KR19990013808A - 개량된 유동 제어밸브를 구비한 액체 저장 및 분배 장치와 분배 방법 - Google Patents

Abstract

잉크젯 프린터를 위한 잉크 저장 및 분배 장치는 전형적으로 대기압으로 유지되며 가요성 파우치 형태를 취하는 주 저장조를 구비한다. 상기 주 저장조는 잉크를 저장조로부터 챔버로 흐르게 하며 챔버로부터 저장조로의 잉크 흐름은 억제하는 단일방향 밸브를 통하여 체적가변형 챔버에 연결된다. 상기 챔버는 외부잉크의 흐름을 방지하기 위해 상기 폐쇄되어 있는 유체 출구에 연결된다. 그러나, 프린터에 잉크 공급부가 설치될 때, 유체 출구는 챔버와 프린터 사이에 유체 연결부를 형성한다. 상기 챔버는 잉크를 저장조로부터 프린터로 공급하기 위해 작동될 수 있는 잉크 공급부에 제공되는 펌프의 일부분이다. 상기 펌프는 선형 작동식 펌핑 부재와, 상기 펌핑 부재위에 놓이는 가요성 다이아프램을 포함하며, 상기 다이아프램은 챔버내의 잉크의 악화를 피하기 위해 이를 통한 산소와 습기의 이송에 불침투성이다.

Description

개량된 유동 제어밸브를 구비한 액체 저장 및 분배 장치와 분배 방법

본 발명은 미국 특허출원 제 08/429,987 호에 기재된 발명의 개선에 관한 것이다.

본 발명은 액체를 일정 체적의 소량의 분량(dose)으로 분배하기 위한 내장형 펌프를 포함하는 액체 저장장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 프린팅 잉크의 공급부를 저장하고 상기 내장형 펌프의 작동에 따라 프린팅 잉크를 프린팅 헤드에 분배하기 위한 잉크젯 프린터에 유용한 대체가능한 저장장치에 관한 것이다.

부르스 카우거 및 노만 폴란스키 2세에 의해 출원되고 발명의 명칭이 잉크젯 프린터용 잉크 공급부인 계류중인 미국 특허출원서에는, 프린터 잉크 펜으로부터 분리되며 프린터 잉크 펜을 교체할 필요없이 잉크 공급부가 비었을 때 교체될 수 있는 잉크젯 프린터용 잉크 공급부가 기재되어 있다. 상술한 미국 특허출원서의 잉크 공급부는 잉크를 펌핑 챔버로부터 분배하기 위해 자체내장형 펌프를 사용하고 있으며, 이러한 펌핑장치의 실시예로서 벨로우즈 펌프를 제안하고 있다. 그러나, 벨로우즈 펌프는 폴리머 재료와 같은 반고형 재료의 상당히 넓은 연장면을 요구하게 되며, 벨로우즈 재료를 통한 산소 및 습기 이송률이 상당히 높아지게 된다. 이러한 산소 및/또는 습기 이송은 사용빈도수가 그다지 높지 않은 프린터에서 잉크 공급부내의 잉크의 품질을 악화시킨다. 또한, 상기 벨로우즈는 잉크 공급부의 다른 부분으로의 부착 위치에서 누설을 초래하게 된다. 상술한 미국 특허출원 제 08/429.987 호에 따르면, 벨로우즈의 사용에 따른 이러한 문제점들은 잉크 공급부의 관련의 새시 구조물과 일체로 형성된 단단한 주위 벽을 갖는 펌핑 장치를 사용하므로써 해결될 수 있으며, 상기 펌핑 장치는 펌핑 챔버내에서 잉크를 가압하기 위해 단단한 벽으로 형성된 펌핑 챔버내에서 이동가능한 선형작동식 펌핑 부재와, 연속적인 패턴으로 주위 벽의 엣지에 열 밀봉되어 상기 펌핑 부재위에 놓이는 가요성의 습기 및 산소 장벽 막을 포함한다.

상술한 미국 특허출원 제 08/429.987 호에 따른 잉크 공급부는, 분배 사이클중 잉크의 가압에 따라 펌핑 챔버로부터의 잉크가 파우치로 복귀하는 것을 방지하기 위해 새시에 열적층(heat stacking)되는 가요성의 얇은 플래퍼 밸브를 사용하고 있다. 그러나, 플래퍼 밸브를 새시에 열적층하는데 필요한 플래퍼 밸브의 가열은 플래퍼 밸브의 영구적인 변형을 초래할 수 있으며, 잉크 분배 사이클중 유동 효율의 손실을 초래하여 품질을 악화시키게 된다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따르면 플래퍼 밸브를 새시에 가압하는 스프링을 제공하므로써, 플래퍼 밸브를 새시에 열적층할 필요없이 플래퍼 밸브 형태의 적절한 체크 밸브가 제공될 수 있는 것으로 판명되었으며, 상기 스프링은 플래퍼 밸브에 의해 폐쇄되는 새시의 개구와 정렬되는 스프링 형태나, 상기 개구에 대해 옵셋된 스프링 형태를 취한다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적절한 체크 밸브는 펌핑 사이클중 펌핑 챔버로부터의 잉크가 파우치로 복귀되는 것을 차단하고, 파우치로부터의 잉크는 펌핑 사이클 말기에 펌핑 챔버로 유동시키기 위해 고정된 시트에 선택적으로 안착되는 스프링 편의형이나 자유 부유형 체크 볼 형태로 제공될 수 있는 것으로 판명되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 개선된 액체 저장 및 분배 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 잉크젯 프린터에서 잉크의 저장 및 분배에 유용하며 상술한 바와 같은 특징을 갖는 개선된 장치를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 펌핑 사이클중 장치의 펌핑 요소로부터의 액체가 액체 저장 파우치로 복귀되는 것을 방지하기 위한 개선된 체크 밸브를 갖는 액체 저장 및 분배 장치를 제공하는 것이며, 또한 본 발명의 목적은 잉크젯 프린터에서 잉크의 저장 및 분배에 유용하며 상술한 바와 같은 특징을 갖는 개선된 장치를 제공하는 것이다.

첨부된 도면을 참조하여 하기에 본 발명의 양호한 실시예가 상세히 서술될 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 액체 저장 및 분배 장치의 측면도.

도 2 는 도 1 에 도시된 장치의 확대도.

도 3 은 도 1 의 선 3-3 을 따라 취한, 도 1 및 도 2 의 장치의 평면도.

도 4 는 도 5 의 선 4-4 를 따라 취한, 도 1 내지 도 3 에 도시된 장치의 부품의 평면도.

도 5 는 도 4 의 측면도.

도 6 은 도 5 의 선 6-6 을 따라 취한, 도 4 및 도 5 에 도시된 장치의 부품의 평면도.

도 7 은 도 3 의 선 7-7 을 따라 취한 부분확대단면도.

도 8 은 도 1 내지 도 7 에 도시된 장치의 부분확대도.

도 9 는 도 8 의 요소가 조립된 상태를 도시한 도면.

도 10 은 도 1 내지 도 9 의 액체 저장 및 분배 장치 일부의 다른 실시예의 부분평면도.

도 11 은 도 10 의 선 11-11 을 따라 취한 부분단면도.

도 12 는 도 1 내지 도 9 의 액체 저장 및 분배 장치의 일부에 대한 다른 실시예의 부분단면도.

도 13 내지 도 18 은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 도 12 와 유사한 도면.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

12 : 외피 14 : 파우치

18 : 펌프 20 : 출구

22 : 캡 24 : 라벨

32 : 충진 포트 40 : 배출 포트

상술한 미국 특허출원 제 08/429.987 호에 기재된 본 발명의 실시예에 따른 잉크 저장 및 분배 장치는 도 1 에 도면부호 10 으로 도시되어 있다. 상기 장치는, 잉크를 저장하고 있는 가요성 파우치(14)를 구비한 단단한 보호 외피(12)를 포함한다. 상기 외피(12)는 펌프(18)와 유체 출구(20)가 수용된 새시(16)에 부착된다. 보호캡(22)은 새시(16)에 부착되며, 라벨(24)은 외피(12)가 새시(16)와 캡(22)을 고정하기 위하여 장치(10)의 캡(22)과 외피(12)의 외측에 고정된다. 상기 캡(22)은 펌프와 유체 출구에 접근할 수 있게 하는 개구를 갖는다.

장치(10)는 잉크젯 프린터내에서 도킹 베이(도시않음)내에 제거가능하게 삽입된다. 장치(10)가 프린터내에 삽입될 때, 도킹 베이내의 유체 입구는 유체 출구(20)와 결합되어 장치(10)로부터의 잉크가 프린터로 흐르게 한다. 도킹 베이내의 작동기(도시않음)는 펌프(18)와 결합된다. 작동기의 동작에 의해, 펌프(18)는 잉크를 유체 출구(20)를 통하여 도킹 베이의 유체 입구로, 그리고 그후 프린터로 설정된 체적을 갖는 연속적인 소량의 분량(dose)으로 제공한다.

새시(16)는 한쪽 단부에 충진 포트(32)를 가지며, 다른쪽 단부에 배출 포트(34)를 갖는다. 잉크는 상기 충진 포트(32)를 통하여 잉크 공급부에 추가되며, 상기 추가된 잉크에 의해 분배된 공기는 배출 포트(34)를 통하여 배출된다. 잉크 공급부가 충진된 후에, 상기 충진 포트(32)는 충진 포트(32)내로 가압되는 볼(35)에 의해 밀봉된다.

개방 단부를 갖는 펌핑 챔버(36)는 새시(16)와 일체로 형성되는 단단한 주위 벽(37)내에서 새시(16)의 바닥에 형성된다. 하기에 상세히 서술되는 바와 같이, 상기 펌핑 챔버(36)는 파우치(14)의 내부를 가압하지 않고 프린터에 잉크를 공급하기 위하여 가압될 수 있다. 상기 챔버(36)의 상부는, 잉크가 중력에 의해 또는 챔버(36)내의 부압에 의해 파우치(14)로부터 챔버(36)내로 유입되는 입구 포트(38)를 포함한다. 챔버(36)로부터 잉크가 배출되는 출구 포트(40)도 제공된다.

입구 포트(38)의 바닥에 위치된 단일 방향 플래퍼 밸브(42)는 챔버(36)로부터의 잉크가 파우치(14)로 복귀되는 것을 제한하도록 작용한다. 상기 플래퍼 밸브(42)는 가요성 재료의 사각형 부재이다. 도시된 실시예에서, 밸브(42)는 입구 포트(38)의 바닥위에 위치되며, 그 짧은 측의 중간에서 새시(16)에 열적층된다. 챔버(36)내의 압력이 파우치(14)의 압력 이하로 강하되었을 때, 밸브(42)의 적층되지 않은 쪽은 잉크의 흐름을 굴곡시켜 입구 포트(38)를 통하여 챔버(36)내로 흐르게 한다. 대향의 측부쌍을 따라 밸브(42)를 새시(16)에 열적층하므로써, 밸브(42)가 단일측을 따라서만 적층되는 경우에 비해 밸브(42)의 굴곡이 적어지므로써 보다 안전한 폐쇄가 보장되며, 이러한 효과는 긴측보다 짧은 측의 중간에서 열적층을 실시하므로써 강화된다.

도시된 실시예에서, 플래퍼 밸브(42)는 2개의 플라이 재료로 제조된다. 외측 플라이는 0.0381 ㎜(0.0015 인치) 두께의 저밀도 폴리에틸렌층이다. 내측 플라이는 0.0127 ㎜(0.0005 인치) 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)층이다. 도시된 플래퍼 밸브(42)는 5.5 ㎜ 의 폭과 8.7 ㎜ 의 길이를 갖는다. 이러한 재료는 밸브(42)가 폐쇄위치에 있을 때 이를 통하는 잉크 흐름에 불침투성이다.

챔버(36)의 바닥은 가요성 다이아프램(44)으로 덮인다. 상기 다이아프램(44)은 챔버 바닥에서의 개구보다 약간 크며, 챔버(36)를 형성하는 주위 벽의 자유 엣지 주위에서 밀봉된다. 과대형 다이아프램(oversized diaphram)(44)의 과잉 재료는 다이아프램을 상하로 굴곡시켜 챔버(36)의 체적을 변화시키게 한다. 도시된 장치에서, 다이아프램(44)의 변위는 챔버(36)의 체적이 약 0.7 ㎤ 가 되게 한다. 도시된 챔버(36)의 완전히 팽창된 체적은 약 2.2 내지 2.5 ㎤ 사이에 존재한다.

도시된 실시예에서, 다이아프램(44)은 0.0127 ㎜(0.0005 인치) 두께의 저밀도 폴리에틸렌층과, 접착제층과, 0.0122 ㎜(0.00048 인치) 두께의 금속 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)층과, 0.0127 ㎜(0.0005 인치) 두께의 저밀도 폴리에틸렌층을 갖는 멀티플라이 재료로 제조된다. 물론, 다이아프램(44)을 형성하기 위해서는 다른 적절한 재료도 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서의 다이아프램(44)은 종래의 방법에 의해 챔버(36)의 벽(37)의 자유 엣지에 열적층된다. 열적층 처리중, 다이아프램의 저밀도 폴리에틸렌은 다이아프램(44)내의 주름이나 겹침을 밀봉시킬 것이다. 따라서, 다이아프램(44)은 산소와 습기의 전송에 대해서는 불침투성이므로 챔버내의 잉크가 다른 어떤 기질에 노출되므로써 발생되는 악화를 보호할 수 있게 된다.

챔버(36)내에서, 압력판(46)은 다이아프램(44)에 인접하여 위치되며, 상기 압력판(46)은 챔버(36)에 대한 피스톤으로 작용한다. 도시된 실시예에서 스텐레스강으로 제조된 펌핑 스프링(48)은 압력판(46)을 다이아프램(44)에 편의시켜 다이아프램을 외측으로 가압하므로써 챔버(36)의 크기를 팽창시킨다. 펌핑 스프링(48)을 정위치에 지지하기 위하여, 펌핑 스프링(48)의 한쪽 단부는 챔버(36)의 상부에 형성된 스파이크(50)상에 수용되며, 펌핑 스프링(48)의 다른쪽 단부는 압력판(46)상에 형성된 스파이크(52)에 수용된다. 도시된 실시예에서의 압력판(46)은 고밀도 폴리에틸렌의 성형물이다.

중공의 원통형 보스(54)는 유체 출구(20)의 하우징을 형성하기 위하여 새시(16)로부터 하향으로 연장되며, 상기 보스(54)는 새시(16)와 일체로 형성된다. 중공 보스(54)의 보어(56)는 그 하단부에 협소한 목부분(54a)을 포함한다. 도시된 실시예에서 스텐레스강으로 제조된 밀봉 볼(58)은 보어(56)내에 위치된다. 상기 밀봉 볼(58)은 보어(56)내에서는 자유로이 이동가능하지만 상기 협소한 목부분(54a)은 통과할 수 없는 크기를 갖는다. 밀봉 스프링(60)은 밀봉 볼(58)을 상기 협소한 목 부분(54a)에 가압하여 밀봉을 형성하고 이에 의해 잉크가 유체 출구로 흐르는 것을 방지하기 위해 상기 보어(56)내에 위치된다. 도시된 실시예에서 스텐레스강으로 제조된 지지 볼(62)은 보어의 상부내로 가압끼워맞춤되어 밀봉 스프링(60)을 정위치에 지지한다. 상기 보어(56)는 지지 볼(62)을 지나 보어(56)내로의 잉크의 자유 흐름을 허용하는 형태를 갖는다.

상승한 매니폴드(64)는 새시(16)의 상부에 형성된다. 상기 매니폴드(64)는, 각각의 포트가 격리되도록 충진 포트(32)의 상부 주위에 원통형 보스를 형성하고, 입구 포트(38)의 상부에도 상기 보스와 유사한 보스를 형성한다. 상기 매니폴드(64)는 2개의 출구와 연결되는 상부개방형 도관(66)을 형성하기 위해 출구 포트(40)와 유체 출구(20)의 베이스 주위로 연장된다.

가요성 잉크 파우치(14)는 도관(66)을 위한 상부 덮개를 형성하기 위해 매니폴드(64)의 상부에 부착된다. 도시된 실시예에서, 이것은 도관(66)을 둘러싸는 매니폴드(64)의 상면에 사각형 플라스틱 시트(68)를 열적층하므로써 형성된다. 도시된 실시예에서, 고밀도 폴리에틸렌으로 성형된 새시와 플라스틱 시트는 0.0508 ㎜(0.002 인치)의 두께를 갖는 저밀도 폴리에틸렌이다. 이러한 2가지 재료는 종래의 방법에 의해 서로에 대해 용이하게 열적층되며, 용이하게 재생될 수 있다.

플라스틱 시트(68)가 새시(16)에 부착된 후, 상기 시트는 가요성 잉크 파우치(14)를 형성하기 위해 그 양쪽 측부와 상부 주위에서 주름잡히고 밀봉된다. 또한, 도시된 실시예에서 가요성 파우치(14)의 주위를 밀봉하기 위해 열적층이 사용될 수도 있다. 충진 포트(32)와 입구 포트(38)위의 플라스틱 시트는 이러한 포트를 통과하는 잉크의 흐름을 차단하기 위해 천공되어 관통되거나 기타 다른 방법으로 제거된다.

가요성 파우치(14)가 잉크를 저장하는데 이상적인 방법을 제공한다 하더라도, 이들은 용이하게 천공되거나 파열될 수 있으며, 잉크로부터 상당한 양의 물 손실을 초래한다. 따라서, 파우치(14)를 보호하고 물 손실을 방지하기 위해, 파우치(14)는 보호 외피(12)내에 수용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 외피(12)는 잉크 잔량의 체적을 결정하여 프린터의 적절한 작동을 보장하기 위해 파우치(14)내의 잉크를 투시할 수 있도록 충분히 투명한 정화된 폴리프로필렌으로 제조된다. 잉크로부터의 허용불가능한 물 손실을 방지하고 완전한 보호를 제공하기 위해서는 약 1 ㎜ 의 두께가 적당한 것으로 판명되었다. 그러나, 외피의 재료와 두께는 변경될 수도 있다.

외피(12)의 상부는 도킹 베이에 삽입되거나 이로부터 후퇴될 때 외피(12)의 파지를 촉진시키기 위하여 복수개의 상승 리브(70)를 포함한다. 수직 리브(72)는 외피(12)의 측부로부터 측방향으로 돌출된다. 상기 수직 리브(72)는 프린터내에 지지될 때 잉크 공급부에 측방향 지지와 안정성을 제공하기 위해 도킹 베이의 슬롯(도시않음)내에 수용될 수 있다. 외피(12)의 바닥은 외피(12)를 스냅끼워맞춤식으로 새시(16)에 부착하기 위하여 새시(16)의 현수된 주위 벽(79)에 형성된 2개의 원주방향 리브나 비이드(bead)(78)와 결합되는 2개의 원주방향 홈이나 오목부(76)를 포함한다.

가요성 저장조에서 누설이 발생될 경우, 외피(12)와 새시(16) 사이의 부착부는 외피로부터의 새시의 급작스런 분리를 방지하고 외피로부터의 잉크 흐름을 저지하기에 충분하다. 그러나, 상기 부착부는 저장조에서 잉크가 고갈될 때 외피내의 압력을 대기압과 동일하게 유지하기 위하여 외피내로 공기의 저속 유입을 허용할 정도로 밀봉되어서는 않된다. 그렇지 않을 경우, 외피내에 부압이 전개되어 잉크가 저장조로부터 흐르는 것을 저지하게 된다. 그러나, 외피내에 고습도를 유지하고 잉크로부터의 물 손실을 최소화하기 위하여, 공기의 유입은 제한되어야 한다.

도시된 실시예에서, 외피(12)와 그 내장된 가요성 파우치(14)는 약 30 ㎤ 의 잉크를 지지할 용량을 갖는다. 상기 외피의 폭은 67 ㎜ 이며, 높이는 60 ㎜ 이다. 가요성 파우치(14)는 과도한 과잉 재료없이 외피를 충진할 수 있는 크기를 가져야 한다. 물론, 주어진 프린터의 각각의 요구에 따라 다른 칫수와 형태도 가능하다.

장치(10)를 충진시키기 위하여, 잉크는 충진 포트(32)를 통하여 분사된다. 충진시, 상기 가요성 파우치(14)는 외피(12)를 충진하기 위하여 팽창된다. 잉크는 파우치내로 도입되며, 밀봉 볼(58)은 압력이 제거되어 유체 출구를 개방하며, 유체 출구(20)에는 부분적인 진공이 인가된다. 상기 유체 출구에서의 부분적인 진공에 의해 파우치(14)로부터의 잉크가 챔버(36)와, 도관(66)과, 원통형 보스(54)의 보어(56)에 충진되므로써, 존재할 수도 있는 소량의 공기를 잉크와 접촉시킨채로 유지한다. 유체 출구(20)에 인가된 부분적인 진공은 충진 처리의 속도를 증가시킨다. 파우치(14)의 급속 충진을 촉진시키기 위해 배출 포트(34)가 제공되며, 이에 의해 저장조가 팽창될 때 공기가 외피로부터 탈출된다.

몰론, 현존의 잉크 저장 및 분배 장치를 충진시키기 위해 기타 다른 방법이 사용될 수도 있다. 일부의 경우, 잉크로 충진하기 전에 장치 전체를 이산화탄소로 씻어내는 것이 바람직하다. 이러한 방법에 의해 충진 처리중 장치내에 걸린 가스는 공기가 아니라 이산화탄소가 될 것이다. 이것은 이산화탄소는 잉크를 용해할 수 있지만 공기는 그렇지 못하기 때문에 바람직한 것이다. 일반적으로, 거품과 같은 것들이 프린터 헤드나 말단 튜브에 유입되지 않도록 장치로부터 가능한한 많은 공기를 제거하는 것이 바람직하다.

보호캡(22)은 저장조가 충진된 후 장치(10)에 위치된다. 상기 보호캡은 캡을 새시에 부착시키기 위해 새시상에 리브(82)를 수용하는 홈(80)을 포함한다. 상기 캡은 새시내로의 공기 흐름을 제한하고 잉크로부터의 물 손실을 감소시키기 위하여 배출 포트(37)를 플러깅하는 러그(84)를 이송한다. 스터드(86)는 새시(16)의 각각의 단부로부터 연장되어 캡(22)의 개구내에 수용되므로 캡을 정렬시키는데 도움을 주며, 캡과 새시 사이의 일체감을 강화시킨다. 캡(22)의 개구를 지나 연장되는 스터드(86)의 자유단부는, 새시(16)에 대한 캡(22)의 탬퍼 저항성 부착부를 제공하기 위해 캡(22)이 정위치에 있게 된 후, 예를 들어 이들을 가열된 공구와 접촉시키므로써 변형된다. 또한, 라벨(24)은 외피(12)와 새시(16)와 캡(22)을 서로 단단히 지지하기 위하여 장치(10)의 측부에 고정된다. 도시된 실시예에서, 라벨이 박리되는 것을 방지하고 잉크 공급부와 탬퍼링되는 것을 억제하는 방식으로 라벨을 고정하기 위하여 고온용탕 압력감응제 또는 기타 다른 접착제가 사용된다.

도시된 실시예에서 캡(22)은 각각의 측부로부터 돌출되는 수직 리브(90)를 포함한다. 상기 리브(90)는 외피상에서 수직 리브(72)의 연장부이며, 수직 리브(72)와 유사한 방식으로 도킹 베이에 제공된 슬롯내에 수용된다. 리브(90)와 함께, 상기 캡(22)은 리브(90)의 각각의 측부에 위치된 돌출 키이(92)를 포함한다. 각각의 잉크 공급부의 색상이나 형태를 인식하기 위한 독특한 인식부를 제공하기 위하여 하나이상의 키이(92)가 선택적으로 제거되거나 변형될 수 있다. 각 잉크 공급부의 형태나 색상들을 인식하는 결합 키이(도시않음)는 도킹 베이에 형성될 수 있다. 이러한 방식에 의해, 사용자는 형태나 색상이 다른 잉크 공급부를 도킹 베이에 부주의하게 삽입하지 않게 된다. 이러한 배치는 다양한 색상의 잉크 공급부를 위한 도킹 베이가 인접된 다색 프린터에 특히 유리하다.

도 10 및 도 11 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 100 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

도 10 내지 도 11 에 도시된 실시예의 플래퍼 밸브는 도면부호 142 로 도시되어 있다. 가요성 시트나 박막으로 형성되는 플래퍼 밸브(142)는, 잉크가 성형된 플라스틱 새시(116)에서 입구 포트(138)를 통하여 주위 벽(137)에 의해 한정되는 펌핑 챔버(136)내로 흐르도록 한다. 입구 포트(138)를 통하여 펌핑 챔버(136)내로의 잉크의 흐름은 펌핑 챔버(136)의 압력이 입구 포트(138)보다 낮을 때 발생된다. 이에 대하여, 플래퍼 밸브(142)는 인접한 새시 구조물에 열적층되지 않으며, 펌핑 스프링(148)에 의해 탄성가능하게 편의된다. 펌핑 스프링(148)의 대향 단부(도시않음)는 구조가 유사하고 도 1 내지 도 9 에 도시된 실시예의 압력판(46)과 같은 작용을 하는 압력판(도시않음)과 결합된다. 그 어떠한 경우라도, 펌핑 챔버(136)내의 압력이 입구포트(138)의 압력보다 낮을 때, 상기 플래퍼 밸브(142)는 인접한 새시 구조물로부터 낙하될 것이며, 이것은 중력이나 압력에 의해 잉크가 입구 포트(138)를 통하여 펌핑 챔버(136)내로 유입되게 한다. 플래퍼 밸브(42)를 사용하고 있는 잉크젯 저장 및 분배 장치의 펌핑 사이클중 펌핑 챔버(136)내의 압력이 입구포트(138)의 압력보다 높을 때, 펌핑 스프링(148)이 팽창되어 플래퍼 밸브(142)를 입구 포트(138)의 개구에 대해 펌핑 챔버(136)내로 안전하게 편의시키므로써, 펌핑 챔버(136)로부터 입구 포트(138)내로 잉크의 역류를 차단한다. 도 10 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 펌핑 스프링(148)은 입구 포트(138)와 축방향으로 정렬되어 있다.

도 12 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 200 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

도 12 에 도시된 실시예의 플래퍼 밸브는 도면부호 242 로 도시되어 있다. 가요성 시트나 박막으로 형성되는 플래퍼 밸브(142)는, 펌핑 챔버(236)내의 압력이 입구 포트(238)의 압력보다 낮을 때, 잉크가 성형된 플라스틱 새시(216)에서 입구 포트(238)를 통하여 도 1 내지 도 9 의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 한정된 펌핑 챔버(236)내로 흐르도록 한다. 이에 대하여, 플래퍼 밸브(242)는 인접한 새시 구조물(216)에 열적층되지 않으며, 펌핑 스프링(248)에 의해 탄성가능하게 편의된다. 펌핑 스프링(248)의 대향 단부(도시않음)는 구조가 유사하고 도 1 내지 도 9 에 도시된 실시예의 압력판(46)과 같은 작용을 하는 압력판(도시않음)과 결합된다. 그 어떠한 경우라도, 펌핑 챔버(236)내의 압력이 입구포트(238)의 압력보다 낮을 때, 상기 플래퍼 밸브(242)는 인접한 새시 구조물로부터 낙하될 것이며, 이것은 중력이나 압력에 의해 잉크가 입구 포트(238)를 통하여 펌핑 챔버(236)내로 유입되게 한다. 플래퍼 밸브(242)를 사용하고 있는 잉크젯 저장 및 분배 장치의 펌핑 사이클중 펌핑 챔버(236)내의 압력이 입구포트(238)의 압력보다 높을 때, 상기 플래퍼 밸브(242)는 하방으로 편의되어 입구 포트(238)의 개구에 대해 펌핑 챔버(236)내에 안착되므로써, 펌핑 챔버(236)로부터 입구 포트(238)내로 잉크의 역류를 차단한다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 펌핑 스프링(248)은 입구 포트(238)와 축방향으로 정렬되어 있다. 따라서, 상기 플래퍼 밸브(246)는 고유의 탄성을 가지며, 입구 포트로부터 펌핑 챔버(236)내로 개구에 대한 플래퍼 밸브(242)의 안착은 플래퍼 밸브(242)의 자유 단부 즉, 입구 포트(238)로부터 펌핑 챔버(236)내로 개구에 대해 안착된 단부를 도 12 에 도시된 바와 같이 상향으로 굴곡시키므로써 증가될 수 있다.

도 13 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 300 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

성형된 플라스틱 새시(316)는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 한정되는 펌핑 챔버(336)내로 잉크를 유동시키는 입구 포트(338)를 포함한다. 상기 새시(316)는 입구 포트(338)내에 환형의 절두원추형 시트(316a)를 포함하며, 입구 포트(338)를 통하여 펌핑 챔버(336)내로의 단일방향의 잉크 흐름은 부유 체크 볼(342)에 의해 제공되며, 이러한 체크 볼은 볼(342)의 흐름 차단 위치에서 시트(316a)에 안착된다. 상기 볼(342)은 밀봉 스프링(342a)에 의해 시트(316a)에 가압되며, 그 한쪽 단부는 볼(342)에 대해 견디며, 그 대향 단부는 펌핑 스프링(348)의 단부에 의해 지지된다. 이에 대해, 도시된 펌핑 스프링(348)의 단부는 새시(316)와 일체로 형성된 스파이크(350)에 수용되며, 펌핑 스프링(348)의 대향 단부(도시않음)는 그 형상과 기능이 도 1 내지 도 9 의 압력판(46)에 대응하는 압력판(도시않음)과 결합된다.

도 14 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 400 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

도 14 에 도시된 실시예에 따른 잉크젯 저장 및 분배 장치는 그 내부에 입구 포트(438)를 갖는 성형된 플라스틱 새시(416)를 포함하며, 상기 새시(416)는 입구 포트(438)에 환형의 절두원추형 시트(416a)를 갖는다. 입구 포트(438)를 통하여 도 1 내지 도 9 에 도시된 실시예의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 형성되는 펌핑 챔버(436)내로의 잉크 흐름은 입구 포트(438)내에 위치되어 볼(442)이 시트(416a)와 결합될 때 입구 포트(438)를 통한 흐름을 차단하는 자유 부유 체크 볼(442)에 의해 선택적으로 허용되거나 차단된다. 상기 볼(442)은 입구 포트(438)내에서 시트(416a)와 펌핑 스프링(448)에 의해 한정되는 한계치내에서 자유롭게 이동되며, 그 대향 단부는 시트(416a)로부터의 볼(442)의 이동을 제한한다. 새시(416)와 일체로 형성된 스파이크(450)에 의해 볼(442)에 단단히 위치된 펌핑 스프링(448)은 그 기능과 형상이 도 1 내지 도 9 의 압력판(46)에 대응하는 압력판(도시않음)과 결합하는 대향 단부(도시않음)를 포함한다. 따라서, 볼(442)은 스프링(342a)에 의해 시트(316a)에 기계적으로 능동적으로(positively) 가압되는 도 13 의 실시예의 볼(342)과 같은 방식으로 시트(416a)에 기계적으로 능동적으로 가압되지는 않는다. 그러나, 펌핑 챔버(436)내의 높은 압력과 입구 포트(438)내의 압력이 볼(442)을 시트(416a)에 유압식으로 가압하므로써, 도 14 에 도시된 본 발명의 실시예의 펌핑 사이클중 입구 포트(438)를 통한 펌핑 챔버(436)로부터의 잉크 역류를 차단하게 된다.

도 15 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 500 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

도 15 의 실시예는 도 14 의 실시예의 변형예로서, 이에 따르면 성형된 플라스틱 새시(516)에서 환형의 절두원추형 시트부(516a)의 하류부인 입구 포트(538)의 일부 형상이 변형되었으며, 상기 하류부는 도면부호 538a 로 도시되었다. 입구 포트(538)의 하류부(538a)는 하류부(538a)가 아닌 입구 포트(538)의 상류부에서 고압의 영향하에 시트(516a)를 상승시킬 때, 원주방향으로 이격되고 길이방향으로 연장되는 복수개의 리브(538b)를 포함하며, 이들은 도 1 내지 도 9 의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 형성되는 펌핑 챔버(536)로 연결된다. 상기 리브(538b)가 존재하므로써, 입구 포트(538)의 하류부(538a)의 단면적은 도 14 의 실시예에 도시된 입구 포트(438)의 대응 부분보다 크며, 이에 따라 시트(516a)로부터 볼(542)의 리프트오프 직경을 위해 입구 포트(538)를 통한 잉크의 유동 비율을 증가시키게 된다. 또한, 상기 볼(542)은 입구 포트(538)의 하류부(538a)의 넓은 면적으로 인하여 챔버(536)가 가압될 때, 보다 신속히 시트(516a)에 안착될 것이다. 그 어떠한 경우라도, 입구 포트(538)내에서 볼(542)의 이동은 도 14 의 실시예의 펌핑 스프링(448)이 스파이크(450)에 의해 정위치에 지지되는 방식으로 새시(516)와 일체로 형성된 스파이크(550)에 의해 지지되며, 도 14 의 펌핑 스프링(448)과 유사한 펌핑 스프링(548)의 존재에 의해 제한된다.

도 16 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 600 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

도 16 의 실시예는 도 10 및 도 11 의 실시예의 변형예이다. 이에 대해, 도 16 의 실시예에 있어서, 성형된 플라스틱 새시(616)는 도 1 내지 도 9 의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 형성되는 펌핑 챔버(636)내로 잉크를 유동시키기 위한 입구 포트(638)를 포함한다. 입구 포트(638)를 통하여 펌핑 챔버(636)내로의 잉크의 단일방향 유동은 예를 들어 새시(616)가 제공된 잉크 저장 및 분배장치의 펌핑 사이클동안 펌핑 챔버(636)의 압력이 입구 포트(638)의 압력보다 높을 때 새시(616)의 완형 시트(616a)에 안착되는 평탄한 밸브(642)에 의해 보장된다. 펌핑 스프링(648)은 입구 포트(638)와 정렬하여 제공되는 반면에, 새시(616)는 평탄한 밸브(642)가 설정된 거리만큼 시트(616a)로부터 상승된 후에 펌핑 스프링(648)과 평탄한 밸브(642) 사이의 접촉을 제한하는 리브(616b)를 포함한다. 리브(616b)의 축방향 정도는, 입구 포트(638)의 압력과 펌핑 챔버(636)의 압력 사이의 압력 편차를 변화시키기 위한 대응 시간을 최적으로 하는데 요구되는, 평탄한 밸브(642)의 조정가능한 부유를 제공하기 위해 변화될 수 있다.

도 17 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 700 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

입구 포트(638)를 통하여 도 1 내지 도 9 의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 형성되는 펌핑 챔버(736)내로의 잉크의 단일방향 유동은 성형된 가요성의 플라스틱 부재(742)에 의해 보장된다. 상기 플라스틱 부재(742)는 예를 들어 새시(716)가 제공된 잉크 저장 및 분배장치의 펌핑 사이클동안 펌핑 챔버(736)의 압력이 입구 포트(738)의 압력보다 높을 때 새시(716)의 환형의 절두원추형 시트(76a)와 결합되는 환형의 절두원추면(742a)을 포함한다. 그러나, 입구 포트(738)의 압력이 펌핑 챔버(736)의 압력보다 높을 때, 상기 플라스틱 부재(742)는 펌핑 챔버(736)내로 굴곡되어 그 표면(716a)으로부터 표면(740a)을 상승시키므로써 잉크가 펌핑 챔버(736)내로 흐르게 한다. 상기 플라스틱 부재(742)는 새시(716)와 일체로 형성된 스파이크(750)위에 삽입되므로써, 또한 상기 스파이크(750)상에 지지된 펌핑 스프링(748)에 의해 상기 플라스틱 부재(742)를 새시(716)에 탄성가능하게 편의시키므로써, 새시(716)에 대해 능동적으로 위치된다. 상기 플라스틱 부재(742)는 펌핑 챔버(736)의 내외로 플라스틱 부재(742)를 굴곡시키기 위한 힌지로서 작용하는 절결부(742b)를 포함하며, 상기 절결부(742b)의 두께와 폭은 펌핑 챔버(736)와 입구 포트(738) 사이의 압력 편차의 변화로 인하여 상기 플라스틱 부재(742)가 안착되거나 이격되는 스프링 비율을 최적화하기 위해 조정될 수 있다.

도 18 의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대응하는 요소에는 800 단위의 도면부호가 부여되었으며, 마지막 2자리 숫자는 도 1 내지 도 9 의 실시예의 요소에 대한 2자리 숫자에 대응한다.

도 18 의 실시예에 있어서, 볼(842)은 입구 포트(838)를 통하여 도 1 내지 도 9 의 주위 벽(37)에 대응하는 주위 벽(도시않음)에 의해 형성되는 펌핑 챔버(836)내로 잉크의 흐름을 제한하는 성형된 플라스틱 새시(816)의 입구 포트(838)내에 위치된다. 상기 새시(816)는 펌핑 챔버(836)의 압력이 입구 포트(838)의 압력보다 높을 때 펌핑 챔버(836)로부터 입구 포트(838)를 통항 잉크의 역류를 방지하기 위해 볼(842)이 안착되는 환형의 절두원추면(816a)을 포함한다. 입구 포트(838)의 압력이 펌핑 챔버(836)의 압력보다 높을 때, 상기 볼(842)은 표면(816a)로부터 이격되므로써 잉크가 입구 포트(838)로부터 펌핑 챔버(836)내로 흐르게 한다.

입구 포트(838)내에서의 볼(842)의 이동은 원주방향으로 이격되며 새시(816)의 일련의 내향돌출 태브(816b)에 의해 한정되며, 상기 볼(842)은 가압끼워맞춤에 의해 입구 포트(838)내로 삽입될 수 있다. 새시(816)의 태브(816b)는 새시(816)의 직립의 환형 절두원추부(816c)에 형성된다. 상기 부분(816c)이 절두원추형을 취하기 때문에, 그 외측면은 새시(816)의 몰딩에 사용되고 성형 코어로부터의 새시의 벗김(stripping)을 촉진시키는 경사부를 갖는다.

본 발명의 다양한 실시예의 액체 저장 및 분배장치는 잉크젯 프린터에서 프린팅 잉크의 저장 및 분배를 위한 장치에 대해 서술되었다. 그러나, 본 발명의 기타 다른 저점도 액체의 저장 및 분배를 위해서도 용이하게 사용될 수 있다.

본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (10)

1. 개방 단부를 갖는 단단한 컵형 외피와, 상기 외피의 개방 단부에 고정된 성형된 플라스틱 새시와, 개방 단부와 폐쇄 단부를 구비한 가요성 파우치와, 펌핑 메카니즘으로부터 액체 출구를 통해 액체를 분배하기 위하여 상기 가요성 파우치를 펌핑 메카니즘으로부터 분리시키고 액체가 가요성 파우치로부터 펌핑 메카니즘으로 흐르게 하고 펌핑 메카니즘으로부터 가요성 파우치로의 액체 유동은 방지하는 체크 밸브를 구비하며, 상기 새시는 액체 출구를 구비한 펌핑 메카니즘을 구비하며, 상기 폐쇄 단부는 외피내에 위치되며, 상기 개방 단부는 펌핑 메카니즘과 액체연통되는 액체 저장 및 분배장치에 있어서,

   상기 체크 밸브의 어떠한 부분도 새시에 열적층되지 않는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 스프링과 같은 성질을 갖는 가요성 재료로 형성된 평탄한 부재 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 평탄한 부재는 새시의 개구위에 놓이는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
4. 제 3 항에 있어서, 새시에 대해 상기 평탄한 부재의 일부를 편의시키는 스프링 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스프링 수단은 상기 새시의 개구와 정렬된 평탄한 부재에 대해 작용하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 스프링 부재는 상기 개구와 정렬되지 않은 평탄한 부재에 대해 작용하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 체크 밸브는 펌핑 메카니즘으로 연결되는 새시의 입구 개구를 둘러싸는 환형 시트에 안착되는 볼 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 환형 시트와 결합된 볼을 탄성가능하게 편의시키는 스프링 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 성형된 플라스틱 부재의 환형 절두원추면의 위치로부터 어긋난 위치에서 상기 성형된 플라스틱 부재와 결합되며 상기 플라스틱 부재를 편의시켜 새시와 결합하게 하는 스프링 수단을 부가로 포함하며, 상기 체크 밸브는 가요성의 성형된 플라스틱 부재이며, 상기 성형된 플라스틱 부재의 일부는 펌핑 메카니즘으로부터 가요성 파우치로 잉크의 흐름을 차단하기 위해 성형된 플라스틱 부재가 위치될 때 상기 새시의 환형 절두원추면과 결합되는 환형의 절두원추면을 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 저장 및 분배장치.
10. 파우치로부터 파우치 및 펌핑 메카니즘과 액체연결되는 입구 포트를 구비한 새시의 펌핑 메카니즘을 통하여 액체 단일방향 유동을 제공하기 위한 방법에 있어서,

    펌핑 부재의 압력이 파우치 내부의 압력보다 높을 때 펌핑 장치로부터 파우치로의 흐름을 차단하기 위해 입구 포트와 정렬된 새시내에 새시에 열적층되지 않는 평탄한 밸브 부재를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 분배 방법.