KR20140075118A - 잉크 순환 장치, 이를 포함하는 잉크젯 프린터 - Google Patents

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KR20140075118A
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Abstract

본 발명은 잉크 순환 장치, 이를 포함하는 잉크젯 프린터에 관한 것으로, 잉크젯 프린트 헤드에 잉크를 공급하거나 회수하는 잉크 팩과, 상기 잉크 팩에서 상기 잉크젯 프린트 헤드로 잉크를 공급하는 잉크 공급로와, 상기 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 회수하는 잉크 회수로와, 상기 잉크 회수로에 구비되는 제1 펌프와, 상기 잉크 공급로에 구비되는 제2 펌프와, 상기 제1 펌프와 상기 잉크젯 프린트 헤드 사이에 구비되는 제1 압력센서 및 상기 제2 펌프와 상기 잉크젯 프린트 헤드 사이에 구비되는 제2 압력센서;를 포함하고, 제1 압력센서에서 감지되는 압력에 따라 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력 및 감지되는 압력이 동일해지도록 상기 제1 또는 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류를 바꿔줄 수 있다. 또한, 상기 잉크 팩은 깨끗한 잉크를 보존하기 위해 순환시에 축적된 이물이나 공기를 없애기 위해 주기적으로 교환 가능하게 할 수 있다.

Description

잉크 순환 장치, 이를 포함하는 잉크젯 프린터 {Ink circulation apparatus, inkjet printer having the same}
본 발명은 잉크 순환 장치, 이를 포함하는 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 잉크젯 프린트 헤드를 구동시킴으로써 잉크젯 프린트 헤드에서 잉크를 토출하는 것으로, 잉크젯 프린트 헤드의 구동시에 발생하는 압력 변화와 온도변화로 인해 잉크젯 프린트 헤드 내에 존재하는 잉크에 용존하고 있는 마이크로 에어가 기포로 발생한다. 그 결과, 잉크의 불토출과 잉크 토출의 휨이 발생하여, 잉크 토출 후 인쇄물의 기판 등에 선 등이 생기는 문제점이 있다.
따라서 잉크젯 프린터는 잉크젯 프린트 헤드에 잉크를 공급하는 공급 경로 내에 공기 고임이 발생하는 부분을 없애도록 구성하거나, 그 공급 경로 내에 탈기 장치를 설치하여 기체가 제거된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드에 공급하도록 구성한다.
탈기 장치를 설치한 잉크젯 프린터에서는 예를 들어 상기 공급 경로가 되는 배관에 탈기 모듈 입구와 출구가 직렬로 접속된다. 또한, 탈기 모듈 내를 진공으로 유지하기 위해 탈기 모듈에 진공 펌프가 접속된다. 이에 따라 잉크 중에 용해되어 있는 기체를 제거한 잉크, 즉 탈기 잉크가 만들어지고, 이 탈기 잉크가 상기 공급 경로를 통해 잉크젯 프린트 헤드에 공급된다. 이로써 잉크젯 헤드의 구동에 의해 발생하는 기포의 저감 및 초기 상태 시에 배관 내에 잔류하는 기체가 잉크에 용해됨에 따라 발생하는 잉크의 불토출을 제어할 수 있다.
하지만, 이러한 탈기 잉크를 제작하여 공급하는 경우, 탈기 잉크가 공기에 접촉되면 잉크에 공기가 용해되어, 바로 공기가 포화된 상태로 돌아가 버린다는 문제점이 있다.
따라서 공급 경로 내에 공기를 잔류시키지 않고 잉크의 탈기도를 유지한채로 잉크젯 프린트 헤드에 고탈기도의 잉크를 공급하는 것이 요구되고 있다.
또한, 최근 잉크젯 프린터는 산업용으로 널리 사용되고 있으며, 예를 들어 플랙시블 인쇄회로기판(FPCB) 상에 금, 은 등의 금속을 녹여 만든 잉크를 분사해 회로 패턴을 직접 형성시키거나 산업 그래픽이나 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광다이오드(OLED)의 제조 및 태양전지 등에 사용되고 있다.
이때 잉크 성분에 금, 은 등의 금속과 같은 고체 미립자를 분산시키고 있기 때문에 잉크를 순환시키지 않으면 고체 성분이 침강하여, 결국 토출 불량을 일으키게 된다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 잉크젯 프린트 헤드에 충분히 탈기된 잉크를 공급하고, 잉크 내의 고체 성분이 침강하는 것을 방지할 수 있는 잉크 순환 장치, 이를 포함하는 잉크젯 프린터 및 잉크 순환 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 잉크젯 프린트 헤드의 회수구의 잉크 펌핑압을 지속적으로 모니터링하여 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력을 일정하게 유지하는 제어 방법을 간단하게 하여 정확하고 오류 없는 제어를 가능하게 하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치는 잉크젯 프린트 헤드에 잉크를 공급하거나 회수하는 잉크 팩; 상기 잉크 팩에서 상기 잉크젯 프린트 헤드로 잉크를 공급하는 잉크 공급로; 상기 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 회수하는 잉크 회수로; 상기 잉크 회수로에 구비되고 제1 펌프; 상기 잉크 공급로에 구비되고 제2 펌프; 상기 제1 펌프와 상기 잉크젯 프린트 헤드 사이에 구비되는 제1 압력센서; 및 상기 제2 펌프와 상기 잉크젯 프린트 헤드 사이에 구비되는 제2 압력센서;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치는 상기 제1 및 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류를 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치에서 상기 제어부는 제1 압력센서에서 감지되는 압력에 따라 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력 및 감지되는 압력이 동일해지도록 상기 제1 또는 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류를 바꿔줄 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치는 상기 제1 압력센서에서 감지되는 압력이 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력보다 큰 경우, 제2 펌프에 제1 펌프의 입력 전압보다 작은 전압 또는 전류를 입력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치는 상기 제1 압력센서에서 감지되는 압력이 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력보다 작은 경우, 제2 펌프에 제1 펌프의 입력 전압보다 큰 전압 또는 전류를 입력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치는 상기 제2 압력센서에서 감지되는 압력이 상기 제1 압력센서에서 감지되는 압력과 같은 경우, 상태를 유지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치는 상기 제1 및 제2 펌프의 흡입구에는 필터가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치에서 상기 잉크 공급로에는 탈기장치가 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치에서 상기 잉크 공급로에는 공급밸브가 구비되고, 상기 잉크 회수로에는 회수밸브가 구비되며, 상기 공급밸브는 열고, 상기 회수밸브를 닫은 상태로 상기 제2 펌프를 작동하여 상기 제2 압력센서의 압력 값이 사전에 설정한 값이 되도록 상기 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류 값을 조절하여 상기 잉크젯 프린트 헤드의 퍼징가 가능할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터는 잉크 순환 장치; 상기 잉크 순환 장치로부터 잉크를 공급받아 잉크를 토출하는 잉크젯 프린트 헤드; 및 상기 잉크 회수로에 연결되어 잉크 보충로를 통해 잉크를 공급하는 잉크 탱크;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터에서 상기 잉크 팩에는 잉크 팩의 잉크 양을 산정하는 중량 센서가 구비되고, 상기 중량 센서에서 상기 잉크 팩의 잉크 양이 소정 수치 이하로 센싱되는 경우에는 상기 잉크 탱크에서 잉크를 공급받거나 또는 잉크 팩의 교환을 알릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터에서 상기 잉크 보충로에는 보충밸브가 구비되고, 상기 잉크 탱크에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 공급하는 경우에 상기 보충밸브가 열릴 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터에서 상기 잉크 공급로에는 공급밸브가 구비되고, 상기 잉크 탱크에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 공급하는 경우에 상기 공급밸브가 닫힌 상태로 상기 잉크 팩에 잉크를 채울 수 있다.
본 발명을 이용하면, 잉크젯 프린트 헤드에 충분히 탈기된 잉크를 공급하고, 잉크 내의 고체 성분이 침강하는 것을 방지할 수 있는 잉크 순환 장치, 이를 포함하는 잉크젯 프린터 및 잉크 순환 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 공급구와 회수구의 잉크 펌핑압을 지속적으로 모니터링하여 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력이 일정하게 유지될 수 있다.
또한, 본 발명을 이용하면 잉크젯 프린트 헤드 내부의 압력을 일정하게 유지하는 제어 방법을 간단하게 하여 정확하고 오류 없는 제어를 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 잉크젯 프린트 헤드의 퍼징 기능을 구비하고 있으며, 잉크 팩에 잉크의 추가 공급이 용이한 구조 및 제어 방법을 구비할 수 있다. 또, 잉크 순환 중에 회수한 공기나 작은 이물을 잉크팩에 모아서, 팩을 정기적으로 교환할 수 있어서, 사용자가 직접 잉크를 접촉하는 것 없이, 신선한 잉크교환을 할 수 있으므로 유지관리성에 뛰어난 잉크 순환장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크가 순환하는 형상을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크젯 프린트 헤드를 퍼징하는 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크 팩에 잉크 탱크로부터 추가로 잉크를 공급하는 형상을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 형태를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 형태에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 형태를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시 형태의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일하거나 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크가 순환하는 형상을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크젯 프린트 헤드를 퍼징하는 형상을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크 팩에 잉크 탱크로부터 추가로 잉크를 공급하는 형상을 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 장치를 이용하여 잉크가 순환되는 잉크젯 프린터의 구조에 대해서 살펴보기로 한다.
도 1에 도시된 잉크젯 프린터(100)는 잉크젯 프린트 헤드(110) 및 잉크팩(120)을 포함할 수 있다. 물론, 상기 잉크 팩(120)에서 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)로 잉크를 공급하는 잉크 공급로(140)와 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)에서 상기 잉크 팩(120)으로 잉크를 회수하는 잉크 회수로(130)를 포함한다.
잉크젯 프린트 헤드(110)는 내부에 잉크 유로가 형성되어 있으며, 액츄에이터(미도시)의 구동에 의해 잉크 유로 내의 압력 또는 체적 변화를 통해 노즐(111)로 잉크를 토출하는 장치로, 구체적인 구성은 일반적인 잉크젯 프린트 헤드와 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
잉크 팩(120)은 충분히 탈기된 잉크가 충전되어 있으며, 공기가 차단되도록 다층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 잉크 팩(120)에는 내부에 채워진 잉크의 양을 측정하기 위한 중량센서(121)가 구비될 수 있다. 상기 중량센서(121)는 상기 잉크 팩(120) 내부에 채워진 잉크의 양을 측정할 수 있는 수단이라면 제한이 없다.
상기 잉크 팩(120)은 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)와 잉크 공급로(140)에 의해 연결되어, 상기 잉크 팩(120)으로부터 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)로 잉크가 공급될 수 있다. 즉, 상기 잉크 팩(120)에서 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)로 잉크를 공급하는 잉크 공급로(140)가 구비될 수 있다. 상기 잉크 공급로(140)에는 제2 펌프(141)가 구비되어 상기 잉크 팩(120)의 잉크를 펌핑하여 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)로 공급할 수 있다. 상기 제2 펌프(141)의 잉크 주입구에는 제2 필터(144)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 잉크 공급로(140)에는 공급밸브(143)가 구비될 수 있다. 상기 공급밸브(143)는 상기 잉크 팩(120)에 채워진 잉크를 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)에 공급하는 경우에는 열린 상태를 유지할 수 있다. 물론, 상기 잉크젯 프린터(100)가 다른 기능을 수행하는 경우에는 상기 공급밸브(143)는 잠긴 상태를 유지할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 3을 참조하여 설명한다.
또한, 상기 잉크 공급로(140)에는 탈기장치(145)가 구비될 수 있다. 더욱 상세하게 상기 탈기장치(145)는 상기 제2 펌프(141)와 잉크젯 프린트 헤드(110) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제2 펌프(141)를 거쳐 펌핑된 잉크는 압력차에 의해 기포가 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 잉크 공급로(140)에는 제2 압력센서(142)가 구비될 수 있다. 더욱 상세하게 상기 제2 압력센서(142)는 상기 제2 펌프(141)와 잉크젯 프린트 헤드(110) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제2 펌프(141)에 의해 잉크가 펌핑되어 잉크젯 프린트 헤드(110)의 공급구(112)로 공급되므로 잉크젯 프린트 헤드(110)에 공급되는 잉크의 압력을 가장 정확하게 측정하기 위함이다. 이에, 상기 제2 압력센서(142)는 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크 공급구(112)에 최대한 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 상기 잉크 팩(120)은 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)와 잉크 회수로(130)에 의해 연결되어, 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크가 상기 잉크 팩(120)으로 회수될 수 있다. 즉, 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)에서 상기 잉크 팩(120)으로 잉크가 회수되는 잉크 회수로(130)가 구비될 수 있다. 상기 잉크 회수로(130)에는 제1 펌프(131)가 구비되어 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크를 펌핑하여 상기 잉크 팩(120)으로 회수할 수 있다. 상기 제1 펌프(131)의 잉크 흡입구에는 제1 필터(134)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 잉크 회수로(130)에는 회수밸브(133)가 구비될 수 있다. 상기 회수밸브(133)는 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)를 상기 잉크 팩(120)으로 회수하는 경우에는 열린 상태를 유지할 수 있다. 물론, 상기 잉크젯 프린터(100)가 다른 기능을 수행하는 경우에는 상기 공급밸브(143)는 잠긴 상태를 유지할 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
또한, 상기 잉크 회수로(130)에는 탈기장치(미도시)가 구비될 수 있다. 더욱 상세하게 상기 탈기장치(미도시)는 상기 제1 펌프(131)와 상기 잉크 팩(120) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제1 펌프(131)를 거쳐 펌핑된 잉크가 상기 잉크 팩(120)에 저장되는 경우에는 탈기된 상태이어야 하기 때문이다. 아울러, 상기 제2 펌프(131)에 의해 잉크가 펌핑된 후에는 압력차에 의해 기포가 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 상기 잉크 회수로(130)에는 제1 압력센서(132)가 구비될 수 있다. 더욱 상세하게 상기 제1 압력센서(132)는 상기 제1 펌프(131)와 잉크젯 프린트 헤드(110) 사이에 구비될 수 있다. 상기 제1 펌프(131)에 의해 잉크가 펌핑되어 잉크젯 프린트 헤드(110)의 회수구(113)에서 흡입되므로 잉크젯 프린트 헤드(110)에서 회수되는 잉크의 압력을 가장 정확하게 측정하기 위함이다. 이에, 상기 제1 압력센서(132)는 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크 회수구(113)에 최대한 가깝게 배치될 수 있다.
상기와 같이 구비된 잉크젯 프린터(100)는 상술한 공급밸브(143)와 회수밸브(133)가 모두 열린 상태에서 상기 제1 및 제2 펌프(131)(141)를 모두 작동하여 잉크젯 프린트 헤드(110)에 잉크가 지속적으로 순환되도록 할 수 있다. 즉, 잉크 팩(120)의 잉크는 제2 펌프(141)의 펌핑에 의해 잉크 공급로(140)를 타고 잉크젯 프린트 헤드(110)에 공급되고, 공급된 잉크는 제1 펌프(131)의 펌핑에 의해 잉크 회수로(130)를 타고 잉크 팩(110)으로 되돌아 오게 된다.
이 경우, 상기 제1 및 제2 펌프(131)(141)는 기본적으로 동일한 입력전압에 의해 동일한 펌핑 압력을 발생시키도록 작동된다. 하지만, 지속적으로 작동하다보면 기타 요건에 따라 상기 제1 펌프(131)와 제2 펌프(141)의 펌핑압에 차이가 나게 된다.
그런데, 상기 제1 펌프(131)와 상기 제2 펌프(141)는 각각 잉크젯 프린트 헤드(110)의 회수구(113)와 공급구(112) 방향에 배치되는 펌프이므로 이들의 펌핑압이 차이가 나게 되면 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)의 내부 압력이 변하게 된다. 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)의 내부 압력이 변하게 되면 노즐(111)에 형성되는 메니스커스가 적정하게 유지되지 않을 수 있다. 또한, 잉크젯 프린트 헤드(110)의 내부 압력이 낮아지는 경우에는 잉크에 용존하고 있던 마이크로 에어가 기포로 확장될 수 있어 잉크젯 프린터(100)의 성능에 영향을 끼칠 수 있다.
이에, 본 발명에서는 상기 제1 펌프(131)의 입력 전압 또는 전류 및 상기 제2 펌프(141)의 입력 전압 또는 전류를 상황에 따라 변경하는 간단한 제어 방식에 의해 정확하고도 오류 발생이 적은 잉크젯 헤드 제어 장치 및 방법을 제안한다. 이에 대해서는 도 5를 참조하여 상세히 후술한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 프린터(100)는 상기 잉크 회수로(130)에 연결되어 잉크 보충로(151)를 통해 잉크를 공급하는 잉크 탱크(150)를 구비할 수 있다. 상기 잉크 회수로(130)와 상기 잉크 보충로(151)는 교차로(154)에서 만날 수 있다.
이 경우, 상기 잉크 보충로(151)는 상기 잉크 회수로(130)와 상기 회수밸브(133)와 상기 제1 펌프(131) 사이에서 교차되도록 할 수 있다. 이는 상기 잉크 탱크(150)에서 잉크 보충시에 상기 제1 펌프(131)를 이용해야 하고, 상기 잉크젯 프린트 헤드(110)와의 잉크 교환은 멈춰야 하기 때문이다.
상기 잉크 탱크(150)는 상기 잉크 팩(120)의 잉크가 소정 양 이하로 줄어들 경우 잉크를 공급할 수 있다. 즉, 상기 잉크 팩(120)에 구비된 중량센서(121)의 잉크량 측정을 기반으로 상기 잉크 팩(120)에 잉크를 공급할 수 있다.
상기 잉크 보충로(151)에는 보충밸브(153)가 구비될 수 있다. 상기 보충밸브(153)는 상기 잉크 탱크(150)로부터 상기 잉크 팩(120)에 잉크를 공급하는 경우 열링 상태를 유지할 수 있다. 물론, 잉크젯 프린터(100)가 다른 기능을 수행하는 경우 닫힌 상태를 유지할 수 있다.
한편, 상기 회수밸브(133)와 상기 보충밸브(153)는 일체로 구비되어 상기 교차로(154)에 배치될 수 있다. 즉, 일자 형상이 아닌 'T'자 형상으로 밸브를 구비하여 잉크 회수로(130)에서만 잉크가 흐르도록 밸브를 열거나 - 이 경우, 잉크 보충로(151)와 연결되는 부분은 닫힌 상태를 유지 - , 잉크 보충로(151)에서 공급되는 잉크가 상기 잉크 회수로(130)로 흐르도록 밸브를 열거나, 상기 잉크 보충로(151)에서 상기 잉크 회수로(130)를 따라 잉크 팩(120) 방향으로만 밸브가 열리도록 할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크젯 프린트 헤드를 퍼징하는 방법을 설명한다. 기본적으로 도 1을 참고하여 설명한 잉크젯 프린터(100)의 구조를 그대로 이용하게 되며, 밸브의 열림 상태와 펌프의 활용에 있어서만 차이가 있게 된다.
잉크젯 프린트 헤드(110)는 처음 사용 또는 지속적인 사용에 의해 내부에 고형물이 침전되거나 기타 이물이 묻을 수 있으므로 잉크젯 프린트 헤드(110)의 내부를 퍼징할 필요성이 있다. 이에, 본 발명에서는 이러한 퍼징 수단을 제공한다.
즉, 지속적으로 잉크를 공급하면서 잉크젯 프린트 헤드(110)에서 노즐(111)을 통해 일정 시간 동안 잉크를 지속적으로 방출하는 것에 의해 잉크젯 프린트 헤드(110)의 퍼징가 가능하다.
이에, 본 발명에서는 잉크 공급로(140)에 배치된 공급밸브(143)를 열린 상태로 유지하고 제2 펌프(141) 만을 작동할 수 있다. 이 경우, 제2 압력센서(142)의 값이 사전에 설정한 퍼징 압력 값이 되도록 제2 펌프(141)에 전압 또는 전류를 공급할 수 있다. 그 방법은 제1 압력센서(132)의 압력제어방법과 유사하다. 이렇게 하면, 잉크 팩(110)의 잉크는 잉크 공급로(140)를 따라 잉크젯 프린트 헤드(110)에 공급되어 바로 노즐(111)을 통해 잉크 방울(111a)로 배출될 수 있다.
이 경우, 잉크 회수로(130)에 구비되는 회수밸브(133)는 잠긴 상태를 유지하며 제1 펌프(131)는 작동을 멈추어야 한다.
다음으로, 도 3를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 장치를 이용하여 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 팩에 잉크 탱크로부터 잉크를 채우는 방법을 설명한다. 기본적으로 도 1을 참고하여 설명한 잉크젯 프린터(100)의 구조를 그대로 이용하게 되며, 밸브의 열림 상태와 펌프의 활용에 있어서만 차이가 있게 된다.
잉크젯 프린터(100)에는 충분히 탈기된 잉크가 충전되는 잉크 팩(110)이 구비되며, 상기 잉크 팩(110)에 채워진 잉크가 소정량 이하로 떨어지면 잉크 탱크(150)로부터 잉크 팩(110)에 잉크를 채워주어야 한다.
이에, 잉크 회로수(130)에 잉크 보충로(151)에 의해 연결된 잉크 탱크(150)로부터 잉크가 공급될 수 있다. 이 경우에는 회수밸브(133)와 공급밸브(143)를 모두 잠근 상태에서 제1 펌프(131)를 작동시켜 상기 잉크 탱크(150)로부터 상기 잉크 팩(120)으로 잉크를 펌핑할 수 있다. 물론, 잉크 보충로(151)의 보충밸브(153)는 열린 상태를 유지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 장치(10)는 중량센서(20), 펌프 제어부(30), 중앙 처리부(40), 압력 제어부(50) 및 밸브 제어부(60)를 포함할 수 있다. 물론, 중앙 처리부(40)는 중량센서(20), 펌프 제어부(30), 압력 제어부(50) 및 밸브 제어부(60)와 모두 연결되어 각종 제어를 중앙에서 통제할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 장치(10)는 각종 단말, 컴퓨터, 모바일 폰, PDA 등 각종 디바이스에 의해 탑재되어 사용될 수 있다. 물론, 예시되지 않은 다양한 장치를 모두 활용할 수 있다.
중량센서(20)는 잉크 팩(110)에 구비되어 잉크 팩(110)의 잉크 량을 측정하여 그 정보를 중앙 처리부(40)에 전달할 수 있다. 잉크 팩(110)의 잉크 량이 소정 기준 이하로 떨어지는 경우 중앙 처리부(40)는 잉크탱크(150)의 잉크를 잉크 팩(110)에 채우는 프로세싱을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 중앙 처리부(40)는 펌프 제어부(30)와 밸브 제어부(60)를 제어하여 잉크 팩(110)에 잉크를 채울 수 있다.
즉, 중량센서(20)에서 잉크 팩(110)의 잉크 량이 소정 양 이하라는 센싱을 중앙 처리부(40)에 전달하면, 상기 중앙 처리부(40)는 밸브 제어부(60)에 보충밸브(153)를 열고, 나머지 공급밸브(143) 및 회수밸브(133)를 닫도록 명령한다. 또한, 펌프 제어부(30)에 제1 펌프(131)는 작동시키고 제2 펌프(141)는 작동을 멈추도록 명령할 수 있다. 또, 중앙제어부는 정기적인 잉크팩 교환이 가능하도록 사용자에게 알릴 수 있다.
펌프 제어부(30)는 중앙 처리부(40)에서 각종 명령을 전달받아 제1 펌프(131) 및 제2 펌프(141)의 작동을 제어할 수 있다. 가령, 잉크의 정상 순환(도 1 참조)의 경우에는 제1 펌프(131) 및 제2 펌프(141)가 모두 작동하도록 제어할 수 있다. 물론, 잉크젯 프린트 헤드(110)의 내부 압력이 일정하게 유지될 수 있도록 제1 펌프(131)의 입력 전압은 유지하고, 제2 펌프(141)의 입력 전압 또는 전류를 변화시킬 수 있다. 이와 관련한 상세한 설명은 이하 도 5를 참조하여 상세히 하도록 하겠다.
압력 제어부(50)는 제1 압력센서(132) 및 제2 압력센서(142)에서 센싱된 압력정보를 중앙 처리부(40)에 전달할 수 있다. 상기 중앙 처리부(40)는 전달된 압력정보에 의해 잉크젯 프린트 헤드(110)의 압력이 일정하게 유지되도록 조절할 수 있다.
밸브 제어부(60)는 중앙 처리부(40)의 명령에 따라 회수밸브(133), 공급밸브(143) 및 보충밸브(153)의 작동을 제어할 수 있다.
또한, 상기 중앙 처리부(40)는 잉크젯 프린트 헤드(110)의 퍼징 기능을 수행할 수 있다. 잉크젯 프린트 헤드(110)의 퍼징은 최초 사용 전 또는 소정 주기별로 반복적으로 시행될 수 있다.
잉크젯 프린트 헤드(110)는 처음 사용 또는 지속적인 사용에 의해 내부에 고형물이 침전되거나 기타 이물이 남겨질 수 있으므로 잉크젯 프린트 헤드(110)의 내부를 퍼징할 필요성이 있다. 이에, 본 발명에서는 이러한 퍼징을 중앙 처리부(40)에 의해 수행되도록 할 수 있다. 즉, 중앙 처리부(40)는 지속적으로 잉크를 잉크젯 프린트 헤드(110) 공급하면서 잉크젯 프린트 헤드(110)에서 노즐(111)을 통해 일정 시간 동안 잉크를 지속적으로 방출하는 것에 의해 잉크젯 프린트 헤드(110)를 퍼징하도록 할 수 있다.
이를 위해, 상기 중앙 처리부(40)는 밸브 제어부(60)에 회수밸브(133) 및 보충밸브(153)는 잠그고 공급밸브(143) 만을 열도록 명령할 수 있다. 또한, 상기 중앙 처리부(40)는 펌프 제어부(30)에 제1 펌프(131)는 작동을 중지하고 제2 펌프(141)만 작동하도록 명령할 수 있다. 물론, 이 경우 잉크젯 프린트 헤드(110)의 사이즈나 기타 사항을 고려하여 상기 제2 펌프(141)의 입력 전압 또는 전류를 선택하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 순환 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 정상 순환을 제어하는 방법이 개시된다. 도 5에 도시된 제어 알고리즘은 도 1의 잉크 순환 장치를 이용하고, 도 4의 제어 장치를 사용하여 구현이 가능하다. 즉, 각종 단말, 컴퓨터, 모바일 폰, PDA 등 각종 디바이스가 잉크젯 프린터(100)에 연결되어 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 잉크 정상 순환을 제어하는 방법은 잉크젯 프린트 헤드에서 제1 펌프에 의해 회수되는 잉크의 압력과 상기 잉크젯 프린트 헤드에 제2 펌프에 의해 공급되는 잉크의 압력을 측정하는 제1 및 제2 압력센서에 의해 제1 및 제2 압력을 각각 측정하는 단계와, 측정된 상기 제1 압력에 따라 상기 제1 또는 제2 펌프에 입력되는 전압 또는 전류의 조절 여부를 선택하고, 상기 제1 또는 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류를 조절하는 압력 제어 단계를 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 먼저, 잉크젯 프린트 헤드(110)의 사이즈나 타입 등을 고려하여 잉크젯 프린트 헤드(110)의 회수구(113) 쪽에 위치하고 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크를 잉크 팩(120)으로 회수하는데 사용되는 제1 펌프(131)의 압력(P1)을 설정하고, 이에 따른 압력 전압(V1)을 입력전압으로 선택한다(S10, S20).
그리고, 잉크젯 프린트 헤드(110)의 공급구(112) 쪽에 위치하고 잉크젯 프린트 헤드(110)에 잉크 팩(120)으로부터 잉크를 공급하는데 사용되는 제2 펌프(141)의 입력전압(V2)를 설정한다(S30). 이에 의해 제1 및 제2 펌프(131)(141)는 모두 작동 상태를 유지하게 된다. 물론, 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크 정상 순환 형태이므로 공급밸브(143)와 회수밸브(133)는 모두 열고, 보충밸브(153)는 닫힌 상태를 유지할 수 있다.
이론적으로는 제1 및 제2 펌프의 입력전압이 동일하므로 잉크젯 프린트 헤드(110)를 중심으로 회수구(113) 측과 공급구(112) 측에 동일한 압력이 형성되어야 한다. 즉, 잉크젯 프린트 헤드(110)를 중심으로 잉크를 공급해주는 압력과 잉크를 회수하는 압력이 동일하므로, 인풋과 아웃풋이 동일한 것이다.
하지만, 잉크젯 프린트 헤드(110)는 그 자체로 잉크를 토출하는 장치가 구비되어 노즐(111)을 통해 잉크를 토출하고 있고, 기타 다양한 요인에 의해 회수구(113) 측과 공급구(112) 측의 압력은 차이가 나게 된다.
이에, 제1 펌프(131)의 입력전압(V1)은 동일하게 유지한 상태로, 지속적으로 제2 펌프(141)에서 펌핑되는 잉크의 압력(P2)을 제1 압력센서(132)를 이용하여 모니터링 한다(S40).
제1 압력센서(132)에서 센싱되는 압력(P2)은 제1 압력센서(132)에서 사전에 설정한 압력(P1)보다 크거나, 작거나 혹은 같을 수 있다(S50).
또한, 상기 제1 압력센서(132)에서 센싱된 압력(P2)을 바탕으로 제2 펌프(141)에 입력되는 수정 입력 전압 또는 전류는 제1 펌프(131)의 입력전압(V1)보다 크거나, 작거나 혹은 같을 수 있다(S60).
상세히 설명하면, 먼저, 제1 압력센서(132)에서 센싱되는 압력(P2)이 제1 압력센서(132)에서 사전에 설정한 압력(P1)보다 큰 경우에는(S51), 제2 펌프(141)의 입력 전압 - 또는, 전류 - (V2)을 제1 펌프(141)의 입력 전압 - 또는, 전류 - (V1)보다 작은 전압 - 또는, 전류 - (V2=V1-a)으로 감압하여 입력한다(S61)- 'a'는 양수 -.
다음으로, 제1 압력센서(132)에서 센싱되는 압력(P2)이 제1 압력센서(132)에서 사전에 설정한 압력(P1)보다 작은 경우에는(S52), 제2 펌프(141)의 입력 전압 - 또는, 전류 - (V2)을 제1 펌프(141)의 입력 전압 - 또는, 전류 - (V1)보다 큰 전압 - 또는, 전류 - (V2=V1+a)으로 승압하여 입력한다(S62)- 'a'는 양수 -.
마지막으로, 제1 압력센서(132)에서 센싱되는 압력(P2)이 제1 압력센서(132)에서 사전에 설정한 압력(P1)과 같은 경우에는(S53), 제2 펌프(141)의 상태를 그대로 유지한다.
상기와 같이 제1 압력센서(132)를 지속적으로 모니터링하여 제2 펌프(141)의 입력전압(V2)을 지속적으로 변경시켜 줌으로써 제1 압력센서(132)에 센싱되는 제1 압력을 사전에 설정한 압력과 동일하도록 유지할 수 있다. 이에 의해 잉크젯 프린트 헤드(110) 내부의 압력이 일정하게 유지되므로 잉크젯 프린트 헤드(110)의 잉크 토출 성능이 향상될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명했지만, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100: 잉크젯 프린터
110: 잉크젯 프린트 헤드
120: 잉크 팩
130: 잉크 회수로
140: 잉크 공급로
150: 잉크탱크

Claims (13)

  1. 잉크젯 프린트 헤드에 잉크를 공급하거나 회수하는 잉크 팩;
    상기 잉크 팩에서 상기 잉크젯 프린트 헤드로 잉크를 공급하는 잉크 공급로;
    상기 잉크젯 프린트 헤드에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 회수하는 잉크 회수로;
    상기 잉크 회수로에 구비되는 제1 펌프;
    상기 잉크 공급로에 구비되는 제2 펌프;
    상기 제1 펌프와 상기 잉크젯 프린트 헤드 사이에 구비되는 제1 압력센서; 및
    상기 제2 펌프와 상기 잉크젯 프린트 헤드 사이에 구비되는 제2 압력센서;를 포함하는 잉크 순환 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류를 조절하는 제어부를 더 포함하는 잉크 순환 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 제1 압력센서에서 감지되는 압력에 따라 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력 및 감지되는 압력이 동일해지도록 상기 제1 또는 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류를 바꿔주는 잉크 순환 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 압력센서에서 감지되는 압력이 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력보다 큰 경우, 제2 펌프에 제1 펌프의 입력 전압보다 작은 전압 또는 전류를 입력하는 잉크 순환 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 압력센서에서 감지되는 압력이 상기 제1 압력센서에서 설정한 압력보다 작은 경우, 제2 펌프에 제1 펌프의 입력 전압보다 큰 전압 또는 전류를 입력하는 잉크 순환 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 압력센서에서 감지되는 압력이 상기 제1 압력센서에서 감지되는 압력과 같은 경우, 상태를 유지하는 잉크 순환 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 펌프의 흡입구에는 필터가 구비되는 잉크 순환 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 공급로에는 탈기장치가 구비되는 잉크 순환 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 공급로에는 공급밸브가 구비되고, 상기 잉크 회수로에는 회수밸브가 구비되며,
    상기 공급밸브는 열고, 상기 회수밸브를 닫은 상태로 상기 제2 펌프를 작동하여 상기 제2 압력센서의 압력 값이 사전에 설정한 값이 되도록 상기 제2 펌프의 입력 전압 또는 전류 값을 조절하여 상기 잉크젯 프린트 헤드의 퍼징가 가능한 잉크 순환 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 잉크 순환 장치;
    상기 잉크 순환 장치로부터 잉크를 공급받아 잉크를 토출하는 잉크젯 프린트 헤드; 및
    상기 잉크 회수로에 연결되어 잉크 보충로를 통해 잉크를 공급하는 잉크 탱크;를 포함하는 잉크젯 프린터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 잉크 팩에는 잉크 팩의 잉크 양을 산정하는 중량 센서가 구비되고,
    상기 중량 센서에서 상기 잉크 팩의 잉크 양이 소정 수치 이하로 센싱되는 경우에는 상기 잉크 탱크에서 잉크를 공급받거나 또는 잉크 팩의 교환을 알리는 잉크젯 프린터.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 잉크 보충로에는 보충밸브가 구비되고, 상기 잉크 탱크에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 공급하는 경우에 상기 보충밸브가 열리는 잉크젯 프린터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 잉크 공급로에는 공급밸브가 구비되고, 상기 잉크 탱크에서 상기 잉크 팩으로 잉크를 공급하는 경우에 상기 공급밸브가 닫힌 상태로 상기 잉크 팩에 잉크를 채우는 잉크젯 프린터.
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