KR100656513B1

KR100656513B1 - 잉크젯 카트리지의 노즐테이프

Info

Publication number: KR100656513B1
Application number: KR1020040054156A
Authority: KR
Inventors: 이재철
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-12-13
Also published as: CN100513183C; US7350898B2; US20060007282A1; KR20060005256A; CN1721193A

Abstract

개시된 잉크젯 카트리지의 노즐테이프는 헤드칩과, 헤드칩의 가장자리에서 소정거리 이격된 헤드칩 안착부가 구비된 카트리지 몸체와, 헤드칩의 가장자리를 따라 돌출형성된 하나 또는 복수의 비드부재를 포함하는 잉크젯 카트리지에 부착되는 노즐테이프에 있어서, 노즐테이프는 헤드칩과 헤드칩 안착부 사이의 이격공간과 대응하는 위치에서 하나 또는 복수개의 연통부를 포함으로써 연통부를 통해 노즐테이프 하부에 갇힌 공기가 외기와 연통되도록 하여 외부의 환경변화에도 불구하고 노즐테이프가 노즐에 긴밀히 부착될 수 있도록 한다.

잉크젯 카트리지, 노즐테이프, 실링(sealing), 헤드칩

Description

잉크젯 카트리지의 노즐테이프{NOZZLE TAPE FOR INKJET CARTRIDGE}

도 1은 종래 기술에 따른 잉크젯 카트리지에 노즐테이프가 부착되기 전 정렬하는 상태를 도시한 사시도이고,

도 2는 도 1의 I-I방향으로 절단한 단면도이고,

도 3은 도 1의 II-II방향으로 절단한 단면도이고,

도 4는 도 2에서 공기팽창에 의해 노즐테이프가 헤드칩의 노즐면에서 분리된 상태를 도시한 단면도이고,

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착되기 전 상태를 도시한 사시도이고,

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이고,

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이고,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이고,

도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이고,

도 10은 본 발명의 제5실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이고,

도 11은 본 발명의 제6실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 잉크젯 카트리지 112 : 헤드칩 안착부

113 : 헤드칩 115 : 노즐

116,126,136,146,156,166 : 노즐테이프

117,127 : 슬릿 118 : 카트리지 몸체

121 : 연성회로기판 137 : 원형홀

147,157 : 장방형 홈

본 발명은 잉크젯 카트리지의 헤드칩 노즐 실링수단에 관한 것으로, 보다 자세히는 잉크젯 카트리지를 조립한 다음 운송 및 저장시 잉크 누수 방지를 위해 헤드칩의 노즐면을 실링(sealing)하는 노즐테이프에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 잉크젯 카트리지에 노즐테이프가 부착되기 전 정렬하는 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I방향으로 절단한 단면도이고, 도 3은 도 1의 II-II방향으로 절단한 단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 잉크젯 카트리지(10)의 헤드칩(13)이 카트리지 몸체(18) 일측에 형성된 헤드칩 안착부(12)에 안착된다.

헤드칩 안착부(12)의 저면에는 헤드칩(13)을 본딩하는 바텀 실런트(bottom sealant, 미도시)가 도포되고 그 위에 헤드칩(13)과 연성회로기판(flexible print circuit, 21)이 결합된 프린트헤드 어셈블리(assembly)가 설치된다. 또한, 잉크가 연성회로기판(21) 및 컨덕터(conductor, 22) 아래로 침투하여 컨덕터(22)간에 전기적인 소트(short)가 발생하지 않도록 하기 위해 헤드칩(13)과 헤드칩 안착부(12) 사이의 이격공간을 실링(sealing)하도록 사이드 실런트(side sealant, 19)가 도포된다.

연성회로기판(21)에는 잉크토출 제어신호가 헤드칩(13)으로 전달되도록 일단은 헤드칩(13)과 연결되고 타단은 접점패드(22a)와 연결된 컨덕터(22)가 형성된다. 여기서, 헤드칩(13)과 컨덕터(22)의 연결부를 보호하기 위해 비드부재(11)가 도포된다.

잉크젯 카트리지(10) 내부에는 잉크가 채워져서 노즐(15)에 잉크의 메니스커스(meniscus)를 형성시킨다. 도 2 및 도 3에 도시된 잉크젯 카트리지(10)는 컬러잉크젯 카트리지를 나타낸 것으로 도 2의 세로방향 단면도에서 노즐개수는 실제의 개수보다 작게 간략하게 도시하였고 도 3의 가로방향 단면도에서 진홍색(Cyan), 청록색(Magenta), 노랑색(Yellow)의 잉크가 각각 토출되도록 3개의 노즐(15)이 형성된다.

노즐테이프(16)는 노즐(15)에서 잉크가 누출되는 것을 방지하기 위해 연성회로기판(21)과, 비드부재(11), 헤드칩(13) 및 헤드칩 안착부(12)를 덮도록 부착한다.

노즐테이프(16)에 의해 잉크젯 카트리지를 실링할 때, 헤드칩(13)과 헤드칩 안착부(12) 사이에 형성된 이격공간에는 사이드 실런트(19)가 채워져 있지만, 빈공간을 완전히 채우지는 못하기 때문에 도 3에 도시된 바와 같이 노즐테이프(16) 하부에 공기(14)가 갇히게(air trap) 된다. 갇힌 공기(14)는 외부환경이 변화하여 온도상승이나 압력이 강하에 의해 팽창하게 되고, 팽창력에 의해 노즐테이프(16)가 헤드칩(13)의 노즐(15)면과 분리되면서 노즐(15)이 개방되어, 잉크 누출(leak)이 발생될 우려가 있다.

도 4는 도 2에서 공기팽창에 의해 노즐테이프가 헤드칩의 노즐면에서 분리된 상태를 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 누출된 잉크(30)는 모세관현상에 의해 노즐테이프(16)와 노즐(15) 사이에 침투하여 서로 분리시키게 된다. 그 결과, 노즐테이프(16)의 노즐 실링 기능이 상실된다.

이와 같이 누출된 잉크(30)는 혼색을 유발할 뿐만 아니라 노즐(15)을 통해 역류되면서 잉크의 메니스커스(meniscus)를 파괴하게 되고, 노즐(15)을 통해 공기가 들어가서 잉크 공급기능이 상실되는 치명적인 결함을 유발할 수 있게 된다.

한편, 일본공개특허 평6-320741호의 "노즐의 봉지방법과 노즐테이프"는 접착 폴리머테이프에 슬릿을 형성하고 이를 프린터 카트리지의 프린터 헤드에 부착시킨 잉크의 누설방지용 노즐테이프가 개시되어 있다. 이는 돌출된 비드 부재에 의해 폴 리머테이프와 노즐면 사이가 이격되고 이러한 틈을 통해 잉크가 침투되면서 폴리머테이프가 분리되는 문제점을 개선하기 위해 비드 부재와 평행한 슬릿을 형성하였지만, 비드 부재가 형성되지 않은 2개의 헤드칩부에 발생된 에어 트랩에 의한 노즐테입 분리현상은 해결하지 못하였다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 조립된 잉크젯 카트리지가 운송 또는 저장되는 동안 주변의 환경변화 즉 온도상승이나 압력변화에 의해 노즐테이프 아래에 트랩(trap)된 공기가 팽창하여 노즐면으로부터 노즐테이프가 분리되는 것을 방지하도록 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프를 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면,

헤드칩과, 상기 헤드칩의 가장자리에서 소정거리 이격된 헤드칩 안착부가 구비된 카트리지 몸체와, 상기 헤드칩의 가장자리를 따라 돌출형성된 하나 또는 복수의 비드부재를 포함하는 잉크젯 카트리지에 부착되는 노즐테이프에 있어서, 상기 노즐테이프는 상기 헤드칩과 상기 헤드칩 안착부 사이의 이격공간과 대응하는 위치에서 하나 또는 복수개의 연통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프가 제공된다.

즉, 본 발명은 헤드칩과 헤드칩 안착부 사이의 이격공간에 갇힌 공기가 팽창되면서 헤드칩의 노즐을 밀봉시키는 노즐테이프가 분리되어 잉크가 누출이 발생되 는 문제점을 해결하기 위해 노즐테이프에 공기가 연통될 수 있는 연통부를 형성하여 노즐을 실링하도록 한 것이다.

상기 연통부는 다양한 형태로 실시될 수 있는데, 예를 들면 이격공간과 평행하게 형성된 슬릿이거나, 이격공간과 평행하게 복수개가 일렬로 배치된 슬릿 또는 이격공간과 평행하게 형성된 장방형 홈으로 형성할 수 있다.

또한, 연통부는 이격공간과 연통되는 홀로 형성될 수도 있는데 이격공간과 평행하게 복수개 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 비드부재는 상기 헤드칩의 두 모서리와 평행한 2개의 비드부재로 구성되고, 상기 연통부는 상기 이격공간과 정렬되도록 2개가 대칭 배치되고, 상기 연통부는 상기 비드부재와 정렬되는 슬릿이 더 형성될 수도 있다.

또한, 상기 연통부는 상기 비드부재와 평행하게 배치되어 상기 비드부재가 상기 연통부 내부로 끼워지고, 상기 연통부의 양끝단이 상기 이격공간과 연통되도록 할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 헤드칩과, 상기 헤드칩의 가장자리에서 소정거리 이격된 헤드칩 안착부가 구비된 카트리지 몸체와, 상기 헤드칩의 가장자리를 따라 돌출형성된 하나 또는 복수의 비드부재를 포함하는 잉크젯 카트리지에 부착되는 노즐테이프에 있어서, 상기 노즐테이프는 상기 비드부재와 그 맞은편 모서리면 사이 또는 상기 비드부재들 사이 보다 좁은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프가 제공된다.

이는 노즐테이프에 직접 연통부를 형성하지 않고 노즐테이프가 이격공간 전 체를 덮지 않고 양끝단부를 외기에 노출되도록 부착함으로써 노즐테이프의 연통부 가공공정을 생략할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 잉크젯 카트리지의 노즐테이프의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착되기 전 상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 노즐테이프가 잉크젯 카트리지에 부착된 상태를 도시한 평면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 잉크젯 카트리지(100)는 카트리지 몸체(118) 일측에 형성된 헤드칩 안착부(112)에 잉크를 토출시키는 노즐(115)이 형성된 헤드칩(113)이 안착된다. 여기서, 헤드칩(113)과 헤드칩 안착부(112) 사이에는 크기 차이로 인한 이격공간이 형성된다. 도 6 내지 도 11에서 노즐테이프(116, 126, 136, 146, 156, 166)는 점이 찍힌 부분으로 나타낸다.

헤드칩(113)은 제어신호를 전달받도록 연성회로기판(121)과 연결되는데, 연결부에는 이를 보호하는 비드부재(111)가 도포된다.

비드부재(111)는 도 1에 도시된 것처럼 서로 마주보는 한 쌍으로 2개가 형성될 수도 있으나, 1개 또는 3개가 형성될 수도 있다. 1개가 형성되면 이격공간은 비드부재(111)가 형성되지 않은 3개의 모서리면에 형성되고, 2개의 비드부재(111)가 서로 대향하여 형성되면 이와 수직하여 위치한 이격공간도 대향하여 2개가 형성된다.

한편, 헤드칩(113)에 형성된 노즐(115)은 직경이 5∼35㎛이고, 노즐(115)면의 재질은 니켈(Nickel), 폴리이미드(Polyimide), 에폭시(epoxy), 스테인레스강(Steel Use Stainless)등으로 제작될 수 있다.

노즐테이프(116)는 헤드칩(113)의 노즐(115)을 밀봉하기 위한 것으로, 헤드칩(113)과 헤드칩 안착부(112)간에 형성된 이격공간과 대응되는 위치에 슬릿(117)이 형성된다. 이는 잉크젯 카트리지(100)가 운송 또는 저장되는 동안 주변의 환경변화에 의해 부착된 노즐테이프(116)가 분리되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 주위의 온도가 상승하거나 압력이 낮아지면 노즐테이프(116) 하부의 이격공간에 트랩(trap)된 공기가 팽창하면서 팽창압에 의해 노즐테이프(116)가 부풀어오르게 되는데, 이때 노즐테이프(116)에 형성된 슬릿(117)이 외기와 연통되는 연통부가 되어 공기를 외부로 배출되도록 하여 노즐테이프(116)는 노즐(115)면과의 긴밀한 부착상태를 유지하게 되는 것이다.

도 6에 도시된 슬릿(117)은 제조가 용이한 반면 그 끝단부에서 응력집중이 발생하여 찢어질 가능성이 높다. 따라서, 노즐테이프(116)의 강성을 향상시키기 위해 도 7에 도시된 바와 같은 복수개의 슬릿(127)이 일렬로 배치된 노즐테이프(126)를 부착할 수 있다.

도 8에 도시된 실시예에서는 복수개의 원형홀(137)이 이격공간과 평행하게 형성된 노즐테이프(136)가 제공된다. 원형으로 형성될 경우 응력집중은 완화되고 이격공간에 트랩(trap)된 공기를 효과적으로 배출시키게 된다.

또한, 도 9에 도시된 노즐테이프(146)에는 공기배출효과를 극대화하고, 응력 집중을 완화시킬 수 있는 연통부로서 장방형 홈(147)이 형성된다.

한편, 도 6 내지 도 9에 도시된 실시예에서는 노즐테이프(116, 126, 136, 146)가 부착된 상태에서 돌출된 비드부재(111) 주위에 긴밀한 밀착이 되지 않는다. 즉, 돌출된 비드부재(111)에 의해 노즐테이프(116, 126, 136, 146)가 인장력을 받기 때문에 비드부재(111)의 가장자리 모서리부는 헤드칩(113)에 부착되지 않고 공중에 떠있어 이격부가 형성된다. 이와 같은 이격부에는 공기가 트랩(trap)되어 있어서, 전술한 헤드칩(113)과 헤드칩 안착부(112) 사이의 이격공간에 갇힌 공기에 의해 발생되는 노즐테이프(116, 126, 136, 146) 분리현상이 동일하게 나타나게 된다.

이와 같은 비드부재(111) 주위의 트랩 공기 문제를 해결하기 위해 도 10에 도시된 실시예의 노즐테이프(156)에는 비드부재(111)가 끼워지도록 비드부재(111)와 평행하게 배치된 장방형 홈(157)으로 구성된 연통부가 형성된다. 장방형 홈(157)의 양끝단이 헤드칩(113)과 헤드칩 안착부(112) 사이의 이격공간 끝단과 연결되면서 이격공간에 갇힌 공기가 외부와 연통된다. 이는 돌출된 비드부재(111) 가장자리부분도 노즐테이프(156)에 의해 밀착되기 때문에 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 노즐테이프(166)를 도시한 것으로, 노즐테이프(166)의 형태 및 부착방법이 상이하다. 즉, 노즐테이프(166)에 연통부가 형성되어 있지 않고 노즐테이프(166)의 폭을 비드부재(111)와 비드부재(111) 사이의 간격보다 좁게 형성하여 비드부재(111)와 비드부재(111) 사이에 부착될 수 있도 록 구성된다. 이와 같은 노즐테이프(166)를 가로방향으로 부착하게 되면 이격공간에 갇힌 공기가 이격공간의 양끝단부를 통해 배출됨으로써 노즐테이프(166)의 분리현상이 발생되지 않는다.

한편, 비드부재(111)가 헤드칩(113)의 3개 모서리면을 따라 형성되었을 경우, 나머지 하나의 모서리면에 형성된 이격공간은 비드부재(111)와 대향되게 되고, 이때에는 노즐테이프는 상기 비드부재(111)와 이격공간 사이에 부착된다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 잉크젯 카트리지의 노즐테이프의 작동을 도 5를 참조하여 살펴본다.

먼저, 헤드칩(113) 및 연성회로기판(121)의 결합체가 기준위치에 정렬되어 잉크젯 카트리지(100)의 헤드칩 안착부(112)에 안착된다.

헤드칩(113)과 헤드칩 안착부(112) 사이에는 이격공간이 형성되어 있는데 이부분을 통해 잉크가 연성회로기판(121) 및 헤드칩(113)으로 제어신호를 전달하는 컨덕터(미도시)의 아래로 침투하여 컨덕터(미도시)간에 전기적인 소트(short)가 발생하지 않도록 하기 위해 사이드 실런트(미도시)가 도포된다.

다음, 잉크젯 카트리지(100) 내부에 소정의 잉크를 채우고 헤드칩(113)의 노즐(115)에 잉크 메니스커스를 형성한 후, 노즐(115)로부터 잉크의 누출을 방지하는 노즐테이프(116)가 부착된다.

노즐테이프(116)에는 공기가 연통되도록 슬릿(117)으로 형성된 연통부가 형성되어 있고, 상기 슬릿(117)이 헤드칩(113)과 헤드칩 안착부(112) 사이의 이격공 간과 평행하게 부착된다. 노즐테이프(116)는 노즐(115)면을 포함하는 헤드칩(113)과 비드부재(111) 및 이격공간을 모두 덮도록 부착한다. 이 때, 이격공간에는 공기가 존재하게 된다.

이와 같이 노즐테이프(116)가 부착된 잉크젯 카트리지(100)는 이동 또는 저장중에 외부환경의 변화에 접하게 된다. 만약, 외기의 온도가 높아지거나 압력이 낮아지게 되면 이에 따라 이격공간에 존재한 공기는 부피가 늘어나면서 팽창압력이 발생된다. 그러나, 팽창압력은 공기가 노즐테이프(116)의 슬릿(117)을 통해 외부로 배출됨으로써 사라진다. 이에 따라, 노즐테이프(116)는 외부환경변화에도 변화되지 않고 노즐(115)의 밀봉상태가 긴밀하게 유지된다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크젯 카트리지의 노즐테이프는 노즐테이프 하부에 위치한 헤드칩과 헤드칩 안착부간의 이격공간에 존재하는 공기를 배출시킬 수 있는 연통부를 구비함으로써 노즐 실링상태를 긴밀히 유지시키는 효과가 있다.

또한, 노즐테이프를 헤드칩의 노즐면에 긴밀히 부착시킴으로써 잉크가 누출되어 발생되는 잉크 혼색을 방지하고 노즐에 위치한 잉크의 메니스커스(meniscus)를 유지시킴으로써 잉크가 원활하게 공급될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 헤드칩과 헤드칩 안착부간의 이격공간에 존재한 공기가 연통부를 통해 배출됨으로써 노즐테이프의 부착작업을 용이하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설 명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

헤드칩과, 상기 헤드칩의 가장자리에서 소정거리 이격된 헤드칩 안착부가 구비된 카트리지 몸체와, 상기 헤드칩의 가장자리를 따라 돌출형성된 하나 또는 복수의 비드부재를 포함하는 잉크젯 카트리지에 부착되는 노즐테이프에 있어서,

상기 노즐테이프는 상기 헤드칩과 상기 헤드칩 안착부 사이의 이격공간과 연통되도록 상기 헤드칩 안착부를 따라 형성된 하나 또는 복수개의 연통부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 1 항에 있어서,

상기 연통부는 상기 이격공간과 평행하게 형성된 슬릿인 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 1 항에 있어서,

상기 연통부는 상기 이격공간과 평행하게 일렬로 배치된 복수개의 슬릿인 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 1 항에 있어서,

상기 연통부는 상기 이격공간과 평행하게 형성된 장방형 홈인 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 1 항에 있어서,

상기 연통부는 상기 이격공간과 연통되는 홀인 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 5 항에 있어서,

상기 홀은 상기 이격공간과 평행하게 복수개가 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비드부재는 상기 헤드칩의 두 모서리와 평행한 2개의 비드부재로 구성되고, 상기 연통부는 상기 이격공간과 정렬되도록 2개가 대칭 배치된 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
제 1 항에 있어서,

상기 연통부는 상기 비드부재와 평행하게 배치되어 상기 비드부재가 상기 연통부 내부로 끼워지고, 상기 연통부의 양끝단이 상기 이격공간과 연통되도록 한 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.
헤드칩과, 상기 헤드칩의 가장자리에서 소정거리 이격된 헤드칩 안착부가 구비된 카트리지 몸체와, 상기 헤드칩의 가장자리를 따라 돌출형성된 하나 또는 복수의 비드부재를 포함하는 잉크젯 카트리지에 부착되는 노즐테이프에 있어서,

상기 노즐테이프는 상기 비드부재와 그 맞은편 모서리면 사이 또는 상기 비드부재들 사이 보다 좁은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 카트리지의 노즐테이프.