KR100612321B1

KR100612321B1 - 잉크 카트리지 및 이를 이용한 잉크젯 프린터

Info

Publication number: KR100612321B1
Application number: KR1020040054144A
Authority: KR
Inventors: 이영수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-08-16
Also published as: US7438398B2; CN1721192A; CN100364774C; KR20060005247A; US20060007275A1

Abstract

본 발명은 잉크 카트리지 및 이를 이용한 잉크젯 프린터에 관한 것으로서, 잉크 저장 공간을 갖는 카트리지 케이스와; 상기 카트리지 케이스 내부에 삽입되는 부압 형성용 폼과; 상기 카트리지 케이스의 바닥면에 설치되는 필터 파이프를 포함하는 잉크 카트리지에 있어서, 상기 카트리지 케이스의 바닥면 전체가 상기 폼의 저면과 접촉하도록 형성되고, 상기 카트리지 케이스 중 상기 필터 파이프와 인접한 부분에 수축 방지부가 형성되고, 상기 수축 방지부는 카트리지 케이스 내부 공간과 분리되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지를 제공한다.

본 발명에 의하면, 필터 파이프 주변에 존재하였던 사공간을 최소화 또는 제거할 수 있어, 사공간 내에 잔류하여 잉크의 일부를 사용하지 못하던 폐단을 없앨 수 있다. 또한, 사공간 내에서 잉크와 함께 존재하는 공기의 팽창 또는 수축으로 인해 헤드의 토출 성능에 영향을 주는 일 없이, 안정정인 토출 성능을 유지할 수 있다.

잉크젯, 프린터, 카트리지, 폼, 필터 파이프.

Description

잉크 카트리지 및 이를 이용한 잉크젯 프린터{Ink cartridge and the ink-jet printer thereof}

도 1은 종래의 잉크 카트리지를 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 잉크 카트리지 중 필터 파이프 부분을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 제1 실시예에 대한 것으로 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

도 4는 도 3 중 선 A-A에 따른 단면도이다.

도 5는 도 3 중 선 B-B에 따른 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 제2 실시예에 대한 것으로 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

도 7은 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 제3 실시예에 대한 것으로 일부를 절개하여 도시한 사시도이다.

도 8은 도 7에 도시된 실시예에 대한 단면도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 …카트리지 케이스, 10a …바닥면,

12 …필터 파이프, 14 …잉크젯 헤드,

16 …폼, 100 …카트리지 케이스,

100a …바닥면, 110 …폼 압축면,

112 …경사면, 114 …홀,

116 …필터 수용부, 118 …필터,

120 …제1 수축 방지부, 122 …제2 수축 방지부,

130, 132 …슬라이드 코어.

본 발명은 잉크 카트리지 및 이를 이용한 잉크젯 프린터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크 카트리지의 바닥면에 위치하며 카트리지 내부에 장착된 폼을 압축하는 필터 파이프와 바닥면 간의 설치 구조에 관한 것이다.

잉크젯 프린터는 미세한 잉크 액적을 인쇄매체의 표면에 원하는 형태로 분사하여 인쇄작업을 행하는 장치로서, 잉크를 저장하고 분사하기 위한 수단으로서 잉크 카트리지를 사용한다. 상기 잉크 카트리지는 일반적으로 내부에 잉크를 저장하기 위한 저장 공간을 가지며, 저장된 잉크를 토출하기 위한 토출 수단과 일체형으로 구성되거나 토출 수단과는 분리된 형태로 구성된다.

도 1은 일체형 잉크 카트리지의 단면을 도시한 것으로서, 합성 수지제의 카트리지 케이스(10)의 바닥면(10a)에 필터 파이프(12)를 형성하는데, 상기 필터 파이프의 내부를 통해서 잉크가 분사 수단으로 공급된다. 상기 필터 파이프(12)는 카 트리지 케이스(10)와 일체로 형성되며, 저면에 잉크젯 헤드(14)를 장착하여 잉크를 외부로 분사하게 된다. 한편, 상기 카트리지 케이스(10)의 내부에는 폼(16)이 삽입되어 있는데, 상기 폼(16)은 잉크 카트리지 내부에 적절한 부압을 형성하여, 잉크가 외부로 누출되지 않고 헤드를 통해서 안정적으로 분사되도록 하기 위한 것이다.

따라서, 잉크는 상기 폼(16)의 내부에 흡수된 상태로 저장되는데, 도시된 바와 같이 필터 파이프(12)를 바닥면(10a)에서 소정량 돌출되도록 하여 폼(16)을 카트리지 케이스(10)에 삽입한 경우 필터 파이프 주변의 폼(16)이 압축되도록 한다. 압축된 폼은 그렇지 않은 폼에 비해서 더 많은 양의 잉크를 흡수하게 되며, 이로 인해 필터 파이프(12) 내부로의 안정적인 잉크 공급이 가능하게 된다.

상기와 같이 제조된 잉크 카트리지의 내부에 잉크를 잉크 주입수단(미도시)을 통해 주입하면, 잉크는 카트리지의 바닥면(10a)부터 채워지기 시작하여 폼 내부로 고르게 흡수된다. 그러나, 상기 필터 파이프(12)의 형태적인 특성으로 인해 필터 파이프의 주변 공간(A, B)에는 폼이 채워지지 않는 공간이 발생되게 된다.

특히, 도 2에 도시된 바와 같이, 필터 파이프(12)의 좌우에는 바닥면(10a)에서 헤드 부착부 근처에 이르는 깊이를 갖는 홈(C)이 형성되어 있다. 이는 사출성형에 의한 카트리지 케이스 제작시에 수축을 방지하여 치수 안정성을 도모하기 위해 형성된 것이나, 상술한 바와 같이 잉크를 채워넣을 경우 상술한 공간(A, B, C)에서는 잉크가 폼에 흡수되지 않고 공기와 함께 고여있게 된다.

상기 공간(A, B, C) 내에 고여있는 잉크의 경우 폼과 접촉하지 않으므로, 폼에 의해 흡수되기가 어려워 잉크 사용 효율을 떨어뜨리게 되며, 흡수되어 사용된다 하더라도 공기가 채워진 빈 공간으로 남게 된다. 이 상태에서, 온도 및 압력이 변화에 따라서 상기 공간에 채워진 공기는 수축 또는 팽창하게 되며, 이는 폼에 저장되어 있는 잉크의 수위(level) 변화를 야기하여, 잉크의 누출 및 잉크의 사용량을 감소시키게 되는 원인이 된다. 또한, 상기 필터 파이프(12)의 상단에는 잉크에 함유된 불순물을 거르기 위한 필터(미도시)가 장착되는데, 상기 필터의 상부에 공기가 모이게 되어 필터의 상부 일부를 차단하거나, 헤드 내부로 유입되어 헤드의 토출 성능을 악화시킬 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 필터 파이프 주위의 사공간(dead space)을 최소화하거나 제거하여 잉크 사용 효율을 증가시키고, 헤드의 토출 성능을 안정화할 수 있는 잉크 카트리지를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

본 발명은 또한, 필터 파이프 주변에 위치하는 폼을 고르게 압축하여 필터 파이프 내부로 안정적인 잉크 공급이 가능한 잉크 카트리지를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 잉크 카트리지를 탑재한 잉크젯 프린터를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 잉크 저장 공간을 갖는 카트리지 케이스와; 상기 카트리지 케이스 내부에 삽입되는 부압 형성용 폼과; 상기 카트리지 케이스의 바닥면에 설치되는 필터 파이프를 포함하는 잉크 카트리지에 있어서, 상기 카트리지 케이스의 바닥면 전체가 상기 폼의 저면과 접촉하도록 형성되고, 상기 카트리지 케이스 중 상기 필터 파이프와 인접한 부분에 수축 방지부가 형성되고, 상기 수축 방지부는 카트리지 케이스 내부 공간과 분리되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지를 제공한다.

즉, 본 발명은 카트리지 케이스 바닥면에 수축 방지부와 같은 사공간을 제거하여, 실질적으로 케이스 바닥면 전체가 폼의 저면과 접촉하도록 함으로써 잉크 사용 효율을 증가시키고, 잔류 공기로 인한 헤드 성능의 저하를 방지하도록 한 것이다.

상기 수축 방지부는 임의의 형태를 가질 수 있으며, 일 예로 다각형 단면을 갖는 홈 형태로 형성할 수 있다. 바람직하게는 사각 기둥 형태로 하는 것이 좋다. 또한, 상기 수축 방지부는 외부로 개방된 형태일 수도 있고, 별도의 커버를 장착하여 사출 후 밀폐할 수도 있다.

한편, 상기 필터 파이프를 카트리지 케이스의 바닥면으로부터 소정 거리만큼 돌출되게 하여, 폼을 압축하도록 할 수 있다. 이 경우, 필터 파이프와 카트리지 케이스 바닥면의 결합부위에서 폼이 바닥면과 완전하게 접촉되지 못할 우려가 있으므로 바람직하게는, 상기 필터 파이프의 상단부와 상기 카트리지 케이스의 바닥면을 경사면에 의해 연속적으로 연결되도록 하는 것이 좋다. 상기 경사면은 평면 형태일 수도 있고, 곡면 형태일 수도 있다.

상기 필터 파이프의 상단부에는 필터가 설치되게 되는 데, 이를 용이하게 하 기 위해서 상기 경사면과 필터 파이프 상단부와의 연결부에 단차를 두어, 필터가 삽입되도록 필터 수용부를 형성하는 것이 좋다. 이때, 상기 단차의 높이는 필터의 두께와 동일하게 형성하는 것이 좋다.

또한, 상기 바닥면은 높이를 달리하는 적어도 두 개의 평면을 가지며, 최상부에 위치하는 평면에 상기 필터 파이프가 설치되도록 할 수도 있다. 즉, 상기 바닥면을 계단 형태로 형성하고 최상부에 필터 파이프를 설치하여, 필터 파이프의 둘레가 아닌 최상부에 위치하는 평면에 의해 폼이 압축되도록 한 것이다. 이는 폼을 보다 균일하게 압축할 수 있게 하여, 사공간을 최소화하고 필터 파이프 내부로의 잉크 공급을 원활하게 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 각각의 평면들을 경사면을 통해 연속적으로 연결하여, 폼과의 접촉성을 개선할 수 있도록 하는 것이 좋으며, 상기 최상부의 평면과 필터 파이프 상단부와의 연결부에 단차를 두어 필터가 삽입되는 필터 수용부를 형성하는 것이 좋다.

본 발명은 또한, 상술한 바와 같은 잉크 카트리지를 갖는 잉크젯 프린터를 제공한다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 제1 실시예의 카트리지 케이스(100)의 외형은 종래의 카트리지 케이스와 유사하나, 내부 구조를 도시하기 위해서 윗부분을 도시하지 않았다. 상기 카트리지 케이스(100)의 바닥에는 높이를 달리하는 두 개의 평면(100a, 110)이 존재하는데, 이들은 각각 바닥면(100a)과 폼 압축면(110)으로 구분할 수 있다.

상기 바닥면(100a)은 카트리지 케이스(100) 내부에 삽입되는 폼을 지지하는 역할을 하며, 상기 폼 압축면(110)은 상기 바닥면(100a)으로부터 상향으로 돌출되어 그 위에 위치하는 폼을 돌출된 높이만큼 압축하게 된다. 따라서, 상기 폼 압축면(110)에 의해 압축된 폼은 그렇지 않은 폼에 비해서 보다 많은 양의 잉크를 흡수할 수 있게 된다. 상기 바닥면(100a)과 폼 압축면(110)은 경사면(112)에 의해 연속적으로 연결되어 있다. 이로 인해, 폼이 바닥면(100a)과 폼 압축면(110) 전체에 걸쳐서 고르게 접촉할 수 있게 되므로 사공간을 최소화할 수 있게 된다. 도 3에서는 상기 경사면(112)이 평면을 이루고 있지만, 폼과의 접촉성을 개선하기 위해 곡면으로 구성하는 실시예도 고려해 볼 수 있다.

상기 폼 압축면(110)의 중앙에는 필터 파이프 역할을 하게 되는 직사각형과 유사한 형태의 홀(114)이 형성되어 있으며, 상기 홀(114)의 테두리에는 필터(118, 도 4 참조)를 장착하기 위한 필터 수용부(116)가 형성되어 있다. 상기 필터 수용부(116)는 상기 폼 압축면(110) 중 상기 홀(114)의 외주부 둘레에 단차를 두어 형성한 것이며, 상기 단차의 크기는 장착될 필터의 두께와 일치한다. 이로 인해, 홀(114)의 상단부에 필터를 정확하게 장착할 수 있으며, 장착된 필터가 고착 과정에서 이탈되는 것도 방지할 수 있다. 상기 홀(114)의 최하면에는 헤드(14)가 장착된다.

한편, 상기 카트리지 케이스(100)의 전면 하부에는 세 개의 수축 방지부 (120, 122)가 형성되어 있다. 상기 수축 방지부는 양쪽에 위치하는 제1 수축 방지부(120)와 중앙에 위치하는 제2 수축 방지부(122)로 이루어져 있으며, 각각은 직사각형 기둥 형태의 홈이다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제1 수축 방지부(120)는 카트리지 케이스(100)의 전면에서 홀(114)의 끝단부까지 연장되어 있고, 제2 수축 방지부(122)는 카트리지 케이스(100)의 전면에서 홀(114)의 선단부까지 연장되어, 상기 홀 및 수축 방지부들을 둘러싸는 케이스 벽의 두께가 일정하도록 한다. 이로 인해, 사출성형으로 제작되는 케이스가 사출 후 응고되는 과정에서 균일하게 수축되도록 하여 성형을 용이하게 한다.

도 3 및 도 5에서 부호 130 및 132로 지시된 것은 상기 수축 방지부를 형성하기 위한 슬라이드 코어를 도시한 것이다. 즉, 사출시에 사출 금형에 상기 슬라이드 코어(130, 132)를 삽입하여 의도한 형태의 수축 방지부(120, 122)가 성형되도록 하기 위한 것이다. 상기 슬라이드 코어는 도시된 것과 같이 분리된 형태로 할 수도 있고, 일체형으로 구성할 수도 있다. 또한, 상기 수축 방지부(120, 122)는 도시된 것처럼 외부로 노출되게 구성할 수 있고, 별도의 커버를 장착하여 밀폐하여 둘 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 제2 실시예를 도시한 것이다. 상기 제2 실시예는 기본적으로 제1 실시예와 유사한 구조를 가지나, 카트리지 케이스(200)의 바닥면(200a) 전체가 하나의 평면으로 구성된 점에서 차이를 갖는다. 또한, 필터 파이프(214)가 상기 바닥면(200a)의 표면으로부터 돌출되어 폼을 압축하도록 하고 있다. 물론, 도 6에 도시된 실시예에서 상기 필터 파이프(214)와 바닥면 (200a)이 연결되는 부분 중 일부는 폼과 접촉되지 않을 수 있다. 그러나, 이는 바닥면(200a) 전체의 면적에 비해서 매우 작기 때문에 실질적으로 바닥면(200a) 전체가 폼과 접촉하는 것으로 볼 수 있으며, 상기 공간에 잔존하게 되는 공기의 부피 또한 매우 작으므로 헤드의 토출 성능에 미치는 영향도 미미하다.

즉, 종래에는 필터 파이프의 주변에 헤드가 장착되는 부분까지 연장되는 수축 방지부가 존재하였지만, 상기 제2 실시예에서는 수축 방지부(120, 122)가 외부에 위치하므로 종래에 비해서 사공간이 대폭적으로 줄어들게 되는 것이다.

도 7에는 본 발명에 따른 잉크 카트리지의 제3 실시예가 도시되어 있다. 상기 제3 실시예는 기본적으로 제2 실시예와 동일하나, 카트리지 케이스(300)의 바닥면(300a)에 사각뿔대 형태의 돌출부(316)를 형성하여 폼을 압축하도록 하고, 상기 돌출부(316)의 중앙부에 홀(314)을 형성하여, 필터 파이프 역할을 하게 한 것이다. 즉, 상기 제2 실시예의 필터 파이프 주변에 경사면을 형성하여 폼과의 밀착성을 개선한 것이다.

특히, 제3 실시예의 경우 상기 홀(314)을 중심으로 폼이 대칭적으로 고르게 압축되므로 상기 홀(314) 내부로의 잉크 공급특성을 개선할 수 있게 된다. 한편, 상기 홀(314)의 테두리부에는 제1 실시예와 마찬가지로 필터 수용부(318)를 형성하여 필터의 장착을 용이하게 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 필터 파이프 주변에 존재하였던 사공간을 최소화 또는 제거할 수 있어, 사공간 내에 잔류하여 잉크의 일부를 사용 하지 못하던 폐단을 없앨 수 있다. 또한, 사공간 내에서 잉크와 함께 존재하는 공기의 팽창 또는 수축으로 인해 헤드의 토출 성능에 영향을 주는 일 없이, 안정정인 토출 성능을 유지할 수 있다.

Claims

잉크 저장 공간을 갖는 카트리지 케이스와; 상기 카트리지 케이스 내부에 삽입되는 부압 형성용 폼과; 상기 카트리지 케이스의 바닥면에 설치되는 필터 파이프를 포함하는 잉크 카트리지에 있어서,

상기 카트리지 케이스의 바닥면 전체가 상기 폼의 저면과 접촉하도록 형성되고, 상기 카트리지 케이스 중 상기 필터 파이프와 인접한 부분에 수축 방지부가 형성되고, 상기 수축 방지부는 카트리지 케이스 내부 공간과 분리되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
삭제
제1항에 있어서,

상기 수축 방지부는 다각형 단면을 갖는 홈인 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제1항에 있어서,

상기 필터 파이프는 카트리지 케이스의 바닥면으로부터 소정 거리만큼 돌출되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제4항에 있어서,

상기 필터 파이프의 상단부와 상기 카트리지 케이스의 바닥면은 경사면에 의해 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제5항에 있어서,

상기 경사면과 필터 파이프 상단부와의 연결부에 단차를 두어, 필터가 삽입되는 필터 수용부를 형성한 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제1항에 있어서,

상기 바닥면은 높이를 달리하는 적어도 두 개의 평면을 가지며, 최상부에 위치하는 평면에 상기 필터 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제7항에 있어서,

상기 각각의 평면들은 경사면을 통해 연속적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제8항에 있어서,

상기 최상부의 평면과 필터 파이프 상단부와의 연결부에 단차를 두어 필터가 삽입되는 필터 수용부를 형성한 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제1항, 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 잉크 카트리지를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.