KR101425834B1 - 잉크 펠렛용 카트리지를 갖는 잉크젯 프린터 - Google Patents

잉크 펠렛용 카트리지를 갖는 잉크젯 프린터 Download PDF

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KR101425834B1
KR101425834B1 KR1020070005284A KR20070005284A KR101425834B1 KR 101425834 B1 KR101425834 B1 KR 101425834B1 KR 1020070005284 A KR1020070005284 A KR 1020070005284A KR 20070005284 A KR20070005284 A KR 20070005284A KR 101425834 B1 KR101425834 B1 KR 101425834B1
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오세-테크놀로지스 베파우
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Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터에 관한 것으로서, 잉크 펠렛을 수용하기 위한 카트리지, 및 단일의 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈(release)하고, 프린터 헤드의 잉크 공급 유닛으로 공급하는 수단을 포함하고, 상기 카트리지는 잉크 펠렛을 릴리즈하는 하나 이상의 출구를 구비하며, 분리 및 릴리즈 수단은 상기 샤프트의 둘레에 나선형 부재를 포함하는 제 1 이송 방향으로 연장하는 회전가능한 샤프트, 및 상기 회전가능한 샤프트에 대하여 평행한 방향으로 연장하는 접선 이동 제한 부재를 포함하며, 상기 접선 이동 제한 부재는 잉크 펠렛의 접선 이동을 제한하는 상기 나선형 부재로부터 거리를 두고 위치 결정되며, 상기 나선형 부재와 맞물려서 상기 제 1 이송 방향으로 상기 잉크 펠렛을 이송하는 안정적인 위치를 형성하는, 잉크젯 프린터에 관한 것이다. 본 발명은 또한 개별적 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 수단과 함께 잉크 펠렛을 수용하는 카트리지에 관한 것이다.

Description

잉크 펠렛용 카트리지를 갖는 잉크젯 프린터{INKJET PRINTER WITH CARTRIDGE FOR INK PELLETS}
도 1 은 본 발명에 따른 잉크젯 프린터 및 디스펜싱 장치를 도시한 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따른 카트리지의 개략적인 단면도이다.
도 3 은 분리 및 이송 수단의 개략적인 부분도이다.
도 4 는 잉크 펠렛을 구비한 분리 수단의 개략적인 정면도이다.
도 5 는 잉크 펠렛을 구비한 분리 및 이송 수단의 개략적인 평면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 롤러 2 : 기판
3 : 프린터 헤드 4 : 운반대(carriage)
5,6 : 로드 7 : 노즐
8 : 디스펜싱 장치 9 : 디스펜싱 라인
10 : 개구 11 : 카트리지
12 : 웜 13 : 이동 제한 부재(movement confining member)
14 : 안내 수단 15 : 출구
16 : 접촉 표면 17 : 검출 부재
19 : 위치 20 : 잉크 펠렛
21,22 : 수용 수단(receiving means) 23 : 빈 이송 위치
31 : 나선형 부재 Dk : 코어 직경
Hs : 부재 높이 ds : 두께
S:피치 Pa : 피치 각도
본 발명은, 잉크 펠렛을 수용하는 카트리지, 및 단일의 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하고, 프린터 헤드의 잉크 공급 유닛으로 공급하는 수단을 포함하며, 상기 카트리지는 잉크 펠렛을 릴리즈하는 하나 이상의 출구를 구비하는, 잉크젯 프린터에 관한 것이다. 본 발명은 또한 개별적 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 수단과 함께 잉크 펠렛을 수용하는 카트리지에 관한 것이다.
이러한 종류의 프린터가 EP 1 101 617 에 공지되어 있다. 이 프린터에서 디스펜싱 장치는 수직으로 연장하는 홀더를 포함하여 구형(spherically)으로 형성된 잉크 펠렛을 수용한다. 이러한 홀더의 베이스는 잉크 펠렛을 하나 하나 분리하는 분리 유닛으로 연장한다. 이러한 분리 유닛은 단일의 분리 작동을 함으로써 잉크 펠렛의 공급으로부터 잉크 펠렛을 분리한다. 분리 유닛의 특정한 구성은 2 개 이상의 잉크 펠렛이 동시에 분리되는 것을 방지한다. 하지만, 잉크 펠렛의 분리를 비교적 신뢰할 수 없는 것이 공지의 잉크젯 프린터의 단점이다.
통상적으로, 분리 유닛의 1000 번의 분리 작동 중에서 1 번 잉크 펠렛이 공급되지 않는다. 특히, 많은 잉크 수요가 요구되는 적용시, 예를 들어 전체 컬러 포스터의 인쇄시, 인쇄가 일시적으로 정지되거나 인공 형성물이 인쇄될 수 있다. 공지의 디스펜싱 장치의 또 다른 단점은, 분리 작동이 비교적 큰 소음을 동반하여, 사용자에게 방해가 된다는 것이다.
본 발명의 목적은 잉크 펠렛이 높은 신뢰도로, 분리될 수 있는 방법에 의한 디스펜싱 장치를 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해서, 분리 및 릴리즈 수단은, 상기 샤프트의 둘레에 나선형 부재를 포함하는 제 1 이송 방향으로 연장하는 회전가능한 샤프트, 및 상기 회전가능한 샤프트에 대하여 평행한 방향으로 연장하는 접선 이동 제한 부재를 포함하며, 상기 접선 이동 제한 부재는 잉크 펠렛의 접선 이동을 제한하는 상기 나선형 부재로부터 거리를 두고 위치되며, 상기 나선형 부재와 맞물려서 상기 제 1 이송 방향으로 상기 잉크 펠렛을 이송하는 안정한 위치를 형성하는, 잉크젯 프린터가 제공된다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 제 1 양태에서, 카트리지에 저장된 개별 잉크 펠렛은, 그 둘레에 나선형 부재를 포함하는 회전가능한 샤프트에 의해 분리되고 출구로 이송되고, 출구로 이송시 펠렛의 접선 이동은 접선 이동 제한 부재에 의해 제한된다. 프린터의 제어 수단이 펠렛의 수요를 나타내면, 회전가능한 샤프트가 구동되어 1 회전할 수 있다. 이는 카트리지의 출구로 단일의 펠렛을 이송하 고, 펠렛이 프린터 헤드에 디스펜싱되어 잉크 수요를 충족시킨다. 즉시 단일의 펠렛의 릴리즈 감지시 및 펠렛을 릴리즈하지 않는 감지시에, 1 회전당 정확하게 단일의 펠렛의 분리 및 릴리즈가 매우 신뢰성이 있다.
일 실시형태에서, 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 수단과 일체형인 카트리지는 잉크젯 프린터에 수동 설치에 적합하다. 이는 작동자가 빈 카트리지를 충만한 카트리지로 용이하게 교환할 수 있어서 유용하다. 프린터와 카트리지 사이의 접속 표면에서 컬러 코딩(colour coding) 또는 키그립(key grip) 등과 같이, 상이한 컬러의 펠렛을 가진 동일한 카트리지를 단순화하기 위한 특징이 추가될 수 있어서, 잘못된 컬러의 결합을 방지하여 프린터 헤드에 상이한 컬러의 펠렛의 혼합을 방지한다.
또 다른 실시형태에서, 작동시 회전가능한 샤프트는 중력의 방향에 대한 각도로 위치되어서, 각 와인딩부(winding)에서 2 개의 영역으로 구분될 수 있다. 상기 2 개의 영역은, 잉크 펠렛이 접선 이동 제한 부재를 향하여 굴러나가는 안정한 제 1 영역, 및 잉크 펠렛이 접선 이동 제한 부재로부터 굴러들어오고 나선형 부재로 굴러나가는 불안정한 제 2 영역이다. 이는, 불안정한 제 2 영역에 위치되는 펠렛은 나선형 부재로 굴러나가고, 안정적인 제 1 영역의 펠렛은 접선 이동 제한 부재를 향하여 굴러가는데 유용하다. 안정적인 이송 위치는 회전가능한 샤프트, 나선형 부재 및 접선 이동 제한 부재 사이에서 생성된다.
다른 실시형태에서, 접선 이동 제한 부재는 나선형 부재에 대향하여 위치되어서, 잉크 펠렛의 이송용으로 1 개의 단일 위치만이 나선형 부재의 각 와인딩부의 안정적인 상기 제 1 영역에 형성되어 있다. 이는 1 개의 단일 펠렛이 각 와인딩부에 위치되고, 구동시 벌크(bulk) 용기로부터 나선형 부재 및 출구를 통해서 디스펜싱 장치로 이송되는 분리 기구는 잉크 펠렛을 프린터 헤드로 디스펜싱한다. 이러한 분리 방법은 매우 효율적이며 매우 신뢰성 있다.
다른 실시형태에서, 작동가능하게 결합된 상태에서 중력의 방향에 대한 회전가능한 샤프트의 각도는, 회전가능한 샤프트의 방향에 수직으로 연장하는 평면에 대한 나선형 부재의 피치 각도 이상이다. 이러한 배치는, 프린터에 위치되는 카트리지와 같은 벌크 용기의 잉크 펠렛용으로 신뢰성 있고 매우 효율적인 분리 기구가 된다.
또 다른 실시형태에서, 단일의 잉크 펠렛을 분리하는 수단은 잉크젯 프린터의 일체형 부품이다. 회전가능한 샤프트 및/또는 프린터상의 접선 이동 제한 부재를 프린터상에 일체화함으로써, 카트리지의 기술적 복잡성을 현저하게 감소시킨다.
일 실시형태에서, 카트리지는 잉크젯 프린터에 릴리즈 가능하게 연결되어 있다. 이는 카트리지의 용이한 핸들링 및 프린터로 용이한 설치에 기여한다. 따라서, 빈 카트리지가 편리하게 교환될 수 있다.
다른 실시형태에서, 단일의 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 수단은 카트리지의 일체형 부품이다. 이러한 수단을 카트리지의 일체형 부품으로 제조함으로써, 위치 및 각도의 조절이 비교적 정확하고, 카트리지가 비교적 폐쇄된 시스템으로 존속한다. 이는 먼지 및 다른 오염 물질에 대한 감도에 긍정적인 영향을 가 진다.
다른 실시형태에서, 회전가능한 샤프트는 카트리지의 일체형 부품이고, 상기 카트리지는 잉크젯 프린터에 작동가능하게 결합되어 있고, 작동가능하게 결합된 상태에서 중력의 방향에 대하여 회전가능한 샤프트의 각도가 회전가능한 샤프트의 방향에 수직으로 연장하는 평면에 대한 나선형 부재의 피치 각도 이상이 되도록, 잉크젯 프린터상에 카트리지를 위치 결정하는 수단을 포함한다. 프린터상의 카트리지를 소정의 위치 및 방향으로 위치 결정하는 이러한 수단은, 카트리지내에서 분리 및 이송의 효율성 및 신뢰성에 기여하고, 새로운 카트리지의 설치가 용이하다.
또 다른 실시형태에서, 잉크젯 프린터는 구동 수단을 포함하고, 회전가능한 샤프트는 상기 구동 수단에 작동가능하게 맞물리는 수용 수단을 포함한다. 회전가능한 샤프트와 구동 수단을 작동가능하게 맞물림으로써, 회전가능한 샤프트는 카트리지내에서 구동될 수 있으며, 시스템은 안전하게 폐쇄되어서 카트리지내로 오염 물질의 침투를 방지한다.
일 실시형태에서, 접선 이동 제한 부재는 회전가능한 롤이다. 접선 이동 제한 부재의 역할을 하는 롤을 회전시킴으로써, 펠렛은 나선형 부재와 접선 이동 제한 부재 사이의 쐐기형 공간으로 클램핑이 덜 된다. 롤의 회전이 샤프트의 회전과 동일한 각도 방향만큼의 롤의 회전은, 쐐기 밖으로 펠렛을 회전시키며, 이에 의해 작동시 샤프트를 막지 않고, 펠렛을 카트리지의 자유롭고, 제어가능한 영역에 위치시킨다. 샤프트의 각속도 이상의 각속도로 롤을 회전시키는 것은 롤의 막힘 방지 효과를 증대한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은, 개별적 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 수단과 함께 잉크 펠렛을 수용하기 위한 카트리지로서, 카트리지는 잉크젯 프린터에 수동 설치되기에 적합하며, 잉크 펠렛을 릴리즈하는 하나 이상의 출구, 상기 샤프트의 둘레에 나선형 부재를 포함하는 제 1 이송 방향으로 연장하는 회전가능한 샤프트, 및 상기 회전가능한 샤프트에 대하여 평행한 방향으로 연장하는 접선 이동 제한 부재를 구비하는 하우징을 포함하며, 상기 접선 이동 제한 부재는 잉크 펠렛의 접선 이동을 제한하는 상기 나선형 부재로부터 거리를 두고 위치되며, 상기 나선형 부재와 맞물려서 상기 제 1 이송 방향으로 상기 잉크 펠렛을 이송하는 안정적인 위치를 형성하는, 카트리지에 관한 것이다.
본 실시형태에서, 접선 이동 제한 부재는 하나 이상의 곡면 벽부가 회전가능한 샤프트에 대향하는 곡면 벽부를 포함한다. 이 벽부는 펠렛을 카트리지의 출구로 안내하기에 충분히 매끄럽다.
다른 실시형태에서, 접선 이동 제한 부재는 회전가능한 롤을 포함한다. 이 롤은 출구를 향하여 펠렛을 안내하고 나선형 부재와 맞물리면서 안정적인 위치를 형성한다. 롤의 회전가능성은, 쐐기형 공간에서 펠렛의 막힘 클램프(jamming clamp)를 방지하기 위해서, 나선형 부재와 접선 이동 제한 부재 사이의 쐐기형 공간으로부터 펠렛을 굴러나가게 한다. 이 막힘 방지 효과는 롤이 샤프트와 동일한 방향으로 회전할 때 더욱 증가한다.
또 다른 실시형태에서, 나선형 부재의 피치는 잉크 펠렛의 높이보다 크고, 잉크 펠렛의 높이의 2 배보다 작다. 이러한 배치에서, 수직 방향으로 1 개의 펠렛을 위한 공간만이 존재한다. 이는 카트리지의 분리 효율에 긍정적인 효과를 갖는다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는 하나 이상의 출구에서 잉크 펠렛의 릴리즈를 검출하는 수단을 더 포함한다. 본 실시형태에서, 잉크 펠렛의 릴리즈를 검출하는 이러한 수단은 하나 이상의 출구 근방에 위치한 이동가능한 검출 부재를 포함하며, 작동시 이동가능한 검출 부재는 통과 잉크 펠렛의 영향하에서 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동한다. 잉크 펠렛의 릴리즈를 검출하는 이러한 수단은 카트리지의 실제 내용물 조정을 가능하게 하고, 제어 판단을 위해서 연속적인 릴리즈의 검출을 한다.
또 다른 실시형태에서, 카트리지는 단일의 잉크 펠렛을 상기 접선 이동 제한 부재 및 상기 나선형 부재에 의해 형성된 안정적인 위치로 안내하는 정적인 안내 수단을 더 포함한다. 본 실시형태에서 이러한 안내 수단은 깔때기를 포함하며, 깔때기는 넓은 제 1 단부 및 작은 제 2 단부를 포함하며, 단일의 잉크 펠렛이 넓은 단부로부터 작은 단부를 통해서 상기 안정적인 위치로 안내되도록 위치되고 형성되고, 잉크 펠렛들 사이의 브리지를 방지한다. 이는 벌크 저장소로부터 나선형 부재로 펠렛의 자유로운 진입을 확보한다.
또 다른 실시형태에서, 상기 회전가능한 샤프트는 외부 구동 수단에 작동가능하게 맞물리는 수용 수단을 포함한다. 이는 설치시 프린터의 구동수단 및 기능을 구동한다.
본 발명은 하기의 예를 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1 은 잉크 도관이 제공된 프린터를 도시한다. 본 실시형태에서, 프린터는 기판 (2) 을 지지하고 4 개의 프린터 헤드 (3) 를 따라 이동하는 롤러 (1) 를 포함한다. 롤러 (1) 는 그 축을 중심으로 화살표 (A) 로 표시된 방향으로 회전가능하다. 운반대 (4) 는 프린터 헤드 (3) 를 운반하고, 롤러 (1) 와 팽행하게 이중 화살표 (B) 로 표시된 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 이러한 방식으로, 프린터 헤드 (3) 는 수용 기판 (2), 예를 들어 한 장의 종이를 탐색할 수 있다. 운반대 (4) 는 로드 (5, 6) 의 상방에서 안내되고, 목적에 적합한 수단(도시되지 않음)에 의해 구동된다.
도면에 도시된 실시형태에서, 각 프린터 헤드는, 각 노즐 (7) 을 구비한 8 개의 잉크 도관을 포함하며, 잉크 도관은 롤러 (1) 의 축에 각각 수직으로 4 개의 노즐이 2 열로 형성되어 있다. 프린터의 실용적인 실시형태에서, 프린터 헤드당 잉크 도관의 수는 더 많을 것이다. 각 잉크 도관은 잉크 도관(도시되지 않음) 및 관련된 전기 구동 회로(도시되지 않음)를 활성화하는 수단이 제공된다. 이러한 방식으로, 잉크 도관, 잉크 도관을 활성화하는 상기 수단, 및 구동 회로는, 롤러 (1) 의 방향으로 잉크 방울을 분출하는 역할을 할 수 있는 유닛을 형성한다. 잉크 도관이 활성화된 이미지 방식(image-wise)이면, 이미지는 기판 (2) 상의 잉크 방울로 만들어진다.
잉크 방울이 잉크 도관으로부터 분출되는 이러한 종류의 프린터로 기판이 인쇄되는 경우에, 기판 또는 그 부품은 (가상으로) 픽셀 열 및 픽셀 행의 규칙적인 필드를 형성하는 정해진 위치로 구분된다(가상). 일 실시형태에서, 픽셀 열은 픽셀 행과 직교한다. 그 결과, 분리된 위치에는 각각 하나 이상의 잉크 방울이 제공될 수 있다. 픽셀 열 및 픽셀 행에 평행한 방향으로, 단위 길이당 위치의 수는 인쇄된 이미지의 해상도라고 하며, 예를 들어 400×600 d.p.i(인치당 도트)로 나타낸다. 픽셀 행에 실질적으로 수직 방향으로 기판의 스트립(strip)을 넘어서 이동할 때, 프린터의 프린터 헤드 노즐의 열의 이미지 방식 활성화에 의해서, 도 1 에 도시된 바와 같이, 노즐의 열이 픽셀 행에 실질적으로 평행하게, 잉크 방울로 만들어진 이미지는 기판에 형성한다.
본 실시형태에서, 프린터는 각 색상당 1 개씩, 다수의 디스펜싱 장치 (8) 를 제공하고, 도 1 에서는 단순화하기 위해서 1 개만 도시된다. 이러한 종류의 디스펜싱 장치에 의해, 각 프린터 헤드에서 잉크 펠렛을 디스펜싱하는 것이 가능하다. 사용된 잉크는 핫 멜트(hot melt) 잉크이다. 이러한 종류의 잉크는 실온에서 고체이고, 높은 온도에서 액체이다. 이 잉크는 고체 형태로 프린터 헤드에 디스펜싱되고, 그 후에 프린터 헤드의 잉크가 녹아서 통상적으로 130 ℃ 의 동작온도로 된다. 프린터 헤드 중의 하나에서 액상 잉크가 부족하면, 바로 운반대 (4) 가 움직여서 적절한 프린터 헤드가 디스펜싱 라인 (9) 과 함께 대응하는 디스펜싱 장치 레벨의 하방에 배치된다. 하나 이상의 잉크 펠렛이 프린터 헤드로 디스펜싱되고, 상기 펠렛은 개구 (10) 를 통해서 프린터 헤드로 들어간다. 이러한 펠렛이 녹아서 동작 온도가 된다. 이러한 방식으로 각 프린터 헤드는 항상 충분한 잉크가 제공된다.
디스펜싱 장치에는 상기 잉크 펠렛을 포함하는 카트리지 (11) 에 의해 잉크 펠렛이 공급된다. 단일의 잉크 펠렛들은 카트리지 (11) 의 릴리즈 수단에 의해 디스펜싱 장치로 방출된다. 당업자에게 디스펜싱 장치 (8) 가 운반대의 일체형 부품 또는 프린터의 일체형 부품일 수 있다는 것은 자명하다.
도 2 는 본 발명에 따른 카트리지를 도시한다. 본 실시형태에서, 카트리지 (11) 는 다수의 잉크 펠렛 (20) 을 수용한다. 이러한 잉크 펠렛은 정해지지 않은 형태(unorganised fashion)로 저장되어 있다. 카트리지 (11) 는 잉크젯 프린터로 수동 설치에 적합하다. 따라서, 조작자는 접촉면 (16) 을 프린터의 예정된 면에 위치시킴으로써 프린터에 카트리지 (11) 를 설치할 수 있다. 프린터 및 카트리지는 프린터에 카트리지 (11) 를 릴리즈 가능하게 연결되는 수단(도시되지 않음)을 포함한다.
카트리지 (11) 는 나선형 부재는, 본 실시형태에서는 원통형 웜 (12) 으로 실시되는 회전가능한 샤프트를 포함한다. 구동시, 회전가능한 웜 (12) 은 펠렛 (20) 을 화살표 (T) 로 표시된 이송 방향(카트리지의 바닥부로부터 정상부를 향함)으로 이송한다. 카트리지는 각 잉크 펠렛들이 디스펜싱 장치 (8) 로 릴리즈되는 출구 (15) 를 구비한다. 웜 (12) 은 접선 이동 제한 부재 (13) 와 맞물려서 웜 (12) 의 각 와인딩부에서 단일의 이송 위치 (19) 를 형성한다. 본 실시형태에서 이동 제한 부재 (13) 는 회전가능한 원통형으로 실시된다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 이동 제한 부재는, 외벽이 최소한 부분적으로 웜에 대향하는 곡선형 벽이, 이동 제한 부재쪽으로 굴러나가는 펠렛의 접선 이동을 제한하는 방식 으로 실시된다. 또 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 이동 제한 부재는, 돌출된 부품이 펠렛 (20) 의 접선 이동을 제한하는 웜 (12) 과 맞물리는 빗 형상의 부재가 웜 (12) 의 각 와인딩부에서 이송 위치 (19) 를 형성하는 방식으로 실시된다.
웜 (12) 이 각각 회전한 후에, 단일의 잉크 펠렛 (20) 은 출구 (15) 를 통해서 디스펜싱 장치 (8) 로 릴리즈 되어서, 빈 이송 위치 (23) 가 웜 (12) 의 바닥부에서 시작한다. 빈 이송 위치 (23) 로의 자유로운 진입을 방해할 수 있는, 펠렛을 형성하는 브릿지의 문제점을 극복하기 위해서, 안내 수단 (14) 이 카트리지 (11) 의 바닥부에 위치한다. 이 안내 수단 (14) 은 3 개의 펠렛이 빈 이송 위치 (23) 로의 진입을 방해하는 브리지를 형성하는 것을 방지한다. 이 안내 수단 (14) 은 벽의 일체형 부품 또는 벽일 수 있거나, 웜 (12) 의 근방 바닥부에 위치한 분리된 부품일 수 있다.
출구 (15) 에서 단일의 잉크 펠렛 (20) 의 출구를 등록하기 위해서, 카트리지 (11) 는 카트리지 (11) 의 출구 (15) 근방에 위치한 이동가능한 검출 부재 (17) 를 포함한다. 이동가능한 검출 부재 (17) 는 통과 잉크 펠렛의 영향하에서 그 휴지(rest) 위치로부터 상승된 위치로 이동한다. 이러한 이동은, 이동 검출 부재 (17) 의 영향 하에서 자기장의 변화를 검출하는, 자기센서 (magnetic sensor ; 18) 에 의해 검출된다. 센서 (18) 는 검출 신호를 릴리즈한다. 이 신호는 프린터상의 처리 또는 저장 수단, 또는 카트리지 자체의 처리 또는 저장 수단으로 이송될 수 있다. 이 신호는 잉크 펠렛 (20) 의 성공적인 출구의 등록, 및 잉크 펠렛의 총량의 관리를 하는데 사용될 수 있어서, 프린터 등의 내에서 최신의 잉크 용량을 예측한다.
도 2 에 도시된 실시형태에서, 회전가능한 웜 (12) 및 회전가능한 접선 이동 제한 부재 (13) 는 프린터상의 구동 수단(도시되지 않음)에 작동가능하게 연결된다. 회전가능한 웜 (12) 및 접선 이동 제한 부재 (13) 는 외부 구동 수단에 맞물리는 수용 수단 (21, 22) 을 포함한다. 카트리지 (11) 내의 회전가능 수단 (12, 13) 은 구동 수단에 의해 직접적으로 구동된다. 다른 실시형태에서, 카트리지는 구동 수단을 수용하는 1 개의 수용 수단만을 포함하며, 기어는 회전가능 수단 (12, 13) 을 구동한다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 회전가능 웜 (12) 및/또는 접선 이동 제한 부재 (13) 및 잉크젯 프린터의 일체형 부품 및 카트리지 (11) 는, 회전가능한 웜 (12) 및/또는 접선 이동 제한 부재 (13) 를 수용하는 수용 수단을 포함한다.
도 3 에서, 분리 및 이송 수단의 개략적인 부분이 정면도로 도시되어 있다. 웜 (12) 의 1 회의 와인딩부가 도시되어 있다. 웜은 코어 직경 (Dk) 을 갖는 코어 실린더 및 그 둘레의 나선형 부재 (31) 를 포함한다. 나선형 부재 (31) 는 부재 높이 (Hs) 및 두께 (ds) 를 갖는다. 2 개의 연속적인 와인딩부의 중심선 사이의 거리는 웜의 피치 (S) 로 나타낸다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 이러한 특성은 웜 (12) 의 길이에 따라 변한다. 웜 (12) 은 1 개의 펠렛이 2 개의 연속적인 와인딩부에 적합한 치수이다. 펠렛 특성에 따라, 웜 (12) 치 수의 변화는 분리 및 이송 수단의 효율 및 안정성에 영향을 미친다. 코어 직경은 샤프트의 충분한 강성에 대하 요구를 충족해야 하지만, 또한 확장하는 것은 나선형 부재상의 펠렛의 안정성에 부정적인 방식으로 영향을 미친다. 코어 직경이 작아지면 나선형 부재 (31) 상의 펠렛 (19) 의 안정성을 향상하지만, 펠렛의 표면 불균일성의 감도를 향상하여, 펠렛이 충분하게 회전되지 않는 경우에 코어 실린더는 이송시 펠렛을 마모시킬 수 있다.
부재 높이 (Hs) 는 그 반경 공간 및 펠렛의 중력 안정성에 의해 제한, 작동시 펠렛 중력의 중심은 중력의 방향에 수직한 방향으로 연장하는 평면상에서 나선형 부재의 돌출부(projection)내에 떨어져야 하며, 그렇지 않으면 펠렛은 나선형 부재에 떨어진다.
코어 직경 (Dk), 부재 높이 (Hs) 및 필요한 피치 (S) 는 나선형 부재 (31) 의 피치 각도 (Pa) 를 결정한다. 피치 각도 (Pa) 가 작아지면, 웜 (12) 과 접선 이동 제한 부재 (13) 사이의 클램핑 힘이 커진다.
2 개의 연속적인 와인딩부 사이의 공간은 1 와인딩당 단 1 개의 펠렛만이 전송될 수 있을 정도로 너무 크지 않아야 한다. 전술한 이유 때문에, 피치 각도는 너무 작지는 않아야 한다. 따라서, 부재 두께 (ds) 의 확장은, 1 와인딩당 1 개의 펠렛만이 이송되도록 펠렛 공간을 제한할 수 있지만, 피치 각도는 웜 (12) 과 접선 이동 제한 부재 (13) 사이의 너무 큰 클램핑 힘을 방지하는데 충분히 크게 유지된다. 코어 직경은 펠렛 직경의 0.5 내지 2.5 배, 부재 두께는 펠렛 직경의 0.3 내지 0.7 배인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서, 펠렛의 약 1.0 배의 코어 직경이 선택되었다.
도 4 는 잉크 펠렛과 함께 분리 수단의 개략적인 정면도를 도시한다. 웜 (12) 이 도 4a 에 도시된 바와 같이 중력(화살표 (g) 로 표시)의 방향에 대하여 수직 방향으로 위치된 잉크 펠렛은 나선형 부재 (31) 에 잔류하고, 나선형 부재상의 위치와는 독립적으로, 펠렛은 나선형 부재 (31) 를 회전시킨다. 접선 이동 제한 부재(도시되지 않음)가 웜의 옆에 위치되어서 펠렛 (19) 의 이동이 제한되면, 펠렛이 쌓여서 나선형 부재상에 열을 형성하며, 이송 방향으로 1 와인딩당 다수의 펠렛의 이송을 한다. 도 4b 에 도시된 중력의 방향에 대한 각도로 웜 (12) 의 위치 결정은 소정의 영역의 중력에 대한 각도를 수정하여, 수정된 구동에서 하방으로 굴러나가고 나선형 부재의 타방의 영역에서 각도를 확장하며, 그러한 영역에서 하방으로 굴러나가는 경향을 확장한다.
도 4c 에 도시된 바와 같이 웜 (12) 이, 코어 실린더의 각도의 방향에 수직으로 연장하는 평면에 대하여 나선형 부재의 각도 이상인, 중력의 방향에 대한 각도로 위치되면, 2 개의 영역이 구분될 수 있다. 이러한 영역은 도 5 에 도시되어 있다. 각 와인딩부의 제 1 영역은 펠렛이 반시계 방향(정상부에서 바라봄)으로 회전되고, 제 2 영역은 펠렛이 시계 방향으로 회전된다.
접선 이동 제한 부재 (13) 를 웜 (12) 근방에 위치시킴으로써, 안정적인 펠렛 영역이 발생되어, 펠렛이 안정적인 펠렛 영역에 위치되고 이송될 수 있다. 1 개의 펠렛 위치만이 안정적인 제 1 영역에 발생하도록 접선 이동 제한 부재 (13) 를 위치시킴으로써, 하나의 단일 펠렛 (19) 만이 안정적인 제 1 영역에 위치되고, 와인딩부가 나선형 부재를 인쇄하는 나머지 펠렛 (33) 은 불안정적인 제 2 영역에 위치되도록, 분리 기구가 형성되어 왔다.
다른 실시형태에서, 접선 이동 제한 부재 (13) 는 웜 (12) 과 동일한 각도의 방향만큼 회전하는 회전가능한 실린더로 실행되어서, 이송되는 펠렛 (19) 은 웜 (12) 과 접선 이동 제한 부재 (13) 사이의 공간에 형성된 쐐기에 클램핑이 덜 된다. 이 효과는 회전하는 실린더가 웜 (12) 보다 더 높은 각속도를 갖는 경우에도 방지될 수 있다.
웜 (12) 과 접선 이동 제한 부재 (13) 사이의 공간은 파손된 펠렛을 배수하는데 사용될 수 있다. 이러한 파손된 펠렛은 잉크 관리 및/또는 잉크 디스펜싱 장치 (8) 에 공급시 잉크 공급을 방해할 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같은 벽의 배열로 인해서, 영역 (35) 이 생성되며, 파손된 잉크 펠렛이 사용 가능한 펠렛과 분리되어서 저장될 수 있다. 다른 실시형태(도시되지 않음)에서, 이 영역은 펠렛 분리 수거 출구로 직접적으로 연결되어 있다.
회전가능한 샤프트 및/또는 접선 이동 제한 부재가 프린터 또는 카트리지의 일체형 부품으로 될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 회전가능한 샤프트 및/또는 접선 이동 제한 부재가 프린터의 일체형 부품이 아니라면, 카트리지는 카트리지의 설치시 이러한 부품을 수용하는데 적합하다. 그리고 카트리지는 자명한 방식으로 회전가능한 샤프트 및/또는 접선 이동 제한 부재을 수용하는데 적합하다.
프린터 또는 카트리지에 일체형의 부품인 분리 및 릴리즈 수단을 제공하여, 빈 카트리지를 용이하게 교환할 수 있고, 카트리지를 효율적이고 신뢰성 있게 사용할 수 있다.

Claims (27)

  1. 잉크 펠렛을 수용하는 카트리지, 및 단일의 잉크 펠렛을 동시에 분리 및 릴리즈하는 수단, 프린터 헤드의 잉크 공급 유닛에 잉크 펠릿을 공급하는 수단을 포함하고, 상기 카트리지가 잉크 펠렛을 릴리즈하는 하나 이상의 출구를 구비하는 잉크젯 프린터로서,
    상기 분리 및 릴리즈 수단은,
    샤프트의 둘레에 나선형 부재를 포함하는 제 1 이송 방향으로 연장하는 회전가능한 샤프트, 및
    접선 이동 제한 부재로서, 상기 회전가능한 샤프트에 대하여 평행한 방향으로 연장하고, 잉크 펠렛의 상기 회전가능한 샤프트의 둘레면에 대한 접선 이동을 제한하기 위해 상기 나선형 부재로부터 거리를 두고 위치되며, 상기 나선형 부재와 맞물려서 상기 제 1 이송 방향으로 상기 잉크 펠렛을 이송하는 안정적인 위치를 형성하는 접선 이동 제한 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지는 잉크젯 프린터에 수동으로 설치 가능한 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회전가능한 샤프트는 중력의 방향에 대하여 각지게 위치되어서, 각 와인딩부에서 2 개의 영역이 구분될 수 있는데, 상 기 2 개의 영역은,
    잉크 펠렛이 접선 이동 제한 부재를 향하여 회전되는 안정적인 제 1 영역, 및
    잉크 펠렛이 접선 이동 제한 부재로부터 거리를 두고 회전 되어서 나선형 부재로 회전되는 불안정적인 제 2 영역인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 접선 이동 제한 부재는 나선형 부재에 대해 위치되어서, 잉크 펠렛의 이송을 위한 1 개의 단일의 위치가 나선형 부재의 각 와인딩부상의 상기 안정적인 제 1 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  5. 제 3 항에 있어서, 작동가능하게 연결된 상태에서 중력의 방향에 대해 회전가능한 샤프트의 각도는 회전가능한 샤프트의 방향에 수직으로 연장하는 평면에 대해 나선형 부재의 피치 각도 이상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 단일 잉크 펠렛을 분리하는 수단은 잉크젯 프린터의 일체형 부품인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  7. 제 6 항에 있어서, 회전가능한 샤프트는 잉크젯 프린터의 일체형 부품인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  8. 제 6 항에 있어서, 접선 이동 제한 부재는 잉크젯 프린터의 일체형 부품인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  9. 제 6 항에 있어서, 회전가능한 샤프트를 구동하는 구동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 잉크젯 프린터에 릴리즈 가능하게 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  11. 제 10 항에 있어서, 단일의 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 상기 수단은 상기 카트리지의 일체형 부품인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 회전가능한 샤프트는 상기 카트리지의 일체형 부품이고, 상기 카트리지는 상기 잉크젯 프린터에 작동가능하게 연결되어 있으며, 작동가능하게 연결된 상태에서 중력의 방향에 대해 회전가능한 샤프트의 각도가 회전가능한 샤프트의 방향에 수직으로 연장하는 평면에 대해 나선형 부재의 피치 각도 이상이 되도록, 잉크젯 프린터상에 카트리지를 위치 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 잉크젯 프린터는 구동 수단을 포함하고, 상기 회전가능한 샤프트는 상기 구동 수단과 작동가능하게 맞물리는 수용 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 접선 이동 제한 부재는 회전가능한 롤인 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 회전가능한 롤은, 상기 롤의 각속도가 회전가능한 샤프트의 각속도 이상이 되도록 구동되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  16. 개별 잉크 펠렛을 분리 및 릴리즈하는 수단을 갖는 잉크 펠렛을 수용하고, 잉크젯 프린터상에 수동으로 설치 가능한 카트리지로서,
    잉크 펠렛을 릴리즈하는 하나 이상의 출구를 구비한 하우징,
    샤프트의 둘레에 나선형 부재를 포함하는 제 1 이송 방향으로 연장하는 회전가능한 샤프트,
    접선 이동 제한 부재로서, 상기 회전가능한 샤프트에 대하여 평행한 방향으로 연장하고, 잉크 펠렛의 상기 회전가능한 샤프트의 둘레면에 대한 접선 이동을 제한하기 위해 상기 나선형 부재로부터 거리를 두고 위치되며, 상기 나선형 부재와 맞물려서 상기 제 1 이송 방향으로 상기 잉크 펠렛을 이송하는 안정적인 위치를 형성하는 접선 이동 제한 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 접선 이동 제한 부재는 회전가능한 샤프트를 향하여 곡면 벽의 적어도 일부에 대향하는 곡면 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 접선 이동 제한 부재는 회전가능한 롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 회전가능한 롤은 상기 회전가능한 샤프트와 동일한 회전 방향인 것을 특징으로 하는 카트리지.
  20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 나선형 부재의 피치는 잉크 펠렛의 높이보다 크고, 잉크 펠렛의 높이의 2 배 보다는 작은 것을 특징으로 하는 카트리지.
  21. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 하나 이상의 출구에서 잉크 펠렛의 상기 릴리즈를 검출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  22. 제 21 항에 있어서, 잉크 펠렛의 상기 릴리즈를 검출하는 수단은, 상기 하나 이상의 출구의 근방에 위치된 이동가능한 검출 부재를 포함하며, 작동시 상기 이동가능한 검출 부재는 통과하는 잉크 펠렛의 영향하에서 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동가능한 것을 특징으로 하는 카트리지.
  23. 제 22 항에 있어서, 작동시 상기 이동가능한 검출 부재의 위치 변화를 검출할 수 있는 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 센서는 자기장의 변화를 검출함으로써 상기 이동가능한 검출 부재의 위치 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  25. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 접선 이동 제한 부재 및 나선형 부재에 의해 형성된 안정적인 위치로 단일의 잉크 펠렛을 안내하는 정적인(static) 안내 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 안내 수단은 깔때기를 포함하며, 상기 깔때기는 넓은 제 1 단부 및 작은 제 2 단부를 포함하며, 잉크 펠렛들 사이의 브리지를 제거하면서, 단일의 잉크 펠렛이 상기 넓은 단부로부터 상기 작은 단부를 관통하여 상기 안정적인 위치로 안내되도록 위치되고 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 카트리지.
  27. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 회전가능한 샤프트는 외부 구동 수단에 작동가능하게 맞물리는 수용 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 카트리지.
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