KR20100005642A - 잉크젯 프린터 및 인쇄방법 - Google Patents

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KR20100005642A
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electromagnetic wave
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요시미 오노자와
류지 야마다
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가부시키가이샤 미마키 엔지니어링
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Abstract

본 발명은, 미디어를 보다 균일하게 건조할 수 있는 잉크젯 프린터 및 인쇄방법에 관한 것으로, 미디어(50)에 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드(26)와, 잉크가 토출된 미디어(50)가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관(100)과, 도파관(100) 내에 전자파를 공급하는 마그네트론(150)을 구비한다. 제어부(40)는 수분량검출센서(62) 등이 검출한 미디어(50)의 수분량에 따라 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 제어한다. 이에 의해, 도파관(100) 내에 공급된 전자파에 의해 인쇄후의 미디어(50)를 연속적인 공정에서 효율적으로 건조시킬 수 있다. 또한, 제어부(40)가 수분량검출센서(62) 등이 검출한 미디어(50)의 수분량에 따라 마그네트론(150)의 전자파의 강도를 제어하기 때문에, 미디어(150)의 건조 정도를 균일하게 제어할 수 있다.
잉크젯 프린터, 미디어 건조

Description

잉크젯 프린터 및 인쇄방법{Inkjet printer and printing method}
본 발명은 잉크젯 프린터 및 인쇄방법에 관한 것으로, 특히 잉크가 토출된 기록매체를 건조시키는 잉크젯 프린터 및 인쇄방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린터에서는, 종이, 비단, 면, 염화비닐 등 시트형상의 미디어(기록매체)의 표면 혹은 이표면에 대하여, 산성염료, 반응염료, 직접염료 등의 염료계 잉크나 솔벤트 잉크 등의 유기용제계의 안료계 잉크를 토출함으로써 인쇄를 한다. 이와 같은 잉크젯 프린터에서는, 특히 공업분야에 있어서 인쇄후에 미디어의 출하 및 납품 등을 신속하고 용이하게 하기 위하여, 잉크가 토출된 미디어를 효율적으로 건조하는 것이 중요하다.
이 때문에, 예를 들어 일본특허공개 2003-22890호 공보에서는, 미디어 위에 있는 잉크를 건조시키기 위한 건조장치로서, 미디어가 그것을 통과하여 이동할 수 있도록 구성된 슬롯을 구비하는 도파관과, 전계방향과 미디어 내에서의 섬유의 세로축 사이에 형성되는 각도가 10도를 넘고 90도 이하가 되도록, 도파관 내에 전계를 발생시키도록 구성되어 있는 전자(電磁) 에너지원을 구비한 건조장치가 개시되어 있다.
하지만, 현실의 잉크젯 프린트에서는, 미디어에 대한 인쇄속도가 크게 변동한다. 인쇄속도가 변동하였을 경우, 미디어의 단위면적당 잉크의 토출량도 그 부분에 따라 변하기 때문에, 인쇄 직후의 미디어의 건조 정도 또한 미디어의 부분에 따라 달라진다. 이와 같은 경우, 상기 기술과 같이 미디어가 통과하는 도파관에 일정한 강도의 전자파를 공급하는 것만으로는, 미디어의 건조가 불균일해질 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 실정에 감안하여 이루어진 것으로, 미디어를 보다 균일하게 건조시킬 수 있는 잉크젯 프린터 및 인쇄방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 시트형상 기록매체의 표면 및 이면 중 어느 한쪽에 잉크를 토출하는 토출수단과, 토출수단에 의해 잉크가 토출된 기록매체가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관과, 도파관 내에 전자파를 공급하는 전자파 공급수단과, 도파관 내를 통과한 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 검출하는 검출수단과, 검출수단이 검출한 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터에 따라 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 제어하는 제어수단을 구비한 잉크젯 프린터이다.
이 구성에 따르면, 기록매체에 잉크를 토출하는 토출수단과, 토출수단에 의해 잉크가 토출된 기록매체가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관과, 도파관 내에 전자파를 공급하는 전자파 공급수단을 구비하기 때문에, 도파관 내에 공급 된 전자파에 의해 인쇄후의 기록매체를 연속적인 공정에서 효율적으로 건조시킬 수 있게 된다.
또한, 이 구성에 따르면, 제어수단이, 검출수단이 검출한 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터에 따라 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 제어하기 때문에, 기록매체의 건조 정도를 균일하게 제어할 수 있게 된다.
이 경우, 제어수단은, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 제어량으로 하고, 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 조작량으로 하고, 검출수단이 검출한 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 피드백량으로 하여, 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 연산하는 피드백 제어에 의해, 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 조작하는 것이 바람직하다.
이 구성에 따르면, 제어수단이, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 제어량으로 하고, 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 조작량으로 하고, 검출수단이 검출한 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 피드백량으로 하여, 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 연산하는 피드백 제어에 의해, 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 조작하기 때문에, 기록매체의 건조 정도를 보다 규일하게 제어할 수 있게 된다.
이 경우, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 기록매체의 도파관 내를 통과하는 속도로 할 수 있다.
이 구성에 따르면, 제어수단이, 기록매체의 도파관 내를 통과하는 속도 즉, 인쇄속도에 따라 기록매체의 건조 정도를 균일하게 제어하게 되어, 기록매체의 건 조 정도를 한층 균일하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 도파관 내를 통과한 기록매체의 수분량으로 할 수 있다.
이 구성에 따르면, 제어수단이, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터로서 기록매체의 건조 정도에 가장 직접적으로 관련된 파라미터인 기록매체의 수분량에 따라 기록매체의 건조 정도를 균일하게 제어하게 되어, 기록매체의 건조 정도를 한층 균일하게 제어할 수 있게 된다.
혹은, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 도파관 내를 통과한 기록매체의 온도로 할 수 있다. 또한, 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 도파관 내를 통과한 기록매체 주위의 대기 습도로 할 수도 있다.
이 구성에 따르면, 기록매체의 온도나 기록매체 주위의 대기의 습도는 비교적 검출하기 쉬운 파라미터이기 때문에, 온도나 습도를 검출하기 위한 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은, 토출수단이 시트형상 기록매체의 표면 및 이면 중 어느 한쪽에 잉크를 토출하는 단계와, 전자파 공급수단이 토출수단에 의해 잉크가 토출된 기록매체가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관 내에 전자파를 공급하는 단계와, 토출수단에 의해 잉크가 토출된 기록매체를 도파관 내에 통과시키는 단계와, 검출수단이 도파관 내를 통과한 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 검출하는 단계와, 제어수단이 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터에 따라 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 제어하는 단계를 포함하는 인쇄방법이다.
본 발명의 잉크젯 프린터 및 인쇄방법에 따르면, 미디어를 보다 균일하게 건조시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린터를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 프린터(10)는 받침대(12) 위에 프린터부(14)와 도파관(100)이 탑재되어 있다. 프린터부(14)는 미디어에 토출하는 각종 잉크를 저장한 토너부(16)와 사용자가 조작입력을 하는 조작부(18)를 구비하고 있다. 도파관(100)의 일단에는 도파관(100) 내부에 전자장을 공급하기 위한 마그네트론(150)이 설치되어 있다.
도 2는 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린터(10)에서 미디어를 인쇄 및 건조하는 모습을 나타내는 도면이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 프린터(10)에서는, 프린터부(14)에 삽입된 종이, 비단, 면, 염화비닐 등의 시트형상의 미디어(50)가 롤러구동부(30)에 의해 구동되는 롤러(20, 22)에 의해 반송된다. 롤러(20, 22)에 의해 반송된 미디어(50)에는, 플래튼(24) 위에서 잉크젯 헤드(26)로부터 산성염료, 반응염료, 직접염료 등의 염료계 잉크나 솔벤트 잉크 등의 유기용제계의 안료계 잉크가 표면에 토출된다.
표면에 잉크가 토출된 미디어(50)는, 도파관(100)의 미디어 도입구부(108)로부터 도파관 본체부(106) 내부로 도입된다. 도파관 본체부(06)의 내부에는 마그네 트론(150)으로부터 전자파가 공급된다. 마그네트론(150)이 공급하는 전자파는, 파장 100㎛~1m, 주파수 300MHz~3THz의 마이크로파이며, 보다 바람직하게는 파장 0.075m~0.15m, 주파수 2~4GHz의 마이크로파이다. 전자파가 공급된 도파관 본체부(106) 내에서, 미디어(50)는 표면에 토출된 잉크를 건조시킨다. 도파관 본체부(106)의 내부에 도입된 미디어(50)는 미디어 도출구부(110)로부터 도출된다.
미디어 도출구부(100)의 바로 아래에는, 미디어(50)의 수분량을 검출하는 수분량검출센서(62), 미디어(50)의 온도를 검출하는 온도검출센서(64) 및 미디어(50) 주위의 대기 습도를 검출하는 습도검출센서(66)가 배치되어 있다.
예를 들어, 수분량검출센서(62)는, 미디어(50) 주위의 수증기압의 변화를 센서의 임피던스 변화로서 검출함으로써, 미디어(50)의 수분량을 검출하는 정전용량식에 의한 것으로 할 수 있다. 또한, 수분량검출센서(62)는, 미디어(50)에 레이저광을 조사하고, 레이저광과 물질의 상호작용을 이용하는 분광흡수법에 의해 미디어(50)의 수분량을 검출하는 레이저식에 의한 것으로 할 수도 있다. 혹은, 수분량검출센서(62)는, 높은 정밀도의 온도센서에 의한 경면(鏡面) 온도를 정확하게 측정함으로써, 이슬점 혹은 서리점을 직접 측정하는 경면 냉각식에 의한 것으로도 할 수 있다. 경면 위에 수분이 물 또는 서리로서 응축하면, 발광기로부터 조사되는 광이 경면에서 산란되어 결과적으로 수광검지기의 광강도가 감소된다. 이러한 변화를, 경면 위의 물분자의 응축율·증발율이 일정해지도록 온도를 유지시킨다. 경면 냉각식 수분량검출센서(62)는 이 때의 온도를 이슬점 혹은 서리점으로서 측정한다.
온도검출센서(64)로서는 비접촉식 방사온도계를 이용하는 것이 바람직하고, 적외선을 받은 센서소자의 열변화를 이용한 열형 방사온도계나, 적외선의 광양자(光量子)를 받은 센서소자의 변화를 이용한 양자형 방사온도계를 이용할 수 있다. 또한, 습도검출센서(66)는 미디어(50) 주위의 대기의 상대습도 혹은 절대습도 중 어느 하나를 검출하는 것이어도 적용가능하다.
수분량검출센서(62), 온도검출센서(64) 및 습도검출센서(66)의 검출값은 각각 제어부(40)에 출력된다. 또한, 롤러구동부(30)로부터 롤러(20, 22)에 의한 미디어(50)의 반송속도가 제어부(40)에 출력된다. 또한, 조작입력부(18)로부터는 목표로 하는 인쇄후의 미디어(50)의 수분량, 온도 혹은 미디어(50) 주위의 대기의 습도 등이 입력된다. 제어부(40)는, 후술하는 바와 같이, 이 건조 정도에 관련한 파라미터들에 따라 마그네트론(150)으로부터의 전자파의 강도를 제어한다.
도 3은 실시예에 따른 잉크젯 프린터에서의 제어계를 나타내는 블록도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린터(10)는, 미디어(50)의 수분량을 제어량으로 하고, 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 조작량으로 하고, 수분량검출센서(62)가 검출한 미디어(50)의 수분량을 피드백량으로 하여, 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 연산하는 피드백 제어에 의해, 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 조작한다.
조작입력부(18)에는 목표로 하는 인쇄후의 미디어(50)의 수분량이 입력된다. 조작입력부(18)는 해당 목표로 하는 수분량을 수분량검출센서(62)로부터의 검출신호와 비교가능한 기준입력신호로 변환하여 제어부(40)에 출력한다.
제어부(40)는 비교부(42), 조절부(44) 및 마그네트론 제어부(46)를 가지고 있다. 비교부(42)는 조작입력부(18)로부터의 기준입력신호와 수분량검출센서(62)로부터의 검출신호를 비교하여 그 편차를 검출한다. 기준입력신호와 검출신호의 편차는 조절부(44)에 출력된다. 조절부(44)는 기준입력신호와 검출신호의 편차를 요구를 만족하는 응답특성이 되는 제어이득(control gain)에 따라 조절한다.
마그네트론 제어부(46)는 조절부(44)로부터의 신호에 따라 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 조작하기 위한 조작량을 마그네트론(150)에 출력한다. 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도에 따른 미디어(50)의 수분량은, 수분량검출센서(62)에 의해 검출된다. 수분량검출센서(62)에 의해 검출된 미디어(50)의 수분량은 피드백량으로서 비교부(42)에 출력된다.
본 실시예에 따르면, 미디어(50)에 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드(26)와, 잉크젯 헤드(26)에 의해 잉크가 토출된 미디어(50)가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관(100)과, 도파관(100) 내에 전자파를 공급하는 마그네트론(150)을 구비하기 때문에, 도파관(100) 내에 공급된 전자파에 의해 인쇄후의 미디어(50)를 연속적인 공정에서 효율적으로 건조시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에 따르면, 제어부(40)가 수분량검출센서(62) 등이 검출한 미디어(50)의 수분량에 따라 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 제어하기 때문에, 미디어(150)의 건조 정도를 균일하게 제어할 수 있게 된다.
특히, 본 실시예에 따르면, 제어부(40)가, 미디어(50)의 수분량을 제어량으로 하고, 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 조작량으로 하고, 수분량검출센서(62)가 검출한 미디어(50)의 수분량을 피드백량으로 하여, 마그네트론(150) 이 공급하는 전자파의 강도를 연산하는 피드백 제어에 의해, 마그네트론(150)이 공급하는 전자파의 강도를 조작하기 때문에, 미디어(50)의 건조 정도를 보다 균일하게 제어할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예에서 제어부(40)는, 미디어(50)의 건조 정도와 가장 직접적으로 관련된 파라미터인 미디어(50)의 수분량에 따라 미디어(50)의 건조 정도를 균일하게 제어하기 때문에, 미디어(50)의 건조 정도를 한층 균일하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 본 실시예에서의 잉크젯 프린터(10)에 따르면, 종이, 비단, 면, 염화비닐 등 시트형상의 미디어(50)에 대하여, 산성염료, 반응염료, 직접염료 등의 염료계 잉크나 솔벤트 잉크 등의 유기용제계의 안료계 잉크를 이용하여 인쇄를 하고, 연속하여 건조를 할 수 있게 된다.
종이, 비단, 면, 염화비닐 등 시트형상의 미디어(50)에 대하여 수성잉크 혹은 용제잉크를 사용하였을 경우, 염료계 잉크인 산성염료 및 반응염료에서는 미디어(50)의 섬유안에 잉크가 침투하여 섬유 안에서 잉크가 반응함으로써 염색이 이루어진다. 이 때문에, 본 실시예와 같이, 도파관(100)에 의해 미디어(50)에 전자파를 공급함으로써, 미디어(50)의 섬유 안에서의 잉크의 반응이 촉진되어 건조 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 유기용제계의 안료계 잉크인 솔벤트 잉크에서는, 잉크 안에 수지가 포함되어 있어 해당 수지에 의해 미디어(50)의 표면에 염색을 한다. 그 때문에, 본 실시예와 같이 도파관(100)에 의해 미디어(50)에 전자파를 공급함으로써, 솔벤트 잉크의 수지에 포함되는 수분의 건조가 촉진되어 건조 속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 염료계 잉크인 직접염료에서는, 미디어(50)의 섬유내에 잉크가 침투하지 않고, 미디어(50)의 표면에 잉크가 부착함으로써 염색이 이루어진다. 하지만, 직접염료에도 잉크안에 수지를 포함시킴으로써 수지에 포함되는 수분의 건조가 촉진되기 때문에, 본 실시예와 같이 도파관(100)에 의해 미디어(50)에 전자파를 공급함으로써 건조속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 여러가지로 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시예에서는 미디어(50)의 수분량을 제어량으로 하는 형태를 중심으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 미디어(50)의 온도 혹은 미디어(50) 주위 대기의 습도를 제어량으로 하여도 된다. 이와 같이, 미디어(50)의 온도 혹은 미디어(50) 주위의 대기 습도를 제어량으로 하였을 경우에는, 온도나 습도는 비교적 검출하기 쉬운 파라미터이기 때문에, 온도나 습도를 검출하기 위한 장치의 구성을 간단하게 할 수 있다.
혹은, 롤러구동부(30)로부터의 미디어(50)의 반송속도 변화에 따른 피드포워드(feedforward) 제어를 병용함으로써, 미디어(50)의 반송속도 변화에 대한 마그네트론(150)의 전자파 강도에서의 응답지연을 줄일 수 있게 된다.
도 1은 실시예에 따른 잉크젯 프린터를 나타내는 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 잉크젯 프린터에서의 기록매체를 인쇄 및 건조하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 잉크젯 프린터에서의 제어계를 나타내는 블록도이다.
**부호의 설명**
10: 잉크젯 프린터 12: 받침대
14: 프린터부 16: 토너부
18: 조작입력부 20, 22: 롤러
24: 플래튼 26: 잉크젯 헤드
30: 롤러구동부 40: 제어부
42: 비교부 44: 조절부
46: 마그네트론 제어부 50: 미디어
62: 수분량검출센서 64: 온도검출센서
66: 습도검출센서 100: 도파관
106: 도파관 본체부 108: 미디어 도입부
110: 미디어 도출부 150: 마그네트론

Claims (7)

  1. 시트형상 기록매체의 표면 및 이면 중 어느 한쪽에 잉크를 토출하는 토출수단과,
    상기 토출수단에 의해 잉크가 토출된 상기 기록매체가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관과,
    상기 도파관 내에 전자파를 공급하는 전자파 공급수단과,
    상기 도파관 내를 통과한 상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 검출하는 검출수단과,
    상기 검출수단이 검출한 상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터에 따라, 상기 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 제어하는 제어수단을 구비한 잉크젯 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 제어량으로 하고, 상기 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 조작량으로 하며, 상기 검출수단이 검출한 상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 피드백량으로 하여, 상기 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 연산하는 피드백 제어에 의해, 상기 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 조작하는 잉크젯 프린터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 상기 기록매체가 상기 도파관 내를 통과하는 속도인 잉크젯 프린터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 상기 도파관 내를 통과한 상기 기록매체의 수분량인 잉크젯 프린터.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 상기 도파관 내를 통과한 상기 기록매체의 온도인 잉크젯 프린터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터는, 상기 도파관 내를 통과한 상기 기록매체 주위 대기의 습도인 잉크젯 프린터.
  7. 토출수단이 시트형상 기록매체의 표면 및 이면 중 어느 한쪽에 잉크를 토출하는 단계와,
    전자파 공급수단이 상기 토출수단에 의해 잉크가 토출된 상기 기록매체가 그 내부를 통과할 수 있도록 구성된 도파관 내에 전자파를 공급하는 단계와,
    상기 토출수단에 의해 잉크가 토출된 상기 기록매체를 상기 도파관 내에 통과시키는 단계와,
    검출수단이 상기 도파관 내를 통과한 상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터를 검출하는 단계와,
    제어수단이 상기 기록매체의 건조 정도에 관련한 파라미터에 따라 상기 전자파 공급수단이 공급하는 전자파의 강도를 제어하는 단계를 포함하는 인쇄방법.
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