KR20010057251A - 잉크젯 프린터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크젯 프린터를 개시한다.

본 발명은, 소정압으로 용지상으로 기록액을 분사하는 헤드와; 내부에 기록액이 저장되며, 헤드와 플렉시블 튜브를 통해 연결되고, 헤드에 비하여 상대적으로 낮게 위치되어 상기 헤드와 기록액간에 발생되는 일정한 수위차를 통해 헤드의 토출구상에 음압을 발생시키는 카트리지;를 포함하여 된 것으로서, 상호 높낮이를 달리하는 헤드와 카트리지를 통해 발생되는 수위차에 의해 헤드의 토출구 부분에 일정한 음압을 발생시킬 수 있게된다.

따라서 신속한 기록액의 토출 및 기록액의 응고를 예방할 수 있는 이점이 있다.

이외에도 카트리지를 구성하고 있는 내부 케이스상에 기록액을 저장하는 것이기 때문에 종래와 같이 스폰지체를 통한 기록액의 저장에 비하여 대용량의 저장이 가능하고 기록액의 소모시에도 신속하고 안정된 교환이 가능한 이점이 있다.

Description

잉크젯 프린터{Inkjet printer}

본 발명은 잉크젯 프린트에 관한 것이다.

일반적으로 널리 이용되고 있는 잉크젯 프린터는 DOD(drop on demand)방식을 사용하고 있다.

이 DOD방식은 기록액 방울을 대전(帶電)하거나 편향시킬 필요가 없고, 고압도 필요치 않으며, 대기의 압력하에서 즉시 기록액 방울을 분사하여 손쉽게 프린트할 수 있기 때문에 이용이 점차 늘어나고 있다.

대표적인 분사원리는 저항을 이용하는 가열식 분사방법과 압전소자(piezo-electric)를 이용하는 진동식 분사방법이 있다.

도 1에는 가열식 분사방법의 원리를 설명하기 위한 것으로 기록액이 내장되는 캐리지(1)가 있고, 이 캐리지(1)로부터 피 기록재를 향하도록 노즐(2)이 마련되며, 노즐(2)의 반대쪽 캐리지(1) 바닥면에는 저항(3)이 마련되어 공기의 팽창을 유발하도록 구성된다.

따라서 저항(3)에 의해 팽창된 공기 거품(bubble)은 캐리지(1) 내부의 기록액을 노즐(2)로 밀려 나가게 하는 것이고, 기록액은 그 힘으로 피 기록재를 향해 분사되는 것이다.

도 2는 압전소자에 의한 진동식 분사방법의 원리를 설명하기 위한 것으로서 역시 기록액이 내장되어 있는 캐리지(4)가 있고, 이 캐리지(4)로부터 피 기록재를 향한 노즐(5)이 구비되며, 노즐(5)의 반대쪽에 바닥면에는 압전소자(Piezo transducer;6)가 마련되어 진동을 유발하도록 구성된다.

따라서 캐리지(4)의 바닥에서 압전소자(6)가 진동을 유발하면 기록액은 진동의 힘에 의해 노즐(5)로 밀려 나가게 되며 따라서 기록액은 그 진동의 힘에 의해 피 기록재로 분사되는 것이다.

한편, 이와같은 여러 방식의 잉크젯 프린터에 있어서는, 근래에 들어와서 가장 활발하게 연구가 진행되고 있는 것이 헤드(head)에 기록액을 공급하는 카트리지(cartridge)에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 카트리지의 형태는 도 3에 나타내 보인 바와 같이 카트리지(10)상에 흡수력이 우수한 스폰지체(11)를 내장하고 이에 기록액을 흡수시킨 상태에서 이를 직접 헤드(12)와 연결시키거나 또는 분리된 상태로 기록액을 공급하도록 되어 있다.

이와같이 스폰지체(11)에 기록액을 흡수시킨 상태에서 헤드(12)에 기록액을 공급하는 것은, 도 3에 확대 도시된 바와 같이, 기록액이 토출되는 헤드(12)의 토출구(12a) 끝단부에서 기록액이 내부로 만곡된 형태로 충진되어야 하기 때문이다.

즉, 토출구(12a) 부분에 음압(negative pressure)이 발생되어 기록액이 내부로 만곡된 상태로 충진되어야만, 기록액이 압전소자 또는 저항에 의해 토출될 때 신속하게 토출될 뿐만 아니라, 대기(大氣)중에 접촉되는 것을 억제하여 기록액의 응고를 예방할 수 있기 때문이다.

그러나 이와같은 카트리지 형태에 있어서는, 스폰지체(11)에 기록액을 흡수시키는 것이기 때문에 기록액의 저장량에 한계가 있어 대용량에 부적합하며, 기록액의 재 공급이 불편한 문제점이 야기된다.

도 4에는 다른 형태의 카트리지를 나타내 보였다.

이는 카트리지(20) 내부에 기록액이 저장되고, 카트리지(20) 내에는 헤드(21)에 음압을 발생시키기 위한 것으로서, 판 스프링부재(22)를 복수 마련하여, 이 판 스프링부재(22)가 벌어지려는 힘을 통해 헤드(21)의 토출구(21a) 부분에 음압을 발생시키도록 하고 있다.

그러나 이러한 카트리지 형태에 있어서는, 그 내부구조가 매우 복잡하고, 특히 판 스프링부재(22)를 카트리지(20) 내에 장착하기가 매우 곤란한 문제점을 내재하고 있다.

본 발명은 이와같은 종래 잉크젯 프린터의 제반 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 헤드 토출구상에 음압의 발생을 용이하고 안정되게 행할 수 있으며, 특히 고용량의 기록액 저장이 가능하여 사용상의 편리를 도모한 잉크젯 프린터를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 일반적인 잉크젯 프린터의 분사 원리를 나타낸 단면도들,

도 3 및 도 4는 종래 잉크젯 프린터에 있어서, 카트리지를 발췌하여 개념적으로 나타낸 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터에 있어서, 카트리지를 발췌하여 나타낸 분리 사시도,

도 6은 결합 상태의 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 헤드 110 : (헤드의)토출구

200 : 카트리지 210 : 외부 케이스

211 : 가이드 홈 211a : 홈

212 : 장홈 220 : 내부 케이스

221 : 배출구 222 : 가이드 돌기

300 : 플렉시블 튜브

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 잉크젯 프린터는, 소정압으로 용지상으로 기록액을 분사하는 헤드와; 내부에 기록액이 저장되며, 상기 헤드와 플렉시블 튜브를 통해 연결되고, 상기 헤드에 비하여 상대적으로 낮게 위치되어 상기 헤드와 기록액간에 발생되는 일정한 수위차를 통해 헤드의 토출구상에 음압을 발생시키는 카트리지;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 카트리지는, 중심면에 길이 방향으로 가이드 홈이 형성되며, 전면에는 길이 방향을 따라 장홈이 형성된 외부 케이스와;상기 외부 케이스의 가이드 홈을 따라 상,하로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 내부에 기록액이 저장되고, 전면에는 상기 외부 케이스의 장홈을 따라 슬라이딩 이송되며 플렉시블 튜브가 연결되는 배출구가 연장 형성된 내부 케이스와; 상기 외부 케이스의 바닥면과 상기 내부 케이스의 하면 사이에 개재되어 상기 내부 케이스내의 기록액의 저장상태에 따라 상기 내부 케이스를 상부로 이송시켜 기록액과 헤드간의 수위차를 일정하게 유지시키는 스프링;을 포함하여 된 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 한 특징은, 상기 외부 케이스의 가이드 홈 양측 내벽면으로는 소정깊이로 적어도 하나 이상 복수의 홈이 길이 방향을 따라 형성되며, 대응되는 상기 내부 케이스의 양측면에는 상기 외부 케이스의 홈에 결합되어 슬라이딩 이송될 수 있도록 가이드 돌기가 길이 방향을 따라 연장 형성된 것에 있다.

이하 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 잉크젯 프린터에 있어서, 카트리지를 발췌하여 나타낸 분리 사시도이고, 도 6은 결합 상태의 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 본 발명에 따른 잉크젯 프린터는, 크게 헤드(head;100)와 카트리지(cartridge;200)로 대별된다.

헤드(100)는 도시되지는 않았지만, 소정의 이송수단을 통해 이송되면서 소정압력으로 용지상으로 기록액을 토출하여 프린팅을 행하는 부분이다.

카트리지(200)는 헤드(100)상으로 기록액을 공급하기 위하여 마련되는 것으로서 특히 도 6에 나타내 보인 바와 같이 헤드(100)의 위치에 비하여 상대적으로낮게 설치되며, 플렉시브 튜브(300)로 헤드(100)와 연결되어 이 플렉시블 튜브(300)를 통해 기록액을 헤드(100)상으로 공급하게 된다.

카트리지(200)가 헤드(100)에 비하여 상대적으로 낮게 위치됨으로써 도 6에 나타내 보인 바와 같이 카트리지(200) 내의 기록액(e)과 헤드(100)간에는 소정의 수위차가 발생되며, 이 수위차를 통해 헤드(100)의 토출구(110) 부분에 소정의 음압(negative pressure)을 발생시킨다.

이와같이 헤드(100)의 토출구(110) 상에 음압을 발생시키는 카트리지(200)의 상세한 구조를 보면, 크게 외부 케이스(外部case;210)와, 내부 케이스(內部case;220) 및 스프링(spring;230)으로 대별된다.

외부 케이스(210)는, 대략 사각틀 형상을 갖고 있으며, 중심면에는 길이 방향으로 가이드 홈(211)이 형성되며, 일측 전면에는 역시 길이 방향을 따라 소정폭의 장홈(212)이 형성된다.

내부 케이스(220)는 내부에 기록액이 저장되는 부분으로서 역시 사각틀 형상을 갖고 있으며, 특히 외부 케이스(210)의 가이드 홈(211)을 따라 상,하로 슬라이딩 가능하게 설치된다.

이러한 내부 케이스(220)의 전면에는 전술한 헤드(100)와 플렉시블 튜브(300)를 통해 연결될 수 있고, 특히 외부 케이스(210)의 장홈(212)에 끼워 삽입되어 상,하로 슬라이딩 이송될 수 있도록 배출구(221)가 연장 형성된다.

스프링(230)은, 외부 케이스(210)의 바닥면과 내부 케이스(220)의 하면 사이에 개재되는 것으로서, 내부 케이스(220) 내의 기록액의 소모에 따라 즉, 내부 케이스(220)의 무게 변화에 따라 내부 케이스(220)를 상부로 탄성력을 통해 이송시킴으로써 내부 케이스(220) 내의 기록액과 헤드(100)의 토출구(110)간에 일정한 수위차를 유지시키는 기능을 수행한다.

이와같이 내부 케이스(220) 내의 기록액과 헤드(100)의 토출구(110)간의 수위차를 일정하게 유지시켜야 하는 이유는, 일정한 수위차를 유지하여야만 헤드(100)의 토출구(110) 부분에서 항상 일정한 음압이 발생되기 때문이다.

한편, 내부 케이스(220)를 스프링(230)을 통해 외부 케이스(210)의 가이드 홈(211)을 따라 슬라이딩 이송시킴에 있어서는, 외부로부터의 충격등이나 슬라이딩 이송과정에서 유동이 발생될 우려가 야기된다.

이를 미연에 방지하기 위한 것으로서, 외부 케이스(210)의 가이드 홈(211) 내벽면에 적어도 하나 이상 복수의 홈(211a)을 길이 방향으로 형성되고, 대응되는 내부 케이스(220)의 양측 외면에는 가이드 홈(211)에 끼워 삽입되어 상,하로 슬라이딩 이송될 수 있도록 가이드 돌기(222)를 길이 방향으로 형성된다.

이때 홈(211a)은, 일측 내벽면에 형성되거나 양측 내벽면에 모두 형성될 수 있으며, 가이드 돌기(222)는 대응되도록 형성될 수 있다.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

헤드(100)의 토출구(110)에 비하여 카트리지(200)가 상대적으로 낮게 위치되어 있어, 카트리지(200)를 구성하고 있는 내부 케이스(220) 내의 기록액과 헤드(100)의 토출구(110)간에는 소정의 수위차를 유지하게 된다.

따라서 플렉시블 튜브(300)를 통해 기록액을 공급받는 헤드(100)의 토출구(110) 부분에는 수위차에 따른 압력에 의해 소정의 음압이 발생되게 된다.

따라서 헤드(100)상에 마련된 도시되지 않은 기록액 토출수단을 통해 기록액이 토출될 때 신속하게 토출될 뿐만 아니라 대기와의 접촉면적이 적어 응고가 예방되게 된다.

한편, 전술한 헤드(100)의 계속적인 동작에 의해 내부 케이스(220) 내의 기록액은 점차적으로 줄어들게 된다.

따라서 수위차의 변화에 따른 음압의 변화가 초래될 우려가 야기되지만, 이러한 문제점은 스프링(230)에 의해 외부 케이스(210)를 따라 상,하로 슬라이딩 가능하게 설치된 내부 케이스(220)의 이동에 의해 방지된다.

즉, 기록액이 줄어듬에 따라 내부 케이스(220)의 무게 변화가 야기되면, 스프링(230)의 무게 변화만큼 내부 케이스(220)를 외부 케이스(210)의 가이드 홈(211)을 중심으로 상부로 슬라이딩 이송시킴으로써 항상 일정한 수위차를 유지하게 한다.

따라서 헤드(100)의 토출구(110) 부분의 음압 변화가 초래되지 않게된다.

한편, 내부 케이스(220)가 외부 케이스(210)를 따라 슬라이딩 이송됨에 있어서는, 외부 케이스(210)의 내벽면에 형성된 홈(211a)과 내부 케이스(220)의 외면에 형성된 가이드 돌기(222)에 의해 유동이 발생되지 않게되어 안정된 이송을 도모할 수 있게된다.

또한 내부 케이스(220) 내부의 기록액은 직접 저장되는 것이기 때문에 종래와 같이 스폰지체를 사용하는 것에 비하여 대용량의 저장이 가능하게 되며, 특히 교환이 매우 신속하고 손쉽게 행할 수 있게된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 잉크젯 프린터에 의하면, 상호 높낮이를 달리하는 헤드와 카트리지를 통해 발생되는 수위차에 의해 헤드의 토출구 부분에 일정한 음압을 발생시킬 수 있게 된다.

따라서 신속한 기록액의 토출 및 기록액의 응고를 예방할 수 있는 이점이 있다.

이외에도 카트리지를 구성하고 있는 내부 케이스상에 기록액을 저장하는 것이기 때문에 종래와 같이 스폰지체를 통한 기록액의 저장에 비하여 대용량의 저장이 가능하고 기록액의 소모시에도 신속하고 안정된 교환이 가능한 이점이 있다.

Claims (3)

1. 소정압으로 용지상으로 기록액을 분사하는 헤드와;

   내부에 기록액이 저장되며, 상기 헤드와 플렉시블 튜브를 통해 연결되고, 상기 헤드에 비하여 상대적으로 낮게 위치되어 상기 헤드와 기록액간에 발생되는 일정한 수위차를 통해 헤드의 토출구상에 음압을 발생시키는 카트리지;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카트리지는, 중심면에 길이 방향으로 가이드 홈이 형성되며, 전면에는 길이 방향을 따라 장홈이 형성된 외부 케이스와;

   상기 외부 케이스의 가이드 홈을 따라 상,하로 슬라이딩 가능하게 설치되며, 내부에 기록액이 저장되고, 전면에는 상기 외부 케이스의 장홈을 따라 슬라이딩 이송되며 플렉시블 튜브가 연결되는 배출구가 연장 형성된 내부 케이스와;

   상기 외부 케이스의 바닥면과 상기 내부 케이스의 하면 사이에 개재되어 상기 내부 케이스내의 기록액의 저장상태에 따라 상기 내부 케이스를 상부로 이송시켜 기록액과 헤드간의 수위차를 일정하게 유지시키는 스프링;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 외부 케이스의 가이드 홈 양측 내벽면으로는 소정깊이로 적어도 하나 이상 복수의 홈이 길이 방향을 따라 형성되며,

   대응되는 상기 내부 케이스의 양측면에는 상기 외부 케이스의 홈에 결합되어 슬라이딩 이송될 수 있도록 가이드 돌기가 길이 방향을 따라 연장 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.