KR101154677B1

KR101154677B1 - 잉크 탱크 및 인쇄 장치

Info

Publication number: KR101154677B1
Application number: KR1020107004842A
Authority: KR
Inventors: 히데끼 오구라; 야스오 고따끼; 데쯔야 오하시; 히또시 다까다; 고이찌 구보; 료지 이노우에; 다쯔오 난조
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2012-06-08
Also published as: CN101795868B; RU2406613C1; JP5031506B2; WO2009048174A1; KR20100049632A; EP2207682A1; CN101795868A; US8205974B2; US20110096128A1; ATE537001T1; JP2009095981A; EP2207682B1

Abstract

높은 용적 효율을 갖는 잉크 탱크와, 잉크 탱크 내에 저장된 잉크를 완전히 소진할 수 있는 인쇄 장치에 관한 것이다. 잉크 유도 부재(22)의 비압축부(22b)의 메니스커스 유지력(Pm1)은 초기 잉크 저장부 음압(P1)보다 높고, 소진된 잉크 저장부 음압(P2)보다 낮게 설정된다. 또한, 압축시에 발생된 메니스커스 유지력(Pm2)은 소진된 잉크 저장부 음압(P2)보다 강하고 헤드 필터(50)의 메니스커스 유지력(Phf)보다 약하게 설정된다.

Description

잉크 탱크 및 인쇄 장치{INK TANK AND PRINTING APPARATUS}

본 발명은, 잉크 탱크 및 그 잉크 탱크를 사용하는 인쇄 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 일반적인 잉크젯 프린터 뿐만 아니라, 복사기, 통신 시스템을 갖는 팩시밀리 기계, 인쇄 유닛을 갖는 워드 프로세서와 같은 장치에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 각종 처리 장치와 다기능적으로 결합된 산업용 인쇄 장치에 적용될 수 있다.

인쇄 헤드로부터 인쇄 매체 상으로 잉크를 토출하는 잉크젯 인쇄 장치의 하나의 공지된 유형에서, 화상을 형성하기 위해 인쇄 매체를 가로지르는 인쇄 헤드의 이동 중에 잉크가 토출된다. 다른 유형의 잉크젯 인쇄 장치는 고정되어 설치되어 있는 인쇄 헤드에 대해 인쇄 매체를 이동시키면서 인쇄 헤드로부터 잉크를 토출함으로써 화상을 인쇄한다.

이러한 잉크젯 인쇄 장치에 채용되는, 인쇄 헤드에 잉크를 공급하는 몇몇 방법들을 이하 설명할 것이다. 이들 중 하나는 왕복이동하기 위해서 캐리지 등에 설치된 인쇄 헤드에 일체로 부착되거나 착탈가능하게 부착된 잉크 탱크로부터 잉크가 공급되는 소위 "온-캐리지(on-carriage) 방법"이다. 다른 방법은, 캐리지 상에 설치된 인쇄 헤드와 독립적인, 인쇄 장치의 영역에 고정적으로 설치되고 가요성(flexible) 튜브 등을 통해 인쇄 헤드와 유동적으로 연결되는 잉크 탱크로부터 잉크가 공급되는 소위 "튜브 공급 방법"이다. "튜브 공급 방법"의 경우에는, 잉크 탱크와 인쇄 헤드 사이에, 잉크를 보유하기 위한 제2 잉크 탱크를 인쇄 헤드 또는 캐리지 상에 설치하는 형태도 있다.

상술한 잉크젯 인쇄 장치에서, 인쇄 헤드 노즐로부터의 잉크 누설을 방지하기 위해 음압(negative pressure)을 생성하기 위한 메커니즘이 제공된다. 이러한 메커니즘은 잉크를 보유하기 위해 잉크 탱크 내에 다공질 부재(porous member)를 제공하고, 음압을 생성하기 위해 잉크로 함침된(impregnated) 다공질 부재의 잉크 보유력을 사용하는 형태를 취할 수 있다. 다른 형태에서는, 고무와 같은 탄성력을 갖는 재료로 이루어진 주머니가 잉크로 충전된다. 이 주머니에 대해 외부 방향으로 장력(tension)을 작용시킴으로써 탱크 내에 음압이 발생된다.

알려진 다른 형태에서는, 가요성 시트로 형성된 잉크 저장부의 내부 또는 외부에 제공되는 스프링 등을 사용하여 시트 부재를 확장하는 방향으로 시트 부재를 압박하여 음압이 발생된다. 이 시트 부재를 채용하는 몇몇 잉크 탱크에서는, 다량의 잉크를 수용하기 위해서 시트 부재의 일부가 볼록 형상(protrusion form)으로 성형된다. 이러한 형태의 잉크 탱크를 사용함으로써, 인쇄 속도 및 인쇄 품질이 향상된 잉크젯 인쇄 장치는 일정한 유속 및 유량으로 잉크를 공급할 수 있고, 또한 안료 잉크와 같은 다양한 물리적 특성을 갖는 잉크를 사용할 수 있다.

이러한 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 잉크를 공급하는 데 사용되는 경우, 일본 특허 공개 평08-132633호(1996) 및 평09-300646호(1997)에 개시된 바와 같이, 탱크 연통 포트(tank communication port) 내에 모세관 부재(capillary member)를 설치하는 구성이 채용되는 경우가 있다.

다음으로, 일본 특허 공개 평08-132633호(1996)에 개시되어 있는 구성에 대해서 설명한다.

일본 특허 공개 평08-132633호(1996)에 기재된 잉크 탱크는, 잉크 저장부, 잉크 저장부의 하부로부터 측방으로 연장하는 중간 챔버를 포함하고, 그 잉크 저장부에는 모세관 부재가 제공된다. 잉크 탱크는 잉크를 보유하기 하기 위하여 모세관 부재의 모세관력을 사용하는 음압 생성 메커니즘을 갖는다. 또한, 잉크 저장부로부터 잉크 탱크의 외부로 잉크를 공급하기 위하여 잉크 공급부가 제공된다. 잉크 공급부에는, 그 내부에 형성된 매우 많은 수의 미세 구멍을 갖는 메니스커스 형성 부재와, 잉크 탱크가 부착될 때와 제거될 때 사이에 체적이 변하는 다공질 부재가 제공된다. 다공질 부재는 압박력에 의해 체적이 변하고 높은 잉크 흡수력을 갖는 재료로 형성되고, 평탄한 헤드를 갖는 테이퍼링된(tapered) 형태로 형성된다.

일본 특허 공개 평08-132633호(1996)에 개시된 인쇄 헤드는 잉크 탱크의 잉크 공급부에 접속된 잉크 도입부를 갖는다. 잉크 도입부에는, 잉크 탱크의 잉크 공급부의 외주(outer periphery)와 접촉하는 위치에 놓여진 밀봉 부재가 제공된다. 그리고, 잉크 도입부로부터 토출 포트(ejection port)에 이르는 잉크 경로의 단부에 필터가 제공된다. 잉크 공급부에 내장되어 있는 다공질 부재는, 잉크 탱크가 제거될 때에 잉크 탱크의 이탈과 거의 동시에 그 압축된 상태로부터 해제되어, 다공질 부재 자체의 체적이 증가하고, 기공도(porosity)가 증가한다. 그 결과, 제거되고 있는 잉크 탱크로부터 도출하려고 하는 잉크를 흡수하는 다공질 부재에 의해 잉크 도출이 방지된다.

일본 특허 공개 평09-300646호(1997)에 개시되어 있는 잉크 탱크의 기본적인 구성은, 일본 특허 공개 평08-132633호(1996)에 개시되어 있는 잉크 탱크의 구성과 거의 동일하지만, 잉크 공급부에 다공질 부재 대신에 결합 모세관 부재가 제공된다는 점에서 상이하다. 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 장착할 때, 인쇄 헤드의 필터가 잉크 탱크의 결합 모세관 부재와 접촉한다. 사용되는 결합 모세관 부재는 잉크 저장부에 제공되고 잉크 탱크 내의 음압을 발생시키는 모세관 부재의 밀도보다 높은 밀도를 갖는다.

그러나, 일본 특허 공개 평08-132633호(1996)에 기재된 잉크 탱크에서, 인쇄 헤드와 잉크 탱크 사이의 결합부에 있는 다공질 부재는, 체적이 매우 광범위하게 변하고, 다공질 부재 전체는 작은 메니스커스 유지력을 갖는다. 또한, 다공질 부재는, 균일한 압축 상태에 있는 경우, 접합부(joint portion)와 잉크 도입부 사이의 결합부에 수용된다. 그로 인해, 잉크 탱크를 사용하는 동작 중에 탱크 내부의 음압이 증가하면, 동작 중에 다공질 부재 내부에서 메니스커스 파괴가 발생되며, 이는 다공질 부재를 통해서 인쇄 헤드 쪽으로 공기를 끌어들일 수 있다. 공기가 인쇄 헤드 쪽으로 끌어들여지면, 잉크를 소진하는 것이 불가능해져, 사용가능한 잉크량이 줄어든다.

일본 특허 공개 평09-300646호(1997)에 기재된 잉크 탱크에서, 인쇄 헤드의 필터와의 접촉 면적이 결합 모세관 부재의 면적보다 작다면, 잉크가 소진된 후에도, 잉크의 일부가 결합 모세관 부재에 잔존한다. 그 결과, 잉크가 완전하게 소진될 수 없어 잉크 사용의 효율이 저하될 가능성이 있다.

또한, 잉크 공급부 내의 잉크 유도 부재의 배치는 일본 특허 공개 2007-90873호로부터 알려져 있으며, 여기에서는 잉크를 직접 저장하도록 구성된 잉크 탱크를 형성하기 위해 음압을 발생하는 데 사용되는 인클로져(enclosure)와 가요성 막과 탄성 부재의 조합을 제안하였다.

도 13a 및 도 13b는 종래의 잉크 탱크의 잉크 공급부를 도시하는 도면이다. 이러한 잉크 탱크의 유형은 잉크 공급부 내에 배치된 잉크 유도 부재(122)를 갖는다. 예를 들어, 도 13a에 개시된 구성에서는, 두꺼운 잉크 유도 부재(122)가 제공되고, 홀더 내에 장착되면서 잉크 공급 튜브(151)와 접촉한다. 이러한 접촉은 특히 잉크 공급 튜브와 접촉하는 부분(122a)의 주변(즉, 모세관력이 비교적 높은 영역)에서 잉크 유도 부재(122)의 압축된 상태를 발생시키며, 접촉 영역과 대향하는 측(즉, 모세관력이 비교적 낮고 압축이 없이 대략 1인 영역) 상에서 잉크 유도 부재(122)의 부분(122b)의 거의 압축되지 않은 상태를 발생시킨다. 그 후, 잉크가 공급되면 잉크 탱크 내의 음압이 점차 증가한다. 그 결과, 낮은 모세관력을 갖는 영역이 잉크 탱크와 잉크 공급 튜브 사이에 위치되고, 이것이 잉크 공급 경로가 분할되는 상황을 야기시킬 수도 있다. 이는 잉크 탱크로부터 잉크를 완전하게 끌어내는 것을 불가능하게 만든다. 도 13b에서 도시한 구성에서, 잉크 유도 부재(122)가 그 주변에 위치된 부분(122c)이 강하게 압축되므로, 잉크는 이러한 부분들에 잔존할 것이다.

본 발명의 목적은, 높은 용적 효율을 갖는 잉크 탱크와, 잉크 탱크 내에 저장된 잉크를 완전하게 소진할 수 있는 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 잉크를 토출하는 인쇄 헤드 상에 착탈가능하게 장착된 잉크 탱크로서, 상기 잉크를 저장하는 잉크 저장부; 상기 잉크 저장부 내의 음압을 조정하기 위해 상기 잉크 저장부에 제공되는 음압 발생 부재; 및 상기 잉크를 상기 인쇄 헤드에 공급하기 위해 상기 인쇄 헤드의 접속부에 접속하고, 신축가능한(extendable) 잉크 유도 부재를 구비한 잉크 공급부를 포함하고, 상기 잉크 유도 부재는, 상기 잉크 유도 부재가 상기 접속부에 접속될 때, 상기 접속부에 접속되는 압축부; 및 상기 접속부에 접속되지 않는 비압축부를 포함하고, 상기 접속부와 상기 잉크 유도 부재가 접속될 때, 상기 잉크 유도 부재의 상기 압축부 및 상기 비압축부 각각의 메니스커스 유지력은, 상기 잉크 저장부 내의 초기 음압이 상기 비압축부의 메니스커스 유지력보다 작고, 상기 압축부의 메니스커스 유지력이 상기 인쇄 헤드의 접속부의 메니스커스 유지력보다 작고, 상기 비압축부의 메니스커스 유지력이 상기 압축부의 메니스커스 유지력보다 작은 관계를 만족시키고, 상기 비압축부의 메니스커스 유지력은, 상기 음압 발생 부재가 상기 잉크 저장부 내의 음압을 조정하는 조정가능 영역과, 상기 조정가능 영역에서의 음압보다 높은 음압의 영역 사이의 경계 영역에서의 음압보다 작은, 잉크 탱크를 제공한다.

본 발명에 따르면, 잉크가 인쇄 헤드로 공급될 때, 잉크 유도 부재는 압축부와 비압축부로 분할된다. 잉크 유도 부재의 비압축부의 메니스커스 유지력은, 음압 발생 부재가 음압을 제어할 수 있는 영역 내의 값으로서 결정된다. 잉크 유도 부재의 압축부의 메니스커스 유지력은, 잉크 유도 부재의 비압축부의 메니스커스 유지력보다 강하게, 또한 음압 발생 부재에 의해 제어될 수 있는 최대 음압보다 강하게 결정된다. 따라서, 높은 용적 효율을 갖는 잉크 탱크와, 잉크 탱크 내에 저장된 잉크를 완전하게 소진할 수 있는 인쇄 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예의 잉크 탱크의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인을 따라서 본 조립된 잉크 탱크의 단면도이다.
도 3은 잉크 탱크의 잉크 공급부의 확대도이다.
도 4a는 인쇄 헤드의 접속부에 접속된 잉크 탱크의 단면도이다.
도 4b는 인쇄 헤드에 접속된 잉크 탱크로부터 보았을 때의 잉크 탱크의 단면도이다.
도 5는 잉크 탱크가 인쇄 헤드에 장착했을 때의 초기 상태로부터, 잉크 탱크 내의 잉크가 소진되었을 때의 최종 상태까지의 잉크 탱크 내의 음압을 나타내는 그래프이다.
도 6a는 인쇄 헤드에 장착되었을 때, 잉크 탱크의 초기 상태를 나타내는 도면이다.
도 6b는 잉크 탱크가 일정 기간 동안 사용된 후에, 잉크 탱크 내에 저장된 잉크량이 감소되었을 때의 공급부를 나타내는 확대도이다.
도 6c는 잉크가 소진된 후의 공급부를 나타내는 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 초기 상태로부터 최종 상태까지의 잉크 탱크 내의 음압을 나타내는 그래프이다.
도 8a는 인쇄 헤드에 장착되었을 때의 초기 상태의 잉크 탱크를 나타내는 단면도이다.
도 8b는 잉크 유도 부재 내의 잉크가 소비되었을 때의 잉크 탱크를 나타내는 단면도이다.
도 8c는 잉크가 소진된 후의 잉크 탱크를 나타내는 단면도이다.
도 9는 음압 측정 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 잉크젯 인쇄 장치의 구성의 예를 설명하는 도면이다.
도 11a는 제1 실시예의 잉크 탱크의 잉크 공급부를 나타내는 단면도이다.
도 11b는 도 11a의 잉크 공급부의 일부의 확대도이다.
도 12a는 잉크 유도 부재가 잉크 탱크에 끼워졌을 때 잉크 유도 부재의 메니스커스력을 측정하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 12b는 잉크 유도 부재가 잉크 탱크에 제공되었을 때 잉크 유도 부재의 메니스커스력을 측정하는 또 다른 방법을 나타내는 도면이다.
도 13a는 종래의 잉크 탱크의 잉크 공급부를 나타내는 단면도이다.
도 13b는 또 다른 종래의 잉크 탱크의 잉크 공급부를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 추가적인 특징들은 (첨부된 도면을 참조하여) 실시예들의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

(제1 실시예)

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.

(잉크젯 인쇄 장치의 구성)

도 10은, 본 발명이 적용될 수 있는 잉크젯 인쇄 장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 인쇄 장치(150)는 시리얼 스캔 방식의 잉크젯 인쇄 장치이며, 캐리지(153)를 메인 스캔 방향(α)으로 이동가능하게 유도하는 유도 샤프트(151, 152)를 포함한다. 캐리지(153)는, 캐리지 모터, 캐리지 모터의 구동력을 전달하는 벨트 등을 포함하는 구동력 전달 메커니즘에 의해, 메인 스캔 방향(α)으로 왕복이동된다. 캐리지(153)는, 잉크젯 인쇄 헤드(도시 생략)와, 이 인쇄 헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 탱크(1)에 착탈가능하게 장착될 수 있다. 본 실시예에 있어서는, 4개의 잉크 탱크(1)가 장착되지만, 하나 이상의 잉크 탱크가 장착되는 한, 임의의 개수의 잉크 탱크(1)가 장착될 수 있다.

인쇄 매체(P)는, 장치의 전방측에 제공된 삽입 슬롯(155)으로부터 삽입된 후, 그 인쇄 매체(P)의 반송 방향이 반전되어, 인쇄 매체(P)는 반송 롤러(156)에 의해 화살표(β)의 서브 스캔 방향으로 반송된다. 인쇄 장치(150)는, 인쇄 매체(P) 상에 화상을 순차적으로 인쇄하기 위하여 인쇄 동작과 반송 동작을 반복적으로 수행한다. 인쇄 동작에서, 인쇄 헤드와 함께 캐리지(153)가 메인 스캔 방향으로 이동되면서, 잉크가 플래튼(157) 상에 위치된 인쇄 매체(P)의 인쇄 영역을 향해서 토출된다. 반송 동작에서, 인쇄 헤드의 인쇄 스캔에 의해 인쇄되는 영역의 폭에 대응하는 거리만큼, 인쇄 매체(P)가 서브 스캔 방향으로 반송된다.

인쇄 헤드는 잉크를 토출하기 위한 에너지로서, 열전 변환기(electro thermal transducer)에 의해 발생된 열 에너지를 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 열전 변환기는 열을 생성하고 잉크에 막비등(film boiling)을 발생시켜, 이렇게 발생된 발포 에너지(foam energy)가 잉크 토출 포트로부터 잉크의 토출을 수행한다. 이에 관해, 인쇄 헤드로부터 잉크를 토출하는 방법은, 열전 변환기를 사용하는 방법에 한정되지 않고, 예를 들어, 압전 소자(piezoelectric element)가 잉크를 토출시키는 데 사용될 수 있다.

회복 시스템 유닛(회복 동작 수단)(158)은 캐리지(153)의 이동 영역에 제공되고, 인쇄 헤드가 캐리지(153) 상에 장착될 때 잉크 토출 포트가 형성되는 인쇄 헤드의 면에 대향한다. 회복 시스템 유닛(158)에는, 인쇄 헤드의 잉크 토출 포트를 캐핑(capping)할 수 있는 캡(cap)과, 그 캡 내로 음압을 도입할 수 있는 흡인 펌프 등이 제공된다. 잉크 토출 포트를 덮은 캡 내로 음압을 도입시킴으로써, 인쇄 헤드의 정상적인 잉크 토출 상태를 유지하기 위한 회복 동작을 위해 잉크 토출 포트로부터 잉크가 흡인되고 배출된다. 또한, 화상의 인쇄에 기여하지 않는 잉크는 캡 내부를 향하여 잉크 토출 포트로부터 배출됨으로써 인쇄 헤드의 정상적인 잉크 토출 상태를 유지하기 위한 회복 동작(예비 토출 동작)을 수행한다.

도 1은, 본 실시예의 잉크 탱크(1)의 분해 사시도이다. 도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인을 따라서 본 잉크 탱크(1)의 단면도이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

잉크 탱크(1)는, 탱크 케이스(10), 음압 발생 부재인 스프링 부재(11), 압력판(12), 가요성 부재(13) 및 덮개 부재(14)를 구비하고 있다. 탱크 케이스(10)와 덮개 부재(14)는 잉크 탱크(1)의 인클로져를 형성한다. 잉크 저장부는 압력판(12), 가요성 부재(13) 및 덮개 부재(14)를 구비한다. 잉크는 잉크 챔버에 저장된다. 음압 발생 부재는, 상술한 것에 한정되지 않고, 다공질 부재일 수도 있다. 음압 발생 부재로서 제공된 스프링 부재는, 잉크 저장부를 바깥 방향으로 압박한다. 잉크 탱크(1)는, 탱크 케이스(10)와 가요성 부재(13)에 의해 형성된 잉크 저장부(R) 내에 잉크를 저장하기 위한 용기이며, 도 1에 도시한 바와 같이 잉크 공급부(20)를 아래로 가리키는 자세로 잉크젯 인쇄 장치에 착탈가능하게 설치된다. 잉크 공급부(20)는, 후술할 잉크젯 인쇄 헤드(이하, 단순히 "인쇄 헤드"라 함)의 잉크 공급 경로에 접속된다. 잉크 탱크(1)는, 인쇄 헤드로부터 접속 해제될 수 있다. 탱크 케이스(10)는, 인쇄 헤드에 접속가능한 방식으로 그 내부에 형성된 잉크 공급부(20)를 갖는다. 잉크 공급부(20)에는, 메니스커스 형성 부재(21)와 신축가능한 잉크 유도 부재(22)가 제공된다.

도 3은, 잉크 탱크(1)의 잉크 공급부(20)의 확대도이다. 메니스커스 형성 부재(21)의 대향 면들 중 하나는 잉크 저장부(R)와 접하고, 다른 면은 잉크 유도 부재(22)와 접한다. 메니스커스 형성 부재(21)는, 잉크 공급부(20)로부터, 잉크를 유지하기 위하여 음압으로 유지되는 저장부(R)로 공기가 침입하는 것을 방지하기 위하여 잉크 저장부(R) 내의 음압보다 강한 메니스커스 유지력을 갖는다. 메니스커스 형성 부재(21)는, 대략 250mmAq 내지 대략 350mmAq의 메니스커스 유지력을 갖고 있어, 잉크 저장부(R) 내의 대략 100mmAq 내지 대략 200mmAq의 음압에 의해 메니스커스가 깨지지 않는다. 메니스커스 형성 부재(21)를 형성하기 위한 재료는, 메쉬 필터에 한정되지 않고, 수지 섬유나 금속 섬유와 같은, 메쉬 필터와 필적하는 효과를 수행할 수 있는 임의의 재료가 사용될 수 있다.

본 발명의 특징인 잉크 유도 부재(22)는, 잉크 수용부의 저면에 고정되기 위해, 잉크 공급부(20)의 외측 개구에 제공되어 잉크 유도 부재(22)에 대해 압박하는 부재(15)와, 메니스커스 형성 부재(21) 사이에 끼워져 유지된다. 잉크 유도 부재(22)는, 잉크 공급부(20)가 인쇄 헤드에 접속되어 잉크 공급 상태를 만든 후에, 잉크 공급부(20)와 후술한 인쇄 헤드의 필터(50)의 접촉력을 높이기 위해서, 수직 방향(도 1의 상하 방향)으로 압축될 수 있는 재료로 형성된다. 예를 들어, 본 실시예는, 폴리프로필렌의 재료로 형성되고, 0.01g/cm³ 내지 0.1g/cm³의 섬유 밀도를 갖는 섬유체를 사용한다. 잉크 유도 부재로서 사용될 수 있는 다른 적당한 재료는, 주로 폴리에스테르, 나일론, 셀룰로오스, 폴리우레탄 등을 포함하고, 바람직한 재료는 잉크에 대하여 화학적으로 안정하고 높은 습윤성(wettability)을 갖는다. 접촉 깊이의 범위는, 예를 들어 0.1mm 내지 0.9mm이다. 잉크 유도 부재(22)의 두께의 범위는, 예를 들어 1mm 내지 3mm이다.

도 4a는, 인쇄 헤드(5)의 접속부와 잉크 탱크(1) 사이의 접속 상태를 나타내는 단면도이다. 도 4b는, 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5)에 접속될 때, 잉크 공급부(20)로부터 본 잉크 탱크(1)의 단면도이다.

인쇄 헤드(5)는, 잉크 경로(52)의 단부에 제공되는 헤드 필터(50)를 포함한다. 잉크 탱크(1)는, 잉크 공급부(20)와 인쇄 헤드(5)의 잉크 경로(52) 사이에 유동 접속이 제공되도록 접속된다. 잉크 탱크(1)와 인쇄 헤드(5)의 잉크 경로(52) 사이의 유동 접속은, 인쇄 헤드(5)의 헤드 필터(50)에 대하여 잉크 탱크(1)의 잉크 유도 부재(22)를 접촉하게 함으로써 수행된다.

잉크 유도 부재(22)의 제1 목적은, 인쇄 헤드(5)와 잉크 탱크(1) 사이의 잉크 경로 접속 영역에 위치되게 함으로써, 인쇄 헤드(5)를 향하여 잉크를 유도하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 잉크 유도 부재(22)에 사용되는 바람직한 재료는 낮은 흐름 저항을 갖는 저밀도 섬유체이다.

잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5)에 장착되었을 때, 도 4b에 도시한 바와 같이, 헤드 필터(50)와 접촉하고 있는 잉크 유도 부재(22)의 일부가 압축된다. 즉, 인쇄 헤드(5) 상에 장착된 잉크 탱크(1)의 잉크 유도 부재(22)에서, 압축에 의해 초기 섬유 밀도를 초과하도록 높아진 섬유 밀도를 갖는 압축부(22a)와, 압축되기 전의 초기 섬유 밀도와 거의 동등한 섬유 밀도를 갖는 비압축부(22b)가 생성된다. 압축부(22a)와 비압축부(22b)는, 서로 밀도차가 다른 영역이다.

메니스커스 형성 부재(21)와 잉크 유도 부재(22)인 2개의 부품이 잉크 공급부(20)에 사용되어, 잉크 공급부(20)는 기능의 분할을 달성한다. 구체적으로, 메니스커스 형성 부재(21)는, 물리적 분배 동안 잉크가 충격 또는 낙하를 당할 때 공기가 잉크 저장부 내로 진입하는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 이러한 이유로, 잉크 유도 부재(22)는, 잉크 탱크가 인쇄 헤드(5) 상에 장착된 후에 인쇄 헤드를 향해 잉크를 유도하기 위하여 잉크 탱크가 인쇄 헤드(5) 상에 장착될 때, 메니스커스 형성 부재(21)의 평면에 대하여, 수직 방향으로 생성되는 접촉력을 높이는 기능을 갖는다.

도 5는, 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5) 상에 장착될 때의 초기 상태로부터, 잉크 탱크(1) 내의 잉크가 소진될 때의 최종 상태까지의 잉크 탱크(1) 내의 음압을 나타내는 그래프이다. 도 6a 내지 도 6c는, 도 5에서의 음압 곡선상의 포인트 (a) 내지 (c)에 각각 대응하는 잉크 유도 부재(22)의 단면도이다.

잉크 탱크가 인쇄 헤드(5) 상에 장착되기 전에 압축되지 않은 잉크 유도 부재(22)의 메니스커스 유지력(Pm1)은, 잉크 저장부 내의 초기 음압(P1)보다 높다. 이것은 이하와 같이 표현될 수 있다.

P1 <Pm1 (E)

메니스커스 유지력(Pm1)은 메니스커스 형성 부재(21)의 메니스커스 유지력보다 높다.

그로 인해, 잉크 유도 부재(22)의 내부에는 공기 대신 잉크가 존재한다. 그 결과, 인쇄 헤드(5) 상에 장착될 때, 잉크 유도 부재(22)의 표면이 인쇄 헤드(5)의 헤드 필터(50)에 접촉하기 때문에, 공기(거품)를 잉크 탱크 내로 끌어들이지 않고서도 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5) 상에 장착될 수 있다.

도 6a는, 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5) 상에 장착될 때의 잉크 탱크(1)의 초기 상태를 나타내는 도면이다. 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5) 상에 장착되면, 잉크 탱크(1) 내부의 잉크는 헤드 필터(50)를 향해 끌려져 잉크 연통을 확립한다. 이 때, 헤드 필터(50)와 접촉하는 잉크 유도 부재(22)의 부분이 압축되어, 잉크 유도 부재(22)에는 압축부(22a)와 비압축부(22b)가 생성된다. 압축부(22a)는 비압축부(22b)에 비해 부재 밀도가 높으므로, 압축부(22a)는 높은 잉크 유지력을 갖는다. 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드(5) 상에 장착된 후, 헤드 필터(50)의 메니스커스 유지력이 잉크 저장부 내의 음압 및 잉크 유도 부재(22)의 메니스커스 유지력보다 높다. 그 결과, 잉크 탱크(1) 내에 수용되어 있는 잉크가 인쇄 헤드(5) 내로 도입된다. 이하의 식은 압축시의 잉크 유도 부재의 메니스커스 유지력(Pm2)과 헤드 필터(50)의 메니스커스 유지력(Phf) 사이의 관계를 나타낸다.

Pm2 <Phf (F)

도 6b는, 잉크 탱크(1)가 일정 기간 동안 사용된 후에, 잉크 탱크(1) 내에 저장된 잉크량이 줄어들었을 때의 공급부를 나타내는 확대도이다. 본 실시예에 따른 잉크 탱크(1)에서, 도 5의 음압 곡선에서 보이는 바와 같이, 잉크 탱크의 초기 상태로부터 잉크가 소진될 때의 최종 상태까지, 음압이 잉크 탱크 내부에서 연속적으로 증가한다. 이것은, 잉크의 도출(flowing-out)에 수반하여 잉크 탱크(1) 내부에 제공되는 가요성 부재(13)가 변형되고, 음압 발생 부재인 스프링(11)이 연속적으로 압축되기 때문이다. 이와 관련하여, 압축되지 않은 잉크 유도 부재(22)의 메니스커스 유지력(Pm1)이 도 5에 나타낸 포인트 (b)와 동등한 경우, 잉크 탱크 내부의 음압이 도 5의 포인트 (b)보다 아래로 되면, 비압축부(22b)의 잉크가 인쇄 헤드 내로 끌어들여진다. 즉, 본 발명에서는, 비압축부(22b)의 메니스커스 유지력(Pm1)은 초기 음압(P1)과 소진된 음압(P2) 사이의 영역(A) 내에 있다. 그 결과, 잉크가 사용되거나 소진된 때에, 비압축부(22b)에 포함되어 있는 잉크가 소진되기 위하여 잉크 탱크 내부를 향하여 도입된다.

잉크 탱크 내에 저장된 잉크가 소진되었을 때, 잉크 유도 부재의 비압축부의 메니스커스 유지력(Pm1)과 탱크 저장부 음압(P2) 사이의 관계는 이하와 같이 표현된다.

이에 대해, 여기에서 설명하는 소진된 잉크 저장부 음압(P2)은 음압 영역(A)과 음압 영역(B) 사이의 경계에서의 음압으로서 정의된다. 음압 영역(A)은 음압 발생 부재인 스프링 부재(11)에 의해 그 음압이 제어되는 음압 조정 가능 영역이라고 한다. 음압 영역(B)은 그 음압이 음압 영역(A)보다 높고 음압 발생 부재가 음압을 제어하지 않는 영역이라고 한다.

Pm1 <P2 (G)

이러한 방식으로, 음압들 사이의 관계가 규정된다. 그 결과, 잉크 유도 부재(22) 내의 비압축부(22b)에 수용되어 있는 잉크가 사용될 수 있어, 잉크 사용 효율이 향상된다.

최근, 인쇄 동작에서 잉크 유량 증가 및 안료 잉크와 같은 고점도 잉크의 충분한 사용에 대응하는 경우에는, 잉크의 흐름 저항이 증가하므로 헤드 필터(50)의 면적이 증가하는 경향이 있다. 이 경우, 큰 면적을 갖는 잉크 유도 부재(22)가 필요해지므로, 잉크 유도 부재(22)의 비압축부(22b)의 크기도 증가한다. 비압축부(22b)에 잔존하는 잉크가 인쇄에 사용 가능하게 되면, 잉크 탱크 내에 포함된 잉크 전체량 중 잉크 사용가능량이 증가하여, 용적 효율이 향상된다.

도 6c는 잉크가 소진된 후의 공급부를 나타내는 확대도이다.

비압축부(22b)에 수용된 잉크가 소진된 후, 인쇄 헤드(5)가 거품을 흡인하여 기능을 저하시키는 것을 방지할 필요가 있다. 이러한 목적으로, 잉크 유도 부재(22)의 압축부(22a)는, 잉크가 소진된 후에도 인쇄 헤드와 잉크 탱크 사이의 잉크 연통 상태를 확보하기 위하여, 잉크가 소진된 후에 잉크 저장부 내의 음압(P2)보다 높은 음압을 갖는다. 이것은 이하와 같이 표현될 수 있다.

P2<Pm2 (H)

잉크 탱크가 인쇄 헤드에 접속될 때, 잉크 탱크 내에서 상술한 관계식들을 만족하도록 설계된 잉크 유도 부재를 사용함으로써, 잉크 유도 부재의 비압축부(122b)에 포함된 잉크가 잉크 탱크 내로 성공적으로 도입될 수 있어, 용적 효율을 향상시키기 위하여 잉크 탱크 내에 포함된 전체 잉크량 중 잉크 사용가능량이 증가한다.

잉크 유도 부재(22)의 면적이 잉크 공급 튜브(51)와의 접촉 영역의 면적보다 크도록 설계된 구성을 설명하였다. 한편, 도 11a는, 잉크 공급 튜브(51)와 잉크 유도 부재(22)가 서로 접촉 영역에서 거의 동일하도록 설계된 구성을 도시한다. 도 11b는 도 11a의 잉크 유도 부재(22)의 일부의 확대도를 도시한다.

도 11a에 도시한 구성의 경우에, 비접촉부(22c)는 매우 작은 영역에서 생성된다. 이러한 작은 영역은 잉크 공급 튜브(51)와의 접촉에 의해 영향을 받으며, 이는 접촉 영역의 압축부의 메니스커스 유지력(Pm2)보다는 작지만 비압축 상태의 메니스커스력(Pm1)보다는 큰 메니스커스 유지력(Pm3)을 보인다. 이 경우, 상술한 관계식도 만족된다.

본 발명에 따른 잉크 공급부(20)의 구성에서, 잉크 탱크(1)가 인쇄 헤드로부터 제거되었을 때, 잉크 경로 접속 영역에 잔존하는 잉크가 빠르게 복귀할 수 있고, 잉크 탱크(1)의 잉크 저장부(R)에 의해 수용될 수 있어, 잉크 적하(dripping)를 방지할 수 있다. 또한, 유저가 실수로 잉크 탱크를 떨어뜨린 경우, 잉크 비산(flying ink)이 감소될 수 있다.

다음으로, 본 실시예에 따른 구성을 검증하기 위한 접근법으로서 잉크 탱크 내의 음압을 측정하는 방법을 설명한다. 잉크 탱크 내의 음압과 그 음압에서의 잉크 탱크의 상태는 서로 연관될 수 있다.

도 9는, 음압을 측정하는 방법을 나타내는 도면이다. 음압 측정 지그(jig)는 인쇄 헤드(5)를 모방한 것이고, 측정되어야 할 탱크는 지그 상에 놓여질 것이다. 음압 측정 지그는, 필터(50)가 고정되어 있는 헤드 홀더(55)와, 잉크가 헤드 홀더(55)로부터 도출될 수 있도록 헤드 홀더(55)에 접속되어 있는 튜브(60)를 포함한다. 또한, 지그에는, 잉크 흐름을 생성하기 위하여 튜브(60) 상에 장착되어 있는 튜브 펌프(70)와, 펌프(70)와 헤드 홀더(55) 사이의 튜브(60)로부터 분기되는 다른 튜브(65)가 제공된다. 이러한 구성은 U형 튜브 마노미터(manometer)를 사용해서 압력 차이를 구하는 방법에 채용된 구성과 유사하다.

우선, 튜브 내에 공기가 들어가지 않도록 2개의 튜브(60, 65)가 잉크로 충전된다. 공기가 튜브로 들어가면, 공기의 완충 효과 때문에 정확한 압력이 측정될 수 없는 가능성이 있다. 이 상태에서, 측정되어야 될 잉크 탱크가 헤드 홀더(55) 상에 장착되고, 도 9의 X측 상의 튜브의 액체의 수준(liquid level)이 정지할 때까지 그대로 있는다. 그 후, 그 액체의 수준의 위치(B)와 헤드의 잉크 토출 포트면(A) 사이의 차이가 판독된다. 이것이 초기의 음압값이다.

그 후, 튜브 펌프가 적절히 동작되어 잉크 탱크로부터 잉크가 도출되도록 하고, 잉크 도출량이 측정이 필요한 포인트에 도달할 때 정지된다. 상술한 경우에서와 마찬가지로, X측 상의 튜브의 액체의 수준이 정지한 후, 액체의 수준의 위치(B)와 헤드의 잉크 토출 포트면(A) 사이의 차이가 판독된다. 이러한 처리가 반복적으로 수행되어, 잉크 도출량에 각각 대응하는 복수의 포인트를 플롯(plot)하여 잉크 탱크 내의 음압을 나타내는 곡선을 얻는다.

그 후, 이와 같이 측정된 각 포인트에서의 탱크 음압과, 잉크 유도 부재의 비압축부와 압축부의 상태가 관찰된다. 탱크 내의 잉크가 완전히 소진된 포인트에서 튜브(60) 내로 거품이 진입하지 않는다는 것이 보여졌다. 또한, 탱크와 헤드 사이의 잉크 연통이 가능한 상태가 검증되었다. 또한, 헤드 필터(52)와 접촉하고 있지 않은 비압축부(22b)의 잉크가 사용되었다는 것이 확인되었다.

다음으로, 메니스커스 유지력(Pm1, Pm2)을 조사하기 위한 방법의 예를 설명한다.

도 12a는 잉크 탱크(1)가 잉크 유도 부재(22)에 설치되었을 때, 잉크 유도 부재의 메니스커스력을 측정하는 방법을 도시한다. 잉크 탱크의 음압원의 기능은 동작하지 않도록 하고, 잉크 탱크는 잉크로 충전된다. 잉크로 충전된 잉크 탱크는 튜브(81) 등을 통해 대기에 대해 개방되어 있는 잉크 용기(82)에 접속된다. 이 상태에서, 잉크 탱크(1)는 상하로 이동하고, 잉크가 잉크 유도 부재(22)로부터 누설되지 않고 공기가 잉크 탱크로 끌어당겨지지 않는 상태(즉, 안정된 잉크-보유 상태)가 발생할 때, 잉크 용기(82)의 액체의 수준과 잉크 유도 부재(22)의 위치의 높이가 측정(즉, 수두차(water head difference)를 측정)된다. 이러한 높이는 비압축 상태에서의 잉크 유도 부재의 메니스커스력(Pm1)을 나타낸다. 또한, 잉크 탱크(1)가 홀더(55) 상에 놓이고 잉크 유도 부재(22)가 잉크 공급 튜브(51)에 의해 압축될 때의 메니스커스가 측정된다. 이러한 측정을 위해, 도 12b에 도시된 바와 같이, 메니스커스력이 잉크 공급 튜브(51)에서 발생되지 않도록 구성된 홀더(55)가 준비된다. 잉크 탱크(1)가 이러한 홀더(55) 상에 장착된다. 그 후, 상술한 경우에서와 같이, 잉크 유도 부재(22)가 잉크를 안정적으로 보유할 때, 잉크 용기(82)의 액체의 수준과 잉크 유도 부재(22)의 위치가 측정된다. 측정의 결과는 압축된 상태에서의 잉크 유도 부재의 메니스커스력(Pm2)을 나타낸다.

본 발명에서 개시된 잉크 탱크의 스프링-백(spring-bag)형 구성에서, 스프링-백에서의 음압의 생성은 예를 들어 스프링-백 등을 보링(boring)하는 처리를 수행함으로써 방지된다. 그 후, 잉크 탱크 내의 잉크가 충만할 때까지 잉크가 추가되거나, 선택적으로 잉크 탱크는 잉크 대신 측정액으로 충전된다. 그 후, 상술한 측정이 수행되어, 압축 상태 및 비압축 상태에서의 잉크 유도 부재의 메니스커스력이 측정될 수 있다.

(제2 실시예)

다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.

도 7은, 본 발명에 따른 잉크 탱크가 인쇄 헤드(5) 상에 장착되었을 때의 초기 상태로부터 잉크가 소진되었을 때의 최종 상태까지의 잉크 탱크 내의 음압을 나타내는 그래프이다. 도 8a 내지 도 8c는, 도 7의 음압 곡선 상의 포인트 (e) 내지 (g)에 각각 대응하는 잉크 유도 부재의 단면도이다. 도 8a는 도 7의 포인트 (e)에 대응하고, "탱크 장착 초기 상태"를 나타낸다. 도 8b는 도 7의 포인트 (f)에 대응하고, "잉크 유도 부재(22)의 비압축 영역의 메니스커스 유지력이 잉크 탱크 내의 음압보다 작고, 잉크 유도 부재 내의 잉크가 소비된 상태"를 나타낸다. 도 8c는 도 7의 포인트 (g)에 대응하고, "잉크가 소진된 후의 잉크 탱크"의 단면을 나타낸다. 이하, 도 7, 도 8a, 도 8b 및 도 8c를 사용해서 설명한다.

제2 실시예의 잉크 탱크(101)에는, 외부로부터 잉크 탱크(101) 내부로 기체의 도입을 허용하고, 잉크 탱크(101)로부터 외부로 액체의 도출 및 기체의 도출을 저지하기 위한 음압 제어 수단으로서 일방향 밸브(one-way valve)(30)가 제공된다. 그 일방향 밸브(30)는, 판 부재(34), 가요성 부재(35) 및 스프링 부재(36)로 이루어지는 밸브 챔버(38)를 갖는다. 음압 조정 챔버로서의 역할을 하는 밸브 챔버(38)에서, 외부로부터 공기를 도입하기 위해서, 판 부재(34)는 공기 도입구(air inlet)(33)를 갖는다. 밀봉 부재(32)는 공기 도입구(33)의 외주부(outer periphery)에 제공된다. 판 부재(34)는 스프링 부재(36)에 의해 밀봉 부재(32)를 향하여 압박된다. 밸브 챔버(38)는 잉크 저장부(Q)와 연통한다. 잉크 저장부(Q)로 공기를 도입하기 위한 압력은 스프링 부재(36)와 판 부재(34)에 의해 결정된다. 잉크 저장부(Q) 내의 음압이 공기 도입으로부터 발생된 압력보다 강할 때, 밸브 챔버(38) 내로 공기를 끌어들이도록 판 부재(34)가 변형된다. 그 후, 잉크 저장부(Q) 내의 음압을 일정하게 유지하기 위하여, 끌어들여진 공기가 공기 도입구(37)로부터 잉크 저장부(Q) 내로 도입된다. 스프링 부재(111)와 가요성 부재(113)는 잉크 탱크의 용적을 유지하거나 확장시키는 기능을 형성한다. 이러한 기능은 잉크 탱크(101)의 사용이 시작되었을 때 잉크 저장부(Q) 내의 음압을 발생시키는 수단으로서 사용된다.

잉크 공급부(120)의 구성은 제1 실시예에서 설명한 것과 유사하다. 잉크 공급부(120)는 메니스커스 형성 부재(121)에 의해 제공되는 기능과 잉크 유도 부재(122)에 의해 제공되는 기능을 가짐으로써 기능적 분할을 달성한다. 메니스커스 형성 부재(121)의 기능은 물리적 분배 동안 잉크 탱크가 충격 또는 낙하를 당할 때 공기가 잉크 저장부 내로 침입하는 것을 방지한다. 잉크 유도 부재(122)의 기능은, 잉크 탱크가 인쇄 헤드(5) 상에 장착된 후에 인쇄 헤드를 향해 잉크를 유도한다.

제2 실시예의 잉크 탱크(101)는 기체 도입에 의한 압력 조정을 행하고 있기 때문에, 제1 실시예에서의 음압 곡선과는 다른 음압 곡선이 나타내어진다. 제1 실시예에서는, 스프링의 변위에 수반하여 음압이 연속적으로 증가한다. 그러나, 제2 실시예에서는, 음압 곡선은 2개의 영역, 즉 초기 음압 발생부에 기초한 압력 변동 영역(C)과 일방향 밸브(30)에 기초한 음압 일정 영역(D)으로 분할된다.

제1 실시예의 경우에서와 같이, 제2 실시예에서, 잉크 유도 부재(122)의 비압축부(122b)의 메니스커스 유지력(Pm11)이 초기 상태에서의 잉크 저장부 내의 음압(P11)보다 높고, 잉크가 소진된 잉크 저장부 내의 음압(P12)보다 낮다.

즉, 메니스커스 유지력은, 도 7의 초기 음압 포인트 (e)로부터 소진 포인트 (g)까지의 영역(M) 내로 설정된다. 이것은, 잉크를 완전히 소진하기 위해 비압축부(122b)에 포함된 잉크를 잉크 탱크 내부로 도입하는 것을 가능하게 한다.

압축 시에 생성된 메니스커스 유지력(Pm12)과, 소진된 잉크 저장부 음압(P12)과, 헤드 필터(150)의 메니스커스 유지력(Phf)과의 관계는 제1 실시예와 같으며, 이하와 같이 표현된다.

P12<Pm12<Phf (I)

이러한 조건을 설정함으로써, 잉크가 소진된 후에도 거품이 인쇄 헤드로 진입하여 인쇄 헤드의 기능을 저하시키는 것을 방지하기 위해서, 인쇄 헤드와 잉크 탱크 사이의 잉크 연통가능 상태가 확보된다. 이에 관해서, 여기에서 설명하는 소진된 잉크 저장부 음압(P12)은, 음압 영역(M)과, 음압 영역(N) 사이의 경계 영역에서의 음압으로서 규정된다. 음압 영역(M)에서, 음압은 음압 제어 수단인 밸브 챔버(30)에 의해 제어된다. 음압 영역(N)에서, 음압은 음압 영역(M)에서의 음압보다 높고, 음압 제어 수단은 음압을 제어하지 않는다.

잉크 탱크와 인쇄 헤드 사이의 장착력을 저감시키기 위해서, 잉크 유도 부재(122)의 비압축부(122b)의 메니스커스 유지력(Pm11)과 압축부(122a)의 메니스커스 유지력(Pm12) 사이의 차이가 감소될 수 있다. 2개의 메니스커스 유지력 사이의 차이를 감소시키기 위해서, 잉크 유도 부재의 비압축부(122b)의 메니스커스 유지력(Pm11)이, 소진된 음압(P12)의 근방에 설정될 수 있다. 이러한 방식으로 메니스커스 유지력이 결정되면, 잉크 유도 부재의 압축부(122a)의 메니스커스 유지력(Pm12)은, 변위가 작을 때에도 소진된 음압(P12)을 초과할 수 있다.

상술한 바와 같이, 음압 제어 수단을 포함하는 잉크 탱크(101)에서, 잉크 유도 부재(122)의 비압축부(122b)의 메니스커스 유지력(Pm11)은 초기 잉크 저장부 음압(P11)보다 높고, 소진된 잉크 저장부 음압(P12)보다 낮다. 또한, 압축시에 발생된 메니스커스 유지력(Pm12)은 소진된 잉크 저장부 음압(P12)보다 강하고, 헤드 필터(150)의 메니스커스 유지력(Phf)보다 약하게 설정된다. 그 결과, 잉크 유도 부재의 비압축부(122b)에 포함된 잉크가 잉크 탱크 내로 효율적으로 유도될 수 있어, 잉크 탱크(101)의 용적 효율을 향상시키기 위하여 잉크 탱크 내에 포함된 전체 잉크량 중 사용가능 잉크량을 증가시킨다.

본 발명은 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 실시예에 한정되지는 않음이 이해되어야 한다. 이하의 청구항들의 범위는 모든 수정 및 동등한 구성 및 기능을 포함하도록 최광의 해석에 따라야 한다.

삭제

R: 잉크 저장부
1: 잉크 탱크
10: 탱크 케이스
12: 압력판
13: 가요성 부재
14: 덮개 부재
15: 압박하는 부재
20: 잉크 공급부
21: 메니스커스 형성 부재
22: 잉크 유도 부재

Claims

잉크를 토출하는 인쇄 헤드 상에 착탈가능하게 장착된 잉크 탱크로서, 상기 잉크 탱크는,
상기 잉크를 저장하는 잉크 저장부;
상기 잉크 저장부 내의 음압을 조정하기 위해 상기 잉크 저장부 내에 제공되는 음압 발생 수단; 및
상기 잉크를 상기 인쇄 헤드에 공급하기 위해 상기 인쇄 헤드의 접속부에 접속하고, 신축가능한(extendable) 잉크 유도 부재를 구비한 잉크 공급부
를 포함하고,
상기 잉크 유도 부재는,
상기 잉크 유도 부재가 상기 접속부에 접속될 때, 상기 접속부에 접속되는 압축부; 및
상기 접속부에 접속되지 않는 비압축부
를 포함하고,
상기 접속부와 상기 잉크 유도 부재가 접속될 때, 상기 잉크 유도 부재의 상기 압축부 및 상기 비압축부 각각의 메니스커스 유지력은,
상기 잉크 저장부의 초기 음압(P1) < 상기 비압축부의 메니스커스 유지력(Pm1) < 잉크가 완전히 소진되었을 때의 상기 잉크 저장부의 음압(P2) < 상기 압축부의 메니스커스 유지력(Pm2) < 상기 인쇄 헤드의 접속부의 메니스커스 유지력(Phf)
인 관계를 만족시키는, 잉크 탱크.
제1항에 있어서,
상기 인쇄 헤드의 접속부에는 필터가 제공되는, 잉크 탱크.
제1항에 있어서,
상기 잉크 유도 부재는, 수지 섬유 또는 금속 섬유 중 어느 하나로 형성되는, 잉크 탱크.
제1항에 있어서,
상기 잉크 공급부는, 상기 잉크 유도 부재의 메니스커스 유지력보다 약한 메니스커스 유지력을 갖고, 수지 섬유 또는 금속 섬유 중 어느 하나로 형성된 메니스커스 형성 부재를 포함하는, 잉크 탱크.
제4항에 있어서,
상기 잉크 유도 부재는, 상기 잉크 저장부의 저면에 고정된 상기 메니스커스 형성 부재와, 상기 잉크 공급부의 개구부 상에 제공되어 상기 잉크 유도 부재에 대해 압박되는 부재 사이에 개재되는, 잉크 탱크.
제1항에 있어서,
상기 음압 발생 수단은 다공질 부재를 포함하는, 잉크 탱크.
제1항에 있어서,
외부로부터 상기 잉크 저장부로 기체가 도입되는 것을 허용하고, 상기 잉크 저장부로부터 외부로 액체의 도출 및 기체의 도출을 저지하기 위해 제공되는 일방향 밸브(one-way valve)를 더 포함하는, 잉크 탱크.
제1항에 있어서,
상기 음압 발생 수단은 적어도 부분적으로 가요성 재료(flexible material)로 형성된 잉크 저장부 내에 제공되고, 상기 잉크 저장부를 외부 방향으로 압박하는 스프링 부재를 포함하는, 잉크 탱크.
제1항의 잉크 탱크가 착탈가능하게 장착된 캐리지와, 상기 캐리지 상에 제공되는 인쇄 헤드를 포함하는 인쇄 장치로서,
상기 잉크 탱크와 상기 인쇄 헤드의 접속부가 서로 접속할 때, 상기 접속부가 상기 잉크 탱크의 잉크 유도 부재를, 압축부와 비압축부로 분할하고, 인쇄를 위해 상기 잉크 탱크로부터 공급되는 잉크를 토출하는, 인쇄 장치.