KR100716090B1 - 잉크젯 헤드 장치, 잉크젯 장치 및 잉크젯 헤드 장치의잉크 공급 방법 - Google Patents

잉크젯 헤드 장치, 잉크젯 장치 및 잉크젯 헤드 장치의잉크 공급 방법 Download PDF

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Abstract

잉크젯 헤드 장치에서는 캐리지에 높은 위치로부터 차례로 메인 탱크, 서브 탱크 및 잉크젯 헤드가 탑재되어 있다. 이들 메인 탱크, 서브 탱크 및 잉크젯 헤드는 3방으로 분기된 잉크관으로 서로 접속되어 있다. 잉크관의 분기점에는 잉크젯 헤드와 메인 탱크를 연통시키지 않고, 서브 탱크의 접속처를 메인 탱크와 잉크젯 헤드 사이에서 택일적으로 절환하는 3방 절환 밸브가 배치되어 있다. 이에 의해, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량이 적은 잉크젯 헤드 장치 및 잉크 공급 방법을 실현한다.

Description

잉크젯 헤드 장치, 잉크젯 장치 및 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법{INK-JET HEAD DEVICE, INK-JET DEVICE, AND INK-SUPPLYING METHOD OF INK-JET HEAD DEVICE}
본 발명은 잉크를 매체에 토출하는 잉크젯 헤드 장치 및 잉크젯 장치 및 잉크젯 헤드 장치에 이용하는 잉크 공급 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 잉크 탱크, 잉크젯 헤드 및 캐리지를 구비한 잉크젯 헤드 장치 및 상기 잉크젯 헤드 장치를 이용한 잉크젯 장치 및 상기 잉크젯 헤드 장치에 적용하는 잉크를 잉크 탱크로부터 잉크젯 헤드에 공급하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 상기 잉크라 함은, 종이 등의 매체에 대해 인쇄 또는 묘화(描畵)를 행하는 것으로 한정되는 것은 아니고, 유체 일반을 가리킨다.
현재, 잉크젯 기술을 이용한 장치로서는, 예를 들어 기록지 등의 기록 매체에 잉크를 토출하여 묘화(인쇄를 포함함. 이하 동일함)를 행하는 잉크젯 프린터나 기판 상에 회로를 형성하는 산업용 장치 등이 있다. 이들 잉크젯 장치는 잉크를 저장하는 잉크 탱크와, 잉크를 조절하면서 토출하는 잉크젯 헤드와, 잉크젯 헤드를 이동시키는 캐리지를 구비하고 있다.
그리고, 일반적으로 이용되고 있는 종래의 잉크젯 장치에서는, 잉크 탱크는 캐리지 상의 잉크젯 헤드보다도 높은 위치에 구비되어 있다. 이와 같은 장치에 있어서 잉크의 공급은 잉크 탱크와 잉크젯 헤드 사이의 수두차를 이용함으로써 행해지고 있다.
대형의 잉크젯 프린터 또는 잉크젯 기술을 이용한 대형의 생산 장치 등에서는 잉크의 소비량이 필연적으로 커지고, 그것에 수반하여 대용량의 잉크 탱크가 이용되고 있다. 이 경우, 잉크 탱크와 잉크젯 헤드 사이의 수두차가 잉크의 잔량에 따라서 크게 변화되고, 그것에 의해 문제가 발생하는 일이 있다.
예를 들어, 잉크의 잔량이 많을 때에는 잉크 탱크와 잉크젯 헤드 사이의 수두차가 커지고, 그것에 수반하여 잉크젯 헤드에 대해 가해지는 압력도 커진다. 이에 의해, 잉크젯 헤드에 있어서 잉크를 누출시키지 않기 위한 충분한 부압을 확보할 수 없게 되고, 그 결과, 잉크가 잉크젯 헤드로부터 누출될 우려가 있다. 또한, 반대로 잉크의 잔량이 적을 때에는 잉크 탱크와 잉크젯 헤드 사이의 수두차가 작아지고, 그것에 수반하여 잉크젯 헤드에 있어서의 부압이 커진다. 이에 의해, 잉크젯 헤드가 에어를 흡입하고, 그 결과, 잉크를 토출할 수 없게 될 우려가 있다.
이들 문제를 해결하기 위해, 잉크 탱크를 캐리지 상에 구비하는 대신에, 본체 케이싱측에 있어서의 잉크젯 헤드보다도 낮은 위치에 구비하고, 이에 의해 수두차를 없앤 잉크젯 장치가 알려져 있다. 이와 같은 잉크젯 장치에서는, 잉크의 공급은 본체 케이싱측의 잉크 탱크와 캐리지 상의 잉크젯 헤드를 접속하는 굴곡관을 경유하여 행해지고 있다.
또한, 잉크 탱크를 대용량의 메인 탱크와 소용량의 서브 탱크의 2개로 분할하여 메인 탱크는 본체 케이싱측에 배치하고, 서브 탱크는 캐리지 상에 배치하고 있는 것도 알려져 있다. 이와 같은 잉크젯 장치에서는 메인 탱크와 서브 탱크는 굴곡관으로 접속되어 있다. 그리고, 통상 시에는 서브 탱크로부터 잉크 헤드에 잉크를 공급하여 서브 탱크의 잉크가 적어지면 메인 탱크로부터 서브 탱크에 잉크가 충전된다. 여기서, 메인 탱크로부터 서브 탱크로의 잉크의 충전은 메인 탱크에 구비된 가압 수단이나, 서브 탱크에 구비된 부압 발생 수단이 이용되고 있다. 상기한 구성에 따르면, 캐리지 상의 서브 탱크는 소용량이고, 잉크젯 헤드와의 수두차가 작기 때문에, 잉크의 누출이나 토출이 되지 않는 문제를 해결할 수 있다.
일본 특허 공개 2003-266734 공보(2003년 9월 24일 공개)에는 이와 같은 본체 케이싱측의 메인 탱크와 캐리지 상의 서브 탱크를 갖는 잉크젯 기록 장치가 기재되어 있다. 이 잉크젯 기록 장치에서는 서브 탱크에 부압 배압 발생 수단을 구비하고 있고, 이를 이용하여 서브 탱크에 적절한 부압 배압을 발생시킴으로써 잉크젯 헤드로부터의 잉크의 누출이나 토출이 되지 않는 문제를 해결하고 있다.
[문헌 1] 일본 특허 공개 2003-266734 공보
그러나, 잉크 탱크를 본체 케이싱측에 배치하여 굴곡관을 경유하여 캐리지 상의 잉크젯 헤드에 잉크를 공급한다는 상기 종래의 구성에서는 이하의 문제가 발생한다.
상기 구성을 갖는 잉크젯 기록 장치에서는 본체 하우징측의 잉크 탱크로부터 캐리지 상의 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위해서는 굴곡관이 잉크로 채워질 필요가 있다. 여기서, 굴곡관은 본체 케이싱측의 잉크 탱크로부터 캐리지 상의 잉크젯 헤드까지 유도되어 있으므로, 캐리지 상에 잉크 탱크를 구비한 잉크젯 장치에 비해 굴곡관을 채우기 위해 필요한 잉크의 양이 필연적으로 많아진다. 또한, 대형의 장치에서는 굴곡관의 길이가 길어지므로, 이 문제는 한층 심각한 것이 된다. 이상과 같이, 잉크 탱크를 캐리지 밖에 구비하고, 굴곡관으로 잉크를 공급하는 종래의 잉크젯 기록 장치에서는 캐리지 상에 잉크 탱크를 구비한 잉크젯 장치에 비해 잉크의 소비량이 증대되게 되는 문제가 발생한다.
또한, 상기 일본 특허 공개 2003-266734 공보에 기재되어 있는 바와 같은 메인 탱크 및 서브 탱크의 2개의 잉크 탱크를 구비하는 잉크젯 장치에 있어서도 메인 탱크와 서브 탱크 사이를 접속하는 굴곡관이 잉크로 채워질 필요가 있으므로, 마찬가지로 잉크의 소비량이 증대되게 되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 메인 탱크 및 서브 탱크를 구비하는 잉크젯 헤드 장치에 있어서, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량이 적은 잉크젯 헤드 장치 및 잉크젯 장치 및 잉크 공급 방법을 실현하는 데 있다.
본 발명에 관한 잉크젯 헤드 장치는 상기 과제를 해결하기 위해, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와, 상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류(貯留)하는 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크와, 이동 가능하고 상기 잉크젯 헤드를 탑재하는 캐리지와, 상기 서브 탱크에 접속되어 상기 잉크젯 헤드에 대한 부압을 상기 서브 탱크에 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하고, 상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 부압 발생 장치를 구비하고 있음으로써, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있다. 또한, 이 경우, 잉크를 저류하는 탱크가 서브 탱크와 메인 탱크로 나뉘어져 있으므로, 잉크젯 헤드에 대한 부압을 변화시키는 서브 탱크의 용량을 작게 할 수 있고, 저류 잉크 용량의 변화에 기인하는 잉크젯 헤드의 부압의 변화를 작게 하여 안정화시킬 수 있다. 또한, 부압 발생 장치에서 필요한 부압도 작게 할 수 있다.
그리고, 상기 구성에서는 상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있으므로, 잉크젯 헤드와 메인 탱크와 서브 탱크는 서로간의 거리가 짧아진다. 이에 의해, 잉크젯 헤드를 서브 탱크와 접속하는 데 필요해지는 관의 길이는 짧아진다. 따라서, 관 내에 저류되는 잉크의 양이 적어져 메인 탱크를 외부에 구비하는 경우에 비해 잉크의 소비량을 적게 할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 장치는 상기 과제를 해결하기 위해, 상기한 잉크젯 헤드 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량이 적은 잉크젯 장치를 실현할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법은 상기한 과제를 해결하기 위해, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와 함께 상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크를 캐리지에 탑재하고, 상기 서브 탱크에 신축성을 갖는 주머니 형상의 잉크 저류 부재가 이용되어 잉크 누설이 없도록 잉크젯 헤드가 부압으로 제어되는 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법이며, 메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전한 후에, 또한 서브 탱크와 잉크젯 헤드를 연통시키는 것보다 전에 서브 탱크의 내압을 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 하고, 서브 탱크 내의 잉크를 메인 탱크로 복귀시키는 스텝을 포함하고 있다.
메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전한 후, 서브 탱크는 신축성을 갖고 있으므로 수두차에 의해 신장하고, 서브 탱크 내를 가압한다. 즉, 서브 탱크 내에는 이 신장한 양만큼 과잉의 잉크가 저류되어 있다. 상기 구성에 따르면, 서브 탱크의 내압을 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 함으로써 서브 탱크로부터 과잉의 잉크를 배출한다. 이에 의해, 서브 탱크를 잉크젯 헤드와 연통시켰을 때에 잉크젯 헤드에 서브 탱크의 신장에 의한 여분의 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드는 적절한 부압을 확보할 수 있다.
또한, 상기 구성에 따르면, 서브 탱크로부터 과잉의 잉크를 배출할 때에 과잉의 잉크를 메인 탱크로 복귀시킬 수 있다. 이에 의해, 잉크의 소비량을 적게 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 개시하는 기재에 의해 충분히 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음의 설명에서 명백해질 것이다.
본 발명의 실시 형태에 대해 도1 내지 도4를 기초로 하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
도1은 본 발명에 관한 실시의 일형태를 나타내는 것으로, 잉크젯 장치에 탑재된 잉크젯 헤드 장치(1)의 주요한 구성의 개요를 도시하는 개략도이다. 도1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)는 주로 잉크젯 헤드(11), 서브 탱크(13), 메인 탱크(14), 3방 절환 밸브(유로 절환 수단 ; 유로 절환 장치)(15), 잉크관(3방 분기 유로)(24a, 24b, 24c), 캐리지(16), 상대 정압 발생 수단(상대 정압 발생 장치)(18), 부압 발생 수단(부압 발생 장치)(19) 및 제어부(유로 제어부, 상대 정압 제어부, 부압 제어부)(28)를 구비하고 있다.
여기서, 잉크젯 헤드(11), 서브 탱크(13) 및 메인 탱크(14)는 이동 가능한 캐리지(16)에 탑재되어 있다. 또한, 캐리지(16)에 있어서, 서브 탱크(13)는 잉크젯 헤드(11)보다도 높은 위치에 설치되고, 메인 탱크(14)는 서브 탱크(13)보다도 높은 위치에 설치되어 있다.
잉크젯 헤드(11)는 기록 매체(10)와 대향하여 캐리지(16)의 이동에 수반하고 기록 매체(10)의 기록면에 대해 평행하게 주사하고, 주사 중에 잉크(12)의 양을 조절하면서 기록 매체(10)에 토출하는 것이다.
서브 탱크(13)는 잉크젯 헤드(11)에 대해 공급하는 잉크(12)를 저류하고 있다. 또한, 서브 탱크(13)는 탱크 박스(17)에 격납되어 있다. 탱크 박스(17)는 기밀성이 높고, 또한 신장 및 수축을 하지 않는 구성으로 되어 있다. 또한, 서브 탱크(13)는 신축성을 갖는 동시에 주머니 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
탱크 박스(17)에는 캐리지 밖에 설치된 상대 정압 발생 수단(18) 및 부압 발생 수단(19)이 각각 별개의 굴곡관을 경유하여 접속되어 있다.
상대 정압 발생 수단(18)은 굴곡관을 경유하여 탱크 박스(17) 내를 가압함으로써 서브 탱크(13)의 내압을 메인 탱크(14)의 내압에 대해 정압으로 할 수 있다.
부압 발생 수단(19)은 굴곡관을 경유하여 탱크 박스(17) 내를 감압함으로써 잉크젯 헤드(11)에 대한 부압을 서브 탱크(13)에 발생시킬 수 있다. 또한, 상대 정압 발생 수단(18)과 부압 발생 수단(19)은 동시에 기능하는 일은 없다.
메인 탱크(14)는 서브 탱크(13)에 충전하는 잉크(12)를 저류하고 있다. 또한, 본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에서는 서브 탱크(13)의 용량이 메인 탱크(14)의 용량보다도 작게 되어 있다.
3방 절환 밸브(15)는 전자 밸브를 갖고, 공통 포트(COM)(25), 노멀 오픈 포트(NO)(26) 및 노멀 클로즈 포트(NC)(27)를 구비하고 있다. 여기서, NO(26) 및 NC(27)는 비공통 포트이다.
3방 절환 밸브(15)는 전자 밸브에 의해 전압 인가 시와 전압 미인가 시에서 유로를 절환할 수 있다. 통상 시, 즉 전압 미인가 시에 있어서, COM(25)은 NO(26)와 연통하고 있다. 그리고, 소정의 전압, 예를 들어 24 V를 인가하면 전자 밸브가 작동하여 COM(25)은 NC(27)와 연통하는 동시에 NO(26)와는 불통이 된다.
잉크젯 헤드(11)는 잉크관(24c)에 의해 3방 절환 밸브(15)의 NC(27)에 접속되어 있고, 서브 탱크(13)는 잉크관(24a)에 의해 3방 절환 밸브(15)의 COM(25)에 접속되어 있고, 메인 탱크(14)는 잉크관(24b)에 의해 3방 절환 밸브(15)의 NO(26)에 접속되어 있다.
여기서, COM(25)은 항상 NO(26) 또는 NC(27) 중 어느 한 쪽과 연통하고 있고, 또한 NO(26) 및 NC(27)는 서로 연통하는 일은 없다. 즉, 잉크젯 헤드(11)와 메인 탱크(14)는 서로 연통하는 일은 없다. 이에 의해, 메인 탱크(14)와 잉크젯 헤드(11) 사이에 수두차에 의한 압력은 발생하지 않고, 잉크젯 헤드(11)는 안정된 부압을 유지할 수 있다. 이상의 구성에 따르면, 잉크젯 헤드(11)와 잉크 용량이 큰 메인 탱크(14)와의 사이의 수두차에 기인하는 잉크젯 헤드로부터의 잉크의 누출을 방지할 수 있다.
또한, 3방 절환 밸브(15)는 약액용의 것으로, 접액부 및 잉크관(24a, 24b, 24c)과의 접속부는 내약품성이 높은 테플론(등록 상표) 수지로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 잉크관(24a, 24b, 24c)은 테플론(등록 상표) 튜브 및/또는 컬릿 튜브로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
제어부(28)는 3방 절환 밸브(15)를 제어하는 유로 제어부와, 상대 정압 발생 수단(18)을 제어하는 상대 정압 제어부와, 부압 발생 수단(19)을 제어하는 부압 제어부를 겸하고 있다. 또한, 유로 제어부와 상대 정압 제어부와 부압 제어부는 각각 개별의 제어부라도 좋다.
제어부(28)는 유로 제어부로서 3방 절환 밸브(15)에 전압을 인가하여 3방 절환 밸브에 있어서의 유로의 절환을 제어한다. 서브 탱크(13)로부터 잉크젯 헤드(11)에 잉크를 공급할 때에는, 제어부(28)는 3방 절환 밸브(15)에 전압을 인가함으로써 COM(25)과 NC(27)를 연통시키고, 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11)를 연통시킨다. 또한, 메인 탱크(14)로부터 서브 탱크(13)로 잉크를 충전할 때에는, 제어부(28)는 3방 절환 밸브(15)에 전압을 인가하지 않음으로써 COM(25)과 NO(26)를 연통시키고, 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14)를 연통시킨다.
또한, 제어부(28)는 상대 정압 제어부로서 상대 정압 발생 수단(18)을 제어하고, 상대 정압 발생 수단(18)이 소정의 시기에 소정의 압력으로 소정의 시간 가압하도록 제어하고 있다. 그 상세에 대해서는 후술한다.
또한, 제어부(28)는 부압 제어부로서 부압 제어 수단(19)이 소정의 시기에 소정의 부압을 발생시키도록 제어하고 있다. 그 상세에 대해서는 후술한다.
다음에 잉크젯 헤드 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 잉크젯 헤드 장치(1)가 묘화를 행하는 경우에 대해 설명한다.
잉크젯 헤드 장치(1)가 묘화를 행하는 것에 앞서서 제어부(28)에 의해 3방 절환 밸브(15)에 소정의 전압이 인가된다. 이에 의해, COM(25)과 NC(27)가 연통한다. 즉, 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11)가 연통한다. 여기서, 서브 탱크(13)는 잉크젯 헤드(11)보다도 높은 위치에 설치되어 있으므로, 수두차에 의한 압력에 의해 서브 탱크(13)로부터 잉크젯 헤드(11)로 잉크(12)가 공급된다.
또한, 상기한 상태, 즉 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11)가 연통하고 있는 상태에 있어서는 잉크젯 헤드(11)와 서브 탱크(13) 사이의 수두차에 의해, 잉크젯 헤드(11)로부터 외부로 잉크(12)가 누출될 우려가 있다. 이를 방지하기 위해, 제어부(28)는 부압 발생 수단(19)이 탱크 박스(17) 내에 부압을 발생시키도록 제어한다. 이하에 그 상세에 대해 서술한다.
본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에 있어서, 잉크젯 헤드(11)와 서브 탱크(13) 사이의 수두 차는 10㎝이다. 수두차 10 ㎝는 1 ㎪의 압력을 발생시키기 때문에, 만약 서브 탱크(13)에 가한 압력, 즉 탱크 박스(17) 내의 압력이 대기압과 동등하게 캐리지(16)가 정지하고 있는 상태이면, 잉크젯 헤드(11)에는 대기압보다도 1 ㎪ 큰 압력이 가해지는 것이 된다. 즉, 잉크젯 헤드(11)는 외부에 대해 1 ㎪ 정압이 된다. 이 1 ㎪가 잉크 누설의 원인이 된다. 또한, 캐리지(16)가 이동하고 있는 동안은 캐리지(16)의 가감속에 의해 잉크젯 헤드(11)가 더 큰 정압이 되는 경우도 있다.
그래서, 본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에서는 부압 발생 수단(19)이 서브 탱크(13)에 부압을 발생시킴으로써, 이 수두차 및 캐리지(16)의 가감속에 의한 정압을 상쇄하고 있다. 구체적으로는, 부압 발생 수단(19)은 기밀성이 높은 탱크 박스(17) 내를 흡입함으로써 감압하고 있다. 감압 시의 압력은 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11) 사이의 수두차에 의해 발생하는 압력 및 캐리지(16)의 주사 시의 가감속에 수반하는 압력을 고려한 압력이다. 즉, 감압하는 압력은 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11) 사이의 수두차에 의해 발생하는 압력과, 캐리지(16)의 가감속에 수반하여 잉크젯 헤드(11)에 발생하는 최대 정압을 가산한 압력보다도 크게 하면 된다. 본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에서는 수두차에 의한 압력이 1 ㎪이므로, 캐리지(16)의 이동에 수반하는 압력 변화를 고려하여 1 ㎪ 더 더한 2 ㎪ 감압하고 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에 있어서, 제어부(28)는 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11)가 연통하고 있는 상태에 있어서 부압 발생 수단(19)이 탱크 박스(17) 내를 2 ㎪ 감압하도록 제어하고 있다. 이에 의해, 잉크젯 헤드(11)는 서브 탱크(13)와의 사이의 수두차나, 캐리지(16)의 가감속에 수반하는 압력 변화에 견뎌 잉크젯 헤드를 안정적으로 부압으로 유지할 수 있다.
또한, 서브 탱크(13)는 용량이 작기 때문에 잉크(12)의 잔량이 많은 상태와 적은 상태 사이에서 수두차에 큰 변화는 없고, 수두차에 의한 압력에도 큰 변화는 없다. 따라서, 부압 발생 수단(19)이 일정한 압력으로 감압하는 것이라도 잉크(12)의 잔량이 적어졌을 때에 잉크젯 헤드(11)에 있어서 과잉의 부압이 발생하는 일은 없다. 이상의 것으로부터 잉크 잔량이 적을 때에 잉크젯 헤드(11)가 에어를 흡입함으로써 발생하는 잉크 토출이 되지 않는 문제를 회피할 수 있다.
다음에, 서브 탱크(13)에 메인 탱크(14)로부터 잉크(12)를 충전하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 잉크(12)의 충전은 잉크젯 헤드 장치(1)가 대량으로 묘화를 행한 후나 보수 작업 후 등에 있어서 잉크(12)가 소정량보다도 감소되었을 때 및 전원이 차단되어 있을 때에 행해진다.
서브 탱크(13) 내의 잉크(12)가 소정량 이하로 감소되거나, 잉크젯 헤드 장치(1)의 전원이 차단되면, 3방 절환 밸브(15)에 인가되어 있던 전압이 해제되어 3방 절환 밸브(15)는 전압 미인가 상태가 된다. 이에 의해, COM(25)과 NO(26)가 연통한다. 즉, 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14)가 연통한다. 여기서, 메인 탱크(14)는 서브 탱크(13)보다도 높은 위치에 설치되어 있으므로, 수두차에 의한 압력에 의해 메인 탱크(14)로부터 서브 탱크(13)로 잉크(12)가 충전된다. 또한, 잉크를 충전하는 동안, 제어부(28)는 부압 발생 수단(19)이 감압되는 것을 정지하도록 제어한다.
본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에서는, 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14) 사이의 수두차는 20 ㎝ 내지 30 ㎝의 사이이고, 이것에 의해 생기는 압력은 2 ㎪ 내지 3 ㎪ 사이이다. 또한, 서브 탱크(13)의 용량은 20 cc이다. 또한, 상기한 수두차에 의한 압력에 의해 서브 탱크(13)가 빔의 상태로부터 충만한 상태가 될 때까지 약 40초를 필요로 하는 것을 확인하고 있다.
상술한 잉크(12)의 충전 후, 만약 다른 조작을 행하지 않고 3방 절환 밸브(15)에 전압을 인가하여 잉크젯 헤드(11)와 서브 탱크(13)를 연통시키면, 이하의 문제가 발생한다.
잉크의 충전은 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14) 사이의 수두차를 기초로 하여 행해지므로, 충분한 시간을 들여 잉크를 충전한 후, 신축성을 갖는 서브 탱크(13)는 신장하고, 상기 수두차에 의해 생기는 압력과 동등한 압력으로 탱크 내를 가압하고 있다. 여기서, 3방 절환 밸브(15)에 전압을 인가하여 COM(25)과 NC(27)를 연통시키면, 부압 발생 수단(19)이 2 ㎪의 부압을 발생시켜도 서브 탱크(13)의 신장에 의한 가압에 의해 잉크젯 헤드(11)에 있어서의 압력이 외부에 대해 정압이 되어 버린다. 이에 의해, 잉크젯 헤드(11)로부터 잉크(12)가 누출되게 되는 문제가 발생한다.
그래서, 본 실시 형태의 잉크젯 헤드 장치(1)에서는 잉크를 충전한 후에 COM(25)과 NC(27)를 연통시키기 전에 이하에 설명하는 잉크 복귀 조작의 스텝을 포함하고 있다. 또한, 전원을 차단하고 있는 동안에 잉크(12)를 충전한 경우, 잉크 복귀 조작은 전원 투입 직후에 행해지는 것이 된다.
도4에 순서를 나타낸 바와 같이, 우선 메인 탱크와 서브 탱크를 연통시키고, 수두차를 이용하여 메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전시킨다(스텝 S1). 본 실시 형태에 있어서, 이 스텝은 제어부(28)가 유로 절환 수단(15)으로의 인가 전압을 해제함으로써 행해진다.
다음에, 탱크 박스(17) 내를 소정의 압력으로 소정의 시간 가압하여 과잉의 잉크를 서브 탱크(13)로부터 메인 탱크(14)로 복귀시킨다(스텝 S2). 본 실시 형태에 있어서, 이 스텝은 제어부(28)가 상대 정압 발생 수단(18)을 제어하여 탱크 박스(17) 내를 가압함으로써 행해진다. 이 때, 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14)는 연통하고, 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11)는 연통하고 있지 않다. 이에 의해, 가압된 서브 탱크 내의 잉크는 잉크젯 헤드(11)로부터 배출되는 대신에, 메인 탱크(14)로 복귀된다. 따라서 잉크의 소비를 적게 할 수 있다.
여기서 가압하는 압력은 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14) 사이의 수두차에 의한 압력을 상회하는 압력이면 된다. 또한, 가압하는 시간은 서브 탱크의 용량, 신축성 및 서브 탱크와 메인 탱크 사이의 수두차를 기초로 하여 설정하면 된다. 본 실시 형태에서는 상대 정압 발생 수단(18)이 탱크 박스(17) 내에 10 ㎪의 압력을 5초간 가함으로써 행한다. 상기의 조건 하에서 잉크 복귀 조작을 행함으로써 과잉의 잉크(12)를 메인 탱크(14)로 복귀시킬 수 있다.
다음에, 서브 탱크(13)와 메인 탱크(14)를 차단한다(스텝 S3). 계속해서, 서브 탱크(13)와 잉크젯 헤드(11)를 연통시킨다(스텝 S4). 본 실시 형태에 있어서, 스텝 S3 및 스텝 S4는 동시에 행해져 제어부(28)가 유로 제어 수단(15)으로 전압을 인가하고, 유로 제어 수단(15)이 COM(25)과 NO(26)를 차단하는 동시에 COM(25)과 NC(27)를 연통시킴으로써 행해진다.
이상의 스텝 S2로부터 스텝 S4가 잉크 복귀 조작에 상당한다.
스텝 S4 종료 후, 과잉의 잉크(12)는 메인 탱크(14)로 복귀되고 있다. 따라서, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는 잉크젯 헤드(11)로부터의 잉크의 누출을 방지할 수 있다.
그리고, 제어부(28)는 부압 발생 수단(19)을 제어하여 탱크 박스(17) 내를 감압함으로써 잉크젯 헤드(11)에 대한 부압을 서브 탱크(13)에 발생시켜 묘화 등을 행한다.
다음에, 서브 탱크(13)에 부압을 발생시키는 부압 발생 수단(19)에 대해 설명한다.
도2는 본 발명에 관한 실시의 일형태를 나타내는 것으로, 부압 발생 수단(19)의 주요한 구성의 개요를 도시하는 개략도이다. 도2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 부압 발생 수단(19)은 진공 펌프(20), 조절기(21) 및 절환 밸브(22)를 구비하여 서브 탱크(13)에 접속되어 있다. 이들 부재는 서브 탱크(13)측으로부터 절환 밸브(22), 조절기(21), 진공 펌프(20)의 순으로 직렬로 배관되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 부압 발생 수단(19)은 진공 펌프(20)에 의해 부압을 발생시킨다. 또한, 진공 펌프(20)에서 발생한 부압은 조절기(21)에 의해 적절한 압력으로 조절된다. 절환 밸브(22)는 유로의 개방 및 차단을 절환하는 전자 밸브로, 조절기(21)에 의해 적절한 압력으로 조절된 부압을 이용하여 서브 탱크(13)를 감압하는지 여부를 제어하고 있다. 절환 밸브(22)는, 전압 미인가 시에는 유로를 차단하고, 전압 인가 시에는 유로를 개방한다. 따라서 부압 발생 수단(19)은, 절환 밸브(22)가 전압 미인가 시에는 감압을 행하지 않고, 전압 인가 시에 있어서 감압을 행하는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 부압 발생 수단(19)에 있어서, 조절기(21)의 위치와 절환 밸브(22)의 위치는 교체되어 있어도 좋다. 즉, 서브 탱크(13)측으로부터 조절기(21), 절환 밸브(22), 진공 펌프(20)의 순서로 직렬로 배관되어 있어도 좋다.
또한, 부압 발생 수단(19)은 이하에 설명하는 구성이라도 좋다.
도3은 본 발명에 관한 다른 실시 형태를 나타내는 것으로, 부압 발생 수단(19)의 주요한 구성의 개요를 도시하는 개략도이다. 도3에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 부압 발생 수단(19)은 조절기(21) 및 진공 발생기(23)를 구비하여 서브 탱크(13)에 접속되어 있다. 이들 부재는 서브 탱크(13)측으로부터 조절기(21), 진공 발생기(23)의 순서로 직렬로 배관되어 있다.
진공 발생기(23)는 압축 공기의 공급을 받아 부압을 발생시킨다. 그리고, 진공 발생기(23)에서 발생한 부압은 조절기(21)에 의해 적절한 압력으로 조절된다. 그리고, 조절기(21)에 의해 조절된 적절한 압력에 의해 탱크 박스(17) 내를 감압한다. 또한, 진공 발생기(23)는 유로의 개방 및 차단을 절환하는 도시하지 않은 전자 밸브를 구비하고 있고, 조절기(21)에 부압을 공급하는지 여부를 제어하고 있다. 진공 발생기(23)에 구비된 전자 밸브는, 전압 미인가 시에는 유로를 차단하고, 전압 인가 시에는 유로를 개방한다. 따라서 부압 발생 수단(19)은, 전압 미인가 시에는 감압을 행하지 않고, 전압 인가 시에 있어서 감압을 행하는 구성으로 되어 있다.
또한, 본 실시 형태의 부압 발생 수단(19)은 진공 발생기(23)에 구비된 전자 밸브를 기능시키지 않고, 즉 항상 개방으로 하여 절환 밸브를 더 구비하는 구성이라도 좋다. 이 경우, 절환 밸브는 조절기(21)와 서브 탱크(13) 사이에 설치되거나, 또는 조절기(21)와 진공 발생기(23) 사이에 설치되어 있으면 된다.
또한, 상대 정압 발생 수단(18)은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상술한 부압 발생 수단(19)에 있어서의 진공 펌프(20) 또는 진공 발생기(23) 대신에, 공지한 압축기를 이용한 것이라도 좋다. 또한, 상대 정압 발생 수단(18)은, 본 실시 형태에서는 서브 탱크(13)를 가압하는 구성으로 되어 있지만, 메인 탱크(14)에 접속되어 메인 탱크(14)를 감압하는 것이라도 좋다. 후자의 경우, 상대 정압 발생 수단(18)은 상술한 부압 발생 수단과 같은 부재가 이용되어 메인 탱크(14)에 접속된다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 잉크젯 헤드 장치는 상기 과제를 해결하기 위해, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와, 상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크와, 이동 가능하고 상기 잉크젯 헤드를 탑재하는 캐리지와, 상기 서브 탱크에 접속되어 상기 잉크젯 헤드에 대한 부압을 상기 서브 탱크에 발생시키는 부압 발생 수단(부압 발생 장치)을 구비하고, 상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 부압 발생 수단을 구비하고 있음으로써, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있다. 또한, 이 경우, 잉크를 저류하는 탱크가 서브 탱크와 메인 탱크로 나뉘어져 있으므로, 잉크젯 헤드에 대한 부압을 변화시키는 서브 탱크의 용량을 작게 할 수 있고, 저류 잉크 용량의 변화에 기인하는 잉크젯 헤드의 부압의 변화를 작게 하여 안정화시킬 수 있다. 또한, 부압 발생 수단에서 필요한 부압도 작게 할 수 있다.
그리고, 상기 구성에서는 상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있으므로, 잉크젯 헤드와 메인 탱크와 서브 탱크는 서로간의 거리가 짧아진다. 이에 의해, 잉크젯 헤드를 서브 탱크와 접속하는 데 필요해지는 관의 길이는 짧아진다. 따라서, 관 내에 저류되는 잉크의 양이 적어져 메인 탱크를 외부에 구비하는 경우에 비해 잉크의 소비량을 적게 할 수 있다.
본 발명에 관한 잉크젯 헤드 장치는 상기 서브 탱크의 용량이 상기 메인 탱크의 용량보다도 작은 것이 바람직하다.
잉크의 저류 탱크를 서브 탱크와 메인 탱크로 나누는 데 있어서, 서브 탱크의 용량을 작게 하고, 메인 탱크의 용량을 크게 함으로써 잉크젯 헤드에 대해 많은 잉크를 공급 가능한 구성으로 하면서 잉크젯 헤드가 안정적인 부압을 확보할 수 있다.
본 발명에 관한 잉크젯 헤드 장치는 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드보다도 높은 위치에 설치되는 동시에, 상기 메인 탱크가 상기 서브 탱크보다도 높은 위치에 설치되고, 또한 상기 서브 탱크와 상기 메인 탱크와 상기 잉크젯 헤드를 서로 접속하는 3방으로 분기된 3방 분기 유로와, 상기 3방 분기 유로에 있어서의 분기점에 배치된 상기 잉크젯 헤드와 상기 메인 탱크를 연통시키지 않고, 상기 서브 탱크의 접속처를 상기 메인 탱크와 상기 잉크젯 헤드 사이에서 택일적으로 절환하는 유로 절환 수단(유로 절환 장치)과, 상기 유로 절환 수단을 제어하는 유로 제어부를 구비하고 있는 것이라도 좋다.
상기 구성에 따르면, 서브 탱크, 잉크젯 헤드 및 메인 탱크는 각각 유로 절환 수단에 접속되어 있다. 이에 의해, 서브 탱크가 잉크젯 헤드와 연통함으로써 잉크의 공급을 행할 수 있고, 또한 서브 탱크가 메인 탱크와 연통함으로써 잉크의 충전을 행할 수 있다. 이 때, 잉크젯 헤드와 서브 탱크 사이의 수두차를 이용하여 서브 탱크로부터 잉크젯 헤드로 잉크를 공급할 수 있고, 또한 서브 탱크와 메인 탱크 사이의 수두차를 이용하여 메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전할 수도 있다. 따라서, 잉크의 공급 및/또는 충전을 행하기 위한 구동 장치를 필요로 하지 않고, 잉크젯 장치의 구성을 간략화 또한 소형화할 수 있다.
또한, 여기서 잉크젯 헤드 및 메인 탱크는 서로 연통하지 않으므로, 잉크의 공급 및 충전 시에 잉크젯 헤드와 대용량의 잉크를 저류하고 있는 메인 탱크와의 사이에 수두차에 의한 압력이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드는 항상 적절한 부압을 확보할 수 있다.
본 발명에 관한 잉크젯 헤드 장치는 상기 유로 절환 수단이, 유로가 항상 확보되는 공통 포트와, 상기 공통 포트에 대해 택일적으로 유로가 접속되는 2개의 비공통 포트를 구비하는 3방 절환 밸브를 갖고 있고, 상기 공통 포트에 상기 서브 탱크가 접속되어 상기 2개의 비공통 포트 중 한쪽에 상기 메인 탱크가 접속되고, 다른 쪽에 상기 잉크젯 헤드가 접속되어 있는 것이라도 좋다.
상기 구성에 따르면, 공통 포트는 2개의 비공통 포트 중 어느 하나밖에 연통하지 않으므로, 공통 포트에 접속되는 서브 탱크는 잉크젯 헤드 및 메인 탱크의 한쪽과의 사이의 유로를 차단하는 동시에, 다른 쪽과의 사이의 유로를 개방할 수 있다. 따라서, 유로를 절환하기 위한 제어를 별도로 행할 필요가 없고, 제어는 간략한 것이 된다. 따라서, 잉크젯 헤드 장치를 간략화하고 또한 소형화할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치는 상기 서브 탱크가 신축성을 갖는 주머니 형상의 잉크 저류 부재로 이루어지고, 상기 잉크젯 헤드 장치는 상기 메인 탱크의 내압보다도 상기 서브 탱크의 내압을 상대적으로 높게 하는 상대 정압 발생 수단(상대 정압 발생 장치)과, 상기 상대 정압 발생 수단을 제어하는 상대 정압 제어부를 더 구비하고, 상기 상대 정압 제어부는 상기 유로 제어부에 의해 상기 유로 절환 수단이 제어되어 상기 메인 탱크로부터 상기 서브 탱크로 잉크가 충전되면, 소정의 시간 상기 상대 정압 발생 수단을 구동시키는 것이라도 좋다.
상기 구성에 따르면, 유로 절환 수단이 전압 미인가의 상태에서 서브 탱크와 메인 탱크를 연통시키기 때문에, 잉크젯 헤드 장치의 전원을 차단하고 있는 동안, 즉 사용하지 않는 동안, 자동적으로 메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치는 상기 서브 탱크가 신축성을 갖는 주머니 형상의 잉크 저류 부재를 구비하고 있고, 상기 잉크젯 헤드 장치는 상기 메인 탱크의 내압보다도 상기 서브 탱크의 내압을 상대적으로 높게 하는 상대 정압 발생 수단(상대 정압 발생 장치)과, 상기 상대 정압 발생 수단을 제어하는 상대 정압 제어부를 더 구비하고, 상기 상대 정압 제어부는 상기 유로 제어부에 의해 상기 유로 절환 수단이 제어되어 상기 메인 탱크로부터 상기 서브 탱크로 잉크가 충전되면 소정의 시간 상기 상대 정압 발생 수단을 구동시키는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
메인 탱크로부터 서브 탱크로의 잉크의 충전 후, 서브 탱크의 잉크 저류 부재는 그 신축성에 의해, 수축하고자 하는 힘이 작용한다. 그 결과, 서브 탱크의 내압이 설정 이상으로 높아지고, 이것이 부압 발생 수단으로 잉크젯 헤드에 대해 공급하는 부압에 견디면 잉크젯 헤드에 정압이 현가되어 잉크 누설이 발생할 우려가 있다.
상기 구성에서는 메인 탱크로부터 서브 탱크에 잉크가 충전되면 상대 제압 제어부가 소정의 시간 상기 상대 정압 발생 수단을 구동시켜 메인 탱크의 내압보다도 서브 탱크의 내압을 높게 하기 때문에, 서브 탱크로부터 메인 탱크로 잉크가 일부 배출된다. 따라서, 서브 탱크를 잉크젯 헤드와 연통시켰을 때에 잉크 저류 부재의 축소 작용으로 잉크젯 헤드에 여분의 정압이 가해지는 것을 방지할 수 있고, 잉크젯 헤드는 적절한 부압을 확보할 수 있다.
또한, 상기 구성에 따르면 잉크를 메인 탱크로 복귀시킬 수 있으므로, 잉크의 불필요한 소비를 억제하여 소비량을 적게 할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는, 상기 상대 정압 발생 수단은 상기 서브 탱크를 가압함으로써 상기 서브 탱크의 내압을 상기 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 하는 것이라도 좋다.
이와 같은 구성으로 함으로써 메인 탱크의 내압보다도 서브 탱크의 내압을 간단하게 높게 하고, 잉크를 서브 탱크로부터 메인 탱크로 복귀시킬 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치는 상기 부압 발생 수단이 부압을 발생시키는 진공 펌프와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 펌프 사이에 배치되어 상기 진공 펌프에 의해 발생한 부압을 조절하는 조절기와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 펌프 사이에 배치되어 유로의 차단 또는 개방을 행하는 절환 밸브를 구비하고 있는 것이라도 좋다.
상기 구성에 따르면, 진공 펌프에 의해 발생한 부압을 조절기에 의해 원하는 압력으로 조절할 수 있다. 이에 의해, 서브 탱크에 발생시키는 부압을 적절한 것으로 할 수 있다. 또한, 절환 밸브에 의해 서브 탱크에 부압을 발생시키고 있는 상태와 발생시키고 있지 않은 상태 사이에서 절환할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드는 적절한 부압을 확보할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치는 상기 부압 발생 수단이 진공 발생기와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 발생기 사이에 배치되어 상기 진공 발생기에 의해 발생한 부압을 조절하는 조절기와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 발생기 사이에 배치되어 유로의 차단 또는 개방을 행하는 절환 밸브를 구비하고 있는 것이라도 좋다.
상기 구성에 따르면, 진공 발생기에 의해 발생한 부압을 조절기에 의해 원하는 압력으로 조절할 수 있다. 이에 의해, 서브 탱크에 발생시키는 부압을 적절한 것으로 할 수 있다. 또한, 진공 발생기에 구비된 절환 밸브에 의해 서브 탱크에 부압을 발생시키고 있는 상태와 발생시키고 있지 않은 상태 사이에서 절환할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드는 적절한 부압을 확보할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 장치는 상기 과제를 해결하기 위해, 상기한 잉크젯 헤드 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량이 적은 잉크젯 장치를 실현할 수 있다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법은 상기한 과제를 해결하기 위해, 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와 함께 상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크를 캐리지에 탑재하고, 상기 서브 탱크에 신축성을 갖는 주머니 형상의 잉크 저류 부재가 이용되어 잉크 누설이 없도록 잉크젯 헤드가 부압으로 제어되는 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법이며, 메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전한 후에, 또한 서브 탱크와 잉크젯 헤드를 연통시키는 것보다도 전에 서브 탱크의 내압을 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 하여 서브 탱크 내의 잉크를 메인 탱크로 복귀시키는 스텝을 포함하고 있다.
메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전한 후, 서브 탱크는 신축성을 갖고 있으므로 수두차에 의해 신장하여 서브 탱크 내를 가압한다. 즉, 서브 탱크 내에는 이 신장된 양만큼 과잉의 잉크가 저류하고 있다. 상기 구성에 따르면, 서브 탱크의 내압을 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 함으로써 서브 탱크로부터 과잉의 잉크를 배출한다. 이에 의해, 서브 탱크를 잉크젯 헤드와 연통시켰을 때에, 잉크젯 헤드에 서브 탱크의 신장에 의한 여분의 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 잉크젯 헤드는 적절한 부압을 확보할 수 있다.
또한, 상기 구성에 따르면, 서브 탱크로부터 과잉의 잉크를 배출할 때에 과잉의 잉크를 메인 탱크로 복귀시킬 수 있다. 이에 의해, 잉크의 소비량을 적게 할 수 있다.
본 발명에 관한 잉크젯 헤드 장치에서는, 이상과 같이 메인 탱크 및 서브 탱크는 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있으므로, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량을 적게 할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명에 관한 잉크젯 장치는 상기한 잉크젯 헤드 장치를 구비하고 있으므로, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량이 적은 잉크젯 장치를 실현할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 발명에 관한 잉크 공급 방법은 이상과 같이 수두차를 이용하여 메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전한 후에, 또한 서브 탱크와 잉크젯 헤드를 연통시키는 것보다도 전에 서브 탱크의 압력을 메인 탱크의 압력보다도 상대적으로 높게 하고, 서브 탱크 내의 잉크를 메인 탱크로 복귀시키는 스텝을 포함하고 있으므로, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량을 적게 할 수 있다는 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치는 기록 매체와의 사이에 일정한 갭을 갖고, 상기 기록 매체에 대해 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와, 소정 용량의 잉크를 저류하여 상기 잉크젯 헤드에, 인쇄에 사용하는 잉크를 공급하는 소용량의 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 잉크를 충전하는 대용량의 메인 탱크를 갖고, 상기 잉크젯 헤드와 상기 서브 탱크와 상기 메인 탱크가 상기 기록 매체와 상기 잉크젯 헤드의 갭을 일정하게 유지한 상태에서 수평 방향에 주사하는 캐리지 상에 탑재된 잉크젯 헤드 장치에 있어서, 상기 서브 탱크를 상기 잉크젯 헤드보다도 높은 위치에 설치하고, 또한 상기 메인 탱크를 상기 서브 탱크보다도 높은 위치에 설치하고, 상기 서브 탱크에는 헤드에 대해 부압을 발생시키는 부압 발생 수단과 상기 서브 탱크를 가압하는 정압 발생 수단이 접속되어 있어도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는 상기 메인 탱크와 상기 서브 탱크와 상기 잉크젯 헤드는 서로 연결부보다 3방으로 분기한 튜브에 의해 연결되고, 상기 연결부에는 3방의 절환 밸브가 접속되고, 적어도 장치의 전원이 차단되어 있는 경우에는 상기 메인 탱크와 상기 서브 탱크가 연통하고 있는 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는, 잉크 토출 시에는 상기 서브 탱크와 상기 잉크젯 헤드가 연통하여 상기 부압 발생 수단에 의해 상기 잉크젯 헤드에 대해 부압을 발생시키고, 그 때에는 상기 메인 탱크와 상기 잉크젯 헤드가 연통하지 않은 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는, 상기 메인 탱크로부터 상기 서브 탱크로의 잉크 공급은 상기 메인 탱크를 상기 서브 탱크보다도 높은 위치에 설치함으로써 생기는 수두차에 의해 행하는 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는, 상기 서브 탱크는 신축성을 가진 주머니 형상의 부재에 의해 구성되고, 상기 메인 탱크로부터 잉크가 충전된 경우에는 이후에 상기 정압 발생 수단을 이용하여 상기 서브 탱크를 가압함으로써 상기 메인 탱크에 소정량의 잉크를 복귀시키는 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는, 상기 부압 발생 수단은 부압을 발생시키는 진공 펌프와, 상기 진공 펌프와 상기 서브 탱크 사이에 위치하여 상기 진공 펌프에 의해 발생한 부압을 소정의 압력으로 조정하는 조절기와, 마찬가지로 상기 진공 펌프와 상기 서브 탱크 사이에 위치하여 상기 서브 탱크로의 부압 인가 및 미인가를 절환하는 절환 밸브를 갖는 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크젯 헤드 장치에서는, 상기 부압 발생 수단은 부압의 발생을 제어할 수 있는 전자 밸브를 내장한 진공 발생기와, 상기 진공 발생기와 상기 서브 탱크 사이에 위치하여 상기 진공 발생기에 의해 발생한 부압을 소정의 압력으로 조정하는 조절기를 갖는 것이라도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크 공급 방법은 기록 매체와의 사이에 일정한 갭을 갖고, 상기 기록 매체에 대해 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와, 소정 용량의 잉크를 저류하여 상기 잉크젯 헤드에, 인쇄에 사용하는 잉크를 공급하는 소용량의 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 잉크를 충전하는 대용량의 메인 탱크를 갖고, 상기 잉크젯 헤드와 상기 서브 탱크와 상기 메인 탱크가 상기 기록 매체와 상기 잉크젯 헤드와의 갭을 일정하게 유지한 상태에서 수평 방향에 주사하는 캐리지 상에 탑재된 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법이며, 상기 서브 탱크를 상기 잉크젯 헤드보다도 높은 위치에 설치하고, 또한 상기 메인 탱크를 상기 서브 탱크보다도 높은 위치에 설치하고, 상기 서브 탱크에는 상기 잉크젯 헤드에 대해 부압을 발생시키는 부압 발생 수단과 상기 서브 탱크를 가압하는 정압 발생 수단이 접속되어 상기 메인 탱크와 상기 서브 탱크의 수두차에 의해 상기 메인 탱크로부터 상기 서브 탱크로 잉크를 공급하는 공정과, 신축성을 가진 주머니 형상의 부재에 의해 구성된 상기 서브 탱크를 상기 정압 발생 수단에 의해 가압함으로써 상기 메인 탱크에 소정량의 잉크를 복귀시키는 공정을 포함한 것이라도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서「잉크젯 헤드 장치」라 함은, 잉크를 저장하는 잉크 탱크와, 잉크를 조절하면서 토출하는 잉크젯 헤드와, 잉크젯 헤드를 이동시키는 캐리지를 구비하고, 캐리지에 구비된 잉크젯 헤드가 주사를 행하는 동시에 매체에 대해 잉크를 토출하는 것을 가리키고, 그 밖의 구성에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니다. 여기서「잉크」라 함은, 종이 등의 기록 매체에 대해 인쇄 또는 묘화를 행하는 것으로 한정되는 것은 아니고, 유체 일반을 가리킨다.
본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 청구항에 도시한 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절하게 조합하여 얻게 되는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명의 잉크젯 헤드 장치, 잉크젯 장치 및 잉크 공급 방법은 종이 등의 기록 매체에 기록을 행하는 잉크젯 기록 장치나 기판 상의 배선을 행하는 산업 장치를 포함하는 생산 장치 등에 적용할 수 있다.
발명의 상세한 설명의 항에 있어서 이루어진 구체적인 실시 형태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명백하게 하는 것이며, 그와 같은 구체예에만 한정하여 좁은 의미로 해석되어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구 사항과의 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 것이다.
본 발명은 메인 탱크 및 서브 탱크를 구비하는 잉크젯 헤드 장치에 있어서, 잉크젯 헤드가 적절한 부압을 확보할 수 있고, 또한 잉크의 소비량이 적은 잉크젯 헤드 장치 및 잉크젯 장치 및 잉크 공급 방법을 실현시킬 수 있다.
도1은 본 발명에 관한 실시의 일형태를 나타내는 것으로, 잉크젯 헤드 장치의 주요한 구성의 개요를 도시하는 개략도.
도2는 상기 잉크젯 헤드 장치에 탑재되는 부압 발생 수단의 주요한 구성의 개요를 도시하는 개략도.
도3은 상기 잉크젯 헤드 장치에 탑재되는 다른 부압 발생 수단의 주요한 구성의 개요를 도시하는 개략도.
도4는 본 발명에 관한 실시의 일형태를 나타내는 것으로, 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법을 도시하는 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 잉크젯 헤드 장치
11 : 잉크젯 헤드
13 : 서브 탱크
14 : 메인 탱크
15 : 3방 절환 밸브
16 : 캐리지
17 : 탱크 박스
18 : 상대 정압 발생 수단
19 : 부압 발생 수단

Claims (12)

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  2. 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와,
    상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와,
    상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크와,
    이동 가능하고 상기 잉크젯 헤드를 탑재하는 캐리지와,
    상기 서브 탱크에 접속되어 상기 잉크젯 헤드에 대한 부압을 상기 서브 탱크에 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하고,
    상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있고,
    상기 서브 탱크의 용량이 상기 메인 탱크의 용량보다도 작은 잉크젯 헤드 장치.
  3. 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와,
    상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와,
    상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크와,
    이동 가능하고 상기 잉크젯 헤드를 탑재하는 캐리지와,
    상기 서브 탱크에 접속되어 상기 잉크젯 헤드에 대한 부압을 상기 서브 탱크에 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하고,
    상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있고,
    상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드보다도 높은 위치에 설치되는 동시에, 상기 메인 탱크가 상기 서브 탱크보다도 높은 위치에 설치되고, 또한
    상기 서브 탱크와 상기 메인 탱크와 상기 잉크젯 헤드를 서로 접속하는 3방으로 분기된 3방 분기 유로와,
    상기 3방 분기 유로에 있어서의 분기점에 배치된 상기 잉크젯 헤드와 상기 메인 탱크를 연통시키지 않고, 상기 서브 탱크의 접속처를 상기 메인 탱크와 상기 잉크젯 헤드 사이에서 택일적으로 절환하는 유로 절환 장치와,
    상기 유로 절환 장치를 제어하는 유로 제어부를 구비하고 있는 잉크젯 헤드 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 유로 절환 장치가, 유로가 항상 확보되는 공통 포트와, 상기 공통 포트에 대해 택일적으로 유로가 접속되는 2개의 비공통 포트를 구비하는 3방 절환 밸브를 갖고 있고,
    상기 공통 포트에 상기 서브 탱크가 접속되고,
    상기 2개의 비공통 포트 중 한쪽에 상기 메인 탱크가 접속되고, 다른쪽에 상기 잉크젯 헤드가 접속되어 있는 잉크젯 헤드 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 유로 절환 장치는 인가되는 전압에 따라서 상기 서브 탱크의 접속처를 절환하는 것이고, 전압이 인가되어 있지 않은 상태에 있어서는 상기 서브 탱크의 접속처를 상기 메인 탱크로 하여 상기 서브 탱크와 상기 메인 탱크를 서로 연통시키는 잉크젯 헤드 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 서브 탱크가 신축성을 갖는 주머니 형상의 잉크 저류 부재로 이루어지고,
    상기 잉크젯 헤드 장치는,
    상기 메인 탱크의 내압보다도 상기 서브 탱크의 내압을 상대적으로 높게 하는 상대 정압 발생 장치와,
    상기 상대 정압 발생 장치를 제어하는 상대 정압 제어부를 더 구비하고,
    상기 상대 정압 제어부는 상기 유로 제어 장치에 의해 상기 유로 절환 장치가 제어되고 상기 메인 탱크로부터 상기 서브 탱크로 잉크가 충전되면 소정의 시간 상기 상대 정압 발생 장치를 구동시키는 잉크젯 헤드 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상대 정압 발생 장치는 상기 서브 탱크를 가압함으로써 상기 서브 탱크의 내압을 상기 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 하는 잉크젯 헤드 장치.
  8. 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와,
    상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와,
    상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크와,
    이동 가능하고 상기 잉크젯 헤드를 탑재하는 캐리지와,
    상기 서브 탱크에 접속되어 상기 잉크젯 헤드에 대한 부압을 상기 서브 탱크에 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하고,
    상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있고,
    상기 부압 발생 장치가 부압을 발생시키는 진공 펌프와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 펌프와의 사이에 배치되어 상기 진공 펌프에 의해 발생한 부압을 조절하는 조절기와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 펌프 사이에 배치되어 유로의 차단 또는 개방을 행하는 절환 밸브를 구비하고 있는 잉크젯 헤드 장치.
  9. 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와,
    상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와,
    상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크와,
    이동 가능하고 상기 잉크젯 헤드를 탑재하는 캐리지와,
    상기 서브 탱크에 접속되어 상기 잉크젯 헤드에 대한 부압을 상기 서브 탱크에 발생시키는 부압 발생 장치를 구비하고,
    상기 메인 탱크 및 상기 서브 탱크가 상기 잉크젯 헤드와 함께 캐리지에 탑재되어 있고,
    상기 부압 발생 장치가 진공 발생기와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 발생기와의 사이에 배치되어 상기 진공 발생기에 의해 발생한 부압을 조절하는 조절기와, 상기 서브 탱크와 상기 진공 발생기 사이에 배치되어 유로의 차단 또는 개방을 행하는 절환 밸브를 구비하고 있는 잉크젯 헤드 장치.
  10. 제2항, 제3항, 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항의 잉크젯 헤드 장치를 구비한 잉크젯 장치.
  11. 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드와 함께 상기 잉크젯 헤드에 공급하는 잉크를 저류하는 서브 탱크와, 상기 서브 탱크에 충전하는 잉크를 저류하는 메인 탱크를 캐리지에 탑재하고, 상기 서브 탱크에 신축성을 갖는 주머니 형상의 잉크 저류 부재가 이용되어 잉크 누설이 없도록 잉크젯 헤드가 부압으로 제어되는 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법이며,
    메인 탱크로부터 서브 탱크로 잉크를 충전한 후에, 또한 서브 탱크와 잉크젯 헤드를 연통시키는 것보다도 전에 서브 탱크의 내압을 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 하고, 서브 탱크 내의 잉크를 메인 탱크로 복귀시키는 스텝을 포함하고 있는 잉크젯 헤드 장치의 잉크 공급 방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 상대 정압 발생 장치는 상기 메인 탱크를 감압함으로써 상기 서브 탱크의 내압을 상기 메인 탱크의 내압보다도 상대적으로 높게 하는 잉크젯 헤드 장치.
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