KR100307780B1 - 잉크젯프린터헤드의클리닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흡입 부압을 발생하는 펌핑구조를 간소화하는 동시에 모노 캡과 컬러 캡으로의 부압 공급 경로를 간단히 전기적인 절환수단에 의해 전환시킬 수가 있도록 하는 잉크젯 프린터 헤드의 클리닝 장치에 관한 것으로서, 상기한 목적을 달성시키기 위한 수단으로 본 발명은 전기적인 신호에 의해 구동수단(10)에 의해 구동력을 발생시키고, 동력 전달 수단(20)을 통해서는 구동력을 감속하며, 감속된 구동력을 전달받아 펌핑수단(30)의 드럼(32)과 회전 롤러(33)가 회전하면서 흡입 부압을 발생시키고, 이때의 흡입 부압에 의해 헤드로부터 잉크 흡입수단(50)과 절환수단(40)을 통해 잉크를 흡입시켜 헤드의 잉크 토출구를 클리닝시킬 수 있도록 하므로서 잉크의 흡입 부압 발생 기능과 흡입 경로의 선택 기능이 독립적으로 수행되게 하여 부품 절감 및 조립성 향상에 따른 경제성과 성능 및 신뢰성 향상을 달성시킬 수가 있도록 하는 것이다.

Description

잉크젯 프린터 헤드의 클리닝 장치

본 발명은 잉크젯 프린터에서 헤드의 잉크 토출구멍인 노즐의 막힘을 방지시키기 위한 헤드 클리닝 장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 펌핑수단과 절환수단에 의해 모노 잉크와 컬러 잉크를 선택적으로 강제 흡입하므로서 보다 적은 구동 부하와 간소화된 구성에 의해 노즐의 막힘이 해소되도록 하는 잉크젯 프린터 헤드의 클리닝 장치에 대한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린터는 잉크를 액적의 상태로 토출되게 하여 인쇄를 하는 기기이다.

이때 잉크를 토출하는 헤드의 노즐에서는 잉크가 장시간 외기와 접촉되면서 경화되어 헤드의 구동시에도 토출되지 않게 되는 노즐 막힘 현상이 유발되곤 한다.

이렇게 노즐이 막혀 인쇄가 제대로 이루어지지 않게 되었을 때 프린터 자체적으로 해결할 수 있도록 최근 프린터에 구비되게 한 것이 바로 헤드 클리닝 장치이다.

헤드 클리닝 장치는 통상 프린터의 일측으로 헤드 캐리지가 이송되는 위치의 헤드 캐리지 저부로 구비되며, 그 구성은 도 6에서 보는바와 같다.

구동수단으로는 통상 정역회전이 가능한 스텝모터(100)를 사용하고, 스텝모터(100)로부터의 동력은 서로 맞물린 다수개의 기어(200)들을 통해 감속시켜 제1펌프와 제2펌프로 이루어지는 펌핑부(300)로 전달한다.

펌핑부(300)는 도 7에서 보는바와 같이 외부를 커버하는 케이스(310)와 이 케이스(310)의 내부에서 양측에 서로 대응되게 구비되는 제1펌프(320)와 제2펌프(330)로 이루어지는 구성으로서, 제1펌프(320)와 제2펌프(330)는 서로 대응되는 형상이며, 각 드럼(321)(331)에는 장공이 형성된다.

도 8a와 도 8b는 펌핑부(300)의 제1펌프(320)과 제2펌프(330)의 측단면을 도시한 것이며, 각 드럼(321)(331)의 일측으로는 장공(323)(333)이 형성되고, 각 장공(323)(333)에는 한쌍의 회전 롤러(322)(332)가 이동이 가능하게 지지되어 있다.

또한 케이스(310)의 내주면을 따라서는 회전 롤러(322)(332)의 외측으로 부압에 의해 모노 잉크 또는 컬러 잉크를 유입시키는 각각의 튜브(324)(334)가 권회되어 구비되도록 하고 있다.

한편 도 9는 제1펌프(320)와 제2펌프(330)에서 각각의 튜브(324)(334)를 연결시킨 잉크 흡입부(400)를 도시한 것이다.

잉크 흡입부(400)는 크게 슬라이더(410)와 이 슬라이더(410)를 수평 또는 상하로 이동 안내하는 가이드(420)로서 이루어지며, 슬라이더(410)에는 모노 잉크와 컬러 잉크를 각각 흡입하는 잉크 캡(411)이 구비되도록 하고 있다.

이상과 같은 헤드 클리닝 장치는 도 10a에서 보는바와 같이 모노 및 컬러 헤드(510)가 장착된 헤드 캐리지(500)가 인쇄를 마친 후 인쇄영역으로부터 잉크 흡입부(400)의 직상부로 이동되어 오게 되면 헤드 캐리지(500)에 슬라이더(410)의 일단부에서 상부로 돌출시킨 스토퍼(412)가 걸려지면서 슬라이더(410)를 일측으로 이동시킨다.

이때 슬라이더(410)는 가이드(420)에 형성된 가이드홀(421)을 따라 상승하게 되며, 슬라이더(410)의 상승시 도 10b에서와 같이 슬라이더(410)에 각각 구비되어 있는 모노 및 컬러 잉크 캡(411)은 헤드 캐리지(500)의 모노 및 컬러 헤드(510)에 각각 밀착되는 상태가 된다.

이와같은 상태에서 전기적인 동작신호를 주게되면 스텝모터(100)가 구동하기 시작하면서 다수의 감속기어(200)를 통해 펌핑부(300)에 동력을 전달하게 된다.

펌핑부(300)에서는 양측의 드럼(321)(331)을 동시에 동일한 방향으로 회전시키게 되고, 이때 제1펌프(320)의 드럼(321)에서 장공(322)에 지지되어 있는 회전 롤러(323)가 장공(322)을 따라 외측으로 이동하게 되면 케이스(310)에 지지되어 있는 튜브(324)를 누르면서 드럼(321)과 함께 회전하게 되어 튜브(324)내에 부압을 형성하게 된다.

이때 타측에서 대응되게 구비되는 제2펌프(330)의 드럼(331)에 구비되는 회전 롤러(333)는 비록 드럼(331)이 제1펌프(320)의 드럼(321)과 동시에 회전하게 되더라도 장공(332)의 내측단부에서 그대로 머무르게 되므로 케이스(310)에 지지되어 있는 튜브(334)에 접촉되지 않는 상태에서 계속 공회전만을 하게 된다.

만일 스텝모터(100)가 역회전을 하게 되는 경우에는 제1펌프(320)는 전술한 경우와는 반대로 공전을 하게 되고, 제2펌프(330)에 의해 잉크를 흡입시키는 부압이 형성된다.

잉크의 흡입 부압이 모노 튜브(324)또는 컬러 튜브(334)에 형성되면 각각의 튜브(324)(334)가 연결된 슬라이더(410)의 잉크 캡(411)에 부압을 공급하게 되어 잉크 캡(411)과 이미 긴밀하게 밀착된 모노 또는 컬러 헤드(510)로부터 잉크를 흡입시켜 막혀져 있던 헤드(510)의 잉크 토출구를 뚫어주게 되는 것이다.

하지만 상술한 헤드 클리닝 장치에서 펌핑부(300)는 대단히 복잡한 구조로 이루어지고, 반드시 스텝모터(100)를 정역회전이 가능한 것으로 사용해야만 하므로 제작비용이 많이 드는 비경제적인 단점이 있다.

또한 회전 롤러(322)(332)가 드럼(321)(331)에서 장공(323)(333)을 따라 이동해야만 하므로 장공(323)(333)의 마모가 심하여 장기적으로 사용시에는 잉크 흡입력의 저하를 초래하기도 한다.

특히 모노 잉크와 컬러 잉크를 선택적으로 흡입시켜야 하는 복잡한 구조로 이루어지게 되므로 그만큼 구동부하가 커지면서 고출력의 스텝모터(100)가 요구되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 흡입 부압을 발생하는 펌핑구조를 간소화하는 동시에 모노 캡과 컬러 캡으로의 부압 공급 경로를 간단히 전기적인 절환수단에 의해 전환시킬 수가 있도록 하므로서 소요 부품의 절감과 조립성이 향상되도록 하는데 주된 목적이 있다.

또한 본 발명은 펌핑구조의 간소화로 구동부하를 저감시킬 수가 있도록 하므로서 경제적이면서 성능에 대한 신뢰성이 향상되도록 하는데 다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 헤드 클리닝 장치의 구성을 개략적으로 보인 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 펌핑수단의 일실시예를 보인 측단면도,

도 3은 본 발명에 따른 펌핑수단의 다른 실시예를 보인 세부 단면도,

도 4a, 4b는 본 발명에 따른 절환수단의 작동상태를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 잉크 흡입수단을 보인 세부 단면도,

도 6은 종전 잉크젯 프린터 헤드 클리닝 장치의 구성을 개략적으로 보인 평면도,

도 7은 종래 펌핑부의 세부 단면도,

도 8a, 8b는 종래 펌핑부의 작동상태를 도시한 측단면도,

도 9는 종래 잉크 흡입부의 사시도,

도 10a, 10b는 종래 잉크 흡입부의 작동 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 구동수단 11 : 스텝모터

20 : 동력 전달 수단 21 : 기어

30 : 펌핑수단 32 : 드럼

33 : 회전 롤러 34 : 튜브

40 : 절환수단 41 : 솔레노이드

42 : 절환밸브 50 : 잉크 흡입수단

상기한 목적을 달성시키기 위하여 본 발명은 전기적인 신호에 의해 동력을 발생시키는 구동수단과;

상기 구동수단으로부터의 동력을 감속시키면서 전달하는 동력 전달 수단과;

상기 동력 전달 수단으로부터 전달되는 구동력에 의해서 흡입 부압을 발생시키는 펌핑수단과;

전기적인 신호에 의해 부압의 공급로를 선택적으로 전환하는 절환수단과;

헤드 캐리어의 이송으로 헤드와 밀착하게 되면서 공급되는 부압에 의해 막힌 헤드의 잉크 토출구를 뚫는 잉크 흡입수단으로 구비되는 구성이 특징이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 헤드 클리닝 장치의 전체적인 구성을 개략적으로 보인 평면도로서, 본 발명은 크게 구동수단(10)과 동력 전달 수단(20)과 펌핑수단(30)과 절환수단(40)과 잉크 흡입수단(50)으로서 이루어지는 구성이다.

구동수단(10)은 전기적인 신호에 의해 회전하면서 구동력을 발생시키는 스텝모터(11)로 이루어지고, 스텝모터(11)는 정역회전이 가능한 양방향 구동모터를 사용할 수도 있으나 경제적인 면을 고려할 때 일방향 구동모터를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

동력 전달 수단(20)은 종전과 마찬가지로 기어비가 다른 다수개의 기어(21)를 연결하여 동력을 전달하게 되는 구조로서, 구동수단(10)에서의 구동력을 감속시켜 전달하는 작용을 한다.

펌핑수단(30)은 도 2에서 보는바와 같이 케이스(31)에 단 하나의 드럼(32)만을 회전 가능하게 구비하고, 드럼(32)의 외측에는 케이스(31)의 내주면을 따라 고정되는 튜브(34)가 감겨져서 고정되며, 드럼(32)에는 일측면으로 2개의 회전 롤러(33)가 서로 대응되게 구비되도록 한다.

이때 회전 롤러(33)는 적어도 하나의 회전 롤러(33)가 드럼(32)의 외측에 구비되는 튜브(34)를 항상 누르는 상태로서 유지되도록 하며, 회전 롤러(33)는 종전과 마찬가지로 회전이 가능하게 축설되도록 한다.

따라서 튜브(34)에 접촉되는 회전 롤러(33)는 드럼(32)에 고정된 상태에서 스스로 회전하게 구비되므로 튜브(34)와의 마찰력은 거의 없는 상태이다.

한편 펌핑수단(30)에서 드럼(32)은 도 3에서와 같이 외주면으로 기어를 형성시켜 동력 전달 수단(20)의 최종 기어와 맞물리게 하므로서 적어도 하나의 기어 또는 드럼이 생략되게 할 수도 있다.

절환수단(40)은 도 4에서 보는바와 같이 일측의 솔레노이드(41)와 타측의 절환밸브(42)를 연결하여 솔레노이드(41)의 전기적인 작동에 의해 절환밸브(42)가 절환작용을 하게 되는 구조이다.

즉 솔레노이드(41)의 플런저(41a)를 절환밸브(42)내의 스풀(42a)과 일체로 연결하여 솔레노이드(41)의 작동에 의해서 스풀(42a)을 슬라이딩 이동시켜 부압 및 잉크의 통로가 절환되도록 하는 것이다.

절환밸브(42)에는 각각 모노 잉크가 유입되는 튜브와 컬러 잉크가 유입되는 튜브의 일단부가 각각 연결되어 솔레노이드(41)의 작동에 의해서 어느 한 종류의 잉크만이 절환밸브(42)를 통과하게 된다.

따라서 도 4a에서와 같이 솔레노이드(41)를 작동시키게 되면 모노측 흡입구가 개방되면서 모노 잉크가 펌프에 의해 흡입되고, 도 4b에서와 같이 솔레노이드(41)를 작동시키게 되면 컬러측 흡입구가 개방되면서 컬러 잉크가 펌프에 의해 흡입된다.

한편 절환밸브(42)의 각 모노 잉크 흡입구와 컬러 잉크 흡입구는 도 5에서와 같이 잉크 흡입수단(50)의 모노 및 컬러 잉크캡(52a)에 각각 튜브(43)를 통해서 연결된다.

잉크 흡입수단(50)은 외부의 고정부재인 가이드(51)와 가이드(51)의 내에 삽입되는 슬라이딩 부재인 슬라이더(52)가 구비되는 종전과 동일한 구조이다.

즉 가이드(51)에는 슬라이더(52)를 슬라이딩시킴과 동시에 승하강시킬 수 있도록 하는 가이드홀이 형성되어 있고, 슬라이더(52)에는 측면에 가이드홀에 삽입되는 가이드 돌기가 형성되어 있으며, 일측의 가이드 돌기는 가이드(51)와 일측에서 리턴 스프링에 의해 연결된다.

슬라이더(52)에는 헤드와 긴밀하게 밀착되면서 헤드로부터 잉크를 흡입하는 모노 잉크캡(52a)과 컬러 잉크캡(52a)이 각각 마련되고, 슬라이더(52)의 일단부에는 스토퍼(52b)가 일체로 상향 돌출되며, 각각의 잉크 캡(52a)은 슬라이더(52)의 바닥면으로 탄설시킨 스프링(52c)에 의해 지지되면서 헤드와 밀착시 접촉마찰이 최소화되도록 하고 있다.

즉 스프링(52c)에 의해 슬라이더(52)가 상승하면서 헤드와 밀착될 때 잉크 캡(52a)과 헤드는 항상 일정한 탄력으로 밀착력을 유지하게 된다.

이상과 같은 구성에 따른 본 발명에 의한 작용에 대해서 살펴보면 헤드 캐리지가 잉크 흡입수단(50)의 직상부로 이동하게 되면 헤드 캐리지에 슬라이더(52)의 스토퍼(52b)가 걸리게 된다.

스토퍼(52b)가 걸려진 상태에서 헤드 캐리지가 계속 이동하여 슬라이더(52)를 동시에 수평 이동시키게 되면 고정부재인 가이드(51)의 가이드홀에 안내되면서 슬라이더(52)는 수평이동과 함께 점차 상승된다.

슬라이더(52)의 상승으로 결국 슬라이더(52)의 모노 및 컬러 잉크 캡(52a)은 헤드 캐리지의 헤드와 서로 긴밀하게 밀착되는 상태가 된다.

이때 이전에 실시한 인쇄결과에 따라 모노 잉크가 잘 토출되지 않았다고 판단되면 모노 잉크 클리닝 스위치를, 컬러 잉크가 잘 토출되지 않았다고 판단되면 컬러 잉크 클리닝 스위치를 작동시킨다.

스위치 조작으로 전기적 신호가 입력되면 구동수단(10)의 스텝모터(11)가 구동하기 시작하면서 절환수단(40)의 솔레노이드(41)는 일측의 흡입구를 개방시키게 된다.

스텝모터(11)의 구동과 각 기어(21)들의 연동에 의해 구동력은 펌핑수단(30)에까지 전달되어 드럼(31)을 회전시키게 되며, 이때 드럼(31)과 함께 드럼(31)의 일측으로 서로 대응되게 구비시킨 한쌍의 회전 롤러(33)는 절환수단(40)에 일단이 연결된 튜브(34)를 가압한 상태에서 회전하게 되므로 절환수단(40)에 연결되는 튜브(34)내에는 흡입 부압이 발생하게 된다.

즉 회전 롤러(33)는 처음부터 튜브(34)의 적어도 일측을 누르고 있는 상태에서 드럼(31)과 함께 연동하면서 튜브(34)의 누름면을 이동시키게 되므로 펌핑수단(30)과 절환수단(40)간을 연결한 튜브(34)의 내부를 부압의 상태로 형성시키게 되는 것이다.

이렇게 해서 발생되는 흡입 부압은 이미 절환수단(40)에서 일측의 잉크 흡입구를 연통시킨 상태이므로 잉크 흡입수단(50)의 잉크 캡(52a)과 연결된 튜브(43)를 통해 헤드내의 잉크를 흡입시키게 되는 것이다.

이와같은 방법으로 모노 헤드와 컬러 헤드를 선택적으로 클리닝시키게 되는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 일방향으로 회전하는 스텝모터(11)를 이용한 구동력에 의해 펌핑수단(30)을 비교적 적은 구동부하에 의해서도 구동될 수 있도록 하고, 스텝모터(11)의 구동과 동시에 작동되는 솔레노이드(41)에 의해 흡입할 잉크의 유입로를 선택적으로 개방되게 하는 특징이 있다.

이는 종전의 헤드 클리닝 장치가 모터의 회전방향과 펌핑부에 의해 잉크의 흡입 부압 발생과 잉크 흡입 경로의 선택을 동시에 수행하도록 하므로서 펌핑부를 대단히 복잡한 구성으로 형성시키게 되는데 비해 본 발명은 잉크의 흡입 부압 발생 기능과 잉크 흡입 경로의 선택 기능을 펌핑수단(30)과 절환수단(40)에서 각각 수행되게 하여 펌핑수단(30)의 구성을 단순화하므로서 구동 부하를 최소화시킬 수가 있도록 한다.

또한 각기 다른 기능을 별도의 수단으로 수행하도록 하므로서 각 기능 수행의 효율성을 높이고, 차후 정비 또는 수리가 매우 편리해지게 된다.

특히 흡입 부압을 발생시키는 가장 중요한 부품의 구성을 간소화하므로서 제작단계에서부터 원가를 절감시킬 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 잉크의 흡입 발생 수단의 구성을 간소화하므로서 구동부하가 비교적 적은 일방향 구동 모터를 사용할 수가 있게 된다.

이는 결국 조립성 향상과 부품 및 소비전력의 절감을 달성할 수가 있게 되므로서 제작비 및 유지관리 비용을 절감시키는 경제적인 이점이 있게 된다.

특히 주요 기능의 분리로 각 기능의 발휘를 극대화시킬 수가 있으므로 성능과 신뢰성의 향상을 증대시키게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 전기적인 신호에 의해 동력을 발생시키는 구동수단과;

   상기 구동수단으로부터의 동력을 감속시키면서 전달하는 동력 전달 수단과;

   상기 동력 전달 수단으로부터 전달되는 구동력에 의해서 흡입 부압을 발생시키는 펌핑수단과;

   일측의 솔레노이드와 타측의 절환밸브를 연결하여 솔레노이드의 전기적인 작동에 의하여 상기 솔레노이드의 플런저와 연결된 절환밸브내의 스풀이 슬라이딩 연동하므로써 잉크 흡입구를 선택적으로 개방시키는 절환수단과;

   외부의 고정부재인 가이드와 가이드의 내에 삽입되는 슬라이딩 부재를 가지며, 상기 슬라이딩 부재에는 헤드와 긴밀하게 밀착되면서 헤드로부터 잉크를 흡입하는 잉크캡이 마련되고, 일단부에는 스토퍼가 일체로 상향 돌출되며, 각각의 잉크 캡은 슬라이딩 부재의 바닥면으로 탄설시킨 스프링에 의해 지지되도록 한 잉크 흡입수단으로 구비되는 잉크젯 프린터 헤드의 클리닝 장치
2. 제 1 항에 있어서, 상기 절환 수단은 모노 잉크 흡입구와 컬러 잉크 흡입구를 선택적으로 개방시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 클리닝 장치
3. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크 흡입수단의 슬라이딩 부재는 외부의 고정부재인 가이드와 가이드의 내에 삽입되어 가이드 돌기가 상기 가이드에 형성한 가이드 홀을 따라 수평이동과 승하강을 동시에 하는 슬라이더이며, 상기 슬라이더에는 헤드로부터 잉크를 흡입하는 모노 잉크 캡과 컬러 잉크 캡이 각각 마련된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터 헤드의 클리닝 장치.