KR100235167B1 - 잉크 흡수체, 잉크 흡수체를 사용하는 잉크 탱크,잉크 제트 기 록 헤드와 잉크 탱크를 일체로 포함하는잉크 제트 카트리지, 잉크 탱크를 제조하는 방법, 잉크탱크에 사용된 섬유체 및 잉크 제트 카트리지를 장착할 수 있는 잉크 제트 기록 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 잉크 흡수체는 잉크 탱크의 하우징 내측에 하우징되고 잉크를 유지할 수 있다. 이 잉크 흡수체는 하우징의 내면의 형상과 동일하거나 또는 그에 대응하는 외면을 구비하며 그리고 섬유체를 압축하고 이 섬유체의 적어도 한 표면을 가열 성형하여 얻어진 섬유 재료로 구성된다. 상기 잉크 탱크는 흡수체와 하우징으로 구성된다. 잉크 제트 카트리지는 잉크 탱크와 프린트 헤드로 구성된다. 본 발명의 잉크 탱크를 제조하는 방법은 봉 형상 또는 판 형상인 탄성을 갖는 연속 섬유 집합체를 성형하는 제1성형 단계와, 상기 성형된 섬유 집합체를 절단하여 섬유체를 형성하는 단계와, 상기 섬유체에 상기 하우징의 내측의 형상에 대응하는 외면이 마련되도록 상기 섬유체를 압축 및 가열 성형하여 잉크 흡수체를 형성하는 제2성형 단계와, 상기 잉크 흡수체를 상기 하우징의 내측에 삽입시키는 단계를 포함한다.

Description

잉크 흡수체, 잉크 흡수체를 사용하는 잉크 탱크, 잉크 제트 기록 헤드와 잉크 탱크를 일체로 포함하는 잉크 제트 카트리지, 잉크 탱크를 제조하는 방법, 잉크 탱크에 사용된 섬유체 및 잉크 제트 카트리지를 장착할 수 있는 잉크 제트 기록 장치

본 발명은 토출 잉크로 기록을 행하기 위한 잉크 제트 기록 장치에 사용되는 잉크 흡수체, 잉크 탱크, 잉크 흡수체를 사용하는 잉크 제트 카트리지, 그리고 잉크 탱크를 제조하는 방법, 잉크 탱크에 사용된 섬유체 및 잉크 제트 카트리지를 장착할 수 있는 잉크 제트 기록 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 잉크 흡수체에 섬유 재료를 적용하는 것으로서의 잉크 제트 기록 분야에 관한 것이다.

통상적으로, 잉크 기록에 사용되는 잉크 탱크를 제공함에 있어서는 잉크 제트 기록 장치 등으로의 양호한 잉크 공급 특성을 유지하기 위한 관점에서 잉크 탱크 내에 저장된 잉크의 압력을 조정하기 위한 기구를 갖춘 잉크 탱크를 제공하고 있다. 이러한 잉크의 압력은 토출구의 압력을 대기압에 대해 음이 되게 형성시키기 위한 것이기 때문에 음압이라고도 한다.

음압을 발생시키기 위한 가장 용이한 방법 중 한 방법은 잉크 탱크 내에 잉크 흡수체를 장착하여서 흡수체의 모세관 현상을 이용하는 방법이다. 특히, 잉크 보유 능력이 우수한, 균일한 공극을 갖는 다공성 구조를 제조함에 있어서 용이하다는 관점에서 우레탄 스펀지 등과 같은 발포체를 잉크 흡수체로서 사용한다.

우레탄 스펀지 등과 같은 발포체는 잉크 흡수체로서 사용하기 전에 막을 제거하는 공정이 필요한데, 이는 제조 직후의 발포체의 상태에 있어서 발포체 셀 각각은 막에 의해서 서로 차단된 상태에 있기 때문이다. 사용되고 있는 일부 종류의 잉크들은 발포체 자체의 화학적 안전성 때문에 용출액을 출현시킬 가능성을 갖고 있는데, 이는 사용하는 잉크에 종종 제한을 가하게 된다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 최근에는 일본 특허 공개 제6-79882호에 기재되어 있는 바와 같이 섬유 다발로 이루어진 잉크 흡수체를 제조하는 방법이 제안되어 있으며, 또한 일본 특허 공개 제7-323566호에 기재되어 있는 바와 같이 섬유 재료인 펠트로 이루어진 잉크 흡수체를 제조하는 방법이 제안되어 있다.

그러나 상기한 바와 같은 통상의 섬유 다발을 이용하는 수많은 잉크 탱크들은 직선형으로 존재하는 소수의 섬유 또는 일 방향으로 묶는 섬유 다발을 포함하기 때문에 잉크 보유 성능이 낮다. 따라서, 잉크가 채워짐에 따라 다발 형태의 섬유는 수축할 가능성이 있다.

한편, 상기한 바와 같은 펠트를 사용하는 잉크 탱크에 있어서는 다음과 같은 기술적 과제가 있음이 밝혀졌다. 즉, 종래의 펠트를 흡수체에 사용하는 경우, 잉크 흡수체로서 소정의 음압을 발생시킬 수 있는 단일층의 저 밀도 펠트를 제조하기가 어려우며 이와 함께 잉크 탱크의 크기는 증가되었다.

따라서, 통상적으로는 펠트 적층체를 사용하는 것이 필요하였다. 그러나 펠트 적층체가 블랭킹(blanking)될 때는 블랭킹 방향으로 변형되기 쉬우므로 펠트의 블랭킹 정확성을 높이는 데 있어 향상된 기술이 필요하다. 펠트 적층체의 강도는 적층 방향에 대하여 수직한 방향에서 보다 적층 방향에서 더 낮으므로 잉크 공급튜브가 적층체 표면에 놓였을 때에는 펠트가 파손될 우려가 있으며 잉크 공급 튜브 부분에 저장되어 있는 공기는 잉크 공급을 방해할 우려가 있다. 따라서, 잉크 공급 튜브의 위치에 있어서 제한이 따르게 된다. 또한 적층체의 계면에서 잉크 등이 흘러나올 가능성도 있다.

최근에는 잉크 제트 기록 장치의 한정된 공간을 효율적으로 활용하기 위한 방편으로서 잉크 탱크의 형상이 점점 더 복잡해지고 있다. 또한, 잉크 탱크에는 사용 잉크가 다색 배열로 보급됨에 따라 부정확한 장착을 방지하기 위한 기구가 종종 설치되고 있는 데, 이는 형상이 보다 더 복잡해지게 하는 경향을 가속시키는 것이 된다. 이렇게 형상이 복잡해진 잉크 탱크에 사용되는 잉크 흡수체를 제조함에 있어서는 상기한 바와 같이 소정의 형상으로 블랭킹하기 위한 제조 단계가 복잡해지는 문제가 있었다.

즉, 펠트 적층체가 소정의 두께로까지 일 방향으로 블랭킹 하는 단계가 행해지고, 이에 따라 이러한 방법으로 얻어진 잉크 흡수체의 형상은 제14a도 및 제14b도에 도시된 바와 같은 형상으로 제한되게 된다.

일례로 제14c도에 도시된 바와 같은 형상을 얻기 위해서는 화살표(a) 방향의 공정 외에도 화살표(b) 방향의 공정도 필요하고 이러한 공정은 블랭킹 단계에 의해 행해지지 않고 종종 수작업으로 행해진다. 이러한 수작업은 제조 비용을 증가시키는 문제와 그리고 형상의 안정성 등에 있어서도 결함이 생기게 하는 문제를 발생시킨다. 이러한 문제점들을 펠트를 사용하는 경우에만 발생하는 것이 아니라 발포체를 사용하는 방법에서도 발생하는 것이다. 이러한 문제점들은 잉크 탱크가 경사부 또는 요홈 및 돌출부를 추가로 포함하는 형상으로 되어 있는 경우에 특히 중요한 사안이다. 한편, 상기한 바와 같은 통상의 섬유 다발을 사용하는 방법의 경우에는 섬유 다발을 복잡한 형상으로 삽입하기가 곤란하며 이에 대한 해결책 또한 요원한점도 있다.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 관점에서 이루어졌다. 본 발명의 목적은 섬유를 잉크 흡수체로 사용하고 이에 따라 복잡한 형상의 잉크 탱크에 적절하게 맞추어지는 잉크 흡수체, 잉크 흡수체를 사용하는 잉크 탱크, 잉크 탱크를 제조하는 방법, 그리고 잉크 탱크 및 잉크 제트 기록 헤드를 일체로 결합시킨 잉크 제트 카트리지를 제공하기 위한 것이다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지의 분해 사시도.

제2도는 본 발명의 섬유체를 제조하기 위한 제조 장치를 나타내는 개략도.

제3a도, 제3b도, 제3c도는 본 발명의 잉크 흡수체를 성형하기 위한 공정을 나타내는 개략적 설명도.

제4도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지의 분해 사시도.

제5도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 흡수체를 성형하기 위한 공정을 나타내는 개략적 설명도.

제6도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지의 분해 사시도.

제7도는 본 발명에 따른 잉크 흡수체를 성형하기 위한 공정을 나타내는 개략적 설명도.

제8도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지의 분해 사시도.

제9a도 및 제9b도는 본 발명에 따른 잉크 흡수체를 성형하기 위한 공정을 나타내는 개략적 설명도.

제10a도 및 제10b도는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 잉크 흡수체의 표면을 나타내는 개략도.

제11도는 본 발명의 섬유체를 제조하기 위한 제조 장치를 나타내는 개략도.

제12a도 및 제12b도는 본 발명에 따른 섬유의 다른 구조를 나타내는 단면도.

제13a도 및 제13b도는 본 발명에 따른 잉크 흡수체를 성형하기 위한 또 다른 공정을 나타내는 개략적 설명도.

제14a도, 제14b도 및 제14c도는 종래의 잉크 흡수체를 성형하는 공정을 설명하는 설명도.

제15도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지를 장착할 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 잉크 제트 카트리지 20, 30 : 잉크 탱크

21, 31 : 잉크 제트 헤드 24, 25, 26, 28, 34, 36 : 잉크 흡수체

27 : 공기 연통부 41 : 소면기

42 : 웨브 43 : 가열 롤러

44 : 커터 45, 47 : 섬유체

51, 54, 57, 59 : 성형체 300 : 잉크 제트 기록 장치

316 : 캐리지 320 : 잉크 제트 카트리지

330 : 블레이드 부재

이러한 목적을 달성하기 위한 특정 수단은 잉크 탱크의 하우징에 둘러싸이며 잉크 보유 성능이 있는 잉크 흡수체로서, 이 잉크 흡수체는 하우징의 내면 형상과 동일 또는 대응하는 외면을 구비하며 섬유체를 압축하고 적어도 그 표면을 가열 성형함으로써 얻어진 섬유 재료를 포함한다. 이러한 것은 발포체를 잉크 흡수체용으로 사용하는 경우에 있어서의 상기 여러 가지 문제점들을 해결할 수 있으며, 복잡한 형상의 잉크 탱크에 아주 적합한 잉크 흡수체를 마련할 수 있게 하는데 이것은 종래의 펠트를 사용하는 잉크 흡수체의 기술적 과제였다.

본 발명의 다른 태양은 잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수체와 잉크 흡수체를 둘러싸는 하우징을 포함하며 공기 연통 부분을 구비하는 잉크 탱크에 있어서, 잉크 흡수체가 하우징의 내면 형상과 동일 또는 그에 대응하는 외면을 구비하고 압축하고 적어도 한 표면을 가열 성형함으로써 얻어진 섬유 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크를 제공한다. 이러한 구성에 의하면 복잡한 형상의 잉크 탱크가 잉크 제트 기록 장치 내의 제한된 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 태양은 잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수체와 잉크 흡수체를 둘러싸는 하우징을 구비하는 잉크 탱크를 제조하는 방법에 있어서, 탄성을 갖는 봉 형상 또는 판 형상의 연속 섬유 집합체를 성형하는 제1성형 단계와, 이렇게 성형된 섬유 집합체를 절단하여 섬유체를 형성하는 단계와, 하우징의 내면 형상에 대응하는 외면을 형성하기 위해 섬유체를 압축 및 가열 성형하여 잉크 흡수체를 형성하는 제2성형 단계와, 잉크 흡수체를 하우징의 내부에 삽입시키는 단계를 포함하는 제조 방법을 제공한다. 이러한 방법에 의하면, 상기한 바와 같은 복잡한 형상의 잉크 탱크를 용이하고 저렴하게 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 태양은 잉크 제트 기록 장치에 사용되는 잉크 탱크의 흡수체용의 원료 재료로 사용되는 것으로 수많은 짧은 섬유의 집합체인 섬유체로서, 이 섬유체는 탄성을 가지고 있고 표면층이 가열 접합되어 있는 봉 형상 또는 판 형상의 연속의 짧은 섬유 집합체를 절단함으로써 얻어지고, 상기 제조 단계에서의 잉크 탱크 하우징의 내면 형상에 대응하는 외면을 구비하는 잉크 흡수체를 조립할 때 조립 장치에서의 작동성이 양호한 중간 생산물이 마련될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

[제1실시예]

제1도는 본 발명이 적용되는 잉크 탱크가 마련된 잉크 제트 카트리지를 개략적으로 나타내는 분해사시도이다.

잉크 제트 카트리지(1)는 노란색(Y), 청록색(M), 자홍색(C)의 잉크를 토출시키는 잉크 제트 헤드(21)와 이 잉크 제트 헤드에 착탈 가능한 잉크 탱크(20)로 구성된다. 잉크 제트 헤드(21)는 각각의 색상에 대응하는 잉크 공급 튜브(23a,23b,23c)를 통해 잉크 탱크(20)에 연결되어서 각각의 잉크가 그에 대응하는 잉크 공급 튜브를 통해 잉크 제트 헤드로 공급된다. 잉크 탱크(20)는 리드 부재(35)와 함께 하우징을 형성하는 요홈 형성 용기의 내부 공간이 2개의 차단벽에 의해서 3개의 챔버로 분할되고 잉크 흡수체(24,25,26)가 각각의 챔버 내부에 수용되어서 Y, M, C 잉크를 수용할 수 있도록 하는 방식으로 배열된다. 각각의 챔버는 도시되지 않은 공기 연통부를 구비하는데, 이 공기 연통부를 통해서 하우징의 내부가 대기와 연통한다.

잉크 탱크(20)의 외부 형상은 잉크 제트 기록 장치에 장착되었을 때 장치의 내부와의 간섭을 피할 수 있도록 하기 위하여 하우징의 일부에 요홈부(22c)가 형성된 형상이다. 잉크 등의 수용량을 고려하여서 상기 3개의 챔버는 모두가 요홈부를 따르도록 그 형상이 형성되고 차단벽 부재(22a,22b)는 절곡부를 구비하도록 그 형상이 형성된다.

잉크 탱크(20)의 하우징과 차단벽 부재에 의해 둘러싸인 영역(이하에서는, 하우징의 내부 또는 잉크 흡수체 수용부라고 함)에 수용된 각각의 잉크 흡수제(24,25,26)는 각각의 잉크 흡수체 수용부의 내면(이하에서는, 하우징 내면이라고 함)의 불규칙한 형상에 일치 또는 대응하는 외면을 구비하며 7:3의 중량비로 혼합된 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유를 함유하고 있는 섬유를 잉크 탱크 내의 각 챔버의 형상이 되게 압축 성형하여 그 표면을 가열 성형함으로써 얻어진 섬유 재료로 구성된다.

이어서, 제2도와 제3a도 내지 제3c도를 참고하여 본 발명의 잉크 탱크를 제조하는 공정에 대하여 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명의 잉크 탱크용으로 사용되는 섬유체를 제조하기 위한 제조 장치를 나타내는 개략도이고, 제3a도 내지 제3c도는 본 발명의 잉크 탱크용 잉크 흡수체를성형하는 방법을 나타내는 개략적 설명도이다.

우선적으로 성형하는 것은 탄성을 갖는 봉 형상 또는 판 형상의 연속 섬유 집합체이다(제1성형 단계), 본 실시예에서, 7:3의 중량비로 혼합된 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유로 이루어진 섬유가 제2도에 도시된 바와 같은 소면기(carding machine) (41)를 통해서 안내되므로 엉킨 섬유가 풀려서 섬유가 거의 평행하게 정렬되고 안정된 섬유 밀도를 갖는 시트 웨브(42)로 가공 처리된다. 이어서 이 시트 웨브(42)는 다발로 묶여서 가열 롤러(43)를 통과하여 안내되어서 표면층이 열 부착되게 되고 이에 따라 연속 섬유 집합체가 성형된다. 본 실시예에서 연속 섬유 집합체는 소면기를 사용하여 형성되므로 이 섬유 집합체는 짧은 섬유 집합체이다.

가열 롤러(43)의 온도는 폴리에틸렌 섬유의 용융점보다 높고 폴리프로필렌 섬유의 용융점보다 낮은 범위로 결정될 수 있다. 섬유와 가열 롤러간의 접촉 시간이 길어지면 길어질 수록 온도가 보다 낮게 바람직하게 설정되고, 상기 접촉 시간이 짧아지면 짧아질 수록 상기 온도는 보다 더 높아진다. 일례로, 폴리에틸렌 섬유의 용융점이 132℃인 경우 가열 롤러의 온도는 바람직하기로는 135℃ 내지 155℃로 설정된다. 표면층만의 가열 부착 효과를 발휘하는 한은 어떤 가열 수단도 적용될 수 있는데, 일례로, 고온 공기를 표면층에 취입되도록 내보낼 수 있다. 고온 공기가 사용되는 경우, 온도는 가열 롤러가 사용되는 경우보다 높게 설정되는 것이좋다.

소면기를 사용할 때는 짧은 섬유체(스테이플 섬유)가 일반적으로 원료 재료로 상용되어서 분할 단계를 거쳐서 소면기로 공급된다. 연속의 긴 섬유 다발[토우(tow)]이 원료 재료로 사용될 때는 토우가 조각으로 절단되어서 이렇게 절단된 토우 조각이 취입되고 이에 따라 분할 효과가 발휘된다. 이러한 것은 분할 단계가 생략될 수 있기 때문에 더 바람직하다.

이어서, 연속의 섬유 집합체가 커터(44)에 의해 표준 단위로 절단되어 섬유체(45)가 형성된다(제2성형 단계). 절단 길이는 잉크 흡수체용 성형체의 어느 한쪽 측면과 거의 동일 또는 그보다 약간 크게 결정된다. 섬유체를 압축함에 있어서는 섬유 방향으로보다는 섬유 방향에 대해 거의 수직인 방향으로 보다 더 용이하게 압축할 수 있으므로 섬유체의 길이가 상기한 바와 같이 결정되었을 때 섬유체는 또한 복잡한 형상으로 양호하게 압축될 수 있다.

표면층만이 가열 부착되는 섬유체(45)는 부직포 섬유가 거의 일 방향으로 정렬된 면 섬유를 덮는 것처럼 된다. 이러한 표면층은 이송을 포함하는 자동화 단계에서 용이하게 처리될 수 있도록 하는 강도를 가지게 되므로 잉크 흡수체의 제조 단계는 상기한 바와 같이 아주 용이해진다. 이어서 상기한 섬유체를 이용하여 잉크 흡수체를 성형한다. 우선, 제3a도에 도시된 바와 같이 성형체(51)의 한 측면과 거의 동일한 길이를 갖는 섬유체(45)를 잉크 탱크의 잉크 흡수체 챔버의 크기와 거의 동일하거나 또는 그보다 약간 큰 크기로 형성된 성형체(51) 안으로 삽입한다. 잉크 탱크의 체적에 따라서 하나 이상의 섬유체(45)를 사용할 수 있다.

섬유체(45)는 상기한 바와 같이 부직포 섬유가 일 방향으로 정렬된 섬유의 섬유 집합체를 싸는 것처럼 되어 있으므로 성형체의 형상에 용이하게 들어맞게 된다.

이어서, 제3b도에 도시된 바와 같이 섬유체(45)를 성형체(51) 내에 수용한 후에 리드(52)를 설치한다. 이러한 리드(52)는 섬유체(45)를 일정한 압축 상태로 유지시킨다.

이어서 섬유체를 갖는 성형체를 제3b도에 도시된 상태에서 가열로에서 가열하게 되는데, 이에 의해 섬유체(45)는 성형체의 형상으로 가열 성형되어서 잉크 흡수체(26)로 된다.

가열로의 온도는 폴리에틸렌 섬유의 융용점보다 높고 폴리프로필렌 섬유의 용융점보다 낮은 범위 내의 임의의 온도롤 설정된다. 일례로, 폴리에틸렌 섬유의 용융점이 132℃인 경우 가열로의 적용 가능한 온도는 135℃인 내지 155℃이다. 가열 시간의 주기는 필요로 하는 강도에 따라서 조정될 수 있다.

열을 가하게 되면 폴리에틸렌 섬유가 녹고 이렇게 녹은 폴리에틸렌 섬유는 접착제 역할을 하여서 3차원으로 엉클어진 폴리프로필렌 섬유의 교차점들을 부착시키게 되어 강도를 증가시키게 된다. 따라서, 강도가 요구되는 경우에는 열이 잉크 흡수체의 형상에 따라 달라지긴 하지만 내부에 완전히 전달될 때까지 비교적 장시간 동안 계속해서 가열하는 것이 바람직하다. 가요성이 요구되는 경우에는 열이 내부에 완전히 전달되지 않도록 비교적 짧은 시간 동안에 가열이 이루어져야 한다.

섬유체의 내측까지 고화시키기 위해서는 섬유체를 우선 성형체 외측에서 가열하고 그리고 나서 성형체를 폴리에틸렌 섬유의 온도가 용융점 이하가 되기 전에 압축 성형되도록 하는데, 이것은 성형 시간이 줄어들게 한다.

또한, 폴리에틸렌 섬유와 폴리프로필렌 섬유의 혼합비를 변경시킴으로써 강도가 조정될 수도 있다. 강도가 필요한 경우에는 섬유체 내의 폴리에틸렌 섬유의 양을 증가시키고 가요성이 필요한 경우에는 섬유체 내의 폴리에틸렌 섬유의 양을 감소시킨다.

이어서 제3c도에 도시된 바와 같이 성형체로부터 꺼낸다. 이 때의 잉크 흡수체는 하우징 내면의 불규칙한 형상에 대응하는 형상을 갖게 되지만 그크기는 잉크 흡수체 수용 부분의 크기보다 약간 크다.

이러한 방법으로 제조된 잉크 흡수체는 개구부를 통해서 제1도에 도시된 바와 같은 잉크 공급구가 미리 설치된 잉크 탱크(20) 안으로 삽입되고 이어서 개구부는 리드 부재(35)에 의해 폐쇄되어서 잉크 탱크가 얻어진다.

삽입하기 전의 잉크 흡수체의 크기는 상기한 바와 같이 잉크 흡수체 수용부의 크기보다 약간 크므로 잉크 흡수체는 잉크 탱크와 잉크 흡수체 사이에 간극을 형성하지 않으면서 잉크 흡수체 수용부 안에 삽입된다. 잉크 흡수체의 모든 표면은 가열 성형되기 때문에 잉크 공급구는 종래의 펠트를 사용하는 잉크 흡수체의 경우와는 달리 임의의 표면에 형성할 수 있다.

상기한 바와 같이 잉크 탱크를 제조하는 단계는 섬유체 형성 단계와 섬유체를 성형체 내에 가열 성형하는 단계를 별개의 단계로 포함하기 때문에 여러 가지 다른 성형체를 사용하여 여러 가지 형상의 잉크 흡수체를 성형하기가 용이해진다.

[제2실시예]

본 발명이 적용되는 잉크 탱크의 제2실시예는 제4도 및 제5도에 도시되어 있다.제4도는 본 발명에 따른 제2실시예의 잉크 제트 카트리지를 나타내는 분해 사시도이고, 제5도는 본 발명에 따른 제2실시예의 잉크 탱크에 사용되는 잉크 흡수체를 제조하는 공정을 나타내는 개략적 설명도이다.

본 실시예의 잉크 탱크(30)는 제1실시예와 유사하게 요홈 형성 용기(32), 잉크 흡수체(34) 및 리드 부재(35)로 구성되고 잉크 공급 튜브(33)를 통하여 잉크 제트 헤드(31)에 착탈 가능하게 되어서 잉크 제트 카트리지(2)를 구성한다. 본 실시예가 제1실시예와 다른 점은 잉크 탱크(30)의 형상이 다르며 그리고 잉크 흡수체가 성형체(54) 및 리드(55)를 사용하는 잉크 흡수체(34)의 제조 공정에서 다수의 섬유체로 형성된다는 점이다. 본 실시예의 잉크 탱크(30)는 체적이 상기한 바와 같은 제1실시예의 잉크 흡수체 수용부의 체적보다 큰 잉크 흡수체 수용부를 구비하고 이에 따라 잉크 흡수체는 단일의 섬유체(45)로 형성되지 않고 제5도에 도시된 바와 같이 동일한 형상으로 된 3개의 섬유체(45)로 형성된다.

다수의 섬유체를 성형체 내로 삽입하는 방법에 대한 특별한 제한은 없다. 성형체의 형상이 비교적 간단한 경우, 다수의 섬유체를 적층시킨 후에 동시에 삽입하는 것이 바람직하다. 성형체의 형상이 비교적 복잡한 경우에는, 다수의 섬유체가 성형체의 내부 형상에 양호하게 맞추어져서 밀도 분산이 작게 되므로 하나씩 삽입하는 것이 바람직하다.

제6도 및 제7도는 본 발명에 따른 제2실시예의 변형 예를 나타내는 것이다. 제6도는 본 발명의 제2실시예의 변형 예에 따른 잉크 탱크를 나타내는 분해 사시도이고, 제7도는 잉크 흡수체를 제조하는 단계를 나타내는 개략적 설명도이다.

이러한 변형 예에서는 요홈 형성 용기(36)에 절결부(36d)가 형성되고 오장착을 방지하기 위한 리드 부재(38)가 마련되며 이에 따라 잉크 탱크(40)의 형상은 제2실시예의 형상보다 더 복잡해지게 된다. 따라서, 잉크 흡수체(36)는 제7도에 도시된 바와 같은 서로 다른 크기의 섬유체(45)와 섬유체(46)를 성형체(57) 내에 삽입하는 방법을 이용하여 제조된다. 도면 부호 58은 성형체(57)에 대응하는 리드를 나타내는 것이다.

제6도에 도시된 형상의 잉크 탱크 내에 장착될 수 있는 잉크 흡수체를 종래의 공정으로 형성한다고 가정할 때, 종래의 공정에서는 앞으로 설명한 제14a도 및 제14b도에 도시된 바와 같이 섬유체를 형상에 맞추어지도록 하기 위해 많은 블랭킹 단계가 필요하게 된다. 이와 반대로, 본 발명을 적용하게 되면 상기한 바와 같은 형상의 잉크 흡수체는 압축 및 가열 성형함으로써 쉽게 얻을 수 있게 된다.

[제3실시예]

제8도는 본 발명의 제3실시예를 나타내기 위해서 잉크 제트 카트리지(3)를 도시하는 개략도이다. 본 실시예의 잉크 흡수체(28)는 다른 실시예와 유사하게 섬유체를 압축하고 적어도 그 표면을 가열 성형하므로써 얻어지게 되는 섬유 집합체로 구성된 섬유 재료로 이루어진다. 본 실시예에서는 다른 실시예와는 달리, 제조 단계에서 성형체의 형상의 일부를 하우징(52)의 내면과 다르게 형성함으로써 흡수체의 표면 상에 다수의 돌출부(5)가 형성되게 된다.

본 실시예는 제9a도 및 제9b도에 도시된 바와 같이 성형체(59) 및 리드(60)(이하에서는 이들 두 부재를 간단히 성형체라고 함)를 사용한다. 각 돌출부의 기저부는 성형체 내에 형성된 구멍의 직경과 거의 동일한 직경으로 형성되고 이들 돌출부들은 성형체 내에 형성된 구멍의 배열과 동일하게 배열된다.

제10a도는 본 실시예의 잉크 흡수체의 돌출부를 구비하는 표면의 부분 확대도이고, 제10b도는 제10a도의 선 10B-10B를 따라서 도시한 단면도이다. 본 실시예에서 성형체는 돌출부가 3mm 직경(D)의 지그재그 패턴으로 배열되고 돌출부의 중심부간의 거리가 x 방향으로 4mm, y 방향으로 7mm 되도록 천공되어 있다.

본 실시예의 잉크 흡수체(28)는 상기 돌출부(5)의 상부 부분이 탱크 하우징(52)의 내면과 접촉하여서 돌출부 및 하우징의 내면보다 낮은 부분들 사이에 공간(51)을 형성하도록 배열되므로 이 공간은 공기 연통부(27)를 통하여 외기와 연통할 수 있게 된다.

흡수체가 상기한 바와 같은 각각의 실시예에서의 탱크 안으로 삽입될 때에 잉크 흡수체의 코너부는 종래의 방법에 비해 하우징의 내면의 코너부에 용이하게 맞추어진다. 흡수체가 하우징의 내면의 코너부에 맞추어지지 않아서 이 결과로 차단된 공간이 형성되게 되면 이러한 차단된 공간 내의 공기는 잉크 탱크 주변의 압력이 변동하고 온도가 증가함에 따라 팽창하게 되고, 최악의 경우에는 흡수체 내의 잉크가 잉크 공급구 또는 공기 연통부를 통해서 공기에 의해 밀려나올 수도 있다.

그러나 본 실시예의 구조를 채택하게 되면 차단된 공간 내의 공기는 제8도에서 화살표로 도시된 바와 같이 잉크 흡수체의 돌출부에 의하여 하우징의 내면과 잉크 흡수체 사이에 형성된 공간을 통하여 그리고 공기 연통부를 통해서 외기와 연통하게 된다. 따라서 압력 또는 온도의 환경 변화에도 불구하고 잉크 누출에 대한 신뢰성이 향상된다.

본 실시예의 구조 대신에 잉크 탱크의 하우징의 내면 상에 리브를 형성시킬 수 있다. 그러나 이 경우, 하우징을 사출 성형함에 있어서 성형체를 꺼낼 때 성형된 제품이 성형체에 물리게 되므로 드래프트(draft)가 필요한데, 이러한 드래프트는 성형 제품을 소정의 형상으로 얻는 것을 쉽지 않게 하며 제품 생산성을 떨어뜨리는 요인이 된다.

이와 달리, 본 실시예는 생산성이 보다 높은 방법에 의해 보다 더 용이하게 하우징 내부의 리브와 동일한 효과를 갖는 구조를 실현할 수 있다.

또한, 본 실시예의 구조는 우레탄 스펀지 등의 발포체를 사용하는 잉크 흡수체에도 적용할 수 있지만 이러한 적용은 슬라이싱(slicing), 블랭킹(blanking)과 같은 절단 기술이나 혹은 돌출 형상을 가공 처리하기 위한 가열 프레스 등의 방법을 사용하는 것이 필요하다. 본 실시예의 구조는 섬유 재료를 사용하게 됨으로써, 본 발명에 따른 돌출부 형상의 가공 처리가 발포체를 사용하는 경우보다 적은 수의 단계와 저렴한 비용으로 실현될 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명의 잉크 흡수체의 돌출부 형상은 이것이 하우징의 내면에 대한 간극에 형성된 공간이 공기 연통부와 연통할 수 있게 하는 데 있어 효과적인 한은 어떤 표면에라도 형성될 수 있다. 또한, 돌출부 형상의 높이는 공기 연통부와의 연통을 허용하는 범위에서 결정된다. 잉크 흡수체는 하우징의 내면의 전체의 불규칙한 형상에 일치하는 외면을 구비하므로 본 실시예의 돌출부 형상은 본 발명의 효과를 떨어뜨리지 않게 되어 잉크 탱크 하우징 내로의 장착 작업이 용이해진다.

[기타 실시예]

이상에서는 본 발명의 잉크 흡수체와 잉크 탱크와 그리고 잉크 탱크 등을 제조하는 방법을 포함한 본 발명의 주요 부분의 실시예에 대해 설명하였는데, 이하에서는 상기 실시예에 적용할 수 있는 또 다른 실시예에 대해서 도면을 참고하여 설명한다.

[섬유체의 형상]

본 발명의 잉크 탱크의 잉크 흡수체용으로 사용된 섬유체는 표면층을 가열부착시켜서 얻어진 것이다. 따라서, 섬유체는 봉 형상으로 되어 있다. 그러나 섬유체의 형상은 이러한 형상에만 국한되는 것이 아니고, 이 섬유체가 잉크 흡수체의 제조 단계에서 반송 및 자동화를 용이하게 하는 한은 어떤 형상으로도 구성할 수 있다.

섬유체는 제1성형 단계에서 가열 롤러(43) 대신에 롤러(43) 및 니들(48)을 사용하여서 제11도에 도시된 바와 같이 섬유를 엉키게 하여 섬유 반송이 용이하도록 변형할 수 있다. 연속 섬유 집합체의 횡단면은 열을 이용하여 둥근 봉으로 구성하고 니들을 사용하여 눌린 판으로 구성한다. 따라서 섬유체(47)의 형상은 제1실시예에서 설명한 섬유체(45)의 형상과는 다르게 형성된다. 따라서, 섬유체는 잉크 흡수체 등의 성형체의 형상에 따른 필요에 따라서 선택적으로 사용될 수 있다.

[사용되는 섬유]

상기 실시예는 중량비가 7:3인 폴리프로필렌 섬유와 폴리에틸렌 섬유의 혼합물을 사용하지만, 적용할 수 있는 섬유는 이러한 것에 제한을 두지 않으면서 혼합 섬유의 조성을 임의로 하고 혼합비도 임의로 조정한 것으로 할 수 있다.

그러나, 잉크 제트 프린트용의 잉크에 대한 액체 접촉 특성(저장 안정성)의 관점에서 볼 때 폴리올레핀계 재료가 바람직하다.

재생의 관점에서 보면, 잉크 흡수체와 잉크 탱크 하우징은 동질의 재료로 제조하는 것이 바람직하고, 제품 인식 라벨이 마련되는 경우에 이 라벨 또한 동질의 재료로 제조하는 것이 바람직하다.

섬유 혼합 방법에 대한 특정의 제한은 없다. 사용되는 원료가 제12a도 또는 제12b도에 도시된 바와 같이 2개의 다른 재료를 일체로 결합시키고 있는 종류의 섬유인 경우, 2 종류의 섬유를 혼합시키는 단계는 생략할 수 있다. 가요성이 필요한 경우에는 제12b도에 도시된 섬유를 사용하는 것이 더 바람직하다.

[제2성형 단계]

본 발명의 잉크 탱크의 제조 방법에서의 제2성형 단계는 섬유체에 열을 가하고 그 후에 섬유체를 압축하는 방법과 그리고 섬유체를 압축하고 그 후에 섬유체에 열을 가하는 방법을 가지고 설명하였지만, 제13a도 및 제13b도에 도시된 바와 같은 장치를 이용하여서 섬유를 가열함고 동시에 압축할 수 있다.

제13a도 및 제13b도는 제1도의 잉크 흡수체를 제조하는 일례를 나타내는 것으로 잉크 흡수체를 가열 성형하는 또 다른 방법을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도시 되지 않은 고온 공기 발생기에 의해 발생된 고온 공기를 우선 고온 공기가 작용하게 되는 압축 판(61) 내의 구멍(61a)를 통하여 섬유체(45)에 취입되도록 보내면서 섬유를 제13b도에 도시된 바와 같이 압축판(61)으로 압축한다. 이러한 방법은 섬유가 내측까지 고화될 필요가 없는 경우에 효과적이며 성형 시간을 감소시킨다.

제15도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지를 장착할 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 사시도이다. 잉크 제트 기록 장치(300)는 모터(317)에 의해 구동되는 벨트(318)에 의해 축(319)을 따라서 이동 가능한 캐리지(316) 상에 장착되는 헤드를 일체로 구비하는 잉크 제트 카트리지(320)를 포함한다. 잉크 제트 카트리지(320)는 캐리지(316)에 의해 스케닝되어서 플라텐(324)에 의해 이송되는 (도시되지 않은) 기록 매체 상에 기록을 행한다. 도면 부호 325는 회수 장치를 구성하는 흡입 펌프를 나타내는 것이고, 도면 부호 326은 헤드를 덮는 캡을 나타내는 것이고, 도면 부호 330은 토출구 표면 둘레의 이물질을 제거하기 위하여 헤드의 토출구 표면을 닦는 블레이드 부재를 나타내는 것이다.

본 발명에 따르면, 종래의 펠트를 사용하는 잉크 흡수체에서의 과제를 해결하여 복잡한 형상의 잉크 탱크에 아주 적합한 잉크 흡수체를 마련할 수 있다. 또한, 복잡한 형상의 잉크 탱크가 잉크 제트 기록 장치 내의 제한된 공간을 효율적으로 활용할 수 있게 해준다.

본 발명의 방법에 의하면, 복잡한 형상의 잉크 탱크를 용이하고 저렴하게 제조할 수 있다. 또한, 제조 단계에서의 잉크 탱크 하우징의 내면 형상에 대응하는 외면을 구비하는 잉크 흡수체를 조립할 때 조립 장치에서의 작동성이 양호한 중간 생산물을 마련할 수 있다.

Claims (24)

1. 잉크 탱크의 하우징 내부에 수용되어 잉크를 보유할 수 있고, 잉크 탱크 외부로 잉크를 안내하기 위한 부재에 접촉되어 있는 잉크 흡수체에 있어서, 섬유 재료를 각각 갖는 적어도 두 개의 섬유체를 포함하며, 상기 섬유체들은 잉크 흡수체가 하우징에 삽입되기 전에 하우징의 내면 형상과 동일하거나 또는 그에 대응하는 가열 성형된 외면을 갖도록 접촉면이 아닌 적어도 하나의 표면을 가열 성형함으로써 서로에 대하여 압축되고 일체로 된 것을 특징으로 하는 잉크 흡수체.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유체들이 탄성을 갖고, 섬유체를 포함하는 섬유 재료의 섬유체 교차 지점의 일부분에서 가열 성형에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 잉크 흡수체.
3. 제1항에 있어서, 상기 섬유체들이 상이한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 흡수체.
4. 제1항에 있어서, 상기 섬유체들이 폴리올레핀계 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 흡수체.
5. 제1항에 있어서, 상기 섬유체들이 각각의 융용점이 서로 다른 적어도 2 종류의 섬유 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 흡수체.
6. 기록 헤드에 공급될 잉크를 보유할 수 있는 잉크 탱크에 있어서, 공기 연통부와 잉크 공급부를 갖는 하우징과, 항우징 내부에 수용되어 잉크 탱크 외부로 잉크를 안내하기 위한 부재에 접촉되어 있고, 각각 섬유 재료를 갖는 적어도 두 개의 섬유체를 구비한 잉크 흡수체를 포함하며, 상기 섬유체들은 잉크 흡수체가 하우징에 삽입되기 전에 하우징의 내면 형상과 동일하거나 또는 그에 대응하는 가열 성형된 외면을 갖도록 접촉면이 아닌 적어도 하나의 표면을 가열 성형하므로써 서로에 대하여 압축되고 일체로 된 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
7. 제6항에 있어서, 상기 잉크 흡수체와 하우징이 폴리올레핀계 재료로 구성된 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
8. 제6항에 있어서, 상기 하우징이 적어도 하나의 절곡부를 갖춘 내측부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
9. 제6항에 있어서, 상기 잉크 흡수체가 이의 적어도 한 표면에 다수의 돌출부를 구비하고, 상기 공기 연통부가 잉크 흡수체와 하우징의 내면 사이에 상기 다수의 돌출부에 의해 형성된 공간과 연통하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
10. 잉크 제트 카트리지에 있어서, 기록 헤드에 공급될 잉크를 보유할 수 있는 잉크 탱크와, 잉크 탱크로부터 공급된 잉크를 토출하기 위한 기록 헤드와, 하우징 내부에 수용되어 잉크 탱크 외부로 잉크를 안내하기 위한 부재에 접촉되고 있고, 각각 섬유 재료를 갖는 적어도 두 개의 섬유체를 구비한 잉크 흡수체를 포함하며, 상기 섬유체들은 잉크 흡수체가 하우징에 삽입되기 전에 하우징의 내면 형상과 동일하거나 또는 그에 대응하는 가열 성형된 외면을 갖도록 접촉면이 아닌 적어도 하나의 표면을 가열 성형함으로써 서로에 대하여 압축되고 일체로 된 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
11. 잉크를 보유할 수 있는 잉크 흡수체와 이 잉크 흡수체를 수용하는 하우징을 포함하는 잉크 탱크를 제조하는 방법에 있어서, 봉 형상 또는 판 형상인 탄성을 갖는 연속 섬유 집합체를 성형하는 제1성형단계와, 섬유체를 형성하도록 상기 성형된 섬유 집합체를 절단하는 단계와, 상기 섬유체에 하우징 내부의 형상에 대응하는 외면이 마련되도록 섬유체를 압축 및 가열 성형하여 잉크 흡수체를 형성하는 제2성형 단계와, 상기 잉크 흡수체를 하우징의 내부에 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 제1성형 단계에서 섬유 집합체는 웨브를 소면기로 성형하고 이 웨브를 봉 형상 또는 판 형상으로 성형하여 얻어진 짧은 섬유의 집합체인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제11항에 있어서, 제1성형 단계 전에 연속하는 긴 섬유를 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제11항에 있어서, 제1성형 단계에서 섬유 집합체의 표면층은 열에 의해 가열 접착되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제11항에 있어서, 제1성형 단계에서 섬유 집합체의 일부의 섬유가 니들에 의해 엉키게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 섬유체를 성형하는 단계에서 섬유 집합체는 잉크 탱크의 하우징 내부의 측면과 동일한 길이로 절단되는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 제11항에 있어서, 섬유체를 성형하는 단계에서 섬유 집합체는 잉크 탱크의 하우징 내부의 측면보다 긴 길이로 절단되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제11항에 있어서, 제2성형 단계에서 적어도 2개의 적층된 섬유체가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 적층된 섬유체는 크기가 다른 적어도 2 종류의 섬유체로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제11항에 있어서, 제2성형 단계에서 섬유체는 압축된 후에 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제11항에 있어서, 제2성형 단계에서 섬유체는 가열된 후에 압축되는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 제11항에 있어서, 제2성형 단계에서 섬유체는 가열과 동시에 압축되는 것을 특징으로 하는 방법.
23. 제11항에 따른 방법에 사용하기 위한 섬유체로서, 잉크 제트 기록 장치용으로 사용되는 잉크 탱크 내의 잉크 흡수체용의 원료 재료로서 다수의 짧은 섬유 집합체가 사용되는 섬유체에 있어서, 상기 섬유체가 탄성을 가지며, 봉 형상 또는 판 형상의 연속하는 짧은 섬유 집합체를 절단하면서 표면층을 가열 부착시킴으로써 얻어진 것을 특징으로 하는 섬유체.
24. 잉크 제트 기록 장치에 있어서, 기록 헤드에 공급될 잉크를 보유할 수 있는 잉크 탱크와, 잉크 탱크로부터 공급된 잉크를 토출하기 위한 기록 헤드와, 하우징 내부에 수용되어 잉크 탱크 외부로 잉크를 안내하기 위한 부재에 접촉되어 있고, 각각 섬유 재료를 갖는 적어도 두 개의 섬유체를 구비한 잉크 흡수체와, 잉크 탱크와 기록 헤드를 장착하기 위한 장착 섹션을 포함하며, 상기 섬유체들은 잉크 흡수체가 하유징에 삽입되기 전에 하우징의 내면 형상과 동일하거나 또는 그에 대응하는 가열 성형된 외면을 갖도록 접촉면이 아닌 적어도 하나의 표면을 가열 성형함으로써 서로에 대하여 압축되고 일체로 된 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.