KR960012766B1 - 잉크-제트 인쇄기용 서어비스 스테이션 - Google Patents

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KR960012766B1
KR960012766B1 KR1019880013842A KR880013842A KR960012766B1 KR 960012766 B1 KR960012766 B1 KR 960012766B1 KR 1019880013842 A KR1019880013842 A KR 1019880013842A KR 880013842 A KR880013842 A KR 880013842A KR 960012766 B1 KR960012766 B1 KR 960012766B1
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폴 하몬 제이.
제이. 크훼 필터
디. 로드스 존
디. 하쉬 마틴
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휴렛트-팩카드 캄파니
디. 크레이그 노들런드
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Abstract

요약 없음

Description

잉크-제트 인쇄기용 서어비스 스테이션
제1도는 본 발명에 따른 서어비스 스테이션(service station)의 부분 단면도.
제2a도는 본 발명에 따른 연동(peristaltic ) 펌프의 부분적으로 전개된 도면.
제2b도는 제2a도의 연동 펌프의 일부분의 평면도.
제2c도는 연동 펌프에 사용되는 로울러의 일부분의 상세도.
제3a도는 본 발명의 서어비스 스테이션의 슬래드(sled) 조립체의 일부분의 부분 단면도.
제3b도는 캐리지(carriage)에 의해 계합된 후 및 프린트헤드를 덮기 전의 슬래드의 정면도.
제3c도는 제3b도와 유사하나, 슬래드 및 캐리지가 프린트헤드를 덮은 후의 도면.
제4a도는 서어비스 스테이션 조립체의 와이퍼 브래킷(wiper bracket)의 평면도.
제4b도는 와이퍼 브래킷의 정면도.
제4c도는 제4a도의 선 4-4에 따른 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 서어비스 스테이션12 : 연동 펌프
14 : 슬래드16 : 와이어 브래킷
18 : 프린트헤드20 : 카트리지
22 : 캐리지30 : 관
32 ; 로울러34 : 펌프 본체
36 : 벽면37 : 펌프 본체지지부
38 : 뚜껑 격실42,44 : 기어 구동부
48 : 계합 장치50 : 뚜껑장치
52 : 렘프54 : 장치
56 : 슬로트58 : 와이핑 장치
60 : 타구
본 발명은 잉크-제트 인쇄기들 및 특히, 서어비스 스테이션으로 공지된 상기와 같은 인쇄기들 내의 조립체에 관한 것이다.
잉크-제트 인쇄기들 내의 서어비스 스테이션들은 프린트헤드의 서어비스 수명을 위해 써어멀 잉크-제트 프린트헤드를 양호한 작업 순서로 유지시키도록 되어 있다. 당해 기술에 숙련된자들에게 잘 공지되어 있듯이, 프린트 헤드는 인쇄 카트리지(cartridge)의 일부분으로 형성되어 있다. 카트리지 잉크 저장기를 포함하며, 프린트헤드는 통로 조립체, 발사 요소들[레지스터(resistors)들] 및 종이와 같은 인쇄 매체를 향해 잉크의 방울들을 발사시키는 노즐들을 포함한다.
작업의 진행중에, 노즐들이 잉크로 막히게 될(clogged) 수 있으며 기포들이 트랩(trapped)되어 프린트 헤드의 정확한 작업을 간섭하게 될 수 있게 된다. 또한, 종이 분진과 같은 오물들이 노즐들의 작업에 영향을 미치는 것을 방지할 필요가 있으며 프린트헤드가 휴지(休止) 상태에 있을때 노즐들 내에서 잉크가 건조되는 것을 방지할 필요가 있게 된다. 마지막으로, 프린트헤드가 휴지 상태에 있는 동안에 형성될 수 있는 잉크의 저점성의 플러그(plugs)들을 세척할 필요가 있게 된다. 이는 프린트헤드의 오리피스판 내의 모든 노즐들이 정확하게 발사하도록 하기 위해서 인쇄를 시작하기 전에 행해져야 한다.
서어비스 스테이션은 상기 문제점을 및 요구 사항들을 착수할 수 있다. 서어비스 스테이션들 자체로서는 써어멀 잉크-제트 인쇄에 있어서 신규하지는 않으나, 최소의 공간으로 기능들을 최다수로 하는, 작동이 용이한 서어비스 스테이션을 제공하기 위함이다. 적합한 서어비스 스테이션은 다수의 기능들, 즉,
1. 막힌 노즐들을 세척하고 기포들을 제거하는 기능.
2. 프린트헤드가 사용되지 않을때 노즐들의 오염을 방지하기 위해 노즐들에 뚜껑을 덮는 기능.
3. 프린트헤드가 사용되지 않을때 잉크가 노즐들 내에서 건조되는 것을 방지하는 기능.
4. 인쇄중에 채집된 오물들을 노즐로부터 닦아 내는 기능, 및
5. 잉크의 저점도 플러그들을 세척하기 위해 노즐들을 발사하기 위한 위치를 제공하는 기능들을 갖는다.
본 발명에 따르면 잉크-제트 인쇄기용 서어비스 스테이션은 프린트헤드를 장전(priming)하는 펌프 장치, 프린트헤드를 밀봉하는 장치를 가지며 서어비스 스테이션을 작동시키는 슬래드, 및 프린트헤드를 세척하는 와이핑(wiping) 장치로 구성된다.
고정된 와이퍼를 사용하면 프린트헤드를 세척하는데에 필요한 다수의 부품들을 감소시키게 된다. 슬래드를 사용하면 솔레노이드을 제거하게 된다. 슬래드는 외부의 제어를 필요로 하지 않으며, 캐리지를 지지하는 캐리지의 운동을 제어하는 캐리지 모터의 작동을 통해 작동되는 자작동식(self-actuating)이다. 램프(ramp)를 슬래드와 결합하여 사용하면 프린트헤드를 뚜껑과 함께 능동적으로 밀봉시키게 되며 뚜껑이 프린트헤드의 오리피스판을 횡간하여 활주하는 것을 제거하게 된다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
이제 동일한 요소들에 대해서는 동일한 참고 번호들로 표시한 도면들을 참조로하면, 조립된 서어비스 스테이션(10)이 도시되어 있다. 서어비스 스테이션(10)은 연동 펌프(12), 슬래드(14), 및 와이퍼 브래킷(16)으로 구성된다. 서어비스 스테이션(10)은 팬(pen) 카트리지(20)의 프린트헤드(18)을 덮고 있는 위치로 도시되어 있다.
서어비스 스테이션(10)은 캐리지(22)의 양방향 운동의 일단부에서 캐리지(20)을 체결된 정렬 상태로 보유하는 구역을 제공한다. 캐리지(22)는 통상적으로 마이크로 프로세서(도시되지 않음)에 의해 제어되는 캐리지 모터(도시되지 않음)에 연결된 벨트에 의해, 안내봉(24)를 따라 양방향으로 이동된다. 상기 후자의 요소들은 종래의 기술이므로 본 발명의 일부를 형성하지 않는다.
안내봉(24)을 중심으로 회전할 수 있는 캐리지(22)는 안내봉의 전방축상의 캐리지의 편위 위치 결정(무게중심)으로 인해, 자체의 중량에 의해 종이 안내부(26)의 표면에 대해 죄어(urged)진다. 저마찰 스페이서(spacer)(28)은 종이 안내 표면과 접촉하여 프린트헤드(18)을 인쇄 매체(도시되지 않음)로부터 적당한 거리로 격설되게 유지시킨다. 제 1 도에 도시된 장치에서, 인쇄 매체는 도면의 평면에 대해 수직으로, 서어비스 스테이션(10)의 좌측에 위치되게 된다. 스페이서(28)은 대편을 도면에 도시된 바와 같이 또는 카트리지의 성형된(molded-in)형태로 분리시킬 수 있다.
연동 펌프(12)는 관(30), 로울러(32), 및 펌프 본체(34)로 구성된다. 제2a도에서 더욱 상세히 볼 수 있듯이, 연동 펌프의 원리는 종래의 기술과 마찬가지로 관(30)을 로울러(32)와 벽면(36) 사이에서 압착됨으로써(squeezing)작동한다. 벽면(36)은 인쇄기의 새시(chassis)로 성형될 수 있다. 본 발명에서 사용된 바와 같이, 새시는 인쇄기의 프레임을 형성한다.
로울러(32)에는 펌프 본체(34)의 궤도(37) 내에 탑승하는 축방향 허브(hub)(35)가 구비되어 있다.
펌프(12)의 압착 지점은 관(30)의 길이 부분을 따라 이동된다. 이에 따라, 압력차가 발생하게 되어 프린트헤드상에 장전 작업이 이루어지게 된다.
펌프(12)는 종래의 기술에서는 3개의 로울러들을 사용하는데 비해, 단지 하나의 로울러(32)만을 사용함을 볼 수 있다. 관(30)은 로울러(32)에 의해 단지 210°의 운동으로 압탁되므로, 펌프는, 선행 기술에서 통상적으로 이용되는 바와 같이, 도관 내에 묶인 솔레노이드 통기 밸브와 같은 특별한 부품을 사용함이 없이도 시스템을 통기시킨다. 본 발명의 형태는 프린트헤드(18) 뚜껑을 덮을때, 뚜껑이 중첩할때 압력 상승을 방지하면서(제3b 내지 제3c도 참조), 프린트헤드가 대기중으로 통기하는 것을 허여한다(이하 상세히 설명함). 뚜껑을 덮을때는 작은 압력의 상승일지라도 부적합한데 이는 프린트헤드(18) 내로 기포를 인가할 수 있기 때문이다.
하나의 로울러(32)를 사용하면 또한 로링중에 도관(30)을 완화시키게 된다. 따라서, 도관(30)은 작동중에 펌프(12) 내로 끌리지(dragged) 않게 되며, 도관은 압축되지 않게 된다.
제2a도에서 볼 수 있는 바와 같이, 도관(30)의 일단부는 뚜껑 격실(38)의 바닥에 부착되어 있다. 도관(30)의 타단부는 흡수 패드(pad)(도시되지 않음)상부에 위치된 자유 공간에서 종결된다. 흡수 패드는 잉크가 공기 내로 증발하는 동안 보유 용기로서 사용된다.
대기중으로의 통기는 약 0.762 내지 1.524㎜(약 0.030 내지 0.060in)의 작은 내경을 갖는 긴 관(30)을 사용함으로써 수행된다. 작은 내경으로 인해, 뚜껑 격실(38)이 대기로 통기되는 것을 허여하는 동안 효과적인 증기 밀봉을 하면서, 확산을 매우 천천히 이루어진다. 상기와 같은 독특한 특징은 임의의 다른 방법으로 용이하게 수행하기는 어렵다.
펌프(12)내의 로울러(32)는 도관(30)을 최고의 짜는힘(pinching force)구역 내에 중심을 맞추게 하는 주연부 리지(ridges)(40)들을 사용한다. 따라서, 형태는 변경되어 제조될 수 있다.
로울러(32)는 펌프 본체(34)상에 고정되어 있고 펌프 본체상의 베벨 기어(44)와 계합되는 베벨 기어(42)에 의한 멀티플렉서(multiplexer)의 작동에 의해 정위치로 1회 회전한다.
펌프(12)의 본체(34)는 로보트(또는 다른 자동 장비)에 의해 조립될 수 있도록 설계되어 있다. 로보트는 로울러(32)를 위치시킬 수 있고 다음에 펌프 본체가 상부로부터 직하방으로조립되어 있으므로 펌프 본체(34)를 정위치에 스넵(snap)시킨다. 펌프 본체를 보유하는 체결기들은 없으며, 성형된 스넵(43)들이 새시 내로 성형된 보스(boss)(45)내에 계합됨으로써 모든 것을 보유(trap)한다.
이제 제3a도 내지 제3c도를 다시 보면, 프리트헤드(18)이 뚜껑이 덮인 위치를 향해 이동함에 따라(제3c도에 도시됨), 캐리지(22) 상의 펜 지지부(46)은 슬래드(14)상의 아암(48)을 강타하며 뚜껑이 오리피스판 내의 펜의 오리피스들 주위를 덮도록 뚜껑(50)을 뚜껑 조립체(38)상에 정렬시킨다. 오리피스판은 프리트헤드(18)의 일부분이고, 자체의 작은 치수들로 인해, 본 도면의 척도에서는 잘 볼 수 없다.
펜 지지부(46)이 아암(48)을 강타할때, 슬래드(14)는 동시에 램프(52) 상에서 상승하고 뚜껑(50)을 프린트헤드(18)의 오리피스판의 주연부에 대해 위로 가압하여, 오리피스들을 대기로부터 밀봉한다. 적합하게, 램프(52)는 인쇄기 새시의 벽면으로 성형될 수 있따. 보스(53)들은 램프(52)상의 슬래드(14)를 지지한다.
슬래드(14)가 자체에 램프(52)상에서 상승할때, 팬캐처(catcher)(54)는 프린트헤드 내의 슬로트(56)과 계합한다. 프린트헤드가 서어비스 스테이션(10)을 이탈할때, 펜 캐처(54)는 제3b도에 도시된 바와 같이 슬래드(4)를 자체의 비작동 위치로 복귀시키도록 한다.
램프된 슬래드 운동의 목적은 뚜껑(50)의 마모를 방지하여 인쇄기의 수명 기간 중에 뚜껑을 교체할 필요가 없도록 하는 것이다. 상기 운동은 또한 캐리지(18)의 정위치로의 운동을 허여하여 펌프(12)를 멀티플렉서 장치(도시되지 않음)을 통해 작동시키고 다음에 덮이고 있는 모든 시간 동안 멀티프렉서를 후퇴시킨다. 따라서, 본 발명의 슬래드의 형태는 제품의 신뢰성을 주게되며(뚜껑의 마모로 감소로 인해)멀티프렉서의 설계에 영향을 미친다(뚜껑을 덮는 동안 운동을 허여함으로써).
멀티프렉서에 의해 일단 계합되면, 종이 모터(22)의 운동은 적합한 기어 결합(도시되지 않음) 에 의해 베벨기어(42) 및 베벨 기어(44)를 통해 펌프 본체(34)와 결합된다.
뚜껑을 덮기 이전에, 프린트헤드(18)은 와이퍼 브래킷(16) 내에 고정된 와이퍼(58)을 횡간하여 이동한다. 와이퍼(58)은 자체의 연부로 프린트헤드(18)의 오리피스판으로부터 종이 분진 및 다른 오물들을 닦아내는 블레이드로 구성된다. 니트릴 고무와 같은 탄성 재료로 구성되는 외이퍼(58)은 프린트헤드(18)의 바닥 내의 포켓(pocket)연부(도시되지 않음)들에 의해 세척된다. 상기 포켓연부들은 금속 테브(tab)/테이프 조립체에 의해 프린트헤드(18)의 양측면 상에 형성되어 있다.
본 발명의 서어비스 스테이션에 대한 제어 연산이 발전되어 왔다. 초기 시동시, 모든 노즐들을 뚜껑 조립체(38) 내로 32회 발사된다. 모든 노즐들은 또한 제4도에 도시된 바와 같이 와이퍼 브래킷 조립체(16)의 일부분을 이루는 타구(spittoon)(60)내로 캐리지(20)이 매회 서어비스 스테이션(10)을 이탈할 때마다 4회 발사되며, 뚜껑(50)이 매회 계합될 때마다 뚜껑 격실(38)내로 4회 발사된다. 프린트헤드(18) 내의 모든 노즐들은 또한 인쇄중에 매 60초마다 타구(60)내로 4회 발사된다.
상기의 발사들은 2가지 목적들을 갖는다. 제1의 목적은, 인쇄가 시작되기 전에 발육될 수 있는 임의의 노즐 클러그(clogs)들을 제거하기 위함이다. 상기 기능은 모든 잉크-제트 인쇄기들에 있어서 통상적인 기능이다. 제2의 목적은 뚜껑을 덮는 동안에 프린트헤드가 건조되는 것을 방지하도록 뚜껑 격실(38)내로 발사된 방울들에 습기를 제공하기 위함이다. 상기 기능은 다른 잉크-제트 인쇄기들에서는 사용되지 않는 것으로 믿어지며, 프린트헤드(18)이 뚜껑이 덮인 노즐들에 불활성 가습을 위한 자체의 습기를 제공한다는 것이 명백한 장점이 된다.
점성 잉크 플러그들 및 기포들과 같은 프린트헤드의 문제점들을 제거하기 위한, 노즐들을 통한 잉크의 최적 유동률은 약 1 내지 5㎤/min이다. 약 0.06 내지 0.15㎤의 잉크를 배수시키는 것이 프린트헤드 내의 상기와 같은 문제점들을 제거하는데 있어서 가장 적합하다.
본 발명의 서어비스 스테이션은 잉크-제트 인쇄기들, 특히 써어멀 프린트헤드들을 사용하는 잉크-제트 인쇄기들에 있어서 유용하다.
따라서 잉크-제트 인쇄기용 서어비스 스테이션이 제공되어 있다. 본 발명의 정신 및 범우에서 벗어남이 없이 여러 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있으며, 상기와 같은 모든 수정들 및 변경들은 첨부된 특허 청구의 범위에 규정된 본 발명의 범위내에 포함되는 것으로 간주한다.

Claims (9)

  1. 인쇄 매체 상으로 인쇄하는 프린트헤드(18)을 가지며, 제어되는 모터에 의해 구동되는 인쇄 카트리지(20)를 고정된 배열로 지지하는 양 방향으로 이동가능한 캐리지(22)를 포함하는 인트-제트 인쇄기용으로 사용되며, 상기 인쇄 캐리지의 이동의 일단부에서 고정된 서어비스 스테이션(10)에 있어서, 프린트헤드를 장전하는 펌프 장치(12), 프린트헤드를 밀봉하는 장치(50)을 가지며 상기 서어비스 스테이션을 작동시키는 슬래드(14), 및 프린트헤드를 세척하는 와이핑 장치(58)로 구성되는 것을 특징으로하는 서어비스 스테이션.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펌프 장치가 펌프 본체 지지부(37) 및 관(30)내에 보유된 펌프 본체(34) 내에 계합되는 단일 로울러(32)를 갖는 연동 펌프(12)로 구성되되, 상기 관의 일단부는 상기 밀봉 장치에 연결되어 있고 산기 로울러와 상기 펌프 본체 지지부의 벽면(36) 사이로 통과하며, 상기 펌프 본체는 상기 캐리지 운동과 관계되는 기어 구동부(42,44)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  3. 제2항에 있어서, 상기 관이 공기압의 평형을 허여하고 그를 통해 수증기가 반송되는 것을 방지하는 크기의 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  4. 제1항에 있어서, 상기 슬래드가 상기 프린트헤드 내의 오리피스만을 밀봉하는 뚜껑장치(50)을 포함하되, 상기 뚜껑 장치는 상기 펌프 장치가 작동하도록 연결된 상기 슬래드 상의 지지하는 뚜껑 격실(38)상에 보유되는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  5. 제4항에 있어서, 상기 슬래드가 램프(52) 상에 지지되어 이동가능하며 상기 캐리지의 운동에 의해 계합될때 상기 슬래드를 상기 램프에서 상승시켜 상기 뚜껑으로 상기 오리피스판들을 밀봉하도록 상기 캐리지와 관련된 계합가능한 장치(48)이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  6. 제5항에 있어서, 상기 카트리지에 슬로트(56)이 구비되어 있고 상기 밀봉중에 상기 슬래드에 상기 서어비스 스테이션으로부터 상기 캐리지의 운동이 상기 슬래드를 자체의 하부 위치,즉 렘프되지 않은 위치로 복귀시키도록 상기 슬로트에 계합시키는 장치(54)가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  7. 제1항에 있어서, 상기 와이핑 장치가 와이퍼 브래킷(16) 상에 장착되어 있고 상기 캐리지가 상기 서어비스 스테이션 내로 이동하는 동안 찌꺼기(debris)를 상기 프린트헤드로부터 닦아내도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  8. 제7항에 있어서, 상기 와이퍼 브래킷의 또한 웜-업(warm-up) 중에 상기 카트리지로부터 분사된 잉크를 수납하는 타구(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
  9. 제1항에 있어서, 상기 펌프 장치가 상기 프린트헤드를 통과하는 약 1 내지 5㎤/min의 유동률 및 상기 프린트헤드를 통과하는 약 0.06 내지 0.15㎤의 배수량을 포함하여 상기 프린트헤드 내의 문제점들을 제거하는 것을 특징으로 하는 서어비스 스테이션.
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