KR100832590B1 - 잉크 탱크, 인쇄 헤드 및 잉크젯 인쇄 장치 - Google Patents

Abstract

잉크젯 인쇄 장치는, 잉크 탱크와 인쇄 헤드 사이의 잉크 공급 경로를 개폐시키고 잉크 탱크를 수평 운동에 의해 탈부착시킬 수 있는 기구를 포함한다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 이동 부재(60)와 그에 결합된 연통 파이프(51)는 작동 부재(70)를 상향으로 이동시킴으로써 상향으로 이동된다. 그 결과, 연통 파이프(51)가 잉크 도입 챔버(16) 내로 이동되고, 연통 파이프(51)의 연통 채널(52)이 그의 개구부를 통해 잉크 도입 챔버(16)와 연통된다. 이러한 방식으로, 잉크 도입 챔버(16), 즉 잉크 저장 챔버(12)가 인쇄 헤드(20)의 액체 챔버(50)와 연통된다. 이러한 방식으로 잉크 공급 경로가 개방된다. 이의 역조작으로 잉크 공급 경로가 폐쇄된다.

잉크 탱크, 인쇄 헤드, 잉크젯 인쇄 장치, 연통 부재, 잉크 저장부

Description

잉크 탱크, 인쇄 헤드 및 잉크젯 인쇄 장치 {INK TANK, PRINTING HEAD AND INKJET PRINTING APPARATUS}

본 발명은 잉크 탱크, 인쇄 헤드 및 잉크젯 인쇄 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잉크 탱크를 그 잉크 탱크로부터 공급된 잉크를 토출시키는 인쇄 헤드에 부착시키고 그로부터 분리시키는 기구에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 잉크 탱크와 같이 액체를 수용하며 또한 잉크 탱크를 이러한 액체를 이용하는 기계에 부착시키고 그로부터 분리시킴으로써 액체를 이용하는 기계에 공급하는 액체 저장 용기에 관한 것이다.

잉크를 인쇄 헤드를 사용하여 인쇄 매체 상으로 인가함으로써 이미지를 인쇄 매체 상에 형성시키는 잉크젯 인쇄 장치는, 인쇄 작업 중 소음이 비교적 작은 상태에서 고밀도의 소형 도트(dot)를 형성시킬 수 있으며, 따라서 컬러 인쇄와 같은 다양한 유형의 인쇄 작업에 이용될 수 있는 이점을 갖는다. 하나의 유형의 이러한 잉크젯 인쇄 장치는 그에 탈착가능하게 연결되는 잉크 탱크부터 잉크를 공급받는 인쇄 헤드와, 인쇄 헤드가 그 상에 장착되며 인쇄 헤드가 인쇄 매체에 대해 주사 방식(scanning manner)으로 미리 설정된 방향(주 주사 방향)으로 이동하게 하는 캐리지와, 인쇄 매체를 인쇄 헤드에 대해 전술한 미리 설정된 방향과 수직한 방향(부 주사 방향)으로 이송시키는 이송 기구를 구비하며, 인쇄 헤드가 주 주사 방향으로 주사하는 동안에 잉크를 토출함으로써 인쇄를 수행한다. 이러한 장치에서는, 블랙 외에 옐로우, 시안 및 마젠타와 같은 컬러 잉크를 토출하는 인쇄 헤드가 캐리지 상에 장착된다. 이러한 구성에 의하면, 블랙 잉크를 사용한 텍스트 이미지의 흑백 인쇄뿐만 아니라, 컬러 잉크를 토출시킴으로써 풀 컬러 인쇄(full color printing)도 가능하다.

이러한 잉크젯 인쇄 장치에서 잉크 탱크와 인쇄 헤드로 구성되는 잉크 공급 시스템은 잉크 탱크와 인쇄 헤드를 서로 탈부착시킬 수 있는 기구를 구비하며, 대개의 경우에 잉크 탱크와 인쇄 헤드가 부착된 때 잉크 탱크로부터 인쇄 헤드로의 잉크 공급 경로도 동시에 형성된다. 이러한 기구에 의하면, 잉크 탱크로부터 인쇄 헤드로의 잉크 공급 경로가 단축될 수 있고, 그럼으로써 인쇄 장치의 크기가 축소될 수 있다. 또 다른 이점으로는, 잉크 탱크를 새로운 잉크 탱크로 간단히 교체함으로써 잉크 공급이 이루어질 수 있어, 운전 비용이 절감될 수 있다는 점이다.

이러한 잉크 공급 시스템은 잉크 탱크와 인쇄 헤드가 분리가능하기 때문에 적어도 다음의 조건들을 충족하는 것이 바람직하다. 첫째, 잉크 탱크의 배치 상태와 무관하게 잉크 탱크와 인쇄 헤드가 탈부착되는 시점에서 잉크의 누출이 없어야 한다. 둘째, 잉크 탱크와 인쇄 헤드가 부착되어 있는 동안 잉크가 안정되게 공급되어야 한다. 셋째, 사용자가 잉크 탱크와 인쇄 헤드를 반복하여 탈부착시킬 수도 있음을 쉽게 예측할 수 있기 때문에, 이러한 탈부착시 요구되는 조건들이 이러한 탈부착을 매번 반복할 때마다 충족되어야 한다.

일본 특허 출원 공개 제07-241998호와 제2000-289224호는 종래의 잉크 공급 시스템의 일 실시예를 개시하고 있다. 보다 상세하게는, 인쇄 헤드는 그 인쇄 헤드 내로 잉크를 도입시키기 위한 도관을 구비하고 있다. 인쇄 헤드가 잉크 탱크에 부착되면, 도관은 잉크 탱크 내에서 잉크 안내 부재와 접촉하게 된다. 이러한 방식으로, 잉크 탱크로부터의 잉크가 인쇄 헤드로 연통된다. 이러한 시스템의 기구에 의하면, 잉크가 파이프형 부재를 통해 공급될 수 있게 된다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제07-241998호와 제2000-289224호는 잉크 탱크가 잉크 공급 경로 개폐 기구로서 역할하는 개폐 밸브를 구비하고 있음을 추가로 설명한다. 잉크 탱크가 인쇄 헤드로부터 분리되어 있는 동안에는 잉크 탱크가 밸브에 의해 기밀되어 밀폐되지만, 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 부착되어 있는 동안에는 밸브가 개방되어 잉크 공급 경로를 형성하게 된다.

하지만, 일본 특허 출원 공개 제07-241998호와 제2000-289224호에 개시된 잉크 공급 경로 개폐 기구를 구비한 잉크 공급 시스템에서, 밸브를 각각 개폐시키는 동안 잉크 탱크를 탈부착시키는 작업은 잉크 탱크를 수직 방향으로 이동시키는 것을 포함하는 작업이다. 이러한 이유로, 이들 작업은 인쇄 장치에 대한 공간적인 제약의 문제점이 초래되고, 잉크 탱크를 탈부착시키는 동안에 필요한 사용자의 작업이 비교적 복잡해지는 문제점이 존재한다. 보다 상세하게는, 일본 특허 출원 공개 제2000-289224호에 개시된 바와 같이, 잉크 공급 시스템에서 인쇄 헤드는 일반적으로 잉크 탱크 아래에 배치되어 있고, 개폐 밸브는 잉크 탱크의 바닥에 부착되어 있다. 이러한 구성은, 잉크가 중력에 의해 잉크 탱크의 바닥에 모일 수 있도록 하고, 잉크가 잉크 탱크에 남지 않도록 잉크 탱크 아래에 배치된 인쇄 헤드로 효과적으로 이송될 수 있도록 하기 위함이다. 이러한 경우에, 잉크 공급 경로 개폐 기구는 대부분 인쇄 헤드에 부착하기 위한 잉크 탱크의 수직 조작에 의해 개폐 밸브를 개방시킨다. 하지만, 잉크 탱크를 바로 위로부터 하향으로 인쇄 헤드에 접근시켜 설치하려면, 인쇄 헤드가 주사 방식으로 이동하는 영역 위에 사용자의 설치 작업을 위한 공간으로서 비교적 큰 공간이 형성되어 있어야 한다. 보다 상세하게는, 삽입 방향으로 잉크 탱크의 길이에 대응되는 공간이나, 사용자의 손으로 잉크 탱크를 삽입시키기에 충분한 큰 공간이 형성되어 있어야 한다. 이러한 큰 공간은 인쇄 장치의 설계시에 제약을 가하게 된다. 또한, 종종 팩시밀리(다기능 프린터)에 사용되는 이른바 전방 적재형(front loading type) 인쇄 장치에는, 상부에 위치된 잉크 탱크의 탈부착을 행하는 전술한 시스템을 적용시키기에 곤란하다.

또한, 잉크 탱크를 위로부터 수직으로 인쇄 헤드에 접근시켜 인쇄 헤드에 설치하려면, 잉크 탱크의 개폐 밸브를 인쇄 헤드의 연결부와 정렬시키면서 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 설치하여야 한다. 따라서, 설치 작업이 복잡해진다. 이와 관련하여, 인쇄 장치는 그 높이를 줄여 소형화시키는 것이 추세이다. 따라서, 이렇게 높이가 낮은 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 설치되는 경우에, 그 잉크 탱크의 수가 증가되고 있다. 따라서, 잉크 탱크의 체적을 줄이지 않고 유지시키기 위해서, 잉크 탱크의 수평 방향 길이도 증가하고 있다. 따라서, 이러한 수평 방향 길이가 긴 잉크 탱크가 설치되는 경우에, 잉크 탱크가 설치 중에 다소라도 경사지게 되면, 인쇄 헤드의 연결부와 개폐 밸브 사이에 위치 편차가 발생하게 된다. 이러한 위치 편차로 인해, 사용자가 연결부와 개폐 밸브를 정렬시키기 위해서 비교적 복잡한 작업들을 행할 필요가 있게 된다. 만일 개폐 밸브와 연결부가 편차를 가지고서 정렬된 상태로 잉크 탱크가 강제로 설치되면, 잉크의 누출이 발생할 수 있으며 개폐 밸브가 파손될 수도 있다.

인쇄 헤드의 연결부와 개폐 밸브를 정렬시키기 위해서, 설치 중에 정렬 정확도를 향상시킬 수 있도록 인쇄 헤드와 잉크 탱크에 안내부를 제공하는 것을 고려할 수 있다. 하지만, 이러한 안내부가 존재함으로써 장치의 구조가 복잡해진다.

본 발명의 목적은, 잉크 탱크와 인쇄 헤드 사이의 잉크 공급 경로를 개폐시킬 수 있고 인쇄 헤드 상에 설치될 잉크 탱크를 수평 방향으로의 조작에 의해 인쇄 헤드에 탈부착시킬 수 있는 기구를 구비하는 잉크 탱크를 제공하는 것이며, 또한 인쇄 헤드와, 이러한 잉크 탱크를 사용하는 잉크젯 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양에 따르면, 사용되는 인쇄 헤드 위에 수직으로 배치되며 인쇄 헤드에 부착될 수 있고 그로부터 분리될 수 있는 잉크 탱크가 제공되며, 상기 잉크 탱크는 상기 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 부착시키는 조작에 의해서 연통 채널이 인쇄 헤드와 연통되는 연통 부재와 결합될 수 있으며 연통 부재를 부착된 상기 잉크 탱크의 잉크 저장부 내로 안내하도록 상향으로 이동될 수 있는 이동 부재를 포함한다.

본 발명의 제2 태양에 따르면, 그 위에 수직으로 배치되는 잉크 탱크로부터 공급된 잉크를 토출시키는 인쇄 헤드가 제공되며, 상기 인쇄 헤드는 잉크 탱크를 상기 인쇄 헤드에 부착시키는 조작에 의해서 잉크 탱크의 이동 부재와 결합되며 이동 부재의 이동에 의해 부착된 잉크 탱크의 잉크 저장부 내로 안내되는 연통 채널을 구비하는 연통 부재를 포함한다.

본 발명의 제3 태양에 따르면, 잉크를 토출시키는 인쇄 헤드와, 사용되는 인쇄 헤드 위에 수직으로 배치되며 인쇄 헤드에 부착될 수 있고 그로부터 분리될 수 있는 잉크 탱크를 사용하며, 인쇄를 수행하기 위해 잉크를 인쇄 매체로 토출시키는 잉크젯 인쇄 장치가 제공되며, 상기 잉크젯 인쇄 장치는 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 부착시키는 조작에 의해서 인쇄 헤드와 연통되는 연통 채널을 구비하는 연통 부재와 결합되며 연통 부재를 부착된 상기 잉크 탱크의 잉크 저장부 내로 안내하도록 상향으로 이동되는 이동 부재를 포함한다.

본 발명의 제4 태양에 따르면, 액체 사용 장치에 부착될 수 있고 그로부터 분리될 수 있는 액체 저장 용기가 제공되며, 상기 용기는 상기 액체 저장 용기를 액체 사용 장치에 부착시키는 조작에 의해서 액체 사용 장치와 연통되는 연통 채널을 구비하는 연통 부재와 결합되며 연통 부재를 부착된 상기 액체 저장 용기의 액체 저장부 내로 안내하도록 상향으로 이동되는 이동 부재를 포함한다.

이러한 구성에 따르면, 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 부착시키는 설치 조작에 의해서 인쇄 헤드와 연통되는 연통 경로를 구비하는 연통 부재와 결합되며 연통 부재를 이동 부재의 상향 이동에 의해서 탱크 내의 잉크 저장부 내로 도입시키는 이동 부재가 제공된다. 따라서, 잉크 탱크가 인쇄 헤드 바로 위에 설치되는 경우에도, 잉크 탱크를 수평으로 이동시켜 연통 부재와 이동 부재를 서로 결합시키면, 잉크 탱크가 수평 방향으로의 조작에 의해 부착 및 분리될 수 있게 된다. 또한, 전술한 부재들은 그들의 정렬 정확도가 어느 정도 낮다 하더라도 결합될 수 있기 때문에, 잉크 탱크가 설치될 때 이러한 결합의 정확도에 대해서 반드시 주의를 기울일 필요는 없다.

앞서 설명한 종래 기술로부터, 수평 방향으로 부착 및 분리시킬 수 있는 잉크 탱크의 구성을 착안하는 것도 가능하다. 하지만, 이러한 수평 부착/분리를 위해서, 일본 특허 출원 공개 제2000-289224호에 개시된 개폐 밸브를 잉크 탱크로부터 인쇄 헤드로의 잉크 공급 경로를 개폐시키는 기구로서 간단히 적용시키기는 것은 불가능하다. 보다 상세하게는, 일본 특허 출원 공개 제2000-289224호에 개시된 잉크 탱크의 개폐 밸브는 설치 조작 중 인쇄 헤드의 공급 파이프와 결합됨으로써 개방된다. 따라서, 잉크 탱크가 설치될 부분의 연장선에 공급 파이프에 대응되는 부분이 배치되어야 한다. 그 결과, 잉크 탱크 설치 영역의 크기가 수평 방향으로 불가피하게 공급 파이프의 크기만큼 커지게 된다. 또한, 개폐 밸브는 공급 파이프와 결합되기 위해서는 그와 정확하게 정렬되어야 한다. 반면에, 본 발명에 따르면, 이동 부재는 위에서 설명한 바와 같이 수직 방향으로 조작된다. 이로부터 명확하게 파악할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 잉크 공급 경로 개폐 기구와 일본 특허 출원 공개 제2000-289224호에 개시된 밸브 기구는 서로 다르다. 보다 상세하게는, 단순히 밸브의 방향을 변경시켜 본 발명에 적용시키더라도, 이러한 밸브는 본 발명의 잉크 공급 경로 개폐 기구에 적용될 수 없다.

본 발명에 따르면, 사용자는 잉크 탱크를 잉크 탱크 설치 영역의 바닥면을 따라 장착하여 위치시킨다. 따라서, 높이 방향으로의 위치 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 연통 부재를 잉크 탱크 내로 도입시키기 위한 작동 부재의 이동 중에 이동 부재와 연통 파이프 사이에 위치 편차가 다소 발생된다 하더라도, 양 부재들의 축 중심이 밀봉 부재와 같은 탄성 부재의 반력에 의해서 서로 일치되어, 이러한 위치 편차를 보정시키게 된다.

본 발명의 전술한 목적, 효과 및 특징뿐만 아니라 다른 목적, 효과 및 특징은 첨부 도면들을 참고로 하는 본 발명의 실시예들의 하기의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따라 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 부착된 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.

도2a 및 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따라 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 설치하는 방법을 도시한 개략적인 단면도들이다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따라 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 설치하는 방법을 도시한 사시도이다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따라 인쇄 헤드의 연통 파이프와 잉크 탱크의 이동 부재 사이의 연결부를 도시한 확대 사시도이다.

도5a 내지 도5c는 본 발명의 제3 실시예에 따라 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 설치하는 방법을 도시한 개략적인 단면도들이다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따라 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 설치하는 방법 을 도시한 사시도이다.

도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크젯 인쇄 장치를 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부 도면들을 참고로 하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.

본 명세서에 사용되는 "인쇄"라는 용어는, 문자 및 숫자와 같은 의미 있는 정보를 가진 이미지뿐만 아니라, 중요 의미의 존재 여부에 관계없이 그리고 육안으로의 탐지 가능 여부에 관계없이 다양한 이미지들, 디자인들 및 패턴들을 인쇄 매체 상에 형성시키는 것을 가리키거나, 또는 인쇄 매체를 처리하는 것을 가리킨다.

"인쇄 매체"라는 용어는, 인쇄 장치에 일반적으로 사용되는 종이 시트뿐만 아니라, 천, 플라스틱, 필름, 금속판, 유리, 세라믹, 나무 및 피부와 같이 잉크를 수용할 수 있는 다양한 물질들을 가리킨다. 하지만, 이하에서 인쇄 매체는 "종이 시트" 또는 간단히 "종이"로서 언급될 것이다.

이하의 실시예들에서는 본 발명의 액체 공급 시스템에 사용되는 액체로서 잉크가 사용된다. 하지만, 적용 가능한 액체가 잉크로만 한정되는 것은 아니다. 물론, 잉크젯 인쇄 분야에는 인쇄 매체 처리용 액체도 포함된다.

(제1 실시예)

이하에서는 도1, 도2a, 도2b 및 도3을 참고로 하여 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 부착시키고 그로부터 분리시키는 기구를 설명한다. 도1은 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 부착된 상태(이하에서는 이러한 상태를 때때로 "부착 상태"라 함)를 도시한 개 략적인 단면도이다. 도2a 및 도2b는 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 부착시키는 방법을 도시한 개략적인 단면도들이다. 도3은 도2a에 도시된 부착 상태를 도시한 사시도로서, 설명을 위해 인쇄 헤드(20)의 일측부를 부분적으로 절개하여 도시한 사시도이다.

도1에 도시된 부착 상태를 보면, 잉크는 잉크젯 인쇄 헤드(20)(이하에서는 간단히 "인쇄 헤드"라 함)에 대한 액체 저장 용기의 역할을 하는 잉크 탱크(10)로부터 공급된다. 이러한 부착 상태의 잉크 탱크(10)의 잉크 저장 챔버(12)에 대해서 보다 상세하게 설명하면, 잉크 탱크에 제공된 이동 부재(60)가 인쇄 헤드의 연통 파이프(51)와 결합되고, 이와 동시에 잉크 탱크의 설치 영역에 구비된 작동 부재(70)가 위로 이동되어, 연통 파이프(51)가 끌어 올려진 상태로 형성된다. 이러한 상태에서, 연통 파이프(51)의 중공부인 연통 채널(52)이 저장 챔버(12)와 연통되게 된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 잉크 저장 챔버(12)에 대해 연속하여 형성된 잉크 도입 챔버(16)(도면의 좌측에 도시됨)를 통해서, 이동 부재(60)와 그 이동 부재(60)와 결합된 연통 파이프(51)가 수직 방향으로 이동된다. 이러한 원통형 부재(60) 및 파이프(51) 주위의 표면에는 O링(67)이 접촉되어 배치된다. 이러한 O링에 의해서, 잉크 도입 챔버(16)는 연통 파이프(51)의 연통 채널(52)이 잉크 도입 챔버(16)와 연통되는 부분을 제외하고는 잉크 탱크의 외부에 대해 기밀되어 밀폐된다. 또한, 연통 파이프(51)의 연통 채널(52)은 인쇄 헤드(20)의 액체 챔버(50)와 연통된다. 또한, 액체 챔버(50)는 필터(22)를 통해서 각각 잉크 토출부(21)의 잉크 토출 오리피스에 해당되는 잉크 채널과 연통된다.

도2a는, 잉크 탱크(10)를 인쇄 헤드(20)에 부착시키기 위해서, 인쇄 헤드(20)와 일체로 형성된 잉크 탱크 설치 영역에 잉크 탱크(10)가 삽입되는 상태를 도시한 도면이다. 도3은 이러한 상태를 도시한 사시도이다. 이들 도면들에 도시된 바와 같이, 각각의 잉크 색상별로 잉크 탱크(10)가 마련되어 각각의 탱크 삽입구(23) 내로 삽입된다. 이러한 삽입 방향은 잉크가 인쇄 헤드(20)로부터 토출되는 방향에 수직이다. 이후 도7에 도시한 인쇄 장치를 기재한 부분에서 설명하는 바와 같이, 잉크 탱크(10)는 인쇄 장치의 전방으로부터 수평으로 삽입된다. 또한, 잉크 탱크는 설치 영역의 바닥을 따라 활주되어 삽입되며 그 설치 영역의 바닥에 부착 상태로 위치된다. 이러한 구성에 의하면, 잉크 탱크(10)는 어떠한 특정 안내 부재도 구비하지 않고서 그리고 높이 방향으로의 위치 편차 없이 인쇄 헤드(20)에 부착될 수 있게 된다. 또한, 도2a의 도시면에 수직 방향(즉, 높이 방향에 수직인 방향)으로의 잉크 탱크의 위치는 탱크 삽입구(23)를 분할하는 측벽들에 의해서 형성될 수 있다. 상하 방향 및 그에 수직인 방향으로 위치시키는 작업은 이후 설명하는 바와 같이 이동 부재(60), 연통 파이프(51) 및 작동 부재(70)의 결합 영역들을 서로 결합시킴으로써 정확하게 행해질 수 있다. 예를 들면, 잉크 탱크의 삽입 위치가 소망하는 위치로부터 어느 정도 벗어나더라도 개별 부재들이 결합될 수 있게 하기 위해서 이들 부재들의 결합부의 폭이 넓게 형성된다. 따라서, 잉크 탱크의 삽입 위치의 정확도를 특별히 필요로 하는 것은 아니다. 어느 경우에나, 잉크 탱크의 높이 방향으로의 위치 정확도는 잉크 탱크를 설치 영역의 바닥을 따라 삽입함으로써 비교적 높아진다.

잉크 탱크(10)의 잉크 도입 챔버(16)에서는 원통형 이동 부재(60)가 거의 챔버의 중심을 통해 수직으로 이동된다. 잉크 도입 챔버(16)의 양측에 배치된 O링은 이동 부재(60)의 외주면과 접한다. 이러한 구성에 의하면, 이동 부재(60)가 잉크 도입 챔버(16)와 그 잉크 도입 챔버(16)와 연속하여 형성된 잉크 저장 챔버(12)를 외부에 대해 기밀시켜 밀봉시키면서 상하로 이동할 수 있게 된다. 잉크 도입 챔버(16)로부터 상향으로 돌출된 이동 부재(60)의 단부에는 작동 부재(70)의 결합부와 결합되는 결합부(66)가 구비된다. 한편, 잉크 도입 챔버(16)로부터 하향으로 돌출된 이동 부재(60)의 단부에는 인쇄 헤드의 연통 파이프(51)의 결합부와 결합되는 결합부가 구비된다.

이동 부재(60)는 그의 위치를 O링(67)과 이동 부재(60) 사이의 마찰력에 의해서 유지시킬 수 있다. 따라서, 잉크 탱크(10)가 인쇄 헤드(20)에 부착되지 않은 경우에는, 이동 부재(60)의 위치는 도2a에 도시된 바와 같이 마찰력에 의해 유지될 수 있어, 잉크가 잉크 도입 챔버(16)로부터 누출되지 않게 된다. 이동 부재(60)는 그의 하단부, 즉 결합부(65)가 잉크 탱크(10)의 외부 케이스(15)의 하측면으로부터 하향으로 돌출되지 않는 위치에서 유지된다. 이러한 구성에 의하면, 잉크 탱크(10)가 설치 영역에 삽입될 때 이동 부재(60)가 적어도 부분적으로라도 탱크 삽입구(23)의 바닥과 접촉되는 현상을 효과적으로 피할 수 있게 된다. 따라서, 이동 부재(60)는 잉크 탱크의 설치를 방해하지 않게 형성된다. 정지부(64)가 이동 부재(60) 위에 구비된다. 이러한 정지부(64)는 잉크 탱크가 설치되지 않은 경우에 이동 부재(60)가 배송 중의 낙하나 진동에 의해서 우발적으로 위로 이동되지 않도 록 한다. 잉크 탱크가 설치될 때, 정지부(64)는 작동 부재(70)의 결합부에 의해 가압되어 탄성적으로 변형됨으로써 이동 부재(60)의 상승 이동을 방지하는 작용을 해제하게 된다.

인쇄 헤드(20) 측에는, 인쇄 장치의 모터에 연결되고 높이 방향으로 이동가능한 작동 부재(70)가 구비된다. 작동 부재(70)는 도3에 도시된 바와 같이 U자 형태를 가지며, 컬러 잉크 모두에 대해서 각각의 설치 영역에 구비된다. 작동 부재(70)의 선형부는 인쇄 헤드(20)의 프레임(24)의 상면에 구비된 구멍을 통과한다. 각각의 구멍은, 잉크 탱크가 설치 위치까지 삽입될 때 선형부가 잉크 탱크(10)의 이동 부재와 결합되도록 하는 위치에 구비된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 도2b에 도시된 바와 같이, 각각의 구멍은, 잉크 탱크가 설치될 때 작동 부재(70)의 결합부(71)가 잉크 탱크의 정지부(64)와 접하여 그 정지부를 가압시킬 수 있도록 하고, 이와 동시에 이동 부재(60)의 상단부 및 하단부의 결합부(66, 65)들이 각각 인쇄 헤드의 작동 부재(70)의 결합 구멍(72) 및 연통 파이프(51)의 결합부(54)와 결합될 수 있도록 하는 위치에 구비된다.

인쇄 헤드(20)의 연통 파이프(51)는 이동 부재(60)와 유사한 관형 부재이다. 연통 파이프(51)는 그의 위치를 O링과 유사한 역할을 하는 밀봉 부재(53)와 이동 부재(60) 사이의 마찰력에 의해서 유지시킨다. 연통 파이프(51)의 외주면은 밀봉 부재(53)와 밀착되어 접촉되기 때문에, 인쇄 헤드는 외부에 대해 밀봉될 수 있다.

잉크 탱크가 설치되지 않은 상태에서는, 도2a에 도시된 바와 같이, 연통 파이프(51)의 상부 결합부(54)가 탱크 삽입구(23)의 바닥으로부터 돌출되어 형성된 다. 이때, 연통 파이프(51)의 외주면과 연통 파이프의 중공부, 즉 연통 채널(52)의 개구부가 밀봉 부재(53)로 덮여져, 액체 챔버(50)와 같은 인쇄 헤드의 내부가 잉크 토출부(21)를 제외하고는 외부에 대해 기밀되어 밀봉될 수 있게 된다.

도2b는 잉크 탱크(10)가 일례로 작동 부재(70)와 같은 부재의 결합부에 결합되어 정지될 때까지 도2a의 화살표 방향으로 삽입된 상태를 도시하고 있다. 이 경우에, 잉크 탱크는 연통 파이프(51)가 이동 부재(60)와 접하도록 함으로써 또는 이동 부재(60)가 작동 부재(70)와 접하도록 함으로써 정지된다. 또한, 잉크 탱크는 그를 인쇄 헤드(20) 내에 구비된 충돌 부재(미도시)에 충돌시킴으로써 위치될 수도 있다.

이러한 상태에서, 연통 파이프(51)의 결합부(54)는 이동 부재의 결합부(65)와 결합된다. 또한, 작동 부재(70)의 결합 구멍(72)은 이동 부재(60)의 결합부(66)와 결합된다. 정지부를 해제시키기 위해서 작동 부재(70)의 결합부(71)가 잉크 탱크(10)의 정지부(64)에 접하게 되면, 탄성 변형이 일어나면서 정지부가 해제된다. 이러한 방식으로 이동 부재(64)가 이동할 수 있는 상태가 된다.

전술한 상태에서, 작동 부재(70)가 도2b에 화살표로 도시된 방향으로 이동되어, 이동 부재(60)와 그에 연결된 연통 파이프(51)가 상호 결합부에 의해서 이동할 수 있게 된다. 잉크 탱크(10)가 소정의 위치에 위치되었는지를 전기 접점의 존재 여부에 따라 탐지한 후에 이동 부재(60)를 위의 방식대로 이동시키는 것이 바람직하다. 이러한 탐지에 의해서 잉크 탱크의 위치가 적절하지 않다고 결정되면, 사용자에게 잉크 탱크를 적절히 삽입할 것을 지시하는 알람이 발생될 수 있다. 작동 부재(70)는 모터(미도시)의 구동력과 그 구동력을 전달하는 전달 부재에 의해서 이동될 수 있다. 모터의 회전 구동력을 선형 운동으로 변환시킬 수만 있으면, 공지되어 있는 기구도 사용될 수 있다. 각각의 색상에 대한 탱크의 작동 부재(70)는 서로로부터 개별적으로 이동되도록 구성된다.

도1은 작동 부재(70)의 이동이 완료된 상태, 즉 잉크 탱크(10)의 인쇄 헤드(20)에 대한 부착이 완료된 상태를 도시하고 있다. 작동 부재(70)가 이동되면, 이동 부재(60)는 상향으로 이동되며, 이와 동시에 연통 파이프(51)가 잉크 도입 챔버(16)로 도입되면서, 연통 파이프(51)의 연통 채널(52)이 그 개구부를 통해서 잉크 도입 챔버(16)와 연통되게 된다. 이러한 방식으로, 잉크 도입 챔버(16), 즉 잉크 저장 챔버(12)가 인쇄 헤드(20)의 액체 챔버(50)와 연통된다. 바람직하게는, 작동 부재(70)는 연통 채널(52)의 개구부가 잉크 도입 챔버 측에 위치될 때까지 밀봉 부재(53)에 의해 밀봉된 부분으로부터 이동되며, 연통 채널의 개구부는 잉크 저장 챔버(12)의 최하측 면에 평탄하게 위치된다. 이는 만일 연통 채널(52)의 개구부가 잉크 저장 챔버(12)의 최하측면보다 높게 위치되면, 잉크가 잉크 저장 챔버(12)에 남게 되기 때문이다.

이동 부재(60)에 구비된 하부 O링(67)은 잉크 탱크의 삽입 전에 이동 부재(60)와 접함으로써 밀봉 상태를 형성하지만, 잉크 탱크가 부착되면 연통 파이프(51)와 접함으로써 밀봉 상태를 형성한다. 이러한 이유로, 이동 부재(60)와 연통 파이프(51)는 동일한 외경을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 잉크 탱크(10)의 위치가 탐지된 후에 작동 부재(70)가 이동되면, 위치 편차를 갖는 연통 파이프의 삽 입을 피할 수 있게 된다. 그 결과, 연통 파이프에 불필요한 하중이 가해지지 않게 되어, 연통 파이프가 반복하여 설치되더라도 그 내구성을 확보할 수 있게 된다. 또한, 탄성 재료로 형성된 밀봉 부재(53)에 의해서 연통 파이프(51)가 지지되기 때문에, 다소의 위치 편차에 대한 오차가 허용된다. 작동 부재(70)의 이동 중에, 잉크 탱크(10)는 어느 정도 이동가능하다. 따라서, 잉크 탱크는 연통 파이프 밀봉 부재(53)의 탄성 반력에 의해서 자동으로 올바른 위치로 이동될 수 있다. 이동 조작은, 사용자가 잉크 탱크를 삽입한 직후부터 인쇄가 실제로 개시될 때까지의 시간 중에 언제라도 행해질 수 있다.

잉크 탱크(10)는 위에서 설명한 조작의 역조작으로 도1에 도시된 설치 위치로부터 분리될 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 작동 부재(70)는 도2b에 도시된 위치까지 소정의 범위만큼 하향으로 이동된다. 이러한 상태에서, 사용자가 잉크 탱크를 설치 위치로부터 분리시킨다. 이러한 방식으로, 잉크 탱크가 분리될 수 있다.

이어서, 위에서 설명한 구성에서, 잉크 저장 챔버(12) 및 잉크 공급용 기구의 구조와 잉크 저장 챔버(12)의 조작에 대해서 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 잉크 탱크(10)는 대개 2개의 챔버, 즉 잉크 도입 챔버(16)를 포함하고 잉크 저장 공간 역할을 하는 잉크 저장 챔버(12)와 밸브 챔버(30)로 형성된다. 이들 챔버들의 내부는 연통 채널(13)에 의해 서로 연통된다. 인쇄 헤드로부터 토출시킬 잉크는 잉크 저장 챔버(12)에 저장되어 토출 조작에 따라 인쇄 헤드로 공급된다.

잉크 저장 챔버(12)의 상부는 변형가능한 가요성 필름으로 일체로 형성된 부재(시트 부재)(11)와 압력판(14)에 의해서 분할된다. 잉크 탱크의 외부 케이스(15)와 상부 부재 사이의 공간은 대기와 연통된다. 잉크 저장 공간(12)의 내부는, 인쇄 헤드(20)의 연통 파이프(51)에 의해서 인쇄 헤드와 연통되는 부분과 연통 채널(13)에 의해서 밸브 챔버(30)와 연통되는 부분을 제외하고는, 실질적으로 기밀되어 밀폐된 공간이다. 또한, 공기가 잉크 저장 챔버(12)의 압력 상태에 따라 밸브 챔버(30)에 의해 잉크 저장 챔버(12) 내로 유입되어 잉크 저장 챔버(12)의 상부에 저장된다.

시트 부재(11)의 중앙부는 그의 형상을 제한하는 판형 지지 부재, 즉 압력판(14)으로 형성된다. 시트 부재의 주위부는 변형가능하다. 압력판과 일체로 형성된 시트 부재(11)는, 중앙부가 볼록한 형태로 예비 형성된 거의 사다리꼴 단면 형태를 갖는다. 시트 부재(11)는 이후 설명하는 바와 같이 잉크의 양과 잉크 저장 공간(12)의 압력 변화에 따라 변형된다. 이렇게 변형되면, 시트 부재(11)의 주위부는 평형되면서 팽창 혹은 축소되며, 시트 부재(11)의 중앙부는 수평 배치 상태를 유지하면서 도면의 도시면에 수직인 방향으로 이동된다. 이와 같이 시트 부재(11)가 원활하게 변형(이동)되기 때문에, 변형에 의한 영향이 없어, 이러한 영향으로 인한 잉크 저장 공간의 비정상적 압력 변화가 발생되지 않는다.

잉크 저장 공간(12)에는, 시트 부재(11)를 압력판(14)에 의해 도면의 상향으로 가압시키는 스프링 부재(40)가 구비된다. 이러한 압력은 인쇄 헤드의 잉크 토출부에 형성된 메니스커스(meniscus)를 유지하는 힘과 평형을 유지하면서 잉크를 인쇄 헤드로부터 토출시킬 수 있는 부압을 생성한다. 잉크 저장 챔버(12)에 잔류하는 공기의 체적이 외부 변화(대기 온도 및 공기압)에 의해 변화되면, 이러한 변화는 챔버 내의 부압을 급격히 변화시키지 않게 스프링(40)과 시트(11)를 변위시킴으로써 보상될 수 있다. 도1은 잉크 저장 공간(12)이 거의 완전히 잉크로 채워져 있고 실질적으로 공기가 없는 상태를 도시하고 있다. 이러한 상태에서 스프링(40)은 압축되어 잉크 저장 공간에 적절한 부압을 생성시킨다.

밸브 챔버(30)는 잉크 탱크(10)의 부압이 소정치 이상으로 증가될 때 외부로부터 가스(공기)를 유입하여 잉크가 잉크 탱크(10)로부터 누출되지 않도록 하는 일방향 밸브를 구비한다. 이러한 일방향 밸브는, 개구부를 구비한 밸브 밀폐 부재의 역할을 하는 압력판(34)과, 밸브 챔버 케이스 내벽의 연통부(37)와 대면하는 위치에 고정되고 그 연통부(37)를 밀봉하는 밀봉 부재(36)와, 압력판에 연결되고 개구부가 형성되는 시트 부재(31)를 구비한다. 또한, 밸브 챔버(30)는 잉크 탱크(10)와 소통되는 연통구(13)와 공기와 소통되는 연통부(37)를 제외하고는 실질적으로 기밀되어 유지된다. 시트 부재(31)로부터 도면의 우측에 도시된 밸브 챔버 케이스 내의 공간은 공기 연통구(32)에 의해 공기와 연통되며, 공기압과 동일한 압력을 갖는다. 시트 부재(31)의 주위부는 중앙에서 압력판(34)에 연결된 부분을 제외하고는 변형가능하다. 시트 부재는 중앙부에서 볼록한 부분을 구비하며, 측부에서 볼 때 사다리꼴로 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 밸브 밀폐 부재의 역할을 하는 압력판(34)이 좌우측으로 원활하게 이동될 수 있게 된다.

밸브 챔버(30) 내에는 밸브의 개폐 운동을 제어하는 밸브 제어 부재로서 스 프링 부재(35)가 구비된다. 또한, 이러한 스프링 부재(35)는 초기부터 다소 압축된 상태로 배치된다. 압축에 의한 반력으로 인해서, 압력판(34)은 도면의 우측으로 가압된다. 스프링 부재(35)가 신장되거나 압축되면, 밀봉 부재(36)가 연통부(37)를 밀봉하거나 밀봉하지 않으면서 밸브 역할을 하게 된다. 또한, 밸브는, 공기가 공기 연통구(32)로부터 연통부(37)를 통해서 밸브 챔버(30) 내로 유입되도록 하는 일방향 밸브의 역할을 한다.

연통부(37)를 기밀시켜 밀폐시킬 수만 있으면, 어떠한 재료도 밀봉 부재(36)로서 사용될 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 연통부(37)와 접촉될 때 개구부의 원주면과 평면을 형성할 수 있는 부재나, 연통부(37) 주위에 접착 리브를 구비하는 부재나, 연통부(37) 내에 삽입되어 밀폐시킬 수 있는 팁(tip)과 같은 밀폐 형태부를 구비한 부재가 밀봉 부재(36)로서 사용될 수 있다. 이와 유사하게, 밀봉 부재는 기밀 상태를 유지시킬 수만 있으면 어떠한 형태도 가질 수 있다. 밀봉 부재의 재료는 특별히 한정되지 않는다. 스프링 부재(35)의 신장력에 의해 기밀 밀폐가 이루어지기 때문에, 밀봉 부재는 시트 부재(31) 및 압력판(34)의 운동에 따라 이동가능한 수축성을 가진 재료로서 일례로 고무와 같은 탄성 재료로 형성된다.

잉크 탱크(10)의 구조를 보면, 개별 부분들이 다음의 조건들을 충족시키도록 구성된다. 잉크의 소모시, 잉크로 충진된 탱크의 초기 상태는 잉크 저장 챔버(12)의 부압이 밸브 챔버(30)의 밸브 제어 부재에 의해 가해진 힘과 평형되는 상태로 변화된다. 이러한 상태로부터 부압이 더욱 증가되면, 연통부(37)가 개방되어 공기 가 잉크 저장 공간 내로 유입된다. 시트 부재(11)와 압력판(14)이 상향으로 변위될 수 있기 때문에, 잉크 저장 챔버(12)의 체적은 공기의 유입에 의해 증가된다. 이와 반대로 부압이 감소되면, 연통부(37)가 밀폐된다.

또한, 잉크 탱크의 주위 조건이 변화되는 경우에도, 예를 들면 온도 상승 혹은 감압이 행해지는 경우에도, 저장 공간의 공기는 초기 상태와 시트 부재(11) 및 압력판(14)의 최저 변위 상태 사이의 체적 변화에 상응하는 체적만큼 팽창될 수 있다. 다시 말하면, 이러한 체적을 갖는 공간이 일종의 버퍼 영역으로서 역할을 하기 때문에, 주위 환경의 변화에 의해 증가된 압력이 상쇄될 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 잉크가 토출구로부터 누출되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

잉크가 초기 충진 상태로부터 토출되면, 잉크 저장 공간의 내부 체적이 감소된다. 하지만, 외부 공기는 버퍼 영역이 형성될 때까지 유입되지 않기 때문에, 그 시점에 급격한 주위 환경 변화, 진동 및 낙하가 일어나더라도 잉크의 누출은 거의 없게 된다. 또한, 버퍼 영역은 잉크가 사용되기 전에는 형성되지 않기 때문에, 잉크 용기의 체적 효율은 높다. 따라서, 소형의 구조가 확보될 수 있게 된다.

도면에 도시된 실시예를 보면, 잉크 저장 챔버(12)의 스프링(40)과 밸브 챔버(30)의 스프링(35)이 코일 형태로 도시되어 있다. 하지만, 다른 형태의 스프링도 사용될 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 원추형 코일 스프링과 판 스프링이 사용될 수 있다. 판 스프링이 사용되면, U자형 영역을 구비한 한 쌍의 판 스프링 부재를 그의 개구부 단부가 서로 대면하는 상태로 사용할 수 있다.

인쇄 헤드(20)의 액체 챔버(50)에서 잉크 공급 경로는, 폭이 잉크 탱크(10) 에 부착된 부분(상류)으로부터 점차 증가되고 인쇄 헤드(20)(하류) 쪽으로 점차 감소되는 영역을 구비한다. 잉크 공급 경로의 가장 넓은 부분에는 공급 잉크에 함유된 불순물이 토출부(21)로 유입되지 않도록 하는 필터(22)가 구비된다.

인쇄 헤드(20)의 토출부(21)는, 미리 설정된 방향(하지만, 이러한 방향은 인쇄 헤드가 캐리지 상에 장착되어 인쇄 매체에 대해 이동되면서 잉크를 토출시키는 연속 인쇄 시스템의 경우에는 캐리지의 이동 방향과 다름)으로 배치된 다수의 토출구와, 토출구와 연통되는 잉크 채널과, 잉크 채널에 배치되고 잉크를 토출시키는 에너지를 생성시키는 데 사용되는 장치를 구비한다. 인쇄 헤드의 잉크 토출 시스템, 즉 에너지를 생성시키는 장치의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 이러한 장치로서 전력의 인가에 의해 열을 생성시키는 전열 컨버터(electro-thermal converter)가 사용될 수 있으며, 이러한 장치로부터 생성된 열 에너지는 잉크를 토출시키는 데 사용될 수 있다. 이와 같은 경우에, 전열 컨버터로부터 생성된 열이 잉크에 가해져 막비등(film boiling)을 일으키며, 그 발포 에너지는 잉크를 잉크 토출구로부터 토출시키는 데 사용된다. 선택적으로, 전압의 인가에 따라 변형되는 일례로 피에조 소자(piezo element)와 같은 전자 기계 컨버터가 사용될 수도 있다. 이러한 경우에는, 기계적 에너지에 의해서 잉크가 토출된다.

인쇄 헤드(20)의 액체 챔버(50)와 토출부(21)는 일체형으로 탈착가능하지 않게 혹은 탈착가능하게 형성될 수 있다. 선택적으로, 분리되게 형성된 인쇄 헤드(20)의 액체 챔버(50)와 토출부(21)는 연통 경로에 의해 연결된다. 일체형의 카트리지가 인쇄 장치의 캐리어 부재(일례로 캐리지) 상에 탈착가능하게 설치된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 실시예의 특징은 잉크 탱크(10)에 배치된 이동 부재(60)가 연통 파이프(51)를 위로 이동시켜서 그 연통 파이프를 잉크를 공급하는 잉크 탱크 내에 도입시킨다는 점에 있다. 이러한 기구에서, 잉크를 바닥으로부터 안내하는 잉크 탱크는 수평 방향으로의 조작에 의해 설치될 수 있다. 그 결과, 잉크 탱크의 탈부착을 위한 공간 크기가 폭 크기에 상응하게 조절될 수 있게 된다. 이러한 공간 크기는 잉크 탱크가 위로부터 탈부착되는 종래의 경우에 비해 감소될 수 있다. 또한, 사용자가 잉크 탱크를 잉크 탱크 설치 영역의 바닥면을 따라 설치할 수 있기 때문에, 높이 방향으로 잉크 탱크의 위치 정확도가 향상된다. 이러한 위치 정확도는 결합부들이 서로 결합될 수만 있으면 충분한데, 즉 잉크 탱크 설치 영역 자체의 정확도를 증가시킬 필요는 없다.

또한, 연통 파이프가 작동 부재의 이동에 의해서 잉크 탱크에 도입된 상태에서 이동 부재와 연통 파이프가 정확하게 정렬되지 않더라도, 탄성 부재의 반력에 의해 축 중심이 서로 일치되어, 위치 편차가 보정되게 된다. 또한, 탱크가 부착되지 않은 경우에, 액체 챔버가 복잡한 부품이나 구조를 사용하지 않고서도 기밀되어 유지될 수 있어, 잉크의 고형화 및 증발로 인한 잉크 공급 성능의 저하가 방지될 수 있다. 또한, 잉크 연통 조작은 탱크의 위치 탐지 후에 행해진다. 따라서, 연통 파이프의 하중이 저감되어 내구성이 향상된다. 이에 의해서, 사용자의 작업 부담이 경감될 수 있을 뿐만 아니라, 작업성도 향상될 수 있다.

(제2 실시예)

도4는 연통 파이프(51)의 결합부(54)와 이동 부재(60)의 결합부(65)에 대한 변형 실시예를 도시한 사시도이다.

제1 실시예에서는, 연통 파이프의 결합부(54)와 이동 부재의 결합부(65)는 서로 대칭인 웨지(wedge) 형상을 갖는다. 하지만, 도4에 도시된 바와 같이, 연통 파이프의 결합부(54)는 관통구를 구비할 수 있으며, 이동 부재의 결합부(65)는 그 관통구와 결합되는 돌출부를 구비한다. 이러한 구성을 갖는 연통 파이프(51)와 이동 부재가 서로 결합된 경우에, 연통 파이프(51)와 이동 부재 각각의 이동가능한 영역이 확대되며, 이는 연통 파이프(51)가 잉크 저장 챔버(12) 내로 원활하게 삽입될 수 있음을 의미한다.

또한, 연통 파이프의 결합부(54)가 잉크 탱크 내에 삽입되어 잉크에 담겨지기 때문에, 잉크 탱크가 분리될 때 잉크가 여전히 남게 되어 결합부(54)에서 고형화하게 된다. 하지만, 본 실시예에 의하면, 이러한 고형화된 물질이 이동 부재의 결합부(65)가 돌출됨으로써 제거될 수 있어 결합이 이루어질 수 있다.

(제3 실시예)

도5a 내지 도5c는 본 발명의 제3 실시예에 따라 이동 부재 및 연통 파이프를 이동시키는 구성을 도시한 단면도들이다. 본 실시예에서, 이동 부재(60)와 연통 파이프(51)는 인쇄 장치(모터)의 구동력에 의해서가 아니라 잉크 탱크 내에 배치된 스프링에 의해서 이동될 수 있다.

도5a는 잉크 탱크(10)를 인쇄 헤드(20)에 부착시키기 위해서 잉크 탱크(10)가 탱크 삽입구(23)의 바닥면을 따라 삽입되는 상태를 도시한 도면이다.

이 도면을 보면, 잉크 탱크(10)의 정지부(64)를 해제시키는 해제부(74)가 정 지부 위에서 인쇄 헤드(20)와 일체로 고정된다. 한편, 잉크 탱크(10)의 이동 부재(60)는 정지부(64)와 결합되도록 부분적으로 절개된 결합부(69)를 구비하여 상향으로의 이동이 방지된다. 잉크 탱크(10)의 삽입시, 잉크 탱크(10)의 이동 부재(60)는 인쇄 헤드의 해제부(74)에 근접하게 된다. 하지만, 2개의 선형 아암을 구비한 U자형으로 형성된 해제부(74)는, U자형의 홈 부분에 의해 이동 부재(60)와는 접촉되지 않고서 선형 아암이 정지부(64)와 접촉된다. 삽입 중에, 잉크 탱크(10)는 외부 케이스에 의해 스프링(73)을 가압시키면서 삽입된다.

잉크 탱크가 삽입될 때, 정지부(64)는 도5b에 도시된 바와 같이 해제부(74)와 충돌하여 변형된다. 이러한 방식으로, 이동 부재(60)의 결합부(69)와 정지부(64) 사이의 결합이 해제되어 이동 부재(60)가 상향으로 이동할 수 있게 된다. 이때, 이동 부재(60)에 대응되는 잉크 탱크(10)의 외부 케이스(15)의 부분이 개방되어 있기 때문에, 이동 부재(60)가 가압력 부재인 스프링(68) 힘에 의해서 화살표로 도시된 방향(상향)으로 이동할 수 있게 된다. 이동 부재(60)의 결합부(65)가 연통 파이프(51)의 결합부(54)에 제1 실시예와 동일한 방식으로 결합되기 때문에, 연통 파이프(51)가 이동 부재(60)의 이동에 따라 이동되어 잉크 탱크 내로 도입된다.

이러한 상태에서, 탱크 분리 스프링(73)이 압축되어 잉크 탱크(10)를 분리 방향으로 가압시킨다. 하지만, 위에서 설명한 바와 같이 이동 부재(60)는 위로 이동되어서 외부 케이스의 개구부를 통해 이동되어 있다. 따라서, 잉크 탱크(10)의 이동이 방지된다. 스프링(73)은 탱크 교체 작업을 향상시키기 위해서, 보다 상세하게는 잉크 탱크를 활주시키기 위해서 구비된다. 스프링(73)은 본 발명에 따른 구성에 있어서 필수적인 부재는 아니다. 잉크 탱크와 탱크 삽입구의 바닥면 사이의 마찰력이 낮게 억제되면, 탱크를 활주시키는 데 큰 힘을 필요로 하지 않는다. 낮은 탄성력을 갖는 스프링이 사용될 수 있다.

도5c는 도5b의 상태로부터 이동 부재의 이동이 완료된 상태, 보다 상세하게는 잉크 탱크(10)의 인쇄 헤드(20)에 대한 부착이 완료된 상태를 도시한 도면이다. 탱크 분리 작동부(67)가 이동 부재(60)의 상단부에 장착되며, 이러한 탱크 분리 작동부의 하단부에 링형 정지부(67A)가 부착된다. 이동 부재(60)의 정지부(67A)는 연통 파이프(51)의 연통 채널(52)의 개구부가 잉크 저장 챔버(12)와 연통되는 상태에서 잉크 탱크의 외부 케이스(15)의 하부면과 접하게 된다. 이러한 방식으로, 이동 부재(60)의 상향 이동이 방지된다. 이때, 탱크 분리 작동부(67)는 인쇄 헤드(20)의 상단판의 개구부로부터 돌출된다.

잉크 탱크(10)를 새로운 잉크 탱크로 교체하고자 하는 경우에, 사용자는 탱크 분리 작동부(67)를 그의 상단부가 외부 케이스(15)의 하부면 아래에 위치될 때까지 가압시킨다. 이렇게 하면, 탱크(10)가 탱크 분리 스프링(73)의 힘에 의해 설치 영역으로부터 밀려질 수 있게 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 잉크 탱크 내에 구비된 작동 스프링에 의해 연통 작업이 자동으로 행해질 수 있게 된다. 따라서, 모터 구동력이 필요 없어져, 인쇄 장치에 사용되는 부품의 수가 감소될 수 있다.

(제4 실시예)

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 연통 파이프의 이동 기구를 도시한 사시 도이다. 본 실시예에서, 잉크 탱크 설치 영역 삽입구의 덮개는 연통 파이프를 이동시키는 데 사용된다.

도6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 잉크 탱크 삽입구를 덮을 수 있도록 인쇄 헤드와 일체로 형성된 잉크 탱크 설치 영역에 덮개(77)가 구비된다. 덮개(77)는 회전축으로서 탱크 삽입구의 하단부 근접 부분을 중심으로 하여 회전될 수 있다. 각각의 컬러 잉크 탱크들의 삽입구들이 하나의 덮개에 의해 덮여질 수 있다. 덮개(77)의 회전축에는 그 축을 중심으로 회전될 수 있는 캠 부재가 구비된다. 고강성 재료로 형성된 샤프트(75)의 일 단부가 캠 부재에 연결되어 회전축의 중심으로부터 이격된 부분에 연결된다. 샤프트(75)는 캠 부재에 회전가능하게 연결되어, 이후 설명하는 바와 같이 캠이 운동하도록 한다. 샤프트(75)의 타 단부는 인쇄 헤드(20)의 프레임(24)의 측면에 구비된 활주 홈(76)을 통해 잉크 탱크 설치 영역 내로 연장된다. 샤프트(75)는 개별적인 컬러 잉크들을 탑재하기 위한 잉크 탱크 설치 영역을 통해 연장되며, 그 단부는 캠의 운동에 따라 이동될 수 있도록 프레임(24)에 활주가능하게 연결된다. 이와 동시에, 샤프트(75)는 도3에 도시된 작동 부재(70)와 동일한 방식으로 탱크를 가로지르는 부분에서 각각의 컬러 잉크 탱크에 대응되는 결합부(71)와 결합 구멍(72)을 구비한다. 본 기구에 따르면, 이동 부재(60)와 그 이동 부재(60)와 결합된 연통 파이프(51)가 위에서 설명한 제1 실시예와 동일한 방식으로 이동될 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 도6에 도시된 바와 같이, 잉크 탱크가 삽입될 때, 샤프트(75)의 결합부(71)가 정지부(64)와 이동 부재(60)와의 결합을 해제하여, 이동 부재(60)의 결합부(65)가 샤프트(75) 의 결합 구멍(72)과 결합되도록 한다.

다른 잉크 탱크들도 동일한 방식으로 삽입된다. 잉크 탱크들이 모두 삽입된 후에, 탱크 삽입구의 덮개(77)가 회전되면서 탱크 삽입구를 밀폐시키게 된다. 샤프트(75)는 덮개의 회전에 따른 캠의 운동과 활주 홈(76)에 의해서 활주 안내부(76)를 따라 위로 이동된다. 이러한 이동에 의해서, 이동 부재(60)와 그 이동 부재와 결합된 연통 파이프(51)가 제1 실시예와 동일한 방식으로 이동되어, 인쇄 헤드가 잉크 탱크와 연통되게 된다.

본 실시예에 따르면, 다수의 탱크들이 모두 동시에 인쇄 헤드와 연통된다. 따라서, 연통 조작에 소요되는 부품들이 공통으로 사용될 수 있다. 이에 따라, 부품의 수가 종래에 비해 감소될 수 있게 된다. 또한, 탱크 삽입구 덮개의 개폐 조작을 연통 조작과 연관시켜 행함으로써, 연통 조작을 실패하지 않고 완료할 수 있게 된다.

(기타 실시예들)

잉크 탱크 연결 구성에 관한 실시예들에서, 기본적으로 잉크는 흡입기에 의해 유지되는 것이 아니라 그 상태대로 저장되거나 공급된다. 한편, 이동 부재(시트 부재, 압력판)와 그 이동 부재를 가압시키는 스프링 부재가 부압 생성 수단으로서 사용된다. 이와 동시에, 공급 시스템은 기밀되어 형성된다. 이러한 방식으로, 부압이 적절하게 인쇄 헤드에 가해진다. 이러한 구성에 의하면, 흡입기에 의해 부압이 생성되는 종래 기술에 비해서, 체적 효율이 증가되면서 잉크 선택 자유도가 향상될 수 있다. 하지만, 이러한 구성으로 본 발명에 따른 잉크 탱크의 구성이 한 정되는 것은 아니다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 잉크 탱크는 연통 파이프가 잉크 탱크 내로 도입되어 잉크 탱크와 인쇄 헤드가 서로 연통될 수만 있으면 잉크 탱크의 내부 구조에 관계없이 어떠한 방식으로도 연결될 수 있다. 이는 잉크 탱크에 모세관 작용에 의해 부압을 생성시키는 흡입기가 구비될 수 있음을 의미한다.

위의 실시예들의 인쇄 시스템으로서, 연속형(serial type) 잉크젯 인쇄 장치를 설명하였다. 하지만, 이러한 시스템으로 본 발명의 적용 분야가 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 본 발명은 풀 라인형(full-line type) 인쇄 헤드를 사용하는 인쇄 장치에도 적용가능하다. 잉크의 색조(색상, 농도)에 따라 다수의 액체 공급 시스템들이 구비될 수 있음은 물론이다.

또한, 위의 실시예들에서, 잉크를 인쇄 헤드로 공급하는 잉크 탱크에 본 발명이 적용되는 경우를 설명하였다. 하지만, 본 발명은 잉크가 인쇄 수단으로서의 펜에 공급되는 공급 유닛에도 적용가능하다. 또한, 본 발명은, 여러 가지 인쇄 장치들과는 달리, 음용수나 액체 향료와 같은 여러 가지 유형의 액체를 공급하는 장치나, 의약품 공급을 위한 의료 분야를 포함하는 여러 가지 분야에 적용가능하다.

잉크젯 인쇄 장치의 구조

도7은 본 발명의 실시예들 중 어느 하나에 따른 잉크 탱크를 인쇄 헤드에 부착시키는 구성이 적용될 수 있는 잉크젯 인쇄 장치의 구조를 도시한 도면이다.

본 실시예의 인쇄 장치(150)는 연속 주사형(serial scanning type) 잉크젯 인쇄 장치이다. 캐리지(153)가 안내 샤프트(151, 153)에 의해서 화살표(A)로 도시한 주 주사 방향으로 이동가능하게 안내된다. 캐리지(153)는 캐리지 모터와 구동 력을 전달하는 일례로 벨트와 같은 구동력 전달 기구에 의해서 주 주사 방향으로 왕복하여 이동될 수 있다. 위의 실시예들 중 어느 하나에 사용된 잉크 탱크와 인쇄 헤드가 캐리지(153) 상에 장착된다. 인쇄 매체의 역할을 하는 종이 시트(P)가 장치의 전방부에 구비된 삽입구(155)를 통해 공급되어 도중에 이송 방향으로 역전되어서 이송 롤러(156)에 의해서 화살표(B)로 도시된 부 주사 방향으로 이송된다. 인쇄 장치(150)는, 잉크를 압반(platen)(157) 상에 있는 종이 시트(P)의 인쇄 영역 상으로 토출시키면서 인쇄 헤드를 주 주사 방향으로 이동시키고 종이(P)를 인쇄 폭에 해당하는 거리만큼 부 주사 방향으로 이송시키는 인쇄 작업을 반복함으로써, 차례대로 종이 시트(P) 상에 이미지를 인쇄시킨다.

위에서 설명한 바와 같이, 인쇄 헤드는 잉크 토출 에너지로서 전열 컨버터로부터 생성된 열 에너지를 사용한다. 이러한 경우에, 전열 컨버터로부터 생성된 열은 잉크의 막비등을 일으키는 데 적용되며, 그 발포 에너지는 잉크를 잉크 토출구로부터 토출시키는 데 사용된다. 또한, 인쇄 헤드로부터의 잉크 토출 시스템은 전열 컨버터를 사용하는 시스템으로만 한정되지 않으며, 예를 들면 피에조 소자를 사용한 잉크 토출 시스템이 사용될 수도 있다.

도면의 캐리지(153) 이동 영역의 좌측에는, 캐리지(153)에 장착된 인쇄 헤드의 잉크 토출구 형성면과 대면되게 복구 시스템 유닛(158)이 구비된다. 복구 시스템 유닛(158)에는 인쇄 헤드의 잉크 토출구를 덮는 캡과 그 캡 내로 부압을 도입시키는 흡입 펌프가 구비된다. 잉크 토출구를 덮는 캡 내로 부압을 도입시킴으로써, 잉크를 잉크 토출구로부터 후퇴시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 인쇄 헤드의 우수 한 잉크 토출 상태를 유지시키기 위한 복구 작업이 행해질 수 있다. 선택적으로, 우수한 잉크 토출 상태를 유지시키기 위한 복구 처리(예비 토출 작업)가 이미지 형성과는 별도로 캡 내에서 잉크를 잉크 토출구로부터 토출시킴으로써 행해질 수도 있다.

본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 상세하게 설명하였지만, 이러한 설명으로부터 본 기술 분야의 숙련자는 이제 넓은 태양에서의 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 명확하게 파악할 수 있을 것이며, 따라서 첨부된 청구의 범위는 이러한 모든 변형을 포함하고자 한다.

본 출원은 본 발명에 참조로 포함된 2004년 6월 7일자로 출원된 일본 특허 출원 제2004-169110호로부터 우선권을 주장한다.

Claims (11)

1. 사용되는 인쇄 헤드 위에 수직으로 배치되며, 인쇄 헤드에 부착될 수 있고 그로부터 분리될 수 있는 잉크 탱크이며,

   상기 인쇄 헤드에 대한 잉크 탱크의 부착 동작에 수반하여 상기 인쇄 헤드에 연통하는 연통 채널을 갖는 연통 부재와 결합하는 이동 부재를 포함하고, 상기 이동 부재는 그의 상방으로의 이동에 의해 상기 연통 부재를 상기 부착된 잉크 탱크의 잉크 저장부 내로 도입하는 잉크 탱크.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 부재는 잉크 저장부의 내부와 잉크 저장부의 외부를 통해서 이동되며, 잉크 저장부의 내부는 상기 이동 부재와 밀봉 부재에 의해서 외부에 대해 기밀되어 밀봉되는 잉크 탱크.
3. 제1항에 있어서, 상기 이동 부재는 상기 이동 부재의 일 단부에서 상기 연통 부재와 결합되는 제1 결합부와, 상기 이동 부재의 타 단부에서 상기 이동 부재의 이동을 위한 구동력을 전달하는 작동 부재와 결합되는 제2 결합부를 포함하는 잉크 탱크.
4. 제1항에 있어서, 상기 이동 부재와 상기 연통 부재는 서로 외경이 거의 동일한 대체로 원통형 형상을 갖는 잉크 탱크.
5. 제1항에 있어서, 상기 이동 부재의 상향 이동을 제한하는 정지부를 더 포함하는 잉크 탱크.
6. 제5항에 있어서, 상기 이동 부재를 상향으로 가압시키는 가압력 부재를 더 포함하며, 상기 가압력 부재의 가압력에 의해서 상기 결합된 연통 부재가 잉크 저장부 내로 안내될 수 있고, 상기 정지부는 상기 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 부착되지 않은 때 상기 이동 부재의 상향 이동을 제한하는 잉크 탱크.
7. 제1항에 있어서, 잉크는 상기 잉크 저장부에 저장되는 잉크 탱크.
8. 상방에 수직으로 배치된 잉크 탱크로부터 공급된 잉크를 토출시키는 인쇄 헤드이며,

   상기 잉크 탱크를 상기 인쇄 헤드에 부착시키는 조작에 의해서 잉크 탱크의 이동 부재와 결합하는 연통 부재를 포함하고, 상기 연통 부재는, 이동 부재의 이동에 의해, 부착된 잉크 탱크의 잉크 저장부 내로 안내되는 연통 채널을 구비하는 인쇄 헤드.
9. 잉크를 토출시키는 인쇄 헤드와, 사용되는 인쇄 헤드 위에 수직으로 배치되며 인쇄 헤드에 부착될 수 있고 그로부터 분리될 수 있는 잉크 탱크를 사용하며, 인쇄를 수행하기 위해 잉크를 인쇄 매체에 토출시키는 잉크젯 인쇄 장치이며,

   상기 인쇄 헤드에 대한 잉크 탱크의 부착 동작에 수반하여 상기 인쇄 헤드에 연통하는 연통 채널을 갖는 연통 부재와 결합하는 이동 부재를 포함하고, 상기 이동 부재는 그의 상방으로의 이동에 의해 상기 연통 부재를 상기 부착된 잉크 탱크의 잉크 저장부 내로 도입하는 잉크젯 인쇄 장치.
10. 제9항에 있어서, 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 부착되도록 삽입된 때 잉크 탱크의 삽입구를 밀폐시킬 수 있는 삽입구 덮개를 더 포함하며, 상기 이동 부재는 삽입구 덮개의 밀폐 운동과 함께 이동되는 잉크젯 인쇄 장치.
11. 삭제

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