KR100694115B1

KR100694115B1 - 캡부재를 구비하는 잉크젯 화상형성장치

Info

Publication number: KR100694115B1
Application number: KR1020050044230A
Authority: KR
Inventors: 정연건; 박헌수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2007-03-12
Also published as: US20060268049A1; KR20060122182A; CN1868748A; CN100475539C

Abstract

개시된 잉크젯 화상형성장치는, 다수의 노즐플레이트가 배열된 노즐부를 구비하는 잉크젯 헤드와, 노즐부와 대면되는 베이스와 노즐부의 외곽을 에워싸서 베이스와 함께 노즐부를 외기와 격리시키는 외곽벽과 베이스로부터 돌출되어 베이스와 노즐부가 접촉되지 않도록 하는 지지부를 구비하는 캡부재를 포함한다.

Description

캡부재를 구비하는 잉크젯 화상형성장치{Inkjet image forming apparatus having cap member}

도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 사시도.

도 2는 노즐부의 일 예를 도시한 도면.

도 3은 노즐부의 다른 예를 도시한 도면.

도 4는 플라텐을 이동시키는 장치의 일 예를 도시한 구성도.

도 5는 플라텐이 노즐부로부터 회피된 상태를 보여주는 도면.

도 6은 캡부재를 캡핑위치와 언캡핑위치로 이동시키기 위한 장치의 일 예를 도시한 구성도.

도 7은 캡부재가 언캡핑위치에 위치된 상태를 보여주는 도면.

도 8은 캡부재가 캡핑위치에 위치된 상태를 보여주는 도면.

도 9는 도 2에 도시된 노즐부를 캡핑시키기 위한 캡부재의 일 실시예의 사시도.

도 10은 노즐부가 캡핑된 상태를 도시한 단면도.

도 11은 베이스 또는 캡플레이트가 평탄하지 않을 경우의 문제점을 설명하는 도면.

도 12는 지지부의 일 예를 도시한 사시도.

도 13은 지지부의 다른 예를 도시한 사시도.

도 14는 지지부의 또다른 예를 도시한 사시도.

도 15는 도 3에 도시된 노즐부를 캡핑시키기 위한 캡부재의 일 예를 도시한 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10......잉크젯 헤드 11......노즐부

12......노즐플레이트

12-1. 12-2. 12-3, 12-4......노즐열 13......노즐

20......한 쌍의 롤러 30.....플라텐

60......캡부재 70......캡플레이트

본 발명은 잉크젯 화상형성장치에 관한 것으로서, 특히, 노즐부를 캡핑하는 캡부재를 구비하는 잉크젯 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 화상형성장치는 용지의 이송방향과 직각방향(용지의 폭방향)으로 왕복주행되는 잉크젯 헤드(셔틀방식 잉크젯 헤드)로부터 용지에 잉크를 분사하여 화상을 형성하는 장치를 말한다. 잉크젯 헤드에는 잉크를 토출하는 다수의 노즐이 형성된 노즐부가 구비된다. 노즐부의 주위에는 분사되지 않은 잉크방울이 남아 있다. 인쇄작업을 수행하지 않는 동안에, 노즐부가 공기 중에 노출되어 있으 면 노즐부 주위의 잉크방울이 고화될 수 있으며, 공기 중으로부터 노즐부에 미세 먼지 등의 이물질이 부착될 수 있다. 이와 같이 고화된 잉크나 이물질은 잉크 분사방향을 왜곡시켜 인쇄품질을 저하시킨다. 또, 노즐부의 잉크가 증발되어 노즐부가 막히게 된다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 인쇄작업을 수행하지 않는 동안에는 노즐부를 외기와 격리시킬 필요가 있다.

근래에는 셔틀방식 잉크젯 헤드 대신에 용지의 폭에 해당되는 주주사방향의 길이를 갖는 노즐부를 구비한 잉크젯 헤드(어레이 잉크젯 헤드)를 사용하여 고속 인쇄를 구현하려는 시도가 행하여지고 있다. 이러한 잉크젯 화상형성장치는 잉크젯 헤드가 고정되어 있고, 용지만이 이송된다. 따라서, 잉크젯 화상형성장치의 구동장치가 단순하고 고속 인쇄의 구현이 가능하다. 이와 같은 잉크젯 화상형성장치에는 노즐부의 길이가 예를 들면 A4에 대응되기 의해서는 용지의 폭방향의 인쇄마진을 고려하지 않는다면 210mm 정도가 된다. 따라서, 인쇄작업을 수행하지 않는 동안에 이와 같이 긴 노즐부를 효과적으로 외기와 격리시킬 필요성이 대두된다.

본 발명은 상기한 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 인쇄작업이 수행되지 않는 동안에 잉크젯 헤드의 노즐부를 효과적으로 외기와 격리시킬 수 있도록 개선된 잉크젯 화상형성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크젯 화상형성장치는, 다수의 노즐플레이트가 배열된 노즐부를 구비하는 잉크젯 헤드; 상기 노즐부와 대면되는 베이스와, 상기 노즐부의 외곽을 에워싸서 상기 베이스와 함께 상기 노즐부를 외기와 격리시키는 외곽벽과, 상기 베이스로부터 돌출되어 상기 베이스와 상기 노즐부가 접촉되지 않도록 하는 지지부를 구비하는 캡부재;를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 지지부는 상기 노즐플레이트와 대면된 영역 이외의 영역에 위치되는 지지폴을 포함한다. 상기 지지폴은 그 높이가 상기 외곽벽의 높이와 같거나 그보다 낮다.

일 실시예로서, 상기 지지부는 상기 베이스의 상기 노즐플레이트와 대면된 영역 이외의 영역에 위치되며, 상기 노즐플레이트의 가장자리를 따라 연장된 지지벽을 포함한다. 상기 지지벽은 그 높이가 상기 외곽벽의 높이와 같거나 그보다 낮다. 상기 지지벽은 상기 외곽벽과 분리될 수 있다.

일 실시예로서, 상기 노즐부는 용지의 폭에 해당되는 주주사 방향의 길이를 갖는다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크젯 화상형성장치는, 적어도 용지의 폭에 해당되는 주주사 방향의 길이를 갖는 노즐부를 구비하며, 상기 노즐부는 주주사방향으로 배열된 다수의 노즐플레이트를 구비하는, 어레이 잉크젯 헤드; 상기 노즐부와 대면되는 베이스와, 상기 노즐부의 외곽을 에워싸서 상기 베이스와 함께 상기 노즐부를 외기와 격리시키는 탄성체로 된 외곽벽과, 상기 베이스로부터의 돌출높이가 상기 외곽벽의 높이와 같거나 그보다 낮으며 상기 베이스의 상기 노즐플레이트와 대면된 영역 이외의 영역에 위치되는 지지벽을 구비하는 캡부재;를 포함한다.

일 실시예로서, 상기 지지벽은 상기 노즐플레이트의 가장자리를 따라 마련된 다. 상기 지지벽은 상기 외곽벽과 분리된다.

이하 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 일 실시예를 도시한 사시도이다. 도 1을 보면, 용지(P)는 서로 맞물려 회전되는 한 쌍의 롤러(20)에 의하여 부주사방향(S)으로 이송된다. 용지(P)의 상방에는 잉크젯 헤드(10)가 설치된다. 잉크젯 헤드(10)는 고정된 위치에서 용지(P)에 잉크를 분사함으로써 용지(P)에 화상을 인쇄한다.

본 실시예의 잉크젯 헤드(10)는 용지(P)의 폭에 해당되는 주주사방향(M)의 길이를 갖는 노즐부(11)를 구비하는 어레이 잉크젯 헤드이다. 도 2와 도 3은 노즐부(11)의 일 예를 도시한 도면이다. 도 2와 도 3을 보면, 노즐부(11)는 주주사방향으로 배열된 다수의 노즐 플레이트(12)를 구비한다. 각 노즐 플레이트(12)에는 잉크를 토출하는 다수의 노즐(13)이 형성되어 있다. 노즐 플레이트(12)는 다수의 노즐열(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)이 마련될 수 있다. 또, 각 노즐열(12-1, 12-2, 12-3, 12-4)은 같은 색상의 잉크 또는 서로 다른 색상(예를 들면 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙)의 잉크를 각각 분사할 수 있다. 도 2와 도 3은 노즐부(11)는 일 예를 도시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 도 2와 도 3에 도시된 노즐부(11)에 의하여 한정되는 것은 아니다.

도면으로 도시되지는 않았지만, 잉크젯 헤드(10)에는 각 노즐(13)과 연통되고 잉크를 토출하기 위한 압력을 제공하는 토출수단(예를 들면 피에조 소자, 히터) 이 마련된 챔버와, 챔버로 잉크를 공급하기 위한 유로 등이 구비된다. 챔버, 토출수단, 유로 등은 당업자에게 잘 열려져 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

플라텐(30)은 노즐부(11)와 대면되게 위치되어 잉크젯 헤드(10)의 노즐부(11)가 용지(P)와 소정의 간격, 예를 들면 0.5-2mm 정도의 간격을 유지하도록 위치된다. 잉크젯 헤드(10)의 출측에는 도면에 도시되지는 않았지만, 인쇄된 용지(P)를 배출하는 배출수단이 설치될 수 있다.

인쇄작업을 수행하지 않는 동안에, 노즐부(11)가 공기 중에 노출되어 있으면 노즐부(11) 주위의 잉크방울이 고화될 수 있으며, 공기 중으로부터 노즐부에 미세 먼지 등의 이물질이 부착될 수 있다. 이와 같이 고화된 잉크나 이물질은 잉크 분사방향을 왜곡시켜 인쇄품질을 저하시킨다. 또, 노즐부(11)의 잉크가 지속적으로 증발되어 고화된 잉크에 의하여 노즐부(11)가 막히게 된다. 어레이 잉크젯 헤드(10)는 고정된 위치에서 화상을 인쇄하기 때문에 노즐(13)이 일부 막히면 인쇄된 화상에 흰선이 나타나게 된다. 이와 같은 현상을 방지하기 위하여 인쇄작업을 수행하지 않는 동안에는 노즐부(11)를 캡핑시켜 외기와 격리시킬 필요가 있다.

노즐부(11)를 캡핑시키기 전에 플라텐(30)은 노즐부(11)의 하방으로부터 회피될 필요가 있다. 플라텐(30)을 노즐부(11)의 하방으로부터 회피시키기 위한 장치의 일 예가 도 4와 도 5에 도시되어 있다. 도 4를 보면, 플라텐(30)의 측벽에는 보스(31)가 마련된다. 보스(31)는 지지부재(40)에 마련된 캠궤적(41)에 삽입된다. 기어(42)는 슬롯(43)이 마련된 아암(44)을 구비한다. 보스(31)는 슬롯(43)에 삽입된다. 모터(51)는 기어(42)를 회전시킨다. 모터(51)의 회전방향에 따라 플라텐(30)은 캠궤적(41)을 따라 이동되어 도 5에 도시된 바와 같이 노즐부(11)의 하방으로부터 회피거나 또는 도 4에 도시된 바와 같이 용지(P)와 노즐부(11)와의 간격을 유지하기 위한 위치로 복귀된다.

도 6은 노즐부(11)를 캡핑시키는 캡핑장치의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 6을 보면, 노즐부(11)를 캡핑시키는 캡부재(60)는 캡플레이트(70)에 설치된다. 캡플레이트(70)의 측부에는 보스(71)가 마련된다. 보스(71)는 힌지(73)를 중심으로 회동되는 회동레버(72)와 결합된다. 캠기어(74)는 슬롯(75)이 마련된 아암(76)을 구비한다. 회동레버(72)에 마련된 보스(77)는 슬롯(75)에 삽입된다. 모터(52)는 기어(78)를 통하여 캠기어(74)를 회전시킨다. 그러면, 회동레버(72)가 힌지(73)를 중심으로 회동된다. 이와 같은 구성에 의하여, 모터(52)를 정, 역회전시킴으로써 캡부재(60)를 언캡핑위치(도 7)와 캡핑위치(도 8)로 이동시킬 수 있다.

인쇄를 수행하기 위하여는, 캡부재(60)를 도 7에 도시된 언캡핑위치로 이동시킨 다음, 플라텐(30)을 도 4에 도시된 위치로 이동시킨다. 인쇄가 완료되면, 다시 플라텐(30)을 도 5에 도시된 위치로 이동시킨 다음, 캡부재(60)를 도 8에 도시된 캡핑위치로 이동시킨다.

도 9에는 캡부재(60)의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 9에 도시된 캡부재(60)는 예를 들어 도 2에 도시된 노즐부(11)를 캡핑시키기 위한 것이다. 도 9를 보면, 캡부재(60)는 베이스(61)와 외곽벽(boundary wall)(62)을 구비한다. 베이스(61)는 노즐부(11)와 대면된다. 외곽벽(62)은 노즐부(11)와 접촉되는 부분으로서, 고무 등의 탄성체로 만들어지는 것이 바람직하다. 베이스(61)와 외곽벽(62)은 고무 등의 탄성체로 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 캡부재(60)가 캡핑위치에 위치되면, 외곽벽(62)이 노즐부(11)에 접촉되어 노즐부(11)를 에워싼다. 그러면, 노즐부(11), 베이스(61), 외곽벽(62)에 의하여 외기와 격리된 공간(A)이 형성된다. 이 상태에서 노즐부(11)로부터 어느 정도 잉크가 증발되어 공간(A)가 포화상태가 되면 잉크는 더 이상 증발되지 않는다. 공간(A)의 체적이 작을수록 공간(A)는 더 빨리 포화된다. 다시 말하면, 공간(A)를 포화시키기 위하여 증발되어야 하는 잉크의 양이 줄어든다. 공간(A)의 체적이 크면 노즐부(11)의 표면의 잉크가 수분이 증발되어 점도가 높아지게 되는데, 이 고점도의 잉크가 노즐(13)을 막히게 하거나 잉크의 토출방향을 왜곡시킬 수 있다.

공간(A)의 체적을 가능한 한 작게 하기 위하여는 외곽벽(62)의 높이(h1)을 가능한 한 낮게 할 필요가 있다. 어레이 잉크젯 헤드(10)의 노즐부(11)의 부주사방향의 길이는 일반적인 셔틀방식 잉크젯 헤드보다 길어서 예를 들면 20-30mm, 길게는 50-70m 이상인 경우도 있다. 특히, 주주사방향의 길이는 매우 길다. 예를 들어 A4 인쇄용 어레이 잉크젯 헤드(10)의 노즐부(11)의 주주사방향의 길이는 약 210mm이다. 캡부재(60)의 주주사방향의 길이도 적어도 이보다는 길어야 한다. 베이스(61)는 매우 평탄하여야 하는데, 210mm 이상의 길이에 전체에 대하여 평탄도를 유지하기는 매우 어렵거나 고비용을 요구하게 된다. 특히, 베이스(61)가 탄성체인 경우에는 철판 또는 플라스틱으로 제조된 캡플레이트(70)를 이용하여 지지하는 캡플레이트(70) 또한 평탄하게 제조하는 것이 용이하지 않다. 베이스(61) 또는 캡플레이트(70)의 평탄도 평탄하지 않으면, 도 11에 도시된 바와 같이, 베이스(61)가 노 즐부(11)에 접촉되어 노즐(13)에 손상을 입힐 우려가 있다. 특히, 베이스(61)가 탄성체가 아니고 철판이나 플라스틱 등 비교적 단단한 재질인 경우에는 반복되는 접촉에 의하여 노즐(13)을 손상시킬 가능성이 더 높다. 또한, 언캡핑될 때에 베이스(61)가 노즐(13)로부터 이격되면서 노즐(13)에 강한 부압이 작용되어 노즐(13)을 통하여 잉크가 누출될 수 있다. 설령, 화상형성장치를 조립한 초기에는 문제가 없다 하더라도 경시변화에 의하여 캡부재(60) 또는 캡플레이트(70)가 변형되면 베이스(61)가 노즐부(11)에 접촉될 수 있다.

상술한 문제점을 해결하여 외곽벽(62)의 높이(h1)를 낮추기 위하여 본 실시예의 캡부재(60)는 지지부(protector)를 구비한다. 도 9와 도 12를 보면, 지지부의 일 예로서, 지지벽(63)이 도시되어 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 베이스(61) 또는 캡플레이트(70)가 평탄하지 않더라도 지지벽(63)이 먼저 노즐부(11)에 접촉된다. 도 12에서 점선으로 도시된 영역은 노즐 플레이트(12)와 대면되는 영역이다. 지지벽(63)은 이 영역을 벗어난 위치에 마련되며, 가능한 한 노즐 플레이트(12)의 가장자리를 따라 마련되는 것이 바람직하다. 지지벽(63)은 노즐 플레이트(12)와 접촉되지 않는 위치에 마련되기 때문에 노즐(13)을 손상시키지 않고 베이스(61)가 노즐부(11)에 접촉되는 것일 방지할 수 있다. 지지벽(63)은 높이(h2)가 외곽벽(62)의 높이(h1)보다는 낮은 것이 바람직하다. 외곽벽(62)은 노즐부(11)에 탄력적으로 접촉되어 공간(A)을 외기와 격리시키는 것인데, 지지벽(63)이 외곽벽(62) 보다 높으면, 외곽벽(62)와 노즐부(11) 사이에 틈새가 생겨 공간(A)의 기밀이 유지되지 않을 우려가 있기 때문이다. 더 나아가서는 도 13에 도시된 바와 같이, 지지벽(63)은 외 곽벽(62)과 분리되는 것이 외곽벽(62)과 노즐부(11)와의 틈새를 방지하는데 더욱 유리하다. 지지벽(63)은 탄성체인 것이 바람직하다. 지지벽(63)이 탄성체가 아닌 경우에는 지지벽(63)의 높이(h2)는 외곽벽(62)의 높이(h1)보다 낮아야 한다.

도 14에는 지지부의 다른 구성예로서, 베이스(61)로부터 돌출된 지지폴(64)이 도시되어 있다. 이 외에도 다양한 변형예가 가능함을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 도 15에는 도 3에 도시된 노즐부(11)에 적용되는 캡부재(60)의 일 예를 도시한 것이다. 지지부는 노즐 플레이트(12)의 배열형태에 따라 다양하게 변형될 수 있음을 당업자라면 알 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 지지부를 구비하는 캡부재(60)을 적용하여 외곽벽(62)의 높이(h1)을 약 0.8mm 정도까지 낮출 수 있었으며, 이보다 더 낮추는 것도 가능하다.

본 발명의 잉크젯 화상형성장치는 노즐부(11)와 캡부재(60)와의 접촉을 방지하는 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하며, 도 4와 도 5에 도시된 플라텐(30)을 이동시키기 위한 장치나 도 6 내지 도 8에 도시된 캡부재(60)를 캡핑위치와 언캡핑위치로 이동시키기 위한 장치에 의하여 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 상술한 실시예에서는 어레이 잉크젯 헤드를 채용하는 잉크젯 화상형성장치에 관하여 설명하였으나, 셔틀방식 잉크젯 헤드를 구비하는 잉크젯 화상형성장치에도 응용될 수 있다. 해상도가 증가함에 따라 셔틀방식 잉크젯 헤드의 노즐부에 다수의 노즐플레이트가 마련되어 노즐부의 주주사방향 및/또는 부주사방향의 길이가 길어질 수 있다. 이 경우에는 상술한 실시예의 캡부재(60)가 적용될 수 있음을 당업자 라면 알 수 있을 것이다. 셔틀방식 잉크젯 화상형성장치의 경우에는 캡부재(60)는 서비스 스테이션에 설치되어, 잉크젯 헤드가 서비스 스테이션에 도착되면, 캡부재(60)가 노즐부를 캡핑하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치에 따르면, 노즐부를 캡핑시킨 경우에 격리된 공간의 체적을 최소화하여 잉크의 증발량을 줄일 수 있으며, 동시에 노즐부의 캡부재와의 접촉에 의한 손상을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

다수의 노즐플레이트가 배열된 노즐부를 구비하는 잉크젯 헤드;

상기 노즐부와 대면되는 베이스와, 상기 노즐부에 접촉되어 상기 노즐부의 외곽을 에워싸서 상기 베이스와 함께 상기 노즐부를 외기와 격리시키기 위한 공간을 형성하는 외곽벽과, 상기 베이스로부터 돌출되어 상기 베이스와 상기 노즐부가 접촉되지 않도록 하는 지지부를 구비하는 캡부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 지지부는 상기 노즐플레이트와 대면된 영역 이외의 영역에 위치되는 지지폴을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제2항에 있어서,

상기 지지폴은 그 높이가 상기 외곽벽의 높이와 같거나 그보다 낮은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제1항에 있어서,

상기 지지부는 상기 베이스의 상기 노즐플레이트와 대면된 영역 이외의 영역에 위치되며, 상기 노즐플레이트의 가장자리를 따라 연장된 지지벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 지지벽은 그 높이가 상기 외곽벽의 높이와 같거나 그보다 낮은 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제4항에 있어서,

상기 지지벽은 상기 외곽벽과 분리된 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 노즐부는 용지의 폭에 해당되는 주주사 방향의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
적어도 용지의 폭에 해당되는 주주사 방향의 길이를 갖는 노즐부를 구비하며, 상기 노즐부는 주주사방향으로 배열된 다수의 노즐플레이트를 구비하는, 어레이 잉크젯 헤드;

상기 노즐부와 대면되는 베이스와, 상기 노즐부의 외곽을 에워싸서 상기 베이스와 함께 상기 노즐부를 외기와 격리시키는 탄성체로 된 외곽벽과, 상기 베이스로부터의 돌출높이가 상기 외곽벽의 높이와 같거나 그보다 낮으며 상기 베이스의 상기 노즐플레이트와 대면된 영역 이외의 영역에 위치되는 지지벽을 구비하는 캡부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제8항에 있어서,

상기 지지벽은 상기 노즐플레이트의 가장자리를 따라 마련되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제9항에 있어서,

상기 지지벽은 상기 외곽벽과 분리된 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 캡부재는 탄성체인 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.