KR20230102501A

KR20230102501A - 자력에 의한 상하 교반을 수행하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치

Info

Publication number: KR20230102501A
Application number: KR1020210192686A
Authority: KR
Inventors: 최윤석; 부지희
Original assignee: 주식회사 고산테크
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2023-07-07
Also published as: KR102585544B1

Abstract

본 발명은 잉크를 토출하는 노즐을 구비한 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 잉크를 저장하는 저장 장치에 관한 것으로서, 잉크가 저장되는 저장 공간의 하부에 위치하며 내부에 전자석이 설치된 하부블럭; 잉크가 저장되는 저장 공간의 상부에 위치하는 상부커버; 잉크가 저장되는 저장 공간에서 상하 방향으로 움직이며 잉크를 교반하는 교반부를 포함하며, 상기 교반부는, 잉크가 저장되는 저장 공간의 상하 방향으로 길게 위치하고 일부는 상기 상부커버를 관통하여 노출되는 몸체; 상기 몸체의 하단에 위치하고 영구자석이 설치되며, 상기 전자석의 자력과 영구자석의 상호 작용에 의해서 교반부를 상하로 이동시키는 이동자; 상기 몸체의 측면에서 잉크가 저장되는 저장 공간 내부로 돌출된 교반날개; 상기 몸체의 상단에 위치하고, 상기 상부커버의 윗면에 접촉하여 교반부가 아래로 내려가는 범위를 제한하는 상부 스토퍼; 및 상기 몸체에서 상기 상부커버의 아래쪽에 위치하고, 상기 상부커버의 아랫면에 접촉하여 교반부가 위로 올라가는 범위를 제한하는 하부 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자력에 의한 상하 교반을 수행하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치{VERTICAL STIRRING TYPE INK STORAGE UNIT}

본 발명은 잉크젯 프린터에서 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 저장하는 저장부에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 산업분야에서 사용되는 잉크젯 프린터에 적용되는 잉크 저장 장치에 관한 것이다.

본 발명은 창업진흥원의 민간공동 창업자 발굴육성사업 (POST TIPS)(과제명: 효율 16.5% 이상을 목표로 하는 3세대 태양전지(페로브스카이트;PSC) 제조용 2G 잉크젯 공정장비 개발)의 지원을 받아 수행한 과제이다.(No.10423442)

일반적으로 형상 신호에 따라 매체 표면에 액상의 잉크를 액적형태로 분사하는 잉크젯 방식은 문서나 광고지를 작성하는 프린팅으로서 뿐만이 아니라, 반도체 또는 디스플레이 분야의 용액 공정에 이용되고 있다.

기판에 복잡한 형상의 패턴을 형성하거나 특정 위치에만 잉크를 정확하게 토출할 수 있는 잉크젯 프린팅의 적용범위가 넓어지고 있다. 문서 작성을 위한 소형의 잉크젯 프린터는 잉크 액적을 토출하는 잉크젯 헤드에서 잉크를 저장하는 형태를 가지고 있지만, 대형의 문서 작성용 프린터나 산업용으로 제작된 잉크젯 프린터는 많은 양의 잉크를 사용하기 때문에 잉크를 저장하는 저장부와 잉크젯 헤드가 분리된 구조를 적용하고 있다.

잉크젯 프린팅 과정에서 정확한 양의 잉크를 토출하기 위해서는, 잉크젯 헤드에서 토출 준비상태인 잉크가 노즐 입구를 기준으로 모세관 현상에 의해서 내측으로 요입된 곡면 상태인 메니스커스(meniscus) 상태를 유지하여야 한다. 이를 위하여 잉크 저장 장치의 위치를 잉크젯 헤드보다 높게 위치하게 하고, 대신에 잉크 저장탱크의 내부에 음압을 발생시킴으로써, 잉크젯 헤드에서 잉크의 흘러내림을 방지하여 메니스커스 상태를 유지하도록 하는 것이 일반적이다.

전통적인 인쇄분야에서는 색상을 나타내는 안료가 포함된 잉크를 사용하여 잉크젯 프린팅을 수행하였다. 이때, 프린팅을 수행하기 전까지 잉크젯 헤드와 분리된 저장부 또는 잉크젯 헤드와 결합된 카트리지에 잉크가 장시간 보관되기 때문에, 안료의 분산성을 유지하기 위하여 계면 활성제 등을 분산제로서 함께 사용하고 있다.

최근에는 일정량을 정밀하게 토출할 수 있는 잉크젯 프린터의 특징을 제품의 생산 과정에 적용하고 있으며, 특히 높은 정밀도가 필요한 전자 제품의 제조에 적용하는 경우가 증가하고 있다. 제품 제조에 사용되는 산업용 잉크젯 프린터는 단순히 안료와 함께 또는 안료를 대신하여 부품 제조에 필요한 물질이 포함된 잉크를 사용한다. 예를 들면, 전기전자 부품의 일부분에 절연 코팅을 수행하는 경우에 안료와 함께 절연물질로서의 고분자 수지를 함께 사용하고, 금속 도선을 형성하기 위하여 금속 구리를 포함하는 잉크를 사용하기도 한다. 이와 같이, 산업 분야에서 사용되는 잉크젯 프린팅의 잉크는 다양한 성분이 포함되기 때문에 단순히 분산제를 함께 첨가하는 것만으로는 잉크에 포함된 다양한 물질들의 분산성을 유지하기 어려우며, 잉크 저장 장치 또는 잉크 카트리지에 보관되는 동안에 잉크의 균질성이 무너지는 경우가 자주 발생한다.

최근에는 잉크젯 프린터가 반도제 제조 공정 등의 초정밀 분야에 적용되면서 프린팅의 정밀도에 대한 요구는 더욱 높아지고 있다. 이에 따라서, 잉크에 포함되는 물질로는 전극 패턴을 위한 금속 입자뿐만이 아니라 디스플레이 분야에서 발광부 또는 컬러 필터 등에 사용되는 양자점 물질과 같이 분산성 유지가 어려운 물질의 사용이 증가하고 있다. 나아가 PZT를 적용한 잉크젯 프린팅을 활용하여 코팅하는 기술이 개발되는 등 여러 가지 물질을 포함한 잉크를 잉크젯 프린팅하려는 노력이 다양하게 진행되고 있으며, 잉크에 입자 형태의 물질이 포함되지 않는 경우에도 산업용 잉크젯 프린팅에 사용되는 잉크에는 다양한 종류의 물질이 사용되기 때문에 잉크의 균일성을 유지하는 것이 중요한 문제로 떠오르고 있다.

잉크젯 헤드를 향하여 잉크를 일 방향으로 공급하지 않고, 잉크젯 헤드의 잉크를 다시 잉크 저장 장치로 되돌려서 순환시켜서 분산성을 유지하는 기술이 개발되었으나, 잉크 저장 장치에 저장된 잉크의 분산성을 유지하는 것은 여전히 중요한 문제이다. 그에 따라서 잉크 저장 장치에 잉크가 저장되어 있는 동안에도 잉크의 균질성을 유지시키기 위한 교반 기술이 필요한 상황이다.

따라서 산업 분야에서 잉크젯 프린팅을 적용하기 위해서는, 나노로드와 같이 잉크 내에서의 분산성이 매우 낮은 물질의 분산성을 유지시키기 위한 기술이 필요한 상황이다.

대한민국 공개특허 10-2016-0117249 대한민국 공개특허 10-2016-0007124 대한민국 공개특허 10-2016-0035004

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 폭이 좁고 높이가 높은 잉크 저장 장치에서 상하 방향으로 잉크를 교반하여 분산성을 유지할 수 있는 잉크 저장 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 잉크를 토출하는 노즐을 구비한 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 잉크를 저장하는 저장 장치는, 잉크가 저장되는 저장 공간의 하부에 위치하며 내부에 전자석이 설치된 하부블럭; 잉크가 저장되는 저장 공간의 상부에 위치하는 상부커버; 잉크가 저장되는 저장 공간에서 상하 방향으로 움직이며 잉크를 교반하는 교반부를 포함하며, 상기 교반부는, 잉크가 저장되는 저장 공간의 상하 방향으로 길게 위치하고 일부는 상기 상부커버를 관통하여 노출되는 몸체; 상기 몸체의 하단에 위치하고 영구자석이 설치되며, 상기 전자석의 자력과 영구자석의 상호 작용에 의해서 교반부를 상하로 이동시키는 이동자; 상기 몸체의 측면에서 잉크가 저장되는 저장 공간 내부로 돌출된 교반날개; 상기 몸체의 상단에 위치하고, 상기 상부커버의 윗면에 접촉하여 교반부가 아래로 내려가는 범위를 제한하는 상부 스토퍼; 및 상기 몸체에서 상기 상부커버의 아래쪽에 위치하고, 상기 상부커버의 아랫면에 접촉하여 교반부가 위로 올라가는 범위를 제한하는 하부 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

종래의 수직한 방향의 회전축을 중심으로 회전하는 바 형태의 교반장치가 양자점 물질이 분산된 잉크에 대해서도 충분한 효과를 얻지 못하는 상황에서 양자점 물질보다 크기가 큰 나노로드를 포함하는 잉크를 사용하는 경우에 분산성을 유지하는 것은 더욱 어렵다. 이에 본 발명의 출원인은 저장부에 저장된 잉크 중에서 아래쪽에 위치하는 잉크를 위쪽으로 끌어올리는 방식으로 교반하는 교반 장치를 포함하는 잉크 저장 장치에 대한 기술을 개발하여 출원하였으나, 적용될 수 있는 저장부의 형태가 제한적이었다. 최근 디스플레이 장치 등의 제조에 사용되는 산업용 잉크젯 프린트의 경우, 잉크 저장 장치를 설치하기 위한 공간의 폭이 좁아서 높이(수직방향의 길이)가 길어지는 형태로 잉크 저장 장치를 구성해야 하며, 저장부의 외형이 제한되면서 선행 출원의 교반 장치를 설치하기는 매우 어려워졌다. 나아가 저장부에서 저장되는 잉크의 형태가 폭이 좁고 높이가 긴 형태가 됨으로 인하여, 입자가 분산된 정도는 저장된 잉크에서 위치에 따라서 차이가 더욱 심해지는 결과가 되고 있다.

본 발명은 자력을 이용하여 상하방향으로 움직이는 교반기를 통해 잉크에 분산된 입자의 분산성을 유지하기 때문에, 폭이 좁고 높이가 높은 형태의 저장부에 대해서도 적용이 가능하다.

상기 이동자는 단면이 역삼각형 형태이고, 잉크가 저장되는 저장 공간의 바닥면이 이동자의 단면에 대향되도록 중심부가 오목한 경사면인 것이 바람직하다.

상기 교반 날개가 위쪽방향으로만 접히도록 구성하여, 교반부가 아래로 이동할 때에는 교반 날개가 접히고, 교반부가 위로 이동할 때에는 교반 날개가 펼쳐지는 것일 수 있다.

상기 교반 날개는 일 방향으로만 열리는 판막이 형성되어, 교반부가 아래로 이동할 때에는 판막이 열리고, 교반부가 위로 이동할 때에는 판막이 닫히는 것일 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 자력을 이용하여 상하방향으로 교반부를 움직임으로써, 폭이 좁고 높이가 높은 형태의 저장부에 대해서도 잉크의 분산성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부의 다른 위치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 형태를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 위로 올라가는 모습을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 아래로 내려가는 모습을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 다른 형태를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 또 다른 형태를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 형태를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 위로 올라가는 모습을 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 아래로 내려가는 모습을 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 다른 형태를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 위로 올라가는 모습을 도시한 단면도이다.
도 16은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 아래로 내려가는 모습을 도시한 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.

또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부의 다른 위치를 도시한 단면도이다.

본 실시예의 잉크 저장 장치는 저장부(100)와 교반부(200)로 구성된다.

저장부(100)는 잉크를 저장하는 저장용기에 해당하는 구성이다. 저장용기는 내부에 잉크를 저장하는 것과 함께, 잉크젯 헤드로 잉크를 공급하고 회수하는 배관라인과 외부에서 잉크를 보충 받는 보충라인 연결된다. 각종 배관의 연결 구조는 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 제한 없이 적용될 수 있다.

저장부(100)의 재질은 잉크에 의해서 변질되지 않고 잉크를 변질시키지 않는 재질을 다양하게 적용할 수 있는 것이 일반적이지만, 본 발명은 자력을 이용하여 교반을 수행하기 때문에 일정 부분에서는 자력에 의한 교반을 방해하지 않는 재질을 적용하는 것이 바람직하다.

저장부(100)의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명은 잉크가 저장되는 저장 공간의 형태가 폭이 좁고 높이가 높은 형태인 경우에 특히 적합하다. 본 실시예는 저장부(100)의 측면이 원통형인 경우에 대하여 설명한다. 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간은 상부와 하부에서 잉크에 포함된 입자의 분산성이 차이가 매우 커질 수밖에 없는 구조이지만, 상부와 하부의 잉크를 순환시키기 위한 교반기를 설치하기 어려운 구조인 점에서 문제가 더욱 심각하다. 종래의 일반적인 교반기는 바닥면에 설치되어 수직방향의 회전축을 중심으로 회전하기 때문에, 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간에 대해서는 교반 효율이 매우 떨어진다. 이외에 새롭게 개발된 교반 장치들에서도 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간에 적용이 어렵다.

교반부(200)의 설치 및 동작을 위하여, 저장부(100)의 하부에는 하부블럭(110)이 위치하고, 상부에는 상부커버(120)가 위치한다. 하부블럭(110)과 상부커버(120)의 구체적인 구조와 기능은 교반부(200)와 연관되어 있으므로 이후에 자세하게 설명한다.

교반부(200)는 저장부(100)의 저장 공간에 저장된 잉크를 교반하기 위한 구성으로서, 종래의 교반기들이 회전을 통해서 교반을 수행하였던 것과는 달리 상하방향으로 이동하면서 잉크를 교반하는 점에서 특징이 있다.

교반부(200)는 저장부(100)의 저장 공간 하부에서 상부에 이르는 몸체를 구비하며, 몸체의 하단에는 이동자(210)를 형성하고, 몸체의 중간에는 교반날개(220)가 돌출되며, 몸체의 상부에는 하부스토퍼(230)와 상부스토퍼(240)가 형성된다. 본 실시예에서는 원통형의 저장 공간에 설치된 교반부를 기준으로 설명하며, 이때 교반부의 몸체는 봉 형상이다. 저장 공간의 형태가 달라지는 경우에는 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 형태를 변형할 수 있으며, 이는 다른 구성요소에서도 마찬가지이다.

이동자(210)는 본 실시예의 교반부(200)를 상하 이동 시키는 부분으로서, 자력에 의해서 교반부가 위 아래로 움직일 수 있게 영구자석(212)이 설치된다.

저장부(100)의 하부에 형성된 하부블럭(110)에는 전자석(112)이 설치되며, 이동자(210)에 설치된 영구자석(212)과 전자석(112)의 자력을 이용하여 교반부(200)를 상하로 이동시킬 수 있다. 구체적으로 하부블럭(110)에 설치된 전자석(112)의 자극 방향을 변경하거나 자력을 변경하면, 전자석(112)의 자력에 영향을 받는 영구자석(212)이 설치된 이동자(210)의 위치가 위 아래로 이동하며, 이동자(210)의 이동에 따라서 교반부(200) 전체가 상하 방향으로 이동한다.

이때, 방사형으로 퍼지는 자력장의 특성상, 이동자(210)가 상하 운동하는 과정에서 좌우로 벗어나려는 경향을 보일 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 실시예는 이동자(210)를 역원뿔 형태로 구성하여, 단면이 역삼각형 형태가 되도록 함으로써 전자석(112)의 자력이 변경되는 경우에도 이동자(210)의 중심이 과도하게 벗어나지 않도록 하였다. 이때, 잉크가 저장되는 저장 공간의 바닥면인 하부블럭(110)의 상면을 이동자(210)의 형태에 맞추어 중심이 오목한 경사면으로 구성하였다.

또한, 교반부(200)가 과도하게 위로 이동하는 것을 방지하기 위하여 하부스토퍼(230)를 형성하였다. 하부스토퍼(230)는 저장부(100)의 내부에 위치하며, 하부스토퍼(230)가 저장부(100)의 상부커버(120) 하면과 접촉하는 이상으로 교반부(200)가 올라가지 못하도록 제어하는 기능을 수행한다.

나아가 교반부(200)가 과도하게 아래로 이동하는 것을 방지하기 위하여 상부스토퍼(240)를 형성하였다. 상부스토퍼(240)는 저장부(100)의 외부에 위치하며, 상부스토퍼(240)가 저장부(100)의 상부커버(120) 상면과 접촉하는 이하로 교반부(200)가 내려가지 못하도록 제어하는 기능을 수행한다. 교반부(200)의 이동자(210)가 저장 공간의 바닥면과 접촉하는 경우에 이동자(210)를 구성하는 물질이 잉크에 섞여 들어갈 수도 있고, 잉크에 포함된 나노로드 등의 입자물질이 파손되는 문제가 발생할 수도 있다. 상부스토퍼(240)를 형성하여 이동자(210)가 저장 공간의 바닥면에 접촉하지 못하도록 교반부(200)의 이동 범위를 제한하면, 상기한 문제점들을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이때, 상부스토퍼(240)를 설치하기 위해서는, 교반부(200)의 위쪽 일부가 상부커버(120)를 관통하여야 한다. 상부커버(120)의 관통부분으로 교반부(200)의 위치가 제한되기 때문에, 교반부(200)가 저장부(100)의 중심점을 벗어나지 않도록 하는 효과도 얻을 수 있다. 최종적으로 이동자(210)의 역원뿔형 구조와 상부커버(120)를 관통하는 구조에 의해서, 교반부(200)는 자기장에 의해서 움직임에도 불구하고 좌우로의 움직임이 제한되고 상하방향으로 이동하게 된다.

교반날개(220)는 몸체에서 저장 공간 내부로 돌출되며, 교반부(200)가 상하로 이동하는 과정에서 저장 공간에 저장된 잉크를 상하로 교반하는 구성요소이다.

교반날개(220)는 교반부(200)가 상하로 움직일 때에 함께 움직이면서 잉크를 교반하기 때문에, 종래에 회전으로 잉크를 교반한 것에 비하여 상하방향으로의 흐름을 형성하기에 유리하며, 저장 공간이 폭이 좁고 높이가 높은 구조일 때에 상하 방향의 균질성을 유지할 수 있다.

교반날개(220)는 잉크가 저장된 저장 공간 내부에서 잉크를 상하 방향으로 교반할 수 있는 다양한 형태가 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 형태를 도시한 사시도이다.

저장부(100)의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명은 잉크가 저장되는 저장 공간의 형태가 폭이 좁고 높이가 높은 형태인 경우에 특히 적합하다. 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간은 상부와 하부에서 잉크에 포함된 입자의 분산성이 차이가 매우 커질 수밖에 없는 구조이지만, 상부와 하부의 잉크를 순환시키기 위한 교반기를 설치하기 어려운 구조인 점에서 문제가 더욱 심각하다. 종래의 일반적인 교반기는 바닥면에 설치되어 수직방향의 회전축을 중심으로 회전하기 때문에, 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간에 대해서는 교반 효율이 매우 떨어진다. 이외에 새롭게 개발된 교반 장치들에서도 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간에 적용이 어렵다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 실시예는 이동자(210)를 역원뿔 형태로 구성함으로써 전자석(112)의 자력이 변경되는 경우에도 이동자(210)의 중심이 과도하게 벗어나지 않도록 하였다.

본 실시예는 교반날개(221)로서 위쪽으로만 접히는 구조의 날개를 적용하였다. 예를 들면, 몸체를 기준으로 하여 최대 90도 각도로 펼쳐지지만, 아래쪽으로는 접히지 않고 위쪽으로만 접히는 형태이다.

교반부(200)가 상하로 움직일 때에 교반날개(221)가 함께 움직이면서 잉크를 교반하지만, 교반부(200)가 아래로 움직일 때에는 잉크의 저항에 의해서 교반날개(221)가 위쪽으로 접히면서 잉크를 아래로 밀어내는 효과가 감소하고, 교반부(200)가 위로 움직일 때에는 잉크의 저항에 의해서 교반날개(221)가 넓게 펴지면서 잉크를 위로 끌어올리는 효과가 증가한다.

도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 위로 올라가는 모습을 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 아래로 내려가는 모습을 도시한 단면도이다.

도 5에 도시된 것과 같이, 전자석(112)의 자력이 이동자(210)의 영구자석(212)을 밀어내면, 교반부(200)는 위쪽으로 이동한다.

이때, 교반부(200)의 측면에 돌출된 교반날개(221)는 잉크의 저항에 의해서 옆으로 펼쳐진 상태가 되며, 잉크에 접촉하는 면적이 넓기 때문에 잉크를 위쪽으로 끌어올리는 교반효과를 강하게 나타낸다.

반면에, 전자석(112)의 자력이 약해지거나 반대방향으로 변경되면, 이동자(210)의 영구자석(212)을 밀어내는 힘이 약해지거나 당기는 힘이 작용하여, 도 6에 도시된 것과 같이, 교반부(200)가 아래쪽으로 이동한다.

본 실시예의 교반날개(221)는 위쪽으로 접히는 구성이기 때문에, 교반부(200)가 아래로 내려가면서 잉크의 저항을 받으면 교반날개(221)가 위쪽으로 접힌다. 교반날개(221)가 위쪽으로 접히면 잉크에 접촉하는 면적이 줄어들면서, 잉크를 아래쪽으로 끌어내리는 교반효과는 약해진다.

잉크가 저장되는 저장 공간의 형태가 폭이 좁고 높이가 높은 형태인 경우에서 잉크의 분산성에서 주로 문제가 되는 것은 상부보다 하부로 무거운 물질이 가라앉는다는 점이다. 잉크에 입자가 분산된 경우에는 이러한 특징이 더욱 심해지며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 아래쪽의 잉크를 위쪽으로 끌어 올리는 교반이 중요하다.

이에 본 실시예는 위쪽으로만 접히는 교반날개(221)를 적용함으로써, 교반부(200)가 위로 이동할 때에 잉크를 끌어올리는 교반이 더욱 강하게 수행되도록 구성하였다.

도 7은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 다른 형태를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 또 다른 형태를 도시한 사시도이다.

도 4에는 교반날개(221)가 같은 높이에서 대칭되는 2개가 돌출 형성된 경우를 도시하였으나, 도 7에 도시된 것과 같이 그보다 많은 개수의 교반날개(221)가 같은 높이에 돌출 형성될 수 있다.

또한, 높이를 달리 하여 복수의 교반날개(221)가 형성될 수 있으며, 이때는 서로 다른 높이에 형성된 교반날개(221)의 돌출방향이 서로 엇갈리도록 배치하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 교반부(200)는 위로의 이동과 아래로의 이동이 함께 수행되기 때문에, 다층으로 교반날개를 설치할 경우에 아래쪽의 잉크가 위쪽으로 교반되는 높이가 제한적일 수 있는 문제가 있다. 그러나 위쪽으로 접히는 교반날개를 적용하면, 잉크를 아래로 끌어내리는 힘은 줄어들고 잉크를 위로 끌어올리는 힘은 증가하기 때문에 다층으로 교반날개를 설치하여도 전체적인 상하방향의 교반이 수행될 수 있다.

도 9는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 형태를 도시한 사시도이다.

본 실시예는 교반날개(220)에 잉크가 위쪽으로 지나갈 때에만 개방되는 판막(222)이 형성된 구조를 적용하였다. 예를 들면, 도시된 것과 같이, 판막(222)은 원판형의 교반날개(220)에 형성된 관통공을 위쪽에 덮고 있으며, 위쪽방향으로만 젖혀지도록 하여 아래쪽의 잉크가 위로 올라갈 때에는 개방되지만, 위쪽의 잉크가 아래로 내려올 때에는 닫히는 구조이다.

교반부(200)가 상하로 움직일 때에 교반날개(220)가 함께 움직이면서 잉크를 교반하지만, 교반부(200)가 아래로 움직일 때에는 잉크의 저항에 의해서 판막(222)이 개방되면서 잉크를 아래로 밀어내는 효과가 감소하고, 교반부(200)가 위로 움직일 때에는 잉크의 저항에 의해서 판막(222)이 닫히면서 잉크를 위로 끌어올리는 효과가 증가한다.

도 11은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 위로 올라가는 모습을 도시한 단면도이고, 도 12는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 아래로 내려가는 모습을 도시한 단면도이다.

도 11에 도시된 것과 같이, 전자석(112)의 자력이 이동자(210)의 영구자석(212)을 밀어내면, 교반부(200)는 위쪽으로 이동한다.

이때, 교반부(200)의 측면에 돌출된 교반날개(220)에 위치한 판막(222)은 잉크의 저항에 의해서 관통공을 폐쇄한 상태가 되며, 교반날개(200)의 전체면으로 잉크와 접촉하기 때문에 잉크를 위쪽으로 끌어올리는 교반효과를 강하게 나타낸다.

반면에, 전자석(112)의 자력이 약해지거나 반대방향으로 변경되면, 이동자(210)의 영구자석(212)을 밀어내는 힘이 약해지거나 당기는 힘이 작용하여, 도 12에 도시된 것과 같이, 교반부(200)가 아래쪽으로 이동한다.

본 실시예의 판막(222)은 교반날개(220)의 위쪽을 덮으면서 접히는 구성이기 때문에, 교반부(200)가 아래로 내려가면서 잉크의 저항을 받으면 판막(222)이 관통공을 개방한다. 판막(222)이 열리면 관통공으로 잉크가 이동할 수 있기 때문에 원판형상의 교반날개(220)에서 잉크에 접촉하는 면적이 줄어들면서, 잉크를 아래쪽으로 끌어내리는 교반효과는 약해진다.

이에 본 실시예는 일 방향으로만 열리는 판막(222)을 교반날개(220)에 적용함으로써, 교반부(200)가 위로 이동할 때에 잉크를 끌어올리는 교반이 더욱 강하게 수행되도록 구성하였다.

도 13은 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에 사용된 교반날개의 다른 형태를 도시한 사시도이다.

도 10에는 교반날개(220)가 하나만 구비된 경우를 도시하였으나, 높이를 달리 하여 복수의 교반날개(220)가 형성될 수 있으며, 이때는 서로 다른 높이에 형성된 교반날개(220)에 형성된 관통공과 판막(222)의 위치가 서로 엇갈리도록 배치하는 것이 바람직하다.

본 실시예의 교반부(200)는 위로의 이동과 아래로의 이동이 함께 수행되기 때문에, 다층으로 교반날개를 설치할 경우에 아래쪽의 잉크가 위쪽으로 교반되는 높이가 제한적일 수 있는 문제가 있다. 그러나 일 방향으로만 개방되는 판막을 적용하면, 잉크를 아래로 끌어내리는 힘은 줄어들고 잉크를 위로 끌어올리는 힘은 증가하기 때문에 다층으로 교반날개를 설치하여도 전체적인 상하방향의 교반이 수행될 수 있다.

도 14는 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 15는 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 위로 올라가는 모습을 도시한 단면도이며, 도 16은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 잉크 저장 장치에서 교반부가 아래로 내려가는 모습을 도시한 단면도이다.

네 번째 실시예는, 두 번째 실시예에 따른 위로만 접히는 교반날개(221)와 세 번째 실시예에 따른 일 방향으로만 개방되는 판막(222)이 형성된 교반날개(220)를 하나씩 구비한 것을 특징으로 한다.

교반날개의 구조에 따라서 잉크를 끌어올리는 힘과 잉크를 끌어내리는 힘에서 차이가 있으며, 교반부(200)의 상부에 설치하였을 때에 더 효과가 좋은 경우와 교반부(200)의 하부에 설치하였을 때에 더 효과가 좋은 경우가 있다. 따라서 다른 종류의 교반날개를 함께 사용하면서, 각 날개의 효과를 높일 수 있는 높이에 설치함으로써 각 날개의 효과와 장점을 이용할 수 있다.

이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 저장부
110: 하부블럭
112: 전자석
120: 상부커버
200: 교반부
210: 이동자
212: 영구자석
220,221: 교반날개
222: 판막
230: 하부스토퍼
240: 상부스토퍼

Claims

잉크를 토출하는 노즐을 구비한 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 잉크를 저장하는 저장 장치로서,
잉크가 저장되는 저장 공간의 하부에 위치하며 내부에 전자석이 설치된 하부블럭;
잉크가 저장되는 저장 공간의 상부에 위치하는 상부커버;
잉크가 저장되는 저장 공간에서 상하 방향으로 움직이며 잉크를 교반하는 교반부를 포함하며,
상기 교반부는,
잉크가 저장되는 저장 공간의 상하 방향으로 길게 위치하고 일부는 상기 상부커버를 관통하여 노출되는 몸체;
상기 몸체의 하단에 위치하고 영구자석이 설치되며, 상기 전자석의 자력과 영구자석의 상호 작용에 의해서 교반부를 상하로 이동시키는 이동자;
상기 몸체의 측면에서 잉크가 저장되는 저장 공간 내부로 돌출된 교반날개;
상기 몸체의 상단에 위치하고, 상기 상부커버의 윗면에 접촉하여 교반부가 아래로 내려가는 범위를 제한하는 상부 스토퍼; 및
상기 몸체에서 상기 상부커버의 아래쪽에 위치하고, 상기 상부커버의 아랫면에 접촉하여 교반부가 위로 올라가는 범위를 제한하는 하부 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 이동자는 단면이 역삼각형 형태이고,
잉크가 저장되는 저장 공간의 바닥면이 이동자의 단면에 대향되도록 중심부가 오목한 경사면인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 교반 날개가 위쪽방향으로만 접히도록 구성하여, 교반부가 아래로 이동할 때에는 교반 날개가 접히고, 교반부가 위로 이동할 때에는 교반 날개가 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 교반 날개는 일 방향으로만 열리는 판막이 형성되어, 교반부가 아래로 이동할 때에는 판막이 열리고, 교반부가 위로 이동할 때에는 판막이 닫히는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치.