KR20060095941A - 액체토출장치용 유지회복장치 및 화상형성장치 - Google Patents
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Abstract
액체토출장치용 유지회복에 있어서, 캡부재는 액체토출헤드의 노즐의 표면을 덮고, 액체토출헤드는 상기 노즐로부터 기록액의 물방울을 토출한다. 탄성접촉부재는 상기 노즐의 표면과 접촉되도록 상기 캡부재에 제공된다. 홈부형성부재는 상기 노즐로부터의 흡인되는 기록액을 받기 위한 홈부를 형성하도록 상기 캡부재내에 제공된다. 상기 접촉부재와 홈부형성부재는 성형으로 일체로 형성되고, 상기 홈부형성부재는 발수제를 포함하는 수지재로 이루어지고, 상기 홈부의 바닥면에서 배출구측으로 향하여 경사진 적어도 2개의 경사면을 갖도록 구비된다.
캡부재, 탄성접촉부재, 홈부형성부재, 수지재, 발수제, 액체토출, 경사면
Description
본 발명은 액체토출장치용 유지회복장치 및 상기 유지회복장치를 구비하는 액체토출장치를 갖는 화상형성장치에 관한 것이다.
프린터, 팩시밀리, 복사기, 복합기 및 플로터등과 같은 다양한 화상형성장치들 중에서 기록액(recording liquid)의 물방울을 토출하기 위한 액체토출헤드가 기록헤드(recording head)로 제공되는 화상형성장치가 있다.
이러한 화상형성장치에 있어서, 기록액을 토출하는 기록헤드의 성능을 유지하고 회복시키도록 제공되는 유지회복장치는 필수적이다. 일반적으로 이러한 유지회복장치는 보습캡, 흡입캡부재, 와이퍼 블레이드 및 아이들 토출 리셉터클(idle discharge receptacle)을 포함한다.
상기 보습갭은 기록액인 잉크의 자연증발에 기인하는 노즐부근 기록액의 고정을 방지하기 위해서 높은 밀봉성으로 유지하면서 상기 노즐표면을 덮을 있도록 제공되어진다. 상기 흡인캡은 상기 노즐로부터 높은 점도를 갖는 기록액을 흡입하 고 토출하도록 제공되어진다. 상기 흡인캡은 보습캡부재로서 함께 사용될 수도 있다. 상기 와이퍼 블레이드는 상기 노즐표면에 부착한 기록액을 닦아내고 제거하기 위하여 제공되어진다. 상기 아이들 토출 리셉터클은 화상형성에 기여하지 않은 기록액의 물방울을 토출하는 아이들 토출을 수행할때 사용되어진다.
일반적으로 상기 캡부재는 탄성부재로 이루어지고 상기 기록헤드의 노즐표면과 접촉하는 접촉부재 및 상기 노즐표면상의 노즐로부터 흡인되는 기록액을 받기 위한 홈부가 형성된 홈부형성부재를 포함하는 유지회복장치내에 사용되기 위하여 제공되어진다.
일본등록특허공보 제3106738호에는 잉크젯 인쇄장치용 캡부재가 개시되어 있다. 이러한 캡부재는 잉크배출구측으로 향하여 느슨하게 경사진 제1경사면과, 상기 잉크배출구측으로 향하여 가파르게 경사지고 상기 제1 경사면으로부터 연장되는 제2 경사면을 포함하여 상기 잉크배출구 근방에 잔류하는 잉크가 감소되도록 하는 것이다.
일본공개특허공보 제2001-071514호에는 상기 잉크배출구를 향하여 연속적으로 축소되는 테어퍼진 공간부를 형성하는 잉크젯 인쇄장치용 캡부재가 개시되어 있으며, 잉크유지수단은 잉크흡인구를 부압발생수단에 연결하는 관로에 배치된다. 상기 테이퍼진 공간부내의 잉크는 토출되고, 상기 캡부재내측의 보습은 상기 관로내에 잉크로 유지되는 것이다.
일본공개특허공보 평6-238915호에는 발수성을 높이기 위해 캡부재의 내측표면에 발수제가 적용되는 잉크젯 인쇄장치용 캡부재가 개시되어 있다. 상기 캡부재 는 내측표면에 잉크가 부착하는 것을 감소시키는 것에 의해서 상기 캡부재의 잉크흡인을 용이하게 하려고 하는 것이다.
일본공개특허공보 제2003-001839호에는 잉크젯용 캡부재가 개시되어 있다. 상기 캡부재는 노즐표면을 덮는 탄성실링부재와 공간부를 형성하는 강체부재로 구성된다. 이러한 캡부재는 기밀성을 향상시키려고 하는 것이다. 상기 탄성실링부재와 강체부재중 어느 하나 그리고 양쪽은 상기 잉크에 대한 접촉각도가 90도이상인 발수제로 형성된다.
양호한 착색성과 높은 신뢰성을 얻기 위한 목적을 위해서, 최초로 염료잉크가 화상형성장치의 잉크젯 기록장치내에서 잉크의 착색제로서 사용되었다. 그러나, 최근에 기록된 화상에 내광성이나 내수성을 부여하기 위하여 카본블랙과 같은 안료(pigment)를 포함하는 안료잉크를 점점 더 사용하는 것이 주요한 경향이다.
또한, 잉크처방의 자유도를 높게하고 토출된 잉크가 보통지에 도달한 후 상기 보통지(plain paper)상의 화상을 더럽히는 것을 방지하기 위한 목적을 위해서 상기 잉크의 점도를 높게 하는 경향이 있다.
상기 언급한 높은 점도를 갖는 안료잉크의 경우에 있어서 상기 잉크점도는 온도에 따라 크게 변화한다. 잉크처방에 따라 다소 차이점이 있지만 상기 잉크는 22℃에서 8cp의 점도를 가지며, 10℃에서 15cp를 넘는 점도를 가질 수 있으며, 32℃에서 대략 5cp의 점도를 가질 수 있다.
본 발명의 발명자의 실험에 의하면, 이러한 점도 높은 잉크가 상기 캡부재로 끌어당겨질때 상기 캡부재로 잉크를 안정적으로 토출하는 것이 곤란하다.
일본등록특허 제3106783호의 캡부재의 경우에 있어서, 잉크배출구 근방에 잔류하는 잉크를 줄일 수 있다. 그러나, 상기 안료잉크, 특히 5cp이상의 높은 점도를 갖는 안료잉크가 사용되는 경우, 상기 잉크의 토출이 불충분해지는 문제점이 있다.
또한, 일본공개특허공보 2001-071514호의 캡부재의 경우에 있어서, 상기 안료잉크가 특히 5cp이상의 높은 점도를 갖는 안료잉크가 사용되는 경우, 잉크의 토출이 불충분해지는 문제점이 있다.
일본공개특허공보 평6-238915호의 캡부재의 경우에 있어서, 상기 잉크의 흡인은 상기 캡의 내측에서의 발수를 증가시키는 것에 의해서 용이하게 한다. 그러나, 25℃에서 5cp이상의 점도와 40mN/m이하의 표면장력을 갖는 안료잉크를 사용하는 경우, 발수처리가 이루지더라도 잉크 젖음성(wettability)이 극히 높아지게 된다. 이러한 이유에 의해서, 상기 잉크의 토출이 충분하지 않는 것이 확인되었다.
더구나, 상기 노즐표면과 접촉하는 접촉부재와, 상기 접촉부재가 제공되는 홈부형성부재가 성형에 의해서 일체로 형성되는 경우, 상기 접촉부재가 구비되는 상기 홈부형성부재의 내측 홈부에 상기 발수제를 균일하게 적용하는 것이 곤란하였다.
또한, 일본공개특허공보 2003-001839호의 캡부재의 경우에 있어서, 25℃에서 5cp이상의 점도와 40mN/m이하의 표면장력을 갖는 안료잉크가 사용되는 경우, 상기 탄성실링부재와 상기 강체부재중 어느 하나 또는 양측을 상기 잉크에 대한 접촉각도가 90도이상인 발수제로부터 형성하는 것이 곤란하였다.
본 발명의 목적은 상기 언급한 문제점이 해소된 액체토출장치용 진보된 유지회복장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 간단한 구성으로 캡부재의 발수성을 증가시키고, 높은 점도를 기록액의 토출특징을 증가시킨 액체토출장치용 유지회복장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 액체토출장치의 유지회복장치를 제공하고, 상기 유지회복장치는 노즐로부터 기록액의 물방출을 토출하는 액체토출헤드의 노즐 표면을 덮는 캡부재 ; 상기 노즐 표면과 접촉하도록 상기 캡부재에 구비되는 탄성접촉부재; 상기 노즐로부터 흡인되는 기록액을 회복하기 위한 홈부(recess)를 형성하기 위하여 상기 캡내에 구비되는 홈부형성부재를 포함하고, 상기 접촉부재와 홈부형성부재는 성형에 의해서 일체로 형성되고, 상기 홈부형성부재는 발수제를 포함하는 수지재로 이루어지며, 상기 홈부형성부재는 상기 홈부의 바닥면에서 배출구측으로 향하여 경사진 적어도 2개의 경사면을 갖도록 구비된다.
상기 언급된 유지회복장치는 상기 홈부형성부재를 형성하는 수지재내의 발수제 함량은 10중량%를 넘지 않도록 구비되는 것이 바람직하다.
상기 언급된 유지회복장치는 상기 홈부형성부재의 모서리부가 곡선으로 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 언급된 유지회복장치는 상기 홈부형성부재의 경사면의 수평면에 대한 경사각도와 상기 경사각도와 기록액간의 접촉각도의 합이 70도이상이 되도록 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 상기 경사각도와 상기 접촉각도의 합은 90도이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 언급된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 노즐로부터 기록액의 물방울을 토출하는 기록헤드로 구비되는 액체토출헤드; 상기 액체토출헤드의 성능을 회복하고 유지하도록 구비되는 유지회복장치;를 포함하는 화상형성장치를 제공하며, 상기 유지회복장치는 상기 액체토출헤드의 노즐표면을 덮는 캡부재; 상기 노즐표면과 접촉하도록 상기 캡부재에 구비되는 탄성접촉부재; 상기 노즐로부터 흡인되는 기록액을 받기 위한 홈부를 형성하기 위하여 상기 캡부재에 구비되는 홈부형성부재를 포함하고, 상기 접촉부재와 홈부형성부재는 성형에 의해서 일체로 형성되고, 상기 홈부형성부재는 발수제를 포함하는 수지재로 이루어지며, 상기 홈부형성부재는 상기 홈부의 바닥면에서 배출구측으로 향하여 경사진 적어도 2개의 경사면을 갖도록 구비된다.
상기 언급된 화상형성장치는 상기 기록액이 물, 6중량% 또는 그 이상의 안료, 폴리머 및 수용성 유기용제를 포함하고, 상기 기록액은 25℃에서 40mN/m이하의 표면장력을 가지고, 25℃에서 5cp 이상 그리고 20cp 이하의 점도를 갖는다.
본 발명의 유지회복장치에 의하면, 상기 접촉부재와 홈부형성부재는 성형에 의해서 일체로 형성되고, 상기 홈부형성부재는 발수제를 포함하는 수지재로 이루어지고, 상기 홈부형성부재는 상기 홈부의 바닥면에서 배출구측으로 향하여 경사진 적어도 2개의 경사면을 갖도록 구비된다. 이러한 이유에 의해서, 간단한 구성으로 상기 캡의 발수성을 증가시키는 것이 가능해진다. 상기 캡부재내로 흡입된 기록액은 상기 홈부의 경사면으로 이동되어 상기 배출구로 쉽게 유도된다. 5cp이상의 점도와 40mN/m이하의 표면장력을 갖는 기록액이 사용되는 경우에도 높은 점도를 갖는 기록액의 토출특성을 증가시키는 것이 가능해진다.
본 발명의 화상형성장치는 상기 언급된 유지회복장치를 제공하는 액체토출헤드를 포함하기 때문에, 상기 액체토출헤드에서 5cp이상의 점도와 40mN/m이하의 표면장력을 갖는 기록액이 사용되는 경우에도 고화질의 화상을 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점은 첨부되는 도면과 관련하여 해석할때 이하 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 액체토출장치용 유지회복장치의 실시예가 적용되는 화상형상장치의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 화상형성장치에서 기구부의 구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 기구부의 구성의 구성을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 유지회복장치를 포함하는 하부시스템의 구성을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4의 하부시스템의 개략적인 구성을 설명하는 구성도이다.
도 6은 도 4의 하부시스템의 우측면을 도시한 구성도이다.
도 7은 캡 유지승강 기구의 측면을 도시한 구성도이다.
도 8은 캡 유지승강 기구의 전면을 도시한 구성도이다.
도 9는 캡부재의 구성을 도시한 단면도이다.
도 10은 도 9의 캡부재의 구성을 설명하는 구성도이다.
이하 본 발명의 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 액체토출장치용 유지회복장치의 실시예가 적용되는 화상형상장치의 구성을 도시한 것이다. 도 1은 상기 화상형성장치의 전방으로부터 보여지는 화상형성장치의 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 화상형성장치는 본체(1), 기록시트를 공급하기 위하여 상기 본체(1)에 부착되는 시트공급트레이(2) 및 화상이 형성된(화상형성) 기록시트를 적재하기 위하여 본체(1)에 부착되는 종이배출트레이(3)를 포함한다.
상기 화상형성장치는 상기 본체(1)의 전면(4)의 일단부에서 상기 전면(4)으로부터 돌출되고 상부표면(5)보다 하부에 형성되는 카트리지 장전부 로딩부(6)를 추가 포함한다. 상기 화상형성장치는 조작키이, 표시부 및 지시부를 포함하고, 상기 카트리지 장전부(6)의 상부표면상에 배치되는 조작판넬을 구비한다.
상기 카트리지 장전부(6)는 메인탱크(잉크 카트리지)(10)를 포함하고, 이는 액체 보충수단과 같은 액체 저장탱크이며, 상기 메인탱크(10)는 교체가능하다. 상기 카트리지 장전부(6)는 개폐가능한 전면커버(8)를 구비한다.
이어서, 본 발명의 실시예에 따른 화상형성장치의 기구부는 도 2와 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2는 기구부의 구성을 도시하고, 도 3은 상기 기구부의 주요부를 도시한 것이다.
좌,우측판(21A,21B)은 프레임(21)을 구성한다. 안내로드(31)와 스테이(32)는 카트리지(33)가 주주사 방향(main scanning direction)으로 활주이동가능하게 고정되도록 상기 측판(21A,21b)를 가로질러 배치되는 안내로드이다. 상기 카트리지(33)는 주주사 모터(미도시)에 의해서 도 3의 화살표로 지시된 방향주주사 방향)으로 이동되어진다.
상기 카트리지(33)는 기록액의 물방울(잉크방울)을 토출하기 위한 복수의 잉크젯 헤드인 복수개의 기록헤드(34)를 구비하며, 주주사 방향과 평행한 라인을 따라 배열된다. 상기 기록헤드(34)의 복수개의 노즐은 주주사 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 잉크방울 토출방향은 하방으로 향한다.
상기 기록헤드(34)는 엘로우(yellow)(Y) 잉크 방울을 토출하는 기록헤드(34y), 마젠타(magenta)(M) 잉크 방울을 토출하는 기록헤드(34m), 시안(cyan) 잉크 방울을 토출하는 기록헤드(34c) 및 블랙(black)(BK) 잉크 방울을 토출하는 기록헤드(34b)를 포함한다. 상기 기록헤드의 잉크색이 무시되는 경우 기록헤드(34)이라 한다.
상기 기록헤드들의 구성은 이러한 실시예에 제한되지 않는다. 상기 기록헤드들은 하나 또는 복수의 색잉크의 물방울을 토출하는 하나 또는 복수의 노즐을 갖는 하나 또는 복수의 기록헤드들에 의해서 구성되어진다.
상기 기록헤드(34)를 구성하는 액체토출헤드는 상기 기록액체의 물방울을 토출하기 위한 에너지 발생수단으로서, 압전소자를 사용하는 압전액츄에이터(piezoelectric actuators), 발열 저항체(exothermic resitors)와 같은 전기 열변환 소자를 사용하여 액체의 막 비등(film boiling)에 의해 상변화를 이용하는 서멀 액츄에이터(thermal actuators), 정전력을 이용하는 정전 액츄에이터(electrostatic actuators) 및 온도변화에 의해 금속 상변이를 이용하는 형상기억합금 액츄에이터중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 카트리지 33는 각각의 기록헤드(34)들중 하나와 대응하는 각 잉크색의 기록액을 공급하기 위한 각 잉크색의 서브탱크(35y,35m,35c,35k)를 구비한다. 상기 서브탱크의 잉크색이 무시되는 경우 서브탱크(35)이라 한다.
상기 언급된 각 잉크색의 잉크 카트리지(10)로부터의 기록액은 기록액 공급튜브(37)를 통하여 각 색상의 서브탱크(35)로 공급되어진다. 상기 각각의 잉크색이 구별되어지는 경우 잉크카트리지(10y,10m,10v,10k)이라 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 잉크카트리지(10)는 상기 카트리지 장전부(6)에 수용되고, 상기 잉크카트리지(10)로부터 상기 기록액을 보내기 위한 공급펌프 유닛(23)은 상기 카트리지 장전부(6)내에 구비된다.
상기 잉크 카트리지 장전부(6)로부터 상기 서브탱크(35)까지의 기록액 공급튜브(37)는 상기 본체측 홀더(25)에 의해서 중간부가 후판(21C)에 고정된다. 상기 후판(21C)은 상기 프레임(21)의 일부를 구성한다. 상기 기록액 공급튜브(37)의 중간부는 상기 카트리지(33)상의 고정리브(26)에 의해서 추가 고정된다.
한편, 상기 시트공급트레이(2)의 시트적재부(베이스플레이트)상에 적재되는 기록시트(42)를 공급하기 위한 시트공급부는 반원형 공급롤러(43)와 상기 공급롤러(43)와 마주하는 분리패드(44)를 포함한다. 상기 공급롤러(43)와 분리패드(44)는 상기 시트적재부(41)로부터 상기 기록시트(42)들중에서 매번 하나의 시트를 분리하여 공급하도록 하는 것이다. 상기 분리패드(44)는 마찰계수가 큰 재료로 이루어지고, 이러한 분리패드(44)는 상기 공급롤러(43)의 표면상에 탄성적으로 가압되어진다.
상기 기록헤드(34)의 하부표면하에서 상기 종이공급부로부터 공급되는 기록시트(42)를 이송하기 위한 반송부는, 정전 흡착에 의해서 상기 기록시트(42)를 이송하기 위한 반송벨트(51); 상기 반송벨트(51)에 대하여 상기 종이공급부로부터 안내부재 45를 통하여 보내지는 기록시트(42)를 가압하기 위한 카운터롤러(52); 상기 기록지(42)가 상기 반송벨트(51)상에 올려지도록 연직 상방으로 보내지는 기록지(42)의 반송경로를 대략 90도로 변경시키기 위한 이송안내(45); 및 상기 홀딩부재(54)에 의해서 상기 반송벨트(51) 표면을 활기띠게 하는 에지 가압롤러(55);를 포함한다.
또한, 상기 기록지(42)를 이송하기 위한 반송부는 상기 반송벨트(51)를 대전시키기 위한 대전롤러(56)를 포함한다.
상기 반송벨트(51)는 무단상 벨트이고, 이러한 벨트는 이송롤러(57)와 장력롤러(58)사이에 감겨진다. 상기 반송벨트(51)는 도 3의 벨트이송방향으로 둘레를 따라 가도록 구성되어진다.
상기 대전롤러(56)은 상기 반송벨트(51)의 표면과 접촉하고, 이러한 롤러는 상기 반송벨트(51)의 회전에 따라 회전되도록 정렬되어진다. 압력은 대략 2.5N으로 상기 대전롤러(56)의 축 양단에 미치게 된다.
상기 반송벨트(51)의 후방에서, 상기 안내부재(61)는 상기 기록헤드(54)가 기록지상에 인쇄를 수행하는 인쇄영역과 대응하는 위치에 배치한다. 안내부부재(61)의 상부표면은 상기 반송벨트(51)를 지지하는 두개의 롤러(이송롤러(57)와 장력롤러(58))의 접선보다도 기록헤드(34)의 표면으로 돌출된다. 이것에 의해서 상기 반송벨트(51)는 안내부재(61)의 상부표면상의 인쇄영역으로 올려지고 안내되며, 높은 정밀도의 평면성이 유지된다.
상기 기록헤드(34)에 의해 기록된 기록시트(42)를 배출하는 시트배출부는 상기 반송벨트(51)로부터 기록시트(42)를 분리하기 위한 분리조(separating nail)(71); 배지롤러(delivery roller)(72); 배지롤러(73); 및 상기 배지롤러(72)하에 제공되는 종이 배출트레이(3); 를 포함한다.
상기 배지롤러(72)와 배지롤러(73)사이의 영역으로부터 상기 종이배출트레이(3)까지의 높이는 상기 종이배출트레이(3)상에 적재할 수 있는 양을 증가시키기 위해서 어느 정도 높게 연장한다.
상기 본체(1)의 배면부에는 양면 급지유닛(8)이 착탈가능하게 구비되어 진다. 이러한 양면 급지유닛(8)은 상기 반송벨트(51)의 반대방향회전에 의해서 되돌아 오는 기록시트(42)를 받아서 상기 기록시트(42)를 반전시키고 상기 카운터 롤러(52)와 전송벨트(51)사이의 영역으로 반전된 기록시트(42)를 공급한다. 수동급지부 (82)는 상기 양면 급지유닛(81)의 상부표면상에 형성된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 액체토출장치의 유지회복장치(하부시스템)는 상기 기록헤드(34)의 노즐 상태를 유지하고 회복하도록 카트리지(33)의 주사방향의 일측인 비인쇄 영역에 배치된다.
상기 서브시스템(91)은 상기 기록헤드(34)의 각 노즐표면을 덮는 캡부재(92a-92d)를 제공한다. 상기 캡부재의 잉크색이 무시되는 경우 캡(92)이라한다.
상기 서브시스템(91)은 상기 노즐표면을 닦아 내는 것을 수행하기 위한 와이퍼 블레이드(93)를 제공한다. 상기 서브시스템(91)은 높은 점도을 갖는 기록액을 토출하기 위하여 기록에 기여하지 않는 물방울의 토출을 수행하는 아이들 토출을 수행할때 물방울을 받는 아이들토출 리셉터클(94)을 구비한다.
상기 서브시스템(91)은 상기 아이들 토출 리셉터클(94)에 일체로 성형되는 것에 의해서 와이퍼 블레이드(93)에 부착한 기록액을 제거하기 위한 와이퍼크리너(95)를 제공한다.
상기 서브시스템(91)은 상기 와이퍼 블레이드(93)의 청소시 와이퍼 크리너(95)의 표면상에 상기 와이퍼 블레이드(93)를 억누르는 크리너 롤러(96)를 제공한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 아이들 토출 리셉터클(98)은 기록이 이루어지는 동안 높은 점도를 갖는 기록액을 토출하기 위하여 기록에 기여하지 않는 물방울을 불어내는 주사방향의 캐리지 33의 다른 방향측의 비인쇄영역을 만드는 아이들 토출을 수행할때 물방울을 받는다.
이러한 아이들 토출 리셉터클(98)은 상기 기록헤드(34)의 노즐 라인방향을 따라 개방구(99)를 구비한다.
이러한 잉크젯 기록장치에서, 상기 기록시트(42)의 매 한장씩의 분리공급은 상기 시트공급트레이(2)에서 수행되어진다. 거의 연직 상방으로 보내지는 기록시트(42)는 상기 안내(45)에 의해서 안내되고, 상기 반송벨트(51)와 카운터 롤러(52)사이에 위치되어 이송되어진다.
상기 기록시트(42)의 선단은 이송안내(53)에 의해 안내되고 상기 선단 가압롤러(55)에 의해서 상기 반송벨트(51)로 밀어 제쳐지며 상기 기록시트(42)의 경로는 상기 이송방향으로 대략 90도로 변경된다.
이때, 선택적인 전압은 미도시된 제어회로에 의해 플러스 출력과 마이너스 출력이 상기 대전롤러(56)에 번갈아 고전압 공급원으로부터 반복되도록 인가되어진다.
상기 반송벨트(51)는 플러스와 마이너스로 사전에 설정된 폭으로 벨트와 같은 패턴으로 선택적으로 대전된 전압패턴에 따라 원주방향인 부주사방향으로 대전된다.
상기 기록시트(42)가 선택적으로 대전되어 상기 반송벨트(51)로 반송되면, 상기 반송벨트(51)는 상기 기록시트(42)를 정전적으로 흡인하고, 상기 기록시트(42)는 상기 반송벨트(51)의 원주운동에 의해 부주사방향으로 이송된다.
상기 캐리지(33)가 이동되면서 상기 기록헤드(34)는 정지된 기록시트(42)에 하나의 라인을 기록하기 위하여 잉크를 떨어뜨리는 분사를 수행하도록 화상신호에 따라 구동되어진다. 후속하는 라인은 상기 기록시트(42)가 주어진 양으로 이송된 후 기록시트(42)상에 기록되어진다.
기록종료신호가 수신될때 또는 상기 기록시트(42)의 후단부가 기록영역에 도달하는 것을 지시하는 감지신호가 수신될때, 기록동작은 완성되고 기록시트(42)는 종이배출트레이(3)로 배출된다.
인쇄(기록) 대기상태동안, 상기 캐리지(33)는 부시스템(91)의 표면으로 이동되고, 기록헤드(34)의 캡핑(capping)은 캡부재(92)에 의해 수행되어진다. 또한, 잉크건조에 의한 노즐의 열악한 토출은 습윤상태에서 노즐을 유지하는 것에 의해서 방지된다.
상기 기록헤드(34)의 캡핑이 상기 캡부재(32)에 의해서 수행되는 상태에서, 상기 기록액은 복구동작이 공기방울을 갖는 높은 점도의 기록액을 토출하는 것을 수행하도록 노즐(노즐흡인 또는 헤드흡인)로부터 흡입된다.
인쇄에 관련하지 않는 잉크 방울을 토출하는 아이들 토출 조작은 인쇄조작동안 또는 인쇄조작을 시작하기 전에 수행되어진다. 이러한 이유로 인하여 상기 기록헤드(34)의 안정적인 토출성능이 유지된다.
이어서, 화성형성장치에서 본 발명의 유지회복장치내에 포함되는 서브시스템(91)의 구성은 첨부도면 도 4 내지 도 6를 통하여 설명되어진다.
도 4는 서브시스템(91)의 주요부를 도시한 것이다. 도 5는 서브시스템(91)의 개략적인 구성도이다. 도 6은 도 4의 서브시스템의 우측면을 도시한 구성도이다.
캡홀더(112A,112B), 탄성체를 포함하는 와이퍼 블레이드(93) 및 캐리지 록 (carriage lock)(115)은 상하로 이동되도록 상기 서브시스템(91)의 프레임(111)내에 각각 고정된다.
상기 아이들 토출 리셉터클(94)은 상기 와이퍼 블레이드(93)와 캡홀더(112A)사이에 배치된다. 상기 와이퍼 블레이드를 청소하기 위하여, 상기 프레임(11)의 외측으로부터 표면을 청소하도록 상기 아이들 토출 리셉터클(94)의 와이퍼 크리너(95)상으로 상기 와이퍼 블레이드(93)를 누르기 위한 크리너 롤러(96)를 포함하는 상기 와이퍼 크리너(118)가 요동가능하게 유지된다.
2개의 기록헤드(34)의 노즐표면에 대한 캡핑을 수행하는 캡(92a,92b,92c,92d)은 각각 캡홀더(112A,112B)에 고정되고, 상기 두개의 캡홀더(112A,112B)를 구별할 필요가 없을때, 이들은 캡홀더(112)이라 한다.
펌프(흡인펌프)(120)는 인쇄영역에 가장 근접하여 위치되는 홀더(112A)에 고정되는 캡(92a)에 가요성 튜브(119)를 통하여 연결된다. 상기 펌프(120)는 다른 캡(92b,92c,92d)과 연결되지 않는다. 즉, 단지 상기 캡(92a)은 흡인/보습 캡으로 하고, 다른 캡(92b,92c,92d)은 보습캡으로 한다.
상기 기록헤드(34)의 회복동작을 수행할때, 상기 회복동작에 적용을 받는 기록헤드(34)는 상기 캡핑이 상기 흡인캡(92a)과 더불어 수행되는 위치로 선택적으로 이동된다.
상기 캡홀더(112A,112B)의 하부에상기 프레임(111)상에 회전가능하게 지지되는 캠축(121)이 배치된다. 상기 캠축(121)은 상기 캡홀더(112A,112B)를 승하강시키기 위한 캡캠(122A,122B) ; 와이퍼 블레이드(93)를 승하강시키기 위한 와이퍼 캠 (124) ; 캐리지 록 암(carriage lick arm)(117)을 통하여 캐리지 록(115)을 승하강시키기 위한 캐리지 록 캠(125) ; 아이들 토출 리셉터클 94 내에서 수행되는 아이들 토출에 의해서 물방울을 요구하는 회전체로서 롤러(126)와 와이퍼 크리너(118)를 요동시키는 크리너 캠(128)을 제공하고, 상기 캡(92)은 상기 캡캠(112A,122B)에 의해서 승하강되어진다.
상기 와이퍼 블레이드(93)는 상기 와이퍼 캠(124)에 의해서 승하강되어진다. 상기 와이퍼 크리너(118)는 하강시 진출하고, 상기 와이퍼 크리너(118)의 크리너롤러(96)과 상기 아이들 토출 리셉터클(94)의 와이퍼 클리너(118)내로 삽입되는 하강에 의해서 상기 아이들 토출 리셉터클(94)내로 상기 와이퍼 블레이드(93)에 부착한 잉크를 긁어서 떨어뜨린다.
상기 캐리지 록(115)은 미도시된 압축스프링에 의해서 상부(잠금방향)로 수행된다. 상기 캐리지 록(115)은 상기 캐리지 록 캠(125)에 의해서 구동되는 캐리지 록 암(117)을 통하여 승하강한다.
상기 펌프(120)와 캠축(121)은 회전되기 때문에, 펌프기어(133)는 모터축(131a)내에서 상기 모터(131)의 회전을 제공하는 모터기어(132)와 맞물리는 펌프(120)의 펌프축(120a)에 제공된다.
펌프기어(133)와 일체로 이루어진 중간기어(134)에 프리 휠링 클러치(free wheeling clutch)(137)를 갖는 중간기어(136)는 중간기어(135)를 통하여 맞물려진다. 캠축(121)에 고정된 중간기어(140)는 상기 중간기어(136)에 동축인 중간기어(138)와 중간기어(139)를 통하여 맞물려진다. 중간축(141)은 상기 클러치(137)와 더불어 구비되는 중간기어(136,138)의 회전축이다.
상기 중간축(141)은 상기 프레임(111)에 의해서 주축으로 고정된다. 홈포지션을 검출하기 위한 홈포지션 센서용 캠(142)은 상기 캠축(121)내에 형성된다. 상기 서브시스템(91)에 제공되는 홈포지션 센서(미도시)에 상기 캡(192)이 최하단에 오게 될때, 홈포지션 레버(미도시)가 작동된다.
상기 홈포지션 센서가 개방된 상태일때 상기 모터(131)(펌프(120)제외)의 홈포지션이 검출된다. 전원이 온상태가 될때, 캡(92)(캡홀더(112))의 위치에 관계없이 오르내리고(승하강되고), 이동개시는 위치검출을 수행하지 않는다.
상기 캡(92)의 홈포지션을 검출한후, 정해진 양으로 이동되어 최하단으로 이동된다. 이어서 상기 캐리지는 좌우방향으로 이동되고, 위치검출후 캡위치로 복귀되어 상기 기록헤드(34)의 캡핑이 수행되어진다.
이어서, 상기 캡에 대한 캡 유지 상승 기구를 도 7과 도 8에 따라 설명한다.
도 7은 캡 유지 상승기구를 도시한 측면도이다. 도 8은 캡 유지 상승기구를 도시한 정면도이다.
상기 캡홀더(112A)는 상기 캡 유지기구의 일부를 구성한다. 상기 캡홀더(112A)는 홀더(151) ; 스프링(152) ; 및 슬라이더(153)를 포함한다. 상기 홀더(151)는 상기 캡(92a)과 캡(92b)이 상하로 움직일 수 있도록 상기 캡(92a)과 캡(92b)(모아서 캡(92A)이라 한다.)을 고정하기 위하여 제공되어진다. 상기 스프링(152)은 상기 캡(92A)에 상방향으로 영향을 미치기 위하여 상기 홀더(151)의 하부와 상기 캡(92A)의 하부사이에 배치된다. 상기 슬라이더(153)는 상기 홀더가 전후 방향(상기 기록헤드(34)의 노즐 배치방향)으로 이동될 수 있도록 상기 홀더(151)를 고정하기 위하여 제공된다.
상기 캡(92A)은 홀더(151)에 대하여 수직운동이 가능하도록 상기 홀더(151)에 부착되어진다. 상기 캡(92A)의 양단부에 제공되는 안내핀(150a)은 안내홈에 대한 수직운동이 가능하도록 상기 홀더(151)의 안내홈(미도시)에 삽입되어진다. 상기 캡의 하부에 제공되는 안내축(150b)은 수직운동이 가능하도록 상기 홀더(151)에 삽입된다.
상기 캡(92A)과 캡홀더(151)사이에 배치되는 스프링(152)은 상기 캡(92a,92b)을 상방(캡핑시 상기 노즐표면에 가압되는 방향)으로 탄력지지한다. 상기 슬라이더(153)는 테두리에 제공되는 안내핀(154,144)을 프레임(11)에 형성한 안내홈(156)에 슬라이딩가능하게 삽입되어 상기 홀더(151), 캡(92A)은 상하로 이동될 수 있다.
슬라이더(153)의 하부면에 제공되는 캠핀(157)은 캡캠(122A)의 도시하지 않은 캠홈에 삽입된다. 상기 슬라이더(153), 홀더(151) 및 캡(92A)은 상기 모터의 회전이 전달되는 상기 캠축의 회전과 동기화되는 캡캠의 회전에 의해서 상하로 움직인다.
상기 슬라이더(153)와 홀더(151)는 상기 흡입캡(92a)내로 삽입되고, 상기 캡(92a)의 짧은 측방향으로 캡중간기어의 하부단으로부터 튜브(119)상으로 기어들어가 연결된다. 상기 캡홀더(112B)내의 구성과 상기 홀딩캡(92c,92d)(캡 (92B))이 상하로 이동되는 것은 상기 실시예와 본질적으로 동일하며, 상세한 설명은 생략한 다.
상기 튜브(119)는 상기 캡(92c,92d)에 연결되지 않는다. 하나의 구동원인 모터(131)를 구동시키는 것에 의해서, 하나의 축인 캠축은 회전된다.
상기 캠축(121)의 회전에 의해서, 상기 캠축(121)에 고정된 캠(122A,122B)은 회전된다. 이것에 의해서, 상기 캡(92A)과 캡(92B)은 상하로 이동된다.
상기 흡인캡(92a)은 탄성체로 이루어진 접촉부재(192)를 포함하고, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 헤드(34)의 물방울 토출을 수행하는 노즐(34n)이 형성되는 노즐측면(34a)과 접촉한다.
상기 흡인캡(92a)은 상기 접촉부재(192)를 고정하는 홈부형성부재(193)를 포함하고, 상기 노즐로부터 토출하거나 흡인된 잉크를 받는 홈부(191)를 형성한다.
상기 접촉부재(192)와 홈부형성부재(193)는 일체 성형으로 형성된다. 상기 홈부형성부재(193)의 사출성형이 리볼버 타입(revolver type) 사출성형기를 사용하여 수행된 후, 상기 접촉부재(192)와 홈부형성부재(193)의 일체성형은 성형다이(molding die)내에서 상기 홈부형성부재(193)를 고정한채 회전시키고, 사출성형을 수행하여 상기 홈부형성부재(193)에 접촉부재(192)를 형성한다.
상기 접촉부재(192)와 홈부형성부재(93)를 일체성형하는 것에 의해서, 상기 캡압력은 노즐표면(34a)에 충분히 전해져 밀착성을 높인다. 이에 따라, 흡입을 보장할 수 있는 것이다.
상기 접촉부재(192)는 이소부틸렌 이소프렌 고무(isobutylene isoprene rubber), 실리콘 고무, 불소고무(fluororubber),EPDM 및 스틸렌 일레스토머 (styrene elastomer)와 같은 탄성재로 이루어진다.
상기 홈부형성부재(193)는 발수제, 예를 들어 HDPE, PP 및 PTFE 와 같은 불소 발수제를 포함하는 수지재로 이루어진다.
2개의 경사면 : 제1 경사면(191a)과 제2 경사면(191b)은 튜브(119)가 연결되는 홈부형성부재(193)의 홈부(191) 바닥에서 배출구를 향하여 경사지도록 형성된다.
이러한 경우, 수평면에 대한 제1 경사면(191a)의 경사각도(θ)는 수평면에 대한 제2 경사면(191b)의 경사각도보다 작게 된다.
상기 경사각도(θ)와 홈부형성부재(193)의 형성재료는 제1,2경사면(191a,191b)의 수평면에 대한 경사각도(θ)를 형성하는 잉크와 구성요소(홈부형성부재)의 접촉각도의 합이 70도이상이 될 수 있도록 선택되어진다.
상기 캡부재(92a)의 홈부형성부재(193)가 발수제를 포함하는 수지재로 형성되는 것에 의해서, 상기 접촉부재(192)와 홈부형성부재(193)가 일체로 형성되는 경우에도, 발수성은 상기 홈부형성부재(193)의 홈부표면상의 경사면(191a,191b)상에 용이하게 부여된다. 접촉부재(192)와 홈부형성부재(193)와 성형캡부재(92a)를 일체로 성형한 후, 홈부형성부재(193)의 경사면(191a,191b)을 포함하는 홈부표면에 발수제를 일정한 두께로 적용하는 것이 곤란하다.
제조공정이 복잡해지는 것과 동시에 내구성에 대해서도 장기간의 사용에 의해서 발수층의 마모가 발생된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 발수제를 포함하는 수지재로서 홈부형성부재(193)를 형성하는 것에 의해 용이한 공정으로 발수성을 부여할 수 있고, 내구성도 향상시킬수 있다.
이러한 경우, 상기 홈부형성부재(193)를 형성하는 수지재내의 발수제 함량은 10중량%를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.
성형실험에 의하면, 상기 발수제의 함량이 10중량% 이상인 경우, 성형시 금형으로부터 이형특성이 너무 높아지게 된다.
상기 홈부형성부재(193)를 리볼버 타입 성형기로 제조하고, 상기 홈부형성부재(193)가 성형된 금형을 성형기에 의해서 회전하는 경우, 자중에 의해서 상기 금형으로부터 상기 홈부형성부재(193)가 떨어지는 현상이 발생된다. 이러한 경우, 성형효율성은 나빠진다.
한편, 상기 발수제의 함량이 10중량%이하인 경우, 상기 언급된 금형으로부터 떨어지는 현상은 일어나지 않는다.
상기 언급된 바와 같이, 상기 배출구를 향하여 경사지는 적어도 2개의 경사면은 상기 캡부재의 바닥면에 형성되고, 수평면에 대한 홈부형성부재의 경사면의 경사각도와 상기 경사면과 기록액간의 접촉각도의 합은 70도이상이다. 이러한 구성에 의하면, 물, 안료, 폴리머 성분 및 수용성 유기용제를 포함하여 상기 기록액내에 6중량% 이상의 안료가 포함되고, 25℃에서 기록액 점도는 5cp이상 그리고 20cp이하이고, 25℃에서 표면장력은 40mN/m 이하가 사용되는 높은 점도를 갖는 기록액을 사용할지라도, 상기 캡부재(92a)내에 잔류하는 토출된 기록액의 양을 감소시키는 것이 가능하다.
즉, 필수성분으로서 물, 안료, 폴리머 성분 및 수용성 유기용제를 포함하고, 상기 안료는 잉크내에 6중량% 이상 함유되고, 25℃에서 잉크 점도는 5cp이상 그리고 20cp이하이고, 25℃에서 잉크의 표면장력은 40mN/m 이하인 기록액이 사용되면, 보통지상에 스며듬이 적고 높은 농도를 갖는 선명한 화상을 형성하는 것이 가능하다.
그러나, 상기 언급한 기록액(잉크)를 사용하여 상기 노즐로부터 기록액의 흡인을 수행하기 위하여 유지회복동작으로 흡인캡으로서 노즐표면의 캡핑을 수행하는 경우, 상기 캡부재내에서 흡인개방구(배출구)에 대하여 기록액의 유동성은 저하되고, 상기 캡부재내에 잔류하는 기록액(잉크)의 양은 쉽게 증가된다.
높은 점도를 갖는 기록액이 인쇄동안 건조되면, 기록액의 점도는 염료잉크와 비교하여 보다 현저하게 증가하고, 캡부재내에 잉크가 용이하게 잔류하게 되는 상황이 된다. 상기 캡부재내에 잔류하는 잉크는 원래의 잉크보다도 작은 수분량을 갖는다.
이러한 이유때문에, 상기 노즐표면의 캡핑이 이루어져 상기 노즐표면이 장시간 방치되는 경우, 수분을 노즐 매니스커스(meniscus)부의 잉크로부터 빼앗고, 상기 노즐 메니스커스부의 잉크 점도를 증가시키고, 기록헤드의 불토출 문제점이 쉽게 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 언급된 실시예의 캡부재를 사용한다. 그리고, 상기 언급된 기록액(잉크)를 사용하여 노즐표면의 캡핑이 수행되는 경우에도 상기 문제점을 극복하는 것이 가능하다.
상기와 같이 발수제를 포함하는 수지재로 상기 홈부형성부재(193)를 형성하 여 상기 경사면에 발수성을 부여하는 것에 의해서, 기록액에 대한 접촉각도가 커지고, 상기 홈부형성부재의 경사면의 경사각도와 상기 경사면과 상기 기록액간의 접촉각도의 합이 커지게 된다. 이러한 구성에 의해서, 캡 형상의 선택과 기록액의 종류에 범위가 넓어지게 된다.
도 10에 도시한 바와같이, 상기 홈부형성부재(193)는 4개의 측면으로부터 배출구(194)측으로 연속하여 경사지는 경사면(191a-191d)으로 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 개방구의 단면영역은 상기 배출구(194)측으로 연속하여 감소되고, 기록액은 상기 배출구(194)측으로 향하여 용이하게 흐르게 된다.
상기 배출구(194)(노즐흡인)로부터 음압으로 유도될 때, 기록액이 보다 높은 음압으로 상기 영역(배출구)측으로 유도되기 때문에 잔류하는 잉크의 양을 절감할 수 있다.
이러한 경우 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 캡부재(92a)의 모서리부 또는 상기 홈부형성부재(193)의 모서리부(192a-192d)는 곡면상으로 형성된다.
높은 점도 잉크를 사용하는 경우, 상기 모서리부에서 기록액의 정체를 방지할 수 있다. 즉, 잉크는 상기 홈부(191)의 모서리부에서 표면장력에 의해 용이하게 정체되기 때문에, 이러한 잉크의 정체는 곡면상으로 이루어진 모서리부를 형성하는 것에 의해서 감소시킬 수 있다.
상기 캡부재(92)의 구성에 대해서 설명한다. 상기 접촉부재(192)는 스틸렌 일래스토머로 이루어지고, 상기 홈부형성부재(193)는 폴리프로필렌(polypropylene)으로 이루어지고, 다른 경사각도(θ)를 갖는 다수의 캡부재(92a)가 제조된다.
불소계 발수제를 포함하여 폴리프로필렌으로 이루어지는 홈부형성부재(193)와 비불소계 발수제를 포함하여 폴리프로필렌으로 이루어지는 홈부형성부재(193)가 각각 제조된다.
그리고, 각각의 캡부재가 부착된 잉크젯 인쇄기(제품명 Ipsio505)가 사용된다. 이하 각각의 잉크세트 1,2 및 3은 잉크(기록액)로 사용된다. 회복동작이 노즐표면에 대한 캡핑을 수행하고 인쇄동작으로 수행된 각 캡부재에 의해 잉크가 흡인된 후, 잉크잔류상태(중량)와 상기 캡부재내에서의 분사특성을 측정한다.
이어서 상기 잉크세트가 기술된다.
<안료분산요소의 조제>
(1) 시안 잉크(Cyan ink)
프탈로시아닌(phthalocyanine) 안료 함유 폴리머 미립자 분산요소의 조정
일본공개특허 2001-139849호에 개시된 조정의 예 3를 재시험하고, 청색 폴리머 미립자 분산요소를 얻는다. 마이크로 트랙 UPA에 의해서 측정되는 폴리머 미립자의 평균입자크기(D50%)는 93nm이다.
(2) 마젠타 잉크(Magenta ink)
디메틸 퀴나크리돈(demethly quinacridone) 안료 함유 폴리머 미립자 분산요소의 조정
상기 (1)의 프탈로시아닌 안료를 안료 레드 122로 변경하고, 상기 (1)과 같이 적자색의 폴리머 미립자 분산요소를 얻는다. 마이크로 트랙 UPA에 의해서 측정되는 폴리머 미립자의 평균입자크기(D50%)는 127nm이다.
(3) 엘로우 잉크(Yellow ink)
모노-아조(mono-azo) 엘로우 안료 함유 폴리머 미립자 분산요소의 조정
상기 (1)의 프탈로시아닌 안료를 안료 엘로우 74로 변경하고, 상기 (1)과 같이 엘로우 폴리머 미립자 분산요소를 얻는다. 마이크로 트랙 UPA에 의해서 측정되는 폴리머 미립자의 평균입자크기(D50%)는 76nm이다.
(4) 블랙 잉크(Black ink)
카본 블랙(carbon black) 안료 함유 폴리머 미립자 분산요소의 조정
상기 (1)의 프탈로시아닌 안료를 카본 블랙(데구사(Degussa FW100(제품명))으로 변경하고, 상기 (1)과 같이 블랙 폴리머 미립자 분산요소를 얻는다. 마이크로 트랙 UPA에 의해서 측정되는 폴리머 미립자의 평균입자크기(D50%)는 104nm이다.
이어서, 상기 잉크의 제조에 대해서 설명한다.
이하 제조의 잉크에서 각 성분의 양(%)은 중량이다.
<잉크세트 1>
이하 제조의 잉크 조성물을 만들고, pH가 9가 되도록 10% 리튬 수산화(lithium-hydroxide) 용액으로 조정한다. 이어서, 평균 구멍지름 0.8마이크로미터의 멤브레인 필터로서 여과되고, 각 색상의 잉크 조성물인 시안, 마젠타, 엘로우 및 블랙을 얻는다.
각 잉크의 표면장력은 30-34nN/m의 범위내에 있고, 점도는 8-9cp의 범위내이다.(25℃)
상기 제조는 아래와 같다.
준비된 각 안료 분산요소 8.0 wt%(고형분)
1,3 부탄디올(butanediol) 22.5 wt%
글리세롤(glycerol) 7.5 wt%
2-피롤리돈(pyrrolidone) 2.0 wt%
일반식 R-(OCH2CH2)nOH(R은 분기될 수 있는 탄소수 6-14 의 탄소체인, n:5-20)에서 R:C12, n9 2.0 wt%
2-에틸(ethly) 1,3-헥산 디올(hexane diol) 2.0 wt%
FT-110(네오수사(NEOSU Co.)) 0.5 wt%
프로케세루 LV(Purokiseru LV)(방부제) 0.2wt%
이온교환물 잔량
<잉크세트 2>
이하 제조의 잉크 조성물을 만들고, pH가 9가 되도록 10% 리튬 수산화(lithium-hydroxide) 용액으로 조정한다. 이어서, 평균 구멍지름 0.8마이크로미터의 멤브레인 필터로서 여과되고, 각 색상의 잉크 조성물인 시안, 마젠타, 엘로우 및 블랙을 얻는다.
각 잉크의 표면장력은 32-36nN/m의 범위내에 있고, 점도는 2-3cp의 범위내이다.(25℃)
상기 제조는 아래와 같다.
준비된 각 안료 분산요소 4.0 wt%(고형분)
디에틸렌글리콜(diethylene glycol) 15.0 wt%
글리세롤(glycerol) 5.0 wt%
2-피롤리돈(pyrrolidone) 2.0 wt%
ECTD-3NEX(닉코 케미컬사의 음이온 계면활성제) 1.0 wt%
2-에틸(ethly) 1,3-헥산 디올(hexane diol) 2.0 wt%
에멀션(emulsion) 3.0 wt%
프로케세루 LV(Purokiseru LV)(방부제) 0.2wt%
이온교환물 잔량
<잉크 세트 3>
상업적으로 이용할 수 있는 염료잉크로서, Ipsio JET300(리코제)용 잉크를 사용한다. 이러한 잉크의 표면장력은 29-32nN/m의 범위내에 있고, 점도는 2.1-2.4cp의 범위내이다.
여기에서, 상기 언급된 각 캡의 형태, 경사각도(θ), 각 잉크세트의 잉크에 대한 접촉각도, 경사각도(θ)와 접촉각도의 합은 표 1 내지 표 3에 개시되어 있다.
| 흡인캡 형태 | 경사각도(θ)(도) | 발수제 | 접촉각도(도) (잉크세트 1) | θ+접촉각도(도) |
| A | 35 | 아니오 | 55 | 90 |
| B | 35 | 예 | 60 | 95 |
| C | 30 | 아니오 | 55 | 85 |
| D | 30 | 예 | 60 | 90 |
| E | 25 | 아니오 | 55 | 80 |
| F | 25 | 예 | 60 | 85 |
| G | 20 | 아니오 | 55 | 75 |
| H | 20 | 예 | 60 | 80 |
| I | 15 | 아니오 | 55 | 70 |
| J | 15 | 예 | 60 | 75 |
| K | 10 | 아니오 | 55 | 65 |
| L | 10 | 예 | 60 | 70 |
| M | 5 | 아니오 | 55 | 60 |
| N | 5 | 예 | 60 | 65 |
| 흡인캡 형태 | 경사각도(θ)(도) | 발수제 | 접촉각도(도) (잉크세트 2) | θ+접촉각도(도) |
| A | 35 | 아니오 | 56 | 91 |
| B | 35 | 예 | 62 | 97 |
| C | 30 | 아니오 | 56 | 86 |
| D | 30 | 예 | 62 | 92 |
| E | 25 | 아니오 | 56 | 81 |
| F | 25 | 예 | 62 | 87 |
| G | 20 | 아니오 | 56 | 76 |
| H | 20 | 예 | 62 | 82 |
| I | 15 | 아니오 | 56 | 71 |
| J | 15 | 예 | 62 | 77 |
| K | 10 | 아니오 | 56 | 66 |
| L | 10 | 예 | 62 | 72 |
| M | 5 | 아니오 | 56 | 61 |
| N | 5 | 예 | 62 | 67 |
| 흡인캡 형태 | 경사각도(θ)(도) | 발수제 | 접촉각도(도) (잉크세트 3) | θ+접촉각도(도) |
| A | 35 | 아니오 | 72 | 107 |
| B | 35 | 예 | 81 | 116 |
| C | 30 | 아니오 | 72 | 102 |
| D | 30 | 예 | 81 | 111 |
| E | 25 | 아니오 | 72 | 97 |
| F | 25 | 예 | 81 | 106 |
| G | 20 | 아니오 | 72 | 92 |
| H | 20 | 예 | 81 | 101 |
| I | 15 | 아니오 | 72 | 87 |
| J | 15 | 예 | 81 | 96 |
| K | 10 | 아니오 | 72 | 82 |
| L | 10 | 예 | 81 | 91 |
| M | 5 | 아니오 | 72 | 77 |
| N | 5 | 예 | 81 | 86 |
이어서, 시험결과에 대해서 설명한다. 실제 시스템의 흡입캡은 각 형태의 흡인캡으로 교환하여 하루당 2000장의 인쇄를 수행하였다. 이러한 경우, 흡입캡의 중량을 매일 측정하고, 노즐체크패턴에 의한 잉크젯 상태를 5일동안(하루당 10,000장 인쇄) 매일 측정하며, 매일 변경사항을 측정한다.
노즐체크 패턴인쇄에 의한 불토출 노즐이 발견될때, 청소가 일단 수행되고 회복상태가 측정된다. 이러한 절차는 각각의 잉크세트 1,2 및 3을 이용하여 수행된다.
잉크세트 1을 사용한 경우의 테스트 결과는 표 4에, 잉크세트 2를 사용한 경우의 테스트결과는 표 5에, 잉크세트 3을 사용한 경우의 테스트 결과는 표 6에 각각 나타내고 있다. 이하 표에서,"잉크양(ink quantity)" 컬럼(column)은 캡에 부착한 잉크의 중량을 나타내고, "불토출노즐(non-discharge nozzle)" 컬럼은 불토출이 발생되지 않는 경우를 "O" 로 나타내고, 불토출이 발생되는 경우를 "X" 로 나타내며, "회복(recovery)" 컬럼은 불토출이 회복되는 경우를 "O"로 나타내고, 불토출이 회복되지 않는 경우를 "X"로 나타낸다.
| 캡형태 | 10000장 인쇄 | 20000장 인쇄 | 50000장 인쇄 | ||||||
| 잉크양 | 불토출 | 회복 | 잉크양 | 불토출 | 회복 | 잉크양 | 불토출 | 회복 | |
| A | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - |
| B | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - |
| C | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.03g | O | - |
| D | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - |
| E | 0.03g | O | - | 0.04g | O | - | 0.06g | O | - |
| F | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.03g | O | - |
| G | 0.04g | O | - | 0.05g | O | - | 0.09g | X | O |
| H | 0.02g | O | - | 0.03g | O | - | 0.04g | O | - |
| I | 0.04g | O | - | 0.05g | O | - | 0.12g | X | O |
| J | 0.04g | O | - | 0.05g | O | - | 0.08g | X | O |
| K | 0.05g | O | O | 0.08g | X | O | 0.35g | X | X |
| L | 0.04g | O | - | 0.05g | O | - | 0.07g | X | O |
| M | 0.17g | O | O | 0.20g | X | X | 0.63g | X | X |
| N | 0.04g | O | - | 0.08g | X | O | 0.13g | X | X |
| 캡형태 | 10000장 인쇄 | 20000장 인쇄 | 50000장 인쇄 | ||||||
| 잉크양 | 불토출 | 회복 | 잉크양 | 불토출 | 회복 | 잉크양 | 불토출 | 회복 | |
| A | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| B | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| C | 0.01g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - |
| D | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| E | 0.02g | O | - | 0.03g | O | - | 0.04g | O | - |
| F | 0.01g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - |
| G | 0.02g | O | - | 0.03g | O | - | 0.05g | O | - |
| H | 0.01g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - |
| I | 0.03g | O | - | 0.03g | O | - | 0.05g | X | O |
| J | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | X | O |
| K | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.02g | X | X |
| L | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.03g | X | O |
| M | 0.04g | O | - | 0.08g | X | X | 0.13g | X | X |
| N | 0.03g | O | - | 0.03g | O | - | 0.04g | X | O |
| 캡형태 | 10000장 인쇄 | 20000장 인쇄 | 50000장 인쇄 | ||||||
| 잉크양 | 불토출 | 회복 | 잉크양 | 불토출 | 회복 | 잉크양 | 불토출 | 회복 | |
| A | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| B | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| C | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.02g | O | - |
| D | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| E | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| F | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| G | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | X | - |
| H | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| I | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| J | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| K | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - |
| L | 0.01g | O | - | 0.01g | O | - | 0.03g | O | - |
| M | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.13g | O | - |
| N | 0.02g | O | - | 0.02g | O | - | 0.04g | O | - |
상기 표4 내지 표 6으로부터, "경사각도 θ와 접촉각도의 합" 이 70도 이상이면, 불토출노즐이 50000장 인쇄후 발생될지라도 상기 노즐이 청소(또는 회복작동)에 의해서 회복됨을 알 수 있다.
상기 표 5에서 상기 잉크세트 2가 사용되고 불토출 노즐이 캡형태 N에 대한 50000장인쇄후 발생되고, 이러한 결과는 상기 노즐이 청소(또는 회복작동)에 의해서 회복됨을 보여준다. 경사각도와 접촉각도의 합은 70도 이상되는 것이 바람직하며, 이는 잉크성분때문이다.
경사각도와 접촉각도의 합이 75도 이상이면, 불토출 노즐이 발생되지 않음이 확인되었다(표 4의 캡형태 G 와 표 5의 캡형태 G 간의 차이). 특히 경사각도와 접촉각도의 합이 90도이상이면, 흡인된 잉크가 홈부의 경사면으로 떨어져 배출구로 용이하게 유도된다. 이러한 경우, 상기 캡부재상에 잔류하는 잉크는 거의 없으며, 불토출 노즐은 장기간의 인쇄에서 발생하지 않는다.
이러한 경우, 발수처리는 상기 캡부재의 내측의 홈부상에 이루어져 상기 잉크에 대한 상기 캡부재의 접촉각도의 범위를 증가시킨다. 그리고, 상기 경사각도와 접촉각도의 합이 또한 증가된다. 이에 따라, 상기 캡형상의 선택과 잉크종류에 대한 범위가 넓어지는 것이 가능해진다.
본 발명의 유지회복장치는 잉크젯 프린터 이외에도 팩시밀리, 복사기, 복학기등과 같은 화상형성장치에 적용할 수 있다. 더구나, 본 발명의 유지회복장치는 잉크(기록액)와 다른 물방울, 예를 들어 레지스트(resist), 의료분야에서의 DNA샘플을 토출시키는 액체토출용 유지회복장치에 적용할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 제한되지 않으며 변형례 및 변경예가 본 발명의 범위내에서 이루어질 수 있다.
Claims (10)
- 노즐로부터 기록액의 물방출을 토출하는 액체토출헤드의 노즐 표면을 덮는 캡부재 ;상기 노즐 표면과 접촉하도록 상기 캡부재에 구비되는 탄성접촉부재;상기 노즐로부터 흡인되는 기록액을 회복하기 위한 홈부(recess)를 형성하기 위하여 상기 캡내에 구비되는 홈부형성부재를 포함하고,상기 접촉부재와 홈부형성부재는 성형에 의해서 일체로 형성되고, 상기 홈부형성부재는 발수제를 포함하는 수지재로 이루어지며, 상기 홈부형성부재는 상기 홈부의 바닥면에서 배출구측으로 향하여 경사진 적어도 2개의 경사면을 갖도록 구비되는 액체토출장치용 유지회복장치.
- 제1항에 있어서,상기 홈부형성부재를 형성하는 수지재내의 발수제 함량은 10중량%를 넘지 않음을 특징으로 하는 유지회복장치.
- 제1항에 있어서,상기 홈부형성부재는 모서리부가 곡선으로 구비됨을 특징으로 하는 유지회복장치.
- 제1항에 있어서,상기 홈부형성부재의 경사면의 수평면에 대한 경사각도와 상기 경사각도와 기록액간의 접촉각도의 합은 70도이상임을 특징으로 하는 유지회복장치.
- 제4항에 있어서,상기 경사각도와 상기 접촉각도의 합은 90도이상임을 특징으로 하는 유지회복장치.
- 노즐로부터 기록액의 물방울을 토출하는 기록헤드로 구비되는 액체토출헤드; 상기 액체토출헤드의 성능을 회복하고 유지하도록 구비되는 유지회복장치;를 포함하는 화상형성장치에 있어서,상기 유지회복장치는상기 액체토출헤드의 노즐표면을 덮는 캡부재;상기 노즐표면과 접촉하도록 상기 캡부재에 구비되는 탄성접촉부재;상기 노즐로부터 흡인되는 기록액을 받기 위한 홈부를 형성하기 위하여 상기 캡부재에 구비되는 홈부형성부재를 포함하고,상기 접촉부재와 홈부형성부재는 성형에 의해서 일체로 형성되고, 상기 홈부형성부재는 발수제를 포함하는 수지재로 이루어지며, 상기 홈부형성부재는 상기 홈부의 바닥면에서 배출구측으로 향하여 경사진 적어도 2개의 경사면을 갖도록 구비됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항에 있어서,상기 기록액은 물, 6중량% 또는 그 이상의 안료, 폴리머 및 수용성 유기용제를 포함하고, 상기 기록액은 25℃에서 40mN/m이하의 표면장력을 가지고, 25℃에서 5cp 이상 그리고 20cp 이하의 점도를 가짐을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항에 있어서,상기 홈부형성부재를 형성하는 수지재내의 발수제 함량은 10중량%를 넘지 않음을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항에 있어서,상기 홈부형성부재는 모서리부가 곡선으로 구비됨을 특징으로 하는 화상형성장치.
- 제6항에 있어서,상기 홈부형성부재의 경사면의 수평면에 대한 경사각도와 상기 경사각도와 기록액간의 접촉각도의 합은 70도이상임을 특징으로 하는 화상형성장치.
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