KR101039494B1 - 잉크 점도 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 용매가 유입되는 용매유입구가 형성된 용매유입공간(S1)과, 잉크가 유입되는 잉크유입구가 형성된 잉크혼합공간(S2)과, 잉크가 배출되는 잉크배출구가 형성된 잉크배출공간(S3)을 가지는 하우징; 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2) 사이에 설치된 차단부재; 상기 차단부재에 구비되어 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2)을 상호 단속적으로 소통시킴으로써 상기 용매유입공간(S1)의 용매가 상기 잉크혼합공간(S2)으로 투입되도록 하는 밸브수단; 및 상기 잉크혼합공간(S2)으로부터 상기 잉크배출공간(S3)으로 유동하는 잉크의 점도에 따라서 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하는 잉크 점도 조절 장치에 관한 것이다.

잉크 점도 조절

Description

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

본 발명은 잉크 점도 조절 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점도 조절기 내부에서 용매와 잉크를 혼합시킴과 동시에 잉크의 점도를 측정하는 센싱수단을 점도 조절기 외부의 회전축에 구비하도록 한 잉크 점도 조절 장치에 관한 것이다.

일반적인 인쇄장치는 잉크를 사용하여 다량의 인쇄물을 인쇄하게 되는데, 균일한 인쇄 품질을 얻고 인쇄장치의 효율적인 운전을 위해서는 잉크의 점도가 일정하게 유지될 필요가 있다.

잉크는 자체적으로 휘발성 용매를 포함하므로 시간이 지남에 따라 그 농도가 점차 진해지는 경향이 있는데, 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.

종래에 있어서 잉크의 점도를 측정하는 방법은 구멍이 뚫린 용기에 잉크를 채우고 그 구멍을 통해 잉크가 빠져나가는 시간을 측정함으로써 잉크의 점도를 계산하는 수작업에 의존하였다.

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 조절기를 제안한 바 있다. 그러나, 상기 잉크 점도 조절기에서는 자석으로 이루어진 피감지체가 항상 유동하는 잉크 내에 잠기게 되므로 잉크 속에 포함된 철 등의 이물질이 흡착되는 문제가 발생하였다.

또한, 상기 발명에서는 잉크의 점도를 조절하기 위해 용기에 담긴 용매를 잉크 배관으로 직접 공급하게 되는데 이 경우 잉크와 용매의 섞임이 원활하지 못하고, 그로 인해 잉크 점도를 정밀하게 측정하여 제어하기가 곤란하다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안된 것으로서, 점도 측정을 위한 피감지체를 잉크를 유동시키는 펌프의 회전축에 연결함으로써 잉크와의 접촉을 방지하고 정밀한 측정이 가능하도록 한 잉크 점도 조절 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 점도 조절기의 하우징 내부에서 잉크 농도를 조절하는 용매와 잉크를 직접 혼합시킴으로써 균일한 혼합을 촉진할 수 있는 잉크 점도 조절 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치는 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 용매가 유입되는 용매유입구가 형성된 용매유입공간(S1)과, 잉크가 유입되는 잉크유입구가 형성된 잉크혼합공간(S2)과, 잉크가 배출되는 잉크배출구가 형성된 잉크배출공간(S3)을 가지는 하우징; 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2) 사이에 설치된 차단부재; 상기 차단부재에 구비되어 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2)을 상호 단속적으로 소통시킴으로써 상기 용매유입공간(S1)의 용매가 상기 잉크혼합공간(S2)으로 투입되도록 하는 밸브수단; 및 상기 잉크혼합공간(S2)으로부터 상기 잉크배출공간(S3)으로 유동하는 잉크의 점도에 따라서 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하도록 구성된다.

여기에서, 상기 밸브수단은, 상기 차단부재에 형성된 밸브공을 선택적으로 개폐하는 밸브부재를 포함한다.

바람직하게, 본 발명은 상기 밸브부재를 상기 차단부재에 대해서 이격운동시키는 밸브용 액츄에이터를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서, 잉크가 유입되는 잉크유입구가 형성된 잉크유입공간(S1')과, 잉크가 배출되는 잉크배출구가 형성된 잉크배출공간(S2')을 가지는 하우징; 상기 잉크유입공간(S1')과 잉크배출공간(S2') 사이에 설치되어, 상기 잉크유입공간(S1')으로부터 상기 잉크배출공간(S2')으로 유동하는 잉크의 점도에 따라서 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단; 용매가 저장된 저장용기; 상기 저장용기의 용매를 상기 잉크와 혼합되도록 공급하는 용매공급관; 및 상기 용매공급관을 개폐하는 밸브;를 포함하고, 상기 잉크유속변환수단을 통과한 잉크의 유동속도가 기준값이하로 감소할 경우에는 상기 밸브를 개방하여 상기 용매가 공급되도록 하는 잉크 점도 조절 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 상기 잉크유속변환수단은, 상호 잉크유동간극만큼 이격되어 상기 잉크혼합공간(S2)으로부터 유입된 잉크가 그 사이로 통과하는 제1 및 제2 디스크부재를 포함하고, 상기 제2 디스크부재는 상기 제1 디스크부재에 대해서 이격 운동가능하도록 구성된다.

바람직하게, 상기 제1 디스크부재의 중심에는 상기 잉크혼합공간(S2)으로부터 유입된 잉크가 통과하는 개구부가 형성되고, 상기 제2 디스크부재의 가장자리에는 원형의 완충그루부 및 상기 완충그루부 내에 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공이 형성되어 있다.

또한, 상기 제2 디스크부재는 상기 완충그루브를 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 본 발명의 잉크 점도 조절 장치는 상기 제2 디스크부재를 이격운동시키는 이격용 액츄에이터; 및 상기 잉크배출공간에 있는 잉크가 상기 이격용 액츄에이터 부위로 유출되지 못하도록 상기 제2 디스크부재에 실링 결합되는 차단막;을 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 용매유입공간(S1)에서 상기 잉크혼합공간(S2)으로 유입되는 용매가 부딪혀 그 경로가 변형되는 믹싱부재를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크를 유동시키는 펌프; 상기 펌프를 구동시키는 구동모터; 상기 펌프의 회전축 또는 상기 구동모터의 구동축에 설치된 피감지체; 및 상기 피감지체를 감지하는 센 서;를 포함한다.

본 발명의 잉크 점도 조절 장치에 따르면, 점도 조절기 내부에서 용매와 잉크를 직접 혼합함으로써 잉크가 골고루 혼합되도록 할 수 있다. 특히, 점도 조절기의 하우징 내부에 다양한 믹싱부재를 도입함으로써 용매와 잉크의 혼합 성능은 더욱 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크 점도 조절 장치에서는, 피감지체가 점도 조절기 외부의 회전축(구동축)에 설치되어 있으므로 잉크 속에 혼재된 철이나 기타 이물질이 부착될 가능성을 배제함으로써 장시간 사용에도 불구하고 동작 신뢰성을 높일 수 있다.

나아가, 잉크의 점도에 따라 회전축(구동축)에 걸리는 부하의 변화를 직접적으로 측정하기 때문에 점도 측정 정밀성을 높일 수 있는 이점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 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 있다는 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 1 및 도 2에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절기가 채용된 인쇄장치의 개략적인 구성이 도식적으로 나타나 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 인쇄장치는 잉크를 저장하는 저장탱크(10), 잉크의 점도를 조절하기 위한 용매(110)가 담겨있는 저장용기(20), 및 인쇄롤러(31)와 압동롤러(32)를 구비하고 피인쇄원단(100)을 인쇄하는 인쇄용기(30)를 포함한다.

상기 용매(110)는 잉크를 희석하여 점도를 조절하기 위한 것으로서 그 종류는 본 발명에 의해 한정되지 않으며 당해 기술분야에 알려진 적절한 용매가 채용될 수 있다.

상기 저장탱크(10) 내에 담긴 잉크는 펌핑수단의 구동력에 의해 저장탱크(10)로부터 인쇄용기(30)로 공급되며, 상기 인쇄용기(30) 상에는 인쇄롤러(31)와, 상기 인쇄롤러(31)에 접촉하여 회전하는 압동롤러(32)가 설치되어 있다.

피인쇄원단(100)은 상기 인쇄롤러(31)와 압동롤러(32) 사이를 통과하면서, 인쇄롤러(31)가 인쇄용기(30)에 담긴 잉크를 적셔 인쇄작업을 하게 된다. 상기 인쇄용기(30)의 잉크는 다시 회수통로(40)를 통해 저장탱크(10)로 복귀함으로써 순환하게 된다. 미설명된 참조부호 12는 저장탱크(10) 내의 잉크를 교반시키는 교반기 이다.

상기 저장탱크(10)에서 인쇄용기(30)에 이르는 잉크의 유동경로 상에는 점도 조절기(50)가 설치되는데, 그 상세한 구성은 도 2에 도시되어 있다.

상기 점도 조절기(50)는 만약 잉크의 점도가 기준값을 초과하는 경우에는 잉크를 희석하기 위해서 용매(110)가 추가적으로 투입되도록 한다.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 점도 조절기(50)는 내부에 공간이 형성된 하우징으로 구성된다. 상기 하우징은 바람직하게 원통형을 이루며, 복수개의 부분으로 분리되어 상호 조립할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 하우징 은 몸체(61)와 상단덮개(62) 및 하단덮개(63)로 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 점도 조절기(50)의 하우징은 세 개의 내부 공간을 가지는데, 용매유입공간(S1), 잉크혼합공간(S2), 그리고 잉크배출공간(S3)이 그것이다.

상기 용매유입공간(S1)은 저장용기(20)에 저장되어 있는 용매(110)가 유입되는 공간이며, 상기 잉크혼합공간(S2)은 저장탱크(10)로부터 잉크가 유입되는 동시에 용매(110)와 혼합되는 공간이다. 또한, 상기 잉크배출공간(S3)은 용매(110)와 혼합된 잉크가 모여서 배출되는 공간이다.

본 발명에 따르면, 용매(110)가 점도 조절기(50)에 직접 공급되고 그 내부에서 잉크와 혼합되도록 설계되어 있다. 이러한 구성은 용매(110)와 잉크의 균일한 혼합을 더욱 촉진하게 된다.

이를 위해 상기 용매유입공간(S1)에는 용매유입구(64)가 형성되어 있으며, 이 용매유입구(64)는 용매공급관(도 1의 42)을 통해 저장용기(20)와 연결되어 있다.

또한, 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2) 사이에는 차단부재(65)가 설치되어 있으며, 상기 차단부재(65)에는 밸브수단이 설치되어 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2)을 상호 단속적으로 소통시킨다.

상기 밸브수단을 상세히 도시한 도 3을 참조하면, 차단부재(65)의 중심에는 밸브공(66)이 형성되어 있으며, 상기 밸브공(66)은 밸브부재(67)에 의해 선택적으로 개폐된다.

바람직하게, 개폐 기능을 향상시키기 위해서 상기 밸브부재(67)는 밸브공(66)의 형상에 상응하도록 형성되며, 더욱 바람직하게 밸브공(66)과 밸브부재(67) 사이에 고무나 실리콘과 같은 실링부재(68)가 개재되어 완전한 밀폐가 이루어지도록 한다.

상기 밸브부재(67)와 밸브공(66)은 상호 결합이 용이하도록 경사진 깔때기 형상으로 구성될 수 있다. 그러나, 상기 밸브공과 밸브부재의 형상과 구조는 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니며, 개폐 기능을 수행하는 다양한 구성의 밸브가 채용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

상기 밸브부재(67)는 상기 차단부재(65)에 대해서 이격운동할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 상기 밸브부재(67)는 밸브용 액츄에이터(69)와 연동된다. 상기 밸브용 액츄에이터(69)는 밸브부재(67)의 연장축(70)과 결합되어 밸브부재(67)를 차단부재(65)에 대해 접근 또는 이격운동시키는 것으로서, 바람직하게 솔레노이드 또는 밸브에 의해 작동되는 에어실린더가 될 수 있다.

또한, 상기 용매유입구(64)를 통해 용매유입공간(S1)으로 들어온 용매가 상기 밸브용 액츄에이터(69) 부위로 유출되지 못하도록 제1 차단막(71)이 설치된다.

상기 제1 차단막(71)은 원형을 이루고 그 중심부는 밸브부재(67)의 연장축(70)에 실링 결합되고, 외주부는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징의 몸체(61)와 상단 덮개(62) 사이에 개재된 채로 실링 결합될 수 있다.

상기 제1 차단막(71)은 밸브부재(67)의 이격운동을 방해하지 않도록 합성수지와 같이 유연성 있는 소재 또는 소정 범위의 변형이 가능한 소재로 제작된다. 더욱 바람직하게, 차단막(71)의 유연성 또는 변형성을 향상시키기 위해서 환형의 주름(71a)을 형성할 수도 있다.

한편, 상기 잉크혼합공간(S2)과 잉크배출공간(S3)에는 각각 잉크유입구(72)와 잉크배출구(73)가 형성되어 있으며, 이들은 각각 저장탱크(10)로부터 연장되는 공급통로(도 1의 44) 및 인쇄용기(30)로 향하는 공급통로(46)와 연결되어 있다.

상기 잉크혼합공간(S2)과 잉크배출공간(S3) 사이에는 잉크혼합공간(S2)에서 잉크배출공간(S3)으로 유동하는 잉크가 점도에 따라서 속도가 변하도록 하는 잉크유속변환수단이 설치된다.

구체적으로, 상기 잉크유속변환수단은 상기 잉크혼합공간(S2)과 잉크배출공간(S3) 사이에 설치되는 제1 디스크부재(74) 및 제2 디스크부재(75)를 포함한다.

상기 제1 디스크부재(74)의 중심에는 개구부(76)가 형성되어 있으며, 잉크유입구(72)를 통해 잉크혼합공간(S2)으로 유입된 잉크는 상기 개구부(76)를 통해 잉 크배출공간(S3)으로 흘러가게 된다.

또한, 상기 제1 디스크부재(74)의 하부에는 제2 디스크부재(75)가 결합되는데, 이때 제2 디스크부재(75)는 제1 디스크부재(74)에 대해 소정의 '잉크유동간극'만큼 이격되어 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에서 '잉크유동간극'이란 잉크가 유동하는 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 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 바람직하게 0.5 ~ 1.5mm 범위로 설정되지만 이것에 한정되지 않고 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.

잉크유동간극을 형성하는 제1 디스크부재(74)의 하면과 제2 디스크부재(75)의 상면은 매끄러운 평면인 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 굴곡이나 요철도 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이에 서로 대향하는 면적은 3 ~ 200㎠ 범위로 설정될 수 있으나 반드시 이러한 수치로 한 정되는 것은 아니다.

또한, 상기 제2 디스크부재(75)의 구성을 상세히 보여주는 도 4를 참조하면, 상기 제2 디스크부재(75)의 가장자리에는 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공(77)이 형성되어 있다. 바람직하게, 상기 제2 디스크부재(75)의 상면에는 원형의 완충그루브(78)가 형성되고, 상기 완충그루브(78) 내에 다수의 잉크통과공(77)이 형성된다. 상기 완충그루브(78)는 잉크유동간극을 통과한 잉크가 모여서 일시적으로 머물게 되는 완충공간이다.

또 다른 실시예로서, 상기 잉크통과공(77)은 반드시 제2 디스크부재(75)를 관통하도록 형성될 필요는 없으며, 측방향으로 개구부 형태로 형성될 수도 있는 등, 잉크가 상기 잉크유동간극을 통해서 잉크배출공간(S3)으로 유동할 수 있도록 형성되기만 하면 된다.

또한 상기 제2 디스크부재(75)의 상면은 상기 완충그루브(78)를 경계로 내측의 제1 상면(SF1)과 외측의 제2 상면(SF2)으로 구분되는데, 상기 제1 상면(SF1)의 높이는 제2 상면(SF2)의 높이보다 낮다. 따라서, 도 2에서 보는 바와 같이, 제2 디스크부재(75)의 제2 상면(SF2)은 제1 디스크부재(74)의 하면과 접촉하는 반면, 제2 디스크부재(75)의 제1 상면(SF1)은 제1 디스크부재(74)의 하면과 잉크유동간극 만큼 이격되어 있다.

상기 제2 디스크부재(75)는 제1 디스크부재(74)에 대해서 이격운동할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 상기 제2 디스크부재(75)의 하면에는 연장축(79)이 하방으로 연장되어 있으며 여기에 이격용 액츄에이터(80)가 결합된다. 전술한 바와 마 찬가지로 상기 이격용 액츄에이터(80)는 솔레노이드 또는 밸브에 의해 작동되는 에어실린더가 바람직하다.

또한, 상기 잉크배출공간(S3)에 있는 잉크가 상기 이격용 액츄에이터(80) 부위로 유출되지 못하도록 제2 차단막(81)이 설치된다.

상기 제2 차단막(81) 역시 전술한 바와 마찬가지로 원형을 이루며 그 중심부는 제2 디스크부재(75)의 연장축(79)에 실링 결합되고, 외주부는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징의 몸체(61)와 하단 덮개(63) 사이에 개재된 채로 실링 결합된다.

상기 제2 차단막(81)은 제2 디스크부재(75)의 이격운동을 방해하지 않도록 합성수지와 같이 유연성 있는 소재 또는 소정 범위의 변형이 가능한 소재로 제작되며, 환형의 주름(82)을 형성할 수도 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 잉크유입구(72)를 통해 유입되는 잉크와 용매유입공간(S1)에서 투입된 용매(110)의 상호 혼합을 촉진하기 위해서 믹싱부재(83)가 더 구비될 수 있다.

상기 믹싱부재(83)는 잉크혼합공간(S2) 내에 설치되며 바람직하게 상기 제1 디스크부재(74)의 개구부(76) 상에 설치된다.

상기 믹싱부재(83)의 상단은 폐쇄되어 있고 측면에는 복수의 관통공(84)이 형성되어 있어서, 상기 밸브공(66)을 통해 유입된 용매(110)가 믹싱부재(83)의 상단에 부딪혀 측방향으로 경로가 변형되면서 잉크혼합공간(S2) 내의 잉크와 골고루 섞이게 된다.

한편, 상기 저장탱크(10) 내에 담긴 잉크는 펌핑수단에 의해 저장탱크(10)로 부터 인쇄용기(30)로 공급되는데 상기 펌핑수단은 도 1에 도시된 바와 같이 점도 조절기(50)의 하류측에 있는 공급통로(46) 상에 설치된 펌프(120)와 상기 펌프를 구동시키는 구동모터(140)를 포함한다.

비록 본 실시예에서는 펌핑수단이 점도 조절기(50)의 하류에 설치되었으나 또 다른 대안으로서 잉크 점도 조절기의 상류측에 있는 공급경로 상에 설치되어도 무방하다.

상기 펌프(120)의 회전축(121)은 구동모터(140)의 구동축(141)과 커플링되어 있어서, 구동모터(140)의 회전에 따라서 펌프(120)가 작동하여 잉크를 유동시키게 된다. 바람직하게, 상기 구동모터(140)는 에어로 구동되는 에어펌프로 구성될 수 있으나 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 펌프(120)로는 회전축을 가지는 다양한 펌프가 채용될 수 있는데, 바람직하게는 한 쌍의 기어가 서로 맞물려서 회전하는 기어 펌프가 채용된다.

본 발명에 따르면, 잉크의 점도 변화는 상기 회전축(121) 또는 구동축(141)의 회전수를 측정하는 센싱수단에 의해 이루어지는데, 구체적으로 상기 센싱수단은 상기 펌프(120)의 회전축(121) 또는 구동모터(140)의 구동축(141)에 결합되는 피감지체(85)와, 상기 피감지체(85)를 감지하는 센서(86)를 포함한다.

상기 피감지체(85)는 회전축(121) 또는 구동축(141)의 회전수를 측정하기 위한 것으로서 자석, 철 또는 플라스틱 자석 등으로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 피감지체(85)가 점도 조절기(50)의 하우징 내부에 마련되지 않고 외부에 구비되어 있으므로 회전시 잉크와의 마찰력이 없을 뿐만 아니라, 잉크 내에 함유된 철 등의 불순물이 상기 피감지체(85)에 부착되는 것도 방지된다.

상기 센서(86)는 예컨대, 피감지체(85)의 자장 변화를 감지함으로써 회전수를 측정하게 된다. 상기 센서(86)는 구동모터(140)나 펌프케이스(124) 또는 그 외 프레임 상에 설치될 수 있다.

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

전술한 구동모터(140)가 동작하면 그에 따라 펌프(120)가 구동되면서 저장탱크(10) 내에 담겨 있던 잉크는 공급통로(44)(46))를 통해 공급된다.

상기와 같이 펌핑수단에 의해 유동하는 잉크는 도 2에 도시된 바와 같이 공급통로(44)를 통해 점도 조절기(50)의 하우징 내부의 잉크혼합공간(S2)으로 유입된다.

상기 잉크혼합공간(S2)으로 유입된 잉크는 화살표로 도시된 것과 같이 믹싱부재(83)의 관통공(84)을 거쳐 제1 디스크부재(74)의 개구부(76)를 통과하며, 이어서, 잉크유동간극만큼 이격되어 있는 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이를 통과하여 제2 디스크부재(75)의 상면에 형성된 완충그루브(78)에 도달하게 된다. 그런 다음, 잉크는 완충그루브(78)에 형성된 복수의 잉크통과공(77)을 통해 잉크배출공간(S3)으로 빠져나간다. 그리고 잉크배출공간(S3)으로 빠져나간 잉크는 다시 잉크배출구(73)로 배출된다.

이러한 과정 동안 펌프(120)의 회전축(121) 또는 구동모터(140)의 구동축(141)은 회전하게 되며, 이때 축에 결합된 피감지체(85)도 동일한 속도로 회전하 게 된다. 그러면, 상기 센서(86)가 피감지체(85)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(74)(75) 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(85)는 잉크와 접촉하지 않도록 잉크 점도 조절기 외부의 회전축(구동축)에 설치되므로 잉크 내에 존재하는 철분 등의 각종 이물질이 흡착될 염려가 없어서 영구적인 동작 신뢰성을 보장한다.

또한 본 발명에서는 잉크의 점도에 따라 회전축(구동축)에 걸리는 부하의 변화를 직접적으로 측정하기 때문에 점도 측정 정밀성을 높일 수 있는 이점이 있다.

만약 측정된 결과, 상기 회전축(구동축)의 회전수가 기준값이하로 감속할 경우에는 잉크의 점도가 소정의 기준 범위를 초과하는 것이므로 그러한 신호는 미도시된 제어부로 전송되고, 그러면 제어부는 상기 밸브용 액츄에이터(69)를 동작시켜 도 5에 도시된 바와 같이 밸브부재(67)를 후퇴시킨다.

이에 따라, 차단부재(65)의 밸브공(66)이 개방됨으로써 용매유입공간(S1) 내에 있던 용매(110)가 잉크혼합공간(S2)으로 투입되어 잉크와 혼합되게 된다. 바람직하게, 믹싱부재(83)가 구비될 경우에는 용매(110)가 믹싱부재(83)에 부딪혀 경로가 변형됨으로써 잉크와의 혼합이 더욱 촉진될 수 있다. 이렇게 용매(110)와 혼합 된 잉크는 희석되어 적절한 점도를 유지할 수 있다.

본 발명의 잉크 점도 조절기는 청소 및 세척이 필요한 경우에 덮개를 열고 내부 부품을 꺼집어 낼 필요없이 동작 상태에서 세척이 가능하다.

구체적으로, 청소가 필요한 상황에서는, 도 6에 도시된 바와 같이 이격용 액츄에이터(80)를 동작시켜 제2 디스크부재(75)를 후퇴시킨다. 그러면, 제2 디스크부재(75)가 하방으로 후퇴하여 제1 디스크부재(74)로부터 멀어지면서, 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이의 간격이 상대적으로 넓어지게 된다.

이에 따라, 상대적으로 많은 양의 잉크가 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이를 유동하게 되므로 동작 중에 틈새에 흡착되어 있던 잉크 찌꺼기 등이 함께 쓸려가면서 제거될 수 있다.

이어서 세척작업이 끝나면, 다시 이격용 액츄에이터(80)를 동작시켜 제2 디스크부재(75)를 제1 디스크부재(74) 쪽으로 접근시켜 잉크유동간극을 유지시킨다.

도 7 내지 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 점도 조절기의 구성이 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 차단부재(65')의 중심에는 밸브공(66')이 형성되어 있으며, 상기 밸브공(66')의 주위에는 원형 그루브(87)가 형성되어 있다.

상기 원형 그루브(87) 내에는 바람직하게 고무링과 같은 실링부재(88)가 안착된다.

또한, 상기 원형 그루브(87)의 외측에는 용매(110)가 유입되는 유입홈(89)이 형성되어 있는데, 상기 유입홈(89)은 원형 그루브(87)와 연결되어 있다.

상기 원형 그루브(87)와 밸브공(66')은 연결 그루브(90)에 의해 서로 연결되도록 구성된다.

상기 밸브공(66)을 개폐하는 밸브부재(67')의 단부에는 상기 원형 그루브(87)에 상응하는 원형 돌출부(91)가 형성되어 있다.

따라서, 용매(110)는 상기 유입홈(89)과 원형 그루브(87)를 거쳐 연결 그루브(90)를 따라 밸브공(66')으로 공급될 수 있다.

상기 밸브공(66')을 폐쇄할 경우에는, 상기 밸브부재(67')의 원형 돌출부(91)가 차단부재(65')의 원형 그루브(87)에 결합되면서 실링부재(88)를 눌러 용매(110)의 유입을 차단하게 된다.

또한 본 실시예에 따르면, 믹싱부재(83')는 차단부재(85')와 제1 디스크부재(74) 사이에 개재되어 마치 스페이서 부재와 같은 기능을 한다. 상기 믹싱부재(83')에는 구획벽(92)이 존재하며, 상기 구획벽(92)을 기준으로 상부와 하부에 각각 관통공(93)(94)이 형성되어 있다.

이 경우, 차단부재(65')의 밸브공(66')을 통해 유입된 용매(110)는 상부 관통공(93)을 통해 측방향으로 흩어지면서 유입되는 잉크와 혼합되게 되고, 이어서 용매(110)와 혼합된 잉크는 하부 관통공(94)을 통해 잉크배출공간(S3)으로 유동하게 된다.

상기와 같은 믹싱부재의 구조는 용매(110)와 잉크의 유동경로를 변형시켜 혼합을 촉진한다. 그러나 상기 믹싱부재의 형상과 구조는 본 발명의 실시예에 한정 되지 않으며 잉크와 용매(110)가 골고루 혼합될 수 있도록 다양하게 경로를 변형 및 왜곡하는 방식이 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

도 10에는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절기가 채용된 인쇄장치의 개략적인 구성이 도식적으로 나타나 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.

전술한 실시예에서와 마찬가지로, 저장탱크(10) 내에 담긴 잉크는 펌핑수단의 구동력에 의해 저장탱크(10)로부터 인쇄용기(30)로 공급되며, 상기 인쇄용기(30) 상에는 인쇄롤러(31)와, 상기 인쇄롤러(31)에 접촉하여 회전하는 압동롤러(32)가 설치되어 있다.

또한, 상기 저장탱크(10)에서 인쇄용기(30)에 이르는 잉크의 유동경로 상에는 점도 조절기(50')가 설치된다. 상기 점도 조절기(50')는 유동경로를 따라 유동하는 잉크의 유속을 점도에 따라서 변화시키는 역할을 한다.

이러한 점도 조절기(50')의 구성이 도 11에 상세히 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.

본 실시예에 따른 점도 조절기(50')는 몸체(61)와 상단덮개(62) 및 하단덮개(63)로 구성된 하우징을 포함한다.

또한, 상기 하우징은 잉크유입공간(S1')과 잉크배출공간(S2')으로 구성된 내부 공간을 가진다. 상기 잉크유입공간(S1')은 저장탱크(10)로부터 하우징 내부로 잉크가 유입되는 공간이며, 상기 잉크배출공간(S2')은 후술하는 바와 같이 잉크유속변환수단을 통과한 잉크가 모여서 배출되는 공간이다.

상기 잉크유입공간(S1')과 잉크배출공간(S2')에는 각각 잉크유입구(72)와 잉크배출구(73)가 형성되어 있으며, 이들은 각각 저장탱크(10)로부터 연장되는 공급통로(44) 및 인쇄용기(30)로 향하는 공급통로(46)와 연결되어 있다.

상기 잉크유입공간(S1')과 잉크배출공간(S2') 사이에는 잉크유입공간(S1')에서 잉크배출공간(S2')으로 유동하는 잉크가 점도에 따라서 속도가 변하도록 하는 잉크유속변환수단이 설치된다.

전술한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 잉크유속변환수단은 잉크유입공간(S1')과 잉크배출공간(S2') 사이에 설치되는 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75)를 포함한다.

상기 제1 디스크부재(74)의 중심에는 개구부(76)가 형성되어 있으며, 제2 디스크부재(75)는 제1 디스크부재(74)에 대해 소정의 '잉크유동간극'만큼 이격되어 있다.

상기 제2 디스크부재(75)는 액츄에이터(80)에 의해 제1 디스크부재(74)에 대해서 이격운동할 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 잉크배출공간(S2')에 있는 잉크가 상기 액츄에이터(80) 부위로 유출되지 못하도록 차단막(81)이 설치된다.

본 실시예에서도 잉크유입구(72)를 통해 유입되는 잉크를 골고루 산포시키기 위해 믹싱부재(83)를 선택적으로 더 구비할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 용매(110)는 잉크의 유동경로 상으로 직접 공급되는데, 이를 위해 용매(110)를 저장하는 저장용기(20)의 용매공급관(42)은 잉크의 공급통 로(44 또는 46)에 연결되어 용매(110)를 공급하도록 구성된다.

상기 용매공급관(42)에는 밸브(43)가 구비되어 있어서, 미도시된 제어부에 의한 제어에 의해 용매공급관(42)을 개폐한다.

본 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 동작을 살펴보면, 구동모터(140)의 동작에 따라 펌프(120)가 작동하면서 저장탱크(10) 내에 담겨 있던 잉크는 공급통로(44)(46))를 통해 공급된다. 이때, 용매공급관(42)의 밸브(43)는 폐쇄된 상태이다.

이에 따라, 잉크는 공급통로(44)를 통해 점도 조절기(50')의 하우징 내부의 잉크유입공간(S1')으로 유입된 후, 도 11에서 화살표로 도시된 것과 같이 믹싱부재(83)의 관통공(84)을 거쳐 제1 디스크부재(74)의 개구부(76)를 통과하며, 이어서, 잉크유동간극만큼 이격되어 있는 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이를 통과하여 제2 디스크부재(75)의 상면에 형성된 완충그루브(78)에 도달하게 된다. 그런 다음, 잉크는 완충그루브(78)에 형성된 복수의 잉크통과공(77)을 통해 잉크배출공간(S2')으로 빠져나간다. 그리고 잉크배출공간(S2')으로 빠져나간 잉크는 다시 잉크배출구(73)로 배출된다.

이 과정에서 잉크의 점도가 증가하면 상기 제1 및 제2 디스크부재(74)(75) 사이의 잉크유동간극을 통과하는 잉크의 유동속도는 저하되므로, 펌프(120)의 회전축(121) 또는 구동모터(140)의 구동축(141)의 회전수는 감소하게 될 것이다.

이러한 신호는 미도시된 제어부로 전송되고, 그러면 상기 제어부는 밸브(43)를 개방하도록 동작시켜 용매공급관(42)을 통해 용매(110)가 공급통로(44)로 공급 되도록 함으로써 잉크를 희석하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 잉크 점도 조절기에 있어서 청소 및 세척을 하는 동작은 전술한 실시예에서와 동일하다. 즉, 액츄에이터(80)를 동작시켜 제2 디스크부재(75)를 하방으로 후퇴시키면서 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이의 간격을 상대적으로 넓힌다.

이에 따라, 상대적으로 많은 양의 잉크가 제1 디스크부재(74)와 제2 디스크부재(75) 사이를 유동하게 되므로 동작 중에 틈새에 흡착되어 있던 잉크 찌꺼기 등이 함께 쓸려가면서 제거될 수 있다.

이어서 세척작업이 끝나면, 다시 액츄에이터(80)를 동작시켜 제2 디스크부재(75)를 제1 디스크부재(74) 쪽으로 접근시켜 잉크유동간극을 유지시킨다.

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치가 채용된 인쇄 장치의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 점도 조절기의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 차단부재와 밸브수단의 구성을 보여주는 분해사시도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절 장치의 잉크유속변환수단의 구성을 보여주는 분해사시도이다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉크 점도 조절기의 동작을 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 점도 조절기를 보여주는 단면도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 점도 조절기의 차단부재와 밸브수단을 보여주는 단면도이다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 점도 조절기의 차단부재를 보여주는 평면도이다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 잉크 점도 조절 장치가 채용된 인쇄 장치의 구성을 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 11은 도 10에 도시된 잉크 점도 조절 장치의 점도 조절기의 구성을 나타낸 단면도이다.

Claims (11)

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

   용매가 유입되는 용매유입구가 형성된 용매유입공간(S1)과, 잉크가 유입되는 잉크유입구가 형성된 잉크혼합공간(S2)과, 잉크가 배출되는 잉크배출구가 형성된 잉크배출공간(S3)을 가지는 하우징;

   상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2) 사이에 설치된 차단부재;

   상기 차단부재에 구비되어 상기 용매유입공간(S1)과 잉크혼합공간(S2)을 상호 단속적으로 소통시킴으로써 상기 용매유입공간(S1)의 용매가 상기 잉크혼합공간(S2)으로 투입되도록 하는 밸브수단; 및

   상기 잉크혼합공간(S2)으로부터 상기 잉크배출공간(S3)으로 유동하는 잉크의 점도에 따라서 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 밸브수단은,

   상기 차단부재에 형성된 밸브공을 선택적으로 개폐하는 밸브부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 밸브부재를 상기 차단부재에 대해서 이격운동시키는 밸브용 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 용매유입공간(S1)에서 상기 잉크혼합공간(S2)으로 유입되는 용매가 부딪혀 그 경로가 변형되는 믹싱부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
5. 인쇄장치에서 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크의 점도를 조절하는 잉크 점도 조절 장치에 있어서,

   잉크가 유입되는 잉크유입구가 형성된 잉크유입공간(S1')과, 잉크가 배출되는 잉크배출구가 형성된 잉크배출공간(S2')을 가지는 하우징;

   상기 잉크유입공간(S1')과 잉크배출공간(S2') 사이에 설치되어, 상기 잉크유입공간(S1')으로부터 상기 잉크배출공간(S2')으로 유동하는 잉크의 점도에 따라서 잉크의 유동속도가 변화되도록 하는 잉크유속변환수단;

   용매가 저장된 저장용기(20);

   상기 저장용기의 용매를 상기 잉크와 혼합되도록 공급하는 용매공급관(42); 및

   상기 용매공급관(42)을 개폐하는 밸브(43);를 포함하고,

   상기 잉크유속변환수단을 통과한 잉크의 유동속도가 기준값이하로 감소할 경우에는 상기 밸브(43)를 개방하여 상기 용매가 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,

   상기 잉크유속변환수단은,

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

   상기 제2 디스크부재는 상기 제1 디스크부재에 대해서 이격 운동가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 디스크부재의 중심에는 잉크가 통과하는 개구부가 형성되고,

   상기 제2 디스크부재의 가장자리에는 원형의 완충그루부 및 상기 완충그루부 내에 잉크가 통과할 수 있도록 복수의 잉크통과공이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2 디스크부재는 상기 완충그루브를 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 잉크유동간극만큼 이격되도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
9. 제6항에 있어서,

   상기 제2 디스크부재(75)를 이격운동시키는 이격용 액츄에이터(80); 및

   상기 잉크배출공간에 있는 잉크가 상기 이격용 액츄에이터(80) 부위로 유출되지 못하도록 상기 제2 디스크부재에 실링 결합되는 차단막(81);을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
10. 제1항 또는 제5항에 있어서,

    상기 잉크의 유동경로 상에 설치되어 잉크를 유동시키는 펌프;

    상기 펌프를 구동시키는 구동모터; 및

    상기 펌프의 회전축 또는 상기 구동모터의 구동축의 회전수를 측정하는 센싱수단:을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 센싱수단은,

    상기 펌프의 회전축 또는 상기 구동모터의 구동축에 설치된 피감지체; 및

    상기 피감지체를 감지하는 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 점도 조절 장치.

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