KR20090005481A - 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크 저장소와 프린트 헤드를 연결하는 잉크 공급 유로 상에 부압 조절기를 구비한다. 부압 조절기는 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위하여 유로를 개폐하기 위한 밸브를 포함한다. 제어기는 프린트 헤드에 대한 메인터넌스 동작에 의해 가열된 잉크 온도를 냉각시킬 필요가 있거나 인쇄 작업으로 가열된 잉크 온도를 냉각시킬 필요가 있을 경우 부압 조절기의 밸브를 제어하여 프린트 헤드의 부압을 해제하며, 이에 따라 잉크 저장소로부터 낮은 온도의 잉크가 프린트 헤드에 채워진다.

프린트 헤드, 온도 센서, 잉크 온도, 부압 조절

Description

잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법{INK JET IMAGE FORMING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF}

도 1은 기존의 프린트 헤드의 온도 변화와 온도별 처리 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.

도 2a는 본 발명에 적용하는 잉크젯 화상형성장치의 구성도이다.

도 2b는 본 발명에 따른 노즐부를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어 블록도이다.

도 4는 본 발명에 따른 부압 조절기의 구성을 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 인쇄 작업을 준비 시 처리하는 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 인쇄 작업 시 처리하는 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

50 : 잉크 저장소

60 : 부압 조절기

80 : 프린트 헤드

본 발명은 잉크젯 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하여 프린트 헤드의 온도를 제어하기 위한 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 프린트 헤드는 잉크 방울의 분사 메커니즘에 따라 열 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드와 압전 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드로 구분할 수 있다. 그 중 열 구동 방식의 잉크젯 프린트 헤드에서의 잉크 방울 분사 메커니즘을 설명하면 다음과 같다. 저항 발열체로 이루어진 히터에 펄스 형태의 전류가 흐르게 되면, 히터에서 열이 발생되면서 히터에 인접한 잉크는 대략 300℃로 순간 가열된다. 이에 따라 잉크가 비등하면서 버블이 생성되고, 생성된 버블은 팽창하여 잉크가 가득 채워진 잉크 챔버 내부에 압력을 가하게 된다. 이로 인해 노즐 부근에 있던 잉크가 노즐을 통해 잉크 방울의 형태로 잉크 챔버 밖으로 분사된다.

잉크젯 화상형성장치는 노즐부가 탑재된 프린트 헤드를 이동시켜서 화상을 인쇄하는 셔틀 방식과 인쇄매체의 폭에 대응하는 노즐부를 탑재한 프린트 헤드를 고정시킨 상태로 인쇄매체만을 이동하게 하여 화상을 인쇄하는 라인 프린팅 방식이 있다.

셔틀 방식이든 라인 프린팅 방식이든 간에 잉크젯 화상 형성 장치가 양질의 화상을 인쇄할 수 있으려면 노즐부는 인쇄를 위한 최적의 상태를 유지하여야 한다. 이를 위해 잉크젯 화상 형성 장치에는 노즐부를 정상상태로 유지 및 보전시키기 위한 메인터넌스 장치가 설치되고, 이를 통해 일반적으로 스피팅(spitting), 와이 핑(wiping), 캡핑(capping) 등과 같은 메인터넌스 동작이 수행된다.

일반적으로 잉크젯 인쇄화상장치는 인쇄 작업을 준비하는 프로세스의 일환으로 인쇄 작업을 시작하기 전에 스피팅과 와이핑이 수행되도록 한다. 그런 다음 잉크 챔버 주변의 기판에 마련되는 서브 히터를 이용하여 잉크 챔버에 채워진 잉크를 가열하는 기판 가열(substrate heating)를 한다.

여기서 기판 가열은, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정 시기(t1)에 이르는 동안 서브 히터를 구동하여 인쇄에 적당한 온도(Ta)로 잉크 온도를 높여 주기 위한 역할을 한다.

프린트 헤드의 잉크 온도는 프린트 헤드 내부에 설치한 온도센서를 통하여 측정된다. 잉크젯 프린트 헤드 내에 설치된 온도센서는 통상 써미스터를 사용하는데, 인쇄 작업 시 프린터 헤드의 온도가 증가함에 따라 써미스터의 저항값도 변화하게 되므로, 그 써미스터의 저항 변화에 따라 프린터 헤드의 온도를 계산하도록 되어 있다.

도 1을 참고하여, 잉크 온도는 상한 온도(T2)와 하한 온도(T1)의 범위 내에서 유지할 필요가 있는데, 인쇄 작업하는 소정 시기(t2)에서 잉크 온도가 상한 온도로 높아지게 되면 노즐에 대응하는 히터에 화이어 펄스(fire pulse)를 인가하여 온도 상승폭을 조절하고, 인쇄 작업의 중단이 지속되는 등으로 인하여 소정 시기(t3)에 잉크 온도가 하한 온도(T1)로 낮아지게 되면 히터에 웜업 펄스(warm up pulse)를 인가하여 잉크 온도가 지나치게 떨어지지 않도록 예열한다.

인쇄 작업을 지속하는 경우, 온도 상승폭을 조절한다 하여도 잉크 온도가 급 격하게 높아질 수 있고, 이에 따라 소정 시기(t4)에 대기 온도(T3)에 이르면 강제적으로 인쇄 속도를 감소시킨다. 인쇄 속도를 감소시켰음에도 불구하고 소정 시기(t5)에 잉크 온도가 인쇄 중단 온도(T4)에 이르면 안전을 위하여 인쇄 작업을 중단한다.

그런데 인쇄 작업 전에 메인터넌스 동작의 일환으로 하는 스피팅과 기판 가열을 하는데, 일반적인 메인터넌스와 달리 잉크 챔버 내 이물질과 기포를 빼내기 위해 실시하는 메인터넌스인 경우 수천 회 스피팅을 하고 기판 가열하도록 하고 있다. 스피팅에 의해 잉크 온도가 높아져 있는 상태에서 대략 수초 동안 기판 가열을 하는 경우 잉크 온도가 급격히 상승하게 된다. 이러한 상태에서 인쇄 작업을 시작하게 되면, 얼마 지나지 않아서 잉크 온도가 더욱 높아져서 대기온도에 이르게 된다. 이에 따라 인쇄 작업의 초기에 인쇄량이 적음에도 불구하고 인쇄 속도를 감소시켜야 하는 상황에 처하게 되므로 사용자의 불만을 초래하게 된다.

메인터넌스 동작을 수행하고 나서 잉크 온도가 낮아질 때 까지 일정 시간 대기한 후 인쇄 작업을 시작하는 방법을 고려할 수 있겠으나, 인쇄 명령에 따라 실질적으로 인쇄가 이루어지기까지 걸리는 시간이 길어지게 되므로 결국 사용자에 의한 인쇄 명령에 응답하는 인쇄 성능이 저하된다.

한편, 인쇄 작업 도중 인쇄 중단 온도(T4)로 높아지면 인쇄 작업을 중단한 채 잉크 온도가 낮아질 때 까지 별다른 대응을 하지 않고 대기할 수 밖에 없기 때문에 사용자의 불만을 초래하고 장치의 신뢰도를 저하시키는 요인이 된다.

본 발명의 목적은 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하여 프린트 헤드의 온도를 제어하기 위한 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄 준비를 위한 메인터넌스 동작으로 가열된 잉크를 빼내고 새로운 잉크를 프린트 헤드에 공급함으로서 인쇄 작업의 초기에 잉크 온도의 급격한 상승을 방지함으로서 인쇄 작업을 안정적으로 수행할 수 있도록 한 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 잉크 온도의 상승으로 인해 인쇄 작업을 중단한 경우 프린트 헤드에 새로운 잉크를 공급하여 빠른 시간 내에 인쇄 작업을 다시 수행할 수 있도록 한 잉크젯 화상형성장치 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잉크 저장소; 상기 잉크 저장소로부터 제공받은 잉크를 분사하여 인쇄매체에 화상을 인쇄하기 위한 프린트 헤드; 상기 잉크 저장소와 상기 프린트 헤드 사이에 연결되고 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기; 및 상기 프린트 헤드의 잉크 온도를 제어하기 위하여 상기 부압 조절기의 동작을 제어하는 제어기를 포함한다.

상기 프린트 헤드에 대한 메인터넌스에 의해 가열된 잉크를 냉각시키기 위해 상기 제어기가 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제시킨다.

상기 제어기는 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제시킨 후 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 시작한다.

상기 제어기는 상기 프린트 헤드에 탑재된 노즐을 통해 잉크를 분사하는 스피팅 횟수에 의해 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제의 적용 여부를 판단한다.

상기 프린트 헤드에 걸리는 부압 해제 시 상기 부압 조절기는 상기 잉크 저장소에 저장된 낮은 온도의 잉크를 상기 프린트 헤드에 공급하고, 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 있던 잉크를 빼내고 새로 공급되는 잉크를 채운다.

상기 프린트 헤드의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 더 구비하고, 상기 제어기는 상기 온도 센서에 의해 감지된 프린트 헤드의 온도가 기준 온도이상이면 상기 메인터넌스에 의해 가열된 잉크를 냉각시키기 위해 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 동작을 추가한다.

상기 프린트 헤드의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 더 구비하고, 인쇄 작업으로 가열된 잉크를 냉각시킬 필요가 있는지 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 따라 판단하고, 가열된 잉크를 냉각할 경우 상기 제어기가 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제시킨다.

상기 제어기는 상기 온도 센서에 의해 감지된 프린트 헤드의 온도가 기준 온도이상이면 상기 인쇄 작업으로 가열된 잉크를 냉각시키기 위해 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 동작을 추가한다.

상기 제어기는 상기 온도 센서에 의해 감지된 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만으로 감소하면 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 다시 수행한다.

상기 부압 조절기는 상기 잉크 저장소에 연결되는 유입구와, 상기 프린트 헤드에 연결되는 유출구와, 상기 유입구와 상기 유출구 사이를 연결하는 내부 공간을 구획하는 다이어프램과, 상기 다이어프램에 의해 구획되는 내부 일측에 위치하는 푸시 로드와, 상기 제어기의 제어에 의해 상기 푸시 로드를 진퇴 이동시키는 모터, 상기 푸시 로드의 동작에 의해 상기 유입구를 개폐하는 밸브를 포함한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잉크 저장소; 상기 잉크 저장소로부터 제공받은 잉크를 분사하기 위해 기판 상에 마련되는 복수 노즐에 대응하는 메인 히터와, 상기 기판을 가열하기 위한 서브 히터와, 온도 센서를 포함하는 프린트 헤드; 상기 잉크 저장소의 잉크를 유입하기 위한 유입구와 상기 잉크를 상기 프린트 헤드로 공급하기 위한 유출구를 구비하고, 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 유로 상에 설치하는 밸브를 포함하는 부압 조절기; 상기 잉크 저장소와 상기 부압 조절기의 유입구 사이를 연결하는 제1잉크 공급 유로; 상기 프린트 헤드와 상기 부압 조절기의 유출구 사이를 연결하는 제2잉크 공급 유로; 및 상기 프린트 헤드의 잉크 온도를 제어하기 위하여 상기 부압 조절기의 밸브의 동작을 제어하는 제어기를 포함한다.

상기 부압 조절기는 상기 제어기에 의해 제어되는 모터와 상기 모터에 의해 진퇴 이동하여 상기 밸브를 동작하는 푸시 로드를 더 포함한다.

상기 제어기는 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 채워진 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소의 낮은 온도의 잉크를 공급하기 위해 상기 밸브를 개방한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잉크 저장소와, 복수 노즐에서 잉크를 분사하여 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 프린트 헤드와, 상기 잉크 저장소와 상기 프린트 헤드 사이를 연결하는 잉크 공급 유로 상에 마련되어 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기를 구비하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서, 상기 프린트 헤드에 대해 메인터넌스 동작을 수행하고; 상기 메인터넌스를 수행 후 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 대한 부압을 해제하며; 상기 프린터 헤드에 대한 부압 해제 후 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고; 및 상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만이면 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 시작한다.

상기 프린트 헤드에 대한 메인터넌스 동작은 상기 프린트 헤드의 노즐을 통해 잉크를 분사하는 스피팅을 포함하고, 상기 스피팅을 수행하는 스피팅 횟수에 따라 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제의 적용 여부를 판단한다.

상기 메인터넌스 동작에 의해 높아진 상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만이 아니면 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제를 추가한다.

상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 시, 상기 스피팅에 의해 가열되고 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소의 낮은 온도의 잉크를 채우도록 상기 잉크 공급 유로 상에 마련되는 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 잉크 공급 유로를 열어 준다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잉크 저장소와, 복수 노즐에서 잉크를 분사하여 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 프린트 헤드와, 상기 잉크 저장소와 상기 프린트 헤드 사이를 연결하는 잉크 공급 유로 상에 마련되어 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기를 구비하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서, 인쇄 작업을 수행하는 동안 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고; 상기 프린트 헤드의 온도가 대기 온도 이상이면 인쇄 정지하고 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 대한 부압을 해제하며; 상기 프린터 헤드에 대한 부압 해제 후 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고; 및 상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만이면 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 다시 수행한다.

상기 인쇄 작업에 의해 높아진 상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 이상이면 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제를 추가한다.

상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 시, 상기 인쇄 작업에 의해 가열되는 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소의 낮은 온도의 잉크를 채우도록 상기 잉크 공급 유로 상에 마련되는 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 잉크 공급 유로를 열어 준다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 잉크 저장소로부터 공급받은 잉크를 노즐을 통해 분사하는 프린트 헤드에 대한 스피팅을 수행하고; 상기 스피팅에 의해 가열된 상기 프린트 헤드에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소로부터 새로 잉크를 공급하기 위해 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 1차 해제하고; 상기 부압을 1차 해제 후 인쇄 작업을 시작하고; 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업하는 동안 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하며; 상기 감지한 프린트 헤드의 온도가 대기 온도이상이면 상기 인쇄 작업을 중단하고 상기 프린트 헤드에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소로부터 새로 잉크를 공급하기 위해 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 2차 해제하고; 및 상기 부압을 2차 해제 후 상기 인쇄 작업을 다시 수행한다.

상기 프린트 헤드에 대한 부압을 1차 해제한 후 또는 2차 해제한 후 상기 프 린트 헤드의 온도를 감지하고, 감지한 프린트 헤드의 온도가 기준 온도이상이면 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 동작을 추가한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 의한 잉크젯 화상 형성 장치 및 그 제어 방법을 설명한다.

본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치는, 도 2a에 도시한 바와 같이, 인쇄매체(M)의 공급을 위한 급지부(10)와, 인쇄매체를 이송하기 위한 이송부(20)와, 이송부(20)에 의해 이송되는 인쇄매체에 화상을 형성하는 프린트 헤드(80)와, 잉크를 저장하는 잉크 저장소(50), 프린트 헤드(80)에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기(60)와, 인쇄를 마친 인쇄매체를 화상형성장치의 외부로 배출하는 배출부(40)를 구비한다.

급지부(10)는 인쇄매체(M)가 적재되는 급지대(11)와, 급지대(11)에 적재된 인쇄매체를 한 장씩 픽업하는 픽업롤러(12)를 포함하여 구성된다. 이송부(20)는 픽업롤러(12)에 의해 픽업된 인쇄매체를 프린트 헤드(80)의 하부로 이송하며, 프린트 헤드(80)의 입구측에 설치되는 피딩롤러(21)와, 피딩롤러(21)와 픽업롤러(12) 사이에 설치되는 보조롤러(22)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시 예에서 프린트 헤드(80)는 인쇄매체의 폭에 대응하는 길이를 갖는 노즐부를 구비하는 어레이 프린트 헤드이다. 이러한 프린트 헤드(80)는 고정된 위치에서 인쇄매체(M)에 잉크를 분사함으로써 화상을 인쇄한다.

프린트 헤드(80)는 잉크 저장소(50)에서 공급되는 잉크를 각 노즐(83)의 잉크 챔버에 고르게 공급될 수 있도록 안내하는 채널유닛(84)을 가진다.

도 2b는 도 2a의 잉크젯 화상형성장치에서 프린트 헤드의 노즐부를 도시한 도면이다. 도 2b와 같이, 노즐부(81)는 그 폭 방향으로 지그재그 형태로 배열된 다수의 헤드칩(82)을 구비한다. 각 헤드칩(82)에는 잉크를 토출하는 다수의 노즐(83)이 형성되어 있다. 헤드칩(82)에는 다수의 노즐열(82a, 82b, 82c, 82d)이 마련될 수 있다. 또 각 노즐열(82a, 82b, 82c, 82d)은 같은 색상의 잉크 또는 서로 다른 색상(예를 들면, 시안, 마젠타, 옐로우, 블랙)의 잉크를 각각 분사할 수 있다. 프린트 헤드(80)에서 서로 다른 색상의 잉크가 분사되도록 구성하는 경우 잉크 저장소(50)와 부압 조절기(60)는 각 색상별로 구비된다.

배출부(40)는 인쇄매체(M)의 이송 방향에 대하여 프린트 헤드(80)의 하류측에 설치되는 배출롤러(41)와 배출롤러(41)에 대면하여 설치되는 스타휠(42)을 포함하여 구성될 수 있다. 스타휠(42)은 노즐부(31)의 하부를 통과하는 인쇄매체(M)가 노즐부(81)에 접촉하거나 인쇄매체(M)와 노즐부(81) 사이의 간격이 변하는 것을 방지하는 역할을 한다.

잉크 저장소(50)는 잉크가 공급되는 제1 및 제2잉크 공급 유로(71)(72)와, 부압 조절기(60)를 통해 프린트 헤드(80)의 채널유닛(84)과 연결된다.

잉크 저장소(50)는 프린트 헤드(80)보다 높은 위치에 설치하여 별도의 동력원을 이용하지 않고도 그 잉크 저장소(50)부터 잉크가 제1 및 제2잉크 공급 유로(71)(72)를 통하여 프린트 헤드(80) 내에 자동적으로 공급되게 한다.

프린트 헤드(80)는 열원을 이용하여 잉크에 버블(bubble)을 발생시켜 그 버블의 팽창력에 의해 잉크 방울을 분사시키는 열 구동 방식(thermal type)을 적용할 수 있다. 이러한 열구동 방식의 프린트 헤드 구조의 일 예는 미국특허 US 4,882,595호에 개시되어 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

프린트 헤드(80)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 노즐부(81)의 노즐(83)에 대응하여 잉크 방울을 분사하기 위하여 잉크를 가열하는 메인 히터(85)와, 노즐(83)이 형성되는 기판(substrate)에 설치되는 서브 히터(86)와, 헤드 칩(82)의 온도를 감지하여 제어기(90)에 제공하는 헤드 온도센서(87)를 포함한다.

서브 히터(86)는 기판을 가열하여 헤드 칩(82) 내부의 잉크 챔버에 채워진 잉크의 온도를 높이는 역할을 하며, 헤드 온도센서(87)는 헤드 칩(82)의 온도에 대응하여 전기 저항값이 변화하고 그에 대응하는 출력 전압을 제어기(90)에 인가한다. 제어기(90)는 펄스 형태의 전류(fire pulse)를 이용하여 서브히터(86)와 메인히터(85)를 제어한다.

메모리(100)는 메인터넌스 동작을 수행하기 위한 스피팅의 횟수, 프린트 헤드의 부압을 제어하기 위한 정보를 포함하여 장치 전반을 제어하기 위한 데이터를 저장한다.

와이핑 모터(110)는 메인터넌스 동작의 일환으로 노즐부에 묻은 이물질을 닦아 내기 위하여 제어기(90)에 의해 와이퍼 부재를 동작시키는 역할을 하며, 사용자 인터페이스(120)는 인쇄 명령을 포함하는 사용자의 입력 명령을 입력하기 위한 역할을 한다.

부압 조절기(60)는 일측에 제1잉크 공급 유로(71)를 매개로 잉크저장소(50)에 연결되고 타측에 제2잉크 공급 유로(72)를 매개로 프린트 헤드(80)에 연결되어 제어기(90)의 제어에 의해 잉크를 공급함과 아울러 프린트 헤드(80)에 걸리는 부압을 조절한다.

도 4를 참고하여, 부압 조절기(60)는 내부 공간을 구획하는 다이어프램(64), 다이어프램(64)에 의해 구획되는 내부 일측에 위치하고 모터(61)에 연결되는 푸시 로드(62)와, 다이어프램(64)에 의해 구획되는 내부 타측에 위치하고 잉크의 출입을 제어하는 밸브(65)를 포함한다.

푸시 로드(62)는 제어기(90)에 의해 제어되는 모터(61)의 가동에 의해 진퇴 이동한다. 밸브(65)는 다이어프램(64)의 가운데 형성된 홈에 일측이 끼워져 있고 타측은 길이 방향으로 연장되어 유입구(67)에 대향하고 있는 끝부분이 넓게 형성되어 있어 그 푸시 로드(62)의 동작에 의해 유입구(67)를 개폐하는 역할을 한다. 평상 시 모터(61)를 가동하고 있어 밸브(65)가 유입구(67)를 막을 수 있게 되어 있다.

제1탄성부재(63)는 푸시 로드 외측에 배치되어 푸시 로드(62)를 원래 위치로 복귀하는 역할을 하는데, 모터(61)를 가동하지 않는 경우 화살표 방향을 따라 푸시 로드(62)를 위로 이동시킨다.

제2탄성부재(66)는 밸브 외측에 배치되어 밸브(65)를 원래 위치로 복귀하는 역할을 하는데, 모터(61)를 가동하지 않는 경우 화살표 방향을 따라 밸브(65)를 위로 이동시킨다.

모터(61)를 가동하는 경우 푸시 로드(62)의 일측은 아래로 이동하여 다이어프램(64)을 누르고, 이에 따라 밸브(65)도 아래로 이동하게 되면 그 밸브의 타측이 유입구(67)를 막게 된다.

유입구(67)가 막히면, 제1잉크 공급 유로(71)와 제2잉크 공급 유로(72)를 연결하는 유로는 단절되고, 프린트 헤드(80)는 제2잉크 공급 유로(72)에만 연결되는 상태가 된다. 이때 프린터 헤드(80)는 일정한 부압이 걸려지게 하는 도시하지 않은 폼을 구비하고 있어서 프린트 헤드(80)에는 일정한 부압이 걸려져 있게 된다. 이에 따라 스피팅 또는 인쇄 작업을 위해 메인 히터(85)에 펄스 형태의 전류를 가하면 해당 노즐을 통해 잉크 방울이 분사되고, 잉크 분사 동작에 의한 잉크 소모량만큼 제2잉크 공급 유로(72)에서 프린트 헤드(80) 내로 잉크를 보충하게 된다.

프린트 헤드(80)에서 잉크 분사량이 많아지면 제2잉크 공급 유로(72) 내 잉크가 줄어들고 프린트 헤드(80)에 걸리는 부압이 일정 크기 이상 커지며, 이에 따라 제1잉크 공급 유로(71)와 제2잉크 공급 유로(72)의 압력차이에 의해 밸브(65)가 약간 밀려 올라가서 유입구(67)가 조금 열려지면서 보충용 잉크가 제2잉크 공급 유로(72)로 공급된다.

한편, 메인터넌스의 일환으로 스피팅 동작을 수행하거나 인쇄 작업의 지속으로 인하여 잉크 챔버의 잉크 온도가 과도하게 높아지게 되면, 제어기(90)는 프린트 헤드(80)에 걸리는 부압을 해제시켜 가열된 잉크를 빼내고 새로운 잉크를 채울 수 있도록 모터(61)의 가동을 중지한다. 모터 가동이 중지되면, 푸시 로드(62)는 원래 위치로 복귀하기 위하여 위로 올라가고, 이에 따라 밸브(65)도 위로 이동함에 따라 유입구(67)가 완전하게 열려진다.

열려진 유입구(67)는 유출구(68)와 연결되어 유로를 형성함에 따라 프린트 헤드(80)에 걸리는 부압이 해제된다. 이에 따라 잉크 저장소(50)의 잉크는 제1잉크 공급 유로(71)와 제2잉크 공급 유로(72)를 통해 프린트 헤드(80)에 지속적으로 공급됨에 따라 잉크 챔버에 있던 가열된 잉크는 노즐을 통해 빠져나가고 상대적으로 낮은 온도의 새로운 잉크가 잉크 챔버에 채워지게 된다. 이와 같이 잉크저장소(50)의 잉크가 프린트 헤드(80)에 공급되어 새로운 잉크로 교체한 이후부터는 안정적으로 인쇄 작업을 수행할 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명에 따른 잉크젯 화상형성장치의 제어방법을 도 5와 도 6을 중심으로 설명한다. 여기서 도 5는 인쇄 작업을 준비하는 경우 처리하는 프로세스를 나타내고, 도 6은 인쇄 작업 시 처리하는 프로세스를 나타낸다.

장치에 전원이 공급되는 경우 인쇄 작업의 준비를 위해 메인터넌스를 수행한다(200). 이때 제어기(90)는 인쇄 작업이 중단되었던 기간이나 이전까지의 인쇄작업량에 대응하는 인쇄 도트개수를 고려하여 메인터넌스의 일환으로 수행하는 스피팅을 수행하기 위한 스피팅 횟수를 결정한다(202). 여기서 스피팅 횟수의 결정에 관련한 정보는 메모리(100)에 사전 저장해 둔다.

그런 다음 제어기(90)는 결정된 스피팅 횟수가 미리 설정된 기준 횟수이상인지 판단하고(204), 그 판단 결과 결정된 스피팅 횟수가 미리 설정된 기준 횟수이상이 아니면 즉 스피팅 횟수가 적을 경우 메인 히터(85)를 제어하여 결정된 횟수만큼 스피팅을 수행하고(205), 스피팅을 마무리 하고 나서 제어기(90)의 제어에 의해 와이핑 모터(110)를 구동하여 와이퍼 부재로 노즐을 닦아 내는 동작을 수행한다(207). 이후 동작 218로 진행하여 인쇄 작업을 시작한다.

동작 204의 판단 결과 스피팅 횟수가 미리 설정된 기준 횟수이상이면, 제어기(90)의 제어에 의해 메인 히터(85)를 구동하여 결정된 횟수만큼 스피팅을 수행한다. 이때 부압 조절기(60)는 평상 시와 같이 제어기(90)에 의해 모터61)를 가동함에 의해 밸브(65)가 유입구(67)를 막아서 프린트 헤드(80)에 일정 부압이 걸려지게 하여 스피팅에 의해 소모되는 잉크량 만큼 프린트 헤드(80)에 잉크가 공급되게 한다(206).

설정된 횟수만큼 스피팅을 수행하게 되면, 잉크 챔버의 잉크는 가열되어 잉크 온도가 높아지게 된다. 이때 제어기(90)는 부압 조절기(60)의 모터(61)의 가동을 정지시켜 밸브(65)에 의해 막혀진 유입구(67)가 열려지게 한다. 이에 따라 프린트 헤드(80)에 걸려져 있던 부압이 해제되고, 열려진 유입구(67)에 연결된 제1잉크 공급 유로(71)는 유출구(8)에 연결된 제2잉크 공급 유로(72)와 유로를 형성함으로서 잉크 저장소(50)에 저장된 낮은 온도의 잉크가 프린터 헤드(80)로 공급되도록 하고, 프린터 헤드(80)의 잉크 챔버에 채워져 있던 가열된 잉크는 노즐을 통해 빠져 나가고, 새로 공급되는 낮은 온도의 잉크가 잉크 챔버에 채워지도록 한다. 잉크 교체가 이루어지기 위한 일정 시간이 경과하면 제어기(90)는 평상 시와 같이 모터(61)를 가동하여 밸브(65)가 유입구(67)를 막을 수 있게 한다(208).

그런 다음 헤드 온도센서(87)는 프린트 헤드의 온도를 감지하여 제어기(90)에 제공하고(210), 제어기(90)는 헤드 온도센서(87)를 통해 감지한 프린트 헤드의 온도가 미리 설정된 인쇄 기준 온도 미만인가를 판단한다(212). 여기서 인쇄 기준 온도는 부압 해제의 필요 여부를 판단하기 위한 것으로, 일차적으로 낮은 온도의 잉크를 프린트 헤드에 공급하였음에도 불구하고 부압 해제를 추가적으로 할 필요가 있는지를 판단하기 위한 것이다.

동작 212의 판단 결과 감지한 프린트 헤드의 온도가 인쇄 기준 온도 미만이 아니면 부압 해제를 추가적으로 수행하기 위하여 동작 208로 진행한다.

동작 212의 판단 결과 감지한 프린트 헤드의 온도가 인쇄 기준 온도 미만이면 프린트 헤드에 잉크를 새로 공급함에 의해 잉크 온도가 충분히 낮아진 상태로 인식하는 제어기(90)는 와이핑 모터(110)를 구동하여 노즐의 이물질을 제거하기 위한 와이핑을 수행한다(214).

그런 다음 제어기(90)는 잉크 챔버의 잉크의 온도가 인쇄에 적당한 온도로 높아지게 서브 히터(86)를 제어하여 기판을 가열한다(216). 이후 인쇄 작업을 시작한다(218).

도 6을 참고하여, 사용자 인터페이스(120)를 통해 입력되는 사용자의 인쇄 명령에 따라 제어기(90)는 메인 히터(85)를 제어하여 노즐을 통해 잉크 분사를 함으로서 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 인쇄 작업을 수행한다(220). 이때 부압 조절기(60)는 평상 시와 같이 제어기(90)에 의해 모터(61)를 가동함에 의해 밸브(65)가 유입구(67)를 막아서 프린트 헤드(80)에 일정 부압이 걸려지게 하여 인쇄 작업에 의해 소모되는 잉크량 만큼 프린트 헤드(80)에 잉크가 공급되게 한다.

인쇄 작업을 하는 동안 헤드 온도센서(87)는 프린트 헤드의 온도를 감지하여 제어기(90)에 제공한다(222).

제어기(90)는 감지한 프린트 헤드의 온도가 미리 설정한 인쇄 대기 온도이상 인가를 판단한다(224). 여기서 인쇄 대기 온도는 인쇄 작업량이 많거나 인쇄 시간이 지속되어 잉크 온도가 매우 높아져 있는 상태로서 잉크 온도를 낮출 필요가 있는지 즉 부압 해제가 필요한지를 판단하기 위한 것이다.

동작 224의 판단 결과 감지한 프린트 헤드의 온도가 인쇄 대기 온도이상이 아니면, 인쇄 작업을 계속하기 위하여 동작 236로 진행한다.

동작 224의 판단 결과 감지한 프린트 헤드의 온도가 인쇄 대기 온도이상이면, 제어기(90)는 메인 히터(85)를 제어하여 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 인쇄 작업을 정지한다(226).

그런 다음 제어기(90)는 부압 조절기(60)의 모터(61)의 가동을 정지시켜 밸브(65)에 의해 막혀진 유입구(67)가 열려지게 한다. 이에 따라 프린트 헤드(80)에 걸려져 있던 부압이 해제되고, 열려진 유입구(67)에 연결된 제1잉크 공급 유로(71)는 유출구(8)에 연결된 제2잉크 공급 유로(72)와 유로를 형성함으로서 잉크 저장소(50)에 저장된 낮은 온도의 잉크가 프린터 헤드(80)로 공급되도록 하고, 프린터 헤드(80)의 잉크 챔버에 채워져 있던 가열된 잉크는 노즐을 통해 빠져 나가고, 새로 공급되는 낮은 온도의 잉크가 잉크 챔버에 채워지도록 한다. 잉크 교체가 이루어지기 위한 일정 시간이 경과하면 제어기(90)는 평상 시와 같이 모터(61)를 가동하여 밸브(65)가 유입구(67)를 막을 수 있게 한다(228).

그런 다음 헤드 온도센서(87)는 프린트 헤드의 온도를 감지하여 제어기(90)에 제공한다(230).

제어기(90)는 감지한 프린트 헤드의 온도가 미리 설정한 인쇄 기준 온도 미 만으로 감소되었는가를 판단한다(232). 그 판단 결과 프린트 헤드의 온도가 인쇄 기준 온도 미만으로 감소되지 않은 경우 부압 해제를 추가적으로 수행하기 위해 동작 228로 진행한다.

동작 232의 판단 결과 프린트 헤드의 온도가 인쇄 기준 온도 미만으로 감소된 경우, 제어기(90)는 프린트 헤드에 새로운 잉크를 공급함에 의해 잉크 온도가 낮아진 상태로 인식하여 와이핑 모터(110)를 구동하여 노즐의 이물질을 제거하기 위한 와이핑을 수행한다(234).

그런 다음 제어기(90)는 메인 히터(85)를 제어하여 인쇄 매체에 화상을 인쇄하는 인쇄 작업을 다시 시작한다(236).

이상과 같이 본 발명은 인쇄 준비를 위한 메인터넌스 동작의 일환으로 스피팅 동작으로 과도하게 잉크 온도가 높아진 경우 프린트 헤드의 부압을 해제시켜 가열된 잉크를 프린트 헤드에서 빼내고 낮은 온도의 잉크를 프린트 헤드에 공급함으로서 인쇄 작업의 초기에 잉크 온도가 급격하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은 인쇄 작업으로 인하여 잉크 온도가 상승 시 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제하여 프린트 헤드의 가열된 잉크를 빼내고 낮은 온도의 잉크를 프린트 헤드에 공급하여 프린트 헤드를 냉각시킴으로서 빠른 시간 내에 인쇄 작업을 다시 수행할 수 있다.

Claims (22)

1. 잉크 저장소;

   상기 잉크 저장소로부터 제공받은 잉크를 분사하여 인쇄매체에 화상을 인쇄하기 위한 프린트 헤드;

   상기 잉크 저장소와 상기 프린트 헤드 사이에 연결되고 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기; 및

   상기 프린트 헤드의 잉크 온도를 제어하기 위하여 상기 부압 조절기의 동작을 제어하는 제어기를 포함하는 잉크젯 화상형성장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 프린트 헤드에 대한 메인터넌스에 의해 가열된 잉크를 냉각시키기 위해 상기 제어기가 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제시키는 잉크젯 화상형성장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어기는 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제시킨 후 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 시작하는 잉크젯 화상형성장치.
4. 제2항에 있어서,

   상기 제어기는 상기 프린트 헤드에 탑재된 노즐을 통해 잉크를 분사하는 스피팅 횟수에 의해 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제의 적용 여부를 판단하는 잉크젯 화상형성장치.
5. 제2항에 있어서,

   상기 프린트 헤드에 걸리는 부압 해제 시 상기 부압 조절기는 상기 잉크 저장소에 저장된 낮은 온도의 잉크를 상기 프린트 헤드에 공급하고, 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 있던 잉크를 빼내고 새로 공급되는 잉크를 채우는 잉크젯 화상형성장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 프린트 헤드의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 더 구비하고,

   상기 제어기는 상기 온도 센서에 의해 감지된 프린트 헤드의 온도가 기준 온도이상이면 상기 메인터넌스에 의해 가열된 잉크를 냉각시키기 위해 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 동작을 추가하는 잉크젯 화상형성장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 프린트 헤드의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 더 구비하고,

   인쇄 작업으로 가열된 잉크를 냉각시킬 필요가 있는지 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 따라 판단하고, 가열된 잉크를 냉각할 경우 상기 제어기가 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 해제시키는 잉크젯 화상형성장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제어기는 상기 온도 센서에 의해 감지된 프린트 헤드의 온도가 기준 온도이상이면 상기 인쇄 작업으로 가열된 잉크를 냉각시키기 위해 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 동작을 추가하는 잉크젯 화상형성장치.
9. 제7항에 있어서,

   상기 제어기는 상기 온도 센서에 의해 감지된 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만으로 감소하면 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 다시 수행하는 잉크젯 화상형성장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 부압 조절기는 상기 잉크 저장소에 연결되는 유입구와, 상기 프린트 헤드에 연결되는 유출구와, 상기 유입구와 상기 유출구 사이를 연결하는 내부 공간을 구획하는 다이어프램과, 상기 다이어프램에 의해 구획되는 내부 일측에 위치하는 푸시 로드와, 상기 제어기의 제어에 의해 상기 푸시 로드를 진퇴 이동시키는 모터, 상기 푸시 로드의 동작에 의해 상기 유입구를 개폐하는 밸브를 포함하는 잉크젯 화상형성장치.
11. 잉크 저장소;

    상기 잉크 저장소로부터 제공받은 잉크를 분사하기 위해 기판 상에 마련되는 복수 노즐에 대응하는 메인 히터와, 상기 기판을 가열하기 위한 서브 히터와, 온도 센서를 포함하는 프린트 헤드;

    상기 잉크 저장소의 잉크를 유입하기 위한 유입구와 상기 잉크를 상기 프린트 헤드로 공급하기 위한 유출구를 구비하고, 상기 유입구와 상기 유출구 사이의 유로 상에 설치하는 밸브를 포함하는 부압 조절기;

    상기 잉크 저장소와 상기 부압 조절기의 유입구 사이를 연결하는 제1잉크 공급 유로;

    상기 프린트 헤드와 상기 부압 조절기의 유출구 사이를 연결하는 제2잉크 공급 유로; 및

    상기 프린트 헤드의 잉크 온도를 제어하기 위하여 상기 부압 조절기의 밸브의 동작을 제어하는 제어기를 포함하는 잉크젯 화상형성장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 부압 조절기는 상기 제어기에 의해 제어되는 모터와 상기 모터에 의해 진퇴 이동하여 상기 밸브를 동작하는 푸시 로드를 더 포함하는 잉크젯 화상형성장치.
13. 제11항에 있어서,

    상기 제어기는 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 채워진 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소의 낮은 온도의 잉크를 공급하기 위해 상기 밸브를 개방하는 잉크젯 화상형성장치.
14. 잉크 저장소와, 복수 노즐에서 잉크를 분사하여 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 프린트 헤드와, 상기 잉크 저장소와 상기 프린트 헤드 사이를 연결하는 잉크 공급 유로 상에 마련되어 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기를 구비하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서,

    상기 프린트 헤드에 대해 메인터넌스 동작을 수행하고;

    상기 메인터넌스를 수행 후 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 대한 부압을 해제하며;

    상기 프린터 헤드에 대한 부압 해제 후 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고; 및

    상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만이면 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 시작하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 프린트 헤드에 대한 메인터넌스 동작은 상기 프린트 헤드의 노즐을 통해 잉크를 분사하는 스피팅을 포함하고,

    상기 스피팅을 수행하는 스피팅 횟수에 따라 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제의 적용 여부를 판단하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
16. 제15항에 있어서,

    상기 메인터넌스 동작에 의해 높아진 상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만이 아니면 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제를 추가하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
17. 제15항에 있어서,

    상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 시, 상기 스피팅에 의해 가열되고 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소의 낮은 온도의 잉크를 채우도록 상기 잉크 공급 유로 상에 마련되는 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 잉크 공급 유로를 열어 주는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
18. 잉크 저장소와, 복수 노즐에서 잉크를 분사하여 인쇄매체에 화상을 인쇄하는 프린트 헤드와, 상기 잉크 저장소와 상기 프린트 헤드 사이를 연결하는 잉크 공급 유로 상에 마련되어 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 조절하기 위한 부압 조절기를 구비하는 잉크젯 화상형성장치의 제어 방법에 있어서,

    인쇄 작업을 수행하는 동안 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고;

    상기 프린트 헤드의 온도가 대기 온도 이상이면 인쇄 정지하고 상기 부압 조 절기를 제어하여 상기 프린트 헤드에 대한 부압을 해제하며;

    상기 프린터 헤드에 대한 부압 해제 후 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고; 및

    상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 미만이면 상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업을 다시 수행하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 인쇄 작업에 의해 높아진 상기 프린트 헤드의 온도가 기준 온도 이상이면 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제를 추가하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
20. 제18항에 있어서,

    상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 시, 상기 인쇄 작업에 의해 가열되는 상기 프린트 헤드의 잉크 챔버에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소의 낮은 온도의 잉크를 채우도록 상기 잉크 공급 유로 상에 마련되는 상기 부압 조절기를 제어하여 상기 잉크 공급 유로를 열어 주는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
21. 잉크 저장소로부터 공급받은 잉크를 노즐을 통해 분사하는 프린트 헤드에 대한 스피팅을 수행하고;

    상기 스피팅에 의해 가열된 상기 프린트 헤드에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉 크 저장소로부터 새로 잉크를 공급하기 위해 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 1차 해제하고;

    상기 부압을 1차 해제 후 인쇄 작업을 시작하고;

    상기 프린트 헤드를 이용하여 인쇄 작업하는 동안 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하며;

    상기 감지한 프린트 헤드의 온도가 대기 온도이상이면 상기 인쇄 작업을 중단하고 상기 프린트 헤드에 있던 잉크를 빼내고 상기 잉크 저장소로부터 새로 잉크를 공급하기 위해 상기 프린트 헤드에 걸리는 부압을 2차 해제하고; 및

    상기 부압을 2차 해제 후 상기 인쇄 작업을 다시 수행하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.
22. 제21항에 있어서,

    상기 프린트 헤드에 대한 부압을 1차 해제한 후 또는 2차 해제한 후 상기 프린트 헤드의 온도를 감지하고, 감지한 프린트 헤드의 온도가 기준 온도이상이면 상기 프린트 헤드에 대한 부압 해제 동작을 추가하는 잉크젯 화상형성장치의 제어방법.

Images