KR100239978B1 - 잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 잉크 공급로의 일부에 기포가 형성되기 쉬운 경계면을 갖는 잉크젯 프린터에서도 잉크 공급로내의 기포의 배출이 용이하게 되며, 또, 기포가 완전히 배출되지 않는 경우에도 기포에 의해서 잉크 공급로가 폐쇄되지 않도록 한 잉크젯 기록 장치를 제공한다.

기록용 잉크를 배출하기 위한 노즐(57)을 구비하며, 기록 내용에 따라서 잉크 방울을 배출하는 기록 헤드(55)와 기록용 잉크를 저장하는 잉크 유지부(30)를 접속하는 공급관(66)을 갖는 잉크젯 기록 장치에 있어서, 기록 헤드(55)와 공급관(66)이 접속하는 부분에 발생하는 경계면(151)의 상류측에 복수의 좁은 잉크 흐름로 부분(67)을 설치하였다. 또 경계면(151)에 대해서 좁은 잉크 흐름로 부분(67)은 소정의 거리를 유지하는 위치에 설치되어 있다.

Description

잉크젯 기록 장치 및 잉크젯 카트리지

본 발명은 기록 헤드로부터 잉크 방울을 분사하여, 기록 부재에 기록하는 잉크젯 기록 장치에 관한 것이며, 보다 상세히는 잉크 공급로의 내부에 혼입한 기포에 의해 잉크 방울의 정상 분사가 저해되는 것을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.

종래부터, 이러한 종류의 잉크젯 기록 장치는 기록 헤드부와, 잉크를 수납하는 잉크 용기와, 상기 잉크 용기와 기록 헤드를 연결하는 공급관 등으로 구성되고 있다. 일반적으로 잉크 용기는 고무 부재, 또는 다공질 부재를 내포하는 플라스틱 케이스 등으로 구성되어 있으며, 장기간 잉크젯 기록 장치를 인쇄에 사용하지 않았던 경우, 공기의 투과에 의해 내부에 기포가 축적되어 공급관의 내부에 기포가 유입할 수가 있다. 또, 부주의한 낙하 등 비교적 큰 충격이 기록 장치에 가해져서 공급관의 내부에 기포가 발생할 수가 있다. 또한, 잉크 용기를 교환할 수 있는 형태의 잉크젯 기록 장치에서는 잉크 용기의 교환시에 기포가 긍급관의 내부에 유입되는 수가 있다. 또한, 잉크 중에 포함되는 질소가 온도의 상승에 따라서 기포화되는 수도 있다.

이와같이 하여 발생된 기포는 기록 헤드의 바깥쪽으로 배출되는 것이 요구되며, 예를 들면 잉크 용기의 후단부를 니들에 의해서 가압함으로써, 노즐 부근의 점도가 높은 잉크, 또는 기록 헤드내의 기포를 배출하는(이하, 이것을 프라이밍 동작이라고 부른다) 회복장치를 채용한 잉크젯 프린터가 미국 특허 제4,967,209호의 명세서에 개시되어 있다. 또한, 이것 이외에도 노즐을 캡으로 덮고 캡에 연통하는 펌프에 의해서 기록 헤드 내의 기포를 주위의 잉크와 함께 흡인하고, 기포를 배출하는 회복 처리를 행하는 방법이 알려져 있다.

이것들의 발명에 의해서도 공급로의 내부에 있는 기포를 제거할 수 없는 경우가 있다. 공급로의 내부에 기포가 형성되는 요인으로서는 공급로의 내부에 침전점(공급관내에 압력이 가해져도 거의 유속이 0 인 지점)이 있는 경우, 그 유속이 낮은 장소에 기포가 형성되고, 상기 회복 처리에 의해서도 기포가 제거되지 않는 수가 있다. 또, 완전히 제거하기 위해서는, 보다 많은 잉크를 기포와 더불어 배출해야 한다.

이하, 도16을 사용하여 기포가 형성되기 쉬운 잉크 공급로의 형상에 대한 일례를 설명하기로 한다. 도16 에 있어서, 도면 부호 155는 기록 헤드를 도시하며, 상기 기록 헤드 155는 노즐에 연통하는 취입구(158)를 구비하고 있다. 도면부호 153은 잉크 수납 용기에 저장된 잉크를 기록 헤드내에 공급하기 위한 공급관을 도시하며, 상기 공급관(153)은 기록 헤드(155)를 접속하기 위한 공급구(152)를 구비하고 있다. 공급구(152)에 기록 헤드(155)를 삽입한 후, 주위를 접착제(159)를 사용하여 밀봉하고 노즐에 잉크를 공급하기 위한 공급로를 형성한다.

이와같은 공급로에서는 기록 헤드(155)와 공급관(153)의 접속부에 불연속으로 공급로의 단면적이 변화하는 경계면(단차 ; 151)이 형성되기 때문에, 이 부분에 비교적 큰 기포(168)가 형성되기 쉽다. 비교적 큰 기포(168)는 잉크 통로의 벽면과 접촉하는 면적도 크기 때문에 기포(168)를 이동시킬 때 발생하는 저항도 증대하며, 상술된 바와 같이 회복 처리를 행해도 기록 헤드의 접속부에 형성된 기포를 충분히 배출시킬 수 없다. 또한, 기포가 용이하게 배출되는 경우도 있으나, 이 경우는 용이한 배출을 위해 많은 잉크가 배출되어 잉크가 쓸데없이 소비되는 경향이 있다.

또한, 상류측에서 흘러온 비교적 작은 기포(169)도 이 부분에 형성되는 큰 기포(168)와 합쳐져서 기포의 크기가 또한 증대한다. 최악의 경우에는, 기포가 경계면 전역에 걸쳐서 성장하여 이것에 의해 취입구(158)가 막히는 경향이 있다.

이렇게 되면, 잉크가 기록 헤드(155)에 공급되지 않게 되며, 전혀 인쇄할 수 없다는 중대한 문제를 일으킬 우려가 있었다.

이와 같이, 일부에 단차가 형성된 공급로 이외에도, 기포가 형성되기 쉬운 경계면을 갖는 것으로서, 공급로의 일부에 다른 불필요한 물질이 하류측에 유입하는 것을 방지하기 위한 필터가 설치된 것을 예로 들 수 있다. 그러나, 이 경우에도 역시 필터의 전면에는 비교적 큰 기포가 형성되기 쉬워서 마찬가지의 과제를 갖는다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 결점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적은 기포의 배출이 비교적 용이하게 되며, 또한, 완전히 기포가 배출되지 않는 경우에도 기포에 의해서 기록 헤드에 잉크가 공급되지 못하게 된다는 불편함을 방지하도록 한 잉크젯 기록 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 잉크젯 기록 장치는 기록용 잉크를 저장하는 잉크 유지부와, 상기 기록용 잉크를 배출하기 위한 노즐을 구비한 기록 헤드와, 상기 잉크 유지부와 상기 노즐을 접속하는 공급로를 구비하며, 상기 공급로의 일부에 단면적이 상류측에서 하류측을 향하여 불연속으로 감소하는 경계면을 갖는 잉크젯 기록 장치에 있어서, 상기 경계면에서 상류측 공급로의 내부에 잉크가 흐르는 방향과 평행인 방향으로 배일 설치된 복수의 벽면으로 이루어지는 좁은 잉크 흐름로를 가지며, 상기 벽면의 하류측 단부가 상기 경계면에 대해서 소정의 가리를 유지하는 위치에 설치 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 기포가 형성되기 쉬운 경계면의 상류측의 공급로의 내부에 잉크가 흐르는 방향과 거의 평행인 방향으로 설치된 복수의 벽면으로 이루어지는 좁은 잉크 흐름로를 설치했기 때문에, 회복 수단에 의해 잉크 흐름로 내부의 잉크를 흡인 또는 가압할 때와, 잉크 흐름로내의 기포가 이 좁은 잉크 흐름로내를 통과할 때 세분화되며 경계면의 하류측으로 유입하기 쉽게 되어, 보다 확실하게 기포의 배출을 할 수 있으므로, 큰 기포가 잉크 흐름로의 내부에 형성되는 것을 방지할 수 있다.

좁은 잉크 흐름로의 단면은 3 각형이나 4 각형 같이 비원형 형상으로 제조되는 것이 요구되며, 이와같이 적어도 1 개의 모서리부를 갖고 있으면 좁은 잉크 흐름로 내부의 기포가 성장해도 이 부분까지 기포로 점유되지 않는다. 또한, 좁은 잉크 흐름로를 형성하는 벽면의 하류측 단부가 경계면에 대해서 소정의 거리를 유지하는 위치에 설치되어 있기 때문에, 이 단부와 경계면의 사이에는 기포가 존재하기 어렵다. 따라서, 좁은 잉크 흐름로의 내부에 기포가 형성되어도 좁은 잉크 흐름로의 모서리 부분으로부터 좁은 잉크 흐름로를 형성하는 벽면의 하류측의 단부를 따라서 잉크가 경계면의 하류측에 공급되며, 기포에 의해서 기록 헤드에 잉크가 공급되지 못하게 된다는 불편함을 방지할 수 있다.

상기 벽면의 하류측의 단부와 상기 경계면의 거리가 0.05㎜ 내지 0.5㎜으로 유지되는 것이 요구되며, 이 범위로 설정되면 기포가 형성되어도 확실하게 기록 헤드에 잉크가 공급되는 것이 확인되었다.

좁은 잉크 흐름로의 바람직한 구체적인 형상으로서는 빗살 모양이나 격자 모양의 벽부를 경계면의 상류에 설치하고 벽부의 벽면에 의해서 좁은 잉크 흐름로를 형성한 것이나 복수의 관통 구멍을 구비한 다공판을 경계면의 상류측에 설치한 것을 예로 들 수 있다. 어느 경우에도, 상술한 바와같이 형성된 좁은 잉크 흐름로의 단면은 비원형의 모양으로 형성되는 것이 요구된다.

특히, 공급로의 일부에 상기 경계면을 형성하는 장방형 모양의 단면의 개구를 갖는 경우, 이 부분에 기포가 형성되기 쉽고 빗살 모양의 벽부를 상기 개구의 긴 모서리에 대해서 개략 수직으로 배치하므로써 기포의 배출을 보다 용이하게 할 수 있다.

이와 같이 좁은 잉크 흐름로를 설치하므로써 효과가 얻어지는 위치로서는 상기 기록 헤드의 잉크 취입구와 공급관의 잉크 취입구를 접속하는 부분에 의해서 생기는 경계면이나 공급로의 일부에 하류측에 다른 불필요한 물질이 유입하는 것을 방지하기 위한 필터가 설치된 평면에 의해서 생기는 경계면의 상류측을 들 수 있다.

또한, 기록 내용에 따라서 잉크 방울을 배출하는 기록 헤드와 상기 잉크젯헤드에 공급하는 잉크를 유지하는 잉크 유지부를 갖는 잉크젯 카트리지에 있어서, 상기 기록 혜드와 상기 잉크 유지부를 접속하는 부분에 다수 개의 좁은 흐름로 부분을 설치한 것에 의해서도 마찬가지의 효과를 나타낸다.

도1은 본 발명에 적용되는 잉크젯 프린터의 일례를 도시한 사시도.

도2는 본 발명에 적용되는 잉크젯 카트리지의 일례를 도시한 분해사시도.

도3은 본 발명에 적용되는 잉크젯 프린터의 다른 예를 도시한 분해사시도.

도4는 도2 및 도3에 도시된 실시예의 잉크젯 카트리지의 잉크 공급관을 중심으로 도시한 사시도.

도5는 도2에 도시된 잉크젯 카트리지의 잉크 주머니를 단면적으로 도시한 설명도.

도6은 도5에 도시된 잉크젯 카트리지에서의 A-A 선에 따른 단면을 도시한 설명도.

도7은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 잉크 공급로의 좁은 잉크 흐름로 부분을 도시한 사시도.

도8은 도7의 잉크 공급로의 좁은 잉크 흐름로 부분을 헤드칩의 잉크 취입구쪽 방향(화살표 C 방향)에서 바라본 모양을 도시한 평면도.

도9는 도7의 좁은 잉크 흐름로 부분 헤드 칩의 접속 부분을 위쪽 방향(화살표 D 방향)에서 바라본 모양을 도시한 평면도.

도10은 도7의 실시예에서의 기포 배출 모양을 도시한 단면도.

도11은 본 발명에 따른 잉크 공급로의 좁은 잉크 흐름로 부분에 대한 제2실시예를 헤드칩 잉크 취입구측에서 바라본 모양을 도시한 평면도.

도12는 도11의 잉크 공급로를 위쪽 방향(화살표 E 방향)에서 바라본 헤드칩과 좁은 잉크 흐름로 부분의 접속 부분을 도시한 평면도.

도13은 본 발명에 따른 잉크 공급로의 좁은 잉크 흐름로 부분에 대한 제3실시예를 도시한 헤드칩 잉크 취입구 방향에서 바라본 모양을 도시한 평면도.

도14는 도13의 잉크 공급로를 위쪽 방향(화살표 F 방향)에서 바라본 헤드칩과 좁은 잉크 흐름로의 접속 부분을 도시한 평면도.

도15는 본 발명에 따른 잉크 공급로의 좁은 잉크 흐름로 부분의 제4실시예를 도시한 단면도.

도16은 종래예에 있어서의 잉크 공급로의 경계면에 기포가 형성되는 모양을 도시한 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 잉크젯 카트리지 10 : 헤드 케이스

30 : 잉크 주머니 50 : 잉크 공급 케이스

53 : 잉크 공급구 55 : 헤드 칩

58 : 잉크 취입구 66 : 잉크 공급관

67 : 좁은 잉크 흐름로

도1은 본 발명에 적용되는 잉크젯 프린터의 일례를 도시한 사시도로서, 잉크젯 카트리지(1)는 캐리지(2)에 탑재되고, 가이드축(4)에 의해 가이드되어, 모터(3)에 의해 기록지(6)의 기록 방향으로 벨트(5)를 거쳐서 이동하며, 제어 장치(도시않음)로부터 송신되는 기록 데이터에 따라서 인쇄가 행해진다.

도2는 도1에 도시되는 잉크젯 카트리지(1)의 일례를 도시한 분해 사시도로서, 상기 잉크젯 카트리지(1)는 헤드 케이스(10)와, 잉크 주머니(30) 및 잉크공급 케이스(5)로 구성되어 있다. 헤드 케이스(10)는 PAR(폴리아릴레이트)와 PSF(폴리설폰)와, PC(폴리카보네이트) 등의 투명부재로 구성되어 있으며, 그 정면의 오른쪽 어깨 부위에는 후술하는 헤드 칩(55)이 장착되었을 때, 그 노즐이 나타나는 개구부(1la)를 구비한 노즐 플레이트부(11)가 설치되며, 그 주변 부분에는잉크 멈춤 홈(12)이 설치되어 있다. 이 잉크 멈춤 홈(12)은 프라이밍 동작을 행했을 때 노즐(57)에서 배출되는 잉크를 표면 장력에 의해 멈추도록 한 것이며, 상기홈 내부에는 그 때에 배출된 잉크가 표면 장력을 가진 상태에서 부착된다. 따라서, 이 잉크 멈춤 홈(12)은 프라이밍 동작에 의해서 배출하는 잉크량의 가늠이 되며, 또한 이것을 가늠하여 프라이밍 동작을 행하므로써, 프라이밍 동작이 과도하게 행해지는 것에 의해 잉크가 쓸데없이 손실되는 현상 및 프라이밍 동작 부족에 의해 잉크젯 기록 장치가 회복되지 않는 현상(노즐내에서 높은 점성도를 가진 잉크 및 기포가 배출되지 못함)을 방지할 수 있다.

헤드 케이스(10)의 정면 하부에는 잉크 주입구(13)가 설치되며, 상기 잉크주입구(13)는 잉크 주입시 이외에는 마개(14)가 압입되어 있다. 이 마개(14)는 압입했을 경우에 티끌이 생성되지 않도록 배려되고 있으며, 이것에 대한 재료로는 예를 들면, 나일론 부재 등으로 구성되고 있는데, 폴리아미드 등의 연한 수지 또는 금속구와 같은 것이어도 좋다. 이것은 후술하는 잉크 공급 케이스(50)의 마개(60)에 있어서도 마찬가지다. 헤드 케이스(10)의 배면에는 후술하는 잉크 공급관이 형성되어 있으며, 그 입구 부분에는 필터(15)가 열융착되어 있다. 이 필터(15)는 능직 무늬를 한 스텐레스 메시로 구성되어 있다. 상기 헤드 케이스(10)의 배면에 형성된 잉크 공급관과, 잉크 공급 케이스(50)에 형성되어 있는 잉크 공급관과는 0 링(16)을 거쳐서 접속되어 있다. 즉, 0 링(16)은 헤드 케이스(10)와 잉크 공급 케이스(50)에 의해서 유지되며, 잉크 공급관의 일부를 형성하고 있다. 또한, 상기 헤드 케이스(10)의 배면에는 잉크 공급 케이스(50)와 결합하기 위한 핀(17)이 다수 개로 설치되어 있다.

잉크 주머니(30)는 그 재질이 예를 들면 부틸 고무로 이루어지며, 도시된 바와 같이, 선단부는 원형의 개구부(31)로 이루어지며, 개구부(31)의 가장 자리에는 버킹부(32)가 설치되어 있다. 상기 버킹부(32)는 헤드 케이스(10)와 잉크공급 케이스(50)에 의해서 끼워져서, 캐리지의 이동 방향에 긴 편평 또는 타원형의 모양으로 되어 밀봉 구조를 형성한다. 또, 상기 잉크 주머니(30)의 하부측에는 두께가 두터운 부분(33)이 설치되어 있다.

잉크 공급 케이스(50)는 헤드 케이스(10)와 마찬가지로 PAR(폴리아릴레이트)과, RSF(폴리설폰)와, PC(폴리카보네이트) 등의 투명 부재로 구성되어 있으며, 그 헤드 케이스(10)에 대향하는 쪽에는 개구부(51)가 형성되어 있으며, 그곳에는 잉크주머니(30)가 수납된다. 또한, 걸어맞춤 구멍(52)이 형성되어 있으며. 이것에는 헤드 케이스(10)의 핀(17)이 압입 고정되어서 헤드 케이스(10)와 잉크 공급케이스(50)가 결합된다. 또한 , 잉크 공급 케이스(50)의 헤드 케이스(10)를 대향한 쪽에는 헤드 케이스(1O)의 노즐 플레이트부(11)의 개구부(11a)와 동일한 형상의 개구부(53)가 형성되고 또한, 측부에는 헤드 FPC(플랙시블 프린트 서킷) 받음부(54)가 설치되어 있다. 이들 개구부(53) 및 헤드 FPC 받음부(54)에는 헤드 칩(55) 및 헤드 FPC(56)가 수납된다. 헤드 칩(55)의 한쪽 단부에는 복수의 노즐이 동일한 간격으로 열 형상으로 배치된 노즐부(57)가 형성되며 다른쪽 단부에는 노즐열의 방향에 가늘고 긴 개략 장방형 모양의 단면을 갖는 잉크 취입구(58)가 형성되어 있다.

그리고, 헤드 칩(55)은 헤드 케이스(10)의 배면에 형성된 공간부(18)에 배치되며, 노즐부(57)는 헤드 케이스(10)의 노즐 플레이트부(11)의 개구부(1la)에 삽입되며, 그 주위가 접착되어 고정된다. 또한, 상기 잉크 취입구(58)는 잉크 공급 케이스(50)의 잉크 공급구로 되는 개구부(53)에 삽입되어, 주위를 접착제로 밀봉해서 고착시킨다. 헤드 FPC(56)는 폴리이미드를 재료로 하여 형성되며, 헤드칩(55)과는 이방성도전막에 의해 전기적으로 연결되고, 콘택트부(59)는 잉크 공급 케이스(50)의 FPC 받음부(54)에, 예를 들면 양면 테이프로 접착되어 고정되고 있다.

잉크 공급 케이스(50)의 헤드 FPC 받음부(54)의 반대측에는 개구부(도시 생략)가 설치되며 이것에는 마개(60)가 압입된다. 잉크 공급 케이스(50)의 상부에 돌기 모양의 손잡이(61)가 설치되어 있다. 또한, 잉크 공급 케이스(50)의 하측에는 관통 구멍(도시 생략)이 설치되며, 상기 관통 구멍에 가압봉(63)이 삽입되며 초기 인쇄 동작이 개시될 때, 또는 인쇄 불능의 경우에 잉크 주머니(30)의 두께가 두터운 부분(33)을 가압하므로써, 잉크 주머니(30)내의 잉크에 압력을 인가한다. 잉크 공급 케이스(50)의 헤드 EPC 받음부(54)측에는 캐리지(도시 생략)에 대한 위치결정 핀(64, 65)이 설치되어 있으며 잉크겟 기록 장치가 캐리지에 부착될때는, 상기 위치결정 핀(64, 65)이 그 기준 위치로 되어 부착된다. 이상과 같이 구성된 잉크젯 기록 장치는 기본적으로는 투명부재로 구성되어 있으며, 그 내부를 조작자가 들여다 볼 수 있도록 형성되어, 잉크 주머니내의 잉크 잔량을 예측할 수 있도록 되어 있고, 인쇄가 가능한지 여부를 사전에 판단할 수 있도록 구성되어 있다.

도5 및 도6은 도2에 도시된 잉크젯 카트리지의 잉크 주머니(30)를 도시한 단면 설명도 및 그 A-A 단면 설명도이다. 도시된 바와 같이 가압봉(63)이 맞닿는 잉크 주머니(30)의 두께가 두터운 부분(33)은 하측부의 중앙부에 길이 방향으로 전체 길이의 약 1/3 의 길이로 원주 방향에 90℃ 내지 180℃의 영역에 걸쳐서 설치되어 있으며, 그 두께는 1㎜ 내지 3㎜이며, 두께가 얇은 부분은 0.3㎜ 내지 0.5㎜로 구성되어 있다. 또, 두께가 두터운 부분(33)에는 가압봉(63)에 의한 프라이밍 동작시에 두께가 두터운 부분(33)을 확실하게 가압하기 위한 가이드부(34)가 설치되어 있으며, 또한, 두께가 두터운 부분(33)은 잉크 주머니 내측으로 두껍게 되어 있다. 이러한 두께가 두터운 부분(33), 즉 가압 부분과 잉크 공급 케이스(50)와의 사이의 간격은 될 수 있는 한 작은 간격을 이루는 것이 요구된다. 또한, 잉크 주머니(30)는 캐리지의 이동방향(B)의 치수가 큰 편평 형상을 하고 있으며, 가압봉(63)에 의해 프라이밍이 동작할 때의 변형을 두께가 두터운 부분(33)와 상승적으로 작동하여 일정하게 유지될 수 있도록 하고 있다.

도3은 도1에 도시된 잉크젯 카트리지(1)에 대한 다른 예를 도시한 분해사시도로서, 잉크 유지부가 다공질 부재로 구성된 예를 도시한 분해 사시도이다. 도3에 도시한 잉크젯 카트리지는 잉크 유지부를 제외하고는 도2의 잉크젯 카트리지와 같은 구성으로 되어 있기 때문에, 잉크 유지부 이외의 구성에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

다공질 부재(70)는 그 재료가 예를 들면 미세한 빈 구멍을 갗는 우레탄폼으로 이루어져 잉크를 흡수하기 위한 흡수체이며, 잉크 공급 케이스(50)의 개구부(51)에 수납되고 있다. 이와 같은 잉크 유지부가 다공질 몸체로 구성된 잉크젯 카트리지는 프라이밍 동작을 행할 수 없으므로, 이하에 설명하는 방법으로 회복 처리가 행해진다.

즉, 기록 장치의 회복 수단으로서 헤드 칩(55)의 노즐(57)을 캡 부재(도시생략)와 캡 부재에 연통하는 펌프 등으로 이루어지는 흡입 수단(도시 생략)을, 예를 들면 도1에 도시한 잉크젯 프린터의 모터(3)의 위쪽에 배치한다. 노즐(57)을 캡한 후, 흡인 수단에 의해 캡의 내부를 흡인하고, 노즐 부근의 점도가 높은 잉크, 또는 잉크 흐름내의 기포를 흡인 배출하므로써, 회복 처리가 행해진다.

도4는 도2 및 도3의 잉크젯 카트리지의 잉크 공급관에 주목한 사시도이다. 도시된 바와 같이, 잉크 공급관(66)은 잉크 주머니(30)를 덮는 헤드 케이스(10) 및 잉크 공급 케이스(50)에 형성되어 있다. 본 발명에 따른 특징 부분인 좁은 잉크 흐름로는 잉크 공급관(66)과 헤드 칩(55)의 잉크 취입구(58)를 연결시킬 수 있는 잉크 공급 케이스(50)의 개구부(잉크 공급구)(53)에 설치되어 있다. 이하, 도7 내지 도10을 사용하여 본 발명에 따른 일 실시예를 설명하기로 한다.

도7은 본 발명에 따른 일 실시예에 있어서의 잉크 흐름로의 좁은 잉크 흐름로 부분을 도시한 사시도이며, 도8은 도7의 좁은 잉크 흐름로 부분을 화살표 D 방향, 즉 헤드칩의 잉크 취입구측에서 본 평면도이고, 도9는 도7의 좁은 잉크 흐름로 부분을 화살표(C) 방향에서 본 헤드칩과 좁은 잉크 흐름로의 접속 부분을 도시한 평면도이다. 도8의 연장선으로 도시된 바와 같이, 헤드 칩(55)에서 잉크 취입구(58)의 형상은 높이(h2)와 폭(1)의 폭방향으로 편평한 장방형 모양이며, 한편, 잉크 취입구(58)에 접속하는 잉크 케이스(50)측의 개구의 높이(hl)는 높이(h2)에 비해 매우 크며 이 부분에 큰 기포가 형성되기 쉬운 경계면(151)이 형성되어 있다.

잉크 케이스(50)측의 개구부(53)의 안쪽에는 복수의 가늘고 긴 벽부(69)가 병렬로 설치되어 있다. 이들 벽부(69)는 헤드 칩(55)이 개구부(53)에 삽입될 때 장방형 모양의 잉크 취입구(68)의 긴 모서리에 대해서 거의 수직으로 교차하도록 배치되어 있다. 또, 이들 벽부(69)의 단면(69a)으로 잉크 취입구(58)의 단차(경계면 151)에 대해서 소정의 거리(d)를 유지하도록 배치되고 있다. 그 결과, 이 경계면의 상류 부분에 매우 좁은 빗살 형상의 흐름로(67a)(폭 c, 높ㅇ1 h1)가 형성된다.

도10은 본 실시예에 있어서의 기포 배출의 모양을 도시한 단면도이다. 잉크 공급관(66)내에 있는 기포(68)는 프라이밍 동작이나 흡인 동작에 의해 헤드칩(55)측으로 이동하고, 좁은 잉크 흐름로 부분(67a)에 의해 세분화된다. 이것에 의해 잉크 취입구(58)로의 유입시에 저항이 작아지며 용이하게 유입할 수 있기 때문에, 기포 배출을 확실하게 행할 수 있다.

폭(1)이 4.5㎜ 이고, 높이(h2)가 0.087㎜ 인 잉크 취입구를 갖는 기록 헤드에 대해서 높이(hl)가 0.84㎜이고, 폭(c)이 0.3㎜ 인 6개의 좁은 잉크 흐름로를 경계면에 대해서 d = 0.15㎜ 만큼 떨어진 위치에 형성하고, 실제로 확인한바, 이것에 의해 양호한 결과가 얻어졌다. 즉, 좁은 잉크 흐름로를 갖지 않는 공급관에서는 경계면에 큰 기포가 형성되며 프라이밍을 행해도 기포가 충분히 배출되지 않았는데, 상기와 같이 형성된 좁은 잉크 흐름로를 갖는 것은 비교적 용이하게 기포 배출을 행할 수 있었다.

또한, 좁은 잉크 흐름로 부분을 갖지 않은 공급관에서는 최종적으로 기포가 잉크 취입구 전체를 막기까지 성장하고, 기록 헤드에 잉크가 공급되지 않게 되어 인쇄를 속행할 수 없게 되지만, 좁은 잉크 흐름로를 설치한 것에서는 기포가 성장된 경우에라도 기록 헤드에 잉크가 공급되지 않게 되는 것은 없었다. 또한, 경계면으로부터 좁은 잉크 흐름로의 간격(d)을 0.05㎜ 내지 0.5㎜ 의 범위에 설정한 경우에라도 마찬가지로 기록 헤드에 잉크가 공급되지 않게 되는 불편함이 일어나지 않는다는 것이 본 실험으로 확인되었다.

또한, 이 좁은 잉크 흐름로(67)의 단면 치수는 본 실시예에 한정되는 것은 아니고, 적어도 상류측에서 발생하는 기포의 직경보다 크게 하면 좋으며, 즉 좁은 잉크 흐름로의 상류측의 단부에서 기포가 형성되지 않는 크기이면 가능한 한 작은쪽이 효과가 있다.

도11은 본 발명에 있어서의 제2실시예의 좁은 잉크 흐름로의 형상을 도시한 헤드 칩의 잉크 취입구측에서 본 평면도이며, 도12는 도11의 실시예에 있어서의 헤드 칩과 좁은 잉크 흐름로의 접속 부분을 위에서(화살표 E 방향) 본 평면도이다. 격자 부재(82)는 그 재료가 예를 들면 PSF(폴리설폰) 등의 잉크에 젖기 어려운 플라스틱 부재로 이루어지며, 격자 모양으로 구분된 매우 좁게 연통한 다수의 구멍 부분이 형성되고, 케이스 리저버(80)에 수납되어 있다. 상술한 격자부재(82)는 플라스틱 부재로 형성된 것에 한정되는 것은 아니며, 스테인레스 등의 금속을 사용해도 좋고, 잉크 공급관(66)으로부터 잉크 취입구(58)로 유입하는 잉크의 이동 방향에 대해서 케이스 리저버(80)내를 격자상으로 분할하는 부재면 양호하다. 잉크 공급관(66)내에 있는 기포는 프라이밍 동작이나 홈인 동작에 의해 헤드칩(55)측으로 이동하고, 격자 부재(82)에 의해 세분화되어서 잉크 취입구(58)로 유입할 때의 저항이 작아지며 용이하게 유입하기 때문에 기포 배출이 확실하게 되어 회복이 가능하게 된다.

도13은 본 발명에 따른 좁은 잉크 흐름로 부분의 제3실시예를 도시한 것이며, 헤드 칩의 잉크 취입구측에서 본 평면도이다. 도14는 도13의 헤드 칩과 좁은 잉크 흐름로의 접속 부분 위쪽(화살표 아래 방향)에서 븐 평면도이다. 다공판(83)은 그 재료가 예를 들면, 스테인레스 등의 잉크에 젖기 어려운 금속 부재로 이루어지며, 관통된 다수의 구멍에 의해 좁은 잉크 흐름로(67c)가 형성되어 케이스 리저버(80)에 수납되어 있다. 케이스 리저버(80)에는 잉크 공급관(66)에의해서 잉크가 공급된다. 좁은 잉크 흐름로(67c)는 단면이 3 각형이며, 이와 같은 단면 형상으로 이루어짐으로써 좁은 잉크 흐름로(67c)에 기포가 존재해도 기포에 의해서 좁은 잉크 흐름로가 완전히 폐쇄되는 것을 방지할 수 있다. 이 좁은 잉크 흐름로의 단면은 3 각형에 제한되지 않으며, 구체 모양의 기포가 좁은 잉크 흐름로의 벽면 전체에 접촉하지 않는 형상을 한 것도 양호하다. 또, 다공판(83)은 금속으로 형성된 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, PSF(폴리설폰) 등의 잉크에 젖기 어려운 플라스틱 부재이어도 양호하다.

도15는 본 발명에 따른 좁은 잉크 흐름로 부분의 제4실시예를 도시한 단면도이며, 내부에 다른 불필요한 물질이 하류측에 유입하는 것을 방지하기 위한 필터(115)를 설치한 잉크 공급관(166)에도 좁은 잉크 흐름로(67)를 설치한 것이다. 필터(115)는 잉크 흐름로중 가장 작은 단면을 갖는 노즐이 다른 불필요한 물질에 의해서 막히는 것을 방지하기 위해, 매우 세밀한 그물코 모양의 부재로 형성되어 있다. 따라서, 상류로부터 흘러온 비교적 세밀한 기포도 필터 전면에 형성되어 후속의 기포를 받아들이면서 비교적 큰 기포로 성장하기 때문에, 회복 동작에 의해서도 기포의 배출이 곤란해진다. 또, 기포에 의해서 잉크 공급로가 완전히 막히고, 하류측으로 잉크의 공급이 곤란해지는 수도 있다.

즉, 공급관의 내부에 설치된 필터(115)의 전면에도 기포가 형성되기 쉬운 경계면(151)이 형성되고, 이와 같은 경계면(151)에 대해서도 간격(d)만큼 상류측으로 떨어진 위치에 좁은 잉크 흐름로(67)를 설치하므로써 기포의 배출성을 향상시키는 효과가 얻어지며 또, 기포가 형성되는 것에 의해서 잉크 공급로가 성장된 기포에 의해서 폐쇄되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.

또한, 좁은 잉크 흐름로(67)의 형상은 제1 내지 제3실시예에서 나타낸 어느 형상을 채용해도 좋으며, 그 이외에도 공급관의 단면 형상에 따라서 최적의 형상을 한 좁은 잉크 흐름로를 형성하면 양호하다.

또한, 본 발명은 상술한 어느 특정의 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지의 변경을 행할 수 있다.

예를 들면, 상술된 실시예에 있어서는 기록 헤드와 잉크 공급부를 내포한 잉크젯 카트리지에 적용한 경우를 설명했는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 기록 헤드와 잉크 공급부를 개별적으로 구성하고, 이들을 연결하는 공급관에 좁은 잉크 흐름로 부분을 설치해도 좋다. 또한, 상술된 실시예에 있어서는 잉크 유지부를 가압하고 기포의 배출을 행하는 경우를 설명했는데. 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 펌프와 캡 등으로 이루어지는 기록 헤드내의 잉크를 상기 노즐로부터 흡인하는 흡인 수단, 또는 잉크 유지부로부터 좁은 잉크 흐름로의 사이에 헤드내의 잉크롤 노즐에서 배출하기 위한 가압 수단을 적소에 설치해도 좋다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면 기록 헤드의 잉크 취입구에 좁은 잉크 흐름로를 형성했기 때문에, 잉크 공급관의 내부에서 기포의 배출이 효율적으로 용이하게 되며, 인쇄의 회복이 확실하게 된다는 효과가 얻어진다. 또한, 기포의 배출에 따라 배출되는 잉크의 양도 소량으로 된다는 효과도 있다. 그리고, 완전히 기포가 배출되지 않는 경우에도, 성장한 기포에 의해서 잉크 공급관이 폐쇄되는 일이 없고, 기록 헤드에 잉크가 공급될 수 없다는 불편함을 확실하게 방지할 수 있다.

Claims (12)

1. 기록용 잉크를 저장하는 잉크 유지부와, 상기 기록용 잉크를 배출하기 위한 노즐을 구비한 기록 헤드와, 상기 잉크 유지부와 상기 노즐을 접속하는 공급로를 구비하며, 상기 공급로의 일부에 단면적이 상류측에서 하류측을 향하여 불연속으로 감소하는 경계면을 갖는 잉크젯 기록 장치에 있어서, 상기 경계면에서 상류측 공급로의 내부에 잉크가 흐르는 방향과 평행인 방향으로 배열 설치된 복수의 벽면으로 이루어지는 좁은 잉크 흐름로를 가지며, 상기 벽면의 하류측 단부가 상기 경계면에 대해서 소정의 거리를 유지하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 벽면의 하류측 단부와 상기 경계면 사이의 거리가 0.05㎜ 내지 0.5㎜ 인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 좁은 잉크 흐름로를 형성하는 빗살 형상의 벽부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 공급로의 일부에 상기 경계면을 형성하는 장방형 단면의 개구를 가지며, 상기 빗살 형상의 벽부가 상기 개구의 긴 모서리에 대해서 수직으로 배치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 좁은 잉크 흐름로를 형성하기 위해 격자 모양의 벽부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 좁은 잉크 흐릉로를 형성하는 복수의 관통 구멍을 구비한 다공판을 가지며, 상기 관통 구멍의 단면이 비원형 형상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록 헤드는 기록 헤드 내부에 잉크를 취입하기 위한 잉크 취입구를 가지고, 상기 공급로는 상기 잉크 취입구에 접속하는 잉크 공급구를 가지며, 상기 잉크 공급구의 단면적은 상기 잉크 취입구의 단면적보다 크고, 상기 기록 헤드의 잉크 취입구가 설치된 평면에 의해서 발생하는 경계면에 대해서 소정의 거리를 유지하는 위치에 상기 좁은 잉크 흐름로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급로의 일부에 하류측으로 다른 불필요한 물질이 유입하는 것을 방지하기 위한 필터를 구비하며, 상기 필터가 설치된 평면에 의해서 발생하는 경계면에 대해서 소정의 거리를 유지하는 위치에 상기 좁은 잉크 흐름로가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기록 헤드내의 잉크를 상기 노즐로부터 흡인하는 흡인 수단을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크 유지부에서 상기 좁은 잉크 흐름로 사이에 상기 기록 헤드내의 잉크를 상기 노즐로부터 배출하기 위한 가압 수단을 또한 설치한 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 잉크 유지부와, 기록 헤드와, 잉크 공급로 및 좁은 잉크 흐름로를 구비하며, 이것들을 수납하는 하우징을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지.
12. 제11항에 있어서, 상기 잉크 유지부를 가압하는 가압 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지.

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