KR20020067031A

KR20020067031A - 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛 및 막 밸브

Info

Publication number: KR20020067031A
Application number: KR1020027002960A
Authority: KR
Inventors: 우스이미노루
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2002-08-21
Also published as: WO2002004217A1; US6837575B2; EP1300246A1; EP1300246A4; KR100531205B1; CN1203996C; HK1055580A1; CN1386093A; US20020135646A1

Abstract

잉크 통과 포트(4)와 동심원인 각부(angled portion)를 막부(2)의 중앙 영역에 형성하여 탄성 제공부로서 기능하게 함으로써, 외주에서 후막부를 사출 성형할 때에 생기는 영향이 막 밸브의 탄성에 영향을 미치지 않고서 제거된다.

Description

잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛 및 막 밸브{INK FEED UNIT FOR INK JET RECORDER AND DIAPHRAGM VALVE}

다수의 인쇄에서 사용되는 잉크 젯 기록 장치는, 케이싱 부재에 카세트 등의 잉크 카트리지를 설치하고, 잉크 카트리지를 잉크 공급 튜브를 통하여 카트리지 상에 탑재된 잉크 공급 유닛에 접속하며, 인쇄에 소모되는 잉크를 막 밸브로 이루어진 차압 밸브 기구를 포함하는 잉크 공급 유닛을 통하여 기록 헤드에 공급하는 잉크 공급 구조를 채택하고 있다.

이러한 구조를 채택함으로써, 기록 헤드에서의 잉크 소비량에 따른 잉크가 막 밸브의 개폐에 의해 기록 헤드에 공급될 수 있다.

그러나, 기록 헤드의 잉크 소비에 의해 생기는 압력의 미소한 변화에 대응할 수 있고, 기록 동작의 진동에 따라 쓸모없이 개폐되지 않는 막 밸브를 구성하는 것은 매우 어렵다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 일본국 특허공개 제2000-2346호 공보에 개시된 바와 같이, 실질적으로 크랭크 형상 단면을 갖는 벤딩부를 중심에서 잉크 공급 관통 구멍을 갖는 디스크 형상의 막 밸브의 외주 근방에 형성한 유체 공급 막 밸브가 제안되어 있다.

이 막 밸브에 따르면, 벤딩부를 사용하여 미소한 차압에 대응하게 관통 구멍이 밸브 시트(valve seat)와 접촉 또는 분리될 수 있다. 그러나, 막 밸브는 외주에서 지지부로서 기능하는 단면이 큰 프레임부를 동시에 형성할 필요가 있기 때문에, 막 밸브의 탄성에 크게 영향을 주는 벤딩부를 고정밀도로 구성하는데 숙련이 필요하다는 어려움이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 용이하게 제조할 수 있고 미소한 차압에 대응하면서 밸브 폐쇄 상태를 안정하게 유지할 수 있는 막 밸브를 갖는 잉크 공급 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 막 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명은 일정한 부압(negative pressure)이 잉크 상에 인가된 상태에서 잉크 젯 기록 헤드에 잉크 카트리지 내의 잉크를 공급하는 잉크 공급 유닛에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 막 밸브의 일 실시예를 나타낸 사시도.

도 2의 (a) 및 (b)는 잉크 공급 유닛의 차압 밸브 기구를 막 밸브로 구성한 경우의 밸브 폐쇄 상태 및 밸브 개방 상태를 각각 나타낸 단면도.

도 3 및 도 4는 본 발명의 잉크 공급 유닛에서 사용되는 막 밸브의 다른 실시예를 각각 나타낸 단면도.

도 5는 잉크 공급 유닛을 막 밸브로 구성한 경우의 일 실시예를 나타낸 도면.

도 6 및 도 7은 막 밸브를 다른 잉크 공급 시스템에 적용한 경우의 예들을 각각 나타낸 도면.

본 발명에 따르면, 밸브 시트 구성 부재에 의해 지지되는 외주의 후막부와 중심에서 잉크 통과 포트를 갖는 박막부를 포함하고, 탄성 인가 수단에 의해 밸브 시트에 대하여 잉크 통과 포트의 외주 근방에서 눌려지며, 잉크의 차압에 대응하여 밸브 시트와 접촉 또는 분리되는 막 밸브를 갖는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛에 있어서, 잉크 통과 포트와 동심원인 각부(angled portion)가 막 밸브의 박막부의 중앙 영역에 형성된다.

이에 따라, 후막부를 외주에서 사출 성형했을 때 생기는 영향이 제거되고,막 밸브가 미소한 차압에 대응하면서 외력에 대하여 자세를 안정하게 유지할 수 있어, 적절한 부압을 유지하면서 기록 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 공급 유닛을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 막부 주위에 벤딩용 오목부가 존재하지 않고 막 밸브의 형상 전체가 평활하며, 기포가 남지 않아, 잉크를 기록 헤드에 안정하게 공급할 수 있는 효과가 있다.

이하, 예시된 실시예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 막 밸브의 일 실시예를 나타내고, 도 2는 이 막 밸브가 차압 밸브 기구에 짜 넣어진 경우의 밸브 폐쇄 상태 및 밸브 개방 상태를 나타낸다.가동막으로서 구성된 막 밸브(1)는 차압을 받아 탄성 변형할 수 있는 소프트 재료로 형성되는 막부(2), 및 막부(2)의 외주를 지지하며 케이싱 등의 고정 부재에 의해 클램핑되고 유지되는 하드 재료로 형성되는 후막 프레임부(3)를 포함하며, 폴리머의 2색 성형에 의해 일체로 제조되는 것이 바람직하다.

막부(2)에는, 잉크 통과 포트(4)가 그 중심에 형성되고, 밸브 시트에 대향하는 영역(5)이 거의 평탄면으로 형성되며, 원 형상 단면을 갖는 스프링 받이 돌기(6)가 다른 면 상에 형성된다. 또한, 막부(2)는 잉크 통과 포트(4)와 동심원이 되도록 중앙 영역(7)에서 실질적으로 V자 형상으로 각이 지어져 있다.

이렇게 구성된 막 밸브(1)에서, 프레임부(3)는 밸브 챔버(10)를 구성하고 원형 단면을 갖는 창을 구획하는 지지부에 고정되고, 코일 스프링(12)의 일단이 스프링 받이 돌기(6) 상에 삽입되어, 막 밸브(1)가 차압 밸브 기구에 짜 넣어진다. 차압이 막 밸브(1)에 작용하지 않은 상태에서는, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이 영역(5)이 밸브 시트(13)에 대하여 코일 스프링(12)에 의해 탄성적으로 압압되어 유로를 차단한다.

한편, 막 밸브(1)의 하류측 상의 압력이 상류측 상의 압력보다 낮아지고 미리 정해진 차압이 막 밸브(1) 상에 작용하면, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이 막부(2)는 스프링(12)에 대하여 스프링(12)을 향하여 이동하여 영역(5)과 밸브 시트(13) 사이에 갭 g를 형성한다. 따라서, 잉크 I는 잉크 통과 포트(4)를 통하여 기록 헤드로 흐른다. 잉크가 기록 헤드로 흐르고 막 밸브(1)의 상류측과 그 하류측 간의 차압이 작아지면, 막부(2)는 코일 스프링(12)에 의해 압압되어 밸브시트(13)와 접촉하게 되어 유로를 차단한다.

인쇄 기간 중의 캐리지의 왕복 이동은 기록 장치 전체에 진동을 생기게 하고, 이 진동은 막 밸브(1) 상에 작용한다. 이 상태에서 막부(2)가 그 중앙 영역(7)에서 탄성을 나타내기 때문에, 외주 후막부가 사출 성형된 때에 생기는 영향이 없고, 막 밸브는 그 자세를 가능한 한 안정하게 유지할 수 있어 밸브 폐쇄 상태를 유지한다.

본 실시예에서는, 각부가 거의 V자 형상의 단면으로 굴곡되어 있다. 그러나, 각부가 도 3에 나타낸 바와 같이 거의 U자 형상으로 굴곡된 경우에도, 동일한 효과가 얻어진다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 본 실시예에서, 막 밸브(1)의 막부(2')는 거의 평탄면으로 형성되고, 스프링 받이 돌기(6)로부터 외주로 방사형으로 연장되고 일정한 간격으로 배치된 돌출 립부(8)가 막부(2')의 적어도 한쪽 면 상에 형성된다.

본 실시예에 따르면, 막부(2)는 가능한 한 얇게 형성되어, 강성을 감소시키면서, 각각의 돌출 립부(8)가 보강 부재로서 기능함으로써, 막부(2)의 전체 자세가 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 막부를 형성하는 금형에 오목홈부를 형성함으로써, 돌출 립부(8)가 막부의 형성과 동시에 형성될 수 있다.

이렇게 구성된 막 밸브(1)는, 도 5에 나타낸 바와 같이 잉크 카트리지에 접속된 잉크 유입구(20)가 일측면 상에 형성되고 기록 헤드에 접속된 잉크 유출구(21)가 다른 측면 상에 형성된 용기(22)에 배치되어, 이들 잉크 유입구(20)와 잉크 유출구(21)를 분리함으로써, 잉크 공급 유닛을 구성한다. 그리고, 잉크 유입구(20)를 튜브 등의 관로 형성 부재에 의해 잉크 카트리지에 접속하고, 잉크 유출구(21)를 튜브 등의 관로 형성 부재에 의해 기록 헤드에 접속함으로써, 잉크 곰급 시스템이 구성될 수 있다.

이러한 잉크 공급 시스템에 따르면, 잉크 카트리지 내의 잉크 레벨 및 잉크 카트리지와 기록 헤드 간의 높이차에 상관없이, 기록 헤드로의 잉크 공급 압력을 막 밸브(1)에 의해 거의 일정하게 유지할 수 있다.

본 실시예에서, 막 밸브는 분리 유닛으로서 구성된 잉크 공급 유닛으로 조립된다. 그러나, 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 막 밸브는 잉크 카트리지, 또는 기록 헤드에 접속되느 서브 탱크로 조립되어, 잉크 공급 유닛을 형성할 수 있다.

즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 잉크 수용부(30) 및 잉크 유출부(31)를 포함하는 용기(32)에서는, 밸브 개방 시에 막 밸브(1)의 이동측(도 6에서 우측)이 잉크 수용부(30)와 분리되고 잉크 유출구(31)와 연통하도록 막 밸브(1)를 수용함으로써, 막 밸브(1)가 조립되어 있는 잉크 카트리지를 구성할 수 있다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 잉크 카트리지에 탈착 가능하게 접속하는 접속 부재(42)가 잉크 저장 챔버(40)를 갖는 용기(41)에 설치되고, 막 밸브(1)가 잉크 수용 챔버(40)와 분리되도록 수용되며, 유로(43)가 막 밸브(1)의 하류측과 연통하도록 형성되고, 기록 헤드(44)가 유로(43)를 통하여 설치된 경우에도, 동일한 효과가 얻어질 수 있다.

본 실시예에서는, 막 밸브(1)의 잉크 통과 포트(4) 근방에 스프링 받이돌기(6)를 형성하고, 이 돌기(6)와 코일 스프링(12)을 접촉시켜 밸브 시트(13)에 대하여 잉크 통과 포트(4)를 압압한다. 그러나, 막 밸브(13)를 강제로 탄성적으로 변형시키도록 밸브 시트(13)를 바이어스 배치함으로써, 탄성 인가 유닛으로서 기능하는 코일 스프링(12)이 불필요하게 될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 장치는, 용이하게 제조될 수 있고, 미소한 차압에 대응하면서 밸브 폐쇄 상태를 유지할 수 있어, 잉크 젯 기록 장치의 잉크 공급 기구에 적합한 잉크 공급 유닛 및 막 밸브가 제공될 수 있다.

Claims

밸브 시트(valve seat) 구성 부재에 의해 지지되는 외주의 후막부와 중심에서 잉크 통과 포트를 갖는 박막부를 포함하고, 상기 잉크 통과 포트에서 밸브 시트에 대하여 압압되며, 잉크의 차압에 대응하게 상기 밸브 시트와 접촉 또는 분리되는 막 밸브를 갖는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛에 있어서,

상기 막 밸브의 상기 박막부의 중앙 영역에 상기 잉크 통과 포트와 동심원인 각부(angled portion)가 형성되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛.
밸브 시트 구성 부재에 의해 지지되는 외주의 후막부와 중심에서 잉크 통과 포트를 갖는 박막부를 포함하고, 탄성 인가 수단에 의해 상기 잉크 통과 포트에서 밸브 시트에 대하여 압압되며, 잉크의 차압에 대응하게 상기 밸브 시트와 접촉 또는 분리되는 막 밸브를 갖는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛에 있어서,

상기 막 밸브의 상기 박막부는 거의 평탄면으로 형성되고, 상기 잉크 통과 포트로부터 일정한 간격으로 방사형으로 연장되는 복수의 돌출 립부가 형성되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

잉크 카트리지 및 잉크 젯 기록 헤드를 접속하는 유로에 상기 막 밸브가 배치되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

잉크 젯 기록 헤드에 잉크를 공급하는 유로에 탈착식으로 부착된 잉크 용기에 상기 막 밸브가 배치되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 잉크 통과 포트의 외주 근방은 상기 탄성 인가 수단에 의해 상기 밸브 시트에 대하여 압압되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛.
외주의 후막부, 상기 후막부를 통하여 밸브 시트 구성 부재에 의해 지지되는 박막부, 및 상기 박막부의 중심에서의 잉크 통과 포트를 포함하고, 잉크의 차압에 대응하게 상기 잉크 통과 포트에서 밸브 시트와 접촉 또는 분리되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛의 막 밸브에 있어서,

상기 박막부의 중앙 영역에 상기 잉크 통과 포트와 동심원인 각부가 형성되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛의 막 밸브.
외주의 후막부, 상기 후막부를 통하여 밸브 시트 구성 부재에 의해 지지되는 박막부, 및 상기 박막부의 중심에서의 잉크 통과 포트를 포함하고, 잉크의 차압에 대응하게 상기 잉크 통과 포트에서 밸브 시트와 접촉 또는 분리되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛의 막 밸브에 있어서,

상기 박막부는 거의 평탄면으로 형성되고, 상기 잉크 통과 포트로부터 일정한 간격으로 방사형으로 연장되는 복수의 돌출 립부가 형성되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛의 막 밸브.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 잉크 통과 포트 근방에 탄성 인가 수단과 접촉하고 있는 영역이 형성되는 잉크 젯 기록 장치용 잉크 공급 유닛의 막 밸브.