KR20080107217A

KR20080107217A - 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치 및 그것을 구비한 잉크젯프린터

Info

Publication number: KR20080107217A
Application number: KR1020070055264A
Authority: KR
Inventors: 윤갑식
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-06-05
Filing date: 2007-06-05
Publication date: 2008-12-10
Also published as: US20080303857A1; JP2008302693A

Abstract

노즐칩 세척을 위한 세정액의 급배수 구조를 개선한 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치가 개시된다. 개시된 노즐칩 세척장치는, 노즐칩을 세척할 세정액이 수용되는 세척조와, 세척조에 설치되어 그 안에 수용된 세정액을 노즐칩에 닿도록 요동치게 유도하는 초음파소자와, 세정액저장탱크에서 세척조로의 세정액 급수와 세척조에서 세정액저장탱크로의 세정액 배수 기능을 겸하는 급배수관 및, 급배수관을 통해 세정액을 급수하거나 배수하는 구동력을 제공하는 펌프를 포함한다. 이러한 구성에 의하면, 하나의 급배수관을 통해 세정액의 급수와 배수를 모두 수행할 수 있게 되므로, 배관이 차지하는 공간을 줄일 수 있어서 프린터를 소형 경량화 하는데 유리해진다.

Description

잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치 및 그것을 구비한 잉크젯 프린터{Nozzle chip cleaning apparatus of inkjet printer and inkjet printer using the same}

도 1은 종래의 노즐칩 세척장치의 구조를 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 노즐칩 세척장치가 채용된 잉크젯 프린터의 구조를 도시한 도면,

도 3은 도 2에 도시된 노즐칩 세척장치를 발췌하여 도시한 도면,

도 4는 도 3에 도시된 노즐칩 세척장치 중 세척조의 구조를 확대하여 도시한 도면,

도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시된 일방향밸브의 작동원리를 설명하는 도면,

도 6a 내지 도 6d는 도 3에 도시된 노즐칩 세척장치의 급수와 배수의 과정을 보인 도면,

도 7a 및 도 7b는 도 3에 도시된 노즐칩 세척장치 중 초음파소자의 변형가능한 예를 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110...세척조 111,112...내부세척조, 외부세척조

120...초음파소자 130...세정액저장탱크

140...펌프 150...급배수관

170...일방향밸브

본 발명은 잉크젯 프린터의 노즐칩을 세척하는 장치에 관한 것으로서, 특히 세척을 위한 세정액의 급배수 구조를 개선한 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린터는, 인쇄용 잉크의 액적(droplet)을 노즐칩을 통해 용지 상의 원하는 위치에 방출시켜서 소정의 화상을 인쇄하는 장치로서, 잉크 액적을 방출하는 헤드의 형태에 따라 셔틀(shuttle) 타입과 어레이(array) 타입으로 분류된다. 셔틀(shuttle) 타입은 단일 노즐칩을 구비한 헤드가 용지의 폭방향으로 왕복이동하면서 인쇄를 진행하는 것이고, 어레이 타입은 노즐칩 여러 개를 용지의 폭방향을 따라 배열하여 라인 단위로 인쇄를 진행하는 것인데, 최근에는 인쇄속도 면에서 유리한 어레이 타입 헤드가 선호되고 있는 추세이다.

한편, 이러한 잉크젯 헤드를 이용한 인쇄작업을 반복해서 진행하다 보면, 예컨대 노즐칩의 액적 방출구에 고여있던 잉크가 굳어지는 등의 원인에 의해 방출구가 막히는 현상이 발생될 수 있다. 이렇게 되면, 그 막힌 노즐칩의 방출구로는 액적이 나오지 못하게 되므로, 원하는 화상을 제대로 인쇄할 수가 없게 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 잉크젯 프린터에는 필요 시 노즐칩의 방출구를 세척하기 위한 세척장치가 구비되어 있다. 이 세척장치는 소정 세정액으로 노즐칩 의 방출구를 닦아내는 것으로, 통상 도 1에 도시된 바와 같은 구조로 이루어져 있다. 여기서는, 잉크젯 헤드(20)가 어레이 타입인 경우를 예시한 것으로, 용지의 폭방향으로 배열된 여러 개의 노즐칩(21)을 세척할 수 있도록 세척조(11)가 용지 폭방향을 따라 왕복이동할 수 있게 구성되어 있다. 그리고, 참조부호 14는 세척조(11) 내에 세정액을 보내주는 급수관을, 참조부호 15는 세척조(11)에서 사용된 세정액을 저장탱크(13)로 되돌리는 배수관을 각각 나타내며, 참조부호 12는 초음파소자를 나타낸다. 이와 같은 구조의 세척장치로 노즐칩(21)의 세척작업을 진행하게 되면, 상기 급수관(14)을 통해 세정액이 세척조(11)로 공급되며, 초음파소자(12)가 가동하여 진동을 일으키게 된다. 그러면, 세척조(11)로 들어온 세정액이 도면과 같이 요동치며 치솟게 되고, 그 치솟은 세정액이 노즐칩(21)에 부딪히면서 방출구(21a)를 세정하게 되는 것이다. 그리고, 세척작업이 끝나면 배수관(15)을 통해 세척에 사용된 세정액을 저장탱크(13)로 회수한다.

그런데, 이와 같은 기존의 세척장치에서는 세척조(11)에 세정액을 공급하고 회수하기 위한 급수관(14)과 배수관(15)을 각각 설치해야 하기 때문에, 구조가 복잡해지고 프린터 내에서 공간도 많이 차지하게 되어, 프린터를 소형 경량화하는데 있어서 장해요인으로 작용하고 있다. 그리고, 세정작업 중 세정액이 세척조(11)를 넘치면 안 되기 때문에, 수위를 감지하기 위한 레벨센서(16) 등 고정밀 부품을 설치하고 관리해야 하는 부담도 따른다.

따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 세정액의 급배수와 수위 조절을 더 간소한 구조로 수행할 수 있는 방안이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 필요성을 감안하여 창출된 것으로, 노즐칩 세척을 위한 세정액의 급배수와 수위 조절을 보다 간소화된 구조로 수행할 수 있도록 개선된 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치 및 그것을 이용한 잉크젯 프린터를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치는, 잉크젯 헤드의 노즐칩을 세척할 세정액이 수용되는 세척조; 상기 세척조에 설치되어 그 안에 수용된 상기 세정액을 상기 노즐칩에 닿도록 요동치게 유도하는 초음파소자; 세정액저장탱크에서 상기 세척조로의 세정액 급수와 상기 세척조에서 상기 세정액저장탱크로의 세정액 배수 기능을 겸하는 급배수관; 및, 상기 급배수관을 통해 세정액을 급수하거나 배수하는 구동력을 제공하는 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크젯 프린터는, 인쇄매체에 노즐칩을 통해 잉크 액적을 분사하여 화상을 형성하는 잉크젯 헤드와, 상기 노즐칩을 세척하는 노즐칩 세척장치를 구비하는 잉크젯 프린터에 있어서, 상기 노즐칩 세척장치가, 상기 노즐칩을 세척할 세정액이 수용되는 세척조; 상기 세척조에 설치되어 그 안에 수용된 상기 세정액을 상기 노즐칩에 닿도록 요동치게 유도하는 초음파소자; 세정액저장탱크에서 상기 세척조로의 세정액 급수와 상기 세척조에서 상기 세정액저장탱크로의 세정액 배수 기능을 겸하는 급배수관; 및, 상기 급배수관을 통 해 세정액을 급수하거나 배수하는 구동력을 제공하는 펌프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 세척조는 상기 초음파소자가 설치되는 내부세척조와, 상기 내부세척조에서 오버플로우된 세정액을 수용할 수 있도록 그 내부세척조를 둘러싸는 외부세척조를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 외부세척조와 상기 급배수관 사이에는 일방향밸브가 설치되어서, 급수 시에는 상기 외부세척조로 세정액이 들어오지 못하고, 배수 시에는 상기 외부세척조에서 상기 급배수관으로 세정액이 빠져나가도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 초음파소자는 상기 잉크젯 헤드에 마련된 복수개의 노즐칩을 동시에 세척할 수 있도록 각 노즐칩에 일대일 대응하는 크기로 복수개가 마련될 수 있고, 또는 초음파소자 하나로 복수개의 노즐칩을 동시에 세척할 수 있는 크기일 수도 있다.

상기 세척조는 인쇄매체의 폭방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 노즐칩 세척장치가 채용된 잉크젯 프린터의 개략적인 구조를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 노즐칩 세척장치의 구조를 잘 볼 수 있도록 해당 장치 부분을 발췌하여 보인 것이다.

여기서는, 인쇄를 수행하는 잉크젯 헤드(200)로서, 복수개의 노즐칩(210)이 인쇄매체인 용지(1) 폭방향으로 배치된 어레이 타입이 구비된 경우를 예시한다.

이러한 잉크젯 헤드(200)의 노즐칩(210)을 세척하기 위한 장치로서, 초음파소자(120)가 내장된 세척조(110)와, 세정액이 저장된 세정액저장탱크(130), 그리고 세정액저장탱크(130)의 세정액을 세척조(110)로 보내주고 회수하기 위한 펌프(140)가 구비되어 있다. 따라서, 노즐칩(210)의 세척이 필요할 경우에는 펌프(140)가 작동하여 세정액저장탱크(130)에 저장된 세정액을 세척조(110)로 보내주게 되며, 이때 초음파소자(120)가 가동하여 세척조(110)로 들어온 세정액을 요동치며 치솟게 함으로써 도 1에서 설명한 것처럼 노즐칩(210)의 방출구(211)를 세척한다. 그리고, 세정이 끝나면 펌프(140)를 반대로 가동하여 세척조(110)로 공급했던 세정액을 세정액저장탱크(130)로 회수한다. 도 3의 참조부호 161은 모터(163)에 의해 순환구동되면서 세척조(110)를 용지의 폭방향으로 왕복이동시키는 구동벨트를 나타내며, 참조부호 162는 세척조(110)의 왕복이동을 가이드하는 가이드레일을 나타낸다. 즉, 어레이 타입 헤드(200)에 구비된 여러 개의 노즐칩(210)을 세척하기 위해 세척조(110)가 여러 노즐칩(210)들이 배치된 구간을 왕복 이동할 수 있게 한 것이다. 물론, 헤드가 용지 폭방향으로 움직이는 셔틀 타입인 경우라면, 세척조(110)를 어느 한 쪽 단부 측에 고정시켜 놓고 헤드를 세척조(110) 위로 이동시켜서 세척을 수행하도록 구성해도 된다.

한편, 본 발명에서는 이러한 세정액의 급수와 배수 등을 위한 구조를 다음과 같이 개선하였다. 우선, 세정액저장탱크(130)의 세정액을 세척조(110)로 보내고 회수하기 위한 연결라인으로서, 단일 라인으로 이루어진 급배수관(150)이 구비되어 있다. 즉, 기존에는 급수관과 배수관이 각각 따로 구비되어 있었지만, 본 발명에 서는 급배수관(150) 하나가 급수와 배수의 기능을 겸하도록 구성되어 있다. 따라서, 급수 시에는 이 급배수관(150)을 따라 세정액저장탱크(130)의 세정액이 세척조(110)로 들어가게 되고, 배수 시에도 이 급배수관(150)을 따라 세척조(110)의 세정액이 세정액저장탱크(130)로 회수된다. 그 상세한 작동 과정에 대해서는 후술하기로 한다.

그리고, 상기 세척조(110)는 도 3 및 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 내부세척조(111)와 외부세척조(112)의 이중 구조로 이루어져 있다. 상기 내부세척조(111)는 초음파소자(120)가 설치된 곳으로, 상기 세정액저장탱크(130)로부터 공급되는 세정액이 이 내부세척조(111)로 들어가게 된다. 그리고, 상기 외부세척조(112)는 내부세척조(111)를 둘러싸는 것으로, 내부세척조(111)에서 오버플로우되는 세정액을 수용하게 된다. 이것은 세척조(110) 내에 별도의 센서가 없어도 수위 조절을 할 수 있도록 하기 위한 구조로서, 세정이 진행되는 동안 내부세척조(111)에 세정액을 계속 공급하고, 넘치는 양은 외부세척조(112)에 일시 수용함으로써, 레벨센서가 없어도 작업에 문제가 없도록 한 것이다. 물론, 외부세척조(112)의 세정액 수용 용량은 세척작업 동안 공급되는 세정액의 양을 감안하여 충분한 용량으로 만든다.

참조부호 170은 일방향밸브를 나타내는 것으로, 급수 시에는 급배수관(150)을 통해 공급되는 세정액이 외부세척조(112)로 들어가지 못하고, 배수 시에만 외부세척조(112)의 세정액이 급배수관(150)으로 빠져나가도록 하는 역할을 한다. 즉, 급수 시에는 도 5a에 도시된 바와 같이 그 안에 내장된 개폐부재(173)가 세정액의 수류에 밀려서 외부세척조(112) 측 연결홀(171)을 막게 되며, 이에 따라 연결홀(171)을 통해서는 외부세척조(112)로 세정액이 들어가지 못하게 된다. 반대로, 배수 시에는 도 5b와 같이 개폐부재(173)가 역시 세정액의 수류에 밀려서 급배수관(150) 측 제1연결홀(172a)를 막게 되는데, 이때에는, 그 측면 쪽에 형성된 제2연결홀(172b)을 통해 세정액이 급배수관(150)으로 빠져나갈 수 있게 된다.

이와 같은 구성의 세척장치를 이용한 세척과정은 도 6a 내지 도 6d와 같이 진행된다. 도 6a 내지 도 6d는 급수와 배수작업을 위주로 세척과정을 쉽게 이해할 수 있도록 구성요소들을 간단한 블록도로 표현한 것이다.

먼저, 세척작업을 수행하기 위해서는, 세척조(110)가 세척을 하고자 하는 노즐칩(210)의 직하방 위치로 이동한다. 세척조(110)의 이동은 전술한 바와 같이 모터(163)로 구동벨트(161)를 돌려서 가이드레일(162)을 따라 세척조(110)가 이동하게 함으로써 이루어진다. 물론, 이것은 잉크젯 헤드가 어레이 타입인 경우이고, 만일 셔틀 타입인 경우라면 헤드를 세척조(110) 위로 이동시켜서 세척을 준비하면 된다.

이후 해당 노즐칩에 대한 세척이 개시되면, 도 6a와 같이 펌프(140)가 가동하여 세정액저장탱크(130)의 세정액을 급배수관(150)을 통해 세척조(110)로 공급하게 된다. 이때 세정액은 세척조(110) 중에서 내부세척조(111)로 들어가게 되며, 외부세척조(112)로는 일방향밸브(170)에 의해 막혀서 들어가지 못하게 된다. 이 상태에서 내부세척조(111)의 초음파소자(120)가 작동하여 그 안에 수용된 세정액을 요동치게 만들며, 이에 따라 노즐칩(210)이 상기와 같이 요동치며 치솟은 세정액에 의해 세척된다.

그리고, 세척작업이 계속 진행되면서 세정액의 공급량이 내부세척조(111)의 수용 용량을 넘게 되면, 도 6b와 같이 외부세척조(112)로 세정액이 넘쳐서 모이게 된다. 따라서, 굳이 별도의 레벨 센서를 달고 내부세척조(111)의 수위 제어를 하지 않더라도, 오버플로우된 세정액이 외부세척조(112)에 안전하게 수용되기 때문에, 세척작업을 무난하게 계속 수행할 수 있게 된다.

이후, 세척작업이 완료되면, 도 6c와 같이 펌프(140)를 역구동시켜서 세척조(110)에 공급했던 세정액을 세정액저장탱크(130)로 회수한다. 이때에는 외부세척조(112)에 수용되어 있던 세정액이 도 5b에서 설명한 바와 같이 일방향밸브(170)를 통과할 수 있기 때문에, 내부세척조(111)와 외부세척조(112)에 들어있던 세정액이 모두 급배수관(150)을 통해 세정액저장탱크(130)로 들어오게 된다.

그리고는, 다음 세척작업까지 도 6d와 같이 세정액을 세정액저장탱크(130)로 회수해서 보관한다.

이와 같이, 단일 급배수관(150)을 통해 세정액의 급수와 배수를 모두 수행할 수 있고, 센서를 이용한 복잡한 수위 제어를 수행할 필요도 없게 된다.

한편, 여기서는 내부세척조(111)에 두 개의 초음파소자(120)가 설치되어서, 도 7a와 같이 노즐칩(210) 두 개에 초음파소자(120)가 각각 대응하여 매치되는 구조를 예시하였는데, 도 7b와 같이 초음파소자(120')를 크게 해서 한 소자로 두 개의 노즐칩(210)을 커버하도록 구성할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 하나의 급배수관을 통해 세정액의 급수와 배수를 모두 수행할 수 있으므로, 배관이 차지하는 공간을 줄일 수 있어서, 프린터를 소형 경량화 하는데 유리하다.

둘째, 세척조를 이중으로 하여 오버플로우시키는 구조로, 별도의 레벨센서가 없어도 되기 때문에, 고정도 센서를 구비하여 복잡한 수위 제어를 수행해야 하는 부담도 없다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

잉크젯 헤드의 노즐칩을 세척할 세정액이 수용되는 세척조;

상기 세척조에 설치되어 그 안에 수용된 상기 세정액을 상기 노즐칩에 닿도록 요동치게 유도하는 초음파소자;

세정액저장탱크에서 상기 세척조로의 세정액 급수와 상기 세척조에서 상기 세정액저장탱크로의 세정액 배수 기능을 겸하는 급배수관; 및,

상기 급배수관을 통해 세정액을 급수하거나 배수하는 구동력을 제공하는 펌프;를 포함하는 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치.
제1항에 있어서,

상기 세척조는 상기 초음파소자가 설치되는 내부세척조와, 상기 내부세척조에서 오버플로우된 세정액을 수용할 수 있도록 그 내부세척조를 둘러싸는 외부세척조를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치.
제2항에 있어서,

상기 외부세척조와 상기 급배수관 사이에는 일방향밸브가 설치되어서, 급수 시에는 상기 외부세척조로 세정액이 들어오지 못하고, 배수 시에는 상기 외부세척조에서 상기 급배수관으로 세정액이 빠져나가도록 된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치.
제1항에 있어서,

상기 초음파소자는 상기 잉크젯 헤드에 마련된 복수개의 노즐칩을 동시에 세척할 수 있도록 각 노즐칩에 일대일 대응하는 크기로 복수개가 마련된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치.
제1항에 있어서,

상기 초음파소자는 하나로 복수개의 노즐칩을 동시에 세척할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치.
제1항에 있어서,

상기 세척조는 인쇄매체의 폭방향을 따라 이동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 노즐칩 세척장치.
인쇄매체에 노즐칩을 통해 잉크 액적을 분사하여 화상을 형성하는 잉크젯 헤드와, 상기 노즐칩을 세척하는 노즐칩 세척장치를 구비하는 잉크젯 프린터에 있어서,

상기 노즐칩 세척장치는,

상기 노즐칩을 세척할 세정액이 수용되는 세척조;

상기 세척조에 설치되어 그 안에 수용된 상기 세정액을 상기 노즐칩에 닿도 록 요동치게 유도하는 초음파소자;

세정액저장탱크에서 상기 세척조로의 세정액 급수와 상기 세척조에서 상기 세정액저장탱크로의 세정액 배수 기능을 겸하는 급배수관; 및,

상기 급배수관을 통해 세정액을 급수하거나 배수하는 구동력을 제공하는 펌프;를 포함하는 잉크젯 프린터.
제7항에 있어서,

상기 세척조는 상기 초음파소자가 설치되는 내부세척조와, 상기 내부세척조에서 오버플로우된 세정액을 수용할 수 있도록 그 내부세척조를 둘러싸는 외부세척조를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
제8항에 있어서,

상기 외부세척조와 상기 급배수관 사이에는 일방향밸브가 설치되어서, 급수 시에는 상기 외부세척조로 세정액이 들어오지 못하고, 배수 시에는 상기 외부세척조에서 상기 급배수관으로 세정액이 빠져나가도록 된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
제7항에 있어서,

상기 초음파소자는 상기 잉크젯 헤드에 마련된 복수개의 노즐칩을 동시에 세척할 수 있도록 각 노즐칩에 일대일 대응하는 크기로 복수개가 마련된 것을 특징으 로 하는 잉크젯 프린터.
제7항에 있어서,

상기 초음파소자는 하나로 복수개의 노즐칩을 동시에 세척할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
제7항에 있어서,

상기 세척조는 인쇄매체의 폭방향을 따라 이동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.