KR100490359B1 - 잉크젯 프린터/플로터용 차압보정방법 및 차압보정장치 - Google Patents

잉크젯 프린터/플로터용 차압보정방법 및 차압보정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크탱크와 헤드의 고도차가 있는 경우 잉크가 헤드쪽으로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 잉크젯 프린터/플로터용 차압보정장치 및 차압보정방법에 관한 것으로, 잉크탱크의 고도가 헤드의 고도 이상으로 설치되더라도 잉크의 헤드방향쪽 누수현상의 발생을 억제하여, 잉크탱크의 설치높이를 자유로이 할 수 있다.
또한, 평평한 플레이트를 갖는 플랫베드형 플로터(Flatbed type Plotter)의 구성상 문제점인 인쇄매체와 잉크탱크와의 접촉을 방지할 수 있다.

Description

잉크젯 프린터/플로터용 차압보정방법 및 차압보정장치{pressure difference regulating method and device for ink-jet printer or plotter}
본 발명은 잉크젯 프린터용 차압보정용 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 잉크탱크와 헤드의 고도차가 있는 경우 잉크가 헤드쪽으로 흘러내리는 것을 방지하기 위한 차압보정용 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 잉크탱크와 헤드가 분리되어 있는 프린터 또는 플로터에서는 잉크탱크의 잉크의 수면의 고도가 헤드의 고도보다 낮게 되어 있다. 이 경우 헤드에 잉크를 공급하는 방법으로는 외부에서 잉크탱크에 압력을 가하여 헤드와 연결되어 있는 잉크관으로 밀어내거나, 헤드 쪽에서 흡입장치를 이용하여 잉크탱크의 잉크를 빨아올리는 방법을 상정할 수 있으나, 전자의 경우 헤드의 잉크사용양을 감지해 압력을 조절하는 피드백제어는 사실상 어렵기 때문에 후자의 방법이 주로 사용되고 있다.
만일 잉크탱크의 고도가 헤드의 고도보다 높으면 잉크가 중력에 의해 저절로 헤드쪽으로 흘러 내려서, 원하는 목적의 출력을 얻을 수 없기 때문에 잉크탱크를 헤드의 고도보다 낮게 설치하고 헤드쪽 석션에 의한 강제 급유방식을 이용하고 있다.
상기와 같이 잉크탱크의 고도보다 헤드의 고도가 높은 경우는 강제급유방식을 사용하면 되나, 필요에 의해 잉크탱크의 고도를 헤드의 고도와 일치 또는 높게 하여야 하는 경우에는 이러한 강제급유방식을 쓸 수 없게 된다.
잉크탱크의 고도를 높여야 하는 예로는 평판형 플로터를 들 수 있다. 일반적으로 플로터라 하면 유연성 소재를 곡면상의 상부/하부이송롤러 사이에 삽입하여 소재를 이송하면서 그 위를 헤드가 수평왕복운동을 하면서 인쇄를 하는 방식이다. 이 때 잉크탱크는 헤드의 수평운동과 일체로써 운동하며 헤드에 잉크를 공급한다.
그러나, 금속판 또는 유리판과 같이 유연성이 없는 소재에 대해서는 베이스를 평평하게 하여야만 출력이 가능하게 된다. 따라서, 이러한 평평한 베이스의 위를 움직이기 위해서는 잉크탱크가 소재와 걸리지 않도록 적어도 소재의 높이보다는 다소 높은 위치에 설치되어야 한다.
그러므로 잉크탱크의 위치가 높아지게 되어 헤드와의 고도차이가 없거나 오히려 잉크탱크 쪽이 고도가 높아지는 경우가 발생하게 되므로 이에 대한 대비책이 요구된다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 잉크탱크의 고도가 헤드의 고도 이상으로 설치되더라도 잉크의 헤드방향쪽 누수현상의 발생을 억제할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축공기를 발생하는 단계와,
상기의 발생된 압축공기를 필터링하는 단계와, 압축공기의 압력을 측정하여 설정된 값과 비교판단하는 단계와, 저압공기를 발생하는 단계와, 상기 발생한 저압공기를 잉크탱크에 전달하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터/플로터용 차압보정방법이다.
본 발명은 진공을 발생시켜 잉크탱크 내부의 압력을 대기압이하로 떨어뜨려 중력에 의한 누수를 방지하는 것이다.
압축공기를 발생하는 단계를 통해 발생된 압축공기는 공기내 불순물을 제거 하기 위하여 필터링 작업이 필요하다.
다음으로 사용하기에 적합하도록 적절한 압력으로 압축공기를 감압시켜야 한다. 이 때 감압된 압축공기의 압력이 설정값에 부합하는지를 센서 등으로 비교판단하여 부합하지 않는 경우, 설정값과의 차이를 피드백하여 감압의 정도를 조정하여 압축공기의 압력이 설정값에 도달하도록 하는 단계가 요구된다.
설정치로 감압된 압축공기로부터 진공을 만들어 낼 수 있는 수단을 통해 저압공기를 발생시키고, 이를 잉크탱크에 전달함으로써 본 발명의 목적은 달성될 수 있다.
상기의 발명인 차압보정방법을 구현하는 잉크젯 프린터/플로터용 차압보정장치는 압축공기발생장치와, 상기 압축공기발생장치에서 발생된 압축공기에 포함된 불순물을 제거하는 공기필터와, 상기 공기필터를 통과한 공기의 압력을 설정압력으로 조절하는 압력조절기와, 상기 압력조절기를 거친 공기를 저압으로 전환시켜 잉크탱크로 전달하는 진공발생장치를 포함한다.
상기 압축공기발생장치는 컴프레서를 이용할 수 있으며, 잉크를 조절하기 위한 압력이므로 소용량의 컴프레서로 족하다.
압축공기발생장치에서 나오는 압축공기는 대기압의 수배로 대기중의 공기를 압축한 것이어서 불순물 및 수증기가 함유되어 있다. 불순물 또는 수증기가 잉크탱크에 함께 들어가는 경우, 잉크품질의 저하와 함께 헤드의 노즐이 막히는 현상을 초래할 수 있다.
따라서, 압축공기발생장치에서 출력된 압축공기를 필터링해야 하므로, 압축공기발생장치로부터 나온 공기파이프의 타단에 공기필터를 설치한다.
압축공기의 필터링을 완벽하게 하기 위해, 수개의 필터링을 연속하여 연결하거나, 다른 장치들 사이에 연결할 수 있다.
압축공기발생장치에서 나온 압축공기는 그 압력이 잉크탱크 내부의 압력조절용으로 사용하기에는 너무 과대하므로, 이를 감소시키기 위해 압력조절기를 사용한다.
압력조절기에는 수동공기밸브, 자동공기밸브가 있으며, 자동밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 수동공기밸브에는 압력조절핸들과 현재 출력측의 압력을 나타내는 게이지를 포함한다. 상기 자동밸브는 외부에서 원하는 출력압력을 설정하여 주면 전기회로에 의해 밸브를 여닫아 일정한 압력으로 유지하여 준다.
상기 자동공기밸브를 사용하는 경우, 잉크탱크의 고도와 헤드와의 높이차에 따라 자동적으로 출력되는 공기의 압력을 피드백을 통해 제어가 가능해진다.
압력조절기를 통과하여 소정의 압력으로 불순물이 제거된 압축공기는 최종적으로 진공발생기에 들어간다. 상기 진공발생기는 외부에서 들어온 압축공기를 이용하여 공기가 흐르는 관의 직경의 변화를 통한 유속의 변화를 이용한 압력강하를 통해 극저압의 상태를 만들어 내는 장치이다.
진공발생기로는 진공이젝터(Vacuum ejecter)를 사용하는 것이 바람직하다.
진공발생기의 출력측의 압력은 입력측의 압축공기의 압력에 의해 결정된다. 따라서, 입력측의 압축공기의 압력을 조절함으로써 원하는 진공상태를 만들어 낼 수 있다.
또한, 진공발생기의 출력측에는 압력게이지를 부착하여 현재의 공기의 압력을 확인할 수 있다. 또한, 출력측의 압력게이지를 이용하여 압력조절기의 압력조절핸들을 움직이는 피드백을 통한 제어를 이용하여 원하는 압력에 대한 에러를 극소화 시키는 것이 가능하다.
진공발생기의 출력측과 잉크탱크를 연결함으로써, 잉크탱크 내부의 압력을 강하시켜 잉크의 고도가 헤드의 고도보다 높이 위치하여도 잉크내부의 진공으로 인하여 헤드측의 석션없이는 헤드쪽으로 흘러내리지 않는다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 도 1을 통해 잉크 전달 시스템 구조에 대한 플로우를 설명한다.
단계101은 컴프레서 등을 통하여 압축공기를 불어넣는 단계이다.
단계102는 공기필터를 이용하여 압축공기내 불순물과 수증기를 제거하는 단계이다.
단계103은 수동/자동공기밸브를 이용하여 압축공기를 감압하는 단계로써, 단계104의 설정압력 1과의 비교 및 조절은 밸브자체의 게이지를 작업자의 시각을 통해 판단하여 밸브를 조절하거나, 센서를 이용하여 자동화할 수 있다.
단계105에서 공기압력조절을 다시한번 함은 단계103에서의 공기압력의 조절은 감압정도가 커서 설정값에 따른 에러를 너무 작게 잡으면 작업이 곤란하므로, 단계103에서 적절히 감압된 압축공기를 미세하게 조절할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 장치로 구현된 경우 공기압력조절기 중 어느 하나가 작동하지 않는 경우 고압의 압축공기로 인하여 다른 장치에 악영향이 미칠 수 있으므로 안전장치로서의 의미도 갖는다.
따라서, 이러한 공기압력조절단계는 여러단계를 거칠 수 있으나, 비용적인 측면을 고려하여 3번의 공기압력조절단계를 갖는 것이 바람직하다.
단계106에서는 설정압력 2와의 비교판단을 통한 에러를 측정하여 단계105로 피드백이 이루어진다.
단계107에서 감압된 압축공기를 사용하여 진공, 즉 저압공기를 만들어 낸다. 이때 저압공기의 압력은 단계103 또는 단계105에서의 공기압력조절에 의해 가능하다.
단계108에서는 저압공기를 잉크통에 분배한다.
일반적으로 칼라를 인쇄하는 플로터/프린터는 4가지의 다른 색상 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C), 블랙(K)을 사용하는데, 출력대상에 따라 색상의 사용량이 달라 잉크통마다 잉크의 액위가 달라질 수 있다. 이 경우 단계108에서 동일한 압력의 저압공기를 각 잉크탱크에 분배하면 잉크탱크마다 잉크양이 달라 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.
따라서, 단계110에서 센서로 감지하여 항상 일정한 잉크유량을 가질 수 있도록 피드벡하여 단계109에서 잉크유량을 조절할 수 있도록 한다.
마직막으로 단계111은 헤드측에서 석션하여 잉크를 헤드에 공급한다.
이하에서는 상기의 흐름도를 구성한 시스템의 실시예를 도 2 및 도 3을 통하여 설명한다.
컴프레서(C)는 압축공기를 발생하는 장치로 대기중의 공기를 흡입하여 압축한다.
공기필터 1(F1)은 컴프레서에서 발생한 압축공기를 필터링하며, 레귤레이터 1(R1)와 연결되어 있다. 레귤레이터는 게이지가 달린 공기조절밸브로써, 압축공기를 감압한다.
필터와 레귤레이터의 효율성과 기기의 안정성을 향상시키기 위해 공기필터 2(F2)와 레귤레이터 2(R2)를 직렬로 연결하였다.
레귤레이터 3(R3)는 진공이젝터(VE)로 들어가는 공기의 압력을 미세하게 조절하기 위하여 레귤레이터 2(R2)와 직렬로 연결되었다.
진공이젝터(VE)는 압축공기를 이용하여 저압의 공기를 발생시키는 장치로 입력되는 압축공기의 기압에 의해 출력되는 저압의 공기의 압력이 변화한다.
이렇게 하여 발생된 저압의 공기는 공기연결관(◎)을 따라 잉크탱크의 공기투입구(20)을 통하여 각각의 옐로우 잉크탱크(Y), 마젠타 잉크탱크(M), 시안 잉크탱크(C), 블랙 잉크탱크(K)에 균등히 배분된다.
그러나, 상술한 바와 같이 잉크색마다 사용양이 달라 이를 조절해야 할 필요성이 있다. 이는 도 3에서처럼, 잉크탱크에는 레벨센서(10)로 측정하여 잉크양이 기준치에 도달하지 못하면 보충용잉크탱크(도시생략)에서 잉크가 잉크투입구(30)을 통해 잉크탱크로 공급되도록 하고 있다.
미니밸브(◈)는 소형의 유로전환기로써, 평상시에는 잉크탱크와 헤드사이를 연결시켜 주도록 열려있으나, 플로터/프린터의 작동중지시 헤드내부의 청소 및 노즐 막힘 방지를 위한 솔루션공급을 위해 밸브스위치를 변환시켜 솔루션공급장치와 헤드를 연결시켜 주며, 잉크탱크와 헤드사이는 차단시킨다.
최종적으로 각각의 색에 대한 헤드에서 잉크탱크로부터 잉크배출구(40)를 통해 잉크를 석션하여 출력하게 된다.
상기의 발명을 통해 잉크탱크의 고도가 헤드의 고도 이상으로 설치되더라도 잉크의 헤드방향쪽 누수현상의 발생을 억제하여, 잉크탱크의 설치높이를 자유로이 할 수 있다.
또한, 평평한 플레이트를 갖는 플랫베드형 플로터(Flatbed type Plotter)의 구성상 문제점인 인쇄매체와 잉크탱크와의 접촉을 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예의 흐름도
도 2 는 본 발명의 실시예의 구성도
도 3 은 잉크탱크의 개념도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
C: 컴프레서 F1: 공기필터 1
F2: 공기필터 2 R1: 레귤레이터 1
R2: 레귤레이터 2 R3: 레귤레이터 3
VE: 진공 이젝터(vacuum ejector) ◎: 공기연결관
◈: 미니밸브 Y: 옐로우 잉크탱크
M: 마젠타 잉크탱크 C: 시안 잉크탱크
K: 블랙 잉크탱크 Y Head: 옐로우 헤드
M Head: 마젠타 헤드 C Head: 시안 헤드
K Head: 블랙헤드 10: 레벨센서
20: 공기투입구 30: 잉크투입구
40: 잉크배출구 50: 레벨센서연결전선

Claims (2)

  1. 압축공기를 발생하는 단계와,
    상기의 발생된 압축공기를 필터링하는 단계와,
    압축공기의 압력을 조절하는 단계와,
    압축공기의 압력을 측정하여 설정된 값과 비교판단하는 단계와,
    저압공기를 발생하는 단계와,
    상기 발생한 저압공기를 잉크탱크에 전달하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린터/플로터용 차압보정방법
  2. 대기중의 공기를 압축하는 압축공기발생장치와,
    상기 압축공기발생장치에 연결되어 상기 압축공기발생장치에서 발생된 압축공기에 포함된 불순물을 제거하는 공기필터와,
    상기 공기필터에 연결되어 상기 공기필터를 통과한 공기의 압력을 설정압력으로 조절하는 압력조절기와,
    상기 압력조절기에 연결되어 상기 압력조절기를 거친 공기를 저압으로 전환시켜 잉크탱크로 전달하는 진공발생장치를 포함하는 잉크젯 프린터용 차압 장치.
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