KR20030031247A - 프린트헤드 크리닝장치 및 이를 채용한 잉크젯 프린터 - Google Patents

프린트헤드 크리닝장치 및 이를 채용한 잉크젯 프린터 Download PDF

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KR20030031247A
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Abstract

잉크분사노즐에서 잉크를 분사하여 용지에 프린팅하는 프린팅위치와 잉크분사노즐의 크리닝을 위한 크리닝위치 사이에서 이동 가능한 프린트헤드가 크리닝위치에 위치될 때, 잉크분사노즐을 초음파를 이용하여 크리닝하기 위한 크리닝장치에 있어서, 세척액이 저장되는 세척액 저장탱크와; 크리닝위치에 놓인 프린트헤드의 하측에 위치되게 설치되며, 세척액 출입구를 가지며, 저장탱크에서 공급된 세척액이 잉크분사노즐과 소정 간격 마주하도록 상면이 개방된 크리닝수조와; 저장탱크의 체척액을 크리닝수조로 공급하기 위한 공급부; 및 크리닝수조 내에 설치되며, 소정 전원으로부터 공급되는 전압에 의해 소정 크기의 초음파를 발생시켜 크리닝수조 내의 세척액이 잉크분사노즐에 접촉되게 물기둥을 형성하여 크리닝하도록 하는 초음파 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치 및 이를 채용한 잉크젯 프린터가 개시된다.

Description

프린트헤드 크리닝장치 및 이를 채용한 잉크젯 프린터{Printhead cleaning apparatus and ink jet printer having the same}
본 발명은 프리트헤드 크리닝장치 및 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프린트 헤드의 잉크 분사노즐의 막힘을 방지하기 위한 프린트헤드 크리닝장치 및 이를 채용한 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린터는, 메인프레임에 잉크카트리지를 가지는 캐리지가 왕복이동 가능하게 설치된다. 상기 캐리지는 타이밍벨트 및 가이드샤프트에 지지된 채 소정 이동수단에 의해 왕복이동된다. 상기 잉크카트리지는 하측에 프린트헤드를 가진다. 상기 프린트헤드는 피딩롤러에 의해 이송되는 인쇄용지에 소정 헤드갭을 사이에 두고 설치되며, 이동시 잉크를 분사하여 화상을 프린팅한다. 즉, 프린트헤드는 인쇄용지 위에서 소정 거리에서 잉크를 잉크분사노즐을 통해 분사하고, 분사된 잉크는 인쇄용지에 옮겨져 화상으로 나타나게 된다. 여기서, 상기 잉크분사노즐에서의 잉크 분사동작은 프린터의 제어부에서 입력된 화상정보에 따라 적절히 제어된다.
상기 구성에서, 상기 잉크분사노즐에는 프린트동작을 수행한 뒤에, 잉크가 잔류하게 된다. 그런데, 프린트를 장시가 사용하지 않을 경우, 잉크분사노즐에 잔류하던 잉크가 응고되는 경우가 발생된다. 이 경우, 잉크분사노즐이 응고된 잉크에의해 부분적으로 또는 전체적으로 막히게 되어 프린트 동작시 잉크를 적절한 양만큼 분사하지 못하게 되는 경우가 있어서, 인쇄품질이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 잉크분사노즐은 잉크뿐만 아니라 먼지 등의 이물질에 의해서도 막힐 수 있다. 이 경우에도, 인쇄품질에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 잉크분사노즐이 막히는 것을 방지하기 위한 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 프린트헤드의 잉크분사노즐의 막힘을 억제할 수 있는 프린트헤드 크리닝장치 및 잉크젯 프린터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터를 나타내 보인 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린터의 개략적인 정면도.
도 3은 도 2의 캐리지를 발췌하여 나타내 보인 개략적인 도면.
도 4는 도 1에 채용된 프린트헤드 크리닝장치를 발췌하여 나타내 보인 개략적인 사시도.
도 5 내지 도 7 각각은 프린트헤드 크리닝장치를 이용하여 프린트헤드를 크리닝하는 동작을 설명하기 위한 개략적인 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10..메인프레임 11..가이드샤프트
13..베이스 프레임 20..캐리지
21..캐리지본체 23..잉크카트리지
30..프린트헤드 31..잉크분사노즐
40..크리닝유닛 41..저장탱크
43..크리닝수조 45..공급부
46..세척액 공급경로 47..공급펌프
48..초음파 소자 49..세척액 배출경로
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프린트헤드 크리닝장치는, 잉크분사노즐에서 잉크를 분사하여 용지에 프린팅하는 프린팅위치와 상기 잉크분사노즐의 크리닝을 위한 크리닝위치 사이에서 이동 가능한 프린트헤드가 상기 크리닝위치에 위치될 때, 상기 잉크분사노즐을 초음파를 이용하여 크리닝하기 위한 크리닝장치에 있어서, 세척액이 저장되는 세척액 저장탱크와; 상기 크리닝위치에 놓인 프린트헤드의 하측에 위치되게 설치되며, 세척액 출입구를 가지며, 상기 저장탱크에서 공급된 세척액이 상기 잉크분사노즐과 소정 간격 마주하도록 상면이 개방된 크리닝수조와; 상기 저장탱크의 체척액을 상기 크리닝수조로 공급하기 위한 공급부; 및 상기 크리닝수조 내에 설치되며, 소정 전원으로부터 공급되는 전압에 의해 소정 크기의 초음파를 발생시켜 상기 크리닝수조 내의 세척액이 상기 잉크분사노즐에 접촉되게 물기둥을 형성하여 크리닝하도록 하는 초음파 소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크젯 프린터는, 가이드 샤프트가 설치된 메인프레임과; 상기 가이드 샤프트를 따라 왕복이동되며, 프린팅동작이 이루어지는 프린팅위치를 중심으로 좌우 각각의 홈위치 및 크리닝위치 사이에서 이동 가능한 캐리지와; 상기 캐리지에 장착되어 함께 이동되며 하측에는 잉크를 분사하여 용지에 프린팅하는 잉크분사노즐을 가지는 프린트헤드와; 상기 크리닝위치에 설치되어 그 크리닝위치로 이동된 프린트헤드의 잉크분사노즐을 초음파를 이용하여 세척해내는 프린트 헤드 크리닝유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 공급부는, 상기 저장탱크와 상기 유출입구를 연결하는 세척액 공급경로; 및 상기 체척액 공급경로에 설치되어 펌핑력을 제공하는 체척액 공급펌프;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 세척액 유출입구는 상기 크리닝수조의 바닥에 배치되며, 상기 크리닝수조의 내벽은 상기 유출입구쪽으로 경사지게 형성되어 크리닝에 사용된 세척액이 상기 유출입구로 흘러내리도록 된 것이 좋다.
또한, 상기 크리닝수조로 공급된 세척액과 상기 잉크분사노즐 사이의 간격을 일정하게 유지시키도록, 상기 크리닝수조 내의 소정 높이에 형성된 세척액 배출구와 상기 저장탱크를 연결하는 세척액 배출경로를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 초음파 소자는 상기 크리닝수조의 바닥에 설치되며, 상기 초음파 소자와 크리닝수조 사이에는 실링부재가 설치된 것이 좋다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치를 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프린트헤드 크리닝장치가 채용된 잉크젯 프런터의 개략적인 사시도이다. 도 1을 참조하면, 잉크젯 프린터는 가이드 샤프트(11)를 가지는 메인프레임(10)과, 상기 가이드 샤프트(11)에 왕복이동 가능하게 설치되는 캐리지(20)와, 상기 캐리지(20)의 하측에 마련되는 프린트헤드(30)와, 상기 프린트헤드(30)의 잉크분사노즐을 크리닝하기 위한 크리닝유닛(40)을 구비한다.
상기 메인프레임(10)은 프린터의 골격을 이룬다. 이 메인프레임(10)에는 가이드샤프트(11)의 하측에 위치되게 베이스프레임(13)이 설치된다. 이 베이스프레임(13)에는 인쇄될 용지를 이송시키기 위한 피딩롤러(미도시)가 마련된다. 여기서, 상기 베이스 프레임(13)의 길이는 대략 용지의 폭에 대응되는 것으로, 상기 프린트헤드(30)는 왕복이동시 베이스 프레임(13)에 대응되는 구간에서 잉크를 분사하여 프린팅동작을 수행하게 된다.
상기 캐리지(20)는 미도시된 이송수단에 의해 가이드 샤프트(11) 상에서 왕복 이동된다. 구체적으로, 캐리지(20)는 베이스 프레임(13)에 대응되는 중심부를 오가며 프린팅동작을 수행하는 프린팅위치(P)와, 상기 프린팅위치(P)를 중심으로 좌측의 크리닝위치(C) 및 우측의 홈위치(H) 사이에서 이동된다. 상기 캐리지(20)는 가이드 샤프트(11)에 지지되는 캐리지본체(21)와, 상기 캐리지 본체(21)에 착탈가능하게 장착되는 잉크카트리지(23)를 구비한다.
상기 프린트헤드(30)는 캐리지(20)의 하측에 설치되며, 잉크카트리지(23)에서 공급되는 잉크를 베이스 프레임(13)의 상부로 통과하는 용지에 분사하여 화상을 인쇄한다. 도 3을 참조하면, 상기 프린트헤드(30)는 미도시된 제어부에 의해 콘트롤되면서 잉크를 분사하는 잉크분사노즐(31)을 가진다.
상기 크리닝유닛(40)은 상기 크리닝위치(C)로 이동된 프린트헤드(30)의 잉크분사노즐(31)을 초음파를 이용하여 크리닝하기 위한 것이다. 이러한 크리닝유닛(40)은 도 4에 도시된 바와 같이, 세척액이 저장되는 세턱액 저장탱크(41)와, 상기 저장탱크(41)의 상측에 설치되는 크리닝수조(43)와, 상기 저장탱크(41)의 세척액을 상기 크리닝수조(43)로 공급하기 위한 공급부(45) 및 초음파 소자(48)를 구비한다.
상기 저장탱크(41)는 상기 크리닝위치(C)에 대응되게 메인프레임(10)에 설치된다. 이 저장탱크(41)에 저장되는 세척액은 상기 잉크분사노즐(31)을 세척함으로써, 잉크분사노즐(31)에서 굳어진 잉크잔류물이나 용지 지분과 같은 이물질을 제거하기 위한 것이다. 이 세척액은 물 또는 소정의 액체 세정제가 될 수 있다.
상기 크리닝수조(43)는 상기 크리닝위치(C)에 놓인 프린트헤드(30)의 하측에 위치되게 메인프레임(10)에 설치된다. 또한, 크리닝수조(43)는 저장탱크(41)의 상측에 설치된다. 이 크리닝수조(43)는 상면이 개방됨으로써, 공급부(45)에 의해 공급된 체척액이 프린트헤드(30)와 소정 간격을 두고 마주하게 된다. 또한, 크리닝수조(43) 내에는 세척액출입구(43a)와, 세척액 배출구(43b)가 형성된다. 상기 세척액 출입구(43a)는 크리닝수조(43)의 바닥에 마련되며, 상기 공급부(45)의 구동시 수조내로 세척액을 내보낸다. 반대로, 프린트헤드(30)의 크리닝작업이 끝나면 크리닝수조(43) 내의 세척액은 세척액 출입구(43a)를 통해 배출되어 저장탱크(41)로 회수된다. 상기 세척액 배출구(43b)는 세척액 출입구(43a)보다 높은 위치에 마련된다. 이 세척액 배출구(43b)는 크리닝수조(43) 내에서 세척액이 소정 높이 이상으로 저장되는 것을 방지하기 위한 것이다. 따라서, 크리닝수조(43) 내로 공급되는 세척액의 공급량이 정확하거나 일정하지 않더라도, 세척액이 일정 높이 이상이 되면 세척액 배출구(43b)를 통해 배출되어 저장탱크(41)로 회수됨으로서, 크리닝수조(43) 내의 세척액을 일정한 수위로 조절할 수 있게 된다. 따라서, 체척액과 프린트헤드(30) 사이의 간격을 일정하기 유지시킬 수 있게 된다. 또한, 크리닝수조(43)의 내벽은 세척액 유출입구(43a) 쪽으로 경사지게 형성된다. 따라서, 자중에 의해 크리닝수조(43) 내의 세척액이 유출입구(43a) 쪽으로 흘러내리게 되어 세척액을 용이하게 배출시킬 수 있다.
상기 공급부(45)는 저장탱크(41)와 상기 유출입구(43a)를 연결하는 세척액 공급경로(46)와, 상기 세척액 공급경로(46)에 설치되는 세척액 공급펌프(47)를 구비한다. 상기 공급펌프(47)는 메인프레임(10)에 설치되며, 구동시 저장탱크(41)에 저장된 세척액을 크리닝수조(43)로 강제 펌핑하게 된다. 여기서, 상기 세척액 공급경로(46)는 저장탱크(41)의 세척액을 크리닝수조(41)로 공급함은 물론이고, 크리닝수조(41)로부터 다시 세척액을 저장탱크(41)로 자중에 의해 흘러내릴 수 있도록 한다.
또한, 상기 저장탱크(41)와 세척액 배출구(43b)를 연결하는 세척액배출경로(49)가 더 설치된다. 상기 배출경로(49)는 상기 공급경로(46)와 마찬가지로, 플랙시블한 호스일 수 있다.
상기 초음파 소자(48)는 크리닝수조(43)의 바닥에 설치된다. 이 초음파소자(48)는 일반적으로 널리 알려진 고주파 발진소자로서 소정 전원으로부터 공급되는 전압에 의해 소정 크기의 고주파를 발진시킨다. 여기서, 상기 초음파 소자(48)에서 발진되는 고주파는 약 500KHz ∼ 2MHz 정도의 크기인 것이 바람직하다. 또한, 초음파 소자(48)는 원형 또는 사각형 등과 같이 그 형상에는 구애받지 않는다.
또한, 크리닝수조(43)와 초음파 소자(48) 사이에는 고무재질로 된 실링부재(50)가 설치되어, 그 사이의 기밀을 유지하게 된다.
상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 프린터는 프린팅동작을 수행하지 않을 때는 도 2에 도시된 바와 같이, 캐리지(20)와 함께 프린트헤드(30)가 홈위치(H)에 위치된다. 이 위치에서는 프린팅동작을 위한 대기 상태로서, 와이핑(wiping) 수단에 의해 크리닝될 수도 있다.
한편, 프린트헤드(30)가 상기와 같은 대기 상태로 장시간 방치되면, 이전의 프린팅동작시 잉크분사노즐(31)에 잔류하던 잉크가 건조되어 굳어질 수 있다. 따라서, 굳어진 잉크잔류물이나 이물질에 의해 잉크분사노즐(31)의 일부가 막히는 현상이 발생될 수 있다. 따라서, 장시간 프린터를 사용하지 않았을 경우, 사용자는 몇 장의 테스트용지에 테스트패턴을 인쇄하도록 한 후, 용지에 인쇄되는 테스트패턴에부분적으로 소위 인쇄빠짐 현상이 발생했는지 확인할 수 있다.
그리고, 테스트패턴에서 인쇄빠짐 현상이 확인되면, 사용자는 별도로 마련되는 프린트헤드 크리닝메뉴얼을 클릭하거나, 기능키를 조작하여 크리닝동작을 하게 된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 크리닝모드시, 캐리지(20)는 크리닝위치(C)로 이동된다. 이 상태에서 공급펌프(47)를 구동시켜 저장탱크(41)로부터 세척액을 크리닝수조(43)로 공급한다. 그러면, 크리닝수조(43)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 배출구(43b)의 높이만큼 세척액이 충만하게 되고, 그 이상의 세척액은 배출구(43b)를 통해 저장탱크(41)로 회수된다. 이 때, 상기 세척액의 표면과 잉크분사노즐(31)의 면과는 약 0.5mm∼ 10mm 사이로 유지되는 것이 바람직하다. 이 간격은 상기 배출구(43b)의 높이에 따라 결정될 수 있고, 또한 크리닝수조(43)의 설치위치에 따라서도 결정될 수 있다.
한편, 상기와 같이 크리닝수조(43)에 세척액을 공급하는 동안, 초음파 소자(48)에 전압을 공급하게되면, 초음파 소자(48)에서는 소정 크기의 고주파를 발진하게된다. 그러면, 도 7에 도시된 바와 같이, 고주파에너지에 의해 잉크분사노즐(31)과 사이에 세척액으로 된 물기둥이 형성된다. 따라서, 고주파 에너지를 가진 세척액이 잉크분사노즐(31)에 접촉되고, 잉크분사노즐(31) 내에 건조되어 굳어있던 잉크잔물이나 이물질이 세척액에 의해 세척되어 제거된다.
상기와 같이 초음파를 이용하여 잉크분사노즐(31)을 세척하고 나면, 공급펌프(47)의 구동을 중단한다. 그러면, 크리닝수조(43) 내의 세척액이 자중에 의해 유출입구(43a)를 통해 저장탱크(41)로 흘러내려 회수된다. 이 때, 크리닝수조(43)의내벽이 유출입구(43a) 쪽으로 경사지게 형성되어 있으므로, 세척액이 쉽게 흘러내리게 된다.
또한, 상기 프린트헤드(30)의 잉크분사노즐(31)에 묻은 세척액은 홈위치(H)로 이동되어 와이핑수단에 의해 크리닝될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 프린팅동작 전에 잉크분사노즐(31)의 막힘을 프린터 셋트 내에서 손쉽게 제거할 수 있다. 그리고, 잉크분사노즐(31)의 막힘을 제거함으로써, 프린트되는 화상의 질을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 프린트헤드 크리닝장치 및 잉크젯 프린터에 따르면, 프린터 셋트 내에 프린트헤드 크리닝장치를 고정시킨 상태로 프린트헤드를 이동시켜 크리닝하게 되므로, 프린트헤드를 이동시키기 위한 별도의 구동장치 없이 기존의 캐리어 이송수단을 이용하여 용이하게 크리닝동작을 수행할 수 있다.
또한, 고주파에 의한 세척액 물기둥을 이용하여 잉크분사노즐의 막힘을 제거할 수 있게 되고, 그로 인해 프린팅시 잉크를 균일하게 분사할 수 있어 프린트되는 화상의 질이 향상된다.

Claims (7)

  1. 잉크분사노즐에서 잉크를 분사하여 용지에 프린팅하는 프린팅위치와 상기 잉크분사노즐의 크리닝을 위한 크리닝위치 사이에서 이동 가능한 프린트헤드가 상기크리닝위치에 위치될 때, 상기 잉크분사노즐을 초음파를 이용하여 크리닝하기 위한 크리닝장치에 있어서,
    세척액이 저장되는 세척액 저장탱크와;
    상기 크리닝위치에 놓인 프린트헤드의 하측에 위치되게 설치되며, 세척액 출입구를 가지며, 상기 저장탱크에서 공급된 세척액이 상기 잉크분사노즐과 소정 간격 마주하도록 상면이 개방된 크리닝수조와;
    상기 저장탱크의 체척액을 상기 크리닝수조로 공급하기 위한 공급부; 및
    상기 크리닝수조 내에 설치되며, 소정 전원으로부터 공급되는 전압에 의해 소정 크기의 초음파를 발생시켜 상기 크리닝수조 내의 세척액이 상기 잉크분사노즐에 접촉되게 물기둥을 형성하여 크리닝하도록 하는 초음파 소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공급부는,
    상기 저장탱크와 상기 유출입구를 연결하는 세척액 공급경로; 및
    상기 체척액 공급경로에 설치되어 펌핑력을 제공하는 체척액 공급펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 세척액 유출입구는 상기 크리닝수조의 바닥에 배치되며,
    상기 크리닝수조의 내벽은 상기 유출입구쪽으로 경사지게 형성되어 크리닝에사용된 세척액이 상기 유출입구로 흘러내리도록 된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 크리닝수조로 공급된 세척액과 상기 잉크분사노즐 사이의 간격을 일정하게 유지시키도록, 상기 크리닝수조 내의 소정 높이에 형성된 세척액 배출구와 상기 저장탱크를 연결하는 세척액 배출경로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 초음파 소자는 상기 크리닝수조의 바닥에 설치되며, 상기 초음파 소자와 크리닝수조 사이에는 실링부재가 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 프린트헤드 크리닝장치.
  6. 가이드 샤프트가 설치된 메인프레임과;
    상기 가이드 샤프트를 따라 왕복이동되며, 프린팅동작이 이루어지는 프린팅위치를 중심으로 좌우 각각의 홈위치 및 크리닝위치 사이에서 이동가능한 캐리지와;
    상기 캐리지에 장착되어 함께 이동되며 하측에는 잉크를 분사하여 용지에 프린팅하는 잉크분사노즐을 가지는 프린트헤드와;
    상기 크리닝위치에 설치되어 그 크리닝위치로 이동된 프린트헤드의 잉크분사노즐을 초음파를 이용하여 세척해내는 프린트 헤드 크리닝유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 프린트헤드 크리닝유닛은,
    상기 크리닝위치에 이동되는 프린트헤드보다 낮은 위치에 위치되게 상기 메인프레임에 설치되며 세척액이 저장되는 세척액 저장탱크와;
    상기 크리닝위치에 놓인 프린트헤드와 상기 저장탱크 사이에 위치되게 상기 메인프레임에 고정되며, 상기 저장탱크에서 공급된 세척액이 상기 잉크분사노즐과 소정 간격 마주하도록 상면이 개방된 크리닝수조와;
    상기 저장탱크의 체척액을 상기 크리닝수조로 공급하도록 상기 메인 프레임에 설치되는 공급부; 및
    상기 크리닝수조 내에 설치되며, 소정 전원으로부터 공급되는 전압에 의해 소정 크기의 초음파를 발생시켜 상기 크리닝수조 내의 세척액이 상기 잉크분사노즐에 접촉하여 크리닝하도록 하는 초음파 발생소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
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