KR100883956B1 - 잉크 점도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 상기 유동경로 상에 설치되며, 잉크가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 하우징; 상기 하우징의 유입구와 연결되는 유입통로를 가지며, 그 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 잉크가 유동하는 공간을 형성하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 수납체; 상기 수납체에 회전가능하게 설치되며, 상기 잉크의 유동에 따라 회전하는 적어도 하나 이상의 회전날개가 결합된 회전축; 일측에 피감지체를 구비하고 상기 회전축에 결합되어 함께 회전하는 피감지브라켓; 상기 피감지체를 감지하는 센서; 및 상기 수납체로 유입되어 배출되는 잉크의 점도에 따라서 그 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하고, 상기 잉크유속변환수단은, 상호 잉크유동간극만큼 이격되어 상기 수납체로부터 배출된 잉크가 그 사이로 통과하는 제1 및 제2 디스크부재를 포함하고, 상기 제2 디스크부재는 상기 제1 디스크부재에 대해서 이격 운동가능하도록 구성된 잉크 점도 조절 장치가 개시된다.

잉크점도조절

Description

잉크 점도 조절 장치{Apparatus for regulating viscosity of ink}

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래기술에 따른 잉크 점도 측정방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치가 채용된 인쇄장치의 개략적인 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 하우징을 나타낸 저면 사시도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 구비된 수납체와 회전조립체의 구성을 개략적으로 나타낸 분해사시도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 구비된 회전날개의 구성을 개략적으로 나타낸 평단면도이다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장 치에 구비된 가이드서포트를 하부와 상부에서 각각 바라본 사시도이다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 구비된 제1 디스크부재를 하부에서 바라본 분해사시도이다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 구비된 제2 디스크부재와 차단막을 나타낸 분해사시도이다.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 구비된 푸시브라켓과 탄성부재를 나타낸 분해사시도이다.

도 11은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 구비된 덮개의 구성을 개략적으로 도시한 분해사시도이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 세척 과정을 나타낸 단면도이다.

본 발명은 잉크 점도 조절 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인쇄장치에 사용되는 잉크의 점도를 소정의 범위로 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 관한 것이다.

다량의 인쇄물을 인쇄하는 인쇄장치에 있어서, 잉크의 점도는 매우 중요하다. 잉크는 자체적으로 휘발성 용매를 포함하므로 시간이 지남에 따라 그 농도가 점차 진해지는 경향이 있다. 이렇게 잉크의 점도가 변화되면, 인쇄품질의 향상을 기대할 수 없을 뿐만 아니라, 인쇄장치 내의 유동통로가 잉크에 의해 막힘으로써 기계의 고장을 초래하기도 한다. 따라서, 대부분의 인쇄장치는 잉크의 점도를 소정 범위 내로 적절히 유지시키는 수단이 필요하다.

종래의 잉크 점도 측정방법의 한 가지는 도 1에 도시된 바와 같이 다분히 수작업에 의존하는 것이었다. 즉, 바닥에 소정 크기의 구멍(2)이 뚫린 용기(1)에 잉크를 가득 채운 후, 잉크가 상기 구멍(2)을 통해 모두 빠져나가는 시간을 측정함으로써 잉크의 점도를 계산하였다. 이러한 방식은, 측정 시간이 지나치게 오래 소요되고, 잉크의 마지막 한 방울까지 측정하여야 하므로 정밀한 측정이 어려웠다. 무엇보다도, 작업자가 불연속적으로 잉크 점도를 측정하여 이를 조절하게 되므로 균일한 점도 유지 관리가 보장되지 않는 단점이 있다.

그 외에도, 기계적인 측정 장치를 잉크의 유동통로 내에 설치함으로써 잉크의 점도를 측정하는 방법이 제안되었으나, 측정 장치의 잉크 유동통로가 상대적으로 점도가 큰 잉크에 의해 쉽게 막히는 경우가 빈번히 발생하고, 더욱이 이 경우 측정 장치를 분리하여 세척하는 것이 용이하지 않았다. 따라서, 주기적으로 새로운 측정 장치를 교환하여야 하므로 경제적으로 매우 불리하였다.

상기와 같은 점을 감안하여 본 발명자는 대한민국 특허 제0637892호에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 실시간으로 잉크의 점도를 측정함으로써 이를 조절할 수 있도록 하는 잉크 점도 조절 장치를 제안한 바 있다. 그러나, 상기 잉크 점도 조절 장치에서는 자석으로 이루어진 피감지체가 항상 유동하는 잉크 내에 잠기게 되므로 잉크 속에 포함된 철 등의 이물질이 흡착되는 문제가 발생하였고, 내부 청 소를 위해서는 여전히 하우징 내부의 부품들을 모두 꺼내어 세척해야 하는 한계를 여전히 가지고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잉크의 유동경로 상에 설치되어 항상 잉크의 점도를 측정함으로써 이를 조절할 수 있는 잉크 점도 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 자석으로 이루어진 피감지체를 유동하는 잉크 내에 잠기지 않도록 함으로써 잉크 속에 함유된 이물질 등이 흡착되지 않도록 하는 잉크 점도 조절 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 하우징 내부의 부품들을 외부로 모두 꺼집어 내지 않더라도 잉크 유동 힘에 의해 세척효과를 발휘할 수 있도록 구조가 개선된 잉크 점도 조절 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 잉크 점도 조절 장치는,유동경로 상에 설치되며, 잉크가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 하우징; 상기 하우징의 유입구와 연결되는 유입통로를 가지며, 그 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 잉크가 유동하는 공간을 형성하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 수납체; 상기 수납체에 회전가능하게 설치되며, 상기 잉크의 유동에 따라 회전하는 적어도 하나 이상의 회전날개가 결합된 회전축; 일측에 피감지체를 구비하고 상기 회전축에 결합되어 함께 회전하는 피감지브라켓; 상기 피감지체를 감지하는 센서; 및 상기 수납체로 유입되어 배출되는 잉크의 점도에 따라서 그 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하고, 상기 잉크유속변환수단은, 상호 잉크유동간극만큼 이격되어 상기 수납체로부터 배출된 잉크가 그 사이로 통과하는 제1 및 제2 디스크부재를 포함하고, 상기 제2 디스크부재는 상기 제1 디스크부재에 대해서 이격 운동가능하도록 구성된다.

바람직하게, 본 발명은 상기 제2 디스크부재를 이격 운동시키는 액츄에이터를 더 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 액츄에이터는 솔레노이드 또는 에어실린더가 된다.

또한, 본 발명은 상기 제2 디스크부재와 결합된 푸시브라켓; 및 상기 푸시브라켓에 결합되어, 상기 수납체의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 형성되는 공간을 통해 유동하는 잉크가 배출되는 배출공을 잉크의 배출압력에 따라서 선택적으로 개폐하는 탄성부재;를 더 포함할 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기 제2 디스크부재가 상기 제1 디스크부재로부터 이격되도록 상기 푸시브라켓을 바이어스하는 스프링;을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 제1 디스크부재의 중심에는 상기 수납체로부터 배출된 잉크가 통과하는 개구부가 형성되고, 상기 제2 디스크부재의 가장자리에는 원형의 그루부 및 상기 그루부 내에 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공이 형성될 수 있다.

바람직하게, 제2 디스크부재는 상기 그루브를 경계로 내측의 제1 상면과 외측의 제2 상면을 포함하고, 상기 제1 상면의 높이는 제2 상면의 높이보다 낮으며, 상기 제2 상면은 상기 제1 디스크부재의 하면과 접촉하는 반면, 상기 제1 상면은 제1 디스크부재의 하면과 잉크유동간극 만큼 이격되도록 구성된다.

바람직하게, 상기 제2 디스크부재에는, 상기 하우징 내부의 잉크가 외부로 유출되지 못하도록 유연성 있는 소재 또는 변형가능한 소재로 이루어진 차단막이 결합된다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 상기 유동경로 상에 설치되며, 잉크가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 하우징; 상기 하우징의 유입구와 연결되는 유입통로를 가지며, 그 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 잉크가 유동하는 공간을 형성하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 수납체; 상기 수납체에 회전가능하게 설치되며, 상기 잉크의 유동에 따라 회전하는 적어도 하나 이상의 회전날개가 결합된 회전축; 일측에 피감지체를 구비하고 상기 회전축에 결합되어 함께 회전하는 피감지브라켓; 및 상기 피감지체를 감지하는 센서;를 포함하고, 상기 피감지브라켓은 상기 하우징 내부에서 잉크가 유입되지 않는 밀폐 공간(CS) 내에 위치하는 잉크 점도 조절 장치가 제공된다.

바람직하게, 상기 밀폐 공간(CS)은 상기 수납체의 상단과 상기 하우징의 내측면 사이에 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다 는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치가 채용된 인쇄장치의 개략적인 구성이 도식적으로 나타나 있다.

저장탱크(10) 내에 담긴 잉크는 구동펌프(18)의 구동력에 의해 공급통로(12)를 통해 인쇄용기(13)로 보내어진다. 상기 인쇄용기(13) 상에는 인쇄롤러(14)와, 상기 인쇄롤러(14)와 접촉하여 함께 회전하는 압동롤러(16)가 설치되어 있다.

피인쇄원단(100)은 상기 인쇄롤러(14)와 압동롤러(16) 사이를 통과하게 되고, 이때 인쇄롤러(14)가 인쇄용기(13)에 담긴 잉크를 적셔 인쇄작업을 하게 된다. 상기 인쇄용기(13)의 잉크는 다시 회수통로(20)를 통해 저장탱크(10)로 복귀함으로써 순환하게 된다. 미설명된 참조부호 17은 저장탱크(10) 내의 잉크를 교반시키는 교반기이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치(200)는 잉크의 유동경로 상에 설치되는데, 바람직하게 잉크 점도 조절 장치(200)의 유입구(201)는 저장탱크(10)로부터 연장되는 공급통로(12)와 연결되어 잉크가 유입되고, 반면에 배출구(202)는 상기 인쇄용기(13)로 향하는 공급통로(12)와 연결되어 잉크가 배출된 다.

본 실시예에 따르면, 잉크 점도 조절 장치(200)의 하류측에 있는 공급통로(12) 상에 구동펌프(18)가 설치되어 있어서, 상기 구동펌프(18)의 구동력에 의해 잉크가 유동한다.

상기 잉크 점도 조절 장치(200)는 잉크의 점도를 측정하여, 만약 잉크의 점도가 기준값을 초과하는 경우에는 잉크를 희석하기 위해서 용매가 추가적으로 투입되도록 한다. 이를 위해, 용매(23)를 담은 용기(22)가 잉크의 유동경로인 공급통로(12)와 연결되어 있으며, 바람직하게 용매공급밸브(21)를 개폐함으로써 용기(22)에 담긴 용매(23)가 잉크의 유동경로 상으로 투입된다. 상기 용매는 당해 기술분야에서 알려진 통상적인 종류의 용매를 포함하며 특별히 한정하지는 않는다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 개략적인 구성이 단면도로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 잉크 점도 조절 장치는 공급통로(12)와 연결되는 유입구(201) 및 배출구(202)가 형성된 하우징(210)을 포함한다.

상기 하우징(210)은 도 4에 도시된 바와 같이, 유입된 잉크가 유동하도록 원통형을 이루며, 바람직하게, 하단부는 개방되어 내부 구성부품의 조립 및 분해가 가능하도록 구성된다. 구체적으로, 상기 개방된 하단부에는 하단 덮개(도 11의 220 참조)가 결합된다. 비록 본 실시예에서는 체결볼트(221)에 의해 고정되는 것으로 도시되어 있으나, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 하단 덮개(220)의 일단이 하우징(210)에 힌지 결합되고 타단에는 래치가 구비되어 하우징에 선택적으로 고정 될 수 있는 등 다양한 방식이 채용가능하다.

또한, 상기 하우징(210)의 상단부에는 상단 덮개(222)가 구비되어 체결볼트(223)에 의해 결합된다. 바람직하게, 상단 덮개(222)도 상기 하단 덮개와 마찬가지로 착탈가능하게 결합될 수 있음은 물론이다.

바람직하게, 상기 하우징(210)은 상대적으로 작은 직경을 가진 원통형의 소경부(211)와, 상기 소경부(211)로부터 연장되며 상대적으로 큰 직경을 가진 원통형의 대경부(212)로 구성된다. 상기 하우징(210)의 내부에는 후술하는 바와 같이 유동하는 잉크의 흐름에 따라 회전하는 회전축(240)을 수용하기 위한 수납체(230)가 설치된다.

도 5를 함께 참조하면, 상기 수납체(230)는 상기 하우징(210)의 소경부(211) 내에 수납되는 원통부(231)를 포함한다. 여기서, 상기 원통부(231)는, 그 외주면이 상기 하우징(210)의 소경부(211)의 내주면으로부터 소정간격만큼 이격되도록 설치되어, 하우징(210)과 수납체(230) 사이에 잉크가 유동할 수 있는 공간이 형성된다. 이러한 공간은 후술하는 바와 같이 잉크의 유입압력을 조절하기 위한 통로로 작용한다.

상기 원통부(231)에는 유입구(201)와 연결되는 복수의 유입통로(231a)가 형성되어 있다. 또한, 원통부(231)의 내측면 상에 상기 유입통로(231a)가 형성된 부분에는 그루브(231b)가 형성되어 잉크가 일시적으로 머무르는 공간으로서 기능한다.

또한, 상기 수납체(230)의 상단 부분에서는 하우징(210)과 상단 덮개(222) 사이에 밀폐공간(CS)이 형성된다. 상기 밀폐공간(CS)은 후술하는 바와 같이 피감지브라켓이 위치하는 곳이다.

상기 원통부(231)의 하단은 후술하는 바와 같이 가이드서포트(280)의 안착홈(도 8의 282b 참조)에 결합되도록 구성된다.

또한, 상기 수납체(230)의 원통부(231) 내부에는 전체에 걸쳐서 다수의 유동통로(233)가 나란하게 천공된 잉크통로부재(235)(236)(237)(238)가 복수개 설치된다. 상기 잉크통로부재(235)(236)(237)(238)는 수납체(230) 내부를 유동하는 잉크의 흐름이 일직선이 되도록 즉, 층류를 이루도록 경로를 제공하는 역할을 한다. 상기 잉크통로부재(235)(236)(237)(238)는 소정간격으로 구비되며, 바람직하게는 후술하는 바와 같이 회전축(240)에 결합되는 회전날개 사이에 번갈아 구비된다. 상기 잉크통로부재(235)(236)(237)(238)의 중심에는 중심관통공(239)이 형성되어 있어서 이것을 통해 회전축(240)이 삽입되어 회전가능하게 지지된다. 바람직하게, 적어도 하나 이상의 중심관통공(239)의 내측 단부는 뾰족하게 처리되어 접촉하는 회전축(240)과 마찰저항이 최소화되도록 한다.

또한, 가장 상단에 위치하는 잉크통로부재(235)의 측면에는 상기 원통부(231)의 유입통로(231a)와 통하도록 측면홀(235a)이 형성되어 있다.

상기 잉크통로부재(235~238)의 하부에는 축지지부재(234)가 구비된다. 상기 축지지부재(234)에도 잉크가 유동하는 다수의 유동통로(234a)가 형성되어 있으며, 그 중앙에는 관통공이 형성되어 있지 않아서 상기 수납체(230)에 수용되는 회전축(240)의 끝단과 접촉하여 이를 지지하게 된다.

비록 본 실시예에서 회전축을 가이드하고 지지하는 구체적인 구성이 예시되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 상기 회전축을 지지하는 다양한 기존의 구성이 채용될 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따르면, 상기 수납체(230) 내에는 회전조립체가 수납되는데, 이 회전조립체는 상기 회전축(240)과, 상기 회전축(240)에 결합된 적어도 하나의 회전날개(250)를 포함한다.

상기 회전축(240)은 잉크통로부재(235~238)의 중심관통공(239)을 관통하여 그 일단이 축지지부재(234)와 접촉하여 지지됨으로써 수납체(230)에 회전가능하게 결합된다. 바람직하게, 상기 축지지부재(234)와 접촉하는 회전축(240)의 일단은 뾰족하게 처리되어 마찰저항이 최소화되도록 한다.

상기 회전축(240)에는 도 6에 도시된 바와 같이 적어도 하나 이상의 회전날개(250)가 결합된다. 상기 회전날개(250)의 구성과 크기 및 개수 등은 잉크의 점도와 측정 범위를 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

본 발명에 따르면, 바람직하게 상기 회전날개(250)는 수납체(230) 내의 잉크통로부재(235~238) 사이에 설치된다. 다시 말해, 상기 회전날개(250)와 잉크통로부재(235~238)는 교대로 구비된다. 이러한 구성의 경우, 잉크가 회전날개(250)를 지나면서 그 흐름이 왜곡되거나 난류성 유동이 생성되더라도, 이어지는 잉크통로부재(235~238)를 통과하면서 다시 균일한 층류로 바뀔 수 있게 되므로, 결국 안정된 흐름을 가진 잉크의 점도를 측정할 수 있다.

또한, 상기 회전축(240)의 타단에는 피감지브라켓(260)이 결합되어 회전 축(240)과 함께 회전하도록 구성된다. 상기 피감지브라켓(260)에는 회전축의 회전수를 측정하기 위한 피감지체(262)가 결합된다. 상기 피감지체(262)는 자석 또는 철 등이 될 수 있으며 바람직하게는 자석이다. 대안으로서, 상기 피감지체(260)는 자성을 띤 플라스틱 자석으로서 피감지브라켓(260)과 일체로 제작될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 피감지브라켓(260)은 전술한 밀폐공간(CS) 내에 위치하도록 설치된다. 상기 밀폐공간(CS)에는 잉크가 채워지지 않으므로 따라서 상기 피감지브라켓(260)은 회전시 잉크와의 마찰력이 없을 뿐만 아니라, 잉크 내에 함유된 철 등의 불순물이 상기 자석(262)에 부착되지도 않는다.

나아가, 상기 하우징(210)의 외측에는 상기 피감지브라켓(260)에 설치된 피감지체(262)를 감지하는 센서(270)가 설치된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 피감지브라켓(260)이 회전할 때 센서(270)는 상기 피감지체(262)를 감지함으로써 회전축의 회전수를 측정할 수 있게 된다. 상기 피감지체(262)가 자석일 경우에는 자장 변화를 감지하게 될 것이다.

본 발명에 따른 잉크 점도 조절 장치(200)는 수납체(230)로 유입되어 배출되는 잉크의 속도가 점도에 따라 변화하도록 하는 잉크유속변환수단을 포함한다. 구체적으로, 상기 잉크유속변환수단은 가이드서포트(280), 제1 디스크부재(290) 및 제2 디스크부재(300)를 포함한다.

도 7a 및 도 7b을 함께 참조하면, 상기 가이드서포트(280)는 상기 수납체(230) 내부로부터 배출되는 잉크가 유동하는 중공(281a)이 형성된 도관부(281)와, 상기 도관부(281)의 상단에서 횡방향으로 연장되어 있는 원반부(282)를 포함한 다. 상기 가이드서포트(280)는 수납체(230)의 하단에 결합되어 전술한 잉크통로부재(235~238)와 축지지부재(234)의 조립체를 지지한다. 상기 원반부(282)는 하우징(210)의 대경부(212) 내측면까지 연장되어 접촉하며 바람직하게 체결볼트(283)에 의해 결합된다. 따라서, 상기 수납체(230) 내부로 유입되어 회전조립체를 통과한 잉크는 상기 가이드서포트(280)의 도관부(281)의 중공(281a)을 통해 배출된다.

상기 가이드서포트(280)의 상면에는 안착홈(282b)이 형성되어, 여기에 원통부(231)의 하단이 안착되어 결합된다.

상기 가이드서포트(280)의 하단에는 제1 디스크부재(290)가 결합된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제1 디스크부재(290)의 중심에는 개구부(290a)가 형성되어 있다. 제1 디스크부재(290)는 상기 개구부(290a)가 도관부(281)의 중공(281a)과 연결되도록 체결볼트(291)에 의해 가이드서포트(280)에 결합된다.

또한, 상기 제1 디스크부재(290)의 하부에는 제2 디스크부재(300)가 결합되는데, 이때 제2 디스크부재(300)는 제1 디스크부재(290)에 대해 소정의 '잉크유동간극'만큼 이격되어 있다. 본 명세서 및 특허청구범위에서 '잉크유동간극'이란 잉크가 유동하는 제1 디스크부재(290)와 제2 디스크부재(300) 사이의 갭에 해당하는 것으로서, 유동하는 잉크의 점도에 따라서 그 유동속도가 변화되도록 하는 역할을 한다. 즉, 일정한 잉크유동간극을 통해 유동하는 잉크의 점도가 높은 경우에는 그 유동속도가 상대적으로 느릴 것이고, 반면에 잉크의 점도가 낮은 경우에는 유동속도가 상대적으로 빠를 것이다. 이러한 잉크유동간극은 특정 수치로 고정되지 않으며 사용되는 잉크의 종류나 점도, 인쇄장치의 용량 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 따라서, 비록 상기 잉크유동간극이 특정 수치로 지정되지 않더라도 당해 기술분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 위와 같은 의미로 충분히 이해하고 이를 바탕으로 적용할 수 있으므로 불명료한 용어로 해석될 수 없을 것이다.

도 9를 함께 참조하면, 상기 제2 디스크부재(300)의 가장자리에는 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공(300a)이 형성되어 있다. 바람직하게, 상기 제2 디스크부재(300)의 상면에는 원형의 그루브(301)가 형성되고, 상기 그루브(301) 내에 다수의 잉크통과공(300a)이 형성된다. 상기 그루브(301)는 잉크유동간극을 통과한 잉크가 모여서 일시적으로 머물게 되는 완충공간이다.

또한 상기 제2 디스크부재(300)의 상면은 상기 그루브(301)를 경계로 내측의 제1 상면(302)과 외측의 제2 상면(303)으로 구분되는데, 상기 제1 상면(302)의 높이는 제2 상면(303)의 높이보다 낮다. 따라서, 도 3에서 보는 바와 같이, 제2 디스크부재(300)의 제2 상면(303)은 제1 디스크부재(290)의 하면과 접촉하는 반면, 제2 디스크부재(300)의 제1 상면(302)은 제1 디스크부재(290)의 하면과 잉크유동간극 만큼 이격되게 된다.

상기 제2 디스크부재(300)의 하면에는 연장축(304)이 하방으로 연장되어 있으며, 바람직하게 상기 연장축(304)은 하우징의 하단 덮개(220)에 형성된 구멍(도 11의 220a)을 통해 외부로 연장된다.

본 발명에 따르면, 상기 제2 디스크부재(300)는 제1 디스크부재(290)에 대해서 이격운동할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 상기 제2 디스크부재(300)는 액츄에이터(310)와 연동된다. 상기 액츄에이터(310)는 상기 연장축(304)과 결합되어 제2 디스크부재(300)를 제1 디스크부재(290)에 대해 접근 또는 이격운동시키는 것으로서, 바람직하게 솔레노이드 또는 밸브에 의해 작동되는 에어실린더가 될 수 있다.

상기 제2 디스크부재(300)의 외주부 상면에는 도 10에 도시된 원통형의 푸시브라켓(330)이 결합된다. 상기 푸시브라켓(330)의 중앙에는 가이드서포트(280)의 도관부(281)가 삽입되는 삽입홀(331)이 형성되어 있다. 따라서, 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 삽입홀(331)에 가이드서포트(280)의 도관부(281)가 삽입된 채로, 푸시브라켓(330)의 외주부 하단이 체결볼트(339)에 의해 제2 디스크부재(300)의 외주부 상면에 고정된다.

또한, 상기 푸시브라켓(330)에는 복수의 가이드 구멍(330a)이 수직방향으로 형성되어 있는데, 여기에는 그 일단이 가이드서포트(도 7a의 280)의 하면에 결합된 가이드축(284)이 삽입된다. 상기 가이드축(284)은 푸시브라켓(330)의 이격 운동을 가이드한다. 또한, 상기 가이드축(284)에는 스프링(285)이 감싸도록 설치되어 상기 가이드서포트(280)와 푸시브라켓(330) 사이에 개재된다. 따라서, 상기 스프링(285)의 탄성력에 의해 푸시브라켓(330)는 하방으로 푸시되고, 그에 따라 제2 디스크부재(300)는 하방으로 바이어스된다. 상기 제2 디스크부재(300)는 스프링(285)에 의해 하방으로 바이어스되므로, 상기 액츄에이터(310)는 제2 디스크부재(300)를 제1 디스크부재(290)에 대해 접근시키는 방향으로 즉, 상방으로 움직이도록 구성되는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 하우징(210) 내부의 잉크가 하단 덮개(220)의 구멍(220a)를 통해 외부로 유출되지 못하도록 차단막(320)이 설치된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 차단막(320)은 원형으로서 그 중심부는 제2 디스크부재(300)의 연장축(304)에 실링 결합되고, 외주부는 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(210)과 하단 덮개(220) 사이에 실링 결합될 수 있다. 상기 차단막(320)은 제2 디스크부재(300)의 이격운동을 방해하지 않도록 합성수지와 같이 유연성 있는 소재 또는 소정 범위의 변형이 가능한 소재로 제작된다. 더욱 바람직하게, 차단막(320)의 유연성 또는 변형성을 향상시키기 위해서 환형의 주름(320a)이 채용될 수도 있다.

본 발명에 따른 잉크 점도 조절 장치(200)는 잉크유동간극을 통과하기 전과 통과한 후의 잉크의 압력의 차이가 일정한 범위를 초과하는 경우 이를 바이패스시킴으로써 잉크의 압력의 차이를 일정하게 유지시키는 잉크유압조절수단을 포함한다.

상기 잉크유압조절수단은, 도 3 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(210)의 내측면과 수납체(230)의 외측면 사이의 공간을 통해 유동하는 잉크가 배출되는 복수의 배출공(282a)에 설치되어 배출공(282a)을 탄성력에 의해 선택적으로 개폐하는 탄성부재(340)를 포함한다. 바람직하게, 상기 가이드서포트(280)에는 하우징(210)의 내측면과 수납체(230)의 외측면 사이의 공간과 연결되는 복수의 배출공(282a)이 형성되어 있다.

또한, 푸시브라켓(도 10의 330)의 삽입홀(331) 주변에 형성된 림부(332)에는 예를 들어, 판스프링 피스(340a)가 일체로 연결되어 형성된 탄성부재(340)가 고정링(333)과 체결볼트(334)에 의해 결합된다. 이때, 상기 판스프링 피스(340a)는 상기 배출공(282a)의 출구를 개폐하도록 위치한다.

따라서, 상기 배출공(282a)을 통해서 빠져나가는 잉크의 유압이 판스프링 피스(340a)를 전후하여 차이가 작은 경우에는 탄성부재(340)와 배출공 사이의 틈을 통해 소량의 잉크만이 유출될 것이다. 반면에, 상기 판스프링 피스(340a)를 전후하여 잉크의 유압이 차이가 클 경우에는 탄성부재(340)가 휘어지면서 잉크의 유출 공간을 더욱 확장함으로써 더 많은 양의 잉크가 유출되도록 한다. 결국, 상기 탄성부재(340)의 탄성 저항력에 의해 잉크의 유압이 적절히 조절될 수 있다.

나아가, 상기 잉크유압조절수단은 본 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 배출공을 통해 빠져나가는 잉크가 상기 판스프링 피스(340a)를 전후하여 유압의 차이가 기준값보다 작을 경우에는 배출공을 폐쇄하고, 잉크의 압력의 차이가 기준값보다 큰 경우에는 배출공을 개방하는 다양한 구성의 체크 밸브 수단이 채용될 수도 있다.

보다 바람직하게, 상기 푸시브라켓(330)의 상면과 외주부 하단에는 잉크가 보다 원활하게 배출될 수 있도록 추가적인 배출공(335)(336)이 더 형성될 수 있다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 동작에 대해서 살펴보기로 한다.

도 2에 도시된 인쇄장치의 동작 중에 본 발명의 잉크 점도 조절 장치(200)는 실시간으로 잉크의 점도를 측정한다. 구체적으로, 구동펌프(18)의 구동에 의해 유동하는 잉크는 공급통로(12)를 통해 잉크 점도 조절 장치(200)의 하우징(210) 내부로 유입된다. 본 실시예에 따르면, 구동펌프(18)가 잉크 점도 조절 장치(200)의 하류에 설치되어 있으므로, 배출공(282a)을 중심으로 상류보다 하류의 압력이 낮게 설정된다.

상기 하우징(210) 내부로 유입된 잉크는 도 3에 도시된 화살표와 같이 수납체(230) 내부로 흘러가게 되고, 동시에 그 일부는 하우징(210)의 내주면과 수납체(230)의 외주면 사이에 형성된 공간을 따라 유동하게 된다.

이때, 유입되는 잉크의 압력이 배출공(282a)을 중심으로 압력의 차이가 소정 범위를 벗어날 경우에는 전술한 바와 같이 배출공(282a)에 마련된 탄성부재(340)의 동작에 의해 잉크의 유압이 조절된다.

한편, 수납체(230)의 원통부(231) 내부로 유입된 잉크는 회전날개(250)에 도달하게 되고, 따라서 회전날개(250)는 회전축(240)을 중심으로 회전하게 된다.

상기 회전날개(240)를 통과한 잉크는 다시 잉크통로부재(235~238)의 유동통로(233)를 통과하면서 그 흐름이 직선화되고, 유동통로(233)를 빠져나온 잉크는 다시 회전날개(250)와 부딪혀 회전날개를 회전시키게 된다. 이때, 잉크가 유동하는 과정에서 기포가 상기 잉크통로부재(235~238) 등에 흡착될 수 있으나, 인접하고 있는 상기 회전날개(250)의 회전에 의해 이러한 기포의 흡착이 제거될 수 있다.

상기 수납체(230)를 통과한 잉크는 가이드서포트(280)의 도관부(281)의 중공(281a)을 거쳐 제1 디스크부재(290)의 개구부(290a)를 통과하며, 이어서, 잉크유동간극만큼 이격되어 있는 제1 디스크부재(290)와 제2 디스크부재(300) 사이를 통과하여 제2 디스크부재(300)의 상면에 형성된 그루브(301)에 도달하게 된다. 그런 다음, 잉크는 그루브(301)에 형성된 복수의 잉크통과공(300a)을 통해 빠져나가서 배출구(202)로 배출된다.

이러한 과정 동안 잉크의 유동에 따라 회전축(240)은 회전하게 되며, 이때 회전축(240)에 결합된 피감지브라켓(260)도 회전날개와 동일한 속도로 회전하게 된다. 그러면, 상기 센서(270)가 피감지브라켓(260)에 설치된 피감지체(262)를 감지함으로써 회전수를 측정할 수 있게 된다. 회전수가 측정되면, 이로부터 잉크의 점도는 유체역학의 공식에 따라 계산될 수 있다. 예를 들어, 잉크의 점도가 증가하면 상기 제1 및 제2 디스크부재(290)(300) 사이의 잉크유동간극을 통과하는 잉크의 유동속도는 저하되므로 이에 따라 회전축의 회전수는 감소하게 될 것이다. 이러한 계산법은 이미 당해 분야에서 널리 알려진 이론적인 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에 따르면, 상기 피감지체(262)는 잉크가 유입되지 않는 밀폐공간(CS) 내에서만 위치하므로 잉크 내에 존재하는 철분 등의 각종 이물질이 흡착될 염려가 없어서 영구적인 동작 신뢰성을 보장한다.

만약 측정된 결과, 잉크의 점도가 소정의 기준 범위를 초과하는 것으로 나타나면 이러한 신호는 미도시된 제어부로 전송되고, 그러면 제어부는 상기 용매공급밸브(도 2의 21)를 개방시켜 용기(22)에 담긴 용매(23)를 잉크의 유동경로 상으로 투입함으로써 잉크를 희석시켜 적절한 점도를 유지하도록 한다. 이상과 같이, 본 발명에 따른 잉크 점도 조절 장치는 잉크의 점도를 실시간으로 측정하여 이를 보정할 수 있다.

본 발명의 잉크 점도 조절 장치는 청소 및 유지관리 측면에서도 우수한 효과를 제공한다. 즉, 잉크가 조절 장치 내에 흡착되는 등의 원인으로 청소 및 세척이 필요한 경우에는 덮개(220)를 열고 내부 부품을 꺼집어 낼 필요없이 동작 상태에서 세척이 가능하다.

구체적으로, 청소가 필요한 상황에서는, 예를 들어 액츄에이터(310)를 오프(off)시킨다. 그러면, 도 12에 도시된 바와 같이, 스프링(285)의 탄성력에 의해 푸시브라켓(330)과 제2 디스크부재(300)가 하방으로 후퇴하면서 각각 가이드서포트(280)와 제1 디스크부재(290)로부터 멀어지게 된다. 따라서, 배출공(282a)과 탄성부재(340) 사이의 간격 및 제1 디스크부재(290)와 제2 디스크부재(300) 사이의 간격이 상대적으로 커지게 된다. 그러므로, 상대적으로 많은 양의 잉크가 이들 사이를 유동하게 되므로 동작 중에 틈새에 흡착되어 있던 잉크 찌꺼기 등이 제거될 수 있다. 비록 본 실시예에서는 스프링(285)의 탄성력에 의해 푸시브라켓과 제2 디스크부재가 하방으로 후퇴하는 것으로 예시되었으나, 이것에 한정되지 않고 예를 들어 스프링없이도 상기 액츄에이터에 의해 직접 하방으로 구동될 수도 있음은 물론이다.

이어서 세척작업이 끝나면, 다시 액츄에이터(310)를 온(On)시켜 제2 디스크부재(300)를 제1 디스크부재(290) 쪽으로 접근시켜 잉크유동간극을 유지시키고, 동시에 배출공(282a)과 탄성부재(340) 사이의 간격을 접근시켜 잉크 유동 압력을 유지시킨다.

본 발명의 잉크 점도 조절장치에 따르면, 인쇄 작업 공정 중에 잉크의 유동경로 상에서 순환되는 잉크의 점도를 측정하므로 실시간으로 연속적인 측정이 가능하고, 이에 따라 잉크의 점도를 즉시 보정함으로써 인쇄 품질을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 인쇄기의 사용수명도 연장시킬 수 있다.

본 발명의 잉크 점도 조절장치는 동작 중에 잉크유동간극을 넓혀서 다량의 잉크를 유동시킴으로써 잉크 흡착물 등의 이물질을 제거할 수 있어서, 청소 및 유지관리가 간편하다.

나아가, 본 발명의 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 자석으로 이루어진 피감지체가 잉크 속에 잠기지 않고 밀폐 공간 내에 노출되어 있으므로 잉크 속에 혼재된 철이나 기타 이물질이 부착될 가능성을 배제함으로써 장시간 사용에도 불구하고 동작 신뢰성을 높일 수 있다.

Claims (20)

1. 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서,

   상기 유동경로 상에 설치되며, 잉크가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 하우징;

   상기 하우징의 유입구와 연결되는 유입통로를 가지며, 그 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 잉크가 유동하는 공간을 형성하도록 상기 하우징 내부에 설치되는 수납체;

   상기 수납체에 회전가능하게 설치되며, 상기 잉크의 유동에 따라 회전하는 적어도 하나 이상의 회전날개가 결합된 회전축;

   일측에 피감지체를 구비하고 상기 회전축에 결합되어 함께 회전하는 피감지브라켓;

   상기 피감지체를 감지하는 센서; 및

   상기 수납체로 유입되어 배출되는 잉크의 점도에 따라서 그 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하고,

   상기 잉크유속변환수단은,

   상호 잉크유동간극만큼 이격되어 상기 수납체로부터 배출된 잉크가 그 사이로 통과하는 제1 및 제2 디스크부재를 포함하고,

   상기 제2 디스크부재는 상기 제1 디스크부재에 대해서 이격 운동가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2 디스크부재를 이격 운동시키는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 액츄에이터는 솔레노이드 또는 에어실린더인 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제2 디스크부재와 결합된 푸시브라켓; 및

   상기 푸시브라켓에 결합되어, 상기 수납체의 외측면과 상기 하우징의 내측면 사이에 형성되는 공간을 통해 유동하는 잉크가 배출되는 배출공을 잉크의 배출압력에 따라서 선택적으로 개폐하는 탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제2 디스크부재가 상기 제1 디스크부재로부터 이격되도록 상기 푸시브라켓을 바이어스하는 스프링;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 디스크부재의 중심에는 상기 수납체로부터 배출된 잉크가 통과하는 개구부가 형성되고,

   상기 제2 디스크부재의 가장자리에는 원형의 그루부 및 상기 그루부 내에 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
7. 제6항에 있어서,

   제2 디스크부재는 상기 그루브를 경계로 내측의 제1 상면과 외측의 제2 상면을 포함하고,

   상기 제1 상면의 높이는 제2 상면의 높이보다 낮으며,

   상기 제2 상면은 상기 제1 디스크부재의 하면과 접촉하는 반면, 상기 제1 상면은 제1 디스크부재의 하면과 잉크유동간극 만큼 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제2 디스크부재에는,

   상기 하우징 내부의 잉크가 외부로 유출되지 못하도록 유연성 있는 소재 또 는 변형가능한 소재로 이루어진 차단막이 결합된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
9. 제1항에 있어서,

   상기 피감지브라켓은 상기 하우징 내부에서 잉크가 유입되지 않는 밀폐 공간(CS) 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
10. 제9항에 있어서,

    상기 밀폐 공간(CS)은 상기 수납체의 상단과 상기 하우징의 내측면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    용매가 담긴 용기; 및

    상기 센서에 의해 측정된 잉크 점도가 기준값보다 높은 경우 상기 용기에 담긴 용매를 상기 잉크의 유동경로 상으로 공급하도록 구동되는 용매공급밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
17. 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서,

    상기 유동경로 상에 설치되며, 잉크가 유입 및 배출되는 유입구 및 배출구가 형성된 하우징; 및

    상기 하우징의 유입구로 유입되어 상기 배출구로 배출되는 잉크의 점도에 따라서 그 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하고,

    상기 잉크유속변환수단은,

    상호 잉크유동간극만큼 이격되어 잉크가 그 사이로 통과하는 제1 및 제2 디스크부재를 포함하고,

    상기 제2 디스크부재는 상기 제1 디스크부재에 대해서 이격 운동가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
18. 제17항에 있어서,

    상기 제1 디스크부재의 중심에는 상기 하우징으로 유입된 잉크가 통과하는 개구부가 형성되고,

    상기 제2 디스크부재의 가장자리에는 원형의 그루부 및 상기 그루부 내에 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 제2 디스크부재는 상기 그루브를 경계로 내측의 제1 상면과 외측의 제2 상면을 포함하고,

    상기 제1 상면의 높이는 제2 상면의 높이보다 낮으며,

    상기 제2 상면은 상기 제1 디스크부재의 하면과 접촉하는 반면, 상기 제1 상면은 제1 디스크부재의 하면과 잉크유동간극 만큼 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
20. 제17항에 있어서,

    상기 제2 디스크부재에는,

    상기 하우징 내부의 잉크가 외부로 유출되지 못하도록 유연성 있는 소재 또는 변형가능한 소재로 이루어진 차단막이 결합된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.

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