KR20040028572A - 잉크 용기, 기록 헤드 및 이를 이용한 기록 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 잉크 용기는 직사각형 형태의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 구획부에 의해 형성된 복수개의 잉크 수용부와, 상기 케이싱의 바닥 측에 상기 잉크 수용부를 위해 각각 제공된 잉크 공급 포트와, 상기 잉크 공급 포트들이 각각 형성되는 복수개의 오목부를 포함하며; 상기 잉크 용기는 상기 잉크 수용부 내에 수용된 잉크를 토출하기 위한 기록 헤드부를 구비한 홀더에 착탈가능하게 장착될 수 있고, 상기 복수개의 잉크 공급 포트는 상기 바닥 측의 긴 에지 중의 하나를 향해 치우쳐 배치되고, 상기 복수개의 오목부는 상기 에지 중의 하나에 인접하여 절단되어 개방되는 것을 특징으로 한다.

Description

잉크 용기, 기록 헤드 및 이를 이용한 기록 장치{INK CONTAINER, RECORDING HEAD AND RECORDING DEVICE USING SAME}

본 발명은 잉크 제트 기록 헤드로부터의 잉크 액적의 토출에 의해 기록 재료 상으로의 기록을 수행하기 위해 잉크 제트 기록 헤드 상에 보유되는 잉크 용기에 관한 것으로, 특히 카트리지 타입의 잉크 제트 기록 헤드 상에 착탈식으로 보유되는 잉크 용기와, 기록 헤드 및 잉크 용기를 이용한 기록 장치에 관한 것이다.

공지된 잉크 제트 기록 장치는 잉크를 수용하는 잉크 용기와, 잉크 용기로부터 잉크를 수용하여 잉크 액적을 토출하는 잉크 제트 기록 헤드(기록 헤드 카트리지)와, 잉크 제트 기록 헤드를 착탈가능하게 보유하기 위한 카트리지와, 종이 또는 필름 등과 같은 기록 재료를 공급하기 위한 공급 수단과, 이들을 제어하기 위한 제어 수단을 포함한다.

잉크 제트 기록 장치는 복수개의 컬러 잉크를 사용하여 컬러 화상 기록 기능을 용이하게 제공할 수 있고 또한 소형화될 수 있으므로, 노트북형 퍼스널 컴퓨터와 함께 운반될 수 있는 휴대용 컬러 프린터로 실용화되었다.

이러한 소형의 컬러 프린터와 함께 사용하기 위한 잉크 용기로서, 예컨대 미국 특허 5,619,237호는 옐로우, 시안 및 마젠타 잉크를 수용하기 위해 구획부에 의해 3개의 공간으로 분리된 내부를 갖고 이 각각의 잉크를 잉크 제트 기록 헤드 내로 공급하기 위한 잉크 공급 포트가 잉크 용기 삽입 방향으로 따라 형성되어 있는 잉크 용기를 개시하고 있다. 상기 특허는 소형 잉크 제트 기록 장치용으로 잉크 제트 기록 헤드의 구성을 갖는 홀더에 착탈가능하게 장착될 수 있는 잉크 용기를 개시하고 있다. 이 잉크 용기는 하부 표면의 잉크 공급 포트와, 상기 하부 표면에 인접한 일 단부 표면상에서 잉크 용기 홀더 내에 형성된 보유 구멍과 결합하기 위한 클로 형태의 돌출부와, 다른 단부 표면상에서 잉크 용기 홀더 내에 형성된 결합 구멍과 결합하기 위한 래치 클로를 갖는 탄성 지지되는 래치 레버를 구비한다. 이러한 구성에 의해, 이 잉크 용기는 위치 정밀도를 저하시키지 않고서도 간단한 기구 및 조작을 통해 홀더에 장착되고 홀더로부터 제거될 수 있다. 따라서, 이러한구조가 널리 사용된다.

한편, 잉크 제트 기록 헤드에 대해 착탈가능하게 장착될 수 있는 잉크 용기는 잉크를 정상 상태로 안정적으로 보유하고 기록 작업 중에 이 잉크를 잉크 제트 헤드로 안정적으로 공급하기 위해 적절한 정도의 잉크의 배압 또는 부압을 발생시키는 기능을 가질 것이 요구된다.

부압을 발생시키기 위한 일반적인 방법 중의 하나로서, 우레탄 발포체와 같은 다공질 재료가 (잉크 흡수 재료의) 부압을 형성하기 위해 사용되는데, 이러한 경우에 다공질 재료에 의해 생성된 모세관력이 사용된다. 부압 생성 부재는 우레탄 발포체일 수도 있고 미국특허 제5,453,771호에 개시된 것과 같은 복수개의 섬유 흡수 재료의 형태일 수도 있다. 섬유 흡수 재료와 같은 올레핀 수지 재료와 함께 사용되는 경우에, 사용 후 잉크 용기가 회수될 때 원재료로서 재사용될 수 있고, 따라서 부압 생성 수단으로서 섬유 흡수 재료를 사용하는 잉크 용기는 환경 문제의 관점에서 긍정적으로 사용된다.

최근에, 잉크 제트 기록 헤드 기술의 향상이 현저하게 되고 인쇄 속도(기록 헤드만의 출력)가 대략 2 내지 5 ppm에서 대략 10 내지 20 ppm으로 향상되었다. 종래의 잉크 용기로써 고속 인쇄를 가능하게 하는 기록 헤드를 이용하여 이러한 고속 인쇄를 수행하는 경우에, 어떤 경우에는 충분한 양의 잉크가 잉크 용기 내에 남아 있음에도 불구하고 컬러 기록이 적절히 수행되지 않는다.

본 발명은 이러한 문제의 원인을 조사하였고, 이러한 고속 기록을 달성하기 위해서는 잉크 용기로부터 기록 헤드로의 잉크 공급 속도를 증가시켜야 한다는 것을 알았고, 이를 위해 잉크 공급 포트의 단면적의 증가가 요구된다는 것을 알았다.

또한, 특히 섬유 흡수 재료가 부압 생성 수단으로 사용될 때, 섬유는 거시적으로 소정의 분포로 배치되어야 하나 섬유의 이러한 분포 상태는 섬유들 사이의 간격 및/또는 섬유의 두께의 변동으로 및/또는 제조 단계에서의 오류에 기인하여 거시적으로 균일할 수 없게 된다. 보유된 잉크의 이동에 대한 유동 저항은 조밀하지 않은 섬유 부분과 조밀한 섬유 부분 사이에서 서로 다르게 되고, 보다 많은 양의 잉크가 유동 저항이 낮은 조밀하지 않은 섬유 부분으로 토출된다. 이러한 차이의 영향은 잉크 유동 속도의 증가와 함께 증가하게 된다. 잉크 공급 속도가 고속 기록을 달성하기 위한 시도 중에 증가될 때, 섬유 흡수 재료의 조밀하지 않은 섬유 부분에 보유된 잉크는 조밀한 섬유 부분에 보유된 잉크가 토출 개시 전에 잉크 유동 경로가 단절될 정도로 우선적으로 소비되게 되고, 그 결과 잉크 공급의 중단 및 인쇄 작업의 불능 상태에 이르게 된다.

이러한 문제점은 인쇄 속도를 더욱 증가시키는 중에 새로이 발견되었다.

한편, 전체 인쇄 속도를 증가시키기 위하여, 잉크 용기의 교체 빈도를 줄이도록 잉크 용기의 잉크 수용 효율 및 사용 효율을 향상시키는 것이 바람직하다. 그러나, 소형의 컬러 프린터용 잉크 용기, 특히 복수개의 컬러 잉크(각 색상당 최소 10㎖)를 보유하는 일체형 컬러 잉크 용기는 기록 장치 내에 주어질 수 있는 작은 공간으로 인해 어려움을 겪는다.

이러한 관점에서, 잉크 수용 효율을 향상시키기 위해 잉크 용기의 높이를 증가시키려는 시도가 행해질 수 있다. 그러나, 이러한 경우에는, 잉크를 보유하기위한 모세관력이 증가하여야 한다. 이는 잉크 흡수 재료 내의 섬유 밀도의 증가, 즉 잉크 보유 공간의 감소를 초래하고, 따라서 보유가능한 잉크의 양이 감소하게 된다. 잉크 용기의 높이를 증가시키지 않고서도 상대적으로 작은 모세관력으로 잉크를 보유할 수 있는 구조를 이용함으로써 잉크 수용 효율을 향상시키기 위한 시도가 수행될 수도 있다. 그러나, 잉크 흡수 재료의 잉크 공급 포트 바로 위의 위치에 보유된 잉크로부터 상기 잉크 공급 포트까지의 거리가 짧아지게 되고, 따라서 이 잉크는 수평 방향으로 잉크 공급 포트로부터 먼 잉크 용기의 바닥 표면에 인접하게 존재하게 되어 중력에 의해 쉽게 영향을 받지 않는 잉크보다 더 쉽게 토출될 수 있다. 그 결과, 고속 인쇄의 경우, 잉크 공급 포트로부터의 거리 차이에 기인한 잉크 공급의 큰 용이성 차이 때문에 잉크 사용 효율이 감소하는 경향이 있게 된다.

소형의 컬러 프린터와 함께 사용하기 위한 잉크 용기의 경우에, 잉크 제트 기록 헤드로의 잉크 공급 속도의 향상 가능성과 잉크 수용 효율 및 잉크 사용 효율의 향상 가능성은 크기 제약으로 인해 힘들게 된다.

그러므로, 본 발명의 주 목적은 간단한 구조로써 안정된 고속 잉크 공급이 달성되는 일체형 컬러 잉크 용기와 이를 이용한 기록 헤드 및 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 또는 추가 목적은 소형 기록 장치와 함께 적절히 사용될 수 있고 잉크 제트 기록 헤드로의 잉크 공급 속도와 잉크 수용 효율 및 잉크 사용 효율이 향상된 잉크 용기와 이를 이용한 기록 헤드 및 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 태양에 의하면, 직사각형 형태의 케이싱과, 상기 케이싱 내에 구획부에 의해 형성된 복수개의 잉크 수용부와, 상기 케이싱의 바닥 측에 상기 잉크 수용부를 위해 각각 제공된 잉크 공급 포트와, 상기 잉크 공급 포트들이 각각 형성되는 복수개의 오목부(dimple portion)를 포함하는 잉크 용기가 제공되며, 상기 잉크 용기는 상기 잉크 수용부 내에 수용된 잉크를 토출하기 위한 기록 헤드부를 구비한 홀더에 착탈가능하게 장착될 수 있고, 상기 복수개의 잉크 공급 포트는 상기 바닥 측의 긴 에지 중의 하나를 향해 치우쳐 배치되고, 상기 복수개의 오목부는 상기 에지 중의 하나에 인접하여 절단되어 개방되는 것을 특징으로 한다.

잉크 용기의 바닥부 내에 잉크 공급 포트를 일 횡방향 측면을 향해 치우쳐 위치시킴으로써, 잉크 공급 포트로부터 기록 헤드로의 홀더 내의 잉크 유동 경로의 길이가 단축될 수 있다. 그 결과, 잉크 용기로부터 기록 헤드로의 잉크 공급 속도가 증가하더라도 큰 잉크 공급 포트가 잉크 용기 밖으로의 잉크 공급을 안정화시킨다.

또한, 잉크 공급 포트들이 코너부에 인접하여 바닥부와 잉크 용기의 횡방향 또는 수직 측면 사이에 배치되므로, 코너 구조로 인해 케이싱의 강도가 상대적으로 높아지게 된다. 잉크 용기 케이싱의 강도 감소가 최소화될 수 있다. 이는 용기를 홀더에 장착할 때 그리고 홀더와 잉크 용기 사이에 액체 공급부를 연결할 때 잉크 용기의 변형을 방지하기에 효과적이다.

독립적인 오목부를 제공하는 것이 바람직한데, 그 이유는 잉크 용기가 홀더에 착탈될 때 상기 잉크가 다른 색상의 잉크 공급 포트 내로 혼합되는 것이 방지되고 아울러 잉크 공급 포트로부터 기록 헤드로의 잉크 유동 경로의 길이도 단축될 수 있다. 더욱이, 제조시 잉크 용기 케이싱 내로 잉크 토출 후, 오목부 내의 잉크 공급 포트 주위의 표면(밀봉 표면)에 쌓인 잉크를 닦아내는 것이 필요하다. 이때, 오목부의 적어도 일 측면 표면이 절단되어 개방된 구조는 잉크가 쉽게 닦아질 수 있기 때문에 효과적이다. 절단부가 없다면, 잉크 공급 포트가 잉크 용기의 일 측면으로 치우쳐 배치될 때 그 바닥에 잉크 공급 포트가 형성되어 있는 오목부의 직립 벽이 잉크 공급 포트가 치우쳐 있게 되는 측면에서 아주 작은 두께를 갖게 된다. 그 결과, 잉크 공급 포트로부터 얇은 벽 부분으로 연장하는 용접 라인을 따라 잉크가 퍼지게 되고 사용자의 손 및 손가락을 더럽히게 될 것이다. 그러나, 본 발명에 의하면, 오목부의 직립 벽이 잉크 용기의 일 측면으로 개방되어, 즉 절단부를 구비하므로, 얇은 부분이 없게 되어 용접 라인이 나타나지 않게 된다. 이러한 방법으로, 아주 신뢰성있는 잉크 용기가 얻어질 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 의하면, 상기 잉크 용기는 상기 복수개의 잉크 공급 포트를 사이에 개재시키기 위해 각각의 위치에 장착 결합 가능 부재를 더 포함하고, 상기 잉크 용기의 상부로부터 볼 때 상기 장착 결합 가능 부재들의 중심들을 연결하는 가상의 직선이 상기 복수개의 공급 포트 모두를 가로 지르는 것을 특징으로 한다.

이러한 특징에 의하면, 상기 용기는 홀더로 장착될 때 비틀리는 것이 방지되고, 그 결과 상기 용기는 작은 개수의 결합부에 의해서 홀더에 안정적으로 고정될수 있다. 측벽에 인접한 위치에 상기 결합부를 구비함으로써, 잉크 용기 위치결정 기구는 잉크 용기의 강도가 높은 위치에 배치될 수 있어서 모든 잉크 공급 포트들 및 잉크 수납 튜브들이 각각 연결된 상태로 안정적인 장착이 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 상기 장착 결합 가능 부재들 중의 하나는 상기 케이싱의 측면 표면상에 제공되는 결합 클로를 구비하고, 다른 하나는 상기 케이싱으로부터 연장하는 레버 상에 제공되는 결합 클로이고, 상기 케이싱의 측면 표면에 제공된 상기 결합 클로에 가장 근접한 잉크 공급 포트들 중의 하나는 상기 구획 부를 향해 치우쳐 있는 것을 특징으로 하는 잉크 용기가 제공된다.

이러한 특징에 의하면, 본 발명의 제2 목적이 달성될 수 있도록 잉크 수용부의 체적이 보장될 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 상기 각 잉크 수용부는 그 내부와 외기와의 유체 연통을 위한 공기 환기구와, 상기 케이싱의 내부 바닥 표면상에서 상기 바닥 표면의 내부 형상을 사실상 따라 연장하고 상기 잉크 공급 포트를 통해 외부 부재와 맞닿을 수 있는 시트 형태의 제1 액체 보유 부재와, 이로부터 상기 제1 액체 보유 부재로 잉크를 공급하기 위해 상기 제1 액체 보유 부재에 밀착 접촉되어 있는 제2 액체 보유 부재를 구비하며, 상기 제1 액체 보유 부재는 상기 제2 액체 보유 부재보다 더 큰 잉크 보유력을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 용기가 제공된다.

이러한 특징에 의하면, 제1 액체 보유 부재의 액체 보유력이 제2 액체 보유 부재의 액체 보유력보다 크기 때문에, 액체 용기 내에 있는 액체는 상기 액체가 공급될 외부 부재의 근처에 더 많이 보유되기 쉽고 따라서 액체 용기 내의 액체는 안정화된다. 또한, 케이싱의 액체 공급 개구를 갖는 부분의 내부 표면 형상을 사실상 따라 연장하는 제1 액체 보유 부재에 의해, 제2 액체 보유 부재 내의 액체 유동의 변동, 즉 제2 액체 보유 부재 내의 유체 저항의 변동(섬유 밀도 등의 변동)이 덜 영향을 미치게 되어 유동 속도가 커지게 되더라도 상기 유체가 안정적으로 공급될 수 있다. 따라서, 얇고 평평한 형태의 액체 용기 내에서 안정된 잉크 공급이 달성된다. 또한, 제1 액체 보유 부재의 액체 보유력이 제2 액체 보유 부재의 액체 보유력보다 크므로, 액체 배출 후에 남는 잔류 액체의 양이 제2 액체 보유 부재에서보다 제1 액체 보유 부재에서 더 크게 된다. 특히, 고속의 액체 공급의 경우에, 이러한 영향은 상대적으로 크게 된다. 제1 액체 보유 부재가 얇은 시트의 형태일 때 전술한 효과가 제공될 수 있고 제1 액체 보유 부재의 내부 체적이 감소되어 액체의 잔류량을 감소시킬 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 직육면체 형상의 잉크 용기 내에서 낭비되는 공간이 제거될 수 있으므로 잉크 수용 공간을 증가시킬 수 있고 고속 기록의 경우에도 낭비없이 잉크를 소비할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명은 소형의 기록 장치와 함께 적절히 사용될 수 있고 잉크 제트 기록 헤드로의 잉크 공급 속도가 향상되고 잉크 수용 효율 및 잉크 사용 효율이 향상된 잉크 용기와, 상기 잉크 용기를 이용하는 잉크 제트 기록 헤드와, 이를 이용하는 기록 장치를 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 태양에 의하면, 전술한 잉크 용기를 착탈가능하게 보유하기 위한 홀더와 상기 홀더 내에 보유된 상기 잉크 용기로부터 잉크를 수용하여 잉크 액적을 토출하기 위한 기록 헤드부를 포함하는 잉크 제트 기록 헤드가 제공되며, 아울러 전술한 잉크 제트 기록 헤드를 착탈가능하게 지지하기 위한 캐리지를 포함하며, 기록 재료 상으로의 기록을 수행하기 위해 잉크 액적이 상기 잉크 제트 기록 헤드로부터 기록 재료 상으로 토출되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치가 제공된다.

본 발명의 상기 및 여타 목적과, 특징 및 장점은 첨부 도면과 관련한 본 발명의 양호한 실시예들에 대한 후속의 상세한 설명을 고려함으로써 보다 명백하게 될 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 컬러 기록 헤드 카트리지를 형성하는 잉크 용기 및 홀더의 외관을 도시한 사시도.

도2는 도1에 도시된 홀더의 상부 평면도.

도3은 도1에 도시된 잉크 용기의 구성을 도시한 도면으로, (a)는 그 상부 평면도이고, (b)는 그 부분 파단 측면도이고, (c)는 그 저면도.

도4는 도1에 도시된 컬러 잉크 용기의 사시도.

도5는 블랙 잉크 용기와 컬러 잉크 용기가 도1에 도시된 홀더에 장착되는 상태를 도시한 사시도.

도6은 블랙 잉크 용기와 컬러 잉크 용기가 도1에 도시된 홀더에 장착되는 상태를 도시한 사시도.

도7은 본 발명의 일 실시예에 의한 기록 헤드 카트리지와 함께 사용될 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 사시도.

도8은 결합 전의 잉크 용기, 잉크 제트 헤드 및 홀더의 부분 파단 사시도.

도9는 결합 전의 잉크 용기 및 잉크 제트 헤드의 단면도.

도10은 도8에 도시된 잉크 용기와 잉크 제트 헤드 사이의 결합을 도시한 도면으로, (a)는 그 단면도이고 (b)는 그 주요 부품의 확대도.

도11은 잉크 소비를 도시한 도면으로, (a) 내지 (e)는 잉크 용기의 단면도.

도12는 본 발명의 다른 실시예에 의한 잉크 용기 및 잉크 제트 헤드의 결합을 도시한 단면도.

도13의 (a)는 도12의 잉크 용기 및 잉크 제트 헤드의 변형예의 단면도이고, (b)는 다른 변형예의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10A, 10B, 110: 잉크 용기

14, 114: 잉크 공급 포트

31, 131: 홀더

32, 132: 기록 헤드

33, 133: 잉크 수납 튜브

50, 51, 150, 151: 잉크 보유 부재

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예들을 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 의한 컬러 기록 헤드 카트리지를 구성하는 잉크 용기와 홀더의 외관을 도시한 사시도이다. 도2는 도1에 도시된 홀더의 상부 평면도이다. 도3은 도1에 도시된 잉크 용기의 구조를 도시한 도면으로, (a)는 잉크 용기의 상부 평면도이고, (b)는 부분 파단 측면도이고, (c)는 저면도이다. 도4는 도1에 도시된 컬러 잉크 용기의 사시도이다. 도5는 블랙 잉크 용기와 컬러 잉크 용기가 도1에 도시된 홀더에 장착되려는 상태를 도시한 사시도이다. 도6은 블랙 잉크 용기와 컬러 잉크 용기가 도1에 도시된 홀더에 장착되려는 상태를 도시한 사시도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 컬러 기록용 기록 헤드 카트리지(30)는 잉크 액적 토출용 일체형 기록 헤드부(32; 잉크 제트형 기록 헤드)를 갖는 홀더(31)와, 홀더(31)에 탈착가능하게 유지되는 잉크 용기(10A)와, 잉크 용기(10B)를 구비한다.잉크 용기(10A)는 기록 헤드부(32)로 공급되는 블랙 잉크를 보유한다. 잉크 용기(10B)는 기록 헤드부(32)로 각각 공급되는 옐로우, 마젠타 및 시안 잉크를 보유한다.

기록 헤드부(32)는 사용시 홀더(31)의 바닥 부분에 배치되고, 잉크 탱크(10A)로부터 공급되는 블랙 잉크에 대응되는 일 군의 토출구(도시되지 않음), 잉크 탱크(10B)로부터 공급되는 옐로우 잉크용의 일 군의 토출구(도시되지 않음), 마젠타 잉크용의 일 군의 토출구(도시되지 않음) 및 시안 잉크용의 일 군의 토출구(도시되지 않음)를 구비한다. 잉크 용기(10A, 10B) 사이의 홀더(31)의 결합부에 잉크 용기(10A, 10B) 내에 수용된 각각의 컬러 잉크에 대응되는 돌출된 잉크 수납 튜브(33)가 구비되고, 이 잉크 수납 튜브(33)는 각각의 잉크 공급 통로(도시되지 않음)를 통해 각 군의 토출구들과 유체 연통하게 된다. 각각의 잉크 용기(10A, 10B)를 수납하기 위한 영역을 한정하기 위해, 홀더(31)의 바닥 벽에는 일체형 구획부 판(38)이 구비된다.

홀더(31)는 블랙 잉크용 잉크 용기(10A)의 잉크 공급 포트(14)의 위치에 대응되게 하나의 잉크 수납 튜브(33)를 구비하고 잉크 용기(10B)의 잉크 공급 포트(14)의 위치에 대응되게 3개의 잉크 수납 튜브(33)를 구비한다. 각각의 잉크 수납 튜브(33)의 주위에 밀봉 부재(39)가 잉크 수납 튜브(33)를 통하여 잉크 용기(10A, 10B)로부터 공급된 잉크의 증발 및 누설을 방지하기 위해 홀더(31) 내에 장착된다.

한편, 잉크 용기(10B)는 잉크를 수용하기 위한 잉크 수용부를 구성하고 개방상단부를 갖는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 상단부를 폐쇄하고 완충 공간을 제공하기 위한 리브 구조체(13)를 구비한 캡 부재(12)를 포함한다.

케이싱(11)의 바닥부는 잉크 용기(10B)가 홀더(31)에 장착될 때 각 색상용의 홀더(31)의 잉크 수납 튜브(33)에 대응되는 위치에 잉크 공급 포트(14)를 구비한다.

케이싱(11) 내에는 각각의 잉크를 보유하기 위해 잉크가 스며든 제1 잉크 보유 부재(50)와 제2 잉크 보유 부재(51)가 제공된다. 제1 잉크 보유 부재(50)는 제2 잉크 보유 부재(51)와 잉크 용기 바닥벽 사이에서 제2 잉크 보유 부재(51)와 밀착 접촉되어 잉크 공급 포트(14)를 폐쇄한다.

잉크 용기의 기본 구조는 블랙용 잉크 용기(10A)에도 또한 적용된다.

그러나, 컬러 잉크용 잉크 용기(10B)의 경우, 케이싱(11)의 내부는 3개의 컬러 잉크를 수용하여야 하므로 도3에 도시된 바와 같이 2개의 평행한 구획부 판(52)이 사실상 직사각형인 바닥 표면의 긴 변이 분리되는 방식으로 내부 공간을 2개의 사실상 동일한 잉크 수용 공간으로 분리하게 된다. 도3의 (c)에서 알 수 있는 바와 같이, 직육면체 형상의 잉크 용기의 바닥 표면의 긴 변을 분리하기 위해 구획부 판을 제공함으로써, 바닥 표면에 형성된 잉크 공급 포트(14)의 크기는 내부 공간이 바닥 표면의 짧은 변을 따라 연장하는 구획부에 의해 분리되는 경우에서보다 더 크게 될 수 있다. 특히 도3의 (c)에 의하면, 잉크 용기의 바닥 표면은 대략 25㎜ X 40㎜의 직사각형 형상을 갖고, 공급 개구는 본 도면의 우측으로부터의 순서로 6㎜, 6㎜ 및 7㎜의 직경을 갖고 구획부 벽 및 케이싱의 측벽으로부터 대략 1 내지 5㎜만큼 이격되게 된다. 이들 3개의 공간은 컬러 잉크 용기(10B)가 홀더(31)에 장착될 때 결합부가 되는 보유 클로(17)와 래치 클로(18)를 연결하는 라인 상에 사실상 배치된다. 보유 클로(17)에 가장 근접한 공급 포트의 개방 면적은 다른 공급 포트의 개방 면적보다 더 크고, 따라서 후술하는 바와 같이 잉크 용기가 홀더에 장착되거나 홀더로부터 제거될 때(도5 및 도6) 필터(34)의 손상이 방지될 수 있고, 잉크 용기 케이싱의 형상을 사실상 직육면체로 만듦으로써 잉크 용기의 잉크 수용 효율이 향상될 수 있다. 공급 포트들만이 구획부 벽을 향해 치우쳐져 있으므로, 후술하는 바와 같이 잉크 용기가 홀더에 장착되거나 홀더로부터 제거될 때 필터(34)의 손상이 방지될 수 있다. 또한, 잉크 용기 케이싱의 형상을 사실상 직육면체로 만듦으로써 잉크 용기의 잉크 수용 효율이 향상될 수 있다.

케이싱(11)의 바닥 표면은 도3의 우측으로부터의 순서로 케이싱(11) 내의 각각의 보유 공간에 대응하는 옐로우, 마젠타 및 시안 잉크 공급 포트(14)를 구비한다. 이 잉크 공급 포트(14)는 바닥 표면의 긴 에지들 중의 하나 쪽으로, 즉 수직 횡방향 벽들 중의 하나 쪽으로 치우쳐 배치된다. 공급 포트의 이러한 치우친 또는 옵셋된 배치에 의해, 각 색상용의 용기 홀더의 잉크 수납 튜브(33)는 도2에 도시된 바와 같이 제공되어 배치된다. 이러한 이유로, 기록 헤드의 토출구 부분과 잉크 수납 튜브를 연결하는 잉크 공급 통로(도시되지 않음)의 길이는 짧아지게 되고, 이에 의해 잉크 유동 저항이 감소될 수 있고 이는 고속 기록 작업의 경우에 특히 바람직하게 된다.

잉크 공급 포트(14)의 주위에 케이싱(11)의 바닥벽의 두께를 감소시킴으로써형성되는 오목부(40)가 제공된다. 이 오목부(40)의 바닥 표면은 홀더(31)의 잉크 수납 튜브(33) 주위에 제공된 밀봉 부재(39)가 밀봉식으로 접촉하는 밀봉 표면으로서 기능한다. 오목부(40)의 직립 벽은 잉크 용기(10B)의 적어도 일 측면(Q)에서 절단되어 개방된다 (이 절단부는 도4에서 도면 부호 40a로 표시됨). 잉크 용기가 홀더에 착탈될 때 잉크가 다른 컬러 잉크 공급 포트 내로 혼합되는 것이 방지되므로 독립적인 오목부를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 실시예에 있어서 이 오목부는 측면(Q)에서 절단되어 있으므로, 잉크 공급 포트는 측벽에 보다 근접하게 형성될 수 있다. 후술되는 바와 같이, 이는 잉크 용기의 기계적 강도 및 홀더 내의 도시되지 않은 잉크 공급 통로의 단축이라는 측면에서 바람직하다.

잉크 공급 용기(10B)의 각 잉크 보유 공간은 옐로우, 마젠타 및 시안 잉크를 흡수하여 보유하는 제1 잉크 보유 부재(50)와, 상기 잉크를 외부로 공급하는 제2 잉크 보유 부재(51)를 구비한다.

제1 잉크 보유 부재(50)와 제2 잉크 보유 부재(51)는 공히 잉크를 빨아 들여 보유하는 기능을 하지만 잉크 보유력에서 다른데, 특히 제1 잉크 보유 부재(50)의 잉크 보유력(모세관력)이 제2 잉크 보유 부재(51)의 잉크 보유력보다 더 크다. 이와 같이 함으로써, 제2 잉크 보유 부재(51) 내에 보유된 잉크는 제1 잉크 보유 부재(50) 내로 효과적으로 유입되고, 그 결과 제2 잉크 보유 부재(51) 내에 보유된 잉크의 사용 가능성이 향상된다.

본 실시예에서, 잉크 보유 부재(50, 51)는 폴리올레핀 열가소성 수지 재료의 섬유가 사실상 일방향으로 배향된 적층형 웨브를 포함하고 있고, 이 섬유는 적층방향으로 압축된다(섬유 집합체).

본 실시예에 의한 잉크 용기에 있어서, 케이싱(11)과 캡 부재는 제1 잉크 보유 부재(50) 및 제2 잉크 보유 부재(51)의 재료와 유사한 재료, 즉 폴리올레핀 수지 재료로 제조된다. 따라서, 재생 특성과 재사용 특성이 현저히 향상되고, 이는 환경 건강 측면에서 바람직하다.

잉크 용기(10B)가 홀더(31)에 장착될 때, 잉크 수납 튜브(33)는 잉크 공급 포트(14) 내의 제1 잉크 보유 부재(50)에 맞닿게 되고, 제2 잉크 보유 부재(51) 내에 보유된 잉크는 제1 잉크 보유 부재(50)를 경유하여 잉크 공급 포트(14)로 향하여 기록 헤드부(32)로 연장하는 잉크 공급 통로와 잉크 수납 튜브(33)를 통해 기록 헤드부(32)로부터 각 색상용의 일 군의 토출구들로 공급된다. 이때, 잉크 공급 포트(14) 주위에 제공된 밀봉 부재(39)는 잉크 공급 포트(14)를 갖는 오목부(40)의 바닥 표면(밀봉 표면)에 밀봉식으로 접촉되고, 그 결과 있음직한 잉크 누설 및 잉크 증발이 억제될 수 있다. 각 잉크 수납 튜브(33)의 자유 단부는 이물질이 잉크 수납 튜브로 들어오지 못하게 하기 위해 필터(34)를 구비한다.

잉크 용기(10A, 10B)는 홀더와의 고정을 위한 일반적인 래치 레버 기구를 구비한다. 본 실시예에 있어서, 잉크 용기(10A, 10b)와 홀더(31) 사이의 결합부의 하나인 래치 클로(18)는 잉크 용기의 바닥부에 인접한 잉크 용기의 측면 표면의 일부로부터 경사지거나 또한 굴곡된 모양으로 상향 연장하는 래치 레버(16) 상에 제공된다. 래치 레버(16)는 래치 클로(18)가 홀더(31)의 래치 클로 결합 구멍(36)과 결합하도록 탄성 변형된다. 래치 레버(16)는 잉크 용기의 홀더(31)로부터의 적어도 제거 조작을 용이하게 하는 작동부[래치 레버의 최상부의 태그부(tag portion)]를 갖는다. 또한, 래치 레버(16)는 잉크 용기가 홀더(31)에 장착될 때 잉크 용기의 본체를 향해 탄성적으로 이동된다.

특히, 잉크 용기(10A, 10B)가 장착될 때, 도5에 도시된 바와 같이, 잉크 용기(10A, 10B)는 보유 클로(17)가 홀더(31)의 보유 클로 결합 구멍(35)과 결합되도록 홀더(31)의 용기 장착 위치를 향해 보유 클로(17)를 갖는 부분에 인접하게 경사지게 먼저 삽입된다. 그리고 나서, 잉크 용기(10A, 10B)는 보유 클로(17) 측에 대해 회전하도록 하향 가압되고, 이에 의해 도6에 도시된 바와 같이 래치 레버(16)가 잉크 용기의 본체 쪽으로 탄성 이동되고 래치 레버(16)의 래치 클로(18)가 홀더(31)의 래치 클로 결합 구멍(36)과 결합하게 된다.

잉크 용기(10A, 10B)를 홀더(31) 내로 장착함으로써, 잉크 용기(10A, 10B) 내의 잉크는 각각의 색상에 대응되는 홀더(31) 내의 잉크 수납 통로(33) 및 잉크 공급 통로를 통해 기록 헤드부(32)의 일 군의 잉크 토출구로 각각 공급된다.

잉크 용기(10A, 10B)를 홀더(31)로부터 제거하고자 할 때, 래치 레버(16)의 작동부는 잉크 용기의 본체를 향해 탄성 변형되어 잉크 용기(10A, 10B)가 홀더(31)로부터 취출된다.

본 발명에 따른 잉크 용기의 케이싱에 대해 더 설명한다.

도3의 (c)로부터 알 수 있는 바와 같이, 복수개의 잉크 공급 포트(14)를 갖는 컬러 잉크 용기(10B)에서 각 색상용의 잉크 공급 포트(14)와 보유 클로(17)와 래치 클로(18)는 래치 클로(18)와 보유 클로(17)를 연결하는 라인의 방향에 사실상수직하게 잉크 용기(10B)의 바닥 표면을 그 사이에 두는 2개의 측면 표면(P, Q) 중의 한 측면 표면(Q)을 향해 치우쳐서 선형으로 배치된다. 다시 말하면, 잉크 공급 포트(14)와 보유 클로(17)와 래치 클로(18)는 모두 래치 클로(18)와 보유 클로(17)를 연결하는 방향으로 연장하는 잉크 용기의 중심선으로부터 멀어지게 일 측면 표면(Q)을 향해 치우친 라인 상에 사실상 배치된다. 잉크 공급 포트(14)는 오목부(40)의 바닥 표면 내에 형성되고, 오목부(40)의 직립 벽 부분은 잉크 용기(10B)의 적어도 일 측면 표면(Q)에서 절단된다 (이 절단 부분은 도4에서 도면 부호 40a로 지시된다).

이러한 구성에 의해, 잉크 공급 포트(14)가 형성되어서 케이싱의 강도가 상대적으로 약하게 되기 쉬운 용기의 바닥벽의 일부는 강도가 상대적으로 높은 코너부(용기의 바닥벽과 연결되는 측벽)에 상기 바닥벽의 일부를 위치시킴으로써 큰 강도를 획득할 수 있다. 또한, 잉크 용기(10B)와 홀더(31)가 [보유 클로(17)와 래치 클로(18)를 통해] 결합되는 2개의 결합 부분이 잉크 공급 포트(14)와 마찬가지로 용기의 측벽을 향해 치우쳐 있기 때문에 상기 잉크 용기는 홀더로의 장착시 비틀리게 되는 것이 방지되고, 그 결과 잉크 용기는 작은 개수의 결합 부분에 의해서 홀더에 안정적으로 고정될 수 있다. 특히, 잉크 공급 포트의 개수가 많은 경우에도 결합부 및 잉크 공급 포트의 선형 배치에 의해 잉크 용기의 비틀림이 효과적으로 최소화된다.

이들 결합부들을 측벽에 인접한 위치에 제공함으로써, 잉크 용기 위치결정 기구는 잉크 용기의 강도가 높은 위치에 배치할 수 있게 되어 모든 잉크 공급튜브(14)들과 잉크 수납 튜브(33)가 각각 고정 연결된 상태로 안정된 장착이 달성될 수 있다. 이러한 장점은 잉크 용기가 차지하는 측면을 증가시키지 않고서도 보다 큰 내부 체적으로 보장하기 위해 전체 잉크 용기 케이싱의 벽 두께가 감소되는 경우에 특히 중요하게 된다.

또한, 제조시 용기 케이싱 내로의 잉크 토출 후에, 오목부(40) 내의 잉크 공급 포트(14) 주위에 표면(밀봉 표면) 상에 쌓인 잉크를 닦아 내는 것이 필요하다. 이러한 경우에, 오목부(40)의 적어도 하나의 측면 표면(Q)이 절단되어 [도4의 절단 부분(40a)] 개방된 구조는 잉크가 쉽게 닦아질 수 있기 때문에 효과적이다.

일반적으로, 잉크 공급 포트가 용기의 일 측면으로 치우쳐 배치될 때, 직립 벽이 그 바닥에 형성된 오목부의 직립 벽은 잉크 공급 포트가 치우친 측면에 단지 작은 두께를 갖는다. 얇은 벽 성형 부분에 용접 라인이 나타날 수 있다. 그 결과, 잉크는 잉크 공급 포트로부터 얇은 벽 부분으로 연장하는 용접 라인을 따라 퍼지게 되고 사용자의 손과 손가락을 더럽히게 될 것이다. 그러나, 본 발명에 의하면, 오목부의 직립 벽은 잉크 용기의 일 횡방향 측면에서 개방되어 있고, 즉 절단 부분(40a)이 구비되어, 얇은 부분이 없게 되고 따라서 어떠한 용접 라인도 나타나지 않게 된다. 이러한 방법으로, 아주 신뢰성있는 잉크 용기가 얻어질 수 있다.

본 명세서에서, "결합부 및 잉크 공급 포트가 사실상 선형으로 배치된다"는 것은 잉크 공급 포트(14)의 개구 중심이 보유 클로(17)와 래치 클로(18)를 연결하는 중심선 상에 있는 구조뿐만 아니라 잉크 공급 포트(14)가 중심선 위에 위치한 구조를 의미한다.

본 실시예에 의하면, 홀더(31) 내에 고정되는 용기용 구멍은 단지 2개의 부분에만 형성될 수 있는데, 즉 보유 클로 결합 구멍(35)과 래치 클로 결합 구멍(36)이 그것이다. 이러한 이유로, 홀더(31) 내에 큰 구멍을 형성할 필요가 없게 되고, 이에 의해 홀더 강도의 저하가 회피될 수 있다.

본 실시예에 의하면, 용기의 내부는 [잉크 용기(10B)를 홀더(31)에 장착하기 위한 결합부에 해당하는] 보유 클로(17)와 래치 클로(18)가 배치되는 방향에 수직한 방향으로 연장하는 구획부 벽(52)에 의해 분리된다. 이러한 구조는 잉크 공급 포트가 형성된 벽의 기계적 강도를 향상시키기에 불완전하다. 이러한 구조는 잉크 용기가 홀더(31)에 장착될 때 비틀리기 쉬운 방향으로 용기의 강도가 크기 때문에 바람직하다.

본 실시예에 있어서, 홀더에 대한 잉크 용기 장착 기구는 래치 레버를 이용한다. 그러나, 본 발명은 래치 레버를 사용하는 장착 기구를 이용하는 구조로 제한되지 않는다. 예컨대, 레버 기구가 홀더 내에 구비될 수도 있고, 또는 잉크 공급 포트가 배치되는 방향에 대해 전방 및 후방에서 홀더 내에 잉크 용기가 효과적으로 고정될 수 있다면 다른 기구가 이용될 수도 있다.

전술한 실시예에 있어서, 잉크 용기는 섬유 재료의 잉크 흡수 재료를 포함한다. 그러나, 이는 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 즉 다른 잉크 흡수 재료가 사용될 수 있거나 또는 잉크 용기는 잉크 흡수 재료를 사용하지 않을 수도 있다.

본 발명에 적합한 잉크 용기(액체 용기)의 내부 구성에 대해 설명한다. 내부 구조가 본 발명의 잉크 용기(10B)에 적용될 때 잉크 용기로부터 기록 헤드로의공급 속도는 특히 잉크 용기가 소형의 컬러 프린터용의 컬러 잉크 용기에 사용될 때 상승적으로 향상된다.

이하에서, 설명을 용이하게 하기 위해 단지 하나의 잉크 수용부에 대해 설명한다. 도면은 본 발명의 용이한 이해를 위한 개략적인 것으로 그 척도는 항상 균일한 것은 아니다.

(제1 실시예)

도면을 참조하여 제1 실시예를 설명한다. 도8은 잉크 용기(110; 액체 용기)와 이 잉크 용기(110)가 장착될 수 있는 홀더(131)를 구비한 잉크 제트 카트리지(130)를 도시하고 있다. 도8은 부분적으로 홀더(131)와 잉크 용기(110)가 보다 나은 설명을 위해 분리되어 있는 부분 파단 사시도이다.

도8에 도시된 바와 같이, 잉크 제트 카트리지(130)는 잉크 토출용 일체형 잉크 제트 헤드(132)를 갖는 홀더(131)와 이 홀더(131)에 착탈가능하게 장착될 수 있는 잉크 용기(110)를 포함한다. 잉크 용기(110)는 잉크 제트 헤드(132)에 공급될 액체인 잉크를 수용한다.

사용시, 잉크 제트 헤드(132)는 홀더(131)의 바닥 부분에 배치되고 잉크 용기(110)로부터 공급된 잉크가 외부로 토출되는 일 군의 토출구(도시되지 않음)를 구비한다. 홀더(131)와 잉크 용기(110) 사이의 연결부에는 잉크 수납 튜브(133; 외부 부재)가 돌출되고 잉크 공급 통로(도시되지 않음)를 통해 상기 일 군의 토출구와 유체 연통된다. 잉크 수납 튜브(133)의 자유 단부는 이물질이 잉크 수납 튜브(133) 내로 들어오는 것을 방지하기 위한 필터(134)를 구비한다. 잉크용기(110)가 홀더(131)에 장착될 때, 잉크는 잉크 용기(110)로부터 잉크 수납 튜브(133) 및 잉크 공급 통로를 경유하여 일 군의 토출구로 공급된다.

잉크 용기(110)는 잉크 수용부를 구성하는 케이싱(111)을 포함하고, 상기 케이싱(111)은 그 상부가 개방된 본체(111a)와 본체(111a)의 개구를 폐쇄하기 위한 캡 부재(111b)로 구성된다. 캡 부재(111b)는 공기 환기구(115)와 완충 공간을 형성하기 위한 리브 구조(113)를 갖는다. 도8에 도시된 바와 같이, 케이싱(111)의 본체(111a)의 바닥 부분은 잉크 용기(110)가 홀더(131)에 장착될 때 홀더(131)의 잉크 수납 튜브(133)를 대향하는 위치에 잉크 공급 포트(114)를 구비한다. 잉크 수납 튜브(133)의 주위에 잉크 용기(110)로부터 잉크 수납 튜브(133)를 통해 공급된 잉크의 홀더(131) 내로의 누설을 방지하기 위해 그리고 잉크의 증발을 방지하기 위해 (도시되지 않은) O-링이 제공된다.

케이싱(111) 내에는 보유할 각각의 잉크가 스며든 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)가 제공된다. 제1 잉크 보유 부재(150)는 제2 잉크 보유 부재(151)와 잉크 용기(110)의 바닥 표면 사이에 배치되고 내부의 잉크 공급 포트(114)를 막기 위해 제2 잉크 보유 부재(151)와 근접 접촉하게 된다. 제1 잉크 보유 부재(150)는 잉크 공급 포트(114)가 제공되는 부분(바닥 표면)의 내부 표면 형상을 사실상 따른다.

제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)는 공히 잉크를 흡수하여 보유하는 기능을 하지만, 제1 잉크 보유 부재(150)의 잉크 보유력(모세관력)이 제2 잉크 보유 부재(151)의 잉크 보유력보다 더 크다. 그러므로, 제2 잉크 보유 부재(151) 내에보유된 잉크는 제1 잉크 보유 부재(150)로 효과적으로 공급되고, 그 결과 제2 잉크 보유 부재(151) 내에 보유된 잉크의 사용 가능성이 향상된다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)는 폴리올레핀 열가소성 수지 재료의 섬유가 사실상 일방향으로 배향된 적층형 웨브를 포함하고 있고, 이 섬유는 적층 방향으로 압축된다(섬유 집합체). 제1 잉크 보유 부재(150)는 섬도(fineness)가 6.7dtex(직경: 대략 54㎛)인 섬유로 제조되고, 압축후 그 밀도는 대략 0.08g/㎤이다. 제2 잉크 보유 부재(151)는 섬도가 2.2dtex(직경: 대략 18㎛)인 섬유로 제조되고, 압축후 그 밀도는 대략 0.20g/㎤이다.

제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)는 잉크 수납 튜브(133)의 맞닿음 방향으로의 단면적이 14㎜ X 38㎜인 직사각형 형상이고, 잉크 수납 통로(133)에 맞닿음 방향(A)으로 측정된 제1 잉크 보유 부재(150)의 두께는 1.5㎜이고, 제2 잉크 보유 부재(151)의 두께는 12.5㎜이다. 따라서, 제1 잉크 보유 부재(150)는 얇은 시트의 형태이다.

도9 및 도10을 참조하여, 잉크 제트 헤드(132) 및 홀더(131)가 잉크 용기(110)와 연결되는 상태에 대해 설명한다. 도9 및 도10은 잉크 용기의 측단면도이다. 도9 내지 도13에 있어서, 홀더(131)는 보다 나은 이해를 위해 생략된다.

도9에서, 잉크 용기(110)는 잉크 제트 헤드(132)[홀더(131)]에 연결되지 않는다. 도10에서, 잉크 용기(110)는 잉크 제트 헤드(132)에 연결되었다[잉크 용기(110)는 홀더(131)에 연결되었다]. 이러한 상태에서, 잉크 수납 튜브(133)는 잉크 공급 포트(114) 내의 제1 잉크 보유 부재(150)와 접촉하게 되고 제1 잉크 보유 부재(150) 내에 보유된 잉크는 잉크 수납 통로(133)와 잉크 공급 통로를 경유하여 잉크 제트 헤드(132)의 일 군의 토출구에 공급된다.

도10에 도시된 상태에서, 잉크 수납 튜브(133)는 제1 잉크 보유 부재(150) 내로 (본 실시예에서는 대략 0.5㎜ 만큼) 가압되도록 잉크 공급 포트(114)로 진입한다. 제1 잉크 보유 부재(150)는 제2 잉크 보유 부재(151) 쪽을 향하는 힘을 받는다. 이후, 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)는 도9의 맞닿음 방향(A)으로 압축된다.

접촉 상태는 도10에 도시되어 있고, 특히 (b)는 확대도이다. 따라서, 잉크 수납 튜브(133)의 잉크 공급 포트(114)로의 삽입은 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)의 변형에 의해 가능하게 된다. 먼저, 시트 형태의 제1 잉크 보유 부재(150)가 잉크 수납 튜브(133)의 삽입에 따라 점차 변형하고, 제2 잉크 보유 부재(151)가 제1 잉크 보유 부재(150)에 대응되게 변형한다. 도4의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 제2 잉크 보유 부재(151)는 잉크 수납 통로(133)가 제1 잉크 보유 부재(150)와 맞닿게 되는 중앙 부분에 인접한 위치에서 그 변형이 최대가 되고 중앙 부분에서 그 주변으로 멀어질수록 그 압축 비율이 점차 감소하도록 제1 잉크 보유 부재(150)에 의해 변형된다. 특히, 본 실시예에서는, 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)의 섬유의 적층 방향이이 잉크 수납 튜브(133)의 접촉 방향(A)과 사실상 평행하고, 따라서 섬유들은 쉽게 접촉 방향(A)으로 변형된다. 따라서, 잉크 공급 포트(114) 주위의 압축 비율은 쉽게 증가될 수 있고, 제1 잉크 보유 부재(150)는 잉크 수납 튜브(133)에 의해 맞닿지 않는 통상의 상태(도9의 상태)에 비해 더압축되어 잉크 보유력이 더 향상되고 보다 안정된 잉크 보유를 가능하게 한다. 잉크 수납 튜브(133)의 맞닿음으로 인한 잉크 보유 부재(150, 151)의 변형을 평활하게 함으로써, 잉크 보유 부재(150, 151)를 갖지 않는 잉크 용기(110) 내의 공간이 최소화될 수 있다.

잉크 공급 중에 잉크 용기(110) 내의 잉크의 이동에 대해 설명한다. 도11은 잉크 용기(110)가 잉크 제트 헤드(132)와 맞닿아 있는 잉크 용기의 단면도로서, 잉크 용기(110) 내의 내부 잉크의 이동을 개략적으로 도시하고자 하는 것이다. 도11에서, (a) 내지 (e)는 크로스해칭(cross-hatching)으로 표시된 잉크의 토출을 대략적으로 도시하고 있다.

도11의 (a)에서는 잉크가 소비되지 않는다(초기 상태). 잉크 보유 부재(150, 151)는 용기의 전체 용량의 잉크를 보유하고 있다. 도11의 (b)에 도시된 바와 같이 잉크가 잉크 공급 포트(114)로부터 잉크 제트 헤드(132)로 공급될 때, 제1 잉크 보유 부재(150) 내의 잉크가 소비되고 이어서 제2 잉크 보유 부재(151) 내의 잉크가 소비되며, 그 결과 본 도면에 도시된 바와 같이 잉크 액체 표면이 하강하게 된다. 도11의 (c) 상태에서, 잉크는 잉크 제트 헤드(132)의 기록 작업 등에 의해 더 소비된다. 그로부터 가장 쉽게 잉크가 토출되는 잉크 공급 포트(114)의 바로 위의 부분에서는 잉크 액체 표면(152)이 제1 잉크 보유 부재(150)에 인접하게 하강하지만, 다른 부분에서는 잉크가 충분히 남아 있어서 잉크 액체 표면(152)이 제2 잉크 보유 부재(151) 내에 있게 된다. 잉크가 더 소비될 때, 제1 잉크 보유 부재(150)가 대체로 완전히 잉크로 충전되는 동안, 제2 잉크 보유부재(151) 내의 거의 모든 잉크가 소비될 때까지, 제1 잉크 보유 부재(150) 내로 점차 이동한다. 잉크 소비에 따라 상기 잉크는 제2 잉크 보유 부재(151)로부터 제1 잉크 보유 부재(150) 내의 공간으로 이동하고, 따라서 제1 잉크 보유 부재(150)는 상기 잉크로 사실상 채워진 상태를 유지할 수 있다. 이어서, 도11의 (e)의 상태가 되는데, 이 경우에는 제2 잉크 보유 부재(151) 내에서 사실상 잉크가 없게 되고 단지 제1 잉크 보유 부재(150) 내에만 잉크가 보유되게 된다. 잉크가 잉크 제트 헤드(132)로 더 공급되면, 잉크 용기(110)가 완전히 빌 때까지 제1 잉크 보유 부재(150)로부터 잉크가 소비된다.

잉크 소비 기구에 대해 더 설명한다. 제2 잉크 보유 부재(151) 내에 보유된 잉크는 제1 잉크 보유 부재(150)를 통해 잉크 수납 튜브(133)로 공급된다. 전술한 바와 같이, 제1 잉크 보유 부재(150)가 제2 잉크 보유 부재(151)보다 더 큰 잉크 보유력을 가지므로, 잉크 수납 튜브(133)의 근처로 잉크를 모으는 것이 효과적이다. 잉크 수납 튜브(133)에 의해 압착 접촉된 제1 잉크 보유 부재(150)의 부분의 근처가 압축되므로, 잉크 보유력이 더 크게 된다.

이러한 잉크 보유 부재(150, 151) 내의 잉크 보유력의 차이는 잉크 보유 부재의 내부 구조의 변경에 의한 잉크 보유력의 차이보다 훨씬 더 크게 되어, 내부 구조의 변경이 무시될 수 있다. 따라서, 상기 잉크는 작은 잉크 보유력을 갖는 제2 잉크 보유 부재(150)로부터 잉크가 소비되는 제1 잉크 보유 부재(150)의 부분으로 공급된다. 즉, 잉크 액체 표면(152)은 잉크 보유 부재(150, 151) 사이의 접경면에서 하강하는 것이 방지된다. 잉크 공급 포트(114)로부터 멀리 떨어진 부분에서의 잉크를 포함하는 제2 잉크 보유 부재(151) 내의 잉크의 거의 모든 부분이 소비된 후에도 잉크는 더 소비된다. 이후, 제2 잉크 보유 부재(151)로부터 제1 잉크 보유 부재(150)로 유동하는 잉크는 더 없게 된다. 잉크가 없는 부분이 제1 잉크 보유 부재(150)에 나타나게 될 때까지 계속된다. 잉크 보유 부재(150, 151)의 섬유 밀도는 잉크 보유 부재(150, 151) 사이의 모세관력의 차이가 잉크 유동 경로의 길이 차이 및/또는 내부 구조의 변경으로 인한 유동 저항의 차이를 무시할 정도로 크게 되도록 선택된다. 이와 같이 함으로써, 잉크 용기(110)의 잉크 사용 효율이 향상될 수 있다.

(제2 실시예)

도12 및 도13을 참조하여, 제2 실시예에 대해 설명한다. 간단히 하기 위해, 제1 실시예와 동일한 도면 부호는 대응되는 기능을 갖는 요소를 지시하도록 하였다.

도12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 잉크 수납 튜브(133)가 맞닿게 되는 잉크 용기(110)의 케이싱(111)의 일부는 융기된 또는 돌출된 부분(111c)으로 형성되고, 제1 잉크 보유 부재(150)는 이 돌출된 부분(111c) 내에 배치된다.

또한, 잉크 보유 부재(150, 151)는 폴리올레핀 열가소성 수지 재료의 섬유가 사실상 일방향으로 배향된 적층형 웨브를 포함하고 있고, 이 섬유는 적층 방향으로 압축된다(섬유 집합체). 제1 잉크 보유 부재(150)는 섬도가 6.7dtex(직경: 대략 54㎛)인 섬유로 제조되고, 압축후 그 밀도는 대략 0.05g/㎤이다. 제2 잉크 보유 부재(151)는 섬도가 2.2dtex(직경: 대략 18㎛)인 섬유로 제조되고, 압축후 그 밀도는 대략 0.15g/㎤이다. 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)의 섬유 재료를 구성하는 대부분 섬유의 길이 방향(종축 방향)은 잉크 수납 튜브(133)의 맞닿음 방향과 사실상 수직하고 이 섬유 재료의 웨브의 적층 방향은 잉크 수납 튜브(133)의 맞닿음 방향과 사실상 평행하다.

잉크 수납 튜브(133)의 맞닿음 방향을 따라 취한 제1 잉크 보유 부재(150)의 표면 형상은 그 단면이 (10㎜ X 23㎜의) 직사각형이고 그 두께는 1.5㎜이다. 제2 잉크 보유 부재(151)의 표면 형상은 그 단면이 (14㎜ X 23㎜의) 직사각형이고 그 두께는 12.5㎜이다.

잉크 용기(110)의 케이싱(111), 즉 본체(111a) 및 캡 부재(111b)는 제1 및 제2 잉크 보유 부재(150, 151)의 재료와 유사한 폴리올레핀 수지 재료로 제조된다.

본 실시예에 있어서, 잉크 용기(110)는 기록 장치의 본체 구조에 기인하여 잉크 공급 포트(114) 측에 돌출된 부분(111c)을 가지는 것과 같이 상대적으로 복잡한 구조를 가진다. 이러한 상태에서, 도12에 도시된 바와 같이 잉크 수납 튜브(133)가 접촉하거나 맞닿게 되는 방향으로 측정된 제1 잉크 보유 부재(150)의 두께는 돌출된 부분(111c)의 내부 깊이와 사실상 같게 되고, 제1 잉크 보유 부재(150)는 케이싱(111)의 돌출된 부분(111c)의 내부 형상과 사실상 동일한 형상으로 주어진다. 이와 같이 함으로써, 큰 제2 잉크 보유 부재(151)는 간단한 직육면체 형상이 될 수 있고 따라서 생산성이 향상된다.

도13의 (a)는 본 발명의 변형예에 의한 잉크 용기를 도시하고 있는데, 여기서 케이싱(111)은 도12에 도시된 것과 유사한 형상을 갖는다. 케이싱(111)은 후크형의 제1 잉크 보유 부재(150)와 간단한 직육면체 형상의 제2 잉크 보유 부재(151)를 갖는다. 이러한 구성에 의하면, 제1 잉크 보유 부재(150)의 상부 표면은 제2 잉크 보유 부재(151)의 하부 표면과 사실상 동일한 형태를 가지며, 제2 잉크 보유 부재(151) 내의 잉크는 고속의 잉크 공급이 수행되더라도 완전히 사용될 수 있다.

도13의 (b)는 제1 잉크 보유 부재(150)가 잉크 공급 포트(114) 측에 배치된 하부(150a)와 상기 하부(150a) 및 제2 잉크 보유 부재(151) 사이에 개재된 상부(150b)로 구분되는 추가 변형예를 도시하고 있다. 이러한 구성에 따르면, 제1 잉크 보유 부재(150)의 하부(150a)의 잉크 보유력(C1), 제1 잉크 보유 부재(150)의 상부(150b)의 잉크 보유력(C2) 및 제2 잉크 보유 부재(151)의 잉크 보유력(C3)이 C1>C2>C3의 관계를 만족하게 된다. 또한, 도12에 도시된 구조와 마찬가지로, 잉크 보유 부재[하부(150a), 상부(150b) 및 제2 잉크 보유 부재(151)]의 구성이 단순화될 수 있고, 도13의 (a)에 도시된 바와 같이 제2 잉크 보유 부재(151) 내의 잉크가 남게 되는 것이 방지된다.

본 실시예에 있어서, 잉크 용기(110)는 잉크 공급 포트(114) 측에서 돌출되도록 구성되나, 이러한 예로 제한될 필요는 없고 예컨대 잉크 용기(110)의 중앙 부분이 돌출될 수도 있다.

전술한 제2 실시예에 있어서, 잉크 보유 부재(150, 151)는 폴리올레핀 수지로 제조되나, 제1 잉크 보유 부재(150)의 구성은 섬유로 제한되지 않고 그 재료도 폴리올레핀 수지 재료로 제한되지 않는다. 밀도, 섬유 직경 및 섬유 방향 등은 2개의 실시예들의 경우로 한정되지 않는다. 잉크 수납 튜브(133)가 맞닿게 되는 방향으로 측정된 잉크 보유 부재(150, 151)의 두께는 전술한 2개의 실시예에 대해 개시된 값으로 한정되지 않으며 사용되는 잉크의 종류, 잉크 보유 부재(150, 151)의 구조 및 잉크의 유동 속도 등을 고려하여 적절히 결정될 수도 있다. 본 발명의 충분한 효과를 얻기 위해, 잉크 수납 튜브(133)의 맞닿음 방향으로 측정된 제1 잉크 보유 부재(150)의 두께와 상기 방향에 수직한 방향으로의 치수인 최대 내경의 비율은 1:5보다 작지 않게 되는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 기록 헤드 카트리지를 이용하는 잉크 제트 기록 장치에 대해 설명한다.

도7은 전술한 구성을 갖는 기록 헤드 카트리지를 보유하는 잉크 제트 기록 장치의 일반적인 배치를 도시한 사시도이다. 본 도면에 도시된 기록 장치에 있어서, 주 스캔 방향으로의 기록 헤드 카트리지(71)의 왕복 운동(주 스캔)과 일반적인 기록 용지, 특수 용지 또는 OHP 필름 등과 같은 기록 시트의 부 스캔 방향으로의 일정 증분의 급지(feeding)는 반복되고, 이러한 운동과 동기화되어 상기 잉크는 기록 헤드 카트리지(71)로부터 선택적으로 토출되고 기록 시트 상에 위치하게 되어 문자, 표시 또는 이미지 등이 상기 기록 시트에 인쇄되게 된다. 즉, 본 장치는 일반적인 시리얼 타입 기록 장치이다.

도7에 도시된 바와 같이, 화상 형성용 잉크를 수용하고 있는 잉크 용기(72)를 구비한 기록 헤드 카트리지(71)는 헤드 유지 부재인 캐리지(73) 상에 지지 또는 유지된다. 캐리지(73)는 기록 장치 내에 고정된 안내 축(74) 및 안내 레일(75)에 의해 도7에 화살표(X)로 표시된 방향(주 스캔 방향)으로만 이동하도록 안내된다.캐리지(73)는 왕복 스캔 운동을 수행하기 위해 캐리지 벨트((76a)를 거쳐 CR 모터(76)에 의해 구동된다. 이러한 방법으로, 안내 축(74), 안내 레일(75), CR 모터(76) 및 캐리지 벨트(76a)는 캐리지(73)의 왕복 스캔 운동을 위한 스캔 수단을 구성한다.

기록 헤드 카트리지(71)의 (도시되지 않은) 기록 헤드부에 의해 기록이 수행되는 (도시되지 않은) 기록 재료는 기록 장치 내에 회전가능하게 장착된 LF 롤러(77) 및 핀치(pinch) 롤러(78)에 의해 파지(nipped)되고, LF 롤러(77)는 LF 기어(79)를 통해 LF 모터(80)에 의해 회전되고, 이에 의해 도7에 도시된 바와 같이 화살표(X)로 표시된 방향과 수직한 화살표(Y)로 표시된 방향(부 스캔 방향)으로 급지된다.

기록 장치에 제어 기판(81)이 장착된다. 제어 기판(81) 상에 형성된 제어 회로(제어 수단)는 기록 헤드부, CR 모터(76) 및 LF 모터(80)의 작동을 제어하기 위해 그들을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 기록 헤드 카트리지(71)와 제어 기판(81)은 가요성 케이블(82; 산호 전달 수단)에 의해 전기적으로 서로 접속되고, 따라서 기록 헤드부와 제어 기판(81) 사이의 제어 신호의 전송은 화살표(X)의 방향으로의 기록 헤드 카트리지(71)의 스캔 작동 중에도 가요성 케이블(82)을 통해 수행된다.

상기 기록 헤드부는 각각의 색상에 대응되는 복수개의 노즐 어레이를 구비하고, 상기 잉크는 인쇄를 수행하기 위해 각각의 노즐을 통해 토출된다. 이러한 기록 헤드부에는 노즐 내의 잉크에 가해질 토출 에너지 생성을 위한 에너지 생성 수단으로서 복수개의 발열 저항체(전열 변환 요소)가 제공된다. 기록 헤드부를 구동하기 위한 구동 신호는 가요성 케이블(82)과 그 전기적 연결부를 통해 제어 기판(81)으로부터 기록 헤드부로 전송된다. 이 구동 신호에 따라 잉크가 기록 헤드부로부터 토출된다. 기록 헤드부에 의한 이러한 잉크 액적 토출 방법 및 타입은 상기의 예들로 한정되지 않는다.

본 발명의 잉크 용기 내에 보유된 액체는 전술한 블랙, 시안, 마젠타 및 옐로우 잉크로 한정되지 않으며 잉크에 반응하는 반응 액체 또는 기록 헤드로부터 토출되는 다른 액체일 수도 있다.

비록 본 발명이 본 명세서에 기재된 구성을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 전술한 상세한 내용으로 한정되는 것이 아니고 본 출원은 개선을 위해 후속 특허청구의 범위의 범주 내에 속할 수 있는 이러한 변경 또는 수정을 포함하고자 하는 것이다.

본 발명에 의하면. 간단한 구조로써 안정된 고속 잉크 공급이 달성될 수 있다. 또한, 소형의 기록 장치와 함께 적절히 사용될 수 있고 잉크 제트 기록 헤드로의 잉크 공급 속도와 잉크 수용 효율 및 잉크 사용 효율이 향상될 수 있다.

Claims (9)

1. 대체로 직사각형인 형태의 케이싱과,

   상기 케이싱 내에 구획부에 의해 형성된 복수개의 잉크 수용부와,

   상기 케이싱의 바닥 측에 상기 잉크 수용부를 위해 각각 제공된 잉크 공급 포트와,

   상기 잉크 공급 포트들이 각각 형성되는 복수개의 오목부를 포함하며;

   상기 잉크 용기는 상기 잉크 수용부 내에 수용된 잉크를 토출하기 위한 기록 헤드부를 구비한 홀더에 착탈가능하게 장착될 수 있고,

   상기 복수개의 잉크 공급 포트는 상기 바닥 측의 긴 에지 중의 하나를 향해 치우쳐 배치되고, 상기 복수개의 오목부는 상기 에지 중의 하나에 인접하여 절단되어 개방되는 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 잉크 공급 포트를 사이에 개재시키기 위해 각각의 위치에 장착 결합 가능 부재를 더 포함하고, 상기 잉크 용기의 상부로부터 볼 때 상기 장착 결합 가능 부재들의 중심들을 연결하는 가상의 직선이 상기 복수개의 공급 포트 모두를 가로 지르는 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
3. 제2항에 있어서, 상기 장착 결합 가능 부재들 중의 하나는 상기 케이싱의 측면 표면상에 제공되는 결합 클로를 구비하고, 다른 하나는 상기 케이싱으로부터 연장하는 레버 상에 제공되는 결합 클로이고, 상기 케이싱의 측면 표면에 제공된 상기 결합 클로에 가장 근접한 잉크 공급 포트들 중의 하나는 상기 구획부를 향해 치우쳐 있는 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
4. 제1항에 있어서, 상기 각 잉크 수용부는 그 내부와 외기와의 유체 연통을 위한 공기 환기구와, 상기 케이싱의 내부 바닥 표면상에서 상기 바닥 표면의 내부 형상을 사실상 따라 연장하고 상기 잉크 공급 포트를 통해 외부 부재와 맞닿을 수 있는 시트 형태의 제1 액체 보유 부재와, 이로부터 상기 제1 액체 보유 부재로 잉크를 공급하기 위해 상기 제1 액체 보유 부재에 밀착 접촉되어 있는 제2 액체 보유 부재를 구비하며, 상기 제1 액체 보유 부재는 상기 제2 액체 보유 부재보다 더 큰 잉크 보유력을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
5. 제4항에 있어서, 잉크 용기가 홀더에 장착된 상태에서 상기 제1 및 제2 액체 보유 부재들은 상기 홀더 내에 제공된 잉크 수납 튜브에 의해 변형되어 유지되는 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
6. 제4항에 있어서, 상기 제1 액체 보유 부재는 섬유의 적층 부재이고, 상기 적층 부재의 적층 방향은 상기 외부 부재의 맞닿음 방향과 사실상 동일한 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
7. 제6항에 있어서, 상기 적층 섬유를 구성하는 섬유들의 대부분의 주 종축 방향은 상기 액체 공급 포트를 갖는 케이싱의 표면의 길이 방향을 사실상 따르는 것을 특징으로 하는 잉크 용기.
8. 제1항에 기재된 잉크 용기를 착탈가능하게 보유하기 위한 홀더와, 상기 홀더 내에 보유된 상기 잉크 용기로부터 잉크를 수용하여 잉크 액적을 토출하기 위한 기록 헤드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 헤드.
9. 제8항에 기재된 잉크 제트 기록 헤드를 착탈가능하게 지지하기 위한 캐리지를 포함하며, 기록 재료 상으로의 기록을 수행하기 위해 잉크 액적이 상기 잉크 제트 기록 헤드로부터 기록 재료 상으로 토출되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.