KR101069695B1 - 잉크젯 프린터의 잉크공급장치 및 역류차단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 서브탱크 안의 잉크가 압력제어수단과 이어진 기체유로에 유입(역류)하였을 때, 해당 잉크의 역류를 확실하게 차단할 수 있는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치 및 그 역류차단장치를 제공한다. 서브탱크(120)의 내압을 조정하는 압력제어수단과 서브탱크(120)를 연결하고 상기 압력제어수단에 의해 서브탱크(120)의 내압을 조정하기 위한 기체유로인 라인(177)에 설치되며, 상기 압력제어수단에 의해 라인(177)을 통하여 서브탱크(120)의 내압이 부압상태로 감압되어 서브탱크(120)에 저장된 잉크가 라인(177)으로 유출하였을 때, 라인(177)을 폐쇄하여 압력제어수단측으로의 잉크 유입을 차단하는 역류차단기구(200)를 구비하여 구성된다.

잉크젯 프린터, 역류차단

Description

잉크젯 프린터의 잉크공급장치 및 역류차단장치{Device for supplying INK to INK-JET printer and Apparatus for preventing INK from backward flowing}

본 발명은 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 잉크를 공급하는 잉크공급장치 및 그 잉크공급장치에 설치되는 역류차단장치에 관한 것이다.

잉크젯 프린터는, 다수의 노즐이 형성된 프린터 헤드를 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 노즐로부터 잉크 미립자를 토출하고 인쇄매체에 도포하여 인쇄면에 문자나 도형, 모양, 사진 등의 정보를 그리는 장치이다. 잉크젯 프린터에서는 잉크토출에 따라 잉크가 소비되기 때문에, 용도에 따른 용량의 잉크탱크(잉크 카트리지)가 프린터 헤드의 캐리지 또는 프린터 본체에 설치된다. 상업용 대형 광고나 깃발 등을 프린트하는 대형 잉크젯 프린터에서는, 다량의 잉크가 비교적 단시간 내에 소비된다. 그 때문에, 이와 같은 상업용 잉크젯 프린터에서는 일반적으로 대용량의 잉크탱크가 프린터 본체에 설치되고, 잉크탱크와 프린터 헤드가 튜브 등에 의해 접속되어, 잉크토출에 따라 잉크탱크로부터 프린터 헤드에 공급되도록 구성된다.

여기서, 프린터 헤드의 내압이 대기압보다 높아지면, 잉크가 노즐로부터 밀 려나가 인쇄매체 위에 떨어져서, 이른바 '잉크누출'이라는 문제가 발생한다. 그 때문에, 잉크젯 프린터에서는, 프린터 헤드의 내압이 대기압보다 약간 낮은 미부압(微負壓)이 되도록 잉크공급장치가 구성되어 있다. 종래의 잉크공급장치로서, 프린터 본체에 설치된 잉크탱크(메인탱크)와 캐리지에 설치된 프린터 헤드 사이에 작은 용량의 잉크실을 가진 서브탱크를 설치하고, 이 서브탱크의 잉크실을 감압함으로써 프린터 헤드를 미부압 상태로 하는 '부압발생방식'의 잉크공급장치가 알려져 있다(예를 들어, 일본특허공개 2004-284207호 공보 참조).

상기 방식의 잉크공급장치에서는, 노즐에 대한 잉크공급이 중단되지 않도록 노즐로부터의 잉크토출량에 따라 서브탱크의 잉크실에 소정 양의 잉크가 저장되도록 제어되고 있다. 이러한 제어의 일례로서, 잉크실 안에서의 잉크의 액면높이를 검출하고, 검출된 잉크의 액면높이에 근거하여 실시하는 방법이 있다. 구체적으로는, 노즐로부터 잉크가 토출되어 잉크의 액면높이가 소정의 하한높이까지 떨어진 것이 검출되었을 때, 메인탱크로부터 서브탱크의 잉크실로 잉크를 공급하도록 제어가 이루어진다. 용기에 수용된 액체의 액면높이를 검출하는 수단으로서, 예를 들어 일본특허공개 2001-141547호 공보에는, 자석이 설치된 플로우트를 상하이동 가능하게 액면에 띄우고, 대치하는 자석으로부터의 자기를 검출하는 센서(홀 소자)를 소정의 높이위치(예를 들어, 하한높이)에 설치하는 구성이 개시되어 있다.

그런데, 상기와 같이 서브탱크에 대한 잉크보충이 서브탱크를 감압한 상태에서 이루어지기 때문에, 소형 잉크이송수단(펌프)을 이용하였을 경우에도 잉크를 확실하게 보충할 수 있으며, 또한 프린터 헤드의 노즐로부터 잉크가 누설되지 않는다는 이점이 있는 한편, 액면검출센서의 고장 등에 의해 잉크보충이 정지되지 않아서 서브탱크의 잉크실 안의 잉크가 소정 높이를 넘어서 더욱 잉크보충이 이루어졌을 경우, 잉크실 안의 잉크가 압력제어수단과 이어진 기체유로로 유출(역류)하는 문제가 있었다. 그리고, 이 역류한 잉크에 의해 압력제어수단을 구성하는 각 장치를 손상시키는 문제가 있었다. 그래서, 서브탱크의 잉크실 안의 잉크액면이 소정의 높이를 넘어 더 상승하였을 경우, 밀봉용 플로우트가 잉크액면과 함께 상승하여 상기 기체유로와 이어지는 잉크실 안의 개구부를 밀봉하는 역류방지부를 잉크실 안에 설치하는 대책이 채용되었다. 하지만, 이와 같은 역류방지부를 서브탱크 안에 설치하여도, 예를 들어 잉크액면의 상승이 급격하여 밀봉용 플로우트의 상승이 따라갈 수 없거나, 또는 밀봉용 플로우트가 잉크실 안에 달라붙는 등에 의해 역류방지기능을 할 수 없는 경우가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 서브탱크 안의 잉크가 압력제어수단과 이어지는 기체유로로 유출(역류)하였을 때, 그 잉크의 역류를 확실하게 차단할 수 있는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치 및 그 역류차단장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 역류차단장치를 구비한 잉크젯 프린터의 잉크공급장치는, 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 접속되고 잉크가 저장된 서브탱크; 상기 서브탱크에 접속되고 상기 서브탱크에 공급하는 잉크가 저장된 메인탱크; 상기 메인탱크에 저장된 잉크를 상기 서브탱크로 이송하는 잉크이송수단(예를 들어, 본 실시예에서의 잉크이송부(115)); 및 상기 서브탱크의 내압을 조정하는 압력제어수단(예를 들어, 본 실시예에서의 서브탱크 감압부(140), 서브탱크 가압부(150) 및 기체이송펌프(160) 등);을 구비한 잉크젯 프린터의 잉크공급장치로서, 상기 압력제어수단과 상기 서브탱크를 연결하고 상기 압력제어수단에 의해 상기 서브탱크의 내압을 조정하기 위한 기체유로(예를 들어, 본 실시예에서의 합류회로(171)의 라인(177))에 설치되며, 상기 압력제어수단에 의해 상기 기체유로를 통하여 상기 서브탱크의 내압이 부압상태로 감압되어 상기 서브탱크에 저장된 잉크가 상기 기체유로로 유출하였을 때, 상기 기체유로를 폐쇄하여 상기 압력제어수단측으로의 잉크 유입을 차단하는 역류차단수단(예를 들어, 본 실시예에서의 역류차단기구(200, 300))을 구비하여 구성된다.

한편, 상기 구성의 잉크공급장치에 있어서, 상기 역류차단수단은, 내부에 기체유통공간(예를 들어, 본 실시예에서의 내부공간(201, 301))이 형성되는 동시에, 상기 압력제어수단측의 상기 기체유로가 접속되고 상기 기체유통공간의 상부에서 해당 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제1 기체도입로(예를 들어, 본 실시예에서의 상측 튜브 커넥터(204)의 도입로(204a) 또는 하우징(302)의 도입 로(302a)), 및 상기 서브탱크측의 상기 기체유로가 접속되고 해당 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제2 기체도입로(예를 들어, 본 실시예에서의 하측 튜브 커넥터(205)의 도출로(205a) 또는 실드부재(304)의 도출로(304a))가 형성된 하우징 부재(예를 들어, 본 실시예에서의 하우징(202, 302)); 및 상기 기체유통공간 안에 설치되며, 상기 기체유통공간에 잉크가 유입하였을 때 잉크에 대한 부력을 받아서 상하이동하는 플로우트 부재(예를 들어, 본 실시예에서의 역류차단용 플로우트(203, 303));를 가지고, 상기 플로우트 부재가, 상기 제2 기체도입로를 통하여 상기 기체유통공간에 유입한 잉크의 액면 상승에 따라 위로 이동하였을 때, 상기 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구를 밀봉하도록 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구성의 잉크공급장치에 있어서, 상기 역류차단수단은, 상기 서브탱크에 형성되고 상기 서브탱크측의 상기 기체유로를 이루는 기체도입포트(예를 들어, 본 실시예에서의 차단기구 커넥터(109))에 연결되어 설치되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 잉크공급장치는, 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 접속되고 잉크가 저장된 서브탱크와, 상기 서브탱크에 접속되고 상기 서브탱크에 공급하는 잉크가 저장된 메인탱크와, 상기 메인탱크에 저장된 잉크를 상기 서브탱크로 이송하는 잉크이송수단(예를 들어, 본 실시예에서의 잉크이송부(115))과, 상기 서브탱크의 내압을 조정하는 압력제어수단(예를 들어, 본 실시예에서의 서브탱크 감압부(140), 서브탱크 가압부(150) 및 기체이송펌프(160) 등)을 구비한 잉크젯 프린터의 잉크공급장치에 있 어서, 상기 압력제어수단과 상기 서브탱크를 연결하고 상기 압력제어수단에 의해 상기 서브탱크의 내압을 조정하기 위한 기체유로(예를 들어, 본 실시예에서의 합류회로(171)의 라인(177))에 설치되는 역류차단장치(예를 들어, 본 실시예에서의 역류차단기구(200, 300))로서, 내부에 기체유통공간(예를 들어, 본 실시예에서의 내부공간(201, 301))이 형성되는 동시에, 상기 압력제어수단측의 상기 기체유로가 접속되고 상기 기체유통공간의 상부에서 해당 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제1 기체도입로(예를 들어, 본 실시예에서의 상측 튜브 커넥터(204)의 도입로(204a) 또는 하우징(302)의 도입로(302a)), 및 상기 서브탱크측의 상기 기체유로가 접속되고 해당 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제2 기체도입로(예를 들어, 본 실시예에서의 하측 튜브 커넥터(205)의 도출로(205a) 또는 실드부재(304)의 도출로(304a))가 형성된 하우징 부재(예를 들어, 본 실시예에서의 하우징(202, 302)와, 상기 기체유통공간 안에 설치되며, 상기 기체유통공간에 잉크가 유입하였을 때 잉크에 대한 부력을 받아서 상하이동하는 플로우트 부재(예를 들어, 본 실시예에서의 역류차단용 플로우트(203, 303))를 구비하고, 상기 플로우트 부재가, 상기 제2 기체도입로를 통하여 상기 기체유통공간에 유입한 잉크의 액면 상승에 따라 위로 이동하였을 때, 상기 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구를 밀봉하도록 구성된다.

한편, 상기 구성의 역류차단장치에 있어서, 상기 하우징 부재는, 상기 서브탱크에 형성되고 상기 서브탱크측의 상기 기체유로를 이루는 기체도입포트(예를 들어, 본 실시예에서의 차단기구 커넥터(109))에 연결되어 설치되는 것이 바람직하 다.

본 발명의 일실시예에 따른 잉크젯 프린터의 잉크공급장치에서는, 압력제어수단과 서브탱크를 연결하고 서브탱크의 내압을 조정하기 위한 기체유로에 설치되며, 압력제어수단에 의해 서브탱크의 내압이 부압상태로 감압되어 서브탱크에 저장된 잉크가 기체유로로 유출하였을 때, 이 기체유로를 폐쇄하여 압력제어수단측으로의 잉크 유입을 차단하는 역류차단수단을 구비하여 구성된다. 이 때문에, 서브탱크 안에 설치된 역류방지부가 어떠한 요인에 의해 기능하지 않았을 경우에도, 서브탱크 안의 잉크가 상기 기체유로로 유입(역류)하였을 때, 그 기체유로에 설치된 역류차단수단에 의해 그 잉크의 역류를 확실하게 차단할 수 있다. 그 결과, 압력제어수단을 구성하는 각 장치가 이 역류한 잉크에 의해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기 잉크공급장치에 있어서, 역류차단수단은, 내부에 기체유통공간이 형성되는 동시에, 압력제어수단측의 기체유로가 접속되고 기체유통공간의 상부에서 해당 기체유로와 기체유통공간을 연결시키는 제1 기체도입로, 및 서브탱크측의 기체유로가 접속되고 해당 기체유로와 기체유통공간을 연결시키는 제2 기체도입로가 형성된 하우징 부재; 및 기체유통공간 안에 설치되며, 기체유통공간에 잉크가 유입하였을 때 잉크에 대한 부력을 받아서 상하이동하는 플로우트 부재;를 가지고, 이 플로우트 부재가, 제2 기체도입로를 통하여 기체유통공간에 유입한 잉크의 액면 상승에 따라 위로 이동하였을 때, 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구를 밀봉하도 록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 서브탱크로부터의 잉크 역류가 발생하였을 경우, 플로우트 부재가 제2 기체도입로를 통하여 하우징의 기체유통공간 안으로 유입한 해당 잉크의 액면에 따라 위로 이동하여, 해당 잉크가 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구부에 도달하기 전에 이 개구부를 밀봉하기 때문에, 해당 잉크가 제1 기체도입로를 통하여 압력제어수단측의 기체유로에 도달하지 않는다. 이 때문에, 예를 들어 잉크의 역류를 검지하는 센서나, 이 센서로부터의 역류발생을 알리는 신호에 의해 상기 기체유로를 폐쇄하는 전자개폐밸브 등으로 이루어지는 복잡한 장치구성을 가지지 않고도, 상기와 같이 간단한 장치 구성으로 이루어지는 역류방지수단에서 잉크의 역류를 확실하게 차단할 수 있다.

또한, 상기 잉크공급장치에 있어서, 역류차단수단은, 서브탱크에 형성되고 서브탱크측의 기체유로를 이루는 기체도입포트에 연결하여 설치되는 것이 바람직하고, 이와 같이 함으로써, 서브탱크 안으로부터 기체유로로 역류한 잉크가 바로 역류방지수단에 도달하여, 역류방지수단에서 상기와 같이 잉크의 역류가 차단되기 때문에, 상기 역류한 잉크에 의해 오염손상되는 기체유로의 범위를 작게 억제할 수 있다. 그 때문에, 잉크의 역류가 발생하였을 경우에 오염손상되어 부득이하게 교환되는 부품개수가 줄어들고, 그 결과 잉크젯 프린터의 보수유지 비용의 삭감으로 이어지는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 역류차단장치는, 압력제어수단과 서브탱크를 연결하고 서브탱크의 내압을 조정하기 위한 기체유로에 설치되며, 내부에 기체유통공간이 형성되는 동시에, 압력제어수단측의 기체유로가 접속되고 기체유통공간의 상부에서 해당 기체유로와 기체유통공간을 연결시키는 제1 기체도입로, 및 서브탱크측의 기체유로가 접속되고 해당 기체유로와 기체유통공간을 연결시키는 제2 기체도입로가 형성된 하우징 부재와, 기체유통공간 안에 설치되며, 기체유통공간에 잉크가 유입하였을 때 잉크에 대한 부력을 받아서 상하이동하는 플로우트 부재를 구비하고, 이 플로우트 부재가, 제2 기체도입로를 통하여 기체유통공간에 유입한 잉크의 액면 상승에 따라 위로 이동하였을 때, 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구를 밀봉하도록 구성된다. 이와 같이 구성하면, 플로우트 부재가 제2 기체도입로를 통하여 하우징의 기체유통공간 안으로 유입한 잉크의 액면에 따라 위로 이동하여, 해당 잉크가 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구부에 도달하기 전에 이 개구부를 밀봉하기 때문에, 해당 잉크가 제1 기체도입로로부터 외부로 유출하지 않는다. 그 때문에, 예를 들어 하우징 안으로의 잉크 유입을 검지하는 센서나, 이 센서로부터의 잉크유입을 알리는 신호에 의해 제1 기체도입로를 폐쇄하는 전자개폐밸브 등으로 이루어지는 복잡한 장치구성을 가지지 않고도, 간단한 장치구성으로 이루어지는 역류방지장치에서 상기와 같이 잉크의 흐름을 확실하게 차단할 수 있다. 그 결과, 압력제어수단을 구성하는 각 장치가 서브탱크로부터 역류한 잉크에 의해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

한편, 상기 역류차단장치에 있어서, 하우징 부재는, 서브탱크에 형성되고 서브탱크측의 기체유로를 이루는 기체도입포트에 연결되어 설치되는 것이 바람직하며, 이와 같이 함으로써, 서브탱크 안으로부터 기체유로로 역류한 잉크가 바로 역류방지장치에 도달하여, 상기와 같이 역류방지장치에서 잉크의 역류가 차단되기 때 문에, 상기 역류한 잉크에 의해 오염손상되는 기체유로의 범위를 작게 억제할 수 있다. 그 때문에, 잉크의 역류가 발생하였을 경우에 오염손상되어 부득이하게 교환되는 부품개수가 줄어들고, 그 결과 잉크젯 프린터의 보수유지 비용의 삭감으로 이어지는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 발명을 적용한 잉크젯 프린터의 일례로서, 인쇄대상면에 따른 직교 2축 중, 1축을 인쇄매체의 이동, 다른 1축을 프린터 헤드의 이동으로 한 형태를 채용하여, 자외광의 조사를 받아서 경화하는 자외선 경화형 잉크(이하, UV잉크라고 함)를 사용하는 UV경화 잉크젯 프린터(이하, 프린터 장치라고 함)에 적용한 구성예에 대하여 설명한다. 본 실시예의 프린터 장치(P)를 비스듬히 전방에서 본 사시도를 도 1에 나타내고, 비스듬히 후방에서 본 사시도를 도 2에 나타내는 동시에, 이 프린터 장치(P)에서의 장치본체(1)의 주요부의 구성을 도 3에 나타내고 있으며, 먼저 이 도면들을 참조하여 프린터 장치(P)의 전체 구성에 대하여 개요 설명한다. 한편, 이후의 설명에서는, 도 1에 기재한 화살표 F, R, U가 가리키는 방향을 각각 전방, 우측, 위쪽이라고 하여 설명한다.

프린터 장치(P)는 크게 나누어, 묘화(描畵) 기능을 하는 장치본체(1), 장치본체(1)를 지지하는 지지부(2)의 전후에 설치되어 롤 형상으로 감긴 미인쇄 상태의 인쇄매체(M)를 내보내는 송출기구(3), 묘화가 종료한 인쇄매체(M)를 감는 권취기구(4) 등으로 구성된다.

장치본체(1)는, 몸체를 형성하는 프레임(10)의 상하중간부에 인쇄매체(M)를 전후로 삽입시키는 가로로 긴 창형상의 미디어 삽입부(15)가 형성되고, 이 미디어 삽입부(15)의 아래쪽에 위치하는 하부 프레임(10L)에 인쇄매체(M)를 지지하는 플래튼(20) 및 플래튼(20)에 지지된 인쇄매체(M)를 전후로 이동시키는 미디어 이동기구(30)가 설치되며, 미디어 삽입부(15)의 위쪽에 위치하는 상부 프레임(10U)에 프린터 헤드(60)를 보유하는 캐리지(40) 및 캐리지(40)를 좌우로 이동시키는 캐리지 이동기구(50)가 설치되어 있다. 장치본체(1)에는, 미디어 이동기구(30)에 의한 인쇄매체(M)의 전후이동, 캐리지 이동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 좌우이동, 프린터 헤드(60)에 의한 잉크토출, 후술하는 잉크공급장치(100)에 의한 잉크공급 등, 프린터 장치(P)의 각 부분의 작동을 제어하는 컨트롤 유닛(80)이 설치되고, 조작패널(88)이 장치본체(1)의 앞면에 설치되어 있다.

플래튼(20)은, 미디어 삽입부(15)의 아래쪽을 전후로 뻗어 하부 프레임(10L)에 설치되어 있고, 프린터 헤드(60)에 의한 좌우 띠형상의 묘화영역에는 인쇄매체(M)를 수평으로 지지하는 미디어 지지부(21)가 형성되어 있다. 미디어 지지부(21)에는 작은 직경의 흡착구멍이 다수개 개구 형성되고, 그 아래쪽에 설치된 감압실(도시하지 않음)에 이어져 있으며, 진공발생기의 작동 등에 의해 감압실을 부압(負壓)으로 설정하였을 때, 인쇄매체(M)가 미디어 지지부(21)에 흡착보유되어 인쇄 중에 인쇄매체(M)의 위치가 어긋나지 않도록 되어 있다.

미디어 이동기구(30)는, 상부둘레면이 플래튼에 노출 설치되어 좌우로 뻗은 원통형상의 이송롤러(31)와, 이 이송롤러(31)를 타이밍 벨트(32)를 통하여 회전구 동하는 롤러구동모터(33) 등으로 이루어지고, 이송롤러(31)의 위쪽에는 각각 전후로 회전운동이 자유로운 핀치롤러(36)를 가지는 롤러 어셈블리(35)가 좌우로 늘어서서 복수개 설치되어 있다. 롤러 어셈블리(35)는, 핀치롤러(36)를 이송롤러(31)에 밀어붙이는 클램프(clamp) 위치와, 이송롤러(31)로부터 이격시킨 언클램프(unclamp) 위치에 설정할 수 있게 구성되어 있고, 롤러 어셈블리(35)를 클램프 위치에 설정하고 인쇄매체(M)를 핀치롤러(36)와 이송롤러(31) 사이에 끼워넣은 상태로 롤러구동모터(33)를 회전구동함으로써, 인쇄매체(M)가 이송롤러(31)의 회전각도(컨트롤 유닛(80)으로부터 출력되는 구동제어값)에 따른 이송량으로 전후로 반송된다. 한편, 도 3에는, 롤러 어셈블리(35)를 클램프 위치에 설정한 상태와 언클램프 위치에 설정한 상태를 모두 나타내고 있다.

캐리지(40)는, 이송롤러(31)와 평행하게 뻗어서 상부 프레임(10U)에 설치된 가이드 레일(45)에, 도시를 생략한 슬라이드 블록을 통하여 좌우로 이동이 자유롭게 지지되어 있으며, 후술하는 캐리지 구동기구(50)에 의해 구동된다. 캐리지(40)에는 UV잉크를 토출하는 프린터 헤드(60)가 설치되며, 헤드 하단의 노즐면이 플래튼(20)의 미디어 지지부(21)와 소정 간격을 두고 마주보며 배치된다.

프린터 헤드(60)는 일반적으로는 프린터 장치(P)에서 사용하는 잉크의 수량에 따른 수의 프린터 헤드가 좌우로 나열되어 배치되고, 예를 들어, 시안(C), 마젠타(M), 옐로우(Y), 블랙(K)의 기본 4색의 UV잉크에 대하여 각 색마다 1개의 잉크 카트리지를 사용하는 프린터 장치의 경우, 도 4에 캐리지(40) 주변의 사시도를 나타내는 바와 같이, 각 잉크 카트리지에 대응한 4개의 프린터 헤드(60)(제1 프린터 헤드(60C)，제2 프린터 헤드(60M)，제3 프린터 헤드(60Y)，제4 프린터 헤드(60K))가 설치된다. 캐리지(40)에는 뒤에서 상세히 설명하는 잉크공급장치(100)의 서브탱크(120)(제1 서브탱크(120C)，제2 서브탱크(120M)，제3 서브탱크(120Y)，제4 서브탱크(120K))가 각 프린터 헤드(60C，60M，60Y，60K)에 대응하여 설치되어 있다. 또한, 캐리지(40)를 비인쇄시의 기준위치(이른바, 홈 포지션)에 위치시킨 상태에서, 프린터 헤드(60)(60C, 60M, 60Y, 60K)의 아래쪽에 UV잉크를 받는 배트 형상의 잉크트레이(180)가 설치되어 있다. 한편, 프린터 헤드(60)의 구동형태(잉크미립자의 토출방식)는 서멀(Thermal) 방식 또는 피에조(Piezo) 방식 중 어느 것이어도 된다.

캐리지(40)의 좌우 측부에는, 프린터 헤드로부터 인쇄매체(M)로 토착(吐着)된 UV잉크에 자외광을 조사하여 경화시키는 UV광원이 설치되어 있다. UV광원은 캐리지(40)의 좌측부에 설치된 좌측UV광원(70L)과 캐리지(40)의 우측부에 설치된 우측UV광원(70R)으로 이루어지고, 이 좌우의 UV광원(70L，70R)이 캐리지(40)에 설치된 제1 ~ 제4 프린터 헤드(60C，60M，60Y，60K)를 좌우 바깥쪽으로부터 사이에 끼우도록 설치된다. 좌측UV광원(70L) 및 우측UV광원(70R)은 파장(λ) 100 ~ 380nm 정도의 자외광을 출사하는 광원 예를 들어, UV램프나 UV-LED 등을 사용하여 구성된다. 좌우 UV광원(70L，70R)의 점멸작동은, 캐리지 구동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 이동 및 프린터 헤드(60)로부터의 잉크토출에 따라 컨트롤 유닛(80)에 의해 제어된다.

캐리지 이동기구(50)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 가이드레일(45)을 사이에 끼우고 프레임(10)의 좌우측부에 설치된 구동도르래(51) 및 종동도르래(52)와, 구동도르래(51)를 회전구동하는 캐리지 구동모터(53), 구동도르래(51)와 종동도르래(52) 사이에 감겨걸쳐진 무단 벨트(endless belt) 형상의 타이밍 벨트(55) 등으로 구성된다. 캐리지(40)는 타이밍 벨트(55)에 연결 고정되어 있으며, 캐리지 구동모터(53)를 회전구동함으로써, 가이드레일에 지지된 캐리지(40)가 캐리지 구동모터(53)의 회전각도(컨트롤 유닛(80)으로부터 출력되는 구동제어값)에 따른 이동량으로 플래튼(20)의 위쪽에서 좌우로 이동한다.

컨트롤 유닛(80)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 프린터 장치(P)의 각 부분의 작동을 제어하는 제어 프로그램이 기입된 ROM(81), 인쇄매체(M)에 묘화하는 인쇄 프로그램 등을 일시 기억하는 RAM(82), RAM(82)으로부터 읽어들인 인쇄 프로그램이나 조작패널(88)로부터 입력된 조작신호 등에 대하여 연산처리를 하고, 제어 프로그램에 따라 각 부분의 작동을 제어하는 연산처리부(83), 프린터 장치(P)의 작동상태 등을 표시하는 표시패널 및 각종 조작스위치가 설치된 조작패널(88) 등을 구비하고, 미디어 이동기구(30)에 의한 인쇄매체(M)의 전후이동, 캐리지 이동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 좌우이동, 프린터 헤드(60)의 각 노즐로부터의 잉크토출, 잉크공급장치(100)에 의한 잉크공급 등을 제어한다.

예를 들어, 컨트롤 유닛(80)에 의해 판독된 인쇄 프로그램에 근거하여 인쇄매체(M)에 묘화를 하는 경우에 있어서, 미디어 이동기구(30)에 의한 인쇄매체의 전후이동(M)과 캐리지 이동기구(50)에 의한 캐리지(40)의 좌우이동을 조합하여 인쇄매체(M)와 프린터 헤드(60)를 상대이동시키고, 각 프린터 헤드(60)로부터 인쇄매체(M)에 잉크를 토출시키는 동시에, 캐리지(40)의 이동방향 후방에 위치하는 UV광 원(예를 들어, 캐리지의 우측 이동시에는 좌측UV광원(70L))을 점등시키고, 인쇄 프로그램에 따른 정보를 묘화한다.

이와 같이 개요 구성되는 프린터 장치(P)에 있어서, 캐리지(40)에 설치된 프린터 헤드(60)에 잉크공급장치(100)에 의해 UV잉크가 공급된다. 도 5에 잉크공급장치(100)의 계통도, 도 6에 서브탱크(120) 및 역류차단기구(200)의 외관사시도, 도 7에 잉크공급장치(100)의 개요블록도를 나타낸다.

잉크공급장치(100)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 프린터 헤드(60)에 접속된 서브탱크(120), 이 서브탱크(120)에 접속되어 서브탱크(120)에 공급하는 UV잉크가 저장된 메인탱크(110), 서브탱크(120)의 내압을 부압상태로 감압하는 서브탱크 감압부(140), 서브탱크(120)의 내압을 정압(正壓)상태로 가압하는 서브탱크 가압부(150), 메인탱크(110)에 저장된 UV잉크를 서브탱크(120)로 이송하는 잉크이송부(115) 등으로 이루어지고, 서브탱크 감압부(140) 및 서브탱크 가압부(150)가 1대의 기체이송펌프(160)에 의해 구성된다.

메인탱크(110)는 이 프린터 장치(P)에서의 단위시간당 잉크 소비량에 따른 용량의 UV잉크를 저장할 수 있도록 설정된다. 본 실시예에서는 상술한 C，M，Y，K의 4가지 색에 대하여, 각 색마다 500ml 정도 용량의 카트리지식 메인탱크(110)(제1 메인탱크(110C)，제2 메인탱크(110M)，제3 메인탱크(110Y)，제4 메인탱크(110K))를 이용하여, 이 메인탱크(110)들을 장치본체(1)의 배면에 착탈 가능하게 설치한 구성예를 나타낸다(도 2 참조). 한편, 메인탱크(110)의 형태는 원통용기 형상이나 유연성이 있는 주머니 형상 등 다른 형태이어도 되고, 잉크탱크의 설치 위치는 장 치본체(1)의 앞면측이나 상부, 혹은 장치본체(1)와 별도로 두는 등 적절히 설치할 수 있다.

서브탱크(120)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 한쪽(우측)으로 개구하고 측면에서 보아 상하로 긴 얇은 직사각형 박스형상의 상자체부재(121)와, 이 상자체부재(121)의 개구면을 덮어 폐지(閉止)하는 덮개부재(122)로 이루어지고, 덮개부재(122)의 폐지에 의해 형성되는 탱크 내부에 UV잉크를 저장하는 잉크저장실(123)이 형성되며, 이 잉크저장실(123)의 뒷부분에 상하로 뻗은 홈 형상의 플로우트 수용부(124)가 형성되어 있다. 플로우트 수용부(124)에는, 중심부에 마그네트가 고정설치되어 UV잉크에 뜨는 원반형상의 액면검출용 플로우트(134)가 상하이동이 자유롭게 수용된다.

서브탱크(120)는 상자체부재(121)의 개구 테두리면에 실란트(sealant) 또는 접착제를 도포하여 덮개부재(122)를 폐지함으로써 일체로 접합되는 동시에, 도시를 생략한 나사 등의 체결수단에 의해 강고하게 결합되어, 잉크저장실(123)이 밀폐상태로 보유된다. 덮개부재(122) 및 상자체부재(121) 중 적어도 한쪽은 투명 또는 반투명한 재료를 이용하여 형성되어, 잉크저장실(123)의 UV잉크 저장상태 및 UV잉크 안의 액면검출용 플로우트(134)의 부유상태 등을 외부에서 육안으로 확인할 수 있게 구성된다. 한편, 본 실시예에서는 덮개부재(122)가 투명한 재료를 이용하여 형성되어 있다.

서브탱크(120)의 아랫면측에는 상자체부재(121)의 바닥벽(121b)으로부터 아래쪽으로 돌출한 짧은 원통형상의 커넥터부(125)가 형성되고, 그 위쪽에는 바닥 벽(121b)으로부터 잉크저장실(123) 안에서 위쪽으로 뻗은 블록 형상의 덕트부(126)가 형성되어 있다. 그리고, 바닥벽(121b)을 상하로 관통하여 잉크저장실(123)의 바닥면과 커넥터부(125)를 잇는 제1 도출로(127a)가 형성되고, 덕트부(126) 및 바닥벽(121b)을 상하로 관통하여 덕트부(126)의 윗면(126a)과 커넥터부(125)를 잇는 제2 도출로(126b)가 형성되어 있다. 그 때문에, 서브탱크 아랫면의 커넥터부(125)를 접속관(69)을 이용하여 프린터 헤드(60)에 접속하면, 서브탱크(120)의 잉크저장실(123)과 프린터 헤드(60)의 잉크실이 제1 도출로(127a) 및 제2 도출로(126b)를 통하여 접속된다. 한편, 접속관(69)과 프린터 헤드(60)의 접속부에는, 통과하는 UV잉크를 여과하는 필터(61)가 설치되어 있다.

서브탱크(120)의 뒷면측에는 잉크저장실(123)의 UV잉크 저장상태를 검출하는 서브탱크 저장검출부(130)가 설치된다. 서브탱크 저장검출부(130)는, 플로우트 수용부(124)에 상하이동이 자유롭게 수용되어 잉크저장실 안의 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 액면검출용 플로우트(134)와, 이 액면검출용 플로우트(134)를 검출함으로써 UV잉크의 액면높이를 검출하는 액면검출기판(135)으로 구성된다.

상자체부재(121)의 후방벽(121r)에는 상하로 뻗은 도브테일 홈(dovetail groove) 형상의 기판장착부(131)가 형성되어 있고, 이 기판장착부(131)에 자기센서(136)(136H, 136L)가 실장된 액면검출기판(135)이 장착 고정된다. 즉, 액면검출기판(135)은 후방벽(121r)을 사이에 끼우고 액면검출용 플로우트(134)와 마주보고 배치되어 있으며, 잉크저장실(123)(플로우트 수용부(124)) 안의 액면검출용 플로우트(134)에 고정설치된 마그네트를 자기센서(136)로 검출함으로써, 액면검출용 플로 우트(134)의 높이위치 즉, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크의 액면높이를 검출할 수 있게 되어 있다.

본 실시예에서는, 자기센서(136)로서, 잉크저장실(123)에 UV잉크가 충전되어 UV잉크의 액면이 충전기준높이인 것을 검출하는 하이(high)검출센서(136H), 및 잉크저장실(123) 내의 UV잉크가 소비되어 소정 양 이하인 것을 검출하는 로우(low)검출센서(136L)의 2개의 센서를 액면검출기판(135)에 설치한 구성예를 나타낸다. 한편, 자기센서(136)는 3개 이상이어도 되고, 잉크저장실 안의 액면높이의 변화를 자기변화에 근거하여 연속적으로 검출할 수 있는 구성으로 하여도 된다. 액면검출기판(135)의 출력신호는 컨트롤 유닛(80)에 입력되어 있다.

서브탱크(120)의 앞면측에는 상하중간의 소정 높이위치에 상자체부재(121)의 전방벽(121f)을 전후로 관통하는 잉크도입로가 형성되고, 이 잉크도입로에 접속하는 튜브 커넥터(128)가 설치되어 있다. 또한, 서브탱크(120)의 윗면쪽에는 상자체부재(121)의 천장벽(121t)을 상하로 관통하는 기체도입로가 형성되고, 이 기체도입로에 접속하는 튜브 커넥터(129)가 설치되어 있다. 이 기체도입로(튜브 커넥터(129))의 아래쪽에서의 잉크저장실(123) 안의 천장벽(121t)에는 역류방지부(132)가 설치되어 있다.

역류방지부(132)는, 천장벽(121t)으로부터 아래쪽으로 뻗어 하단부가 전후방향으로 절곡한 전후 한쌍의 플로우트 지지부(132a)와, 이 전후의 플로우트 지지부(132a) 사이에 형성된 밀봉용 플로우트 수용부에 상하이동이 자유롭게 수용되어 잉크저장실 안의 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 밀봉용 플로우트(133)로 구성 된다. 밀봉용 플로우트(133)는, 밀봉용 플로우트 수용부 안을 UV잉크의 액면과 함께 상한위치까지 이동하였을 때, 천장벽(121t)과 맞닿아서 상기 기체도입로의 하단 개구를 밀봉하도록 되어 있다. 한편, 밀봉용 플로우트(133)는, 상술한 바와 같이, UV잉크에 떠서 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 한편, 서브탱크 감압부(140) 등에 의해 잉크저장실(123) 안의 공기가 상기 기체도입로로부터 흡인될 때의 흡인력에 의해서는 상하이동하지 않도록 구성되어 있다.

잉크이송부(115)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 메인탱크(110)와 서브탱크(120) 사이를 연결하는 메인공급회로(116)에 의해 형성된다. 메인공급회로(116)는, 일단이 메인탱크(110)에 접속되고 타단이 액체이송펌프(118)의 흡입구에 접속된 잉크흡입라인(117a), 일단이 액체이송펌프(118)의 토출구에 접속되고 타단이 서브탱크(120)의 튜브 커넥터(128)에 접속된 잉크송출라인(117b), 메인탱크(110)와 서브탱크(120) 사이에 위치하여 장치본체(1)에 설치되고, 메인탱크(110)에 저장된 UV잉크를 잉크흡입라인(117a)을 통하여 흡입하여 잉크송출라인(117b)을 통하여 서브탱크(120)에 공급하는 액체이송펌프(118) 등으로 구성된다.

액체이송펌프(118)는, 잉크흡입라인(117a)이 UV잉크로 채워지지 않고 공기가 혼입한 상태이어도 메인탱크(110)로부터 UV잉크를 빨아올려서 서브탱크(120)에 압송할 수 있는 동시에, 잉크흡입라인(117a)측 또는 잉크송출라인(117b)측으로부터 작용하는 압력을 차단할 수 있는 형태의 펌프가 이용되며, 예를 들어 튜브펌프나 다이어프램 펌프가 바람직하게 사용된다.

서브탱크 감압부(140)는 서브탱크(120)와 기체이송펌프(160)의 흡입구(161) 사이를 연결하는 부압회로(141)에 의해 형성된다. 부압회로(141)는, 그 주요 구성기기를 도 5에서 틀 A로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 기밀용기에 의해 구성되는 에어챔버(142), 부압회로(141)의 압력을 검출하는 압력센서(144), 부압회로(141)를 개폐하는 부압제어밸브(145), 및 이 기기들을 접속하여 기체이송펌프의 흡입구(161)와 서브탱크(120) 사이를 연결하는 튜브에 의해 형성되는 라인(147)(147a，147b，147c，147d) 등으로 구성된다. 한편, 도 5에서 틀 C로 둘러싼 부분이 캐리지(40)에 설치되며, 틀 밖의 부분이 장치본체(1)에 설치되는 기기이다.

에어챔버(142)는 라인(147a)을 통하여 기체이송펌프의 흡입구(161)와 접속되어 있으며, 기체이송펌프(160)의 작동에 의해 챔버 내의 공기가 배기되어 부압상태로 감압된다. 에어챔버(142)에는 부압상태로 감압된 챔버 내에 공기를 도입하는 공기도입라인(147i)이 설치되어 있고, 이 공기도입라인(147i)을 통하여 유입하는 공기의 유량을 조정하는 유량조정밸브(143a), 및 도입되는 공기를 제진(除塵)하는 에어필터(143b)가 설치되어 있다.

유량조정밸브(143a)는, 기체이송펌프(160)와 서브탱크(120)가 부압회로(141)를 통하여 접속된 상태에서, 에어챔버(142)에 유입하는 공기의 유량을 조정함으로써 에어챔버(142)의 내압을 정압화하고, 이에 의해 잉크저장실(123)의 내압이 프린터 헤드(60)의 노즐부에서의 메니스커스(meniscus) 형성에 적절한 -1 ~ -2kPa 정도의 소정 부압(예를 들어, -1.2kPa의 부압, 이하 '설정부압'이라고 함)이 되도록 설정된다. 이와 같이 에어챔버(142)는, 기체이송펌프(160)의 작동에 의한 흡기의 맥동(脈動)을 흡수하는 동시에, 서브탱크(120)의 내압이 일정한 설정부압이 되도록 보유하는 버퍼탱크로서 기능한다.

부압제어밸브(145)는 에어챔버(142)와 서브탱크(120) 사이에 위치하여 캐리지(40)에 설치되어 있으며, 에어챔버(142)측의 라인(147c)과 서브탱크(120)측의 라인(147d)을 연결상태와 차단상태로 전환하는 전자밸브이다. 본 실시예에서는 부압제어밸브(145)로서 3방밸브(Three Way Valve)를 이용한 구성을 예시하고 있으며, 부압제어밸브(145)의 공통포트(Common Port: COM)에 라인(147c), 노멀 오픈 포트(Nomal Open Port: NO)에 라인(147d)이 접속되고, 노멀 클로우즈 포트(Nomal Close Port: NC)는 라인(147x) 및 사이렌서(silencer)(148)를 통하여 대기에 개방되어 있다.

이 때문에, 부압제어밸브(145)가 오프(off)일 때는(인쇄중이나 대기중 등 통상의 가동시), 라인(147c)과 라인(147d)이 접속되어 부압회로(141)가 연결상태로 설정되고, 기체이송펌프(160)의 흡입구(161)와 서브탱크(120)가 후술하는 합류회로(171)를 통하여 접속된다. 한편, 부압제어밸브(145)가 온(on)일 때는(잉크충전시나 클리닝시 등), 라인(147c)과 라인(147d)의 접속이 끊기어 부압회로(141)가 차단되는 동시에, 라인(147c)이 라인(147x)에 연결되고, 기체이송펌프(160)의 흡입구측 회로가 대기에 개방된다. 부압제어밸브(145)는 컨트롤 유닛(80)에 접속되어 있어, 컨트롤 유닛(80)에 의해 온/오프 제어된다.

압력센서(144)는 ±5kPa 정도의 검출영역을 가지고 에어챔버(142)와 부압제어밸브(145) 사이에 설치된 게이지압 타입의 압력센서이며, 서브탱크 근방 라인(147)의 압력을 검출한다. 구체적으로는, 부압제어밸브(145)가 오프설정되고, 기 체이송펌프(160)와 서브탱크(120)가 부압회로(141)에 의해 접속된 상태에서, 상술한 설정부압에 서브탱크(120)까지의 라인의 압력손실을 가미한 압력(예를 들어, -1.3kPa 정도의 압력)이 압력센서(144)에 의해 검출된다. 역설적으로는, 이 압력센서(144)에 의해 검출되는 압력이 상기 압력값이 되도록 유량조정밸브(143a)를 조정설정(초기설정)해 둠으로써, 잉크저장실(123)의 내압이 설정부압으로 설정된다. 따라서, 압력센서(144)의 검출압력을 감시함으로써, 잉크저장실(123)의 압력이 설정부압으로 설정되었는지 여부를 검출할 수 있다. 압력센서(144)의 검출신호는 컨트롤 유닛(80)에 입력되어 있다.

서브탱크 가압부(150)는 서브탱크(120)와 기체이송펌프(160)의 토출구(162) 사이를 연결하는 정압회로(151)에 의해 형성된다. 정압회로(151)는, 이 회로를 구성하는 주요 구성기기를 도 5에서 틀 B로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 정압회로(151)를 흐르는 공기의 유량을 조정하는 유량조정밸브(153a), 서브탱크(120)를 향하는 공기를 제진하는 에어필터(153b), 정압회로(151)의 압력을 검출하는 압력센서(154), 정압회로(151)를 개폐하는 정압제어밸브(155), 및 이 기기들을 접속하여 기체이송펌프의 토출구(162)와 서브탱크(120) 사이를 연결하는 튜브에 의해 형성되는 라인(157)(157a，157b，157c，157d) 등으로 구성된다.

유량조정밸브(153a)는, 기체이송펌프(160)와 서브탱크(120)가 정압회로(151)에 의해 접속된 상태에서, 정압회로(151)를 흐르는 공기유량을 조정함으로써 잉크저장실(123)의 내압이 소정 이상으로 상승하지 않도록 조정하는 밸브이며, 서브탱크(120)의 내압이 20kPa 정도가 되도록 조정설정된다.

정압제어밸브(155)는 유량조정밸브(153a)와 서브탱크(120) 사이에 위치하여 캐리지(40)에 설치되어 있으며, 라인(157c)과 라인(157d)을 연결상태와 차단상태로 전환하는 전자밸브이다. 본 실시예에서는 정압제어밸브(155)로서 3방밸브를 이용한 구성을 예시하고 있으며, 정압제어밸브(155)의 공통포트(COM)에 라인(157c), 노멀 클로우즈 포트(NC)에 라인(157d)이 접속되고, 노멀 오픈 포트(NO)는 라인(157x) 및 사이렌서(158)를 통하여 대기에 개방되어 있다.

이 때문에, 정압제어밸브(155)가 오프일 때는(인쇄중이나 대기중 등 통상의 가동시), 라인(157c)과 라인(157d)의 접속이 끊기어 정압회로(151)가 차단되는 동시에, 라인(157c)이 라인(157x)에 연결되고, 기체이송펌프(160)의 토출구측 정압회로가 대기에 개방된다. 한편, 정압제어밸브(155)가 온일 때는(잉크충전시나 클리닝시 등), 라인(157c)과 라인(157d)이 접속되어 정압회로(151)가 연결상태로 설정되고, 기체이송펌프(160)의 토출구(162)와 서브탱크(120)가 합류회로(171)를 통하여 접속된다. 정압제어밸브(155)는 컨트롤 유닛(80)에 접속되어 있어, 컨트롤 유닛(80)에 의해 온/오프 제어된다.

압력센서(154)는 ±50kPa 정도의 검출영역을 가지고 캐리지(40)에 설치된 게이지압 타입의 압력센서이며, 서브탱크 근방 라인(157)의 압력을 검출한다. 구체적으로는, 정압제어밸브(155)가 온설정되고, 기체이송펌프(160)와 서브탱크(120)가 정압회로(151)에 의해 접속된 상태에서, 서브탱크(120)에 인가되는 압력이 검출된다. 따라서, 압력센서(154)의 검출압력을 감시함으로써, 잉크저장실(123)의 압력이 소정의 정압상태로 설정되었는지 여부를 검출할 수 있다. 압력센서(154)의 검출신 호는 컨트롤 유닛(80)에 입력되어 있다.

기체이송펌프(160)는 흡입구(161)에 접속된 부압회로(141)로부터 공기를 흡입하고, 흡입한 공기를 토출구(162)에 접속된 정압회로(151)로 압송하는 펌프이며, 토출구(162) 및 흡입구(161)에 소정의 정압력 또는 부압력을 발생시키는 형태의 펌프가 사용된다. 즉, 부압회로(141)가 닫힌 상태에서 흡입구(161)에 소정 압력의 부압을 발생시키고, 정압회로(151)가 닫힌 상태에서 토출구(162)에 소정 압력의 정압을 발생시킨다. 이와 같은 펌프로서, 예를 들어, ±40kPa 정도의 정압력 또는 부압력을 발생시키는 다이어프램 펌프가 바람직하게 사용된다.

부압회로(141)와 정압회로(151)는, 서브탱크(120)를 향하는 도중에 합류하여 합류회로(171)가 형성된다. 합류회로(171)는, 부압회로의 라인(147d) 및 정압회로의 라인(157d)이 합류하여 형성되고 서브탱크에 접속되는 라인(177)과, 이 라인(177)에 설치되어 합류회로(171)를 개폐하는 합류회로 개폐밸브(175)로 구성된다. 합류회로 개폐밸브(175)는 서브탱크(120)에 대응하여 설치되어 있고, 본 실시예에서는 이 합류회로 개폐밸브(175)에서 합류회로(171)(라인(177))가 4개로 분기되며, 분기된 각 합류회로(라인(177C，177M，177Y，177K), 일부부호를 생략)를 개개로 개폐가능하게 구성된다.

즉, 합류회로 개폐밸브(175)는, 라인(177)에 접속된 공통 입력포트와, 4개의 서브탱크에 대응하여 설치된 4개의 밸브 및 출력포트를 가지는 매니폴드(manifold)형 전자개폐밸브이며, 제1 ~ 제4 서브탱크(120C, 120M, 120Y, 120K)에 대응한 제1 ~ 제4 합류회로 개폐밸브(175C, 175M, 175Y, 175K)가 각각 독립하여 합류회 로(171)를 개폐가능하게 되어 있다. 합류회로 개폐밸브(175)의 작동은 컨트롤 유닛(80)에 의해 제어된다.

한편, 합류회로(171)의 분기 개수는 프린터 헤드(60)의 설치수량에 따라 임의로 설정할 수 있으며, 예를 들어 프린터 헤드(60)가 단일 헤드구성인 경우, 합류회로 개폐밸브(175)는 단일 밸브의 전자개폐밸브를 사용하면 되고, 프린터 헤드를 8개 구비하는 프린터 장치에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 8연속형 전자개폐밸브를 이용하여(혹은 4연속형 전자개폐밸브를 2개 사용하는 등에 의해) 구성할 수 있다.

합류회로 개폐밸브(175)와 서브탱크(120)를 잇는 각 라인(177)에는, UV잉크가 서브탱크(120)로부터 라인(177)을 통하여 합류회로 개폐밸브(175)를 향하여 유출(이것을 'UV잉크의 역류'라고 함)하였을 때, 이 라인(177)을 차단하는 역류차단기구(200)가 각각 설치되어 있다(도 5 및 도 6 참조). 즉, 본 실시예에서는, 제1 ~ 제4 서브탱크(120C, 120M, 120Y, 120K)와 이것들에 대응한 제1 ~ 제4 합류회로 개폐밸브(175C, 175M, 175Y, 175K)를 각각 잇는 라인(177C, 177M, 177Y, 177K)에 제1 ~ 제4 역류차단기구(200C, 200M, 200Y, 200K)가 설치되어 있다.

역류차단기구(200)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 내부공간(201)을 가진 원기둥형상의 하우징(202)과, 내부공간(201)에 상하이동 가능하게 수용되고, 이 내부공간 안에 유입한 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 역류차단용 플로우트(203)를 주체로 구성된다. 한편, 도 8 및 도 9의 (b)에서는, 하우징(202) 안의 구성을 나타내기 위하여, 하우징(202)을 2점쇄선을 이용하여 가상적으로 도시하고 있다.

역류차단기구(200)의 윗면측에는 하우징(202)의 천장벽을 상하로 관통하는 커넥터 설치구멍이 형성되고, 이 커넥터 설치구멍에 상측 튜브 커넥터(204)가 설치되며, 상측 튜브 커넥터(204)의 하부가 내부공간(201) 안으로 돌출하여 있다. 그리고, 상측 튜브 커넥터(204)의 상부에는 합류회로 개폐밸브(175)측의 라인(177)이 접속되고, 합류회로(171)와 하우징의 내부공간(201)이 상측 튜브 커넥터(204)를 상하로 관통하는 도입로(204a)를 통하여 접속된다. 또한, 역류차단기구(200)의 아랫면측에도 하우징(202)의 바닥벽을 상하로 관통하는 커넥터 설치구멍이 형성되고, 이 커넥터 설치구멍에 하측 튜브 커넥터(205)가 설치되며, 하측 튜브 커넥터(205)의 상부가 내부공간(201) 안으로 돌출되어 있다. 그리고, 하측 튜브 커넥터(205)의 하부에는 서브탱크(120)측의 라인(177)이 접속되고, 이 라인(177) 및 하측 튜브 커넥터(205)를 상하로 관통하는 도출로(205a)를 통하여 하우징의 내부공간(201)과 서브탱크(120)가 접속된다.

하우징(202)의 내부공간(201)에는, 하우징(202)의 바닥벽으로부터 내부공간(201) 안으로 돌출한 하측 튜브 커넥터(205)의 상단부의 위쪽에 상하로 개구한 원통형 지지부재(206)가 설치되며, 이 지지부재(206)의 위쪽에 역류차단용 플로우트(203)가 설치되어 있다. 지지부재(206)의 측면에는, 이 측면을 관통하는 관통구멍(206a)이 형성되고, 통상시에는(역류한 UV잉크가 내부공간(201) 안에 저장되어 있지 않을 때는) 이 관통구멍(206a)을 통하여 하우징의 내부공간(201)과 하측 튜브 커넥터의 도출로(205a)가 연결되어 있다.

역류차단용 플로우트(203)는 UV잉크에 뜨는 재료를 이용하여 원반형상으로 형성되며, 지지부재(206)의 상단 개구를 밀봉하도록 지지부재(206) 위에 놓여져 있다. 역류차단용 플로우트(203)의 윗면에는 원반형상의 밀봉고무(207)가 설치되어 있으며, 역류차단용 플로우트(203)가 내부공간(201) 안에서 UV잉크의 액면과 함께 상한위치까지 이동하였을 때, 이 밀봉고무(207)가 하우징(202)의 천장벽으로부터 내부공간(201) 안으로 돌출한 상측 튜브 커넥터(204)의 하단면에 맞닿아서 상측 튜브 커넥터의 도입로(204a)의 하단 개구를 밀봉하도록 되어 있다. 한편, 역류차단용 플로우트(203)는 상술한 바와 같이, UV잉크에 떠올라서 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 한편, 서브탱크 감압부(140) 등에 의해 하우징의 내부공간(201) 안의 공기가 상측 튜브 커넥터의 도입로(204a)로부터 흡인될 때의 흡인력에 의해서는 상하이동하지 않도록 구성되어 있다.

또한, 역류차단용 플로우트(203)의 윗면 중앙에는, 그 윗면으로부터 위쪽으로 상측 튜브 커넥터의 도입로(204a)의 하단 개구 근방까지 뻗은 막대형상의 가이드 부재(208)가 형성되며, 이 가이드 부재(208)의 외경이 도입로(204a)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 그 때문에, 역류차단용 플로우트(203)가 UV잉크의 액면과 함께 위쪽으로 이동하였을 때, 가이드 부재(208)가 도입로(204a) 안에 끼워지고, 이에 의해 역류차단용 플로우트(203)가 상한위치까지 이동하였을 때는 밀봉고무(207)에 의해 도입로(204a)의 하단 개구를 확실하게 밀봉하는 동시에, 하한위치로 이동하였을 때는(즉, 통상시에는) 지지부재(206)의 위쪽 개구를 확실하게 밀봉하도록 역류차단용 플로우트(203)의 상하이동을 가이드(안내)할 수 있다.

이와 같이, 부압회로(141)와 정압회로(151)가 기체이송펌프(160)에 접속되어 하나의 연속된 회로가 형성되며, 두 회로의 선단측이 집합되어 폐루프 형상의 가감압회로가 형성된다. 그리고, 두 회로가 집합된 합류회로(171)가 합류회로 개폐밸브(175) 및 역류차단기구(200)를 통하여 서브탱크(120)에 접속되고, 부압제어밸브(145)와 정압제어밸브(155)를 전환제어함으로써, 서브탱크의 잉크저장실(123)을 감압상태와 가압상태로 변경설정할 수 있게 구성된다.

이상과 같이 구성되는 잉크공급장치(100)에 있어서, 액체이송펌프(118), 부압제어밸브(145), 정압제어밸브(155), 기체이송펌프(160)의 작동이 컨트롤 유닛(80)에 의해 아래와 같이 제어된다. 한편, 지금까지의 설명으로부터 명백한 바와 같이, UV잉크의 공급계에 대해서는 4가지 계통(C，M，Y，K)가 마찬가지이기 때문에, 각 계통에 공통되는 사항에 대해서는 이 첨자들을 생략하여 설명한다.

(통상 운전시의 제어)

프린터 장치(P)의 메인전원이 온되면, 컨트롤 유닛(80)은 ROM(81)에 기억된 제어 프로그램을 읽고, 읽어낸 제어 프로그램에 따라 프린터 장치 각 부분의 작동을 제어한다. 잉크공급장치(100)에 대해서는 기체이송펌프(160)에 전력을 공급하여 회전구동상태로 하고, 모든 합류회로 개폐밸브(175)를 온으로 한다. 이 때, 부압제어밸브(145) 및 정압제어밸브(155)는 모두 오프인 상태로 한다. 이에 의해, 부압회로(141)에서는 라인(147c)과 라인(147d)이 연결되어 기체이송펌프(160)의 흡입구(161)와 서브탱크(120)의 잉크저장실(123)이 라인(147) 및 라인(177)에 의해 접속되고, 정압회로(151)에서는 라인(157c)과 라인(157x)이 접속되어 기체이송펌프(160)의 토출구측 회로가 대기에 개방된다.

이 때문에, 기체이송펌프의 흡입구(161)에 접속된 라인(147) 내의 공기가 흡인되어 에어챔버(142)가 부압으로 감압되고, 유량조정밸브(143a)에 의해 조정된 유입공기유량과 기체이송펌프(160)에 의해 흡인되는 공기량의 균형에 의해 정해지는 대략 일정한 압력으로 안정된다. 상술한 바와 같이, 이 압력은, 프린터 헤드(60)의 노즐부에서의 메커니즘 형성에 적당한 -1 ~ -2 kPa 정도의 소정 부압(예를 들어, -1.2 kPa의 설정부압)으로 설정되어 있으며, 4개의 서브탱크의 잉크저장실(123)의 내압이 모두 동일한 설정부압으로 설정된 상태에서 안정보유된다.

이 때, 정압회로(151)에서는 기체이송펌프(160)의 토출구측 회로가 대기에 개방되어 있기 때문에, 부압회로(141)로부터 흡인된 공기가 사이렌서(158)를 통하여 대기에 개방된다. 이 때문에, 정압회로(151)의 압력(배압)이 상승하여 기체이송펌프(160)의 흡기효율이 떨어지는 일 없이, 부압상태를 안정적으로 유지할 수 있게 되어 있다.

잉크저장실(123)의 내압이 설정부압으로 유지되고 있는지 여부는, 압력센서(144)로부터 컨트롤 유닛(80)에 입력되는 검출신호에 의해 판단할 수 있으며, 압력센서(144)에 의해 검출되는 압력이 설정부압으로부터 일정 이상 벗어나 있을 때, 예를 들어 검출압력이 설정부압에 대하여 ±20%의 범위를 넘었다고 판단될 때는, 컨트롤 유닛(80)이 그 내용(부압회로의 압력이상)을 알람 표시하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 부압회로의 각 부분에 대하여 이상 유무를 확인한 후, 이상이 없을 경우에는 유량조정밸브(143a)를 조정함으로써 적정한 설정부압으로 할 수 있다.

한편, 통상 운전시에는, 서브탱크(120)의 잉크저장실(123)에 어느 정도 UV잉 크가 저장되어 있다. 단, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크는 인쇄 프로그램의 실행 등에 의해 프린터 헤드(60)의 노즐로부터 토출되고 소비되어, 저장된 UV잉크가 서서히 감소한다. 그래서, 잉크공급장치(100)에는 서브탱크 저장검출부(130)가 설치되어 있어, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크가 소정 양 이하가 되었을 때, 메인탱크(110)에 저장된 UV잉크가 잉크이송부(115)에 의해 서브탱크에 공급되어 UV잉크가 보충된다.

구체적으로는, 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크가 감소하여 UV잉크의 잔류량이 소정 양 이하가 되었을 때, UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 액면검출용 플로우트(134)가 액면검출기판(135)에 설치된 로우검출센서(136L)에 검출된다. 액면검출기판(135)으로부터 로우검출센서(136L)의 검출신호를 받은 컨트롤 유닛(80)은, 잉크저장실(123)이 부압상태로 감압된 상태에서 액체이송펌프(118)를 기동한다. 메인탱크(110)로부터 액체이송펌프에 의해 송출된 UV잉크는, 라인(117b)을 통하여 튜브 커넥터(128)로부터 잉크저장실(123)에 공급되고, 실내의 저장잉크량이 증대된다. 그리고, 액면검출용 플로우트(134)가 하이검출센서(136H)에 의해 검출되었을 때 액체이송펌프(118)를 정지시킴으로써 잉크저장실(123)에 UV잉크가 보충된다.

이와 같이, 서브탱크(120)에 대한 UV잉크 보충이 잉크저장실(123)을 감압한 상태에서 이루어지기 때문에, 소형 액체이송펌프로도 확실하게 UV잉크를 이송할 수 있으며, 또한 UV잉크 보충시에 프린터 헤드(60)의 노즐로부터 UV잉크가 누설되지 않는다. 한편, 잉크저장실(123) 용량과 에어챔버(142) 용량의 관계에 의해 잉크보 충시에 잉크저장실(123) 압력이 상승하는 경우에는, 해당 잉크의 보충시에, 압력센서(144)의 검출압력에 따라 기체이송펌프(160)의 회전수를 증가시키거나, 혹은 유량조정밸브(143a)의 밸브개구도를 감소하거나, 또는 이 두가지를 모두 실행함으로써, 잉크저장실(123)의 압력을 상승시키지 않고 일정하게 제어하는 것도 가능하다. 이와 같이 하여 프린터 장치(P)가 기동하면, 이후 기체이송펌프(160)는 계속 운전되며, 인쇄 프로프램을 실행중인지 대기중인지에 관계없이 서브탱크(120)의 내압이 항상 설정부압으로 유지된다.

상술한 바와 같이, UV잉크의 보충이 잉크저장실(123)을 감압한 상태에서 이루어지기 때문에, UV잉크 보충을 확실하게 할 수 있고, 또한 프린터 헤드(60)의 노즐로부터 UV잉크가 누설하지 않는다는 이점이 있는 한편, 예를 들어, 하이검출센서(136H)의 고장 등에 의해 액체이송펌프(118)가 정지하지 않아서 잉크저장실(123) 안의 UV잉크가 충전 기준높이를 넘어서 더욱 UV잉크 보충이 이루어졌을 경우, UV잉크가 상제체부재(121)의 천장벽(121t)에 형성된 기체유입로로부터 튜브 커넥터(129) 및 라인(177)을 통하여 합류회로 개폐밸브(175)를 향하여 유출(역류)하는 등의 예측할 수 없는 사태가 일어나게 된다. 그래서, 잉크저장실(123) 안에는 역류방지부(132)가 설치되어 있어서, 잉크저장실 안의 UV잉크 액면이 충전 기준높이를 넘어서 더욱 상승하였을 경우, 밀봉용 플로우트(133)가 UV잉크의 액면과 함께 상승하여 천장벽(121t)에 맞닿으며, 이에 의해 상기 기체유입로의 하단 개구가 밀봉되어 UV잉크의 역류가 방지된다.

하지만, 예를 들어, UV잉크의 액면 상승이 급격하여 밀봉용 플로우트(133)의 상승이 따라가지 못하거나, 또는 밀봉용 플로우트(133)가 플로우트 지지부(132a)에 부착하여 UV잉크의 액면과 함께 상승하지 않는 등의 요인에 의해 역류방지부(132)가 상기와 같이 기능하지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 서브탱크(120)와 합류회로 개폐밸브(175)를 잇는 라인(177)에 역류차단기구(200)가 설치되어 있으며, UV잉크가 서브탱크(120)로부터 라인(177)을 통하여 역류하였을 때, 이 UV잉크의 역류가 역류차단기구(200)에서 차단된다.

구체적으로는, 잉크저장실 안의 역류방지부(132)가 기능하지 않아서 천장벽(121t)의 기체유입로로부터 튜브 커넥터(129) 및 라인(177)을 통하여 유출한 UV잉크는, 이 라인(177)에 접속된 하측 튜브 커넥터(205)의 도출로(205a)를 통하여 하우징(202) 안으로 유입되고, 처음에는 지지부재(206)의 측면에 형성된 관통구멍(206a)을 통하여 하우징의 내부공간(201)에 저장된다(도 9의 (a)에 나타내는 화살표를 참조). 그리고, 내부공간(201) 안의 UV잉크의 액면이 지지부재(206)의 상단부를 넘으면, 역류차단용 플로우트(203)가 지지부재(206)의 상단 개구를 통하여 내부공간(201)에 유입하려는 UV잉크에 밀려올라가 UV잉크의 액면 상승과 함께 상승하고, 플로우트 윗면에 설치된 밀봉고무(207)가 상측 튜브 커넥터(204)의 하단면에 맞닿아서 상측 튜브 커넥터의 도입로(204a)의 하단 개구를 밀봉한다(도 9의 (b) 참조).

이와 같이, UV잉크가 서브탱크(120)로부터 역류하여 역류차단기구(200)에 도달하였을 때는, 역류차단용 플로우트(203)가 내부공간(201) 안의 UV잉크의 액면과 함께 상승하여, 상측 튜브 커넥터의 도입로(204a)의 하단 개구가 플로우트 위의 밀 봉고무(207)에 의해 밀봉되기 때문에, UV잉크가 상측 튜브 커넥터(204)로부터 합류회로 개폐밸브(175)를 향하여 유출하지 않고, 이와 같이 간단한 장치구성으로 이루어지는 역류차단기구(200)로 확실하게 UV잉크의 역류를 차단할 수 있다. 그 결과, 합류회로 개폐밸브(175)나 부압제어밸브(145) 등이 서브탱크(120)로부터 역류한 UV잉크에 의해 손상되는 것을 미연에 방지할 수 있다. 한편, 역류차단용 플로우트(203)는 하우징(202) 안에서 원통형상 지지부재(206)의 상단 가장자리하고만 맞닿기 때문에, 역류차단용 플로우트(203)가 다른 부재에 붙지 않고, 확실하게 역류차단 작동을 실행할 수 있다.

(잉크충전시의 제어)

UV잉크의 초기 충전시나 세정액을 이용한 노즐클리닝 후의 시동(始動)시 등에, 프린터 헤드(60)의 잉크실, 메인공급회로의 라인(117) 안에 UV잉크가 존재하지 않고, 또한 일정 기간 방치후 재시동할 때나 메인탱크 교환후 재시동할 때, UV잉크에 기포가 혼입되어 있는 경우가 있다. 그래서, 이와 같은 경우, 조작패널(88)로부터 컨트롤 유닛(80)에 입력되는 잉크충전 지령에 따라 아래와 같이 잉크충전제어가 실행된다.

조작패널(88)에서 예를 들어, 펑션키(Function Key)를 선택하는 등에 의해 '잉크충전' 처리가 선택되어, 컨트롤 유닛(80)에 프린터 헤드(60)를 특정하여 잉크충전 실행지령이 입력되면, 연산처리부(83)는 잉크충전 프로그램에 따라 서브탱크의 내압을 통상 운전시의 설정부압으로 유지한 상태(즉, 부압제어밸브(145) 및 정압제어밸브(155)가 모두 오프인 상태)에서, 잉크충전을 실행할 프린터 헤드에 해당 하는 합류회로 개폐밸브를 온으로 유지하고, 다른 합류회로 개폐밸브를 오프로 하는 처리(부압유지처리)를 실행한다. 예를 들어, 조작패널(88)에서 제1 프린터 헤드(60C)에 대해서만 잉크충전이 선택된 경우, 제1 프린터 헤드(60)에 대응하는 제1 합류회로 개폐밸브(175C) 만을 온으로 하고, 제2 ~ 제4 프린터 헤드에 대응하는 제2 ~ 제4 합류회로 개폐밸브(175M，175Y，175K)는 오프로 한다(이하, 이 경우에 대하여 설명한다).

감압된 제1 서브탱크(120C)에 제1 메인탱크(110C)로부터 UV잉크를 이송하여 제1 서브탱크(120C)에 잉크를 보충한다(잉크보충처리). 즉, 제1 서브탱크(120C)에 대응하는 액체이송펌프(118C)만을 기동하여 제1 메인탱크(110C)에 저장된 UV잉크를 제1 서브탱크(120C)에 공급하고, 액면검출용 플로우트(134)가 하이검출센서(136H)에 의해 검출되었을 때 액체이송펌프(118C)를 정지시킨다. 이에 의해, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 충분한 양의 UV잉크가 저장된다. 한편, 이 잉크보충처리를 실행개시할 때 이미 액면검출용 플로우트(134)가 하이검출센서(136H)에 의해 검출되어 있고, UV잉크가 충전기준높이까지 저장되어 있다고 판단되는 경우에는, 이 잉크보충처리를 하지 않고 다음 처리(프린터 헤드 잉크 충전처리)가 실행된다.

이어서, 부압회로(141)을 차단하여 서브탱크 가압부(150)에 의해 제1 서브탱크(120C)의 내압을 정압상태로 가압하고, 제1 서브탱크(120C)에 저장된 UV잉크 일부를 제1 프린터 헤드(60C)로부터 유출시킨다(프린터 헤드 잉크충전처리). 구체적으로는, 컨트롤 유닛(80)은, 부압제어밸브(145)를 온으로 하여 라인(147c)과 라 인(147d)의 연결을 차단하고, 라인(147c)을 라인(147x)에 접속하여 기체이송펌프(160)의 흡입측 회로를 대기에 개방한다. 또한, 정압제어밸브(155)를 온으로 하여 라인(157c)과 라인(157d)을 연결시키고, 기체이송펌프의 토출구(162)와 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)을 접속한다.

이러한 전환제어에 의해, 기체이송펌프(160)와 제1 서브탱크(120C)는 부압회로(141)를 통한 접속이 차단되는 한편, 정압회로(151)를 통하여 접속되고, 기체이송펌프(160)의 토출구(162)로부터 토출된 공기가 라인(157), 라인(177), 라인(177C) 및 제1 역류차단기구(200C)를 통하여 제1 서브탱크(120)의 잉크저장실(123)에 공급된다. 상술한 바와 같이, 액체이송펌프(118)에는 이 액체이송펌프(118)를 사이에 끼우는 잉크흡입라인(117a)측 또는 잉크송출라인(117b)측으로부터 작용하는 압력을 차단할 수 있는 펌프가 사용되고 있다. 이 때문에, 제1 서브탱크(120)의 UV잉크가 제1 메인탱크(110C)로 역류하지 않고, 제1 서브탱크(120C)의 내압이 상승하여 유량조정밸브(153a)의 조정에 의해 설정된 압력(예를 들어, 20kPa 정도)의 정압상태가 된다. 그 결과, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크가 잉크 하단의 제1 도출로(127a) 및 제2 도출로(126b)로부터 밀려나와 제1 프린터 헤드(60C)에 공급되고, 제1 프린터 헤드(60C)의 노즐로부터 유출하여 잉크트레이(180)에 보내진다.

이 때, 부압회로(141)에서는 기체이송펌프(160)의 흡입측 회로가 대기에 개방되어 있고, 기체이송펌프(160)는 흡입측에 부하가 거의 없는 상태로 운전된다. 이 때문에, 기체이송펌프의 흡기압이 떨어져서 토출효율이 떨어지는 일이 없고, 제 1 프린터 헤드(60C)의 잉크실에 확실하게 UV잉크를 충전할 수 있다. 더욱이, 기체이송펌프(160)를 일정 방향으로 회전작동시킨 채로 부압제어밸브(145)와 정압제어밸브(155)를 함께 온으로 하는 간편한 제어에 의해, 제1 서브탱크(120C)를 감압상태로부터 가압상태로 간단하게 전환할 수 있다.

이러한 프린터 헤드 잉크충전처리는, 제1 프린터 헤드(60C)의 잉크실이 빈 상태인 경우에도, 잉크실에 UV잉크가 가득차서 헤드 아랫면의 노즐로부터 UV잉크가 유출할 때까지 계속된다. 예를 들어, 잉크실이 빈 상태인 제1 프린터 헤드(60C)에 제1 서브탱크(120C)의 가압에 의해 UV잉크를 공급하고, 일정 정도 노즐로부터 유출시키는데 필요한 시간에 근거하여, 이 처리를 계속하는 시간을 타이머 설정함으로써(시간설정) 규정하거나, 혹은 잉크저장실(123)에 저장된 UV잉크가 유출하여 액면검출용 플로우트(134)가 액면검출기판(135)에 설치된 로우검출센서(136L)에 검출될 때까지로 함으로써(잉크량) 규정할 수 있다.

프린터 헤드 잉크충전처리에 의해, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)로부터 제1 프린터 헤드(60C)의 노즐까지 UV잉크로 채워지고, 이 경로 안에 기포가 존재하였을 경우에는 그 기포가 노즐로부터 밀려나가서, 제1 서브탱크(120C)로부터 제1 프린터 헤드(60C)의 노즐까지 UV잉크로 채워진 상태가 되어, 다음 처리(서브탱크 충전처리)가 실행된다. 한편, 이 때 합류회로 개폐밸브(175)는 제1 합류회로 개폐밸브(175C)를 제외하고 폐지상태이며, 제2 ~ 제4 서브탱크의 내압은 초기의 설정부압으로 유지되고 있다.

이어서, 정압회로(151)를 차단하여 서브탱크 감압부(140)에 의해 제1 서브탱 크(120C)의 내압을 부압상태로 감압하고, 감압된 제1 서브탱크(120C)에 잉크이송부(115)에 의해 제1 메인탱크(110C)로부터 잉크를 이송하여, 제1 서브탱크(120C)에 잉크를 충전한다(서브탱크 잉크충전처리). 즉, 컨트롤 유닛(80)은, 정압제어밸브(155)를 오프로 하여 라인(157c)과 라인(157d)의 연결을 차단하고, 라인(157c)을 라인(157x)에 접속하여, 기체이송펌프(160)의 토출측 회로를 대기에 개방한다. 또한, 부압제어밸브(145)도 오프로 하여, 라인(147c)과 라인(147d)을 연결상태로 하고, 기체이송펌프(160)의 흡입구(161)와 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)을 접속한다.

이러한 전환제어에 의해, 정압회로(151)에서 기체이송펌프(160)와 제1 서브탱크(120C)의 접속이 차단되는 한편, 부압회로(141)에서 기체이송펌프(160)와 제1 서브탱크(120C)가 접속되어, 제1 서브탱크의 잉크저장실(123)의 공기가 제1 역류차단기구(200C), 라인(177C), 라인(177) 및 라인(147)을 통하여 기체이송펌프(160)에 흡인된다. 이 때문에, 제1 서브탱크(120C)의 내압이 떨어지고, 정압상태로부터 부압상태로 변한다. 컨트롤 유닛(80)은, 압력센서(144)에 의해 검출되는 압력이 소정 이하(예를 들어, -0.8kPa 이하)의 부압이 되었을 때 액체이송펌프(118C)를 기동시키고, 액면검출용 플로우트(134)가 하이검출센서(136H)에 의해 검출되었을 때 액체이송펌프(118C)를 정지시킨다. 이에 의해, 제1 메인탱크(110C)에 저장된 UV잉크가 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 공급되고, 제1 서브탱크(120C)의 잉크저장실(123)에 충전기준높이까지 UV잉크가 충전된다.

계속하여, 압력센서(144)에 의해 검출되는 제1 서브탱크(120C)의 내압이 설 정부압 근방(예를 들어, -1.0kPa 정도)에 도달할 때까지 감압되고, 이 압력 이하가 되었을 때, 지금까지 폐지되었던 제2 ~ 제4 합류회로 개폐밸브(175M，175Y，175K)를 온으로 하여 밸브를 개방하여, 제1 ~ 제4 서브탱크 모두가 설정부압의 부압상태로 보유되게 하고(부압유지처리), 잉크충전을 종료한다. 이에 의해, 조작패널(88)에서 선택된 제1 프린터 헤드(60C)에 잉크가 충전되고, 제1 서브탱크를 포함하는 모든 서브탱크가 소정의 설정부압으로 설정되어 대기(待機) 유지된다. 한편, 잉크충전처리가 복수의 프린터 헤드에 대하여 실행되는 경우에도, 처리가 실행되는 합류개폐밸브를 온으로 하여 상기와 마찬가지로 처리된다.

이어서, 본 발명에 따른 잉크공급장치(100)의 역류차단기구에 있어서, 상술한 역류차단기구(200)와 다른 실시예인 역류차단기구(300)에 대하여 설명한다. 한편, 아래의 설명에서 상기 잉크공급장치(100)의 구성부재와 동일한 구성부재에는 같은 부호를 사용하고 설명을 생략한다.

역류차단기구(300)는, 잉크공급장치(100)에서의 합류회로 개폐밸브(175)와 서브탱크(120) 사이에서 제1 ~ 제4 서브탱크(120C, 120M, 120Y, 120K)에 대응하여 각각 설치되어 있으며, 도 10에 나타내는 바와 같이, 서브탱크(120)의 윗면쪽에서 천장벽(121t)의 기체도입로에 접속하도록 형성된 차단기구 커넥터(109)에 직접 설치된다. 역류차단기구(300)는, 착탈기구(302b)를 가지고 차단기구 커넥터(109)에 착탈가능하게 설치되는 하우징(302)과, 하우징(302) 안에 형성된 내부공간(301)에 상하이동 가능하게 수용되며, 이 내부공간 안에 유입한 UV잉크의 액면과 함께 상하이동하는 역류차단용 플로우트(303)를 주체로 형성된다. 한편, 도 10에서는, 하우 징(302) 안의 구성을 나타내기 위하여, 하우징(302)을 2점쇄선으로 가상적으로 도시하고 있다.

하우징(302)에는 상하로 뻗어 하우징(302)의 아랫면으로 개구한 내부공간(301)이 형성되어 있으며, 이 하단 개구에 원기둥형상의 실드부재(304)가 끼워져서 내부공간(301)이 밀폐상태로 유지된다. 하우징(302)의 상부에는 합류회로 개폐밸브(175)와 이어지는 라인(177)이 접속되고, 합류회로(171)와 하우징의 내부공간(301)이 하우징(302)을 상단면으로부터 내부공간(301)까지 상하로 관통하는 도입로(302a)를 통하여 접속된다. 실드부재(304)는, 내부공간(301)을 밀폐상태로 유지하는 동시에, 역류차단기구(300)를 차단기구 커넥터(109)에 설치하였을 때, 차단기구 커넥터(109)의 윗면에 맞닿아서 이 맞닿음부로부터 공기가 새는 것을 방지하며, 내부공간(301)과 차단기구 커넥터(109)가 실드부재(304)를 상하로 관통하는 도출로(304a)를 통하여 접속된다.

하우징(302)의 내부공간(301)에는, 실드부재(304)의 윗면에, 상하로 개구한 원통형상의 지지부재(305)가 설치되고, 이 지지부재(305) 위에 역류차단용 플로우트(303) 및 가이드부재(306)가 설치되어 있다. 지지부재(305)의 측면에는, 그 측면을 관통하는 동시에 위쪽으로 개구한 관통슬릿(305a)이 형성되며, 통상시에는(역류한 UV잉크가 내부공간(301) 안에 저장되어 있지 않을 때에는) 이 관통슬릿(305)을 통하여 하우징의 내부공간(301)과 실드부재(304)의 도출로(304a)가 연결되어 있다.

역류차단용 플로우트(303)는 UV잉크에 뜨는 재료를 이용하여 구형상으로 형성되며, 지지부재(305)의 관통슬릿(305a)의 상단 개구를 밀봉하도록 지지부재(305) 위에 놓여져 있다. 한편, 역류차단용 플로우트(303)의 직경은 하우징 도입로(302a)의 직경보다 크게 형성되어 있다. 가이드 부재(306)는 격자형상 틀을 이용하여 원통형상으로 형성되고, 내부에 역류차단용 플로우트(303)를 수용하여 지지부재(305)의 윗면으로부터 하우징 도입로(302a)의 하단 개구 근방까지 뻗어 설치되어 있으며, 역류차단용 플로우트(303)의 상하이동을 가이드(안내)하도록 되어 있다.

이상과 같이 구성되는 역류차단기구(300)에 있어서, 상술한 바와 같이 서브탱크(120)에서의 잉크저장실(123) 안의 역류방지부(132)가 기능하지 않아서 천장벽(121t)의 기체유입로로부터 차단기구 커넥터(109)를 통하여 유출한 UV잉크는, 이 차단기구 커넥터(109)에 접속된 실드부재(304)의 도출로(304a)를 통하여 하우징(302) 안으로 유입하고, 처음에는 지지부재(305)에 형성된 관통슬릿(305a)의 측면 개구를 통하여 하우징의 내부공간(301)에 저장된다. 그리고, 내부공간(301) 안의 UV잉크의 액면이 지지부재(305)의 상단부를 넘으면, 역류차단용 플로우트(303)가 지지부재(305)의 상단 개구를 통하여 내부공간(301) 안으로 유입하려는 UV잉크에 밀려올라가서 UV잉크의 액면 상승과 함께 가이드 부재(306)에 가이드되어 상승하고, 하우징 도입로(302a)의 하단 개구 근방에 맞닿아서 그 하단 개구를 밀봉한다.

이와 같이, UV잉크가 서브탱크(120)로부터 역류하여 역류차단기구(300)에 도달하였을 때는, 역류차단용 플로우트(303)가 내부공간(201) 안의 UV잉크의 액면과 함께 상승하여, 하우징 도입로(302a)의 하단 개구가 역류차단용 플로우트(303)에 의해 밀봉되기 때문에, UV잉크가 도입로(302a)로부터 합류회로 개폐밸브(175)를 향 하여 유출하지 않고, 역류차단기구(300)에서 확실하게 UV잉크의 역류를 차단할 수 있다. 한편, 역류차단기구(300)는 서브탱크(120)에 형성된 차단기구 커넥터(109)에 직접 설치되기 때문에, 서브탱크(120)로부터 역류한 UV잉크가 바로 역류차단기구(300)에 도달하고, 역류차단기구(300)에서 상기와 같이 잉크의 역류가 차단되기 때문에, 이 역류한 UV잉크에 의한 라인(177) 손상이 일어나지 않는다. 그 때문에, 잉크의 역류가 발생하였을 경우에 오염되어 부득이하게 교환되는 부품개수가 줄어들고, 그 결과 프린터 장치(P)의 보수유지 비용의 삭감으로 이어지는 효과를 얻을 수 있다. 한편, 구형상으로 형성된 역류차단용 플로우트(303)는, 다른 부재(예를 들어, 지지부재(306)나 하우징(302))와의 맞닿음면이 작기 때문에, 역류차단용 플로우트(303)가 다른 부재에 부착하지 않고, 확실하게 역류차단 작동을 할 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였는데, 본 발명의 범위는 상술한 실시예에서 나타낸 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 상술한 실시예에서는, 본 발명을 적용한 잉크젯 프린터의 일례로서, 플래튼 위에 보유된 인쇄매체에 대하여 프린터 헤드(캐리지)를 수평면 안의 직교2축 중 1축(Y축) 방향으로 왕복이동시키는 동시에, 플래튼 위에 인쇄매체를 다른 일축(X축) 방향으로 반송하여 인쇄를 하는 잉크젯 프린터를 나타내었는데, 지지테이블 위에 고정보유된 인쇄매체에 인쇄를 하는 구성(이른바, 평판(flatbed)형)의 잉크젯 프린트나, CD 등의 인쇄매체를 팔렛 위에 놓고, 그 팔렛을 벨트 컨베어로 반송하면서 인쇄하는 구성의 잉크젯 프린터에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 적용예로서 나타내는 프린터 장치를 비스듬히 전방에서 본 외관사시도이다.

도 2는 상기 프린터 장치를 비스듬히 후방에서 본 외관사시도이다.

도 3은 상기 프린터 장치에서의 장치본체의 주요부의 구성을 나타내는 정면도이다.

도 4는 상기 프린터 장치에서의 캐리지 주변을 나타내는 사시도이다.

도 5는 잉크공급장치의 계통도이다.

도 6은 캐리지에 설치된 서브탱크 및 역류차단기구를 나타내는 외관사시도이다.

도 7은 잉크공급장치의 개요블록도이다.

도 8은 본 발명에 따른 역류차단기구의 구성을 나타내는 도면으로, (a)는 역류차단기구의 측면도(일부 생략), (b)는 역류차단기구의 사시도(일부 생략)이다.

도 9의 (a)는 도 8의 (a)에서의 화살표 IX-IX에서 본 역류차단기구의 단면도이고, (b)는 역류차단기구에서의 역류차단용 플로우트가 위로 이동된 상태를 나타내는 역류차단기구의 측면도(일부 생략)이다.

도 10은 본 발명에 따른 제2 역류차단기구의 측면도(일부 생략)이다.

**부호의 설명**

P: 프린터 장치(잉크젯 프린터)

60: 프린터 헤드(60C: 제1 프린터 헤드, 60M: 제2 프린터 헤드, 60Y: 제3 프 린터 헤드, 60K: 제4 프린터 헤드)

100: 잉크공급장치

109: 차단기구 커넥터(기체도입포트)

110: 메인탱크(110C: 제1 메인탱크, 110M: 제2 메인탱크, 110Y: 제3 메인탱크, 110K: 제4 메인탱크)

115: 잉크이송부(잉크이송수단)

120: 서브탱크(120C: 제1 서브탱크, 120M: 제2 서브탱크, 120Y: 제3 서브탱크, 120K: 제4 서브탱크)

140: 서브탱크 감압부(압력제어수단)

150: 서브탱크 가압부(압력제어수단)

160: 기체이송펌프(압력제어수단)

171: 합류회로(기체유로)

200: 역류차단기구(200C: 제1 역류차단기구, 200M: 제2 역류차단기구, 200Y: 제3 역류차단기구, 200K: 제4 역류차단기구)(역류차단수단, 역류차단장치)

201: 내부공간(기체유통공간)

202: 하우징(하우징 부재)

203: 역류차단용 플로우트(플로우트 부재)

204a: 도입로(제1 기체도입로)

205a: 도출로(제2 기체도입로)

300: 역류차단기구(역류차단수단, 역류차단장치)

301: 내부공간(기체유통공간)

302: 하우징(하우징 부재)

302a: 도입로(제1 기체도입로)

303: 역류차단용 플로우트(플로우트 부재)

304a: 도출로(제2 기체도입로)

Claims (5)

1. 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 접속되고 잉크가 저장된 서브탱크;

   상기 서브탱크에 접속되고 상기 서브탱크에 공급하는 잉크가 저장된 메인탱크;

   상기 메인탱크에 저장된 잉크를 상기 서브탱크로 이송하는 잉크이송수단; 및

   상기 서브탱크의 내압을 조정하는 압력제어수단;을 구비한 잉크젯 프린터의 잉크공급장치에 있어서,

   상기 압력제어수단과 상기 서브탱크를 연결하고 상기 압력제어수단에 의해 상기 서브탱크의 내압을 조정하기 위한 기체유로에 설치되며, 상기 압력제어수단에 의해 상기 기체유로를 통하여 상기 서브탱크의 내압이 부압상태로 감압되어 상기 서브탱크에 저장된 잉크가 상기 기체유로로 유출하였을 때, 상기 기체유로를 폐쇄하여 상기 압력제어수단측으로의 잉크 유입을 차단하는 역류차단수단을 구비하며,

   상기 역류차단수단은, 상기 서브탱크에 설치되고 상기 서브탱크측의 상기 기체유로를 이루는 기체도입포트에 연결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 역류차단수단은,

   내부에 기체유통공간이 형성되는 동시에, 상기 압력제어수단측의 상기 기체유로가 접속되고 상기 기체유통공간의 상부에서 상기 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제1 기체도입로, 및 상기 서브탱크측의 상기 기체유로가 접속되고 상기 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제2 기체도입로가 형성된 하우징 부재; 및

   상기 기체유통공간 안에 설치되며, 상기 기체유통공간에 잉크가 유입하였을 때 잉크에 대한 부력을 받아서 상하이동하는 플로우트 부재;를 가지고,

   상기 플로우트 부재가, 상기 제2 기체도입로를 통하여 상기 기체유통공간에 유입한 잉크의 액면 상승에 따라 위로 이동하였을 때, 상기 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구를 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크공급장치.
3. 삭제
4. 잉크를 토출하는 프린터 헤드에 접속되고 잉크가 저장된 서브탱크와, 상기 서브탱크에 접속되고 상기 서브탱크에 공급하는 잉크가 저장된 메인탱크와, 상기 메인탱크에 저장된 잉크를 상기 서브탱크로 이송하는 잉크이송수단과, 상기 서브탱크의 내압을 조정하는 압력제어수단을 구비한 잉크젯 프린터의 잉크공급장치에 있어서, 상기 압력제어수단과 상기 서브탱크를 연결하고 상기 압력제어수단에 의해 상기 서브탱크의 내압을 조정하기 위한 기체유로에 설치되는 역류차단장치로서,

   내부에 기체유통공간이 형성되는 동시에, 상기 압력제어수단측의 상기 기체유로가 접속되고 상기 기체유통공간의 상부에서 상기 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제1 기체도입로, 및 상기 서브탱크측의 상기 기체유로가 접속되고 상기 기체유로와 상기 기체유통공간을 연결시키는 제2 기체도입로가 형성된 하우징 부재; 및

   상기 기체유통공간 안에 설치되며, 상기 기체유통공간에 잉크가 유입하였을 때 잉크에 대한 부력을 받아서 상하이동하는 플로우트 부재;를 구비하고,

   상기 플로우트 부재가, 상기 제2 기체도입로를 통하여 상기 기체유통공간에 유입한 잉크의 액면 상승에 따라 위로 이동하였을 때, 상기 제1 기체도입로의 기체유통공간측 개구를 밀봉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 역류차단장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 하우징 부재는, 상기 서브탱크에 설치되고 상기 서브탱크측의 상기 기체유로를 이루는 기체도입포트에 연결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 역류차단장치.

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