KR101344430B1

KR101344430B1 - 프린터 장치 및 그 유지보수 방법

Info

Publication number: KR101344430B1
Application number: KR1020117017419A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 하라
Original assignee: 가부시키가이샤 미마키 엔지니어링
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2013-12-26
Also published as: EP2399749A4; CN102317080B; WO2010095363A1; JP2010188650A; CN102317080A; JP5236523B2; EP2399749A1; US20110304670A1; US20130278676A1; KR20110098004A

Abstract

비교적 간이한 구성이면서, 프린터 헤드 안의 이물 등을 제거할 수 있는 프린터 장치를 제공한다. 프린터 장치(10)는, 주사방향으로 뻗어서 설치된 가이드 레일과, 가이드 레일에 대하여 주사방향으로 왕복이동이 자유롭게 설치되고, 토출노즐(25a)과 연결된 잉크실(24a)의 용적을 피에조 소자(24)의 진동을 이용하여 변화시켜서 토출노즐(25a)로부터 잉크를 토출하는 프린터 헤드(22)와, 피에조 소자(24)의 진동을 제어하는 컨트롤러를 가지고, 컨트롤러는 피에조 소자(24)를 진동시키는 제어를 하는 동시에, 피에조 소자(24)의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 프린터 헤드(22)를 유지보수한다.

Description

프린터 장치 및 그 유지보수 방법{PRINTER DEVICE AND METHOD OF MAINTAINING SAME}

본 발명은 프린터 헤드로부터 잉크를 토출하여 인쇄를 하는 프린터 장치, 및 이 프린터 헤드에 대하여 실시하는 유지보수 방법에 관한 것이다.

상기 프린터 장치(잉크젯 프린터)는 일반적으로 프린터 헤드를 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 프린터 헤드의 아랫면에 형성된 토출노즐로부터 잉크를 토출시킴으로써 소정의 패턴으로 인쇄매체에 부착시켜서 인쇄를 하도록 구성되어 있다. 이 때, 잉크는 미소한 액체방울로 토출되며, 이 토출된 잉크가 인쇄매체의 표면에 겹쳐서 부착됨으로써 원하는 인쇄가 실시된다. 근래, 피에조 소자 등의 진동소자를 진동시킴으로써 잉크실의 용적을 변화시켜서, 잉크실과 연결된 토출노즐로부터 잉크를 토출하도록 구성된 프린터 헤드가 개발되어 있다. 예를 들어, 일본특허공개공보 제2001-105613호의 도 2에는, 진동소자로서의 압전진동자(6)를 신장 또는 수축시킴으로써 잉크실(71) 안에 충전된 잉크에 압력변동을 발생시켜서 노즐개구로부터 잉크를 토출시키는 구성이 개시되어 있다.

잉크를 미소한 액체방울로 토출시키기 위하여, 당연하지만 토출노즐의 개구부는 매우 작게 형성되어 있다. 만일 이 토출노즐의 안쪽에 이물이나 기포가 부착한 상태로 잉크를 토출시키면, 정상적으로 잉크를 토출시킬 수 없고 원하는 인쇄가 어려워질 우려가 있다. 그 때문에, 종래 프린터 장치에는 토출노즐로부터 잉크를 정상적으로 토출할 수 있도록 회복시키기 위한 유지보수 유닛이 탑재되어 있다. 예를 들어, 유지보수 유닛에 설치된 캡 부재에 의해 토출노즐을 덮은 상태에서, 캡 안을 부압(負壓)으로 설정하여 프린터 헤드(잉크실) 안의 잉크를 캡 측으로 흡인하여, 이 흡인되는 잉크와 함께 이물이나 기포를 흡인하여 제거하도록 되어 있다. 상기와 같은 잉크의 흡인작동을 소정 시간 인쇄를 할 때마다 실시함으로써, 항상 잉크를 정상적으로 토출할 수 있는 상태로 유지할 수 있다.

그런데, 상기 이물 등을 제거하는 방법은, 인쇄시와 같이 진동소자를 진동시키지 않고, 단지 프린터 헤드 안의 잉크를 캡 측으로 흡인하여, 이 흡인되는 잉크와 함께 이물 등을 흡인하여 제거하는 것이었다. 그 때문에, 예를 들어, 토출노즐의 안쪽이나 진동소자의 안쪽에 비교적 강고하게 점착한 이물 등은 상기 방법으로는 제거되지 않는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 토출노즐로부터 잉크가 토출되지 않거나, 인쇄매체를 향하여 똑바로 토출되지 않고 굽어서 토출되는 경우가 있어서, 원하는 패턴으로 잉크를 목표 위치에 착탄시키기 어려워진다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 비교적 간이한 구성이면서 프린터 헤드 안의 이물 등을 제거할 수 있는 프린터 장치, 및 이 프린터 장치를 이용한 유지보수 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프린터 장치는, 인쇄매체(예를 들어, 실시예에서의 인쇄시트(M))를 지지하는 매체지지수단(예를 들어, 실시예에서의 플래튼(12a))과 마주보고, 상기 매체지지수단에 지지된 인쇄매체에 대하여 소정의 반송방향으로 상대이동되는 동시에 상기 소정의 반송방향에 대하여 직교하는 주사방향으로 뻗어서 설치된 가이드 레일과, 상기 가이드 레일에 대하여 상기 주사방향으로 왕복이동이 자유롭게 설치되고, 아래쪽을 향하여 개구된 노즐개구(예를 들어, 실시예에서의 토출노즐(25a))와 연결된 잉크실의 용적을 진동소자(예를 들어, 실시예에서의 피에조 소자(24))의 진동을 이용하여 변화시켜서 상기 노즐개구로부터 잉크를 토출하는 프린터 헤드와, 상기 진동소자의 진동을 제어하는 구동제어부(예를 들어, 실시예에서의 컨트롤러(13b))를 가지고, 상기 구동제어부는 상기 진동소자를 진동시키는 제어를 하는 동시에 상기 진동소자의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 상기 프린터 헤드를 유지보수한다.

한편, 상기 프린터 장치에 있어서, 상기 가이드 레일에서의 상기 주사방향의 단부 근방에는 상기 노즐개구로부터 토출되는 잉크를 수용하는 수용부재(예를 들어, 실시예에서의 캡 부재(45))가 설치되어 있고, 상기 프린터 헤드를 상기 가이드 레일의 상기 주사방향에서의 단부로 이동시키고, 상기 수용부재에 대하여 상기 노즐개구를 마주보게 하는 동시에 이간시킨 상태에서, 상기 구동제어부에 의해 상기 진동소자를 진동시키는 제어를 하는 동시에 상기 진동소자의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 상기 프린터 헤드를 유지보수하는 것이 바람직하다.

상기 프린터 장치에 있어서, 상기 잉크실은 잉크가 저장된 잉크탱크(예를 들어, 실시예에서의 잉크 카트리지(51))와 잉크공급로(예를 들어, 실시예에서의 공급튜브(52))를 통하여 접속되고, 상기 잉크공급로에 설치된 공급펌프에 의해 상기 잉크탱크에 저장된 잉크가 상기 잉크실에 공급되도록 구성되며, 상기 구동제어부는 상기 공급펌프의 구동제어를 하도록 구성되고, 상기 프린터 헤드의 유지보수를 할 때, 상기 구동제어부는 상기 공급펌프를 연속하여 구동시키는 제어를 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 프린터 장치에 있어서, 상기 잉크실은 잉크가 저장된 잉크탱크와 잉크공급로를 통하여 접속되고, 상기 잉크공급로에 설치된 공급펌프에 의해 상기 잉크탱크에 저장된 잉크가 상기 잉크실에 공급되도록 구성되며, 상기 구동제어부는 상기 공급펌프의 구동제어를 하도록 구성되고, 상기 프린터 헤드의 유지보수를 할 때, 상기 구동제어부는 상기 공급펌프의 구동을 정지시켜 두는 제어를 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 유지보수 방법은, 가이드 레일에 따라 왕복이동이 자유롭게 설치되고, 아래쪽을 향하여 개구된 노즐개구와 연결된 잉크실의 용적을 진동소자의 진동을 이용하여 변화시켜서 상기 노즐개구로부터 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 대하여 실시하는 유지보수 방법으로서, 상기 프린터 헤드를 상기 가이드 레일의 단부 근방으로 이동시키고, 상기 가이드 레일의 단부 근방에 설치되어 상기 노즐개구로부터 토출되는 잉크를 수용할 수 있는 수용부재에 대하여, 상기 노즐개구를 마주보게 하는 동시에 이간시키도록 위치시키는 제1 단계와, 상기 진동소자의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 상기 프린터 헤드를 유지보수하는 제2 단계를 가진다.

본 발명에 따른 프린터 장치는, 구동제어부에 의해 진동소자를 진동시키는 제어를 하는 동시에, 이 진동소자의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 프린터 헤드를 유지보수하도록 구성되어 있다. 이러한 구성으로부터 예를 들어, 잉크실을 형성하는 가요성을 가진 막부재(예를 들어, 진동소자)의 안쪽에 부착한 이물 등을 진동소자의 진동을 이용하여 박리하기 쉬워진다. 따라서, 종래의 구성과 비교하여 신규로 구성부재를 추가하지 않고, 진동소자에 대하여 실시하는 진동제어를 일부 변경하는 비교적 간이한 구성이면서, 프린터 헤드 안의 이물 등을 확실하게 제거할 수 있다.

한편, 수용부재에 대하여 노즐개구를 마주보게 하는 동시에 이간시킨 상태에서, 진동소자의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 프린터 헤드를 유지보수하는 구성이 바람직하다. 이와 같이 구성하였을 경우, 유지보수시에 토출된 잉크 및 이물 등을 주위에 비산시키지 않고 효율적으로 수용부재에 수용시켜서 회수할 수 있게 된다. 또한, 이 때, 노즐개구에 대하여 수용부재는 이간되어 있기 때문에, 유지보수시에 토출되는 잉크가 대기중으로 토출된다. 그 때문에, 예를 들어, 노즐개구가 수용부재에 의해 덮여 있는 경우와 비교하여, 노즐개구에 메니스커스(meniscus)가 형성되기 쉬워진다.

프린터 헤드의 유지보수를 할 때, 구동제어부는 공급펌프를 연속하여 구동시키는 제어를 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 제어를 하였을 경우, 진동소자의 진동을 이용하여 박리한 이물 등을 잉크와 함께 토출하여 확실하게 제거할 수 있다.

또한, 한편으로 프린터 헤드를 유지보수할 때, 구동제어부가 공급펌프의 구동을 정지시켜 두는 제어를 하는 구성이어도 된다. 이러한 구성의 경우, 유지보수시에 소비되는 잉크양을 줄일 수 있기 때문에, 러닝 코스트(running cost)의 저감을 도모할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 유지보수 방법은, 수용부재에 대하여 노즐개구를 마주보게 하는 동시에 이간시키도록 위치시키는 제1 단계와, 진동소자의 진동을 이용하여 잉크를 토출하여 프린터 헤드를 유지보수하는 제2 단계를 가지고 구성된다. 이러한 구성으로부터, 잉크실을 형성하는 진동소자의 안쪽에 부착한 이물 등을 진동소자의 진동을 이용하여 박리시키는 동시에, 이 때 토출된 잉크 및 박리한 이물 등을 주위로 비산시키지 않고 수용부재에 수용하여 회수할 수 있다.

도 1은 본 발명을 적용한 프린터 장치의 정면도이다.
도 2는 상기 프린터 장치의 헤드유닛 주변을 나타낸 사시도이다.
도 3은 프린터 헤드에 대하여 유지보수가 실시된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 상기 프린터 장치의 제어계통도이다.
도 5는 유지보수 작동시의 각 부재의 가동상태를 나타낸 표이다.
도 6은 종래의 경우와 본 발명을 적용한 경우의 회복된 프린터 헤드의 수를 나타낸 표이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 설명의 편의상, 각 도면에 나타내는 화살표 방향을 전후, 좌우 및 상하라고 정의하여 설명한다. 먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하면서 본 발명을 적용한 프린터 장치(10)의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 프린터 장치(10)의 정면도를, 도 2는 후술하는 헤드유닛(20) 주변의 사시도를, 도 3은 후술하는 프린터 헤드(22)에 대하여 유지보수가 실시된 상태의 단면도를, 도 4는 프린터 장치(10)의 제어계통도를 각각 나타낸다.

프린터 장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 좌우의 지지다리(11a, 11b)를 가진 지지다리(11)와, 지지다리(11)에 의해 지지된 중앙몸체부(12)와, 중앙몸체부(12)의 왼쪽에 설치된 좌측몸체부(13)와, 중앙몸체부(12)의 오른쪽에 설치된 우측몸체부(14)와, 좌우몸체부(13, 14)를 잇는 동시에 중앙몸체부(12)의 위쪽으로 이간하여 평행하게 뻗은 상부몸체부(15)를 구비하여 구성된다. 중앙몸체부(12)에는 그 윗면으로 노출하여 좌우로 뻗은 플래튼(12a)이 설치되어 있다.

좌측몸체부(13)의 앞면쪽에 조작 스위치류나 표시장치류 등으로 구성된 조작부(13a)가 설치되어 있다. 좌측몸체부의 내부에는 상기 조작부(13a)로부터의 조작신호가 입력되는 동시에, 프린터 장치(10)의 각 구성부에 작동신호를 출력하여 이들의 작동제어를 하는 컨트롤러(13b)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(13b)는 후술하는 좌우구동모터(19), 각 프린터 헤드(피에조 소자(24))(22M, 22Y, 22C, 22K), 상하이동기구(43), 공급펌프(53), 흡인펌프(55) 및 와이퍼(48) 등에 대하여 작동신호를 출력하도록 되어 있다. 또한, 좌측몸체부(13)의 내부에는 플래튼(12a)의 왼쪽에 유지보수 유닛(40)이 설치되어 있다. 이 유지보수 유닛(40)의 구성에 대해서는 후술한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 상부몸체부(15)의 내부에는 좌우로 뻗은 가이드 레일(15a)이 설치되어 있고, 이 가이드 레일(15a)에 따라 좌우로 왕복이동할 수 있게 헤드유닛(20)이 설치되어 있다. 또한, 상부몸체부(15)의 하부에 설치된 클램프 장치(도시하지 않음)와, 플래튼(12a)에 노출된 이송롤러(도시하지 않음)의 사이에 인쇄대상인 인쇄시트(M)를 끼운 상태로 이송롤러를 회전시킴으로써, 인쇄시트(M)를 소정의 거리만큼 전방 또는 후방으로 보낼 수 있게 되어 있다.

헤드유닛(20)은 캐리지(21) 및 프린터 헤드(22)를 주체로 구성된다. 캐리지(21)는 그 뒷면이 가이드 레일(15a)과 맞물려 있고, 가이드 레일(15a)에 따라 좌우로 왕복이동이 자유롭게 되어 있다. 이 캐리지(21)는 우측몸체부(14)의 내부에 설치된 좌우구동모터(19)(도 1 참조)에 의해 좌우로 왕복이동된다. 프린터 헤드(22)는 예를 들어, 마젠타(M), 옐로우(Y), 시안(C) 및 블랙(K) 각색의 프린터 헤드(22M, 22Y, 22C, 22K)로 구성되고, 상기 캐리지(21)에 탑재되어 있다. 이들 프린터 헤드(22M, 22Y, 22C, 22K)는 서로 거의 동일한 구성으로 되어 있고, 도 3의 프린터 헤드(22)는 상기 4개 중 하나의 단면도를 나타낸 것이다. 한편, 도 3의 프린터 헤드(22)는 요부만 모식적으로 나타내고 있다.

도 3에는 프린터 헤드(22)의 단면도를 나타내고 있으며, 이 도 3으로부터 알 수 있듯이, 프린터 헤드(22)는 옆쪽 및 위쪽을 덮은 케이스 부재(23), 진동소자로서의 피에조 소자(24, 24), 및 프린터 헤드(22)의 아랫면을 형성하는 노즐 플레이트(25)를 주체로 구성된다. 노즐 플레이트(25)는 예를 들어, 판형상의 재료에 대하여 상하로 관통한 복수개의 토출노즐(25a)이 형성되어 구성되어 있다. 피에조 소자(24)는 인가된 전압을 힘으로 변환하여 진동하는 압전소자의 일종이며, 컨트롤러(13b)로부터의 작동신호에 근거한 전압이 인가되어, 도 3에 나타내는 상태에서 좌우로 진동하도록 되어 있다.

이와 같은 구성으로부터, 피에조 소자(24)를 진동시킴으로써, 피에조 소자(24, 24)에 둘러싸여 형성된 잉크실(24a)의 용적을 변화시켜서, 이 잉크실(24a)에 충전된 잉크를 토출노즐(25a)로부터 아래쪽으로 토출시킬 수 있다. 또한, 각 토출노즐(25a)에 대하여 각각 잉크실(24a)이 형성되어 있고, 따라서 각 토출노즐(25a)로부터의 잉크의 토출을 독립적으로 제어할 수 있게 되어 있다.

상기 프린터 헤드(22)는 우측몸체부(14)의 뒷면에 대하여 착탈이 가능하게 설치된 잉크 카트리지(51)와 공급튜브(52)를 통하여 접속되어 있다(도 1 및 도 3 참조). 도 3에 나타내는 바와 같이, 이 공급튜브(52)에 설치된 공급펌프(53)를 구동시킴으로써, 잉크 카트리지(51)에 저장된 잉크를 잉크실(24a)에 공급할 수 있게 되어 있다. 이 공급펌프(53)는 컨트롤러(13b)로부터의 작동신호에 근거하여 구동제어된다.

유지보수 유닛(40)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 캡 부재(45)가 설치된 베이스 플레이트(41), 및 베이스 플레이트(41)를 상하이동할 수 있는 상하이동기구(43)가 내부에 설치된 유닛 본체(42)를 주체로 구성된다. 베이스 플레이트(41)에는 프린터 헤드(22)의 개수 및 노즐 플레이트(25)의 형상에 대응한 (4개의) 캡 부재(45)가 좌우로 나란히 설치되어 있다. 이 베이스 플레이트(41)는 상하이동기구(43)에 의해 유닛 본체(42)에 대하여 상하이동이 가능하게 되어 있다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각 캡 부재(45)의 바닥부에는 배출튜브(54)의 일단이 접속되어 있고, 타단이 폐잉크탱크(56)에 접속되어 있다. 이 배출튜브(54)의 도중에는 예를 들어, 튜브펌프로 이루어지는 흡인펌프(55)가 설치되어 있다.

이러한 구성으로부터, 예를 들어, 인쇄가 이루어지고 있지 않은 대기시에는, 헤드유닛(20)을 유지보수 유닛(40)의 위쪽에 위치시키고, 상하이동기구(43)에 의해 캡 부재(45)를 위로 이동시켜서 프린터 헤드(22)의 아랫면을 덮도록 되어 있다. 그렇게 함으로써, 잉크실(24a) 및 토출노즐(25a)에 충전된 잉크의 점도증가를 방지할 수 있다.

상기 유지보수 유닛(40)과 플래튼(12a) 사이에 예를 들어, 고무 등의 수지재료로 이루어지는 와이퍼(48)가 전후이동이 가능하게 탑재되어 있다(도 2 참조). 도 2에는, 뒤쪽으로 이동한 상태의 와이퍼(48)를 도시하고 있다. 이 와이퍼(48)는, 평상시에는 앞쪽으로 이동한 상태(도시하지 않음)로 되어 있으며, 뒤쪽으로 이동한 상태에서 그 위쪽을 헤드유닛(20)이 좌우로 이동함으로써, 프린터 헤드(22)의 아랫면과 와이퍼(48)의 상부가 맞닿게(와이핑) 구성되어 있다. 이와 같이 맞닿음으로써, 프린터 헤드(22)의 아랫면에 부착한 이물 등을 제거할 수 있게 되어 있다. 또한, 와이핑을 함으로써 토출노즐(25a)에 메니스커스가 형성되기 쉬워진다.

이상 지금까지는 프린터 장치(10)의 구성에 대하여 설명하였는데, 이하, 프린터 장치(10)를 이용하여 인쇄시트(M)에 인쇄를 할 때의 작동에 대하여 설명한다.

오퍼레이터가 조작부(13a)를 조작함으로써 인쇄가 시작되고, 플래튼(12a) 위에 위치한 인쇄시트(M)에 대하여 프린터 헤드(22)를 가이드 레일(15a)에 따라 좌우로 왕복이동시키면서, 피에조 소자(24)를 진동시켜서 토출노즐(25a)로부터 아래쪽을 향하여 잉크를 토출한다. 이와 같이 함으로써, 인쇄시트(M)의 표면에 원하는 패턴으로 잉크를 부착시켜서 인쇄를 실시한다. 그리고, 이송롤러를 회전시켜서 인쇄시트(M)를 소정의 거리만큼 앞쪽으로 보낸 후, 다시 캐리지(21)를 좌우로 왕복이동시키면서 인쇄시트(M)에 잉크를 부착시킨다. 이러한 작동을 반복하여 함으로써, 인쇄가 실시된 인쇄시트(M)는 예를 들어 프린터 장치(10)의 앞쪽에서 롤형상으로 감긴다.

상술한 바와 같이 하면서 계속 인쇄를 하면, 프린터 헤드(22)의 아랫면에 예를 들어 먼지 등의 이물이 부착하는 경우가 있다. 이와 같이 프린터 헤드(22)의 아랫면에 이물이 부착한 상태 그대로 인쇄를 하면, 잉크가 똑바로 아래쪽으로 토출되지 않는 경우가 있어서, 인쇄품질의 저하를 초래할 우려가 있다. 그 때문에, 일정시간 인쇄가 이루어질 때마다 정기적으로 헤드유닛(20)을 와이퍼(48)의 위쪽으로 이동시킴으로써, 와이퍼(48)와 프린터 헤드(22)의 아랫면을 맞닿게 하여 이물을 제거하도록 되어 있다.

그런데, 상술한 바와 같이 하여 와이퍼(48)와 프린터 헤드(22)의 아랫면을 맞닿게 함으로써, 예를 들어 점도가 증가된 잉크, 먼지, 또는 공기(기포) 등의 이물이 토출노즐(25a)이나 잉크실(24a)에 밀려들어가는 경우가 있다(도 3 참조). 이와 같은 이물이 토출노즐(25a)이나 잉크실(24a)에 잔류한 상태에서 잉크를 토출하여 인쇄를 하면, 토출노즐(25a)에 이물(24b)이 막힘으로써 토출노즐(25a)로부터 잉크가 토출되지 않는 경우가 있다. 또한, 토출노즐(25a)로부터 아래쪽으로 토출되는 잉크가 기포(25b)에 의해 진행에 방해를 받음으로써, 똑바로 아래쪽으로 토출되지 않는 경우도 있다. 이와 같은 사태를 방지하기 위하여, 본 발명에 따른 프린터 장치(10)에서는 소정 시간 인쇄를 할 때마다 아래에 설명하는 제1 유지보수 작동이 실시되게 되어 있다.

이 제1 유지보수 작동이 이루어질 때는, 먼저 헤드유닛(20)이 유지보수 유닛(40)의 위쪽으로 이동된다. 그리고, 노즐 플레이트(25)와 캡 부재(45)를 상하로 마주보게 하는 동시에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 캡 부재(45)에 의해 프린터 헤드(22)의 아랫면(노즐 플레이트(25))을 덮지 않고 이간시킨 상태로 한다. 이 상태에서 공급펌프(53)를 구동시켜서 잉크실(24a)에 잉크를 강제로 공급하면서, 피에조 소자(24)를 예를 들어 약 80μsec(80×10^-6초)의 시간 간격으로 진동시킨다(도 5 상단 참조). 이 때, 프린터 헤드(22)의 복수의 잉크실(24a)을 예를 들어 3개의 그룹으로 나누고, 그룹마다 약 80μsec의 시간 간격으로 진동시키면서, 이 제1 유지보수 작동을 예를 들어 약 2분간 계속하여 실시한다.

이와 같이 함으로써, 프린터 헤드(22)의 아랫면을 캡 부재(45)에 의해 덮은 상태로 제1 유지보수 작동을 하는 경우와 비교하여, 토출노즐(25a)에 높은 정밀도로 메니스커스를 형성할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 와이퍼(48)에 의한 프린터 헤드(22) 아랫면 청소나, 상기 제1 유지보수 작동을 하는 빈도를 줄일 수 있게 된다.

이 때의 피에조 소자(24)의 진동폭은, 예를 들어, 프린터 헤드(22)에서의 가장 작은 잉크방울을 토출시키는 경우와 같은 정도가 되도록 설정되어 있다. 여기서, 프린터 장치(10)가 예를 들어 300dpi, 600dpi 및 1200dpi의 3개의 인쇄해상도로 설정할 수 있게 구성되어 있다고 하고 상기 가장 작은 잉크방울에 대하여 설명한다. 1200dpi의 인쇄해상도로 설정되었을 때는, 다른 인쇄해상도로 설정된 경우와 비교하여 보다 작은 잉크방울을 토출시킴으로써, 섬세하게 표현된 인쇄가 실시된다. 이 1200dpi인 경우의 잉크방울의 크기를 기준으로 하면, 600dpi인 경우에는, 예를 들어, 그 4배(4방울분)의 잉크를 1방울로 토출시키도록 피에조 소자(24)를 크게 진동시킨다. 또한, 300dpi인 경우에는, 예를 들어, 그 7배(7방울분)의 잉크를 1방울로 토출하여 인쇄를 하도록 피에조 소자(24)를 더 크게 진동시킨다. 상기와 같은 구성의 경우, 피에조 소자(24)의 진동폭은 1200dpi용 잉크방울을 토출시키는 정도의 진동폭으로 설정된다.

이와 같이, 피에조 소자(24)를 진동시킴으로써, 피에조 소자(24)의 안쪽에 부착한 이물(24b)을 좌우로 진동시켜서 비교적 용이하게 피에조 소자(24)로부터 박리시킬 수 있게 된다. 이 박리된 이물(24b)은 잉크실(24a) 안에서의 토출노즐(25a)을 향하여 흐르는 잉크과 함께 배출되어 캡 부재(45)에 수용된다. 한편, 이 제1 유지보수 작동시에 흡인펌프(55)를 가동시킴으로써, 상기 배출된 잉크 및 이물(24b)을 배출튜브(54)를 통하여 폐잉크탱크(56)에 저장할 수 있다. 또한, 토출노즐(25a) 근방의 기포(25b)도 잉크실(24a)로부터 토출노즐(25a)을 향하여 흐르는 잉크과 함께 배출되어 제거할 수 있다.

그런데, 제1 유지보수 작동 대신, 도 5의 하단에 나타내는 바와 같이, 공급펌프(53)의 구동을 정지시킨 상태에서 상술한 것과 마찬가지로 피에조 소자(24)를 진동시키는 제2 유지보수 작동에 의해 유지보수를 하는 것도 가능하다. 이 제2 유지보수 작동도 제1 유지보수 작동과 마찬가지로, 캡 부재(45)에 의해 프린터 헤드(22)의 아랫면(노즐 플레이트(25))을 덮지 않고 이간시킨 상태에서 이루어진다(도 3 참조).

이 제2 유지보수 작동을 예를 들어 약 10분간 계속하여 실시함으로써, 예를 들어 피에조 소자(24)의 안쪽에 부착한 이물(24b)을 좌우로 진동시켜서, 피에조 소자(24)로부터 박리시킬 수 있게 된다. 이 박리된 이물(24b)은 잉크와 함께 토출노즐(25a)로부터 토출되어 캡 부재(45)에 수용된다. 이와 같이 제2 유지보수 작동에서는 공급펌프(53)가 정지되어 있기 때문에, 유지보수시에 소비되는 잉크량을 줄일 수 있어서, 프린터 장치(10)의 러닝 코스트를 줄일 수 있다.

도 6에 토출불량이 발생한 프린터 헤드(예를 들어, 도시바테크사 제품, 제품번호 CA4 등)를 복수개 모아서, 이것들에 대하여 여러가지 유지보수 작동을 실시하고, 어느 정도 토출불량을 회복할 수 있었는지 실험결과를 나타낸다. 도 6의 상단에는, 피에조(24)를 진동시키지 않고, 캡 부재(45)에 의해 프린터 헤드(22)의 아랫면을 덮은 상태에서 공급펌프(53) 및 흡인펌프(55)를 구동시키는 종래의 유지보수 작동을 실시한 경우의 실험결과를 나타내고 있다. 이 경우, 27개 중 9개(33%)밖에 회복시킬 수 없었다.

한편, 도 6의 하단에는, 먼저 상기 제1 유지보수 작동을 실시하고, 이에 의해 토출불량이 회복되지 않은 것에 대하여 상기 제2 유지보수 작동을 실시한 경우의 실험결과를 나타내고 있다. 이 경우, 6개 중 4개(67%)의 프린터 헤드의 토출불량을 회복시킬 수 있었다. 이상의 결과로부터도 알 수 있듯이, 본 발명을 적용한 프린터 장치(10)에 의해 유지보수를 실시함으로써, 종래보다 높은 확률로 프린터 헤드(22)의 토출불량을 회복할 수 있게 된다.

따라서, 만약 토출불량이 발생하였을 경우에도, 신규의 프린터 헤드(22)로 교환하지 않고, 제1 또는 제2 유지보수 작동을 실시함으로써, 높은 확률로 토출불량을 회복할 수 있다. 그 때문에, 예를 들어, 토출불량이 발생한 프린터 헤드(22)를 교환하는 빈도가 낮아지기 때문에, 이와 같은 교환작업의 수고를 덜 수 있는 동시에, 프린터 장치(10)의 가동효율을 향상시킬 수 있게 된다.

상술한 실시예에 있어서, 인쇄 도중에 실시하는 제1 또는 제2 유지보수 작동에 대하여 설명하였는데, 이러한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 새로운 프린터 헤드(22)로 교환하여 잉크실(24a)에 잉크를 충전하는 경우에, 상기 제1 또는 제2 유지보수 작동을 실시하면서 잉크를 충전함으로써, 이물이나 기포 등을 혼재시키지 않고 잉크를 충전할 수 있다.

상술한 실시예에서 설명한 피에조 소자(24)를 진동시키는 시간 간격(약 80μsec), 및 유지보수 작동을 하는 시간(약 2분간 또는 약 10분간)은 일례이며, 이것들로 한정되지 않는다. 예를 들어, 사용하는 잉크의 특성이나 인쇄조건 등에 따라 이물 등이 발생하기 쉬운 경우에는, 유지보수 작동을 하는 시간을 상기보다 길게 설정함으로써 이물 등을 확실하게 제거할 수 있게 된다.

상술한 도 3에서는, 피에조 소자(24)가 잉크실(24a)에 저장된 잉크와 접하도록 설치된 구성(피에조 소자(24)에 의해 잉크실(24a)이 형성된 구성)의 프린터 헤드(22)를 도시하였는데, 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 가요성을 가진 막 부재를 이용하여 잉크실(24a)을 형성하는 동시에, 피에조 소자(24)를 이 막 부재의 바깥쪽에 접하도록 설치한 구성의 프린터 헤드에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 이와 같은 프린터 헤드에 본 발명을 적용함으로써, 유지보수 작동시에 피에조 소자(24)의 진동에 따라 막 부재를 진동시켜서, 막 부재의 안쪽에 부착한 이물 등을 박리시켜서 토출노즐(25a)로부터 잉크와 함께 토출(배출)시킬 수 있다.

상술한 실시예에서는, 본 발명을 적용한 프린터 장치의 일례로서, 일축 인쇄매체 이동, 일축 프린터 헤드 이동 타입의 프린터 장치(10)에 적용한 구성예에 대하여 설명하였는데, 본 발명은 이러한 구성으로 한정되어 적용되지 않는다. 예를 들어, 이축 프린터 헤드 이동 타입의 프린터 장치나, 이축 인쇄매체 이동 타입의 프린터 장치에도 적용할 수 있으며, 또한 사용하는 잉크도 자외선 경화형 잉크 등 다른 종류의 잉크를 이용한 프린터 장치에도 적용할 수 있다.

M: 인쇄시트(인쇄매체) 10: 프린터 장치
12a: 플래튼(매체지지수단) 13b: 컨트롤러(구동제어부)
15a: 가이드 레일 22: 프린터 헤드
24: 피에조 소자(진동소자) 24a: 잉크실
25a: 토출노즐(노즐개구) 45: 캡 부재(수용부재)
51: 잉크 카트리지(잉크탱크) 52: 공급튜브(잉크공급로)
53: 공급펌프

Claims

잉크가 저장된 잉크탱크와,
인쇄매체를 지지하는 매체지지수단과 마주보고, 상기 매체지지수단에 지지된 인쇄매체에 대하여 소정의 반송방향으로 상대이동되는 동시에 상기 소정의 반송방향에 대하여 직교하는 주사방향으로 뻗어서 설치된 가이드 레일과,
상기 가이드 레일에 대하여 상기 주사방향으로 왕복이동이 자유롭게 설치되고, 아래쪽을 향하여 개구된 노즐개구와 연결된 잉크실의 용적을 진동소자의 진동을 이용하여 변화시켜서 상기 노즐개구로부터 잉크를 토출하는 프린터 헤드와,
상기 잉크실과 상기 잉크탱크를 접속하는 잉크공급로와,
상기 잉크공급로에 설치되고 상기 잉크탱크에 저장된 잉크를 상기 잉크실에 공급하는 공급펌프와,
상기 진동소자의 진동과 상기 공급펌프의 구동을 제어하는 구동제어부를 가진 프린터 장치에 있어서,
상기 구동제어부는, 상기 프린터 헤드의 유지보수를 할 때, 상기 공급펌프를 구동하면서 상기 진동소자를 진동시키는 제1 유지보수 작동을 행한 후, 상기 공급펌프를 정지시킨 상태로 상기 진동소자를 진동시키는 제2 유지보수 작동을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 가이드 레일에서의 상기 주사방향의 단부에는 상기 노즐개구로부터 토출되는 잉크를 수용하는 수용부재가 설치되어 있고,
상기 프린터 헤드를 상기 가이드 레일의 상기 주사방향에서의 단부로 이동시키고, 상기 수용부재에 대하여 상기 노즐개구를 마주보게 하는 동시에 이간시킨 상태에서, 상기 제1 유지보수 작동을 행한 후, 상기 제2 유지보수 작동을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 프린터 장치.
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가이드 레일에 따라 왕복이동이 자유롭게 설치되고, 아래쪽을 향하여 개구된 노즐개구와 연결된 잉크실의 용적을 진동소자의 진동을 이용하여 변화시켜서 상기 노즐개구로부터 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 대하여 실시하는 유지보수 방법으로서,
상기 프린터 헤드를 상기 가이드 레일의 단부로 이동시키고, 상기 가이드 레일의 단부에 설치되어 상기 노즐개구로부터 토출되는 잉크를 수용할 수 있는 수용부재에 대하여, 상기 노즐개구를 마주보게 하는 동시에 이간시키도록 위치시키는 제1 단계와,
상기 잉크실에 잉크를 공급하는 공급펌프를 구동하면서 상기 진동소자를 진동시켜서 상기 노즐개구로부터 잉크를 토출시키는 제2 단계와,
상기 공급펌프를 정지시킨 상태로 상기 진동소자를 진동시키는 제3 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 유지보수 방법.