KR102301582B1 - 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부 - Google Patents

잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부 Download PDF

Info

Publication number
KR102301582B1
KR102301582B1 KR1020210022168A KR20210022168A KR102301582B1 KR 102301582 B1 KR102301582 B1 KR 102301582B1 KR 1020210022168 A KR1020210022168 A KR 1020210022168A KR 20210022168 A KR20210022168 A KR 20210022168A KR 102301582 B1 KR102301582 B1 KR 102301582B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ink
storage container
ink storage
circulation
head
Prior art date
Application number
KR1020210022168A
Other languages
English (en)
Inventor
박소현
Original Assignee
주식회사 고산테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 고산테크 filed Critical 주식회사 고산테크
Priority to KR1020210022168A priority Critical patent/KR102301582B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102301582B1 publication Critical patent/KR102301582B1/ko
Priority to CN202111473536.1A priority patent/CN114953749A/zh
Priority to US17/457,087 priority patent/US11654691B2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17596—Ink pumps, ink valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17553—Outer structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18—Ink recirculation systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19—Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/20—Ink jet characterised by ink handling for preventing or detecting contamination of compounds

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)

Abstract

본 발명은 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 관한 것으로, 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 구비한 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 잉크를 저장하는 저장부로서, 잉크가 저장되는 공간이 형성된 잉크 저장용기; 잉크 저장용기에 저장된 잉크를 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 헤드 공급관; 잉크젯 헤드에서 남은 잉크를 잉크 저장용기로 회수시키기 위한 헤드 회수관; 잉크 저장용기에 연결된 일단으로 잉크가 유출되고 잉크 저장용기에 연결된 타단으로 다시 잉크가 주입되는 순환관; 및 잉크를 이송하기 위하여 상기 순환관에 설치된 순환펌프를 포함하며, 상기 순환관을 통해서 잉크 저장용기로 다시 주입되는 잉크의 흐름에 의해서 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 잉크 저장용기에 저장된 잉크를 순환시켜 재 주입하여 교반을 위한 흐름을 형성함으로써, 잉크 저장용기 내부에 교반기를 설치하지 않아도 잉크를 교반하여 분산성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부{INK STORAGE UNIT CAPABLE OF STIRRING INK BY INK CIRCULATION}
본 발명은 잉크젯 프린터에서 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 저장하는 저장부에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 산업분야에서 사용되는 잉크젯 프린터에 적용되는 잉크 저장부에 관한 것이다.
본 발명은 중소벤처기업부의 재원으로 창업진흥원의 2020년 팁스 창업사업화 창업기업 사업의 지원을 받아 수행한 과제임(No.10346894)
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 저장부의 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 저장부 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 물질와 같이 분산성 유지가 어려운 물질의 사용이 증가하고 있다. 나아가 PZT 을 잉크젯 프린팅을 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 저장부로 되돌려서 순환시켜서 분산성을 유지하는 기술이 개발되었으나, 잉크 저장부에 저장된 잉크의 분산성을 유지하는 것은 여전히 중요한 문제이다. 그에 따라서 잉크 저장부에 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 대한민국 공개특허 10-2006-0135163 대한민국 등록특허 10-2097587 대한민국 공개특허 10-2020-0005584 대한민국 등록특허 10-1989375 일본 공개특허공보 특개2012-016823호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 잉크 저장공간에 교반기를 설치하지 않고도 잉크를 교반하여 분산성을 유지할 수 있는 잉크 저장부를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부는, 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 구비한 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 잉크를 저장하는 저장부로서, 잉크가 저장되는 공간이 형성된 잉크 저장용기; 잉크 저장용기에 저장된 잉크를 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 헤드 공급관; 잉크젯 헤드에서 남은 잉크를 잉크 저장용기로 회수시키기 위한 헤드 회수관; 잉크 저장용기에 연결된 일단으로 잉크가 유출되고 잉크 저장용기에 연결된 타단으로 다시 잉크가 주입되는 순환관; 및 잉크를 이송하기 위하여 상기 순환관에 설치된 순환펌프를 포함하며, 상기 순환관을 통해서 잉크 저장용기로 다시 주입되는 잉크의 흐름에 의해서 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 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 저장부에 대한 기술을 개발하여 출원하였으나, 적용될 수 있는 저장부의 형태가 제한적이었다. 최근 디스플레이 장치 등의 제조에 사용되는 산업용 잉크젯 프린트의 경우, 잉크 저장부를 설치하기 위한 공간의 폭이 좁아서 높이(수직방향의 길이)가 길어지는 형태로 잉크 저장부를 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 교반기를 사용하지 않고 잉크 저장부의 내부에 저장된 잉크의 자체적인 순환을 통해 잉크에 분산된 입자의 분산성을 유지하기 때문에, 교반기 설치를 위하여 저장부의 형태가 제한되지 않으며, 폭이 좁고 높이가 높은 형태의 저장부에 대해서도 적용이 가능하다.
나아가 교반기를 적용하는 경우, 교반기를 회전시키기 위한 힘을 전달하기 위하여 교반기의 형태가 제한되거나 동력 전달을 위한 특별한 구조가 필요하였고, 동력 전달을 위한 구조는 잉크 저장부의 기밀 구조를 해치지 않도록 매우 복잡한 형태로 구성되었으나, 본 발명은 교반기를 사용하지 않는 점에서 이러한 문제점이 발생하지 않는다.
상기 순환관에서 잉크가 잉크 저장용기도 다시 주입되는 주입구가 잉크 저장용기 바닥으로부터 소정 높이 이상 이격되어 위치하며, 상기 주입구로부터 주입되는 잉크가 하강하는 잉크의 흐름을 만들어 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 것이 바람직하다.
상기 헤드 회수관이 잉크 저장용기의 바닥에 연결되며, 헤드 회수관 단부의 회수구를 통해 주입되는 잉크가 상승하는 잉크의 흐름을 만들어 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 것이 바람직하다.
상기 잉크 보충관이 잉크 저장용기의 바닥에 연결되며, 잉크 보충관 단부의 보충구를 통해 주입되는 잉크가 상승하는 잉크의 흐름을 만들어 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 것이 바람직하다.
상기 잉크 저장용기는 측벽이 원통형이고, 바닥은 중심을 향하여 깊이가 점차 깊어지는 형태인 것이 바람직하다.
상기 헤드 회수관이 잉크 저장용기의 바닥에 연결되며, 헤드 회수관 단부의 회수구를 통해 주입되는 잉크가 바닥면을 향하여 주입됨으로써, 나선형으로 상승하는 잉크의 흐름을 만들어 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 것이 바람직하다.
상기 잉크 보충관이 잉크 저장용기의 바닥에 연결되며, 잉크 보충관 단부의 보충구를 통해 주입되는 잉크가 상승하는 잉크의 흐름을 만들어 잉크 저장용기에 저장된 잉크가 교반되는 것이 바람직하다.
상기 잉크 보충관에는 잉크 저장용기의 내부를 비우기 위한 드레인관이 연결될 수 있다.
상기 순환관에는 미세 기포와 잉크에 용해된 기체를 제거하는 탈기장치가 설치될 수 있다.
상기 순환관에는 미세 기포와 불순물을 제거하기 위한 필터가 설치될 수 있다.
상기 잉크 저장용기 내부에는 관통공이 형성된 격벽이 설치될 수 있으며, 관통공은 원형이거나 수직 또는 수평 방향으로 길게 형성된 슬릿 형태일 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 잉크 저장용기에 저장된 잉크를 순환시켜 재 주입하여 교반을 위한 흐름을 형성함으로써, 잉크 저장용기 내부에 교반기를 설치하지 않아도 잉크를 교반하여 분산성을 유지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 순환관을 통하여 잉크가 하강하는 흐름을 형성하되, 헤드 회수관과 잉크 보충관을 통해서 상승 흐름을 보강함으로써, 상부와 하부의 잉크를 순환시켜 교반할 수 있는 효과가 있다.
나아가 중심을 향하여 아래쪽으로 좁아지는 바닥면의 형태에서 헤드 회수관으로 회수되는 잉크를 바닥면을 향하여 주입하여 나선형 흐름을 형성함으로써, 잉크 저장용기 내부의 잉크를 회전하여 교반할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기의 구조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 순환관을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 헤드 순환을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 원통형의 측면벽을 따라서 회전하는 잉크의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 잉크 보충관을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 구조를 나타내는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 순환관을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
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 특별이 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 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 구조를 나타내는 모식도이다.
본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 잉크 저장부는 잉크 저장용기(100), 헤드 공급관(210), 헤드 회수관(220), 헤드 순환 펌프(230), 순환관(310), 순환펌프(330) 및 잉크 보충관(400)을 포함한다.
잉크 저장용기(100)는 내부에 잉크가 저장되는 구성요소이며, 잉크를 내부로 유입하고 유출하기 위한 복수의 관과 연결되고, 각 관 다양한 재질로 제작될 수 있다. 잉크 저장용기(100)의 형태는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명은 잉크가 저장되는 저장 공간의 형태가 폭이 좁고 높이가 높은 형태인 경우에 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. 본 발명은 교반기를 설치하기 어려운 폭이 좁고 높이가 높은 저장 공간의 구조에서 내부에 저장된 잉크의 자체적인 순환을 통해 잉크에 분산된 입자의 분산성을 유지할 수 있는 뛰어난 효과가 있다. 바람직하게는 잉크가 저장되는 저장 공간이 원통형인 경우에 저장 공간에 저장된 잉크의 유동에 의한 혼합 효율이 향상된다. 또한, 교반기를 사용하여 저장된 잉크를 교반하는 경우, 교반기 영향이 저장부의 전체에 미치지 못하는 특성상 잉크가 움직이지 않고 정체되는 부분이 발생하며, 잉크가 정체된 부분에 입자가 침전되는 문제가 발생한다. 본 발명은 저장된 잉크에 흐름을 부여함으로써 저장된 잉크 전체에 교반이 수행되도록 할 수 있었으며, 나아가 후술할 바닥면의 형태에 의해서 잉크가 정체되는 부분이 없도록 하였다.
한편, 도면에는 생략되어 있지만, 잉크젯 헤드(10) 내부의 잉크가 메니스커스 상태를 유지할 수 있도록 잉크 저장용기(100) 내부에 음압을 부여하도록 잉크 저장용기(100)의 내부 압력을 조절하는 압력제어장치가 연결된다. 압력제어장치에 의한 압력 조절을 위하여 잉크 저장용기(100)는 잉크가 이동하도록 연결된 각종의 관을 제외하면 기밀성을 유지하여야 한다. 잉크 저장용기(100)에 연결된 관들은 잉크가 채워져 있는 상태이거나 잉크가 이동할 때를 제외하면 막힌 상태이므로 잉크 저장용기(100) 내부의 기밀성이 유지될 수 있다. 잉크 저장용기(100)의 내부에 교반장치를 설치하는 경우, 잉크 저장용기의 기밀성을 유지하기가 어렵거나 기밀성을 유지하기 위하여 교반장치의 동력 전달구조가 복잡하게 구성되어야 하지만, 본 발명은 교반장치를 사용하지 않기 때문에 잉크 저장용기의 기밀성 유지를 위하여 장치의 구조가 복잡해지거나 장치의 제작비용이 상승하는 문제가 없다.
잉크 저장용기(100)에 연결된 헤드 공급관(210)은 잉크 저장용기(100)에 저장된 잉크를 잉크젯 헤드(10)로 공급하는 통로이며, 헤드 회수관(220)은 잉크젯 헤드(10)에 공급된 잉크 중에서 남은 잉크를 다시 잉크 저장용기(100)로 되돌려 회수하기 위한 통로이다. 잉크젯 헤드(10)로의 잉크를 공급하고 회수하는 헤드 공급관(210)과 헤드 회수관(220)으로 구성된 헤드 순환 라인에는 잉크의 이송을 위한 헤드 순환 펌프(230)가 설치된다. 헤드 순환 펌프(230)는 헤드 공급관(210)이나 헤드 회수관(220) 중의 하나에 선택적으로 설치될 수 있고, 양쪽에 모두 설치될 수도 있으나, 도 1에는 헤드 회수관(220)에 헤드 순환 펌프(230)를 설치한 경우로 도시하였다. 헤드 순환 펌프(230)는 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 잉크를 순환시킬 수 있는 모든 방식의 펌프를 적용할 수 있다. 예를 들면, 임펠러가 포함된 펌프를 사용하거나, 복수의 압전펌프를 사용하여 펌프 모듈을 구성하는 방법도 가능하고, 복수의 압전펌프를 직렬과 병렬로 연결한 뒤에 압전펌프를 선택적으로 가동하여 직렬 연결 구동이나 병렬 연결 구동 및 직렬과 병렬 연결이 모두 포함된 구동을 조절하는 것도 가능하다.
잉크 저장용기(100)에 저장된 잉크가 헤드 공급관(210)을 통해서 잉크젯 헤드(10)로 공급되었다가 잔류하는 잉크가 헤드 회수관(220)을 통해서 잉크 저장용기(100)로 회수되는 순환을 연속적으로 수행함으로써, 잉크의 지속적인 유동을 유발하여 잉크의 분산성을 높일 수 있다. 하지만 정밀하게 제어된 양만을 토출하는 잉크젯 헤드(10)와 연결된 헤드 순환 라인을 통한 잉크의 순환량은 소정의 범위로 제한될 수밖에 없으며, 헤드 순환 라인을 통한 잉크의 순환만으로는 양자점 물질보다 분산 유지력이 낮은 나노로드를 포함하는 잉크에 대한 충분한 분산성을 유지하기 어렵다. 이에 본 발명은 헤드 순환 라인을 통한 잉크의 흐름이 분산성을 높일 수 있는 새로운 방식을 적용하였으며, 이에 대해서는 추후에 더 자세하게 설명한다. 잉크 저장용기(100)의 저장 공간에는 헤드 공급관(210)과 헤드 회수관(220)이 연결되는 공급구와 회수구가 형성된다. 잉크 저장 공간의 바닥 또는 바닥에 가까운 곳에 헤드 공급구가 형성되고, 회수구의 위치는 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서는 잉크의 교반 효율을 높일 수 있는 회수구의 위치를 확인할 수 있었고, 이에 대해서는 추후에 더 자세하게 설명한다.
순환관(310)은 잉크 저장용기(100)에 연결되며, 잉크 저장용기(100)의 저장공간에 저장된 잉크를 외부로 유출하였다가 다시 잉크 저장용기(100)로 주입하는 순환라인이며, 순환관(310)에는 잉크의 이송을 위한 순환펌프(330)가 설치된다. 순환펌프(330)는 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 잉크를 순환시킬 수 있는 모든 방식의 펌프를 적용할 수 있다. 앞서 설명한 헤드 순환 펌프(230)와 동일 또는 유사한 형태를 적용하는 것도 가능하고, 헤드 순환 펌프(230)와는 다른 구조와 형태로 구성하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 잉크 저장부는 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 저장부에 저장된 잉크를 외부로 순환하여 다시 잉크 저장부로 주입하는 과정에서 잉크 저장부에 저장된 잉크가 내부에서 움직이면서 교반되어 분산성을 유지하도록 하는 것이며, 잉크 저장 공간의 내부에서 교반장치를 이용하여 교반하는 것과는 차이가 있다. 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에서 잉크젯 헤드로 공급함에 있어서, 종래에는 일방향으로 공급만을 수행하였으나, 최근에는 잉크젯 헤드에서 토출되지 않은 잔류 잉크를 다시 잉크 저장부로 회수하도록 구성함으로써 잉크 저장부에서 외부로 잉크가 순환되는 구조가 개발되었다. 이러한 잉크젯 헤드로의 공급과 회수를 통한 순환 라인을 통해서 잉크를 순환시키는 방법으로 잉크를 지속적으로 유동시킴으로써 잉크의 분산성을 유지하려는 기술도 함께 개발되었다. 하지만 정밀한 잉크 토출이 수행되는 잉크젯 헤드와 연결된 라인을 통해서 이동시킬 수 있는 잉크의 유량이 한정적이기 때문에, 잉크의 분산성을 유지하기에는 한계가 있었다. 본 발명은 잉크젯 헤드와 연결된 순환 라인에 추가하여 별도의 외부 순환 라인을 설치하고, 외부 순환으로 다시 잉크 저장 공간으로 유입되는 잉크에 의해서 잉크 저장 공간 내부에 잉크가 유동하면서 교반이 수행되어 잉크의 분산성을 유지하는 점에 특징이 있다.
또한, 본 발명은 잉크 저장부에 저장된 잉크를 순환시키는 구성이므로, 잉크 저장부에 잉크를 공급하기 위한 버퍼 저장부와 외부에서 버퍼 저장부로 잉크를 공급하는 외부 잉크탱크 사이에서 잉크를 순환함으로써 잉크 저장부로 추가 공급되는 잉크가 분산성을 유지하도록 하는 기술과는 차이가 있다. 버퍼 저장부와 외부에서 버퍼 저장부로 잉크를 공급하는 외부 잉크탱크 사이에서 잉크를 순환하는 구조는 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 본 발명과 함께 적용될 수 있다.
잉크 저장용기(100)의 저장 공간에는 순환관(310)이 연결되어 잉크가 유출되는 유출구와 순환된 잉크가 다시 주입되는 주입구가 형성된다. 본 실시예는 순환관(310)을 통해서 잉크 저장용기(100)로 재주입되는 잉크에 의해서 잉크 저장공간에 저장된 잉크의 내부에서 움직여 교반이 일어나도록 하는 점에 특징이 있으며, 잉크 저장공간에 저장된 잉크를 움직여 교반시킬 수 있을 정도의 적절한 세기로 잉크를 주입하여야 한다. 잉크를 재주입하는 세기는 순환펌프(330)를 통해서 조절할 수 있으며, 이때 잉크가 주입되는 세기를 강화할 수 있는 위치에 유출구와 주입구를 형성하는 것이 바람직하다. 유출구와 주입구의 위치에 대해서는 추후에 더 자세하게 설명한다.
본 발명의 순환관(310)은 잉크 저장부에 저장된 잉크를 순환시켜 재주입하는 기능을 수행하며, 이때 순환관(310)에 탈기장치(340)를 설치하면 잉크의 품질을 유지할 수 있는 효과가 있다.
탈기장치(340)는 잉크에 포함된 미세기포를 제거할 뿐만이 아니라 용존 산소 등과 같이 잉크에 용해된 기체를 제거하여 잉크의 품질을 유지하는 장치이다. 잉크 저장용기(100)는 내부 압력 조절을 위하여 밀폐된 구조를 가지고 있지만, 내부가 진공상태인 것은 아니므로 잉크는 내부의 기체와 접촉하게 된다. 또한 잉크 저장용기(100)로 잉크를 투입하기 전에 잉크를 보관하는 버퍼 저장부나 외부의 잉크 탱크에 보관된 상태에서도 잉크는 대기와 접촉하게 된다. 대기와 접촉된 잉크에는 대기 중에 포함된 기체들이 용해되며, 대기 중에 포함된 산소가 용해된 용존 산소 등의 물질은 잉크의 품질을 낮추는 원인이 된다. 특히 양자점 물질이나 나노로드가 포함된 잉크에서 양자점 물질과 반도체 재질의 나노로드는 잉크에 포함된 용존 산소로 인하여 산화 등의 문제가 발생한다. 탈기장치(degaser)는 반도체 제조 설비 또는 이차전지 제조 설비에서 사용되는 장치를 적용할 수 있으며, 잉크젯 프린팅에 사용되는 잉크의 특성에 맞춰서 조절이 가능하다.
또한, 잉크젯 프린터에서는 헤드의 노즐을 통해 잉크 액적을 방출하기 때문에 방출되는 액적의 사이에 노즐을 통해 공기가 유입될 수 있고, 잉크를 보충하는 과정에서 잉크 중으로 공기가 유입된다. 이외에도 다양한 이유로 잉크에 유입된 공기는 큰 기포 형태로 존재할 수도 있지만, 대부분은 매우 작은 미세 기포 형태로 잉크에 퍼진다. 잉크에 존재하는 기포는 노즐을 막는 등의 문제를 일으키며, 큰 기포는 다양한 문제를 발생시키지만 제거가 용이한 반면, 크기가 작은 미세 기포는 그 자체로는 문제를 발생시키지 않지만 제거가 어렵다. 잉크에 존재하는 미세 기포는 크기가 작아서 잉크젯 프린터에 문제를 일으키지 않지만, 미세 기포가 많아지면 미세 기포들이 서로 뭉쳐서 큰 기포가 형성되면서 문제가 발생한다. 따라서 미세 기포들이 누적되어 뭉치지 않도록 지속적으로 제거해줄 필요가 있다. 본 발명의 탈기장치(340)는 용해된 기체와 미세 기포를 제거함으로써 잉크 내부에서 뭉쳐진 큰 기포에 의한 문제가 발생하는 것을 방지한다.
추가적으로 필터(342)를 설치할 수 있으며, 필터(342)는 잉크 내부에 포함된 미세 기포 및/또는 불순물을 제거하는 기능을 수행한다. 도시된 것과 같이 잉크가 필터를 지나서 탈기장치(340)로 향하도록 구성할 수 있고, 필터(342)의 위치는 이에 제한되는 것은 아니다. 필터(342)와 탈기장치(340)가 분리되어 각각 설치될 수도 있고 필터(342)와 탈기장치(340)를 묶어서 모듈화하는 것도 가능하다.
필터(342)도 미세 기포를 제거할 수 있기 때문에, 본 실시예의 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부는 탈기장치()와 필터()에 의한 미세 기포 제거가 함께 수행되어 미세 기포 제거 효율이 뛰어나며, 이를 통해 잉크에 포함된 기포에 의해 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이때, 탈기장치와 필터는 잉크에 포함된 양자점 물질이나 나노로드와 같은 입자들에는 영향을 미치지 않는 설비로 구성될 수 있으며, 순환관(310)으로 이동되는 잉크는 입자가 분산된 상태에서 순환되는 것이 바람직하다.
잉크 보충관(400)은 잉크젯 프린팅에 의해서 잉크젯 헤드(10) 외부로 토출되어 점차 줄어드는 잉크를 보충하기 위하여 잉크 저장용기(100)에 연결된다. 잉크 보충관(400)은 내부 압력 제어가 용이하도록 중간에 임시로 잉크를 저장하는 버퍼 저장부에 연결되어 버퍼 저장부에 임시 저장된 잉크를 잉크 저장용기(100)로 공급할 수 있다. 잉크 보충관(400)은 장치 외부에서 잉크를 저장하는 외부 저장탱크에 직접 연결되어 외부 저장탱크에 저장된 잉크를 잉크 저장용기(100)로 공급할 수도 있다.
잉크 보충관(400)이 연결되는 위치는 특별히 제한되지 않으며, 도시된 실시예에서는 저장공간에 저장된 잉크 내부의 유동에 의한 교반이 수행될 수 있도록 잉크 저장용기(100)의 바닥면에 연결하였고, 이에 대해서는 추후에 더 자세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 전체 구조를 통해서, 잉크젯 헤드(10)로의 순환 라인과 함께 잉크 저장용기(100)의 외부로 잉크를 순환시켜서 재주입하는 순환라인을 구비함으로써, 기밀 상태인 잉크 저장용기(100)의 내부에 저장된 잉크가 자체적으로 교반되어 분산성을 유지할 수 있도록 저장된 잉크 내부에서의 움직임을 부여하는 특징에 대하여 설명하였다.
이하에서는 잉크 저장용기(100)에 다수의 관이 연결된 구성 및 그에 따른 작용효과에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기의 구조를 설명하기 위한 모식도이다.
본 실시예의 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기(100)에는 헤드 공급관(210), 헤드 회수관(220), 순환관(310) 및 잉크 보충관(400)이 연결된다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 헤드 공급관(210), 헤드 회수관(220), 순환관(310) 및 잉크 보충관(400)이 동일 평면상에 위치하는 것으로 단순화하였지만 각 관이 연결되는 위치는 동일 평면상에 위치하지 않을 수도 있다.
본 실시예에서 잉크 저장용기(100)는 측면벽은 원통형으로 구성되고 바닥면은 중심을 향하여 점점 깊어지는 역 고깔형 또는 역 원추형 내면으로 구성된다. 이러한 바닥 구조로 인하여 저장공간에 저장된 잉크가 교반되는 경우에 잉크가 정체되는 부분이 생기지 않으며, 잉크가 정체된 부분에 입자가 침전되는 문제도 발생하지 않는다. 헤드 공급관(210)과 헤드 회수관(220) 및 잉크 보충관(400)이 바닥면에 연결되며, 순환관(310)은 한쪽 끝은 바닥면에 연결되고 다른 쪽 끝은 잉크 저장용기(100)의 상부를 관통하여 내부로 삽입 설치된다. 순환관(310)이 연결되는 위치는 특별히 제한되지 않고 다양하게 구성할 수 있으나, 도시된 실시예는 저장된 잉크의 흐름을 부여하기 위하여 선택된 경우이며, 이에 대해서는 뒤에서 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 순환관을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
순환관(310)은 양단이 각각 잉크 저장용기(100)에 연결되며, 잉크 저장용기(100)에는 순환관(310)이 연결된 한쪽 끝에 잉크가 유출되는 유출구(131)가 형성되고 다른 쪽 끝에 잉크가 재주입되는 주입구(132)가 형성된다.
유출구(131)를 통해서 순환관(310)으로 유출된 잉크는 주입구(132)를 통해서 잉크 저장용기(100) 내부로 다시 주입되며, 이때 주입구(132)로 다시 주입되는 잉크의 흐름에 의해서 잉크 저장용기(100)에 저장된 잉크에 흐름이 발생함으로써 자체적으로 교반이 수행된다. 재주입되는 잉크에 의해서 교반이 수행될 정도의 흐름을 형성하기 위해서는 주입 세기가 충분해야 하며, 주입구(132)를 통해서 주입되는 잉크의 세기는 순환관(310)에 설치된 순환펌프(330)에 의해서 얻어진다. 이때, 앞서 살펴본 것과 같이, 주입구(132)가 형성된 순환관(310)의 단부가 잉크 저장용기(100)의 상부를 관통하여 삽입되면, 순환펌프(330)에 의한 잉크의 흐름과 함께 중력에 더해져서 주입구(132)로 주입되는 잉크의 주입 세가 더 강해진다. 도시된 것과 같이, 순환관(310)의 단부가 잉크 저장용기(100)의 상부를 관통하여 삽입되면 주입구(132)를 나온 잉크는 아래쪽을 향하는 흐름을 형성하고 바닥면을 거쳐서 상승하는 흐름으로 바뀐다. 이때, 주입구(132)가 잉크 저장용기(100)의 측벽에 가깝게 위치하면, 가까운 측벽을 따라서 하강 흐름을 만든 뒤에 바닥을 지나서 먼 측벽을 따라서 상승 흐름이 생긴다. 본 실시예에서는 잉크 저장용기(100)의 바닥면을 역 고깔 형태로 구성하였기 때문에, 주입구(132)로 주입된 잉크에 의해 발생된 하강 흐름이 바닥면을 지나서 상승하는 흐름으로 이어지기에 적합하다.
한편, 주입구(132)가 저장된 잉크가 이격되어 위치하면 주입되는 잉크가 저장된 잉크의 표면으로 떨어지면서 공기가 포함되는 문제가 발생하므로, 잉크 저장용기(100)에는 주입구(132)의 위치보다 높은 위치까지 잉크가 채워져 주입구(132)가 잉크에 잠겨 있어야 한다. 또한, 잉크 저장용기(100)에 저장된 잉크가 너무 적으면 잉크 내부의 흐름에 의해서 자체적인 교반이 이루어지기 어렵기 때문에, 잉크 저장용기(100)에는 소정량 이상의 잉크가 채워지는 것이 바람직하며, 교반에 적절한 잉크의 양과 잉크 저장용기(100)의 용량 등을 고려하여 주입구(132)의 설치 높이를 결정한다.
이와 같이, 본 발명은 잉크 저장용기(100)의 위쪽에 위치하는 주입구(132)를 통해서 낙하하는 잉크의 흐름을 통해서 잉크의 교반을 유도하며, 이때 충분한 교반을 위해서는 잉크가 상승하는 흐름도 충분히 강할 필요가 있다. 본 실시예에서는 잉크의 충분한 교반을 위하여 상승 흐름을 강화하기 위하여 헤드 회수관(220)의 연결 위치를 잉크 저장용기(100)의 바닥면에 형성하였다.
한편, 유출구(131)를 잉크 저장용기(100)의 바닥 가장 낮은 위치에 연결할 수도 있으며, 잉크에 포함된 입자의 침전될 수 있는 위치에서 잉크를 유출함으로써 잉크의 교반에 따른 입자의 분산성 향상 효율을 높일 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 헤드 순환을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예는 잉크젯 헤드로 잉크를 공급하는 헤드 공급관(210)과 잉크젯 헤드로부터 잉크가 회수되는 헤드 회수관(220)을 모두 잉크 저장용기(100)의 바닥면에 연결하였다. 헤드 회수관(220)이 연결되는 위치는 특별히 제한되지 않지만, 도시된 것과 같이 헤드 회수관(220)을 잉크 저장용기(100)의 바닥면에 연결하면 바닥면을 통해서 회수되는 잉크가 잉크 내부에 상승 흐름을 부여할 수 있으며, 앞서 살펴본 주입구(132)를 통해서 형성된 하강흐름의 반대쪽에서 발생되는 상승 흐름을 강화할 수 있다. 이때, 본 실시예의 잉크 저장용기(100)는 바닥면이 역 고깔 형태로 구성되어 있기 때문에, 헤드 회수관(220)을 수직방향이 아닌 경사진 각도 또는 수평각도로 연결하여 회수구(122)에서 주입되는 잉크가 역 고깔형 바닥면의 내면을 향하도록 구성하면, 내면 따라서 선회하면서 상승하는 흐름을 형성할 수 있다. 헤드 회수관(220)의 설치 방향을 조절하여 나선형으로 상승하는 흐름을 형성하는 경우에 저장된 잉크의 상하방향의 흐름뿐만이 아니라, 도 5에 도시된 것과 같이 원통형의 측면벽을 따라서 회전하는 잉크의 흐름을 만들 수 있기 때문에 잉크의 교반 효율이 향상되고 잉크의 분산성이 더 높아진다.
회수구(122)로 주입되는 잉크의 주입 세기와 주입구(132)를 통해서 주입되는 잉크의 세기는 상하 방향으로 교반되는 효율을 높이고 수평방향으로 회전하는 교반 흐름을 만들 수 있는 정도의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 잉크 보충관을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예는 잉크젯 헤드(10) 외부로 토출되어 점차 줄어드는 잉크를 보충하기 위한 잉크 보충관(400)을 잉크 저장용기(100)의 바닥면에 연결하였다. 종래의 잉크젯 프린터에서 저장부로 잉크를 보충하는 잉크 보충관(400)을 바닥면에 연결하는 경우는 드물지만, 본 발명은 잉크 보충관(400)은 잉크 저장용기(100)의 바닥면에 연결함으로써 보충구(140)를 통해서 추가되는 잉크가 상승 흐름을 만들도록 구성하였고, 보충구(140)를 통해서 추가되는 잉크에 의한 상승흐름은 잉크 저장용기(100)에 저장된 잉크가 상하 방향으로 교반되는 흐름에서 상승 흐름을 강화하는 효과가 있다. 본 실시예에서는 역 고깔 형태인 잉크 저장용기 바닥면의 가장 낮은 부분에 잉크 보충관(400)이 연결된 경우를 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 보충구(140)를 통해서 추가되는 잉크가 상승흐름을 만들 수 있는 다른 위치로 변경될 수 있다. 나아가 도 5의 회수관(220)과 같이 바닥면을 향하여 잉크가 투입되도록 하여 나선형의 상승흐름을 만들 수 있는 형태로 연결될 수도 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명은 순환관(310)의 주입구(132)를 통해 위쪽에서 아래로 재주입되는 잉크에 의한 흐름과 헤드 회수관(220)의 회수구(122)를 통해 회수되는 잉크의 흐름 및 잉크 보충관(400)의 보충구(140)를 통해서 보충되는 잉크의 흐름을 통해서 상하 방향으로 잉크를 교반하는 흐름을 형성하고 강화하는 효과가 있다. 이때, 주입구(132)통한 흐름과 회수구(122)를 통한 흐름 및 보충구(140)를 통한 흐름은 항상 동시에 이루어지는 것은 아니며, 단독 또는 2개 이상이 동시에 수행되거나 3개가 동시에 수행되는 경우가 모두 일어날 수 있다. 나아가 잉크의 분산성이 충분한 상태에서는 주입구(132)와 회수구(122) 및 보충구(140)를 통한 잉크의 주입이 없는 경우도 있을 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 잉크 저장용기(100)의 내부에는 관통공이 형성된 격벽을 형성할 수 있다. 격벽은 잉크의 수면에서 과도한 유동이 생기는 것을 방지하고 잉크에 포함된 미세 기포를 제거하는 효과를 얻을 수 있다. 격벽에 형성된 관통공으로 인하여 앞서 설명한 교반을 위한 상하 방향의 흐름과 수평 회전방향의 흐름에는 영향이 없다. 격벽의 설치 형태와 설치 개수는 다양하게 선택이 가능하며, 수직방향으로 세워서 설치하는 것이 가능하고, 1개를 설치하거나 복수의 격벽을 교차하여 설치할 수도 있다. 관통공의 형태는 원형이나 수직 또는 수평 방향으로 길게 형성된 슬릿 형태도 가능하다. 나아가 그물망이나 메시 형태의 격벽을 적용할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 구조를 나타내는 모식도이다.
도시된 실시예에서 잉크젯 프린터의 잉크 저장부는 잉크 저장용기(100), 헤드 공급관(210), 헤드 회수관(220), 헤드 순환 펌프(230), 순환관(310), 순환펌프(330) 및 잉크 보충관(400)을 포함하는 점에서, 도 1에 도시된 첫 번째 실시예와 동일하다. 도시된 실시예는 드레인관(500)이 추가된 점에서 첫 번째 실시예와 차이가 있고, 드레인관(500)이 추가된 것을 제외하면 도 1 내지 도 6에서 설명된 구성이 그대로 적용될 수 있으므로 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
드레인관(500)은 잉크젯 프린터의 관리나 수리 또는 잉크 교체 등의 이유로 잉크 저장용기(100)를 모두 비워야 할 때에 잉크를 외부로 배출하는 관이다. 드레인관(500)이 연결되는 위치는 특별히 한정되지 않지만, 잉크 저장용기(100)에서 가장 낮은 위치에 연결되는 것이 잉크를 배출할 때에 유리하다. 드레인관(500)은 별도로 분리되어 설치될 수도 있고, 앞서 설명한 실시예에서와 같이 잉크 보충관(400)을 잉크 저장용기(100)의 바닥면 가장 낮은 위치에 연결한 경우에는, 드레인관(500)을 잉크 보충관(400)에 연결하고 밸브 등을 사용하여 선택적으로 가동하도록 구성할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부의 구조를 나타내는 모식도이다.
도시된 실시예에서 잉크젯 프린터의 잉크 저장부는 잉크 저장용기(100), 헤드 공급관(210), 헤드 회수관(220), 헤드 순환 펌프(230), 순환관(310), 순환펌프(330) 및 잉크 보충관(400)을 포함하는 점에서, 도 1에 도시된 첫 번째 실시예와 동일하다. 도시된 실시예는 탈기 장치를 사용하지 않는 점에서 첫 번째 실시예와 차이가 있고, 이를 제외하면 도 1 내지 도 6에서 설명된 구성이 그대로 적용될 수 있으므로 나머지 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
앞서 설명한 것과 같이, 순환관(310)에 탈기장치 및/또는 필터를 적용하면 잉크의 품질을 유지할 수 있는 장점이 있다. 다만, 본 발명에서 순환관(310)은 잉크 저장용기로 잉크를 재 주입하여 저장된 잉크가 자체적으로 교반되는 흐름을 유발하는 것에 목적이 있고, 탈기장치 등의 구성으로 인하여 잉크를 교반할 수 있을 정도의 충분한 세기로 재주입하기 어려운 경우에는 순환관(310)에서 탈기장치 등을 생략할 수 있다. 이때 잉크의 품질 유지를 위하여 별도의 라인을 통해서 탈기장치 등으로 잉크를 보낼 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부에 사용된 잉크 저장용기에서 순환관을 통해서 잉크가 교반되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도시된 실시예는 잉크 저장용기(100)에 헤드 공급관(210), 헤드 회수관(220), 순환관(310) 및 잉크 보충관(400)이 연결되는 점에서 도 2 내지 도 6에서 설명한 실시예와 동일하다. 다만 잉크 저장용기(100)의 상부를 관통하여 내부로 삽입 설치된 순환관(310)의 끝부분이 잉크 저장용기(100)의 측벽 쪽이 아닌 중심부에 위치하는 점에서 차이가 있다.
도시된 것과 같이, 잉크 저장용기(100)의 중심부에 위치하는 주입구(132)로 다시 주입되는 잉크는 중심부를 따라서 아래쪽으로 이동하는 흐름을 만들고 바닥면에서 방향을 바꾸어 측면벽을 따라서 위쪽으로 이동하는 흐름을 만들어 상하 방향으로 잉크를 교반하는 흐름을 형성할 수 있다. 이와 같이, 상하 방향의 흐름을 만들 수 있는 위치라면 주입구(132)의 위치는 특별히 제한되지 않고 다양하게 변경될 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: 잉크 저장용기
121: 헤드 공급구
122: 헤드 회수구
131: 유출구
132: 주입구
140: 보충구
210: 헤드 공급관
220: 헤드 회수관
230: 헤드 순환 펌프
310: 순환관
330: 순환펌프
340: 탈기장치
400: 잉크 보충관
500: 드레인관

Claims (8)

  1. 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 구비한 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하기 위하여 잉크를 저장하는 저장부로서,
    잉크가 저장되는 공간이 형성되며, 측벽이 원통형이고 바닥은 중심을 향하여 아래쪽으로 좁아지는 형태인 잉크 저장용기;
    잉크 저장용기에 저장된 잉크를 잉크젯 헤드로 공급하기 위한 헤드 공급관;
    잉크젯 헤드에서 남은 잉크를 잉크 저장용기로 회수시키기 위한 헤드 회수관;
    사용된 잉크를 보충하기 위하여 외부의 잉크가 잉크 저장용기로 주입되 잉크 보충관;
    잉크 저장용기에 연결된 일단으로 잉크가 유출되고 잉크 저장용기에 연결된 타단으로 다시 잉크가 주입되는 순환관;
    잉크를 이송하기 위하여 상기 순환관에 설치된 순환펌프; 및
    상기 순환관에 설치되어 미세 기포와 잉크에 용해된 기체를 제거하는 탈기장치를 포함하며,
    상기 순환관에서 잉크가 잉크 저장용기로 다시 주입되는 주입구가 잉크 저장용기 바닥으로부터 소정 높이 이상 이격되어 위치하여, 상기 주입구로부터 주입되는 잉크가 잉크 저장용기에 저장된 잉크 내부에 하강하는 잉크의 흐름을 만들고,
    상기 헤드 회수관이 잉크 저장용기의 바닥에 연결되어, 헤드 회수관 단부의 회수구를 통해 주입되는 잉크가 바닥면을 향하여 주입됨으로써, 잉크 저장용기에 저장된 잉크 내부에 나선형으로 상승하는 잉크의 흐름을 만들며,
    상기 잉크 보충관이 잉크 저장용기의 바닥에 연결되어, 잉크 보충관 단부의 보충구를 통해 주입되는 잉크가 잉크 저장용기에 저장된 잉크 내부에 상승하는 잉크의 흐름을 만들고,
    상기 주입구로부터 주입되는 잉크에 의한 하강흐름과 상기 회수구를 통해 주입되는 잉크에 의한 나선형 상승흐름 및 상기 보충구를 통해 주입되는 잉크에 의한 상승흐름이 결합되어 잉크 저장용기에 저장된 하부 잉크가 상부로 이동하여 교반되는 흐름을 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 순환관은 주입구가 형성된 측의 단부가 잉크 저장용기의 상부를 관통하여 잉크 저장용기 내부로 삽입된 것을 특징으로 하는 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉크 저장용기 내부에는 관통공이 형성된 격벽이 설치된 것을 특징으로 하는 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 관통공은 원형이거나 수직 또는 수평 방향으로 길게 형성된 슬릿 형태인 것을 특징으로 하는 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부.
KR1020210022168A 2021-02-18 2021-02-18 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부 KR102301582B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210022168A KR102301582B1 (ko) 2021-02-18 2021-02-18 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부
CN202111473536.1A CN114953749A (zh) 2021-02-18 2021-11-29 可通过墨水循环实现搅拌的喷墨打印机的墨水储藏部
US17/457,087 US11654691B2 (en) 2021-02-18 2021-12-01 Ink storage unit capable of stirring ink by ink circulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210022168A KR102301582B1 (ko) 2021-02-18 2021-02-18 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102301582B1 true KR102301582B1 (ko) 2021-09-16

Family

ID=77926707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210022168A KR102301582B1 (ko) 2021-02-18 2021-02-18 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11654691B2 (ko)
KR (1) KR102301582B1 (ko)
CN (1) CN114953749A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114407533A (zh) * 2022-03-04 2022-04-29 无锡普瑞特喷印科技有限公司 一种玻璃喷绘设备用二级墨盒及其工作方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2626600A (en) * 2023-01-30 2024-07-31 Xaar Technology Ltd Fluid reservoir and method of supplying a fluid

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11245429A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Nec Niigata Ltd インクジェット式記録装置
KR20060135163A (ko) 2005-06-24 2006-12-29 삼성전자주식회사 잉크젯 프린팅 시스템
JP2012016823A (ja) 2010-07-06 2012-01-26 Seiko Epson Corp 液体吐出装置
KR101191597B1 (ko) * 2008-10-16 2012-10-15 주식회사 엘지화학 잉크젯 프린팅용 잉크 저장 장치 및 이를 구비한 잉크젯 프린팅 장치
KR20120126551A (ko) * 2011-05-12 2012-11-21 김영숙 잉크공급장치
KR20160007124A (ko) 2014-07-11 2016-01-20 표현학 잉크젯 절연물질을 이용한 프린팅 방법
KR20160035004A (ko) 2013-07-25 2016-03-30 이시하라 산교 가부시끼가이샤 금속 구리 분산액 및 그 제조 방법 그리고 그 용도
KR20160117249A (ko) 2015-03-31 2016-10-10 닛신 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 잉크 조성물
KR101989375B1 (ko) 2018-11-16 2019-06-14 주식회사 고산테크 잉크젯 헤드의 잉크 순환 공급 시스템 및 방법
KR20190079823A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 엘지디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치
KR20200005584A (ko) 2017-05-05 2020-01-15 룩셈부르크 인스티튜트 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 (리스트) 잉크젯 인쇄 방법
KR102097587B1 (ko) 2018-10-11 2020-04-06 서울대학교산학협력단 양자점 발광소자 및 이의 제조방법
KR20200070676A (ko) * 2018-12-10 2020-06-18 주식회사 고산테크 잉크젯 프린터의 잉크 저장장치

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4976225B2 (ja) * 2007-07-27 2012-07-18 大日本スクリーン製造株式会社 画像記録装置
JP4971942B2 (ja) * 2007-10-19 2012-07-11 富士フイルム株式会社 インクジェット記録装置及び記録方法
JP5190297B2 (ja) * 2008-05-15 2013-04-24 理想科学工業株式会社 インクジェットプリンタ
JP5533589B2 (ja) * 2010-11-22 2014-06-25 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置とその流体撹拌方法、及び流体貯溜装置とその流体撹拌方法
CN107813606B (zh) * 2016-09-13 2020-04-28 东芝泰格有限公司 液体循环装置、液体喷吐装置以及液体喷吐方法
JP6980339B2 (ja) * 2017-09-05 2021-12-15 住友重機械工業株式会社 液体材料吐出装置及び液体材料吐出方法
DE102018007916A1 (de) * 2018-10-08 2020-04-09 Jan Franck Zirkulationsvorrichtung für ein flüssiges Stoffgemisch in einem Behälter
KR102194622B1 (ko) * 2020-03-13 2020-12-24 주식회사 고산테크 잉크젯 헤드의 잉크 순환 공급 시스템 및 방법

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11245429A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Nec Niigata Ltd インクジェット式記録装置
KR20060135163A (ko) 2005-06-24 2006-12-29 삼성전자주식회사 잉크젯 프린팅 시스템
KR101191597B1 (ko) * 2008-10-16 2012-10-15 주식회사 엘지화학 잉크젯 프린팅용 잉크 저장 장치 및 이를 구비한 잉크젯 프린팅 장치
JP2012016823A (ja) 2010-07-06 2012-01-26 Seiko Epson Corp 液体吐出装置
KR20120126551A (ko) * 2011-05-12 2012-11-21 김영숙 잉크공급장치
KR20160035004A (ko) 2013-07-25 2016-03-30 이시하라 산교 가부시끼가이샤 금속 구리 분산액 및 그 제조 방법 그리고 그 용도
KR20160007124A (ko) 2014-07-11 2016-01-20 표현학 잉크젯 절연물질을 이용한 프린팅 방법
KR20160117249A (ko) 2015-03-31 2016-10-10 닛신 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 잉크 조성물
KR20200005584A (ko) 2017-05-05 2020-01-15 룩셈부르크 인스티튜트 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 (리스트) 잉크젯 인쇄 방법
KR20190079823A (ko) * 2017-12-28 2019-07-08 엘지디스플레이 주식회사 잉크젯 프린팅 장치
KR102097587B1 (ko) 2018-10-11 2020-04-06 서울대학교산학협력단 양자점 발광소자 및 이의 제조방법
KR101989375B1 (ko) 2018-11-16 2019-06-14 주식회사 고산테크 잉크젯 헤드의 잉크 순환 공급 시스템 및 방법
KR20200070676A (ko) * 2018-12-10 2020-06-18 주식회사 고산테크 잉크젯 프린터의 잉크 저장장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114407533A (zh) * 2022-03-04 2022-04-29 无锡普瑞特喷印科技有限公司 一种玻璃喷绘设备用二级墨盒及其工作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220258489A1 (en) 2022-08-18
US11654691B2 (en) 2023-05-23
CN114953749A (zh) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10752012B2 (en) Ink container for inkjet printer
KR102301582B1 (ko) 잉크 순환에 의한 교반이 가능한 잉크젯 프린터의 잉크 저장부
KR101989375B1 (ko) 잉크젯 헤드의 잉크 순환 공급 시스템 및 방법
US9616674B2 (en) Ink circuit for pigment inks
KR20120022457A (ko) 용액 저장 탱크 및 이를 구비하는 잉크젯 프린터 헤드 어셈블리
JP5195544B2 (ja) 液体収容容器
US20230173818A1 (en) Inkjet Ink System for Handling High Solid Particles Loaded Inks
KR20220038890A (ko) 분산 안정성을 개선한 교반 장치를 포함하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장탱크
JP2008273043A (ja) 液体収納容器、ヘッドカートリッジ、およびインクジェット記録装置
JP2016141071A (ja) インク供給装置、インクジェット画像形成装置およびインクジェット画像形成方法
CN102275388B (zh) 流体喷射装置
US10112389B2 (en) Inkjet head and coating apparatus using same
KR20210089492A (ko) 잉크젯 프린터의 잉크 순환 공급 시스템
JP2006102971A (ja) 液体噴射装置
KR102585544B1 (ko) 자력에 의한 상하 교반을 수행하는 잉크젯 프린터의 잉크 저장 장치
CN101541545B (zh) 用于装载液体的方法
JP6921656B2 (ja) インクジェット記録装置
GB2622589A (en) Ink tank
KR102090552B1 (ko) 매니폴드 및 이를 적용한 잉크젯 헤드의 잉크 순환 펌프 시스템
JP2014184604A (ja) 液体吐出装置
JP2008273047A (ja) 液体充填方法、液体収納容器、ヘッドカートリッジ、および液体撹拌方法
KR100628370B1 (ko) 기포제거수단을 갖는 잉크젯 프린터용 잉크카트리지
KR20220145493A (ko) 잉크젯 프린트 설비
CN102815093A (zh) 微流体应用的带有流体接合部的流体容器
JP2022099494A (ja) 液体収容容器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant