KR101416171B1 - 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크의 침전물이 발생하여 잉크의 점도를 변화시켜 노즐의 폐색 또는 출력품질이상을 방지할 수 있는 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리에 관한 것으로, 잉크를 피출력물에 분사하는 헤드; 상기 헤드에 잉크를 공급하는 상부잉크탱크; 상기 헤드를 통과하고 배출되는 잉크가 유입되고, 상기 상부잉크탱크보다 낮은 높이의 바닥면을 가지는 하부잉크탱크; 및 상기 하부잉크탱크의 잉크를 상기 상부잉크탱크로 회귀시키는 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

잉크순환이 가능한 헤드어셈블리{Head assembly with circulating ink}
본 발명은 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크의 침전물이 발생하여 잉크의 점도를 변화시켜 노즐의 폐색 또는 출력품질이상을 방지할 수 있는 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로 잉크는 용매에 안료 등이 에멀젼 상태로 용해되어 있다. 따라서, 장시간 사용하지 않거나, 잉크의 유동경로에서 발생되는 데드존(dead zone)과 같이 잉크의 흐름이 정체되는 영역에서 잉크의 용매로부터 안료 등이 분리되어 침전되는 현상이 발생된다.
이러한 침전된 잉크는 점도가 높아져 잉유로, 특히 헤드노즐을 폐색하거나 출력품질이 악화되는 문제가 생기게 된다.
종래기술에서는 교반기에 의해 잉크가 침전되지 않는 방식을 사용하지만, 잉크탱크에 별도의 교반기을 설치하여야 하는 번거로움과 함께 잉크탱크의 부피가 커지는 단점이 있다.
한국특허 제10-0905462호
상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 잉크의 침전물이 발생하여 잉크의 점도를 변화시켜 노즐의 폐색 또는 출력품질이상을 방지할 수 있도록 잉크를 중력에 의해 순환시킬 수 있는 헤드어셈블리를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 잉크의 순환에도 불구하고, 잉크의 냉각이나 데드존에 적층되어 잉크 침전물이 발생되는 것을 방지할 수 있는 헤드어셈블리를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잉크를 피출력물에 분사하는 헤드; 상기 헤드에 잉크를 공급하는 상부잉크탱크; 상기 헤드를 통과하고 배출되는 잉크가 유입되고, 상기 상부잉크탱크보다 낮은 높이의 바닥면을 가지는 하부잉크탱크; 및 상기 하부잉크탱크의 잉크를 상기 상부잉크탱크로 회귀시키는 순환펌프를 포함하는 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리이다.
상기 헤드는, 상기 상부잉크탱크 및 상기 하부잉크탱크와 연통되는 노즐상부유로와, 상기 노즐상부유로와 노즐분배판으로 분리되어 상기노즐분배판을 통해 잉크가 전달되는 노즐하부유로와, 상기 노즐하부유로와 연통되어 잉크를 분사하는 헤드노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 헤드에는 바이브레이터가 접촉하여 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 상부잉크탱크에는 상부잉크탱크히터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 하부잉크탱크에는 하부잉크탱크히터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 헤드에는 헤드히터가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 상부잉크탱크와 상기 하부잉크탱크에는 같은 크기의 부압이 압력제어장치에 의해 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 헤드노즐을 폐색을 방지하여 헤드의 교체 또는 청소를 위한 시간을 절약할 수 있을 뿐 아니라, 작업의 중단없이 연속적인 출력이 가능하다.
또한, 잉크의 점도 이상으로 인하여 출력품질이 악화되는 것을 방지하여 항상 최적의 출력결과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 말명의 실시예에 따른 잉크순환이 가능한 잉크어셈블리이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1에서 도면부호 100은 본 말명의 실시예에 따른 잉크순환이 가능한 헤드셈블리를 지시한다.
상기 헤드어셈블리(100)는 기본적으로 잉크를 피출력물에 분사하는 헤드(102)와, 상기 헤드(102)를 중심으로 잉크를 순환시키도록 잉크흐름방향에 대하여 상기 헤드(102)의 전단과 후단에 각각 배치되는 상부잉크탱크(122) 및 하부잉크탱크(114)와, 상기 하부잉크탱크(114)와 상기 상부잉크탱크(122) 사이에 배치되어 잉크를 순환시키는 순환펌프(120)를 포함한다.
상기 헤드(102)는 도 1에 도시된 구조의 헤드를 사용하거나, 공지된 다른 형태의 헤드를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에서 제안되는 헤드(102)는, 상기 상부잉크탱크(122) 및 상기 하부잉크탱크(114)와 연통되는 노즐상부유로(106)와, 상기 노즐상부유로(106)와 노즐분배판(110)으로 분리되는 노즐하부유로(108)와, 상기 노즐하부유로(108)와 연통되어 잉크를 분사하는 헤드노즐(104)을 포함한다.
따라서, 상기 노즐상부유로(106)는 상기 상부잉크탱크(122)측에서 상기 하부잉크탱크(114)측으로 이동되는 흐름이 형성된다.
상기 노즐분배판(110)은 잉크의 압력에 의해 상기 노즐상부유로(106)에서 상기 노즐하부유로(108)로 잉크가 이동된다. 따라서, 노즐하부유로(108)에 상기 헤드노즐(104)을 향하여 일정한 압력으로 잉크가 공급될 수 있다. 이러한, 노즐분배판(110)으로는 다공의 플레이트를 사용할 수 있다.
상기 헤드노즐(104)은 상기 노즐하부유로(108)를 통해 공급받은 잉크를 분사하여, 도시되지 않은 피출력물에 분사한다.
상기 상부잉크탱크(122)는 잉크를 상기 헤드(102)에 공급하는 역할을 수행한다. 따라서, 상기 상부잉크탱크(122)는 외부로부터 잉크를 보충하도록 별도의 잉크보충수단을 가진다. 본 발명의 실시예에서는 상기 잉크보충수단으로 잉크가 저장되는 잉크공급탱크(138)와, 잉크를 상기 상부잉크탱크(122)까지 가압하여 공급하는 잉크공급펌프(136)와, 상기 잉크공급펌프(136)를 통해 공급되는 잉크량을. 조절하는 잉크공급조절밸브(132)를 포함하여 이루어진다. 이때, 상기 잉크공급탱크(138)가 상기 상부잉크탱크(122)보다 높게 설치되면 상기 잉크공급펌프(136)는 생략될 수 있다. 또, 잉크의 불순물을 제거하기 위한 잉크공급필터(134)가 상기 잉크공급펌프(136)의 전단 또는 후단에 배치? 수 있다.
또, 상기 상부잉크탱크(122)의 잉크레벨을 유지할 수 있도록 하한레벨센서(142)와 상한레벨센서(140)를 상기 상부잉크탱크(122)에 설치하여, 잉크의 레벨이 하한레벨센서(142)에 도달하면 상기 잉크공급펌프(136)의 작동을 개시하고, 상기 상한레벨센서(140)에 도달하면 상기 잉크공급펌프(136)의 작동을 중단시킨다.
그리고, 상기 하부잉크탱크(114)가 상기 헤드(102)를 통과하고 배출측과 연결되도록 배치된디. 이때, 상기 상부잉크탱크(122)보다 낮은 높이의 바닥면을 가진다. 이 결과, 수두차로 인하여 잉크가 자중으로 상기 상부잉크탱크(122)로부터 상기 헤드(102)를 지나서 상기 하부잉크탱크(114)로 유입된다. 이 경우, 상기 하부잉크탱크(114)의 높이가 상기 헤드(102)보다 낮거나 높아도 무관하다.
그리고, 상기 순환펌프(120)는 상기 하부잉크탱크(114)의 잉크를 상기 상부잉크탱크(122)로 강제로 회귀시키는 역할을 한다. 이때 상기 하부잉크탱크(114)의 잉크레벨을 유지할 수 있도록 하한레벨센서(146)와 상한레벨센서(144)를 상기 하부잉크탱크(114)에 설치하여, 잉크의 레벨이 상한레벨센서(144)에 도달하면 상기 순환펌프(120)의 작동을 개시하고, 상기 하한레벨센서(146)에 도달하면 상기 순환펌프(120)의 작동을 중단시킨다.
따라서, 상부잉크탱크(122), 헤드(102), 하부잉크탱크(114), 순환펌프(120)의 순서로 잉크가 순환하게 되어 잉크의 침전을 방지할 수 있다.
다만, 앞서 설명한 바외 같이 잉크의 냉각로 인하여 잉크침전이 활발해질 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 상부잉크탱크(122), 하부잉크탱크(114)에 상부잉크탱크히터(124), 하부잉크탱크히터(116)를 각각 장착하여 잉크의 냉각을 방지하도록 하였다. 헤드(102)에도 잉크의 헤드히터(148)를 설치할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 헤드(102)처럼 복잡한 구조에서는 데드존이 형성될 수 있므로 상기 헤드(102)에는 바이브레이터(112)가 접촉하여 설치되는 것이 바람직하다. 이 결과, 잉크가 진동에 의하여 침전이 방지되어 데드존 형성이 억제될 수 있다.
또, 상기 헤드(102)로 배출되는 잉크가 중력에 의해 갑작스럽게 배출되지 않도록, 상기 상부잉크탱크(122)와 상기 하부잉크탱크(114)에는 같은 크기의 부압이 압력제어장치(130)에 의해 공급된다. 반대로, 헤드(102)를 퍼징하는 경우에는 상기 압력제어장치(130)로 정압을 공급할 수 있다. 상기 압력제어장치(130)에는 압력조절밸브(128)를 배치하여 부압 또는 정압의 크기를 조절할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 헤드어셈블리 102: 헤드
104: 헤드노즐 106: 노즐상부유로
108: 노즐하부유로 110: 노즐분배판
112: 바이브레이터 114: 하부잉크탱크
116: 하부잉크탱크히터 118: 하부잉크탱크밸브
120: 순환펌프 122: 상부잉크탱크
124: 상부잉크탱크히터 126: 상부잉크탱크밸브
128: 압력조절밸브 130: 압력제어장치
132: 잉크공급조절밸브 134: 잉크공급필터
136: 잉크공급펌프 138: 잉크공급탱크
140,144: 하한레벨센서 142,146: 상한레벨센서
148: 헤드히터

Claims (7)

  1. 잉크를 피출력물에 분사하는 헤드;
    상기 헤드에 잉크를 공급하는 상부잉크탱크;
    상기 헤드를 통과하고 배출되는 잉크가 유입되고, 상기 상부잉크탱크보다 낮은 높이의 바닥면을 가지는 하부잉크탱크; 및
    상기 하부잉크탱크의 잉크를 상기 상부잉크탱크로 회귀시키는 순환펌프를 포함하고,
    상기 헤드에는 바이브레이터가 접촉하여 설치되며,
    상기 상부잉크탱크에는 상부잉크탱크히터가 설치되고, 상기 하부잉크탱크에는 하부잉크탱크히터가 설치되며, 상기 헤드에는 헤드히터가 설치되는 것을 특징으로 하는 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 헤드는, 상기 상부잉크탱크 및 상기 하부잉크탱크와 연통되는 노즐상부유로와, 상기 노즐상부유로와 노즐분배판으로 분리되어 상기노즐분배판을 통해 잉크가 전달되는 노즐하부유로와, 상기 노즐하부유로와 연통되어 잉크를 분사하는 헤드노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 상부잉크탱크와 상기 하부잉크탱크에는 같은 크기의 부압이 압력제어장치에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크순환이 가능한 헤드어셈블리.
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