KR20070010798A

KR20070010798A - 어레이 잉크젯 헤드 및 이를 적용한 잉크젯 화상형성장치

Info

Publication number: KR20070010798A
Application number: KR1020050065702A
Authority: KR
Inventors: 이영수; 이재철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-01-24
Also published as: CN1899824A; KR100708165B1; US20070019038A1

Abstract

어레이 잉크젯 헤드 및 이를 적용한 잉크젯 화상형성장치가 개시된다. 개시된 어레이 잉크젯 헤드는 노즐부에 복수의 프린팅헤드가 각각 장착될 수 있도록 복수의 장착홈이 형성되어 있으며, 장착홈에는 프린팅헤드와 직접 접촉하여 프린팅헤드로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있는 것으로, 베이스와 베이스에 부착되어 있으며, 프린팅헤드와 직접 접촉할 수 있도록 장착홈의 상면으로부터 소정높이 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 흡수부를 포함하는 흡열수단을 구비한다.

Description

어레이 잉크젯 헤드 및 이를 적용한 잉크젯 화상형성장치{Array ink-jet head and ink-jet image forming apparatus using the same}

도 1은 종래의 셔틀방식 잉크젯 프린팅헤드의 구조를 개략적으로 도시한 분리 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 셔틀방식 잉크젯 프린팅헤드가 조립된 상태를 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 어레이 잉크젯헤드가 장착된 잉크젯 화상형성장치의 개략적인 구성을 도시한 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 어레이 잉크젯 헤드의 노즐부의 구성을 도시한 분리사시도,

도 5는 도 4에 도시된 노즐부의 일부를 확대 도시한 부분확대도,

도 6은 도 5에 도시된 Ⅴ-Ⅴ'를 따라 본 단면도,

도 7은 도 4에 도시된 노즐부의 저면을 도시한 저면도,

도 8은 도 7에 도시된 노즐부의 저면의 일부를 확대 도시한 부분확대도,

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡열수단을 도시한 사시도,

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡열수단을 도시한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

150...어레이 잉크젯 헤드 151...노즐부

152...장착홈 153...프린팅헤드

154...잉크채널 155...잉크유입구

156...접착제 160,260...흡열수단

161,261...베이스 162,262...흡수부

163...연결부

본 발명은 잉크젯 화상형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프린팅헤드로부터 방출되는 열을 흡열할 수 있는 흡열수단을 구비하는 잉크젯 화상형성장치에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 화상형성장치는 용지에 소정 간격으로 이격된 잉크젯 프린팅헤드로부터 잉크를 토출하여 용지에 화상을 형성하는 장치를 말한다. 용지의 이송방향과 직각인 용지의 폭 방향으로 왕복 주행하여 용지에 잉크를 토출하는 잉크젯 프린팅헤드(일명 셔틀방식의 잉크젯 프린팅헤드)를 많이 채용하고 있으나, 근래에는 용지의 폭에 해당되는 길이를 갖는 노즐부를 구비하여 용지에 잉크를 토출하는 잉크젯 프린팅헤드(일명 라인방식의 잉크젯 프린팅헤드)를 채용하여 고속 인쇄를 구현하려는 시도가 행하여지고 있다.

도 1은 종래의 셔틀방식 잉크젯 프린팅헤드의 구조를 개략적으로 도시한 분 리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 셔틀방식 잉크젯 프린팅헤드가 조립된 상태를 도시한 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 용지의 폭 방향으로 왕복 주행하는 캐리지(6)의 하면에는 장착홈(7)이 마련되어 있다. 잉크가 유입되는 잉크유로(미도시)가 형성되어 있으며, 프린팅헤드(1)가 장착될 수 있는 프린팅헤드장착홈(3)이 형성되어 있는 플레이트(2)가 장착홈(7)에 장착된다.

프린팅헤드(1)는 프린팅헤드장착홈(3)에 장착되고, 인쇄회로기판(5)이 플레이트(2)의 상면에 장착되어 프린팅헤드(1)의 둘레를 감싸도록 설치된다.

프린팅헤드(1)는 도면에 도시되지는 않았지만, 그 내측에 잉크를 토출시키기 위한 버블을 형성하기 위하여 열을 발생하는 발열부가 마련되어 있어, 잉크를 토출시킬 때마다 발열부로부터 열이 발생된다. 발열부로부터 발생된 열이 방열되지 않고 프린팅헤드에 지속적으로 축적될 경우, 보일링버블(boiling bubble)이 발생하게 되어 인쇄품질이 현저히 저하되는 문제를 유발한다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 플레이트(2)의 재질을 일반 플라스틱보다 열전도도가 높은 세라믹을 사용함으로써, 프린팅헤드(1)에서 발생하는 열을 세라믹플레이트를 통해 외부로 자연 방출시키도록 하고 있다.

그런데, 프린팅헤드(1)를 프린팅헤드장착홈(3)에 장착하기 위하여, 접착제인 실란트(Sealant,4)를 프린팅헤드장착홈(3)에 도포하고, 그 위에 프린팅헤드(1)를 장착한다.

실란트(4)는 고분자 접착제로, 금속의 1/100이하의 열전도특성을 가지고 있 어, 세라믹플레이트에 비하여 열전도 및 방출측면에서 실질적으로 그 효과가 없다. 따라서, 프린팅헤드(1)에서 발생하는 열을 쉽게 방출하지 못해 인쇄품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제점을 감안한 것으로, 프린팅헤드로부터 발생되는 열을 흡열 함으로써 프린팅헤드에 열이 축적되는 것을 방지하여 프린팅헤드의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있는 잉크젯 화상형성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명인 어레이 잉크젯 헤드는 용지 폭에 해당하는 길이를 갖는 노즐부를 구비하는 어레이 잉크젯헤드에 있어서,

상기 노즐부에는 복수의 프린팅헤드가 각각 장착될 수 있도록 복수의 장착홈이 형성되어 있으며, 상기 장착홈에는 상기 프린팅헤드와 직접 접촉하여 상기 프린팅헤드로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있는 흡열수단이 마련되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 흡열수단은 베이스와 상기 베이스에 부착되어 있으며, 상기 프린팅헤드와 직접 접촉할 수 있도록 상기 장착홈의 상면으로부터 소정높이 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 흡수부를 구비한다.

본 발명에 따르면, 상기 흡수부는 각각 연결부에 의하여 상기 베이스와 연결되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 베이스는 인접하는 다른 베이스와 연결되어 있어, 상기 흡열수단은 전체가 하나의 몸체로 이루어져 있다.

본 발명에 따르면, 상기 흡열수단은 알루미늄 및 구리 중 어느 하나로 이루어져 있다.

본 발명에 따르면, 상기 흡열수단은 상기 노즐부에 인서트사출에 의하여 마련되어 있다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는 용지를 이송하는 이송롤러, 용지의 폭에 해당하는 길이를 갖는 노즐부를 구비하는 어레이 잉크젯 헤드와 화상을 용지에 장착시키는 정착장치를 구비하는 잉크젯 화상형성장치에 있어서,

상기 어레이 잉크젯 헤드는 복수의 프린팅헤드가 각각 장착될 수 있도록 복수의 장착홈이 상기 노즐부에 형성되어 있으며, 상기 장착홈에는 상기 프린팅헤드와 직접 접촉하여 상기 프린팅헤드로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있는 흡열수단을 구비한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 어레이 잉크젯헤드가 장착된 잉크젯 화상형성장치의 개략적인 구성을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 어레이 잉크젯 헤드의 노즐부의 구성을 도시한 분리사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 노즐부의 일부를 확대 도시한 부분확대도이고, 도 6은 도 5에 도시된 Ⅴ-Ⅴ'를 따라 본 단면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 노즐부의 저면을 도시한 저면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 노즐부의 저면의 일부를 확대 도시한 부분확대도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡열수단을 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 흡 열수단을 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 잉크젯 화상형성장치(100)는 용지(P)가 적재되는 급지 카세트(110), 상기 급지 카세트(110)로부터 용지(P)를 픽업하는 픽업롤러(120), 픽업된 용지(P)를 이송시키는 이송롤러(125), 용지(P)에 잉크를 토출시켜 화상을 형성하는 어레이 잉크젯 헤드(150), 인쇄된 용지(P)를 건조하는 건조장치(170)와 인쇄된 용지(P)를 배출하는 배지기(18)를 구비한다.

상기 픽업롤러(120)는 상기 급지 카세트(110)에 적재된 용지(P)를 낱 장씩 인출한다.

상기 이송롤러(125)는 상기 픽업롤러(120)에 의해 인출된 용지(P)를 잉크젯 프린팅헤드(150)의 하면을 통과하도록 이송시킨다. 상기 이송롤러(125)는 서로 압접되게 설치되며 압접된 접촉면 사이로 용지(P)가 진행될 수 있도록 두 개의 롤러로 구성될 수 있다. 도면부호 130은 용지(P)의 원하는 부분에 화상을 형성시키기 위하여 용지(P)를 정렬하키는 레지스트레이션(registration)롤러이다.

상기 레지스트레이션롤러(130)와 건조장치(170) 사이에는 플래튼(platen, 135)이 마련되어, 상기 어레이 잉크젯 헤드(150)의 하면을 용지(P)가 진행되는 동안 용지(P)의 배면을 지지하게 된다. 상기 플래튼(135)의 상방에는 용지(P)에 잉크를 토출하여 화상을 형성하는 어레이 잉크젯 헤드(150)가 위치된다.

상기 어레이 잉크젯 헤드(150)는 고속 인쇄가 구현될 수 있게 라인(line)방식의 잉크젯 헤드가 채용된다. 이 러한 라인방식의 잉크젯 헤드(150)는 용지(P)의 이송방향과 직각인 용지(P)의 폭 방향에 걸쳐 고정 배치되며, 용지(P)의 폭에 해당 되는 길이를 갖는 노즐부(151)를 구비한다. 상기 노즐부(151)는 용지(P)의 상면과 소정 간격(일명, 헤드갭)으로 이격되도록 배치된다.

한편, 상기 어레이 잉크젯 헤드(150)에 저장되는 잉크가 마르지 않도록 상기 노즐부(151)를 씌우는 캡핑(capping)하는 동작, 상기 노즐부(151)에 잔류하는 잉크를 닦는 와이핑(wiping)하는 동작 및 상기 노즐부(151)가 막히지 않도록 잔류잉크를 배출하는 스피팅(spitting)하는 동작은 메인터넌스(maintenance, 136) 영역에서 수행된다.

상기 건조장치(170)는 상기 용지(P)에 형성된 화상을 건조시키는 것으로, 인쇄속도가 빠르고 단위시간에 많은 면적을 인쇄하는 어레이 잉크젯 헤드경우에는 용지에 토출된 잉크가 건조될 시간이 부족할 수 있다. 이렇게 잉크가 덜 건조된 용지가 연속하여 배지대로 배출되면, 먼저 배출된 용지 위에 잉크가 덜 건조된 용지가 적재될 수 있다. 따라서, 먼저 배출된 용지의 덜 건조된 잉크가 그 위에 적재된 용지의 뒷면에 묻게 되어 먼저 배출된 용지에서 잉크가 번지는 스미어(smear)현상이 발생되어 화상 불량이 발생되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

상기 배지기(180)는 화상이 형성되어 건조된 용지(P)를 배지대(190)로 배출시키기 위한 것으로, 두 개의 롤러가 서로 맞물려 회전하면서 용지(P)를 배출시킨다.

도 4 내지 도 8을 참조하면, 상기 노즐부(151)는 그 상면에 복수의 프린팅헤드(153)가 각각 장착될 수 있는 복수의 장착홈(152)이 길이방향(용지의 폭방향)으로 형성되어 있다.

상기 복수의 장착홈(152) 각각에는 복수개의 잉크채널(154)이 형성되어 있다. 상기 복수개의 잉크채널(154)을 통하여, 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K)의 잉크가 각각 토출된다. 상기 복수의 잉크채널(154)은 상기 노즐부(151)의 저면에 형성된 복수의 잉크유입구(155)와 연통되어, 상기 복수개의 잉크채널(154)로부터 들어오는 잉크를 각각 공급받는다.

상기 장착홈(152)에는, 상기 프린팅헤드(153)로부터 열을 흡수하기 위한 4개의 흡수부(162)가 상기 장착홈(152)의 상면으로부터 소정높이 돌출 되어 있다. 상기 프린팅헤드(153)를 상기 장착홈(152)에 장착하기 위해서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 장착홈(152)의 상면에 접착제(154)를 도포한다. 물론, 상기 잉크채널(154)위에는 상기 접착제(154)를 도포하지 않는다. 상기 흡수부(162)는 상기 잉크채널(154)과 간섭하지 않는 위치에 마련되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 접착제(154)는 상기 흡수부(162)의 높이와 동일한 높이로 도포하여, 상기 흡수부(162)가 상기 접착제(154)에 의하여 덮여지지 않도록 하는 것이 바람직하다.

이 상태에서, 상기 프린팅헤드(153)를 상기 장착홈(152)에 장착하면, 상기 흡수부(162)는 상기 프린팅헤드(153)와 직접 접촉하고, 상기 접착제(154)는 상기 프린팅헤드(153)의 나머지부분에 접착된다.

상기 프린팅헤드(153)로부터 잉크 토출 시, 각각의 프린팅헤드(153)에는 인쇄패턴에 따라 토출량이 상이하므로, 발생하는 열 또한 다르다. 복수의 프린팅헤드(153) 중에 일부분에서만 잉크를 토출한다면, 토출하는 프린팅헤드만 열이 증가 하고 나머지 토출하지 않는 헤드는 상대적으로 낮은 온도를 유지하게 된다.

따라서, 복수의 프린팅헤드(153)는 균일한 온도를 유지하지 못하게 되므로, 프린팅헤드(153)가 잉크 토출양태가 상이하므로 인쇄품질에 영향을 미칠 수 있다. 프린팅헤드(153)에 열이 계속적으로 축적될 경우, 이는 보일링 버블이 발생되어 극히 일부분의 인쇄영역에 심각한 품질불량이 발생할 수 있다.

흡열수단(160)은 상기 프린팅헤드(153)로부터 발생되는 열을 흡수하기 위한 것으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 사각형 형상의 베이스(161)와 상기 베이스(161)의 상측으로 소정높이 돌출되어 상기 프린팅헤드(153)와 직접 접촉하는 4개의 흡수부(162)와 상기 흡수부(162)를 상기 베이스(161)와 연결시키는 연결부(162)로 이루어져 있다.

도 9에 도시된 상기 흡열수단(160)은 상기 흡수부(162)가 상기 베이스(161)의 내측에 위치하기 때문에, 상기 흡수부(162)와 베이스(161)를 연결시키는 상기 연결부(161)가 필요하지만, 도 10에 도시된 흡열수단(260)은 베이스(261)의 크기를 줄이고, 흡수부(262)를 상기 베이스(261)의 상측로부터 돌출되도록 마련함으로써, 도 9에 도시된 상기 연결부(163)를 없앴다.

상기 흡열수단(160)은 도 6 , 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 베이스(161)는 그 일부가 상기 노즐부(151)의 저면에 노출되어 있고, 나머지 부분은 상기 노즐부(152)의 내측에 묻혀 있다. 상기 흡수부(162)도 그 끝단이 상기 장착홈(152)의 상면으로 돌출되어 있고, 나머지 부분은 상기 노즐부(151)의 내측에 묻혀 있다. 따라서, 상기 흡열수단(160)은 인서트(Insert)사출에 의하여 상기 노즐부 (151)에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 흡열수단(160)은 상기 복수의 장착홈(152)에 각각 마련되어 있으며, 상기 베이스(162)는 인접하는 상기 장착홈(152)에 마련된 베이스(161)와 연결되어 있다. 따라서, 상기 베이스(161)는 서로 연결되어 전체가 하나의 몸체로 되어 있다.

상기 흡열수단(160)은 열을 잘 흡수하여 전도시킬 수 있는 금속재질로서, 알루미늄 또는 구리로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 흡열수단()은 외부에 설치되는 냉각수단(미도시)에 연결되어, 상기 흡수부(162)를 통하여 흡수된 상기 프린팅헤드(153)의 열을 냉각수단을 통하여 외부로 배출시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 상기 프린팅헤드(153)로부터 발생되는 열을 흡수하여 외부로 배출시킴으로써 열의 축적을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 프린팅헤드로부터 직접 열을 흡수함으로써 프린팅헤드간의 온도편차를 줄여 적정온도를 유지하여 인쇄품질을 확보할 수 있으며,

둘째, 흡열수단을 노즐부 내에 인서트사출성형함으로써 노즐부의 휨 및 굽힘강도를 보강할 수 있어 제품의 치수안정화를 확보할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

용지 폭에 해당하는 길이를 갖는 노즐부를 구비하는 어레이 잉크젯헤드에 있어서,

상기 노즐부에는 복수의 프린팅헤드가 각각 장착될 수 있도록 복수의 장착홈이 형성되어 있으며, 상기 장착홈에는 상기 프린팅헤드와 직접 접촉하여 상기 프린팅헤드로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있는 흡열수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
제 1항에 있어서,

상기 흡열수단은

베이스와 상기 베이스에 부착되어 있으며, 상기 프린팅헤드와 직접 접촉할 수 있도록 상기 장착홈의 상면으로부터 소정높이 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 흡수부를 구비하는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
제 2항에 있어서,

상기 흡수부는 각각 연결부에 의하여 상기 베이스와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
제 2항에 있어서,

상기 베이스는 인접하는 다른 베이스와 연결되어 있어, 상기 흡열수단은 전체가 하나의 몸체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
제 2항에 있어서,

상기 흡열수단은 알루니늄 및 구리 중 어느 하나로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
제 2항에 있어서,

상기 흡열수단은 상기 노즐부에 인서트사출에 의하여 마련되는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
용지를 이송하는 이송롤러, 용지의 폭에 해당하는 길이를 갖는 노즐부를 구비하는 어레이 잉크젯 헤드와 화상을 용지에 장착시키는 정착장치를 구비하는 잉크젯 화상형성장치에 있어서,

상기 어레이 잉크젯 헤드는

복수의 프린팅헤드가 각각 장착될 수 있도록 복수의 장착홈이 상기 노즐부에 형성되어 있으며, 상기 장착홈에는 상기 프린팅헤드와 직접 접촉하여 상기 프린팅헤드로부터 발생되는 열을 흡수할 수 있는 흡열수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제 7항에 있어서,

상기 흡열수단은

베이스와 상기 베이스에 부착되어 있으며, 상기 프린팅헤드와 직접 접촉할 수 있도록 상기 장착홈의 상면으로부터 소정높이 돌출되어 있는 적어도 하나 이상의 흡수부를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제 8항에 있어서,

상기 흡수부는 각각 연결부에 의하여 상기 베이스와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제 8항에 있어서,

상기 베이스는 인접하는 다른 베이스와 연결되어 있어, 상기 흡열수단은 전체가 하나의 몸체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 화상형성장치.
제 8항에 있어서,

상기 흡열수단은 알루니늄 및 구리 중 어느 하나로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 어레이 잉크젯 헤드.
제 8항에 있어서,

상기 흡열수단은 상기 노즐부에 인서트사출에 의하여 마련되는 것을 특징으 로 하는 잉크젯 화상형성장치.