KR100631206B1

KR100631206B1 - 잉크젯 프린터용 잉크탱크

Info

Publication number: KR100631206B1
Application number: KR1019990064469A
Authority: KR
Inventors: 임대순; 문재호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 1999-12-29
Publication date: 2006-10-04
Also published as: JP3436358B2; JP2001191549A; KR20010064301A; US6378998B2; US20010006397A1

Abstract

본 발명은 잉크젯 프리터용 잉크탱크에 관한 것으로, 탱크 본체, 탱크 본체에 삽입되며 잉크를 흡수 저장하는 스폰지, 스폰지의 상부에 위치하며 상기 잉크탱크 내로 외부 공기를 안내하는 공기유로 부재, 공기유로 부재의 일단에 결합되어 잉크탱크 내에 외부 공기를 공급하는 노즐 및 공기유로 부재의 타단과 연결되는 탱크 본체의 일측에 형성되며, 프린터 프레임에 설치되는 밀폐수단에 의해서 상기 캐리어 및 상기 잉크탱크의 이동에 따라 개폐되는 공기유입구로 구성된다. 본 발명에 의하면, 인쇄 작업시에만 잉크 탱크 내에 외부 공기를 공급함으로써 잉크 탱크내에 저장된 잉크의 수분 증발을 막고, 잉크 탱크 내의 압력을 대기압보다 작도록 조절하여 웨팅현상을 방지할 수 있다.

잉크젯 프린터, 잉크탱크, 공기유로 부재, 밀폐수단, 웨팅 현상

Description

잉크젯 프린터용 잉크탱크 {Ink tank for ink-jet printer}

도 1은 종래의 잉크젯 프린터용 잉크탱크를 보인 평면도.

도 2는 종래의 잉크탱크가 캐리어에 수납된 상태에서 도 1의 A-A부 단면을 보인 단면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 잉크탱크를 보인 평면도.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 잉크탱크가 캐리어에 수납된 상태에서 도 3의 B-B부의 단면을 보인 단면도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 잉크탱크를 캡을 제거한 상태에서 보인 평면도.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 잉크탱크 요부 정면 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 잉크탱크 110 : 탱크 본체

111 : 잉크배출구 112 : 공기유입구

120 : 스폰지 130 : 캡

131 : 잉크주입구 132 : 패킹

141 : 헤드노즐 150 : 밀폐수단

151 : 밀폐구 152 : 스프링

161 : 공기유로 부재 162 : 노즐

200 : 캐리어 300 : 프린터 프레임

본 발명은 잉크젯 프린터용 잉크탱크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크탱크 내부에 별도의 공기유로 부재를 설치하고, 잉크 탱크의 공기 흡입구를 잉크탱크의 이동에 따라 자동적으로 개폐하는 밀폐수단을 마련함으로써, 잉크 탱크내에 저장된 잉크의 수분 증발을 막고, 웨팅현상을 방지할 수 있는 잉크탱크 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 프린터용 잉크탱크는 인쇄용 잉크를 저장하는 것으로서, 프린터 내부의 캐리어에 수납되며, 인쇄 작업시에는 캐리어의 이동에 따라 이동되면서 잉크를 배출하게 되어 있다.

도 1 및 도 2에는 이러한 종래의 잉크탱크가 도시되어 있다. 도 1은 종래의 잉크탱크의 평면도이고. 도 2는 종래의 잉크탱크가 캐리어에 수납된 상태에서 도 1의 A-A부 단면을 보인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 잉크탱크(1)는 크게 내측에 일정 공간부가 형성된 박스형의 탱크 본체(10)와, 그 탱크 본체(10) 내의 공간에 일정한 압축률에 의해 압축 수납되어 잉크를 흡수 저장하는 스폰지(20)와, 탱크 본체(10)의 상부를 덮는 캡(30)으로 구성되어 있다.

탱크 본체(10)의 하부에는 잉크탱크(1) 내의 잉크를 캐리어(2) 쪽으로 배출하기 위한 잉크배출구(11)가 형성되어 있다.

캡(30)에는, 잉크탱크 외부의 공기, 즉 대기중의 공기를 잉크탱크 내부로 유입하기 위한 공기유입구(31), 공기유입구(31)를 통해 유입된 공기가 잉크탱크(1) 내부에 골고루 분산되도록 안내함과 함께, 잉크 내의 수분의 증발량을 조절하도록 구성된 공기유로(32), 잉크탱크 내의 잉크가 부족할 경우 잉크를 보충하기 위한 잉크주입구(33)가 각각 형성되어 있다.

한편, 상기와 같이 구성되어 있는 종래 잉크탱크(1)의 캡(30)의 상면에는 제품이 출시될 때에는 얇은 비닐커버(34)가 부착되어 있으나, 수명이 다한 잉크탱크(1)와 교환시에는 상기 비닐커버(34)의 일부를 제거한 후 프린터에 설치되어 사용된다. 도 1은 이와 같이 비닐커버(34)의 일부를 제거한 상태의 잉크탱크(1)를 도시하고 있으며, 도면부호 35가 비닐커버(34)를 제거한 구역을 나타낸다. 이와 같이 비닐커버(31)를 제거하면, 공기유입구(31)가 대기에 노출되어, 대기 중의 공기가 노출된 공기유입구(31)를 통해 유입되고, 공기유로(32)를 따라 잉크탱크 내에 분산된다.

이러한 공기의 유입으로 인해 잉크탱크(1) 내의 압력은 대기압과 동일하게 되며, 잉크탱크(1)의 상부에 가해진 대기압에 의한 스폰지(20) 내에서의 흡수 모세관 현상으로 인해 스폰지(20)에 흡수 저장된 잉크는 잉크배출구(11) 쪽으로 흘러간 다. 인쇄 작업시에는 잉크배출구(11) 쪽으로 흘러간 잉크가 헤드부(40)에 장착된 헤드노즐(41)을 통하여 토출되면서 인쇄가 이루어진다.

그러나, 이와 같은 종래의 잉크탱크(1)에 의할 경우, 캡(30)의 공기유입구(31)가 인쇄작업 중 뿐만아니라 인쇄대기 중에도 항상 대기에 노출되어 있기 때문에, 잉크 내의 수분이 공기유입구(31)를 통해 쉽게 증발하여 잉크의 점도가 증가되는 문제점이 있다. 잉크의 점도가 증가되면 잉크의 장기 보관 및 사용이 불가능하고, 잉크를 장기간 사용하지 않았을 경우에는 잉크를 버려야만 하는 결과가 초래된다. 또한, 잉크탱크(1)의 내부 압력이 항상 대기압과 동일한 상태로 유지되므로, 잉크의 자중과 대기압에 의해 잉크배출구(11)로 잉크가 누설되어 인쇄작업과 상관 없이 헤드노즐(41)을 통하여 잉크가 빠져나오는 웨팅(Wetting) 현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 잉크 탱크의 공기 흡입구를 잉크탱크의 이동에 따라 자동적으로 개폐하는 밀폐수단을 마련함으로써, 인쇄 작업시에는 공기 흡입구를 개방하여 잉크가 토출될 수 있도록 하고, 인쇄 대기시에는 공기 흡입구를 폐쇄하여 잉크탱크와 대기와의 접촉을 차단함으로써 잉크 탱크내에 저장된 잉크의 수분 증발을 막을 수 있는 잉크탱크 구조를 제공하는데에 그 목적이 있다.

또한, 잉크 탱크 내에 공기유로 부재를 설치하고 공기유로 부재의 끝단에는 노즐을 장착함으로써, 잉크탱크 내의 압력을 대기압 보다 작도록 조절하여 웨팅현상을 방지할 수 있는 잉크탱크 구조를 제공하려는 목적도 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 잉크탱크는 탱크 본체,상기 탱크 본체에 삽입되며 잉크를 저장하는 스폰지, 상기 스폰지의 상부에 위치하며 상기 잉크탱크 내로 외부 공기를 안내하는 공기유로 부재, 상기 공기유로 부재의 일단에 결합되어 상기 잉크탱크 내에 외부 공기를 공급하는 노즐 및 상기 공기유로 부재의 타단과 연결되는 상기 탱크 본체의 일측에 형성되어, 프린터 프레임에 설치되는 밀폐수단에 의해서 상기 잉크탱크의 이동에 따라 개폐되는 공기유입구를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 밀폐수단은 상기 공기유입구와 접촉하는 밀폐구(密閉球) 및 상기 밀폐구를 탄성적으로 지지하는 스프링으로 구성되며, 상기 잉크탱크의 이동방향에 대해 수직 또는 평행하게 설치되어, 인쇄 작업시에는 상기 공기유입구를 개방하고, 인쇄 대기시에는 상기 공기유입구를 폐쇄하게 된다.

또한 상기 공기유로 부재는 잉크와 화학적 반응이 없는 재질의 호스로 이루어지며, 상기 노즐이 결합된 일단으로부터 상기 공기 유입구에 연결된 타단까지를 축으로 하여 나선형상으로 감겨지고, 상기 노즐은 상기 잉크탱크 내부의 압력이 대기압보다 낮게 되도록 그 내경이 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 잉크탱크의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 잉크탱크의 일 실시예를 도시한 것으로서, 도 3은 본 발명에 의한 잉크탱크의 평면도, 도 4는 도 3에서의 B-B부 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크탱크(100)는 크게 내측에 일정 공간부가 형성된 박스형의 탱크 본체(110)와, 그 탱크 본체(110) 내의 공간에 일정한 압축률에 의해 압축 수납되어 잉크를 흡수 저장하는 스폰지(120)와, 탱크 본체(110)의 상부를 덮는 캡(130)으로 구성되며, 이러한 잉크탱크(100)는 캐리어(200)에 수납된다.

탱크 본체(110)의 하부에는 잉크탱크(110) 내의 잉크를 캐리어(200) 쪽으로 배출하는 잉크배출구(111)가, 본체(110)의 일측면에는 공기유입구(112)가 각각 형성된다. 캡(130)에는 잉크탱크(100) 내의 잉크가 부족할 경우 잉크를 보충하기 위한 잉크주입구(131)가 형성되고, 잉크주입구(131)에는 잉크의 주입시에만 잉크주입구(131)를 개방시키도록 마개(미도시)가 착탈 가능하게 부착된다. 또한, 스폰지(120)와 캡(130) 사이에는 잉크탱크(100) 내로 외부 공기를 안내하는 공기유로 부재(161)가 설치되며, 공기유로 부재(161)의 일단에는 잉크탱크 내에 외부 공기를 공급하는 노즐(162)이 결합되고, 공기유로 부재(161)의 타단에는 공기유입구(112)가 연결되어 프린터 프레임(300)에 설치되는 밀폐수단(150)에 의해 개폐된다.

공기유로 부재(161)는 잉크와 직접 접촉하게 되므로, 잉크와 화학적 반응이 없는 재질로 된 호스로 이루어지는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 공기유로 부재(161)로서 실리콘 호스를 사용한다. 또한, 공기유로 부재(161)는 노즐(162)이 결합된 일단으로부터 공기유입구(112)에 연결된 타단까지를 축으로 하여 나선 형상으로 감겨진 상태로 설치된다. 이는, 공기유로의 길이를 길게 구성함으로써, 외부 공기가 잉크탱크(100) 내에 일정한 압력으로 유입되도록 하기 위한 것이다. 이에 의해 잉크 토출시 발생될 수 있는 잉크탱크(100) 내부의 압력 상승 및 감소를 방지할 수 있으며, 공기유로 부재(161)의 설치시에 잉크탱크(100)의 용적에 따라 원하는 잉크탱크(100) 내부 압력을 얻도록 공기유로 부재(161)의 길이를 조정하는 것이 용이하게 된다.

공기유로 부재(161)의 일단에 결합되는 노즐(162)은 공기의 진행방향에 대하여 그 내경이 점차 작아지게 형성되는 축소노즐로서, 공기유로 부재(161)를 통과한 공기는 노즐(162)을 통과하면서 유속은 빨라지고 압력은 감소하게 된다. 그 때문에, 잉크탱크(100) 내의 압력은 잉크탱크(100) 외부의 압력, 즉 대기압보다 작아지게 되고, 이러한 압력차이는 노즐(162)의 내경이 작을 수록 더 커지게 된다. 따라서, 노즐(162)의 내경을 어떻게 설정하느냐에 따라 잉크탱크(100) 내의 압력이 결정되므로, 잉크탱크(100)의 조립시에 그 용적에 따라 적절한 내경을 갖는 노즐(162)을 선택함으로써 원하는 내부 압력을 얻을 수 있다.

한편, 밀폐수단(200)은 공기유입구(112)와 직접 접촉하는 밀폐구(密閉球)(151)와 밀폐구(151)를 탄성적으로 지지하는 스프링(152) 및 스프링(152)을 프린터 프레임(300)에 고정하기 위한 고정핀(153)으로 구성되며, 본 실시예에서는 인쇄 작업에 따른 캐리어(200) 및 잉크탱크(100)의 이동방향에 대하 여 수직 방향으로 설치된다. 또, 공기유입구(112)에는 연질의 고무나 합성수지로 된 패킹(112)이 안착되는데, 공기유입구(112)의 밀폐시에 스프링(152)의 탄성력에 의해 밀폐구(151)가 패킹(112)과 밀착됨으로써 잉크탱크(100) 내부의 공기가 누설되거나, 잉크탱크(100) 내부로 공기가 유입되는 것이 방지된다.

상기와 같은 구성의 본 실시예에 의해 공기유입구(112)가 개방 또는 폐쇄되는 과정을 살펴본다. 도 3 및 도 4는 인쇄 대기 상태, 즉 원점 위치에서의 잉크탱크(100)를 도시한 것이다. 이러한 원점 위치에서는 공기유입구(112)는 밀폐수단(150)에 의해 폐쇄되어 있고, 인쇄 작업이 시작되면, 캐리어(200) 및 잉크탱크(100)는 인쇄를 하기 위해, 도 3에 도시된 것처럼 Z축을 따라 이동하게 된다. 이로 인해, 스프링(152)이 약간 압축되면서 밀폐구(151)가 공기유입구(112)로 부터 분리되어 공기유입구(112)가 개방되고, 개방된 공기유입구(112)를 통해 대기 중의 공기가 잉크탱크(100) 내부로 유입되어, 잉크탱크(100)의 상부에 가해진 공기압에 의한 스폰지(120) 내에서의 흡수 모세관 현상으로 인해 스폰지(120)에 흡수 저장된 잉크는 잉크배출구(111) 쪽으로 흘러간다. 이렇게 잉크배출구(111) 쪽으로 흘러간 잉크가 헤드부(140)에 장착된 헤드노즐(141)을 통하여 토출되면서 인쇄가 이루어진다. 이때 잉크탱크(100) 내부의 압력은 상기한 바와 같이 대기압보다는 작은 상태이다.

한편, 인쇄작업이 종료되면, 캐리어(200) 및 잉크탱크(100)가 다시 원점 상태로 복귀되며, 공기유입구(112)는 상기한 개방 과정과 역순으로 밀폐수단(150)에 의해 폐쇄된다.

도 5 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로, 도 5는 탱크 본체 상부의 캡이 제거된 상태에서의 본 실시예에 의한 잉크탱크의 평면도이고, 도 6은 본 실시예에 의한 잉크탱크 정면 단면도이다.

도 5 내지 도 6에 도시된 것처럼, 본 실시예도 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예와 대부분의 구성은 동일하고, 다만 본 실시예에서는 공기유입구(112') 및 밀폐수단(150')이 잉크탱크(100')의 이동 방향에 대해 나란하게 설치되는 점에 특징이 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 원점 상태에서는 공기유입구(112')는 밀폐수단(150')에 의해 폐쇄되어 있고, 인쇄 작업이 시작되면, 잉크탱크(100')는 인쇄를 하기 위해 Z축을 따라 이동하게 된다. 이로 인해, 밀폐구(151')가 공기유입구(112')로 부터 분리되어 공기유입구(112')가 개방되고, 개방된 공기유입구(112')를 통해 대기 중의 공기가 잉크탱크(110') 내부로 유입된다.

한편, 인쇄 작업이 종료하면, 잉크탱크(110')는 다시 원점 위치로 복귀하여, 공기유입구(112')와 밀폐구(151')가 접촉되면서 스프링(152')을 압축하여 공기유입구(112')가 폐쇄된다. 또 압축된 스프링(152')의 탄성력에 의해 공기유입구(151')의 패킹(132)과 밀폐구(151')가 완전히 밀착되어, 공기유입구(112')를 통한 잉크탱크(100') 내부로의 공기 유입 또는 잉크탱크(100') 외부로의 공기 유출이 차단된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크탱크에 의하면, 인쇄 작업시에는 잉크가 토출될 수 있도록 공기흡입구를 열어주고, 인쇄 대기시에는 잉크탱크 내에 저장된 잉크와 대기와의 접촉을 차단하도록 공기흡입구를 닫아주는 밀폐수단을 구비함으로써 잉크의 수분 증발을 막을 수 있는 효과가 있다.

또한, 잉크 탱크 내에 공기유로 부재를 설치하고 공기유로 부재의 끝단에는 노즐을 장착함으로써, 잉크탱크 내의 압력을 대기압 보다 작도록 조절하여 웨팅현상을 방지할 수 있는 효과도 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims

그 내부에 인쇄용 잉크를 저장하며, 프린터의 캐리어에 되는 프린터용 잉크탱크에 있어서,

탱크 본체;

상기 탱크 본체에 삽입되며 잉크를 흡수 저장하는 스폰지;

상기 스폰지의 상부에 위치하며 상기 잉크탱크 내로 외부 공기를 안내하는 공기유로 부재;

상기 공기유로 부재의 일단에 결합되어 상기 잉크탱크 내에 외부 공기를 공급하는 노즐; 및

상기 공기유로 부재의 타단과 연결되는 상기 탱크 본체의 일측에 형성되며, 프린터 프레임에 설치되는 밀폐수단에 의해서 상기 캐리어 및 상기 잉크탱크의 이동에 따라 개폐되는 공기유입구를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크.
제 1 항에 있어서, 상기 밀폐수단은, 상기 공기유입구와 접촉하는 밀폐구 및 상기 밀폐구를 탄성적으로 지지하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크
제 2 항에 있어서, 상기 밀폐수단은, 상기 잉크탱크의 이동방향에 대해 수직하게 설치되어, 인쇄 작업시에는 상기 공기유입구를 개방하고, 인쇄 대기시에는 상기 공기유입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크.
제 2 항에 있어서, 상기 밀폐수단은, 상기 잉크탱크의 이동방향에 대해 평행하게 설치되어, 인쇄 작업시에는 상기 공기유입구를 개방하고, 인쇄 대기시에는 상기 공기유입구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크.
제 1 항에 있어서, 상기 공기유로 부재는, 잉크와 화학적 반응이 없는 재질의 호스로 이루어지며, 상기 노즐이 결합된 일단으로부터 상기 공기 유입구에 연결된 타단까지를 축으로 하여 나선형상으로 감겨지는 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크.
제 5 항에 있어서, 상기 공기유로 부재는, 실리콘 호스로 이루어진 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크.
제 1 항에 있어서, 상기 노즐은, 상기 잉크탱크 내부의 압력이 대기압보다 낮게 되도록 그 내경이 형성되는 것을 특징으로 하는 프린터용 잉크탱크.