KR100677579B1 - 잉크젯 화상형성장치 - Google Patents

Abstract

잉크젯 화상형성장치에 대해서 개시된다. 개시된 잉크젯 화상형성장치는 왕복 진자운동되는 잉크젯 헤드를 이용하여 이송되는 용지에 경사진 방향으로 잉크를 분사함으로써 손상된 노즐에 의한 영향을 줄이는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 종래 발명과 달리 경사지게 설치된 잉크젯 헤드를 진자운동시킴으로써 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 경사지게 형성된 노즐열이 구비된 잉크젯 헤드를 진자운동시킴으로써 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 잉크젯 헤드에 구비된 노즐 중 일부가 손상된 경우에도 손상된 노즐의 영향을 효과적으로 분산시켜 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

Description

잉크젯 화상형성장치{Inkjet image forming apparatus}

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

도 4는 본 발명에 따른 헤드 구동 장치의 일 실시예를 도시한 사시도이다.

도 5는 도 4에 도시된 잉크젯 헤드와 회전축의 결합 관계를 보여주는 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 헤드 구동 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 7은 도 4 및 도 6에 도시된 잉크젯 헤드의 왕복 진자운동을 보여주는 도면이다.

도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d는 도 4에 구비되는 노즐부의 다양한 예를 도시한 도면이다.

도 9는 도 4에 도시된 헤드 구동 장치 중 헤드 회전 수단의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.

도 10은 도 9의 액츄에이터와 잉크젯 헤드 사이에 링크기구가 설치된 것을 보여주는 도면이다.

도 11은 왕복 진자운동을 하는 잉크젯 헤드에서 잉크가 분사되는 동작을 보여주는 도면이다.

도 12는 용지에 분사된 잉크의 일부분을 확대한 도면이다.

도 13은 본 발명에 따른 헤드 구동 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.

도 14a, 도 14b, 도 14c는 도 13에 구비되는 노즐부의 다양한 예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

5.......잉크젯 헤드 10.......몸체

11......노즐부 12, 13...배지롤러

15......피딩롤러 17.......픽업롤러

20......급지카세트 30.......용지 이송부

60......헤드 구동 장치 64.......회전축

70......헤드 회전 수단 72.......구동원

74......변환부 75.......동력전달부재

80......액츄에이터 86.......링크기구

90......제어부

본 발명은 잉크젯 화상형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 손상된 노즐에 의한 화질 저하를 줄일 수 있는 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 화상형성장치는 용지의 상면에서 소정 간격 이격되어 용지의 이송방향과 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 화상형성장치라 한다. 이러한 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치는 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 도면이다.

도 1을 참조하면, 잉크젯 화상형성장치는 노즐부(300)에 구비된 노즐(302)에서 분사되는 잉크(I)가 용지에 부착되어 잉크 화상을 형성한다. 종래의 노즐부(300)는 용지의 이송방향과 직각방향으로 설치되며, 용지에 잉크를 분사하여 화상을 형성한다. 따라서, 일부 노즐(304)이 손상된 경우 손상된 노즐(304, missing nozzle)에서는 잉크(I)가 분사되지 않으므로, 도시된 바와 같이 현저한 미싱 라인(I₁, missing line)이 용지에 나타난다. 즉, 복수의 노즐(302) 중 일부가 손상된 경우, 손상된 노즐(304)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 손상된 노즐(missing nozzle)이나 위크 노즐(weak nozzle)과 같이 정상적으로 잉크를 분사하지 않는 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.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 잉크젯 헤드에 구비된 노즐부 중 일부가 손상된 경우 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 잉크젯 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는: 적어도 용지의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 구비하며 상기 용지의 이송방향에 대해 소정 각도로 경사지게 설치되는 잉크젯 헤드; 및 상기 용지의 이송방향과 경사진 방향으로 잉크를 분사하도록 상기 잉크젯 헤드를 간섭하여 상기 노즐부를 왕복 진자운동시키는 헤드 회전 수단;을 구비하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예로서, 상기 헤드 회전 수단은, 정역회전되는 구동원; 및 상기 구동원의 회전운동을 상기 노즐부의 왕복 진자운동으로 변환시키는 변환부;를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 잉크젯 헤드에는 관통되게 형성되는 결합부가 마련되고, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 결합부에 삽입 고정되어 상기 잉크젯 헤드를 지지하는 회전축을 더 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 변환부는 상기 구동원과 연동되어 상기 회전축을 회전시키는 동력전달부재를 구비하는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 헤드에는 관통되게 형성되는 결합부가 마련되고, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 잉크젯 헤드가 자유롭게 회전될 수 있도록 상기 결합부에 삽입되어 상기 잉크젯 헤드를 지지하는 회전축을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 헤드 회전 수단은, 상기 잉크젯 헤드가 상기 회전축을 중심으로 왕복 진자운동될 수 있도록 상기 잉크젯 헤드와 결합되어 왕복 직선운동하는 액츄 에이터를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 액츄에이터와 상기 잉크젯 헤드 사이에는 왕복 직선운동을 왕복 진자운동으로 변환시켜주는 링크기구가 더 구비되는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 헤드에는 관통되게 형성되는 결합부가 마련되고, 상기 잉크젯 화상형성장치는 상기 결합부에 삽입 고정되어 상기 잉크젯 헤드를 지지하는 회전축을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 헤드 회전 수단은, 상기 회전축을 회전시키도록 상기 잉크젯 헤드와 결합되어 왕복 직선운동하는 액츄에이터를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 액츄에이터와 상기 잉크젯 헤드 사이에는 왕복 직선운동을 왕복 진자운동으로 변환시켜주는 링크기구가 더 구비되는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 상기 잉크젯 화상형성장치는, 상기 용지를 이송시키는 용지 이송부; 및 상기 용지의 원하는 부위에 잉크가 분사될 수 있도록 상기 용지 이송부와 상기 헤드 회전 수단의 동작을 동기화시키는 제어부;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

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이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치를 상세히 설명한다. 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치는 용지의 폭에 대응되는 길이의 노즐부를 갖는 잉크젯 헤드를 구비하는 잉크젯 화상형성장치를 의미한다. 또한, 설명의 편의를 위해 잉크젯 화상형성장치의 전체적인 구성을 먼저 설명한 후, 헤드 구동 장치를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 빠른 이해를 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 라인 프린팅 방식 잉크젯 화상형성장치의 일 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다. 설명의 편의를 위해 잉크젯 헤드를 왕복 진자운동시키는 헤드 구동 장치는 본 도면에서 생략하였다.

도 3을 참조하면, 잉크젯 화상형성장치는, 급지카세트(20)와, 픽업롤러(17)와, 헤드 구동 장치(60 : 도 4 참조)와, 이와 대면되게 위치되는 지지부재(14)와, 용지(P)를 이송시키는 용지 이송부(30), 및 용지(P)가 배지 후 적재되는 적재부(50)를 구비한다.

용지(P)는 급지카세트(20)에 적재된다. 픽업롤러(17)는 급지카세트(20)의 일 측에 설치되어 적재된 용지(P)를 한 장씩 픽업하여 인출한다. 이때, 픽업롤러(17)는 용지(P)의 상면을 가압한 상태에서 회전함으로써 용지(P)를 급지카세트(20)의 밖으로 이송시킨다.

용지 이송부(30)는 모터와 같은 구동원(미도시)에 의해 회전되며, 용지(P)를 이송시키는 이송력을 제공한다. 용지 이송부(30)는 피딩롤러(15)와 배지롤러(12, 13)를 구비한다. 피딩롤러(15)는 잉크젯 헤드(5)의 입측에 설치되며, 급지카세트(20)로부터 인출된 용지(P)를 잉크젯 헤드(5)로 이송시킨다. 이때, 피딩롤러(15)는 용지(P)가 잉크젯 헤드(5)를 통과하기에 앞서 용지(P)의 원하는 부분에 잉크가 분사될 수 있도록 용지(P)를 정렬하는 기능을 수행할 수도 있다. 피딩롤러(15)는 용지(P)를 이송시키는 이송력을 제공하는 구동롤러와 이에 탄력적으로 맞물리는 아이들롤러로 구성될 수 있다. 픽업롤러(17)와 피딩롤러(15) 사이에는 용지(P)를 이송시키는 보조롤러(16)가 더 설치될 수 있다.

배지롤러(12, 13)는 잉크젯 헤드(5)의 출측에 설치되며, 인쇄가 완료된 용지(P)를 화상형성장치의 밖으로 배지시킨다. 화상형성장치에서 배지된 용지(P)는 적재부(50)에 적재된다. 배지롤러(12, 13)는, 용지(P)의 폭방향으로 설치되는 스타휠(12)과, 이에 대면되어 용지(P)의 배면을 지지하는 지지롤러(13)를 구비한다. 노즐부(11)를 통과하면서 그 상면에 잉크가 분사된 용지(P)는 잉크에 의하여 젖어서 웨이브가 생길 수 있다. 웨이브가 심해지면 용지(P)가 노즐부(11) 또는 몸체(10)의 저면에 접촉되어 아직 건조되지 않은 잉크가 번져서 화상이 오염될 수 있다. 또, 웨이브로 인해 용지(P)와 노즐부(11)와의 간격이 유지되지 않을 가능성이 매우 높 다. 스타휠(12)은 노즐부(11)의 하방으로 이송되는 용지(P)가 노즐부(11) 또는 몸체(10)의 저면에 접촉되거나 용지(P)와 노즐부(11)와의 간격이 변하는 것을 방지하기 위한 것으로서, 적어도 일부분은 노즐부(11)보다 더 돌출되도록 설치되어 용지(P)의 상면에 점접촉된다. 이와 같은 구성에 의하면, 스타휠(12)은 용지(P)의 상면에 점접촉됨으로써 용지(P)의 상면에 분사되어 아직 마르지 않은 잉크화상이 오염되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 용지(P)를 원활하게 이송시키기 위해 복수의 스타휠을 설치할 수 있다. 복수의 스타휠이 용지(P)의 이송방향으로 나란하게 설치되는 경우에는 각각의 스타휠에 대응되는 복수의 지지롤러가 더 구비되는 것이 바람직하다.

지지부재(14)는 노즐부(11)와 용지(P)가 소정의 간격을 유지하도록 잉크젯 헤드(5)의 하방에 마련되어 이송되는 용지(P)의 배면을 지지한다. 노즐부(11)와 용지(P)와의 간격은 약 0.5 ∼ 2.5 mm 정도이다.

도 4는 본 발명에 따른 헤드 구동 장치의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 잉크젯 헤드와 회전축의 결합 관계를 보여주는 사시도이다. 또한, 도 6은 본 발명에 따른 헤드 구동 장치의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 4 및 도 6에 도시된 잉크젯 헤드의 왕복 진자운동을 보여주는 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 헤드 구동 장치(60)는 노즐부(11)에 의해 분사되는 잉크가 용지(P)의 이송방향과 소정의 각도를 이루며 분사되도록 하는 것으로, 잉크젯 헤드(5)와 잉크젯 헤드(5)를 왕복 진자운동시키는 헤드 회전 수단(70)을 구비한다.

잉크젯 헤드(5)는 용지(P)에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 것으로, 용지(P)의 이송방향에 대해 소정 각도로 경사지게 설치된다. 잉크젯 헤드(5)는 몸체(10)와, 몸체(10)의 저면에 마련되는 노즐부(11)를 구비한다. 노즐부(11)의 입측에는 피딩롤러(15)가, 출측에는 스타휠(12)이 회전될 수 있게 설치된다. 노즐부(11)에는 잉크를 분사하는 다수의 노즐열(nozzle array)이 마련된다. 상기 노즐부(11)는 용지(P)의 폭에 해당되거나, 용지(P)의 폭보다 길게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 잉크젯 헤드(5)는 용지의 이송방향과 직각방향으로 이송되면서 용지에 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 셔틀방식 잉크젯 헤드가 아니라, 용지(P)의 폭에 대응되는 길이의 노즐부(11)에서 잉크를 분사하여 화상을 인쇄하는 라인 프린팅 방식 잉크젯 헤드인 것을 특징으로 한다.

도면으로 도시되지는 않았지만, 몸체(10)에는 잉크가 수용되는 저장공간이 마련된다. 또한, 몸체(10)에는 노즐부(11)의 각 노즐들과 연통되고 잉크를 분사하기 위한 압력을 제공하는 분사수단(예를 들면 피에조 소자, 히터)이 마련된 챔버와, 몸체(10)에 수용된 잉크를 챔버로 공급하기 위한 유로 등이 더 구비된다. 챔버, 분사수단, 유로 등은 잉크젯 헤드 분야의 당업자에게 잘 알려져 있는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d는 노즐부(11)의 다양한 예를 도시한 도면이다. 도 8a에 도시된 노즐부(11)는 일렬로 형성된 다수의 노즐열(11C, 11M, 11Y, 11K)을 갖는 노즐 섹션(11A)을 노즐부(11)의 길이 방향을 따라 2열로 서로 엇갈리게 배치한 것이다. 하나의 노즐 섹션(11A)에서는 서로 다른 색상의 잉크를 각각 분사할 수 있다. 도 8b에 도시된 노즐부(11)는 하나의 노즐열을 갖는 노즐 섹션(11A)을, 다른 색상에 대해서는 용지(P)의 이송방향으로, 같은 색상에 대해서는 노즐부(11)의 길이 방향을 따라 배치한 것이다. 도 8c에 도시된 노즐부(11)는 용지(P)의 폭에 해당되는 길이를 갖는 다수의 노즐열(11C, 11M, 11Y, 11K)을 갖는 하나의 노즐 섹션(11A)으로 구성된다. 도 8d에 도시된 노즐부(11)는 용지(P)의 폭에 해당되는 길이를 갖는 하나의 노즐열을 갖는 노즐 섹션(11A)을 용지(P)의 이송방향으로 4열로 배치한 것이다. 도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d에 도시된 노즐부(11)는 일 실시예일 뿐이며, 노즐부(11)는 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있으며 도시된 노즐부(11)의 구조에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니다.

도 5를 참조하면, 잉크젯 헤드(5)의 일측에는 관통되게 형성되는 결합부(62)가 마련된다. 회전축(64)은 중공 형상의 결합부(62)에 삽입되어 잉크젯 헤드(5)를 지지한다. 이때, 결합부(62)와 회전축(64)은 헤드 회전 수단(70)에 따라 고정되게 결합될 수도 있고, 회전가능하게 결합될 수도 있다. 또한, 결합부(62)에 결합되는 회전축(64)에는 가이드 부쉬(66)가 더 끼워진 상태로 회전축(64)이 결합부(62)에 삽입될 수도 있다. 상기 회전축(64)은 도시되지 않은 본체 프레임에 설치된다. 또한, 회전축(64)에는 구동원(72)으로부터의 동력을 전달받는 동력전달부(65)가 구비된다. 상기 동력전달부(65)는 기어일 수도 있고, 타이밍 벨트가 결합되는 풀리일 수도 있다. 또한, 상기 동력전달부(65)는 회전축(64)의 외주면을 따라 형성되는 요철 형상일 수도 있다. 이러한 변형례는 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 헤드 회전 수단(70)은 용지(P)의 이송방향과 경사진 방향으로 잉크를 분사하도록 잉크젯 헤드(5)를 간섭하여 노즐부(11)를 왕복 진자운동시킨다. 여기서, 왕복 진자운동(pendulum movement)이란, 도 7에 도시된 바와 같이 일축을 중심으로 소정 각도로 주기적으로 회전되는 것을 의미한다. 회전되는 각도는 좌우 대칭이 아니어도 관계없다. 상기와 같이 노즐부(11)를 왕복 진자운동시키면 잉크는 용지(P)에 대해 사선으로 분사된다. 따라서, 노즐부(11)의 일부 노즐이 손상되더라도 용지(P)와 나란한 방향으로 분사되던 종래의 발명과 달리 손상된 노즐에 의한 영향이 여러 라인에 분산되어 나타나므로 화질 저하를 감소시킬 수 있다. 즉, 손상된 노즐에 의해 종래의 발명에서 나타나던 화이트 라인(white line)과 같은 화질 저하를 줄일 수 있다.

헤드 회전 수단(70)은 회전축(64)의 일측 또는 양측에 설치되며, 도 4에 도시된 바와 같이 정역회전되는 구동원(72)과 구동원(72)의 회전운동을 노즐부(11), 즉 잉크젯 헤드(5)의 왕복 진자운동으로 변환시키는 변환부(74)를 구비한다. 변환부(74)는 구동원(72)과 연동되어 회전축(64)을 회전시키는 동력전달부재(75)를 구비한다. 동력전달부재(75)는 도 4에 도시된 바와 같이 구동원(72)으로부터 동력을 전달받아 회전축(64)으로 전달하는 동력전달기어이거나, 도 6에 도시된 바와 같이 구동원(72)의 구동축에 설치된 구동풀리와 회전축(64)에 설치된 종동풀리에 지지되어 동력을 전달하는 벨트일 수도 있다. 도시된 예 이외에도 다양한 동력 전달 방식이 실시 가능하다.

본 실시예에서는 결합부(62)와 회전축(64)이 고정되게 설치되는 것이 바람직 하다. 구동원(72)이 정역회전하면 동력전달부재(75)에 의해 회전축(64)이 정역회전되기 때문이다. 따라서, 회전축(64)에 고정 결합된 잉크젯 헤드(5)도 구동원(72)의 정역회전에 연동되어 도 7에 도시된 바와 같이 왕복 진자운동을 하게 된다.

도 9는 도 4에 도시된 헤드 구동 장치 중 헤드 회전 수단의 다른 실시예를 보여주는 도면이고, 도 10은 도 9의 액츄에이터와 잉크젯 헤드 사이에 링크기구가 설치된 것을 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위해 상기 실시예와 작용 및 효과가 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용을 하였다.

도 9를 참조하면, 헤드 회전 수단은 왕복 직선운동을 하는 액츄에이터(80)를 구비한다. 액츄에이터(80)는 본체 프레임(미도시)에 설치되는 실린더부(84)와, 상기 실린더부(84)의 내주면으로 미끄러지게 삽입되는 피스톤부(82)를 구비한다. 상기 피스톤부(82)의 일측은 잉크젯 헤드(5)와 결합된다. 따라서, 피스톤부(82)가 실린더부(84)의 내부면을 따라 왕복 직선운동하면, 잉크젯 헤드(5)는 회전축(64)을 중심으로 왕복 진자운동하게 된다. 이때, 잉크젯 헤드(5)가 자유롭게 회전될 수 있도록 회전축(64)과 결합부(62)가 결합되면 잉크젯 헤드(5)는 회전축(64)을 회전 중심으로 하여 왕복 진자운동을 하게 된다. 이와 달리, 회전축(64)이 결합부(62)에 고정되도록 삽입되면 회전축(64)과 잉크젯 헤드(5)는 일체로 움직이게 되므로, 회전축(64)의 회전에 구속되어 잉크젯 헤드(5)가 왕복 진자운동을 하게 된다.

또한, 액츄에이터(80)와 잉크젯 헤드(5) 사이에는 도 10에 도시된 바와 같이 액츄에이터(80)의 왕복 직선운동을 왕복 진자운동으로 변환시켜주는 링크기구(86, linkage mechanism)가 더 구비될 수 있다. 도 10에는 3절 링크기구(3-bar linkage mechanism)가 도시되어 있으나, 4절 링크기구나 5절 링크기구가 채용될 수도 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다. 상기 액츄에이터(80)로는 정밀한 위치 제어가 가능한 압전 액츄에이터(piezo actuator)를 사용하는 것이 바람직하다. 액츄에이터(80) 그 자체의 구성 및 작용은 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려져 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다. 또한, 헤드 회전 수단으로 액츄에이터 이외에 유압 실린더나 공압 실린더가 채용될 수도 있다.

상술한 바와 같이 헤드 회전 수단(70)은 잉크젯 헤드(5)를 간섭하여 용지(P)의 이송방향과 경사진 방향으로 잉크가 분사되도록 노즐부(11)를 왕복 진자운동시킨다. 따라서, 잉크는 종래 발명과 달리 용지(P)에 대해 사선으로 분사된다. 제어부(90)는 용지(P)의 원하는 부위에 잉크가 분사될 수 있도록 용지 이송부(30)와 헤드 회전 수단(70)의 동작을 동기화시킨다. 즉, 제어부(90)는 사선으로 분사되는 잉크가 용지(P)의 원하는 부위에 분사되도록 이송되는 용지(P)의 속도에 맞춰 헤드 회전 수단(70)의 동작을 제어한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 화상형성과정을 설명한다.

도 11은 왕복 진자운동을 하는 잉크젯 헤드에서 잉크가 분사되는 동작을 보여주는 도면이고, 도 12는 용지에 분사된 잉크의 일부분을 확대한 도면이다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 잉크젯 헤드(5)는 이송되는 용지(P)에 대해 진자운동을 반복하며 잉크(I)를 토출한다. 여기서, 진자운동을 하는 잉크젯 헤드(5)는 구동원이나 액츄에이터에 의해 구동된다. 또한, 잉크젯 헤드(5)는 용 지(P)의 이송방향에 대해 소정 각도로 경사지게 설치되므로, 진자운동시 잉크(I)는 용지(P)에 대해 사선으로 분사된다. 인쇄시 잉크젯 헤드(5)는 소정 속도로 이송되는 용지(P)에 진자운동을 하며 잉크(I)를 분사하므로, 하나의 노즐 구멍에서 분사되는 잉크(I)는 도 12에 도시된 바와 같이 지그재그 형상으로 용지(P)에 부착된다.

잉크(I)를 분사하는 노즐이 손상되면, 도 12에 도시된 바와 같이 손상된 노즐에 의한 영향이 나타난다. 즉, 도 12에 도시된 I₂ 영역에 잉크(I)가 분사되지 않게 된다. 종래 발명에서는 노즐 중 일부가 손상되어 잉크가 분사되지 않는 경우, 손상된 노즐에 해당되는 용지(P)의 부분에 인쇄가 이루어지지 않아 흰 선(white line)이 나타났다. 즉, 손상된 노즐은 잉크를 분사하지 않거나 약하게 분사하므로, 도 12의 I₁ 영역과 같이 손상된 노즐에 의한 영향이 눈에 쉽게 띄는 흰 선으로 나타났다. 그러나, 본 발명에서는 손상된 노즐에 의한 영향이 지그재그 형상으로 여러 라인에 걸쳐서 분산된다. 즉, 에러 디퓨전(error diffusion) 방법에 의해 손상된 노즐의 영향이 눈에 띄지 않을 정도로 효과적으로 분산된다.

도 14a, 도 14b, 도 14c는 도 13에 구비되는 노즐부의 다양한 예를 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 상기 실시예와 작용 및 효과가 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호로 인용을 하였다.

여기서, 노즐부(11)는, 도 14a, 도 14b, 및 도 14c에 도시된 바와 같이, 용지(P)의 이송방향과 경사진 방향으로 잉크를 분사하도록 잉크젯 헤드(5)에 대해 소정 각도로 경사지게 설치된다.

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도 14a에 도시된 노즐부(11)는 일렬로 형성된 하나의 노즐열(11B)을 갖는 노즐 섹션(11A)을 경사지게 길이방향으로 배열한 것이다. 도 14b에 도시된 노즐부(11)는 사선 형태로 형성된 다수의 노즐열(11B)을 갖는 노즐 섹션(11A)을 2열로 서로 엇갈리게 배치한 것이다. 도 14c에 도시된 노즐부(11)는 잉크젯 헤드(5)에 대해 경사지게 배치된 4열의 노즐섹션(11A)을 구비한다. 각각의 노즐섹션(11A)은 서로 다른 색상(예를 들면 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙)의 잉크를 각각 분사할 수 있다. 도 14a, 도 14b, 도 14c에 도시된 노즐부(11)는 일 실시예일 뿐이다. 노즐부(11)는 이외에도 다양한 형태를 가질 수 있으며 도시된 노즐부(11)의 구조에 의하여 본 발명의 기술적 범위가 제한되는 것은 아니다.

도 14a, 도 14b, 도 14c에 도시된 헤드 구동 장치의 전체적인 구성 및 작용은 도 4 내지 도 12에 도시된 실시예의 헤드 구동 장치의 구성 및 작용과 같으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 잉크젯 헤드(5)가 용지(P)의 이송방향과 경사지게 설치된 상태로 왕복 진자운동을 하는 경우, 노즐부(11)가 잉크젯 헤드(5)와 평행한 방향으로 마련되든 아니면 잉크젯 헤드(5)에 대하여 경사진 방향으로 배열되든 그 여부를 불문하고, 잉크의 분사 방향이 용지(P)의 이송방향에 경사진 방향을 따르면서 용지(P)의 이송 방향에 수직한 방향을 따른 잉크 분사 능력을 부분적으로 갖게 된다. 이로써 손상될 노즐의 보상이나 고해상도 인쇄를 구현할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 구성에 의하면, 본 발명은 종래 발명과 달리 왕복 진자운 동되는 잉크젯 헤드를 이용하여 이송되는 용지에 경사진 방향으로 잉크를 분사함으로써 손상된 노즐에 의한 영향을 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는 종래 발명과 달리 경사지게 설치된 잉크젯 헤드를 진자운동시킴으로써 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명은 경사지게 형성된 노즐열이 구비된 잉크젯 헤드를 진자운동시킴으로써 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 즉, 본 발명은 잉크젯 헤드에 구비된 노즐 중 일부가 손상된 경우에도 손상된 노즐의 영향을 효과적으로 분산시켜 손상된 노즐이 화질에 미치는 영향을 최소화할 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 (22)

1. 적어도 용지의 폭에 해당되는 길이의 노즐부를 구비하며 상기 용지의 이송방향에 대해 소정 각도로 경사지게 설치되는 잉크젯 헤드; 및

   상기 용지의 이송방향과 경사진 방향으로 잉크를 분사하도록 상기 잉크젯 헤드를 간섭하여 상기 노즐부를 왕복 진자운동시키는 헤드 회전 수단;을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단은,

   정역회전되는 구동원; 및

   상기 구동원의 회전운동을 상기 노즐부의 왕복 진자운동으로 변환시키는 변환부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 잉크젯 헤드에는 관통되게 형성되는 결합부;가 마련되고,

   상기 결합부에 삽입 고정되어 상기 잉크젯 헤드를 지지하는 회전축;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 변환부는 상기 구동원과 연동되어 상기 회전축을 회전시키는 동력전달부재;를 구비하며,

   상기 회전축이 회전됨으로써 상기 노즐부가 왕복 진자운동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 잉크젯 헤드에는 관통되게 형성되는 결합부;가 마련되고,

   상기 잉크젯 헤드가 자유롭게 회전될 수 있도록 상기 결합부에 삽입되어 상기 잉크젯 헤드를 지지하는 회전축;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단은,

   상기 잉크젯 헤드가 상기 회전축을 중심으로 왕복 진자운동될 수 있도록 상기 잉크젯 헤드와 결합되어 왕복 직선운동하는 액츄에이터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 액츄에이터와 상기 잉크젯 헤드 사이에는 왕복 직선운동을 왕복 진자운동으로 변환시켜주는 링크기구;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 잉크젯 헤드에는 관통되게 형성되는 결합부;가 마련되고,

   상기 결합부에 삽입 고정되어 상기 잉크젯 헤드를 지지하는 회전축;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 헤드 회전 수단은,

   상기 회전축을 회전시키도록 상기 잉크젯 헤드와 결합되어 왕복 직선운동하는 액츄에이터;를 구비하며,

   상기 회전축이 회전됨으로써 상기 노즐부가 왕복 진자운동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 액츄에이터와 상기 잉크젯 헤드 사이에는 왕복 직선운동을 왕복 진자운동으로 변환시켜주는 링크기구;가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 용지를 이송시키는 용지 이송부; 및

    상기 용지의 원하는 부위에 잉크가 분사될 수 있도록 상기 용지 이송부와 상기 헤드 회전 수단의 동작을 동기화시키는 제어부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 노즐부는 상기 용지의 이송방향과 경사진 방향으로 잉크를 분사하도록 상기 잉크젯 헤드에 평행한 방향 또는 상기 잉크젯 헤드에 경사진 방향으로 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
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