KR20180017060A - 잉크젯 프린터용 공기 필터 - Google Patents

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Abstract

연속식 잉크젯 프린팅에 사용하기 위한 장치는 캐비닛; 상기 캐비닛 내에 배치되고, 잉크 펌프, 잉크 시스템 공기 유입구 및 잉크 시스템 공기 배출구를 포함하는 잉크 시스템; 및 공기가 상기 캐비닛 내에서 유동하게 만들도록 배치되는 공기 순환 장치를 포함한다. 상기 공기 순환 장치는 공기가 소정의 공기 유동 경로를 따라 상기 필터 유닛 공기 유입구를 통하고, 상기 잉크 펌프를 지나고, 상기 잉크 시스템 공기 배출구를 통하여 유동하게 만들도록 배치된다.

Description

잉크젯 프린터용 공기 필터
본 발명은 잉크젯 프린팅에 관한 것이며, 특히 예컨대 연속식 잉크젯 프린팅과 같은 잉크젯 프린팅에 사용하기 위한 장치 및 필터 유닛에 관한 것이다.
잉크젯 프린팅 시스템에서, 프린트는 노즐에서 생성되어 기판을 향해 추진되는 잉크의 개별 액적들로 이루어진다. 필요할 때 프린팅용 잉크 액적들이 생성되는 드롭 온 디맨드(drop on demand); 및 액적들이 연속적으로 생산되고, 선택된 것들만이 기판쪽으로 향하고, 다른 것들은 잉크 공급원으로 재순환되는 연속식 잉크젯 프린팅(continuous ink jet printing)의 2가지 주요 시스템이 있다.
연속식 잉크젯 프린터는 가압된 잉크를 노즐에서 방출되는 잉크의 연속적 스트림이 예컨대 진동 압전 소자에 의해 개별의 규칙적 액적들로 분열되는 프린트 헤드 액적 생성기로 공급한다. 액적들은 그들이 한 쌍의 편향판을 가로질러 제공되는 횡전기장을 통과하기 전에 그들에 소정의 전하가 선택적으로 그리고 개별적으로 주어지게 되는 충전 전극을 지나도록 안내된다. 각각의 하전된 액적은 기판에 충돌하기 전에 그 전하 크기에 의존하는 크기만큼 전기장에 의해 편향되는 반면, 하전되지 않은 액적들은 편향 없이 진행하여 재사용을 위해 잉크 공급원으로 재순환되기 시작하는 거터에 수집된다. 하전된 액적들은 거터를 우회하여 액적 상의 전하 및 프린트 헤드에 대한 기판의 위치에 의해 결정되는 위치에서 기판에 부딪친다. 일반적으로, 기판은 프린트 헤드에 대해 상대적으로 한쪽 방향으로 이동되고, 편향판들이 기판의 속도를 보상하기 위해 수직에 대해 일정 경사로 배향될 수 있더라도, 액적들은 기판에 대해 대체로 수직한 방향으로 편향된다(액적들의 도달 사이의 프린터 헤드에 대해 상대적인 기판의 이동은 그렇게 하지 않을 경우 액적들의 라인이 완전하게 기판의 이동 방향에 대해 수직하게 뻗지 않게 될 것임을 의미한다).
연속식 잉크젯 프린팅에서, 문자는 잠재적인 액적 위치들의 규칙적인 어레이를 포함하는 매트릭스로부터 프린팅된다. 각각의 매트릭스는 액적들에 인가되는 전하에 의해 결정되는 복수의 잠재적인 액적 위치(예컨대, 7개)를 포함하는 하나의 라인에 의해 각각이 한정되는 복수의 칼럼(스트로크)을 포함한다. 각각의 가용 액적은 스트로크에 있어서의 그것의 의도된 위치에 따라 하전된다. 하나의 특정 액적이 사용되지 않는 경우, 그 액적은 하전되지 않고 재순환을 위해 거터에서 포집된다. 이 사이클은 하나의 매트릭스에서의 모든 스트로크에 대해 반복되고, 그 후에 다음 문자 매트릭스에 대해 다시 시작된다.
잉크는 일반적으로 제어 회로 및 사용자 인터페이스 패널을 위한 개별의 컴파트먼트(compartment)를 포함하는 캐비닛의 밀봉된 컴파트먼트 내에 수용되는 잉크 공급 시스템에 의해 프린트 헤드로 압력하에 전달된다. 잉크 공급 시스템은 리저버 또는 탱크로부터 필터를 거쳐 잉크를 인출하여 그것을 압력하에 프린트 헤드로 전달하는 메인 펌프를 포함한다. 잉크가 소비됨에 따라, 리저버는 공급 도관에 의해 리저버에 해제가능하게 연결되는 교체가능한 잉크 카트리지로부터 필요에 따라 재충전된다. 잉크는 리저버로부터 가요성 전달 도관을 통해 프린트 헤드로 공급된다. 거터에 의해 포집된 미사용 잉크 액적들은 펌프에 의해 복귀 도관을 통해 리저버로 재순환된다. 각각의 도관 내에서의 잉크의 유동은 일반적으로 솔레노이드 밸브 및/또는 다른 유사한 구성요소에 의해 제어된다.
잉크가 시스템을 통해 순환할 때, 특히 노즐과 거터 사이의 통로에서 공기에 노출된 재순환되는 잉크와 관련하여 솔벤트 증발의 결과로서 잉크가 농후해지는 경향이 있다. 이를 보상하기 위해, 잉크 점도를 원하는 한계 내로 유지하도록 교체가능한 잉크 카트리지로부터 필요한 만큼 "메이크업(make-up)" 솔벤트가 잉크에 추가된다. 이 솔벤트는 클리닝 사이클에서 노즐 및 거터와 같은 프린트 헤드의 부품을 플러싱(flushing)하는 데 사용될 수도 있다.
프린팅 시스템 내에서의 솔벤트의 사용은 상승된 솔벤트 증기 레벨을 초래할 수 있는 밀폐된 공간 내에서의 솔벤트 증기 누설을 초래할 수 있다. 유해한 또는 위험한 레벨에 도달할 수 있기 전에 솔벤트 증기를 제거하기 위해 프린팅 시스템 내에 퍼징 공기 순환(purging air circulation)을 제공하는 것이 알려져 있다. 또한, 펌프 및 모터와 같은 다양한 구성요소가 시스템 내의 잉크의 온도를 상승시킬 수 있는 열을 발생시킨다. 잉크 온도가 증가함에 따라, 솔벤트가 증발하는 경향 또한 증가한다. 또한, 증가된 온도는 최적의 프린팅 성능을 성취하기 위해 원하는 범위 내로 제어되어야만 하는 잉크의 점도를 변화시킨다.
본 발명의 목적은 무엇보다 개선된 또는 대안적인 잉크젯 프린터를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 개선된 공기 순환 및 냉각 시스템을 가진 잉크젯 프린터를 제공한다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 캐비닛; 상기 캐비닛 내에 배치되고, 잉크 펌프, 잉크 시스템 공기 유입구 및 잉크 시스템 공기 배출구를 포함하는 잉크 시스템; 및 공기가 상기 캐비닛 내에서 유동하게 만들도록 배치되는 공기 순환 장치를 포함하는 연속식 잉크젯 프린팅에 사용하기 위한 장치가 제공된다. 상기 공기 순환 장치는 공기가 소정의 공기 유동 경로를 따라 상기 필터 유닛 공기 유입구를 통하고, 상기 잉크 펌프를 지나고, 상기 잉크 시스템 공기 배출구를 통하여 유동하게 만들도록 배치된다.
공기 순환 장치의 제공은 공기 유동이 캐비닛 내부로부터 솔벤트 증기를 퍼징(purging)하기 위해 그리고 또한 상기 소정의 공기 유동 경로가 상기 잉크 펌프를 지나는 경우에 잉크 펌프에 대한 냉각을 제공하기 위해 사용되는 것을 가능하게 해준다. 잉크 펌프의 냉각은 또한 잉크 자체로부터의 열이 소산되는 것을 가능하게 해준다. 따라서, 잉크로부터의 열은 전용 잉크 냉각 장치에 대한 필요성 없이 잉크 펌프를 통해 소산된다.
소정의 공기 유동 경로를 따르는 공기 유동이 잉크 펌프를 냉각시키고, 그것에 의해 잉크 펌프를 통과하는 잉크를 냉각시킬 수 있다.
상기 장치는 또한 공기 필터를 수용하도록 배치되고, 필터 유닛 공기 유입구 및 필터 유닛 공기 배출구를 포함하는 공기 필터 유닛을 포함하고, 사용 시에, 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크 시스템 공기 유입구에 인접하여 배치되고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 필터 유닛 공기 유입구, 상기 공기 필터, 상기 필터 유닛 공기 배출구를 통하여 유동하게 상기 소정의 경로를 따라 유동하게 만들도록 배치딘다.
소정의 공기 유동 경로를 따가 상기 장치를 통해 공기 유동을 안내하는 공기 필터 유닛의 제공은 공기 유동이 퍼징 목적 및 냉각 목적의 모두를 위해 제어되는 것을 가능하게 해준다. 또한, 공기 필터 유닛의 제공은 공기 필터의 간단한 교체 또는 클리닝이 전문가 도구 또는 전문 지식에 대한 필요성 없이 편리한 간격으로 수행되는 것을 가능하게 해준다.
상기 장치는 잉크 전달 시스템으로서 설명될 수 있다. 상기 잉크 시스템은 잉크 저장 시스템으로서 설명될 수 있다.
상기 공기 필터 유닛은 상기 장치로부터 제거가능할 수 있다.
상기 필터 유닛 공기 유입구는 하우징의 공기 유입구와 정합(mating)하도록 배치될 수 있다.
상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크 시스템 공기 유입구와 정합하도록 배치될 수 있다.
상기 필터 유닛 공기 배출구와 상기 잉크 시스템 공기 유입구 사이에 밀봉이 형성될 수 있다.
상기 필터 유닛은 상기 밀봉을 형성하도록 상기 잉크 시스템 공기 유입구의 외부 표면과 결합하도록 배치되는 시일 부재를 포함할 수 있다.
상기 공기 순환 장치는 상기 잉크 시스템 공기 유입구와 상기 잉크 시스템 공기 배출구 중간의 공기 유동 경로 내에 제공될 수 있다.
상기 공기 순환 장치는 상기 잉크 시스템 공기 유입구와 상기 잉크 펌프 중간의 공기 유동 경로 내에 제공될 수 있다.
상기 잉크 펌프는 상기 잉크 시스템 공기 유입구에 근접할 수 있다.
상기 잉크 시스템은 상기 잉크 펌프와 열적으로 연통하는 잉크 펌프 히트 싱크를 더 포함할 수 있고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 잉크 펌프 히트 싱크를 지나 유동하게 만들도록 배치된다.
열적 연통에 의해, 열 에너지가 잉크 펌프와 잉크 펌프 히트 싱크 사이에서 유동할 수 있다는 것, 즉 잉크 펌프와 잉크 펌프 히트 싱크 사이에 열전도를 위한 경로가 존재한다는 것을 의미한다.
상기 잉크 시스템은 솔벤트 증기를 응축시키기 위한 응축기 및 상기 응축기와 열적으로 연통하는 응축기 히트 싱크를 더 포함할 수 있고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 응축기 히트 싱크를 지나유동하게 만들도록 배치된다.
상기 공기 순환 장치는 상기 잉크 펌프에 인접하게 제공될 수 있다.
상기 공기 순환 장치는 예를 들어 상기 잉크 시스템의 구성요소일 수 있다.
상기 공기 순환 장치는 팬을 포함할 수 있다.
상기 캐비닛은 베이스를 포함할 수 있고, 상기 캐비닛의 베이스에 공기 배출구가 제공되고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 소정의 경로를 따라 상기 공기 배출구를 통해 유동하게 만든다.
상기 캐비닛은 도어를 포함할 수 있고, 상기 공기 필터 유닛은 상기 도어 내에 수용된다.
도어 내의 공기 필터 유닛의 위치는 공기 필터 유닛의 편리하고 접근가능한 위치를 제공하고, 이는 또한 정례적이고 예방적 유지보수를 위해 캐비닛의 내부에 대한 접근(공기 필터 유닛에 의해 방해받는 일없이)과 공기 필터 장치 자체에 대한 접근의 모두를 가능하게 해준다.
상기 공기 필터 유닛은 상기 도어 내에 제거가능하게 수용될 수 있다.
상기 도어는 공기 유입구를 포함할 수 있고, 상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 공기 필터 유닛이 상기 도어 내에 수용될 때 상기 공기 유입구와 정합하도록 배치된다.
상기 공기 필터 유닛의 상기 도어 내의 공기 유입구와의 정합은 캐비닛 내로의 간단하고 편리한 공기 유동 경로를 제공한다.
상기 도어는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 운동가능할 수 있고, 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크 시스템 공기 유입구에 인접하여 배치될 수 있다.
상기 공기 필터 유닛은 상기 도어가 개방 위치에 있을 때 상기 도어로부터 제거가능할 수 있다.
상기 도어가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 필터 유닛 공기 배출구와 상기 잉크 시스템 공기 유입구 사이에 밀봉이 형성될 수 있다.
상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 도어의 하단부에 제공될 수 있다.
상기 잉크 시스템은 프린팅 작동 중에 사용하기 위한 잉크를 저장하기 위한 잉크 탱크를 더 포함할 수 있다.
상기 공기 필터 유닛은 상기 필터 유닛 공기 유입구와 상기 공기 필터 사이의 직접 경로를 가로막도록 배치되는 유입구 래버린스(inlet labyrinth)를 포함할 수 있다. 상기 유입구 래버린스는 유입구 배플(inlet baffle)을 포함할 수 있다.
상기 공기 필터 유닛은 바디를 포함할 수 있고, 상기 필터 유닛 공기 유입구 및 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 바디에 의해 한정된다.
상기 바디는 상기 공기 필터를 수용하기 위한 리세스를 더 한정할 수 있다.
상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 바디의 제1 측면에 한정될 수 있고, 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 바디의 제2 측면에 한정될 수 있으며, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 대체로 수직이다.
상기 바디는 함께 힌지 결합되는 2개의 구성요소로 형성될 수 있다.
상기 공기 필터는 상기 2개의 구성요소를 개방함으로써 상기 리세스로부터 제거가능할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 바디; 상기 바디에 의해 한정되고, 잉크젯 프린터 캐비닛의 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 필터 유닛 공기 유입구; 상기 바디에 의해 한정되는 공기 필터를 수용하기 위한 리세스; 및 상기 바디에 의해 한정되고, 상기 잉크젯 프린터 캐비닛 내에 위치된 잉크 시스템의 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 필터 유닛 공기 배출구를 포함하는 연속식 잉크젯 프린터용 필터 유닛이 제공된다.
상기 공기 유입구는 상기 바디의 제1 측면에 한정될 수 있고, 상기 공기 배출구는 상기 바디의 제2 측면에 한정될 수 있으며, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 대체로 수직이다.
상기 바디는 함께 힌지 결합되는 2개의 구성요소로 형성될 수 있다.
상기 공기 필터는 상기 2개의 구성요소를 개방함으로써 상기 리세스로부터 제거가능할 수 있다.
상기 공기 필터 유닛은 상기 필터 유닛 공기 유입구와 상기 공기 필터 사이의 직접 경로를 가로막도록 배치되는 유입구 래버린스를 포함할 수 있다. 상기 유입구 래버린스는 유입구 배플을 포함할 수 있다.
상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크젯 프린터 캐비닛 내에 위치된 잉크 시스템의 공기 유입구와 밀봉을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 필터 유닛은 상기 밀봉을 형성하도록 상기 잉크 시스템의 공기 유입구의 외부 표면과 결합하도록 구성된 시일 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 양태에 따라, 캐비닛; 상기 캐비닛 내에 배치되고, 잉크 펌프를 포함하는 잉크 시스템; 및 상기 잉크 펌프에 인접하여 배치되고, 공기가 상기 잉크 펌프를 지나 유동하게 만들도록 배치되는 공기 순환 장치를 포함하는 연속식 잉크젯 프린팅에 사용하기 위한 장치가 제공된다. 소정의 공기 유동 경로를 따르는 공기 유동이 상기 잉크 펌프를 냉각시키고, 그것에 의해 상기 잉크 펌프를 통과하는 잉크를 냉각시킨다.
상기 공기 순환 장치는 공기가 소정의 공기 유동 경로를 따라 상기 잉크 펌프를 지나 유동하게 만들도록 배치될 수 있다.
상기 장치는 공기 필터를 수용하도록 배치되는 공기 필터 유닛을 포함할 수 있다.
상기 공기 순환 장치는 공기가 소정의 공기 유동 경로를 따라 상기 공기 필터를 통하고 상기 잉크 펌프를 지나 유동하게 만들도록 배치될 수 있다.
본 발명의 제4 양태에 따라, 연속식 잉크젯 프린터에서 잉크를 냉각시키기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은: 잉크 펌프를 사용하여 잉크를 펌핑하는 과정; 공기 순환 장치를 사용하여 공기 필터를 통하고 상기 잉크 펌프를 지나는 소정의 공기 유동 경로를 따르고 잉크의 냉각을 성취하는 공기 유동을 발생시키는 과정을 포함한다.
본 발명의 하나의 양태의 맥락에서 설명되는 특징들은 본 발명의 다른 양태와 조합하여 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히, 본 발명의 제1 및 제2 양태의 맥락에서 설명되는 특징들은 본 발명의 제3 및 제4 양태와 조합하여 사용될 수 있다.
이하, 아래에 간단히 설명되는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연속식 잉크젯 프린터의 개략도이다.
도 2는 도 1의 연속식 잉크젯 프린터의 개략도이다.
도 3은 도 1의 연속식 잉크젯 프린터의 일부분의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 연속식 잉크젯 프린터의 일부분의 개략도이다.
도 5a-5c는 도 1의 연속식 잉크젯 프린터의 일부분의 사시도들이다.
도 6a-6c는 도 1의 연속식 잉크젯 프린터의 일부분의 사시도이다.
도 7a-7c는 도 1의 연속식 잉크젯 프린터의 일부분의 사시도이다.
도 8은 도 1의 연속식 잉크젯 프린터의 일부분의 단면 사시도이다.
도 1은 잉크젯 프린터(1)를 개략적으로 도시한다. 잉크젯 프린터(1)는 잉크 공급 시스템(2), 프린트 헤드(3) 및 컨트롤러(4)를 포함한다. 잉크 공급 시스템(2)은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 잉크 저장 시스템(5) 및 서비스 모듈(6)을 포함한다. 도 1에서, 잉크젯 프린터를 통한 유체 유동은 실선 화살표로 개략적으로 도시되고, 제어 신호는 파선 화살표로 개략적으로 도시된다. 서비스 모듈(6)은 서비스 또는 교체를 위해 모듈이 잉크젯 프린터(1)로부터 쉽게 제거될 수 있도록 잉크젯 프린터(1)와 해제가능하게 결합되도록 구성된다. 그러므로, 서비스 모듈(6)은 잉크젯 프린터용 제거가능 모듈이다.
서비스 모듈(6)은 유체 카트리지와의 해제가능한 결합을 위한 2개의 카트리지 커넥션을 포함한다. 특히, 서비스 모듈(6)은 잉크 카트리지(8)와의 해제가능한 결합을 위한 잉크 카트리지 커넥션(7) 및 솔벤트 카트리지(10)와의 해제가능한 결합을 위한 솔벤트 카트리지 커넥션(9)을 포함한다. 서비스 모듈(6)은 또한 잉크젯 프린터와의 해제가능한 결합을 위한 프린터 커넥션(11)을 포함한다. 사용 시에, 서비스 모듈(6)은 잉크젯 프린터(1)의 일부를 형성하며, "잉크젯 프린터와의 해제가능한 결합을 위한"의 표현의 문맥에서는 "잉크젯 프린터"라는 용어는 서비스 모듈(6)을 제외한 잉크젯 프린터의 부분들을 의미하는 것으로 의도된다.
프린터 커넥션(11)은 각각이 서비스 모듈(6)과 잉크 저장 시스템(5) 및 프린트 헤드(3)과 같은 잉크젯 프린터(1)의 다른 부분들 사이에서 유체가 유동하는 것을 가능하게 해주도록 잉크젯 프린터(1) 내의 유체 경로에 연결되도록 배치된 복수의 유체 포트를 포함한다. 프린터 커넥션(11)은 또한 잉크젯 프린터(1) 상의 대응하는 커넥터와 결합하도록 배치된 전기 커넥터를 포함한다.
잉크 및 솔벤트 카트리지 커넥션(7, 9)의 각각은 유체가 카트리지(8, 10)로부터 서비스 모듈(6) 내로 유동하하는 것을 가능하게 해주도록 각각의 잉크 및 솔벤트 카트리지(8, 10)의 배출구와 결합하는 유체 커넥터를 포함한다. 서비스 모듈(6)로부터, 잉크 및 솔벤트는 프린터 커넥션(11)을 통해 잉크 저장 시스템(5)으로 유동할 수 있다. 작동 중에, 잉크 카트리지(8)로부터의 잉크 및 솔벤트 카트리지(10)로부터의 솔벤트는 프린팅에 사용하기에 적합한 원하는 점도의 프린팅 잉크를 생성하도록 잉크 저장 시스템(5) 내에서 혼합될 수 있다. 이 잉크는 프린트 헤드(3)로 공급되고, 미사용 잉크는 프린트 헤드(3)에서 잉크 저장 시스템(5)으로 복귀된다. 서비스 모듈(6)은 또한 클리닝 목적으로 프린터 커넥션(11)을 통해 프린트 헤드(3)에 솔벤트 유동을 제공하도록 작동가능하다.
잉크젯 프린터(1)는 컨트롤러(4)에 의해 제어된다. 컨트롤러(4)는 잉크젯 프린터(1) 내의 다양한 센서로부터 신호를 수신하고, 적절한 제어 신호를 잉크 공급 시스템(2) 및 프린트 헤드(3)에 제공하여 잉크젯 프린터(1)를 통한 잉크 및 솔벤트의 유동을 제어하도록 작동가능하다. 컨트롤러(4)는 당업계에 공지된 임의의 적합한 장치일 수 있으며, 일반적으로 적어도 프로세서 및 메모리를 포함한다.
잉크 카트리지(8)는 수용된 잉크에 관한 데이터(예를 들어, 잉크의 종류 및 양)를 저장하는 전자 데이터 저장 장치(12)를 구비할 수 있다. 유사하게, 솔벤트 카트리지(10)는 수용된 솔벤트에 관한 데이터(예를 들어, 솔벤트의 종류 및 양)를 저장하는 전자 데이터 저장 장치(13)를 구비할 수 있다. 서비스 모듈(6)은 전자 데이터 저장 장치(14)를 포함한다. 전자 데이터 저장 장치(14)는 식별 데이터(예컨대, 식별 코드)를 저장할 수 있다. 전자 데이터 저장 장치(14)는 또한 서비스 모듈(6)이 함께 사용될 수 있는(또는 이전에 함께 사용되었던) 잉크 및/또는 솔벤트의 종류에 관한 식별 정보, 서비스 모듈(6) 또는 잉크젯 프린터(1)의 모델 번호, 일련 번호, 제조 일자, 유효 기한, 서비스에 처음 사용된 날짜, 서비스 모듈(6)이 잉크젯 프린터(1)에서 사용된 시간, 서비스 수명 등과 같은 다른 종류의 데이터를 저장할 수 있다. 전자 데이터 저장 장치(12, 13, 14) 중 어느 하나에 저장된 정보는 암호화된 형태로 저장될 수 있다. 이는 데이터의 임의의 탬퍼링(tampering)을 방지할 수 있다. 전자 데이터 저장 장치(14)는 적합하거나 인정된 서비스 모듈(6)만이 잉크젯 프린터(1)와 함께 사용될 수 있도록 보안 데이터를 포함할 수 있다. 전자 데이터 저장 장치(14)는 또한 기록가능 데이터 부분을 포함할 수 있다. 잉크젯 프린터(1)는 서비스 모듈이 더 이상 잉크젯 프린터(1) 또는 다른 프린터에서 사용될 수 없도록 서비스 모듈(6)이 서비스 수명의 끝까지 도달했음을 지시하도록 전자 데이터 저장 장치(14)에 기록할 수 있다.
컨트롤러(4)는 전자 데이터 저장 장치(12, 13)와 통신하도록 구성된다. 카트리지(8, 10)의 전자 데이터 저장 장치(12, 13)와의 이러한 통신은 서비스 모듈(6)을 통한다. 잉크 및 솔벤트 카트리지 커넥션(7, 9)의 각각은 ?쳬蘭? 잉크 또는 솔벤트 카트리지(8, 10) 상의 대응하는 접촉부와 접촉하도록 배치된 전기 접촉부를 포함한다. 카트리지(8, 10) 상의 대응하는 접촉부는 서비스 모듈(6)의 프린터 커넥션(11)을 통해 정보가 데이터 저장 장치(12, 13)의 각각에 대해 판독 및/또는 기록되는 것을 가능하게 해준다.
예를 들어, 잉크 공급 시스템(2)이 처음 사용될 때, 전자 데이터 저장 장치(12) 및/또는 전자 데이터 저장 장치(13)로부터의 데이터가 사용되는 잉크 및/또는 솔벤트의 종류를 확인하기 위해 판독된다. 그 후에, 새로운 잉크 카트리지 또는 솔벤트 카트리지가 프린터(1) 내에 사용될 때, 호환성을 확인하기 위해 컨트롤러(4)에 의해 잉크 카트리지(8) 및 솔벤트 카트리지(10)의 각각의 전자 데이터 저장 장치(12, 13) 상에 저장된 데이터의 확인이 이루어질 수 있다. 이러한 방식으로, 잉크 공급 시스템(2)이 특정 종류의 잉크와 함께 사용될 때, 컨트롤러(4)는 전자 데이터 저장 장치(12, 13)에 저장된 것으로서 잉크 카트리지(8) 및/또는 솔벤트 카트리지(10)와 관련된 데이터가 호환성을 지시할 경우에만 프린터(1)가 작동가능하다는 것을 확인한다(즉, 잉크가 잉크 카트리지(8)로부터 유동되는 것이 허용되는 것 및/또는 솔벤트가 솔벤트 카트리지(10)로부터 유동되는 것이 허용되는 것을 확인한다).
이제 도 2를 참조하여 잉크젯 프린터(1), 특히 잉크 공급 시스템(2)을 더 상세히 설명한다. 도 2는 도 1의 잉크젯 프린터(1)의 요소들을 더 상세히 도시하고 있드며, 명료성을 위해 컨트롤러(4) 및 관련 신호는 생략되었다.
작동 중에, 잉크는 다른 유체 튜브 및 전기 와이어(도시되지 않음)와 함께 당업계에 "엄빌리칼(umbilical)" 도관(15)이라 지칭되는 도관 내로 번들화되는 가요성 튜브를 통해 잉크 공급 시스템(2)으로부터 프린트 헤드(3)로 그리고 역으로 압력하에 전달된다. 잉크 공급 시스템(2)은 일반적으로 스탠드형으로 장착되는 캐비닛(16) 내에 위치되고, 프린트 헤드(3)는 캐비닛(16)의 외부에 배치된다.
잉크 저장 시스템(5)은 잉크의 리저버(18)를 저장하기 위한 믹서 탱크(17) 및 솔벤트 리저버(20)를 저장하기 위한 솔벤트 탱크(19)를 포함한다. 믹서 탱크는 잉크의 리저버(18)가 배치되는 대체로 테이퍼진 하부 부분을 갖는다.
작동 중에, 잉크는 시스템 펌프(21)에 의해 믹서 탱크(17) 내의 잉크 리저버(18)로부터 인출된다. 믹서 탱크(17)는 필요에 따라 교체가능한 잉크 및 솔벤트 카트리지(8, 10)로부터 잉크 및 메이크업 솔벤트로 채워진다. 잉크 및 솔벤트는 후술되는 바와 같이 서비스 모듈(6)을 통해 잉크 및 솔벤트 카트리지(8, 10)로부터 믹서 탱크(17)로 전달된다.
이하의 설명으로부터 잉크 공급 시스템(2) 및 프린트 헤드(3)는 동일한 일반적인 종류의 밸브, 즉 듀얼 코일 솔레노이드 작동식 2웨이 유동 제어 밸브로 이루어지는 다수의 유동 제어 밸브를 포함한다. 각각의 밸브의 작동은 컨트롤러(4)에 의해 제어된다.
믹서 탱크(17)로부터 인출된 잉크는 먼저 시스템 펌프(21) 하류의 제1(상대적으로 거친) 필터(22)에 의해 여과되고, 다음으로 선택적으로 2개의 벤투리 펌프(23, 24) 및 필터 모듈(25)로 압력하에 전달된다. 필터 모듈(25)은 제2, 미세 잉크 필터(26) 및 유체 댐퍼(27)를 포함한다. 유체 댐퍼(27)는 통상적인 형태로 이루어져, 시스템 펌프(21)의 작동에 의해 야기되는 압력 맥동을 제거한다. 잉크는 공급 라인(28)을 통해 압력 변환기(29)를 거쳐 프린트 헤드(3)로 공급된다.
프린트 헤드(3)에서, 공급 라인(28)으로부터의 잉크는 제1 유동 제어 밸브(31)를 거쳐 액적 생성기(30)로 공급된다. 액적 생성기(30)는 가압된 잉크가 방출되는 노즐(32) 및 잉크 스트림을 규칙적인 크기 및 간격의 액적(33)으로 분열시키기 위해 소정의 주파수 및 진폭의 잉크 유동의 압력 섭동(pressure perturbation)을 생성하는 압전 발진기(도시되지 않음)를 포함한다. 분열 지점은 노즐(32)의 하류에 있고, 소정의 전하가 각각의 액적(33)에 인가되는 충전 전극(34)과 대체로 일치한다. 이 전하는 실질적으로 일정한 전기장이 그 사이에 유지되는 한 쌍의 편향판(35)을 통과할 때의 액적(33)의 편향의 정도를 결정한다. 하전되지 않은 액적들은 실질적으로 편향되지 않고 거터(36)로 진행하고, 이 거터(36)로부터 복귀 라인(37)을 통해 제2 유동 제어 밸브(38)를 거쳐 잉크 공급 시스템(2)으로 재순환된다. 충전된 액적들은 프린트 헤드(3)를 지나 이동하는 기판(도시하지 않음)을 향해 분사된다. 각각의 액적(33)이 기판 상에 충돌하는 위치는 액적의 편향의 크기 및 기판의 이동 속도에 의해 결정된다.
액적 생성기(30)의 효과적인 작동을 보장하기 위해, 프린트 헤드(3)에 진입하는 잉크의 온도는 제1 제어 밸브(31)로 진행하기 전에 히터(도시되지 않음)에 의해 원하는 레벨로 유지될 수 있다. 프린터가 휴지 상태로부터 시동되는 경우에는, 잉크가 거터(36) 또는 기판을 향해 분사되지 않고 노즐(32)을 통해 블리딩(bleeding)하게 하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 잉크는 제1 제어 밸브(31)로부터 노즐(32)로 유동한 다음 블리드 라인(bleed line)(39)을 통해 제2 제어 밸브(38)로 복귀하여, 그곳에서 복귀 라인(37)에 합류한다. 복귀 라인(37)으로의 잉크의 진행은 그것이 블리드 유동이든 거터(36)에 의해 포집된 재활용되는 미사용 잉크이든지간에 제2 유동 제어 밸브(38)에 의해 제어된다. 복귀하는 잉크는 벤투리 펌프(23)에 의해 믹서 탱크(17)로 다시 끌어들여진다.
벤투리 펌프(23, 24)는 공지된 형태이며, 도관 내의 협소부를 통해 유동하는 유체는 협소부에서 고속 제트로 증가하고 낮은 압력 영역을 생성한다고 하는 베르누이 원리를 이용한다. 사이드 포트(side port)가 협소부에 제공되는 경우, 이 낮은 압력은 사이드 포트에 연결된 도관 내의 제2 유체를 끌어들여 동반시키는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 가압된 잉크는 한 쌍의 도관(40, 41)을 통해 그리고 다시 믹서 탱크(17)의 리저버(18)로 유동한다. 각각의 도관(40, 41)은 벤투리 협소부에 사이드 포트(42, 43)를 구비한다. 잉크의 유속의 증가는 사이드 포트(42, 43)에서의 흡인 압력을 발생시키고, 이는 복귀 라인(37) 및 공급 라인(44)을 통해 각각 복귀하는 잉크 및/또는 솔벤트를 끌어들이는 역할을 한다.
잉크가 시스템을 통해 유동하여 믹서 탱크(17) 내 및 프린트 헤드(3)에서의 공기와 접촉하게 될 때, 그것의 솔벤트 함량의 일부가 증발하는 경향이 있다. 따라서, 잉크 공급 시스템(2)은 잉크의 점도를 사용에 적합한 소정의 범위 내로 유지하기 위해 필요한 만큼 메이크업 솔벤트(make-up solvent)를 공급하도록 작동가능하다.
서비스 모듈(6)은 복수의 유체 도관(라인(46)과 같이 도 2에 개략적으로 도시된)을 한정하는 바디(45)를 포함한다. 서비스 모듈(6)은 또한 바디(45)를 통한 하나 이상의 유체 경로를 형성하도록 복수의 유체 도관(46) 중의 2개 이상을 선택적으로 연결시키도록 배치되는 플러시 펌프(flush pump)(47) 및 4개의 밸브(48, 49, 50, 51)를 포함한다. 플러시 펌프(47) 및 밸브(48, 49, 50, 51)는 프린터 커넥션(11)을 통해 하나 이상의 제어 신호를 전송함으로써 컨트롤러(4)에 의해 제어된다. 적절한 제어 신호를 사용하여, 서비스 모듈(6)은 이제 설명되는 바와 같이 잉크 또는 솔벤트가 복수의 상이한 모드로 잉크젯 프린터(1)를 통해 유동할 수 있게 해주는 복수의 상이한 구성으로 배치될 수 있다. 이하에서, 4개의 밸브(48, 49, 50, 51)의 각각은 별도로 언급되지 않는 한 폐쇄되어 있다고 가정되어야 한다.
작동 중에, 잉크 카트리지(8)로부터의 잉크 및 솔벤트 카트리지(10)로부터의 솔벤트가 프린팅에 적합한 원하는 점도의 프린팅 잉크를 생성하도록 필요한 만큼 믹서 탱크(17)에 추가될 수 있다. 이러한 믹서 탱크(17)에의 잉크 및/또는 솔벤트의 추가는 벤투리 펌프(24)를 이용한다.
믹서 탱크(17)는 믹서 탱크(17) 내의 잉크 레벨을 판정하고 그것을 나타내는 신호를 컨트롤러(4)에 출력하도록 작동가능한 레벨 센서(도시하지 않음)를 구비한다. 잉크는 프린팅 중에 소모되므로, 정상 작동 중에 믹서 탱크(17)의 잉크 레벨은 시간이 지남에 따라 떨어질 것이다. 믹서 탱크 내의 잉크의 레벨이 하한 임계치 미만으로 떨어질 때, 컨트롤러(4)는 믹서 탱크(17)에 더 많은 잉크를 추가하도록 잉크 공급 시스템(2)을 제어하도록 작동가능하다. 적절한 제어 신호를 사용하여, 잉크가 시스템 펌프(21)에 의해 믹서 탱크(17)로부터 인출되고 벤투리 펌프(24)로 압력하에 전달되어 사이드 포트(43)에서 흡인 압력을 생성한다. 믹서 탱크(17)에 잉크를 추가하기 위해, 서비스 모듈(6) 내의 밸브(50, 51)가 개방된다. 잉크는 잉크 카트리지(8)로부터 벤투리 펌프(24)에 의한 흡인 압력하에 공급 라인(44)을 따라 인출된다. 잉크는 믹서 탱크(17) 내로 방출되어 레벨을 증가시킨다. 믹서 탱크(17) 내의 잉크의 레벨이 상한 임계치에 도달할 때, 컨트롤러(4)는 믹서 탱크(17)로의 잉크의 공급을 정지시키도록 작동가능하다. 이를 달성하기 위해, 벤투리 펌프(24)로의 유동이 정지되고, 밸브(50, 51)가 폐쇄된다.
믹서 탱크(17) 내의 잉크의 레벨을 채우는 이러한 프로세스에 이어, 컨트롤러(4)는 잉크 카트리지(8)로부터 믹서 탱크(17)로 전달된 잉크의 양을 나타내는 신호를 잉크 카트리지(8) 상의 데이터 저장 장치(12)로 전송한다. 잉크 카트리지(8) 내에 남아있는 잉크의 양이 데이터 저장 장치(12)에 저장될 수 있고, 컨트롤러(4)로부터의 신호에 응답하여 업데이트될 수 있다.
전술한 바와 같이, 잉크가 시스템을 통해 유동하여 믹서 탱크(17) 내의 공기 및 프린트 헤드(3)에서의 공기와 접촉함에 따라, 그것의 솔벤트 함량의 일부가 증발하는 경향이 있다. 주기적으로, 믹서 탱크(17) 내의 잉크의 점도(또는 그것을 나타내는 양)가 믹서 탱크(17)에 배치된 점도계(52)를 사용하여 판정된다.
점도계(52)에는 시스템 펌프(21)로부터 필터 모듈(25)을 거쳐 압력하의 잉크가 주기적으로 공급된다. 점도계 내로의 잉크의 유동은 제어 밸브(53)에 의해 제어된다. 제어 밸브(53)를 사용하여, 소정 체적의 잉크가 점도계(52) 내의 챔버로 공급되고, 그런 다음 점도계로의 잉크의 공급이 정지된다. 그런 다음, 잉크는 중력하에 챔버 밖으로 배출된다. 잉크가 챔버로부터 배출되는 속도는 잉크의 점도에 의존하고, 챔버 내의 상이한 레벨에 배치된 복수의 전극을 사용하여 모니터링된다. 복수의 전극으로부터의 신호는 컨트롤러(4)에 의해 수신되고, 컨트롤러(4)는 믹서 탱크(17) 내의 잉크의 점도가 상한 임계치와 하한 임계치에 의해 한정되는 원하는 작동 범위 내에 있는지의 여부를 판정하도록 작동가능하다.
점도가 상한 임계치를 초과하면, 이제 설명되는 바와 같이 솔벤트가 솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트 리저버(20)로부터 믹서 탱크(17)로 추가된다. 잉크가 믹서 탱크(17)로부터 인출되어 압력하에 벤투리 펌프(24)로 공급되어 사이드 포트(43)에서 흡인 압력을 생성한다. 솔벤트를 추가하기 위해, 서비스 모듈(6) 내의 밸브(49, 50)가 개방된다. 벤투리 펌프(24)에 의한 흡인 압력하에, 솔벤트는 솔벤트 리저버(20)로부터 라인(62)을 따라 서비스 모듈(6)로 그리고 다시 공급 라인(44)을 따라 믹서 탱크(17)로 끌어들여진다. 솔벤트는 믹서 탱크(17)로 방출되어 리저버(18) 내의 잉크의 점도를 감소시킨다.
컨트롤러(4)는 판정된 잉크의 점도에 기초하여 믹서 탱크(17)에 추가할 솔벤트의 양을 결정할 수 있다. 원하는 양의 솔벤트가 믹서 탱크(17)에 추가되면, 벤투리 펌프(24)로의 유동이 정지되고, 밸브(49, 50)가 폐쇄된다.
솔벤트가 믹서 탱크(17)에 추가되자마자, 점도계(52)가 잉크의 점도를 판정하도록 다시 사용될 수 있다. 솔벤트가 잉크와 혼합되는 것을 가능하게 해주도록, 솔벤트를 추가하는 것과 잉크의 점도를 재확인하는 것 사이에 시간 지연이 있을 수 있다. 믹서 탱크(17) 내의 잉크의 점도를 재확인할 때 점도가 여전히 상한 임계치를 초과하면, 더 많은 솔벤트가 솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트 리저버(20)로부터 믹서 탱크(17)로 추가될 수 있다. 이 프로세스는 믹서 탱크(17) 내의 잉크의 원하는 점도에 도달할 때까지 반복될 수 있다.
솔벤트 탱크(19)는 솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트의 레벨을 판정하고 그것을 나타내는 신호를 컨트롤러(4)에 출력하도록 작동가능한 레벨 센서(도시하지 않음)를 구비한다. 솔벤트는 프린터(1)의 작동 중에 리저버(18) 내의 잉크의 점도를 조정하도록 믹서 탱크(17)에 추가됨에 따라 소모된다. 따라서, 솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트 리저버(20) 내의 솔벤트의 레벨은 시간이 지남에 따라 떨어진다.
솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트의 레벨이 하한 임계치 미만으로 떨어지면, 컨트롤러(4)는 솔벤트 탱크(19)에 더 많은 솔벤트를 추가하도록 잉크 공급 시스템(2)을 제어하도록 작동가능하다. 적절한 제어 신호를 사용하여, 서비스 모듈(6)의 밸브(48, 49)가 개방된다. 솔벤트는 서비스 모듈(6)의 전기 플러시 펌프(47)에 의해 솔벤트 카트리지(10)로부터 인출되어, 라인(62)을 통해 솔벤트 리저버(20)로 공급된다. 솔벤트는 솔벤트 리저버(20)로 방출되어 레벨을 증가시킨다.
솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트의 레벨이 상한 임계치에 도달하면, 컨트롤러(4)는 솔벤트 탱크(19)로의 솔벤트의 공급을 정지시키도록 작동가능하다. 이를 달성하기 위해, 플러시 펌프(47)로의 유동이 정지되고, 밸브(48, 49)가 폐쇄된다.
솔벤트 탱크(19) 내의 솔벤트의 레벨을 채우는 이러한 프로세스에 이어, 컨트롤러(4)는 솔벤트 카트리지(10)로부터 솔벤트 탱크(19)로 전달된 솔벤트의 양을 나타내는 신호를 솔벤트 카트리지(10) 상의 데이터 저장 장치(13)로 전송한다. 솔벤트 카트리지(10) 내에 남아있는 솔벤트의 양이 데이터 저장 장치(13)에 저장될 수 있고, 컨트롤러(4)로부터의 신호에 응답하여 업데이트될 수 있다.
솔벤트 카트리지(10)로부터 제공되는 메이크업 솔벤트는 또한 이제 설명되는 바와 같이 프린트 헤드(3)를 막힘이 없이 유지하도록 적절한 시간에 프린트 헤드(3)를 플러싱(flushing)하는 데도 사용된다. 잉크가 믹서 탱크(17)로부터 인출되고 벤투리 펌프(23)로 압력하에 전달되어 사이드 포트(42)에서 흡인 압력을 생성한다. 솔벤트는 서비스 모듈(6) 내의 전기 플러시 펌프(47)에 의해 솔벤트 카트리지(10)로부터 인출되어, 플러시 라인(54)을 통해 필터(55)를 거쳐 프린트 헤드(3)로 공급된다. 서비스 모듈(6)로부터 프린트 헤드(3)로의 솔벤트의 유동은 제1 제어 밸브(31)에 의해 제어된다.
압력 방출 밸브(56)가 플러시 펌프(47)의 유입구와 배출구를 가로질러 연결되어 플러시 펌프(47)의 흡입측에의 과잉 압력을 방출시키는 역할을 한다. 예를 들어, 압력 방출 밸브(56)는 플러시 펌프(47)의 하류의 원하는 압력, 예를 들어 2.5 bar를 유지하도록 구성될 수 있다.
솔벤트는 제1 제어 밸브(31)를 통해 노즐(32)로 유동한다. 노즐(32)을 통과하여 거터(36) 내로 진행한 후, 솔벤트는(프린트 헤드(3)로부터의 용해된 잉크와 함께) 벤투리 펌프(23)에 의한 흡인 압력하에 복귀 라인(37) 내로 끌어들여진다. 솔벤트 및 잉크는 믹서 탱크(17) 내로 방출된다.
전술한 바와 같이, 믹서 탱크(17) 내로의 잉크 및 솔벤트의 유동은 벤투리 펌프(24)에 의해 달성되며, 이는 믹서 탱크(17) 내의 최소량의 유체를 필요로 한다. 믹서 탱크(17) 내에 벤투리 펌프(24)의 작동에 불충분한 유체가 존재하면(예컨대, 잉크 공급 시스템(2)의 최조 사용 전에), 서비스 모듈(6) 내의 플러시 펌프(47)는 믹서 탱크(17)에 유체를 추가함으로써 믹서 탱크(17)를 프라이밍(priming)하는 데 사용될 수 있다.
믹서 탱크(17)를 프라이밍하기 위해, 잉크 카트리지가 솔벤트 카트리지 커넥션(9)과 결합된다. 믹서 탱크(17)에 잉크를 추가하기 위해, 서비스 모듈(6) 내의 밸브(48, 50)가 개방된다. 잉크가 서비스 모듈(6) 내의 전기 플러시 펌프(47)에 의해 잉크 카트리지(솔벤트 카트리지 커넥션(9) 내의)로부터 인출되고, 공급 라인(44)을 통해 사이드 포트(42)를 거쳐 믹서 탱크(17)로 공급된다. 충분한 양의 잉크가 믹서 탱크(17)에 추가되자마자, 플러시 펌프(47)가 정지되고, 밸브(48, 50)가 폐쇄된다.
사용 시에, 믹서 탱크(17) 및 솔벤트 탱크(19) 내의 분위기는 솔벤트로 포화될 수 있다. 응축기 유닛(57)이 솔벤트 탱크(19)의 상부 부분에 제공된다. 응축기 유닛(57)은 예를 들어 펠티에형 응축기(Peltier-type condenser)를 포함할 수 있다.
통기 튜브(58)가 믹서 탱크(17)와 솔벤트 탱크(19) 사이에 제공되어 그 사이에 공기가 유동하는 것을 가능하게 해준다. 통기 튜브(58)는 잉크 리저버(18) 위의 공간을 솔벤트 리저버(20) 위의 공간에 연결시키도록 배치된다. 믹서 탱크(17)로부터의 솔벤트 함유 증기가 통기 튜브(58)를 통해 솔벤트 탱크(19) 내로 진입한다. 믹서 탱크(17)로부터의 공기는 솔벤트 탱크 내의 공기보다 따뜻하므로(시스템 펌프(21)의 작동으로 인해), 통기 튜브(58)를 통해 솔벤트 탱크의 정상부로 상승하고, 응축기 유닛(57) 내로 진입한다.
솔벤트는 공기가 응축기 유닛(57) 내의 능동 소자와 접촉할 때 응축되고 냉각된다. 응축액(솔벤트)은 솔벤트 리저버(20) 내로 배출된다. 건조된 공기(솔벤트가 제거된)가 3웨이 제어 밸브(59)의 공통 포트 내로 진입한다. 시스템을 통한 공기의 유동은 이제 설명된 바와 같이 제어 밸브(59)를 사용하여 제어될 수 있다.
응축기 유닛(57)으로부터의 건조된 공기는 배출 라인(60)을 통해 유동할 수 있으며, 이 배출 라인(60)을 통해 프린터 캐비닛(16) 내부의 공기 공간으로 배기된다. 이 공기 유동 경로는 제어 밸브(59)의 기본 구성(default configuration)일 수 있다.
대안적으로, 응축기 유닛(57)으로부터의 건조된 공기는 엄브리칼 도관(15)을 통과하여 프린트 헤드(3)로 진행하는 라인(61)을 통해 유동할 수 있다. 라인(61)은 거터(36) 근방의 프린트 헤드(3) 내의 복귀 라인(37)에서 끝난다. 진공 압력이 배기된 공기를 복귀 라인(37)을 따라 제2 제어 밸브(38)를 향해 끌어들인다(거터(36)에 진입하는 잉크와 함께). 벤투리 펌프(23)의 정상 작동이 미사용 잉크 액적 및 배기된 공기를 엄브리칼 도관(15)을 통한 복귀 라인(37)을 따라 그리고 다시 사이드 포트(42)로 끌어들인다. 미사용 잉크 및 배기된 공기는 모두 믹서 탱크(17) 내로 방출된다.
제어 밸브(59)가 응축기 유닛(57)으로부터의 건조된 공기를 라인(61)을 통해 안내하도록 사용될 때, '폐쇄형' 유압 루프가 생성된다. 응축기 유닛(57)에 의해 회수되지 않는 임의의 솔벤트 증기는 라인(61, 32)을 통해 다시 믹서 탱크(17)로 되돌지며, 따라서 잉크젯 프린터(1)로부터의 솔벤트 손실이 최소화된다. 시스템은 동일한 공기를 연속적으로 재순환시키며, 그렇지 않을 경우 거터(36)를 통해 진입되는 주변 공기의 유입을 방지한다(또는 적어도 최소화한다)(예를 들어, 제어 밸브(59)가 응축기 유닛(57)으로부터의 건조된 공기를 배출 라인(60)을 통해 프린터 캐비닛(16) 내부의 공기 공간으로 배기하는 경우). 이러한 시스템으로 진입하는 주변 공기의 배제는 거터(36)를 통한 산소 유입을 방지하는 것을 돕고, 이는 잉크 산화의 가능성을 감소시킴으로써 장기간에 걸친 향상된 잉크 성능을 촉진시킨다.
이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 서비스 모듈(6)은 또한 캐비닛(16) 내의 기체(솔벤트 증기와 같은)의 존재 또는 레벨을 판정하도록 작동가능한 기체 센서를 포함한다. 기체 센서는 시간이 지남에 따라 "피독(poisoning)"될 수 있고, 따라서 대체로 유한 서비스 수명을 가져, 그 이후의 교체를 필요로 한다.
서비스 모듈(6)은 잉크젯 프린터(1)와 각각의 잉크 및 솔벤트 카트리지(8, 10) 사이의 인터페이스를 제공하여, 유체가 각각의 카트리지(8, 10)로부터 잉크젯 프린터로 유동하는 것을 가능하게 해주고, 잉크젯 프린터(1)와 각각의 카트리지(8, 10) 사이의 전기적 연결을 제공한다. 프린터 커넥션(11)이 잉크젯 프린터와의 해제가능한 결합을 제공하기 때문에, 서비스 모듈(6)은 서비스 또는 교체를 위해 잉크젯 프린터(1)로부터 쉽게 제거될 수 있다. 대체로, 이러한 서비스 또는 교체는 유체 카트리지 교체(8, 10)의 교체의 속도 또는 프린터(1)의 다른 교체가능한 구성요소의 교체의 속도(1)와 다른 속도로 수행될 것이다. 이는 잉크젯 프린터(1)의 작동 중에 복수의 도관(46), 밸브(48, 49, 50, 51) 및 플러시 펌프(47) 중의 하나 이상이 막히거나 손상될 수 있으며 또는 기체 센서가 그것의 가용 수명의 끝에 도달할 수 있기 때문에 유리하다.
도 3 내지 도 8을 참조하여, 잉크 공급 시스템(2) 및 관련 구성요소들의 물리적 배치가 보다 상세하게 설명된다. 잉크 공급 시스템(2)은 도어(65)를 갖는 캐비닛 또는 하우징(16)을 포함한다. 캐비닛(16)은 예를 들어 잉크 저장 시스템(5), 서비스 모듈(6) 및 잉크 및 솔벤트 카트리지(8, 10)와 같은 잉크 공급 시스템 구성요소들을 수용한다.
잉크 공급 시스템 캐비닛(16)은 캐비닛(16)의 3개의 인접한 측면, 제4 측면으로의 개구부, 정상부 및 베이스를 제공하도록 배치된 3개의 대체로 수직인 측벽을 포함한다. 도어(65)는 캐비닛(16)에 피봇식으로 연결되어, 피봇(66)을 중심으로 피봇함으로써 도어가 개방될 수 있다(도 3에 개방된 상태로 도시됨). 피봇(66)은 개구부에 인접한 캐비닛(16)의 베이스의 에지를 따라 제공된다. 3개의 측벽, 도어(65), 정상부 및 베이스는 잉크 공급 시스템(2)의 구성요소들이 수용되는 공간의 체적을 에워싸도록 배치된다. 캐비닛(16)이 프린팅 작동 중에서와 같이 도어(65)가 폐쇄 위치에 있는 통상의 직립 배향 상태에 있을 때, 캐비닛(16)의 베이스는 캐비닛(16)의 바닥부에 위치한다(즉, 베이스가 캐비닛(16)의 가장 낮은 부분이다). 따라서, 피봇(66)은 도어(65)의 가장 낮은 부분에 제공된다. 도어(65)는 예를 들어 잉크 저장 시스템(5), 서비스 모듈(6) 및 잉크 및 솔벤트 카트리지(8, 10)와 같은 캐비닛(16)의 내부 구성요소에 접근하도록 개방될 수 있다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 폐쇄 위치에 있을 때, 도어(65)는 증기 및 액체가 캐비닛(16)과 도어(65) 사이에서 빠져나가지 않도록 캐비닛(16)과 밀봉을 형성한다. 공기 유입구(67)가 도어(65)의 바닥부에 제공되어, 도어가 폐쇄 위치에 있을 때 공기 유입구(67)가 수직 하방을 향해 배향되도록 배치된다. 공기 유입구(67)는 공기가 도어(65)를 거쳐 캐비닛(16) 내로 유동하는 것을 가능하게 해준다(도어(65)가 폐쇄되었을 때에도). 캐비닛(16)은 또한 캐비닛(16)의 베이스 내에 제공될 수 있으며 공기가 캐비닛(16) 외부로 유동하는 것을 가능하게 해주는 공기 배출구(68)를 구비한다. 캐비닛(16)을 통한 공기 유동은 아래에 더 자세히 설명된다.
잉크 저장 시스템(5)은 시스템 펌프(21), 믹서 탱크(17), 필터 모듈(25) 및아래에 더 자세히 설명되고 도 4에 개략적으로 도시된 다른 잉크 저장 시스템 구성요소들을 포함한다. 잉크 저장 시스템(5)은 또한 팬(69), 공기 유입구(70) 및 공기 배출구(71)를 포함한다. 시스템 펌프(21)에는 히트 싱크(72)가 제공된다. 팬(69), 공기 유입구(70), 공기 배출구(71) 및 히트 싱크(72)의 작동은 아래에 보다 상세히 설명된다.
도 5a는 공기 유입구(70)를 보여주는 잉크 저장 시스템(5)의 외관을 도시하는 한편, 도 5b는 공기 배출구(71)를 보여주는 잉크 저장 시스템(5)의 외관을 도시한다. 도 5c는 팬(69), 시스템 펌프(21), 히트 싱크(72) 및 필터 모듈(25)을 보여주는 탑 커버(5a)가 제거된 잉크 저장 시스템(5)을 도시한다.
도어(65)는 도 6a에 도시된 바와 같이 캐비닛(16)의 외부의 일부를 형성하는 바디부(73)를 포함한다. 바디부(73)에는 도 6b에 도시된 바와 같이 내부에 수용되는 몰딩가공 인서트(74)가 제공된다. 몰딩가공 인서트(74)는 도 6c에 도시된 필터 유닛(75)을 수용하도록 구성된다. 필터 유닛(75)은 도어(65)가 개방 위치에 있을 때 도어(65)로부터 제거될 수 있다.
필터 유닛(75)은 도 7a 내지 도 7c에 보다 상세히 도시된다. 필터 유닛(75)은 예를 들어 플라스틱 몰딩물일 수 있는 제1 하우징부(76)(도 7a) 및 제2 하우징부(77)(도 7b)를 갖는 바디를 포함한다. 제1 하우징부(76) 및 제2 하우징부(77)는 예를 들어 스냅 끼워맞춤(snap fitting)에 의해 필터 유닛(75)을 형성하도록 조립될 수 있다. 제1 및 제2 하우징부(76, 77)는 필터 유닛(75)이 개방되는 것을 가능하게 해주도록 함께 힌지 결합될 수 있다.
필터 유닛은 또한 필터 유닛 공기 유입구(78) 및 필터 유닛 공기 배출구(79)를 포함한다. 필터 유닛(75)은 또한 공기 필터를 수용하기 위한 리세스(80)를 포함한다. 리세스는 제1 및 제2 하우징부(76, 77)에 의해 제공되는 대응하는 벽부들에 의해 한정된다. 제1 벽부(81)는 제1 하우징부(76)에 의해 제공되고, 제2 벽부(82)는 제2 하우징부(77)에 의해 제공된다. 제1 벽부(81)는 제1 하우징부(76)의 내부 표면으로부터 돌출하여 리세스(80)의 외주부를 형성한다. 공기가 필터 유닛 공기 유입구(78)로부터 리세스(80) 내로 유동하는 것을 가능하게 해주도록 복수의 개구부(83)가 제1 벽부 내에 제공된다. 제2 벽부(82)는 연속적이며(즉, 개구부를 갖지 않음), 역시 리세스(80)의 외주부를 한정한다. 제2 벽부(82)는 제2 하우징부(77)의 내부 표면으로부터 돌출한다.
사용 시에, 공기 필터(84)가 리세스(80) 내에 제공된다. 공기 필터(84)는 도 7c에서 리세스 내에 위치된 것으로 도시되어 있다. 필터는 그것의 외주부 둘레에 실링부(85)를 포함한다. 실링부(85)는 제1 및 제2 하우징부(76, 77)가 밀봉을 형성하도록 조립될 때 제2 벽부(82)와 결합하도록 배치된다. 이러한 밀봉은 공기가 필터(84)를 통과하지 않고 유입구(78)로부터 배출구(79)로 유동하는 어떠한 직접 경로도 존재하지 않는 것을 보장한다.
실링부(85)는 예를 들어 폴리우레탄을 포함할 수 있다. 공기 필터(84)는 여과지와 같은 적절한 필터 매체를 포함할 수 있다. 적절한 여과지는 약 130 g/m2의 중량을 가질 수 있다. 예를 들어, 125 내지 135 g/m2의 범위 내의 중량. 여과지는 0.43 mm 이상의 두께 및/또는 240 리터/분 이상의 공기 투과율을 가질 수 있다. 여과지는 71 ㎛ 이하의 최대 공극 크기 및/또는 61 ㎛ 이상의 최소 공극 크기를 가질 수 있다. 여과지는 약 280 kPa의 파열 강도 및/또는 1.8 mbar 이하의 공기 유동 저항 및/또는 0.1 mm와 0.25 mm 사이의 주름 깊이(corrugation depth)를 가질 수 있다.
필터 유닛(75)은 또한 유입구 배플(inlet baffle)(86)을 포함한다. 유입구 배플(86)은 제1 하우징부(76)의 내부 표면으로부터 돌출한다. 필터 유닛(75)은 또한 배출구 그릴(87) 및 배출구 시일(88)을 포함한다(도 8 참조).
일반적으로, 필터 유닛(75)은 필터(84)를 수용하는 엔클로저(enclosure)를 제공하고, 아래에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 공기가 소정의 유동 경로를 따라 안내되는 것을 가능하게 해준다.
프린팅 장치 내에서의 솔벤트의 사용은 캐비닛(16) 내의 유체 경로 및 구성요소로부터의 솔벤트 증기 누설을 초래할 수 있다. 또한, 캐비닛(16) 내에서의 건조된 공기의 통기는(상술한 바와 같이) 일반적(routine)이다. 이는 건조된 공기에 솔벤트 증기가 완전히 없지 않은 경우에는 캐비닛(16) 내에 상승된 솔벤트 증기 레벨을 초래할 수 있다. 따라서, 솔벤트 증기가 유해한 또는 위험한 레벨에 도달하기 전에 솔벤트 증기를 제거하기 위해 캐비닛(16) 내의 공기 순환을 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 퍼징 공기 순환(purging air circulation)은 연속식 잉크젯 프린터에서 공통된 사항이다. 하지만, 프린터(1)의 다양한 구성요소들을 특정 방식으로 배치함으로써, 퍼징 공기 유동이 특히 유익한 효과를 내도록 사용될 수 있음을 알게 되었다. 즉, 캐비닛(16)을 통한 공기 유동은 여러 유용한 기능을 수행할 수 있게 해주고 또한 예방적 유지보수 목적으로 접근이 필요할 수 있는 구성요소들이 쉽게 접근가능하게 해주는 소정의 유동 경로(P)를 통해 유동하도록 만들어질 수 있다. 또한, 퍼징 공기 유동은 열 관리를 향상시키는데 사용될 수 있다. 실로, 시스템 펌프(21) 및 모터와 같은 열을 발생시키는 잉크 공급 시스템(2) 내의, 특히 잉크 저장 시스템(5) 내의 여러 구성요소가 프린터(1) 내의 잉크의 온도를 증가시킬 수 있다. 잉크 온도가 증가함에 따라, 솔벤트가 증발하는 경향 또한 증가한다. 또한, 증가된 온도는 최적의 프린팅 성능을 달성하기 위해 원하는 범위 내로 제어되어야 하는 잉크의 점도를 변화시킨다.
캐비닛(16)을 통한 소정의 공기 유동 경로(P)가 이제 도 3 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명된다. 공기 유동은 잉크 저장 시스템(5)과 함께 배치된 팬(69)에 의해 유발된다. 팬(69)은 팬(69)의 상류, 팬(69)과 공기 유입구(70) 사이에 부압이 발생되게 만든다. 이 발생된 부압은 도 4 및 도 8에 상세히 도시된 바와 같이 도어 유입구(67)를 거쳐 필터 유닛(75)을 통해 공기가 끌어들여지게 만든다. 공기는 초기에 도어 유입구(67) 내로 그리고 다음으로 필터 유닛 공기 유입구(78) 내로(도 8에 도시된 바와 같이) 끌어들여진다. 일단 필터 유닛(75) 내에서 공기는 유입구 배플(86) 둘레를 통과하고 개구부(83)를 통해 필터 리세스(80) 내로 진행한다. 캐비티(80)로부터 공기는 공기 필터(84)를 통과하여 필터 유닛 배출구(79) 밖으로 유동한다.
유입구 배플(86)은 필터 유닛 유입구(78)로부터 필터 캐비티(80)로의 직접 경로를 가로막아 유입구 래버린스(inlet labyrinth)를 형성한다. 이는 프린터(1)가 정례적으로 씻어내는 식품 제조 환경과 같은 습한 환경에서 작동될 때 물이 필터 캐비티(80) 내의 필터(85)로 직접 비산되기 어렵게 되는 것을 보장한다. 또한, 도어(65)를 폐쇄되었을 때의 필터 유닛(75)의 배향은 필터 유닛 유입구(78)가 필터 유닛(75)의 대략 하방을 향하는 측에 제공되도록 되어, 물 진입이 최소화된다. 필터 유닛 유입구(78)는 도어(65) 내에 제공된 공기 유입구(67)와 정합(mating)한다.
출구 시일(88)은 잉크 저장 시스템(5)의 공기 유입구(70)와 결합하여 공기 기밀 시일을 형성한다. 이 시일은 대부분의 공기가 공기 필터 유닛(75)을 거쳐 잉크 저장 시스템 유입구(70) 내로(즉, 소정의 공기 유동 경로(P)를 따라) 끌어들여지고, 최소량의 공기가 캐비닛(16)의 내부로부터 잉크 저장 시스템 유입구(70) 내로 끌어들여지는 결과를 낳는다. 필터 유닛 공기 배출구(79)는 필터 유닛의 잉크 저장 시스템(5)을 향하는 측에 배치된다. 따라서, 필터 유닛 공기 배출구(79)는 필터 유닛 공기 유입구(78)가 제공되는 측에(필터 유닛 공기 유입구(78)는 실질적으로 하방으로 향해짐) 실질적으로 수직한 필터 유닛(75)의 측에 제공된다.
일단 공기가 팬(69)을 지나면, 공기는 팬(69)에 인접하게 위치된 시스템 펌프(21)를 거쳐 지나는 경로를 따라 구동된다. 시스템 펌프(21)에 대한 팬(69)의 근접성은 시스템 펌프(21)에 상당한 냉각 효과가 제공되는 결과를 낳는다. 또한, 시스템 펌프(21)에 대한 팬의 근접성은 팬으로부터의 난류성 공기가 시스템 펌프(21)를 거쳐 안내되는 결과를 낳는다. 이러한 난류는 시스템 펌프(21) 상의 공기 유동의 냉각 효과를 증가시킨다. 이러한 효과는 또한 필터 유닛(75)을 통한 캐비닛(16)으로의 공기 유동이 가로막히는 경우에 팬(69)이 시스템 펌프(21)를 냉각시키는 것을 가능하게 해준다. 즉, 캐비닛 내에서의 공기의 재순환, 특히 시스템 펌프(21) 주변의 난류성 공기 유동의 생성이 일부 열이 시스템 펌프(21)로부터 탈취되는 것을 유발할 수 있다(비록 공기가 캐비닛(16)으로 끌어들여질 때보다 정도가 약하지만).
또한, 시스템 펌프(21)는 잉크 시스템 공기 유입구(70)에 근접하여 위치된다. 시스템 펌프(21)와 공기 유입구(70) 사이의 이러한 근접성은 시스템 펌프(21)에 도달하는 공기가 가능한한 차갑게 되는 결과를 낳는다. 즉, 시스템 펌프(21)를 거쳐 유동하는 공기의 온도는 잉크 저장 시스템(5) 내의 더 따뜻한 공기와 혼합되거는 것에 의해 또는 공기가 시스템 펌프(21)에 도달하기 전에 온도를 상승시킬 수 있는 다른 시스템 구성요소들을 통과하는 것에 의해 상승되지 않았다.
시스템 펌프(21)는 연장된 기간 동안 연속적으로 작동하도록 요구될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 시스템 펌프(21)의 온도는 이러한 연속 작동의 결과로서 상승될 수 있다.
시스템 펌프(21) 바로 위로 유동하는 공기가 열이 펌프(21)로부터 탈취되는 것을 유발하여, 펌프(21)가 연장된 기간 동안 작동하는 것이 요구될 때에도 안전한 작동 온도가 유지되는 것을 가능하게 해준다. 이러한 냉각 효과는 또한 특히 주변 온도가 높은 경우 잉크가 원하는 온도 작동 범위를 초과하는 것을 방지한다. 따라서, 펌프(21)는 잉크 자체로부터의 열이 소산되는 것을 가능하게 해준다. 이는 전용 잉크 냉각 장치에 대한 필요성 없이 잉크로부터의 열이 소산된다는 점에서 추가적인 장점을 제공한다. 또한, 시스템 펌프(21)의 능동적인 냉각의 제공은 프린터(1)가 보다 넓은 범위의 열 조건에서 작동되는 것을 가능하게 해준다. 프린터(1)가 이러한 냉각과 함께 작동할 수 있는 주변 온도의 범위는 예를 들어 0 내지 50 ℃일 수 있다.
시스템 펌프(21)에는 추가적으로 히트 싱크(72)가 제공된다. 히트 싱크(72)는 예를 들어 높은 열 전도성을 갖는 재료(예를 들어, 알루미늄과 같은 금속)로 형성될 수 있다. 히트 싱크(72)는 펌프 내에서 발생된 열이 히트 싱크(72)로 유동할 수 있도록 펌프(21)와 열적으로 연통한다. 히트 싱크(72)는 시스템 펌프(21)로부터 탈취되는 열을 최대화하도록 예를 들어 핀(fin)이 제공되는 등에 의해 큰 표면적을 갖도록 형성된다. 히트 싱크(72) 및 정향된 공기 유동의 구성이 넓은 범위의 주변 온도 및 조건에 걸쳐 작동하는 프린터(1)의 능력을 더욱 향상시킨다.
일단 공기가 시스템 펌프(21)를 통과하면, 공기 유동 경로는 잉크 저장 시스템(5)의 하우징 내의 슬롯형 그릴(slotted grill)의 형태를 취하는 배출구(71)를 통해 잉크 저장 시스템(5)을 빠져나온다.
일부 실시예에 있어서, 시스템 펌프(21)(및 히트 싱크(72))를 통과하는 공기 유동 경로에 더하여, 공기 유동 경로는 다른 잉크 저장 시스템 구성요소를 냉각시키도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 공기 유동 경로는 잉크 저장 시스템(5) 내에 수용되는 전자 부품들을 거쳐 정향되어 이들 전자 부품을 냉각시킬 수 있다.
또한, 추가적인 히트 싱크가 응축기 유닛(57)(도 2에 가장 잘 도시됨)과 연결될 수 있다. 즉, 응축기 히트 싱크가 응축기 유닛(57)과 열적으로 연통될 수 있다. 팬(69)에 의해 유발되는 공기 유동은 응축기 히트 싱크를 거쳐 유동하게 만들어져, 응축기 유닛(57)에 냉각을 제공할 수 있다. 이는 응축 프로세스 동안 솔벤트 함유 증기로부터 추출되는 열 에너지가 추가적인 팬과 같은 전용 냉각 장치에 대한 필요성 없이 응축기 유닛(57)으로부터의 열로서 소산된다는 점에서 추가적인 장점을 제공한다.
마지막으로, 공기는 캐비닛(16)의 베이스의 배출구(71)를 통해 캐비닛(16)을 빠져나간다. 이 캐비닛(16)의 밀봉성(도어(65)와의 밀봉을 포함)이 배출구(71)가 공기의 유일한 유효한 출구가 되는 결과를 낳는다.
필터 유닛(75)은 잉크 공급 시스템(2)으로부터 제거되고 필요에 따라 교체될 수 있다. 이러한 구성요소는 필터(84)가 양호한 상태로 유지되고 막히지 않는 것을 보장하기 위해 규칙적인 서비스 간격으로 교체될 것이 요구될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 필터(84)는 예를 들어 약 2000 시간의 프린터 작동 후와 같이 규칙적인 간격으로 교체될 수 있다. 이러한 규칙적인 예방적 유지보수는 캐비닛(16) 내에서의 적절한 공기 순환을 보장하기 위해, 특히 연속된 작동을 위한 시스템 펌프(21) 및 잉크의 적절한 냉각 성능을 보장하기 위해 수행될 수 있다. 별개의 제거가능한 필터 장치의 제공은 숙련되지 않은 인원에 의한 편리한 유지 보수를 가능하게 해주고, 이는 임의의 중요한 시스템 구성요소가 유지 보수 중에 손상되는 위험성을 최소화한다. 또한, 제거된 공기 필터 유닛(75)은 새로운 공기 필터 유닛으로 교체되거나, 그렇지 않으면 필터(84)의 교체에 의해 수리될 수 있다. 제1 및 제2 하우징부(76, 77)은 필터(84)에 접근하여 그것을 교체하기 위해 힌지식으로 개방될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 오류 또는 불필요한 문제에 대한 최소한의 위험성으로 편리하게 유지보수될 수 있는 프린팅 장치를 제공한다.
필요에 따라 제거되고 교체될 수 있는 필터 유닛(75)의 제공은 원치 않는 비위생적일 수 있는 물질의 축적이 방지되거나 적어도 감소되는 것을 가능하게 해준다. 예를 들어, 필터 유닛(75)은 클리닝 프로세스 중에 캐비닛(16)으로부터 제거되고 깨끗한 필터 유닛으로 교체될 수 있다. 대안적으로, 필터 유닛은 필터 하우징부(76, 77)가 사용자에 의해 개방되어 필터(84)만 교체될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 임의의 편리한 간격으로(예를 들어 매일 또는 생산 라인에서의 2가지 다른 식품의 준비 사이에) 필터 유닛이 캐비닛(16)으로부터 제거되고, 필터 유닛(75)이 개방되고, 공기 유입구 래버린스(유입구 배플(86)을 포함)가 클리닝될 수 있다.
이는 특히 프린터(1)가 식품 제조 환경과 같은 위생 환경에서 사용되는 경우에 적합할 수 있다. "위생 환경"은 청결하게 유지되는 것이 바람직한 환경을 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 환경은 음식 제조 환경, 의료 환경(예를 들어, 제약 또는 의료 제품 제조용) 등을 포함한다.
상술한 공기 유동 경로는 주 공기 유동 경로이며, 이 경로로부터 약간의 일탈이 있을 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 캐비닛(16)으로부터의 공기의 액세스 포트(예를 들어도관(15)에 제공되는 액세스 포트)로부터의 약간의 누설이 있을 수 있다. 또한, 캐비닛(16)과 도어(65) 사이에 밀봉이 형성되고, 필터 유닛 배출구(79) 및 잉크 저장 시스템 유입구(70)는 완벽한 밀봉이 아닐 수도 있다. 일부 공기가 이 밀봉부들을 통해 누설될 수 있다. 또한, 잉크 저장 시스템 공기 배출구(71)로부터 공기 배출구(68)로 직접 유동하기보다는 공기가 최종적으로 공기 배출구(68)를 통해 빠져나가기 전에 캐비닛(16) 내에서 순환할 수 있다. 하지만, 팬(69)에 의해 구동되는 대부분의 공기 유동은 전술한 바와 같이 실질적으로 공기 유동 경로를 따를 것이다.
상술한 실시예에 있어서, 공기 유동은 잉크 저장 시스템(5) 내에 위치된 팬(69)에 의해 구동된다. 하지만, 공기 유동은 그 대신 예를 들어 진공 포트(배출구(68)에 제공될 수 있는)에 적용되는 진공 펌프와 같은 대안적인 공기 순환 장치에 의해 구동될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대안적으로, 공기는 외부에 제공된 공기 공급원에 의해 공기 유입구 내로 취입될 수 있다. 또 다른 대안으로, 공기 순환 장치가 캐비닛(16) 내의 또는 캐비닛(16) 주위의 다른 위치에 배치될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 공기 순환 장치가 필터 유닛(75)과 잉크 저장 시스템(5) 사이에 위치된다.
또한, 일부 실시예에 있어서, 공기 순환 장치는 복수의 공기 순환 장치를 포함한다. 예를 들어, 하나의 실시예에 있어서, 공기가 캐비닛(16)을 통해 유동하게 만드는 주 공기 순환 장치가 제공되는 한편, 2차적인 공기 순환 장치가 캐비닛 내의 잉크 펌프에 인접하여 제공되어 공기가 잉크 펌프를 지나 유동하게 만들고, 그에 따라서 열이 잉크 펌프로부터 탈취되게 만든다. 이러한 실시예에 있어서, 주 공기 순환 장치는 캐비닛(16)의 외부에 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 상술한 설명으로부터 변경될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 몰딩가공된 다양한 돌출부(예컨대, 배플(86), 제1 및 제2 벽(81, 82))를 갖는 필터 유닛(75)의 제1 및 제2 하우징부(76, 77)는 단순히 하나의 구현예이다. 그러한 피처(feature)들은 별개의 구성요소 부분들에 의해 또는 대안적인 구성에서 동일한 구성요소 부분들에 의해 제공될 수 있다. 또한, 유입구 래버린스(유입구 배플(86)을 포함하는 것으로 상술됨)는 필터 유닛 공기 유입구(78)와 필터 캐비티(80) 사이의 직접 경로를 가로막기 위한 임의의 편리한 방식으로 형성될 수 있다.
따라서, 본 시스템은 개선된 공기 순환 및 냉각 시스템을 갖는 잉크젯 프린터를 제공한다. 본 시스템은 솔벤트 손실을 줄이고 잉크 점도를 원하는 범위 내로 유지하기 위해 시스템 내에서 잉크의 원하는 온도를 유지하는 것을 돕는다.
본 발명은 동일한 구성요소에 동일한 번호가 부여된 도면들을 참조하여 설명되고 있다. 본 발명의 다양한 요소들의 관계 및 작용은 상세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 것이다. 하지만, 상술한 본 발명의 실시예들은 단지 예시이며, 본 발명은 도면에 도시된 실시예들에 제한되지 않는다.
설명되고 예시된 실시예들은 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 하고, 단지 바람직한 실시예들이 도시되고 설명되었으며, 청구범위에서 한정되는 본 발명의 범위 내에 있는 모든 변경들 및 수정들이 보호되어야 한다는 것이 이해될 것이다. 설명에서 "바람직한", "바람직하게" 또는 "보다 바람직한"과 같은 표현의 사용이 그렇게 기술되는 특징이 바람직할 수 있음을 시사하지만, 그럼에도 불구하고 그것이 필수적이지 않을 수 있으며, 그와 같은 특징이 결여된 실시예들도 첨부된 청구범위에서 한정되는 본 발명의 범위 내에서 고려될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 청구범위와 관련하여, "하나의", "적어도 하나의" 또는 "적어도 하나의 부분"과 같은 표현이 특징을 서술하는데 사용될 때는, 청구항에서 달리 명시되지 않는 한 단지 하나의 그러한 특징으로 청구항을 제한하려는 의도는 없는 것으로 의도된다. 청구 범위에서 달리 명시하지 않는 한 그러한 특징 중 하나만을 의미한다. "적어도 일부분" 및/또는 "일부분"이라는 용어가 사용될 때는, 그 항목은 달리 명시되지 않은 한은 일부분 및/또는 전체 항목을 포함할 수 있다.

Claims (37)

  1. 연속식 잉크젯 프린팅에 사용하기 위한 장치로서,
    캐비닛;
    상기 캐비닛 내에 배치되고, 잉크 펌프, 잉크 시스템 공기 유입구 및 잉크 시스템 공기 배출구를 포함하는 잉크 시스템;
    공기가 상기 캐비닛 내에서 유동하게 만들도록 배치되는 공기 순환 장치; 및
    공기 필터를 수용하도록 배치되고, 필터 유닛 공기 유입구 및 필터 유닛 공기 배출구를 포함하는 공기 필터 유닛을 포함하고 있고,
    사용 시에,
    상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크 시스템 공기 유입구에 인접하여 배치되고,
    상기 공기 순환 장치는 공기가 소정의 공기 유동 경로를 따라 상기 필터 유닛 공기 유입구, 상기 공기 필터, 상기 필터 유닛 공기 배출구, 상기 잉크 시스템 공기 유입구를 통하고, 상기 잉크 펌프를 지나고, 상기 잉크 시스템 공기 배출구를 통하여 유동하게 만들도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 소정의 공기 유동 경로를 따르는 공기 유동이 상기 잉크 펌프를 냉각시키고, 그것에 의해 상기 잉크 펌프를 통과하는 잉크를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 캐비닛의 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크 시스템 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 유닛 공기 배출구와 상기 잉크 시스템 공기 유입구 사이에 밀봉이 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 유닛은 상기 밀봉을 형성하도록 상기 잉크 시스템 공기 유입구의 외부 표면과 결합하도록 배치되는 시일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 순환 장치는 상기 잉크 시스템 공기 유입구와 상기 잉크 시스템 공기 배출구 중간의 공기 유동 경로 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 순환 장치는 상기 잉크 시스템 공기 유입구와 상기 잉크 펌프 중간의 공기 유동 경로 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 펌프는 상기 잉크 시스템 공기 유입구에 근접한 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 시스템은 상기 잉크 펌프와 열적으로 연통하는 잉크 펌프 히트 싱크를 더 포함하고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 잉크 펌프 히트 싱크를 지나 유동하게 만들도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 시스템은 솔벤트 증기를 응축시키기 위한 응축기 및 상기 응축기와 열적으로 연통하는 응축기 히트 싱크를 더 포함하고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 응축기 히트 싱크를 지나유동하게 만들도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 순환 장치는 상기 잉크 펌프에 인접하게 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 순환 장치는 팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐비닛은 베이스를 포함하고, 상기 캐비닛의 베이스에 공기 배출구가 제공되고, 상기 공기 순환 장치는 공기가 상기 소정의 경로를 따라 상기 공기 배출구를 통해 유동하게 만드는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐비닛은 도어를 포함하고, 상기 공기 필터 유닛은 상기 도어 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 도어는 공기 유입구를 포함하고, 상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 공기 필터 유닛이 상기 도어 내에 수용될 때 상기 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 도어는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 운동가능하고, 상기 폐쇄 위치에 있을 때 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크 시스템 공기 유입구에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 도어가 폐쇄 위치에 있을 때, 상기 필터 유닛 공기 배출구와 상기 잉크 시스템 공기 유입구 사이에 밀봉이 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 도어가 폐쇄 위치에 있을 때 상기 도어의 하단부에 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 시스템은 프린팅 작동 중에 사용하기 위한 잉크를 저장하기 위한 잉크 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 필터 유닛은 상기 필터 유닛 공기 유입구와 상기 공기 필터 사이의 직접 경로를 가로막도록 배치되는 유입구 래버린스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 유입구 래버린스는 유입구 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 필터 유닛은 바디를 포함하고, 상기 필터 유닛 공기 유입구 및 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 바디에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 필터 유닛 공기 유입구는 상기 바디의 제1 측면에 한정되고, 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 바디의 제2 측면에 한정되고, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 바디는 상기 공기 필터를 수용하기 위한 리세스를 더 한정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바디는 함께 힌지 결합되는 2개의 구성요소로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 25 항에 따른 제 26 항에 있어서, 상기 공기 필터는 상기 2개의 구성요소를 개방함으로써 상기 리세스로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 연속식 잉크젯 프린터용 필터 유닛으로서,
    바디;
    상기 바디에 의해 한정되고, 잉크젯 프린터 캐비닛의 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 필터 유닛 공기 유입구;
    상기 바디에 의해 한정되는 공기 필터를 수용하기 위한 리세스; 및
    상기 바디에 의해 한정되고, 상기 잉크젯 프린터 캐비닛 내에 위치된 잉크 시스템의 공기 유입구와 정합하도록 배치되는 필터 유닛 공기 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 공기 유입구는 상기 바디의 제1 측면에 한정되고, 상기 공기 배출구는 상기 바디의 제2 측면에 한정되고, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 대체로 수직인 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 상기 바디는 함께 힌지 결합되는 2개의 구성요소로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 공기 필터는 상기 2개의 구성요소를 개방함으로써 상기 리세스로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  32. 제 28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공기 필터 유닛은 상기 필터 유닛 공기 유입구와 상기 공기 필터 사이의 직접 경로를 가로막도록 배치되는 유입구 래버린스를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 유입구 래버린스는 유입구 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  34. 제 28 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 유닛 공기 배출구는 상기 잉크젯 프린터 캐비닛 내에 위치된 잉크 시스템의 공기 유입구와 밀봉을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 필터 유닛은 상기 밀봉을 형성하도록 상기 잉크 시스템의 공기 유입구의 외부 표면과 결합하도록 구성된 시일 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  36. 연속식 잉크젯 프린팅에 사용하기 위한 장치로서,
    캐비닛;
    상기 캐비닛 내에 배치되고, 잉크 펌프를 포함하는 잉크 시스템;
    공기 필터를 수용하도록 배치되는 공기 필터 유닛; 및
    상기 잉크 펌프에 인접하여 배치되고, 공기가 소정의 공기 유동 경로를 따라 상기 공기 필터를 통하고, 상기 잉크 펌프를 지나 유동하게 만들도록 배치되는 공기 순환 장치를 포함하고 있고,
    상기 소정의 공기 유동 경로를 따르는 공기 유동이 상기 잉크 펌프를 냉각시키고, 그것에 의해 상기 잉크 펌프를 통과하는 잉크를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 연속식 잉크젯 프린터에서 잉크를 냉각시키기 위한 방법으로서,
    잉크 펌프를 사용하여 잉크를 펌핑하는 과정;
    공기 순환 장치를 사용하여 공기 필터를 통하고 상기 잉크 펌프를 지나는 소정의 공기 유동 경로를 따르고 잉크의 냉각을 성취하는 공기 유동을 발생시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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