KR100349938B1 - 프린터용카트리지의잉크충진장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잉크제트프린터용 카트리지 내부에 잉크을 주입하기 위한 충진장치에 관한 것으로, 잉크주입용 충진노즐(31)과 공기흡입노즐(41)내부에 노즐구멍(36)(46)을 개폐조절하기 위한 파일롯트핀(33)(43)을 각각 구비하고, 잉크주입공정과 공기흡입공정이 중복되지 않으면서 순차적으로 진행되도록 구성함에 따라 잉크를 손실없이 카트리지(20) 내부에 주입할 수 있도록 하고 있다.
또한, 충진노즐(31)의 하부에는 주사기 바늘(37)이 결합 구성되어서, 잉크가 카트리지(20) 내부에 주입될 시 그 내부에 구비된 스펀지를 뚫고 깊숙히 공급될 수 있도록 하고 있다. 이에 따라 카트리지(20) 내부에는 공기 혼입없이 잉크만이 주입되어지므로 카트리지(20) 내부에 종전 보다 많은 량의 잉크가 담겨지도록 하고 있으며, 항공운반하더라도 카트리지의 터짐이 발생되지 않도록 하고 있다.
또한, 공기 흡입노즐(41)과 진공펌프(61)사이에 드레인챔버(70)를 결합하여서 여분의 잉크가 배출되더라도 진공펌프(61)에 바로 공급되지 않도록 함에 따라, 장비의 오염 및 손상이 방지되도록 하고 청소작업이 용이하도록 하고 있다.

Description

프린터용 카트리지의 잉크 충진장치
본 발명은 잉크제트프린터용 카트리지 내부에 잉크을 주입하기 위한 충진장치에 관한 것으로, 잉크주입공정도중 용기 내부에 공기가 유입되지 않도록 함에 따라 프린터에 적용할 때 인쇄성이 양호하게 유지될 수 있도록 하는 프린터용 카트리지의 잉크 충진장치에 관한 것이다.
최근에 많이 사용되는 프린터로는, 액체잉크를 분사하여 인쇄하는 잉크제트방식과 분말형 토너를 분사하여 인쇄하는 레이저제트방식이 있는데, 잉크제트방식의 경우 잉크를 사용하는 것이므로 다양한 색상을 손쉽게 공급할 수 있는 장점이 있으므로 칼라 프린터에서 주로 사용된다.
한편, 잉크제트프린터에서는 액체잉크를 카트리지라는 작은 용기에 담아 사용하고 있는데, 대개 카트리지의 내부에는 스펀지가 위치하고 이 스펀지 내부에는 액체잉크가 흡수되어져 사용된다. 잉크가 대기압상태에서 카트리지 내부에 주입되어지면 잉크가 스펀지 내부에 충분히 흡수되기 어려우므로 카트리지 내부에 상당량의 공기가 잔존하게 되는데, 이와 같이 되면 카트리지내부에 충분한 양의 잉크가 담겨지기도 어려울 뿐만 아니라, 이런 상태의 카트리지가 프린터에 적용되어지면 잉크 분사량이 고르지않게 되므로 인쇄상태가 불량하게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 과거에도, 카트리지에 대한 잉크주입공정중에 카트리지 내부가 진공이 되도록 하는 방법이 시도되어진 적은 있으나, 이러한 종래의 방법에서는 잉크주입공정과 공기흡입공정이 원만하게 이루어지지 않았으므로 작업도중에 많은량의 잉크가 공기흡입측으로 빨려들어가서 그냥 버려지거나 공기흡입장치를 손상시키는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래장치에서는 잉크주입공정도중에 용기내부의 진공상태가 양호하게 유지되기는 어려우므로 이 공정도중에 미량의 공기가 잉크와 함께 섞이게 되는데, 이와 같이 제조된 카트리지가 프린터에 사용되면 잉크가 공기와 함께 공급되어지므로 인쇄상태가 불량하게 될 뿐만 아니라, 포장된 상태에서 항공운반하게되면 잉크에 혼재되어있던 공기가 기압차에 의해 팽창하게 되므로 카트리지가 터지게되는 폐단도 있었다.
이에 본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해, 잉크주입용 노즐과 공기흡입용 노즐내부에 노즐구멍을 개폐조절하기 위한 파일롯트핀을 각각 구비하고, 잉크주입공정과 공기흡입공정이 중복되지 않으면서 순차적으로 진행되도록 구성함에 따라 잉크를 손실없이 카트리지 내부에 주입할 수 있도록 하고 있다.
또한, 충진노즐의 하부에는 주사기 바늘이 결합 구성되어서, 잉크가 카트리지 내부에 주입될 시 그 내부에 구비된 스펀지를 뚫고 깊숙히 공급될 수 있도록 하고 있다. 이에 따라 카트리지 내부에는 공기 혼입없이 잉크만이 주입되어지므로 카트리지 내부에 종전 보다 많은 량의 잉크가 담겨지도록 하고 있으며, 항공운반하더라도 카트리지의 터짐이 발생되지 않도록 하고 있다.
또한, 공기 흡입노즐과 진공펌프사이에 드레인챔버를 결합하여서 여분의 잉크가 배출되더라도 진공펌프에 바로 공급되지 않도록 함에 따라, 장비의 오염 및 손상이 방지되도록 하고 청소작업이 용이하도록 하고 있다.
이하 본 발명을 첨부된 예시 도면을 참고하여 그 구성 및 작용효과 등을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크 충진장치의 정면도 및 우측면도,
도 2는 본 발명의 잉크 충진장치에 적용되는 노즐부의 확대도시도,
도 3은 본 발명의 요부만을 확대도시한 정면도 및 우측면도,
도 4는 본 발명에 적용되는 드레인챔버만을 확대도시한 평면도 및 정면도,
도 5는 본 발명의 작동상태도로서,
(a)는 잉크를 충진하기 위해 카트리지를 지그위에 올려놓은 상태를 도시한 작동상태도,
(b)는 지그가 상승하여 카트리지가 공기흡입노즐에 닿은 상태에서 공기흡입장치가 작동함에 의해 카트리지 내부가 진공이 된 상태를 도시한 작동상태도,
(c)는 잉크충진노즐을 통하여 잉크가 카트리지 내부에 주입된 상태를 도시한 작동상태도,
(D)는 지그가 하강되어진 상태를 도시한 작동상태도,
도 6은 본 발명에 따른 노즐부에서의 잉크주입동작을 상세하게 도시한 작동상태도로서,
(a)는 지그가 상승함에 따라 각 노즐의 선단이 카트리지에 밀착되어진 상태를 도시한 작동상태도,
(b)는 공기흡입장치가 작동함에 따라 카트리지의 내부가 진공이 되어진 상태를 도시한 작동상태도,
(c)는 공기흡입노즐구멍이 폐쇄된 상태에서 잉크충진노즐을 통해서 잉크가 카트리지 내부로 주입되어진 상태를 도시한 작동상태도,
(d)는 공기흡입노즐과 함께 잉크충진노즐도 폐쇄되어진 상태를 도시한 작동상태도,
(E)는 지그가 하강되어진 상태를 도시한 작동상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 지지프레임 11 : 바퀴
12 : 지그작동실린더 13 : 기대
20 : 카트리지 21 : 잉크주입구
22 : 공기흡입구 30 : 충진장치
31 : 충진노즐 32, 42 : 실린더
33, 43 : 파일롯트핀 충진장치 34 : 잉크주입공
35, 45 : 오링 36, 46 : 노즐구멍
37 : 주사바늘 38 : 튜브펌프
41 : 공기흡입노즐 44 : 공기배출공
47 : 연결블록 48 : 흡기제어유니트
50 : 지그 60 :진공탱크
61 :진공펌프 70 : 드레인챔버
71 : 연결블록측 포트 72 : 진공탱크측 포트
73 : 기대
도 1은 본 발명에 따른 잉크 충진장치의 정면도 및 우측면도이며, 도 2는 본 발명의 잉크 충진장치에 적용되는 노즐부의 확대도시도이며, 도 3은 본 발명의 요부만을 확대도시한 정면도 및 우측면도이며, 도 4는 본 발명에 적용되는 드레인챔버만을 확대도시한 평면도 및 정면도로서 이상의 도면에서 보면 내부에는 지그작동실린더(12)가 구비되어져 있으며 그 상부에는 상기 지그작동실린더(12)에 의해 상하작동하는 지그(50)가 구비되어진 지지프레임과, 튜브펌프(44)로부터 공급되어진 잉크를 상기 지그(50)상부에 놓여진 카트리지(20)의 내부로 충진노즐(31)을 통해 주입하기 위한 충진장치(30)와, 상기 충진장치(30)에 의해 잉크를 카트리지(20) 내부로 주입하기 전에 상기 카트리지(20) 내부의 공기를 공기흡입노즐(41)을 통해 외부로 배출하기위한 공기흡입장치(40)와, 상기 공기흡입장치(40) 내부에 진공압을 형성하기 위해서 상기 공기흡입장치(40)로부터 연결되어진 진공탱크(60) 와 진공펌프(61)로 구성되어진다.
이를 좀 더 상세히 설명하면, 상기 충진장치(30)는 하측부에 잉크주입공(34)이 형성되고 그 하부에는 이와 연결된 노즐구멍(36)이 형성되어져 있는 충진노즐(31)과, 상기 충진노즐(31) 내부에 구비된 파일롯트 핀(33)이 상하작동될 시에 상기 노즐구멍(36)에 대한 개폐동작이 이루어질 수 있도록 상기 충진노즐(31)의 상부에 설치되어지는 실린더(32)로 구성되며, 상기 공기흡입장치(40)는 하측부에 공기배출공(44)이 형성되고 그 하부에는 이와 연결된 노즐구멍(46)이 형성되어져 있는 공기흡입노즐(41)과, 상기 공기흡입노즐(41) 내부에 구비된 파일롯트 핀(43)이 상하작동될 시에 상기 노즐구멍(46)에 대한 개폐동작이 이루어질 수 있도록 상기 공기흡입노즐(41)의 상부에 설치되어지는 실린더(42)로 구성된다.
한편, 상기 충진장치(30)의 노즐구멍(36) 상부에는 상기 파일롯트 핀(33)과의 접촉부에서 누설이 발생되지 않도록 오링(35)이 결합되어지며, 상기 공기흡입장치(40)의 노즐구멍(46) 상부에는 상기 파일롯트 핀(43)과의 접촉부에서 누설이 발생되지 않도록 오링(45)가 결합되어져 있다. 또한, 충진노즐(31)에 의하여 카트리지 내부에 잉크를 주입할 시에 잉크가 카트리지(20) 하부까지 깊숙히 공급될 수 있도록 상기 충진노즐(31)의 하부에는 주사 바늘(37)이 결합될 수도 있다.
한편, 상기 공기흡입노즐(41)의 내부 진공압이 조절되도록 하기 위해 상기 공기흡입노즐(41)의 공기배출공(44)과 진공탱크(60)의 사이에는 연결블록(47)과 함께 흡기제어유니트(48)가 연결될 수도 있으며, 상기 공기흡입노즐(41)을 통해 카트리지(20)내부의 잉크가 역류하더라도 이 잉크가 바로 진공탱크(60)에 유입되지 않도록, 상기 공기흡입노즐(41)의 공기배출공(44)과 진공탱크(60)사이에는 드레인챔버(70)가 연결될 수도 있는데, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 지지프레임(10)의 상부에 입설된 기대(73)에 매달려진 형태로 구성되며, 상부에는 상기 공기배출공(44)과 연결된 연결블록측 포트(71)와 진공탱크(60)와 연결된 진공탱크측 포트(72)가 구비되어진다. 이와같이 구성된 본 발명의 잉크 충진장치에 의해 카트리지에 잉크를 충진하는 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 작동상태도이며, 도 6은 본 발명에 따른 노즐부에서의 잉크주입동작을 상세하게 도시한 작동상태도이다. 먼저, 도 5의 (a)를 보면 잉크를 충진하기 위해 카트리지(20)를 지그(50)위에 올려놓은 상태를 도시한 작동상태도로서, 지그작동실린더(12)에 의해 작동하는 지그(50)의 상부에 빈 카트리지(20)를 놓고 잉크 충진할 준비를 한다.
이때 충진장치(30)와 공기흡입장치(40)에서는 파일롯트 핀(33)(43)이 모두 하강되어 각 노즐구멍(36)(46)이 모두 폐쇄되어진 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 도 5의 (b) 및 도 6의 (a)에서와 같이 지그 작동실린더 (12)가 동작하면 지그(50)와 함께 카트리지(20)가 상승하게 되므로, 카트리지(20)상부에 형성된 잉크주입구(21)와 공기흡입구(22)는 각각 충진노즐(31)과 공기흡입노즐(41)의 선단에 끼워지게되며, 상기 충진노즐(31)의 하단에 결합된 주사바늘(37)은 카트리지(20) 내부에 구비된 스펀지(미도시함)를 뚫고 하부 깊숙히 위치하게 된다.
이 상태에서 공기흡입장치(40)의 실린더(42)가 작동하여 파일롯트핀(43)이 상승하게 되면 노즐구멍(46)이 개방되므로 공기배출공(44)을 통해 진공탱크(60)로 부터의 진공압이 작용하게 되므로 (도 6의 b참조), 카트리지(50)내부에 있던 공기는 흡기제어유니트(48)에서의 진공설정압이 될 때까지 모두 진공탱크(60)쪽으로 배출되어진다.
이와 같이 카트리지(50) 내부에 있던 공기가 진공탱크(60)쪽으로 배출되면 실린더(42)가 다시 동작하게 되므로 파일롯트핀(43)이 하강하여 노즐구멍(46)이 폐쇄되어지는데, 이 상태에서 도 5의 (c) 및 도 6의 (c)에서와 같이 충진장치(30)의 실린더(32)가 작동하여 파일롯트핀(33)이 상승하게 되면 노즐구멍(36)이 개방되므로, 튜브펌프(38)로 부터 공급된 잉크가 잉크주입공(34)을 통해 충진노즐(31) 내부로 유입된 다음 노즐구멍(36) 하부에 위치한 주사바늘(37)을 통해서 카트리지(20) 내부로 주입된다.
이때, 카트리지(20)의 내부는 진공상태이므로 잉크가 신속하게 주입되어지며, 특히 주사바늘(37)에 의해 카트리지(50) 하부로부터 잉크가 채워지게 되므로 잉크주입공정도중 공기가 전혀 혼입되지 않게 되는 것이다. 또한, 상기 튜브펌프(38)에는 미세유량조절밸브(미도시)가 구비되어져 있으므로 카트리지(20) 내부에 정확한 양의 잉크를 주입할 수 있게 된다.
이와 같이 카트리지(20) 내부에 잉크가 완전히 주입되고나면 도 6의 (d)에서와 같이 충진장치(30)의 실린더(32)가 다시 작동하여 파일롯트핀(33)이 하강하게 되고, 이에 따라 노즐구멍(36)이 폐쇄되어서 잉크가 더 이상 배출될 수 없는 상태가 된다. 이와 같은 상태에서 도 5의 (d) 및 도 6의 (e)에서와 같이 지그 작동실린더 (12)가 동작하면 지그(50)와 함께 카트리지(20)가 하강하게 되므로 카트리지(20)는 상기 노즐들(31)(41)로부터 분리되어지며, 이때 잉크 주입이 완료된 카트리지(20)가 지그(50)로부터 취출될 수 있는 상태가 되므로 모든작업이 완료되는 것이다.
이와같이 본 발명은, 충진노즐(31)과 공기흡입노즐(41)내부에 노즐구멍(36)(46)을 개폐조절하기 위한 파일롯트핀(33)(43)을 각각 구비하고, 이들 노즐구멍(36)(46)에 대한 개폐동작이 서로 중복되지 않도록 함에 따라 잉크를 손실없이 카트리지(20) 내부에 주입할 수 있도록 하고 있다. 또한, 잉크 주입공정중 충진노즐(31)이 카트리지(20)쪽으로 하강하지 않고, 구조가 훨씬 단순한 지그(50)가 지그작동실린더(12)에 의해 상승하도록 구성함에 따라 그 구조가 매우 단순해질 뿐만 아니라, 정밀하고도 안정된 제어가 가능하게 되는 것이다.
한편, 상기 공기흡입노즐(41)의 공기배출공(44)과 진공탱크(60)사이에는 드레인챔버(70)가 연결되어져 있으므로(도 4참조), 설령 공기흡입노즐(41)을 통해 카트리지(20)내부의 잉크가 역류하더라도 이 잉크가 바로 진공탱크(60)에 유입되지 않고 드레인챔버(70)에 저장된다. 따라서 어떠한 경우에도 진공탱크(60) 나 진공펌프(61)가 잉크에 의해서 오염되지 않게 되므로, 장치에 대한 내부청소작업이 용이하게 되는 것이다.
이상에서 설명한바와같이 본 발명에 의하면, 잉크주입용 충진노즐(31)과 공기흡입노즐(41)내부에 노즐구멍(36)(46)을 개폐조절하기 위한 파일롯트핀(33)(43)을 각각 구비하고, 잉크주입공정과 공기흡입공정이 중복되지 않으면서 순차적으로 진행되도록 구성함에 따라 잉크를 손실없이 카트리지(20) 내부에 주입할 수 있도록 하고 있다.
또한, 충진노즐(31)의 하부에는 주사기 바늘(37)이 결합 구성되어서, 잉크가 카트리지(20) 내부에 주입될 시 그 내부에 구비된 스펀지를 뚫고 깊숙히 공급될 수 있도록 하고 있다. 이에 따라 카트리지(20) 내부에는 공기 혼입없이 잉크만이 주입되어지므로 카트리지(20) 내부에 종전 보다 많은 량의 잉크가 담겨지도록 하고 있으며, 항공운반하더라도 카트리지의 터짐이 발생되지 않도록 하고 있다.
또한, 공기 흡입노즐(41)과 진공펌프(61)사이에 드레인챔버(70)를 결합하여서 여분의 잉크가 배출되더라도 진공펌프(61)에 바로 공급되지 않도록 함에 따라, 장비의 오염 및 손상이 방지되도록 하고 청소작업이 용이하도록 하고 있다.

Claims (1)

  1. 카트리지(20)을 지지하기 위한 지그(50)와, 잉크를 상기 카트리지(20)의 내부로 충진노즐(31)을 통해 주입하기 위한 충진장치(30)와, 상기 충진장치(30)에 의해 잉크를 카트리지(20) 내부로 주입하기 전에 상기 카트리지(20) 내부의 공기를 공기 흡입노즐(41)을 통해 외부로 배출하기위한 공기흡입장치(40)와, 상기 공기흡입장치(40) 내부에 진공압을 형성하기 위해서 상기 공기흡입장치(40)로부터 연결되어진 진공탱크(60)와 진공펌프(61)로 구성되는 프린터용 카트리지의 잉크충진장치에 있어서,
    상기 공기흡입노즐(41)의 내부 진공압이 조절되도록 하기 위해 상기 공기흡입노즐(41)의 공기배출공(44)과 진공탱크(60)의 사이에는 연력블록(47)과 함게 흡기제어유니트(48)가 연결되고, 상기 공기흡입노즐(41)을 통해 카트리지(20)내부의 잉크가 역류하더라도 이 잉크가 바로 진공탱크(60)에 유입되지 않도록, 상기 공기흡입노즐(41)의 공기배출공(44)과 진공탱크(60)사이에는 드레인챔버(70)가 연결된 것을 특징으로 하는 프린터용 카트리지의 잉크 충진장치.
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