KR100518613B1 - 잉크 탱크 및 그것을 구비한 잉크젯 프린터 - Google Patents

Abstract

잉크실에는 대기를 도입시키는 통기구와 잉크가 인출되는 잉크 출구가 형성되어 있다. 광학부재는 잉크실에 포함된 잉크와 접촉할 수 있는 잉크 접촉면을 가진다. 잉크 접촉면은, 통기구를 통해 잉크실 내로 도입되는 공기의 양에 따라 잉크실의 잉크의 잔량을 광학적으로 검출하는 검출면을 포함한다. 제 1잉크흡수부재는 잉크 접촉면 부근에 배치되고, 잉크실의 잉크를 흡수할 수 있다.

Description

잉크 탱크 및 그것을 구비한 잉크젯 프린터{INK TANK AND INK JET PRINTER INCORPORATING THE SAME}

본 발명은 잉크를 포함하는 잉크 탱크와 잉크 탱크를 잉크 공급원으로서 구비하는 잉크젯 프린터에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 잉크가 소진된 상태(잉크 엔드(ink end))를 정밀하게 검출할 수 있는 기구를 가지는 잉크 탱크에 관한 것이다.

잉크젯 프린터에 이용되는 잉크 탱크로서는 폼(foam)이나 펠트(felt) 등의 흡수부재에 잉크를 흡수시켜 유지하는 형식의 잉크 탱크가 알려져 있다. 예를 들면, 폼형 잉크 탱크는, 잉크를 흡수하여 유지하는 폼을 포함하는 폼 컨테이너(foam container), 폼 컨테이너와 통하는 잉크 출구, 및 폼 컨테이너를 대기에 개방시키기 위해 대기와 통하는 통기구를 가진다. 잉크가 잉크젯 헤드의 분출압력(ejection pressure)에 의해 잉크 출구로부터 흡입되면, 흡입된 잉크의 양에 상응하는 공기가 폼 컨테이너에 도입된다.

폼형 잉크 탱크와 같은 경우, 잉크 소모량의 산출은, 잉크젯 헤드로부터 분출된 잉크 도트의 수, 잉크젯 헤드로부터 잉크를 흡입하는 잉크 펌프를 통한 잉크의 흡입량 등에 기초하여 수행되고, 산출된 결과에 따라 잉크 유무의 검출이 이루어진다.

또한, 일반적으로, 잉크 탱크내의 잉크가 거의 소진된 상태를 "리얼 엔드(real end)"라 칭하고, 잉크 탱크의 잉크 잔량이 소정량보다 적은 양으로 감소된 상태를 "니어 엔드(near end)"라 칭한다. 그러나, 본 명세서에서 사용된 "잉크 엔드(ink end)"는 달리 언급하지 않는 한 상기 상태 모두를 포함한다.

그러나, 잉크의 소모량 등을 산출함으로써 잉크 엔드를 검출하는 방법은 다음의 문제점이 있다. 잉크젯 헤드로부터 분출된 잉크의 양과 잉크 펌프를 통해 흡입된 잉크의 양에는 큰 편차가 있기 때문에, 상기 양에 따라 산출된 잉크의 소모량도 실제로 소모된 잉크의 양에 대해 훨씬 큰 편차를 나타낸다. 그러므로, 잉크 엔드를 확정하기 위해서는 마진을 크게 설정할 필요가 있기 때문에, 잉크가 자주 낭비될 수도 있다.

그러므로, 프리즘 반사면의 배면을 잉크에 대한 계면(interface)으로 하면, 잉크가 사용됨에 따라 프리즘의 반사면이 복귀된다는 광학 특성을 이용하는 광학 검출 시스템에 의해 잉크 엔드가 직접적으로 검출되는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면, 이러한 검출 시스템은, 일본 특허 공개공보 제 10-323993A호와 미국 특허 제 5,616,929호 공보에 개시되어 있다.

그러나, 폼형 잉크 탱크의 경우에는, 프리즘 반사면의 배면이 폼 컨테이너에 노출되도록 배치되어도 잉크흡수부재(폼)에 의해 흡수되어 유지된 잉크가 항상 프리즘의 반사면과의 접촉을 유지하고, 잉크가 소진되어도 프리즘의 반사 특성이 변하지 않는다. 따라서, 상기 검출 시스템은 폼형 잉크 탱크에 직접 적용될 수 없다.

또한, 주잉크실(폼 컨테이너)과 잉크 출구 사이에 잉크를 저장할 수 있는 소용량의 부잉크실을 형성하고, 반사면의 배면을 잉크에 대한 계면으로 만들기 위해 프리즘의 반사면을 부잉크실에 배치함으로써, 어느 정도 소모된 주잉크실의 잉크가 압력제어된 상태에서 공기가 부잉크실 내에 도입되는 구성을 채용할 수 있다고 생각된다.

따라서, 주잉크실에 남아있는 잉크의 양이 감소하면, 잉크가 잉크 출구로부터 잉크젯 헤드 내로 공급될 때마다 기포가 주잉크실로부터 부잉크실로 도입된다. 주잉크실의 잉크가 완전히 소진되면, 잉크 탱크의 잉크의 잔량이 부잉크실에만 남아있는 잉크의 양과 실질적으로 동일하게 된다. 부잉크실의 잉크의 잔량이 더 감소함에 따라, 잉크에 대한 계면으로서의 프리즘 반사면의 배면이 잉크의 액면(liquid level)으로부터 노출되고, 반사면의 반사 상태가 변한다. 즉, 배면이 잉크로 덮여 있는 동안 반사면으로서 기능하지 않던 반사면이 잉크 액면의 저하와 함께 그 반사 기능을 점차 회복한다. 그러므로, 반사면상에서 반사된 빛의 양에 따라, 잉크의 잔량이 소정량 또는 그보다 적게 감소된 상태를 검출할 수 있다. 따라서, 부잉크실의 용량을 충분히 작게 함으로써, 잉크의 잔량이 실질적으로 완전히 소진된 시점에서 잉크 엔드를 검출할 수 있다.

그러나, 부잉크실내에 도입된 공기는 부잉크실내에 기포를 발생시킨다. 프리즘 반사면의 배면에 기포가 부착되거나 그 부근에서 부유하는 상태가 있는 경우에는, 잉크의 액면이 프리즘의 반사면보다 저하되어도, 프리즘의 반사면이 기포사이에 유지되어 있는 잉크로 덮인 상태가 유지된다. 따라서, 잉크의 액면이 저하되어도, 프리즘 반사면의 반사 상태가 변하지 않는다. 프리즘의 반사면을 덮고있는 기포가 사라질 때까지는 많은 시간이 걸리기 때문에, 그 때까지는 잉크 엔드가 검출되지 않는다는 문제가 생긴다. 따라서, 잉크 엔드의 검출 타이밍이 지연되고, 잉크의 공흡입(lost suction)에 의해 기포가 잉크젯 헤드로 이송되기 때문에 도트 손실(dot missing)등의 장해가 야기된다.

본 발명의 목적은, 부잉크실의 기포에 의해 프리즘 반사면의 반사 상태가 잉크의 액면이 저하된 후 즉시 변화하지 않는다는 사실에 의해 야기되는 유해한 영향을 방지할 수 있는 잉크 탱크를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은, 잉크 탱크의 반사면의 반사 상태를 검출함으로써 잉크 엔드가 발생되는 상태를 즉시 알아낼 수 있게 하는 잉크젯 프린터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위해, 본 발명에 따르면,

대기를 도입시키는 통기구와 잉크가 인출되는 잉크 출구가 형성되어 있는 잉크실;

상기 잉크실에 포함된 잉크와 접촉할 수 있고, 상기 통기구를 통해 상기 잉크실에 도입된 공기량에 따라 상기 잉크실의 잉크의 잔량이 광학적으로 검출되는 검출면을 포함하는 잉크 접촉면을 가지는 광학부재; 및

상기 잉크 접촉면의 부근에 배치되고 상기 잉크실의 잉크를 흡수할 수 있는 제 1잉크흡수부재를 포함하는 잉크 탱크가 제공된다.

이러한 구성에서는, 잉크가 잉크 출구로부터 공급됨에 따라, 공기가 통기구로부터 잉크실에 도입되어 잉크의 액면이 저하된다. 따라서, 광학부재의 검출면이 잉크의 액면으로부터 점차 노출된다. 결국, 검출면의 광학 특성(예를 들면, 반사도 또는 투과도)이 변화한다.

보다 상세하게는, 검출면의 반사도가 변하는 경우, 잉크 접촉면이 잉크로 덮여있는 동안 반사면으로서 작용하지 않던 반사면이 잉크의 액면이 저하됨에 따라 점차 반사기능을 회복한다. 검출면의 투과도가 변하는 경우, 검출면이 잉크로 덮여있는 동안 불가능했던 잉크의 투과성이 회복됨에 따라, 잉크의 잔량이 소정량 또는 그보다 적게 감소된 상태를 반사광 또는 투과광의 양에 따라 검출할 수 있게 된다.

잉크의 잔량이 적어지면, 기포가 자주 발생된다. 기포는 반사면에 부착되거나 반사면 부근에 부유하게 된다. 검출면이 그러한 기포로 덮인 경우, 잉크의 액면이 저하되어도, 검출면의 광학 특성이 변하지 않으므로, 잉크 엔드의 검출이 불가능해질 수도 있다.

그러나, 본 발명에 따르면, 잉크 접촉면의 인접하는 위치에 제1잉크흡수부재가 배치되기 때문에, 검출면에 발생된 기포에 포함된 잉크가 제 1잉크흡수부재의 모세관력(capillary force)에 의해 제 1잉크흡수부재에 흡수된다. 그러므로, 기포가 신속히 제거되어 잉크실의 잉크의 액면이 저하됨에 따라 검출면의 광학 특성이 즉각 변화하여, 잉크 엔드를 신속히 검출할 수 있다.

또한, 상기 잉크실은, 상기 통기구가 형성되어 있고, 잉크를 유지할 수 있는 제 2잉크흡수부재를 포함하는 제 1실; 및 상기 제 1실과 상기 잉크 출구 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1잉크흡수부재와 상기 광학부재를 포함하는 제 2실을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 광학부재가 제 2실에 배치되어 있기 때문에, 제 2실의 용량을 충분히 적게 함으로써 잉크의 잔량이 실질적으로 완전히 소모된 시점에서 잉크 엔드를 검출할 수 있다. 또한, 잉크의 잔량이 감소함에 따라 공기가 잉크와 함께 제 1실로부터 제 2실로 도입되어, 제 2실에서 발생된 기포의 영향이 제 1잉크흡수부재에 의해 제거될 수 있다.

또한, 상기 제 1잉크흡수부재는 상기 광학부재와 상기 잉크 출구 사이의 잉크 유로에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는, 잉크의 소모가 지속됨에 따라 기포에 유지된 잉크가 제 1잉크흡수부재에 의해 흡수되기 때문에 기포가 효과적으로 제거된다.

또한, 상기 제 1잉크흡수부재는 상기 검출면으로부터 이격되어 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는, 광학 검출을 방해하지 않고 검출면에 부착된 기포가 제 1잉크흡수부재에 의해 신속하게 흡수 및 제거될 수 있다.

또한, 상기 잉크 탱크는, 상기 제 1실과 상기 제 2실을 구획하고, 잉크와 기포를 통과시키기 위한 제 1 다공(porousness)을 가지는 제 1다공질 재료(porous material)로 이루어진 제 1필터; 및 상기 제 2실과 상기 잉크 출구를 구획하고, 잉크만 통과할 수 있도록 상기 제 1다공보다 미세한 제 2다공을 가지는 제 2다공질 재료로 이루어진 제 2필터를 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 제 1잉크흡수부재는 제 1다공보다 큰 제 3다공을 가진다.

예를 들면, 제 1잉크흡수부재는 폼재(foam material)와 펠트재(felt material) 중 적어도 하나로 이루어진다.

또한, 상기 광학부재는 상기 검출면으로서 작용하는 한 쌍의 반사면을 구비한 프리즘인 것이 바람직하다.

또한, 상기 잉크 탱크는, 상기 제 2실을 상기 제 1실 부근에 위치하는 기포 저장부와 상기 잉크 출구 부근에 위치하는 잉크 저장부로 구획하고, 잉크를 상기 기포 저장부로부터 잉크 저장부로 도입하는 도입구가 형성되어 있는 구획 부재를 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광학부재의 상기 검출면은 상기 잉크 저장부에 배치되어 있다.

이러한 구성에서는, 제 1실로부터 기포 저장부내로 흐르는 잉크가 구획 부재의 도입 구멍을 통과하여 잉크 저장부내로 도입된다. 제 1실의 잉크가 완전히 소모되면, 공기가 대기와 통하는 제 1실로부터 제 2실의 기포 저장부로 도입되어, 기포 형성이 야기된다. 따라서, 기포 저장부에 기포가 점차 축적되어 기포로 채워진다. 기포의 양이 증가함에 따라, 제 2실의 잉크의 잔량이 점차 감소하고 잉크의 액면이 기포 저장부의 내측 높이 위치로부터 점차 저하된다.

기포 저장부가 기포로 채워지고 잉크의 액면이 제 2실의 내측 높이 위치까지 저하된 후에는, 제 1실로부터 공기가 도입될 때 기포 저장부가 기포로 채워지기 때문에 기포를 새로 발생시키는 잉크가 존재하지 않는다. 따라서, 공기의 도입이 지속되고 기포 저장부의 기포가 어느 정도 사라짐에 따라 기포 저장부에 채워진 기포가 큰 기포에 조금씩 쇄도하여, 공기만을 포함하는 층이 기포 저장부의 상단측으로부터 점차 형성된다.

즉, 기포 저장부는 구획 부재에 의해 잉크 저장부로부터 분리되고, 도입 구멍에만 통하고 있다. 따라서, 기포를 형성하기 위해 필요한 잉크가 기포 저장부에 공급되는 것이 구획 부재에 의해 차단될 수 있다. 따라서, 구획 부재는 잉크의 액면을 기포로부터 분리하는 기능을 하고, 잉크의 액면이 저하되면, 잉크의 액면으로부터 기포 저장부의 기포를 분리하는 것이 용이해진다.

그러므로, 기포를 형성하는 잉크가 잉크 저장부로부터 공급되는 것이 차단되기 때문에 기포 저장부에 축적된 기포가 기포 저장부에서 조금씩 제거되고, 공기만을 포함하는 층이 상단부에서 형성되기 시작한다. 공기만을 포함하는 상기 층은 제 2실의 잉크의 액면이 저하됨에 따라, 즉, 제 1실로부터 공기의 도입이 지속됨에 따라, 잉크 저장부를 향해 점차 퍼진다. 그리고 나서, 기포 저장부의 기포가 제거되고 공기로 대체됨에 따라, 잉크 저장부의 잉크의 액면이 기포의 형성없이 저하된다.

그러므로, 기포가 잉크 저장부에 도입되어 검출면을 덮는 것이 억제된다. 또한, 본 발명에 따르면, 제 1잉크흡수부재가 잉크 저장부에 배치된 잉크 접촉면에 인접하는 위치에 배치되기 때문에, 검출면의 부근에서 부유하는 기포에 유지된 잉크가 제 1잉크흡수부재의 모세관력에 의해 흡수되어, 검출면에 발생된 기포가 신속하게 제거된다. 따라서, 잉크의 액면이 저하됨에 따라 검출면의 광학 특성이 우수한 응답 타이밍으로 변화하여, 지연없이 잉크 엔드가 정밀하게 검출될 수 있다.

또한, 상기 검출면은 상기 도입구 부근에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는, 도입 구멍으로부터 제 1잉크흡수부재를 향해 공급되는 잉크로 검출면에 부착된 기포를 밀어내는(forcing out) 효과를 이용하여 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 도입구는 상기 구획 부재 또는 상기 제 2실 중 하나의 벽면에 의해 형성된 모서리부에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는, 도입 구멍으로부터 도입되는 기포가 표면장력에 의해 상기 모서리부에 대부분 모이고 상기 벽면을 따라 제 1잉크흡수부재로 이동되어, 부유하는 기포가 감소될 수 있다.

또한, 상기 구획 부재는 상기 제 1잉크흡수부재를 유지하기 위해 상기 잉크 저장부 내에 돌출하는 돌출편들을 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구획 부재는 상기 도입구로부터 상기 검출면을 통해 상기 제 1잉크흡수부재로 연장하는 잉크 유로를 형성하는 것이 바람직하다. 이러한 구성에서는, 검출면에 발생된 기포에 유지된 잉크가 제 1잉크흡수부재에 의해 효과적으로 흡수되어 기포가 신속하게 제거될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면,

잉크젯 인쇄 헤드;

상기 잉크 출구를 통해 상기 잉크젯 인쇄 헤드에 잉크를 공급하는 상기 잉크 탱크; 및

검출면의 상태에 기초하여 상기 잉크 탱크의 잉크의 잔량을 광학적으로 검출하는 검출기를 포함하는 잉크젯 프린터가 제공된다.

이러한 구성에서는, 잉크의 액면이 저하됨에 따라 검출면의 광학 특성이 우수한 응답 타이밍으로 변화하여, 잉크 탱크의 잉크 엔드가 신속하게 검출될 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 보다 상세하게는, 이하 설명은 잉크젯 프린터의 탱크 장착부에 탈착가능하게 고정된 잉크 탱크에 적용된 본 발명의 실시예에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 잉크젯 프린터에 미리 배치된 잉크 탱크에도 동일하게 적용할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 잉크젯 프린터(91)는 가이드 축(92)을 따라 화살표 A방향으로 왕복운동하는 캐리지(93)에 잉크젯 헤드(94)가 적재되어 있는 직렬형(serial type)이다. 잉크는 탱크 장착부(95)에 장착된 잉크 탱크(1)로부터 가요성 튜브(96)를 통해 잉크젯 헤드(94)에 공급된다.

본 발명의 본 실시예에 따라 사용되는 잉크 탱크(1)는 잉크젯 프린터(91)에 형성된 탱크 장착부(95)에 탈착가능하게 장착된다. 도 1a, 도 1b, 도 2, 및 도 3에 도시된 바와 같이, 잉크 탱크(1)는, 상측이 개구된 직각 평행육면체 형태의 용기 본체(2)와, 상측 개구(3)를 막기 위해 사용되는 용기 커버(4)를 가진다. 내측에는 주잉크실(5)이 형성되어 있고 주잉크실(5)에는 잉크를 흡수하여 유지하는 직각 평행육면체 폼(6)이 포함되어 있다.

용기 본체(2)의 기부에는 잉크 출구(7)가 형성되어 있고, 잉크 출구(7)에는 디스크형 고무 패킹(packing)(8)이 장착되어 있으며, 고무 패킹(8)의 중앙에 뚫려있는 관통 구멍은 잉크 배출 구멍(8a)으로서 기능한다. 잉크 출구(7)의 고무 패킹(8)의 배후부에는 잉크 배출 구멍(8a)을 폐쇄할 수 있는 밸브(9)가 배치되어 있고 일반적으로 코일 스프링(10)에 의해 고무 패킹(8)에 대해 가압되어 잉크 배출 구멍(8a)을 막는다.

주잉크실(5)은 제 1필터(11)와 제 2필터(12)에 의해 구획된 부잉크실(20)을 통해 잉크 배출 구멍(8a)과 통하고 있다. 또한, 주잉크실(5)은 용기 덮개(4)에 형성된, 대기와 통하는 통기구(13)에 개구되어 있다. 주잉크실(5)에 장착된 폼(6)에 흡수되어 유지된 잉크가 잉크 배출 구멍(8a)을 통해 흡입되면, 흡수된 잉크의 양에 상응하는 공기가 대기와 통하는 통기구(13)로부터 주잉크실(5)내로 도입된다.

도 4∼도 7을 참조하여 상세하게 설명하면, 부잉크실(20)의 내측은 구획 부재(30)에 의해 주잉크실측의 기포 저장부(21)와 잉크 출구측의 잉크 저장부(22)로 구획되고, 기포 저장부(21)와 잉크 저장부(22)는 구획 부재(30)에 형성된 도입 구멍(33)을 통해 서로 통하고 있다. 잉크 저장부(22)에는 기포제거용 다공질 재료(40)가 내장되어 있다.

용기 덮개(4)에서 대기와 통하는 통기구(13)는 용기 덮개의 표면에 새겨진 굴곡 홈(13a)과 이어져 있고, 홈(13a)의 단부(13b)는 용기 덮개(4)의 에지 단부 부근까지 연장되어 있다. 잉크 탱크(1)가 출하(shipped)되면, 통기구(13)와 용기 덮개(4)의 홈(13a)이 형성되는 부분에 시일(seal)(14)이 부착된다. 한편, 잉크 탱크(1)가 사용될 때, 시일(14)의 일부(14b)를 시일(14)의 절취선(14a)을 따라 뜯어내어 홈(13a)의 단부(13b)를 노출시켜, 공기 구멍을 대기에 개방시킨다.

또한, 잉크 탱크(1)가 잉크젯 프린터(91)의 탱크 장착부(95)에 장착될 때, 탱크 장착부(95)에 부착된 잉크 공급 니들(ink supply needle)(도시 안됨)이 시일(15)을 파괴하여 잉크 배출 구멍(8a)내로 밀어 넣어지도록, 용기의 바닥부의 잉크 배출 구멍(8a)에도 시일(15)이 부착된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구획 부재(30)는 부잉크실(20)을 구획하는 구획 패널(31)과 구획 패널(31)의 잉크 저장부측의 중심으로부터 수직으로 돌출하는 원통형 프레임(32)을 구비하고 있다. 또한, 잉크를 기포 저장부(21)로부터 잉크 저장부(22)내로 도입하는 도입 구멍(33)은 구획 패널(31)의 일단측부에 형성되어 있다.

잉크 탱크(1)는, 잉크 탱크(1)가 잉크젯 프린터(91)의 탱크 장착부(95)에 장착되었는지의 여부를 광학적으로 검출하는데 사용되는 직각 프리즘(51)과, 잉크 탱크(1)의 잉크 엔드를 광학적으로 검출하는데 사용되는 직각 프리즘(52)을 가지는 검출부를 구비하고 있다. 직각 프리즘(52)의 반사면의 배면은 잉크에 대한 계면으로서 작용하기 위해 부잉크실(20)의 잉크 저장부(22)에 노출되어 있다.

더욱 상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이, 단면이 직사각형인 프레임(202)이 용기 본체(2)의 바닥판(201)을 관통하고 수직으로 연장되어 있다. 주잉크실(5)에 수직으로 직립한 상부 프레임부(203)의 직사각형 개구부는 주잉크실의 측면에 연통부(communication portion)(205)를 형성한다. 직사각형의 제 1필터(11)는 연통부(205)에 끼워져 있다.

바닥판(201)으로부터 아래쪽으로 수직으로 돌출하는 하부 프레임부(204)의 하단은 바닥판(201)으로부터 이어진 바닥판(206)에 의해 막혀있고, 잉크 출구(7)는 바닥판(206)의 중앙에 형성되어 있다. 잉크 출구(7)는, 바닥판(206)의 중앙으로부터 (잉크 저장부(22) 내에서) 위쪽으로 수직으로 돌출하는 원통형 돌출부(207)를 가지고 있고, 돌출부(207)의 중심 구멍은 잉크 배출 구멍(8a)과 통하는 잉크 통로(208)를 형성하고 있다. 고무 패킹(8), 밸브(9), 및 코일 스프링(10)은 잉크 통로(208)에 장착되어 있다. 코일 스프링(10)용 스프링 홀더(209)는 돌출부(207)의 내주면과 일체로 형성되어 있다. 돌출부(207)의 상측 개구부는 배출 구멍측에 원형 연통구(communication port)(210)를 형성하고 있고, 제 2필터(12)는 연통구(210)에 끼워져 있다.

제 1필터(11)는 잉크를 통과시키는 동시에 잉크 배출 구멍(8a)에 작용하는 잉크 흡입력에 의해 기포가 통과할 수 있는 다공질 재료로 만들어져 있다. 즉, 필터(11)는, 포어(pore)의 크기가 모세관 인력에 상응하고, 모세관 인력에 의한 잉크 흡입력으로 인해 메니스커스(meniscus)가 파괴되는 다공질 재료로 만들어져 있다. 이 경우, 제 1필터(11)는 부직포나 메시 필터(mesh filter) 등으로 형성된다.

한편, 제 2필터(12)는, 포어의 크기가 제 1필터(11)의 포어의 크기보다 작아서, 제 2필터(12)가 기포를 발생시키지 않고, 잉크 펌프가 작동하는 것을 제외하고 잉크 흡입력이 잉크 배출 구멍에 작용할 때 잉크만을 통과시키는 다공질 재료로 만들어져 있다. 제 2필터(12)의 포어 크기는 잉크에 섞인 이물질을 포착하는데 충분한 크기로 될 수 있다. 또한, 제 2필터(12)는 부직포나 메시 필터 등으로 형성될 수도 있다.

이 경우, "잉크 흡입력"은 잉크젯 헤드(94)의 잉크 방출 압력 또는 잉크 펌프의 흡입력에 의해 잉크 배출 구멍(8a)에 작용하는 힘을 의미한다.

또한, 도 3∼도 5를 주로 참조하여 직각 프리즘(51, 52)들을 설명한다. 용기 본체(2)의 측판부(53)의 하단부에는 기다란 직사각형 판(54)이 견고하게 용접되어 있다. 직각 프리즘(51, 52)들은 직사각형 판(54)의 내측의 소정 공간에 일체로 형성되어 있다. 직각 프리즘(51)은 직각으로 교차하는 한 쌍의 반사면(51a, 51b)을 가지고 있고 직각 프리즘(52)은 직각으로 교차하는 한 쌍의 반사면(52a, 52b)을 가지고 있다.

직각 프리즘(51)은 소정 간극을 가지는 공기층(55)을 통해 측판부(53)와 면하고 있다. 즉, 직각 프리즘(51)의 형상에 대응하는 오목부(56)가 측판부(53)에 형성되어, 반사면(51a, 51b)이 소정 간극을 가지는 공기층(55)을 통해 측판부(53)와 면하고 있다.

한편, 잉크 엔드를 검출하는 직각 프리즘(52)은 잉크 저장부(22)를 형성하는 프레임(202)에 개구된 개구부(202b)로부터 잉크 저장부(22)의 내측에 직접 노출되어 있고, 각 반사면(52a, 52b)들의 배면은 잉크에 대한 계면으로서 작용한다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 반사형 광학 센서(57, 58)는 잉크 탱크(1)가 구비된 잉크젯 프린터(91)의 측면에 설치되어 있다. 광학 센서(57, 58)는 발광소자(57a, 58a)와 수광소자(57b, 58b)를 각각 구비하고 있다. 광학 센서(57)의 위치는, 광학 센서(57)가 발광소자(57a)로부터 방사된 빛을 반사면(51a)에 대해 45도의 각도로 입사시키고 반사면(51a)과 반사면(51b)으로부터 반사되어 되돌아오는 빛을 수광소자(57b)가 받아들이게 하도록 설정되어 있다. 마찬가지로, 광학 센서(58)의 위치는, 광학 센서(58)가 발광소자(58a)로부터 방사된 빛을 반사면(52a)에 대해 45도의 각도로 입사시키고 반사면(52a)과 반사면(52b)으로부터 반사되어 되돌아오는 빛을 수광소자(58b)가 받아들이게 하도록 설정되어 있다.

도 6a와 도 7에 도시된 바와 같이, 외주 프레임(302)의 외측면(302a)은 부잉크실(20)을 형성하는 직사각형 프레임(202)에서 연통구(205)의 내주측(205a)에 액밀하게(liquid-tightly) 접속되어 있다.

패널 본체(301)의 표면(기포 저장부(21)의 측면의 표면)은 요철면(303)으로 형성되어 있다. 요철면(303)은, 기포가 도입 구멍(33)을 향해 흐르는 것을 방지하기 위해, 주잉크실(5)로부터 제 1필터(11)를 통해 기포 저장부(21)내로 도입되는 공기에 의해 형성된 기포를 포착하는 기포 트랩(bubble trap)으로서 작용한다.

요철면(303)은, 고정된 폭을 가지고 있고 패널 본체(301)의 폭 방향으로 연장하는 오목부(304)와 돌출부(305)가 패널 본체(301)의 길이 방향으로 소정 간격으로 교대로 형성되도록 이루어져 있다. 각 돌출부(305)의 표면에는, 소정 길이를 가지는 돌기(306)들이 소정 간격으로 불연속적으로 형성되어 있다. 패널 본체(301)의 길이 방향을 따라 보면, 각 돌출부(305)의 표면에는 돌기(306)들이 교대로 배열되어 있다. 오목부(304)를 기준으로 하면, 각 돌출부(305)는 예를 들면 높이가 0.1mm이고, 돌출부(305)의 표면에 형성된 돌기(306)는 예를 들면 높이가 0.2mm이다. 오목부(304)와 돌출부(305)는 예를 들면 폭이 0.5mm이다.

패널 본체(301)의 폭 방향으로 긴 타원형 도입 구멍(33)은, 직각 프리즘(52)이 패널 본체(301)의 길이 방향으로 배치된 쪽의 말단부의 중앙부에 형성되어 있다. 도입 구멍(33)의 주변은 돌기(306)와 높이가 동일하게 돌출된 프레임부(307)로 둘러싸여 있다. 또한, 패널 본체(301)의 길이 방향으로 연장하는 오목부(308)와 돌출부(309)가 돌출된 프레임부(307)와 패널 본체(301)의 길이 방향 에지 사이의 영역에 패널 본체(301)의 폭 방향으로 소정 간격으로 교대로 형성되어 있다. 돌출부(309)의 높이는 돌기(306)의 높이와 동일하다.

원형 오목부(310)는 패널 본체(301)의 중앙에 형성되어 있다. 구획 부재(30)는 수지 재질의 사출성형 부품이고 이 원형 오목부(310)는 게이트 마크(gate mark)이다. 또한, 직각 프리즘(52)의 수직 방향으로 중앙 위치보다 더 아래쪽으로 돌출한 적하벽(drop wall)(311)은 패널 본체(301)의 하측면(잉크 저장부(22) 쪽의 표면)에 형성되어 있다. 적하벽(311)은 패널 본체(301)의 폭 방향으로 전체 폭에 걸쳐서 형성되어 있다.

패널 본체(301)의 밑면 중앙으로부터 수직으로 연장된 원통형 프레임(32)은 잉크 저장부(22)의 바닥에 축적된 잉크를 위쪽으로 위치한 제 2필터에 끼워진 연통구(210)까지 흡입하기 위해 사용된다.

도 6a∼도 7에 도시된 바와 같이, 소정 각도의 간격으로 형성된 복수의 돌기(322)들이 원통형 프레임(32)의 하단 개구부의 원형 에지면(321)으로부터 수직으로 돌출되어 있다. 본 실시예에서는, 90도의 간격으로 동일한 높이를 가진 4개의 돌기(322)가 형성되어 있다. 원통형 프레임(32)의 내주면에는 하부(323), 하부(323)에 이어져 있고 내측으로 약간 돌출된 테이퍼부(324), 및 테이퍼부(324)에 이어져 있는 상부(325)가 구비되어 있다.

원통형 프레임(32)이 구비된 구획 부재(30)는 상측으로부터 원통형 돌출부(207)까지 캐핑(capping)되어 있다. 돌출부(207)의 외주면의 하측부에는 소정 각도의 간격으로 외측으로 돌출한 리브(207a)들이 형성되어 있다. 4개의 리브(207a)들이 90도의 간격으로 형성되어 있고 각 리브(207a)의 돌출량은 이들 리브(207a)들이 원통형 프레임(32)의 하단측의 외주면에 밀착되게 끼워지도록 설정되어 있다.

구획 부재(30)의 원통형 프레임(32)이 돌출부(207)에 캐핑으로 끼워지면, 단면이 아치형이고 잉크를 흡입하기 위해 사용되는 4개의 간극(220)이 4개의 리브(207a)들에 의해 원통형 프레임(32)의 내주면과 돌출부(207)의 외주면 사이에 형성되어 있다. 따라서, 간극(221)으로부터 돌기(322) 사이에 형성된 간극(220)을 통해 위쪽으로 위치한 제 2필터(12)까지 이어진 잉크 흡입 통로가 원통형 프레임(32)의 하단에 형성된다. 그렇게 함으로써, 잉크 저장부(22)에 남아있는 잉크의 양이 감소하고, 액면이 제 2필터(12)보다 낮아져도, 잉크 저장부(22)에 남아있는 잉크가 제 2필터(12)의 위치까지 흡입되어 잉크 통로(208)로부터 잉크 배출 구멍(8a)까지 공급될 수 있다.

도 3∼도 6b를 참조하여 부잉크실(20)의 잉크 저장부(22)에 배치된 기포제거용 다공질 재료(40)를 설명한다. 직각 평행육면체의 다공질 재료(40)는 펠트나 폼 등의 가요성 재료로 만들어지고 도입 구멍(33)의 아래와 직각 프리즘(52)에 인접하는 위치에 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 다공질 재료(40)가 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b)들의 배면의 모서리부(52c)와 접촉을 유지하는 상태로 배치되어 있다.

즉, 다공질 재료(40)는 직각 프리즘(52)에 끼워진 프레임(202)의 내측면(202c)과 구획 부재(30)의 원통형 프레임(32) 사이에 채워져 있다. 다공질 재료(40)는, 그 상부 에지면(40a)이 반사면(52a, 52b)의 높이의 중간에 위치하도록 반사면(52a, 52b)에 대해 수축되어 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 다공질 재료(40)의 직각 프리즘(52)과 면하는 측면(40b)은 그 중앙부가 모서리부(52c)와 접촉하게 되도록 함몰된 상태에 있다. 중앙부 이외의 다른 쪽 부분은 반사면(52a, 52b)들로부터 이격되어 있어서, 다공질 재료(40)가 특히 검출광이 반사되는 반사 영역(52A, 52B)과 접촉하는 것이 방지된다. 또한, 직각 프리즘(52)의 상부 에지면(52d, 52e)들도 프레임(202)에 형성된 개구부(202b)의 수직 에지면(202d, 202e)들로부터 이격되어 있다. 따라서, 공간 A는 반사면(52a, 52b)들을 둘러싸도록 반사면(52a, 52b)들과 다공질 재료(40) 사이에 형성된다.

이 경우, 다공질 재료(40)는 잉크를 흡수 및 유지할 수 있고, 제 1필터(11)보다 큰 메시(mesh)를 가진 재료로 만들어진다.

잉크 탱크의 잉크 엔드뿐만 아니라 잉크 탱크(1)가 잉크젯 프린터(91)의 탱크 장착부(95)에 장착되었는지에 대한 검출은 다음과 같이 이루어진다.

잉크 탱크(1)가 잉크젯 프린터(91)의 탱크 장착부(95)에 장착되면, 잉크젯 프린터(91)의 측면에 배치된 잉크 공급 니들(도시 안됨)의 전단부가 잉크 탱크(1)의 잉크 출구(7)에 장착된 고무 패킹(8)의 관통 구멍을 통과하여 잉크 통로(208)에 위치한 밸브(9)를 밀어올린다. 따라서, 잉크 배출 구멍(8a)이 열려있기 때문에, 주잉크실(5)의 폼(6)에 흡수 및 유지된 잉크가 제 1필터(11)와 부잉크실(20)을 통해 잉크 통로(208)내로 흐르게 되고 잉크 배출 구멍(8a) 내에 삽입된 잉크 공급 니들을 따라 흘러, 잉크젯 프린터(91)의 측면의 잉크젯 헤드(94)에 잉크가 공급될 수 있다. 이러한 잉크 공급 기구는 당업자에게 알려져 있기 때문에, 더 이상의 설명은 생략한다.

잉크 탱크(1)가 설치되면, 잉크 탱크(1)측에 형성된 직각 프리즘(51)은 잉크젯 프린터(91)측의 광학 센서(57)와 면하게 된다. 그러므로, 광학 센서(57)로부터 방사된 빛이 직각 프리즘(51)의 반사면(51a, 51b)들에 의해 반사되고 광학 센서(57)에 의해 받아들여져서, 잉크 탱크(1)가 설치되었는지 검출된다.

잉크젯 프린터(94)가 잉크 방출을 수행하기 위해 구동되면, 잉크 방출압력으로 인해 잉크 흡입력이 잉크 배출 구멍(8a)에 작용하여, 잉크젯 프린터(94)에 잉크가 공급된다. 공급후 폼(6)에 유지된 잉크가 감소함에 따라, 공기가 통기구(13)를 통해 주잉크실(5)내로 도입된다. 잉크의 소모가 지속됨에 따라, 폼(6)에 스며있는 잉크가 점차 감소하고 그 대신에 기포가 폼(6)에 들어간다. 폼(6)의 잉크의 잔량이 더 감소하면, 주잉크실(5)로부터의 공기가 제 1필터(11)를 통과하여, 기포를 형성하고, 그 기포가 부잉크실(20)의 기포 저장부(21)내로 도입된다. 그러나, 부잉크실(20)의 잉크 저장부(22)를 잉크 배출 구멍(8a)에서 이격시키기 위해 사용되는 제 2필터(12)는 기포를 통과시키지 않는다. 그러므로, 부잉크실(20)의 최상부에 형성된 소용량의 기포 저장부(21)에 기포가 점차 축적된다.

잉크의 잔량이 더 감소하면, 주잉크실(5)과 부잉크실(20)에 남아있는 잉크의 액면이 점차 저하하여 직각 프리즘(52)의 한 쌍의 프리즘 반사면(52a, 52b)이 잉크의 액면으로부터 점차 노출된다. 따라서, 한 쌍의 반사면(52a, 52b)이 반사 부재로서 작용하기 시작한다. 부잉크실(20)의 잉크의 액면이 소정 검출 위치(예를 들면, 도 4에 도시된 위치 L)보다 저하되면, 광학 센서(58)의 수광소자(58b)의 수광량이 임계량을 초과한다. 잉크 탱크(1)의 잉크의 소진(잉크 엔드 상태)의 검출은 수광소자(58b)에서의 수광량의 증가에 기초하여 이루어진다.

부잉크실(20)의 용량을 충분히 적게 함으로써 잉크의 잔량이 매우 적어진 시점에서 잉크 엔드가 검출됨에 따라, 가능한한 적은 양의 잉크의 잔량으로 잉크 엔드를 검출할 수 있기 때문에, 잉크가 낭비되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 프리즘의 반사면(52a, 52b)에 의해 검출된 잉크 엔드를 니어 엔드로 간주하여, 다음과 같은 처리를 수행하기 때문에, 잉크가 낭비되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 즉, 잉크의 니어 엔드가 광학 센서(58)에 의해 먼저 검출되고 나서, 그 후에 사용될 잉크의 양이 산출되고, 산출된 값이 부잉크실(20)의 잉크 저장부(22)의 용량과 동일한 양에 이를 때 리얼 엔드가 결정되어, 잉크의 잔량이 실질적으로 소진될 때까지 잉크를 사용할 수 있다.

부잉크실(20)에 축적된 기포가 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b) 부근에 부유하는 경우, 프리즘의 반사면(52a, 52b)이 실질적으로 잉크로 덮이게 된다. 위와 같은 상태에서 잉크의 액면이 프리즘의 반사면(52a, 52b)보다 저하되어도, 프리즘의 반사면(52a, 52b)이 잉크로 덮인 상태로 남아 있고 반사 상태도 변하지 않게 되어, 잉크 엔드의 검출이 불가능하다.

그러나, 본 발명의 실시예에서는, 기포 저장부(21)가 구획 부재(31)에 의해 부잉크실(20)의 상단부에 형성되고 잉크의 잔량이 소정량보다 적어졌을 때 잉크의 액면이 기포로부터 분리된 잉크의 액면과 함께 저하된다. 그러므로, 잉크 저장부(22)내로 도입되고 프리즘의 반사면(52a, 52b)의 부근에 부유하는 기포의 발생량을 억제할 수 있다.

기포 저장부(21)로부터 도입 구멍(33)을 통해 잉크 저장부(22)내로 도입된 잉크는 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b)을 따라 흘러, 다공질 재료(40)에 의해 흡수된다. 그리고 나서, 잉크는 원통형 프레임(32)과 돌출부(207) 사이의 간극을 따라 잉크 저장부(22)의 바닥부로부터 흡수되어, 제 2필터(12)를 통해 잉크 배출 구멍(8a)에 이른다.

잉크와 함께 도입 구멍(33)으로부터 잉크 저장부(22)내로 도입된 기포는, 다공질 재료(40)의 상부 에지면(40a)의 상측부와, 다공질 재료(40)와 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b)들 사이의 공간 A에 모인다. 그러나, 이들 영역에 모인 기포에 유지된 잉크는 다공질 재료(40)의 모세관력으로 인해 다공질 재료(40)내로 흡입된다.

보다 상세하게는, 다공질 재료(40)에 흡수 및 유지된 잉크는, 잉크의 잔량이 감소함에 따라 잉크의 액면이 다공질 재료(40)의 상부 에지면(40a)보다 낮아진 후 수반되는 잉크 흡입 작용에 의해 인출된다. 잉크가 다공질 재료(40)로부터 인출되면, 상부 에지면(40a)의 상측부에 유지된 잉크와 반사면(52a, 52b)의 배면 부분의 기포에 유지된 잉크가 모세관력에 의해 흡입된다. 따라서, 기포들이 신속하게 제거된다. 잉크 저장부(22)에서 잉크의 액면이 저하되면, 반사면(52a, 52b)들의 반사 상태가 우수한 응답 타이밍으로 변화한다. 따라서, 잉크 엔드가 정밀하고 신속하게 검출될 수 있다.

본 실시예에 따른 잉크 탱크(1)에서는, 부잉크실(20)이 구획 부재(30)에 의해 도입 구멍(33)을 통해서만 서로 통해있는 기포 저장부(21)와 잉크 저장부(22)로 구획한다. 따라서, 기포의 형성에 필요한 잉크가 기포 저장부(21)로부터 잉크 저장부(22)로 공급되는 것을 가능한한 차단한다. 그러므로, 구획 부재(30)는, 기포 저장부(21)의 기포들이 잉크의 액면이 저하됨에 따라 잉크로부터 용이하게 분리되도록 분리기(separator)로서 작용한다. 또한, 잉크 저장부(22)에 발생된 기포들이 잉크 저장부(22)에 배치된 다공질 재료(40)의 모세관력에 의한 잉크의 흡입력으로 인해 신속하게 제거된다.

따라서, 반사면(52a, 52b)들의 반사 상태는, 잉크 엔드가 신속하고 정확하게 검출되는 것에 의해 우수한 응답 타이밍으로 변화한다.

본 실시예에 따른 잉크 공급원으로서의 잉크 탱크(1)를 가진 잉크젯 프린터(91)에서, 반사면(52a, 52b)들의 반사 상태는 잉크 탱크의 잉크 엔드의 소정 검출에 기초하여 제공된다.

도 8∼도 9c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 잉크 탱크(1A)는 상기 잉크 탱크(1)에 대한 구조와 기본적으로 동일하다. 그러므로, 동일하게 대응하는 부분은 동일한 참조부호를 부여하고 그 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 잉크 탱크(1A)는, 구획 부재(30A)에 기포 제거용 다공질 재료(40A)를 유지하는 다공질 재료 홀더(34)가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 구획 부재(30A)는, 도입 구멍(33)으로부터 도입된 잉크가 반사면(52a, 52b)들의 배면과 다공질 재료(40A)를 통해 흘러 잉크 저장부(22)내에 이르는 잉크 통로를 형성하기 위해 사용된다.

잉크 탱크(1A)의 구획 부재(30A)는 구획 패널(31), 잉크 저장부(22)의 배면으로부터 돌출한 원통형 프레임(32), 및 원통형 프레임(32)보다 직각 프리즘(52) 쪽에 더 가까운 쪽의 다공질 재료 홀더(34)를 구비하고 있다. 다공질 재료 홀더(34)는 구획 패널(31)과 동일한 폭을 가지고 적하벽(35)의 하단이 잉크 저장부(22)의 바닥 부근의 위치까지 연장되도록 구획 패널(31)의 바닥면으로부터 수직으로 돌출한 적하벽(35)을 구비하고 있다. 적하벽(35)의 하단에는, 유지편(holding piece)(36a, 36b)이 적하벽(35)의 측단부로부터 직각 프리즘(52)을 향해 수직으로 돌출되어 있다. 또한, 이들 각 유지편의 상부 위치에는, 유지편(36a, 36b)이 적하벽(35)으로부터 직각 프리즘(52)을 향해 돌출되어 있다. 다공질 재료(40A)를 유지하는 능력은 한 쌍의 상부 유지편(36c, 36d)과 한 쌍의 하부 유지편(36a, 36b)에 의해 실현된다.

다공질 재료(40A)는 적하벽(35)과 동일한 폭을 가지는 직각 평행육면체이고, 다공질 재료(40A)가 약간 압축된 상태에서 유지편들 사이에 채워지도록 유지편들 사이의 수직 간격보다 조금 높게 되어 있다.

다공질 재료(40A)를 유지편들 사이에 유지하면, 직각 프리즘(52)측의 다공질 재료(40A)의 표면(41)이 프레임(202)의 내측면(202c)과 접촉되는 상태로 유지된다. 다공질 재료(40A)의 상단면(42)은 직각 프리즘(52)의 하단면과 높이가 실질적으로 동일하도록 위치하고 있다. 그러므로, 다공질 재료(40A)의 표면(41)의 상반부는 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b)을 둘러싸기 위해 사용되는 공간 A와 면하는 상태로 되어 있다.

또한, 구획 부재(30A)의 구획 패널(31)의 표면은 고르지 않은 표면이 아니라 평평한 표면이고, 그 표면에는 도입 구멍(33)을 향해 잉크를 도입시키는 2개의 리브(38, 39)가 형성되어 있다.

본 실시예의 잉크 탱크(1A)에서도, 구획 부재(30A)는 기포로부터의 잉크의 분리를 촉진하는 분리기로서 작용한다.

또한, 도입 구멍(33)으로부터 잉크 저장부(22)내로 흐르는 잉크는 구획 부재(30A)의 적하벽(35)과 반사면(52a, 52b) 사이로 흐르고, 다공질 재료(40A)에 의해 흡수된다. 그리고 나서, 잉크는 구획 부재(30A)를 통해 제 2필터로 향한다. 즉, 잉크는 도 8의 화살표로 나타낸 바와 같이 적하벽(35)에 의해 규제된 잉크 통로를 따라 흐르게 된다.

다공질 재료(40A)는 잉크 저장부(22)내로 도입된 기포를 신속하게 제거하도록 작용한다. 보다 상세하게는, 잉크의 잔량이 감소하고, 잉크 저장부(22)의 다공질 재료(40A)내에 흡수된 잉크의 소모량이 증가하면, 프리즘의 반사면(52a, 52b)과 다공질 재료(40A) 사이에 형성된 공간 A에 기포가 들어간다. 공간 A의 직각 프리즘(52)의 하측부는 다공질 재료(40A)와 접촉하고 있다. 잉크가 다공질 재료(40A)로부터 인출되면, 공간 A에 모인 기포에 유지된 잉크가 다공질 재료(40A)의 모세관력에 의해 다공질 재료(40A)내로 흡수된다. 따라서, 프리즘의 반사면(52a, 52b)의 배면에 부착된 기포들과 배면 부근에 부유하는 기포들이 다공질 재료(40A)에 의해 신속하게 제거된다.

이렇게 잉크 탱크(1A)를 구성하면, 프리즘의 반사면(52a, 52b)의 배면에 부착된 기포들과 그 배면 부근에 부유하는 기포들이 다공질 재료(40A)에 의해 신속하게 제거된다. 그러므로, 잉크 엔드 상태가 이루어진 시점에서 기포에 의한 방해없이 잉크 엔드 상태를 즉시 검출할 수 있다.

구획 패널(31)의 용량이 적기 때문에, 다공질 재료(40A)의 잉크의 잔량이 감소될 수 있고 낭비되는 잉크의 양을 될 수 있는 대로 줄일 수 있다는 이점이 있다.

상기 실시예에 있어서, 각 구획 부재(30, 30A)는, 부잉크실(20)의 내측이 기포 저장부(21)와 잉크 저장부(22)로 구획되도록 배치되어 있다. 또한, 구획 부재(30, 30A)를 생략하고 반사면(52a, 52b)의 배면에 인접하는 위치에 다공질 재료를 배치할 수도 있다. 이 경우에도, 반사면의 배면 부분에 발생된 기포들이 신속하게 제거될 수 있다.

다공질 재료(40, 40A)로서는, 잉크를 흡수 및 유지할 수 있는 어떠한 재료라도 이용될 수 있다. 예를 들면, 천연섬유, 합성섬유, 또는 번들링 섬유에 의해 형성된 다공질 재료를 사용할 수 있다. 그러나, 펠트나 폼을 재료로 이용하는 것이 특히 바람직하다.

공간 A가 적은 것이 더 낫다는 것은 말할 나위도 없지만, 다공질 재료(40A)의 상단면(42)을 직각 프리즘(52)의 하단면과 접촉시킴으로써 공간 A를 제거하는 것이 더 바람직하다.

도 10∼도 12는 본 발명의 제 3실시예에 따른 잉크 탱크(1B)를 나타내고, 그 구조는 상기 잉크 탱크(1)와 기본적으로 동일하다. 그러므로, 동일하게 대응하는 부분에는 동일한 참조부호를 부여하고 그 설명은 생략한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 잉크 탱크(1B)는 직각 프리즘(52)이 배치된 쪽의 패널 본체(301)의 모서리에 원형 도입 구멍(61)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 도입 구멍(61)의 주변은 돌기(306)들과 동일한 높이로 돌출된 프레임부(307)로 둘러싸여 있다. 또한, 패널 본체(301)의 길이 방향으로 연장하는 오목부(308)와 돌출부(309)가 패널 본체(301)의 길이 방향 에지와 돌출된 프레임부(307) 사이의 영역에 폭 방향으로 소정 간격으로 교대로 형성되어 있다. 돌출부(309)의 높이는 돌기(306)의 높이와 동일하다.

도 10∼도 12에 도시된 바와 같이, 직각 프리즘(52)의 수직방향으로 중앙 위치보다 더 하방으로 돌출한 리브부(62a, 62b)와 적하벽(62)이 패널 본체(301)의 바닥면에 형성되어 있고, 적하벽(62)으로부터 직각 프리즘(52)까지 리브부(62a, 62b)가 향해있다. 한 쪽의 리브부(62a)와 적하벽(62)은 도입 구멍(61)을 둘러싸도록 형성되어 있다.

다공질 재료(60)는, 다공질 재료(60)가 적하벽(62)과 리브부(62a, 62b)의 하단과 접촉을 유지하도록, 직각 프리즘(52)이 끼워진 프레임(202)의 내측면(202c)과 원통형 프레임(32)으로부터 직각 프리즘(52)을 향해 돌출된 리브부(32a) 사이에 채워져 있다. 다공질 재료(60)는 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b)에 대해 잉크의 유동방향으로 후퇴한 위치에 배치되어 있다.

이렇게 잉크 탱크(1B)를 구성하면, 도입 구멍(61)으로부터 잉크 저장부(22)내로 흐르게 되는 잉크는 구획 부재(30B)의 적하벽(62)과 반사면(52a, 52b) 사이에서 하방으로 흐른다. 그리고 나서, 잉크는 다공질 재료(60)에 의해 흡수되어, 잉크가 다공질 재료(60)를 통해 제 2필터(12)로 향하게 된다. 즉, 잉크는 적하벽(62)과 리브부(62a)에 의해 규제되는 잉크 통로를 따라 흐른다. 이 경우, 반사면(52a, 52b)으로부터 이격된 위치에 도입 구멍(61)을 구비하고, 도입 구멍(61)과 반사면(52a, 52b) 사이에 존재하는 부유 기포를 신속하게 포착하는 미로벽을 구비하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성하면, 도입 구멍(61)으로부터 잉크 저장부(22)내로 흐르게 되는 기포가 적하벽(62)의 벽면(62c, 62d)들 사이의 모서리부에서 발생된 표면장력으로 인해 그 모서리부에 포착된다. 그리고 나서, 기포들은 벽면(62c, 62d)을 따라 하방으로 이동하고 벽면의 하단과 접촉하고 있는 다공질 재료(60)에 의해 흡수되어 제거된다.

따라서, 본 실시예에 따른 잉크 탱크(1B)에서는, 직각 프리즘(52)의 반사면(52a, 52b)의 배면에 부착된 기포들이나 그 주변에 부유하는 기포들이 제 2실시예에서와 마찬가지로 다공질 재료(60)에 의해 신속하게 제거된다. 또한, 도입 구멍(61)으로부터 이동하게 되는 기포들이 벽면(62c, 62d)들 사이의 모서리부에 포착되어 다공질 재료(60)로 안내되기 때문에, 부유하는 기포들이 감소될 수 있다.

그러므로, 잉크 엔드 상태가 이루어진 시점에서 기포들의 방해없이 잉크 엔드 상태를 즉시 검출할 수 있다. 잉크 엔드 상태가 검출된 후, 도입 구멍(61)으로부터 흘러나오는 기포들이 벽면(62c, 62d)들을 따라 흐름에 따라, 직각 프리즘(52)에 기포들이 다시 부착되는 것이 방지되어, 잉크의 존재가 정확하게 검출될 수 있는 검출 정밀도가 향상된다.

본 발명은 상기 실시예들로 한정되지 않고 다양한 방식으로 수정될 수 있다. 서로 분리된 주잉크실과 부잉크실을 포함하는 잉크실을 사용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 주잉크실에 대응하는 잉크실을 사용하지 않고 부잉크실에 대응하는 잉크실만을 사용할 수도 있다. 이 경우에도, 발생된 기포들이 검출되는 위치에서 다공질 재료에 의해 제거되기 때문에 동일한 효과가 얻어진다.

본 실시예에서는 반사형 검출부를 설명했지만, 일본 특허 공개공보 제 6-115089A호에 기재된 바와 같은 투과형 감광장치를 사용할 수도 있다. 이 경우에도, 검출되는 위치의 기포들이 제거될 수 있기 때문에, 잉크가 소진되었을 때 투과율이 향상되어, 잉크, 특히, 투과율이 낮은 흑색 잉크의 유무에 대한 검출 정밀도가 향상된다.

또한, 도입 구멍 부근의 구획 패널 본체상에 구비된 벽면을 이용하는 대신에, 주잉크실의 내벽을 이용하여 잉크 유로를 형성할 수도 있다.

본 발명에 따른 잉크 탱크에 의하면, 잉크의 액면이 저하된 후의 프리즘 반사면의 반사 상태가 부잉크실의 기포에 의해 즉시 변화하지 않는다고 하는 유해한 영향을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 잉크젯 프린터에 의하면, 잉크 탱크의 반사면의 반사 상태를 검출함으로써 잉크 엔드가 발생되는 상태를 즉시 알아낼 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제 1실시예에 따른 폼(foam)형 잉크탱크의 평면도;

도 1b는 제 1실시예에 따른 잉크 탱크의 정면도;

도 2는 제 1실시예에 따른 잉크 탱크의 저부 사시도;

도 3은 제 1실시예에 따른 잉크 탱크의 분해 사시도;

도 4는 제 1실시예에 따른 잉크 탱크에 있어서, 도 1a의 IV-IV선 단면도;

도 5는 제 1실시예에 따른 잉크 탱크에 있어서, 도 1b의 V-V선 단면도;

도 6a는 제 1실시예에 따른 잉크 탱크의 부잉크실의 확대 단면도;

도 6b는 제 1실시예에 따른 잉크 탱크에 있어서, 도 6a의 b-b선 단면도;

도 7은 제 1실시예에 따른 잉크 탱크의 구획 부재(partition member)의 사시도;

도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 잉크 탱크의 주요부의 확대 단면도;

도 9a는 제 2실시예에 따른 잉크 탱크의 구획 부재의 사시도;

도 9b는 도 9a에 도시된 구획 부재의 평면도;

도 9c는 도 9a에 도시된 구획 부재의 정면도;

도 10은 본 발명의 제 3실시예에 따른 잉크 탱크의 주요부의 확대 단면도;

도 11은 제 3실시예에 따른 잉크 탱크의 주요부의 횡단면도;

도 12는 제 3실시예에 따른 잉크 탱크의 주요부를 도 11의 반대측에서 본 횡단면도; 및

도 13은 잉크젯 프린터의 주요부를 나타내는 개략도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1,1A,1B: 잉크 탱크 2: 용기 본체

3: 상측 개구 4: 용기 덮개

5: 주잉크실 6: 폼

7: 잉크 출구 8: 고무 패킹

8a: 잉크 배출 구멍 9: 밸브

10: 코일 스프링 11: 제 1필터

12: 제 2필터 13: 통기구

20: 부잉크실 21: 기포 저장부

22: 잉크 저장부 30, 30A 구획 부재

31: 구획 패널 32: 원통형 프레임

33: 도입 구멍 34: 다공질 재료 홀더

35: 적하벽 40, 40A: 다공질 재료

51, 52: 직각 프리즘 57, 58: 광학 센서

Claims (13)

1. 대기를 도입시키는 통기구와 잉크가 인출되는 잉크 출구가 형성되어 있는 잉크실;

   상기 잉크실에 포함된 잉크와 접촉할 수 있고, 상기 통기구를 통해 상기 잉크실에 도입된 공기량에 따라 상기 잉크실의 잉크의 잔량이 광학적으로 검출되는 검출면을 포함하는 잉크 접촉면을 가지는 광학부재; 및

   상기 잉크 접촉면의 부근에 배치되고 상기 잉크실의 잉크를 흡수할 수 있는 제 1잉크흡수부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
2. 제 1항에 있어서, 상기 잉크실은,

   상기 통기구가 형성되어 있고, 잉크를 유지할 수 있는 제 2잉크흡수부재를 포함하는 제 1실; 및

   상기 제 1실과 상기 잉크 출구 사이에 배치되어 있고, 상기 제 1잉크흡수부재와 상기 광학부재를 포함하는 제 2실을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1잉크흡수부재는 상기 광학부재와 상기 잉크 출구 사이의 잉크 유로에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1잉크흡수부재는 상기 검출면으로부터 이격되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 제 1실과 상기 제 2실을 구획하고, 잉크와 기포를 통과시키기 위한 제 1 다공을 가지는 제 1다공질 재료로 이루어진 제 1필터; 및

   상기 제 2실과 상기 잉크 출구를 구획하고, 잉크만 통과할 수 있도록 상기 제 1다공보다 미세한 제 2다공을 가지는 제 2다공질 재료로 이루어진 제 2필터를 더 포함하고,

   상기 제 1잉크흡수부재는 제 1다공보다 큰 제 3다공을 가지는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1잉크흡수부재는 폼재와 펠트재 중 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
7. 제 1항에 있어서, 상기 광학부재는 상기 검출면으로서 작용하는 한 쌍의 반사면을 구비한 프리즘인 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
8. 제 2항에 있어서, 상기 제 2실을 상기 제 1실 부근에 위치하는 기포 저장부와 상기 잉크 출구 부근에 위치하는 잉크 저장부로 구획하고, 잉크를 상기 기포 저장부로부터 잉크 저장부로 도입하는 도입구가 형성되어 있는 구획 부재를 더 포함하고,

   상기 광학부재의 상기 검출면은 상기 잉크 저장부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
9. 제 8항에 있어서, 상기 검출면은 상기 도입구 부근에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
10. 제 8항에 있어서, 상기 도입구는 상기 구획 부재 또는 상기 제 2실 중 하나의 벽면에 의해 형성된 모서리부에 위치하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
11. 제 8항에 있어서, 상기 구획 부재는 상기 제 1잉크흡수부재를 유지하기 위해 상기 잉크 저장부 내로 돌출하는 돌출편들을 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
12. 제 8항에 있어서, 상기 구획 부재는 상기 도입구로부터 상기 검출면을 통해 상기 제 1잉크흡수부재로 연장하는 잉크 유로를 형성하는 것을 특징으로 하는 잉크 탱크.
13. 잉크젯 인쇄 헤드;

    상기 잉크 출구를 통해 상기 잉크젯 인쇄 헤드에 잉크를 공급하는 제 1항에 기재된 잉크 탱크; 및

    검출면의 상태에 기초하여 상기 잉크 탱크의 잉크의 잔량을 광학적으로 검출하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.