KR100447849B1 - 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명의 잉크 카트리지는, 부압을 발생시키며 상단에서 하단 방향으로 공기통로가 형성된 폼(foam)이 내부에 수납되어 있고, 잉크필터 및 잉크헤드가 설치되어 있으며 일부분이 경사져 있는 하단 부을 갖는 폼 챔버; 상기 폼 챔버의 일 측에 형성되어 있고, 상기 폼 챔버와 연결되는 통로인 연결 개구부가 형성되어 있는 칸막이 벽에 의해 상기 폼 챔버와 구분되어 있으며, 잉크를 보관하는 잉크챔버; 및, 상기 잉크챔버와 상기 폼 챔버의 상단을 덮고, 잉크주입구가 형성되어 있는 카트리지 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 공기통로는 상기 칸막이 벽 쪽에 가깝게 수직으로 형성되거나, 상단 부 보다 하단부가 더 상기 칸막이 벽 쪽으로 치우쳐 경사지게 형성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 연결 개구부는 상기 칸막이 벽의 최 하단에 형성되며, 상기 잉크필터는 상기 연결개구부 보다 낮은 곳에 위치된 것이 바람직하다.

Description

공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지{ an ink cartridge in which the flowing period of air bubble is constant }
본 발명은 잉크 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크챔버 내의 잉크를 안정적으로 사용할 수 있으며, 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지에 관한 것이다.
일반적으로 잉크젯 프린터는 잉크 카트리지를 잉크 캐리지에 장착하여 인쇄한다. 즉 잉크젯 프린터는 캐리지에 장착된 상기 잉크 카트리지를 좌우로 이동시키면서 잉크헤드를 통하여 용지 상에 잉크를 분사함으로서 인쇄한다.
이러한, 잉크젯 프린터의 잉크 카트리지는, 일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 폼 챔버(101)와 잉크 챔버(102)로 구분할 수 있다.
상기 폼 챔버(101)는 사각의 단면을 가지고 있으며, 대체적으로 평평한 하부 면을 구비하고 있다. 상기 잉크챔버(102)와 폼 챔버(101)는 칸막이벽(107)에 의해 구분되어 있으며, 상기 칸막이벽(107)의 하단에는 상기 폼 챔버(101)와 잉크 챔버(102)를 연통하는 연결개구부(104)가 형성되어 있다. 상기 칸막이벽(107)의 일 면에는 공기방울이 흐를 수 있는 홈(100)이 파져 있다.
또한, 상기 폼 챔버(101)의 내부에는 부압을 일으키는 폼(foam)(103)이 수납되어 있고, 상부에는 외부 공기가 유입될 수 있고 잉크를 주입할 수 있는 잉크 주입구(미도시)가 형성되어 있다. 폼 챔버(101)의 일면에는 잉크필터(미도시)로 잉크가 흐르도록 상기 폼(103)을 압축하는 필터압축부(106)가 있다.
상기 잉크 챔버(102)에는 잉크가 보관되어 있으며, 상기 폼 챔버(101)에 있는 잉크가 잉크헤드(미도시)를 통하여 소모될 때, 상기 잉크 챔버(102) 내의 잉크는 상기 연결개구부(104)를 통하여 일정량씩 폼 챔버(101)로 이동하게 된다.
이와 같이 구성된 종래의 잉크 카트리지는, 상기 잉크 주입구(미도시)로 잉크를 주입하게되면, 폼 챔버(101) 내에 구비되어 있는 폼(foam)(103)에 흡수됨과 동시에 상기 연결개구부(104)를 통하여 잉크챔버(102) 내로 흘러 들어가게 된다. 상기 폼 챔버(101) 내에 삽입되어 있는 폼(103)은 전 면적에 걸쳐 균일하게 잉크를 머금고 있으나, 폼의 압축이 심한 상기 필터 압축부(106) 부근이 특히 많은 양의 잉크를 머금고 있다.
종래의 잉크 카트리지는, 프린트 시에, 상기 잉크압축부(106)의 잉크가 상기 잉크 필터(미도시) 방향으로 흘러 이동하게 되고, 이와 같이 이동된 잉크는 잉크헤드(미도시)를 통해 용지 상에 분사된다. 이렇게 잉크 챔버(102)에서 잉크가 빠져나가게 되면, 상기 잉크 챔버(102) 내부에 부압이 상승하게 되어 외부의 공기가 상기 잉크주입구(미도시)를 통하여 상기 폼 챔버(101) 내부로 유입된다. 유입된 공기는 잉크 속에서 공기방울(105)을 형성하여 상기 칸막이 벽(107)의 일면에 형성된 홈(100)을 따라 흘러 내려 간 후 칸막이벽(107) 하단에 형성되어 있는 연결개구부(104)를 통해 잉크챔버(102) 내부로 흘러 들어가게된다.
이와 같이 잉크 챔버(102) 내부로 공기 방울(105)이 흘러들어 가면, 들어간 공기방울(105)의 체적만큼 잉크챔버(102) 내부에 보관되어 있던 잉크는 상기 연결개구부(104)를 통하여 상기 폼 챔버(101)로 유입되어 상기 필터압축부(106)로 이동한 후 다시 잉크헤드(미도시)를 통해 용지 상에 분사된다.
이와 같이 구성된 종래 기술의 잉크 카트리지는, 잉크 챔버(102)와 폼 챔버(101)를 구분하는 칸막이 벽(107)의 일 면에 공기방울(105)이 흘러내려 갈 수 있는 홈(100)이 길게 형성되어 있으므로, 많은 양의 공기방울이 한꺼번에 아무런 장애 없이 잉크챔버(102) 내부로 유입되며, 폼 챔버(101) 내부의 부압의 정도와는 무관하게 공기방울이 유입되므로 공기 방울이 유입되는 시점이 불규칙적이고, 인쇄속도에 비해 너무 빨라지는 문제점이 있다.
또한, 이렇게 한꺼번에 많은 양의 잉크가 폼 챔버(101) 내로 유입되었다가 갑자기 적은 양의 잉크가 유입되었다가 하는 경우 폼 챔버(101) 내의 부압의 유동이 심하고, 적절한 수준 이하의 부압으로 떨어지는 경우가 발생하게되어 잉크헤드로 적당한 양의 잉크가 흐르도록 잉크의 흐름을 조절해 주지 못하게 되며, 필요 이상으로 과도한 잉크가 잉크헤드로 유입됨으로서 인쇄품질을 저하시키는 문제점을 가져온다.
또한, 이와 같은 종래의 잉크 카트리지의 금형제작 시에 공기방울이 흐르는 홈을 추가 가공해야 하며, 금형구조가 복잡해져 금형수명이 단축되는 추가적인 문제점이 발생할 수 있다.
이상과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명의 목적은, 잉크 챔버 내로 공기방울의 유입시점을 동일하게 유지하여 잉크 챔버 내의 잉크를 안정적으로 사용할 수 있는 잉크 카트리지를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 공기방울 유입이 폼 챕버 내부의 부압에 따라 규칙적으로 이루어지고, 항상 적정한 잉크가 잉크헤드로 공급됨으로서, 인쇄품질이 향상된 잉크카트리지를 제공하는데 있다.
도 1은 종래 기술의 잉크 카트리지를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명의 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지의 일 실시예를 나타내는 도면으로서, 카트리지 내부로 잉크 주입 시 폼 챔버 내부에 잉크 주입부재가 삽입되어 있는 상태를 나타내는 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 폼 챔버 내부에 수납되는 폼에 형성된 공기통로의 형상을 개략적으로 보여주는 사시도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타내는 도면으로서, 폼 내부에 형성된 공기통로의 기울기를 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
11:잉크 카트리지 12:폼 챔버(foam chamber)
14:잉크 챔버 16:칸막이벽
18:폼(foam) 20:잉크필터
22:잉크헤드 24:연결개구부
25(25a,25b,25c,25d):공기통로 27:카트리지 커버
28;잉크주입구 30:진공주입구
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지는, 부압을 발생시키며 상단에서 하단 방향으로 공기통로가 형성된 폼(foam)이 내부에 수납되어 있고, 잉크필터 및 잉크헤드가 설치되어 있으며 일부분이 경사져 있는 하단 부을 갖는 폼 챔버; 상기 폼 챔버의 일 측에 형성되어 있고, 상기 폼 챔버와 연결되는 통로인 연결개구부가 형성되어 있는 칸막이벽에 의해 상기 폼 챔버와 구분되어 있으며, 잉크를 보관하는 잉크챔버; 및, 상기 잉크챔버와 상기 폼 챔버의 상단을 덮고, 잉크주입구가 형성되어 있는 카트리지 커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공기통로는 상기 칸막이 벽 쪽에 가깝게 수직으로 형성되거나, 상단부 보다 하단부가 더 상기 칸막이 벽 쪽으로 치우쳐 경사지게 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기통로의 단면은 원형이거나, 다각형인 것이 바람직하다.
상기 연결개구부는 상기 칸막이벽의 최하단에 형성되며, 상기 잉크필터는 상기 연결개구부 보다 낮은 곳에 위치한 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지의 바람직한 일 실시 예로서, 최초에 잉크주입부재를 폼(foam)에 끼워 잉크를 주입하는 상태를 나타내는 단면도이다.
도면에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 잉크 카트리지는, 폼 챔버(12), 잉크 챔버(14), 카트리지 커버(27), 잉크필터(20) 및 잉크헤드(22)를 포함한다.
상기 폼 챔버(12)의 내부에는 공기통로(25)가 형성되어 있는 폼(foam)(18)이 수납되어 있고, 상기 폼 챔버(12)의 하단 부(32)에는 잉크 필터(20)가 설치되어 있으며, 그 하단에는 잉크헤드(22)가 배치되어 있다. 상기 폼 챔버(12)의 하단 면은 상기 잉크필터(20)가 설치되어 있는 방향으로 하향 경사져 있다.
상기 잉크 챔버(14)는 상기 폼 챔버(12)의 일 측에 구비되어 있으며, 칸막이 벽(16)에 의해 상기 폼 챔버(12)와 구분되어 있다. 상기 칸막이 벽(16)의 하단에는 상기 잉크챔버(14)와 폼 챔버(12)를 연결하는 연결개구부(24)가 형성되어 있다.
카트리지 커버(27)는 상기 잉크챔버(14) 및 폼 챔버(12)의 상단을 덮는다. 상기 카트리지 커버(27)에는 잉크를 주입할 수 있고, 외부공기와 상기 폼 챔버(12)의 내부와 연통되는 잉크주입구(28) 및 진공주입구(30)가 형성되어 있다.
도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 잉크 카트리지(11)에 잉크를 주입 시에, 상기 폼 챔버(12) 내에 수납되어 있는 폼(18)을 관통하여 잉크주입부재(26)를 수직으로 삽입한다. 삽입된 잉크주입부재(26)를 통하여 잉크를 폼 챕버(12) 및 잉크챔버(14)에 채워 넣은 후 상기 잉크주입부재(26)를 제거한다. 이렇게 잉크주입부재(26)를 제거하면, 상기 잉크 주입부재(26)가 삽입된 상기폼(18)의 내부는 조직이 변경되어 상기 잉크주입부재(26)의 크기와 거의 동일한 공기통로(25)가 생성되게 된다. 상기 잉크주입부재는 속이 비어 있는 긴 막대 형상이면 어느 것이나 가능하고, 잉크주입용 바늘이 될 수도 있다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 프린트 시, 폼 챔버(12)에 있는 잉크는 잉크필터(20)를 통하여 잉크헤드(22)로 흘러 들어가 용지 상에 분사된다. 이와 같이 소정의 잉크가 잉크챔버(14)로부터 빠져 나가면, 폼 챔버(12)내에 부압이 발생하게 되고, 잉크주입구(26)를 통하여 외부의 공기가 압력이 낮은 폼 챔버(12) 내부로 유입된다.
이와 같이 유입된 공기는 잉크 내에서 공기방울(34)을 형성하고, 폼(18)에 형성된 공기통로(25)를 통하여 하 방향으로 흘러 내려가게 된다. 상기 공기통로(25) 끝단에 이른 공기방울(34)은 압축되어 있는 폼(18)에 의해 흐름이 억제되어 있다가 상기 폼 챔버(12) 내부에 형성된 부압의 크기만큼, 즉 잉크가 폼 챕버(12)로부터 빠져 나가는 양만큼 균일하게, 상기 폼 챔버(12)의 하단 면에 형성된 경사면을 거슬러 올라가 상기 연결개구부(24)를 통하여 잉크챔버(14) 내부로 흘러 들어간다.
본 발명에서, 상기 폼(18)에 형성되어 있는 공기통로(25)는 공기방울(34)이 상기 폼 챔버(12)의 하단 부(32)까지 도달할 수 있는 통로를 제공하고, 상기 폼 챕버(12)의 하단 부의 경사면은 가벼운 공기방울(34)이 경사면을 따라 상기 잉크 챔버(14)로 유입되도록 도와준다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 잉크 헤드(22)를 통해 소모되는 잉크의 양에따라 폼 챔버(12) 내부의 부압이 변화하게 되므로, 이러한 부압의 변화량에 따라 균일하게 공기방울(34)이 잉크 챔버(14) 내부로 유입되어 잉크 챔버 내의 잉크를 안정적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 잉크 주입시 상기 잉크주입부재(26)의 각도 및 길이를 조절하여 잉크 챔버(14) 내부로 잉크가 유입되는 시점을 조절할 수 있는 장점이 있다.
도 3 및 도 4는 폼 챔버 내부에 삽입되는 폼에 형성된 공기통로의 형상을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 잉크주입부재 단면의 형상을 조절하여 폼에 형성되는 공기통로의 단면을 원형(25a) 또는 다각형(25b)으로 구성하여, 이를 통하여 흘러 내려가는 공기방울이 받는 저항을 조절할 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 폼(18)에 형성된 공기통로(25c,25d)를 공기통로의 상단 면 보다 하단 면이 상기 칸막이 벽(16) 쪽으로 치우치게 하여, 경사지게 형성할 수 있고, 상기 공기통로의 하단 면 보다 상단 면이 상기 칸막이 벽(16)에 가깝도록 경사지게 형성할 수도 있다.
도 5와 같이, 공기통로(25c)의 하단 면이 상기 칸막이 벽 쪽으로 기울여져서 형성된 경우에는, 공기통로(25c)의 하단 끝이 상기 연결개구부(24)와 인접해 있기 때문에, 공기방울(34)이 폼에 의해 저항을 적게 받아 상기 잉크 챔버(14) 내부로 유입시점이 좀더 빨라지고, 도 6과 같이 공기통로(25d)의 하단 면이 상기 연결개구부(24)와 멀어져 형성되어 있는 경우에는 반대로 공기방울(34)의 유입시점이 늦어지게 된다.
이상과 같은 본 발명의 실시 예에 의하면, 잉크 주입용 부재를 사용하여 폼 내부에 공기통로를 형성함으로서, 폼 챔버 내부의 부압의 증감에 따라 규칙적으로 공기방울이 유입되고, 잉크 챔버 내로 공기방울이 유입되는 시점을 항상 동일하게 유지할 수 있으며, 이로 인해 잉크 챔버 내에 잉크를 안정적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 잉크 주입용 부재를 이용하여 폼 내부의 공기통로의 길이 및 위치를 변경하여 공기방울이 잉크챔버의 내부로 유입되는 시점을 조정할 수 있다.
이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 부압을 발생시키며 상단에서 하단 방향으로 공기통로가 형성된 폼(foam)이 내부에 수납되어 있고, 잉크필터 및 잉크헤드가 설치되어 있으며 일부분이 경사져있는 하단부을 갖는 폼 챔버;
    상기 폼 챔버의 일 측에 형성되어 있고, 상기 폼 챔버와 연결되는 통로인 연결개구부가 형성되어 있는 칸막이벽에 의해 상기 폼 챔버와 구분되어 있으며, 잉크를 보관하는 잉크챔버; 및,
    상기 잉크챔버와 상기 폼 챔버의 상단을 덮고, 잉크주입구가 형성되어 있는 카트리지 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기통로는 상기 칸막이 벽 쪽에 가깝게 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공기통로는 상단부 보다 하단부가 더 상기 칸막이 벽 쪽으로 치우쳐 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 공기통로의 단면이 원형인 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 공기통로의 단면이 다각형인 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 연결개구부는 상기 칸막이벽의 최하단에 형성된 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
  7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 잉크필터는 상기 연결개구부 보다 낮은 곳에 위치된 것을 특징으로 하는 공기유입 시점이 일정한 잉크 카트리지
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