KR20000064576A

KR20000064576A - 잉크젯 프린터헤드용 잉크 공급 시스템

Info

Publication number: KR20000064576A
Application number: KR1019980707119A
Authority: KR
Inventors: 제프리 비. 부룩스; 데이비드 지. 죠지스
Original assignee: 마르켐 코포레이션
Priority date: 1997-01-14
Filing date: 1997-12-01
Publication date: 2000-11-06
Also published as: CN1214012A; WO1998030394A1; TR199801812T1; US6302516B1; BR9708845A; CA2248755A1; EP0912346A4; JPH11508506A; EP0912346A1

Abstract

명세서에서 설명된 특정 실시예에 있어서, 오리피스(14)를 구비한 오리피스판(12)을 갖는 잉크젯 프린터헤드(10)용 잉크 공급 시스템은 밸브(34) 및 류에르 연결(33)을 통해 잉크 공급 용기(28)와 잉크 공급 용기로부터 잉크저장기로 잉크를 인출하기 위해 잉크저장기내에 진공을 발생시키도록 배치된 공기 펌프(52)로 연결된 잉크저장기(38)를 포함한다. 상기 잉크저장기(38)는 저장기 내의 소정의 잉크 레벨과 센서로부터의 신호에 응답하여 잉크 공급용기로부터 잉크를 인출하기 위해 공기 펌프(52)의 작동을 제어하는 제어유닛(50)을 따라 낮은 잉크 상태를 검출하는 센서를 검출하기 위해 잉크 센서(44)를 구비한다. 제한 통로(56)가 필터(54)를 통해 잉크저장기(38)를 대기중으로 연결하여 저장기(38)내의 잉크를 대기압으로 유지하고 저장기 내의 잉크 레벨이 잉크젯 프린터헤드(10)내의 오리피스(14)에서 소정의 역 액체 압력 헤드를 제공하도록 선택된다. 또한, 정화저장기(42)가 잉크저장기(38)로부터 프린터헤드(10)로 연결되는 공급선(24)으로 연결되고 공기 펌프(64)가 정화저장기(42)로 공기압을 가하도록 배열되고 정화저장기와 잉크저장기 사이의 선에서의 솔레노이드 밸브(40)가 잉크 재보충과 정화를 위해 폐쇄된다. 잉크저장기(38)내에서와 같이, 정화저장기(42)가 제한 통로(66) 및 필터(68)를 통해 대기중으로 연결된다.

Description

잉크젯 프린터헤드용 잉크 공급 시스템

많은 잉크젯 프린터헤드에 있어서, 프린터헤드가 동작하지 않을 때 오리피스로부터 잉크가 스며 나오는 것을 방지하기 위해 잉크가 분출되는 곳인 오리피스에서 역압을 유지하는 것이 중요하다. 게다가, 프린터헤드를 통하여 가압하여 잉크를 분출시켜 프린터헤드를 깨끗이 하는 것이 종종 요구된다. 또한, 많은 경우에 있어서 잉크저장기내의 잉크의 소정 레벨을 유지하기 위해 원거리 잉크 공급으로부터 프린터헤드에 주기적으로 공급되는 잉크를 저장기에 다시 채우고 저비용으로 프린터헤드에 쉽고 빠르게 연결할 수 있는 원거리 잉크 공급을 제공하는 것이 필요하다. 로빈슨(Robinson) 특허 제 4,187,511호, 마쯔모토(Matsumoto) 특허 제 4,536,777호, 에르머티 등(Eremity et al.) 특허 제 4,602,662호 및 미쯔사와 등(Mizusawa et al.) 특허 제 4,677,448호에 개시된 것과 같은 어떤 종래 기술 장치는 진공 장치에 의해 잉크젯 헤드용 저장기로 인출된 잉크로부터 원거리 잉크 공급을 제공하지만 이러한 장치들은 복잡하고 값이 비싸다. 예를 들면, 오카무라 등(Okamura et al.) 특허 제 5,485,187호에서 개시된 것과 같은 다른 종래 기술 장치에서는, 잉크젯 헤드내의 오리피스에서 소정의 역압을 발생시키기 위해, 잉크를 프린터헤드로 공급하는 저장기내에서 잉크 레벨이 프린터헤드내의 오리피스 아래에서 소정의 간격으로 유지되고 정압이 정화를 위해 가해질 수 있으나 원거리 잉크 공급에서 잉크의 레벨이 저장기내의 잉크의 레벨과 같게 되어야 한다. 게다가, 종래 기술은 저장기 내의 잉크가 어떤 레벨에 놓여있는 원거리 잉크 공급으로부터 저장기의 편리한 재보충을 허용하는 동시에 편리한 방식으로 프린터헤드의 정화를 제공하는 동안, 소정의 레벨로 유지될 수 있는 단순하고 저가인 잉크젯 프린터헤드용 이중 저장기 잉크 공급 시스템을 개시하지 않고, 또한 원거리 잉크 공급을 연결하고 제거하는 간단하고 편리한 장치를 제공하지 못한다.

본 발명은 잉크젯 프린터헤드용 잉크 공급 시스템에 관련된 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 배열된 잉크젯 프린터헤드용 잉크 공급 시스템의 대표적인 실시예를 도시한 개략도; 및

도 2는 원거리 잉크 공급 유닛의 대표적인 실시예를 도시한 분해사시도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점을 극복하는 잉크젯 프린터 헤드용 이중 저장기 잉크 공급 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 필요한 경우 프린터헤드를 정화하고 잉크저장기의 재보충을 편리하고 저렴한 방식으로 잉크저장기를 재보충하면서 프린터헤드로 잉크를 공급하는 잉크저장기 내의 잉크가 정상적으로 소정의 레벨로 유지될 수 있는 잉크젯 프린터헤드용 이중 저장기 진공 잉크 공급시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적은 밸브를 통해 원거리 잉크 공급으로부터 잉크저장기로 잉크를 인출하기 위해 가해지는 진공에 의해 잉크저장기에 연결된 공기 펌프와 원거리 잉크 공급에 연결가능한 잉크저장기를 포함하는 잉크 공급 시스템을 제공함으로써 얻어질 수 있다. 상기 잉크공급기는 잉크저장기 내에 소정의 레벨로 잉크의 존재를 검출하는 잉크 센서를 포함하고, 또한 잉크 공급 시스템은 잉크가 잉크저장기와 같은 레벨로 정상적으로 유지되고 정화저장기 및 잉크저장기를 연결하는 또 다른 밸브가 폐쇄될 때 프린터헤드를 정화하기 위해 압력이 가해질 수 있는 정화저장기를 포함한다. 바람직하게는, 공기 펌프는 원거리 잉크 공급으로부터 재보충을 위한 잉크저장기로 진공을 가하기 위해 제공되고 또 다른 공기 펌프는 정화가 요구될 때 정화저장기내의 잉크에 압력을 가하기 위해 제공된다. 상기 저장기들 사이의 연통을 제어하는 상기 밸브들은 바람직하게는 솔레노이드 밸브들이다. 원거리 잉크 공급의 편리한 교체를 가능하게 하기 위해, 마찰-끼워맞춤 류에르(luer) 연결이 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 첨부되는 도면과 관련하여 다음에 따르는 상세한 설명을 읽음으로써 분명해질 것이다.

도 1에 도시된 본 발명의 전형적인 실시예에 있어서, 잉크젯 프린터헤드(10)는 도면에 개략적으로 도시된 잉크 압력 챔버(16)에 상응하는 잉크에 가해진 압력 펄스에 응답하여 잉크 방울이 선택적으로 분사되는 곳인 오리피스(14)로 형성된 오리피스판(12)을 구비한다. 압력 챔버(16)와 오리피스(14) 사이에 끼워진 필터(18)는 예를 들면, 여기에 참조용으로 첨부되어진 개시물인 계류중인 1994년 4월 22일 출원한 모히니안 출원 제 08/231,102호에서 설명된 바와 같이, 오리피스(14)를 막을 만큼 큰 고체 입자는 걸러지나, 보다 작은 고체 입자는 오리피스를 통과할 수 있도록 설계된다. 각 압력 챔버(16)는 잉크 수용라인(24)에 연결된 필터(22)를 통해 잉크를 차례로 공급받는 내부 프린터헤드 매니폴드(manifold)(20)로부터 잉크를 수용한다.

잉크를 잉크젯 프린터헤드(10)에 공급하기 위해, 공기 통로(30) 및 잉크 필터(32)를 구비하는 원거리 잉크 공급 유닛(28)이 잉크 공급라인(36)에 연결되는 정상 폐쇄 솔레노이드 밸브(34)로 류에르 커넥터(33)를 통해 연결된다. 만약 요구된다면, 솔레노이드 밸브(34)는 라인(36)으로부터 잉크 공급 유닛(28)으로 잉크가 유동하는 것을 막기 위해 체크(check) 밸브로 대체할 수도 있다.

어떠한 오염 물질이 잉크로 유입되어 프린터헤드가 고장을 일으키는 경우 프린터헤드를 보호하고 조립하는 동안에 잉크 공급 유닛으로 유입되는 어떤 고체물질을 걸러내도록 잉크 공급 유닛(28)내의 내부 필터(32)가 구비된다. 이것은 공급 용기를 세척하고 청정 환경에서 공급 유닛을 채우는 필요성을 없앨 수 있다.

류에르 커넥터(33)가 테이퍼된 근접-끼워맞춤 암수 부분 사이에 강한 마찰 끼워맞춤을 형성하여, 이에 의해 잉크 공급 유닛(28)이 시스템으로부터 쉽게 연결되고 분리될 수 있는 간편하면서도 저비용의 구조를 제공한다.

본 발명에 따른 원거리 잉크 공급 유닛의 대표적인 실시예가 도 2에 도시된다. 실시예에 있어서, 잉크 공급 유닛이 플라스틱 컵(80)과 상기 컵의 테두리(84) 둘레를 초음파 용접에 의해 컵을 밀봉시키는 플라스틱 덮개(82)로 구성된다. 상기 덮개(82)는 유닛이 잉크로 채워진 후에 충전 플러그(88)가 유사하게 용접되는 개구(86)를 구비한다.

또한, 튜브(92)가 덮개에 형성된 연결 하우징(94)으로부터 컵의 저부로 연장하고, 공기 통로(90)가 하우징(94)내에 구비된다. 상기 필터(32)는 연결 하우징과 프라스틱 암 류에르 커넥터(96)로 삽입되고, 그런 다음에 예를 들면 초음파 용접과 같은 방법으로 연결 하우징내에 밀봉되게 고정되어서 잉크 공급 유닛(28)의 조립체가 완성된다. 잉크젯 시스템의 설치를 위해, 프린터헤드로 연결되는 잉크 공급라인(36)의 단부에 숫 류에르 케넥터(98)가 도 1에 도시된 방법으로 암 류에르 커넥터(96)로 마찰-끼워맞춤된다. 바람직하게는, 상기 숫 류에르 케넥터(98)는 스테인레스 강으로 만들어진다.

상기 잉크 공급라인(36)이 진공 저장기(38)로 연결되고 또한 정상 개방 솔레노이드 밸브(40)를 통해 정화저장기(42)와 프린터헤드 잉크 수용라인(24)으로 연결된다. 진공 저장기(38)내에 잉크 레벨 센서(44)가 저장기내의 잉크 레벨을 제어하기 위해 구비된다. 진공 저장기(38)내의 잉크 공급을 보충하기 위해, 제어유닛(50)은 선(70)을 통해 신호를 전달하여 검출기(44)로부터 선(45)에 가해진 신호에 의해 나타내어진 것으로 저장기 내의 낮은 잉크레벨의 검출에 응답하여 솔레노이드 밸브(34)를 개방하고, 선(51)을 통해 저장기(38) 밖으로 공기를 빼내는 공기 펌프(52)를 작동시키고, 선(48)을 통해 솔레노이드 밸브(40)를 폐쇄한다. 이것은 개방밸브(34)를 통해 원거리 잉크 공급유닛(28)으로부터 진공 저장기로 잉크를 인출하는 진공 저장기내에 진공을 발생시킨다.

진공 저장기를 다시 채우나 넘치지는 않도록 하면서 소정의 시간이 충분히 흐른 때에, 공기 펌프(52)가 차단되고 밸브(34 및 40)가 정상상태로 복귀한다. 저장기 내에 남아 있는 진공은 공기를 필터(54)와 제한 통로(56)를 통해 대기중으로부터 역으로 저장기내로 인출하여 저장기 내의 잉크를 대기압으로 유지시킨다. 예를 들면 직경이 대략 0.01 인치인 오리피스이거나 감소된 직경 도관부가 될 수도 있는 상기 제한 통로(56)는 공기 펌프(52)를 바이패스시키고 작동시에 공기 펌프(52)가 단락되는 것을 방지할 만큼 충분히 낮고 저장기(38)내의 잉크가 프린터헤드를 사용하는 동안 대기압으로 유지되도록 충분히 높게 공기 유량을 제공한다.

상기 공기 펌프(52)는 예를 들면, 잉크 공급이 저장기(38) 아래에 12인치 이상으로 올라왔을 때 필터(32)를 통해 잉크 공급유닛(28)으로부터 잉크를 인출하는데 적합한 역공기압을 발생시키는 수조로 공기를 공급하는데 사용되는 형태의 간단하면서 저비용의 격막 펌프(diaphragm pump)일 수 있다.

만약 하나 또는 두 개의 펌프 동작 주기 후에 센서(44)의 레벨로 잉크가 도달하지 않는다면, 원거리 잉크 공급유닛(28)이 비어있는 것을 지시하고, 제어유닛(50)이 신호(72)를 발생시켜 조작자에게 원거리 잉크 공급유닛을 바꾸도록 경고한다.

오리피스로부터 잉크가 흐르는 것을 막기 위해 소정의 역레벨로 오리피스(14)에서 잉크의 압력을 제어하기 위해, 진공 저장기내의 잉크 센서(44)가, 예를 들면, 오리피스(14)내에서 수게이지(water guage)로 1 내지 4 인치의 상응하는 역압을 발생시키도록 대략 1 내지 4 인치 간격(62)에 의해 오리피스(14)의 레벨(60) 아래의 레벨(58)로 위치한다.

정화저장기(42)는 공기 펌프(52)와 유사하나 대향하는 방향에 위치하는 공기 펌프(64)에 연결되어 작동시 정화저장기내의 공기를 가압한다. 대략 1인치 직경 또는 감소된 직경 도관부의 오리피스일 수 있는 제한 통로(66)가 공기 펌프를 바이패스하고 대기중으로 연결된 정화저장기를 통해 저장기로 인출된 공기에 의해 오염되는 것을 막기 위해 필터(68)와 통한다. 제한 통로(56)의 경우와 같이, 통로(66)는 공기 펌프(64)의 단락을 막을 수 있을 만큼 충분히 작으나 정화저장기내의 잉크가 시스템 작동시 대기압으로 유지될 수 있도록 충분히 크다. 결과적으로, 솔레노이드 밸브(40)가 개방된 채로 있고 공기 펌프(52 및 64)중 어느 것이라고 작동하지 않는 한, 정화저장기(42)내의 잉크 레벨이 저장기 사이의 잉크 유동이 정지한 후에 진공 저장기(38)내의 레벨과 같게 될 것이다.

만약 오리피스(14)와 프린터헤드내의 관련된 잉크 통로를 세척하기 위해 프린터헤드(10)로부터 잉크를 정화하는 것이 필요하다면, 정상 개방 솔레노이드 밸브(40)는 제어유닛(50)으로부터의 선(70)의 신호에 의해 폐쇄되고 공기 펌프(64)의 동작은 선(72)의 신호에 의해 초기화되어 정화저장기내의 잉크를 가압하고, 프린터헤드내의 잉크의 압력을 증가시켜서 이에 의해 오리피스판내의 오리피스와 프린터헤드내의 인접 통로의 밖으로 잉크를 빠져 나오게하여 공기 방울 또는 찌거기가 있는 통로를 세척한다.

공기 펌프(52 및 64)가 간단하면서 저비용의 격막 펌프일 수 있기 때문에, 본 발명의 잉크 공급 시스템은 원거리 잉크 공급으로부터 잉크저장기로 잉크를 전송하기 위해 종래의 잉크 공급 시스템에서 사용된 것과 같은 실린더와 유체-밀접 관계로 움직이는 피스톤이 요구되는 복잡하고 고비용의 피스톤 형태의 펌프를 없앨 수 있다. 상기에서 기술된 바와 같이, 이러한 공기 펌프에 의해 발생된 역 공기압력은 원거리 잉크 공급이 장치의 어느 곳에나 위치할 수 있도록 실질적으로 잉크저장기의 레벨 아래인 잉크 공급으로부터 임의의 요구되는 잉크 필터를 통해 위쪽으로 인출될만큼 충분히 크게 한다. 게다가, 잉크 공급유닛(28)의 부착 및 제거가 류에르 연결의 사용에 의해 빠르면서도 저비용으로 이루어질 수 있다.

비록 본 발명이 특정 실시예를 참조하여 설명되어 왔지만, 많은 변형 및 변경이 당업자에게는 쉽게 일어날 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 모든 변경 및 변형들은 본 발명의 의도된 범위에 포함된다.

Claims

잉크젯 프린터 헤드용 잉크 공급장치에 있어서,

잉크젯 프린터헤드로 잉크를 공급하기 위해 잉크젯 프린터헤드에 연결된 잉크저장기;

잉크가 상기 잉크저장기로부터 잉크공급용기로 통과하는 것을 막기 위해 배치된 공급 밸브를 통하여 상기 잉크저장기에 연결된 잉크공급용기; 및

상기 잉크공급용기로부터 상기 잉크저장기로 잉크를 인출하기 위해 상기 잉크저장기내에 진공을 발생시키는 상기 잉크저장기에 연결된 공기 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 1항에 있어서,

공기 펌프가 작동하지 않을 때 대기압으로 상기 저장기내의 잉크를 유지하기 위해 공기 펌프를 바이패스시키고 대기중으로 개방되는 제한 공기 통로를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 2항에 있어서,

상기 제한 통로가 대기와 연통하는 곳에 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 공급 밸브는 솔레노이드밸브인 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 공급 밸브는 체크 밸브인 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 1항에 있어서,

잉크가 잉크 공급 용기로부터 잉크저장기로 인출될 때 잉크내의 고체 오염물질이 잉크저장기로 흐르는 것을 방지하기 위해 잉크 공급용기내에 필터가 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 1항에 있어서,

상기 잉크저장기를 잉크젯 프린터헤드에 연결하는 잉크 공급라인과;

잉크 공급라인에 연결된 정화저장기; 및

정화하는 동안 그리고 진공이 상기 잉크저장기내에 발생시 근접하여 배치된 잉크저장기와 정화저장기 사이의 잉크 공급라인내에 정상 개방 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크공급장치.
제 7항에 있어서,

프린터헤드 내의 잉크가 잉크젯 오리피스를 통해 분사되어지도록 공급라인 과 이에 연결된 프린터헤드내 잉크의 압력을 상승시키기 위해 정화저장기에 가압된 공기를 공급하도록 배치된 추가 공기 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 8항에 있어서,

정화저장기를 대기중으로 연결하고 상기 추가 공기 펌프를 바이패스시키는 제한 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 9항에 있어서,

정화저장기가 대기중으로 연통하는 곳을 통해 정화저장기와 대기 사이에 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 1항에 있어서,

잉크저장기내의 잉크 레벨 센서; 및

상기 잉크 레벨 센서로부터 수신된 신호에 의해 공기 펌프의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 10항에 있어서,

상기 제어유닛은 공기 펌프의 작동을 제어하여 잉크 레벨 센서가 제어유닛으로 신호를 전송한 후에 소정 시간 주기 동안에 잉크를 잉크저장기로 인출되도록 하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 12항에 있어서,

잉크 레벨 센서에 의해 검출되는 잉크저장기내의 잉크의 레벨이 잉크젯 헤드내의 오리피스에서 소정의 역 액체 압력 헤드를 공급하기 위해 잉크젯 프린터헤드내의 오리피스의 레벨 아래 위치에 위치하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 1항에 있어서,

잉크 공급 용기를 공급 밸브로 연결하는 잉크 흡입라인; 및

잉크 공급 용기의 부착 및 제거를 용이하게 하기 위한 잉크 흡입라인내의 류에르 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 용기.
잉크젯 프린터헤드용 잉크 공급 장치에 있어서,

잉크 용기;

상기 잉크 용기내의 공기 통로;

잉크가 인출되는 잉크 용기 통로로부터의 잉크 배출구; 및

상기 잉크 용기로부터 잉크젯 프린터헤드용 잉크 흡입라인으로 상기 잉크배출구를연결하기 위한 류에르 연결 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 15항에 있어서,

잉크 용기로부터의 잉크 배출구내에 잉크 필터가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 15항에 있어서,

상기 잉크 용기는

플라스틱 컵; 및

프라스틱 덮개를 포함하고,

상기 플라스틱 컵 및 플라스틱 덮개가 상기 플라스틱 컵의 주변 둘레로 서로 용접되는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 15항에 있어서,

잉크 용기로부터의 잉크 배출구가 암 류에르 케넥터를 포함하고 잉크 흡입라인이 숫 류에르 케넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 18항에 있어서,

잉크 용기 및 암 류에르 커넥터로부터 잉크 배출구가 플라스틱 물질로 만들어지고 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.
제 18항에 있어서,

숫 류에르 커넥터는 스테인레스 강으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 장치.