KR102155922B1

KR102155922B1 - 컴팩트 핀치 밸브

Info

Publication number: KR102155922B1
Application number: KR1020157021515A
Authority: KR
Inventors: 제프리 필립 다이어; 롬멜 바라라; 폴 찰스 나이트; 키아누시 미르 사네이; 사민다 자야틸레케
Original assignee: 멤젯 테크놀로지 엘티디
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2020-09-15
Also published as: JP2016509168A; TW201441059A; US9180676B2; US20140198159A1; EP2922703A1; JP6265391B2; CN104903110B; AU2013373765A1; US9566795B2; TWI614146B; EP2922703B1; KR20150105437A; WO2014111195A1; CN104903110A; US20160009102A1

Abstract

개선된 핀치 밸브는 캠샤프트, 및 피봇식으로 장착된 제1 핀치 암 및 대향하여 피봇식으로 장착된 제2 핀치 암의 위치를 제어하는 조합된 캠(들)을 포함한다. 각각의 핀치 암은 캠샤프트의 축을 수용하는 중앙 평면에 대하여 대칭적으로 제공된다. 스프링은 중앙 평면을 가로질러 연장되며, 양 핀치 암들을 중앙 평면을 향하여 압박하도록 각각의 핀치 암을 상호연결한다. 기계적 장점의 레버가 제공되며, 이에 따라 핀칭 힘이 스프링 힘보다 더 크다.

Description

컴팩트 핀치 밸브{COMPACT PINCH VALVE}

본 발명은 잉크젯 프린터 분야에 사용하기에 적합한 컴팩트 핀치 밸브에 관한 것으로서, 특히 잉크젯 프린터의 프린트헤드로의 잉크 또는 공기의 유동 제어에 적합한 컴팩트 핀치 밸브에 관한 것이다. 이러한 맥락에서 본 발명을 본 명세서에서 기술할 것이다.

잉크젯 프린터에 있어서, 잉크 라인은 잉크를 잉크 저장조로부터 프린트헤드에 공급하기 위해 제공된다. 일반적으로, (예를 들어, 5개의 잉크 라인이 프린트헤드에 연결되는 CYMKK 프린터에서와 같이) 다수의 잉크 라인이 존재한다.

예를 들어, 고갈된 프린트헤드의 교체가 가능하도록, 때때로, 프린트헤드를 잉크 라인들로부터 분리할 필요가 있다. 프린트헤드를 프라이밍(prime) 또는 디프라이밍(de-prime)할 수 있고, 프린트헤드로부터 기포를 퍼지시킬 수 있는 잉크젯 프린터는 사용자에게 분명한 장점을 제공한다. 예를 들어, 고갈된 프린트헤드를 제거할 때, 분리 전에 우선적으로 디프라이밍이 이루어지지 않은 경우에, 잔류 잉크의 의도하지 않은 누출을 일으킬 수 있다. 또한, 프린트헤드에 포집된 기포는 잉크젯 프린터에서 계속 반복되는 문제이며, 기포가 존재할 때마다 이 기포를 프린트헤드들로부터 퍼지시키기 위한 수단이 필요하다.

종래 기술에 있어서, 프린트헤드를 프라이밍 및 디프라이밍하기 위한 목적 및 프린트헤드로부터 기포를 퍼징시키기 위해 핀치 밸브(pinch valve)를 제공하는 것이 알려져 있다. 작동 시에, 핀치 밸브는, 프린트헤드의 상류에 직접 위치하며, 프린트헤드를 프라이밍 또는 디프라이밍할 수 있거나 또는 기포를 프린트헤드로부터 퍼징시킬 수 있는, (i) 프린트헤드로의 잉크의 유동, 또는 (ii) 프린트헤드로의 공기의 유동을, 선택적으로 제어한다.

현재, 본 출원인에게 알려진 가장 가까운 종래 기술은 (2011년 11월 24일 공개된) 국제공개 WO 2011/143698이며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로 편입된다. 특히, WO 2011/143698의 도 23 내지 도 27은 전술한 목적을 위해 프린트헤드로의 잉크 또는 공기의 유동을 선택적으로 제어하는 핀치 밸브를 교시한다.

이러한 종래 기술의 핀치 밸브의 작동은, 예를 들어 WO 2011/143698의 39 페이지 내지 48 페이지에 기술되어 있다. 핀치 밸브는 잉크나 공기를 프린트헤드로 선택적으로 향하게 하는 2-계통(way)(즉, 잉크 또는 공기), 멀티-채널(즉, CYMKK) 밸브이다. 도시된 실시예에 있어서, 핀치 밸브의 작동에 의해 선택적으로 개폐되는 5개 잉크 라인과 5개 공기 라인이 존재한다.

핀치 밸브를 통과하는 잉크 라인과 공기 라인 및 핀치 밸브를 통과하는 이 라인의 섹션은 탄성 플라스틱의 튜브로 형성되며, 핀치 밸브의 기본 상태(default state)에서 핀치되어 폐쇄된다. 탄성 튜브는 밸브를 통한 프린트헤드로의 잉크 또는 공기의 통로를 허용하도록 선택적으로 개방될 수 있다.

종래 기술의 핀치 밸브에 있어서, 핀칭 기능(pinching function)은 직각 경로를 따라 선형으로 왕복 운동하는 한 쌍의 스프링-바이어스형의 가늘고 긴 핀치 요소에 의해 실행된다. 가늘고 긴 핀치 요소의 왕복 운동은 모터의 회전에 의해 제어되는 회전 가능한 캠샤프트에 장착되는 캠에 의해 제어된다. 가늘고 긴 핀치 요소는 스프링에 의해 폐쇄(즉, 핀칭) 위치로 바이어스되며, 모터와 캠 메커니즘의 작동에 의해 개방(즉, 핀칭 해제) 위치로 선택적으로 이동된다.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위한 것이다.

본 발명의 제1 관점에 따르면, 핀치 밸브를 제공하며, 상기 핀치 밸브는,

본체;

캠 축에 대하여 본체에 회전 가능하게 장착된 캠;

캠 축에 평행한 제1 피봇축에 대하여 본체에 피봇 가능하게 장착되며, 캠과 맞물리는 제1 캠 종동부 및 제1 도관을 핀칭하기 위한 제1 핀치 요소를 포함하는, 제1 핀치 암;

캠 축에 평행한 제2 피봇축에 대하여 본체에 피봇 가능하게 장착되며, 캠과 맞물리는 제2 캠 종동부 및 제2 도관을 핀칭하기 위한 제2 핀치 요소를 포함하는, 제2 핀치 암; 및

제1 및 제2 캠 종동부를 캠에 대하여 압박하도록 캠 축을 수용하는 평면을 향하여 제1 및 제2 핀치 암을 바이어싱시키기 위한 바이어싱 메커니즘을 포함하며,

제1 및 제2 핀치 암은 평면의 양쪽에서 서로 대향된다.

바람직하게는, 바이어싱 메커니즘은 제1 및 제2 핀치 암과 맞물린 상호(mutual) 바이어싱 메커니즘이다.

바람직하게는, 바이어싱 메커니즘은 제1 핀치 암과 제2 핀치 암을 상호연결시키며, 중앙 평면을 가로질러 연장되는 탄성 요소를 포함한다.

바람직하게는, 탄성 요소는 제1 핀치 암의 제1 스프링 마운트 위치와 제2 핀치 암의 제2 스프링 마운트 위치 사이에 장착된 인장 스프링을 포함한다.

바람직하게는, 제1 피봇축과 제1 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 제1 피봇축과 제1 캠 종동부 사이의 반경방향 거리보다 크며, 제1 피봇축과 제2 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 제2 피봇축과 제2 캠 종동부 사이의 반경방향 거리보다 크다.

바람직하게는, 제1 피봇축과 제1 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 제1 피봇축과 제1 핀치 요소 사이의 반경방향 거리보다 크며, 제2 피봇축과 제2 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 제2 피봇축과 제2 핀치 요소 사이의 반경방향 거리보다 크다.

바람직하게는, 캠 축을 수용하는 평면은 중앙 평면이며, 제1 피봇축이 중앙 평면의 제1 측면에 위치되고, 제2 피봇축이 중앙 평면의 제2 측면에 위치된다.

바람직하게는, 제1 핀치 요소는 가늘고 길며, 복수의 제1 도관을 핀칭하기 위해 구성되며, 제2 핀치 요소는 가늘고 길며, 복수의 제2 도관을 핀칭하기 위해 구성된다.

바람직하게는, 캠은 회전 가능한 캠샤프트에 장착되며, 핀치 밸브는 캠샤프트의 회전 위치를 검지하기 위한 센서를 더 포함한다.

바람직하게는, 캠을 회전시키기 위한 구동 메커니즘을 더 포함하며, 캠의 회전은 제1 또는 제2 핀치 암이 캠 축을 수용하는 평면으로부터 떨어져 멀리 압박됨으로써 제1 또는 제2 도관의 선택적인 핀칭 해제(unpinching)를 일으킨다.

바람직하게는, 제1 및 제2 도관은 캠 축에 대하여 횡방향으로 연장된다.

바람직하게는, 핀치 밸브는 제1 도관에 대응하는 제1 유입구, 제2 도관에 대응하는 제2 유입구 및 공통 배출구를 포함하며, 제2 도관은 제1 핀치 요소의 하류에서 제1 도관에 결합되며, 공통 배출구의 상류에서 제1 도관에 결합된다.

본 발명의 제2 관점에 따르면, 잉크젯 프린트헤드를 제공하며, 상기 잉크젯 프린트헤드는,

잉크 용기;

프린트헤드;

잉크 용기와 프린트헤드를 상호연결하는 잉크 라인;

잉크 라인으로부터 분기된 공기 라인; 및

공기 라인 및/또는 잉크 라인을 선택적으로 핀칭하기 위한 전술한 핀치 밸브를 포함한다.

본 발명은 바람직한 실시예들에 대하여 비제한적인 방식으로 지금 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 핀치 밸브의 사시도이다.
도 2는 핀치 밸브의 잉크 라인의 측면도이다.
도 3은 핀치 밸브의 평면도이다.
도 4는 섹션 4-4를 따라 취한 핀치 밸브의 단면도로서, 단부 커버가 제거된 상태를 도시한다.
도 5는 섹션 5-5를 따라 취한 핀치 밸브의 단면도로서, 잉크 라인과 공기 라인 양쪽이 핀치되어 폐쇄된 구성을 도시한다.
도 6은 섹션 6-6을 따라 취한 핀치 밸브의 단면도로서, 잉크 라인과 공기 라인 양쪽이 핀치되어 폐쇄된 구성을 도시한다.
도 7a는 섹션 5-5를 따라 취한 핀치 밸브의 단면도로서, 잉크 라인은 핀치되어 폐쇄되고, 공기 라인은 개방되도록 허용된 구성을 도시한다.
도 7b는 섹션 5-5를 따라 취한 핀치 밸브의 단면도로서, 잉크 라인은 개방되도록 허용되고, 공기 라인은 핀치되어 폐쇄된 구성을 도시한다.
도 8은 캠샤프트의 사시도이다.
도 9는 주 하우징의 주요부의 사시도이다.
도 10은 주 기어의 사시도이다.
도 11은 핀치 암(제1 핀치 암 또는 제2 핀치 암 중 하나)의 사시도이다.
도 12는 핀치 밸브의 분해도이다.
도 13은 잉크젯 프린터의 관점에서의 핀치 밸브를 개략적으로 도시하는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 핀치 밸브(100)가 도시되어 있다.

서두에서 언급한 바와 같이, 핀치 밸브(100)는 프린트헤드로의 잉크 또는 공기의 유동을 제어한다. 잉크 및 공기에 대한 각각의 유동 경로는 도 2 및 도 3의 섹션 6-6을 따라 취한 단면도를 도시하는 도 6과 관련하여 가장 잘 이해될 수 있다.

도 6을 참조하면, 잉크는 잉크 유입구(121)에서 좌측 방향으로 핀치 밸브에 도입된다. 그 후, 잉크는 잉크 라인(122) 형태의 제1 도관을 통하여 하방향으로 유동된다. 도 6에 있어서, 잉크 라인(122)은 핀치 상태 또는 폐쇄 상태로 도시되어 있다. 특히, 잉크 라인(122)은 (a) 제1 핀치 암(180)의 가늘고 긴 제1 핀치 요소(188)와 (b) 하우징(120)에 배치된 제1 앤빌(126A) 사이에서 핀치된다. 결과적으로, 잉크의 유동은 도시된 구성으로 차단되거나 방지된다. 그러나, 잉크 라인(122)이 핀치되어 폐쇄되지 않은 경우, 잉크는 잉크 라인(122)을 통하여 하방향으로 계속해서 유동하여, 잉크 배출구(123)로부터 우측 방향으로 핀치 밸브(100)를 빠져나갈 것이다. 다음에, 우측 방향으로 핀치 밸브(100)의 잉크 배출구(123)로부터 빠져나간 잉크는 (예를 들어, 프라이밍 또는 프린팅 목적을 위해) 프린트헤드로 향한다.

도 6에 있어서, 하나의 잉크 라인(122)이 핀치된 상태로 도시되어 있다. 그러나, 도 1, 도 2 및 도 12로부터, 다수의 잉크 라인(122)이 제1 핀치 요소(188)에 의해 동시에 핀치될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 "잉크 라인"이란 용어는 하나 이상의 잉크 라인을 함축적으로 포함한다.

다시, 도 6을 참조하면, 공기는 공기 유입구(124)에서 하방향으로 핀치 밸브에 도입된다. 공기는 공기 라인(125) 형태의 제2 도관을 통하여 하방향으로 계속 유동된다. 도 6에 있어서, 공기 라인(125)은 또한 핀치 상태 또는 폐쇄 상태로 도시되어 있다. 특히, 공기 라인(125)은 (a) 제2 핀치 암(200)의 가늘고 긴 제2 핀치 요소(208)와 (b) 하우징(120)에 배치된 제2 앤빌(126B) 사이에서 핀치된다. 결과적으로, 공기의 유동은 또한 도시된 구성으로 차단된다. 그러나, 공기 라인(125)이 핀치되어 폐쇄되지 않은 경우, 공기는 하방향으로 계속해서 유동하여, 도 6에 도시된 바와 같이, 우측 방향으로 핀치 밸브(100)의 하부를 가로질러 잉크 라인(122)과 결합되는 지점으로 향하며, 잉크 배출구(123)로부터 우측 방향으로 핀치 밸브(100)를 빠져나갈 것이다. 다음에, 잉크 배출구(123)로부터 빠져나간 공기는 (예를 들어, 디프라이밍 목적을 위해) 프린트헤드로 향한다.

따라서, 잉크 배출구(123)는 잉크 유입구(121)와 공기 유입구(124) 양쪽과 유동적으로 연통된다는 것을 인식할 것이다. 또한, 제1 핀치 요소(188)의 하류에서 공기 라인(125)이 잉크 라인(122)과 결합된다는 것을 인식할 것이다.

도 6에 있어서, 하나의 공기 라인(125)이 핀치된 상태로 도시되어 있다. 그러나, 도 12로부터, 다수의 공기 라인(125)이 제2 핀치 요소(208)에 의해 동시에 핀치될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 "공기 라인"이란 용어는 하나 이상의 공기 라인을 함축적으로 포함한다.

잉크 및 공기에 대한 유동 경로의 개방 및 폐쇄는 도 2 및 도 3의 섹션 5-5를 따라 취한 단면도를 도시하는 도 5와 관련하여 가장 잘 이해될 수 있다.

도 5를 참조하면, 잉크 라인(122)과 공기 라인(125) 양쪽은, (비록 도 5에서는 라인이 각각 제1 핀치 암(180) 및 제2 핀치 암(200)에 의해 부분적으로 불분명하게 되어있지만) 핀치되거나 또는 폐쇄된 구성으로 다시 도시되어 있다.

제1 핀치 암(180)과 제2 핀치 암(200)은 캠샤프트(160)의 축을 수용하는 중앙 수직 평면의 양쪽에 대칭적으로 배치된다.

제1 핀치 암(180)은 제1 핀 베어링(128A)에서의 제1 핀(182)의 맞물림에 의해 캠샤프트 축을 수용하는 중앙 평면에 평행하고, 이 중앙 평면에 대해 우측으로 이격된, 축에 대하여 피봇 운동하도록 장착된다. 따라서, 제1 핀(182)에 대하여 피봇되는 제1 핀치 암(180)은 도 7b의 비교를 통하여 가장 잘 인식할 수 있을 것이다.

유사하게, 제2 핀치 암(200)은 제2 핀 베어링(128B)에서의 제2 핀(202)의 맞물림에 의해 캠샤프트 축을 수용하는 중앙 평면에 평행하고 이 중앙 평면에 대해 좌측으로 이격된, 축에 대하여 피봇 운동하도록 장착된다. 따라서, 제2 핀(202)에 대하여 피봇되는 제2 핀치 암(200)은 도 7a의 비교를 통하여 가장 잘 인식할 수 있을 것이다.

제1 핀치 암(180)과 제2 핀치 암(200)은, 제1 및 제2 핀치 암의 각각의 제1 스프링 마운트 위치(186)와 제2 스프링 마운트 위치(206) 사이에 장착되는 한 쌍의 인장 스프링(220)에 의해 캠샤프트 축을 수용하는 중앙 평면을 향하여, 함께 압박된다. 한 쌍의 인장 스프링(220)은 캠샤프트의 길이를 따라 축방향으로 이격되어 있다. 대안적인 실시예에 있어서, 다른 바이어싱 수단(예를 들어, 탄성 코드(resilient cord) 또는 루프(loop))가 이용될 수 있다. 도 5에 도시된 구성 및 도 6을 다시 참조하면, 스프링(220)은, (a) 잉크 라인이 정상적으로 폐쇄되도록 가늘고 긴 제1 핀치 요소(188)가 잉크 라인(122)을 제1 앤빌(126A)에 대하여 핀치시키고, (b) 공기 라인이 정상적으로 폐쇄되도록 가늘고 긴 제2 핀치 요소(208)가 공기 라인(125)을 제2 앤빌(126B)에 대하여 핀치시키도록 한다.

도 5와 도 6(및 또한 도 11)의 비교를 통하여, 핀(182, 202)과 스프링 마운트 위치(186, 206) 사이의 반경방향 거리는 핀(182, 202)과 가늘고 긴 핀치 요소(188, 208) 사이의 반경방향 거리보다 더 크다는 것에 유의하여야 한다. 이로 인해, 기계적 장점(즉, 지렛대 원리)에 의해 제공된 스프링 힘보다 더 큰 핀칭 힘이 얻어진다. 이는, 필요한 핀치 힘에 비해 상대적으로 낮은 스프링 상수를 갖는 스프링(들)의 사용을 허용하며, 이에 따라 캠샤프트를 회전시키기 위한 저토크 모터의 사용을 허용한다. 예를 들어, 핀(182, 202)과 스프링 마운트 위치(186, 206) 사이의 반경방향 거리가 핀(182, 202)과 가늘고 긴 핀치 요소(188, 208) 사이의 반경방향 거리보다 약 1.5배 더 크면, 스프링 힘보다 약 50% 더 큰 핀칭 힘이 얻어진다.

공기 라인(125)의 핀칭 해제에 대해 도 7a를 참조하여 지금 기술할 것이다.

도 7a에 있어서, 캠(162)이 "10시 방향" 위치를 취하도록 캠샤프트(160)가 회전되었다. 이 "10시 방향" 위치에 있어서, 제2 캠 종동부(204)는 좌측 방향으로 압박되며, 이에 따라 제2 핀치 암(200)은 스프링(220)의 바이어스에 대항하여 반시계 방향으로 피봇된다. 한 쌍의 축방향으로 이격된 제2 캠 종동부(204)는 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 한 쌍의 축방향으로 이격된 캠(162)과 정렬된다는 것을 유의하여야 한다. 제2 핀치 암(200)이 반시계 방향으로 캠에 의해 강제로 피봇됨에 따라, 가늘고 긴 제2 핀치 요소(208)가 제2 앤빌(126B)로부터 떨어져 멀리 이동되고, 이에 따라 탄성 공기 라인(125)의 개방이 허용된다는 것을 이해할 것이다. 이러한 구성으로, 프린트헤드는 디프라이밍될 수 있다. 또한, 공기 라인(125)이 개방됨에 따라, 스프링(220)의 부하가 증가되며, 유리하게, 디프라이밍 동안 잉크 라인(122) 상의 핀칭 힘은 잉크가 프린트헤드에 도입되지 않도록 하는 보장을 부수적으로 증가시킨다는 것에 유의하여야 한다.

잉크 라인(122)의 핀칭 해제에 대해 도 7b를 참조하여 기술한다.

도 7b에 있어서, 캠(162)이 "2시 방향" 위치를 취하도록 캠샤프트(160)가 회전되었다. 이 "2시 방향" 위치에 있어서, 제1 캠 종동부(184)는 우측 방향으로 압박되며, 이에 따라 제1 핀치 암(180)은 스프링(220)의 바이어스에 대항하여 시계 방향으로 피봇된다. 다시, 도 11에 가장 잘 도시된 바와 같이, 한 쌍의 축방향으로 이격된 캠 종동부(184)가 존재한다는 것을 인식하여야 한다. 제1 핀치 암(180)이 시계 방향으로 캠에 의해 강제로 피봇됨에 따라, 가늘고 긴 제1 핀치 요소(188)가 제1 앤빌(126A)로부터 떨어져 멀리 이동되고, 이에 따라 탄성 잉크 라인(122)의 개방이 허용된다는 것을 이해할 것이다. 이러한 구성으로, 프린트헤드는 프라이밍될 수 있고 그리고/또는 프린팅할 수 있다. 또한, 잉크 라인(122)이 개방됨에 따라, 스프링(220)의 부하가 증가되며, 유리하게, 프라이밍 또는 정규 프린팅 동안 공기 라인(125) 상의 핀칭 힘은 공기가 프린트헤드에 도입되지 않도록 하는 보장을 증가시킨다는 것에 유의하여야 한다.

캠샤프트의 제어에 대해서는 도 2 및 도 3의 섹션 라인 4-4를 따라 취한 도 4와 관련하여 기술한다.

캠샤프트(160)는 단부 커버 유닛(140) 내에 수용되는 주 기어(146)에 회전 가능하게 결합된다. 또한, 단부 커버 유닛(140) 내에는 모터(142)가 수용된다. 모터(142)는 웜 기어(144)를 구동시키고, 그 결과 주 기어(146)를 구동시키며, 이에 따라 캠샤프트(160)를 구동시킨다. 광 위치 센서(148)는 주 기어(146) 상에 제공된 기준 마커(148A)와 협력하며, 이에 따라 제어 시스템은 주 기어(146)의 회전 위치 및 이에 따른 캠샤프트(160)의 회전 위치를 확인할 수 있다. 따라서, 핀치 밸브는, (a) 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 잉크 및 공기 양쪽의 유동을 방지하거나, 또는 (b) 도 7a에 도시된 바와 같이, 공기의 유동은 허용하고 잉크의 유동을 방지하거나, 또는 (c) 도 7b에 도시된 바와 같이, 잉크의 유동은 허용하고 공기의 유동을 방지하도록 제어될 수 있다. 대안적인 실시예에 있어서, 전기 위치 센서가 주 기어(146) 상의 하나 이상의 전기 접촉부와 조합되어 사용될 수 있다.

핀치 밸브의 조립체는 도 8 내지 도 12를 참조하여 간략하게 기술한다. 그러나, 당업자는 다양한 조립 방법론이 가능하다는 것을 쉽게 인식할 것이다.

우선, 도 8 및 도 9를 참조하면, 도 8의 캠샤프트(160)는 도 9의 하우징(120A) 내로 삽입된다. 캠샤프트가 하우징(120A) 내에 회전 가능하게 장착되면, 도 10의 주 기어(146)는 스프라이닝(splining), 키잉(keying) 등을 통하여 캠샤프트에 장착될 수 있다.

그 후, 도 11의 제1 핀치 암(180)과 제2 핀치 암(200)은 하우징(120A)에 장착될 수 있다. 이는, 핀(182, 202)을 하우징(120A)의 핀 베어링(128A, 128B)에 끼우는 것에 의해 달성된다.

그 후, 하우징(120B)의 하부는 그들의 시트 내에 핀(182, 202)을 붙잡는 것에 의해 하우징(120A)과 결합된다. 또한, 하우징(120B)의 하부는 캠샤프트의 하면을 지지하기 위한 지지체 및 잉크 라인(122)과 공기 라인(125)의 하단부를 장착하기 위한 스피곳(spigot)을 포함한다. 추가로, 하우징(120B)의 하부는 또한 잉크/공기 배출구(123)뿐만 아니라, 하우징(120B)의 하부를 가로질러 연장되며 공기 라인(125)과 잉크/공기 배출구(123)의 연통을 허용하기 위한 도관들을 포함한다.

이 시점에서, 스프링은 스프링 마운트 위치(186, 206)와 맞물릴 수 있다.

유사하게, 하우징(120C)의 상부는 하우징(120A)과 결합될 수 있다. 또한, 하우징(120C)의 상부는 잉크 라인(122)과 공기 라인(125)의 상단부를 장착하기 위한 스피곳을 포함한다. 하우징(120C)의 상부는 잉크 유입구(121)와 공기 유입구(124)를 더 포함한다.

마지막으로, 모터(142), 웜 기어(144) 및 위치 센서(148)를 포함하는 단부 커버 유닛(140)이 도입될 수 있으며, 이에 따라 웜 기어(144)는 주 기어(146)와 맞물린다.

도 13은 미국 특허출원공개 제2011/0279562호(그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 편입됨)에 개시되며, 본 발명의 핀치 밸브와 관련하여 사용하기에 적합한 잉크 전달 시스템(300)을 도시한다. 잉크 전달 시스템(300)은 잉크 저장조(301)에 연결된 복수의 잉크 라인으로 구성된 폐루프(348)를 구비한다. 제1 잉크 라인(380)은 잉크 저장조(301)의 잉크 배출구(313)와 프린트헤드(400) 사이에 제공된다. 제2 잉크 라인(382)은 프린트헤드(20)와 잉크 저장조(301)의 복귀 유입구(317) 사이에 제공된다. 잉크 저장조(301)는 구불구불한 통기 라인(333)에 연결되는 통기구(317)를 통해 대기로 개방된다. 잉크 배출구 필터(321)는 프린트헤드(20)로 전달되는 잉크를 필터링하기 위해 잉크 저장조(301) 내에 배치된다.

미국 특허출원공개 제2011/0279557호(그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 편입됨)에 개시된 바와 같이, 잉크 저장조(301)는 프린트헤드(400)에서 잉크의 정수압(hydrostatic pressure)을 조절하기 위한 어큐뮬레이터(예를 들어, 플로트 밸브 어큐뮬레이터)의 형태일 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

폐루프(348)의 잉크 라인은 튜브 형태이며, 바람직하게는, 이러한 튜브 형태는 잉크 환경에서 낮은 쉐딩(shedding)과 파쇄(spallation)를 나타낸다. 따라서, Norprene® A-60-G와 같은 열가소성 엘라스토머 튜브 형태가 적합하다. 그러나, 당업자는 다른 형태의 튜브가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 폐루프(348)의 튜브는 프린트헤드(400)의 사용자-교체를 가능하게 하는 공급 커플링(supply coupling)(388)들을 통해 프린트헤드(400)에 연결된다. 공급 커플링(388) 및 이들의 연결 방식은 미국 특허출원공개 제2011/0279557호에 개시되어 있다.

가역펌프(378)가 제2 잉크 라인(382)에 제공된다. 바람직하게는, 펌프(378)는 가역정량펌프이며, 이에 따라 펌핑된 잉크의 오염이 방지된다. 그러나, 당업자는 다른 형태의 펌프가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 밸브 배열(367)이 제1 잉크 라인(380)에 제공된다. 밸브 배열(367)은 제1 잉크 라인(380) 및/또는 제1 잉크 라인(380)으로부터 분기되는 공기 라인(371)을 핀칭하는, 2-계통 핀치 밸브(369)를 포함한다. 공기 라인(371)은 필터(377)를 구비하는 공기 유입구(373)를 통해 대기로 개방된다. 체크 밸브(375)는 공기 유입구(373)와 핀치 밸브(369) 사이에 위치된다.

미국 특허출원공개 제2011/0279562호에 개시된 바와 같이, 펌프(378)와 핀치 밸브의 조합은 프린트헤드 프라이밍, 프린트헤드 디프라이밍, 펄스 프라이밍(pulsed priming), 정규 프린팅, 대기 모드 등과 같은 다양한 프린터 작동들을 달성하는데 사용될 수 있다.

전형적으로, 잉크 전달 시스템(300)은 프린트헤드(20)의 다수의 잉크 채널로 잉크를 전달하기 위한 다수의 잉크 라인을 구비한다. 이러한 배열에 있어서, 단일 연동 펌프(378)와 단일 핀치 밸브(369)는 전형적으로 다수의 잉크 라인 사이에서 공유된다. 따라서, 핀치 밸브의 작동은 모든 제1 잉크 라인(380) 및/또는 모든 공기 라인(371)을 동시에 핀치할 수 있다. 유사하게, 펌프(378)의 작동은 모든 제2 잉크 라인(382)의 잉크를 동시에 펌핑할 수 있다.

본 발명의 문맥에서, "잉크"라는 용어는 프린트헤드로 전달되는 임의의 분사 가능한 유체를 설명하는데 사용된 것임을 인식하여야 한다. 분사 가능한 잉크는 예를 들어, 유색 잉크(예를 들어, 염료계 잉크, 안료계 잉크, UV-경화형 잉크, 열-경화형 잉크 등), IR 잉크, 비-착색 잉크 전색제, 기능성 잉크(예를 들어, 3D 인쇄 유체, 나노입자 유체) 등을 포함할 수 있다.

문맥에 따라 달리 해석되지 않는 한, 본 명세서 및 청구항들에 걸쳐, 용어 "포함한다", 및 "포함하고" 및 "포함하는"과 같은 표현들은, 소정의 정수(integer) 또는 단계(step), 또는 정수 또는 단계들의 그룹을 포함하지만 임의의 다른 정수 또는 단계, 또는 정수 또는 단계들의 그룹을 배제하지 않는 함축적인 것으로 이해될 것이다.

본 명세서에서 참조된 임의의 종래 기술은 공통의 일반적인 지식의 일부를 형성하는 기술로서의 인정 또는 임의 형태의 제안으로서 취하는 것이 아니며, 또한 그렇게 받아들여지지 말아야 한다.

100 : 핀치 밸브
120, 120A, 120B, 120C : 주 하우징 또는 본체
121 : 잉크 유입구
122 : 잉크 라인
123 : 잉크 배출구
124 : 공기 유입구
125 : 공기 라인
126A : 제1 앤빌
126B : 제2 앤빌
127 : 캠샤프트 베어링
128A : 제1 핀 베어링
128B : 제2 핀 베어링
140 : 단부 커버 유닛
142 : 모터
144 : 웜 기어
146 : 주 기어
148 : 위치 센서
148A : 기준 마커
160 : 캠샤프트
162 : 캠
180 : 제1 (잉크 라인) 핀치 암
182 : 제1 핀
184 : 제1 캠 종동부
186 : 제1 스프링 마운트 위치
188 : 제1 핀치 요소
200 : 제2 (공기 라인) 핀치 암
202 : 제2 핀
204 : 제2 캠 종동부
206 : 제2 스프링 마운트 위치
208 : 제2 핀치 요소
220 : 스프링

Claims

본체;
캠 축에 대하여 상기 본체에 회전 가능하게 장착된 캠;
상기 캠 축에 평행한 제1 피봇축에 대하여 상기 본체에 피봇 가능하게 장착되며, 상기 캠과 맞물리는 제1 캠 종동부 및 제1 도관을 핀칭하기 위한 제1 핀치 요소를 포함하는, 제1 핀치 암;
상기 캠 축에 평행한 제2 피봇축에 대하여 상기 본체에 피봇 가능하게 장착되며, 상기 캠과 맞물리는 제2 캠 종동부 및 제2 도관을 핀칭하기 위한 제2 핀치 요소를 포함하는, 제2 핀치 암; 및
상기 제1 핀치 암과 제2 핀치 암을 상호 연결하고, 상기 제1 및 제2 캠 종동부를 상기 캠에 대하여 압박하도록 상기 캠 축을 수용하는 평면을 가로질러 연장되며, 상기 평면을 향하여 상기 제1 및 제2 핀치 암을 바이어싱시키는 탄성요소를 포함하되,
상기 제1 및 제2 핀치 암은 상기 평면의 양쪽에서 서로 대향되고,
상기 탄성 요소는, 상기 제1 핀치 요소와 제2 핀치 요소 모두에 대해 상호 핀칭힘을 제공하는 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 탄성 요소는 상기 제1 핀치 암의 제1 스프링 마운트 위치와 상기 제2 핀치 암의 제2 스프링 마운트 위치 사이에 장착된 인장 스프링을 포함하는, 핀치 밸브.
제2항에 있어서,
상기 제1 피봇축과 상기 제1 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 상기 제1 피봇축과 상기 제1 캠 종동부 사이의 반경방향 거리보다 크며,
상기 제1 피봇축과 상기 제2 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 상기 제2 피봇축과 상기 제2 캠 종동부 사이의 반경방향 거리보다 큰, 핀치 밸브.
제3항에 있어서,
상기 제1 피봇축과 상기 제1 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 상기 제1 피봇축과 상기 제1 핀치 요소 사이의 반경방향 거리보다 크며,
상기 제2 피봇축과 상기 제2 스프링 마운트 위치 사이의 반경방향 거리는 상기 제2 피봇축과 상기 제2 핀치 요소 사이의 반경방향 거리보다 큰, 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 캠 축을 수용하는 상기 평면은 중앙 평면이며,
상기 제1 피봇축이 상기 중앙 평면의 제1 측면에 위치되고, 상기 제2 피봇축이 상기 중앙 평면의 대향 제2 측면에 위치되는, 핀치 밸브.
제5항에 있어서,
상기 제1 및 제2 핀치 암은 상기 중앙 평면에 대하여 대칭으로 배치되는, 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 제1 핀치 요소는 가늘고 길며, 복수의 제1 도관을 핀칭하기 위해 구성되며,
상기 제2 핀치 요소는 가늘고 길며, 복수의 제2 도관을 핀칭하기 위해 구성되는, 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 캠은 회전 가능한 캠샤프트에 장착되며,
상기 핀치 밸브는 상기 캠샤프트의 회전 위치를 검지하기 위한 센서를 더 포함하는, 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 캠을 회전시키기 위한 구동 메커니즘을 더 포함하며,
상기 캠의 회전은 상기 제1 핀치 암 또는 제2 핀치 암이 상기 캠 축을 수용하는 상기 평면으로부터 떨어져 멀리 압박됨으로써 상기 제1 도관 또는 제2 도관의 선택적인 핀칭 해제를 일으키는, 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 도관은 상기 캠 축에 대하여 횡방향으로 연장되는, 핀치 밸브.
제1항에 있어서,
상기 제1 도관에 대응하는 제1 유입구, 상기 제2 도관에 대응하는 제2 유입구 및 공통 배출구를 포함하며,
상기 제2 도관은 상기 제1 핀치 요소의 하류에서 상기 제1 도관에 결합되며, 상기 공통 배출구의 상류에서 상기 제1 도관에 결합되는, 핀치 밸브.
잉크 용기;
프린트헤드;
상기 잉크 용기와 상기 프린트헤드를 상호연결하는 잉크 라인;
상기 잉크 라인으로부터 분기된 공기 라인; 및
상기 공기 라인 및/또는 잉크 라인을 선택적으로 핀칭하기 위한, 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 핀치 밸브를 포함하는, 잉크젯 프린터.
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