KR101043300B1 - 잉크젯 프린터의 잉크공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크실에 잉크가 과잉 공급되었을 경우에도, 잉크가 압력제어수단에 흡인되어 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치를 제공한다.

잉크공급장치는, 프린터 헤드(60)와 접속되고 잉크저장실(123)이 형성된 서브탱크(120)와, 서브탱크(120)에 접속된 메인탱크와, 서브탱크(120)에 형성된 기체도입구멍(129a)에 접속되고 잉크저장실(123)의 내압을 조정하는 서브탱크 감압부 및 서브탱크 가압부를 가지고 구성된다. 잉크저장실(123)에는, 밀봉용 플로우트(133)와 밀봉용 플로우트(133)를 잉크액면의 변화에 따라 상하이동 가능하게 지지하는 플로우트 지지부(132a)를 구비한 역류방지부(132)가 형성되며, 밀봉용 플로우트(133)가 잉크액면의 상승에 따라 위쪽으로 이동되었을 때, 기체도입구멍(129a)의 잉크저장실측 개구를 밀봉하도록 구성된다.

잉크공급장치, 잉크저장

Description

잉크젯 프린터의 잉크공급장치{Ink Supplying Device of Inkjet Printer}

본 발명은, 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 잉크를 공급하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치에 관한 것이다.

잉크젯 프린터는, 다수개의 노즐이 형성된 프린터 헤드를 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 노즐로부터 잉크의 미립자를 토출하여 인쇄매체에 도착(塗着)하여, 인쇄면에 문자나 도형, 모양, 사진 등의 정보를 묘화(描畵)하는 장치이다. 잉크젯 프린터에서는 잉크의 토출에 따라 잉크가 소비되기 때문에, 용도에 따른 용량의 잉크탱크(잉크 카트리지)가 프린터 헤드의 캐리지 또는 프린터 본체에 설치된다. 상업용 대형광고나 기(旗) 등을 인쇄하는 대형 잉크젯 프린터에서는, 다량의 잉크가 비교적 단시간 안에 소비된다. 이 때문에, 이와 같은 상업용 잉크젯 프린터에서는 일반적으로 대용량 잉크탱크가 프린터 본체에 설치되며, 잉크탱크와 프린터 헤드가 튜브 등에 의해 접속되어, 잉크의 토출에 따라 잉크탱크로부터 프린터 헤드에 공급되도록 구성된다.

여기서, 프린터 헤드의 내압이 대기압보다 높아지면, 잉크가 노즐로부터 압출되어 인쇄매체 위에 떨어져서 이른바 '잉크누설'의 문제를 일으킨다. 그 때문에, 잉크젯 프린터에서는 프린터 헤드의 내압이 대기압보다 약간 낮은 미부압(微負壓)이 되도록 잉크공급장치가 구성되어 있다. 종래의 잉크공급장치로서, 프린터 본체에 설치한 잉크탱크(메인탱크)와 캐리지에 설치한 프린터 헤드의 사이에 작은 용량의 잉크실을 가진 서브탱크를 설치하고, 이 서브탱크의 잉크실을 감압함으로써 프린터 헤드를 미부압 상태로 하는 '부압발생방식'의 잉크공급장치가 알려져 있다(예를 들어, 일본특허공개 2004-284207호 공보, 일본특허공개 2006-62330호 공보 참조).

상기 방식의 잉크공급장치에서는 예를 들어, 서브탱크의 잉크실과 연결된 압력제어수단이 접속되어 있으며, 이 압력제어수단은 잉크실 안의 공기를 흡인함으로써 잉크실 안을 감압하고, 한편으로 잉크실 안에 공기를 유입시킴으로써 잉크실 안을 가압하여 잉크실의 압력을 제어한다. 그 때문에, 압력제어수단의 잉크실측 개구부로부터 잉크가 흡인되어 역류하지 않도록 예를 들어, 서브탱크의 상부에 압력제어수단을 설치하는 동시에, 잉크실의 잉크의 액면높이를 검출하여 잉크실에 소정의 상한 높이 이상으로 메인탱크로부터 잉크가 공급되지 않도록 제어하고 있다.

하지만, 상기와 같이 구성하였을 경우에도, 예를 들어, 잉크실의 잉크 액면높이의 검출이 정상적으로 이루어지지 않는 사태에 빠지면, 정상적인 잉크의 액면높이에 근거하여 잉크실에 대한 잉크공급을 제어하는 것이 어려워지고, 잉크가 소정의 상한높이 이상으로 공급되는 경우가 있을 수 있다. 이와 같이, 잉크실에 소정의 상한높이 이상의 잉크가 공급되면, 과잉으로 공급된 잉크가 압력제어수단에 흡인되어 역류하는 경우가 있다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 잉크실에 과잉으로 잉크가 공급되었을 경우에도, 잉크가 압력제어수단에 흡인되어 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 잉크공급장치는, 액체잉크를 토출하는 프린터 헤드와 접속되고 액체잉크가 저장되는 잉크실(예를 들어, 실시예에서의 잉크저장실(123))이 내부에 형성된 서브탱크와, 상기 서브탱크에 접속되고 상기 잉크실에 공급되는 액체잉크가 저장된 메인탱크와, 상기 잉크실과 연결되고 상기 서브탱크에 형성된 압력제어구멍(예를 들어, 실시예에서의 기체도입구멍(129a))에 접속되며 상기 잉크실의 내압을 조정하는 압력제어수단(예를 들어, 실시예에서의 서브탱크 감압부(140), 서브탱크 가압부(150))을 가지고 구 성된다. 상기 잉크실에는, 액체잉크 안에서 뜨는 플로우트 부재(예를 들어, 실시예에서의 밀봉용 플로우트(133))와 상기 플로우트 부재를 상기 잉크실에서의 잉크액면의 변화에 따라 상하이동이 가능하게 지지하는 지지부(예를 들어, 실시예에서의 플로우트 지지부(132a))를 구비한 역류방지부가 형성되어 있으며, 상기 플로우트 부재가 상기 잉크실에서의 잉크액면의 상승에 따라 위로 이동되었을 때, 상기 압력제어구멍의 잉크실측 개구를 밀봉하도록 구성되어 있다.

상기 잉크공급장치에서, 상기 잉크실측 개구는 상기 서브탱크의 상벽면(예를 들어, 실시예에서의 천장벽(121t))에 개구하고, 상기 지지부는 상기 잉크실측 개구를 둘러싸는 동시에 상기 상벽면에 연결되어 아래쪽으로 뻗어 형성되며, 상기 플로우트 부재는 상기 지지부에 보유되어 상기 잉크실측 개구의 아래쪽에 위치한 구성이 바람직하다.

상기 잉크젯 프린터는, 인쇄매체를 지지하는 매체지지부(예를 들어, 실시예에서의 플래튼(20))를 구비한 본체부재(예를 들어, 실시예에서의 장치본체(1))와, 상기 매체지지부에 지지된 상기 인쇄매체와 대치하여 상기 본체부재에 대하여 상대이동이 가능하게 설치된 캐리지를 구비하며, 상기 메인탱크를 상기 본체부재에 설치하고, 상기 프린터 헤드 및 상기 서브탱크를 상기 캐리지에 설치하여 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 잉크공급장치는, 잉크액면의 변화에 따라 상하이동하는 플로우트 부재가 위쪽으로 이동되어, 압력제어수단과 접속된 압력제 어구멍의 잉크실측 개구를 밀봉할 수 있게 구성되어 있다. 이러한 구성에 의해, 잉크실에 예를 들어, 소정의 상한높이 이상의 잉크가 공급되었을 경우, 플로우트 부재가 잉크액면에 따라 위쪽으로 이동되기 때문에, 잉크가 압력제어구멍의 잉크실측 개구에 도달하기 전에 플로우트 부재가 압력제어구멍의 잉크실측 개구를 밀봉할 수 있게 되어 있다. 따라서, 잉크실에 과잉으로 잉크가 공급되었을 경우에도 잉크가 압력제어수단의 잉크실측 개구에 도달하지 않고, 그 때문에 잉크가 압력제어수단에 흡인되어 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한, 상술한 본 발명에 따른 잉크공급장치에 있어서, 잉크실측 개구가 서브탱크의 상벽면에 형성되는 동시에, 이 잉크실측 개구로부터 아래쪽으로 뻗은 지지부에 의해 지지되는 플로우트 부재가 잉크실측 개구의 아래쪽에 위치한 구성이 보다 바람직하다. 이와 같이 구성하였을 경우, 플로우트 부재가 잉크실에서의 잉크액면의 상승에 따라 지지부에 의해 지지된 위치로부터 그대로 똑바로 위쪽으로 이동함으로써 잉크실측 개구를 밀봉할 수 있게 된다. 따라서, 플로우트 부재가 복잡하게 움직이지 않고 잉크실측 개구를 밀봉할 수 있기 때문에, 확실하게 잉크가 압력제어수단에 유입하는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 지지부의 형상을 간단하게 할 수 있기 때문에, 비용절감을 도모할 수도 있다.

또한, 상술한 본 발명에 따른 잉크공급장치 중, 메인탱크를 잉크젯 프린터의 본체부재에 설치하는 구성이 바람직하다. 이와 같이 구성하였을 경우, 비교적 대형의 메인탱크를 본체부재의 임의의 위치에 설치할 수 있고, 예를 들어, 본체부재의 틈 공간에 메인탱크를 설치함으로써 잉크젯 프린터 전체의 소형화가 가능해진다. 또한, 메인탱크를 예를 들어, 작업자의 손에 닿기 쉬운 위치에 설치함으로써, 메인탱크 교환작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 발명을 적용한 잉크젯 프린터의 일례로서, 인쇄대상면에 따른 직교 2축 중, 1축을 인쇄매체의 이동, 다른 1축을 프린터 헤드의 이동으로 한 타입을 채택하여, 자외광의 조사를 받아서 경화하는 자외선 경화형 잉크(이른바, UV잉크)를 사용하는 UV경화 잉크젯 프린터(이하, 프린터 장치라고 함)에 적용한 구성예에 대하여 설명한다. 본 실시예의 프린터 장치(P)를 비스듬히 앞쪽에서 본 사시도를 도 1에 나타내고, 비스듬히 뒤쪽에서 본 사시도를 도 2에 나타내는 동시에, 이 프린터 장치(P)에서의 장치본체(1)의 요부구성을 도 3에 나타내고 있으며, 먼저, 이 도면들을 참조하여 프린터 장치(P)의 전체 구성에 대하여 개요 설명을 한다. 한편, 이후의 설명에서는, 도 1에 나타내는 화살표 F，R，U가 가리키는 방향을 각각 앞쪽, 오른쪽, 위쪽이라고 하여 설명한다.

프린터 장치(P)는 크게 나누어 묘화기능을 하는 장치본체(1), 장치본체(1)를 지지하는 지지부(2)의 전후에 설치되어 롤 형상으로 감긴 미인쇄 상태의 인쇄매체(M)를 내보내는 송출기구(3), 묘화가 종료한 인쇄매체(M)를 감는 권취기구(4) 등으로 구성된다.

장치본체(1)는, 몸체를 형성하는 프레임(10)의 상하중간부에 인쇄매체(M)를 전후로 삽입시키는 가로로 긴 창형상의 미디어 삽입부(15)가 형성되고, 이 미디어 삽입부(15)의 아래쪽에 위치하는 하부 프레임(10L)에 인쇄매체(M)를 지지하는 플래튼(20) 및 플래튼(20)에 지지된 인쇄매체(M)를 전후로 이동시키는 미디어 이동기구(30)가 설치되며, 미디어 삽입부(15)의 위쪽에 위치하는 상부 프레임(10U)에 프린터 헤드(60)를 보유하는 캐리지(40) 및 캐리지(40)를 좌우로 이동시키는 캐리지 이동기구(50)가 설치되어 있다. 장치본체(1)에는 미디어 이동기구(30)에 의한 인쇄매체(M)의 전후이동, 캐리지 이동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 좌우이동, 프린터 헤드(60)에 의한 잉크의 토출, 후술하는 잉크공급장치(100)에 의한 잉크의 공급 등 프린터 장치(P)의 각 부분의 작동을 제어하는 컨트롤 유닛(80)이 설치되고, 조작패널(88)이 장치본체(1)의 앞면에 설치되어 있다.

플래튼(20)은 미디어 삽입부(15)의 아래쪽을 전후로 뻗어 하부 프레임(10L)에 설치되어 있고, 프린터 헤드(60)에 의한 좌우 띠형상의 묘화영역에는 인쇄매체(M)를 수평으로 지지하는 미디어 지지부(21)가 형성되어 있다. 미디어 지지부(21)에는 작은 직경의 흡착구멍이 다수개 개구 형성되고, 그 아래쪽에 설치된 감압실(도시하지 않음)에 이어져 있으며, 진공발생기의 작동 등에 의해 감압실을 부압(負壓)으로 설정하였을 때, 인쇄매체(M)가 미디어 지지부(21)에 흡착보유되어 인쇄 중에 인쇄매체(M)의 위치가 어긋나지 않도록 되어 있다.

미디어 이동기구(30)는 상부둘레면이 플래튼(20)에 노출되어 설치되어 좌우로 뻗은 원통형상의 이송롤러(31) 및 이 이송롤러(31)를 타이밍 벨트(32)를 통하여 회전구동하는 롤러구동모터(33) 등으로 이루어지고, 이송롤러(31)의 위쪽에는 각각 전후로 회전운동이 자유로운 핀치롤러(36)를 가지는 롤러 어셈블리(35)가 좌우로 나열되어 복수개 설치되어 있다. 롤러 어셈블리(35)는 핀치롤러(36)를 이송롤러(31)에 밀어붙이는 클램프(clamp) 위치와 이송롤러(31)로부터 이격시킨 언클램프(unclamp) 위치에 설정할 수 있게 구성되어 있고, 롤러 어셈블리(35)를 클램프 위치에 설정하여 인쇄매체(M)를 핀치롤러(36)와 이송롤러(31)의 사이에 끼워넣은 상태로 롤러구동모터(33)를 회전구동함으로써, 인쇄매체(M)가 이송롤러(31)의 회전각도(컨트롤 유닛(80)으로부터 출력되는 구동제어값)에 따른 이송량으로 전후로 반송된다. 한편, 도 3에서는 롤러 어셈블리(35)를 클램프 위치에 설정한 상태와 언클램프 위치에 설정한 상태의 양쪽 모두를 나타내고 있다.

캐리지(40)는, 이송롤러(31)와 평행하게 뻗어 상부 프레임(10U)에 설치된 가이드 레일(45)에, 도시를 생략한 슬라이드 블록을 통하여 좌우로 이동이 자유롭게 지지되어 있으며, 후술하는 캐리지 구동기구(50)에 의해 구동된다. 캐리지(40)에는 UV잉크를 토출하는 프린터 헤드(60)가 설치되며, 헤드 하단의 노즐면이 플래튼(20)의 미디어 지지부(21)와 소정 갭을 두고 대향 배치된다.

프린터 헤드(60)는 일반적으로는 프린터 장치(P)에서 사용하는 잉크의 수량에 따른 수의 프린터 헤드가 좌우로 나열되어 배치되며, 예를 들어, 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K)의 기본 4색의 UV잉크에 대하여 각색마다 1개씩의 잉크 카트리지를 사용하는 프린터 장치의 경우에는, 도 5에 캐리지 주변의 사시도를 나타내는 바와 같이, 각 잉크 카트리지에 대응한 4개의 프린터 헤드(60)(제1 프린터 헤드(60C)，제2 프린터 헤드(60M)，제3 프린터 헤드(60Y)，제4 프린터 헤드(60K))가 설치된다. 캐리지(40)에는 뒤에서 상세히 설명하는 잉크공급장치(100)의 서브탱 크(120)(제1 서브탱크(120C)，제2 서브탱크(120M)，제3 서브탱크(120Y)，제4 서브탱크(120K))가 각 프린터 헤드(60C，60M，60Y，60K)에 대응하여 설치되어 있다. 또한, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 프린터 헤드(60)의 윗면에는 필터(61b)와 필터(61b)를 보유하는 필터보유부재(61a)로 이루어지는 필터 어셈블리(61)가 설치되어 있다. 필터(61b)는 서브탱크(120)로부터 보내지는 UV잉크를 여과하는 것이며, 필터(61b)에서 여과된 UV잉크가 프린터 헤드(60)의 잉크실로 보내진다. 한편, 프린터 헤드(60)의 구동형태(잉크미립자의 토출방식)는 서멀(Thermal) 방식 또는 피에조(Piezo) 방식 중 어느 것이어도 된다.

캐리지(40)의 좌우측부에는 프린터 헤드(60)로부터 인쇄매체(M)로 토출된 UV잉크에 자외광을 조사하여 경화시키는 UV광원이 설치되어 있다. UV광원은 캐리지(40)의 좌측부에 설치된 좌측UV광원(70L)과 캐리지(40)의 우측부에 설치된 우측UV광원(70R)으로 이루어지고, 이들 좌우의 UV광원(70L，70R)이 캐리지(40)에 설치된 제1 내지 제4 프린터 헤드(60C，60M，60Y，60K)를 좌우 바깥쪽으로부터 사이에 끼우도록 설치된다. 좌측UV광원(70L) 및 우측UV광원(70R)은 파장(λ) 100~380nm 정도의 자외광을 출사하는 광원 예를 들어, UV램프나 UV-LED 등을 사용하여 구성된다. 좌우의 UV광원(70L，70R)의 점멸작동은, 캐리지 구동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 이동 및 프린터 헤드(60)로부터의 잉크의 토출에 따라 컨트롤 유닛(80)에 의해 제어된다.

캐리지 이동기구(50)는, 가이드레일(45)을 사이에 끼우고 프레임(10)의 좌우측부에 설치된 구동도르래(51) 및 종동도르래(52)와, 구동도르래(51)를 회전구동하 는 캐리지 구동모터(53), 구동도르래(51)와 종동도르래(52) 사이에 감겨걸쳐진 무단 벨트(endless belt) 형상의 타이밍 벨트(55) 등으로 구성된다. 캐리지(40)는 타이밍 벨트(55)에 연결 고정되어 있으며, 캐리지 구동모터(53)를 회전구동함으로써, 가이드레일에 지지된 캐리지(40)가 캐리지 구동모터(53)의 회전각도(컨트롤 유닛(80)으로부터 출력되는 구동제어값)에 따른 이동량으로 플래튼(20)의 위쪽을 좌우로 이동한다.

컨트롤 유닛(80)은, 프린터 장치의 각 부분의 작동을 제어하는 제어 프로그램이 기입된 ROM(81), 인쇄매체(M)에 묘화하는 인쇄 프로그램 등을 일시 기억하는 RAM(82), RAM(82)으로부터 읽어들인 인쇄 프로그램이나 조작패널(88)로부터 입력된 조작신호 등에 대하여 연산처리를 하고, 제어 프로그램에 따라 각 부분의 작동을 제어하는 연산처리부(83), 프린터 장치(P)의 작동상태 등을 표시하는 표시패널 및 각종 조작스위치가 설치된 조작패널(88) 등을 구비하고, 미디어 이동기구(30)에 의한 인쇄매체(M)의 전후이동, 캐리지 이동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 좌우이동, 프린터 헤드(60)의 각 노즐로부터의 잉크토출, 잉크공급장치(100)에 의한 잉크의 공급 등을 제어한다.

예를 들어, 컨트롤 유닛(80)에 의해 판독된 인쇄 프로그램에 근거하여 인쇄매체(M)에 묘화를 하는 경우에 있어서, 미디어 이동기구(30)에 의한 인쇄매체의 전후이동(M)과 캐리지 이동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 좌우이동을 조합하여 인쇄매체(M)와 프린터 헤드(60)를 상대이동시키고, 각 프린터 헤드(60)로부터 인쇄매체(M)에 잉크를 토출시키는 동시에, 캐리지(40)의 이동방향 뒤쪽에 위치하는 UV광 원(예를 들어, 캐리지의 우측 이동시에는 좌측UV광원(70L))을 점등시키고, 인쇄 프로그램에 따른 정보를 묘화한다.

이와 같이, 개요 구성되는 프린터 장치(P)로서, 캐리지(40)에 설치된 프린터 헤드(60)에 잉크공급장치(100)에 의해 UV잉크가 공급된다. 여기서, 도 4는 잉크공급장치(100)의 계통도, 도 6은 서브탱크(120)의 외관사시도, 도 7은 도 6의 VII-VII 부분에서의 단면도, 도 8은 도 6의 VIII-VIII 부분에서의 단면도, 도 9는 잉크공급장치(100)의 개요블록도를 나타낸다.

잉크공급장치(100)는, 프린터 헤드(60)에 접속된 서브탱크(120), 이 서브탱크(120)에 접속되어 서브탱크(120)에 공급하는 UV잉크가 저장된 메인탱크(110), 서브탱크(120)의 내압을 부압상태로 감압하는 서브탱크 감압부(140), 서브탱크(120)의 내압을 정압(正壓)상태로 가압하는 서브탱크 가압부(150), 메인탱크(110)에 저장된 UV잉크를 서브탱크(120)로 이송하는 잉크이송부(115) 등으로 이루어지고, 서브탱크 감압부(140) 및 서브탱크 가압부(150)가 1대의 기체이송펌프(160)에 의해 구성된다.

메인탱크(110)는 이 프린터 장치(P)에서의 단위시간당 잉크 소비량에 따른 용량의 UV잉크를 저장할 수 있도록 설정된다. 본 실시예에서는 상술한 C，M，Y，K의 4가지 색에 대하여, 각 색 500ml 정도 용량의 카트리지식 메인탱크(110)(제1 메인탱크(110C)，제2 메인탱크(110M)，제3 메인탱크(110Y)，제4 메인탱크(110K))를 이용하여, 이 메인탱크(110)를 장치본체(1)의 배면에 착탈 가능하게 설치한 구성예를 나타낸다(도 2를 참조). 이와 같이 구성함으로써, 후술하는 액체이송펌프(118) 의 양정(揚程) 범위내에서 대형 메인탱크(110)를 장치본체(1)의 임의의 위치에 설치할 수 있어 프린터(P)의 소형화가 가능해진다. 또한, 메인탱크(110)를 예를 들어, 작업자의 손이 닿기 쉬운 위치에 설치함으로써, 메인탱크(110) 교환작업을 용이하게 할 수 있게 된다. 한편, 메인탱크(110)의 형태는 원통 용기형상이나 유연성이 있는 봉지형상 등 다른 형태이어도 되고, 잉크탱크의 설치위치는 장치본체(1)의 앞면측이나 상부, 혹은 장치본체(1)와 따로 두는 등 적절히 설치할 수 있다.

서브탱크(120)는, 도 6에 나타내는 바와 같이 한쪽(오른쪽)으로 개구하고 측면에서 보아 상하로 긴 박형 직사각형 박스형상의 상자체부재(121)와, 이 상자체부재(121)의 개구면을 덮어 폐지(閉止)하는 덮개부재(122)로 이루어지고, 덮개부재(122)의 폐지에 의해 형성되는 탱크 내부에 UV잉크를 저장하는 잉크저장실(123)이 형성되어 있다. 또한, 이 잉크저장실(123)과 연결되어, 잉크저장실(123)의 뒷부분에서 상하로 뻗은 홈 형상의 플로우트 수용부(124)가 형성되어 있다. 플로우트 수용부(124)에는, 중심부에 마그네트(134a)가 고정설치되고 UV잉크에 부양(浮揚)하는 원반형상의 플로우트(134)가 상하이동이 자유롭게 수용된다. 한편, 플로우트(134)로서 예를 들어, 비중이 0.25 정도인 것을 사용한 구성이 바람직하다.

서브탱크(120)는 상자체부재(121)의 개구 테두리면에 실란트(sealant) 또는 접착제를 도포하여 덮개부재(122)를 폐지함으로써 일체로 접합되는 동시에, 도시를 생략한 나사 등의 체결수단에 의해 강고하게 결합되어 잉크저장실(123)이 밀폐상태로 보유된다. 덮개부재(122) 및 상자체부재(121)의 적어도 어느 한쪽은 투명 또는 반투명한 재료를 이용하여 형성되며, 잉크저장실(123)의 UV잉크의 저장상태 및 UV 잉크 중의 플로우트(134)의 부유상태 등을 외부에서 육안으로 확인할 수 있게 구성된다.

서브탱크(120)의 아랫면 측에는, 상자체부재(121)의 바닥벽(121b)으로부터 아래쪽으로 돌출한 짧은 원통형상의 커넥터부(125)가 형성되며, 이 커넥터부(125)의 내부에는 아래쪽을 향하여 개구된 커넥터 공간(125a)이 형성되어 있다. 커넥터부(125)의 위쪽에는 바닥벽(121b)으로부터 잉크저장실(123) 안에서 위쪽으로 뻗은 블록 형상의 덕트부(126)가 형성되어 있다. 그리고, 바닥벽(121b)을 상하로 관통하여 잉크저장실(123)의 바닥면과 커넥터 공간(125a)을 잇는 제1 도출로(127a)가 형성되며, 덕트부(126) 및 바닥벽(121b)을 상하로 관통하여 덕트부(126)의 윗면(126a)과 커넥터 공간(125a)을 잇는 제2 도출로(126b)가 형성되어 있다. 또한, 커넥터부(125)와 필터 어셈블리(61)가 튜브(69)를 이용하여 접속되며, 튜브(69)의 내부에는 튜브 공간(69a)이 형성되어 있다. 따라서, 서브탱크(120)의 잉크저장실(123)과 프린터 헤드(60)의 잉크실이 제1 도출로(127a), 제2 도출로(126b), 커넥터 공간(125a) 및 튜브 공간(69a)을 통하여 접속된다. 여기서, 제1 도출로(127a)의 단면적은 제2 도출로(126b)의 단면적보다 작게 형성되어 있다. 한편, 캐리지(40)를 비인쇄시의 기준위치(이른바, 홈 포지션)에 위치시킨 상태에서, 프린터 헤드(60)(60C，60M，60Y，60K)의 아래쪽에 UV잉크를 받는 배트(vat) 형상의 잉크 트레이(180)가 설치되어 있다(도 5를 참조).

서브탱크(120)의 뒷면측에는 잉크저장실(123)의 UV잉크의 저장상태를 검출하는 서브탱크 저장검출부(130)가 설치되어 있다. 서브탱크 저장검출부(130)는, 상하 로 뻗어 형성된 플로우트 수용부(124)에 상하이동이 자유롭게 수용되어 잉크저장실(123)의 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 플로우트(134)와, 이 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트(134a)의 자기를 검출함으로써 UV잉크의 액면높이를 검출하는 자기센서(136)가 실장된 액면검출기판(135)으로 구성된다. 한편, 마그네트(134a)로서 이방성 페라이트 자석을 이용한 구성이 바람직하고, 또한 자기센서(136)로서 양극성 검지 센서를 이용한 구성이 바람직하다.

상자체부재(121)의 후방벽(121r)에는 상하로 뻗은 도브테일 홈(dovetail groove) 형상의 기판장착부(131)가 형성되어 있고, 이 기판장착부(131)에 액면검출기판(135)이 장착고정되면, 액면검출기판(135)에 실장된 복수개의 자기센서(136)는 상하로 나열되어 위치하고 있다. 즉, 액면검출기판(135)은 후방벽(121r)을 사이에 끼우고 플로우트(124)와 마주보고 배치되어 있으며, 플로우트 수용부(124) 안의 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트(134a)의 자기를 자기센서(136)로 검출함으로써 플로우트(134)의 높이위치 즉, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크의 액면높이를 검출할 수 있게 되어 있다. 또한, 도 7로부터 알 수 있듯이, 플로우트(134)가 UV잉크의 액면높이에 따라 대략 똑바로 상하이동하도록 플로우트(134) 및 플로우트 수용부(124)가 형성되어 있다.

본 실시예에서는, 기판장착부(131)에 액면검출기판(135)이 장착 고정되고, 액면검출기판(135)에 실장된 복수개의 자기센서(136)가 상하로 나열되어 위치함으로써, 액면검출기판(135)이 잉크저장실(123)의 UV잉크의 액면높이위치를 세밀하게 검출할 수 있는 구성예를 나타내고 있다. 이와 같이 구성하였을 경우, 검출된 액면 높이위치에 근거하여, 예를 들어, UV잉크 잔량의 시간적 추이를 파악한 후에 필요하다고 예측되는 다음 처리를 조작자에게 보고하는 제어 등이 가능하게 된다. 한편, 자기센서(136)로서, 잉크저장실(123)에 UV잉크가 충전되어 UV잉크의 액면이 충전기준높이인 것을 검출하는 하이(high)검출센서(136H)와 잉크저장실(123) 내의 UV잉크가 소비되어 소정 양 이하인 것을 검출하는 로우(low)검출센서(136L)의 2개를 액면검출기판(135)에 실장하는 구성이어도 된다. 액면검출기판(135)의 출력신호는 컨트롤 유닛(80)에 입력되어 있다.

서브탱크(120)의 앞면측에는, 상하중간의 소정 높이위치에 상자체부재(121)의 전방벽(121f)을 전후로 관통하는 잉크도입로가 형성되고, 이 잉크도입로에 접속하는 튜브 커넥터(128)가 설치되어 있다. 또한, 서브탱크(120)의 윗면쪽에는 상자체부재(121)의 천장벽(121t)을 상하로 관통하는 기체도입로가 형성되고, 중심부에 기체도입구멍(129a)이 형성된 튜브 커넥터(129)가 이 기체도입로에 접속되어 있다.

또한, 튜브 커넥터(129) 아래쪽의 잉크저장실(123)에는 역류방지부(132)가 형성되어 있다. 역류방지부(132)는 플로우트 지지부(132a) 및 밀봉용 플로우트(133)를 주체로 구성된다. 플로우트 지지부(132a)는 전후 한쌍으로 되어 있으며, 각각 천장벽(121t)의 아랫면으로부터 아래쪽으로 수직부(132e)가 뻗어 있고, 그 선단부가 전후로 절곡되어 맞물림 리브(132b)가 형성되어 있다. 맞물림 리브(132，132)는 전후로 리브 간극(132c)을 두고 위치하며, 또한 플로우트 지지부(132a)는 도 8에 나타내는 바와 같이 덮개부재(122)와의 사이에 좌우간극(132d)을 가지고 있다. 그리고, 밀봉용 플로우트(133)는, 전후 한쌍의 플로우트 지지부(132a)에 의해 둘러싸여 상하로 뻗은 밀봉용 플로우트 수용부(132f)에 수용되어 상하이동이 자유롭게 되어 있다. 또한, 밀봉용 플로우트(133)는, 밀봉용 플로우트 수용부(132f) 내에서 상한위치까지 상승하였을 때, 기체도입구멍(129a)의 하단개구부와 맞닿아서 기체도입구멍(129a)을 막을 수 있는 크기로 형성되어 있다. 한편, 후술하는 서브탱크 감압부(140)에 의한 잉크저장실(123)의 압력제어는, 잉크저장실(123)의 공기를 주로 좌우간극(132d)을 통과시켜 기체도입구멍(129a)에 흡인함으로써 이루어진다. 또한, 후술하는 서브탱크 가압부(150)에 의한 잉크저장실(123)의 압력제어는, 공기를 기체도입구멍(129a)으로부터 주로 좌우간극(132d)을 통과시켜 잉크저장실(123)에 유입시킴으로써 이루어진다. 또한, 밀봉용 플로우트(133)로서 예를 들어, 비중이 0.25 정도인 것을 사용한 구성이 바람직하다.

잉크이송부(115)는 메인탱크(110)와 서브탱크(120) 사이를 연결하는 메인공급회로(116)에 의해 형성된다. 메인공급회로(116)는, 메인탱크(110)와 액체이송펌프(118)에 접속된 잉크흡입라인(117a), 액체이송펌프(118)와 튜브 커넥터(128)에 접속된 잉크송출라인(117b), 장치본체(1)에 설치되어 메인탱크(110)에 저장된 UV잉크를 서브탱크(120)에 공급하는 액체이송펌프(118) 등으로 구성된다. 액체이송펌프(118)는 잉크흡입라인(117a)이 UV잉크로 채워지지 않고 공기가 혼입한 상태이어도 UV잉크를 서브탱크(120)에 압송할 수 있는 펌프이며, 예를 들어, 튜브 펌프나 다이어프램 펌프가 바람직하게 사용된다.

서브탱크 감압부(140)는 서브탱크(120)와 기체이송펌프(160)의 흡입구(161) 사이를 연결하는 부압회로(141)에 의해 형성된다. 부압회로(141)는 그 주요 구성기 기를 도 4에서 틀 A로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 기밀용기에 의해 구성되는 에어챔버(142), 부압회로(141)의 압력을 검출하는 압력센서(144), 부압회로(141)를 개폐하는 부압제어밸브(145), 및 이 기기들을 접속하여 기체이송펌프의 흡입구(161)와 서브탱크(120) 사이를 연결하는 튜브에 의해 형성되는 라인(147)(147a，147b，147c，147d) 등으로 구성된다. 한편, 도 4에서 틀 C로 둘러싼 부분이 캐리지(40)에 설치되며, 틀 밖의 부분이 장치본체(1)에 설치되는 기기이다.

에어챔버(142)는 기체이송펌프(160)의 흡입구(161)와 접속되어 있으며, 기체이송펌프(160)의 작동에 의해 챔버 내의 공기가 배기되어 부압상태로 감압된다. 에어챔버(142)에는 부압상태로 감압된 챔버 내에 공기를 도입하는 공기도입라인(147i)이 설치되어 있다. 이 공기도입라인(147i)에는 공기의 유량을 조정하는 유량조정밸브(143a) 및 먼지제거용 에어필터(143b)가 설치되어 있다. 유량조정밸브(143a)는, 기체이송펌프(160)와 서브탱크(120)가 부압회로(141)를 통하여 접속된 상태에서, 에어챔버(142)에 유입되는 공기의 유량을 조정함으로써 에어챔버(142)의 내압을 정압화시킨다. 이에 의해, 잉크저장실(123)의 내압이 노즐부에서의 메니스커스(meniscus) 형성에 적절한 -1 내지 -2kPa 정도의 소정의 부압(예를 들어, -1.2kPa의 부압, 이하 '설정부압'이라고 함)이 되도록 설정된다.

부압제어밸브(145)는 에어챔버(142)와 서브탱크(120) 사이에 위치하여 캐리지(40)에 설치되어 있으며, 라인(147c)과 라인(147d)을 연결상태와 차단상태로 전환하는 전자(電磁) 밸브이다. 본 실시예에서는 부압제어밸브(145)로서 3방밸브(Three Way Valve)를 이용한 구성을 예시하고 있으며, 부압제어밸브(145)의 공통 포트(Common Port: COM)에 라인(147c), 노멀 오픈 포트(Nomal Open Port: NO)에 라인(147d)이 접속되고, 노멀 클로우즈 포트(Nomal Close Port: NC)는 라인(147x) 및 사이렌서(silencer)(148)를 통하여 대기로 개방되어 있다.

이 때문에, 부압제어밸브(145)가 오프(off)일 때는(인쇄중이나 대기중 등 통상의 가동시), 라인(147c)과 라인(147d)이 접속되어 부압회로(141)가 연결상태로 설정되고, 흡입구(161)와 서브탱크(120)가 후술하는 합류회로(171)를 통하여 접속된다. 한편, 부압제어밸브(145)가 온(on)일 때는(잉크충전시나 클리닝시 등), 라인(147c)과 라인(147d)의 접속이 끊기어 부압회로(141)가 차단되는 동시에, 라인(147c)이 라인(147x)에 연결되고, 기체이송펌프(160)의 흡입구측 회로가 대기에 개방된다. 부압제어밸브(145)는 컨트롤 유닛(80)에 접속되어 있어, 컨트롤 유닛(80)에 의해 온/오프가 제어된다.

압력센서(144)는 ±5kPa 정도의 검출영역을 가지고, 에어챔버(142)와 부압제어밸브(145) 사이에 설치된 게이지압 타입의 압력센서이며, 서브탱크 근방 라인(147)의 압력을 검출한다. 압력센서(144)의 검출신호는 컨트롤 유닛(80)에 입력되어 있다.

서브탱크 가압부(150)는 서브탱크(120)와 기체이송펌프(160)의 토출구(162) 사이를 연결하는 정압회로(151)에 의해 형성된다. 정압회로(151)는, 이 회로를 구성하는 주요구성기기를 도 4에 틀 B로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 공기의 유량을 조정하는 유량조정밸브(153a), 먼지제거용 에어필터(153b), 정압회로(151)의 압력을 검출하는 압력센서(154), 정압회로(151)를 개폐하는 정압제어밸브(155), 및 이 기기들을 접속하여 기체이송펌프(160)의 토출구(162)와 서브탱크(120) 사이를 연결하는 튜브에 의해 형성되는 라인(157)(157a，157b，157c，157d) 등으로 구성된다. 유량조정밸브(153a)는 기체이송펌프(160)와 서브탱크(120)가 정압회로(151)에 의해 접속된 상태에서 정압회로(151)를 흐르는 공기유량을 조정함으로써 잉크저장실(123)의 내압이 소정 이상으로 상승하지 않도록 조정하는 밸브이다.

정압제어밸브(155)는 유량조정밸브(153a)와 서브탱크(120) 사이에 위치하여 캐리지(40)에 설치되어 있으며, 라인(157c)과 라인(157d)을 연결상태와 차단상태로 전환하는 전자밸브이다. 본 실시예에서는 정압제어밸브(155)로서 3방밸브를 이용한 구성을 예시하고 있으며, 정압제어밸브(155)의 공통포트(COM)에 라인(157c), 노멀 클로우즈 포트(NC)에 라인(157d)이 접속되며, 노멀 오픈 포트(NO)는 라인(157x) 및 사이렌서(158)를 통하여 대기로 개방되어 있다.

이 때문에, 정압제어밸브(155)가 오프일 때는(인쇄중이나 대기중 등 통상의 가동시), 라인(157c)과 라인(157d)의 접속이 끊기어 정압회로(151)가 차단되는 동시에, 라인(157c)이 라인(157x)에 연결되고, 기체이송펌프(160)의 토출구측 정압회로가 대기에 개방된다. 한편, 정압제어밸브(155)가 온일 때는(잉크충전시나 클리닝시 등), 라인(157c)과 라인(157d)이 접속되어 정압회로(151)가 연결상태로 설정되고, 토출구(162)와 서브탱크(120)가 합류회로(171)를 통하여 접속된다. 정압제어밸브(155)는 컨트롤 유닛(80)에 접속되어 있으며, 컨트롤 유닛(80)에 의해 온/오프가 제어된다.

압력센서(154)는 ±50kPa 정도의 검출영역을 가지고 캐리지(40)에 설치된 게 이지압 타입의 압력센서이며, 서브탱크 근방 라인(157)의 압력을 검출한다. 압력센서(154)의 검출신호는 컨트롤 유닛(80)에 입력되어 있다.

기체이송펌프(160)는 흡입구(161)에 접속된 부압회로(141)로부터 공기를 흡입하고, 흡입한 공기를 토출구(162)에 접속된 정압회로(151)로 압송하는 펌프이며, 토출구(162) 및 흡입구(161)에 소정의 정압력 또는 부압력을 발생시키는 형태의 펌프가 사용된다. 예를 들어, ±40kPa 정도의 정압력 또는 부압력을 발생시키는 다이어프램 펌프가 바람직하게 사용된다.

부압회로(141)와 정압회로(151)는 서브탱크(120)를 향하는 도중에 합류하여 합류회로(171)가 형성된다. 합류회로(171)는, 라인(147d) 및 라인(157d)이 합류하여 형성되며 서브탱크에 접속되는 라인(177)과, 합류회로(171)를 개폐하는 합류회로 개폐밸브(175)로 구성된다. 합류회로 개폐밸브(175)는 서브탱크(120)에 대응하여 설치되어 있고, 본 실시예에서는 이 합류회로 개폐밸브(175)에서 합류회로(171)(라인(177))가 4개로 분기되며, 분기된 각 합류회로(라인(177C，177M，177Y，177K), 일부부호를 생략)를 개개로 개폐가능하게 구성된다. 합류회로 개폐밸브(175)의 작동은 컨트롤 유닛(80)에 의해 제어된다.

이상과 같이 구성되는 잉크공급장치(100)에 있어서, 액체이송펌프(118), 부압제어밸브(145), 정압제어밸브(155), 기체이송펌프(160)의 작동이 컨트롤 유닛(80)에 의해 아래와 같이 제어된다. 한편, 지금까지의 설명으로부터 명백한 바와 같이, UV잉크의 공급계에 대해서는 4가지 계통(C，M，Y，K)에 대하여 마찬가지이기 때문에, 각 계통에 공통되는 사항에 대해서는 이 첨자들을 생략하여 설명한다.

(통상 운전시의 제어)

프린터 장치(P)의 메인전원이 온으로 되면, 컨트롤 유닛(80)은 ROM(81)에 기억된 제어 프로그램을 읽고, 읽어낸 제어 프로그램에 따라 프린터 장치 각 부분의 작동을 제어한다. 잉크공급장치(100)에 대해서는 기체이송펌프(160)에 전력을 공급하여 회전구동상태로 하고, 모든 합류회로 개폐밸브(175)를 온으로 한다. 이 때, 부압제어밸브(145) 및 정압제어밸브(155)는 모두 오프인 상태로 한다. 이에 의해 부압회로(141)에서는 라인(147c)과 라인(147d)이 연결되어 흡입구(161)와 잉크저장실(123)이 접속되며, 정압회로(151)에서는 라인(157c)과 라인(157x)이 접속되어 기체이송펌프(160)의 토출구측 회로가 대기에 개방된다. 이 때문에, 흡입구(161)에 접속된 라인(147)내의 공기가 흡인되어 에어챔버(142)가 부압으로 감압되고, 유량조정밸브(143a)에 의해 조정된 유입공기유량과 기체이송펌프(160)에 의해 흡인되는 공기량의 균형에 의해 정해지는 대략 일정한 압력으로 안정된다. 여기서, 4개의 서브탱크의 잉크저장실(123)의 내압이 모두 동일한 설정부압으로 설정된 상태에서 안정보유된다. 이렇게 하여 프린터 장치(P)가 기동되면, 이후 기체이송펌프(160)는 계속 운전되어, 인쇄 프로그램이 실행중인지 대기중인지에 상관없이 서브탱크(120)의 내압이 항상 설정부압으로 유지된다.

통상 운전시에는 서브탱크(120)의 잉크저장실(123)에 어느 정도 UV잉크가 저장되어 있다. 이 UV잉크의 저장량은, UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 플로우트(134)에 고정설치한 마그네트(134a)의 자기가 상하로 나열된 복수개의 자기센서(136) 중 어느 자기센서(136)에 의해 검출되었는가에 따라 파악되는 구성으로 되 어 있다. 이와 같이, 마그네트(134a)의 자기를 자기센서(136)로 검출하여 액면높이를 검출하는 구성에 의해, 예를 들어, 검사광을 투과하는지 여부에 의해 검출하는 방법과 비교하여, UV잉크의 색 등의 영향을 받지 않고 정확하게 액면높이를 검출할 수 있게 되어 있다.

잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크는 인쇄 프로그램의 실행 등에 의해 프린터 헤드(60)의 노즐로부터 토출되어 소비되며, 저장된 UV잉크가 서서히 감소된다. 그리고, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크가 소정 양 이하가 되었을 때, 메인탱크(110)에 저장된 UV잉크가 잉크이송부(115)에 의해 서브탱크(120)에 공급되어 UV잉크가 보충된다.

구체적으로는, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크가 감소하면 UV잉크의 액면높이가 내려가고, 플로우트(134)도 액면높이에 따라 플로우트 수용부(124)에서 아래쪽으로 이동한다. 그리고, UV잉크의 잔류량이 소정 양 이하가 되었을 때, 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트(134a)의 자기가 소정 양 이하의 상하높이에 위치한 자기센서(136)에 의해 검출된다. 액면검출기판(135)으로부터 상기 검출신호를 받은 컨트롤 유닛(80)은 잉크저장실(123)이 부압상태로 감압된 상태에서 액체이송펌프(118)를 기동한다. 메인탱크(110)로부터 액체이송펌프(118)에 의해 내보내진 UV잉크는 라인(117b)을 통하여 튜브 커넥터(128)로부터 잉크저장실(123)로 공급되어, 잉크저장실(123)의 저장잉크량이 증대된다. 이 때, 저장잉크량의 증대와 함께 UV잉크의 액면높이가 올라가고, 플로우트(134)도 액면높이에 따라 플로우트 수용부(124)에서 위쪽으로 이동한다. 그리고, 플로우트(134)에 고정설치된 마그네 트(134a)의 자기가 충전기준높이에 위치한 자기센서(136)에 의해 검출되었을 때, 액체이송펌프(118)를 정지시킴으로써 잉크저장실(123)에 대한 UV잉크의 보충이 완료된다.

그런데, 플로우트(134) 및 마그네트(134a)가, 플로우트 수용부(124)에서 어떠한 원인에 의해 소정 양 이하의 상하높이에 위치한 채로 움직이지 않게 되었을 경우를 상정한다. 상술한 바와 같이, 컨트롤 유닛(80)은 충전기준높이까지 UV잉크가 공급된 것을 검지할 때까지 액체이송펌프(118)를 가동시키기 때문에, 이 경우, 충전기준높이를 넘은 후에도 UV잉크가 계속해서 공급된다. 이 때, 밀봉용 플로우트 수용부(132f)에 유입한 UV잉크가 밀봉용 플로우트(133)를 위쪽으로 이동시킨다. 그리고, 밀봉용 플로우트(133)의 윗면이 기체도입구멍(129a)의 하단개구부와 맞닿아, UV잉크가 기체도입구멍(129a)에 유입하기 전에 밀봉용 플로우트(133)가 기체도입구멍(129a)을 막을 수 있도록 되어 있다. 따라서, 만일 마그네트(134a)에 의한 UV잉크의 액면높이의 검출이 정상적으로 이루어지지 않는 사태에 빠져도, UV잉크가 기체도입구멍(129a)에 유입하여 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

(잉크충전시의 제어)

UV잉크의 초기충전시나 세정액을 이용한 노즐 클리닝 후의 시동(始動)시 등에, 프린터 헤드(60)의 잉크실, 서브탱크(120) 및 메인공급회로의 라인(117) 내에 UV잉크가 존재하지 않는 경우가 있다. 이와 같은 경우에, 조작패널(88)로부터 컨트롤 유닛(80)에 입력되는 잉크충전지령에 따라 아래와 같이 잉크충전제어가 실행된다. 이 잉크충전제어에 관하여 ROM(81)에 설정기억된 잉크 충전 프로그램(PG)의 플 로우 챠트를 도 10에 나타낸다.

조작패널(88)에서 예를 들어, 펑션키(Function Key)의 선택 등에 의해 '잉크충전' 처리가 선택되어 컨트롤 유닛(80)에 프린터 헤드(60)를 특정하여 잉크충전 실행지령이 입력되면, 연산처리부(83)는 잉크충전 프로그램에 따라 단계 S10에서 서브탱크의 내압을 부압으로 유지한 상태(즉, 부압제어밸브(145) 및 정압제어밸브(155)가 모두 오프인 상태)에서, 잉크충전을 실행할 프린터 헤드에 해당하는 합류회로 개폐밸브를 온으로 하고, 다른 합류회로 개폐밸브를 오프로 하는 처리(부압유지처리)를 실행하고 단계 S20으로 진행한다. 예를 들어, 조작패널(88)에서 제1 프린터 헤드(60C)에 대해서만 잉크충전이 선택된 경우에는, 제1 프린터 헤드(60)에 대응하는 제1 합류회로 개폐밸브(175C) 만을 온으로 하고, 제2 내지 제4 프린터 헤드에 대응하는 제2 내지 제4 합류회로 개폐밸브(175M，175Y，175K)는 오프로 한다(이하, 이 경우에 대하여 설명한다).

단계 S20에서는, 감압된 제1 서브탱크(120C)에 제1 메인탱크(110C)로부터 UV잉크를 이송하여 제1 서브탱크(120C)에 잉크를 보충한다(잉크보충처리). 즉, 제1 서브탱크(120C)에 대응하는 액체이송펌프(118C)만을 기동하여 제1 메인탱크(110C)에 저장된 UV잉크를 제1 서브탱크(120C)에 공급한다. 이 때, 튜브 커넥터(128)로부터 천천히 UV잉크가 공급된다. 그렇게 함으로써, 제1 서브탱크(120C)에 공급된 UV잉크는, 낮은 위치에 개구부가 형성된 제1 도출로(127a)를 통과하여 커넥터 공간(125a) 및 튜브 공간(69a)의 외주벽면에 따라 흘러내려 필터(61b)로 보내진다. 이 때, 커넥터 공간(125a), 튜브 공간(69a) 및 필터(61b)에 존재하던 기포를 제2 도출로(126b)로부터 잉크저장실(123)로 보내 남김없이 제거하는 동시에, 이 영역들을 UV잉크로 채울 수 있다. 결국, 낮은 위치에 개구부가 형성된 제1 도출로(127a)를 UV잉크 도입용으로 하고, 높은 위치에 개구부가 형성된 제2 도출로(126b)를 기포 배출용으로 함으로써, 잉크저장실(123)로부터 필터(61b)까지의 경로 안을 기포가 완전히 제거된 상태에서 UV잉크를 충전할 수 있게 된다. 그리고, 잉크저장실(123)로부터 필터(61b)까지의 경로 안이 UV잉크로 채워진 후, 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트(134a)의 자기가 충전 기준높이에 위치한 자기센서(136)에 의해 검출되었을 때, 액체이송펌프(118C)를 정지시킴으로써 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 충분한 양의 UV잉크가 저장된다.

이어서, 단계 S30에서는, 부압회로(141)을 차단하여 서브탱크 가압부(150)에 의해 제1 서브탱크(120C)의 내압을 정압상태로 가압하고, 제1 서브탱크(120C)에 저장된 UV잉크의 일부를 제1 프린터 헤드(60C)로부터 유출시킨다(프린터 헤드 잉크충전처리). 구체적으로는, 컨트롤 유닛(80)은 부압제어밸브(145)를 온으로 하여 라인(147c)과 라인(147d)의 연결을 차단하고 라인(147c)을 라인(147x)에 접속하여 기체이송펌프(160)의 흡입측 회로를 대기에 개방한다. 또한, 정압제어밸브(155)를 온으로 하여 라인(157c)과 라인(157d)을 연결시켜서 기체이송펌프의 토출구(162)와 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)을 접속한다. 이러한 전환제어에 의해, 기체이송펌프(160)와 제1 서브탱크(120C)는 정압회로(151)를 통하여 접속되고, 기체이송펌프(160)의 토출구(162)로부터 토출된 공기가 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 공급된다. 그 결과, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 저장된 UV 잉크가 탱크 하단의 제1 도출로(127a) 및 제2 도출로(126b)로부터 밀려나오고, 필터(61b)에서 여과된 후에 제1 프린터 헤드(120C)의 노즐에 공급된다. 그리고, 제1 프린터 헤드(120C)의 노즐로부터 유출한 UV잉크를 잉크트레이(180)에서 받는다.

이 단계 S30에 의해, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)로부터 제1 프린터 헤드(60C)의 노즐까지가 UV잉크로 채워진다. 이 때, 필터(61b)로부터 제1 프린터 헤드(120C)의 노즐까지의 경로 안에 존재하였던 기포는 노즐로부터 밀려흘려가고, 제1 서브탱크(120C)로부터 제1 프린터 헤드(60C) 노즐까지가 UV잉크로 채워진 상태가 되어, 다음 단계 S40로 진행한다. 한편, 이 때 합류회로 개폐밸브(175)는 제1 합류회로 개폐밸브(175C)를 제외하고 폐지상태에 있으며, 제2 내지 제4 서브탱크의 내압은 초기 설정부압으로 유지되고 있다.

단계 S40에서는, 정압회로(141)를 차단하여 서브탱크 감압부(140)에 의해 제1 서브탱크(120C)의 내압을 부압상태로 감압하고, 감압된 제1 서브탱크(120C)에 잉크이송부(115)에 의해 제1 메인탱크(110C)로부터 잉크를 이송하여 제1 서브탱크(120C)에 UV잉크를 충전한다(서브탱크 잉크충전처리). 즉, 컨트롤 유닛(80)은 정압제어밸브(155)를 오프로 하여 라인(157c)과 라인(157d)의 연결을 차단하고 라인(157c)을 라인(157x)에 접속하여, 기체이송펌프(160)의 토출측 회로를 대기에 개방한다. 또한, 부압제어밸브(145)도 오프로 하여 라인(147c)과 라인(147d)을 연결상태로 하여, 기체이송펌프(160)의 흡입구(161)와 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)을 접속한다.

이러한 전환제어에 의해, 부압회로(141)에서 기체이송펌프(160)와 제1 서브 탱크(120C)가 접속되고, 제1 서브탱크의 잉크저장실(123)의 공기가 기체이송펌프(160)에 흡인된다. 이 때문에, 제1 서브탱크(120C)의 내압이 떨어지고, 정압상태로부터 부압상태로 변한다. 컨트롤 유닛(80)은 압력센서(144)에 의해 검출되는 압력이 소정 이하(예를 들어, -0.8kPa 이하)의 부압이 되었을 때, 액체이송펌프(118C)를 기동시킨다. 그리고, 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트(134a)의 자기가 충전기준높이에 위치한 자기센서(136)에 의해 검출되었을 때 액체이송펌프(118C)를 정지시킨다. 이에 의해, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 충전기준높이까지 UV잉크가 충전된다.

이어지는 단계 S50에서는, 압력센서(144)에 의해 검출되는 제1 서브탱크(120C)의 내압이 설정부압 근방(예를 들어, -1.0kPa 정도)에 도달할 때까지 감압되며, 이 압력 이하가 되었을 때, 지금까지 폐지되었던 제2 내지 제4 합류회로 개폐밸브(175M，175Y，175K)를 온으로 하여 밸브를 개방하여, 제1 내지 제4 서브탱크 모두가 설정부압의 부압상태로 보유되게 하고(부압유지처리), 스텝 S60으로 진행하여 잉크충전 프로그램(PG)을 종료한다. 이에 의해, 조작패널(88)에서 선택된 제1 프린터 헤드(60C)에 잉크가 충전되고, 제1 서브탱크를 포함하는 모든 서브탱크가 소정의 설정부압으로 설정되어 대기보유된다. 한편, 잉크충전처리가 복수개의 프린터 헤드에 대하여 실행되는 경우에도, 처리가 실행되는 합류개폐밸브를 온으로 하여 상기와 마찬가지로 처리된다.

여기서, 본 실시예에 따른 잉크공급장치(100)의 주된 효과에 대하여 정리하면 아래와 같다. 첫번째로, 튜브 커넥터(129) 아래쪽의 잉크저장실(123)에, 플로우 트 지지부(132a) 및 밀봉용 플로우트(133)를 주체로 구성된 역류방지부(132)가 형성되어 있다. 이 역류방지부(132)에 의해 예를 들어, 플로우트(134) 및 마그네트(134a)가 플로우트 수용부(124)에서 소정 양 이하의 상하높이에 위치한 채로 움직이지 않게 된 경우에도, 충전기준높이 이상으로 공급된 UV잉크가 기체도입구멍(129a)에 유입하여 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 구체적으로는, 충전기준높이 이상으로 공급되어 밀봉용 플로우트 수용부(132f)에 유입한 UV잉크가, 밀봉용 플로우트 수용부(132f)에서 밀봉용 플로우트(133)를 위쪽으로 이동시킨다. 그리고, 밀봉용 플로우트(133)의 윗면이 기체도입구멍(129a)의 하단개구부와 맞닿았을 때, 밀봉용 플로우트(133)가 기체도입구멍(129a)의 하단개구부를 덮어 밀봉하도록 구성되어 있다. 따라서, UV잉크가 기체도입구멍(129a)에 유입하여 역류하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

두번째로, 플로우트 수용부(124)에서 거의 똑바로 상하이동할 수 있게 형성된 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트(134a)의 자기를 자기센서(136)로 검출함으로써, 플로우트(134)의 높이위치 즉, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크의 액면높이를 검출할 수 있게 구성되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 마그네트(134a)는 방향을 일정한 방향으로 유지한 채로 UV잉크의 액면높이에 따라 대략 똑바로 상하이동할 수 있다. 그 때문에, 이와 같이 상하이동하는 마그네트(134a)의 상하높이위치는 UV잉크의 액면높이를 충실하게 반영하고 있다. 따라서, 마그네트(134a)의 자기를 자기센서(136)로 검출하여 마그네트(134a)의 상하높이위치를 검출함으로써, UV잉크의 액면높이를 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.

세번째로, 서브탱크(120)의 하부에는 개구부의 높이위치가 서로 다른 제1 도출로(127a) 및 제2 도출로(126b)가 설치되어 있다. 이와 같이 구성함으로써, 예를 들어, UV잉크의 초기충전시나 세정액을 이용한 노즐 클리닝 후의 시동시 등에, 튜브 커넥터(128)로부터 천천히 공급된 UV잉크를 낮은 위치에 개구부가 형성된 제1 도출로(127a)로부터 커넥터 공간(125a)으로 보낼 수 있다. 그리고, 커넥터 공간(125a)으로 보내진 UV잉크는 커넥터 공간(125a) 및 튜브 공간(69a)의 외주벽면을 따라 필터(61b)로 흘러내린다. 이 때, 커넥터 공간(125a), 튜브 공간(69a) 및 필터(61b)에 존재하였던 기포가 남김없이 제2 도출로(126b)로부터 잉크저장실(123)로 보내져서 제거되고, 이 영역들을 UV잉크로 채울 수 있게 된다. 그리고, 이 상태에서 서브탱크(120)의 내압을 정압상태로 가압함으로써, 서브탱크(120)로부터 프린터 헤드(60)의 노즐까지의 경로 안에 기포를 혼재시키지 않고 UV잉크를 충전할 수 있다. 따라서, 토출불량이 발생하지 않고 안정적인 잉크토출을 얻을 수 있게 된다.

또한, 실시예에서는, 본 발명을 적용한 잉크젯 프린터의 일례로서, 1축 인쇄매체 이동, 1축 프린터 헤드 이동 타입의 UV경화 잉크젯 프린터에 적용한 구성예에 대하여 설명하였는데, 본 발명은 다른 형태의 잉크젯 프린터, 예를 들어, 2축 프린터 헤드 이동 타입의 잉크젯 프린터나, 2축 인쇄매체 이동 타입의 잉크젯 프린터에도 적용할 수 있으며, 사용하는 잉크에 대해서도 염료계나 안료계 등 다른 종류의 잉크를 이용한 잉크젯 프린터에 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 적용예로서 나타내는 프린터 장치를 비스듬히 앞쪽에서 본 외관사시도이다.

도 2는 상기 프린터 장치를 비스듬히 뒤쪽에서 본 외관사시도이다.

도 3은 상기 프린터 장치에서의 장치본체의 요부구성을 나타내는 정면도이다.

도 4는 잉크공급장치의 계통도이다.

도 5는 상기 프린터 장치에서의 캐리지 주변의 사시도이다.

도 6은 캐리지에 설치된 서브탱크의 외관사시도이다.

도 7은 도 6의 VII-VII 부분을 나타낸 단면도이다.

도 8은 도 6의 VIII-VIII 부분을 나타낸 단면도이다.

도 9는 잉크공급장치의 개요블록도이다.

도 10은 잉크 충전 프로그램의 플로우 챠트이다.

**부호의 설명**

M: 인쇄매체

P: 프린터 장치(잉크젯 프린터)

1: 장치본체(본체부재)

20: 플래튼(매체지지부)

40: 캐리지

60: 프린터 헤드(60C: 제1 프린터 헤드, 60M: 제2 프린터 헤드, 60Y: 제3 프 린터 헤드, 60K: 제4 프린터 헤드)

100: 잉크공급장치

110: 메인탱크(110C: 제1 메인탱크, 110M: 제2 메인탱크, 110Y: 제3 메인탱크, 110K: 제4 메인탱크)

120: 서브탱크(120C: 제1 서브탱크, 120M: 제2 서브탱크, 120Y: 제3 서브탱크, 120K: 제4 서브탱크)

121t: 천장벽(상벽면)

123: 잉크저장실(잉크실)

129a: 기체도입구멍(압력제어구멍)

132: 역류방지부

132a: 플로우트 지지부(지지부)

133: 밀봉용 플로우트(플로우트 부재)

140: 서브탱크 감압부(압력제어수단)

150: 서브탱크 가압부(압력제어수단)

Claims (7)

1. 액체잉크를 토출하는 프린터 헤드와 접속되고 액체잉크가 저장되는 잉크실이 내부에 형성된 서브탱크와,

   상기 서브탱크에 접속되고 상기 잉크실에 공급되는 액체잉크가 저장된 메인탱크와,

   상기 잉크실과 연결되고 상기 서브탱크에 형성된 압력제어구멍에 접속되며 상기 잉크실의 내압을 조정하는 압력제어수단을 가진 잉크젯 프린터의 잉크공급장치에 있어서,

   상기 잉크실에는, 액체잉크 안에서 뜨는 밀봉용 플로우트 부재와 상기 밀봉용 플로우트 부재를 상기 잉크실에서의 잉크액면의 변화에 따라 상하이동이 가능하게 지지하는 지지부를 구비한 역류방지부가 형성되며,

   상기 밀봉용 플로우트 부재가 상기 압력제어수단인 서브탱크 감압부로부터의 흡인에 의해 상기 잉크실에서의 잉크액면의 상승에 따라 위로 이동되었을 때,

   상기 압력제어구멍의 잉크실측 개구를 밀봉하고, 잉크실측 개구로부터의 상기 액체잉크의 역류를 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 잉크실측 개구는 상기 서브탱크의 상벽면에 개구하고,

   상기 지지부는 상기 잉크실측 개구를 둘러싸는 동시에 상기 상벽면에 연결되어 아래쪽으로 뻗어 형성되며,

   상기 밀봉용 플로우트 부재는 상기 지지부에 보유되어 상기 잉크실측 개구의 아래쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 잉크젯 프린터는, 인쇄매체를 지지하는 매체지지부를 구비한 본체부재와, 상기 매체지지부에 지지된 상기 인쇄매체와 대치하여 상기 본체부재에 대하여 상대이동이 가능하게 설치된 캐리지를 구비하며,

   상기 메인탱크가 상기 본체부재에 설치되고,

   상기 프린터 헤드 및 상기 서브탱크가 상기 캐리지에 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 압력제어수단은 상기 서브탱크의 내압을 부압상태로 감압하는 서브탱크 감압부 및 상기 서브탱크의 내압을 정압상태로 가압하는 서브탱크 가압부로 이루어지되, 상기 서브탱크 감압부 및 서브탱크 가압부는 1대의 기체이송펌프에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 서브탱크는 내부의 잉크실에 플로우트 수용부 및 그 안에서 상하이동하여 마그네트를 고정설치하고 있는 플로우트를 구비하고 잇고, 상기 마그네트의 자 기를 검출하는 자기센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 서브탱크에는, 상기 서브탱크의 하부에 형성된 개구부로부터 연장하는 제1 도출로 및 상기 제1 도출로의 개구부보다 높은 위치에 형성된 다른 개구부로부터 연장하는 제2 도출로가 설치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 도출로로부터 튜브공간을 통하여 잉크를 프린터 헤드에 보내며,

   상기 튜브공간의 기포를 상기 제2 도출로를 통하여 잉크실에 배출하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.

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