KR100344200B1

KR100344200B1 - 잉크제트인쇄기

Info

Publication number: KR100344200B1
Application number: KR1019960703177A
Authority: KR
Inventors: 쿠말 시리바스타바 딜립; 수테라 리차드
Original assignee: 비디오젯 시스템스 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2014-11-18
Also published as: US5623292A; DE69405778T2; WO1995016569A1; EP0734324A1; AU1071195A; JP3154494B2; CA2179046A1; JPH09506561A; DE69405778D1; EP0734324B1

Abstract

온도 제어 장치는 온도 제어를 하기 위해 잉크 제트 인쇄 시스템의 프린트헤드(10)에 직접 결합되어 있다. 온도 제어 시스템은 잉크가 유동하고 있는 열 교환기(42, 62)에 결합된 적어도 하나의 열 전기 장치(40, 63, 64)로 구성된 열 펌프 조립체를 포함한다. 열 전기 장치(40, 63, 64)는 실제 잉크 온도 대 소정의 온도에 따라 잉크를 운반하는 열 교환기로 또는 열 교환기로부터 열을 운반한다. 만약 잉크가 너무 뜨겁다면, 과잉열은 공기 또는 유체를 차게 하는 열 교환기(30; 또는 제 2 열 교환기(42, 62))로 열을 보낸다. 잉크가 너무 찬 경우에는, TED(40, 63, 64)로 흐르는 전류는 반대로 되며 엷은 열 교환기(30, 42, 62)로부터 잉크로 송출된다.

Description

잉크 제트 인쇄기{TEMPERATURE CONTROLLER FOR INK JET PRINTING}

[발명의 배경]

본 발명은 전기 전도성 잉크의 흐름을 노즐에 공급하는 잉크 제트 시스템에 관한 것이다. 잉크는 노즐로부터 방출되며, 예를 들어 압전기(piezo-electric) 소자를 이용하여 노즐에 에너지를 가함으로서 그에 의해 각각의 소적(droplet)으로 세분화 되는 것이다. 흐름이 소적(小滴)으로 세분화 되는 지점 근처에, 전극을 설치하여 선택적으로 소적에 대전(帶電)시킬 수 있다. 이러한 사실은 소적이 대전전극의 하류에 있는 편향전극에 의해 기록되도록 기판에 편향되게 한다.

상기 시스템은 당 기술분야에서 널리 공지된 것이며, 드롭-온-디멘드(drop-on-demand)형과 연속형 제트 시스템을 포함할 수 있는 것이다. 대부분의 경우, 상기 시스템은 사용자가 요망하는 빠른 건조성, 명료한 기록 및 그 외 다른 특성을 위해 특정적으로 고안한 잉크를 사용한다. 이러한 장치는 온도에 민감하게 반응하여서, 예를 들어 기록되는 제품이 제조되어지는 공장과 같은 주위온도의 변화가 인쇄에 악영향을 미치는 것이다. 이러한 이유로, 잉크 제트 인쇄 시스템은 빈번하게 전자기기와 잉크보급용품을 잉크 적하(滴下)에 의해 제품에 기록되는 지점으로부터 원거리에 있는 보호 캐비넷의 내부에 위치시킨다. 노즐을 함유한 잉크 제트 프린트헤드는 기록지점에 위치하며, 비교적 긴(10∼30피트; 304.8∼914.4㎝) 연결관(탯줄 모양의 튜브)에 의해 캐비넷에 접속되어 잉크와 전자제어신호를 프린트헤드 조립체에 공급한다.

이러한 환경에서, 양질의 인쇄를 하는데 요망되는 최적한 온도로 잉크를 유지하기에는 상당한 어려움이 있다. 예를 들어, 많은 잉크 제트 시스템은 4.4℃∼43.3℃(40°F∼110°F)의 온도범위 내의 환경에서의 사용에 대하여 정격인 것으로 평가된다. 그런데, 많은 잉크가 ±2.8℃(±5°F)정도의 온도범위내에서 최적하게 작용한다. 예를 들어, 23.5℃(75°F)에서 사용하도록 고안된 잉크는 바람직하게는, 인쇄동작 중에 21.1℃(70°F)와 26.7℃(80°F) 사이에서 유지되는 것이다.

이러한 이유로, 잉크 제트 시스템에 사용되는 잉크의 온도를 제어하는 수단이 공지되어 있다. 잉크온도를 제어하기 위한 종래의 노력은 실제 인쇄동작지점으로부터 이격진 위치에서 주요한 잉크 제트부품을 수용한 캐비넷 하우징 내의 온도제어에 집중되었다. 이러한 종래기술의 시스템은, 캐비넷에서 잉크를 가열한다는 것도 알려져 있기는 하지만, 주로 연결관을 거쳐서 잉크를 프린트헤드에 보내기 전에 잉크 냉각에 집중되어 있다. 이것은 연결관의 길이와, 그를 통하여 이송되는 잉크의 량이 비교적 적고 또한 유량이 작기 때문에 효과적인 방법이 아니다. 이러한 요인들 때문에, 캐비넷에서의 온도제어는 일반적으로 충분하지 않은 것이다. 잉크가 유연한 공급관의 단부에 있는 프린트헤드에 도달할 때까지 잉크는 주위 온도와 같다. 따라서, 이러한 인쇄 시스템의 캐비넷으로부터는 정확한 온도제어를 이룰 수 없는 것이다.

프린트헤드에서 잉크 온도를 정확하게 제어하지 못함으로서 잉크의 유동시간(또는 비행시간)의 변화가 발생한다. 대부분의 인쇄 시스템은 유동시간을측정하기 위한 검출기구와 결합하여, 그 값을 사용하며, 예를 들면 용제증발을 보충하기 위한 노력으로 용제를 추가하는 것으로서, 잉크조성을 조정하는 것이다. 현행의 검출 시스템은 용제의 상실에 기인한 유동시간의 변화와 온도변화에 기인한 유동시간의 변화를 구별할 수 없다. 따라서, 그와 같은 감시 시스템은 잉크가 용제의 추가를 필요로 하든 그렇지 않든 간에 용제를 추가하여 잉크의 점도를 조정하는 것이다. 그결과, 잉크의 조성이 목적으로 하는 조성과는 상당히 상이하여, 인쇄의 문제와 품질의 저하가 발생하는 것이다.

또한, 프린트헤드에서 잉크를 예열하는 것도, 기술에 있어서는 공지된 것이다. 예를 들어, 이러한 의도적인 예열을 사용하여 잉크의 점도를 저하시키거나 또는 건조시간을 줄이는 것이다. 이러한 방식에서는 잉크를 소망하는 온도범위 내에, 예를 들어, 그 최적값에서 ±2.8℃(±5°F) 이내로 잉크온도가 유지되도록 프린트헤드를 확실하게 온도제어 하지 못하는 것이다.

따라서, 프린트헤드의 인접환경에서는, 잉크온도를 소정의 허용할 수 있는 온도범위 내에서 유지할 수 있는 온도제어 시스템을 제공할 필요성이 있었다.

WO-93/17890호에는 소정의 온도범위로 잉크온도를 유지시키기 위해 잉크로 열을 공급하고 그리고/또는 추출하는 잉크의 적어도 일부에서 열펌프를 지나는 잉크 제트 인쇄기, 특히 연속 제트 잉크 제트 인쇄기를 유동하는 유체 잉크의 온도를 조절하는 방법이 기재되어 있다. 열펌프는 Peltier효과를 이용한 장치이다.

1974년3월에 발표된 IBM기술보고서 제16권 10호의 3295쪽에는 적하(滴下) 잉크의 제트흐름을 형성하는데 사용된 잉크를 냉각 또는 가열하는 열전기 냉각모듈이기재되어 있다. 그 목적은 잉크의 일정한 온도 및 일정한 점도를 유지하기 위해서이다. 잉크가 항상 특정한 온도에 있도록 주위 온도의 작용에 따라 가열하거나 또는 냉각하는 것이다. 기록을 살펴보면 전체 저장조의 온도를 바꿀 필요없이 잉크 제트 헤드 근처 또는 내부의 잉크온도를 조정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있다. 기록은 또한 잉크가 냉각실로부터 노즐까지 흐를 때 소정의 온도로 오랫동안 유동시키는 것은 바람직하지 않다는 것을 알려준다. 기록에 따르면, 헤드 조립체에서 정보를 인쇄하기 위한 제어판 방식으로 목적하는 방향으로 적하 잉크의 흐름을 만든다. 잉크는 펌프에 의해 저장조로부터 헤드까지 공급된다. 제어회로에 의해 결정된대로, 전류방향에 따라 가열 또는 냉각하기 위해 열전기 냉각기가 사용된다. 헤드에 있는 서머스터 또는 열전쌍(熱電雙)이 잉크온도를 감시하고 제어회로용 피드백을 제공하기 위해 사용된다.

본 발명에 의거, 잉크 제트 인쇄 시스템 및 그로부터 이격진 곳에 위치한 프린트헤드로 구성된 잉크 제트 인쇄기가 제공된다. 상기 프린트헤드는 잉크와 제어신호를 상기 프린트헤드에 공급하는 연결관에 의해 인쇄 시스템에 접속된다. 상기 인쇄기는 또한:

(a)상기 이격진 위치에 있는 프린트헤드 내에 설치된 적어도 일 열전기 소자(TED:thermoelectric device)를 구비하고, 상기 TED에 가해지는 전류극성의 함수로서 잉크로 또는 잉크로부터 열을 전달하는 행위를 하는 열펌프 수단;

(b)프린트헤드 내의 실제 잉크온도를 측정하는 수단;

(c)실제 잉크온도를 소망 온도범위와 비교하고, 상기 TED를 조작하여 잉크온도를 변화시키어, 실제 잉크온도를 소망범위내에서 요구에 응하여 유지하는 수단; 및

(d)상기 TED와 열적(熱的)관계로 있으며, 상기 TED와의 사이에 열교환이 상기 TED의 능력을 증강하여 상기 실제 잉크온도를 소망범위 내에서 유지하며, 그를 통하여 열교환액이 순환하는 연결된 통로를 구비하고, 작동 중에 상기 TED가 잉크와 열교환액과의 사이에서 열전달하는, 열교환수단을 포함하는 것이다.

본 발명을 첨부 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 따른 결합된 온도 제어 조립체를 도시한 프린트헤드의 횡단면도이다.

제2도 및 제2도a는 본 발명에 따른 온도 제어 조립체를 도시한 단부도 및 상면도이다.

제3도는 순환 유체 시스템이 프린트헤드에 부착된 연결관을 통해 온도 제어 조립체에 연결된 방식을 도시한 다이어그램이다.

제4도는 본 발명의 사용에 알맞은 형태를 갖는 TED의 투시도이다.

제5도는 TED의 동작을 설명하는 간략하게 나타낸 구성도이다.

제6도 및 제6a도는 본 발명의 온도 제어 조립체와 함께 사용하도록 구성된 양호한 열교환기를 도시한 평면도이다.

제7도 및 제7a도는 유체 순환 시스템에 적합한 열교환기의 다른 형태를 도시한 제6도 및 제6a도와 유사한 평면도이다.

제8도는 제어회로의 블록 다이어그램이다.

제1도는 본 발명의 사용에 알맞은 연속적인 제트 프린트 헤드(10)를 도시한 도면이다. 그렇지만, 본 발명은 드롭-온-디멘드형 제트 프린트헤드에 사용해도 동등한 효과를 얻을 수 있는 것이다. 프린트헤드는 연결관(12)에 의해 잉크 제트 인쇄 시스템에 연결된다. 인쇄 시스템은 잉크 공급 시스템, 잉크 감시 시스템, 일반적으로 마이크로프로세서를 베이스로 하는 제어기, 및 종래 장치에 있는 것으로서 설명하지 않는 관련요소로 구성된다. 상기 관계에 대한 추가의 기술적 배경에 대해서는 미국특허 제4,555,712호 및 제4,827,280호를 참고한다. 인쇄 시스템은 프린트헤드(10)와 이격져 위치하고 있으므로 304.8 내지 914.4㎝(10 내지 30ft) 길이의 연결관(12)이 필요하다. 이것은 온도가 변화는 환경, 예를 들면 공업인쇄 및 그라픽 인쇄작업에서 인쇄지점의 근처로 프린트헤드를 용이하고 다양하게 위치를 옮길 수 있게 한다.

프린트헤드 조립체(10)는 내부 부품을 싸고 있는 외부 하우징 또는 쉘(13)로 이루어진다. 이들 부품은 적하 잉크의 흐름(a stream of ink drops)으로 프린트헤드 하우징의 단부(16)에 있는 구멍 또는 오리피스(도시 않음)로부터 분사되는 가압잉크를 공급하는 노즐(14)을 포함한다. 보통 장치에서, 잉크는 연결관(12)으로부터 노즐로 직접 공급된다. 잉크에 진동 자극을 가하면 잉크는 오리피스를 떠난 직후 세분화된 소적으로 된다. 프린트헤드 조립체(10)는 예로서 도시된 하나의 오리피스 대신 죽 늘어선 오리피스를 포함할 수도 있다.

소망 온도 제어를 하기위해, 잉크는 연결관(12)으로부터 먼저 온도제어 조립체 또는 모듈(18)로 보내지고 이어서, 적절히 유연한 도관을 지나 노즐(14)로 공급된다.

온도센서(20)는 프린트헤드 하우징 내에 위치한다. 센서는 원하는 바에 따라, 열교환기 출력부 또는 잉크 출구에 또는 그 근처에 배치된다. 상기 센서는 연결관(12)내에 내장된 전도체에 의해 제어용 전자기기에 전기적으로 연결되어, 시스템이 노즐(14)에서 또는 노즐(14)근처에서 잉크온도를 측정하게 한다. 이러한 정보에 기본하여, 온도제어유닛은, 하기에 기술되는 바와 같이, 노즐 및 오리피스로 공급되기 직전에 잉크를 가열하거나 냉각하도록 작동된다. 이러한 방식으로, 양호한 동작범위, 일반적으로 설계온도의 ±2.8℃(±5°F)범위를 갖는 잉크가 양호한 동작범위 내에서 유지될 수 있는 것이다.

소적(小滴)이 노즐(14)을 떠난 후, 대전전극(22)에 의해 대전되고, 편향전극(23)에 의해 편향된 소적 만이 단부(16)를 지나 프린트헤드를 떠난다. 대전되지 않은 소적은 포획부(25) 또는 잉크를 귀환시키는 구멍에 의해 포획되어, 연결관을 통해 캐비넷 안의 메인 잉크 저장조로 돌려 보내진다. 이렇게 귀환된 잉크는 양호한 인쇄를 확실하게 획득할 수 있도록 잉크의 조성을 비교적 안정된 상태로 유지하기 위해 적절한 감시 시스템에 의해 제어된 용제 또는 새로운 잉크와 혼합된다.

다수의 상술된 감시 시스템은 잉크에 함유된 휘발성 용제의 증발상실에 의해 점도가 변화한다는 것을 예상할 수 있다. 그런데, 온도 또한 점도에 영향을 주며, 이러한 온도변화는 점도의 측정에 현저한 영향을 미칠 수 있는 것이다. 결과적으로, 잉크 제어 시스템은 시스템의 대응이 이롭지 않게 불리하게 작용하여, 사용에부합하는 원하는 잉크조성을 유지할 수 없게 한다. 따라서, 예를 들어, 용제를 가하는 양이 너무 많거나 또는 너무 적어서, 프린터가 오동작을 일으키거나 또는 인쇄품질이 빈약하게 될 가능성이 있다.

따라서, 온도 보상은 잉크 제트 시스템의 전체 동작 품질을 유지하는데 있어서 중요한 요소이다. 메인 유닛에서 잉크를 냉각하는 작업은 메인 유닛과 프린트 헤드 오리피스와의 사이의 거리 때문에 상술된 바와 같은 이유로 성공적이지 못하였다. 또한, 이러한 작업은 잉크온도를 소망한 동작 온도범위 내에서 유지하기 위한 잉크온도의 정확한 피드백 제어를 허용하지 않는 것이다. 일 예로서 기술된 잉크 제트 인쇄기에서, 잉크의 동작온도는 프린트헤드가 놓여 있는 주위 온도와 관계없이 소망한 온도범위 내로 유지할 수 있는 것이다(온도제어유닛이 잉크를 가열 또는 냉각하는 능력 범위내). 이러한 방식으로, 잉크의 온도를 제어하는 것이 최적한 성능을 득할 수 있는 것이다.

제2도 및 제2a도는 온도제어유닛(18)의 단부도와 측면도를 나타낸 도면이다. 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 온도제어유닛(18)은 잉크 입력포트(32)와 잉크 출력포트(34)를 구비하고 중앙에 배치된 열교환기(30)를 포함하는 것이다. 제6도 및 제6a도에 도시된 바와 같이, 입력포트와 출력포트 사이에서, 잉크는 잉크에 대하여 열전달을 최대로 하기 위한 목적으로 일련의 S형 굴곡부로 이루어진 미로(迷路)와 같은 통로를 지나 흐른다. 또한, 열교환기에는 스테인레스강 블록에 통로를 드릴가공하여 형성한다. 통로는 절결부(14)를 갖는 블록 단부 캡(37,39)에 용접작업에 의해 연결된다. 이러한 방식에서, 잉크가 표면(38)보다 뜨겁다면, 열은 잉크로부터 표면으로 이동할 것이다. 반대로, 잉크가 표면(38) 보다 차다면, 열은 표면으로부터 통로(36)에 있는 잉크로 이동할 것이다. 이러한 방식으로, 잉크가 필요에 따라 냉각될 수도 있고 가열될 수도 있어서, 소망하는 온도범위를 유지할 수 있다.

본 발명을 설명할 목적으로, 특정 잉크에 요망되는 동작온도를 이후 23.9℃±　2.8℃(75°F　± 5°F)로 가정한다. 따라서, 이후 설명하는 운전 시스템은 노즐의 잉크를 21.1℃과 26.7℃사이(즉, 70°F과 80°F사이)의 온도로 유지하는 것이 요망되는 것이다.

제2도 및 제2a도를 참조하면, 하나 또는 2개의 TED(40)는 물리적으로 열교환기 유닛(30)과 접촉하고 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 TED는 Peltier효과를 이용한 Peltier장치이다. 제5도를 참조하여 좀더 완전하게 기술되는 이러한 반도체 장치는, 2개의 다른 금속(또는 다르게 도프된 금속)의 접합부를 통한 전류의 흐름이 전류가 제1방향으로 흐를 때에는 냉각효과가 생기게 하는 현상을 이용한다. 전류가 반대 방향으로 흐르면 가열이 일어난다. 다른 말로하면, 반도체 장치는 열펌프로서 기능을 하여, 이것이 접촉하게 되는 면을, 해당 장치로 흐르는 전류의 방향에 따라, 가열 또는 냉각하는 것이다. 이러한 장치의 제조자에는 미국, 뉴저지주, 트렌틴에 소재하는 Materials Electronics Products Corporation(Melcor)가 있고 그리고 본 발명에서 사용하기에 적합한 장치에는 모델 번호Cp1.0-63-06L 및 Cp1.0-63-08L 또는 이와 동등한 것이 있다. 제4도는 흐르는 전류방향에 따라 펌프에서 열을 받아 송출되는 2개 면(57,59)을 도시한 대표적 TED모듈을 나타낸 것이다. 전류는 각각 도전(導電)패드(60,62)로 흐른다. 제5도는 대표적인 TED모듈을 상세하게 나타낸 도면이다. 냉각용 열전쌍은 반도체재료, 예를 들면, 다량으로 도프된 과잉전자(N형)의 요소(53)를 제공하거나 또는 반대로 부족한전자(P형)의 요소(55)를 제공하는 비스무쓰 텔루화물(Bismuth Telluride)의 2개의 요소로 이루어진다. 열은 냉접점(57)에서 흡수되고, 열접점(59)으로 흐르며, 그 때에 속도는 회로를 흐르는 캐리어 전류 및 열전쌍의 수에 비례한다. 이러한 열전쌍은 도시된 바와 같이 모듈에 결합되어 있다. 열전쌍은 직렬로 연결되어 있으나 열적(熱的)으로는 병렬로 작용하는 것이다. 제5도는 접합점(57)이 접합점(59)으로 열을 전달하게 하는 모듈의 좌측면에 적용된 정(正) DC전압을 도시한 것이다. 전류의 방향이 역전되면, 접합부가 역으로 동작한다. TED(40)는 연결관(12)을 지나 흐르는 도체를 통해 메인 인쇄 제어 유닛에 전기적으로 연결된다. 이러한 방식으로 TED(40)를 제어하여, 펌프에서 열을 열교환기로 보내거나 또는 열교환기로부터 저온도를 전달하여 잉크온도를 조정하는 것이다.

열교환기(46)는 TED(40)의 외부면과 접촉하고 있다(제2도). 열교환기(42)는 액체순환 쟈켓(일반적으로 열교환액)을 함유한다. 제2도 및 제2a도에 도시된 바와 같이, 양호한 실시예는 1쌍의 열교환기로 이루어져 있으며, 하나는 각각의 열교환기는 2개의 열전기 장치와 접촉하여 배치되어 있다. 설계요건이 엄격하지 않다면, 단일 열교환기와 TED만을 사용할 수 있다. 어느 경우에나, 유체가 입력포트(44)를 통하여 열교환기(42)로 들어오고, 포트(46)를 통해 나간다. 열교환기용의 액체 저장조는 메인 제어 유닛에서 유지되며, 프린트 헤드로 직접 연결관(12)을 지나 소직경의 관을 통과하여 재순환 펌프에 의해 해당 액체 저장조에 액체를 공급한다.

제3도는 배관계를 간략하게 나타낸 도면이다. 상기 도면으로 열교환기의 동작을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 프린트 캐비넷에 있는 펌프(50)는 제1온도의 액체를 연결관을 통하여 열교환기(42)로 공급한다. 상기 액체는 TED가 동작할 때에 주위 온도에 의해 결정되는 바로서, 잉크가 너무 뜨거우면 열을 흡수하고 또는 잉크가 너무 차면 열을 부여한다. 따라서, 예를 들어 잉크가 너무 뜨거운 경우에는 TED가 편향되어 잉크로부터 열을 전도하고, 그 열은 액체가 펌프로 송출되여 수입 액체는 열을 흡수하여 퇴거시키는 것이다. 유체에 흡수된 과잉 열은 방열기 또는 1조의 핀형식으로 이루어진 보조 열교환기(53)에 송풍되는 팬(fan)과 같은 종래 수단으로 프린트헤드로부터 원격진 임의 지점으로 이동된다. 임의적 경우에는, 그 원격지점에 공조설비가 있을 수 있으며, 그리고 단순한 공기순환만으로도 과잉열을 제거할 수 있다.

잉크가 너무 차거나 또는 열이 부족한 경우, TED가 반대로 기울어져서 펌프로서 열을 액체로부터 잉크로 송출하여 잉크를 가열하고, 그 결과 프린트 헤드 냉각기로부터 복귀하는 액체는 유입시 보다 더 차갑게 된다. 어느 경우에도, 결과는, 필요에 따라서 잉크온도를 상승 또는 하강하여, 잉크를 가정된 예에 있어서 21.1℃과 26.7℃사이(70°F 내지 80°F)의 소망범위 내로 온도를 유지한다. 제7도는 열교환액 입력포트와 출력포트가 열교환기의 동일 측에 있는 열교환기 요소를 나타낸 것이다. 이것은 특히 액체 열교환기 시스템과 사용하기에 알맞은 것이다(제2도에 있는 요소(42)).

앞서 언급한 바와 같이, 잉크는 연결관을 통하는 관 또는 도관을 거쳐서 프린트헤드로 공급되고 또한 프린트헤드로부터 되돌아온다. 필요한 경우에는, 귀환관 내의 잉크와 공급관 내의 잉크와의 열관계를 부여할 수 있다. 이것은 잉크가 TED에 도달하기 전에 고온잉크의 "예비냉각(precooling)"을 행할 수 있게 하여 TED의 부하를 감소할 수 있게 한다. 유사하게, 찬 환경에서, 귀환 잉크 관은 프린트헤드에 공급되는 잉크를 예열할 수 있다.

제8도는 본 발명에 사용하는 소프트웨어 제어 시스템의 블록 다이어그램이다. 제8도의 오른편은, 잉크온도센서(20)에 의해 측정되는 노즐 근처에 잉크의 온도가 당업계에서 일반적으로 사용되는 PID(비례-적분-미분)제어기에 대한 하나의 입력으로 제공된 것을 나타낸다. PID제어기(70)는 제어 시스템과 관련된 메모리 또는 룩업 테이블에 기억된 설정온도와, 센서(20)에 의해 측정된 온도를 비교한다. 이러한 비교의 결과로, TED에 공급된 전류의 방향과 요망하는 경우에는 크기를 제어하여, 상기와 같은 장치가 펌프로 열을 잉크에 또는 잉크로부터 열을 흡수하게 한다. 이것은 PID제어를 이용한 피드백 시스템이므로, 현재의 잉크온도 및 잉크온도의 변화율 모두로, 상당히 정확한 온도제어를 획득할 수 있는 것이다. 피드백 제어의 다른 형태는, PID제어를 대체하여, 예를 들어, 퍼지 논리와 펄스폭 변조로서 동등한 성과를 득할 수 있음은 당업자에게 명백한 사실일 것이다.

일 예로 상술된 잉크 제트 인쇄기는 프린트헤드에서 직접 온도제어를 하는 것이다. 이용지점 즉, 잉크 보급용품과 제어용 전자기기가 내장된 캐비넷으로부터 원격 분리된 장소에서, 필요에 따라, 잉크를 가열 또는 냉각하는 것이 가능하다.이러한 사실은, 잉크에 대한 주위환경의 영향을 상쇄시키어 잉크 조성과 인쇄품질의 열악화를 확실하게 방지할 수 있게 한다. 이러한 사실로부터 잉크가 그 최적한 온도에서 작용하기 때문에 인쇄품질이 향상되고, 잉크의 점도를 보다 정확하고 유의하여 측정할 수 있어서 잉크 조성이 안정상태를 유지할 수 있게 한다.

Claims

잉크 제트 인쇄 시스템 및 시스템으로부터 분리되어 위치한 프린트헤드(10)를 구비하며, 상기 프린트헤드(10)는 잉크와 제어신호를 프린트헤드(10)에 공급하는 연결관(12)에 의해 상기 인쇄 시스템에 접속되는 잉크 제트 인쇄기에 있어서,

a)상기 분리 위치하는 프린트헤드(10) 내에 설치되는 적어도 1개의 열전기소자(TED)(40)에 가해지는 전류 극성의 함수로서, 상기 잉크와의 사이에서 열전달을 행하는 열펌프 수단(40);

b)프린트헤드(10) 내의 실제 잉크온도를 측정하는 수단(20);

c)실제 잉크온도를 소망 온도범위와 비교하고, 그리고 TED(40)를 조작하여 잉크의 온도를 변화하는, 상기 실제 잉크온도를 소망범위 내로 유지시키는데 소요되는 수단(70); 및

d)상기 TED(40)의 능력을 증강하여 상기 실제 잉크의 온도를 소망범위로 유지하도록 상기 TED(40)와의 사이에서 열교환을 행하기 위해 TED(40)와 열관계(thermal relation)로 있으며, 통로를 구비하고, 상기 통로를 통하여 열교환액이 순환하며, 작동 중에 상기 TED(40)가 상기 잉크와 상기 열교환액과의 사이에서 열교환하는, 열교환수단(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄기.
제1항에 있어서, 비교를 행하고 그리고 상기 TED(40)를 조작하는 수단(70)은, 상기 실제 잉크온도를 제1입력으로 수신하고, 상기 소망 온도범위를 나타내는온도를 제2입력으로 수신하는 피드백 제어기(70)를 포함하며, 상기 제어기(70)는 상기 입력을 비교하고, 상기 TED(40)를 상기 비교결과의 함수로서 제어하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연결관(12)은 잉크를 프린트헤드(10)로 공급하고 프린트헤드(10)로부터 귀환시키기 위한 잉크 공급 및 잉크 귀환도관을 포함하며, 상기 잉크 귀환도관은 잉크 공급도관과 열적인 관계를 가지고 설치되어 공급잉크가 상기 프린트헤드(10)에 도달하기 이전에 공급잉크의 온도를 예비 조정(precondition)하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 인쇄기.