KR19990070700A - 잉크젯 프린터의 잉크카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크카트리지 내부에 잉크를 충분히 수용할수 있도록 하고 또한 인쇄중 잉크카트리지의 움직임으로 인한 잉크의 출렁임이 방지되도록 함으로써, 잉크카트리지의 잉크 교체시기를 길게할수 있으며 또한 잉크잔량의 확인이 편리하게 되는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지에 관한 것으로서, 특히 상부가 개방되고 하부 중앙에는 잉크공급구가 마련된 잉크용기; 상기 잉크용기의 개방된 상부에 결합되며 하부 중앙에는 상기 잉크공급구와 일정간격 떨어지도록 상기 잉크용기의 내부로 돌출된 가이드부가 구비된 덮개; 상기 잉크용기 내부에 상기 잉크공급구와 상기 가이드부의 하단 사이에 잉크를 함침한 상태로 구비되며 잉크를 상기 잉크공급구 쪽으로 안내하는 다공질체; 상기 가이드부에 끼워지고 잉크의 수위에 따라 수평을 유지하며 승강되는 부유체; 그리고 상기 잉크용기의 하부에 상기 다공질체가 대기중에 노출되도록 형성된 대기연통구를 구비하는 특징이 있다.

Description

잉크젯 프린터의 잉크카트리지

본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크카트리지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 잉크카트리지의 잉크량을 감지할수 있도록 함과 동시에 잉크를 보다많이 수용할수 있도록 함으로써, 잉크카트리지의 교체시기를 정확히 알수 있도록하고 또한 교체시기를 길게한 잉크젯 프린터의 잉크카트리지에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯 기록장치는 미소구동기 또는 열저항체를 가지는 기록헤드를 이용하여 잉크를 인쇄매체에 분사하여 기록을 행하는 인쇄장치로서 널리 사용되고 있다. 이러한 잉크젯 기록장치에 있어서, 잉크카트리지는 잉크젯 기록장치에 장착되어 기록헤드에 잉크를 공급해주는 기능을 한다.

종래에는 잉크카트리지의 잉크수용부 전체에 다공질체를 삽입한 잉크카트리지(일본 특개평7-1730, 7-60978, 7-148937, 8-224893, 8-336982)와 잉크카트리지의 내부공간을 2개 또는 그 이상으로 나누고 그중 일부의 공간에 다공질체를 수용하여 잉크의 수용효율을 높인 잉크카트리지(특개평7-52404, 7-76101, 7-60985, 7-195706, 8-11316, 8-90784, 8-187872, 8-207304, 9-48137)가 제안되었다.

도 1은 특개평7-52404호에 해당되는 것으로서, 이러한 잉크카트리지는 기본적으로 잉크(5)와 다공질체(4)가 수용되는 잉크용기(1)와 잉크용기(1)를 밀봉하는 덮개, 잉크용기(1)의 내부와 대기를 연결시켜 주는 대기연통구(3) 그리고 헤드조립체와 잉크카트리지의 결합부 역할을 하는 동시에 헤드에 공급될 잉크가 나가는 잉크공급구(2)로 구성되어 있다.

다공질체(4)는 내부에 다수개의 공동(空洞)을 가진 물질을 의미하고, 폴리우레탄 스폰지가 주로 사용된다. 다공질체(4)의 내부에 존재하는 미세한 공동은 서로가 연결되어 있고, 이러한 내부구조는 공동들이 매우 가느다란 관을 통해서 서로 연결되어 있는 모형으로 모델링된다. 다공질체의 이러한 내부구조로 인하여 잉크를 강하게 빨아들이는 모세관현상이 발생하게 된다. 다공질체의 잉크흡수력은 잉크가 외부로 누설되는 것을 막아주게 되는 것이다.

그러나 잉크카트리지에서 다공질체는 잉크누설방지를 위해서 반드시 필요한 구성요소 이기는 하지만, 다공질체를 사용함으로써 발생하는 문제점도 있다. 우선 다공질체(4)가 잉크용기(1) 내에서 차지하는 부피로 인해서 잉크카트리지가 수용되는 잉크의 양이 줄어들게 되고, 잉크카트리지의 크기가 커지는 문제점이 있다. 잉크 수용부와 다공질체 수용부를 구분한 잉크카트리지의 경우에는 잉크카트리지 내부의 구조가 복잡해지고, 조립이 복잡해지는 문제점이 있다. 그리고 다공질체를 압축하여 삽입하기 때문에 다공질체를 삽입하는 별도의 공정이 필요하게 된다.

또한 프린터가 기록을 행하면서 잉크카트리지의 잉크는 점점 소모되어 그 양이 점차로 줄어들게 된다. 잉크카트리지의 잉크가 점차로 줄어들게 되어 프린터가 인쇄를 행할수 없는 정도가 되기 전에 잉크카트리지를 교체해 주어야 한다. 이를 위해 인쇄를 행하는 사이사이에 잉크카트리지의 잉크량을 확인할 필요가 있다.

종래에 사용된 잉크잔량감지는 전기저항을 측정하거나, 헤드에서 토출한 액적의 수를 세거나, 카트리지의 무게를 재거나, 광센서를 이용하는 등의 방법이 제안되었다. 본 발명과 관련된 종래기술을 살펴보면, 일본 특개평8-72261은 투명한 잉크용기를 사용하고 그 안에 기록용 잉크와 색과 비중이 다른 경고용 잉크층을 사용하여 기록용 잉크위에 경고용 잉크가 떠있도록 하는 방법을 사용하였다. 특개평8-290579는 도 2에 도시된 바와 같이 잉크보다 비중이 작은 부유체(6)를 사용하는 방법을 사용하였고, 특개평9-220817과 특개평8-281966은 부유체와 광센서를 사용하여 잉크잔량을 감지하는 방법을 사용하였다.

이러한 방법들은 잉크보다 비중이 작은 부유체를 사용하여 부유체가 잉크위에 떠있도록 하고, 잉크의 양이 줄어 잉크액위가 낮아지게 되면 부유체도 함께 내려가게 된다. 그러므로 부유체의 위치를 가지고서 잉크의 양을 감지할수 있도록 되어 있다.

그러나 잉크의 액위를 나타내 주는 부유체가 잉크위에 단순히 떠있는 구조로 되어 있다. 이러한 구조로는 인쇄중 잉크카트리지의 움직임으로 인한 잉크의 출렁임을 방지할수 없을 뿐만 아니라 부유체의 움직임으로 인해서 잉크에 압력을 가하게 되고, 그 결과 잉크가 누설되는 문제점이 있다. 또한 부유체를 수용하는 공간을 별도로 두어 내부구조가 복잡해지는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 잉크카트리지 내부에 잉크를 충분히 수용할수 있도록 하고 또한 인쇄중 잉크카트리지의 움직임으로 인한 잉크의 출렁임이 방지되도록 함으로써, 잉크카트리지의 잉크 교체시기를 길게할수 있으며 또한 잉크잔량의 확인이 편리하게 되는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지를 제공함에 있다.

도 1은 종래 다공질체를 사용한 잉크카트리지의 단면도,

도 2는 종래 잉크잔량을 확인할수 있는 잉크카트리지의 단면도,

도 3은 본 발명 제 1 실시예의 카트리지의 분리 사시도,

도 4는 본 발명 제 1 실시예의 카트리지의 단면도,

도 5는 도 4의 A - A선 단면도,

도 6은 본 발명 제 2 실시예의 카트리지 단면도,

도 7은 도 6의 B - B선 단면도,

도 8은 본 발명 제 3 실시예의 카트리지 단면도,

도 9는 도 8의 C - C선 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 잉크용기 11 : 잉크공급구

12 : 대기연통구 13 : 덮개

14 : 가이드부 15 : 다공질체

16 : 고정판 17 : 부유체

18 : 나선홈 20 : 잉크

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상부가 개방되고 하부 중앙에는 잉크공급구가 마련된 잉크용기; 상기 잉크용기의 개방된 상부에 결합되며 하부 중앙에는 상기 잉크공급구와 일정간격 떨어지도록 상기 잉크용기의 내부로 돌출된 가이드부가 구비된 덮개; 상기 잉크용기 내부에 상기 잉크공급구와 상기 가이드부의 하단 사이에 잉크를 함침한 상태로 구비되며 잉크를 상기 잉크공급구 쪽으로 안내하는 다공질체; 상기 가이드부에 끼워지고 잉크의 수위에 따라 수평을 유지하며 승강되는 부유체; 그리고 상기 잉크용기의 하부에 상기 다공질체가 대기중에 노출되도록 형성된 대기연통구를 구비하는 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 제 1 실시예의 카트리지의 분리 사시도 이고, 도 4는 본 발명 제 1 실시예의 카트리지의 단면도 이다. 잉크(20)가 저장되는 잉크용기(10)는 내부를 확인할수 있는 투명한 재질로 구성되며 상부가 개방되고 하부 중앙에는 잉크공급구(11)가 내부로 돌출 형성된다. 잉크공급구(11)는 잉크를 걸러주는 필터(19)에 의해 덮혀 있으며 잉크용기(10)의 개방된 상부에는 덮개(13)가 결합되어 잉크용기의 상부를 밀폐시킨다. 그리고 덮개(13)의 하부 중앙에는 잉크용기(10)의 내부로 끼워지는 가이드부(14)가 구비된다. 가이드부(14)는 그 하단에 고정판(16)이 마련되며 고정판(16)과 잉크용기(10)의 내부 바닥 사이에 다공질체(15)가 마련된다.

다공질체(15)는 고정판(16)에 의해 약간 눌린 상태로 잉크용기(10)의 바닥에 놓이며 이때 잉크공급구(11) 주위의 다공질체(15)는 다른 부위보다 압축변형된다. 그리고 잉크용기(10)의 하부에는 다공질체(15)를 대기중으로 노출시키는 대기연통구(12)가 마련되며 가이드부(14)에는 잉크(20)의 유량에 따라 승강되는 부유체(17)가 구비된다. 부유체(17)는 잉크용기(10)의 외부에서 투시됨으로 잉크의 유량을 확인할수 있으며 또한 잉크의 출렁임을 방지하여 안정시키는 역할을 한다. 그리고 부유체(17)의 중앙에는 가이드부(14)에 끼워지는 구멍(17a)이 형성되어 있으므로 수평을 이루면서 승강하게 된다.

이처럼 구성된 본 발명 제 1 실시예의 잉크카트리지는 투명한 재질의 잉크용기(10)의 내부에 부유체(17)가 설치되어 잉크잔량을 확인할수 있도록 구성되어 있다. 그리고 부유체(17)는 가이드부(14)를 타고 수평상태로 승강됨으로 잉크 출렁임을 억제하여 잉크를 안정시킬수 있다. 부유체(17)의 중앙에 형성된 구멍(17a)이 가이드부(14)에 끼워진 다음 잉크에 의해 떠있는 상태로 놓인다. 따라서 부유체(17)의 기울어짐이 방지되고 항상 수평을 유지하며 떠있게 된다.

부유체(17)가 잉크용기(10)의 내부에 수평을 유지하며 설치됨으로 인쇄중 캐리지의 움직임으로 인해서 발생하는 잉크카트리지내의 잉크의 출렁임을 방지할수 있고, 잉크의 압력변동을 방지할수 있으며, 그 결과 잉크의 누설을 방지할수 있다. 잉크카트리지가 프린터에 장착되어 인쇄를 해가면서 잉크카트리지의 잉크를 소모하게 되면 잉크의 양이 줄어들어 잉크의 액위가 낮아지게 되고, 부유체(17)의 위치가 아리로 이동하게 된다. 부유체(17)는 항상 수평을 유지하고 있기 때문에 잉크의 액위의 변화를 정확하게 나타낼수 있게되며 잉크의 잔량을 정확하게 알수 있다.

도 6은 본 발명 제 2 실시예의 카트리지 단면도이고 도 7은 도 6의 B - B선 단면도 로서, 본 발명 제 1 실시예와 동일 구성을 갖는다. 단지 덮개(13)의 중앙에 형성된 가이드부(14)가 십자형으로 형성되며 이와 대응되는 부유체(17)의 구멍(17a)이 십자형으로 형성된 차이점이 있다. 십자형 가이드부(14)는 부유체(17)의 수평 이동이 더욱 안정되도록 해준다.

도 8은 본 발명 제 3 실시예의 카트리지 단면도이고 도 9는 도 8의 C - C선 단면도 로서, 본 발명 제 1 실시예와 동일 구성을 갖는다. 단지 덮개(13)의 중앙에 형성된 가이드부(14)의 내부에 대기연통구(12)가 형성된 차이가 있다. 가이드부(14)의 중앙에 형성된 대기연통구(12)는 고정판(16)의 하단으로 연장되어 있으며 다공질체(15)와 접해있다. 따라서 잉크(20)가 잉크공급구(11)로 유출되는 동안 잉크용기(10) 내부는 대기압으로 유지되어 잉크의 유출이 원활하게 유지된다.

또한 부유체(14)의 외주면에 나선홈(18)을 형성하여 잉크용기(10)의 상부가 대기압보다 낮은 부압이 걸리도록 한다. 잉크용기(10) 내부의 잉크압력은 잉크가 잉크공급구(11)로부터 누설되는 것을 막고 안정한 인쇄품질을 유지하기 위해서 대기압보다 낮은 압력, 즉 부압을 유지해야 하며 잉크카트리지를 사용하는 동안 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 이를 위해서 잉크용기(10) 상단은 대기압보다 낮은 압력으로 만든다. 잉크용기(10) 상부의 공간은 부유체(17)에 형성된 나선홈(18)을 제외하면 외부와 차단되어 있기 때문에, 잉크카트리지의 잉크가 소모되어 양이 줄어들게 되면 잉크의 압력이 떨어지게 된다. 잉크의 압력이 어느정도 떨어지게 되면 대기연통구(12)를 통해서 기포가 잉크용기(10) 내부로 침입하게 되고, 그 기포는 부유체(14)의 나선홈(18)을 지나서 상부의 공간으로 들어간다. 이때 잉크의 압력이 다시 올라가고, 잉크의 압력에 의해서 기포의 흡입은 중지된다. 이렇게 해서 잉크의 압력이 일정하게 유지된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면 잉크용기가 투명한 상태에서 용기 내부에 수평으로 승강되는 부유체가 설치된다. 이때 부유체는 잉크의 상면에 떠있는 상태가 되어 결과적으로 잉크 수위를 나타내게 된다. 그리고 부유체가 잉크의 상면에 설치됨으로 잉크의 출렁임이 방지되며 다공질체가 잉크용기의 하부에 한정적으로 설치되어 있으므로 잉크를 보다 많이 수용할수 있는 잇점이 있다.

Claims (6)

1. 상부가 개방되고 하부 중앙에는 잉크공급구가 마련된 잉크용기;

   상기 잉크용기의 개방된 상부에 결합되며 하부 중앙에는 상기 잉크공급구와 일정간격 떨어지도록 상기 잉크용기의 내부로 돌출된 가이드부가 구비된 덮개;

   상기 잉크용기 내부에 상기 잉크공급구와 상기 가이드부의 하단 사이에 잉크를 함침한 상태로 구비되며 잉크를 상기 잉크공급구 쪽으로 안내하는 다공질체;

   상기 가이드부에 끼워지고 잉크의 수위에 따라 수평을 유지하며 승강되는 부유체;

   그리고 상기 잉크용기의 하부에 상기 다공질체가 대기중에 노출되도록 형성된 대기연통구를 구비하는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부유체가 승강되는 위치가 외부로 노출되도록 상기 잉크용기가 투명한 재질로 구성됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드부의 하단에 상기 다공질체를 눌러주는 고정판이 구비됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크공급구가 상기 잉크용기의 내부로 돌출되어 상기 다공질체의 일부가 압축됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지.
5. 상기 다공질체가 대기중에 노출되도록 상기 가이드부의 내부에 상기 덮개의 외부로 관통된 대기연통구가 구비됨을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 부유체의 외주면에 나선홈을 형성하여 상기 잉크용기의 상부공간에 대기압보다 낮은 부압이 일정하게 걸리도록함을 특징으로 하는 잉크젯 프린터의 잉크카트리지.