KR20220108612A - 잉크 순환 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

잉크 순환 시스템은 잉크가 저장되는 잉크 저장조, 인쇄 매체에 잉크를 토출하는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드, 상기 잉크 저장조와 상기 잉크젯 프린트 헤드를 연결하는 잉크 공급 유로, 상기 잉크 공급 유로에 위치하며, 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크가 상기 잉크젯 프린트 헤드로 유동하기 위한 동력을 제공하는 제1 펌프, 상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 일 영역에 결합 가능하고, 상기 잉크젯 프린트 헤드에 결합 시, 상기 적어도 하나의 노즐을 보호하는 캡(cap), 상기 캡의 내부 공간과 상기 잉크 저장조를 연결하는 잉크 회수 유로, 및 상기 잉크 회수 유로에 위치하며, 상기 잉크젯 프린트 헤드에 저장된 잉크가 상기 잉크 저장조를 향하는 방향으로 유동하기 위한 동력을 제공하는 제2 펌프를 포함할 수 있다.

Description

잉크 순환 시스템 및 방법{INK CIRCULATION SYSTEM AND METHOD}
실시예들은 잉크 순환 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크젯 프린트 헤드와 결합되는 캡에 저장된 잉크를 잉크 탱크로 회수함으로써, 잉크젯 프린트 헤드의 노즐의 막힘을 방지할 수 있는 잉크 순환 시스템 및 방법에 관한 것이다.
잉크젯 프린팅 장치는 잉크젯 프린트 헤드를 이용하여 인쇄용 잉크의 미세 크기의 액적(droplet)을 인쇄 매체 상의 원하는 위치에 토출하여 인쇄 매체의 표면에 소정의 색상을 갖는 화상(image)을 인쇄하는 장치이다.
잉크젯 프린팅 장치는 잉크가 저장된 잉크 저장조를 포함할 수 있으며, 잉크 저장조에 저장된 잉크는 잉크 공급 수단을 통해 잉크젯 프린트 헤드에 공급될 수 있으며, 공급된 잉크는 잉크젯 프린트 헤드의 노즐을 통해 종이, 필름, 섬유 등의 인쇄매체에 토출되어 화상을 인쇄할 수 있다.
이와 같은 잉크젯 프린팅 장치는 다양한 인쇄 토출 방식을 채용할 수 있으며, 채용된 인쇄 토출 방식에 따라 압전 방식의 잉크젯 프린팅 장치, 정전 방식의 잉크젯 프린팅 장치 또는 열 전사 방식의 잉크젯 프린팅 장치로 분류될 수 있다.
압전 방식의 잉크젯 프린팅 장치는 압전 방식은 압전 소자(piezoelectric element)의 변형을 이용하여 잉크를 토출시킬 수 있는 장치로, DOD(Drop On Demand) 방식으로 잉크를 토출시키므로 프린팅 작업의 제어가 용이할 수 있다.
정전 방식의 잉크젯 프린팅 장치는 정전기력을 이용하여 잉크를 토출시킬 수 있는 장치로, 미세 액적을 구현하기가 쉬워 정밀한 프린팅 작업에 적합할 수 있다.
열 전사 방식의 잉크젯 프린팅 장치는 미세 전극에서 발생되는 열을 이용하여 잉크를 토출시킬 수 있는 장치로, 미세 전극만으로 잉크를 토출시킬 수 있어 제조 비용이 저렴하고, 프린팅 장치의 소형화가 가능할 수 있다.
잉크젯 프린터는 인쇄용 잉크의 특성 상 장기간 잉크의 흐름이 없는 경우, 인쇄용 잉크 입자(ink particle)의 침전이 발생하거나, 인쇄용 잉크 입자들 사이의 응집(aggregation)이 발생할 수 있다.
인쇄용 잉크 입자의 침전물 또는 응집물은 잉크가 토출되는 잉크젯 프린트 헤드의 노즐을 막을 수 있으며, 그 결과 잉크젯 프린팅 장치가 원하는 위치에 원하는 양의 잉크를 토출할 수 없게 되어 인쇄 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
인쇄용 잉크 입자의 침전 또는 응집을 방지하기 위하여 잉크젯 프린트 헤드의 챔버 내에 위치하여, 챔버 내에 위치한 잉크를 섞기 위한 교반 수단(agitator)를 포함하는 잉크젯 프린터가 제안된 바 있으나, 상술한 잉크젯 프린터는 챔버 내에 교반 수단을 배치해야만해서 전체적인 구조가 복잡해지고, 잉크젯 프린트 헤드의 설계가 어려워진다는 한계가 있었다.
인쇄용 잉크 입자의 침전 또는 응집을 방지하기 위한 또 다른 방안으로, 잉크 저장조에서 잉크젯 프린트 헤드로 공급된 잉크를 다시 잉크 저장조로 순환시킬 수 있는 잉크 순환 시스템을 포함하는 잉크젯 프린터도 제안된 바 있다.
다만, 잉크 순환 시스템을 포함하는 잉크젯 프린터의 경우, 잉크젯 프린트 헤드의 구조를 단순화할 수는 있으나, 잉크젯 프린트 헤드의 노즐과 인접한 위치에 저장된 잉크는 순환시킬 수 없으므로, 잉크젯 프린트 헤드의 노즐 근처에서 발생되는 잉크 입자의 침전 또는 응집은 방지할 수 없다는 한계가 있었다.
이에 따라, 본 개시는 잉크젯 프린트 헤드와 결합되는 캡(cap)과 잉크 저장조 사이의 공기 순환 경로를 형성함으로써, 잉크젯 프린트 헤드의 노즐과 인접한 위치에 저장된 잉크까지 순환시킬 수 있는 잉크 순환 시스템 및 방법을 제공하여 상술한 한계를 극복하고자 한다.
본 개시의 실시예들을 통해 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템은, 잉크가 저장되는 잉크 저장조(ink reservoir), 인쇄 매체에 잉크를 토출하는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드, 상기 잉크 저장조와 상기 잉크젯 프린트 헤드를 연결하는 잉크 공급 유로, 상기 잉크 공급 유로에 위치하며, 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크가 상기 잉크젯 프린트 헤드로 유동하기 위한 동력을 제공하는 제1 펌프, 상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 일 영역에 결합 가능하고, 상기 잉크젯 프린트 헤드에 결합 시, 상기 적어도 하나의 노즐을 보호하는 캡(cap), 상기 캡의 내부 공간과 상기 잉크 저장조를 연결하는 잉크 회수 유로, 및 상기 잉크 회수 유로에 위치하며, 상기 잉크젯 프린트 헤드에 저장된 잉크가 상기 잉크 저장조를 향하는 방향으로 유동하기 위한 동력을 제공하는 제2 펌프를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 잉크젯 프린트 헤드는 상기 잉크 공급 유로를 통해 상기 잉크 저장조에서 상기 잉크젯 프린트 헤드로 이송된 잉크가 저장되는 잉크 챔버와 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 잉크젯 프린트 헤드의 외부로 토출시키기 위한 압전 소자(piezoelectric element)를 더 포함할 수 있다.
일 예시에서, 잉크 순환 시스템은 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크의 잔량을 감지하기 위한 잔량 감지 센서 및 상기 감지 센서, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프와 전기적으로 연결되는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 잔량 감지 센서는, 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크의 양에 따라 위치 이동이 가능한 지시바 및 상기 지시바의 위치를 감지하고, 감지된 상기 지시바의 위치에 기초하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크의 잔량을 판단하는 센서를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 프로세서는 상기 잔량 감지 센서에서 감지된 상기 잉크의 잔량에 기초하여 상기 제1 펌프의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.
일 예시에서, 상기 프로세서는 지정된 시간 간격에 따라 상기 제2 펌프의 작동을 제어하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 캡의 내부 공간으로 배출시킨 후, 배출된 잉크를 상기 잉크 저장조로 유동시킬 수 있다.
이 때, 상기 지정된 시간 간격은 가변될 수 있다.
일 예시에서, 잉크 순환 시스템은 상기 잉크 챔버의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절 수단을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크 순환 시스템은 상기 잉크 회수 유로에 위치하며, 상기 잉크 회수 유로를 따라 상기 캡의 내부 공간에서 상기 잉크 저장조를 향해 유동하는 잉크의 이물질을 제거하기 위한 제1 필터를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 잉크 순환 시스템은 상기 잉크 공급 유로에 위치하며, 상기 잉크 공급 유로를 따라 상기 잉크 저장조에서 상기 잉크젯 프린트 헤드를 향해 유동하는 잉크의 이물질을 제거하기 위한 제2 필터를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 방법은, 제1 펌프를 이용하여 잉크 저장조에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 챔버로 공급하는 동작, 상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 일 영역에 상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 하나의 노즐을 보호하는 캡을 결합하는 동작 및 제2 펌프를 이용하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 잉크 저장조로 회수하는 동작을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크를 상기 잉크 챔버로 공급하는 동작은, 잔량 감지 센서를 이용하여 상기 잉크 챔버 내에 저장된 잉크의 잔량을 측정하는 동작 및 측정된 잉크의 잔량에 기초하여 상기 제1 펌프의 작동을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크를 상기 잉크 챔버로 공급하는 동작은 측정된 잉크의 잔량이 지정된 값 이하인 경우, 상기 제1 펌프를 작동시켜 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크를 상기 잉크 챔버로 유동시킬 수 있다.
다른 예시에서, 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 잉크 저장조로 회수하는 동작은 상기 제2 펌프를 이용하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 캡의 내부 공간으로 배출시킨 후, 배출된 잉크를 상기 잉크 저장조로 유동시킬 수 있다.
상술한 실시예들에 관한 잉크 순환 시스템 및 방법은 잉크 저장조에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드로 공급하고, 잉크젯 프린트 헤드 내에 저장된 잉크를 다시 잉크 저장조로 회수하여 잉크를 순환시킬 수 있으며, 그 결과 잉크 입자의 침전 또는 응집에 의해 잉크젯 프린트 헤드의 노즐 주변에서 발생할 수 있는 막힘 현상을 줄일 수 있다.
실시예들에 의한 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시예에 관한 잉크젯 프린팅 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린팅 장치의 잉크젯 프린트 헤드와 캡이 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 관한 잉크젯 프린팅 장치의 잉크를 순환하기 위한 잉크 순환 시스템의 구성 요소들을 나타내는 블록도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 잉크 순환 시스템의 사시도이다.
도 4b는 도 3에 도시된 잉크 순환 시스템의 정면도이다.
도 5는 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템의 잉크 순환 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템의 잉크 공급 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a는 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템의 잉크 회수 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b는 도 7a에 도시된 잉크 순환 시스템의 A 영역을 확대한 단면도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 본 개시에 기재된 "-부", "-모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 개시에서 사용된 바와 같이, "적어도 어느 하나의"와 같은 표현이 배열된 구성요소들 앞에 있을 때, 배열된 각각의 구성이 아닌 전체 구성 요소들을 수식한다. 예를 들어, "a, b, 및 c 중 적어도 어느 하나"라는 표현은 a, b, c, 또는 a와 b, a와 c, b와 c, 또는 a와 b와 c를 포함하는 것으로 해석하여야 한다.
본 개시에서 "잉크젯 프린팅 장치"는 미세 크기의 잉크 입자를 인쇄 매체의 원하는 위치에 토출하는 방식으로 인쇄 매체에 화상(image)을 인쇄할 수 있는 장치를 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "잉크 순환 시스템(ink circulation system)"은 잉크 저장조(또는 '잉크 탱크(ink tank)') 사이에서 잉크를 순환시키기 위한 시스템을 의미할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예들에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다 그러나 본 개시의 실시예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 관한 잉크젯 프린팅 장치의 일부 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 잉크젯 프린팅 장치의 잉크젯 프린트 헤드와 캡이 결합된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 관한 잉크젯 프린팅 장치(10)는 인쇄용 잉크(이하, '잉크')를 토출하기 위한 잉크젯 프린트 헤드(100)를 포함할 수 있다.
잉크젯 프린트 헤드(100)는 지정된 경로를 따라 이동하면서 인쇄 매체(P) 상의 원하는 위치에 미세 크기(예: 수십 마이크로미터)의 잉크 액적을 토출함으로써, 인쇄 매체(P)에 화상을 인쇄할 수 있다. 인쇄 매체(P)는 예를 들어, 종이, 필름 또는 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 인쇄 매체(P)는 제1 방향을 따라 이동할 수 있으며, 잉크젯 프린트 헤드(100)는 고정된 위치에서 이동하는 인쇄 매체(P)에 잉크 액적을 토출할 수 있으나, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 액적을 토출하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 실시예에서, 인쇄 매체(P)는 제1 방향을 따라 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)에 도달할 수 있으며, 잉크젯 프린트 헤드(100)는 제1 방향과 실질적으로(substantially) 수직한 제2 방향을 따라 이동하며 잉크젯 프린트 헤드(100)에 도달한 인쇄 매체(P)에 잉크 액적을 토출할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 잉크젯 프린트 헤드(100)는 제2 방향을 따라 이동하면서, 제1 방향을 따라 이동하는 인쇄 매체(P)에 잉크 액적을 토출할 수도 있다.
본 개시에서 "제1 방향"은 도 1의 x 방향을 의미할 수 있고, "제2 방향"은 x 방향과 실질적으로 수직한 y 방향을 의미할 수 있으며, 해당 표현들은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크젯 프린트 헤드(100)는 적어도 하나의 노즐(110), 적어도 하나의 카트리지(120) 및 압전 소자(piezoelectric element, 140)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 노즐(110)은 적어도 하나의 카트리지(120)의 내부와 유체 연결 또는 연통할 수 있으며, 적어도 하나의 카트리지(120)에 저장된 잉크의 액적을 인쇄 매체(P)에 토출하는 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 노즐(110)은 인쇄 매체(P)와 인접한 잉크젯 프린트 헤드(100)의 하단(예: 도 1의 -z 방향)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 노즐(110)은 지정된 간격으로 규칙적으로 배치될 수 있으나, 실시예에 따라 적어도 하나의 노즐(110)은 불규칙한 간격으로 배치될 수도 있다.
적어도 하나의 카트리지(120)는 다양한 색상의 잉크가 저장되는 잉크 챔버(130) 및 잉크 챔버(130)와 적어도 하나의 노즐(110)을 연결하는 잉크 유로(131)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 카트리지(120)는 잉크 공급 유로(미도시)를 통해 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부에 위치한 잉크 저장조(미도시)와 유체 연결 또는 연통될 수 있으며, 적어도 하나의 카트리지(120)의 내부 공간에 형성된 잉크 챔버(130)에는 잉크 저장조로부터 공급되는 잉크가 저장될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 카트리지(120)는 잉크 유입구(미도시)를 포함하며, 잉크 저장조에 저장된 잉크는 잉크 공급 유로를 통해 잉크 유입구에 도달한 후, 잉크 유입구를 통해 잉크 챔버(130) 내로 유입될 수 있다.
잉크 챔버(130)에 저장된 잉크는 잉크 유로(131)를 통해 적어도 하나의 노즐(110)을 향하는 방향으로 이동한 후, 액적의 형태로 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 토출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 카트리지(120)는 검은색(Key 또는 black)의 잉크가 저장되는 제1 카트리지(121), 청록색(Cyan)의 잉크가 저장되는 제2 카트리지(122), 자홍색(Magenta)의 잉크가 저장되는 제3 카트리지(123) 및 노랑색(Yellow)의 잉크가 저장되는 제4 카트리지(124)를 포함할 수 있으나, 카트리지(120)의 개수 및 카트리지(120)에 저장되는 잉크의 종류가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
압전 소자(140)는 잉크 유로(131)에 위치한 잉크가 적어도 하나의 노즐(110)을 통해 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 토출되기 위한 구동력을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 압전 소자(140)는 전기 신호의 공급에 의해 물리적으로 변형(예: 신축 또는 팽창)될 수 있다. 압전 소자(140)의 물리적 변형에 의해 압전 소자(140)와 인접한 잉크 유로(131)에는 소정의 압력이 가해질 수 있으며, 잉크 유로(131)에 위치한 잉크는 압전 소자(140)로부터 가해지는 압력에 의해 적어도 하나의 노즐(110)을 통해 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 토출될 수 있다.
잉크젯 프린팅 장치(10)는 잉크젯 프린트 헤드(100)를 보호하고, 잉크젯 프린트 헤드(100)에 저장된 잉크의 증발을 방지하기 위한 캡(200)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 일 영역에 탈부착 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐(110)이 배치된 일 영역에 탈부착 가능하게 결합될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에서 이격된 상태에서 잉크젯 프린트 헤드(100)를 향하는 방향으로 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합되거나, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 일 영역에 결합된 상태에서 잉크젯 프린트 헤드(100)로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)로부터 탈착될 수 있다.
도 2를 참조하면, 캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)의 하단(예: -z 방향)에 위치할 수 있으며, 구동 수단(210)에 의해 z 방향으로 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합되거나, -z 방향으로 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)로부터 이격될 수 있다.
구동 수단(210)은 예를 들어, 캡(200)의 적어도 일 영역과 접촉하는 캠(cam)일 수 있으며, 캠의 시계 방향 또는 반시계 방향 회전에 의해 캡(200)이 z 방향 또는 -z 방향으로 이동할 수 있다. 일 예로, 캠이 반시계 방향으로 회전하는 경우, 캡(200)은 z 방향으로 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)에 근접할 수 있다. 다른 예로, 캠이 시계 방향으로 회전하는 경우, 캡(200)은 -z 방향으로 이동하여 잉크젯 프린트 헤드(100)로부터 이격될 수 있다. 다만, 구동 수단(210)의 종류가 캠에 한정되는 것은 아니며, 캡(200)을 z 방향 또는 -z 방향으로 이동시킬 수 있는 다른 종류의 구성을 포함할 수도 있다.
잉크젯 프린팅 장치(10)는 상술한 구동 수단(210)을 통해 잉크젯 프린트 헤드(100)가 미 작동 시에만 캡(200)이 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합되도록 제어할 수 있다.
캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합 시, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐(110)이 배치된 일 영역을 감싸도록 배치되어 적어도 하나의 노즐(110)을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
또한, 캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합 시, 적어도 하나의 노즐(110)에 밀착되어 적어도 하나의 노즐(110)이 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부에 노출되지 않도록 할 수 있으며, 그 결과 적어도 하나의 노즐(110)을 통해 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크가 증발되는 것을 최소화할 수 있다.
캡(200)은 잉크 회수 유로(미도시)를 통해 잉크 저장조와 유체 연결 또는 연통될 수 있으며, 잉크젯 프린트 헤드(100)에 저장된 잉크의 적어도 일부는 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합된 캡(200)으로 배출된 후, 잉크 회수 유로를 통해 잉크 저장조로 회수될 수 있다. 다만, 잉크젯 프린트 헤드(100)에 저장된 잉크가 회수되는 과정에 대한 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
도면 상에 도시되지 않았으나, 일 실시예에 관한 잉크젯 프린트 헤드(100)는 잉크 챔버(130)의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다.
잉크 챔버(130)의 내부 압력(또는 '부압')이 소정의 값 이하인 경우, 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크가 적어도 하나의 노즐(110)을 통해 누수되는 현상(이하, '누수 현상')이 발생할 수 있다. 일 실시예에 관한 잉크젯 프린트 헤드(100)는 압력 조절 수단을 통해 잉크 챔버(130)의 내부 압력 또는 부압을 조절함으로써, 잉크 챔버(130)에서 발생되는 누수 현상을 최소화할 수 있다.
일 실시예에서, 압력 조절 수단은 잉크 챔버(130)를 가압하기 위한 가압 부재(미도시) 및/또는 가압 부재와 연결되는 탄성 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 압력 조절 수단은 탄성 부재로부터 발생되는 탄성력을 이용하여 가압 부재(예: 에어백)가 잉크 챔버(130)의 내부 공간을 가압하는 정도를 조절할 수 있으며, 그 결과 잉크 챔버(130)의 내부 압력이 소정의 범위에서 유지될 수 있다.
다만, 압력 조절 수단의 구성 요소가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 압력 조절 수단은 상술한 구성 요소 외에 잉크 챔버(130)의 내부 압력 또는 부압을 조절할 수 있는 다른 구성 요소들을 포함할 수도 있다.
이하에서는 도 3, 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 잉크젯 프린팅 장치(10)의 잉크젯 프린트 헤드(100)와 잉크 저장조 사이에서 잉크를 순환시키기 위한 잉크 순환 시스템에 대하여 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 3은 일 실시예에 관한 잉크젯 프린팅 장치의 잉크를 순환하기 위한 잉크 순환 시스템의 구성 요소들을 나타내는 블록도이고, 도 4a는 도 3에 도시된 잉크 순환 시스템의 사시도이며, 도 4b는 도 3에 도시된 잉크 순환 시스템의 정면도이다.
도 3, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크젯 프린트 헤드(100)(예: 도 1, 도 2의 잉크젯 프린트 헤드(100)), 캡(200)(예: 도 1, 도 2의 캡(200)), 잉크 저장조(ink reservoir, 300), 잉크 공급 유로(S), 잉크 회수 유로(R), 제1 펌프(310) 및 제2 펌프(320)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 구성 요소들 중 적어도 하나는 도 1 및/또는 도 2의 잉크젯 프린팅 장치(10)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 이하에서는 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
잉크 저장조(300)의 내부에는 잉크가 저장될 수 있으며, 잉크 저장조(300)는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)(예: 도 2의 잉크 챔버(130))와 연결 또는 연통될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크 저장조(300)는 잉크 공급 유로(S)를 통해 잉크 챔버(130)와 유체 연결 또는 연통될 수 있으며, 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크는 잉크 공급 유로(S)를 따라 잉크 저장조(300)로부터 잉크 챔버(130)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크 공급 유로(S)에는 제1 펌프(310)가 배치될 수 있으며, 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크는 제1 펌프(310)에 의해 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 카트리지(120)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.
제1 펌프(310)는 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크를 적어도 하나의 카트리지(120)를 향하는 방향으로 유동시키기 위한 동력을 제공할 수 있으며, 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크는 제1 펌프(310)로부터 제공되는 동력에 의해 적어도 하나의 카트리지(120)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.
잉크 저장조(300)로부터 적어도 하나의 카트리지(120)까지 도달한 잉크는 적어도 하나의 카트리지(120)에 형성된 잉크 유입구(미도시)를 통해 잉크 챔버의 내부로 유입된 후, 잉크 챔버(130) 내에 저장될 수 있다.
즉, 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크 공급 유로(S) 및 제1 펌프(310)를 통해 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버로 공급할 수 있다. 잉크젯 프린트 헤드(100)는 적어도 하나의 노즐(예: 도 2의 적어도 하나의 노즐(110)) 및/또는 압전 소자(예: 도 2의 압전 소자(140))를 통해 잉크 저장조(300)에서 잉크 챔버(130)로 공급된 잉크를 인쇄 매체(예: 도 1의 인쇄 매체(P))에 토출함으로써, 인쇄 매체에 화상을 인쇄할 수 있다.
잉크젯 프린트 헤드(100)가 사용되지 않는 경우, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 일 영역에는 캡(200)이 결합될 수 있다. 캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 결합 시, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐이 배치된 일 영역을 감싸도록 배치되어 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐을 보호하고, 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크가 증발하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 캡(200)이 결합된 경우, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)에 압력을 가하여 잉크 챔버(130) 내에 존재하는 기포를 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 배출하는 퍼징(purging) 동작을 수행할 수 있다.
잉크 저장조(300)에서 잉크 챔버(130) 내로 잉크가 이동하는 과정하는 과정에서 잉크에 기포가 발생하여 잉크 챔버(130) 내에 기포가 존재하는 경우가 발생할 수 있다. 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130) 내에 기포가 존재하는 경우, 기포에 의해 잉크젯 프린트 헤드(100)의 노즐의 일부 영역이 차단되어 잉크가 안정적으로 분사되지 못할 수 있으며, 그 결과 잉크젯 프린트 헤드(100)에 의해 인쇄되는 화상에 불량이 발생하게 될 수 있다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 캡(200)이 결합되었을 때, 퍼징 동작을 수행하여 잉크 챔버(130)에 포함된 기포를 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 배출함으로써, 인쇄 과정에서 화상의 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
잉크 순환 시스템(1000)은 예를 들어, 잉크젯 프린트 헤드(100)와 캡(200)이 결합된 상태에서 제1 펌프(310)를 작동시켜 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130) 내에 압력을 가할 수 있으며, 그 결과 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 일부와 함께 잉크 챔버(130) 내부에 포함된 기포가 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크젯 프린트 헤드(100)와 캡(200)이 결합되었을 때, 잉크젯 프린트 헤드(100)와 캡(200) 사이에 형성되는 캡(200)의 내부 공간은 잉크 회수 유로(R)를 통해 잉크 저장조(300)와 연결 또는 연통될 수 있다. 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130) 내에 저장된 잉크의 적어도 일부는 잉크 회수 유로(R)를 따라 잉크 챔버(130)에서 잉크 저장조(300)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크 회수 유로(R)에는 제2 펌프(320)가 배치될 수 있으며, 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크는 제2 펌프(320)에 의해 잉크젯 프린트 헤드(100)와 캡(200) 사이의 공간 또는 캡(200)의 내부 공간으로 배출된 후, 잉크 회수 유로(R)를 따라 잉크 저장조(300)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.
제2 펌프(320)는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 잉크 저장조(300)를 향하는 방향으로 유동시키기 위한 동력을 제공할 수 있으며, 잉크 챔버(130) 내에 저장된 잉크는 제2 펌프(320)로부터 제공되는 동력에 의해 잉크 챔버(130)에서 캡(200)의 내부 공간으로 배출된 후, 잉크 회수 유로(R)를 따라 잉크 저장조(300)를 향하는 방향으로 유동할 수 있다.
즉, 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크 회수 유로(R) 및 제2 펌프(320)를 통해 잉크 저장조(300)에서 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)로 공급된 잉크를 다시 잉크 저장조(300)로 회수할 수 있다. 잉크 저장조(300)로 회수된 잉크는 잉크 공급 유로(S) 및 제1 펌프(310)를 통해 다시 잉크 챔버(130)로 공급됨으로써, 재사용될 수 있다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 상술한 잉크 저장조(300)에서 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)로 잉크로 공급하는 동작 및/또는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 다시 잉크 저장조(300)로 회수하는 동작을 통해 잉크젯 프린팅 장치 내에서 잉크를 주기적으로 순환시킬 수 있다.
잉크의 특성 상 일정 시간 이상 잉크의 흐름이 없는 경우, 잉크 챔버(130) 내에 잉크 입자의 침전이 발생하거나, 잉크 입자들 사이에 응집(aggregation)이 발생할 수 있다. 발생된 잉크 입자의 침전물 및/또는 응집물(예: TiO2)이 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐을 막는 경우, 잉크젯 프린트 헤드(100)가 원하는 위치에 원하는 양의 잉크를 토출할 수 없게 되어 인쇄 품질이 저하될 수 있다.
반면, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크 저장조(300)에서 잉크 챔버(130)로 잉크를 공급하거나, 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 다시 잉크 저장조(300)로 회수하는 동작을 지정된 주기에 따라 반복함으로써, 잉크 입자들의 침전 또는 응집을 방지할 수 있으므로, 노즐의 막힘 현상에 의한 인쇄 품질 저하를 방지할 수 있다.
기존에도 잉크 입자의 침전 및/또는 응집에 의한 잉크젯 프린트 헤드(100)의 노즐의 막힘 현상을 방지하기 위하여 잉크젯 프린트 헤드(100)와 잉크 저장조(300) 사이에 잉크 회수 유로를 형성한 잉크 순환 시스템이 제안된 바 있다.
다만, 잉크젯 프린트 헤드(100)와 잉크 저장조(300) 사이에 잉크 회수 경로를 형성한 잉크 순환 시스템의 경우, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130) 상류에 위치한 잉크는 효과적으로 순환시킬 수 있었으나, 잉크 챔버(130)의 하류에 위치한 잉크는 순환시키지 못하여 잉크 챔버(130)의 하류에서 발생되는 잉크 입자의 침전 및/또는 응집을 방지하기는 어려웠다.
본 개시에서 '잉크 챔버의 하류'는 잉크 챔버(130)의 내부 공간 중 노즐(예: 도 2의 적어도 하나의 노즐(110))과 인접한 영역을 의미하고, '잉크 챔버의 상류'는 잉크 챔버(130)의 내부 공간 중 하류와 반대 방향에 위치한 영역을 의미할 수 있으며, 해당 표현은 이하에서도 동일한 의미로 사용될 수 있다.
반면, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 기존의 잉크 순환 시스템과 달리 잉크젯 프린트 헤드(100)의 하단에 결합되는 캡(200)과 잉크 저장조(300) 사이에 잉크 회수 유로(R)를 형성함으로써, 잉크 챔버(130)의 상류에 위치한 잉크뿐만 아니라, 잉크 챔버(130)의 하류에 위치한 잉크도 효과적으로 순환시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)에서는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부(또는 '캡(200)의 내부 공간')로 배출하는 과정에서 적어도 하나의 노즐과 인접한 위치에 형성된 잉크 입자의 침전물 및/또는 응집물도 함께 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 배출될 수 있다.
즉, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 상술한 잉크 회수 유로(R)의 배치 구조 및 잉크 회수 과정을 통해 기존의 잉크 순환 시스템에 비해 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐과 인접한 위치에 형성된 잉크 입자의 침전물 및/또는 응집물을 효과적으로 제거할 수 있으며, 그 결과 노즐의 막힘 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)이 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 적어도 일부를 다시 잉크 저장조(300)로 회수하는 과정에서 잉크 챔버(130)에 포함된 기포의 적어도 일부도 함께 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 배출될 수 있으며, 그 결과 기포에 의해 발생되는 화상의 불량이 최소화될 수 있다.
다시 말해, 잉크 순환 시스템(1000)은 상술한 퍼지 동작뿐만 아니라, 잉크 회수 동작을 통해서도 잉크 챔버(130)에 포함된 기포를 제거할 수 있으며, 상술한 동작들을 통해 잉크의 안정적인 분사가 가능해질 수 있다.
일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잔량 감지 센서(400), 프로세서(510) 및 메모리(520)를 더 포함할 수 있다.
잔량 감지 센서(400)는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량을 감지하는 역할을 수행할 수 있으며, 잔량 감지 센서(400)에서 감지된 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량에 대한 데이터는 프로세서(510)로 전송될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잔량 감지 센서(400)는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량에 따라 위치 이동이 가능한 지시바(410) 및 지시바(410)의 위치를 감지하고, 감지된 지시바(410)의 위치에 기초하여 잉크 챔버(130)의 잔량을 판단하는 센서(420)를 포함할 수 있다.
일 예로, 잉크 챔버(130)는 내부에 저장된 잉크의 양의 변화에 따라 팽창 또는 수축될 수 있으며, 지시바(410)는 잉크 챔버(130)의 일 영역에 회전 가능하게 결합되어 잉크 챔버(130)의 잉크 잔량 변화에 의한 팽창 및/또는 수축에 대응하여 회전 이동할 수 있다.
다른 예로, 센서(420)는 잉크의 잔량 변화에 따라 회전 이동하는 지시바(410)의 위치를 감지하고, 감지된 지시바(410)의 위치에 기초하여 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량을 판단 또는 추정할 수 있다. 센서(420)는 예를 들어, 지시바(410)의 위치를 감지하기 위한 광 센서를 포함할 수 있으나, 센서(420)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(510)는 제1 펌프(310), 제2 펌프(320), 잔량 감지 센서(400) 및/또는 메모리(520)와 전기적으로 연결되어, 잉크 순환 시스템(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(510)는 잔량 감지 센서(400)로부터 수신된 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량에 대한 데이터에 기초하여 제1 펌프(310)의 작동(operation)을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(510)는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량이 지정된 값 이하인 경우, 잉크 챔버(130) 내에 잉크가 부족한 것으로 판단하고, 제1 펌프(310)를 작동시켜 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크를 잉크 챔버(130)로 공급할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 프로세서(510)는 지정된 시간 간격에 따라 제2 펌프(320)의 작동을 제어하여 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 잉크 저장조(300)로 회수할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(510)는 지정된 시간 간격마다 제2 펌프(320)를 작동시켜 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 잉크 저장조(300)를 향하는 방향으로 유동시킬 수 있으며, 프로세서(510)의 상술한 동작에 의해 잉크가 주기적으로 이동하게 되어 잉크 입자들의 침전 및/또는 응집이 최소화될 수 있다. 본 개시에서 '지정된 시간 간격'은 미리 설정된 시간 값을 의미할 수 있으며, 지정된 시간 간격은 사용자의 조작에 의해 가변될 수 있다.
메모리(520)에는 잉크 순환 시스템(1000)의 동작을 위해 필요한 데이터가 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리(520)에는 제1 펌프(310)의 작동의 기준이 되는 '지정된 값' 및/또는 제2 펌프(320)의 작동의 기준이 되는 '지정된 시간 가격'에 대한 데이터가 저장될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 프로세서(510) 및/또는 메모리(520)는 인쇄 회로 기판(500)에 배치될 수 있으나, 프로세서(510) 및/또는 메모리(520)의 배치 위치가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크 회수 유로(R)에 배치되는 제1 필터(610)를 더 포함할 수 있다.
제1 필터(610)는 잉크 회수 유로(R)에 위치할 수 있으며, 제1 필터(610)를 통과하는 잉크에 포함된 이물질을 제거 또는 필터링(filtering)할 수 있다.
잉크가 공급 또는 회수되는 과정 및/또는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 사용 과정에서 잉크 내에 이물질이 유입되는 상황이 발생할 수 있으며, 잉크 내에 유입된 이물질은 잉크와 함께 이송될 수 있다. 예를 들어, 잉크 챔버(130) 내에 유입된 이물질은 잉크가 회수되는 과정에서 잉크와 함께 잉크 챔버(130)에서 잉크 저장조(300)로 유입될 수 있다.
잉크 저장조(300)에 이물질이 유입되는 경우, 잉크 공급 과정에서 이물질이 포함된 잉크가 공급되게 됨에 따라, 이물질에 인한 인쇄 품질의 저하가 발생할 수 있다. 다만, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 제1 필터(610)를 통해 잉크 저장조(300)에 이물질이 유입되는 것을 차단할 수 있으며, 그 결과 이물질에 의한 인쇄 품질 저하를 방지할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크 공급 유로(S)에 배치되는 제2 필터(620)를 더 포함할 수 있다.
제1 필터(610)를 통해 잉크 회수 유로(R)를 통과하는 잉크에 포함된 이물질을 1차적으로 필터링하였음에도 일부 이물질은 필터링되지 않고 잉크 저장조(300)로 유입되는 경우가 발생할 수 있다.
일 실시예에 잉크 순환 시스템(1000)은 제2 필터(620)를 통해 잉크 공급 유로(S)를 통과하는 잉크에 포함된 이물질을 2차적으로 필터링함으로써, 잉크 저장조(300)에 유입된 이물질이 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템의 잉크 순환 동작을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템의 잉크 공급 동작을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 7a는 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템의 잉크 회수 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 7b는 도 7a에 도시된 잉크 순환 시스템의 A 영역을 확대한 단면도이다. 이 때, 도 7b의 A 영역은 잉크 순환 시스템(1000)의 잉크젯 프린트 헤드(100) 및 잉크젯 프린트 헤드(100)에 캡(200)을 확대한 단면도이다.
이하에서는 도 6, 도 7 및 도 7b에 도시된 잉크 순환 시스템(1000)의 구성 요소들을 참고하여 도 5에 도시된 잉크 순환 시스템(1000)의 잉크를 순환시키기 위한 동작들에 대해 설명하도록 한다.
501 동작에서, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드(100)로 공급할 수 있다.
잉크 순환 시스템(1000)의 프로세서(예: 도 3의 프로세서(510))는 도 6에 도시된 바와 같이 제1 펌프(310)를 작동시켜 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크가 잉크 공급 유로(S)를 따라 잉크젯 프린트 헤드(100)를 향하는 방향으로 유동시킬 수 있다. 잉크젯 프린트 헤드(100)에 도달한 잉크는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)에 유입된 후, 잉크 챔버(130) 내에 저장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 잉크 순환 시스템(1000)의 프로세서는 잔량 감지 센서(400)에서 감지된 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량에 기초하여 제1 펌프(310)를 작동시켜 잉크 저장조(300)에 저장된 잉크가 잉크 챔버(130)에 공급되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 잔량이 지정된 값 이하인 경우, 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크가 부족한 것으로 판단하고 제1 펌프(310)를 작동시킴으로써 잉크 챔버(130)에 잉크를 공급할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
502 동작에서, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크젯 프린트 헤드(100)가 사용되지 않는 경우, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 일 영역에 캡(200)을 결합시킬 수 있다.
일 실시예에서, 캡(200)은 구동 수단(예: 도 2의 구동 수단(210))에 의해 잉크젯 프린트 헤드(100)에 근접하거나, 잉크젯 프린트 헤드(100)로부터 이격될 수 있으며, 잉크젯 프린트 헤드(100)가 사용되지 않는 경우에는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 일 영역에 결합되어 잉크젯 프린트 헤드(100)를 보호하고, 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크가 증발하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 캡(200)은 잉크젯 프린트 헤드(100)와 결합 시, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 적어도 하나의 노즐(110)이 배치된 일 영역을 감싸도록 배치되어 적어도 하나의 노즐(110)을 외부 충격 또는 이물질의 유입으로부터 보호할 수 있으나, 잉크젯 프린트 헤드(100)와 캡(200)의 결합 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.
503 동작에서, 일 실시예에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크젯 프린트 헤드(100)에 캡(200)이 결합된 상태에서 잉크 저장조(300)에서 잉크 챔버(130)로 공급된 잉크를 다시 잉크 저장조(300)로 회수할 수 있다.
예를 들어, 잉크 순환 시스템(1000)의 프로세서는 잉크젯 프린트 헤드(100)에 캡(200)이 결합된 상태에서 제2 펌프(320)를 작동시켜 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크가 잉크 회수 유로(R)를 따라 잉크 저장조(300)를 향하는 방향으로 유동시킬 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 잉크젯 프린트 헤드(100)에 캡(200)이 결합된 상태에서 잉크 순환 시스템(1000)의 프로세서가 제2 펌프(320)를 작동시키는 경우, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130) 내부에는 강한 압력이 가해질 수 있으며, 잉크 챔버(130)에 가해지는 압력에 의해 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 적어도 일부는 잉크젯 프린트 헤드(100)의 외부로 배출될 수 있다.
일 실시예에서, 잉크 챔버(130)에 가해지는 압력에 의해 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크의 적어도 일부는 적어도 하나의 노즐(110)을 통해 잉크젯 프린트 헤드(100)와 캡(200) 사이의 공간(또는 '캡(200)의 내부 공간')(v)으로 배출될 수 있으며, 배출된 잉크는 공기 회수 유로(R)를 따라 유동하며 잉크 저장조(300)로 회수될 수 있다.
잉크 순환 시스템(1000)의 프로세서는 지정된 시간 간격마다 제2 펌프(320)를 작동시켜 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크를 잉크 저장조(300)로 회수할 수 있으며, 그 결과 잉크가 주기적으로 이동하게 되어 잉크 챔버(130)에 저장된 잉크 입자들이 침전하거나, 잉크 입자들 간에 응집이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
잉크 순환 시스템(1000)은 다시 501 동작을 수행하여 잉크 챔버(130)에서 잉크 저장조(300)로 회수된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드(100)의 잉크 챔버(130)로 재공급할 수 있으며, 잉크젯 프린팅 장치(예: 도 1, 도 2의 잉크젯 프린팅 장치(10))는 잉크 챔버(130)로 재공급된 잉크를 이용하여 인쇄 매체에 화상을 인쇄할 수 있다. 잉크 순환 시스템(1000)은 상술한 바와 같이 회수된 잉크가 재사용되도록 함으로써, 잉크젯 프린트 헤드(100)의 카트리지(예: 도 1, 도 2의 카트리지(120))의 교체 주기를 늘릴 수 있다.
또한, 잉크 순환 시스템(1000)은 잉크젯 프린트 헤드(100)가 사용되지 않는 경우, 502 동작 내지 503 동작을 통해 재공급된 잉크를 다시 잉크 저장조(300)로 회수할 수 있다.
즉, 상술한 실시예들에 관한 잉크 순환 시스템(1000)은 상술한 501 동작 내지 503 동작을 반복 수행함으로써, 잉크를 주기적으로 순환시킬 수 있으며, 그 결과 잉크 입자의 침전 및/또는 응집에 의한 잉크젯 프린트 헤드(100)의 인쇄 불량 및 손상을 최소화할 수 있다.
상술한 실시예들에 따른 잉크 순환 시스템의 잉크를 순환시키기 위한 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 잉크젯 프린팅 장치 100: 잉크젯 프린트 헤드
110: 노즐 120: 카트리지
130: 잉크 챔버 131: 잉크 유로
140: 압전 소자 200: 캡
300: 잉크 저장조 310: 제1 펌프
320: 제2 펌프 400: 잔량 감지 센서
500: 인쇄 회로 기판 510: 프로세서
520: 메모리 610: 제1 필터
620: 제2 필터 1000: 잉크 순환 시스템
S: 잉크 공급 유로 R: 잉크 회수 유로

Claims (15)

  1. 잉크가 저장되는 잉크 저장조(ink reservoir);
    인쇄 매체에 잉크를 토출하는 적어도 하나의 노즐을 포함하는 잉크젯 프린트 헤드;
    상기 잉크 저장조와 상기 잉크젯 프린트 헤드를 연결하는 잉크 공급 유로;
    상기 잉크 공급 유로에 위치하며, 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크가 상기 잉크젯 프린트 헤드를 향하는 방향으로 유동하기 위한 동력을 제공하는 제1 펌프;
    상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 일 영역에 결합 가능하고, 상기 잉크젯 프린트 헤드에 결합 시, 상기 적어도 하나의 노즐을 보호하는 캡(cap);
    상기 캡의 내부 공간과 상기 잉크 저장조를 연결하는 잉크 회수 유로; 및
    상기 잉크 회수 유로에 위치하며, 상기 잉크젯 프린트 헤드에 저장된 잉크가 상기 잉크 저장조를 향하는 방향으로 유동하기 위한 동력을 제공하는 제2 펌프;를 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 잉크젯 프린트 헤드는,
    상기 잉크 공급 유로를 통해 상기 잉크 저장조에서 상기 잉크젯 프린트 헤드로 이송된 잉크가 저장되는 잉크 챔버; 및
    상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 잉크젯 프린트 헤드의 외부로 토출시키기 위한 압전 소자(piezoelectric element);를 더 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 잉크 챔버에 저장된 잉크의 잔량을 감지하기 위한 잔량 감지 센서; 및
    상기 감지 센서, 상기 제1 펌프 및 상기 제2 펌프와 전기적으로 연결되는 프로세서;를 더 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 잔량 감지 센서는,
    상기 잉크 챔버에 저장된 잉크의 양에 따라 위치 이동이 가능한 지시바; 및
    상기 지시바의 위치를 감지하고, 감지된 상기 지시바의 위치에 기초하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크의 잔량을 판단하는 센서;를 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 잔량 감지 센서에서 감지된 상기 잉크의 잔량에 기초하여 상기 제1 펌프의 작동을 제어하도록 구성되는, 잉크 순환 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는 지정된 시간 간격에 따라 상기 제2 펌프의 작동을 제어하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 캡의 내부 공간으로 배출시킨 후, 배출된 잉크를 상기 잉크 저장조로 유동시키는, 잉크 순환 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지정된 시간 간격은 가변될 수 있는, 잉크 순환 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 잉크 챔버의 내부 압력을 조절하기 위한 압력 조절 수단;을 더 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 잉크 회수 유로에 위치하며, 상기 잉크 회수 유로를 따라 상기 캡의 내부 공간에서 상기 잉크 저장조를 향해 유동하는 잉크의 이물질을 제거하기 위한 제1 필터;를 더 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 잉크 공급 유로에 위치하며, 상기 잉크 공급 유로를 따라 상기 잉크 저장조에서 상기 잉크젯 프린트 헤드를 향해 유동하는 잉크의 이물질을 제거하기 위한 제2 필터;를 더 포함하는, 잉크 순환 시스템.
  11. 잉크를 순환시키기 위한 방법에 있어서,
    제1 펌프를 이용하여 잉크 저장조에 저장된 잉크를 잉크젯 프린트 헤드의 잉크 챔버로 공급하는 동작;
    상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 일 영역에 상기 잉크젯 프린트 헤드의 적어도 하나의 노즐을 보호하는 캡을 결합하는 동작; 및
    제2 펌프를 이용하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 잉크 저장조로 회수하는 동작;을 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 잉크 저장조에 저장된 잉크를 상기 잉크 챔버로 공급하는 동작은,
    잔량 감지 센서를 이용하여 상기 잉크 챔버 내에 저장된 잉크의 잔량을 측정하는 동작; 및
    측정된 잉크의 잔량에 기초하여 상기 제1 펌프의 작동을 제어하는 동작;을 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 잉크 저장조에 저장된 잉크를 상기 잉크 챔버로 공급하는 동작은,
    측정된 잉크의 잔량이 지정된 값 이하인 경우, 상기 제1 펌프를 작동시켜 상기 잉크 저장조에 저장된 잉크를 상기 잉크 챔버로 유동시키는, 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 잉크 저장조로 회수하는 동작은,
    상기 제2 펌프를 이용하여 상기 잉크 챔버에 저장된 잉크를 상기 캡의 내부 공간으로 배출시킨 후, 배출된 잉크를 상기 잉크 저장조로 유동시키는, 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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