KR0183017B1 - 잉크분사 인쇄 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크분사 인쇄헤드, 특히 대형 문자를 인쇄하기 위한 것으로, 각각 노즐을 갖는 두개 이상의 모듈본체를 포함하며, 각각의 노즐은 노즐에 의해 발생된 각 분사를 조정하기 위한 장치에 끼워 맞춰져 있다. 단일 복귀라인을 가지고 있으며 잉크를 회수하기 위한 단일 모듈은 헤드에 결합되어 있다. 헤드이 케이스는 그 면에 덮개용 서포트나 선택적으로 제2도관덮개를 수용한다. 바코드를 인쇄하기 위하여, 헤드는 전압에 의해 방울순서가 상향순서로 종속적으로 인쇄된 라스터를 제공한다. 헤드는 라스터가 서포트에 기울어지도록 향해져 있다.

Description

잉크분사 인쇄헤드

잉크분사를 이용한 프린터의 용도는 날로 증가하는 추세에 있어 보다 효율적인 장치의 개발이 요청되고 있을 뿐만 아니라, 특히 바코드와 같은 대형 문자 인쇄에서 많은 문제가 발생하고 있어 이의 시급한 개선이 필요한 실정이다. 바코드인쇄에 있어 가장 중요한 것은 잘 알려진 바와 같이, 높이, 두께 및 문자(막대)의 상호간 배치라 할 수 있다.

본 발명은 주로 대형 문자를 인쇄하기 위한 프린터의 잉크분사 인쇄헤드(ink jet printing head) 및 문자인쇄방식에 관한 것이다.

첨부된 도면과 그 설명에 의해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 인쇄헤드 케이스 및 주요 구성요소를 나타낸 도면.

제2도는 제1도에 도시된 일부의 구성요소를 나타낸 도면.

제3도는 회수모듈을 나타낸 도면.

제4도는 모듈의 작동방법을 보여주는 평면도.

제5도는 제1도의 케이스에 부착될 서포트를 나타낸 도면.

제6도는 제5도의 서포트에 결합될 제1덮개, 도관(umbilical), 및 헤드가 도관과 함께 작용되는 경우에 이용되는 다른 서포트를 나타낸 도면.

제7도는 방울이 적하되는 순서를 설명하는 도면.

제8도는 논리 순서회로를 나타내는 도면.

제9도는 보조 설명도.

[실시예]

동일 부품은 모든 도면에서 동일한 번호로 지정되어 있다. 바코드 인쇄에 관련된 출원에 있어서, 코드두께는 잉크인쇄 서포트용 노즐의 직경을 나타낸다. 인쇄될 코드의 높이는 인쇄속도에 따라 각 노즐에 의해 라스터로 인쇄되는 방울 수뿐만 아니라 인쇄헤드에 결합될 노즐 수를 나타낸다. 하기의 실시예에는 두 개의 노즐이 기술되어 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 바의 상대위치는 전자조정이나 기계조정에 의한 다른 노즐간의 조합에 따라 결정된다.

본 발명에 의하면, 인쇄헤드는 케이스(1)의 기저부(100)에 밑판(2)을 착탈할 수 있는 단일 케이스(1)로 구성되어 있으며, 공급관, 잉크회수관 및 전기조절회로(도시되지 않음)를 수용하는 칸막이(compartment)로 구획되어 있다. 실(3)은 방수기능을 담당한다. 케이스(1) 전면에, 기저부(100)에 부착될 두 개의 모듈본체(A)와 (B)가 있으며, 도2에 보다 자세히 도시되어 있다. 두 개의 서포트(6a, 6b)는 각각의 노즐베어링건(200)을 지지하며, 노즐메어링건은 브레이스(201)를 통과하는 서포트와 함께 끼워 맞춰진다. 실(j₁, j₂)은 이 부분의 방수기능을 맡는다. 우측면은 좌측면의 연장부분이다. 그래서 공진기를 노즐베어링건(200)에 끼워 맞춘다. 이것은 플랜지(205)에 의해 고정되고 실(j₃)에 의해 방수가 된다. 너트(206)는 플랜지(205)와 함께 작용하여 전체를 죌 수 있으며, 건은 하기에 언급한 바와 같이, 조정될 수 있다. 도1에, 플랜지(205), 건(200) 및 너트(206)만이 모듈본체(B)에 나타나 있지만, 이들 요소는 모듈본체(A)와 (B)에서 동일하다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 모듈본체(A), (B)는 건 서포트(6a),(6b)에 의해 운반되고, 분사가 각각의 모듈(A), (B)에 고르게 공급하도록 이들 모듈본체에 조절장치가 구비된다. 즉,

a) 서포트(6a),(6b)의 서포트 면과 평행한 판 위에 분사가 되도록 건을 화살표방향(f)으로 회전시키기 위한 제1수단, 이를 위해 노즐베어링건의 모서리에 구비된 구멍(210)에 공구를 끼워 회전시킬 수 있다. 이러한 회전은 너트(206)와 플랜지(205)를 상기와 같이 작용함으로써 가능하게 된다.

b) 부하되지 않은, 즉 미사용된 방울분사를 회수 드레인(drain)으로 완전히 가져가도록 제1판에 피벗을 제공하기 위한 제2수단;

c) 로드전극 중앙에 정확히 분사되도록 관련 부품들의 위치오차를 정정하기 위한 제3수단.

이중 (b)와 (c)는 장방형 구멍(11)과 (12)에서 캠이 구동함에 따라 해결된다. 이와 같은 조절수단에 의해 분사를 드레인으로 안내하여 로드전극 및 편향전극과 관련된 분사를 다시 모을 수 있다.

케이스(1)의 기저부(100)에 점선으로 그어진 부분(101)에 잉크 순환 및 전기 순환을 위한 통로와, 조절캠 및 서포트(6a),(6b)의 지지나사를 위한 통로가 있다. 케이스(1)의 기저부(100)에 로드전극(20),(21), 로드검출전극(22),(23), 편향전극(24,25)이 있다. 도시되지 않았지만, 덮개는 밑판(2) 반대쪽에 있으며 모든 요소들을 보호한다.

미사용된 방울은 회수모듈(30)에 회수되는데, 본 발명에서는 두 개의 노즐이 공유하고 있으며, 부하되지 않은 방울을 받아 단일 파이프를 통해 잉크회로로 복귀시키는 방식으로 작동한다.

이 회수모듈(30)은 도3과 도4에 보다 자세히 도시되어 있다. 각각의 분사는, 개구부(01)과 (02)를 통해 잉크를 모듈(30)로 안내하는 두 개의 수집 파이프(31),(32)에서 수집된다. 이 수집 파이프는 회수 파이프(33)에 연결되어 있으며, 스로틀(34)이 구비되어 있다. 스로틀은 출구니플(350)을 통해 잉크를 잉크회로로 복귀시키는 기능을 하는 잉크복귀 파이프로 잉크가 순환되게 하거나 또는 정지되게 한다. 파이프에서 파이프로 이동하는 시스템(33)에서, 구멍(36),(37)은 잉크의 순환과 접해 있고, 전극(360),(370)의 하우징으로 이용된다. 이들 구멍은 잉크를 공급회로로 복귀시키는 파이프 시스템(35)에 설치되어 있는데, 이플(350)과 함께 작용하여 조인트(350)와 전극(360),(370)과의 사이에서 잉크와 공기의 혼합물의 전기 임피던스를 측정하고 편차를 검출한다. 저항이 너무 크면, 잉크가 순환되지 않는다는 것이기 때문에 노즐이 정지되거나 분사가 재생되지 않는다. 금속 커넥터(371)와 금속 정지방전판(400)이 모듈(30)에 구비되어 있다. 또한 차단수단(39),(40)도 파이프(31,32)를 정위치에 유지시키기 위하여 구비되어 있으며, 나사(41)로 정전방전판을 모듈(30)에 부착시키고, 커넥터(371)는 나사(41)에 의해 결합된다. 헤드의 다른 부품들은 플라스틱으로 만들어져 있고, 정전하가 생길 수 있다. 판(400)은 인쇄될 부분에 면하고 있어 정전스크린을 만들게 되고, 이것은 방울의 궤적에 영향을 미칠 수 있을 정전하가 축적되는 것을 방지한다. 도4의 구멍(150),(151)은 파이프(153),(154)를 갖추는데 필요한 것으로, 상시 폐쇄되어 있다.

본 발명의 다른 중요한 특징은 도1에 도시된 케이스(1)는 서포트 면(50)을 가지고 있다는 것이다. 이 서포트 면은 도5에 도시된 서포트(52)를 수용하는 실(51)이 구비되어 있다. 이 서포트에는 면(53)이 있는데, 그 단면은 케이스(1)의 서포트 면(50)의 단면과 끼워 맞춘다. 이 두 부품은 공지의 방법으로 결합되며, 실(51)에 의해 방수된다. 서포트(52)에는 제1서포트 면과 평행한 거의 원형 단면을 갖춘 제2서포트 면(54)이 있다. 단면은 위상검출 증폭회로를 보호하기 때문에 ADP덮개로 알려진 덮개(70)를 수용할 수 있다. 그 덮개가 도6에 도시되어 있다. 본 발명에 의해 서포트(52)에는 소정의 한 요소(55)가 구비되어 있는데, 이것은 상부의 입구니플(57)과 출구니플(58)에 의해 통상의 잉크회로에 연결된 잉크분배기(56)를 지탱한다. 분배기(56)의 출구에는 두 개의 공급파이프(60,61)와 두 개의 드레인파이프(62,63)이 있다. 본 발명에 의해 잉크회로의 모든 노즐은 동일하며, 분배기(56)는 니플(58)로 잉크를 공급하며, 니폴(57)에 의해 드레인 잉크를 회로로 복귀시킨다. 니폴(350)에 연결된 단일파이프는 회수모듈(30)에서 재생된 잉크를 재순환시킨다. 이 파이프(도시되지 않음)는 도관 방식이 포함된 경우 도관(72)에 결합될 수 있다.

또한 서포트(52)에는 전자조정카드(ADP)가 부착될 단면부(69)가 있다. 실(65)은 서포트(52)의 제2서포트 면(54)과 도6에 도시된 ADP덮개(70)와의 사이를 방수처리 한다.

본 발명은 또 다른 특징은 인쇄헤드가 ADP덮개(70)가 구비되어 있다는 것이다. 그 베이스(71)는 서포트(52)의 면(54)에 꼭 맞고, 어태치먼트(P1),(P2)에 결합된다.

도6은 도관(72)이 있는 방식이나, 후자의 방식을 취하지 않으면 전자를 취하게 된다. ADP덮개(70)는 공지의 방식으로 서포트(52)에 끼워 맞취지고, 실(65)로 방수된다. 제2표면(73)은 잉크회로(도시되지 않음)에 직접 결합된다. 그 회전단면은 어뎁터에 의해 헤드를 프린터 본체로 향하게 한다. 한편 전기접속은 전자조정카드(ADP)(74)에 직접 연결되고, 잉크파이프는 잉크분배기(56)에 직접 연결된다. 전자조정카드(74)는 서포트(52)의 단면(69)에 앉혀 있는 부품(75)에 의해 덮개(70) 내부에 위치하게 된다.

도관(72)을 이용하는 방식에 있어서는, 일측에 플랜지(77)를 갖는 니플(76)이 있으며, 그 플랜지에는 다수의 고정홀(78)이 있다. 플랜지(77)는 덮개(70)의 내측에 얹혀지게 되고, 고정홀로 덮개(70)의 내측면(73)에 부착된다. 도관의 타측에는 제2니플(79)이 있으며, 너트(80)과 나사산(81)을 갖는다. 제2덮개(82)는 소위 도관덮개라 하여 니플(79)이 있으며, 너트(80)과 나사산(81)은 그멍(83)을 관통하게 되며, 조립체는 너트(84)에 의해 고정된다. 실(85),(86)로 방수된다. 도관 덮개(82)의 상부면(87)은 잉크회로(도시되지 않음)와 결합된다.

인쇄헤드는 다수의 노즐과 일반회로에 단일 복귀파이프를 갖는 단일 잉크회수모듈과를 가지고 있으며, 노즐 각각은 별개의 분사조정수단을 가지고 있다.

상기한 바와 같이, 인쇄헤드는 두 개 이상의 모듈본체(A),(B)를 결합할 수 있어 각각의 노즐에 의해 방출된 분사로 인해 생긴 라스터가 서로 조화되어 라스터의 크기가 커지게 된다.

바의 위치는 기계조절 및 전자조절에 따른 노즐간의 조합으로 결정된다. 이러한 조합에 대해 설명하면, 이것은 전자조절수단을 갖는 상기 실행수단 방식으로 실시예에 기재되어 있다. 본 출원을 실행함에 있어서, 코드바는 인접한 노즐들에서 분사된 라스터들이 나란히 결합되어 인쇄된다.

본 발명의 첫번째 특징은 방울순서와 라스터에서의 전하전압순서가 상향순서이기 때문에, 서포트에 대한 인쇄헤드의 상대 통과속도에 무관하게 라스트는 직선을 유지한다는 것이다.

본 발명의 두번째 특징은 인접한 두개의 노즐에 의해 라스터가 종속적으로 인쇄되기 때문에, 인쇄된 라스터는 서로 이어지게 되어 소포트의 이동속도에 무관하게 매우 큰 바가 이루어진다. 제7도은 이러한 특징을 나타내고 있다. 두개의 인접한 노즐(n)과 (n+1)의 각각에 대한 시간함수로서 방울의 전하전압인 두개의 함수(Vc)도형이 있다. 이 도형에 나타난 바와 같이, 전하전압은 한 분사기간(t₁-t₂)=(θ)과 다른 분사기간(t₂-t₃)=(θ') 동안에 기간(θ')의 플래토 만큼 증가한다. 이 두 기간(θ)은 동일하다.

그 결과는 제8도에 도시된 순서논리에 이어 얻어진다. 기동시간(t₁)에 인쇄순서에 대한 신호(S₁)는 노즐(n)에 의해 방출된 분사에 해당되는 인쇄순서(Cn) 논리회로로 보내진다. 라스터가 (n)에 의해 인쇄되면 신호(S₂)는 시간(t₂)에 인쇄순서(Cn+₁) 논리회로를 개시한다. 인쇄순서 논리회로는 해당 라스터(t₃)가 인쇄될 때까지 노즐(n+1)의 분사를 조절한다.

본 발명의 세번째 특징은 인쇄헤드가 축(y)에 대해 기울기(α)로 기울어지도록 (x,o,y)에 인쇄되는 서포트 판과 수직인 축(o,z)을 향해야 한다. 이것은 기간(θ)동안에 라스터가 인쇄되도록 일련의 연속된 방울을 보내면서 서포트에 대한 상대통과속도(V)를 조합한 결과이다. 이들 변수는 다음과 같은 관계식을 갖는다. 2Vθ=H tg(α)(H는 인쇄된 라스터(T)의 높이이다)

제9도에 두개의 노즐(n), (n+₁)의 편향판에서 날리는 방울, 서포트 판(x,o,y)속도(V)로 이동되는 서포트에 생긴 라스터(T)의 높이(H)가 도시되어 있다.

본 발명은 잉크분사 마킹기술, 특히 대형 문자(로고, 그래픽)나 코드바를 인쇄하는 데 적용할 수 있다.

본 발명은 이들 변수에 정확성을 부여하고, 최소한 치수를 유지하면서 잉크분사기술을 실행하는데 필요한 요건을 만족시키는 것에 그 목적이 있다. 이를 위하여 본 출원인은 하나의 케이스 속에 두 개 이상의 노즐을 장치한다는 아이디어를 생각해냈다. 이것은 각각의 노즐에 의해 방출된 분사로부터 라스터(raster)가 생기고, 이들이 서로 어우러져 라스터의 치수가 증가되는 방식이다. 이것은 두 개의 표준형 인쇄헤드를 결합시킨 것이 아니다. 이렇게 되면 오히려 그 조절이나 치수가 복잡해져 사용하기 어렵게 된다. 상기한 바와 같이, 하나의 케이스 속에 단일의 잉크회로에 의한 다수개의 노즐을 공급하는 것이다. 이러한 노즐은 다수의 잉크방울을 분사하여 서로 결합하게 하는 것으로, 미사용된 방울은 노즐들이 공유하고 있는 회로모듈로 회수된다.

본 발명을 보다 정확하게 설명하면, 서포트(support)에 라스터를 인쇄하기 위하여 부하시 편향되는 잉크방울을 연속적으로 분사하는 인쇄헤드에 관한 것으로, 상기 헤드는 단일 케이스(1) 내에 두개 이상의 모듈본체(A,B)를 가지며, 상기 모듈본체는 단일 잉크회로에 의해 공급되는 분사노즐과 모든 분사가 공유하는 것으로 미사용된 방울을 회수하기 위한 모듈(30)과를 포함하고, 상기 모듈은 단일 회수 출구니플(350)을 가지며, 각각의 노즐에 의해 방출된 각각의 방울분사는 서포트에 인쇄된 각각의 인접 라스터가 서로 조화되어 연속한 라스터(T)가 형성되는 방식으로 조절된다.

Claims (12)

1. 서포트에 인쇄패턴을 형성하기 위하여 부하시 편향된 잉크방울을 연속 분사하기 위한 잉크분사 인쇄헤드에 있어서, 단일 하우징내의 상기 헤드는 공동 잉크회로에 의해 공급되는 분사노즐을 갖는 2 이상의 모듈통; 미사용된 잉크방울을 회수하기 위하여 모든 분사가 공유하는 것인 단일 회수출구를 갖는 회수모듈; 상기 패턴이 인접한 노즐들에 의해 서포트에 연속적으로 인쇄되는 방식으로 각각의 노즐에 의해 방출된 잉크방울 분사를 조절하기 위한 조절수단; 상기 회수모듈과 상기 조절수단의 전기조절회로에 연결된 단일 회수파이프를 포함하며; 상기 하우징은 칸막이로 구획되고, 상기 공동 잉크회로의 잉크흡입파이프를 수용하고 있는 착탈식 밑판에 의해 둘러싸여진 베이스를 포함하고; 상기 칸막이는 베이스의 반대쪽에 상기 모듈통을 지지하는 일체형 지지수단을 포함하고; 상기 각각의 일체형 지지수단은 플랜지에 의해 상기 지지수단 내측에 있는 노즐캐리어 분사파이프에 고정된 분사노즐을 가지며, 상기 플랜지는 상기 분사파이프가 회전가능하게 하고; 상기 베이스는 잉크분사를 상기 회수모듈쪽으로 축회전시키기 위한 상기 지지수단이 있는 일체형 조정수단과 함께 작용하는 장방형 구멍을 가지며; 다른 장방형 구멍은 잉크분사가 상기 분사노즐에 인접한 상기 지지수단에 위치하는 전극에 정확히 중심이 잡히도록 상기 지지수단과 일체를 이루는 다른 조절수단과 상호 작용되고; 상기 전극은 상기 잉크분사에 전하를 가하는데 사용되는 것인 잉크분사 인쇄회로.
2. 제1항에 있어서, 각각의 분사에 대한 상기 회수모듈은 잉크를 주 회수관으로 이송하는 수용관을 또한 포함하고 있으며, 상기 수용관에는 스로틀챔버가 구비되어 있고, 잉크를 상기 공동 잉크회로에 연결되어 있는 상기 단일 회수출구쪽으로 순환시키거나 또는 정지시키는 것인 잉크분사 인쇄회로.
3. 제2항에 있어서, 두개의 전극을 수용하기 위해 잉크순환에 인접한 두개의 구멍을 또한 포함하며, 상기 구멍은 상기 출구와 상기 두개의 전극 사이에서 공기/잉크 혼합물이 전기임피던스를 측정하기 위해 상기 회수출구와 상호작용하는 것인 잉크분사 인쇄회로.
4. 제3항에 있어서, 상기 회수모듈과 일체화된 것으로 전하가 방울경로에 축적되는 것을 방지하는 금속판을 또한 포함하는 잉크분사 인쇄회로.
5. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 서포트 면의 단면과 상응하는 단면을 갖는 제1표면과, 조절회로를 에워싸고 있는 덮개를 수용하기 위한 실질적으로 원형인 단면을 갖는 제2표면과를 포함하는 서포트를 수용하기 위한 서포트 면을 또한 포함하는 잉크분사 인쇄회로.
6. 제5항에 있어서, 상기 서포트는 상부 입구 및 상부 출구가 구비된 잉크분배기를 지지하는 요소; 상기 각각의 모듈통에 잉크를 공급하기 위한 두개의 하부 파이프; 및 두개의 하부 드레인 파이프를 또한 포함하는 잉크분사 인쇄회로.
7. 제6항에 있어서, 상기 서포트는 상기 전자조절회로를 장착하는 카드나 덮개내의 제 위치에 고착되도록 하기 위한 단면을 또한 포함하는 잉크분사 인쇄회로.
8. 제7항에 있어서, 상부 덮개는 전체 인쇄헤드를 조절할 수 있도록 프린터의 주본체에 고정되어 있는 잉크분사 인쇄회로.
9. 제7항에 있어서, 상기 덮개는 그 내부에 지지된 칼라가 구비된 제1터미널과, 상기 프린터헤드와 일체화된 제2덮개를 수용하는 제2터미널과를 또한 포함하는 도관수단을 수용하는 잉크분사 인쇄회로.
10. 제1항에 있어서, 조절수단은 바코드를 만들기 위해 전기순서신호를 상향순서로 발생하고 잉크방울의 전압을 패턴화하는 것인 잉크분사 인쇄회로.
11. 제10항에 있어서, 전압순서는 서로 연장된 인쇄패턴을 야기하는 잉크분사 인쇄회로.
12. 제11항에 있어서, 인쇄서포트의 판과 직각을 이루는 축에 대해 잉크분사 인쇄회로를 조정하기 위한 수단을 또한 포함함으로써 패턴이 축에 대해 기울어지는 것인 잉크분사 인쇄회로.