KR0165865B1 - 용기, 잉크제트헤드조립뭉치 및 프린터 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 액체유지재료를 수납하고, 외부공기를 용기에 유입할 수 있는 에어벤트를 가지는 제1챔버와; 제1챔버용 액체저장통을 형성하고, 또한 제1챔버와 연통하는 연통접속구로부터 떨어져서 실질적으로 밀폐된 제2챔버를 구비하고, 잉크제트기록장치용 기록헤드에 접속가능한 용기에 있어서, 상기 액체유지재료는 사이 연통접속구에 부분적으로 연장되고 또한 연통접속구를 형성하고 제1, 제2챔버사이에 있는 간막이의 단부에 실질적으로 압축되지 않는 것을 특징으로 하는 용기를 제공한다.

Description

용기, 잉크제트헤드조립뭉치 및 프린터

본 발명은 액체잉크를 수납하는 잉크제트카트리지, 잉크카트리지의 제조방법, 카트리지를 사용하는 잉크제트헤드와 프린터에 관한 것으로, 복사기, 팩스기계 또는 다른기록장치, 통신장치, 사무용기기, 결합기계 또는 프린터와 함께 사용가능하다.

지금까지는, 잉크제트기록장치의 잉크카트리지는 잉크제트헤드와 일체적으로 형성되고, 카트리지내의 잉크가 전부 사용되는 경우, 통합된 단부와 용기는 처분되었다.

카트리지에 남아있는 잉크의 양은 카트리지내의 공간의 전체를 점유하는 스폰지(진공발생재)의 잉크유지용량에 의하여 결정되고, 카트리지는 비교적 크다. 일본국 특허공개공보 63242/1988호는 그러한 잉크용기를 개시한다. 잉크용기는 발포재(foamed material)를 수납하고, 잉크용기는 복수개의 잉크제트오리피스를 가지는 잉크제트기록헤드와 일체적으로 형성되어 있다. 그러한 잉크용기에 있어서, 발포폴리우레탄재와 같은 다공재속에 잉크를 수납하기 위하여, 진공의 발생과 잉크유지(잉크용기로부터 잉크누설의 방지)는 발포재의 모세관력에 의하여 달성되었다. 그러나, 발포재는 잉크용기의 전체에 채워질것이 요구되므로, 잉크용기내에 잉크의 양은 제한되고, 사용할 수 없는 잉크의 양은 비교적 많다. 이것은 잉크사용효율이 낮다는 것을 의미한다. 잉크용기속에 잔류하는 잉크량을 검출하는 것은 어렵다. 또한, 잉크소모의 기간동안, 부압이 점진적으로 변하고, 따라서, 실질적으로 일정한 진공을 유지하는 것이 어렵다.

일본특허공개공보 제522/1990호는 잉크카트리지가 실질적으로 잉크만을 포함하는 것에 대하여 개시하고 있다. 보다 상세하게 말해서, 잉크카트리지는 상부위치에 다량의 잉크를 수납하는 주잉크용기와 그 아래의 잉크제트기록헤드 사이의 작은 다공재를 포함하는 일체형 잉크제트기록헤드와 잉크용기를 개시하고 있다. 잉크용기에 수납된 다공재없이 잉크만이 잉크통로내에 배치되어 있으므로 잉크사용효율이 개선되었다고 설명하고 있다. 또한, 잉크를 수납할 수 있는 제2잉크용기가 다공재의 쪽에 제공되고, 제2잉크용기는 온도상승(압력감소)시에 주잉크용기내의 공기의 팽창으로 인하여 주잉크용기로부터 흐른 잉크를 받는데 효과적이므로, 기록동작시에 기록헤드에 실질적으로 일정한 부압을 유지한다.

이 구조에 있어서, 기록동작을 행하고 있지 않을 때, 다공재는 다공재위에 있는 다량의 잉크를 포함하는 주잉크용기로부터 매우 많은 양의 잉크로 채워지므로, 다공재 자체는 부압을 거의 발생할 수 없다. 이 때문에, 잉크는 작은 충격에 의하여 잉크제트기록헤드의 오리피스밖으로 누설되므로, 상기 용기는 실용적으로 상용할 수 없다. 이 용기가 잉크제트기록헤드에 탑재되어 교환가능한 잉크카트리지로서 사용되면, 잉크는 다공재로부터 누설될 수 있으므로, 상기 용기는 여전히 실용적으로 사용할 수 없다.

잉크카트리지에 있어서, 잉크는 블래더(bladder)내에 밀봉적으로 수납되고, 블래더의 부압은 스프링구조를 사용하여 일정하게 유지되나, 이것은 비싸고, 스프링구조의 정확한 성능을 가지고 대량생산하는 것이 어렵다. 잉크제트프린팅(비접촉형프린팅)의 분야에서, 적절한 성능을 가지고 저렴한 잉크카트리지는 달성되지 않았고, 오랫동안 요망되었다.

본 발명자들은 프린팅동작시에 기록헤드로부터 잉크의 토출에 대응하는 잉크를 적절하게 공급할 수 있는 관점에서 조사하였고 또한 프린팅동작을 행하지 않을 때 토출구를 통하여 잉크의 누설을 방지할 수 있는 관점에서 조사하였다. 그 결과, 기본구조는 진공발생재를 수납하고 에어벤트를 가진 제1용기와 제1용기에 공급될 잉크만을 실질적으로 수납하는 제2용기로 이루어지고, 제2용기는 제1용기와의 연통을 제외하고 실질적으로 밀폐된다는 것을 발견했다.

일본국 특허공개공보 제 16385/1985호는 기록동작시에 기록재에 접촉되는 기록팁을 가지는 기록펜에 대하여 개시하고 있다. 기록팁은 잉크흡수 및 유지특성을 가지고, 잉크는 기록팁에 공급된다. 따라서, 기록팁은, 잉크제트기록장치에 비해서, 외기에 노출된다. 일본국 특허공개공보는 기록팁을 경유하여 잉크의 넘침에만 치중하고 있다.

기록펜은, 필수구성으로서 제1액체흡수재와, 작은 양의 잉크를 흡수하여도 제1흡수재보다는 잉크를 적게 흡수하는 제2흡수재로 이루어지고, 제2흡수재는 에어벤트, 기록팁이 하향으로 돌출되고 챔버의 대향쪽에 잉크를 공급하는 수납실에 밀봉하여 폐쇄된 중앙챔버에 보다 가까운 위치에서 제1흡수재위에 배치된다. 이러한 구조에 의해, 폐쇄된 잉크용기내의 공기가 외기온도상승에 기인하여 팽창하여 잉크용기내의 잉크가 제1흡수재속으로 흡수될 때에, 제1흡수재에 의하여 유지될 수 있는 잉크는 제2흡수재에 의하여 흡수되므로, 필기용팁으로부터 잉크의 넘치는 방울은 방지될 수 있다. 상기 특허공개공보는 또한 팽창된 공기가 에어벤트를 통하여 도피하도록 허용하기 위하여 두 개의 폐쇄된 잉크용기중의 하나가 공기만을 포함할 때, 효과적인 일정한 폭의 홈의 설치를 개시한다. 이 홈은 바닥단부에서 중앙부재와 폐쇄된 잉크용기사이의 간막이벽과는 다른 측면위의 꼭대기단부로 연장된다. 이러한 구조가 잉크제트기록헤드용으로 사용될 때, 접촉기록과 비접촉기록 사이의 근본적인 차이로 인해 기대되었던 바와같이 에어벤트를 통한 잉크누설이 확인되었다. 이 문제는 기록펜의 분야에서 인식되지 않았다. 또한, 일정한 폭의 홈이 공기와 함께 잉크의 토출을 증진시키는 역할을 하므로, 에어벤트를 통한 잉크누설은 증진되었다.

또한, 두 개의 잉크용기의 잉크소모는 같지 않다. 용기중의 하나가 먼저 비워지게 되면, 잉크제트기록동작은 다량의 잉크가 다른 잉크용기에 잔류하고 있는 사실에도 불구하고 더 이상 가능하게 되지 않는다. 이것은 다량의 공기가 제1흡수재에 유입되고 그 결과 잉크를 공급할 수 없기 때문이다. 이것은 본 발명의 목적에 반한다.

본 발명의 주목적은, 진공발생재를 수납하고 외기와 연통하는 에어벤트를 가진 제1용기와, 실질적으로 제1용기에 공급될 잉크만을 위한 제2용기를 가지고, 제2용기는 제1용기와의 연통을 제외하고는 실질적으로 밀폐된 기본구조를 개량하는데 있다. 이와같은 개량에 의해 잉크제트기록이나 인쇄를 위해 효과적으로 사용하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 교환가능한 잉크카트리지, 잉크제트헤드를 제공하는 데 있고, 또한 잉크카트리지의 사용개시에서부터 사용종료가지의 기간의 대부분동안 실질적으로 진공을 일정하게 유지할 수 있고, 또한 고속기록을 행할 수 있는 잉크카트리지, 잉크제트헤드를 사용하는 프린터를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 기록동작을 행하지 않을 때 진공이 잉크카트리지내에서 발생되고, 이에 의해 작은 충격시 개구부를 통한 잉크의 누설을 막을 수 있는 교환가능한 잉크카트리지를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 사용불가능한 잔류잉크를 최소화하는 잉크카트르지를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은, 한층 더 저렴하고 잉크카트리지 자체의 운반시에 잉크가 누설하지 않고 교환가능한 잉크카트리지를 제공하는데 있다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 공기유입통로에 인접한 진공발생재의 영역은 잉크를 포함하지 않는다. 이에 의해, 잉크카트리지로부터 에어벤트를 통하여 잉크가 누설되는 것을 주위조건변화에 대하여 방지할 수 있다. 특히, 에어벤트를 밀봉하기 위하여 시일링부재가 사용될 때, 본 발명의 이러한 측면은 시일링부재의 제거를 방지하는데 효과적이다. 잉크카트리지를 사용하는 동안, 상기 영역은 공기의 적당한 양이 잉크카트리지에 유입되는데 효과적이므로, 잉크제트카트리지내의 진공의 변화를 억제할 수 있다. 공기유입통로에 인접한 영역은 잉크에 의해 전혀 젖지 않고, 잉크누설 속도는 감소되므로, 상기 영역은 바람직하다. 그러나, 대안으로서 상기 영역이 잉크에 의해 일단 젖고, 그후 잉크가 제거되는 것도 가능하다.

상기한 기본구조에 의거한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 진공 또는 부압발생재는 제1용기와 제2용기사이에서 작은 연통부를 가지는 간막이벽으로부터 대향하는 쪽에 형성된 잉크공급개구부나 잉크공급파이프에 인접한 영역내에서 압축되거나 압축될 수 있다. 이에 의해, 제2잉크용기로부터 진공발생재내에서 안정된 잉크통로를 확보할 수 있다. 한층더 안정화할 목적으로, 잉크공급개구부는 잉크카트리지의 바닥면에 대하여 작은 연통부위에 배치된다. 여기에서, 공급용파이프는 잉크제트기록이나 프린팅에 특유한 삽입용파이프와, 진공발생부재를 압축하는 카트리지위에 탑재된 밸브구조나 연결부재를 포함한다. 이에 의해, 잉크이동방향은 실질적으로 안정화될 수 있고, 따라서, 제2잉크용기내의 모든 잉크는 전부 사용할 수 있다. 잉크를 전부사용한 후, 공기가 간막이벽으로부터 잉크공급용개구부를 향하여 이동하므로, 진공발생재에서 잉크의 소비를 허용하여, 사용불가능한 잔류잉크의 양을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 다른측면에 따르면, 공급용파이프에 의하여 압축되지 않은 진공발생재영역과, 공급용파이프에 의하여 압축된 영역은 미세연통부를 형성하는 간막이벽으로부터 대향벽으로 결정된 순서로 형성되고, 이에의해 한쪽방향의 잉크공급통로가 비압축영역에서 형성되고, 또한 사용불가능한 잔류잉크는 압축영역내의 잉크잔류용량에 의하여 한층더 감소될 수 있다.

본 발명은 상기한 측면중 1개이상을 포함하는 구조로 이루어진다.

본 발명의 잉크제트카트리지는 일반적으로 작업자에 의하여 처리되고, 따라서 강한힘이 잉크제트카트리지에 인가되어 잉크용기의 벽이변형되는 것이 가능하다. 이러한 관점에서, 부가적인 간막이벽이 실질적으로 잉크만을 수납하는 잉크용기내의 미세연통부보다 한층 더 큰 틈새를 형성하는 것이 바람직하다. 카트리지가 수지재로 제조될 때, 변형방지의 관점에서 실질적으로 잉크만을 포함하는 벽의 두께는 0.8mm(제20도에서 Ti, G)이상이고, 스폰지와 같은 진공발생재를 포함하는 용기의 벽두께는 1.3mm(제20도에서 Ts, J)가 바람직하다. 본 발명의 잉크제트프린터에 있어서, 잉크는 잉크제트프린터에 카트리지를 탑재할때에 자동으로 또는 수동으로 흡입수단에 의해 잉크를 흡입하고 또한 토출수단에 의해 잉크를 토출하여 강제적으로 토출된다. 프린팅동작의 개시전에 진공발생재내의 잉크의 상태를 조정할 수 있고, 따라서 프린트기능을 잉크카트리지 유지상태의 영향없이 실행할 수 있으므로 강제적인 토출이 바람직하다.

본 발명에 의한 이 잉크카트리지의 제조방법에 있어서는, 미세연통부는 용기내에 진공발생재를 수용하는 덮개부재를 잉크카트리지의 본체에 고정함으로써 간막이벽과 덮개부재사이에 제공될 수 있다. 따라서, 진공발생재는 미세연통부에 인접하여 안정화될 수 있고, 따라서 대량생산이 용이하다.

간막이벽에 의해 형성된 미세연통부의 높이는, 진공발생재의 평균구멍사이즈보다 크고, 바람직하게는 미세연통부에 인접한 영역에서는 평균구멍사이즈 보다 크고, 실제저긍로 0.1mm이상이고, 또한 5mm이상인 것이 바람직하다. 상기 미세연통부의 높이가 3mm이하인 경우, 안정화를 한층 더 기대할 수 있다. 진공발생재용기와 잉크용기의 체적비는 실제적으로 1:1 이상, 1:3이하이다.

본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 본 발명의 특징 및 이점은, 첨부도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 실시예의 다음기재를 고려할 때 한층더 명백하게 될 것이다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 잉크용기의 개략적 부분절결사시도.

제2도는 제1도에 도시한 용기의 단면도.

제3도는 카트리지와 공급용 파이프사이의 연결부의 예를 도시하는 도면.

제4도는 비교예를 예시하는 도면.

제5도는 본 발명에 사용되는 잉크공급부를 예시하는 도면.

제6도는 잉크공급부와 미세연통부사이의 위치관계를 예시하는 도면.

제7도는 미세연통부의 구조를 예시하는 도면.

제8도는 미세연통부의 측면에서 간막이벽의 형상을 예시하는 도면.

제9도는 간막이벽에 인접한 단부에서 흡수재의 상태를 예시하는 도면.

제10도는 외기조건변화에 대하여 흡수재내부의 상태를 예시하는 도면.

제11도는 본 발명의 실시예에 의한 제조방법과 잉크제트헤드를 예시하는 도면.

제12도는 잉크제트프린터 및 이 잉크제트프린터와 함께 사용가능한 잉크카트리지를 예시하는 도면.

제13도는 본 발명의 변형된 실시예를 예시하는 도면.

제14도는 잉크카트리지를 사용할 때에 허용가능한 경사를 예시하는 단면도.

제15도는 본 발명의 실시예의 형상을 도시하는 도면.

제16도는 프린팅동작시의 변화를 예시하는 도면.

제17도는 본 발명의 실시예에 의한 카트리지의 외벽에 대한 압력을 예시하는 도면.

제18도는 본 발명의 실시예에 의한 잉크카트리지의 변형예를 도시하는 단면도.

제19도는 본 발명의 실시예에 의한 컬러잉크용기의 사시도.

제20도는 외압에 의한 벽두께와 잉크누설사이의 관계를 도시하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 개구부

3 : 잉크발생재 4 : 진공발생재용기

5 : 간막이벽 6 : 잉크용기

7 : 조인트부재 8 : 틈새

9 : 잉크 10 : 에어벤트부

11 : 바닥부 12 : 필터

12a,12b,12c : 측벽 13 : 개구부

14 : 볼 61 : 간막이판

71 : 토출부 72 : 열발생소자

73 : 노즐 100,101 : 측면판

110 : 스페이서 HD : 기록헤드

제1도 내지 제6도에는, 미세연통부(8)를 형성하기 위하여, 카트리지의 바닥면과 상호작용하는 간막이벽(5)과 대면하는 진공발생재용기의 벽에 형성된 잉크공급개구부를 가지는 잉크용기를 도시한다.

제1도는 제1실시예에 의한 잉크용기의 사시도이고, 제2도는 제1실시예에 의한 잉크용기의 단면도이다.

제1도와 제2도에 도시한 바와같이, 본 실시예의 잉크카트리지 본체(1)는 틈새(8)의 형태로 미세연통부를 향하여 변위된 위치에서 잉크제트기록헤드와 연통하는 개구부(2)를 형성한다. 상기 본체(1)는, 진공발생재(3)를 수납하는 진공발생재용기(4)와, 간막이벽(5)에 의하여 형성된 틈새(8)를 통하여 바닥부(11)에서 용기(4)와 연통하는 잉크만을 실질적으로 수납하는 잉크용기(6)로 구성된다.

상기 구성에 의해, 공기는 개구부(2)를 통하여 공급된다. 그러나, 중요한 것은 잉크가 잉크카트리지의 바닥부(11)를 따라서 잉크용기(6)로부터 연통부(8)를 통하여 개구부(2)로 향하여 확실하게 공급된다는 것이다. 잉크공급에 의해, 공기는 잉크용기(6)내에 잉크대신에 유입된다. 개구부에 인접한 압축변형가능한 영역에서 공급용파이프에 의해 진공이나 부압발생재의 압축변형에 대하여 설명한다. 제3도에서, 잉크를 잉크제트기록헤드에 공급하기 위한 공급용파이프로서 가능하는 조인트부재(7)가 본 실시예에 의해 교환가능한 잉크카트리지에 삽입되었다. 이상태에서, 조인트부재(7)는 진공발생부재에 가압하여 접촉되고, 잉크제트기록장치는 이점에서 조작가능하다. 필터는 잉크카트리지내의 이물질을 제거하기 위하여 조인트부재의 단부에 제공될 수 있다.

잉크제트기록장치가 동작될 때, 잉크카트리지내에서 잉크흡수력의 결과로서, 잉크제트기록헤드의 오리피스를 통하여 잉크가 토출된다. 잉크(9)는, 흡수력에 의하여, 잉크용기(6)로부터 간막이벽의 바닥단부와 잉크카트리지(11)의 바닥사이의 틈새(8)를 통하여 진공발생재용기(4)에 공급된 다음에, 잉크발생재(3)와 조인트부재(7)를 통하여 잉크제트기록헤드에 공급된다.

이와같이 잉크를 공급함으로써, 틈새(8)를 제외하고 폐쇄되는 잉크용기(6)의 내압은 잉크용기(6)와 진공발생재용기(4)사이의 압력차이로서 감소한다. 연속적인 기록동작에 의해, 압력차는 계속하여 증가한다. 그러나, 진공발생재는 조인트부재와 개구부사이의 틈새(10)에 의해 외기에 개방되므로, 공기가 진공발생재를 통하여 간막이벽(5)의 바닥단부와 잉크카트리지의 내부바닥면(11)사이의 틈새(8)를 경유하여 잉크용기(4)속으로 유입한다. 이때에, 잉크용기(6)와 진공발생제용기 사이의 압력차이는 상쇄된다. 기록동작을 하는 동안, 이러한 작용은 반복되므로, 일정한 부압(진공)이 잉크카트리지내에서 유지된다. 실질적으로 잉크용기(6)내의 모든 잉크는 잉크용기의 내부벽면에 부착된 잉크를 제외하고는 완전히 소모될 수 있으므로, 잉크의 사용효율은 개선된다. 기록동작을 행하지 않을 때, 진공발생재 자체의 모세관력 즉, 잉크와 진공발생재 사이의 계면에서 발생하는 메니스커스력등이 발생된다. 특히, 잉크용기로부터의 잉크소비가 개시될 때, 진공발생재속의 잉크유지상태는 실질적으로 일정하게 된다. 잉크용기내에 수집된 공기가 실질적으로 특정한 진공도로 되므로, 카트리지내의 압력밸런스는 극도로 안정되고, 따라서 잉크제트기록헤드로부터의 잉크누설은 억제된다.

진공발생재와 함께 사용될 잉크제트기록헤드에 따라 진공발생재가 적절하게 선택되고 또한 진공발생재용기와 잉크용기사이의 체적비가 적절하게 결정되면, 제4도에 도시한 구조가 가능하다.

제19도에 도시한 바와 같이, 컬러잉크제트기록시에 본 발명의 잉크카트리지를 사용하기 위해서는 여러종류의 컬러잉크(흑색, 황색, 자홍색 및 청록색)를 교환가능한 별도의 잉크카트리지에 각각 수납할 수 있다. 이들 잉크카트리지는 제19a도에 도시한 바와 같이 단일화 할 수 있다. 교환가능한 잉크제트기록헤드는 제19b도에 도시한 바와 같이 자주 사용되는 흑색용기로서 교환가능한 잉크카트리지와 흑색 이외의 다른 컬러용기로서 교환가능한 카트리지로 구성된다. 잉크제트장치를 고려하여 어떤 조합도 가능하다. 진공발생재(3)의 재료, 형상, 치수; 리브단부(8)의 형상, 치수; 리브단부(8)와 잉크용기바닥부(11)사이의 틈새의 형상, 치수; 진공발생재용기(4)와 잉크용기(6)사이의 체적비; 조인트부재(7)의 형상, 치수; 잉크용기에 조인트부재를 삽입하는 삽입정도; 필터(12)의 치수, 메시; 잉크의 표면장력등의 요소가 최대로 활용되는 것이 바람직하다.

진공발생부재의 재료가 그 무게, 액체(잉크)의 무게 및 작은 진동에도 불구하고 잉크를 유지할 수 있으면, 진공발생부재의 재료는 어떤 공지의 재료이어도 된다.

예를들면, 연속적인 구멍을 가지는 다공성재료와 섬유로 제조된 재료와 같은 스폰지가 있다. 그것은 진공과 잉크유지력을 조정하는 것이 용이한 폴리우레탄발포재로 제조된 스폰지의 형태가 바람직하다. 특히, 발포재의 경우에는, 발포재의 제조시에 공극률이 조정될 수 있다. 공극률을 조정하기 위하여 발포재가 열적인 압축처리를 행할 때에, 열에 의해 분해가 발생되고 잉크특성이 변하고 기록품질에 악영향을 줄 수 있으므로, 세정처리가 바람직하다. 여러종류의 잉크제트기록장치를 위한 여러종류의 잉크카트리지를 충족하기 위해서는, 대응하는 공극률의 발포재가 요구된다. 열압축에 의해 처리되지 않고 소정개수의 셀(1인치당의 구멍의 수)를 가지는 발포재가 소망의 치수로 절단되고, 소망의 공극률과 모세관력을 제공하기 위하여 발포재가 진공발생재용기속내에 압착되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 틈새가 조인트부재(7)와 조인트부재(7)용 개구부(2)사이에 형성되어 잉크카트리지내로 공기가 유입되도록 한다. 그러나, 이 구조는 본 발명에 한정되는 것은 아니다. 다른 구성이나 형상이 조인트부재와 조인트개구부를 위하여 사용될 수 있다. 진공발생재위에 스폰지와 같은 다공재가 있는 경우에는, 조인트부재(7)의 단부는 조인트부재의 삽입방향에 대하여 특정한 각도로 경사지는 것이 바람직하고, 제3a도와 제3b도에 도시한 바와 같이 된 후에는, 잉크카트리지의 바닥으로부터 다공재의 분리됨이 조인트부재의 삽입시에 방지되고 또한 필터와 진공발생재사이의 면접촉이 확실하게 유지된다. 조인트부재의 삽입량이 너무 많으면, 테이퍼진 단부가 진공발생재를 찢을 수 있으므로, 제3c도에 도시한 표면구조가 바람직하다.

조인트부재의 외벽은 홈을 구비하는 것을 고려할 수 있다. 제5도에 도시한 바와 같이, 개구부(2)의 형상은 슬롯(제5a도), 직사각형(제5b도), 삼각형이 될 수 있다. 개구부(2)의 바람직한 형상은, 조인트부재사이의 틈새를 형성하거나, 또는 개구부가 개구부의 바닥(잉크카트리지의 바닥)에서 조인트부재의 외주부와 접촉하고 또한 개구부의 상부에서 개방되도록 되어 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 교환가능한 잉크카트리지는 공기유입용개구부로서 또한 가능하는 조인트개구부를 가지기 때문에, 그 구조는 단순하다. 교환가능한 잉크카트리지로 조인트부재(7)가 삽입되는 삽입량은, 조인트부재의 형상, 진공발생재 및 잉크카트리지의 형상을 고려하여, 삽입시의 잉크의 누설을 방지하고 기록동작시에 잉크공급의 정지를 방지하기 위한 진공발생부재의 압축영역을 제공하도록 당업자에 의해 적절하게 결정된다.

상기 실시예에서는, 진공발생재용기속에 에어벤트를 형성하는 것이 효과적이고, 에어벤트를 형성한 후에는 잉크를 포함하지 않는 진공발생재의 영역이 공기유입통로에 인접하여 용이하게 위치하게된다. 외기조건변화에 대한 잉크제트기록장치의 신뢰성은 개선된다. 간막이벽의 단부와 잉크카트리지의 바닥사이의 틈새(8)의 형상과 치수는 제한되지 않는다. 그러나, 틈새가 너무 작으면, 잉크와의 메니스커스력은 너무 강하고, 조인트개구부를 통한 잉크누설은 방지될 수 있지만, 사용할 때에 잉크공급의 정지가 가능하기 때문에 진공발생재용기에 잉크를 공급하는 것이 어렵다. 틈새가 너무크면, 반대현상이 일어나므로, 미세연통부의 간막이벽에 대한 높이는 진공발생재의 평균구멍사이즈(바람직하게는 미세연통부에 인접한 평균 구멍사이즈)(실제적으로 0.1mm 이상의 사이즈)보다 크고 5mm이하인 것이 바람직하다. 한층더 안정화하기 위하여, 틈새는 3mm이하인 것이 바람직하다. 제7도는 틈새(8)의 형상의 일예를 도시한다. 제7a도는 상기한 실시예에서 사용되고 본 발명에서 가장안정된 구조와 형상을 도시한다. 틈새는 카트리지의 전체폭에 걸쳐서 일정한 높이로 형성된다. 제7a,b 및 c도는 연통부가 카트리지의 전체폭의 일부에만 형성되고 파형상으로 된 예를 도시한다. 이 구조는 카트리지의 전체부피가 큰 경우에 효과적이다. 제7d도는 잉크가 카트리지의 안쪽으로 쉽게 이동되고 공기의 유입이 집중될 수 있는 터널형연통부를 가지는 예를 도시한다. 제7e도와 제7f도의 예에서는, 오목부가 잉크용기내의 간막이벽에 대해서 수직방향으로 형성된다. 이와같은 구성에 의해, 간막이벽의 바닥단부에 이르는 공기는 오목부에 의해, 잉크용기속으로 효과적으로 유입되고, 따라서 공기의 트래킹효율을 증가시킨다.

틈새(8)는 조인트개구부의 위치를 고려하여 또한 결정된다. 제10a도의 예에서는, 간막이벽의 단부는 조인트개구부의 바닥단부보다 낮은 위치에 있고, 진공발생재내의 유지된 잉크는 조인트개구부의 바닥단부보다 낮으므로, 누설방지효과는 충분하다. 제10b도의 예에서는, 간막이벽의 단부는 조인트개구부의 바닥단부보다 높은 위치에 있고, 진공발생재내에 유지된 잉크는 조인트개구부의 바닥단부의 위에 있으므로, 잉크누설억제효과는 충분하지 않다. 따라서, 틈새(8)의 치수를 적절하게 결정하여 간막이벽단부의 위치가 조인트개구부의 바닥단부보다 높지 않는 것이 본 발명의 유익한 효과를 안정화시키는데에 바람직하다. 틈새가 교환가능한 잉크카트리지의 형상과 치수에 의존하여도, 틈새(8)의 높이는 0.1-20mm의 범위내에서 선택된다. 보다 바람직하게는 틈새가 대략 0.5-5mm의 범위내에 있다. 제8a도 내지 제8h도에서 알수 있는 바와같이, 조인트개구부에 대한 위치를 고려한 경우에는 간막이벽단부의 형상은 어떠한 형사이어도 관계없다.

간막이벽(5)의 단부와 진공발생재(3)사이의 경계에 관하여, 여러 가지의 구조가 고려된다. 이 구조는 제9도에 도시한다. 제9a도 내지 제9d도의 구조예에서는, 진공발생재는 간막이벽의 단부에 의해 압축되지 않고, 진공발생재의 밀도는 국부적으로 증가되지 않으므로, 잉크와 공기의 흐름은 비교적 원활하고, 따라서 진공발생재는 고속기록이나 컬러기록을 위해 바람직하다. 한편, 제9e도, 제9f도의 구조예에서는, 진공발생재(3)는 간막이벽의 단부에 의하여 압축되어, 진공발생재의 밀도가 증가되고, 따라서 잉크와 공기의 흐름은 방해되나, 외기조건이 다소 변화하여도 잉크누설등은 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 잉크카트리지가 사용되는 잉크제트기록장치와 잉크카트리지가 사용되는 외기조건을 당업자가 고려하여 이들의 구조가 적절하게 결정된다.

진공발생재용기(4)와 잉크용기(6)사이의 체적비는 잉크카트리지가 사용되는 외기조건과 잉크카트리지가 사용되는 잉크제트기록장치를 고려하여 결정된다. 또한, 사용되는 진공발생재와의 관계가 중요하다. 잉크의 사용효율을 개선하기 위해서는, 잉크용기의 부피를 증가시키는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 높은 진공을 발생시킬 수 있는 잉크발생재(고압축비의 스폰지)가 효과적이다. 따라서, 실제적으로 바람직한 비율은 1:1 내지 1:3의 범위내에 있다. 이 경우에는, 진공발생부재의 진공발생성능은 잉크용기의 상대부피의 증가로 증가된다.

필터(12)의 형상, 치수 및 메시(mesh)는 잉크카트리지가 사용되는 잉크제트기록장치에 따라 당업자에 의하여 적절하게 결정될 수 있다. 그러나, 노즐이 잉크카트리지로부터 유입된 이물질에 의해 막히지 않도록 하기 위하여, 노즐의 통과면적은 오리피스의 사이즈보다 작다.

잉크카트리지내의 잉크의 양은, 잉크카트리지의 내부용적을 제외하고는, 제한되지 않는다. 교환가능한 잉크카트리지의 포장을 제거한 직후에 적절한 부(-)의 구조를 유지하기 위해서는, 잉크를 잉크용기내의 부피제한의 한도까지 담을 수 있다. 그러나, 진공발생재는 진공발생재의 잉크유지용량보다 낮은 것이 바람직하다. 여기서, 잉크유지용량은, 잉크를 포함하는 진공발생제에 의한 단독으로 유지될 수 있는 잉크유지용량이다.

폐쇄된 시스템 잉크용기를 가지는 잉크카트리지에서는, 잉크카트리지가 잉크제트기록장치에 장전된때에 온도상승이나 압력감소등의 외기조건변화가 발생하는 경우, 공기와 잉크는 잉크용기내에서 팽창하여, 나머지 잉크를 잉크카트리지밖으로 밀고, 그 결과 잉크가 누설될 수 있다. 그러나, 본 발명의 교환가능한 잉크카트리지에 있어서는, 최악의 외기조건변화에 따른 잉크팽창의 양이 적지만 잉크팽창의 부피를 포함하고 있는 폐쇄된 잉크용기내의 공기팽창의 부피를 추정해서, 잉크용기로부터 이동된 잉크의 양은 진공발생재용기내에 수용되도록 되어있다. 이 경우에는 제10c도와 제10d도에 도시한 바와같이, 조인트개구부외에 에어벤트를 가지는 진공발생재용기를 제공하는 것이 매우 효과적이고, 에어벤트를 갖춘후에는 공기의 팽창에 의하여 잉크챔버로부터 진공발생재로 이동된 잉크는 에어벤트를 향하여 안내될 수 있다. 에어벤트가 진공발생부재용기의 조인트개구부보다 위에 있는한 에어벤트의 위치는 제한되지 않는다. 그러나, 외기조건변화하에서 진공발생재내의 잉크흐름을 조인트개구부로부터 멀리하기 위해서는, 에어벤트가 조인트개구부로부터 멀리있는 것이 바람직하다. 에어벤트의 수, 형상 및 사이즈는 잉크증발등을 고려하여 당업자에 의하여 적절하게 결정된다.

잉크카트리지 자체를 운반하는 동안, 잉크증발을 방지하거나 또는 잉크카트리지내의 공기가 팽창되도록 조인트개구부와 에어벤트를 시일링부재에 의하여 밀폐하는 것이 바람직하다. 시일링부재는 패킹분야에서 소위 장벽재료인 단층장벽일 수 있고, 여러층을 가지는 복합플래스틱재필름이 바람직하고 또는 종이, 천, 다른보강재 또는 알루미늄포일에 의해 보강된 재료가 바람직하다. 또한, 잉크카트리지의 본체와 같은 재료의 접착층이 장벽재를 융착고정하기위해 사용되는 것이 바람직하고, 따라서 밀봉특성을 개선할 수 있다.

잉크카트리지가 증발하는 것을 억제하고 또한 잉크카트리지내에 공기가 유입하는 것을 억제하기 위해서는, 잉크카트리지가 삽입된 후 포장속의 공기가 제거되는 것이 효과적이다. 포장부재는 액체와 공기의 투과성을 고려하여 시일링부재에 대하여 기술한 바와같은 동일한 장벽재료가 되는 것이 바람직하다.

포장의 이와같은 적절한 선택에 의해, 잉크카트리지 자체를 운반하는 동안 잉크는 누설되지 않는다. 잉크카트리지의 본체의 재료가 잉크제트기록잉크에 악영향을 주지 않거나 상기 본체의 재료가 악영향을 피하기 위하여 처리된 경우에는, 상기 본체의 재료는 공지된 모울드가능한 어떤 재료이어도 된다. 잉크카트리지의 생산성이 또한 고려된다. 예를들면, 잉크카트리지의 본체는 바닥부(11)와 상부로 분리되고, 또한 바닥부와 상부는 각각 플라스틱 수지재로 일체적으로 모울드된다. 진공발생재가 상기 본체에 삽입되고, 그후 바닥부와 상부는 융착되어, 잉크카트리지의 본체를 형성한다. 플라스틱재가 투명하거나 또는 반투명하면, 잉크용기내의 잉크는 외부에서 관찰할 수 있으므로, 잉크카트리지변경의 타이밍을 예상할 수 있다. 접착재등의 용융을 용이하게하기 위하여, 도면에 도시한 돌출부를 형성하는 것이 바람직하다. 디자인의 관점에서 볼 때, 잉크카트리지의 본체의 외부면은 거칠게 할 수 있다.

잉크는 가압법이나 감압법으로 충전될 수 있다. 잉크충전용개구를 수납용 주조립뭉치용기중 어느것에 형성하는 것이 바람직하고, 개구의 형성후에는 잉크카트리지의 개구부가 오염되지 않는다. 충전후에, 잉크충전용개구부는 플래스틱이나 금속플러그로 막는다.

본 발명에 의한 잉크카트리지의 형상, 치수등은 본 발명의 정신에 일탈함이 없이 수정될 수 있다.

상기한 바와 같이, 교환가능한 잉크카트리지는 운반하는 동안 신뢰할 수 있고, 단순한 구조로 높은 사용효율의 잉크카트리지를 제공할 수 있다.

사용의 개시시에서부터 종료시까지 유지되는 적절한 진공은, 기록동작이 실행될 때 또는 실행되지 않을때에도 유지될 수 있고, 또한 고속기록이 허용된다. 잉크제트기록장치의 사용외기조건하에서, 잉크누설의 기능성을 최소화할 수 있다.

본 발명의 교환가능한 잉크카트리지는 처리하기가 용이하고, 따라서 잉크카트리지가 잉크제트기록 장치내에 장전될 때 잉크가 누설되지 않고, 오동작의 가능성을 피할 수 있다.

제11도는 잉크용기카트리지의 제조방법을 예시한다. 카트리지의 본체는 간막이판(61) 및 간막이벽(5)에 의해 분리된 두 개의 용기로 이루어진다. 진공발생재로서 기능하는 잉크흡수재(4)는 개구부(2)에 가까운 용기부속으로 삽입된다. 그후, 덮개부재로서 기능하는 바닥부재(11)는 본체에 통합된다. 이 도면은 또한 기록헤드(HD)가 잉크용기(1)에 부착되는 상태를 나타낸다. 잉크용기(1)는 간막이벽(5)에 의하여 두 개의 챔버로 구획된 용기로 구성되고, 바닥부는 잉크용기의 바닥을 구성하는 평탄한 바닥부재(11)에 의하여 덮힌다. 따라서, 단순한 구조에 의하여, 미세 연통부(8)가 간막이벽의 단부에 의하여 형성될 수 있다.

에어벤트(10)는 개구부(2)를 가지는 것과 같으니 표면위에 배치되지만, 개구부위에 배치된다.

공급용파이프로서 기능하는 조인트부(7)는 잉크용기의 개구부내에 삽입되고, 기록헤드는 조인트부에 장착된다. 조인트부(7)는 꼭대기부가 바닥부보다 앞에 있도록 경사진다. 조인트내의 잉크통로는 도면에서 상부방향으로 개구하는 뿔형태이다. 이러한 구조에 의해, 잉크는 잉크흡수재로부터 기록헤드로 적절하게 공급될 수 있다.

잉크제트기록장치는 노즐(73)의 토출구(71)를 통하여 잉크를 토출하도록 열에너지를 발생하는 열발생소자(72)를 포함하고, 열에너지는 잉크의 상태변화를 일으키는데 효과적이다. 이 경우에는, 특히 컬러기록의 경우에 잉크를 안정하게 공급함으로써 고밀도와 미세화상을 제공할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크카트리지는, 운반시에 높은 신뢰성이 유지되고, 잉크의 사용효율이 높다.

또한, 고속기록동작시에 기록동장이 행해지거나 행해지지않을 때 적정한 진공이 사용의 개시시에서 종료시까지 유지된다. 또한, 잉크제트기록장치의 사용조건하에서 잉크누설을 예방할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 교환가능한 잉크카트리지는 처리하기 쉽고, 또한 잉크카트리지가 잉크제트기록장치에 장착되거나 또는 탈착될때에 잉크가 누설되지 않는다. 따라서, 잉크카트리지의 장착시에 오동작을 피할 수 있다.

잉크카트리지의 제조방법에 대해 한층 더 설명한다. 잉크수납챔버 또는 용기와 부압발생재 수납챔버사이에 미세연통부가 있지만, 잉크와 공기가 서로서로 교환될때에만 단지 잉크가 토출되는 밀폐구조의 잉크용기와 진공발생재수납챔버가 일체적으로 모울드될 때, 덮개부재(11)내의 잉크용기실쪽에 있는 개구부(13)를 통하여 잉크가 충전된다. 이와같은 방식으로 잉크가 공급될 때, 잉크발생재(4)의 실질부는 미세연통부를 통하여 잉크를 수용한다.

그러나, 에어벤트에 인접한 진공발생재(4)의 영역은 잉크없는 영역을 형성하기 위하여 잉크가 공급되지 않는다. 그후, 개구부(13)는 볼(14)에 의하여 밀봉된다. 그다음, 개구부(2)와 에어벤트는 동일한 밀봉부재S(이 밀봉부재는 별개의 부재가 될 수 있음)에 의하여 밀봉된다.

제12도는 사용개시전에 잉크제트카트리지를 도시한다. 이 도면에서, 잉크용기(6)에는 잉크가 채워진다.

제12도는 잉크제트카트리지와 함께 사용되는 프린터를 가진 폐쇄상태의 잉크제트카트리지(1)를 도시한다. 에어벤트부(10)에 인접한 진공발생재의 영역(3A)은 카트리지의 상부에 있는 잉크를 수납하지 않는다. 영역(3A)아래에 있는 진공발생재의 영역(3B)은 잉크공급용파이프(도시되지 않음)의 삽입에 의하여 압축된다. 이들 영역(3A),(3B)이외의 진공발생재부분은 외부로부터 영향을 받지 않고, 단순히 잉크를 유지하도록 기능한다. 영역(3B)은 동일면에 또한 에어벤트(10)아래에 설치된 기록헤드에 잉크를 공급하기 위한 개구부(2)에 대면하게 된다. 개구부는 미세연통부(8)위에 있고, 상기한 구조가 사용된다. 제12도의 카트리지(1)는, 시일링부재(S)를 제거함으로써 사용할 수 있게된다. 영역(A)은 잉크를 유지하지 않으므로, 시일링부재의 제거시에 진동이나 압력변화가 부여되는 경우에도 잉크는 누설되지 않는다.

본 발명의 잉크용기에 있어서, 잉크카트리지가 사용되는지의 여부에 관계없이 에어벤트나 공기연통부에 근접한 진공발생부재의 영역내에서는 잉크가 유지되지 않는다. 이에의해, 외기조건이 변동되어도 잉크카트리지로부터 에어벤트를 통하여 잉크가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 시일링부재가 에어벤트를 폐쇄할 때, 시일링부재가 벗겨지는 것을 방지할 수 있다. 사용하는 동안, 그 영역은 잉크의 소비에 대응하는 공기공급을 허용하는데 효과적이므로, 잉크카트리지내의 진공의 변화는 억제할 수 있다. 에어벤트에 인접한 진공방생재의 영역이 잉크에의해 전혀 젖지않는 경우, 잉크스며나옴 속도를 감속하는 것이 바람직하다. 그러나, 그 영역은 잉크에 의하여 미리 젖게될 수 있고, 그후 잉크는 이 영역으로부터 제거될 수 있다.

본 발명의 이 실시예에서는, 잉크공급파이프에 의한 잉크공급개구부 또는 압축가능한 진공발생재의 압축부는 미세연통부를 구성하는 간막이벽에 대향하는 쪽에 위치하게 되고, 이에 의해 효과적인 잉크공급통로가 제2수납챔버내에서 진공발생재에 안정하게 설치될 수 있다. 잉크카트리지의 바닥면에 대하여 미세연통부 위에 잉크공급개구부를 형성함으로써 한층더 안정될 수 있다.

이러한 구성에 의해서, 잉크이동방향은 실질적으로 일정하게 될 수 있고, 따라서, 잉크는 제2챔버, 즉 잉크용기실로부터 완전히 소모될 수 있다. 잉크용기실내의 잉크를 완전히 소모한 후, 잉크용기실내의 진공을 상쇄하는 방향으로 간막이벽으로부터 개구부를 향하여 잉크를 이동하도록 공기가 존재한다. 그 결과, 진공발생재내의 잉크는 한층 더 소모될 수 있고, 따라서 사용할 수 없는 잉크의 잔류량을 최소화할 수 있다. 공급용파이프에 의하여 압축되지 않은 진공발생재의 영역과 공급용파이프에 의하여 압축된 진공발생재의 영역의 순으로 미세연통부를 구성하는 간막이벽으로부터 간막이벽의 측면까지의 방향으로 형성되고, 일방통행의 잉크통로를 형성한 비압축영역과 압축영역의 잉크유지용량에 의해 잉크의 잔류량을 한층 더 감소할 수 있다.

잉크제트프린터는, 카트리지(1)의 탑재시에 자동으로 또는 수동으로 흡수수단에 의하여 잉크토출이나 잉크흡수를 행하는 기록헤드회수수단(HR)을 구비한다. 이에 의해, 진공발생재내의 잉크의 상태는 프린팅동작의 개시전에 보정될 수 있다. 따라서, 카트리지가 놓여진 관계없이 프린팅의 개시시부터 카트리지성능을 이용할 수 있다.

제12도에서, 스캐닝형 캐리지(CR)위에 장착된 잉크제트헤드(HD)에 설치된 잉크용기(1)에서 시일링테이프를 제거하였다. 캐리지(CR)에 탑재된 용기는 개구부(2)를 통하여 잉크공급용파이프를 수용하고, 이에 의해 진공발생재(3)는 압축가능한 영역(3b)에서 압축된다. 본 실시예에서는, 진공발생재(3)는 미세연통부(8)를 향하여 변형된다. 이때에, 용기가 탑재된 것을 기계적인 검출수단이나 전기적인 검출수단의 형태인 검출수단(도시하지 않음)에 의하여 검출하고, 이 검출수단은 탑재신호(1T)를 프린터제어수단(CC)으로 전송한다. 이 탑재신호에 응답하여, 회수수단(HR)은 잉크용기내의 잉크를 토출하기 위하여 기록동작의 개시전에 작동되고, 따라서 잉크용기내의 잉크의 상태를 개선할 수 있다.

제13a도에서, 잉크수납실의 내부면이 변형되고 잉크수납실의 상면부가 대응하여 공간(22)으로 변형되는 제12도의 잉크제트카트리지의 변형예를 도시한다. 내부면(20)은 미세연통부(8)로부터 멀리 상승하는 곡면을 형성한다. 이러한 구조는, 잉크의 표면장력에 의해 내면(20)의 벽위에 잔류하는 잉크의 미세방울들을 진공발생재(3)속으로 공급하는데 효과적이고, 또한 작업자를 위한 그립(grip)(21)을 제공하는데 효과적이므로, 조작시에 잉크용기의 변형을 막을 수 있다.

제13b도는, 간막이벽(51)이 기울어져서 용량이 진공발생재용기내에서 보다 잉크수납실이나 잉크용기내에서 더 크게되는 다른 변형예를 도시한다. 제13c도는, 이전에 설명한 제조방법에 의해 생산된 실시예를 도시한다. 간막이벽(5)와 함께 틈새 즉, 갭(8)을 구성하는 덮개부재(11)는 카트리지본체의 측면판(101)과 (100)사이에 삽입되어 고정된다. (5E)는 덮개부재(11)의 단부이다. 제13c도의 경우에는, 틈새(SP)는, 접착이 균일하게 되지 않으면, 일정하게 되지 않는다.

이것을 고려하여, 제13d도에 도시한 바와같이, 간막이벽의 단부(5E)에 접촉하는 스페이서(110)는 대향단에 있는 것이 바람직하다. 스페이서(110)는 덮개부재(11)위에 설치되는 것이 바람직하다. 스페이서(110)는 덮개 부재(11)위에 설치되는 것이 바람직하다. 스페이스(SP)내의 돌출부(30)는, 잉크용기속으로 잉크의 수집을 향상시키기 위하여, 덮개부재위에 설치된다.

제14a도와 제14b도는 프린팅동작이나 잉크공급이 가능한 경사범위를 나타낸다. (40)은 수평선이다. 미세연통부를 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다. 이상적으로, 카트리지의 바닥면은 수평면과 평행하게 하는 것이 이상적이다. 그러나, 실질적으로 본 실시예에서와 같은 두 개의 챔버구조인 경우에는, 경사를 0≤θ≤15도의 범위내에서 허용가능하다. 카트리지가 스캐닝캐리지상에서 왕복운동할 때, 카트리지의 경사각도는 0≤θ≤5도가 바람직하다.

본 실시예에서 사용된 진공발생재는 복수개의 진공발생재부재에 의하여 구성될 수 있다. 그러나, 그경우에는, 부재사이의 공통경계면은 경우에 따라서 접촉면에서 공기의 이동을 허용할 수 있다. 이것을 고려하여, 단일의 다공재부재가 진공발생재에 의해 바람직하다.

잉크용기(챔버)는, 진공발생재수용실보다 큰 잉크용량을 가지는 경우에 그것이 가능하게 된다.

잉크수용실내의 간막이판(61)에 대하여 설명한다. 잉크용기(카트리지)가 작업자에 의해 취급되거나 또는 잉크용기를 운반하는 동안, 카트리지의 외벽이 변형되고, 그 결과 오리피스를 경유하여 잉크가 잉크제트기록헤드로부터 누설되거나 잉크가 외기압력과 카트리지내의 압력을 균압화하기 위하여 설치된 에어벤트를 통하여 누설되는 것이 가능하다.

본 실시예에서는, 이 문제를 해결하고, 이에의해 취급하는 동안, 운반하는 동안 또는 온도나 압력이 변화하는 경우에도 잉크누설을 예방할 수 있다. 또한 사용효율이 상당히 높다.

제15a도는 본 실시예의 잉크용기의 사시도이고, 제15b도는 잉크용기의 단면도이다. 제16도는 본 실시예의 잉크공급동작을 예시한다. 제17도은 잉크용기가 부하를 받을 때 측벽의 변형을 예시한다.

제15a도와 제15b도에 도시한 바와 같이, 잉크카트리지(1)의 본체는, 잉크제트기록헤드와 연통하는 개구부(2)와, 개구부(2)위에 배치되어, 에어의 유입을 허용하는 에어벤트(10)와, 기록을 위하여 잉크를 유지하는 진공발생재(3)와, 진공발생재(3)을 수납하고 개구부(2)와 에어벤트(10)가 형성된 진공발생재용기(4)와, 리브(5)아래의 틈새를 통하여 진공발생재용기(4)와 연통하는 잉크를 수납하는 잉크용기(챔버)(6)로 이루어진다. 잉크용기(6)와 진공발생재용기(4)는 리브(5)의 단부와 바닥면사이에 형성된 틈새(8)를 통하여 서로 연통한다. 간막이판(61)은 바닥에서 틈새(8)보다 큰 갭을 남기면서 대향측벽을 연결한다. 제16a도는 진공발생재(3)와 가압접촉하도록 잉크제트기록헤드에 잉크를 공급하는 조인트부재(7)가 잉크카트리지본체(1)의 개구부(2)에 삽입된 후에 잉크제트기록장치가 동작가능한 상태를 나타내는 단면도이다. 조인트부재(7)의 단부개구부는 잉크카트리지내의 이물질을 제거하기 위하여 필터를 구비한다.

잉크제트기록장치가 동작될 때, 잉크는 잉크제트기록헤드의 오리피스를 통하여 토출되므로, 잉크흡수력이 잉크용기내에서 발생된다. 잉크(9)는 잉크용기(6)로부터 리브(5)의 단부와 잉크카트리지(11)의 바닥사이의 틈새(8)와, 진공발생재용기(4)와 잉크발생재(3)와 조인트부재(7)를 통하여 잉크제트기록헤드에 공급된다. 이에 의해, 틈새(8)를 제외하고 폐쇄된 잉크용기(6)의 압력이 감소되고, 그 결과 잉크용기(6)와 진공발생용기(4)사이의 압력차이가 발생한다. 연속기록동작에 의해, 진공발생재용기(4)는 에어벤트(10)를 통하여 대기에 개방되므로 압력차는 계속하여 증가한다. 제16b도에 도시한 바와같이, 공기는 진공발생재(3)와 틈새(8)를 통하여 잉크용기(6)로 들어간다. 이에의해, 잉크용기(6)와 진공발생재(4)사이의 압력차는 제거된다. 잉크제트기록동작시에, 상기 작용이 반복되므로 진공의 일정한 특정레벨이 잉크카트리지내에서 유지된다. 잉크용기(6)의 내벽면위에 쌓인 잉크를 제외하고 잉크용기(6)내의 모든 잉크는 완전히 사용할 수 있으므로, 잉크사용 효율을 높게된다(제16c도).

기록동작을 행하지 않을때에, 진공발생재(3)자체의 모세관력(잉크와 진공발생재 사이의 접촉면에서 메니스커스력)은 잉크제트기록헤드로부터 잉크누설을 방지하도록 나타난다.

제18도는 진공발생재용기(4)와 잉크용기(b)사이의 체적비를 고려하고 또한 잉크용기와 함께 사용되는 잉크제트기록헤드에 따른 진공발생재(3)의 재료의 선택을 고려하여, 잉크용기(6)가 복수개의 간막이벽(61)을 구비한 다른 실시예를 도시한다.

측벽의 보강에 관하여 설명한다.

잉크카트리지에 있어서, 높은 사용효율을 유지하면서, 운반시에 잉크카트리지가 외력과 외기의 변화에 대하여 내구력이 있는 것이 바람직하다.

본 실시예에서는, 외력이 측벽(12a),(12b),(12c)에 인가되는 경우에 변형량은 진공발생부재용기(4)와 잉크용기(6)에서 동등하다.

예를들면, 카트리지는 보통 플라스틱재를 모울딩하여 만든다. 제15b도와 제17도에 도시한 바와같이, 진공발생재용기(4)의 측벽(12a)의 두께는 잉크용기부(6)의 측벽(12b),(12c)의 두께보다 두껍고, 격벽(리브)(61)은 대향측벽 사이에서 연장하도록 배치되어, 잉크용기(6)내에서 공간을 두 개의 동등한 공간으로 분리하는 위치의 바닥에 틈새를 남긴다. 또한, 단위면적당 대응한 부하에 응답하는 벽의 변형(δt6)은 작게하고, 리브(61)의 대향단부에서의 측벽(12b)와 (12c)의 변형은 동등하게 한다. 진공발생재용기(4)의 변형(δt4)의 양을 동등하게 함으로써, 벽의 변형으로 인한 잉크의 누설을 방지될 수 있다.

제15b도와 제17도에 도시한 잉크카트리지에 있어서, 벽의 재료는 폴리프로필렌(PP)이고, 외부치수는 다음과 같다. 즉, 길이는 48mm이고, 높이는 35mm이고, 두께는 11mm이다. 이 경우에는, 잉크카트리지는 길이 48mm의 중심에서 실질적으로 진공발생재용기(4)와 잉크용기(6)으로 구획된다. 진공발생재용기(4)의 측벽(12a)은 1.5mm의 두께를 가지고, 잉크용기(6)의 측벽(12b)와 (12c)는 1mm의 두께를가지며, 잉크용기(6)의 리브(61)는 벽면에서 대략 10mm멀리 떨어진 곳에 배치된다. 이에의해, 취급되는 부하(대략 2kg)에 대하여 두배이상의 마아진이 제공될 수 있다. 동시에, 운반시의 압력변화와 온도변화에 대하여 충분한 강도가 제공될 수 있다.

본 실시예에서는, 잉크용기의 사이즈 때문에 1개의 리브(61)만이 잉크용기(6)내에 형성된다. 그러나, 리브의 수는 제한되지 않으며, 잉크카트리지의 사이즈에 따라서 제18도에 도시한 바와같은 리브(61)를 형성할 수 있다. 또한, 리브의 수, 위치 및 벽두께는 당업자에 의하여 적절하게 결정될 수 있다.

제20도는 잉크용기(6)의 벽두께를 결정하기 위하여 조사된 잉크누설의 관계로서, 진공발생재용기(4)의 벽두께와 여러 가지 벽의 벽두께 및 취급과 운반시의 잉크누설의 관계를 도시한다.

어떤 벽두께의 증가에 의해 잉크누설에 대한 저항의 증가를 초래한다. 그러나, 사이즈축소와 잉크의 높은 사용효율의 관점에서 볼 때, 내부용적을 증가시키기 위해서는 보다 작은 벽두께가 바람직하다. 도면에 도시한 데이터에 의거하여, 1.5mm의 벽두께가 진공발생부재용기(4)의 측벽을 위하여 사용되었고, 1.0mm의 측벽두께가 잉크용기(6)를 위하여 사용되었다.

잉크카트리지의 사이즈에 따라서, 이 도면의 데이터에 의거하여 상기한 치수는 결정될 수 있다. 진공발생재용기(4)의 벽두께는 잉크용기(6)의 벽두께의 1.3~3배가 바람직하다.

본 발명은 이곳에 개시한 구조를 참조하여 기술하였으나, 본 발명은 상기한 세부사항에 한정되는 것이 아니며, 본 출원은 개량의 목적내에서 또는 다음 청구범위의 범위내에서 행할 수 있는 변형예나 수정을 포함하도록 의도되었다.

Claims (9)

1. 액체유지재료를 수납하고, 외부공기를 용기에 유입할 수 있는 에어벤트를 가지는 제1챔버와; 제1챔버용 액체저장통을 형성하고, 또한 제1챔버와 연통하는 연통접속구로부터 떨어져서 실질적으로 밀폐된 제2챔버를 구비하고, 잉크제트기록장치용 기록헤드에 접속가능한 용기에 있어서, 상기 액체유지재료는 상기 연통접속구에 부분적으로 연장되고 또한 연통접속구를 형성하고 제1, 제2챔버사이에 있는 간막이의 단부에 의해서 실질적으로 압축되지 않는 것을 특징으로 하는 용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 연통접속구는, 간막이벽과 상기 용기의 내부면사이에 형성되고, 상기 간막이벽에 대항하는 제1챔버의 벽은, 용기로부터 프린팅액체를 공급하는 개구를 형성하고, 또한 용기의 사용전에 공급용개구와 상기 에어벤트를 밀봉하는 수단이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2챔버에 대한 상기 제1챔버의 체적비는 1:3 내지 1:1인 것을 특징으로 하는 용기.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 연통접속구는 상기 제1챔버의 상기 액체유지 재료의 구멍의 평균크기보다 크고 5mm이상인 것을 특징으로 하는 용기.
5. 제1항 또는 재2항에 있어서, 상기 제2챔버의 잉크수납영역의 상부부분은, 용기의 사용할 때에 상부로 향하는 방향으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 용기.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 용기는 잉크를 수납하는 것을 특징으로 하는 용기.
7. 제3항에 있어서, 연통접속구는 상기 제1챔버의 상기 액체유지재료의 구멍의 평균크기보다 크고 5mm이상인 것을 특징으로 하는 용기.
8. 잉크제트헤드조립뭉치는, 제1항 내지 제7항중 어느 한항에 기재된 용기와 상기 용기의 공급용개구에 삽입되는 잉크공급용파이프를 가지는 잉크제트헤드를 구비하고, 상기 공급용파이프는, 상기 공급용 개구에 삽입할때에, 상기 액체유지재를 압축하지만, 상기 연통접속구에 인접한 부압발생재가 압축되지 않도록 배치된 것을 특징으로 하는 잉크제트헤드조립뭉치.
9. 제8항에 기재된 잉크제트헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 프린터.

Images