KR101100938B1

KR101100938B1 - 냉각량 조절이 가능한 ｕｖ잉크경화장치 및 제어방법

Info

Publication number: KR101100938B1
Application number: KR1020090049449A
Authority: KR
Inventors: 최근수; 장홍순
Original assignee: 한국산업기술대학교산학협력단; 주식회사 딜리
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2011-12-29
Also published as: KR20100130763A

Abstract

본 발명은 냉각량 조절이 가능한 UV잉크경화장치에 관한 것으로서, 몸체를 이루고 바닥부에 UV광을 조사할 수 있는 게이트가 설치되는 하우징; 하우징의 내부의 공간을 분할하고 상기 하우징의 하부측에 공기가 흐르는 통로를 형성하는 분할벽; 상기 분할벽에 의해 형성된 일공간에 설치되는 램프; 상기 일공간의 하우징의 벽체에 설치되는 흡기팬; 타공간의 하우징의 벽체에 설치되는 배기팬; 및 상기 배기팬의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하여, 공기는 계속적으로 유입되고 배출되면서, 지속적으로 상기 램프에 의해 발생되는 열을 외기로 배출하므로, 상기 하우징 내에 열이 차지 않게 되고, UV잉크경화장치의 작동개시 할 때와, 작동중지 시에 상기 배기팬의 회전속도를 조절하여 UV잉크경화장치의 과냉각을 방지할 수 있다.

UV잉크경화장치, 냉각량 조절, UV프린터

Description

냉각량 조절이 가능한 ＵＶ잉크경화장치 및 제어방법{UV-inc solidification device for adjusting cooling amount And It′s Control Method}

본 발명은 냉각량 조절이 가능한 UV잉크경화장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 UV잉크경화장치의 온도에 따라 또는 UV잉크경화장치의 ON/OFF에 따라 배기팬의 회전속도를 제어하여 UV잉크경화장치의 과냉각을 방지하기 위한 UV잉크경화장치 및 제어방법에 관한 것이다.

UV잉크를 사용하는 프린터는 헤드에 의해 출력매체에 UV잉크를 분사한 후, 상기 출력매체에 분사된 잉크를 경화고착시키기 위하여 UV광을 조사하여야 한다.

이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이, UV잉크경화장치(10)가 설치된다.

즉, 다수의 헤드(1,2,3,4)가 설치된 헤드플레이트(5)에, 상기 헤드(1,2,3,4)의 외측으로 UV잉크경화장치(10)가 설치된다.

상기 UV잉크경화장치(10)가 상기 다수의 헤드(1,2,3,4)의 양측으로 설치된 것은, 헤드가 왕복운동하면서 잉크를 분사하기 때문에, 헤드가 지나가고 난 자리에 UV광을 조사하여 UV잉크를 경화시키기 위함이다.

그러나, 상기 UV잉크경화장치(10)에 설치되어 UV광을 조사하는 램프는 그 발 열량이 커서, 상기 UV잉크경화장치(10) 내부의 온도를 상승시키게 되고, 이러한 열량이 출력매체에 전달될 경우 출력매체의 물성치가 변화하게 되거나, UV잉크가 제대로 고착되지 않는 현상이 발생한다.

따라서, 이러한 UV광원으로서의 램프가 발산하는 열량을 제거할 수 있는 UV잉크경화장치가 사용된다.

그러나, UV잉크경화장치(10)를 동일한 냉각량으로 냉각하게 되면, 도 5에서 도시하는 바와 같이 열이 많이 발생하지 않는 UV잉크경화장치(10)의 작동초기와, 작동 중지 시에 UV잉크경화장치(10)의 과냉각이 발생하게 되는 문제점이 있다.

UV잉크경화장치(10)의 과냉각은 UV잉크경화장치(10) 내부의 램프 내부에 존재하는 발광물질의 활성화를 저해하고, 과냉각에서 누적된 사용은 램프의 수명을 단축시킨다.

또한, UV잉크경화장치(10)가 과냉각되면, 램프에서 발생되는 광량이 일정하지 않는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 과냉각을 방지하고, 램프의 수명단축을 방지하며, 램프에서 방출되는 광량을 일정하게 유지시키기 위한 냉각량 조절이 가능한 UV잉크경화장치 및 제어방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 냉각량 조절이 가능한 UV잉크경화장치는, 몸체를 이루고 바닥부에 UV광을 조사할 수 있는 게이트가 설치되는 하우징; 하우징의 내부의 공간을 분할하고 상기 하우징의 하부측에 공기가 흐르는 통로를 형성하는 분할벽; 상기 분할벽에 의해 형성된 일공간에 설치되는 램프; 상기 일공간의 하우징의 벽체에 설치되는 흡기팬; 타공간의 하우징의 벽체에 설치되는 배기팬; 및 상기 배기팬의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하우징의 내부에는 상기 램프에 인접하여 설치되어 상기 램프의 온도를 측정하는 온도측정센서를 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 램프와 상기 흡기팬과 상기 통로를 연결하는 덕트를 포함하고, 상기 덕트 중 상기 램프와 상기 흡기팬 사이는 단면적이 좁아지도록 목부분을 형성하여, 상기 램프 주위의 공기의 속도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배기팬은 DC모터에 의해 작동되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 흡기팬은 AC모터에 의해 작동되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 게이트는 한 쌍의 스윙도어로 구성되어, 상기 하우징의 내측으로 열려서 상기 램프의 UV광을 상기 하우징의 하부측으로 조사하는 것을 특징으로 한다.

상기 UV잉크경화장치의 제어방법은 UV잉크경화장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 UV잉크경화장치의 작동이 개시되면, 상기 배기팬의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 가속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계; 및 상기 배기팬의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 등속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 UV잉크경화장치의 제어방법은 상기 UV잉크경화장치의 작동이 중지되면, 상기 배기팬의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 감속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 UV잉크경화장치의 제어방법은 UV잉크경화장치를 제어하는 방법에 있어서 상기 온도측정센서에 의해 램프의 온도가 측정되는 단계; 상기 온도측정센서에 의해 측정된 램프의 온도와 기설정된 온도를 비교하는 단계; 상기 온도측정센서에 의해 측정된 상기 램프의 온도가 기설정된 온도를 초과하는 경우 상기 배기팬을 작동시키는 단계; 및 상기 온도측정센서 의해 측정된 상기 램프의 온도에 동조하여 상기 배기팬의 회전속도를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 온도측정센서에 의해 측정된 램프의 온도와 기설정된 온도를 비교하는 단계에서 상기 온도측정센서 의해 측정된 상기 램프의 온도가 기설정된 온도보다 낮아지는 경우 상기 배기팬의 작동을 중지시키는 단계를 포함하는 것을 특 징으로 한다.

상기한 본 발명의 냉각량 조절이 가능한 UV잉크경화장치 및 제어방법에 따르면, 공기는 계속적으로 유입되고 배출되면서, 지속적으로 램프에 의해 발생되는 열을 외기로 배출하므로, 하우징 내에 열이 차지 않게 된다.

UV잉크경화장치의 작동개시 할 때와, 작동중지 시에 배기팬의 회전속도를 조절하여 UV잉크경화장치의 과냉각을 방지할 수 있다.

또한, UV잉크경화장치가 과냉각되지 않고, 과열되지 않으므로 램프에서 방출하는 광량이 일정해진다.

또한, UV잉크경화장치의 램프온도에 따라 배기팬의 회전속도를 조절하고, ON/OFF 시켜서 상기 UV잉크경화장치의 과냉각을 방지할 수 있다.

또한, UV잉크경화장치의 과냉각이 방지되어 램프의 수명이 증가하는 효과를 갖는다.

그리고, UV잉크경화장치의 과열되지 않은 경우 배기팬의 회전속도를 저속으로 유지하므로 에너지가 절감된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명 과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 UV잉크경화장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 UV잉크경화장치의 저면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 UV잉크경화장치의 측단면도이고, 도 4는 UV잉크경화장치가 설치된 UV프린터용 헤드의 모습을 도시한 정면도이고, 도 5는 UV잉크경화장치의 작동에 따른 발열량을 나타내는 도면이며, 도 6은 회전속도곡선의 개략도이다.

하우징(100)은 그 형상의 제한은 없으나, 본 발명의 실시예에서는 육방체로 구성된다.

상기 하우징(100)의 내부에는 분할벽(101)이 존재하여, 상기 하우징(100)의 내부 공간을 나눈다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)이 왼쪽 공간과 오른쪽 공간으로 구분되며, 상기 분할벽(101)의 길이는 상기 하우징(100)의 높이보다 작게 하여 공기가 흐를 수 있는 통로가 생긴다.

상기 통로는 냉각효과를 높이기 위해 상기 하우징(100) 내에 유입되는 공기의 체류시간을 늘릴 수 있도록 상기 하우징(100)의 하부측에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 하우징(100)의 분할벽(101)에 의해 나누어진 영역 중 어느 한 영역에는 UV광을 조사할 수 있는 램프(140)가 설치된다.

상기 램프(140)는 상기 하우징(100)의 바닥으로부터 소정의 거리만큼 이격하여 설치하며, 하기(下記)하는 게이트에 의해 간섭 받지 않는 위치면 충분하다.

또한, 상기 램프(140)에서 발생하는 열을 제거하기 위한 흡기팬(110)이 상기 램프(140)의 상측으로 하우징(100)의 벽체에 설치된다.

그리고, 상기 램프(140)에 인접하고 상기 하우징(100)의 일면에 상기 램프(140)의 온도를 측정하는 온도측정센서가 결합될 수 있다.

상기 흡기팬(110)은 설치 위치의 제한은 없으나, 공기의 원활한 유입을 위해 상기 램프(140)의 상측에 설치하는 것이 바람직하다.

상기 흡기팬(110)과 상기 램프(140) 사이에는 덕트(130)를 설치하며, 상기 덕트(130)는 상기 통로로 공기가 유통될 수 있도록 형성된다.

그리고 상기 흡기팬(110)은 AC모터에 의해 작동되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 흡기팬(110)이 AC모터에 의해 작동되면, 전기소모량이 적게 되고, 흡기팬(110)이 램프(140)에서 발생하는 열에 잘 견딜 수 있게 된다.

특히, 상기 흡기팬(110)과 상기 램프(140) 사이에 형성된 덕트(130)는 공기가 지나는 공간을 좁혀서, 공기의 유속을 빠르게 한다.

즉, 공기의 유속을 갑자기 빠르게 함으로써, 공기의 압력을 떨어뜨려 상기 램프(140)의 열을 상기 공기에 쉽게 전달하도록 한다.

그리고, 상기 하우징(100)의 상기 램프(140)가 설치되는 다른 공간에는 배기팬(120)이 설치된다.

상기 배기팬(120)은 상기 하우징(100)의 상부측에 설치되어 상기 하우 징(100) 내의 공기체류시간을 증가시키는 것이 바람직하다.

상기 배기팬(120)의 회전속도를 조절할 수 있는 제어부가 상기 배기팬(120)에 연결된다.

이때에 상기 배기팬(120)은 DC모터에 의해 작동되는 것이 바람직하다. 이는 상기 배기팬(120)의 회전속도 조절이 유리하기 때문이다.

그리고, 상기 하우징(100)의 바닥부에는 개구부(102)가 형성되며, 상기 개구부(102)를 개폐할 수 있는 게이트가 설치된다.

상기 게이트는 회전하며 열리고 닫히는 한 쌍의 스윙도어(150)로 구성될 수 있으며, 상기 스윙도어(150)는 스윙도어힌지(151)에 의해 회전조인트된다.

상기 스윙도어(150)는 출력매체에 영향을 미치지 않도록 상기 하우징(100)의 내측으로 회전하면서, 상기 개구부(102)를 개방하게 된다.

따라서, 본 발명의 UV잉크경화장치에서는 공기가 상기 흡기팬(110)을 통해 유입되어, 상기 덕트(130)를 지나면서 유속이 증가된 상태로 상기 램프(140)와 접촉하면서 열교환이 활발히 일어나게 된다.

이렇게 가열된 공기는 상기 통로를 거쳐, 상기 하우징(100)에 하부의 분할벽에 의해 형성된 통로를 지나서, 상기 배기팬(120)에 의해 강제로 외기로 배출된다.

따라서, 공기는 계속적으로 유입되고 배출되면서, 지속적으로 상기 램프(140)에 의해 발생되는 열을 외기로 배출하므로, 상기 하우징(100) 내에 열이 차지 않게 된다.

또한, 상기한 바와 같이 UV잉크경화장치(10)의 작동개시 할 때와, 작동을 중 지할 때 일정한 속도로 배기팬(120)의 회전속도를 제어하는 경우 발생하는 UV잉크경화장치(10)의 과냉각을 방지할 수 있다.

또한, UV잉크경화장치(10)가 과냉각되지 않고, 과열되지 않으므로 상기 램프(140)에 방출하는 광량이 일정해진다.

또한, UV잉크경화장치(10)가 과냉각되지 않으므로 UV잉크경화장치(10)의 수명단축 문제도 해결될 수 있다.

상기 UV잉크경화장치(10)를 제어방법은 상기 UV잉크경화장치(10)의 작동이 개시되면, 상기 배기팬(120)의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 가속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계; 및 상기 배기팬(120)의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 등속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

먼저, 상기 UV잉크경화장치(10)의 작동이 개시되면, 상기 배기팬(120)의 회전속도는 도 6에서 도시하는 바와 간이 소정의 회전속도곡선의 가속구간과 일치하는 회전속도로 작동한다.

상기 가속구간은 상기 UV잉크경화장치(10)의 작동을 개시하고 기설정된 시간 동안 계속된다.

즉, 상기 UV잉크경화장치(10)의 작동을 개시하고 상기 UV잉크경화장치(10)의 내부온도가 최대냉각을 요구하는 온도에 도달하는 시간 동안 상기 가속구간이 유지된다.

이후, 상기 배기팬(120)의 회전속도는 도 6에서 도시하는 바와 같이 소정의 회전속도곡선의 등속구간과 일치하는 회전속도로 작동된다.

즉, 최대냉각을 할 수 있도록 상기 배기팬(120)의 회전속도를 최대로 유지한다.

상기 배기팬(120)의 속도는 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.

또한, UV잉크경화장치의 제어방법은 상기 UV잉크경화장치(10)의 작동이 중지되면, 상기 배기팬(120)의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 감속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계를 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 UV잉크경화장치(10)의 작동이 중지되면, 기설정된 시간 동안 상기 배기팬(120)의 회전속도를 서서히 감소시킨다.

따라서, UV잉크경화장치(10)의 작동개시 할 때와, 작동중지 시에 상기 배기팬(120)의 회전속도를 조절하여 UV잉크경화장치(10)의 과냉각을 방지할 수 있다.

또 다른 상기 UV잉크경화장치(10)의 제어방법은 상기 온도측정센서(160)에 의해 램프(140)의 온도가 측정되는 단계; 상기 온도측정센서(160)에 의해 측정된 램프(140)의 온도와 기설정된 온도를 비교하는 단계; 상기 온도측정센서(160)에 의해 측정된 상기 램프(140)의 온도가 기설정된 온도를 초과하는 경우 상기 배기팬(120)을 작동시키는 단계; 및 상기 온도측정센서(160) 의해 측정된 상기 램프(140)의 온도에 동조하여 상기 배기팬(120)의 회전속도를 조절하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 온도측정센서(160에 의해 측정된 램프(140)의 온도와 기설정된 온도를 비교하는 단계에서 상기 온도측정센서(160) 의해 측정된 상기 램프(140)의 온도가 기설정된 온도보다 낮아지는 경우 상기 배기팬(120)의 작동을 중지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

여기서 기설정된 온도는 UV잉크경화장치(10)가 과냉각되지 않게 과냉각 온도보다 높은 온도를 설정하는 것이 바람직하다.

따라서, UV잉크경화장치(10)의 램프(140)온도에 따라 배기팬(120)의 회전속도를 조절하고, ON/OFF 시켜서 상기 UV잉크경화장치(10)의 과냉각을 방지할 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 UV잉크경화장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 UV잉크경화장치의 저면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 UV잉크경화장치의 측단면도이다.

도 4는 UV잉크경화장치가 설치된 UV프린터용 헤드의 모습을 도시한 정면도이다.

도 5는 UV잉크경화장치의 작동에 따른 발열량을 나타내는 도면이다.

도 6은 회전속도곡선의 개략도이다.

<주요 도면 부호의 설명>

1,2,3,4: 헤드 5: 헤드플레이트

10: UV잉크경화장치 100: 하우징

101: 분할벽 102: 개구부

110: 흡기팬 120: 배기팬

130: 덕트 140: 램프

150: 스윙도어 151: 스윙도어힌지

160: 온도측정센서

Claims

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몸체를 이루고 바닥부에 UV광을 조사할 수 있는 게이트가 설치되는 하우징;

하우징의 내부의 공간을 분할하고 상기 하우징의 하부측에 공기가 흐르는 통로를 형성하는 분할벽;

상기 분할벽에 의해 형성된 일공간에 설치되는 램프;

상기 일공간의 하우징의 벽체에 설치되는 흡기팬;

타공간의 하우징의 벽체에 설치되는 배기팬; 및

상기 배기팬의 회전속도를 제어하는 제어부를 포함하는 UV잉크경화장치를 제어하는 방법에 있어서,

상기 UV잉크경화장치의 작동이 개시되면, 상기 배기팬의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 가속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계; 및

상기 배기팬의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 등속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계를 포함하고,

상기 회전속도곡선은, 상기 UV잉크경화장치의 작동이 개시로부터 상기 UV잉크경화장치의 내부온도가 최대냉각을 요구하는 온도에 도달하는 시간까지 배기팬의 회전속도를 가속시키는 가속구간과, 상기 가속구간 이후에 상기 배기팬의 회전속도를 유지하는 등속구간과, 상기 UV잉크경화장치의 작동이 중지되면 상기 배기팬의 회전속도를 일정시간 동안 서서히 감속시키는 감속구간으로 구성되는 것을 특징으로 하는 UV잉크경화장치의 제어방법.
제 7 항에 있어서,

상기 UV잉크경화장치의 작동이 중지되면, 상기 배기팬의 회전속도는 소정의 회전속도곡선의 감속구간과 일치하는 회전속도로 작동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 UV잉크경화장치의 제어방법.
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