KR200164966Y1 - 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 전원과 연결되는 다수 개의 도체빔과, 상기 도체빔들의 하부에 설치되는 마그네트와, 상기 도체빔들 사이마다에 잉크가 수납되는 공간을 이루는 잉크 챔버와, 상기 도체빔들의 상부에 복개되며 다수개의 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트로 구성되어 상측에 노즐 오리피스를 구비한 노즐 플레이트가 설치됨으로써 톱 슈팅 방식으로 잉크가 분사되는 것이며, 전체 구조가 간소화되고, 잉크의 토출이 정확하게 이루어지는 효과가 있으며, 또한, 도체빔들간의 서로 마주보는 도체빔이 엇갈리게 배치되어 노즐 오리피스간의 간격 변경이 용이해져 다양한 해상도를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Description

잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치
본 고안은 전자기력에 의하여 작동되는 원 빔(one beam)형 도체를 이용하여 잉크를 연속적으로 분사하도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치에 관한 것으로, 특히 톱 슈팅(TOP SHOOTING) 방식으로 잉크를 분사하도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치이다.
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 같은, 자기력과 정전기력을 이용하여 영구자석(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, 헤드의 가격이 고가이기 때문에 양산 수율이 저조하다는 문제가 있다.
또한, 서멀 방식은 헤드의 수명이 짧고, 해상도가 떨어지며, 잉크의 호환성이 저조하고, 구조가 복잡하다는 문제가 있다.
그리고 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 고안의 목적은 간소한 구조를 갖는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치를 제공함에 있다.
본 고안의 다른 목적은 정확한 잉크 분사 동작을 구현하여 잉크의 소모량을 줄이도록 한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치를 제공함에 있다.
본 고안의 또 다른 목적은 노즐간의 간격조절이 자유롭도록 하여 다양한 해상도를 얻을 수 있는 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 고안에 의한 잉크 분사 방식의 구성을 개략적으로 보인 사시도.
도 6은 도 5에서 노즐 플레이트를 제거한 상태에서의 평면도.
도 7은 도 5의 노즐 오리피스 부위의 단면도.
도 8은 잉크 분사시의 도체빔의 동작 상태를 보인 평면도.
( 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 )
11,11',11"... ; 도체빔 12,12',12"... ; 도체빔
13 ; 마그네트 14 ; 잉크 챔버
15 ; 노즐 플레이트 16,16',16"... ; 노즐 오리피스
상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치는 전원과 연결되는 다수 개의 도체빔과, 상기 도체빔들의 하부에 설치되는 마그네트와, 상기 도체빔들 사이마다에 잉크가 수납되는 공간을 이루는 잉크 챔버와, 상기 도체빔들의 상부에 복개되며 다수개의 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 도체빔들 중 마주보는 도체빔들은 서로 엇갈리게 배치되어 양측에 인접되는 도체빔과의 간격폭의 1/2의 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
이하, 상기한 바와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.
첨부도면 도 5는 본 고안에 의한 잉크 분사 방식의 구성을 개략적으로 보인 사시도이고, 도 6은 도 5에서 노즐 플레이트를 제거한 상태에서의 평면도이며, 도 7은 도 5의 노즐 오리피스 부위의 단면도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 고안의 실시예는 잉크의 분사 메카니즘을 전자기력에 의한 분사 메카니즘을 사용하는 것으로, 잉크를 수직 상방향으로 분사시키는 톱 슈팅(TOP SHOOTING) 방식이 제공된다.
전자기력에 의한 잉크 분사 메카니즘은 상하부에 마그네트가 구비되고, 그 사이에서 전류가 흐르는 도체로서의 단일 빔들을 다수 개 배치한 것이다.
그런데 본 고안에 의한 톱 슈팅 방식의 잉크 분사 구조는 도체빔(11,11',11"...)(12,12',12"...)의 하부측에만 마그네트(13)를 구비하여도 무방하다. 이는 도체빔(11,11',11"...)(12,12',12"...)들의 두께 및 간격이 500μm이하의 단위이므로 하나의 마그네트(13)만으로도 충분히 전자기력에 의한 도체빔의 동작이 가능하기 때문이다.
도체빔(11,11',11"...)과 도체빔(12,12',12"...)은 서로 엇갈리게 배열되어 있어 도체빔(11)과 (12)의 간격이 도체빔 (11)과 (11') 또는 도체빔 (12)과 (12')의 간격폭의 1/2이 되도록 한다.
이처럼 배열되는 다수의 도체빔(11,11',11"...)(12,12',12"...)들은 서로 이웃하는 빔끼리는 항시 반대 방향으로 전류가 인가되기 때문에 전원에서 공급되는 전류에 의하여 자속의 방향이 교대로 변경되어 인접하는 빔들끼리 서로 인력이 작용한다.
각 도체빔의 단면구조는 빔의 일단부에 전원이 연결되어 있고, 타단부에는 전류 경로가 형성되어 전원과 연결됨으로써 폐회로를 구성한다.
여기서 본 고안에 의한 톱 슈팅 방식의 잉크 분사 구조는 인접된 다수의 도체빔(11,11',11"...)(12,12',12"...)들의 상면에 다수의 노즐 오리피스(16,16',16"...)가 형성된 노즐 플레이트(15)를 구비한 것이다.
따라서 도체빔(11,11',11"...)(12,12',12"...)들의 몸체와 몸체 사이의 공간이 잉크가 수납되는 잉크 챔버(14)의 역할을 하여 노즐 플레이트(15)의 노즐 오리피스(16,16',16"...)를 통해 수직 상방향으로 잉크가 분사되도록 구성한다.
이와 같이 구성되어 있는 본 고안의 작용을 설명한다.
본 고안은 의한 도체인 다수 개의 빔(11,11',11"...) (12,12',12"...)들의 하부에 마그네트(13)가 구비되어 있기 때문에 각 도체빔(11,11',11"...) (12,12',12"...)들에 서로 상이한 전류를 인가하면 마그네트(16)의 직각방향으로 각각의 도체빔에 전자력이 발생된다.
따라서 각각 도체빔(11,11',11"...)(12,12',12"...)들은 전류의 인가 방향에 따라 좌측으로 휘어지거나, 우측으로 휘어지게 된다.
이와 같이 서로 인접되는 도체빔이 휘어지면서 서로 인력이 작용되어 빔과 빔 사이에 수납되어 있는 잉크가 상측에 구비되는 노즐 플레이트(15)의 노즐 오리피스(16,16',16"...)를 통해 수직 상방으로 토출되는 것이다.
이러한 노즐 플레이트(15)에서의 노즐 오리피스(16,16',16"...)는 가공이 용이하기 때문에 잉크가 토출되는 간격을 변경시키기가 쉬워 소비자가 요구하는 다양한 종류의 해상도를 얻을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치는 전자기력을 이용하여 잉크를 분사하는 방식의 잉크 분사 구조에서 상측에 노즐 오리피스를 구비한 노즐 플레이트가 설치되어 톱 슈팅 방식으로 잉크가 분사되도록 한 것으로, 특히 구조가 간소화되고, 잉크의 토출이 정확하게 이루어지는 효과가 있다.
또한, 노즐 오리피스간의 간격 변경이 용이해져 다양한 해상도를 얻을 수 있는 이점이 있다.
본 고안의 실시예에서는 도체빔의 직선형의 빔으로 형성된 도체빔을 설명하였으나, 브리지형의 빔을 사용하더라도 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있게 되는 것으로, 이에 본 고안은 상기 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 고안의 청구범위에 기재된 기술사상의 범위 내에서 얼마든지 변형가능한 것이다.

Claims (2)

  1. 전원과 연결되는 다수 개의 도체빔과,
    상기 도체빔들의 하부에 설치되는 마그네트와,
    상기 도체빔들 사이마다에 잉크가 수납되는 공간을 이루는 잉크 챔버와,
    상기 도체빔들의 상부에 복개되며 다수개의 노즐 오리피스가 형성된 노즐 플레이트를
    포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체빔들 중 마주보는 도체빔들은 서로 엇갈리게 배치되어 양측에 인접되는 도체빔과의 간격폭의 1/2의 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 분사 장치.
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