing nozzles thereon is provided. A platen 14 having a platen surface on which paper is loaded to receive ink from the printing nozzle is positioned alongside the nozzle.
상기 프린팅노즐에 대한 상기 용지의 프린트면의 오프셋(offset)를 측정하기 위한 센서(88)가 제공되며, 상기 오프셋을 변경하기 위하여 상기 플래튼을 이동시키는 수단이 제공된다. 이러한 오프셋의 변경은, 플래튼을 보상회전시킴으로써 행해지는 것이 전형적이다.A sensor 88 is provided for measuring an offset of the print surface of the paper relative to the printing nozzle, and a means for moving the platen to change the offset is provided. This offset change is typically done by compensating the platen.
Description
본 발명은, 프린터의 용지두께센서에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 분당 160페이지까지 1600dpi의 해상도로 프린트할 수 있는 A4 용지폭 드롭-온-디맨드(drop-on-demand)식 프린터에 있어서, 프린트헤드(printhead)와 플래튼(platen) 사이의 간격을 조절하기 위하여 사용되는 용지두께센서에 관한 것이다.The present invention relates to a paper thickness sensor of a printer. In particular, the present invention relates to an A4 paper width drop-on-demand printer capable of printing at resolutions of up to 160 pages per minute, between printhead and platen. The present invention relates to a paper thickness sensor used to adjust the spacing of a sheet.
이용될 수 있는 구성의 프린터에 대한 전체 설계는, 약 8인치(20cm) 길이의 배열에서 대체 가능한 프린트헤드 모듈의 사용을 중심으로 이루어진다. 그러한 시스템의 장점은 프린트헤드 배열에서 어떠한 결함이 있는 모듈을 쉽게 제거하고 대체할 수 있는 능력에 있다. 이는, 만일 단지 하나의 칩(chip)에 결함이 있을 때, 전체 프린트헤드를 폐기해야 하는 경우를 방지할 것이다.The overall design for a printer in a configuration that can be used revolves around the use of a replaceable printhead module in an array of about 8 inches (20 cm) in length. The advantage of such a system is the ability to easily remove and replace any defective modules in the printhead array. This will prevent the case where the entire printhead has to be discarded if only one chip is defective.
이러한 프린터에서의 프린트헤드 모듈은 하나의 "멤젯(memjet)" 칩으로 구성될 수 있는데, 그것은 마이크로-메카닉스 및 마이크로-일렉트로메카니컬시스템(MEMS) 내에 매우 많은 수의 열-액추에이터(thermo-actuator)를 그 위에 장착한 것이다. 이러한 액추에이터는 본 출원인에 의한 미국특허 제6,044,646에 개시된 바와 같은 것일 수도 있으나, 다 른 MEMS 프린트칩일 수도 있다.The printhead module in such a printer can consist of one "memjet" chip, which is a very large number of thermo-actuators in micro-mechanics and micro-electromechanical systems (MEMS). Is mounted on it. Such actuators may be as disclosed in US Pat. No. 6,044,646 by the applicant, but may be other MEMS print chips.
본 발명의 공기공급구조가 배치될 환경으로서, 프린트헤드는 전형적으로 6개의 잉크 챔버를 가지고 있으며, 적외선 잉크 및 고착액(fixative) 뿐만 아니라 4개의 컬러(CMYK) 프린트 공정을 수행할 수 있을 것이다. 공기 펌프는 여과된 공기를 프린트헤드에 공급하여, 상기 프린트헤드의 잉크 노즐로부터 외부 입자를 제거하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 프린트헤드 모듈은 일반적으로 잉크 공급장치와 공기 필터를 구비한 대체 가능한 카세트(cassette)와 연결된다.As an environment in which the air supply structure of the present invention will be disposed, the printhead typically has six ink chambers, and may perform four color (CMYK) printing processes as well as infrared ink and fixative. An air pump can be used to supply filtered air to the printhead to remove foreign particles from the ink nozzles of the printhead. The printhead module is generally connected to a replaceable cassette having an ink supply and an air filter.
각각의 프린트헤드 모듈은 잉크를 전달하는 분배 몰딩(molding)을 경유하여 잉크를 받아들인다. 10개의 모듈이 함께 맞붙어, 용지폭을 가로질러서 프린트헤드를 스캔 이동시킬 필요없이 A4 용지에 프린트를 수행하기에 적합한 완전한 8인치 프린트헤드 조립체를 구성하는 것이 전형적이다.Each printhead module receives the ink via a dispensing molding that delivers the ink. It is typical for the ten modules to work together to form a complete 8 inch printhead assembly suitable for performing printing on A4 paper without having to scan move the printhead across the paper width.
프린트헤드 자체는 모듈식이어서, 임의 폭의 프린트헤드를 형성하도록 완벽한 8인치 프린트헤드 배열이 구성되는 것이 가능하다.The printhead itself is modular, so that a complete 8 inch printhead arrangement can be configured to form any width printhead.
더욱이, 제2 프린트헤드 조립체가 용지 이송경로의 반대쪽에 장착되어, 이중면 고속 프린트(double-sided high speed printing)를 할 수 있다.Moreover, a second printhead assembly can be mounted on the opposite side of the paper feed path to allow double-sided high speed printing.
[함께 출원된 출원서][Application filed together]
본 발명에 관한 다양한 방법, 시스템, 장치는, 본 출원인 또는 승계인에 의해 본 출원과 동시에 함께 출원된 다음의 출원서에 개시되어 있다.Various methods, systems, and apparatuses of the present invention are disclosed in the following application filed concurrently with the present application by the present applicant or successor.
PCT/AU00/00518, PCT/AU00/00519, PCT/AU00/00520, PCT/AU00/00521, PCT/AU00/00522, PCT/AU00/00523, PCT/AU00/00524, PCT/AU00/00525, PCT/AU00/00526, PCT/AU00/00527, PCT/AU00/00528, PCT/AU00/00529, PCT/AU00/00530, PCT/AU00/00531, PCT/AU00/00532, PCT/AU00/00533, PCT/AU00/00534, PCT/AU00/00535, PCT/AU00/00536, PCT/AU00/00537, PCT/AU00/00538, PCT/AU00/00539, PCT/AU00/00540, PCT/AU00/00541, PCT/AU00/00542, PCT/AU00/00543, PCT/AU00/00544, PCT/AU00/00545, PCT/AU00/00547, PCT/AU00/00546, PCT/AU00/00554, PCT/AU00/00556, PCT/AU00/00557, PCT/AU00/00558, PCT/AU00/00559, PCT/AU00/00560, PCT/AU00/00561, PCT/AU00/00562, PCT/AU00/00563, PCT/AU00/00564, PCT/AU00/00565, PCT/AU00/00566, PCT/AU00/00567, PCT/AU00/00568, PCT/AU00/00569, PCT/AU00/00570, PCT/AU00/00571, PCT/AU00/00572, PCT/AU00/00573, PCT/AU00/00574, PCT/AU00/00575, PCT/AU00/00576, PCT/AU00/00577, PCT/AU00/00578, PCT/AU00/00579, PCT/AU00/00581, PCT/AU00/00580, PCT/AU00/00582, PCT/AU00/00587, PCT/AU00/00588, PCT/AU00/00589, PCT/AU00/00583, PCT/AU00/00593, PCT/AU00/00590, PCT/AU00/00591, PCT/AU00/00592, PCT/AU00/00584, PCT/AU00/00585, PCT/AU00/00586, PCT/AU00/00594, PCT/AU00/00595, PCT/AU00/00596, PCT/AU00/00597, PCT/AU00/00598, PCT/AU00/00516, PCT/AU00/00517, PCT/AU00/00511, PCT/AU00/00501, PCT/AU00/00502, PCT/AU00/00503, PCT/AU00/00504, PCT/AU00/00505, PCT/AU00/00506, PCT/AU00/00507, PCT/AU00/00508, PCT/AU00/00509, PCT/AU00/00510, PCT/AU00/00512, PCT/AU00/00513, PCT/AU00/00514, PCT/AU00/00515PCT / AU00 / 00518, PCT / AU00 / 00519, PCT / AU00 / 00520, PCT / AU00 / 00521, PCT / AU00 / 00522, PCT / AU00 / 00523, PCT / AU00 / 00524, PCT / AU00 / 00525, PCT / AU00 / 00526, PCT / AU00 / 00527, PCT / AU00 / 00528, PCT / AU00 / 00529, PCT / AU00 / 00530, PCT / AU00 / 00531, PCT / AU00 / 00532, PCT / AU00 / 00533, PCT / AU00 / 00534, PCT / AU00 / 00535, PCT / AU00 / 00536, PCT / AU00 / 00537, PCT / AU00 / 00538, PCT / AU00 / 00539, PCT / AU00 / 00540, PCT / AU00 / 00541, PCT / AU00 / 00542, PCT / AU00 / 00543, PCT / AU00 / 00544, PCT / AU00 / 00545, PCT / AU00 / 00547, PCT / AU00 / 00546, PCT / AU00 / 00554, PCT / AU00 / 00556, PCT / AU00 / 00557, PCT / AU00 / 00558, PCT / AU00 / 00559, PCT / AU00 / 00560, PCT / AU00 / 00561, PCT / AU00 / 00562, PCT / AU00 / 00563, PCT / AU00 / 00564, PCT / AU00 / 00565, PCT / AU00 / 00566, PCT / AU00 / 00567, PCT / AU00 / 00568, PCT / AU00 / 00569, PCT / AU00 / 00570, PCT / AU00 / 00571, PCT / AU00 / 00572, PCT / AU00 / 00573, PCT / AU00 / 00574, PCT / AU00 / 00575, PCT / AU00 / 00576, PCT / AU00 / 00577, PCT / AU00 / 00578, PCT / AU00 / 00579, PCT / AU00 / 00581, PCT / AU00 / 00580, PCT / AU00 / 00582, PCT / AU00 / 00587, PCT / AU00 / 00588, PCT / AU00 / 00589, PCT / AU00 / 00583, PCT /
이와 같이 함께 출원된 출원서에 개시된 내용은 교차 참조에 의해 여기 편입된다.The contents disclosed in the application filed as such are hereby incorporated by reference.
본 발명은, 프린터에 있어서 용지두께센서를 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a paper thickness sensor in a printer.
본 발명의 다른 목적은, 여기에 넓게 기술된 바와 같이, 용지폭 프린트헤드 조립체에 대하여 프린트헤드와 플래튼의 간격을 조절하기 위하여 사용되는 용지두께센서를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a paper thickness sensor that is used to adjust the distance between the printhead and the platen with respect to the paper width printhead assembly, as broadly described herein.
본 발명의 또 다른 목적은, 프린트헤드와 플래튼의 간격(clearance)을 조절하는 것을 도울 수 있는 용지두께센서를 구비한 용지폭 프린트헤드 조립체를 제공하는데 있다.It is a further object of the present invention to provide a paper width printhead assembly having a paper thickness sensor that can help to adjust the clearance between the printhead and the platen.
본 발명의 또 다른 목적은, 용지폭 프린트헤드 조립체에 있어서, 프린트헤드와 플래튼 사이의 간격을 조절하기 위한 방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for adjusting the gap between a printhead and a platen in a paper width printhead assembly.
본 발명은 고정된 프린팅노즐의 하나의 배열(array)을 그 위에 구비한 프린트헤드(printhead)와,The present invention provides a printhead having an array of fixed printing nozzles thereon;
용지가 탑재된 플래튼 표면을 구비하여 상기 프린팅노즐로부터 잉크를 프린트면 상에 받아들이는 플래튼과,A platen having a platen surface on which paper is loaded to receive ink from the printing nozzle onto the printing surface;
상기 프린팅노즐에 대한 상기 프린트면의 오프셋(offset)을 측정하기 위한 센서와, A sensor for measuring an offset of the print surface relative to the printing nozzle,
플래튼을 이동시켜 상기 오프셋을 변경하는 수단을 포함하는 용지폭 프린터를 제공한다.There is provided a paper width printer comprising means for moving the platen to change the offset.
상기 플래튼은 세로축(longitudinal axis)을 중심으로 회전할 수 있도록 장착되며, 상기 플래튼 표면은 일정하지 않은 거리만큼 상기 축으로부터 이격되어 상기 축에 평행한 플래튼을 따라 연장됨으로써, 상기 플래튼의 보상회전(compensatory rotation)에 의하여 상기 프린팅노즐에 대한 상기 프린트면의 오프셋을 발생시키는 것이 바람직하다. The platen is mounted to be able to rotate about a longitudinal axis, and the platen surface extends along a platen parallel to the axis, spaced apart from the axis by an indefinite distance, thereby It is desirable to generate an offset of the print surface relative to the printing nozzle by compensatory rotation.
상기 센서는, 광학(optical)센서인 것이 바람직하다.It is preferable that the said sensor is an optical sensor.
상기 광학센서는, 프린트면과 결합하는 피봇가능한 센서 플래그(flag)의 위치를 감지하는 것이 바람직하다.The optical sensor preferably senses the position of a pivotable sensor flag that engages the print surface.
상기 센서 플래그는, 상기 프린트헤드에 장착되며 스프링에 의하여 편향된 피봇가능한 축 상에 장착되는 것이 바람직하다.The sensor flag is preferably mounted on a pivotable axis mounted to the printhead and biased by a spring.
본 발명은, 또한 프린트헤드 상에 놓여진 프린팅노즐의 하나의 배열과 플래튼 상에 놓여진 용지의 프린트면 사이의 오프셋을 조절하는 방법에 있어서,The invention also relates to a method of adjusting an offset between an arrangement of printing nozzles placed on a printhead and a print surface of a sheet of paper placed on a platen,
상기 프린트헤드와 용지의 프린트면 사이의 오프셋을 감지하는 단계와, 상기 오프셋에 대하여 필요한 보상을 하기 위하여 플래튼을 이동하는 단계를 포함하는 오프셋 조절방법을 제공한다.Detecting an offset between the printhead and the print surface of the paper and moving the platen to compensate for the offset.
바람직하게는, 상기 플래튼은 세로축과, 상기 축과 일정하지 않은 거리만큼 이격되어 상기 축과 평행하게 위치하는 플래튼 표면을 포함하며, 상기 오프셋 조절방법은 상기 플래튼의 보상회전을 실행하는 단계를 포함한다. Preferably, the platen comprises a longitudinal axis and a platen surface spaced apart by a non-constant distance from the axis and positioned parallel to the axis, wherein the offset adjustment method comprises the steps of performing a compensating rotation of the platen. It includes.
여기 사용된 용어인 "잉크"는, 프린트헤드를 통해 흘러서 용지로 전달되는 임의의 유체를 의미한다. 상기 유체는 다양한 컬러 잉크, 적외 잉크, 고착액 등 중 하나일 수 있다.As used herein, the term "ink" refers to any fluid that flows through a printhead to paper. The fluid may be one of a variety of color inks, infrared inks, fixatives, and the like.
도1은, 프린트 엔진 조립체(print engine assembly)의 정면 사시도이다.1 is a front perspective view of a print engine assembly.
도2는, 도1의 프린트 엔진 조립체의 후면 사시도이다.FIG. 2 is a rear perspective view of the print engine assembly of FIG. 1. FIG.
도3은, 도1의 프린트 엔진 조립체의 분해사시도이다.3 is an exploded perspective view of the print engine assembly of FIG.
도4는, 프린트헤드 조립체의 모식적인 정면 사시도이다.4 is a schematic front perspective view of the printhead assembly.
도5는, 도4의 프린트헤드 조립체의 모식적인 후면 사시도이다.FIG. 5 is a schematic rear perspective view of the printhead assembly of FIG. 4. FIG.
도6은, 프린트헤드 조립체의 분해사시도이다.6 is an exploded perspective view of the printhead assembly.
도7은, 도4 내지 도6의 프린트헤드 조립체의, 프린트헤드의 중앙을 따라 취해진 단면의 단부(端部)를 나타내는 정면도이다.FIG. 7 is a front view showing an end portion of a cross section taken along the center of the print head of the print head assembly of FIGS. 4 to 6.
도8은, 도4 내지 도6의 프린트헤드 조립체의, 도4의 왼쪽 단부에 근접한 부분을 따라 취해진 단면의 단부를 모식적으로 나타내는 정면도이다.FIG. 8 is a front view schematically showing the end of the cross section taken along the portion close to the left end of FIG. 4 of the printhead assembly of FIGS. 4 to 6.
도9a는, 프린트 칩과 노즐 보호구(guard)를 프린트헤드의 적층된 스택(stack) 구조 내에 장착한 구성의 단부를 모식적으로 나타내는 정면도이다.Fig. 9A is a front view schematically showing an end portion of a configuration in which a print chip and a nozzle guard are mounted in a stacked stack structure of a print head.
도9b는, 도9a를 확대한 구성의 단부를 나타내는 정단면도이다.FIG. 9B is a front sectional view showing an end portion of the enlarged configuration of FIG. 9A.
도10은, 프린트헤드 커버 조립체의 분해사시도이다.10 is an exploded perspective view of the printhead cover assembly.
도11은, 잉크분배 몰딩을 모식적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 11 is a perspective view schematically showing ink distribution molding.
도12는, 본 발명에 따른 적층된 잉크분배구조의 일부분을 형성하는 층(layer)들을 나타내는 분해사시도이다.Fig. 12 is an exploded perspective view showing layers forming part of the stacked ink distribution structure according to the present invention.
도13은, 도9a 및 도9b에 도시된 구조를 위에서 바라 본 단계적 단면도이다.Fig. 13 is a sectional view from above of the structure shown in Figs. 9A and 9B.
도14는, 도13에 도시된 구조를 밑에서 바라 본 단계적 단면도이다.FIG. 14 is a staged cross-sectional view of the structure shown in FIG.
도15는, 제1층(laminate layer)을 모식적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 15 is a perspective view schematically showing a first layer.
도16은, 제2층을 모식적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 16 is a perspective view schematically illustrating the second layer.
도17은, 제3층을 모식적으로 나타내는 사시도이다.17 is a perspective view schematically illustrating the third layer.
도18은, 제4층을 모식적으로 나타내는 사시도이다.18 is a perspective view schematically illustrating a fourth layer.
도19는, 제5층을 모식적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 19 is a perspective view schematically showing a fifth layer.
도20은, 공기밸브 몰딩을 나타내는 사시도이다.20 is a perspective view showing the air valve molding.
도21은, 플래튼(platen)의 오른쪽 단부를 나타내는 후면사시도이다.Fig. 21 is a rear perspective view showing the right end of a platen.
도22는, 플래튼의 왼쪽 단부를 나타내는 후면사시도이다.Fig. 22 is a rear perspective view showing the left end of the platen.
도23은, 플래튼의 분해사시도이다.Fig. 23 is an exploded perspective view of the platen.
도24는, 플래튼의 횡단면도이다.Fig. 24 is a cross sectional view of the platen.
도25는, 광학용지센서의 배치를 나타내는 정면사시도이다.Fig. 25 is a front perspective view showing the arrangement of the optical paper sensor.
도26은, 프린트헤드 조립체와 잉크저장 카세트에 부착된 잉크라인들을 모식적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 26 is a perspective view schematically showing ink lines attached to a printhead assembly and an ink storage cassette.
도27은, 도26의 부분 분해도이다.FIG. 27 is a partial exploded view of FIG.
도1 내지 도3에는 프린트 엔진 조립체의 주요부분이 모식적으로 도시되어 있으며, 본 발명의 적층 잉크분배구조가 배치되는 일반적인 환경이 도시되어 있다. 상기 프린트 엔진 조립체는 프레스 가공된 스틸, 알루미늄, 플라스틱 또는 다른 딱딱한 재질로 형성된 섀시(chassis,10)를 포함한다. 상기 섀시(10)는 프린터의 본체 내에 탑재되어, 프린트헤드 조립체(11), 용지이송기구, 및 다른 관련된 부품들을 프린터의 외부 플라스틱 케이싱에 탑재시키는 기능을 수행한다.1 to 3 schematically show the main parts of the print engine assembly, and show a general environment in which the laminated ink distribution structure of the present invention is arranged. The print engine assembly includes a
일반적으로, 상기 섀시(10)가 상기 프린트헤드 조립체(11)를 지지하여, 잉크가 상기 프린트헤드 조립체(11)로부터, 이송기구에 의해 상기 프린트헤드의 아래쪽으로 운반된 후 배출구멍(19)을 통하여 이송되는 용지 또는 다른 프린트 매체 위로 방출된다. 상기 용지이송기구는, 이송롤러(12), 이송공전롤러(feed idler roller,13), 플래튼(platen)(14), 배출롤러(15), 및 핀 휠 조립체(pin wheel assembly)(16)를 포함하며, 모두가 스텝퍼 모터(stepper motor,17)에 의해 구동된다. 상기 용지이송부품들은 한 쌍의 베어링 몰딩(18) 사이에 설치되는데, 상기 베어링 몰딩(18)은 상기 섀시(10)의 각 단부에 차례로 설치된다.In general, the
상기 프린트헤드 조립체(11)는, 섀시(10)에 장착된 각 프린트헤드 스페이서(printhead spacer)(20)에 의하여 상기 섀시(10)에 설치된다. 상기 스페이서 몰딩(20)은, 210mm의 폭을 가지는 용지의 어느 측부에든 여유가 있도록, 상기 프린트헤드 조립체의 길이를 220mm까지 증가시킨다.The
상기 프린트헤드의 구조는 도4 내지 도8에 대략적으로 도시되어 있다.The structure of the printhead is shown roughly in Figures 4-8.
상기 프린트헤드 조립체(11)는, 64MB DRAM(22), PEC 칩(23), QA 칩 커텍터(24), 마이크로 컨트롤러(microcontroller)(25), 및 듀얼 모터 구동 칩(dual motor driver chip,26)을 포함하는 다양한 전자부품이 그 위에 탑재된 프린트 회로 기판(PCB,21)을 포함한다. 상기 프린트헤드는 203mm의 길이를 가지며, 10개의 프린트 칩(27,도13참조)을 구비하며, 각각의 프린트 칩(27)은 21mm의 길이를 가지는 것이 전형적이다. 상기 프린트 칩(27)은, 상기 프린트헤드의 세로축에 대하여 약간 경사지게 각각 설치되며(도12 참조), 상기 각각의 칩들은, 배열(array)의 전체 길이에 걸쳐서 잉크의 연속적인 이동(transmission)이 가능하도록, 서로 약간씩 중첩되게 설치된다. 상기 각각의 프린트 칩(27)은, 테이프 오토메이티드 접착(Tape Automated Bond; TAB) 필름(28)의 일 단부에 전자적으로 결합되며, 상기 테이프 오토메이티드 접착(TAB) 필름(28)의 타단부는 TAB 필름 받침패드(backing pad, 29)에 의하여 프린트 회로기판(21)의 하면과 전기적인 접촉을 유지한다. The
바람직한 프린트 칩 구조는, 본 출원인에 의한 미국특허 제6,044,646호에 기술되어 있는 바와 같다. 상기 각각의 프린트 칩(27)은, 약 21mm의 길이와, 1mm보다 작은 폭과, 약 0.3mm의 높이를 가지며, 그 하면에는 수천개의 MEMS 잉크젯(inkjet) 노즐(30)이, 도9a 및 도9b에 모식적으로 도시한 바와 같이, 일반적으로 6라인(line)-각각의 잉크 타입당 1개가 적용됨-으로 배열된다. 상기 노즐의 각각의 라인은, 더 근접한 도트 간격(closer dot spacing)이 가능하도록 지그재그 패턴(staggered pattern)으로 배치될 수도 있다. 대응하는 6개 라인의 잉크통로(passage,31)가 상기 프린트 칩의 뒤쪽으로부터 연장되게 형성되어, 잉크를 각각의 노즐의 뒤쪽으로 운반한다. 상기 프린트 칩의 표면에 설치된 연약한 노즐을 보호하기 위하여, 상기 각각의 프린트 칩은, 미세 구멍(micro aperture,44)이 상기 노즐(30)을 따라 정열된 노즐 보호구(nozzle guard,43,도9a 참조)를 구비함으 로써, 상기 노즐로부터 고속으로 방출된 잉크는, 상기 미세 구멍을 통과하여 플래튼(14)위를 통과하는 용지 위에 정착하게 된다.Preferred print chip structures are as described in US Pat. No. 6,044,646 by the Applicant. Each of the print chips 27 has a length of about 21 mm, a width smaller than 1 mm, and a height of about 0.3 mm, with thousands of
잉크는, 분배몰딩(35) 및 프린트헤드(11)의 일부분을 형성하는 적층된 스택(laminated stack,36) 구조를 통하여 프린트 칩으로 전달된다. 잉크는, 잉크 카세트(37, 도26 및 도27 참조)로부터, 각각의 잉크호스(38)를 경유하여, 플라스틱 분배몰딩(35)의 위를 덮는 덮개를 형성하는 플라스틱 덕트 커버(39)와 일체로 몰딩된 각각의 잉크 유입포트(inlet port,34)로 중계된다. 상기 분배몰딩(35)은, 배열의 길이에 걸쳐서 연장되는 6개의 잉크덕트(40) 및 공기덕트(41)를 포함한다. 잉크는, 도7에 도시한 바와 같이, 상기 유입포트(34)로부터 각각의 교차유동 잉크채널(cross-flow ink channel,42)을 경유하여, 각각의 잉크덕트(40)로 운반된다. 여기서, 주목할 점은, 비록 6개의 덕트가 도시되어 있지만, 상기 덕트의 개수는 6개에 한정되지 않는다는 것이다. 6개의 덕트는, 4컬러 처리(CMYK)뿐만 아니라, 적외선 잉크, 및 고착액을 프린트할 수 있는 프린트에 적합하다.The ink is delivered to the print chip via a
공기는, 도6 내지 도8, 도20 및 도21을 참조하여 후술하는 바와 같이, 공기 유입포트(61)를 경유하여 공기덕트(41)로 전달되어, 각각의 프린트 칩(27)에 공급된다. The air is delivered to the
상기 분배몰딩(35)의 하부에 형성된, 길이방향으로 연장된 스택 홈(stack recess,45) 내에, 적층된 잉크 분배 스택(36)을 형성하는 다수의 적층된 층이 위치된다. 적층의 각 층들은 마이크로-몰딩 처리된 플라스틱 소재로 형성되는 것이 대표적이다. TAB 필름(28)은, 프린트헤드 PCB(21)의 하부로부터 분배몰딩(35)의 뒤쪽 둘레로 연장되어, 각각의 TAB 필름 홈(46, 도12 참조) 내로 수용되는데, 다수의 TAB 필름 홈(46)은 적층된 스택(36)의 칩 하우징 층(64)을 따라 배치된다. 상기 TAB 필름은, 프린트 회로기판(21)으로부터, 적층구조에 의해 지지된 각각의 프린트 칩(27)에 전기적 신호를 중계한다.In the longitudinally extending
분배몰딩, 적층된 스택(36), 및 관련 부품들이 도7 내지 도19에 잘 도시되어 있다.Dispensing moldings, stacked
도10은, 플라스틱 몰딩으로 형성되고, 상부 프린트헤드 커버(49)를 위쪽에 위치시키기 위한 다수의 위치결정 돌기(48)를 포함하는 분배몰딩커버(39)를 도시하고 있다.Fig. 10 shows a dispensing
도7에 도시한 바와 같이, 잉크 전달포트(50)는, 1개의 잉크덕트(39, 왼쪽에서 4번째)를 분배몰딩의 하부에 있는 6개의 하부 잉크덕트, 또는 중간덕트 (transitional duct,51) 중 1개에 밑으로 연결한다. 모든 잉크덕트(40)는, 각각의 중간덕트(51)와 소통하는 대응 전달포트(50)를 가진다. 중간덕트(51)는 서로 평행하지만, 잉크덕트(40)에 대해서는 예각으로 기울어져 있어, 후술하는 적층된 스택(36)의 제1층에 있는 잉크구멍들(ink holes)의 열(列)과 정렬된다.As shown in Fig. 7, the
제1층(52)은, 10개의 프린트 칩(27) 각각에 대하여 24개의 개별적인 잉크구멍(53)을 포함한다. 즉, 그러한 10개의 프린트 칩이 제공되는 경우, 제1층(52)은 240개의 잉크구멍(53)을 포함한다. 또한, 제1층(52)은, 그 세로방향의 에지(edge)를 따라 1줄의 공기구멍(air hole)(54)을 포함한다.The
24개 잉크구멍(53)의 개개의 그룹은, 일반적으로 잉크구멍들의 열들이 정렬 된 직사각형 배열로 형성된다. 4개 잉크구멍의 각각의 열은 중간덕트(51)을 따라 정렬되고, 각각의 프린트 칩과 평행하다.Individual groups of the twenty four
제1층(52)의 하면(下面)은 하부 홈(55)을 포함한다. 각각의 홈(55)은 4개 구멍(53) 중 가장 중앙에 있는 2개 열(층(52)을 가로방향으로 가로지르는 방향에서 생각되는)의 잉크구멍 중 하나와 소통한다. 즉, 구멍(53a,도13 참조)은, 도 14에 나타내는 오른쪽 홈(55a)으로 잉크를 전달하는 반면, 구멍(53b)은 도 14에 나타내는 가장 왼쪽 하부 홈(55b)으로 잉크를 전달한다.The lower surface of the
제2층(56)은 한 쌍의 슬롯(slots)(57)을 포함하며, 그 각각은 제1층의 하부 홈(55) 중 1개로부터 잉크를 받아들인다.The
또한, 제2층(56)은, 제1층(52)의 외부에 있는 2세트의 잉크구멍(53)을 따라 정렬되는 잉크구멍(53)을 포함한다. 즉, 각각의 프린트 칩에 대하여 제1층(52)의 외부에 있는 16개의 잉크구멍(53)을 통과하는 잉크는, 제2층(56)에 관통된 대응하는 구멍(53)을 직접 통과한다.The
제2층(56)의 하부에는, 그 내부에 가로방향으로 연장되는 많은 수의 채널(58)이 형성되어 있어, 잉크구멍(53c,53d)을 통해 중앙으로 통과하는 잉크를 중계한다. 이러한 채널들은, 적층의 제3층(60)을 통해 형성된 한 쌍의 슬롯(59)을 따라 정렬되도록 연장된다. 이 점에 있어서, 적층의 제3층(60)은 각각의 프린트 칩과 대응하는 4개의 슬롯(59)을 포함하며, 이는 제2층(56)에 형성된 한 쌍의 슬롯을 따라 정렬된 2개의 내부 슬롯과, 그 내부 슬롯들을 사이에 두는 외부 슬롯들로 되어 있다는 점이 주목되어져야 한다.
In the lower part of the
또한, 제3층(60)은, 제1층(52) 및 제2층(56) 내에 제공되는 대응하는 공기구멍 배열(54)을 따라 정렬된 공기구멍(54)의 1개 배열을 포함한다.The
제3층(60)은, 각각의 프린트 칩과 대응하는 8개의 잔여 잉크구멍(53)만을 가진다. 이들 가장 바깥쪽의 구멍(53)은 제1층 및 제2층에 제공된 가장 바깥쪽 구멍(53)을 따라 정렬된다. 도9a 및 도9b에 나타낸 바와 같이, 제3층(60)은 그 하면에서 각각의 구멍(53)에 통하는, 가로방향으로 연장되는 채널(61)을 포함한다. 이들 채널(61)은, 대응하는 구멍(53)으로부터, 이 구멍을 따라 정렬된 슬롯(59)의 바로 바깥쪽 위치로 잉크를 전달한다.The
도9a 및 도9b에 가장 잘 나타내어진 바와 같이, 적층된 스택(36)의 상부 3개층은 잉크(도9b에서 끊어진 해칭선으로 나타내어짐)를, 분배몰딩의 보다 넓게 간격이 형성된 잉크덕트(40)로부터, 각각의 프린트 칩(27)의 상면(上面)을 통해, 잉크통로(31)를 따라 정렬된 슬롯으로 향하게 한다.As best shown in FIGS. 9A and 9B, the top three layers of the stacked
적층된 스택을 위에서 바라본 도면인 도13에 나타내어진 바와 같이, 슬롯(57,59)은 사실 동일 선상에 간격이 형성된 별개의 슬롯 세그멘트들로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 13, which is a view of the stacked stack from above, the
적층된 스택(36)의 제4층은, 각각의 프린트 칩(27)의 상부(上部)를 각각 수납하는 10개의 칩-슬롯(65)으로 된 하나의 배열을 포함한다.The fourth layer of the stacked
또한, 제5층과 마지막층(64)은 칩과 노즐 보호구의 조립체(43)를 수납하는 칩-슬롯(65)으로 된 하나의 배열을 포함한다.The fifth and
TAB 필름(TAB film)(28)은 제4층(62)과 제5층(64) 사이에 끼워져 있으며, 제4층(62)과 제5층(64) 중 하나 또는 모두에는 상기 TAB 필름의 두께를 수용하기 위한 홈이 제공될 수 있다.A
적층된 스택은 정밀 마이크로-몰딩, 즉 아세탈 타입의 소재로 사출되는 성형법에 의해 형성된다. 그것은, TAB 필름이 사전에 부착된 프린트 칩(27)의 배열을 수용하며, 전술한 커버몰딩(39)과 결합한다.The stacked stack is formed by precision micro-molding, i.e., a molding method which is injected into acetal type material. It accommodates an array of
마이크로-몰딩의 하부에 있는 리브 세부(details)는, 함께 접착되는 경우, TAB 필름의 지지부로서 제공된다. 하나의 유연한 필름을 지지하기 위한 리브들의 피치 사이에 충분한 구조적 강도가 있기 때문에, 상기 TAB 필름은 프린트헤드 모듈의 하부 벽을 형성한다. TAB 필름의 에지들은 커버몰딩(39)의 하부 벽을 밀봉한다. 상기 칩은, 마이크로-몰딩의 길이에 달하는 100미크론 폭의 리브들 위에 접착되어, 프린트 노즐에 마지막 잉크 이송(feed)을 제공한다.Rib details at the bottom of the micro-molding, when glued together, serve as a support for the TAB film. Since there is sufficient structural strength between the pitch of the ribs to support one flexible film, the TAB film forms the bottom wall of the printhead module. The edges of the TAB film seal the bottom wall of the
마이크로-몰딩의 설계를 통해, 프린트 칩들이 하나의 선 내에서 접합될 때, 그들의 물리적 겹침이 가능하게 된다. 프린트헤드 칩들이 이제 충분한 공차를 가진 연속 스트립을 형성하기 때문에, 그들은, 동일한 기능을 수행하기 위해 매우 빡빡한 공차의 몰딩 및 생소한 소재에 의존하는 경우보다, 거의 완벽한 프린트 패턴을 생산하도록 수치적으로 조정될 수 있다. 모듈들의 피치는 20.33mm가 전형적이다.Through the design of micro-molding, when the printed chips are bonded in one line, their physical overlap is possible. Because printhead chips now form continuous strips with sufficient tolerances, they can be numerically adjusted to produce near-perfect print patterns, rather than relying on very tight tolerance moldings and unfamiliar materials to perform the same function. have. The pitch of the modules is typically 20.33 mm.
커버몰딩(39) 및 분배몰딩 뿐만 아니라 적층된 스택의 개개의 층들은 고착되거나, 다른 방식으로 함께 접착되어 씰링 유닛을 제공한다. 잉크 통로는, 잉크가 잉크 통로에 있을 때, 그것을 표시하게 하는 접착식 투명 플라스틱 필름에 의해 밀 봉될 수 있으므로, 점착성 필름의 상부가 접혀질 때 잉크통로는 완전히 막힐 수 있다. 그러면, 잉크 충전이 완료된다.The cover moldings 39 and the dispensing moldings as well as the individual layers of the stacked stack are stuck or otherwise glued together to provide a sealing unit. The ink passage can be sealed by an adhesive transparent plastic film which makes it visible when the ink is in the ink passage, so that the ink passage can be completely blocked when the top of the adhesive film is folded. Then ink filling is completed.
도9b와 도13에 나타낸 바와 같이, 적층된 스택(36)의 4개의 상층(52,56,60,62)은, 제4층(62)의 바닥면에 채널로서 형성된 공기통로(63)와 소통하는 정렬된 공기구멍(54)을 가진다. 이러한 통로들은, 프린터가 작동하는 동안 압축된 공기를 프린트 칩 표면과 노즐 보호구(43) 사이의 공간에 제공한다. 이 압축된 구역으로부터의 공기는 노즐 보호구 내의 미세 구멍(micro-apertures)(44)을 통과함으로써, 상기 구멍에서 어떠한 먼지나 불필요한 오염물질이 쌓이는 것이 방지된다. 이러한 압축 공기의 공급은, 프린터를 사용하지 않는 동안 노즐 표면 상에서 잉크가 마르는 것을 방지하기 위해 차단될 수 있으며, 상기 공기공급은, 도6 내지 도8, 도20 및 도 21에 나타낸 공기밸브 조립체에 의해 조절된다.As shown in Figs. 9B and 13, the four
도6 내지 도8에 나타낸 바와 같이, 프린트헤드의 공기덕트(41) 내에, 그 기초부에 일련의 구멍(67)이 있는 채널로서 형성된 공기밸브 몰딩(66)이 위치한다. 이러한 구멍들의 간격은, 공기덕트(41)(도6 참조)의 기초부에 형성된 공기통로(68)에 대응하며, 공기밸브 몰딩은 공기덕트 내에서 세로방향으로 이동이 가능하므로, 상기 구멍(67)이 통로(68)를 따라 정렬될 수 있게 되어, 압축된 공기를 적층된 스택을 통해 프린트 칩과 노즐 보호구 사이의 공동(cavity)으로 공급하거나, 또는 상기 정렬로부터 이탈되어 공기 공급을 차단하는 것을 가능하게 한다. 압축 스프링(69)은, 공기밸브 몰딩(66)의 바닥과 공기덕트(41)의 기초부를 상호 씰링 결합시켜서, 밸브가 폐쇄될 때 누출을 방지한다.
As shown in Figs. 6 to 8, in the
공기밸브 몰딩(66)은, 그 일단부로부터 연장되는 하나의 종동 캠(70)을 가지는데, 그것은 공기밸브캠 표면(71)을 플래튼(14)의 단부 캡(74) 위에 결합시켜서, 다기능 플래튼(14)의 회전 위치에 따라 공기덕트(41) 내에서 세로방향으로 공기밸브 몰딩을 선택적으로 이동시키는 것으로, 다기능 플래튼(14)은 프린터의 작동상태에 따라 프린팅, 캐핑(capping) 및 블라팅(blotting) 위치 사이에서 회전될 수 있다. 이는, 도21 내지 도24를 참조하여 이하에 보다 상세히 기술될 것이다. 플래튼(14)이 프린팅 회전위치에 있을 때, 캠은 공기밸브를 개방위치에 유지시켜서 공기를 프린트 칩 표면에 공급한다. 반면에, 플래튼이 노즐 보호구의 미세 구멍을 막는 넌-프린팅 위치로 회전할 때, 캠은 공기밸브 몰딩을 밸브 폐쇄위치로 이동시킨다.The
도21 내지 도24에 나타낸 바와 같이, 플래튼 부재(14)는, 베어링 몰딩(18)에 장착된 회전축(73)에 의해 지지되고, 기어(79)(도3 참조)에 의해 회전될 수 있는 프린트헤드와 평행하게 연장된다. 상기 축에는, 각 단부에서 캠(76,77)을 가지는 오른쪽 단부 캡(74)과 왼쪽 단부 캡(75)이 제공된다.As shown in Figs. 21 to 24, the
플래튼 부재(14)는, 그 길이를 따라 연장되며 서로 120°만큼 분리된, 플래튼 표면(78), 캐핑부(80) 및 노출된 블라팅부(81)를 가진다. 프린팅하는 동안, 플래튼 부재가 회전하여, 플래튼 표면(78)이 프린트헤드의 반대쪽에 위치함으로써, 플래튼 표면이 용지의 현재 프린트되고 있는 그 부분에 대한 지지부로서 작용하도록 한다. 프린터가 사용되지 않을 때, 플래튼 부재가 회전하여, 캐핑부(80)가 프린트헤드의 바닥면에 접촉하고, 미세 구멍(44)을 둘러싸는 장소를 밀봉하게 된다. 이에 따라, 플래튼(14)이 캐핑위치에 있을 때 공기밸브구조에 의해 공기밸브가 폐쇄되는 것과 더불어, 프린트 노즐 표면에서 밀폐된 대기가 유지된다. 이에 따라, 잉크 용매(일반적으로 "물")의 증발을 방지하게 함으로써, 프린트가 사용되지 않는 동안, 프린트 노즐 상의 잉크의 건조를 방지한다.The
회전 플래튼 부재의 3번째 기능은, 프린터 시동시 또는 유지보수 작동시에 프린트 노즐의 저장실로부터 잉크를 받아들이는 잉크 블라터로서이다. 상기 프린터 모드 동안, 프래튼 부재(14)는 회전하여, 노출된 블라팅부(81)가 노즐 보호구(43) 반대쪽의 잉크 방출통로에 위치하게 한다. 노출된 블라팅부(81)는 플래튼 부재(14) 내의 블라팅 소재로 된 몸체(83)의 노출된 일 부분이며, 노출된 부분(81) 상에 받아들여진 잉크는 플래튼 부재의 몸체 내로 빨아들여진다.The third function of the rotating platen member is as an ink blotter which receives ink from the storage chamber of the print nozzle at the time of printer startup or maintenance operation. During the printer mode, the
플래튼 부재의 보다 상세한 내용은 도23과 도24에 나타내어져 있다. 상기 플래튼 부재는 일반적으로 압출되거나 몰딩 성형된 중공의 플래튼 몸체(83)로 구성되며, 이 몸체는 플래튼 표면(78)을 형성하고 블라팅 소재의 성형 몸체(82)를 수납하며, 블라팅 소재의 성형 몸체(82) 중 일부는 플래튼 몸체 내의 세로방향 슬롯을 통해 돌출되어, 노출된 블라팅 표면(81)을 형성한다. 플랜튼 몸체(83)의 편평부(plat portion)(84)는 캐핑부재(80)의 부착을 위한 기초부로서 기능하며, 이 캐핑부재(80)는 캐퍼 하우징(capper housing)(85), 캐퍼 씰링부재(86) 및 노즐 보호구(43)와의 접촉을 위한 폼(foam) 부재(87)로 구성된다.More details of the platen member are shown in FIGS. 23 and 24. The platen member generally consists of a
도1에 나타낸 바와 같이, 각각의 베어링 몰딩(18)은 한 쌍의 수직 레일(101) 위에 올라타 있다. 즉, 캐핑 조립체는 4개의 수직 레일(101)에 장착되어, 이 조립 체가 수직으로 이동될 수 있게 된다. 캐핑 조립체의 어느 단부든, 하부에 있는 스프링(102)은 상기 조립체를 상승된 위치로 치우치게 하여, 캠(76,77)을 스페이서 돌출부(100)와 접촉되게 한다.As shown in FIG. 1, each bearing
프린트헤드(11)는, 사용되지 않을 때, 엘라스토머(또는, 그와 유사한 소재) 씰(86)을 이용하는 전폭(全幅)의 캐핑 부재(80)에 의해 씌워진다. 플래튼 조립체(14)를 회전시키기 위해서, 메인 롤러 구동모터가 역전된다. 이로 인해, 역전 기어가 플래튼 조립체의 단부 상에서 기어(79)와 접촉하게 되며, 그것이 120°만큼 분리된 3기능 위치 중 하나로 회전된다.The
플래튼 단부 캡(74,75) 상의 캠(76,77)은 각각의 프린트헤드 스페이서(20) 상의 돌출부(100)와 서로 협력하여, 플래튼 부재의 회전 위치에 따라 플래튼 부재와 프린트헤드 사이의 간격을 조절한다. 이러한 식으로, 플래튼은, 플래튼 위치들 사이의 전환 중에 프린트헤드로부터 떨어지도록 이동하여 프린트헤드로부터 충분한 여유를 제공하며, 그 각각의 용지 지지, 캡핑 및 블라팅 기능을 위해 적절한 거리만큼 되돌아 오게 이동된다.
더욱이, 회전 플래튼용 캠 구조는, 플래튼(14)을 약간 회전시킴으로써, 플래튼 표면과 프린터 노즐 사이 거리의 미세한 조정을 위한 메카니즘을 제공한다. 이로 인해, 도25에 예시된 광학 용지 두께 센서에 의해 감지되는, 프린트되고 있는 용지나 다른 소재의 두께에 대응하여 노즐-플래튼 거리가 보상된다.Moreover, the cam structure for the rotating platen provides a mechanism for fine adjustment of the distance between the platen surface and the printer nozzle by slightly rotating the
광학 용지 센서는, PCB(21)의 하면(下面)에 장착된 광학센서(88)와 분배몰딩으로부터 튀어나온 암(arm)(89) 상에 장착된 센서 플래그(flag) 구조를 포함한다. 상기 플래그 구조는, 비틀림 스프링(92)에 의해 치우친 축(91) 상에 장착된 센서 플래그 부재(90)를 구비한다. 용지가 이송 롤러에 들어갈 때, 플래그 부재의 가장 밑에 있는 부분은 용지에 접촉하여, 용지 두께에 따른 양만큼 스프링(92)의 치우침에 대항하여 회전한다. 광학센서는 플래그 부재의 이러한 이동을 감지하는 한편, PCB는, 플래튼(14)의 보상 회전으로 용지 표면과 노즐 사이의 거리가 최적화되도록 함으로써, 감지된 용지 두께에 대응한다.The optical paper sensor includes an
도26과 도27은, 예시된 프린트헤드 조립체를 교체 가능한 잉크 카세트(93)에 부착한 것을 나타낸다. 6개의 다른 잉크는, 프린터 몸체 내부에 위치한 암놈 잉크밸브(95)의 하나의 배열로부터 인도되는 호스(94)를 통해 프린트헤드에 공급된다. 6개로 구획된 잉크 블래더(ink bladder) 및 대응하는 숫놈 밸브 배열을 포함하는 교체 가능한 카세트(93)는 프린터로 삽입되어 밸브(95)에 결합된다. 또한, 상기 카세트는 공기유입구(96)와 공기필터(미도시)를 포함하며, 상기 잉크밸브 옆에 위치한 공기유입 커넥터(97)에 결합되어, 여과된 공기를 프린트헤드에 공급하는 공기펌프(98)에 다다른다. QA 칩은 상기 카세트 내에 포함된다. QA 칩은, 카세트가 PCB 상의 QA칩 커넥터(24)에 연결되도록 삽입될 때, 프린트 내에서 잉크밸브(95)와 공기유입 커넥터(96) 사이에 위치한 컨택트(contact)(99)와 결합한다.26 and 27 show the attachment of the illustrated printhead assembly to a
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---|---|---|---|
KR1020027015646A KR100749397B1 (en) | 2002-11-20 | 2000-05-24 | Paper thickness sensor in a printer |
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---|---|---|---|---|
EP0598701A2 (en) * | 1986-12-10 | 1994-05-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording apparatus and discharge recovery method |
US5316395A (en) * | 1990-04-25 | 1994-05-31 | Fujitsu Limited | Printing apparatus having head GAP adjusting device. |
-
2000
- 2000-05-24 KR KR1020027015646A patent/KR100749397B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0598701A2 (en) * | 1986-12-10 | 1994-05-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording apparatus and discharge recovery method |
US5316395A (en) * | 1990-04-25 | 1994-05-31 | Fujitsu Limited | Printing apparatus having head GAP adjusting device. |
Also Published As
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KR20030007655A (en) | 2003-01-23 |
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