KR100759912B1 - 솔리드 잉크 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

개시된 솔리드 잉크 가열 장치는 잉크 스틱 로더의 일측에 설치되어 색상별 잉크 스틱을 용융시키는 복수의 가열부가 일체로 마련된 가열유닛;을 포함한다. 가열유닛을 복수의 가열부가 일체로 마련된 가열 플레이트와, 복수의 가열부에 해당하는 가열 플레이트상에 서펜타인(serpentine)형으로 형성되되 일단이 공통으로 연결된 복수의 가열선과, 가열선이 공통으로 연결된 부분에 접속하는 공통 와이어 및 가열선의 타단에 각각 접속되는 복수의 와이어를 포함한다. 공통 와이어는 가열 플레이트의 중앙부에 설치되며, 각 가열부에 형성된 가열선은 공통 와이어를 기준으로 좌우 대칭된 형태로 배선된다.
화상형성장치, 솔리드잉크, 가열선, 서펜타인, 가열장치

Description

솔리드 잉크 가열 장치{SOLID INK HEATING APPARATUS}
도 1은 종래의 솔리드 잉크 젯 프린터의 솔리드 잉크 공급부의 구성을 도시한 도면으로서, USP 5,784,089에 개시된 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1의 잉크 스틱 저장부의 구성을 분리해서 도시한 일부 분리 사시도.
도 3은 종래기술에 따른 잉크 스틱 공급부 및 프린트 헤드를 나타낸 도면,
도 4는 종래 기술에 따른 가열 플레이트의 구조를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명을 따르는 솔리드 잉크 젯 프린터의 구성을 개략적으로 도시한 전체 구성도,
도 6은 도 5의 프린트 헤드 및 잉크 스틱 로더가 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 7은 도 6의 잉크 스틱 로더 및 프린트 헤드가 분리된 상태를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예를 따른 솔리드 잉크 가열 유닛의 구성을 도시한 정면도, 그리고,
도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 솔리드 잉크 가열유닛의 구성을 도시한 정면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 설명 >
110 : 잉크 스틱 로더 130 : 가열유닛
131 : 가열플레이트 131a~131d : 가열부
133a~133d(133a´~133d´) : 가열선 135(135´) : 공통가열선
137 : 공통 와이어 138a ~138d : 와이어
139a ~139d : 김지센서 141 : 와이어 스프링
150 : 프린트 헤드 151a~151d : 잉크 저장소
본 발명은 솔리드 잉크 젯 프린터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 솔리드 잉크를 가열하는 가열판 구조가 개선된 솔리드 잉크 젯 프린터의 솔리드 잉크 가열장치에 관한 것이다.
솔리드 잉크 프린팅 기술은 1991년 Tektronix의 Phaser® III 프린터에서 처음으로 상용화에 성공했다. 이 기술은 현재 대부분의 잉크 젯 프린터에서 사용되는 것처럼 앞뒤로 이동하면서 용지에 직접 잉크를 뿌리는 특수 잉크 젯 프린터 헤드를 사용하고 있다. 잉크는 실온에서 고체상태이며 프린터 헤드에서 용해되어 약 섭씨 140도에서 동작한다. 액체를 사용하는 잉크와 비교할 때 솔리드 잉크인 컬러 스틱은 내구성이 강하고 빠르게 인쇄되며 고가의 사무용 본드지와 재활용 용지를 포함한 모든 종류의 용지에서 선명한 색상을 나타낸다.
이 방식은 인쇄 원료가 떨어지면 작동을 멈추어야 하는 기존 프린터와 달리 인쇄 중에도 솔리드 컬러 스틱의 추가 투입이 가능하다. 또한 잉크를 넣는 별도의 카트리지가 필요하지 않기 때문에 대량 생산도 쉬운 편이다. 잉크 원료인 솔리드 크레용 소재는 원가도 매우 저렴해 다른 레이저 프린터와 비교할 때 본체 구입 비용이 12~20%, 유지 비용은 절반 이하로 낮다.
도 1은 종래의 솔리드 잉크 젯 프린터의 솔리드 잉크 공급부의 구성을 도시한 도면으로서, USP 5,784,089에 개시된 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 잉크 스틱 저장부의 구성을 분리해서 도시한 일부 분리 사시도이다.
도 1,2를 참조하면, 잉크 스틱 공급 장치는 크게 잉크 스틱 저장부(16), 요크(17), 톱 커버(20) 및 잉크 스틱 저장부 커버(30)를 포함한다.
잉크 스틱 저장부(16)는 잉크 스틱(12)을 예컨대, 각 색상별로 저장시키고, 가열 플레이트(29a~29d) 쪽으로 이송시키기 위한 것으로 이송로(25a~25d)와, 이송로(25a ~25d)를 덮는 키 플레이트(18)를 포함한다. 키 플레이트(18)에는 잉크 스틱(12)을 삽입하는 개구(24a~24d)가 마련된다.
톱 커버(20)는 키 플레이트(18)의 상부를 커버하도록 개폐가능하게 설치된다. 이송커버(30)는 피봇 암(22)에 의해 프린터 측벽(21) 부근에 회전 가능하게 설치된다. 요크(17)는 각각의 잉크 스틱(12)의 이동을 돕기 위하여 키 플레이트(18)의 상측을 따라 슬라이딩 이동가능하게 설치된다. 여기서, 잉크 스틱(12)은 이송로(25a~25d)상에서 가열 플레이트(29a~29d)를 향해 전진한다.
잉크 스틱(12)은 가열 플레이트(29a ~ 29d)에 의해 용해되어 도시되지 않은 프린트 헤드의 각 잉크 저장부로 이송되기 위하여 각 이송로(25a~25d)에 대응하는 키 플레이트(18)의 개구(24a~24d)를 통해 삽입된다.
가열 플레이트(29a ~29d)는 가열 플레이트 어댑터(27)에 의해 잉크 스틱 저장부(16)의 일단에 결합된다.
도 3은 종래기술에 따른 잉크 스틱 공급부 및 프린트 헤드를 나타낸 도면이고, 도 4는 종래 기술에 따른 가열 플레이트의 구조를 도시한 정면도이다.
도 3을 참조하면, 프린트 헤드(70)의 상방에 잉크 스틱 저장부(16)가 마련된다. 잉크 스틱 저장부(16)의 일단에는 각각의 색상별(예컨대, 시안(CYAN), 마젠타(MAGENTA), 옐로우(YELLOW) 및 블랙(BLACK)) 가열 플레이트(29a~29d)가 와이어 스프링(73a~73d)에 의해 고정된다.
도 4를 참조하면, 가열 플레이트(29a~29d)에는 전기적으로 발열하는 가열선(75a~75d)이 형성되고, 가열선(75a~75d)에는 전원을 공급하는 입,출력와이어(77a, 77b)가 각각 연결된다. 또한, 가열 플레이트(29a~29d)의 일측에는 가열 플레이트(29a~29d)의 온도를 감지하는 온도감지센서(81a~81d)가 마련되고, 각 온도감지센서(81a~81d)에 역시 한 쌍의 와이어(83a,83b)가 연결된다.
그러나, 상술한 바와 같이 종래에는 가열 플레이트(29a ~29d)가 복수개로 구성되고, 각각의 와이어 스프링(73a~73d)에 의해 고정됨에 따라 조립이 복잡하고 원가가 상승하는 문제점이 있다.
또한, 각각의 가열 플레이트(29a~29d)에 전원을 공급하기 위한 와이어(77a,77b)가 각각 구성되어 8개를 이룸에 따라 와이어 수가 많으며, 그에 따른 원가 상승의 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 가열 플레이트의 조립성을 향상시키는 솔리드 잉크 가열 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 두 번째 목적은 가열 플레이트에 접속되는 연결전선의 구조를 간단하게 하는 솔리드 잉크 가열장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 솔리드 잉크 가열장치는, 복수의 가열부가 일체로 마련된 가열 플레이트; 상기 복수의 가열부와 각각 연결된 복수 개의 와이어; 및 상기 복수의 가열부와 공통으로 연결된 공통 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 복수의 가열부는, 일단은 상기 복수 개의 와이어 중 어느 하나와 연결되고, 타단은 상기 공통 와이어와 연결된 서펜타인(serpentine) 형태의 가열선으로 구성되며, 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙 색상의 잉크 스틱과 대응되는 위치에 형성되는 것이 좋다.
상기 복수의 가열부는 상기 색상별 잉크 스틱에 접촉하도록 설치되는 것이 바람직하다.
상기 공통 와이어는 상기 가열 플레이트의 중앙부에 설치되고, 상기 가열선은 상기 공통 와이어를 기준으로 좌우 대칭된 형태로 배선되는 것이 좋다.
본 발명에 의한 솔리드 잉크 가열장치는 상기 복수의 가열부의 온도를 감지하는 감지센서 및/또는 상기 가열 플레이트를 가압/고정하는 와이어 스프링을 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 와이어 스프링은, 상기 복수의 가열부 전체를 탄력적으로 가압/지지하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명을 따르는 솔리드 잉크 젯 프린터의 구성을 개략적으로 도시한 전체 구성도이다.
도 5를 참조하면, 솔리드 잉크 스틱(101)이 잉크 스틱 로더(110)로 공급되고, 잉크 스틱 로더(110)에 장착되어 있는 가열 플레이트(130)에 의해서 액체 상태로 용융된다.
용융된 잉크는 프린트 헤드(150)의 잉크저장부(151(151a ~151d) : 도 7 참조)로 이동하며, 이때, 잉크 저장부(151: 151a~151d)에서는 이송된 잉크를 액체 상태로 유지시키기 위하여 일정한 온도를 유지한다.
잉크 저장부(151)에 저장된 액체 상태의 잉크는 프린트 헤드(150)의 노즐부(미도시)로 공급된 후, 회전하고 있는 드럼(170)의 위로 분사되어 화상을 형성한다.
드럼(170)에 형성된 화상은 전사유닛(190)에 의해 기록매체 공급 카세트(210)로부터 공급되는 기록 매체(211) 위로 압착되고, 화상이 형성된 기록매 체(211)는 본체(120)의 외부로 배출된다.
도 6은 도 5의 프린트 헤드(150) 및 잉크 스틱 로더(110)가 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 7은 도 6의 잉크 스틱 로더(110) 및 프린트 헤드(150)가 분리된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6,7을 참조하면, 색상별 예컨대, 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙의 잉크 스틱을 수납하는 복수개의 공급 채널(111a ~111d)을 갖는 잉크 스틱 로더(110)와, 잉크 스틱 로더(110)의 일측에 설치되어 상기 색상별 잉크 스틱을 용융시키는 복수의 가열부(131a ~131d)가 일체로 마련된 가열유닛(130)과, 가열유닛(130)을 통해 용융된 액체 잉크를 저장하는 잉크 저장부(151a~151d)가 마련된 프린트 헤드(150)가 구성된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예를 따른 솔리드 잉크 가열 유닛의 구성을 도시한 정면도이다.
도 8을 참조하면, 가열유닛(130)은 복수의 가열부(131a~131d)가 일체로 마련된 가열 플레이트(131)와, 가열 플레이트(131)상의 가열부(131a~131d)에 서펜타인(serpentine)형으로 형성되되 일단이 공통으로 연결된 복수의 가열선(133a~133d)과, 그 가열선(133a~133d)이 공통으로 연결된 부분(135)에 접속하는 공통 와이어(137) 및 가열선(133a~133d)의 타단에 각각 접속되는 복수의 와이어(138a~138d)를 포함한다. 여기서, 와이어의 개수는 5개로서, 8개로 구성된 종래의 구조에 비하여 그 수량이 감소하여 조립이 간단하고 원가 절감이 가능해진다.
가열 플레이트(131)는 열 전도성이 좋은 금속물질로 형성되며, 그 금속 물질 위에 가열선(133a~133d)이 부착된다. 따라서, 가열선(133a~133d)에 전원을 인가하여 가열선(133a~133d)에서 발생하는 열이 금속물질을 가열시켜 스틱 잉크를 액체 잉크 상태로 녹인다. 여기서, 가열 플레이트(131)는 잉크 스틱 로더(110)의 일측에 부착되어 스틱 잉크와 직접 접촉하도록 설치된다. 또한, 각 가열부(131a~131d)의 하단부측이 뾰족하게 형성됨과 아울러서, 잉크 저장부(151a~151d)쪽으로 구부러져 용융된 액체 잉크가 가열 플레이트(131)의 내면을 타고 잉크 저장부(151a~151d)로 흘러 내려간다(도 7 참조).
상술한 구성에 더하여 가열부(131a~131d)의 일측에는 가열 플레이트(131)의 온도를 감지하는 온도감지센서(139a~139d)가 추가로 구성된다. 여기서, 온도감지센서(139a~139d)에는 한 쌍의 연결 와이어(161a,161b)가 각각 접속된다.
다시, 도 7을 참조하면, 가열 플레이트(131)는 와이어 스프링(141)에 의해 잉크 스틱 로더(110)의 일측에 고정된다. 와이어 스프링(141)은 잉크 스틱 로더(110)의 일단에 접촉되는 브래킷(143)에 의해 그 양측이 지지되며 가열 플레이트(131)의 일면을 탄성적으로 가압한다. 여기서, 와이어 스프링(141)은 단일 부품으로 이루어져 4개로 구성된 종래에 비하여 조립시간이 단축되고, 원가 절감이 가능하다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예를 따른 솔리드 잉크 가열유닛의 구성을 도시한 정면도이다.
도 9를 참조하면, 공통 와이어(137)가 가열 플레이트(131)의 중앙부로 하여 공통 가열선(135′)에 접속되고, 공통 와이어(135′)를 기준으로 각 가열부(131 a~131d)에 패터닝된 가열선(133a′~133d′)은 대칭 형태를 이룬다. 이러한 구조를 통해 보다 효율적인 배치가 되도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 솔리드 잉크 가열 장치에 의하면, 각 색상별 가열부가 일체로 마련된 가열 플레이트에 의하여 조립성 향상 및 원가 절감의 이점이 있다.
또한, 각 가열부상에 마련된 가열선을 공통으로 연결하고, 공통 와이어를 사용함에 따라 와이어의 수량을 감소시켜 원가를 절감시키는 이점이 있다.
이와 같이 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 복수의 가열부가 일체로 마련된 가열 플레이트;
    상기 복수의 가열부와 각각 연결된 복수 개의 와이어; 및
    상기 복수의 가열부와 공통으로 연결된 공통 와이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 가열부는,
    일단은 상기 복수 개의 와이어 중 어느 하나와 연결되고, 타단은 상기 공통 와이어와 연결된 서펜타인(serpentine) 형태의 가열선으로 구성되며,
    시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙 색상의 잉크 스틱과 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 가열부는 상기 색상별 잉크 스틱에 접촉하도록 설치된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 공통 와이어는 상기 가열 플레이트의 중앙부에 설치된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 가열선은 상기 공통 와이어를 기준으로 좌우 대칭된 형태로 배선된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 가열부의 온도를 감지하는 감지센서가 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 가열 플레이트를 가압/고정하는 와이어 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 와이어 스프링은,
    상기 복수의 가열부 전체를 탄력적으로 가압/지지하는 것을 특징으로 하는 솔리드 잉크 가열장치.
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