KR100604493B1 - 잉크용기 - Google Patents

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론다 윌슨
노만 이 쥬니어 펄로우스키
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휴렛-팩커드 컴퍼니(델라웨어주법인)
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Abstract

본 발명은 잉크를 잉크젯 프린트 시스템에 공급하기 위한 교체가능한 잉크 용기에 관한 것이다. 잉크 용기는 잉크를 가압하기 위한 압력 용기를 포함한다. 잉크 용기는 비작동 상태 및 작동 상태를 갖는다. 작동 상태에서, 압력 용기는 작동 범위내에 유지되는 내부 게이지 압력을 가져서 가압된 잉크가 프린트 시스템에 공급된다. 잉크 용기는 압력 용기의 내면과 외부 대기 사이를 연통하는 가스 통기 장치를 포함하여 작동 및 비작동 상태 모두에서 연속적인 통기를 가능하게 한다.
바람직한 일 실시예에 있어서 통기 장치는 잉크 용기의 가압 영역과 외부 대기 사이에 위치된 다공성 부재를 포함한다. 이 다공성 부재는 이를 통한 가스용 유동로를 제공한다.

Description

잉크 용기{METHOD AND APPARATUS FOR VENTING AN INK CONTAINER}
본 발명은 잉크젯 프린트 시스템에 관한 것으로, 특히 높은 프린트 속도를 위해 가압 잉크 용기를 사용하는 잉크젯 프린트 시스템에 관한 것이다.
잉크젯 프린터는 종이와 같은 프린트 매체를 가로질러 전후로 이동하는 스캐닝 캐리지에 장착된 잉크젯 프린트헤드를 종종 사용한다. 프린트헤드는 프린트 매체와 대면하는 이젝터부를 포함한다. 이젝터부는 프린트 매체상에 잉크 방울을 선택적으로 분사하기 위해 프린트 시스템에 설치된 제어 시스템으로부터의 신호에 반응한다. 캐리지는 이젝터를 프린트 매체를 가로질러 스캔시켜 1회분(swath; 스와스)을 프린트한다. 그런 후, 매체는 다른 스와스를 프린트하기 위해 전진된다. 이러한 방법에 있어서, 연속적인 스와스에 의해 분사된 잉크 방울은 프린트 매체상에 이미지 및 문자를 형성한다.
프린트 매체상에 형성된 이미지는 높은 프린트 품질을 갖는 것이 중요하다. 프린트 품질의 대부분은 프린트헤드의 적절한 작동에 의해 결정된다. 통상적으로 프린트헤드는 이젝터와 유체 연통하는 내부 저장소를 포함한다. 이젝터부의 적절한 작동을 위해서는 게이지 압력으로 불리는 대기압에 대한 내부 저장소내의 잉크의 유체압이 중요하다. 압력 조절 수단은 일반적으로 프린트헤드에 포함되어 내부 저장소내의 게이지 압력을 제어한다.
종래에 있어서, 일부 프린터는 프린트헤드로부터 개별적으로 교체가능한 잉크 용기를 사용하였다. 이 잉크 용기가 고갈되면, 이 잉크 용기는 제거되고 교체된다. 이러한 개별적으로 교체가능한 잉크 용기를 사용함으로써 프린트헤드의 수명의 한계까지 인쇄가 가능하다.
일부 프린터는 "오프-캐리지(off-carriage)" 잉크 용기를 사용하기도 하는데, 이 잉크 용기는 스캐닝 캐리지와 떨어져 위치된다. 통상적으로 이 오프-캐리지 잉크 용기는 튜브에 의해 프린트헤드 내부 저장소에 유체식으로 연결된다. 오프-캐리지 잉크 용기를 사용하면, 캐리지 중량을 감소시키는 경향이 있어, 캐리지를 보다 소형으로 할 수 있으므로, 이동에 필요한 전력이 작게 요구되어 보다 소형의 캐리지 모터로 캐리지를 이동시킬 수 있다. 미국 특허 제 5,650,811 호는 프린트헤드와 결합된 압력 조절기에 연결된 튜브와 잉크 용기를 연결하는 구조를 개시하고 있다. 상기 압력 조절기는 프린트헤드의 이젝터부가 적정 압력으로 잉크를 공급받도록 한다.
이 조절기가 압력을 적절히 제어할 수 있도록, 프린트 시스템은 가압된 잉크를 프린트헤드에 공급하는 잉크 용기를 사용한다. 프린트헤드의 작동 압력과 동일하거나 그 이상의 압력으로 잉크를 프린트헤드로 전달시키는 것은 적절한 프린트헤드 작동을 위해 중요하다. 조절기는 이젝터부에 공급되는 잉크의 유체압을 조절하여 프린트헤드의 적절한 작동을 보장한다. 조절기 및 가압 잉크 서플라이의 사용은 압력 강하, 프린트헤드와 잉크 서플라이의 상대적인 높이, 및 대기압 변화와 같은 각종 설계, 레이아웃(layout) 및 환경 요소에 대한 보상을 가능하게 한다.
종래에 사용된 잉크젯 프린트 시스템은 각종 이유로 가압된 잉크를 사용하였다. 가압된 잉크를 사용하는 잉크젯 구성요소 또는 시스템의 실시예는 기무라(Kimura) 등에게 허여된 미국 특허 제 4,558,326 호 및 로스백(Rosback)에게 허여된 미국 특허 제 4,568,954 호에 개시되어 있다.
가압된 잉크 용기와 관련된 문제점은 내부 압력이 용기 재료상에 미치는 영향이다. 교체가능한 잉크 용기는 플라스틱과 같은 저가 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 지속적인 내부 압력은 이러한 재료를 영구 변형시킬 수 있다. 지나칠 경우, 이러한 변형은 잉크 용기를 사용할 수 없도록 할 수 있다. 잉크 용기가 사용 불가능하게 되는 일례로서, 이러한 변형이 잉크젯 프린트 시스템내의 잉크 용기 수납 슬롯내로 상기 잉크 용기가 끼워맞춰지는 것을 방해하는 경우가 있다.
가압된 오프 캐리지 잉크젯 프린트 시스템에서 사용하기 위한 잉크 용기가 요구되고 있다. 이 잉크 용기는 변형 또는 누출 없이 사용가능하여야 한다. 또한, 이러한 용기는 잉크 사용 비용을 최소화하기 위해 제조 비용이 저렴할 필요가 있다.
본 발명은 잉크를 잉크젯 프린트 시스템에 공급하기 위한 교체가능한 잉크 용기에 관한 것이다. 잉크 용기는 잉크를 가압하기 위한 압력 용기를 포함한다. 잉크 용기는 비작동 상태 및 작동 상태를 갖는다. 작동 상태에서, 압력 용기는 가압 잉크를 프린트 시스템에 공급하도록 작동 범위내에 유지되는 내부 게이지 압력을 갖는다. 또한, 잉크 용기는 작동 및 비작동 상태 모두에서 연속적인 통기가 가능하도록 압력 용기의 내면과 외부 대기 사이를 연통하는 가스 통기 장치를 포함한다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 통기 장치는 잉크 용기의 가압 영역과 외부 대기 사이에 위치된 다공성 부재(porous member)를 포함한다. 이 다공성 부재는 이를 통한 가스용 유동로를 제공한다.
도 1은 가압된 잉크를 프린트헤드(14)에 제공하기 위한 본 발명의 잉크 용기(12)를 포함하는 잉크젯 프린트 시스템(10)의 개략도이다. 프린트 시스템(10)은 잉크 용기(12)를 가압하기 위한 압력원(16)을 포함한다. 가압에 반응하여, 잉크 용기(12)는 가압된 잉크를 도관(18)을 통해 프린트헤드(14)에 공급한다. 프린트헤드(14)는 프린터 제어부(20)의 제어하에서 잉크를 매체(도시되지 않음)상에 선택적으로 분사한다.
압력원(16)은 잉크 용기(12)를 가압하기 위해 압력원(16)으로부터 잉크 용기(12)로의 가스 유동이 가능하도록 압력 도관(22)을 통해 잉크 용기(12)에 연결된다. 압력원(16)은 프린터 제어부(20)로부터의 신호를 수신해 공기와 같은 가압된 가스를 압력 도관(22)에 제공한다. 압력 도관(22)은 가스 출구(24)에 연결되고, 이 가스 출구(24)는 잉크 용기(12)와 결합된 가스 입구(26)와 연결된다. 가스 입구(26)는 잉크 용기(12)의 내면(30)에 의해 형성된 압력 챔버(28)에 연결된다. 잉크 용기(12)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에 가스 유동로를 형성하는 통기 장치(32)를 포함하여, 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에 압력차가 발생할 때면 언제든지 압력 챔버(28)의 연속적인 통기를 가능하게 한다.
잉크 용기(12)는 잉크를 유체 도관(18)을 통해 프린트헤드(14)에 공급한다. 잉크 용기(12)는 유체 출구(36)에 유체식으로 연결된 잉크 서플라이(34)를 포함한다. 유체 출구(36)는 유체 입구(38)에 연결되며, 이 유체 입구(38)는 유체 도관(18)의 제 1 단부에 연결된다. 유체 도관(18)의 제 2 단부는 프린트헤드(14)에 연결된다.
프린트헤드(14)는 도관(18)으로부터 잉크를 공급받아 매체(도시되지 않음)상에 잉크를 선택적으로 분사한다. 프린트헤드(14)는 조절기부(40), 내부 저장소(42) 및 이젝터부(44)를 포함한다. 조절기부(40)는 내부 저장소(42)내의 유체압을 조절하거나 제어한다. 일 실시예에 있어서, 조절기는 도관(18)에 연결된 밸브(40a)를 포함한다. 조절기(40)는 내부 저장소(42)내의 압력 변화에 응답해 밸브(40a)를 개폐하여 내부 저장소(42)내의 적정 게이지 압력을 유지한다. 내부 저장소(42)는 이젝터부(44)에 유체식으로 연결된다. 프린터 제어부(20)로부터 수신된 신호에 반응하여, 이젝터부(44)는 잉크를 매체(도시되지 않음)상에 선택적으로 분사한다.
도 2는 프린트 시스템(10)의 일 실시예를 도시한다. 프린트 시스템(10)은 본 발명에 따른 하나 또는 그 이상의 잉크 용기(12)를 수납하는 프린트 섀시(46)를 포함하며, 상기 잉크 용기(12)는 다수의 수납 슬롯(48)중 하나에 활주식으로 장착 가능하다. 도 2에 도시된 실시예는 각기 다른 색상의 잉크를 수용하는 4개의 잉크 용기(12)를 수납하도록 구성되어 있다. 4 색상 프린트의 경우, 4개의 잉크 용기(12) 각각은 남색(cyan), 노란색(yellow), 자홍색(magenta) 및 검정색(black) 잉크와 같은 상이한 색상의 잉크를 수용한다. 4개의 잉크 각각은 하나 또는 그 이상의 프린트헤드(14)에 제공되고, 프린트헤드(14)는 종이와 같은 프린트 매체상에 잉크를 선택적으로 분사한다. 또한, 프린터 섀시(46)는 프린트 시스템(10)의 작동을 제어하기 위한 제어 패널(50)과, 프린트 매체가 배출되는 매체 슬롯(52)을 포함한다.
본 발명의 바람직한 잉크 용기(12)는 가압된 잉크를 프린트헤드(14)에 공급한다. 본 실시예에 있어서 잉크 용기(12)는 수납 슬롯(48)내에 활주식으로 장착된다. 수납 슬롯(48)은 적어도 부분적으로 한쌍의 측벽(54)에 의해 형성된다. 잉크 용기(12)가 변형가능한 경우, 잉크 용기(12)를 가압하면 잉크 용기(12)를 형성하는 한쌍의 측벽(56)이 외측으로의 팽창하거나 또는 볼록해질 수 있다. 잉크 용기(12)가 과도한 시간 주기동안 가압될 경우, 잉크 용기(12)는 영구 변형될 수 있다. 지나칠 경우 이러한 변형은 잉크 용기(12)가 측벽(54) 사이에 끼워맞춰지는 것을 방해하여, 잉크 용기(12)의 삽입 및 제거를 어렵게 할 수 있다. 본 발명의 통기 장치(32)는 내부 압력을 경감하여 잉크 용기(12)의 영구 변형을 방지하는 것을 보장한다.
도 3a는 도 2의 3A-3A 선을 따라 절취한 잉크 용기(12)의 바람직한 실시예를 도시한다. 도 3a에 도시된 잉크 용기(12)는 섀시(58), 접을 수 있는 저장소(60) 및 압력 용기(62)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 유사한 구성요소는 유사한 참조번호로 표시되어 있다. 그러나, 도 1에 도시된 잉크 용기(12)의 실시예는 잉크 용기(12)의 외벽과 직접 접촉하는 잉크를 갖는다. 반대로, 도 3a는 잉크를 수용하며 압력 용기(62)에 의해 둘러싸인 접을 수 있는 저장소(60)를 갖는 잉크 용기(12)를 도시하고 있다. 또한 도 1과 달리, 도 3a의 변형예는 섀시(58)를 이용한다.
섀시(58)는 여러 기능을 제공한다. 이 섀시(58)는 유체 출구(36)를 포함하며, 이 유체 출구(36)와 접을 수 있는 저장소(60) 사이에 유체 연통을 제공한다. 섀시(58)는 압력 챔버(28)와 유체 연통하는 가스 입구(26)를 포함한다. 압력 챔버(28)는 접을 수 있는 저장소(60)의 외면과 압력 용기(62)의 내면(30)에 의해 형성된다.
접을 수 있는 저장소(60)는 잉크 서플라이(34)를 수용하는 접을 수 있는 박막 백(film bag)인 것이 바람직하다. 이 백은 일 단부에 개구를 가지며, 이 개구는 섀시(58)상에 형성된 백 밀봉면(64)에 밀봉된다.
바람직한 실시예에 있어서, 압력 용기(62)는 폴리에틸렌으로 제조되는 병모양의 봉입체(enclosure)이다. 이 압력 용기(62)는 잉크 서플라이(34)를 가압하기 위해 약 2 lb/in2(pounds per square inch) 정도의 압력을 제공하도록 설계되어 있다. 그러나, 압력 챔버(28)내의 지속적인 압력은 압력 용기(62)의 영구적인 변형을 야기할 수 있다. 프린트 시스템을 사용하는 도중 가압이 발생할 경우, 측벽(54)(도 2 참조)에 의해 어느 정도 지지하여 압력 용기(62)의 영구 변형을 방지한다. 압력 용기(62)는 용기 밀봉면(66)에 근접하여 섀시(58)에 부착된다. 바람직한 실시예에 있어서, 압력 용기(62)와 섀시(58) 사이의 밀봉은 O-링(68)에 의해 제공된다.
잉크 용기(12)는 수납 슬롯(48)(도 2)내에 탈착식으로 설치된다. 잉크 용기(12)가 설치되면, 도 1에 도시되고 도 3b에 확대 도시된 바와 같이 유체 및 공기 연결이 형성된다. 도 3b는 도 3a에 도시된 바와 같이 프린트 시스템(10)에 연결된 유체 출구(36) 및 가스 입구(26)를 도시한다. 잉크 용기(12)와 결합된 유체 출구(36)와 수납 슬롯(48)에 결합된 유체 입구(38) 사이에는 유체 연결이 형성되어, 잉크 서플라이(34)와 프린트헤드(14) 사이에 유체 연통을 제공한다. 이 실시예에 있어서, 유체 출구(36)는 이를 밀봉하기 위한 유체 격벽(70)을 포함한다. 유체 입구(38)는 프린트 시스템(10)에 연결된 유체 도관(18)과 유체 연결된 중공 니들(hollow needle)(72)을 포함한다.
잉크 용기(12)가 수납 슬롯(48)내에 설치되면, 압력원(16)과 압력 챔버(28) 사이에 유체 연통을 제공하도록 잉크 용기(12)와 결합된 가스 입구(26)와 프린트 시스템(10)과 결합된 가스 출구(24) 사이의 연결이 이루어진다. 본 실시예에 있어서, 가스 입구(26)는 가스 격벽(74)을 포함한다. 가스 출구(24)는 압력 도관(22)과 연결된 중공 니들(76)을 포함한다.
도 4a를 참조하면, 섀시(58)의 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 전술한 기능을 제공하는 것 외에, 섀시는 통기 장치(32)를 더 포함한다. 통기 장치(32)는 섀시(58)의 외면과 압력 챔버(28) 사이를 연결한다(도 3a).
도 4b는 통기 장치(32)의 바람직한 실시예를 도시하는 섀시(58)의 절취 단면도이다. 통기 장치(32)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이를 연결하는 다공성 또는 가스 투과성 부재(78)를 포함한다. 바람직한 실시예에 있어서, 통기 장치(32)는 섀시(58)의 내면(82)으로부터 연장하는 하우징(80)을 포함한다. 다공성 부재(78)는 하우징(80)에 의해 지지된다.
다공성 부재(78)는 사출 성형된 다공성 폴리에틸렌으로 제조되는 것이 바람직하다. 이러한 재료의 예는 미국 조지아주 페어번 소재의 포렉스 테크놀로지스(Porex Technologies)에 의해 제조되어 POREX(등록상표)로 판매된다. 다공성 부재(78)의 유량 특성은 1차적으로 재료의 기공(pore) 크기에 의해 결정되며, 2차적으로 하우징(80)에 의한 다공성 부재(78)의 압축에 의해 결정된다. 기공 크기가 증가됨에 따라, 유동 제한 및 유동 저항이 감소한다. 압축은 기공 크기를 감소시켜, 유동 제한을 증가시키는 효과를 갖는다. 바람직한 실시예에 있어서, 다공성 부재(78)는 18 내지 40 미크론의 기공 크기를 갖는다.
바람직한 실시예에 있어서, 통기 장치(32)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에 2.5 lb/in2의 압력차를 갖는 경우에 STP[standard temperature and pressure; 표준 온도 및 압력]에서 측정하였을 때 약 3 ㎝3/분의 공기 유량을 제공하도록 지정된다. 그러나, 바람직한 유량은 압력 용기의 체적, 영구 변형에 대한 용기(62)의 민감도, 및 가스 압력원(16)(도 1에 도시됨)이 압력 챔버(28)를 가압하는 비율에 따라 변할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 다공성 부재(78)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이를 통과하는 액체에 대한 배리어를 제공한다. 이는 다공성 부재(78)를 형성하는데 사용되는 플라스틱내에 분말형 클레이와 같은 종래의 흡수재를 혼합하여 이루어진다. 액체가 다공성 부재(78)와 접촉하면, 흡수재는 팽창하여 다공성 부재(78)내의 기공을 폐쇄한다.
조립되지 않은 상태 및 조립된 상태의 통기 장치(32)의 단면이 도 4c 및 도 4d에 각기 도시되어 있다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 통기 장치(32)는 대직경부(86) 및 소직경부(88)를 갖는 원통형 복합 보어(84)를 포함한다. 대직경부와 소직경부 사이의 전이부는 반경방향 숄더(90)를 제공한다. 대직경부는 유도 테이퍼부(92)를 포함한다.
도 4d에 화살표로 도시된 바와 같이, 통기 장치(32)는 원통형 다공성 부재(78)를 복합 보어(84)내로 삽입함으로써 형성된다. 유도 테이퍼부(92)는 다공성 부재(78)를 대직경부(86)내로 안내한다 다공성 부재(78)는 선단(94)이 반경방향 숄더(90)에 도달할 때까지 복합 보어내로 가압된다. 다공성 부재(78)가 대직경부(86)내에 설치되면, 상기 다공성 부재(78)는 반경방향으로 압축되어, 다공성 부재(78)와 대직경부(86)의 내벽 사이에 단단한 밀봉을 보장한다.
도 4d는 통기 장치(32)의 조립 상태를 도시한다. 다공성 부재(78)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에 가스 유동로(96)를 형성한다. 복합 보어(84)의 소직경부(88)는 다공성 부재(78)의 선단(94)과 외부 대기 사이에 연통을 제공한다. 다공성 부재(78)의 후단(98)은 압력 챔버(28)로 연장한다. 하우징(80)은 내면(82) 위로 소정 길이만큼 연장하여, 통기 장치(32)를 폐쇄하는 일 없이 통기 장치(32)가 내면(82)을 따라 일정량의 유체 축적을 허용할 수 있도록 한다.
변형 실시예에 있어서, 다공성 부재(78)는 소결 금속으로 제조될 수 있다. 소결 금속은 도 4c 및 도 4d에 대해 설명한 바와 같이 유사하게 기능하며 유사하게 사용될 수 있다. 소결 금속은 가스 또는 공기가 통과할 수 있는 작은 기공을 갖지만, 기공 크기와 반대로 증가하는 압력으로 유체를 제지한다.
또한, 통기 장치(32)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이를 연통하는 제어된 개구 크기를 갖는 하나 또는 그 이상의 미로형(나선형, 사행 곡선형, 구불구불한 형태 등) 통로로 제조될 수도 있다. 통로의 양, 개구 크기, 길이 및 굽힘 형상은 소정의 공기 유동 및 유체 유동 제한을 제공하도록 조절될 수 있다.
통기 장치(32)는 도 4a 내지 도 4d에서 섀시(58)내에 결합되는 것으로 설명되었다. 그러나, 통기 장치(32)는 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에 가스 유동로를 제공하는 잉크 용기(12)상의 다른 위치에 결합될 수 있다. 예를 들면, 도 1은 압력 용기(62)와 같은 잉크 용기(12)의 외벽에 결합되는 통기 장치(32)를 도시한다.
잉크 용기(12)의 제조는 잉크 용기 구성요소를 조립하는 단계와 잉크 용기에 잉크를 충전하는 단계를 포함한다. 통상적으로 잉크 충전은 잉크를 유체 출구(36)에 공급함으로써 이루어진다. 도 1을 참조하면, 잉크가 도입됨에 따라 압력 챔버(28)내의 공기가 압축되어 가압되는 경향이 있을 것이라는 것을 알 수 있다. 통기 장치(32)에 의해, 이러한 공기는 빠져나갈 수 있다. 따라서, 통기 장치(32)는 초기 잉크 충전 공정으로부터 남겨진 압력도 경감하는 이점을 갖는다.
잉크 용기(12)가 조립되면, 일반적으로 압력 챔버(28)는 외부 대기의 압력과 동일한 압력을 가질 것이다. 잉크 용기(12)가 비행기에 의해 운송되거나 또는 높은 고도를 갖는 지역으로 운송될 경우, 압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에 압력차가 발생할 것이다. 이러한 압력차는 잉크 용기의 보통 수송에 비해 5 lb/in2 또는 그 이상일 수 있다. 이러한 압력차가 2 내지 3시간 정도의 적은 시간동안 발생하는 경우라도, 압력 용기(62)의 벽은 영구 변형될 수 있다. 지나칠 경우, 이러한 변형은 잉크 용기(12)가 수납 슬롯(48)(도 2)내에 설치되는 것을 방해할 수 있다. 본 발명의 통기 장치(32)는 압력 용기(62)내의 압력을 제거함으로써 이러한 영구 변형을 방지한다.
영구 변형의 방지는 통기 장치(32)에 대한 최소 유량을 설정한다. 예시적인 설계에 있어서, 최소 공기 유량은 [압력 챔버(28)와 외부 대기 사이에] 2.5 lb/in2(pounds per square inch)의 압력차를 갖는 경우에 표준 온도 및 압력(STP)에서 약 1 ㎝3/분이다. 탄성이 작은 압력 용기를 갖는 소형 용기에 대해, 최소값은 0.1 ㎝3/분(동일 조건) 또는 그 이하일 수 있다. 최소 유량은 일반적으로 각종 요소, 즉 용기 체적, 압력 용기 재료 등에 의존한다.
작동중, 잉크 용기(12)는 처음에 수납 슬롯(48)내에 장착되어 유체 출구(36)가 유체 입구(38)와 맞물려서 잉크 서플라이(34)와 유체 도관(18) 사이에 유체 연결을 형성하게 한다. 또한, 잉크 용기(12)의 삽입은 공기 입구(26)와 프린트 시스템과 결합된 공기 출구(24)를 연결하여 압력 도관(22)과 압력 챔버(28) 사이에 연통을 형성한다.
처음에, 잉크 용기(12)는 잉크가 적정 압력으로 프린트 시스템(10)에 제공되지 않는 비작동 상태이다. 작동 상태에 도달하기 위해, 압력 용기(62)는 적정 수준으로 가압되어야 한다. 압력원 또는 공기 펌프(16)는 가스를 압력 도관(22)을 거쳐 압력 챔버(28)로 공급하여 압력 챔버(28)내에 양의 내부 게이지 압력을 제공하는 단계를 시작한다. 그와 동시에, 통기 장치(32)는 압력 챔버(28)로부터 압력을 경감한다. 통기 장치(32)는 압력을 충분히 천천히 경감하여 압력원(16)이 압력 챔버(28)를 적정 속도로 가압하는 것이 중요하다.
가압 요건에 의해, 통기 장치(32)에 대한 최대 유량이 설정된다. 예시적인 설계에 있어서, 최대 유량은 2.5 lb/in2의 내부 게이지 압력에서 5 ㎝3/분(STP에서 공기)으로 지정된다. 그러나, 잉크 용기(12)를 가압하기 위한 시간 요구치 및 압력원(16)에 의해 발생된 유량에 따라, 수용 가능한 유량이 2.5 lb/in2의 내부 게이지 압력에서 (STP에서 공기) 50 ㎝3/분 또는 그 이상 일 수 있다.
[압력 챔버(28) 내에서] 내부 게이지 압력이 작동 압력 범위에 해당하는 소정 범위에 도달하면, 잉크 용기(12)는 작동 상태가 된다. 그 후, 프린트 시스템(10)은 잉크를 매체상에 선택적으로 분사하기 위해 전기 신호(energization signals)를 프린트헤드(14)에 선택적으로 전송한다. 통상적인 시스템에 있어서, 이러한 게이지 압력은 0.5 lb/in2 내지 3.0 lb/in2 범위에 있어야 한다. 바람직한 실시예에 있어서, 게이지 압력은 1.0 lb/in2 내지 2.0 lb/in2 범위에 있어야 한다. 잉크는 유체 도관(18)을 통해 잉크 서플라이(34)로부터 프린트헤드(14)로 유동하여 프린트헤드(14)를 충전한다. 도 1의 프린트 시스템에 대해, 각 프린트헤드(14)는 이젝터부(44)의 적절한 작동을 위해 도관(18)과 저장소(42) 사이의 압력을 조정 또는 조절하기 위한 압력 조절기(40)를 포함한다.
프린트 동안, 압력 챔버(28)의 내부 압력은 소정의 범위로 유지되어 잉크 서플라이(34)로부터 프린트헤드(14)로의 필요한 잉크 유량을 보장한다. 이는 펌프(16)로부터 전달되는 압력을 조절함으로써 이루어질 수 있다. 변형 실시예에 있어서, 펌프(16)는 적정 압력 범위를 유지시키기 위해 켜지고 꺼질 수 있다.
프린트가 종료되면, 펌프(16)는 꺼진다. 이때 통기 장치(32)는 압력 챔버내의 압력을 제거한다. 그러나, 지정 시간내에 프린트를 다시 시작할 경우, 압력 챔버(28)의 내부 게이지 압력이 프린트를 하기에 충분한 레벨이 되도록, 압력의 감소율이 충분히 작다. 따라서, 압력 챔버는 펌프가 꺼진 후 적어도 5초 동안 압력 챔버(28)내의 작동 게이지 압력의 적어도 절반으로 유지되도록 유량이 충분히 낮아지는 것이 바람직하다. 그러나, 압력 용기(62)의 변형을 방지하기 위해, 작동 압력의 적어도 절반이 5시간내에 제거되도록 하는 것이 바람직하다.
잉크 용기(12)가 프린트 시스템으로부터 제거되면, 통기 장치는 상기 잉크 용기(12)를 감압시켜, 전술한 잉크 용기(12)의 변형을 방지한다. 따라서, 잉크 용기는 이를 프린트 시스템(10)내로 재삽입하는 것과 관련된 문제가 없이 잉크가 고갈되기 전에 제거되거나 교체될 수 있다.
본 발명의 잉크 용기는 압력 용기의 내면과 외부 대기 사이를 연통하는 가스 통기 장치를 포함하여 작동 및 비작동 상태 모두에서 연속적인 통기를 가능하게 하여 잉크 용기의 영구 변형을 방지함과 아울러 잉크 용기내의 압력을 소정 압력으로 유지시켜 프린트의 고 품질화를 가져온다.
도 1은 가압 유체를 프린트 시스템에 전달하기 위해 가압 가스 공급원을 이용하는 본 발명의 잉크 용기를 포함하는 프린트 시스템의 개략도,
도 2는 본 발명의 잉크 용기를 이용하는 대형 프린트 시스템의 사시도,
도 3a는 도 2의 3A-3A 선을 따라 절취한 본 발명의 잉크 용기의 단면도,
도 3b는 프린트 시스템에 연결된 도 3a의 유체 및 공기 커넥터의 단면도,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 통기 장치를 구비한 섀시의 바람직한 실시예를 도시하는 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 잉크 용기 16 : 압력원
26 : 가스 입구 32 : 통기 장치
34 : 잉크 서플라이 36 : 유체 출구
62 : 압력 용기 78 : 다공성 부재

Claims (8)

  1. 잉크젯 프린트 시스템(10)에 잉크를 공급하기 위한 잉크 용기(12)에 있어서,
    비작동 상태 및 작동 상태를 갖는 압력 용기(62)로서, 작동 상태 동안에는, 상기 압력 용기(62)는, 상기 압력 용기(62) 외부의 대기압보다 높고 작동 범위내에 유지되는 내부 게이지 압력을 가져서, 가압된 잉크가 상기 압력 용기(62)로부터 프린트 시스템(10)에 공급되게 하며, 비작동 상태 동안에는, 잉크가 상기 압력 용기(62)로부터 프린트 시스템(10)에 공급되지 않는, 상기 압력 용기(62)와,
    상기 압력 용기(62)의 내면(30)과 외부 대기 사이를 연통시키는 통기 장치(32)로서, 작동 및 비작동 상태 모두에서 내부 게이지 압력의 지속적인 통기를 가능하게 하는 통기 메커니즘(78)을 갖는, 상기 통기 장치(32)를 포함하는
    잉크 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 메커니즘(78)은 그것을 통과하는 가스의 유동을 제한하여, 상기 잉크 용기(12)가 압력원(16)에 연결되지 않은 경우에, 상기 압력 용기(62)의 내부 게이지 압력의 적어도 절반이 적어도 5초 동안 유지되게 하는
    잉크 용기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 메커니즘(78)은 충분한 속도로 가스의 유동이 이루어지도록 하여, 상기 잉크 용기(12)가 상기 압력원(16)과 연결되지 않은 경우에, 상기 압력 용기(62)의 내부 게이지 압력의 적어도 절반이 5시간내에 경감되게 하는
    잉크 용기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 메커니즘(78)을 통과하는 공기 유량은, 상기 압력 용기(62)내에 2.5 lb/in2의 내부 게이지 압력이 존재할 때 표준 온도 및 압력에서 계측된 0.1 ㎝3/분 내지 50 ㎝3/분 사이의 범위에 있는
    잉크 용기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 메커니즘(78)을 통과하는 공기 유량은, 상기 압력 용기(62)내에 2.5 lb/in2의 내부 게이지 압력이 존재할 때, 표준 온도 및 압력에서 계측된 1 ㎝3/분 내지 5 ㎝3/분 사이의 범위에 있는
    잉크 용기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 통기 메커니즘(78)은 잉크 용기(12)의 가압 영역(28)과 외부 대기 사이에 가스 유동로(96)를 규정하는 다공성 부재(78)를 포함하는
    잉크 용기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압력 용기(62)는 오리피스(84)를 규정하는 외면을 가지며, 상기 다공성 부재(78)는 상기 오리피스(84)내에 위치되는
    잉크 용기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 다공성 부재(78)는 상기 오리피스(84)에 의해 압축되는
    잉크 용기.
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