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KR101608470B1 - 잉크분사 인쇄 장치 - Google Patents

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KR101608470B1
KR101608470B1 KR1020107029277A KR20107029277A KR101608470B1 KR 101608470 B1 KR101608470 B1 KR 101608470B1 KR 1020107029277 A KR1020107029277 A KR 1020107029277A KR 20107029277 A KR20107029277 A KR 20107029277A KR 101608470 B1 KR101608470 B1 KR 101608470B1
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KR
South Korea
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fluid
main reservoir
buffer tank
conduit
supply buffer
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KR1020107029277A
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KR20110020864A (ko
Inventor
마르티뉘스 헤라르뒤스 요제프 맨더스
프란치스코 빌헬무 요한나 헤라르뒤스 반 데 크루이즈
Original Assignee
에스피지프린츠 비.브이.
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Abstract

드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치(10)는 노즐(22)을 구비하는 통류 인쇄 헤드(20) 및 주 저장소(30), 공급 버퍼 탱크(38), 반환 매니폴드(manifold,64)를 포함하는 유체 순환 시스템을 포함하고, 상기 주 저장소(30)는 상기 공급 버퍼 탱크(38)에 연결되며, 상기 공급 버퍼 탱크(38)는 상기 주 저장소(30)에 연결된 반환 매니폴드(manifold,38)와 유체 통신하는 상기 인쇄 헤드(20) 노즐(22)과 유체 통신하되, 상기 주 저장소(30) 및 공급 버퍼 탱크(38) 모두 상기 노즐(22)에 대한 높이에 배치되며, 상기 공급 버퍼 탱크(38)는 상기 공급 버퍼 탱크(38)를 주 저장소(30)에 연결시키는 잠금 도관(56)이 제공된다.

Description

잉크분사 인쇄 장치{INKJET PRINTING DEVICE}
본 발명은 잉크분사 인쇄에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통류 인쇄 헤드를 구비하는 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치에 관한 것이다.
통류 인쇄 헤드를 구비한 잉크분사 인쇄 장치는 즉, WO 2006/030235 A2 및 WO 2006/064036 A1의 기술에서 알려져 있다. 통류 배치를 구비하는 인쇄 헤드에서 유체는 노즐을 차단하거나 그 밖에 정확한 가동에 영향을 미칠 수 있는 먼지와 기포를 제거하기 위해서 노즐로부터 연속적으로 제거된다. 또한 상기 인쇄 헤드의 전자 부품, 예를 들어 유체 방울을 생성하기 위해 사용되는 압전 변환기에 의해 생성된 열은 상기 인쇄 헤드의 유체 온도를 조절함으로써 제거되는데, 이는 유체 점성에 있어서 중요하며 결과적으로 유체의 분출 속성은 온도에 의존한다. 잉크분사 인쇄 헤드는 연속적인 방울 생성이나 수요에 따른 방울 생성을 위해 설계된다. 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄에서 유체 방울은 기판을 인쇄하기 위해 요구될 때 각각의 노즐로부터 토해내지며, 유체 방울의 연속적인 흐름이 발생되는 연속적인 시스템과 상반되게, 상기 기판에 편향된 유체 방울이 요구될 때 남아있는 방울이 수집된다. 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 시스템은 일반적으로 방울 생성 원리, 열 또는 압전 전기에 따라 더 분류된다.
잉크분사 인쇄 헤드에서 약한 부압 또는 배압이 가동을 위해 요구된다. WO 2006/030235 A2 및 WO 2006/064036 A1은 통류 인쇄 헤드를 구비한 잉크분사 인쇄 장치에서 사용되는 유체 공급 및 순환 시스템을 모두 공개하고 있는데, 상기 배압은 통류 인쇄 헤드의 노즐에 유체를 공급하는 공급 서브탱크 및 상기 인쇄 헤드에 의해 소비되지 않은 유체를 받는 반환 서브탱크에서 압력의 능동 제어에 의해 제어된다. 상기 반환 서브탱크는 상기 공급 서브탱크로 유체를 공급하는 주 저장소에 연결된다.
상기 서브탱크 및 관련 도관은 상당한 유체량, 즉 인쇄 헤드 당 약 10 ml를 포함한다. 인쇄 작업의 중단, 즉 인쇄 작업의 끝에서 또는 일시적인 실패로 인해 인쇄 작업의 중단시, 상기 노즐을 통하여 이러한 서브탱크 및 관련 도관으로부터 수집 트레이(tray) 또는 그 밖의 유사한 것으로 유체가 누설될 위험이 있고, 상기 노즐에서 약한 부압이 사라지기 때문에, 결과적으로 상기 서브탱크 및 관련 서브탱크가 거의 완전하게 비워진다. 상기 위험은 잉크분사 인쇄 장치에서 중요한데, 상기 서브탱크의 압력은 능동적으로 감시되고 제어되지 않는다. 낭비로 처리되는 이와 같이 수집된 유체양은 상대적으로 클 수 있다. 가치있는 유체의 처리는 비용을 증가시킨다. 더불어, 장치를 재시동시키기 어려울 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 결점을 가지고 있지 않거나 더 적은 정도의 결점을 가지는 통류 인쇄 헤드를 포함하는 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 가동 중단시 낭비 유체의 생성을 제거할 수 있는 그러한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제어 밸브, 펌프 및 기타 같은 종류의 것과 같은 고비용 부품을 증가시킬 필요가 없는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 서브 탱크에서 능동적으로 제어되는 압력이 없는 잉크분사 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
하나 이상의 상기 목적은 인쇄될 기판 상에 유체 방울을 토해내기 위한 하나 이상의 노즐을 구비하는 적어도 하나의 통류 인쇄 헤드 및 상기 인쇄 헤드를 통하여 유체를 공급시키고 순환시키기 위한 유체 순환 시스템을 포함하되, 상기 유체 순환 시스템은 상당한 양의 유체를 포함하기 위한 주 저장소와, 상기 주 저장소로부터 유체를 받아서 상기 통류 인쇄 헤드로 유체를 공급하기 위한 공급 버퍼 탱크 및 상기 통류 인쇄 헤드로부터 유체를 받아서 상기 주 저장소로 유체를 반환하기 위한 반환 매니폴드(manifold)를 포함하고, 상기 주 저장소는 상기 주 저장소로부터 공급 버퍼 탱크로 유체를 보내기 위한 펌프 수단이 제공된 공급 도관을 통해 상기 공급 버퍼 탱크에 연결되고, 상기 공급 버퍼 탱크는 노즐 반환 도관을 통하여 상기 반환 매니폴드(manifold)와 유체 통신하는 상기 통류 인쇄 헤드의 하나 이상의 노즐과 노즐 공급 도관을 통하여 유체 통신하고, 상기 반환 매니폴드(manifold)는 방출 도관을 통하여 상기 주 저장소에 연결되고, 상기 주 저장소 및 공급 버퍼 탱크는 상기 하나 이상의 노즐에 대한 높이에 배치되어 가동시 배압이 상기 하나 이상의 노즐에 생성되고 유체는 상기 공급 버퍼 탱크로부터 매니폴드(manifold)로 상기 통류 인쇄 헤드를 통하여 흐른 다음 상기 주 저장소로 되돌아가며, 상기 공급 버퍼 탱크는 상기 공급 버퍼 탱크를 주 저장소에 연결시키는 적어도 하나 이상의 잠금 도관이 제공되는 본 발명에 따른 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치는 하나 이상의 통류형 인쇄 헤드를 포함한다. 상기 인쇄 헤드는 일반적으로 연속적인 웹(web) 및 기타 같은 종류의 것과 같이, 인쇄되는 기판의 운동 방향에 수직인 스캐닝(scanning) 방향으로 왕복할 수 있는 캐리지(carriage) 상에 배치된다. 상기 인쇄 헤드는 또한 움직임 방식에 있어서 고정식으로 배치될 수 있다. 일반적으로 상기 잉크분사 인쇄 장치는 즉 검정색(K), 자홍색(M), 노랑색(Y) 및 청록색(C)의 각 색을 인쇄하기 위한 하나 이상의 인쇄 헤드를 가질 수 있다. 각각의 인쇄 헤드는 유체 방울을 토해내기 위한 적어도 하나의 노즐을 구비한다. 일반적으로 복수의 노즐은 하나의 배열에 배치된다. 압전 부품은 방울을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 잉크 유체에 더하여, 접착제 및 기타 같은 종류의 것과 같은 다양한 다른 유체가 본 발명에 따른 장치와 함께 사용될 수 있다. 유체는 상기 유체 순환 시스템에 의해 상기 인쇄 헤드에 공급되고, 이는 또한 상기 장치를 통해 유체 순환을 유지한다. 상기 유체 순환 시스템은 그 중에서도 기본적으로 상당한 양의 유체를 포함하기 위해 적용된 주 저장소를 포함한다. 상기 주 저장소는 필요하다면 신선한 유체를 저장 용기로부터 연속적으로 또는 간헐적으로 보충할 수 있다. 상기 주 저장소는 공기에 개방되고 일반적으로 상기 장치의 고정식 (서브)프레임 상의 낮은 위치에 위치될 수 있다. 상기 주 저장소는 공급 도관을 통해 공급 버퍼 탱크에 연결된다. 유체는 상기 공급 도관에 제공된 펌프 수단을 사용하여 상기 주 저장소로부터 공급된다. 상기 공급 버퍼 탱크는 상기 주 저장소 위의 공급 레벨에 배치된다. 상기 공급 버퍼 탱크는 상기 장치의 고정부 또는 왕복 캐리지(carriage) 상에 배치될 수 있다. 가동시 상기 공급 버퍼 탱크는 공기에 개방된다. 일반적으로 상기 공급 버퍼 탱크는 상기 노즐 공급 도관의 요구 길이를 작게 유지하기 위해서 상기 통류 인쇄 헤드 방향 부근에 위치될 수 있다. 상기 노즐 공급 도관은 유체를 상기 공급 버퍼 탱크로부터 상기 통류 인쇄 헤드의 노즐로 공급한다. 노즐 반환 도관은 상기 노즐을 공기에 폐쇄된 반환 매니폴드(manifold)에 연결한다. 상기 반환 매니폴드(manifold)는 유리하게 상기 장치를 통한 유체 흐름, 특히 인쇄 헤드를 통한 흐름을 시작하고 상기 잉크로부터 발생된 기포를 제거하기 위해 시동을 위한 탈기 유닛이 제공될 수 있다. 상기 반환 매니폴드(manifold)는 상기 공급 버퍼 탱크와 인쇄 헤드 사이의 높이에 위치된다. 따라서, 상기 인쇄 헤드의 노즐은 상기 버퍼 탱크에 대해서 더 낮은 위치에 위치된다. 상기 노즐의 부압 또는 배압은 상기 공급 버퍼 탱크 내의 유체의 자유 표면 레벨과 상기 노즐의 유체 메니스커스(meniscus) 사이의 유체 컬럼(column)의 정수압과, 상기 노즐의 유체 메니스커스(meniscus)와 상기 주 저장소의 유체 레벨 사이의 유체 컬럼(column)의 정수압을 조절하거나, 선호에 따라 상기 노즐에 대한 상기 공급 버퍼 탱크 및 주 저장소의 높이 위치를 조절함으로서 달성된다. 유체 흐름 비율은 또한 상기 연결 도관 및 인쇄 헤드에서의 유압 저항, 유체 점도, 온도 및 기타 같은 종류의 것과 같은 다른 파라미터에 종속적이다. 적합한 높이 설정은 추가적인 조절의 필요성이 없이 많은 다양한 유체를 구비하는 장치를 가동시킨다. 더불어, 상기 공급 버퍼 탱크 및 반환 매니폴드(manifold)에서 압력을 능동적으로 제어하기 위한 추가적인 제어 수단은 불필요하다. 상기 반환 매니폴드(manifold) 자체는 방출 도관에 의해 상기 주 저장소에 연결된다. 모든 도관들은 유리하게 예를 들면 잉크에서 캐리어(carrier)로 사용되는 용매와 관련된 유체 및 가동 조건에 저항력이 있는 유연한 튜브로부터 만들어진다.
또한 본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치는 상기 공급 버퍼 탱크 및 주 저장소 사이에 - 이하에서 여러 기능들 중 하나의 관점에서 배수 도관으로 또한 불리는 - 적어도 하나의 추가 도관이 제공된다. 상기 배수 도관은 잠글 수 있거나 폐쇄시킬 수 있는데, 이는 상기 추가 도관을 통해 유체(공기/잉크)의 통행이 중단될 수 있다는 것을 의미한다. 상기 배수 도관은 두가지 기능을 가진다. 공기 출구는 정상 가동시 상기 공급 버퍼 탱크와 주 저장소 사이에서 열린 통신을 제공하기 때문에 그 결과 상기 공급 버퍼 탱크의 압력은 또한 공기압이다. 더불어, 본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치의 정상 가동시 약간의 유체가 상기 배수 도관을 통해서 상기 공급 버퍼 탱크로부터 주 저장소로 다시 흐르고 있다는 사실에도 불구하고, 유체는 상기 펌프 수단에 의해 본질적으로 일정한 높이에서 상기 공급 버퍼 탱크의 자유 표면 레벨을 유지하기 위한 충분한 양으로 상기 주 저장소로부터 공급 버퍼 탱크로 공급된다. 바람직하게는, 배수 도관이 상기 도관을 통해 반대 방향으로 흐르는 상당한 양의 공기와 유체에 비교되는 충분하게 큰 단면적을 가지는 경우, 통기 기능과 배수 기능은 하나의 배수 도관에 의해 제공된다. 따라서, 그러한 단일 배수 도관은 공기와 잉크를 반대 방향으로 동시에 흐르도록 한다. 또한 상기에 언급된 이러한 기능은 둘 이상의 분리 도관에 의해 제공될 수 있다. 또한, 유체는 상기 인쇄 헤드의 노즐과 반환 버퍼 공급을 통해 상기 공급 버퍼로부터 주 저장소로 순환한다. 동시에 인쇄는 요구시 상기 노즐로부터 유체 방울을 토해냄으로써 수행된다. 본 발명에 따른 잉크분사 장치의 가동이 중단될 때, 상기 노즐로부터 유체가 누출되는 것은 상기 배수 연결을 폐쇄시킴으로써 광범위에서 방지된다. 상기 배수가 폐쇄되는 경우, 상기 배수 도관 및 노즐 공급 도관이 통신 용기로 작용하기 때문에 상기 공급 버퍼 탱크의 압력은 다른 재균형 값을 달성할 수 있다. 또한 동일한 것이 상기 반환 매니폴드(manifold)에 적용되는데, 상기 노즐 반환 도관 및 방출 도관은 후자에 유지되는 유체 컬럼(column)이 제공되는 통신 용기로 작용할 수 있다. 즉, 상기 방출 도관을 폐쇄시킴으로써, 상기 주 저장소에서 유체 레벨 이하의 출구를 가지거나 상기 반환 매니폴드(manifold)에서 상기 방출 도관의 출구보다 더 높은 위치에 상기 노즐 반환 도관의 입구를 가질 수 있다. 그렇게 함으로써 상기 노즐에 약간 다르지만, 부압이 유지되어 낭비될 수 있는 상당한 양의 유체 누설을 방지할 수 있다.
상기 순환 시스템의 선호되는 실시예에서, 특히, 상기 주 저장소 및 배수 도관이 설계되어 장치의 가동 중단시 상기 주 저장소에 포함된 유체가 상기 도관을 차단한다. 이러한 실시예에서 상기 배수 도관을 통해 상기 공급 버퍼 탱크로부터 흐르고 상기 방출 도관을 통해 상기 주 저장소로 흐르는 상당한 양의 유체는 유체 레벨이 상기 주 용기에서 확장하는 상기 배수 도관의 출구에 도달할 때까지 상기 주 저장소에서 유체 레벨을 상승시키므로, 실제적으로 상기 배수 도관을 폐쇄시키고 그 결과 상기 주 저장소 및 공급 버퍼 탱크 사이에 개방 통신을 가능하게 한다. 이러한 종류의 폐쇄는 상술한 바와 같이, 상기 공급 버퍼 탱크 및 관련 도관에서 새로운 압력 균형의 수립을 유도한다. 본 발명에 따른 장치의 실시예에서는 자동 조절이 있다. 이러한 실시예는 추가적인 제어 장비가 요구되지 않는다.
또한, 본 잉크분사 장치의 또 다른 실시예에서 상기 주 저장소에서 상기 배수 도관의 출구의 높이 위치를 조절하기 위한 수단을 포함한다. 이러한 특징은 상기 장치에서 서로 다른 상당한 양의 유체 순환을 가지는 본 발명에 따른 장치를 가동시킨다.
또 다른 실시예에서, 상기 주 저장소는 상기 배수 도관의 출구가 상기 주 저장소의 유체의 가동 레벨에서 개방되는 개방 위치와 상기 배수 도관의 출구가 상기 주 저장소의 유체의 폐쇄 레벨에서 폐쇄되는 폐쇄 위치에 상기 주 저장소에 포함된 유체 상에 뜰 수 있도록 설계된 부낭이 제공된다. 이러한 종류의 부낭은 상기 주 저장소에서 유체 레벨의 작은 상승에도 상기 배수 도관 출구를 효과적으로 폐쇄시킬 수 있다.
본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치의 또 다른 실시예에서 상기 배수 도관은 밸브가 제공된다. 본 발명에 따른 장치가 중단될 때, 상기 밸브는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 스위치되어 상기 공급 버퍼 탱크와 주 저장소 사이의 상기 배수 도관을 폐쇄시킨다.
특히 선호되는 실시예에서 상기 공급 버퍼 탱크는 오버플로(overflow) 개방부를 구비하는 오버플로(overflow) 보 또는 벽과 같은 오버플로(overflow)가 제공된다. 상기 오버플로(overflow)는 상기 공급 버퍼 탱크를 구획한다. 제 1구획실은 상기 공급 도관으로부터 유체를 공급받는다. 유체는 상기 노즐 공급 도관을 통해 상기 제 1구획실로부터 인쇄 헤드로 흐른다. 초과 유체는 상기 오버플로를 넘어 상기 제 2구획실로 흐르고, 유체는 그곳으로부터 상기 배수 도관을 통해 상기 주 저장소로 반환된다. 상기 오버플로(overflow)는 실질적으로 일정한 값에서 상기 제 1구획실에 포함된 유체의 자유 표면 레벨을 유지하기 위해 선호되는 수단이고, 그 결과 유체의 본질적으로 일정한 헤드(컬럼)와 상기 노즐에서 본질적으로 일정한 정수압을 유도한다. 유리하게 상기 공급 버퍼 탱크, 특히 구획실들은 각각 상기 노즐 공급 도관에 연결하기 위한 바닥 출구 개방부와 상기 배수 도관에 연결하기 위한 바닥 출구 개방부를 구비한다.
상기 반환 매니폴드(manifold)에서 상기 노즐 반환 도관에 연결하기 위한 입구 개방부는 출구 개방부, 유리하게 상기 방출 도관에 연결하기 위한 바닥 출구 개방부 위의 레벨에서 제공되는 것이 선호된다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 잉크분사 인쇄 장치는 하나 이상의 인쇄 헤드, 즉, 4개 또는 5개를 포함할 수 있다. 각각의 인쇄 헤드가 자신의 버퍼 탱크 및 관련 연결을 구비하는 것은 바람직하다. 그러나, 다중 인쇄 헤드 구성의 각각의 인쇄 헤드가 일반적인 공급 버퍼 탱크 및 일반적인 반환 매니폴드(manifold)와 유체 통신하는 것이 비용 면에서 선호된다.
본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치는 상기 결점을 가지고 있지 않고, 가동 중단시 낭비 유체의 생성을 제거할 수 있으며, 고비용 부품을 증가시킬 필요가 없는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치의 제 1실시예를 나타내는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 장치의 추가 변형을 나타내는 다이어그램이다.
도 3은 다중 인쇄 헤드를 구비하는 본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치의 실시예의 다이어그램이다.
이하, 본 발명은 첨부된 도면에서 더 상세하게 설명되는데, 도 1은 본 발명에 따른 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치의 제 1실시예를 나타내는 다이어그램이고, 도 2는 본 발명에 따른 장치의 추가 변형을 나타내는 다이어그램이며, 도 3은 다중 인쇄 헤드를 구비하는 본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치의 실시예의 다이어그램이다.
도 1에서 잉크분사 인쇄 장치는 참조 번호 10에 의해 표시된다. 기본적으로 상기 장치(10)는 노즐(22) 배열과 유체 공급을 구비하는 통류 인쇄 헤드(20) 및 순환 시스템을 포함한다. 이러한 실시예에서 이러한 시스템은 통기 개방부(32)에 의해 공기와 개방 통신하는 주 저장소(30)를 포함한다. 상기 주 저장소(30)는 펌프(42)가 제공된 공급 도관(40)을 통해 공급 버퍼 탱크(38)의 입구(36)에 연결된 출구(34)를 구비한다. 상기 펌프(42)는 상기 주 저장소(30)으로부터 공급 버퍼 탱크(38)로 유체를 흐르게 한다. 상기 공급 버퍼 탱크(38)는 공기에 폐쇄된다. 상기 공급 버퍼 탱크(38)는 오버플로(overflow) 보(48)에 의해 분리되는 두 개의 구획실(44,46)을 포함한다. 공급 도관(40)의 출구(50)는 구획실(46)에 " 연결 " 된다. 이러한 경우에 상기 출구(50)는 상기 공급 버퍼 탱크(38) 내부로 확장되어 유체는 구획실(46) 내부로 흐른다. 구획실(46)은 바닥 출구 개방부(51)가 제공되고 노즐 공급 도관(52)에 의해 상기 노즐(22)에 연결된다. 또한 다른 구획실(44)은 바닥 출구 개방부(54)가 제공되고 상기 주 저장소에서 유체의 가동 레벨 위의 거리에서 상기 주 저장소(30)에 배치된 배수 출구(58)를 구비한 상기 주 저장소(30)의 유체 레벨 아래로 확장하는 배수 도관(55)을 통해 상기 주 저장소(30)에 연결된다. 또한 상기 공급 버퍼 탱크(38)는 두번째 도관(56)에 의해 상기 주 저장소(30)와 개방 통신하고, 그 결과 주위 공기에 개방된다. 상기 도관(56)은 상기 주 저장소(30)의 헤드(head) 공간과 공급 버퍼 탱크(38) 사이에서 확장한다. 구획실(46)에서 유체의 자유 표면 레벨(60)은 상기 노즐(22)의 유체 메니스커스(meniscus)에 대한 H1 높이로 유지된다. H2는 상기 주 저장소(30)의 유체 레벨에 대한 상기 노즐(22)의 유체 메니스커스(meniscus)의 높이로 정의한다. 이러한 높이는 상기 헤드(20)와 메니스커스(meniscus) 배압을 통해 상기 유체 흐름을 제어한다.
가동시 상기 노즐(22)에서 유체 메니스커스(meniscus) 위의 본질적으로 일정한 레벨 H1에서 상기 공급 버퍼 탱크(38) 내의 유체의 자유 표면 레벨(60)을 유지하기 위해 상기 펌프(42)로부터 공급 버퍼 탱크(38)로 유체 흐름이 공급된다. 달리 말하면 가동시 본질적인 일정한 정수 헤드(head)가 유지된다. 초과 유체는 구획실(46)로부터 상기 오버플로(overflow) 보(48)를 넘어 구획실(44)로 흐르며 상기 주 저장소(30)로 반환된다. 노즐 반환 도관(62)은 상기 노즐(22)을 공기에 폐쇄된 반환 매니폴드(manifold,64)에 연결한다. 라인(63)을 통해 상기 반환 매니폴드(manifold,64)에 연결된 탈기 유닛(65)은 절차의 시동시 사이펀(siphon)과 같은 장치를 통해 유체 흐름을 시작하기 위해 제공될 수 있다. 반환 매니폴드(manifold,64)에서 유체의 표면 레벨은 참조 번호 61에 의해 표시된다. 상기 반환 매니폴드(manifold,64)는 상기 주 저장소(30) 내부로 개방한 방출 도관(68)에 연결된 바닥 출구 개방부(66)를 구비한다. 상기 방출 도관(68)의 출구(76)는 구획실(70)에서 유체 레벨 아래에 위치된다. 상기 주 저장소(30)의 가동 유체 레벨은 센서(75)에 의해 감시된다. 즉, 센서(75)에 의해 제어되는 펌프(77)는 저장 탱크 또는 가방(bag,도시되지 않았지만)으로부터 상기 주 저장소(30)로 신선한 유체를 공급한다.
상기에 설명한 바와 같이, 상기 유체 순환 및 공급 시스템이 설계되어 상기 잉크분사 장치(10)의 가동 중단시 유체는 연속적으로 상기 배수 도관(55)을 통하여 상기 공급 버퍼 탱크(38)로부터 주 저장소(30)로 역류하고 상기 방출 도관(68)을 통하여 상기 반환 매니폴드(manifold,64)로부터 주 저장소(30)로 역류한다. 유체는 더 이상 펌프(42)에 의해 상기 공급 도관(40)을 통해 펌핑되지 않으므로, 상기 주 저장소(30)의 유체 레벨은 폐쇄 레벨에 상승한다. 그 결과 상기 도관(56)의 출구(58)는 상기 유체에 의해 폐쇄되고 주위 공기에 대한 상기 공급 버퍼 탱크(38)의 개방 통신은 중단된다. 유체는 상기 공급 버퍼 탱크(38) 내부의 압력이 상기 배수 도관(56) 및 노즐 공급 도관(52)에 포함된 유체의 압력 헤드로 인해 균형 값을 달성할 때까지 상기 배수 도관(56)으로 약간 정도 흐르게 될 수 있다. 그 결과 상기 노즐 공급 도관(52)의 유체 흐름은 중단된다. 본 시스템의 다른 면에서 상기 노즐에서 유체 누설을 방지하는 배압을 유지하는 동안, 상기 노즐 반환 도관(62) 및 방출 도관(68)에 포함된 유체의 압력 헤드(head)는 평형에 도달하여 유체 흐름은 중단된다.
도 1에 도시된 자동 조절 실시예에 대체하여 상기 장치의 가동 중단시 폐쇄되는 도관(56)에 제공된 밸브는 동일한 효과를 가진다.
도 2는 본 발명에 따른 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치(10)의 다른 실시예를 나타낸다. 도 1과 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호에 의해 동일시된다. 배수를 위한 도관(55) 및 통기를 위한 도관(56) 대신에 단일 배수 도관(56)이 공급 버퍼 탱크(38) 구획실(44)의 바닥 출구 개방부(54) 및 상기 주 저장소(30)의 가동 유체 레벨 위의 자유 헤드(head) 공간 사이에서 확장한다. 상기 배수 도관/공기 출구(56)는 가동시 상기 구획실(44)로부터 유체를 배수하고 공급 버퍼 탱크(38)를 주위 공기에 개방하도록 유지하기 위해 충분하게 큰 단면적을 가진다. 가동 중단시 상기 주 저장소(30)의 유체 레벨은 폐쇄 레벨로 상승하며, 상기 유체는 배수 도관(56)의 출구(58)를 차단하고 공기에 대한 공급 버퍼 탱크(38)의 개방 통신을 중단시킨다. 즉, 도 1과 같이, 주 저장소(30)는 신선한 유체로 보충될 수 있다.
또한 도 2는 두 가지의 대체적인 실시예를 나타낸다. 첫번째 대체적인 실시예에 따르면 부낭(80)은 주 저장소(30)에 배치되는데, 이러한 부낭은 저장소(30)에서 유체 레벨의 상승시 상기 배수 도관(56)의 출구(58)를 폐쇄시킨다. 또 다른 대체적인 실시예에 따르면 상기 배수 도관(56)은 상기 배수 도관(56)을 개방하고 폐쇄하기 위한 스위치 밸브(90)가 제공된다.
도 3은 노즐(22) 배열이 제공된 두 개의 인쇄 헤드(20)를 구비한 본 발명에 따른 잉크분사 인쇄 장치(10)의 실시예이다. 역시 도 1 및 2와 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호에 의해 동일시된다. 도시된 바와 같이, 상기 인쇄 헤드(20)는 각각 노즐 공급 도관(52) 및 노즐 반환 도관(62)에 의해 동일한 공급 버퍼 탱크(38) 및 반환 매니폴드(manifold,64)에 각각 연결된다.
본 발명은 상술한 바와 같이 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해서만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다.

Claims (10)

  1. 인쇄될 기판 상에 유체 방울을 토해내기 위한 하나 이상의 노즐(22)을 구비하는 적어도 하나의 통류 인쇄 헤드(20) 및 상기 인쇄 헤드를 통하여 유체를 공급시키고 순환시키기 위한 유체 순환 시스템을 포함하되,
    상기 유체 순환 시스템은,
    상당한 양의 유체를 포함하기 위한 주 저장소(30);
    상기 주 저장소로(30)부터 유체를 받아서 상기 통류 인쇄 헤드(20)로 유체를 공급하기 위한 공급 버퍼 탱크(38); 및
    상기 통류 인쇄 헤드(20)로부터 유체를 받아서 상기 주 저장소(30)로 유체를 반환하기 위한 반환 매니폴드(manifold,64)를 포함하고,
    상기 주 저장소(30)는 상기 주 저장소(30)로부터 공급 버퍼 탱크(38)로 유체를 보내기 위한 펌프 수단(42)이 제공된 공급 도관(40)을 통해 상기 공급 버퍼 탱크(38)에 연결되고,
    상기 공급 버퍼 탱크(38)는 노즐 반환 도관(62)을 통하여 상기 반환 매니폴드(manifold,64)와 유체 통신하는 상기 통류 인쇄 헤드(20)의 하나 이상의 노즐(22)과 노즐 공급 도관(52)을 통하여 유체 통신하고,
    상기 반환 매니폴드(manifold,64)는 방출 도관(68)을 통하여 상기 주 저장소(30)에 연결되고,
    상기 주 저장소(30) 및 공급 버퍼 탱크(38)는 상기 하나 이상의 노즐(22)에 대한 높이에 배치되어 잉크분사 인쇄장치(10)의 가동시, 배압이 상기 하나 이상의 노즐(22)에 생성되고 유체는 상기 공급 버퍼 탱크(38)로부터 매니폴드(manifold,64)로 상기 통류 인쇄 헤드(20)를 통하여 흐른 다음 상기 주 저장소(30)로 되돌아가며,
    상기 공급 버퍼 탱크(38)는 상기 공급 버퍼 탱크(38)를 주 저장소(30)에 연결시키는 적어도 하나 이상의 잠금 도관(56)이 제공되고,
    상기 잉크분사 인쇄장치(10)의 가동시, 상기 잠금 도관(56)이 개방되어, 공급 버퍼 탱크(38)로부터 주 저장소(30)로 유체가 흐르도록 하고, 공기는 이의 반대방향으로 흐르도록 하고, 상기 잉크분사 인쇄장치(10)의 가동 중단시, 상기 공급 버퍼 탱크(38)로부터 상기 잠금 도관(56)을 통하여 흐르는 유체의 유동이 차단되고, 이에 따라 상기 노즐(22)로부터 유체가 유출되는 것을 방지하는 드롭 온 디맨드(drop-on-demand)형 잉크분사 인쇄 장치(10).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상기 주 저장소(30) 및 상기 적어도 하나 이상의 잠금 도관(56)이 설계되어 잉크분사 인쇄 장치(10)의 가동 중단시 상기 주 저장소(30)에 포함된 유체가 상기 도관(56)을 차단하는 잉크분사 인쇄 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 주 저장소(30)에서 상기 잠금 도관(56)의 출구(58)의 높이 위치를 조절하기 위한 조절 수단을 더 포함하는 잉크분사 인쇄 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 주 저장소(30)는 상기 주 저장소(30)에 포함된 유체 상에 뜰 수 있는 부낭(80)이 제공되는 잉크분사 인쇄 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 잠금 도관(56)은 밸브(90)가 제공되는 잉크분사 인쇄 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 공급 버퍼 탱크(38)는 상기 공급 도관(40)과 노즐 공급 도관(52)에 연결되는 제 1구획실(46) 및 적어도 하나의 잠금 도관(55,56)에 연결되는 제 2구획실(44)로 상기 공급 버퍼 탱크(38)를 구획하는 오버플로(overflow,48)가 제공되는 잉크분사 인쇄 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 주 저장소(30)는 공기에 개방되는 잉크분사 인쇄 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 반환 매니폴드(manifold,64)는 공기에 폐쇄되는 잉크분사 인쇄 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    각각의 인쇄 헤드(20)가 일반적인 공급 버퍼 탱크(38) 및 반환 매니폴드(manifold,64)와 유체 통신하는 복수의 통류 인쇄 헤드(20)를 포함하는 잉크분사 인쇄 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 반환 매니폴드(manifold,64)는 시동을 위한 탈기 유닛(65)이 제공되는 잉크분사 인쇄 장치.
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