KR100571776B1 - 잉크카트리지 - Google Patents

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KR100571776B1
KR100571776B1 KR1020040007970A KR20040007970A KR100571776B1 KR 100571776 B1 KR100571776 B1 KR 100571776B1 KR 1020040007970 A KR1020040007970 A KR 1020040007970A KR 20040007970 A KR20040007970 A KR 20040007970A KR 100571776 B1 KR100571776 B1 KR 100571776B1
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ink chamber
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정명송
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삼성전자주식회사
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Abstract

개시된 본 발명에 의한 잉크카트리지는, 내부에 2개 이상의 격벽이 직각으로 교차하여 형성되는, 복수의 잉크챔버를 가지는 잉크카트리지 몸체; 잉크챔버 각각의 하부면과 인접된 위치에 형성되고, 그 양 측면에 개방면을 포함하여, 개방된 양단 및 각각의 개방면을 구획짓는 중앙부에 잉크챔버 각각에 개별적으로 연결되는 잉크공급 유로가 형성되는 노즈(nose); 및 개방면을 각각 밀폐하는 밀봉부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
잉크젯프린터, 잉크카트리지, 플러그, 밀봉부재, 금형, 몰딩

Description

잉크카트리지{Ink cartridge}
도 1은 종래기술에 의한 잉크카트리지의 일부를 도시하여 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 잉크카트리지의 일부를 도시하여 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 평면도,
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도,
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 단면도,
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 단면도,
도 7a는 본 발명의 일 실시예로서, 잉크카트리지의 잉크통로가 일직선으로 배열된 상태를 도시하여 나타낸 개략도, 그리고,
도 7b 및 도 7c는 본 발명의 다른 실시예로서, 잉크카트리지의 잉크통로가 교차되도록 배열된 상태를 도시하여 나타낸 개략도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1; 잉크카트리지 10; 잉크카트리지 몸체
11; 격벽 11a, 11b; 제 1 및 제 2 격벽
12; 전방 잉크챔버 13, 14; 좌측 및 우측 잉크챔버
20; 밀봉부재 21, 22; 좌측 및 우측 밀봉부재
30; 노즈(nose) 31; 잉크통로
본 발명은 잉크카트리지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow) 3색이 주입되어 각각 개별적인 잉크 공급유로를 가지는 컬러 잉크카트리지에 관한 것이다.
일반적으로, 잉크젯프린터는 공급된 용지에 잉크를 분사하여 원하는 화상을 출력하는 인쇄장치로, 소정량의 잉크를 저장하고 있는 잉크카트리지를 소모품으로 구비한다. 이러한 장치에 대한 관련 기술문헌으로, US 5,926,195와, US 6,260,961 및 US 6,293,664가 공개된 바 있다.
도 1은 상기한 기술문헌 중 US 6,260,961에 기재된 기술로서, 종래기술에 의한 잉크카트리지(50)의 일부를 발췌하여 나타낸 사시도이다. 도시된 바와 같이, 잉크카트리지(50)는, 몸체(70)와, 상기 몸체(70)에 복수의 격벽(interior wall, 80,82)에 의해 형성된 잉크챔버(ink compartment,84,86,88)를 포함하며, 각각의 잉크챔버(84,86,88)는, 개구부(slid insert opening, 76a)에 결합되는 플러그(single sealing member, 66)에 의해 유로를 형성하며, 상기 플러그(66) 위로 캐비티(cavity, 202)를 가지는 탭 서킷(TAB circuit, 204)이 설치된다. 상기와 같이 구성된 잉크카트리지(50)는, 각각의 잉크챔버(84,86,88)에서 탭 서킷(204)에 마련된 캐비티(202)로 잉크를 공급하기 위한 잉크공급 유로가 상기 몸체(70)에 일체 로 형성되어 있다. 상기 잉크공급 유로는 각각의 잉크챔버(84,86,88)에 각각 개별적으로 형성되어 있다.
하지만, 상기와 같은 잉크카트리지(50)는, 탭 서킷(204) 측으로 공급되는 잉크의 캐비티의 형성시 어려움이 있으며, 미도시된 필터부착을 위한 벽체 형성시에 물리적인 배치 공간이 협소하기 때문에, 잉크공급구의 면적이 작아져, 잉크공급 능력이 제한된다. 따라서, 고속인쇄시에 각각의 잉크챔버(84,86,88)에서 캐비티(202) 측으로 공급할 수 있는 잉크가 원활하게 공급되지 못하여 상기 캐비티(202)를 통해 미도시된 헤드로 공급되는 잉크의 액적이 불균일해 짐에 따라 화질이 떨어질 수 있다.
또한, 잉크공급 유로를 형성하기 위해서는 전면의 개구부(76a)를 플러그(66)를 통해 밀봉하여야 하는데, 상기 플러그(66)의 설치위치는 상기 탭 서킷(204)의 후면이다. 따라서, 상기 플러그(66)의 부착시에 높이 조절에 실패하여 플러그(66)가 돌출될 경우 상기 탭 서킷(204)과, 상기 플러그(66) 사이에 간섭이 발생될 수 있다. 이 경우, 잉크카트리지(50)에 공급되는 전기적인 신호의 접속부가 이상을 일으켜 정상적인 인쇄동작을 방해할 수 있기 때문에, 제품 신뢰도가 손상될 수 있다.
또한, 상기 플러그(66)는 적어도 2개 이상의 잉크공급 유로를 밀봉하여야 하기 때문에 각각의 잉크공급 유로를 형성하기 위한 격벽부를 필요로 한다. 따라서, 플러그(66)의 형상이 복잡해짐에 따라 제조단가가 상승할 수 있으며, 밀봉부위에서의 잉크누출 및 색 섞임이 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
그리고, 상기한 바와 같이 잉크공급 유로를 프린터 헤드의 양 옆 부분에 형성하게 될 경우, 상기 잉크공급 유로는 전면부에 부착되는 플러그(66)에 의해 완성되는데, 이렇게 완성된 잉크공급 유로는 다른 종류의 잉크카트리지에 비해 상대적으로 큰 체적으로 형성된다. 이는 잉크를 담고 있는 미도시된 폼부재의 모세관력에 의한 부압을 상쇄시켜 부압특성을 떨어뜨릴 수 있다. 이를 극복하기 위해 상기 플 러그(66)에 상기 잉크공급 유로의 체적을 줄이기 위한 형상을 추가하는 방법 등이 있으나, 이는 금형 제작시 추가적인 공정 및 재료비 상승등을 야기할 수 있다.
삭제
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 잉크카트리지의 사출성을 향상시켜 제조단가를 낮출 수 있으며, 잉크누출 및 색 섞임을 방지할 수 있도록 구조가 개선된 잉크카트리지를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 잉크카트리지는, 서로 다른 색상의 잉크가 수용되는 복수의 잉크챔버와 잉크공급 유로가 잉크카트리지 몸체에 일체로 형성되며, 상기 잉크공급 유로는, 개별적으로 설치되는 밀봉부재에 의해 밀폐된다. 이와 같이, 잉크공급 유로를 상기 잉크카트리지 몸체에 일체로 형성한 상태로 제조하기 위해서는 사출성형을 일반적으로 수행한다. 이 때, 상기 잉크공급 유로는, 측면부에 슬라이드 코어를 삽입하여 형성되는데, 상기 잉크공급 유로는 상기 슬라이드 코어가 삽입되는 부분에 개방면을 포함한다. 따라서, 상기 개방면에는 별도의 밀봉부재를 설치하여, 상기 잉크공급 유로를 외부와 밀폐된 상태로 형성한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 복수의 잉크챔버는, 내부에 2개 이상의 격벽이 직각으로 교차하여 형성되는 것이 좋다. 예컨대, 서로 직각으로 교차되는 제 1 및 제 2 격벽에 의해 총 3개의 잉크챔버가 형성되는데, 상기 제 1 격벽에 의해 전방 잉크챔버와 후방 잉크챔버가 구획되어지며, 상기 제 2 격벽에 의해 후방 잉크챔버는 좌측 및 우측 잉크챔버로 구획되어 진다. 상기 좌측 및 우측 잉크챔버는 상기 제 2 격벽에 대해 서로 대칭되게 형성되는 것이 좋다.
그리고, 상기 전방 잉크챔버와 후방 잉크챔버는, 그 길이의 비가 1:2이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 잉크카트리지 몸체는, 상기 복수의 잉크챔버 각각의 하부면과 인접된 위치에 형성되어, 내측면에 상기 잉크공급 유로가 형성되는 노즈(nose)를 포함하는데, 상기 노즈에는 프린트 헤드가 그 외측으로 결합되고, 그 내부에는 상기 잉크공급 유로가 형성되는 것이 좋다.
그리고, 상기 잉크공급 유로는, 일단은 전방 잉크챔버와 연통되도록 그 바닥면의 일부가 연장형성되는 전방 잉크공급 유로; 및 상기 좌측 및 우측 잉크챔버와 연통되도록 바닥면의 일부와 개별적으로 연결되며, 상기 노즈 내부에서 상기 전방 잉크공급 유로에 의해 각각이 구획되어 지고, 그 대면되는 면에 형성된 상기 개방면을 상기 밀봉부재로 밀봉하여 형성된 좌측 및 우측 잉크공급 유로;를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 노즈는, 그 길이가 상기 전방 잉크챔버의 길이 이상으로 구비되어, 상기 전방 잉크챔버 바닥면 전체와, 후방 잉크챔버의 바닥면 일부와 인접되는 것이 좋으며, 프린트 헤드가 장착되는 프린트 헤드 장착부; 상기 프린트 헤드와 연통되는 잉크통로; 및 캐리지 장착 기준면(datum);을 포함하는 것이 좋다.
이 때, 상기 캐리지 장착 기준면은, 상기 밀봉부재 표면에 형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 노즈는, 상기 잉크통로가 평행하게 배열될 수 도 있고, 서로 교차되도록 배열 될 수도 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 함께 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 잉크카트리지(1)를 도시하여 나타낸 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 잉크카트리지(1)는, 잉크카트리지 몸체(10);와, 상기 잉크카트리지 몸체(10) 내부에 서로 직교하는 격벽(11)에 의해 구획되어진 전방 및 후방 잉크챔버(12,15);를 포함하며, 상기 후방 잉크챔버(15)는, 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)로 구성된다. 이 때, 상기 격벽(11)은, 상기 전방 잉크챔버(12)와 후방 잉크챔버(15)로 구분하는 제 1 격벽(11a)과, 상기 후방 잉크챔버(15)를 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)로 구분하는 제 2 격벽(11b)으로 구성된다. 상기 전방, 좌측 및 우측 잉크챔버(12,13,14) 각각에는 서로 다른 색상의 잉크가 수용되어 있으며, 각각의 잉크는 미도시된 프린트 헤드에서 토출되기 전까지는 서로 섞이지 않은 상태로 이송되어야 한다.
상기 잉크카트리지 몸체(10)에는 그 하측면을 향하도록 돌출 형성된 노즈(nose, 30)가 구비된다. 상기 노즈(30) 내부에는 상기 전방, 좌측 및 우측 잉크챔버(12,13,14)와 연통되는 잉크공급 유로(12b,13b,14b, 도 4 내지 6 참조)가 구 비되며, 그 외측에는 프린트 헤드(미도시)가 결합된다. 그리고, 상기 잉크공급 유로(12b,13b,14b)를 밀폐하기 위한 밀봉부재(20)가 양측에 설치되는데, 상기 밀봉부재(20)는, 좌측 및 우측이 서로 대칭이 되는 형상으로 구비되는 좌측 밀봉부재(21) 및 우측 밀봉부재(22)로 구성된다.
상기 밀봉부재(20)는, 상기 잉크카트리지 몸체(10)를 사출성형하면서, 상기 잉크공급 유로(12b,13b,14b)를 상기 잉크카트리지 몸체(10)에 일체로 형성하기 위해 좌우측으로 삽입되는 슬라이드 코어(side core, 미도시)에 의해 형성된 개방면을 밀봉하기 위한 것으로, 상기 밀봉부재(20)에 의해 잉크공급 유로가 형성된다.
도 3은, 도 2에 도시된 본 발명에 의한 잉크카트리지(10)의 평면도로서, 상기 전방, 좌측 및 우측 잉크챔버(12,13,14) 각각에는, 그 바닥면에 잉크 배출공(12a,13a,14a)을 구비하여, 상기 전방, 좌측 및 우측 잉크챔버(12,13,14)에 수용된 잉크를 상기 노즈(30) 측으로 공급할 수 있다.
이 때, 상기 전방 잉크챔버(12)의 길이(h)와 상기 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)의 길이(H)의 비는 1:2로 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 상기 전방 잉크챔버(12)의 길이(h)와 상기 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)의 길이(H)의 비가 이 비율보다 작은, 전방 잉크챔버의 길이(h)가 이 비율을 만족하는 길이보다 길어지게 될 경우에는, 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)로 부터 후술할 잉크공급 유로(13b,14b)의 길이가 길어져 잉크의 사용효율이 나빠지고, 상기 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)에 삽입되는 폼부재(미도시)의 삽입이 곤란하며, 프린터의 외관 크기가 증가될 수 있으며, 반대로, 상기 전 방 잉크챔버(12)의 길이(h)와 상기 좌측 및 우측 잉크챔버(13,14)의 길이(H)의 비가 이 비율보다 클 경우, 예컨대 전방 잉크챔버의 길이(h)가 이 비율을 만족하는 길이보다 짧아지게 될 경우에도, 잉크의 사용효율을 좋아지지만, 잉크카트리지(1)를 이송하는 캐리지의 크기가 커져 캐리지 왕복운동을 위한 공간이 추가로 필요하게 되어 프린터의 외관이 커지는 문제점이 있기 때문이다.
한편, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 단면도로서, 상기 전방 잉크챔버(12)를 보다 상세하게 나타낸 단도면이다.
도시된 바와 같이, 상기 전방 잉크챔버(12)는, 그 바닥면에 잉크공급을 위한 전방 잉크챔버 잉크 배출공(12a)을 포함하며, 상기 전방 잉크챔버 잉크 배출공(12a)에는 전방 잉크공급 유로(12b)가 일체로 형성된다. 상기 전방 잉크공급 유로(12b)는, 상기 노즈(30)를 관통하여, 미도시된 프린트 헤드 측으로 잉크를 공급한다.
이 때, 상기 전방 잉크챔버 잉크 배출공(12a)은 소정 높이를 가지도록 상방으로 돌출되는 것이 바람직하다. 이는 상기 전방 잉크챔버(12)에 수용되는 잉크 내부에 포함되었을 수도 있는 불순물을 여과하기 위한 필터 등이 설치될 수 있도록 하기 위함이다.
도 5는 도 3의 Ⅴ-Ⅴ 단면도로서, 상기 우측 잉크챔버(14)를 보다 상세하게 나타낸 단면도이다. 이 때, 상기 좌측 잉크챔버(13)와 우측 잉크챔버(14)는 서로 대칭된 형상으로 동일하게 구비되므로, 우측 잉크챔버(14)의 구조 설명을 통해 상기 좌측 잉크챔버(13)의 설명을 갈음한다.
도시된 바와 같이, 상기 노즈(30)의 내부에는 상기 우측 잉크챔버 잉크 배출공(14a)과 연결되는 우측 잉크공급 유로(14b)가 상기 잉크카트리지 몸체(10)와 일체로 형성되어 있다. 이 때, 상기 우측 잉크챔버 잉크 배출공(14a)은, 앞서 설명한 전방 잉크챔버 잉크 배출공(12a)과 마찬가지로, 상방으로 소정 높이를 가지도록 돌출되게 마련되는 것이 좋다.
도 6은 도 3의 Ⅵ-Ⅵ 단면도로서, 각각의 잉크챔버에 연결된 전방, 좌측 및 우측 잉크공급 유로(12b,13b,14b)를 잉크카트리지(1)의 정면에서 절단하여 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상기 좌측 및 우측 잉크공급 유로(13b,14b)는 상기 전방 잉크공급 유로(12b)에 의해 좌측과 우측으로 구획되어 지며, 좌측 및 우측 잉크공급 유로(13b,14b)는 각각 좌측 및 우측 밀봉부재(21,22)에 의해 밀봉되어 개별적인 유로를 형성한다.
따라서, 상기 좌측 및 우측 밀봉부재(21,22)는, 한 번에 하나의 잉크공급 유로만을 밀봉하기 때문에 밀봉부재의 형상이 간단해져, 제조단가가 저렴해 질 수 있으며, 어느 한 쪽의 잉크누설이 발생될 경우에도 프린트 헤드에서 잉크섞임이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 좌측 및 우측 밀봉부재(21,22)는, 잉크카트리지(1)를 캐리지에 장착할 경우 기준면(datum)으로 함께 사용되는 것이 가능하다. 따라서, 종래와 같이 잉크카트리지(1)의 상부면 또는 측면부에 별도의 장착 기준면을 구비할 필요가 없어 잉크카트리지의 제조단가를 낮출 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 좌측 및 우측 밀봉부재(21,22)에 의해 잉크공급 유로를 형성할 경우에는, 슬라이드 코어의 슬라이딩 스트로크(sliding stroke)를 종래 기술에 비해 짧게 형성할 수 있기 때문에, 본 발명에 의한 잉크카트리지(1)의 사출성형시 잉크카트리지 몸체(10)가 변형되는 것이 방지된다. 따라서, 후술할 카트리지 잉크공급 슬롯(31, 도 7a 참조)의 설계자유도를 높일 수 있다. 이를 도 7a 내지 도 7c를 참고하여 설명한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 의한 잉크카트리지(1)의 카트리지 잉크공급 슬롯(31)의 실시예를 나타낸 것이다.
도 7a와 같이 카트리지 잉크공급 슬롯(31)을 일렬로 평행하게 배열할 경우에는 잉크공급량이 증가하기 때문에 프린트 헤드 측으로 잉크를 보다 원활하게 공급할 수 있다. 하지만, 잉크카트리지 몸체(10)를 소형으로 제작할 필요가 있을 경우에는, 금형 설계상의 문제로 이와 같은 평행한 배열만을 유지할 수 없다. 이는 잉크카트리지(1)를 소형화 할 경우, 이에 비례하여, 상기 카트리지 잉크공급 슬롯(31) 역시 작아져야 하는데, 상기 카트리지 잉크공급 슬롯(31)을 지나치게 작게 설계하면, 사출작업시 각각의 카트리지 잉크공급 슬롯(31) 사이에 형상 변형이 일어날 수도 있다. 따라서, 도 7b 내지는 도 7c에 도시된 바와 같이, 상기 카트리지 잉크공급 슬롯(31)을 서로 교차하도록 구성하여 소형화에 따른 사출작업시의 카트리지 잉크공급 슬롯(31)의 변형을 방지할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의한 잉크카트리지에 의하면, 밀봉부재와 프린트 헤 드가 설치되는 위치가 서로 간섭되지 않기 때문에 카트리지 잉크공급 슬롯의 배치 자유도를 향상시킬 수 있다. 아울러, 후방 잉크챔버의 잉크공급 유로를 형성하기 위한 슬라이드 코어의 길이가 짧아지면서 잉크카트리지 몸체를 형성하기 위한 금형 구조가 간단해져 소형화된 잉크카트리지를 생산하는 것이 가능하다.
또한, 각각의 잉크공급 유로를 개별적으로 밀봉하기 때문에, 잉크공급 유로가 불완전하게 형성되었을 경우 발생될 수 있는 잉크누출 및 색 섞임을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하다는 것을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 내부에 2개 이상의 격벽이 직각으로 교차하여 형성되는, 복수의 잉크챔버를 갖는 잉크카트리지 몸체;
    상기 잉크챔버와 일체형으로 형성되고, 양 측면에 형성된 개방면 및 상기 잉크챔버 각각에 개별적으로 연결되는 잉크공급 유로를 포함하는 노즈(nose); 및
    상기 개방면을 각각 밀폐하는 밀봉부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 잉크챔버는,
    전방 잉크챔버;
    상기 전방 잉크챔버와 제 1 격벽에 의해 구획되어지는 후방 잉크챔버;로 구비되며,
    상기 후방 잉크챔버는 제 2 격벽에 의해 서로 대칭되게 형성되는 좌측 잉크챔버 및 우측 잉크챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전방 잉크챔버와 후방 잉크챔버는, 그 길이의 비가 1:2인 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 복수의 잉크공급 유로는,
    전방 잉크챔버와 연통되도록 그 바닥면의 일부가 연장형성되는 전방 잉크공급 유로; 및
    상기 좌측 및 우측 잉크챔버와 연통되도록 바닥면의 일부와 개별적으로 연결되며, 상기 노즈 내부에서 상기 전방 잉크공급 유로에 의해 각각이 구획되어 지고, 상기 개방면을 상기 밀봉부재로 밀봉하여 형성된 좌측 및 우측 잉크공급 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 노즈는,
    그 길이가 상기 전방 잉크챔버의 길이 이상으로 구비되어, 상기 전방 잉크챔버 바닥면 전체와, 후방 잉크챔버의 바닥면 일부와 인접되는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 노즈는,
    프린트 헤드가 장착되는 프린트 헤드 장착부;
    상기 프린트 헤드와 연통되는 잉크통로; 및
    캐리지 장착 기준면(datum);을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 캐리지 장착 기준면은,
    상기 밀봉부재 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 노즈는,
    상기 잉크통로가 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 노즈는,
    상기 잉크통로가 서로 교차되도록 배열된 것을 특징으로 하는 잉크카트리지.
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