KR101298045B1 - 잉크젯 장치 - Google Patents

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에릭 세저스트롬
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제록스 코포레이션
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Abstract

유체 저장 장치는 다수의 유체 입력포트를 후방부분에 갖는 후방 패널; 다수의 유체 출력포트를 전방부분에 갖는 전방 패널; 상기 후방 패널과 전방 패널 사이에 배치된 다수의 중간 패널을 구비하고, 상기 후방 패널과 중간 패널 및 전방 패널이 하우징을 형성하고, 이 하우징은 유체 입력포트로부터 대체로 대향 측면에 있는 출력포트까지 연장하는 유체 채널 및 유체 챔버를 수용하고; 상기 하우징내에 배치된 가열기 구조체; 및 후방 패널의 후방부분에 배치되어 있으며 둥근 기준 단부들을 갖는 다수의 기준 스탠드오프(standoff)를 포함한다.
잉크젯, 유체 저장, 입력포트, 출력포트, 스탠드오프, 패널.

Description

잉크젯 장치{Ink jet apparatus}
도 1은 원거리 잉크 저장소를 포함하는 잉크젯 인쇄장치의 실시예의 개략적인 블록도면.
도 2는 원거리 잉크 저장소를 포함하는 잉크젯 인쇄장치의 다른 실시예의 개략적인 블록도면.
도 3은 도 1 및 도 2의 잉크젯 인쇄장치의 잉크공급부품의 실시예에 대한 개략적인 블록도면.
도 4 및 도 5는 잉크 저장소의 실시예를 나타내는 개략적인 전방 및 후방 조립체의 도면.
도 6 및 도 7은 잉크 저장소의 다른 실시예를 나타내는 개략적인 전방 및 후방 조립체의 도면.
도 8 및 도 9는 잉크 저장소의 또 다른 실시예를 나타내는 개략적인 전방 및 후방 조립체의 도면.
도 10은 도 4 내지 도 9의 잉크 저장소의 개략적인 횡단면도.
도 11은 도 1의 잉크젯 인쇄장치의 프린트헤드와 도 2의 잉크젯 인쇄장치의 프린트헤드에 사용될 수 있는 액적 발생기의 실시예의 개략적인 블록도면.
본 발명은 대체로 잉크젯 인쇄와 같은 액적 분사장치(drop jetting apparatus)에 관한 것이다.
인쇄매체에 인쇄하기 위한 열전사(drop on demand) 잉크젯 기술은 프린터, 플로터(plotter), 팩스기계와 같은 상업적 제품에 사용되고 있다. 대체로, 잉크젯 이미지는 프린트헤드 또는 프린트헤드 조립체내에서 실시되는 다수의 액적 발생기(drop generator)에 의해 분출되는 잉크 방울을 수용면에 선택적으로 배치함으로써 형성된다. 예를 들어, 프린트헤드 조립체와 수용면은 서로 상대적으로 이동하게 되며, 액적 발생기들은 예로서 적절한 제어기에 의하여 적절한 시간에 액적을 분출하도록 제어된다. 수용면은 전사면(transfer surface) 또는 종이와 같은 인쇄매체가 될 수 있다. 전사면의 경우, 전사면에 인쇄된 이미지는 이어서 종이와 같은 출력 인쇄매체로 전사된다. 몇개의 잉크젯 프린트헤드들은 용해식 고체잉크를 사용한다.
본 발명은 종래 잉크젯 장치의 구성을 개량한 것이다.
도 1 및 도 3은 인쇄 출력매체(15)에 잉크방울(33)을 분출하기 위한 다수의 방울분사식 액적 발생기를 포함할 수 있는 프린트헤드(20) 및 제어기(10)를 포함하는 잉크젯 인쇄장치의 실시예의 개략적인 블록도면이다. 인쇄 출력매체 전송기구 (40)는 프린트헤드(20)에 대하여 상대적으로 인쇄 출력매체를 이동시킬 수 있다. 프린트헤드(20)는 이 프린트헤드(20)에 부착되어 있는 다수의 내장식 잉크 저장소(61, 62, 63, 64)로부터 잉크를 수용한다. 내장식 잉크 저장소(61-64)는 각각의 잉크 공급 채널(71, 72, 73, 74)을 경유하여 다수의 원거리 잉크 용기(51, 52, 53, 54)로부터 잉크를 개별적으로 수용한다. 원거리 잉크 용기(51-54)는 압축공기원(67)에 의해 다수의 밸브(81, 82, 83, 84)를 경유하여 공급되는 압축공기에 의해 선택적으로 압축될 수 있다. 원거리 잉크 용기(51-54)로부터 내장식 잉크 저장소(61-64)로 흐르는 잉크 흐름은 예를 들어 가압 또는 중력에 의해 실행될 수 있다. 출력밸브(91, 92, 93, 94)들은 내장식 잉크 저장소(61-64)로 흐르는 잉크 흐름을 제어하기 위해 설치될 수 있다.
또한, 내장식 잉크 저장소(61-64)는, 예를 들어 원거리 잉크 용기(51-54)를 선택적으로 압축하고 다음에 밸브(85)를 거쳐 공기채널(75)를 압축함으로써, 선택적으로 압축될 수 있다. 대안으로서, 잉크 공급채널(71-74)은, 예를 들어 출력밸브(91-94)를 폐쇄함으로써 폐쇄될 수 있고, 그리고 공기채널(75)이 압축될 수 있다. 내장식 잉크 저장소(61-64)는 예로서 프린트헤드(20)에 세척 또는 제거 작용을 수행하도록 압축될 수 있다. 내장식 잉크 저장소(61-64)와 원거리 잉크 용기(51-54)는 용해식 고체잉크를 담는 구조로 되어 가열될 수 있다. 잉크 공급채널(71-74) 및 공기채널(75)도 역시 가열될 수 있다.
내장식 잉크 저장소(61-64)는 정상적인 인쇄작동중에 예로서 밸브(85)를 제어하여 공기채널(75)을 대기로 개방시킴으로써 대기로 통풍된다. 또한 내장식 잉크 저장소(61-64)는 원거리 잉크 용기(51-54)로부터 잉크의 비압축 전사중에(즉, 내장식 잉크 저장소(61-64)를 압축시키지 않고 전사시킬 때) 대기로 통풍될 수 있다.
도 2는 도 1의 실시예와 유사한 잉크젯 인쇄장치의 실시예의 블록도면이며, 프린트헤드(20)에 의해 분출되는 액적을 수용하기 위한 전사드럼(30)을 포함한다. 인쇄 출력매체 전송기구(40)는 전사드럼(30)의 인쇄 출력매체(15)와 굴러가면서 접촉하여 전사매체상에 인쇄된 이미지가 인쇄 출력매체(15)로 전사될 수 있게 한다.
도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이, 잉크 공급채널(71-74)의 일부와 공기채널(75)은 다중도관 케이블(70)내의 도관(71A, 72A, 73A, 74A, 75A)으로서 실시될 수 있다.
도 4 및 도 5, 도 6 및 도 7, 도 8 및 도 9는 내장식 잉크 저장소(61-64)를 실시할 수 있는 저장소 조립체(60)의 실시예를 개략 도시한다. 저장소 조립체는 대체로 후방패널(111) 및 전방패널(121)을 포함한다. 후방패널(panel: 111)과 전방패널(121) 사이에는 제1 열전도성 가열판(113), 탄성 가열 시트 또는 패널(115), 제2 열전도성 가열판(117), 및 필터 조립체(119)가 배치되어 있다. 후방패널(111)은 대체로 저장소 조립체의 후방부분으로 이루어지고, 반면에 전방패널(121)은 대체로 저장소 조립체의 전방부분으로서 이루어질 수 있다.
후방패널(111)은, 제1 열전도성 가열판(113)과 함께, 공급채널(71-74)에 각각 연결된 입력포트(171, 172, 173, 174)를 각각 경유하여 잉크를 각각 수용하는 저장소(61-64)를 형성하는 챔버(chamber)들을 포함한다.
제2 열전도성 가열판(117)은, 제1 열전도성 가열판(113)과 제2 열전도성 가 열판(117)의 대향하는 벽들 사이에 압입되는 탄성 가열 패널(115)을 배치하기 위한 오목부(117A)(도 5)를 포함할 수 있고, 또한 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 두 가열판(113, 117)의 대향하는 벽들 사이에 있는 오목부(117A)의 거리 보다 큰 압입되지 않은 두께를 가진다. 이러한 방법으로, 탄성 가열 패널(115)과 제1 및 제2 열전도성 가열판(113, 117) 사이의 접촉이 최적상태로 될 수 있다. 도시된 실시예에 의해, 탄성 가열 패널(115)은 실리콘 가열기로 이루어질 수 있다. 도시된 실시예에 의해, 탄성 가열 패널은 오목부(117A)와 제1 열전도성 가열판(113)의 인접한 벽에 의해 형성된 공간내에 압입될 수 있다.
제2 열전도성 가열판(117)은, 각각의 저장소와 대응하는 가열판의 에지를 따라서 제1 열전도성 가열판(113)에 형성된 슬롯 또는 채널(271, 272, 273, 274)과 제2 열전도성 가열판(117)의 슬롯 또는 채널(371, 372, 373, 374)에 의하여 각각의 저장소(61, 62, 63, 64)와 유체흐름이 가능하게 연결되어 있는 필터 입력 포켓, 오목부 또는 캐비티(161, 162, 163, 164)(도 4)를 추가로 포함할 수 있다.
전방패널(121)은 제2 열전도성 가열판(117)의 각각의 캐비티(161, 162, 163, 164)와 맞은 편에서 필터 조립체(119)에 의하여 제2 열전도성 가열판(117)과 유체흐름이 가능하게 연결되어 있는 출력 필터 포켓, 오목부 또는 캐비티(261, 262, 263, 264)를 포함한다.
평평한 가열기 구조체는 도시된 실예를 들어 공개되어 있으며, 다른 가열기 구조체도 사용될 수 있다는 것을 주지하는 바이다.
저장소 조립체는 저장조 구조체의 후방부분에 배치된 둥근 기준 단부들을 갖 는 기준 스탠드오프(datum standoff: 131)를 추가로 포함한다. 일반적으로, 기준 스탠트오프는 유체 저장조 구조체의 후방부분에서 후방으로 연장한다. 이러한 방법으로, 입력 포트(171, 172, 173, 174) 및 기준 스탠드오프(131)의 기준 단부들은 일반적으로 유체 저장소 구조체의 후방부분에 위치할 수 있다. 둥근 기준 단부들은 예를 들어 일반적으로 반구형이 될 수 있다. 도시된 실예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 기준 스탠드오프(131)는 후방 연장 기준 포스트(post: 133)와, 이 기준 포스트(133)의 단부들에 고정 배치된 기준 볼(ball: 135)을 구비할 수 있다. 대안으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기준 스탠드오프(131)는 기준 포스트(133)와, 이 기준 포스트(133)의 단부들에 고정 배치된 반구형 단부의 핀 또는 페그(peg: 135A)를 구비할 수 있다. 도시된 실예를 들면, 기준 포스트(133)는 전방 패널(121)에 부착되거나 이것과 일체로 형성될 수 있으며, 특별한 실시에 따라 적절한 형편에 맞게, 필터 조립체(119), 제2 열전도성 가열판(117), 가열기(115), 제1 열전도성 가열판(113) 및 후방 패널(111)에 형성된 개구(141) 또는 요부(indentation: 143)와 같은 통로를 통해 연장될 수 있다. 다른 예로서, 기준 포스트(133)는 예를 들어 도 8 및 도 9에 개략적으로 도시되어 있듯이, 후방 패널(111)에 부착되거나 이것과 일체로 형성될 수 있다.
따라서, 후방 패널, 중간 패널 및 전방 패널은 하우징을 형성하고, 이 하우징은 유동성 입력 포트에서부터 하우징의 양 측면에 있는 출력 포트까지 연장하는 유동성 채널 및 유동성 챔버를 포함한다. 기준 스탠드오프들은 대체로 하우징의 후방부분에 배치되고, 하우징의 전방부분 또는 후방부분에 부착되거나 이것과 일체로 형성될 수 있다.
대체로 도 10에 개략적으로 도시된 바와 같이, 잉크는 저장소(61, 62, 63, 64)로부터 채널(271, 272, 273, 274) 및 채널(371, 372, 373, 374)을 통과하여 입력 필터 캐비티(161, 162, 163, 164)로 흘러간다. 다음에 잉크는 입력 필터 캐비티(161, 162, 163, 164)로부터 필터 조립체(112)를 통과하여 출력 필터 캐비티(261, 262, 263, 264)로 흐른다. 여과된 잉크는 전방 패널(121)의 출력 포트(417, 472, 473, 474)를 경유하여 프린트헤드(20)(도 1 내지 3)로 흐른다.
도시된 실예를 들어, 뒤받침판(111), 제1 열전도성 가열판(113), 제2 열전도성 가열판(117), 필터 조립체(119) 및 전방 판(121)은 스테인레스강 또는 알루미늄과 같은 열전도체로 구성될 수 있어서, 상기 판들 모두가 탄성 가열 시트 또는 패널(115)에 열적으로 연결된다. 저장소(61, 62, 63, 64), 입력 필터 캐비티(161, 162, 163, 164), 및 출력 필터 캐비티들도 역시 탄성 가열 시트(115)에 열적으로 연결된다.
도 11은 도 1에 도시된 인쇄장치 및 도 2에 도시된 인쇄장치의 프린트헤드(20)에 사용될 수 있는 액적 발생기(30)의 실시예의 개략 블록도면이다. 액적 발생기(30)는 매니폴드(manifold), 저장소 또는 기타 잉크 저장 구조체로부터 용해식 고체잉크(33)를 수용하는 입구 채널(31)을 포함한다. 용해된 잉크(33)는 한 측면에서 예로서 가요성 막(37)에 의하여 막혀있는 압력 또는 펌프 챔버(35)로 흐른다. 전기기계식 변환기(39)가 가요성 막(37)에 부착되고, 예를 들어 압력 챔버(35) 위에 놓여질 수 있다. 전기기계식 변환기(39)는 압전 변환기로서, 제어기(10)로부터 액적 발사 및 중단 신호를 수신하는 전극(43)들 사이에 배치된 압전소자(41)를 포함한다. 전기기계식 변환기(39)가 작동되면 잉크가 압력 챔버(35)에서부터 액적 형성 출구 채널(45)로 흐르게 되고, 상기 채널로부터 잉크 방울(49)이 수용드럼(48)을 향해 분출되는데, 상기 수용 드럼은 예로서 전사면 또는 인쇄 출력 매체가 될 수 있다. 출구 채널(45)은 노즐 또는 오리피스(orifice: 47)를 포함할 수 있다.
본 발명의 청구항은 실시예들의 변경, 대안, 수정, 개량, 등가물 등을 포함하고, 또한 본원에 공개된 내용은 지금 출원인 등이 예상하지 못한 또는 인식하지 못한 것을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하여, 구조가 간단하고, 최적의 인쇄를 실현할 수 있고, 따라서 저렴한 인쇄장치를 제작할 수 있다.

Claims (4)

  1. 배면에 복수개의 유체 입력 포트가 형성된 후방 패널, 전면에 복수개의 유체 출력 포트가 형성된 전방 패널, 및 상기 후방 패널과 전방 패널 사이에 배치된 복수개의 내부 패널에 의해, 그 배면에 있는 각 유체 입력 포트로부터 각 유체 입력 포트에 대응하여 내부에 형성되는 공동인 복수개의 유체 챔버를 거쳐 그 전면의 각 유체 출력 포트에 이르는 유체 흐름 경로로서, 각 유체 출력 포트에 대응하여 형성되는 복수개의 유체 채널이 형성되도록 조립된 하우징과,
    상기 복수개의 내부 패널의 일부를 구성하고 열전도성의 제 1 가열판과 열전도성의 제 2 가열판과 상기 제 1 가열판과 제 2 가열판에 의해 사이에 압입되는 가열 패널을 구비하는 평판형의 가열기 구조체로서, 상기 하우징 내에 형성되고, 상기 하우징의 내부를 흐르는 유체를 가열하는 가열기 구조체와,
    각 유체 입력 포트에 연통하는 각 잉크 공급 채널을 포함하는 다중도관 케이블을 장착할 때의 위치 결정을 행하기 위해, 하우징의 배면에 나타나고, 각 유체 입력 포트를 둘러싸도록 1개 또는 복수개의 패널에 형성되고 또한 둥그스름한 기준 단부를 갖는 적어도 3개의 기준 스탠드오프(standoff)를 구비하는 유체 저장 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기준 스탠드오프는 기준 볼(ball)을 포함하는 유체 저장 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기준 스탠드오프는 후방으로 연장하고 그 선단이 둥그스름한 기준 핀을 갖는 유체 저장 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유체 입력 포트에 유체 흐름 가능하게 각각 연결되는 복수개의 챔버가 상기 후방 패널에 형성된 유체 저장 장치.
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