KR19990053430A - 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일 빔으로 이루어져 전원과 연결되는 다수 개의 도체 빔과, 상기 도체 빔들의 상하부에 설치되는 마그네트와, 상기 도체 빔들 사이마다에 잉크가 수납되는 공간을 이루는 잉크 챔버를 포함하여 구성되는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 있어서, 상기 도체 빔들의 전면에 다수 개의 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트를 설치하여 전자기력을 이용하여 잉크를 분사하는 방식으로서, 전자력이 발생되는 도체를 단일 빔을 사용하기 때문에 도체의 휨(deflection)이 커지고, 압착력(pressure)도 커져 정확한 잉크의 토출이 이루어지도록 한 것이다.

Description

잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치

본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 관한 것으로, 특히 전자기력에 의하여 작동되는 원 빔(one beam)형 도체를 이용하여 잉크를 연속적으로 분사하도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 관한 것이다.

종래의 드롭 온 디멘드(drop on demand) 방식의 잉크젯 프린터의 헤드에 적용된 기술은 도 1에 도시한 바와 같이, 압전체(1)를 이용한 피에조 타입을 사용한 엡슨(Epson)사의 경우와, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 발열체(2)에서 발생한 열을 이용하여 잉크(I)를 토출하는 서멀(thermal)방식을 채용한 휴렛패커드사, 캐논사의 경우로 대별할 수 있다. 그 밖에 자기력, 정전기력을 이용한 연속분사방식의 카트리지가 제공되기도 하였다.

압전방식에 의한 잉크의 분사방식은 압전체(1)에 구동신호를 가하여 변위를 발생시킴으로써 이러한 변위가 잉크(I)에 전달되어 잉크가 토출되는 방식이며, 서멀방식은 구동신호를 전극을 통해 전달함으로써 저항이 큰 발열체(2)를 통과할 때, 잉크(I)가 끊는 정도의 열을 발생시켜 이러한 열에 의하여 잉크에 발생되는 기포가 잉크(I)를 밀어냄으로써 잉크를 토출시키는 방식이다.

한편, 도 4에 도시한 바와 같이 자기력과 정전기력을 이용하여 마그네트(3)과 박막코일(4)을 사용한 연속분사방식은 도전성 잉크(I)를 연속적으로 분사시키고, 구동신호에 따라 자기력과 정전기력을 발생시켜 잉크 방울의 진로를 변경시켜 인쇄하는 방식이다.

그러나 피에조 방식에 의한 잉크 분사 방식은 프린팅 속도가 늦고, 헤드당 노즐의 수를 많이 형성할 수 없으며, 양산 수율이 저조하기 때문에 헤드의 가격이 고가가 되는 문제가 있다.

또한, 서멀 방식은 헤드의 수명이 짧고, 해상도가 떨어지며, 잉크의 호환성이 저조하고, 구조가 복잡하다는 문제가 있으며, 자기력과 정전기력을 이용한 잉크 분사 방식은 인쇄속도가 빠르다는 장점을 갖는 반면에 잉크의 소모량이 많고, 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.

이와 같은 여러 가지 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 간소한 구조를 갖는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 정확한 잉크 분사 동작을 구현하여 잉크의 소모량을 줄이도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치를 제공함에 있다.

도 1은 피에조(Piezo) 타입에 의한 잉크 분사 방식으로 엡슨(Epson)사의 방식을 보인 단면도이고,

도 2 및 도 3은 서멀(Thermal) 타입에 의한 잉크 분사 방식으로서,

도 2는 휴렛패커드(HP)사의 방식을 보인 단면도이며,

도 3은 캐논(Canon)사의 방식을 보인 단면도이다.

도 4는 종래 기술에 의한 자기력 또는 정전기력에 의한 잉크 분사 방식을 보인 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 잉크 분사 방식의 구성을 개략적으로 보인 사시도.

도 6은 도 5의 횡단면도.

도 7은 도 5의 배면도.

도 8은 잉크 분사시의 상태를 연속적으로 보인 도 5의 횡단면도.

( 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 )

11,11',11"...; 도체 빔 12,13 ; 마그네트

14 ; 잉크 챔버 15 ; 노즐 플레이트

16,16'16,"...; 노즐 오리피스

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치는 단일 빔으로 이루어져 전원과 연결되는 다수 개의 도체 빔과, 상기 도체 빔들의 상하부에 설치되는 마그네트와, 상기 도체 빔들 사이마다에 잉크가 수납되는 공간을 이루는 잉크 챔버와, 상기 도체 빔들의 전면에 설치되며 다수 개의 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

첨부도면 도 5는 본 발명에 의한 잉크 분사 방식의 구성을 개략적으로 보인 사시도이고, 도 6은 도 5의 횡단면도이며, 도 7은 도 5의 배면도이고, 도 8은 잉크 분사시의 상태를 연속적으로 보인 도 5의 횡단면도이다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 잉크의 분사 메카니즘을 전자기력에 의한 분사 메카니즘으로 구성하며, 이러한 구체적인 기구의 구성은 상하부에 마그네트(12)(13)가 구비되고, 그 사이에서 전류가 흐르는 도체로서의 단일 빔(11,11',11"...)을 다수 개 배치한 것이다.

다수의 빔(11,11',11"...)은 서로 이웃하는 빔끼리는 항시 반대방향으로 전류가 인가되기 때문에 전원에서 인가되는 전류에 의하여 자속의 방향이 교대로 변경됨으로써 인접하는 빔들끼리 서로 인력이 작용하도록 구성한다.

빔의 단면구조는 빔의 일단부에 전원이 연결되어 있고, 타단부에는 전류 경로가 형성되어 전원과 연결됨으로써 폐회로를 구성한다.

빔의 머리부와 머리부(11a,11'a,11"a...) 사이의 틈이 노즐 분사 경로의 역할을 담당하게 되고, 빔의 몸체와 몸체 사이의 공간이 잉크가 수납되는 잉크 챔버(14)의 역할을 담당한다.

또한, 본 발명에 의한 잉크 분사 장치는 빔들의 선단부에 빔과 빔 사이의 노즐 분사 경로에 대응되는 다수 개의 노즐 오리피스(16,16',16"...)가 형성된 노즐 플레이트(15)가 구비되어 있는 것이 특징이다.

이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 도체인 다수 개의 빔(11,11',11"...)의 상하부에 마그네트(12)(13)가 구비되어 있기 때문에 빔(11,11',11"...)에 전류를 인가주면 마그네트(12)(13)의 직각방향으로 전자력이 발생된다.

따라서 빔(11,11',11"...)은 전류의 흐르는 방향에 따라 좌측으로 휘어지거나, 우측으로 휘어지게 되며, 이처럼 휘어지는 빔에 의하여 잉크 챔버(14)에 수납되어 있던 잉크가 빔과 빔의 머리부(11a,11'a,11"a...) 사이에 이격되어 있는 잉크분사유로를 통해 노즐 플레이트(15)에 형성된 노즐 오리피스(16,16',16",16'"...)를 통해서 전방으로 토출되는 것이다.

이와 같이 빔이 휘어지는 방향은 빔으로 인가되는 전류의 방향이 전환됨에 따라 교대로 바뀌게 되며, 이에 따라 서로 인접된 노즐 오리피스 (16,16"...)나, (16',16'"...)를 통해 잉크가 교대로 토출된다. 이러한 잉크의 토출 동작은 연속적으로 실시되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치는 전자기력을 이용하여 잉크를 분사하는 방식으로서, 전자력이 발생되는 도체를 단일 빔을 사용하기 때문에 도체의 휨(deflection)이 커지고, 압착력(pressure)도 커져 정확한 잉크의 토출이 이루어지는 효과가 있다.

또한, 단일의 빔으로 이루어진 도체를 사용하여 전자기력에 의한 잉크의 토출을 실시하기 때문에 구조가 간소화되어 헤드의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고 잉크가 토출되는 노즐 오리피스의 설계가 용이하여 프린터의 해상도를 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 단일 빔으로 이루어져 전원과 연결되는 다수 개의 도체 빔과,

   상기 도체 빔들의 상하부에 설치되는 마그네트와,

   상기 도체 빔들 사이마다에 잉크가 수납되는 공간을 이루는 잉크 챔버와,

   상기 도체 빔들의 전면에 설치되며 다수 개의 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치.