KR20040086230A - 잉크젯 기록 장치용 잉크 카트리지 및 잉크 주입 방법 - Google Patents

잉크젯 기록 장치용 잉크 카트리지 및 잉크 주입 방법 Download PDF

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Abstract

잉크젯 기록 장치용의 잉크 카트리지는, 잉크 공급 포트를 갖는 용기; 용기 내에 구획되며, 하나는 실질적으로 상부 내에 위치되고 다른 하나는 실질적으로 하부 내에 위치되는 적어도 2개의 잉크 챔버들; 하부 잉크 챔버의 저부 영역을 상부 잉크 챔버의 저부 영역에 접속하는 잉크 흡입 유로; 및 상부 잉크 챔버를 잉크 공급 포트에 접속하는 유로에 제공되는 부압 발생 기구를 포함한다.

Description

잉크젯 기록 장치용 잉크 카트리지 및 잉크 주입 방법{INK CARTRIDGE FOR INK JET RECORDING DEVICE AND INK INJECTING METHOD}
본 발명은 인가되는 프린트 신호에 응답하여 잉크 방울을 분출하는 기록 헤드에 적절한 부압(negative pressure)으로 잉크를 공급하는 잉크 카트리지 및 잉크 카트리지 내에 잉크를 주입하는 방법에 관한 것이다.
잉크젯 기록 장치는 통상, 프린트 신호에 응답하여 잉크 방울을 분출하기 위한 잉크젯 기록 헤드가 기록 용지의 폭 방향으로 왕복 이동되는 캐리지 상에 장착되도록 구성되고, 잉크는 외측에 배치된 잉크 탱크로부터 기록 헤드로 공급된다. 소형 기록 장치에서, 잉크 탱크 등의 잉크 저장 용기는 캐리지에 착탈 가능하게 부착되어 조작을 용이하게 한다.
일반적으로, 잉크 저장 용기는 잉크가 기록 헤드 외부로 누출되는 것을 방지하기 위해서 다공성 부재(porous member)를 수용한다. 다공성 부재를 잉크를 스며들게 하여, 모세관력에 의해 잉크가 유지된다.
현 시장에서는 프린트 품질 및 프린트 속도의 향상이 요구되고 있다. 따라서, 기록 헤드의 노즐 개구 수가 증가하고, 단위 시간당 잉크 소모량이 증가하고 있는 경향에 있다.
이러한 경향에 부응하기 위해서는, 잉크 저장 용기 내에 배치된 잉크의 양을 증가시킬 필요가 있다. 그 결과, 다공성 부재의 양이 증가된다. 그러나, 다공성 부재의 모세관력에 의해 잉크를 유지하는 관점에서 볼 때, 높이나 수두의 증가는 한정되므로, 따라서 저부 면적을 증가시킬 필요가 있다. 이는 캐리지 사이즈를 증가시켜 기록 장치의 사이즈가 증가하게 된다.
기공(pore)의 평균 직경이 작은 다공성 부재를 이용하여 잉크 보유 능력을 증가시키는 접근 방식이 있다. 그러나, 이러한 접근 방식은 잉크 흐름에 대한 유체 저항력을 증가시켜, 기록 헤드에 의해 소모되는 잉크량에 따라 잉크를 적절히 공급하기가 곤란할 뿐만 아니라, 잉크 공급구로부터 떨어진 영역에 있는 잉크를 기록 헤드에 신뢰성 있게 공급하기가 곤란하게 된다. 그 결과, 잉크 용기 내에 수용된 잉크가 완전히 소모되지 않아 폐잉크만 남게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 일본 특개평8-174860호에 개시된 바와 같이, 잉크 저장 챔버를 상부에 배치하고, 잉크 저장 챔버와 잉크 공급구 간에 통상 폐쇄된 멤브레인 밸브(membrane valve)를 설치하여 기록 헤드에 의한 잉크 소모에 기인한 부압에 의해 밸브를 개방하는 잉크 저장 용기가 제안되어 있다.
멤브레인 밸브가 잉크의 누출을 방지할 수 있으므로, 저장된 잉크의 양이 증가될 수 있다. 그러나, 잉크 저장 챔버가 상부에 배치되므로 잉크량에 따른 압력은멤브레인 밸브 상에 작용한다. 따라서, 저부 면적을 증가시키지 않고서 저장된 잉크의 양을 증가시키기 위해서는, 멤브레인 밸브를 개방하기 위한 부압이 증가되어야만 한다. 그 결과, 남아 있는 잉크량이 적은 시점, 즉 잉크의 수두압이 미리 정해진 레벨 이하로 감소된 시점에서 프린트 품질이 열화된다. 한편, 프린트 품질이 보증되어야만 할 경우, 남아 있는 잉크량은 증가된다.
또한, 폐잉크를 줄이기 위해 프린트 품질을 무시하고 프린트를 계속할 경우, 막 부재를 개방하는 데 필요한 과잉 부압이 기록 헤드 상에 작용하여 기록 헤드의 노즐들의 메니스커스(meniscus)를 파괴하여, 프린트가 불가능하게 된다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 잉크를 저장하는 용기의 저부 면적을 증가시키지 않고서 멤브레인 밸브 상에 작용하는 잉크의 수두압을 가능한 한 작게 감소시킬 수 있는 잉크 카트리지를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 프린트 품질의 열화없이 효율적으로 이용 가능한 잉크 저장량을 증가시킬 수 있는 잉크 카트리지 및 잉크 주입 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 주로 공통 부품들을 이용하여 구성함으로써 잉크 저장량을 쉽게 변경할 수 있는 잉크 카트리지 및 잉크 주입 방법을 제공하는 것에 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1 실시예를 구성하는 잉크 카트리지의 표면 및 이면 구성을 나타낸 사시도.
도 2a 및 도 2b는 잉크 카트리지를 밀봉하는 측면 형성 부재가 제거된 상태의 잉크 카트리지를 나타낸 사시도.
도 3은 도 1의 잉크 카트리지의 저부 구성을 나타낸 사시도,
도 4a 및 도 4b는 도 1의 잉크 카트리지 내의 대기 연통 경로를 나타내는 상면도 및 정면도.
도 5a 및 도 5b는 도 4의 대기 연통 경로를 구성하는 밸브 부재와 스프링을 나타낸 도면.
도 6a 및 도 6b는 부압 발생 기구를 구성하는 차압 밸브의 예를 나타낸 단면도.
도 7a는 도 1의 잉크 카트리지에 적합한 카트리지 홀더의 예를 나타낸 부분 절단 사시도, 도 7b는 잉크 카트리지가 홀더에 장착된 상태를 나타낸 사시도.
도 8은 도 1의 잉크 카트리지가 기록 장치에 장착되어 대기에 개방된 상태의 밸브 부재의 위치를 나타낸 도면.
도 9는 도 1의 잉크 카트리지 내의 필터 챔버 측에 설치된 잉크 유로를 주로 나타낸 정면도.
도 10은 제1 실시예의 잉크 카트리지에 한정되지 않는 변형예를 나타낸 사시도.
도 11a 및 도 11b는 제1 실시예의 잉크 카트리지에 한정되지 않고, 잉크 카트리지의 용량이 변하는 다른 변형예를 나타낸 사시도.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예를 구성하는 잉크 카트리지의 외관을 나타낸 사시도.
도 13은 도 12의 잉크 카트리지의 용기 본체의 개방측 구성을 나타낸 사시도.
도 14는 도 12의 잉크 카트리지의 용기 본체의 하면 구성을 나타낸 사시도.
도 15는 도 12의 잉크 카트리지의 용기 본체의 개방측 구성을 나타낸 정면도.
도 16은 도 12의 잉크 카트리지의 용기 본체의 표면측 구성을 나타낸 정면도.
도 17은 차압 밸브 저장 챔버의 구성을 나타낸 확대 단면도.
도 18은 대기와 연통하는 밸브 챔버의 구성을 나타낸 확대 단면도.
도 19I ∼ 도 19V는 잉크 카트리지의 잉크량의 변화를 나타낸 모식도.
도 20a 및 도 20b는 식별 블록을 나타낸 사시도.
도 21a 및 도 21b는 제2 실시예의 잉크 카트리지에 한정되지 않는, 잉크 유로 및 잉크 챔버의 변형예를 나타낸 단면도.
도 22a 및 도 22b는 제3 실시예의 잉크 카트리지의 표면측 및 반대측의 외관을 나타낸 사시도.
도 23a ∼ 도 23d는 잉크 카트리지의 상면도, 정면도, 하면도 및 측면도.
도 24는 잉크 카트리지가 장착될 캐리지의 예를 나타낸 단면도.
도 25a 및 도 25b는 잉크 카트리지를 캐리지 상에 장착하는 공정을 나타낸 도면.
도 26a 및 도 26b는 본 발명의 제3 실시예를 구성하는 잉크 카트리지의 용기 본체의 개방측 및 표면측 구성을 나타낸 사시도.
도 27은 도 26의 개방 표면측에서 본 경우의 잉크 카트리지의 용기 본체의 하면 구성을 나타낸 사시도.
도 28은 도 26의 잉크 카트리지의 용기 본체의 개방 표면 구성을 나타낸 정면도.
도 29는 도 26의 잉크 카트리지를 나타낸 분해 사시도.
도 30은 도 26의 잉크 카트리지를 나타낸 분해 사시도.
도 31은 차압 밸브 저장 챔버 부근의 구성을 나타낸 확대 단면도.
도 32a 및 도 32b는 대기 연통 밸브 저장 챔버의 밸브 폐쇄 상태 및 밸브 개방 상태를 나타낸 단면도.
도 33a 및 도 33b는 식별 블록의 예의 사시도 및 하면도.
도 34a 및 도 34b는 제3 실시예의 잉크 카트리지에 한정되지 않는 대용량형잉크 카트리지를 나타낸 사시도, 도 34c는 대용량형 잉크 카트리지의 하면도.
도 35는 도 34의 개방 표면측에서 본 경우의 대용량형 잉크 카트리지의 용기 본체의 하면 구성을 나타낸 사시도.
도 36은 도 34의 대용량형 잉크 카트리지의 용기 본체의 표면측 구성을 나타낸 사시도,
도 37은 도 34의 대용량형 잉크 카트리지의 용기 본체의 개방 표면측 구성을 나타낸 정면도.
도 38은 도 34의 대용량형 잉크 카트리지를 나타낸 분해 사시도.
도 39a 및 도 39b는 도 34의 대용량형 잉크 카트리지의 잉크 공급구의 구성을 나타낸 부분 단면도, 및 잉크 공급구 주위의 구성을 나타낸 단면도.
도 40은 제3 실시예의 잉크 카트리지에 한정되지 않는 소용량형 잉크 카트리지의 용기 본체의 구성을 나타낸 정면도.
도 41은 제3 실시예의 잉크 카트리지에 한정되지 않는 대용량형 잉크 카트리지의 용기의 구성을 나타낸 정면도.
도 42는 본 발명에 의한 잉크 카트리지 내의 필터의 다른 예를 나타낸 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : 수평 연장된 벽
1 : 용기 본체
21 : 대기 챔버
25 : 원통부
3 : 제1 잉크 챔버
23 : 오목부
22 : 모세관
100 : 경로
17 : 대기 연통구
본 발명은, 예를 들면, 기록 헤드를 갖는 잉크젯 기록 장치용 잉크 카트리지로서, 하부 잉크 챔버, 상부 잉크 챔버, 기록 헤드에 잉크를 공급하는 잉크 공급구, 하부 잉크 챔버를 상부 잉크 챔버에 접속하는 잉크 흡입 유로, 상부 잉크 챔버를 잉크 공급구에 접속하는 잉크 유로 및 하부 잉크 챔버를 대기와 연통하는 대기 연통부를 포함하는 용기와, 용기 내에 수용되고 잉크 유로의, 예를 들어 중간에 배치된 부압 발생 기구를 포함한다.
잉크는 하부 잉크 챔버로부터 상부 잉크 챔버로 흡입되고 나서, 부압 발생 기구를 통하여 기록 헤드에 공급된다. 따라서, 잉크 소모와 관련하여 잉크 카트리지 내의 잉크량에 기인하는 부압 발생 기구에 인가된 압력 변동을 감소시킬 수 있다.
본 개시는, 참조로서 여기서 명백히 구체화되는 다음과 같은 일본국 특허 출원에 포함된 주제에 관한 것이다:
일본국 특허 출원 제2000-321207호 (2000년 10월 20일 출원)
일본국 특허 출원 제2000-320319호 (2000년 10월 20일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-033075호 (2001년 2월 9일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-147418호 (2001년 5월 17일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-148296호 (2001년 5월 17일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-149315호 (2001년 5월 18일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-149787호 (2001년 5월 18일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-220340호 (2001년 7월 19일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-148297호 (2001년 5월 17일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-033074호 (2001년 2월 9일 출원)
일본국 특허 출원 제2001-316455호 (2001년 10월 15일 출원)
이하, 예시된 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1 실시예
도 1a, 1b, 2a 및 2b는 본 발명의 제1 실시예를 구성하는, 잉크 카트리지를 형성하는 용기 본체(1)의 표면 구성 및 이면 구성을 나타낸다. 도 3은 도 1의 용기 본체(1)의 저부 구성을 나타낸다. 용기 본체(1)의 내부는 저부 영역 및 상부 영역으로 실질적으로 수평하게 연장되는 벽(2)으로 수직으로 분할된다. 저부 영역에는, 하부 잉크 챔버로서 기능하는 제1 잉크 챔버(3)가 저부 영역 내에 형성된다. 상부 영역에는, 후술하는 부압 발생 기구로서 기능하는 차압 밸브 저장 챔버(4); 필터를 저장하는 필터 챔버(5); 및 상부 잉크 챔버로서 기능하고 제1 및 제2 잉크 저장부(15 및 16)를 포함하는 제2 잉크 챔버(8)가 형성된다.
차압 밸브 저장 챔버(4) 및 필터 챔버(5)는 용기 본체(1)의 두께 방향으로 실질적으로 중앙부에 배치된 벽(6)에 의해 서로 분할된다. 벽(6)은 차압 밸브 저장 챔버(4) 내의 돌출된 밸브 시트(6a)와, 관통 구멍(6b)으로 형성된다(도 6a 및 6b도 참조). 프레임부(10)는 필터(18)를 고정하기 위해 필터 챔버(5)측 내에 형성된다.
상부 및 저부 챔버는 용기 본체(1)의 일측에 배치된 벽(11c, 11d)을 수직으로 연장함으로써 획정된 우회 유로(보다 상세하게는, 수직면을 따라 회전하는 경로)를 통하여 필터 챔버(5)의 상부 영역 개구부(5a)와 연통하게 된다(도 9 참조).
관통 구멍(6b)을 통하여 필터 챔버(5)에 접속되는 차압 밸브 저장 챔버(4)는 제1 잉크 챔버(3)와 분리 형성된 유로(13)를 통하여 잉크 공급구(14)와 연통하게 된다. 즉, 차압 밸브 저장 챔버(4)의 외주부는 개구(13a), 관통 구멍(13b) 및 개구(13c)를 포함하는 유로(13)를 통하여 잉크 공급구(14)와 연통하게 된다. 제1 및 제2 상부 잉크 저장부(15 및 16)는 차압 밸브 저장 챔버(4) 및 필터 챔버(5)에 대하여 서로 대향하여 배치된다. 제1 잉크 챔버(3)로부터 잉크를 따라 상승되어 운반된 기포가 이들 상부 잉크 저장부(15 및 16)에 의해 트랩된다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 수평 연장된 벽(20)이 용기 본체(1)의 외벽으로부터 약간 떨어져 형성되어, 대기 챔버(21)를 획정한다. 대기 챔버(21)는 원통부(25)의 수직 연장된 관통 구멍(25a)을 통하여 제1 잉크 챔버(3)와 연통하게 된다(도 4에 나타낸 바와 같이, 후술하는 밸브 부재가 원통부(25)의 관통 구멍(25a) 내에 설치된다). 대기 챔버(21)는 통기성 막(air permeable film)(24a)(도 2b)이 설치되는 오목부(23)(도 2a)와 또한 연통하게 된다. 도 2a에 나타낸 바와 같이 오목부(23)는 홈(23c)을 통하여 모세관(22)의 일단부(22b)가 접속되는 경로(100)와 연통하게 된다. 모세관(22)은 용기 본체(1)의 차압 밸브 저장 챔버 측면 상에 형성된다. 모세관(22)의 타단부(22a)는 대기에 개방되도록 대기 연통구(17)에 접속된다. 즉, 제1 잉크 챔버(3)는 원통부(25), 대기 챔버(21), 통기성 막(24a), 모세관(22) 등을 통하여 대기 연통구(17)에 접속된다. 또한 도 2a는 통기성막(24a)이 오목부(23)에 설치되기 전의 상태를 나타냄에 비해, 도 2b는 통기성막(24a)이 오목부(23)에 설치된 후의 상태를 나타낸다.
모세관(22)은 용기 본체(1)의 차압 밸브 저장 챔버 측면에 형성된 우회(circuitous) 홈을 공기 차단성 막(air impermeable film; 37)으로 밀봉함으로써 형성된다. 단부(22a)는 대기 연통구(17)에 접속되고, 대향 단부(22b)는 경로(100) 및 홈(23c) (용기 본체 내측의 경로(100)에 접속된)을 통하여 통기성 막(24a)과 공기 차단성 막(24b) 사이에 획정된 영역과 연통하게 된다. 통기성 막(24a)은 용기 본체(1) 내에 형성된 오목부(23)의 중앙단 위에 뻗어 있다. 보다 구체적으로, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 막 지지 부재(23a)가 오목부(23)의 중앙단에 형성되고, 통기성 막(24a)이 막 지지 부재(23)에 접합된다. 또한, 공기 차단성 막(24b)은 오목부(23)의 인테리어가 대기로부터 분리되도록 오목부(23)의 상부면 주변부(23b)에 접합된다.
대기 챔버(21)는 잉크 공급구(14)에 실질적으로 대향 배치되는 원통부(25)를 통하여 제1 잉크 챔버(3)와 연통하게 된다. 개구부(28)가 원통부(25) 상에 배치되고(도 4b 참조), 탄성적으로 변형 가능한 공기 차단성 막(29)으로 밀봉된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 밸브 부재(27)는 원통부(25) 내에 저장된다. 밸브 부재(27)는 판 스프링(26)에 의해 위쪽으로 가압되어 제1 잉크 챔버(3)를 통상적으로 밀봉한다.
이러한 구성에 따르면, 잉크 카트리지(1)가 기록 장치에 장착될 때에 전진하는 기록 장치의 조작 로드(R)가 공기 차단성 막(29)을 탄성적으로 변형시켜 밸브 부재(27)를 밸브 개방 상태로 함으로써, 제1 잉크 챔버(3)가 대기 챔버(21)와 연통하게 된다.
도 5a 및 5b에 나타낸 바와 같이, 밸브 부재(27)는 원통부(25)를 관통하는 슬라이더(27a), 및 탄성 재료로 형성된 밸브(27b)를 포함한다. 슬라이더(27a)의 일단부 아래의 부분(27c)은 잉크 카트리지의 상부면에 형성된 개구부(28)에 노출되어 대기 챔버(21)와 연통되고, 슬라이더(27a)의 타단부는 제1 잉크 챔버(3)에 노출된다. 슬라이더(27a)의 일단부는 판 스프링(26)에 접착되고, 밸브(27b)는 슬라이더(27a)의 타단부에 고정된다. 개구부(28)는 탄성 변경 가능한 공기 차단성 막(29)에 의해 밀봉된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 잉크 공급구(14)가 설치되는 잉크 카트리지의 저부면은 저부면측에 개방되고 차압 밸브 저장 챔버(4) 바로 아래에 배치된다. 본 실시예에서, 오목부(30)는 잉크 카트리지 확인 목적용 돌기부(31)(도 2a 참조)가 형성될 수 있는 영역을 획정한다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 저부면은 잉크 카트리지가 제조될 때 잉크 카트리지 내로 잉크가 충전되는 잉크 주입구(32 및 33)로서 또한 형성된다. 도 3에서, 참조 번호 33a는 잉크 카트리지의 벽(11a)과 외벽 사이에 획정된 잉크 흡입 유로(A)(도 9)의 개구부를 표시하고, 참조 번호 33b는 제1 잉크 챔버(3)의 개구부를 표시한다. 잉크 주입 후, 잉크 주입구(32)는 공기 차단성 막 또는 플러그에 의해 밀봉되고, 잉크 주입구(33)는 개구부(33b 및 33a) 간의 연통을 확보하면서 공기 차단성 막 또는 플러그나 다른 공기 차단성 막 또는 플러그에 의해 밀봉된다. 참조 번호 34는 잉크 공급구(14) 부근의 잉크 카트리지의 측벽 내에 형성되는, 메모리 장치를 저장하는 오목부를 표시한다. 참조 번호 35는 기록 장치에 대하여 캐리지에 대하여 잉크의 착탈을 지원하는 돌기부를 표시한다.
도 6a 및 6b는 부압 발생 수단(부압 발생 기구)로서 기능하는 차압 밸브 기구의 예를 나타내고, 도 6a는 밸브 폐쇄 상태를 나타내고, 도 6b는 밸브 개방 상태를 나타낸다. 멤브레인 밸브(다이어프램 밸브)(40)는 외주부에 따른 환형 후막(厚膜)부(40a), 그 중앙에 관통 구멍(40b)을 갖는 중앙 후막부(40c), 및 단면이 실질적으로 S자 형상으로 성형되고 환형 후막부(40a)에 밀접하게 배치된 벤트부(40d)를 포함한다.
멤브레인 밸브(40)는 원통형 홀더(41)에 고착되어, 차압 밸브 저장 챔버(4) 내에 저장된다. 코일형 스프링(42)은 중앙 후막부(40c)와 용기 본체 사이에 삽입된다. 코일형 스프링(42)은 미리 정해진 부압이 기록 헤드에 의한 잉크 소모에 기인하여 잉크 공급구(14) 상에 작용할 때에 밸브 시트(6a)로부터 멤브레인 밸브(40)를 분리하고(도 6b 참조), 기록 헤드로의 잉크 공급이 완료된 때에 멤브레인 밸브(40)를 밸브 시트(6)와 탄성 접촉하도록 기능한다(도 6a 참조). 이에 따라, 스프링의 탄성력이 조절된다.
도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와 같이 용기 본체(1)의 필터 챔버 측면은 커버 부재(36)에 의해 밀봉 폐쇄되고, 그의 차압 밸브 저장 챔버 측면은 공기 차단성 막(37)에 의해 밀봉 폐쇄되어, 밀봉된 용기를 구성한다.
이렇게 구성된 잉크 카트리지를 마무리하기 위해, 잉크 주입구(32 및 33)가 잉크 주입 장치에 접속되어 잉크 공급구(14)가 잉크 공급 니들의 삽입에 의해 찢어질 수 있는 막으로 밀봉된 상태에서 잉크 카트리지를 잉크로 충전하고, 잉크를 충전한 후에, 이들 잉크 주입구(32 및33)가 플러그(들) 또는 공기 차단성 막(들)에의해 밀봉된다.
도 7a는 상술한 잉크 카트리지에 적합한 카트리지 홀더(50)의 예를 나타낸다. 카트리지 홀더(50)는 베이스부(51), 전면 및 잉크 카트리지의 전면에 인접하는 측면과 일치하도록 베이스부(51)에 설치된 벽(52, 53, 54), 및 잉크 카트리지의 수직 오목부에 따른 방향에 배치되도록 베이스부(51)에 설치된 돌기부(55)를 포함한다. 필요한 경우, 카트리지 확인 목적용(잉크 카트리지의 종류를 식별하기 위한)돌기부(56)가 베이스부(51) 상에 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 잉크 카트리지가 기록 장치에 장착되지 않은 상태에서, 밸브 부재(27)의 밸브(27b)가 스프링(26)의 가압력에 의해 원통 부재(25)의 제1 잉크 챔버측 개구부를 밀봉 폐쇄하여, 제1 잉크 챔버(3)가 대기로부터 분리된다. 따라서, 잉크의 증발 및 누출이 제거된다.
한편, 잉크 카트리지가 카트리지 홀더(50)에 장착된 때, 잉크 카트리지의 전면측 3 면과 그 오목부는 벽(52, 53, 54) 및 돌기부(55)에 의해 각각 안내되어, 도 7b에 나타낸 바와 같이 미리 정해진 위치에 배치되고, 또한 도 8에 나타낸 바와 같이, 기록 장치에 설치된 조작 로드(R)가 공기 차단성 막(29)을 통해 밸브 부재(27)를 디프레스하여 밸브를 개방한다. 따라서, 제1 잉크 챔버(3)는 대기 챔버(21), 통기성 막(24a), 모세관(22) 및 대기 연통구(17)를 통하여 대기와 연통하게 된다.
이 상태 하에서, 부압이 잉크 공급구(14) 상에 작용하도록 기록 헤드에 의해 잉크가 소모됨에 따라, 멤브레인 밸브(40)는 코일형 스프링(42)의 가압력에 대하여 밸브 시트(6a)로부터 분리되도록 차압을 받는다. 제1 잉크 챔버(3) 내의 잉크는 필터(18)를 통과하여, 관통 구멍(6b)을 통하여 차압 밸브 저장 챔버(4) 내로 흐르고, 멤브레인 밸브(40)의 관통 구멍(40b)을 통과하여, 유로(13)를 통하여 잉크 공급구(14) 내로 흐른다.
제1 잉크 챔버(3)로부터 필터 챔버(5)로의 잉크 흐름에 대하여 보다 상세히 설명한다. 잉크 공급구(14)로부터의 잉크 유출에 기인하여 부압이 필터 챔버(5) 상에 작용한 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 잉크 챔버(3) 내의 잉크가 흡입되어 벽들(11)에 의해 획정된 경로들, 즉 수직으로 연장되는 유로(A), 최상부에 수평하게 연장되는 유로 B, 필터 챔버를 획정하는 벽과 수평 연장된 벽(2) 사이에 형성된 유로 C, 수직 유로 D 및 수평 유로 E를 통하여 필터 챔버(5)의 상부로 흐른다. 제1 잉크 챔버(3) 내의 잉크가 상부 잉크 저장부(15 및 16)로 흘러, 잉크 저장부(15 및 16)의 저부로부터 잉크 저장부(15 및 16)의 외부로 흐르기 때문에, 잉크 내의 기포들이 상부 잉크 저장부(15 및 16)의 상부에서 트랩된다. 따라서, 기포들은 잉크가 필터 챔버(5)로 흐르기 전에 가능한 한 많이 잉크로부터 제거될 수 있다.
여기서, 잉크의 유입 및 유출 모두 상부 잉크 저장부(16)의 저부에서 실시되기 때문에, 상부 잉크 저장 챔버(16)에서 잉크가 소모되는 동안 압력이 차압 밸브 상에 일정하게 작용할 수 있게 한다. 즉, 수두압의 변동을 줄일 수 있다.
이러한 방식으로, 잉크 소모 중에, 저부에 배치된 제1 잉크 챔버(3) 내의 잉크가 상부 필터 챔버(5)로 흡입되고, 다음에 차압 밸브 기구를 통하여 잉크 공급구(14)에 공급된다. 따라서, 멤브레인 밸브(40)의 후면 상에 작용하는 잉크 압력은 제1 잉크 챔버(3) 내에 저장된 잉크의 동작으로부터 생기는 압력 변동에 위해 영향을 받지 않아, 최적의 부압을 유지하면서 기록 헤드에 잉크를 공급할 수 있다.
잉크가 완전히 소모되거나 또는 잉크 종류를 변경하기 위해서 잉크 카트리지를 분리한 경우, 기록 장치에 설치된 조작 로드에 의한 지원이 없기 때문에 밸브 부재(27)는 폐쇄되고, 멤브레인 밸브(40)는 스프링(42)의 가압력에 의해 밸브 시트(6a)와 탄성 접촉된다. 따라서, 잉크 공급구(14)로부터 잉크의 누출이 방지된다.
본 실시예에서, 부압 발생 수단(부압 발생 기구)으로서 기능하는 차압 밸브 기구는 상부에 배치된 제2 잉크 챔버(8) 내에 저장된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 차압 밸브 기구는 제2 잉크 챔버(8)를 잉크 공급구(14)에 접속하는 경로의 임의 부분에 배치될 수 있다. 차압 밸브 기구의 저장 위치에 상관없이, 차압 밸브 기구는 상부 잉크 챔버(8) 내에 저장된 잉크에 부압을 인가하여 잉크 공급구(14)에 잉크를 공급할 수 있음은 명백하다.
본 실시예에서, 식별 블록이 잉크 카트리지의 오류 장착을 방지하기 위하여 잉크 카트리지의 오목부 (또는 돌기부(31)가 오목부)에 장착되는 경우에 대하여 설명한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 오류 장착를 고려할 수 없는 경우, 예를 들면 카트리지(흑색 잉크 카트리지)가 함께 사용되는 다른 카트리지(황색 잉크 카트리지, 시안 잉크 카트리지, 및 마젠타 잉크 카트리지)의 외부 구성과 다른 경우, 이러한 식별 블록 또는 돌기부는 불필요할 수 있다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 다공성 부재(57)가 필터(18)의 사용없이 또는 다공성 부재(57)를 덮는 필터(18)와 결합하여 필터 챔버(5) 내에 충전 삽입된 경우, 프린트를 방해하는 에어 버블 등의 외부 물질에 의한 악 영향 및 잉크의 짧은 사이클 압력 변동을 보다 적극적으로 제거할 수 있다. 다공성 부재가 독자적으로 사용되는 경우, 필터의 웰딩(welding) 프로세스가 불필요하여, 제조가 용이하다. 또한, 다공성 부재가 용기 본체와 동일한 재료로 이루어진 경우, 재활용성이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 도 11a 및 11b에 나타낸 바와 같이, 오목부(30)의 식별편(식별 돌기부)와 대향측에 배치된 잉크 저장부의 체적(길이 L1, L2)을 단순히 변경함으로써, 잉크 카트리지 착탈 성능 및 기록 헤드로의 잉크 공급의 특성을 임의로 변경하지 않고서 잉크 카트리지의 잉크 저장량이 변경될 수 있다.
또한, 하부 잉크 챔버(즉, 본 실시예에서는 제1 잉크 챔버(3))는 버퍼 챔버로서 기능한다. 즉, 잉크 카트리지의 사용 중에, 상부 잉크 저장부(즉, 본 실시예에서는 제2 잉크 챔버(8))에 트랩된 에어 버블이 온도 변화에 기인하여 확장된 경우에도, 상부 잉크 저장부 내의 잉크는 차압 밸브 저장 챔버 내로 강제로 들어가지 않고서 잉크 흡입 유로(본 실시예에서는 유로(A))를 통하여 대기와 연통되는 하부 잉크 저장부(본 실시예에서는 제1 잉크 챔버(3))로 복귀된다. 따라서, 잉크 공급구로부터 잉크의 누출이 회피될 수 있다. 하부 잉크 저장부로 복귀된 잉크는 기록 헤드에 의해 잉크가 소모됨에 따라 잉크 흡입 유로에 의해 상부 잉크 저장부로 재차 흡입되어, 잉크 카트리지 내의 잉크가 효율적으로 소모될 수 있다.
제2 실시예
도 12a 및 12b는 본 발명의 제2 실시예를 구성하는 잉크 카트리지의 외관을 나타낸다. 잉크 카트리지(61)는 일측이 개방되는 편평한 직사각형 용기 본체(62),및 개구부를 밀봉 폐쇄하는 커버 부재(63)로 주로 구성된다. 용기 본체(62)는 카트리지 삽입 방향에서 본 경우의 전방 단부(본 실시예에서는 저부 단부)에서의 잉크 공급구(64)와, 그 상부의 코너에서의 유지 부재(65 및 66)와 일체로 형성된다. 메모리 장치(67)는 유지 부재(65) 아래에 설치되고, 잉크 공급구(64)측 상에 배치된다. 밸브 저장 챔버(68)는 다른 유지 부재(66) 아래에 설치된다. 밸브 부재(도시하지 않음)는 잉크 공급 니들(needle)이 잉크 공급구(64) 내에 삽입된 때에 개방되도록 잉크 공급구(64) 내에 저장된다.
도 13 및 도 14는 잉크 카트리지의 용기 본체(62) 내에 형성된 유로의 예를 나타낸다. 용기 본체(62)의 내부 공간은 실질적으로 수평하게 연장되는, 보다 상세하게는 잉크 공급구(64)측이 어느 정도 아래에 배치되도록 연장되는 벽(70)에 의해 상부 및 저부로 분할된다.
하부는 하부 잉크 챔버로서 기능하는 제1 잉크 챔버(71)를 수용한다. 상부는 그 저부로서 벽(70)을 갖는 프레임(74)에 의해 획정되어, 상부 잉크 챔버를 형성한다. 프레임(74)은 대기 연통 경로(73)를 형성하기 위해서 용기 본체(62)의 벽(72)과 간격을 두고 있다. 프레임(74)의 내부 공간은 수직 벽(75)에 의해 그 저부 내에 형성된 연통구(75a)와 공간부로 분할된다. 공간부의 하나는 제2 잉크 챔버(76)로서 사용되고, 다른 하나는 제3 잉크 챔버(77)로서 사용된다.
흡입 유로(78)는 제2 잉크 챔버(76)측에 형성된다. 흡입 유로(78)는 제2 잉크 챔버(76)를 용기 본체(62)의 저부면(62a)(즉, 제1 잉크 챔버(71)의 저부 영역)에 접속한다. 흡입 유로(78)의 횡단 영역은 기록 헤드에 의해 소모될 잉크의 양을다루기 위해 선택된다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 잉크 흡입구(78a)는 제1 흡입 유로의 저부 단부에 형성된다. 잉크 흡입구(78a)는 제1잉크 챔버(71) 내로 개방되어, 모세관력에 의해 잉크를 보유할 수 있다. 배출구(78b)는 흡입 유로(78)의 상부 단부에 형성된다. 배출구(78b)는 제2 잉크 챔버(76)의 저부 내로 개방된다.
벽(79)은 흡입 유로(78)의 저부에 형성된다. 벽(79)은 거기에 형성되는 연통구(79a 및 79b)를 포함한다. 외부로부터 용기 본체(62)로 잉크를 주입하기 위한 잉크 주입 구멍(80), 및 제1 잉크 챔버와 연통되어 잉크를 주입하기 위해 흡입 유로(78)는 오목부(78c)(도 16)가 용기 본체(62)의 표면 내에 형성되도록 구성되고, 오목부(78c)는 공기 차단성 막으로 밀봉된다.
제3 잉크 챔버(77)는 미리 정해진 갭에 의해 프레임(74)의 상부면(74a)로부터 간격을 두고 있는 벽(82 및 84)에 의해 획정된다. 제4 잉크 챔버(83)는 벽(86, 84 및 87)에 의해 획정된다. 필터(115)를 저장하기 위한 필터 챔버(94)는 벽(82)에 연속하는 벽(84)에 의해 획정된다. 벽(85)은 용기 본체의 두께 방향으로 일측면 상에 차압 밸브 저장 챔버(93)와 다른 측면 상에 필터 챔버(94)를 획정한다. 관통 구멍(85a)은 필터를 통과하는 잉크를 필터 챔버(94)와 대향 배치된 차압 밸브 저장 챔버(93) 내로 도입하기 위해 벽(85) 내에 형성된다.
벽(84)의 저부에 연통구(86a)를 갖는 격벽(86)이 설치되어, 벽(84)과 벽(70) 사이에 연통구(86a)가 배치된다.
잉크 경로(88)하부에 연통구(86a)를 갖는 격벽(87)이 또한 설치되어, 격벽(87)과 프레임(74) 간에 잉크 경로(88)가 형성된다. 잉크 경로(88)의 상부 부분은관통 구멍(89)을 통하여 잉크 카트리지(61)의 표면측과 연통하게 된다. 도 14에서, 참조 번호 62b는 메모리 장치(67)를 저장하기 위한 오목부를 표시한다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(89)은 격벽(87)에 연속하는 벽(90)에 의해 분리된다. 도 16에 나타낸 바와 같이 관통 구멍(89)은 오목부(90a)를 통하여 필터 챔버(94)의 상부 부분과 연통하게 된다. 보다 상세하게는, 관통 구멍(89)은 오목부(90a)를 통하여 벽(90, 84 및 82)에 의해 획정된 영역(91)과 연통되고, 또한 필터 챔버(94)를 획정하는 벽(84)의 상부 부분에 형성된 연통구(84a)(도 14)를 통하여 필터 챔버의 상부 부분과 연통하게 된다.
차압 밸브 저장 챔버(93)의 저부 부분과 및 잉크 공급구(64)는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 표면에 형성된 오목부(95) 및 오목부(95)를 덮는 공기 차단성 막으로 구성되는 경로에 의해 상호 접속된다. 도면에서, 참조 번호 95a는 잉크 공급구측에 들어가는 심부(deep part)를 표시한다.
좁은 홈(96), 넓은 홈(97) 및 오목부(98)가 용기 본체(2)의 표면에 형성된다. 좁은 홈(96)은 흐름을 최대로 방해할 수 있도록 구불구불하다. 넓은 홈(97)은 좁은 홈(96) 주위에 배치된다. 오목부(98)는 그 형상이 직사각형이고, 제2 잉크 챔버(76)와 대향하는 영역에 배치된다. 프레임(99)과 리브(100)가 오목부(98)의 개방 단부로부터 약간 아래에 있도록 오목부(98) 내에 형성된다. 오목부(98)의 개방 단부의 부분은 좁은 홈(96)의 일단부와 연통하게 된다. 좁은 홈(96)의 타단부(96b)는 대기에 개방된다. 잉크 반발 특성 및 공기 투과성을 갖는 통기성 막이 이들 프레임(99) 및 리브(100)에 접합되어 대기 연통 챔버를 획정한다. 관통 구멍(101)은 오목부(98)의 저부에 형성되어, 제2 잉크 챔버(76)의 벽(102)에 의해 획정된 가느다란 영역(103)(도 15)과 연통하게 된다. 좁은 홈(96)은 통기성 막이 설치되는 것보다도 표면측(즉, 개구 단부측)에 근접한 위치에 있는 오목부(98)와 연통하게 된다. 영역(103)의 타단부는 관통 구멍(104), 연통 홈(105) 및 관통 구멍(106)을 통하여 밸브 저장 챔버(68)와 연통하게 된다. 요약하면, 대기 연통 경로는 좁은 홈(96)의 타단부(96b)로부터 좁은 홈(96)의 일단부(96a), 프레임(99) 및 리브(100)에 접합된 통기성 막, 오목부(98)의 저부에 형성된 관통 구멍(101), 가느다란 영역(103), 관통 구멍(104), 홈(105), 및 관통 구멍(106)을 통하여 밸브 저장 챔버(68)의 관통 구멍(120)으로 연장되도록 형성된다. 관통 구멍(120)은 또한 도시하지 않았으나 용기 본체(62)에 형성된 유로와 관통 구멍(127)을 통하여 제1 잉크 챔버(71)와 연통하게 된다.
밸브 저장 챔버(68)의 카트리지 삽입 유도 단부, 즉 도 14에 나타낸 실시예에서의 밸브 저장 챔버(68)의 저부 단부에 윈도우(68a)가 형성되어 개방된다. 밸브 저장 챔버(68)는, 정상적으로 폐쇄되지만 기록 장치 본체 상에 설치된 밸브 조작 로드(도시하지 않음)에 의해 개방되어 챔버 내로 삽입되는 상부 부분에서 공기 개방 밸브(125)를 저장한다. 즉, 공기 개방 밸브(125)가 관통 구멍(120)에 설치되어, 콴통 구멍(106)을 관통 구멍(127)과 연통/분리할 수 있다.
도 17은 차압 밸브 저장 챔버(93) 부근을 나타낸 단면도이다. 스프링(110) 및 멤브레인 밸브(112)가 차압 밸브 저장 챔버(93) 내에 저장된다. 멤브레인 밸브(112)는 엘라스토머 등의 탄성적으로 변형 가능한 재료로 형성되고, 그 중앙에 관통 구멍(111)을 갖는다. 멤브레인 밸브(112)는 주위에 설치된 환형 후막부(112a), 및 환형 후막부(112a)와 일체로 형성된 프레임(114)을 포함한다. 멤브레인 밸브(112)는 프레임(114)을 통하여 용기 본체(62)에 고정된다. 스프링(110)은 멤브레인 밸브(112)의 스프링 수용부(112b)에 의한 일단부 및 차압 밸브 저장 챔버용 리드(lid) 부재의 스프링 수용부(113a)에 의한 타단부에서 지지된다.
도면에서, 참조 번호 115는 필터 챔버(94) 내에 설치된 필터를 표시하고, 116 및 117은 용기 본체(62)의 표면측 및 개방면측 상에 접합된 공기 차단성 막이다. 공기 차단성 막(116)은 웰딩 등에 의해 벽(70), 프레임(74), 및 벽(75, 82, 84, 86, 87, 90 및 102)(도 15)에 접합된다.
이러한 구성에서, 필터(115)를 통과한 잉크는 잉크 통과구(85a)를 통과하여, 멤브레인 밸브(112)에 의해 차단된다. 이러한 상태에서 잉크 공급구(64)에서의 압력이 더욱 하강하면, 멤브레인 밸브(112)가 스프링(110)의 가압력에 대항하여 밸브 시트(85b)로부터 멀리 이동되어, 잉크는 관통 구멍(111)을 통과하여 오목부(95)에 의해 형성된 경로를 거쳐 잉크 공급구(64)로 흐르게 된다.
잉크 공급구(64)에서의 잉크 압력이 소정값까지 증가하면, 멤브레인 밸브(112)는 스프링(110)의 가압력에 의해 밸브 시트(85b)와 탄성 접촉하게 된다. 그 결과, 잉크 흐름이 중단된다. 이러한 작업을 반복함으로써, 잉크는 일정한 부압을 유지하면서 잉크 공급구(64)로 방출된다.
도 18은 공기와 연통하기 위한 밸브 저장 챔버(68)의 구조를 도시하는 단면도이다. 밸브 저장 챔버(68)를 획정하는 벽 내에는 관통 구멍(120)이 뚫려 있다.고무와 같은 탄성 재료로 형성된 가압(pressing) 부재(121)는 그 외주부가 용기 본체(62)로 지지되어 있는 상태에서 관통 구멍(120) 안으로 이동가능하게 삽입되어 있다. 가압 부재(121)의 삽입 선단부에는 돌기부(123)에 의해 고정된 저부 단부와 돌기부(124)에 의해 구속된 중앙부를 갖는 판 스프링(122)과 같은 탄성 부재에 의해 지지되는 밸브 부재(125)가 설치되어 있다. 밸브 부재(125)는 관통 구멍(120)을 향해 일정하게 가압된다.
도 20a, 도 20b에 상세히 나타낸 바와 같은 카트리지 식별 블록(135)은 가압 부재(121)의 다른 표면 상에 장착된다. 이 카트리지 식별 블록(135)은, 기록 장치의 밸브 조작 로드로부터 약간 안쪽으로 위치되도록 블록(135)의 잉크 카트리지 삽입측, 즉 본 실시예에서는 그 하단부에 형성되는 지지부(fulcrum, 126a)와; 밸브 조작 로드의 진행 경로 안으로 경사지게 연장하도록 블록(135)의 잉크 카트리지 제거측, 즉 본 실시예에서는 그 상부측에 형성되는 암(126); 및 가압 부재(121)를 탄성 가압하기 위해 암(126)의 정상부에 제공되는 돌기부(126b)를 갖는다. 이러한 구조로 인해, 밸브 부재(125)가 밸브 개방 상태로 놓여질 때, 제1 잉크 챔버(71)의 상부 부분에 형성된 관통 구멍(127)은 관통 구멍(120)을 통하여 대기 연통 오목부(98)와 연통하게 된다.
잉크 카트리지가 기록 장치와 적합한지의 여부를 판정하기 위해 카트리지 식별 블록을 고정하기 위한 리세스(128)는 암(126)으로부터의 삽입측, 즉 본 실시예에서는 저부측에 형성되어 있다. 도 20에 나타낸 카트리지 식별 블록(135)은 리세스(128) 내에 장착되어서, 잉크 공급구(64)가 잉크 공급 니들과 연통하기 전에, 그리고 밸브 부재(125)가 개방되기 전에 잉크 카트리지의 적합성에 대한 판정을 완료한다. 도면에서, 참조 번호 138"은 카트리지 식별 블록(135)의 식별부로서 작용하는 돌기부이다.
카트리지 식별 블록(135)은 밸브 조작 로드와 기록 장치에 제공된 식별편들의 진입을 각각 안내하는 안내 홈(136, 137, 140)(도 20a)들을 포함한다. 식별편들이 진입하는 안내 홈들 내의 소정 위치들에는 돌기부(138, 138')들이 제공된다. 이 돌기부(138, 138')들은 적어도 삽입 방향에서의 카트리지에 의해 카트리지와는 상이하게 되는 위치들에 제공됨으로써, 잉크 카트리지가 기록 장치와 적합하게 되면 이들 돌기부(138, 138')들이 식별편들과 접촉하게 되어 부가의 삽입을 방지해준다.
도 20b에서, 참조 번호 139는 용기 본체에 형성된 오목부(140)와 맞물리기 위한 폴(pawl)을 나타낸다.
이러한 구조로 인해, 잉크 카트리지(61)가 그 저부면 상에 직립한 밸브 조작 로드를 갖는 카트리지 홀더에 삽입되면, 밸브 조작 로드는 카트리지 식별 블록(135)의 경사진 암(126)과 접촉하게 된다. 잉크 카트리지(61)의 삽입이 진행됨에 따라, 가압 부재(121)는 밸브 부재(125)를 향해 이동된다. 그 결과, 밸브 부재(125)는 관통 구멍(120)으로부터 멀리 이동됨으로써, 제1 잉크 챔버가 관통 구멍(106), 홈(105), 관통 구멍(104), 영역(103), 관통 구멍(101) 및 통기성 막을 통하여 공기에 개방된다.
잉크 카트리지(61)가 카트리지 홀더로부터 빼내어지면, 암(126)은 밸브 조작 로드에 의한 지지를 잃게 된다. 그 결과, 스프링(122)은 밸브 부재(125)가 관통 구멍(120)을 폐쇄하게 하여, 제1 잉크 챔버와 공기 사이의 연통을 차단해준다.
밸브들을 포함한 모든 부품들이 용기 본체(62) 안에 조립된 상태에서, 공기 차단성 막(117)(도 17)이 적어도 오목부들을 덮도록 열 용접 등에 의해 용기 본체(62)의 표면에 접합된다. 그 결과, 대기 연통 경로로서 작용하는 모세관이 좁은 홈(96)과 공기 차단성 막(117)에 의해 그 표면에 형성된다.
공기 차단성 막(116)(도 17)은 주로 제2 잉크 챔버(76), 제3 잉크 챔버(77) 및 제4 잉크 챔버(83)를 기밀하게 밀봉하도록 용기 본체(62)의 개방된 부분 상에 접합된다. 따라서, 벽(70, 74, 75, 82, 84, 86, 87, 90, 102)들에 의해 한정된 영역들은 단지 흡입 유로(78)와 연통구(75a, 86a, 87a)들을 통해서만 서로 연통하도록 밀봉된다.
다음에, 밸브 저장 챔버(68)도 대기 불침투막(116')(도 18)으로 밀봉된다. 마지막으로 밀봉 피복 부재(63)가 용접 등의 방법으로 고정되어 밀봉 피복 부재(63)와 막(116) 사이에 소정의 갭, 바람직하게는 막(116)이 잉크 압 변동에 의해 변형될 수 있는 정도의 갭이 확보된다. 그 결과, 제1잉크 챔버(71)가 밀봉 폐쇄되어 잉크 카트리지의 조립이 완성된다.
잉크 저장 영역이 막(116)으로 밀봉되는 구조를 채용함으로써, 용기 본체(62)는 단순한 공정, 즉 고분자물질의 사출 성형으로 형성되어 복수의 구획된 잉크 저장 챔버와 영역을 가질 수 있으며, 캐리지의 역동작으로 인한 잉크의 이동이 막(116)의 변형을 통해 흡수될 수 있다.
따라서 잉크 사출공(80, 81)을 사용하여, 대기가 카트리지로부터 방출된 다음 충분히 가스가 제거된 잉크가 카트리지 내로 주입된다. 잉크 주입 완료 후에 잉크 주입공(80, 81)은 막 또는 플러그 부재로 밀봉된다. 이 상태에서 제1~제4 잉크 챔버(71,76, 77, 83), 흡입 유로(78), 필터 챔버(94), 차압 밸브 저장 챔버(93), 오목부(95)로부터 잉크 공급구(104)에 이르는 공간이 잉크로 찬다.
하부 잉크 저장 영역,즉 제1잉크 챔버(71)가 용기 본체(62)와 피복 부재(63)로 밀봉된다. 실시예에서 상부 잉크 저장 영역, 즉 제2잉크 챔버(76), 제3잉크 챔버(77), 제4잉크 챔버(83)와 필터 챔버(94)가 용기 본체(62)와 피복 부재(63) 사이에 위치한 막(116)에 의해 획정된다. 이 경우, 제1잉크 챔버(71)와 연통하는 공간(150)(도 17)이 존재한다. 따라서 충전된 잉크량이 특정한 잉크량의 어느 정도에라도 달하면 얼마간의 잉크 역시 이 공간에 침입하는 경우가 있다.
이와 같이 된 잉크 카트리지에서는, 밸브 등에 의해 대기로부터 격리되면서 잉크가 저장된다. 따라서 가스 제거된 잉크가 저장되면, 가스의 잉크 제거율이 완전히 유지된다.
잉크 카트리지(61)가 카트리지 홀더에 장전된 다음, 카트리지가 카트리지 홀더와 양립하면, 잉크 공급구(64)는 잉크 공급 니들을 수용할 때까지 진행한다. 관통 구멍(120)이 상술한 바와 같이 밸브 작동 로드에 의해 개방되고, 제1잉크 챔버(71)(잉크 저장 영역)가 대기와 연통하고, 잉크 공급구(64)의 밸브 부재도 잉크 공급 니들에 의해 개방된다.
잉크 카트리지가 카트리지 홀더와 양립하지 않으면, 잉크 공급구(64)가 잉크 공급 니들에 도달하기 전, 적어도 잉크 공급구의 밸브 부재가 잉크 공급 니들에 의해 개방되기 전에는 잉크 카트리지의 삽입은 금지되고, 밸브 부재(125)는 잉크 카트리지의 밀봉 상태를 유지하여 잉크 저장 영역 내의 대기의 불필요한 대체를 방지함으로써 잉크용제가 증발하는 것을 막는다.
잉크 카트리지가 정상적으로 카트리지 홀더에 장착되고, 잉크가 잉크젯 기록 헤드에 의해 소모되면, 잉크 공급구(64)의 압력이 소정치 아래로 떨어진다. 따라서 멤브레인 밸브(112)가 상술한 바와 같이 개방된다. 잉크 공급구(64)의 압력이 소정치 위로 올라가면, 멤브레인 밸브(112)가 폐쇄된다. 소정의 부압으로 유지된 잉크가 기록 헤드로 유입된다(도 19a; 도 19a~도 19e는 제1~제4 잉크 챔버(71~83) 등을 나타냄).
기록 헤드에 의한 잉크 소모가 진행되면, 제1잉크 챔버(71)의 잉크가 흡입 유로(78)를 거쳐 제2잉크 챔버(76)에 유입된다. 흘러든 에어 버블이 잉크와 함께 제2잉크 챔버(76)로 가서, 부력에 의해 상승하여 잉크는 하부 연통구(75a)를 거쳐 제3잉크 챔버(77)로 유입된다.
제4잉크 챔버(83)의 잉크는 필터 챔버(94)를 획정하는 격벽(86)의 연통구(86a)를 지나서, 잉크 유로(88)를 지나 상승하여 영역(91)로부터 필터 챔버(94)의 상부로 유입된다. 필터(115)를 지난 잉크는 관통 구멍(85a)을 지나 차압 밸브 저장 챔버(93)로 유입하고, 상술한 바와 같이 멤브레인 밸브(112)의 개폐 동작에 의해 소정의 부압 하에서 잉크 공급구(64)로 유입된다.
제1잉크 챔버(71)는 관통 구멍(127)을 거쳐 대기와 연통하고, 대기압으로 유지된다. 제2잉크 챔버(76)는 연통공(75a)만을 거쳐 제3잉크 챔버(77)에 연통한다.따라서 기록 헤드에 의한 잉크 소모에 따라서 감소하는 잉크량에 상당하는 잉크의 양이 제1잉크 챔버(71)로부터 제2잉크 챔버(76)로 유입한다.
제1잉크 챔버(71)의 잉크가 역류하여 오목부(98)에 달하더라도, 오목부(98)에 설치된 통기성이고 잉크 불투과성막이 잉크 누출을 막으면서 대기와 연통한다. 이와 같이 하여 잉크 카트리지에는 좁은 홈(96)으로 유입된 잉크가 고화되어 대기 연통 유로에 근접하는 불미스러운 상황이 방지된다. 이어서 잉크가 제1잉크 챔버(71)에 잔존한 상태에서, 잉크 공급구(64)에 작용하는 부압이 제1잉크 챔버(71)의 잉크 레벨(H)에 따라서 점차 증가한다.
따라서 하부에 위치한 제1잉크 챔버(71)의 저부 영역의 잉크가 상부 잉크 챔버의 저부 인근 영역, 보다 정확하게는 제2잉크 챔버(76)로 빨려 올라간다. 따라서 상부에 위치한 잉크 챔버(76,77, 83)의 수두압이 항상 일정하다. 즉 잉크 카트리지의 수두의 변화에 의한 수두압의 변화는 하부의 제1잉크 챔버(71)의 수두압(H)의 변화에 획정되고, 이와 같이 획정된 변화는 직접 멤브레인 밸브(112)에 작용한다.
따라서 멤브레인 밸브(112)를 폐쇄 상태로 유지하는 압력은 제1잉크 챔버(71)의 수두압(H)의 변화에 따라 설정될 수 있다. 따라서 저장된 잉크량이 저부 영역을 증가시키는 일이 없이 증가하면, 즉 용기 본체(62)의 높이가 증가하면, 카트리지는 기록 헤드와 부압 발생 기구에 과도한 부압을 가하는 일이 없이 잉크를 공급할 수 있다. 그 결과, 잉크 카트리지에 저장된 잉크는 양질의 프린트를 하면서도 효과적으로 이용될 수 있다.
제1잉크 챔버(71)의 잉크가 흡입 유로(78)를 통해 제2잉크 챔버(76)로 흡입되고 완전히 소모되면(도 19b), 흡입 유로(78)의 잉크 공급구(78a)는 모세관력(즉 잉크 공급구(78a)에 형성된 표면 장력)에 의해 잉크를 홀드한다. 따라서 제2잉크 챔버(76)로부터 제1잉크 챔버(71)로 잉크가 흐르지 않는다. 또한 제1잉크 챔버(71)에 잉크가 잔존하지 않은 상태에서 잉크 카트리지가 당겨져도, 잉크 저장 영역의 상부의 잉크가 제1잉크 챔버(71)로 유입되는 것이 방지된다.
기록 헤드에 의해 잉크가 소모되고 부압이 제2잉크 챔버(76)에 가해지면, 대기에 개방된 제1잉크 챔버(71)로부터 대기를 흡입하면서 잉크가 중간에 제2잉크 챔버(76)로부터 연통구(75a)를 거쳐 제3잉크 챔버(77)로 유입된다. 제2잉크 챔버(76), 제3잉크 챔버(77), 제4잉크 챔버(83)의 잉크가 소모되는 동안 제2잉크 챔버(76), 제3잉크 챔버(77) 및 제4잉크 챔버(83)의 잉크 레벨에 관계 없이 부압 발생 기구로서 기능하는 멤브레인 밸브(112)에 일정압이 가해진다. 따라서 잉크 카트리지의 잉크가 기록 헤드에 프린트 품질을 떨어뜨리지 않고 효과적으로 공급될 수 있다.
제2잉크 챔버(76)에 잉크가 남아있지 않으면(도 19c), 제3잉크 챔버(77)에 남은 잉크가 연통구(86a)를 통해 기록 헤드에 공급된다. 제3잉크 챔버(77)의 잉크가 완전히 소모되면, 다음에는 제4잉크 챔버(83)의 잉크가 소모된다(도 19d). 또한 연통구(75a, 86a, 88a)는 잉크 소모 과정 동안 도시한 바와 같이 연통구(75a, 86a, 88a)의 잉크를 머금도록 메니스커스를 형성할 수 있는 크기로 되어 있다.
격벽(86)에 의해 구획된 영역의 어느 하나의 잉크가 연통구(86a)로 내려가서(도 19d), 제4잉크 챔버(83)의 잉크도 소모되더라도(도 19e), 벽(70)의 잉크 유로(88)측이 하부 위치에 위치함으로써 잉크 유로(88)의 하단(88a)이 잉크에 잠겨 있으므로 필터 챔버(94)는 대기에 개방되지 않는다. 따라서 기록 헤드에 의한 잉크 소모가 이 상태에서 정지하면, 에어 버블이 기록 헤드에 유입하는 것이 방지된다.
상술한 바와 같이, 상부의 잉크 저장 영역은 벽(75, 86)에 의해 복수의 영역으로 구획되어 복수의 잉크 챔버(76, 77, 83)를 상부에 획정하고, 이들 챔버는 적어도 저부 영역에서 서로 연통한다. 이러한 배치는 멤브레인 밸브(112)에 가해지는 수두압을 잉크 챔버(76, 77, 83)의 잉크량 감소에도 불구하고 거의 일정한 범위 내로 유지할 수 있다. 도 19b ~ 도 19d의 공정, 즉 제1잉크 챔버(71)의 잉크가 다 소모되고 제2~제4잉크 잉크 챔버(76, 77, 83)의 잉크가 기록 헤드에 공급되는 상태에서, 잉크 공급구(64)에서의 부압의 변동은 제1잉크 챔버(71)에 잉크가 잔류하는 상태에 비해서 크게 억제된다.
또한 하부 잉크 챔버(즉 본 실시예의 제1잉크 챔버(71))는 버퍼 챔버로서 기능한다. 즉 잉크 카트리지의 사용 중에, 상부 잉크 저장부(즉 본 실시예의 제2~제4 잉크 챔버(76, 77, 83))에 트랩된 에어 버블이 온도 변화로 인해 팽창하더라도, 상부 잉크 저장부의 잉크가 잉크 흡입 유로(본 실시예의 흡입 유로(78))를 통해 대기와 연통하는 하부 잉크 저장부(본 실시예의 제1잉크 챔버(71))에 차압 밸브 저장 챔버에 강입되는 일이 없이 회귀된다. 따라서 잉크 공급구로부터의 잉크의 누출을 회피할 수 있다. 하부 잉크 저장부로 회귀한 잉크는 잉크가 기록 헤드에 의해 소모됨에 따라 다시 잉크 흡입 유로에 의해 상부 잉크 저장부로 흡입되며, 따라서 잉크 카트리지의 잉크는 효과적으로 소모될 수 있다.
보다 상세하게는 제2 및 일련의 잉크 챔버 내의 잉크 소모 과정 중에, 예를 들어 제2 잉크 챔버의 상부에 형성된 대기층이 대기 온도의 증가에 기인하여 팽창해서 제1 잉크 챔버로의 잉크 역류를 야기하더라도, 역류된 잉크는 제1 잉크 챔버에 트랩된다. 또한 제1 잉크 챔버에 트랩된 역류된 잉크는 다시 제2 잉크 챔버로 흡입되어서 소모될 수 있다.
도 21a는 제2잉크 챔버(76)를 제3잉크 챔버(77)에 접속하는 유로의 다른 예를 나타낸다. 이 실시예에서 수직으로 뻗은 사면(70a)이 제2잉크 챔버(76)와 제3잉크 챔버(77)(즉 제3잉크 챔버(77)내의 벽의 일부)를 구획하는 연통구(75a)의 유출측에 형성된다. 사면(70a)의 경사각은 상단에 가까워질수록 수직 방향에 가깝게 점차로 증가한다.
연통구(75a)로부터 유출하는 잉크는 화살표F1으로 나타낸 대로 사면(70a)을 따라 흘러 화살표F2로 나타낸 대로 사면(70a) 뒤에서 와동을 일으킨다. 따라서 컬러 잉크의 경우 색성분 등이 흑백 잉크에 비해서 하부에 농축될 경우, 이러한 농축 또는 침전을 없앨 수 있다.
도 21b는 잉크 챔버의 변형례로서, 제3잉크 챔버(77)를 예로 든다. 이 변형례에서, 잉크 카트리지가 기록 장치의 캐리지에 장착될 때에 캐리지의 이동 방향(화살표G로 나타냄)을 마주보도록 사면(70b)가 벽(70)에 형성된다.
기록 장치의 캐리지에 장착된 잉크 카트리지(61)가 캐리지의 왕복 동작으로 인한 가/감속을 받을 때, 사면(70b)은 도 21b의 F3에 나타낸 상승류를 야기함으로써 도 21a에 나타낸 실시예와 유사한 농축 또는 침전을 방지할 수 있다.이러한 사면(70a, 70b)이 제1~제3(4)잉크 챔버의 적어도 하나에 형성되면 비슷한 효과를 얻음은 자명하다.
제3실시예
도 22a, 도 22b, 도 23a ~ 도 23d는 본 발명에 의한 잉크 카트리지의 제3실시예의 외형을 나타낸다. 잉크 카트리지(161)는 편평한 직사각형 박스상으로서 그 일면은 개방되고 대향하는 타면은 폐쇄되는 용기 본체(162)와 용기 본체(162)의 개폐를 하는 커버 부재(163)에 의해 주로 구성된다. 잉크 공급구(164)가 삽입 방향의 선단측에서, 즉 본 실시예의 저면에서 세로로 오프셋한 위치에 형성된다. 유지 부재(165, 166)는 상측부에서 용기 본체(162)와 일체로 형성된다.
잉크 공급구(164)에 근접하는 유지 부재(165)는 삽입 방향으로 유지 부재(165)의 선단, 즉 본실시예의 유지 부재(165)의 하단측 약간 위에 위치함으로써 유지 부재(165)의 상부가 지지점(165a)에 대하여 외측으로 개방될 수 있다. 대향하는 유지 부재(166)는 유지 부재(165)와 협력하여 잉크 카트리지의 지지를 보조한다.
유지 부재(165, 166)의 각각은 캐리지에 설치된 삽입구의 폭에 상당하는 폭을 가져서 유지 부재(165, 166)의 측면이 잉크 카트리지의 폭 방향 위치를 획정하는 안내 부재로서 기능할 수 있다.
메모리 장치(167)는 잉크 공급구에 인접하도록 배치된 유지 부재(165) 아래에 설치된다. 메모리 장치(167)는 보드, 보드의 일면에 형성된 복수의 전극(167a) 및 보드의 타면에 형성된 반도체 메모리 소자를 포함한다. 밸브 쳄버(168)가 다른 유지 부재(166) 아래에 설치된다.
슬릿부(169)가 잉크 공급구(164)의 근방과 용기의 중앙 영역측에 형성된다. 슬릿부(169)는 잉크 카트리지의 삽입/제거 방향으로 뻗고, 적어도 그 선단측이 개방된다. 슬릿부(169)는 잉크 공급구(164)의 선단이 잉크 공급 니들에 다다르기 전에 적어도 캐리지의 잉크 공급 니들에 수직이 되게 잉크 공급구의 개방면을 제한하도록 길이와 폭을 갖는다.
반면, 잉크 카트리지가 장착되는 캐리지(260)는 그 저면에 형성된 기록 헤드(261)와 도 24에 나타낸 바와 같이 기록 헤드(261)에 연통하는 잉크 공급 니들(262)을 갖는다. 가압 부재, 즉 본 실시예의 판 스프링(263)이 잉크 공급 니들(262)이 설치된 영역으로부터 떨어져 설치된다. 위치 결정 돌기편(264)이 가압 부재와 잉크 공급 니들(262) 사이에 잉크 카트리지의 삽입/제거 방향으로 뻗도록 형성된다. 전극(266)이 잉크 공급 니들(262) 측에 위치한 측벽(265)에 배치된다. 오목부(267)가 전극(266) 위에 유지 부재(165)의 돌기(165b)와 결합하도록 형성된다.
이 구조를 채용함으로써, 도 25a에 나타낸 바와 같이, 잉크 카트리지가 깊은 곳에 위치한 잉크 공급구(164)에 삽입되고, 판 스프링(263)의 가압력에 대항하여 밀릴 때, 슬릿부(169)가 돌기편(264)에 의해 제한된다. 따라서 잉크 카트리지가 오프셋 위치에 설치된 판 스프링(263)의 작용에 의해 하측 잉크 공급구(164) 등에 회전력(도 25a의 K로 나타낸 방향)을 받더라도, 특정한 삽입/제거 방향, 즉 본 실시예에서 수직 방향에 나란한 방향으로 잉크 카트리지의 자세가 제한된다.
잉크 카트리지(161)가 판 스프링(263)의 가압력에 대항하여 더 밀리면, 유지 부재(165)의 돌기(165b)가 떨어져서 유지 부재(165)의 전체 탄력에 의해 오목부(267)와 결합하게 된다. 따라서 명쾌한 클릭감이 유지 부재(165)를 쥐는 손가락에 전달되고, 사용자는 잉크 카트리지(161)가 캐리지(260)에 확실히 장착됨을 감지할 수 있다.
잉크 카트리지(161)의 장착 상태에서, 전극(167a)이 설치된 메모리 장치(167)의 면이 판 스프링(263)의 가압력(도면에서 화살표 K로 나타낸 힘)에 의해 캐리지(260)의 전극(266)에 압착되도록 설치되고, 한편 삽입/제거 방향으로의 표면의 위치는 유지 부재(165)의 돌기(165b)에 의해 제한된다. 따라서 신뢰성 있는 접촉이 프린트 중의 진동에 관계없이 확보될 수 있다.
잉크 카트리지(161)가 교환 등을 위해 캐리지(260)로부터 분리될 때, 유지 부재(165)는 용기 본체(162)측으로 탄성 압착되어 유지 부재(165)가 그 하단에서 약간 위에 위치한 회전 지지점(165a)에 대하여 회전함으로써 유지 부재(165)의 돌기(165b)가 오목부(267)로부터 해체된다. 이 상태에서 잉크 카트리지(161)는 안내편(264)에 의해 안내되고 판 스프링(263)의 가압력으로 인해 잉크 공급 니들(262)에 평행하게 이동한다. 따라서 잉크 카트리지는 잉크 공급 니들(262)에 굽힘력 등을 일으키지 않고도 캐리지로부터 제거될 수 있다.
도 26a 및 도 26b는 본 발명의 제3실시예에 의한 잉크 카트리지를 구성하기 위한 용기 본체(162)의 표면과 이면측 구조를 나타낸다. 용기 본체(162)의 내부는 벽(170)에 의해 상부 및 하부 영역으로 수직으로 나누어진다. 벽(170)은 거의 수평으로 뻗고, 보다 상세하게는 벽(170)은 그 잉크 공급구(164)측이 약간 내려가게 뻗는다.
하부 영역은 제1잉크 챔버(171)를 포함한다. 상부 영역은 프레임(174)에 의해 저면으로 기능하는 벽(170)으로 구획된다. 프레임(174)은 용기 본체(162)의 벽(170)으로부터 소정 거리로 이격되어 대기 연통 유로(173)를 획정한다. 프레임(174)의 내부는 그 저부에 연통구(175a)를 갖는 수직벽(175)에 의해 나뉘어져서 한쪽 영역은 제2잉크 챔버(176)로서 기능하고, 다른쪽 영역은 제3잉크 챔버(177)로서 기능한다.
제1잉크 챔버(171)의 일단을 향한 영역에는, 제2잉크 챔버(176)를 용기 본체(162)의 저면(162a)(즉 제1잉크 챔버(171)의 저부)에 접속하기 위한 흡입 유로(178)가 형성된다. 흡입 유로(178)는 기록 헤드에 의해 소모되는 잉크량을 조절하기 위한 단면적을 갖는다. 흡입 유로(178)의 하단은 제1잉크 챔버(171)로 개방되고 모세관력으로 잉크를 담을 수 있는 흡입구(178a)로 형성된다. 흡입 유로(178)의 상단은 제2잉크 챔버(176)의 저면과 연통하도록 개방된 유출구(178b)로 형성된다.
연통구(179a, 179b)를 갖는 벽(179)이 흡입 유로(178)의 흡입구(178a)의 인근에 형성된다. 도 27에 나타낸 바와 같이, 외부로부터 용기 본체(162)로 잉크를 주입하는 개구(180)와 제1잉크 챔버(171)와 연통하는 개구가 흡입 유로(178)에 대향하는 위치에 형성된다. 개구(181)가 제1잉크 챔버(171)와 대향한다. 흡입 유로(178)는 용기 본체(162)의 표면의 오목부(178c)(도 26b 참조)가 공기 차단성 막(255)(도 29 및 도 30참조)에 의해 밀봉되도록 형성된다.
제3잉크 챔버(177)는 프레임(174)의 상면(174a)으로부터 소정 거리를 두고 배치된 벽(182, 184, 186)(도 26a)에 의해 획정된다. 제4잉크 챔버(183)는 벽(170,184, 186, 187)에 의해 구획된다. 벽(182)에 연속인 벽(184)은 차압 밸브 저장 챔버(193)(도 30)의 배면측에 연통하는 유로를 획정한다.
연통구(186)를 갖는 격벽(186)이 벽(184)과 벽(170) 사이에 설치된다. 그 하부에 연통구(186)(도 26a)를 갖는 격벽(187)이 벽(187)과 프레임(174) 사이의 잉크 유로(188)를 획정하도록 설치된다. 잉크 유로(188)의 상부는 필터 챔버로서 기능하는 관통 구멍(189)을 거쳐 잉크 카트리지(161)의 타측과 연통한다. 폼 수지 등의 다공성재로 된 필터(215)(도 29)가 이 관통 구멍(189)에 삽입된다. 이 도면에서 참조 부호 162b는 메모리 장치(167)를 저장하는 오목부를 표시한다.
도 27에 나타낸 바와 같이, 관통 구멍(189)은 벽(187)에 연속인 벽(190)에 의해 불리되고, 관통 구멍(189)은 오목 또는 노치부(190a)을 거쳐 잉크 유로(188)의 상단과 연통한다. 용기 본체(162)의 표면측에서, 눈물 방울 형상 오목부(190b)(도 26b 참조)가 형성되어 도 28에 나타낸 바와 같이, 차압 밸브 저장 챔버(193)와 벽(184)에 의해 획정된 유로(또는 챔버)의 상부에 설치된 오목부(184a)와 관통 구멍(189)을 연통하게 한다.
도 26b에 나타낸 바와 같이, 차압 밸브 저장 챔버(193)의 하부와 잉크 공급구(164)는 용기 본체(162)의 표면과 오목부(195)를 덮는 공기 차단성 막(255)(도 30)에 형성된 오목부에 의해 획정되는 유로를 거쳐 서로 접속된다.
좁은 홈(196), 넓은 홈(197) 및 직사각형 오목부(198)가 도 26b에 나타낸 바와 같이, 용기 본체(162)의 표면에 형성된다. 좁은 홈(196)은 굴절하여 최대의 흐름 저항을 제공한다. 넓은 홈(197)은 좁은 홈(196) 둘레로 형성된다. 오목부(198)는 제2잉크 챔버(176)에 대향하는 영역에 형성된다. 오목부(198)는 프레임(198a)과 오목부(198)의 개방단으로부터 약간 낮추어진 리브(198b)를 갖는다. 리브(198b)는 서로 떨어지게 배치된다. 잉크 불투과성, 통기성막(258)이 펴진 상태에서 이 프레임(198a)으로 고정되어 대기 연통 챔버를 획정한다.
관통 구멍(198c)이 도 26b에 나타낸 바와 같이, 오목부(198)의 저면에 형성된다. 이 관통 구멍(198c)은 제2잉크 챔버(176)의 벽(199)에 의해 획정된 협폭 영역(199a)(도 26a, 도 28)과 연통한다. 오목부(198)는 또한 좁은 홈(196)의 일단(196a)과 통기성막(258)이 설치된 영역인 표면측에 인접한 영역에서 연통한다.
즉, 관통 구멍(198c)은 통기성막(258)을 거쳐 좁은 홈(196)의 일단(196a)과 연통한다. 협폭 영역(199a)은 영역(199a)의 타단에 설치된 관통 구멍(200)(도 28), 용기 본체(162)의 표면에 형성된 홈(201)(도 26b), 관통 구멍(201a)(도 28)을 거쳐 밸브 저장 쳄버(168)(도 27)에 연통한다.
도 26b와 도 30에 나타낸 바와 같이, 오목부(203)가 밸브 저장 쳄버(168)의 배면에 형성되고, 오목부(203)의 선단에는 제2잉크 챔버(176)의 인근에 개방된 관통 구멍(203a)이 형성된다. 오목부(203)와 관통 구멍(203a)이 설치된 영역은 대기 연통을 위한 유로를 획정하는 막(221)에 의해 밀봉된다. 관통 구멍(203a)은 프레임(174)으로부터 소정 거리로 이격되고, 수직으로 뻗은 벽(204)과 커버 부재(163)에 의해 획정된 유로(205)(도 26a)와 연통한다. 유로(205)의 상단(205a)는 벽(204)과 프레임(174)에 의해 형성된 유로(206) 또는 대기 연통 경로(173)를 거쳐 제1잉크 챔버(171)의 상단과 연통한다.
이 유로 구조를 채택함으로써, 제1잉크 챔버(171)의 잉크가 밸브 저장 쳄버(168)에 유입하여 제1잉크 챔버(171)의 잉크가 증발하는 것을 방지하면서도 제1잉크 챔버(171)의 대기와의 연통을 유지한다.
카트리지 삽입 방향으로의 밸브 저장 쳄버(168)의 선단, 즉 본 실시예의 밸브 저장 쳄버(168)의 하부는 도 26b에 나타낸 바와 같이, 윈도우(168a)에 의해 개방된다. 식별 블록(230)(후술함)이 밸브 저장 쳄버(168)의 하부에 장착되고, 대기 개방 밸브(225)(도 29)가 그 상부에 장착된다. 식별 블록(230)은 복수의 식별편(270, 271, 272)(도 24)의 전체와 기록 장치 본체의 캐리지(260)에 설치된 밸브 작동 로드의 진입을 허용한다.
이 상태에서, 도 29에 나타낸 바와 같이, 막(254)이 열용접 등에 의해 프레임(174)과 용기 본체(162)의 개방측 벽(170,175, 182, 184, 186, 187, 190, 199)에 접착되어 잉크 챔버(176, 177, 183)가 상부 영역에 형성된다. 커버 부재(163)는 하부 영역 잉크 챔버(171)로부터 상부 잉크 챔버가 격리된 상태에서 딱 맞추어진다. 막(256)은 밸브 부재(225)와 판 스프링(222)이 밸브 저장 쳄버(168)에 저장된 상태에서 밸브 저장 쳄버(168)에 부착된다.
한편, 도 30에 나타낸 바와 같이, 용기 본체(162)의 표면에서, 멤브레인 밸브(212), 스프링(210) 및 멤브레인 밸브(212)의 출구측을 오목부(195)와 연통시키는 홈(213a)을 갖는 멤브레인 밸브 지지 부재(리드 부재(213))가 차압 밸브 저장 챔버(193)에 저장된 다음, 차압 밸브 저장 챔버(193)를 덮는 크기의 단일 통기성막(255), 좁은 홈(196), 홈(201), 오목부(190b), 오목부(195), 오목부(198) 및 오목부(178c)가 용기 본체(162)의 표면에 접착된다.
작동 로드에 의해 쉽게 변형 가능한 통기성막(221)이 밸브 저장 쳄버(168)의 오목부(203)에 대향하는 영역에 접착되고, 또한 식별편(230)이 장착되고, 폴(230a, 230b)에 의해 밸브 저장 쳄버(168)의 표면측에 고정된다.
잉크 공급 니들(도 24)의 삽입에 의해 개방된 밸브 부재(250)는 잉크 공급구(164)에 삽입되어 밸브 부재(250)가 스프링(251)에 의해 가압되어 정상적으로 폐쇄되도록 가압된다. 패킹(252)은 잉크 공급구(164)로 더욱 삽입되어 밸브 부재(250)의 각각과 잉크 공급구와 용기 본체(162) 사이의 밀폐 상태를 보장한다. 도면에서는 부호 253은 상용되고 있는 단계의 잉크의 누출을 방지하기 위한 것으로, 잉크 공급 니들(262)의 삽입을 허용하는 잉크 공급구에 부착된 보호막을 나타낸다.
도 31은 차압 밸브 저장 챔버(193)의 주변의 단면 구조를 나타낸다. 코일 스프링(210)과 멤브레인 밸브(212)가 차압 밸브 저장 챔버(193)에 저장된다. 멤브레인 밸브(212)는 엘라스토머 등의 탄성 변형재로 되고, 그 중심에 관통 구멍(212)을 갖는다. 멤브레인 밸브(212)는 주변에 설치된 환형 후막부(212a)와 환형 후막부(212a)와 일체로 된 프레임(214)을 포함한다. 멤브레인 밸브(212)는 프레임(214)을 통해 용기 본체(162)에 고정된다. 스프링(210)은 일단이 멤브레인 밸브(212)의 스프링 수용부(212b)에 의해 일단이 지지되고 용기 본체(162)에 견고히 고정된 멤브레인 밸브 지지판(213)에 의해 타단이 고정된다.
이와 같이 배치함으로써, 필터(215)(도 29)를 통과한 잉크는 잉크 유동구(194a)를 지나고 멤브레인 밸브(212)에 의해 차단된다. 이 상태에서 잉크 공급구(164)의 압력이 내려가면, 멤브레인 밸브(212)는 스프링(210)의 가압력에 대항하여 밸브 시트(194b)로부터 분리되어, 잉크는 관통 구멍(211)을 지나서 오목부(195)에 의해 형성된 유로를 거쳐 잉크 공급구(164)에 공급된다.
잉크 공급구(164)의 잉크압이 소정치로 증가하면, 멤브레인 밸브(212)는 스프링(210)의 가압력에 의해 밸브 시트(194b)와 접촉하게 되어 잉크의 흐름이 금지된다. 이 작업을 반복함으로써 잉크는 소정의 부압을 유지하면서 잉크 공급구(164)에 방출된다.
도 32a 및 도 32b는 대기 연통을 위한 밸브 저장 쳄버(168)의 단면 구조를 나타낸다. 밸브 저장 쳄버(168)를 획정하는 벽에는 관통 구멍(220)이 형성되고, 밸브 부재(225)의 돌기(225a)가 관통 구멍(220)에 이동 가능하게 삽입된다. 밸브 부재(225)의 본체(225b)는 판 스프링 등의 탄성 부재(222)에 의해 눌려서 밸브 부재(225)가 관통 구멍(220)을 수직으로 폐쇄한다. 탄성 부재(222)의 하단은 돌기(223)에 의해 고정되고, 그 중심부는 돌기(224)에 의해 제한된다. 밸브 부재(225)에는 바람직하게는 엘라스토머 등의 비교적 연질의 밀봉부(225c)가 관통 구멍(220) 측에 형성된다.
막(258)의 타측에 설치된 식별 블록(230)(도 33a, 도 33b)은 폴(230a, 230b)(도 33)에 의해 용기 본체(162)의 구멍(162c, 162d)에 고정되고, 복수의 홈(도 33a, 도 33b, 본 실시예에서 3개의 홈(231, 232, 233))이 카트리지 삽입 방향에 평행하게 형성되어 있다.
이들 홈의 하나, 즉 본 실시예의 홈(232)에는 밸브 부재(235)의 돌출부(235a)를 가압하기 위한 암(234)이 형성된다. 암(234)은 잉크 카트리지 삽입 방향측, 즉 본 실시예의 하단에서 식별 블록(230)에 지지된다.
암(234)은 지지점(234a)을 갖고, 암(234)은 그 둘레로 약간 안쪽으로 위치하여 회전 가능하다. 암(234)의 카트리지 제거측, 즉 본 실시예의 상부는 작동 로드(273)(도 32b)의 진행 경로에 경사지게 뻗는다. 홈(231~233)에는 각각 돌기부(231a, 232a, 233a)가 캐리지(260)(도 24, 도 25)의 식별편(270, 271, 272)의 선단에 대향하도록 형성된다.
이와 같이 배치함으로써, 암(234)의 위치를 일정하게 하면서도 돌기부(231a, 232a, 233a)의 위치와 식별편(270, 271, 272)의 선단이 카트리지의 잉크 종류에 따라 설정되도록 잉크 카트리지의 잘못된 장착을 방지할 수 있다. 돌기부(231a, 232a, 233a)는 이들 돌기부의 위치가 카트리지 삽입/제거 방향 뿐만 아니라 카트리지 두께 방향으로도 변경되도록 3차원으로 배치될 수도 있다. 이와 같이 함으로써 식별 영역이 형성되는 영역을 증가시키는 일이 없이 여러 잉크 종류나 타입를 식별할 수 있다.
이 식별 블록(230)은 기록 장치에 의해 돌기부의 위치에 근거하여 잉크 종류를 식별하는 데에 사용된다. 사용자에 의한 잉크 종류의 식별을 용이하게 하기 위해, 또는 조립 중에 식별 블록은 잉크와 동일 또는 유사한 색을 가지거나 또는 잉크 종류를 표시하는 마크가 설치되어도 좋다.
잉크 카트리지가 홀더에 장착되고 암(234)이 작동 로드(273)에 의해 가압되면, 밸브 부재(225)는 밸브 개방 상태가 되도록 이동한다. 그 결과 제1잉크 챔버(171)의 상단이 그 양측에서 제2잉크 챔버(176)와 막(221)의 주변에 개방된 관통 구멍(203a)에 의해 형성된 대기 연통 경로, 프레임(174)으로부터 일정한 거리로 이격된 수직 연장벽(204)과 커버 부재(163)에 의해 획정된 유로(205), 유로(206) 및 대기 연통 경로(173) 등을 거쳐서 대기에 개방된다.
즉 밸브 저장 쳄버(168)는 관통 구멍(201a)을 거쳐 용기 본체(162)의 홈(201)에 연통되고, 관통 구멍(200)의 타단, 막에 의해 덮인 영역(199a) 및 관통 구멍(198c)을 거쳐 오목부(198)의 저면과 연통한다. 오목부(198)는 통기성막(258)을 거쳐 용기 본체를 형성하는 좁은 홈(196)의 타단(196a)과 연통하여 대기에 개방된다.
다른 잉크 카트리지와 동일한 기록 장치에 장착되는 잉크 카트리지로서 잉크를 저장하며 잉크의 소모량이 다른 잉크 카트리지보다 큰 것이 있다. 예를 들어 검정 잉크를 저장하는 잉크 카트리지가 그러하다. 이러한 잉크 카트리지는 바람직하게는 도 34에 나타낸 바와 같이, 잉크 저장 용량이 더 크도록 설계되고, 이는 다른 잉크 카트리지와 교환 주기가 거의 동일하도록 만들어질 수 있어 사용자에게 편리하다.
카트리지는 용기 본체(162')의 개방면이 깊이 W2만큼 크게 구성된다. 용기 본체(162')의 깊이 W2만을 변경함으로써 용기 본체(162')에 저장될 수 있는 잉크량이 증대될 수 있다.
용기 본체(162')의 표면으로부터 잉크 공급구(164')와 메모리 장치(167')의 배열 중심까지의 거리는 다른 잉크 카트리지와 동일한 일정치W1으로 설정된다. 또한 식별 블록(230')이 용기 본체(162')의 표면측에 장착되고, 따라서 식별 블록(230')은 다른 잉크 카트리지와 동일 위치에 배치된다. 잉크 카트리지가 장착될 때 잉크 공급구(164')에 가압력을 확실히 가하기 위해서, 유지 부재(165')가 잉크 공급구(164')와 유사하게 용기 본체(162')의 표면측을 향하게 오프셋 위치에 위치한다. 또한 유지 부재(166')는 예를 들어 도 34a, 도 34b에 나타낸 바와 같이 오프셋 배열하지 않아도 된다.
용기 본체(162')의 두께W2가 커지더라도, 제4잉크 챔버(183')(도 37)로부터 차압 밸브 저장 챔버로 잉크를 유도하는 잉크 유로의 단면적(즉 상술한 실시예의 잉크 유로(188)에 상당하는 잉크 유로의 단면적)과 차압 밸브 저장 챔버를 이루는 멤브레인 밸브(212')(도 38)는 상술한 얇은 잉크 카트리지와 동일 또는 유사하다. 이 때문에 상술한 실시예의 잉크 유로(188)에 상당하는 잉크 유로는 오목부(207)(도 36)가 용기 본체(162')의 표면측에 형성되고, 오목부(207)는 용기 본체(162')의 표면에 접착된 막(255')(도 38)에 의해 밀봉되도록 형성된다. 오목부(207)는 그 하단에서 관통 구멍(207a)(도 37)을 거쳐 제4잉크 챔버(183')와 연통하고 그 상단에서 관통 구멍(207b)(도 37)을 거쳐 필터 챔버로서 기능하는 관통 구멍(189')과 연통한다. 즉 오목부(207)는 그 상하단에서 용기 본체(162')의 내측과 연통한다.
차압 밸브 저장 챔버(193') 뒤에서 유로를 획정하는 벽(184')은 용기 본체(162')의 표면으로부터 높이J를 갖는데, 도 34에 나타낸 바와 같이, 용기 본체(162')의 폭W2보다 작다. 막(208)은 벽(184')에 밀봉 접합된다.
이와 같이 배치함으로써, 잉크는 제4잉크 챔버(183')의 저부의 관통 구멍(207a)으로부터 흡입되어 상방으로 오목부(207)와 막(255')에 의해 획정된 잉크 유로로 흘러들고, 오목부(207)의 상단의 관통 구멍(207b)으로부터 흘러나가서 필터(215')를 지나 용기 본체(162')의 표면측으로 흘러나간다. 따라서 관통 구멍(207b)과 관통 구멍(189')은 오목부(189a')을 거쳐 서로 연통한다.
따라서 잉크는 용기 본체(162')의 표면측의 눈물 방울 형상 오목부(190b')(도 36)를 지나서 오목부(184a')를 지나서 벽(184')과 막(208)에 의해 획정된 영역, 즉 차압 밸브 저장 챔버(193')의 뒤쪽으로 흘러든다. 그 결과 상술한 실시예와 마찬가지로 잉크는 잉크 공급구(164')의 부압에 따라서 멤브레인 밸브(212')를 개폐함으로써 잉크 공급구(164')로 흘러든다.
제4잉크 챔버(183')로부터 차압 밸브 저장 챔버(193')까지의 유로가 상술한 바와 같이 구성되면, 못쓰는 공간이 줄어들어 잉크는 벽(184')이 용기 본체(162')와 동일한 높이를 갖게 형성한 경우에 비해 효율적으로 사용된다.
이 실시예에서, 차압 밸브 저장 챔버 뒤쪽의 유로를 획정하는 벽(184')이 상부 잉크 저장 챔버를 획정하는 프레임(174')과 벽(170')의 높이보다 낮기 때문에, 제3, 제4잉크 챔버(177', 183')는 용기 본체의 두께 방향으로 거의 단일의 잉크 저장 챔버를 형성한다.
이와 같이 구성된 잉크 카트리지는 도 29, 도 30 및 도 38에 나타낸 용기 본체(162, 162')의 표면에 접합된 막(255, 255')에 장식막(257, 257')을 겹쳐서 접합함으로써 상용 제품으로 마감 처리된다.
이 장식막(257, 257')은 바람직하게는 잉크 주입구(180, 181, 180', 181')의위치에 대응하는 탭(257a, 257a')으로 형성된다.
상술한 실시예에서, 제2잉크 챔버(176, 176')와 제3잉크 챔버(177, 177')는 벽(175, 175')의 하부에 형성된 오목부(175a, 175a')만을 통해서만 서로 연통됨으로써 에어 버블 트랩 챔버의 기능이 제2잉크 챔버(176, 176')(도 40, 도 41)에 가해진다. 그러나 도 40 및 도 41에 나타낸 바와 같이, 오목부(175b, 175b')는 벽(175, 175')의 상부에 형성되어도 좋다. 이 경우, 잉크가 하부에 농축 또는 침전되더라도, 예를 들어 컬러 잉크는 제2잉크 챔버(176)에 농축되어 오목부(175a, 175a')를 통해 제4잉크 챔버(183, 183')로 흘러드러가게 되는 한편, 용제 성분은 상부 오목부(175b, 175b')를 통해 제3잉크 챔버(177, 177')에 유입하게 됨으로써 색소와 용제 성분의 교반을 촉진시킨다. 즉 잉크 농도가 균일해진다.
상술한 실시예에서, 차압 밸브 저장 챔버가 레이아웃의 편의상 상부 잉크 저장 챔버에 배치된다. 차압 밸브 저장 챔버가 하부 잉크 저장 챔버에 배치되거나 또는 상부 및 하부 잉크 저장 챔버를 건너지르도록 배치되더라도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 이 경우, 유로가 상부 잉크 저장 챔버의 잉크를 멤브레인 밸브의 유입측과 연통하게 배치되고, 멤브레인 밸브의 유출측을 잉크 공급구와 연통하도록 배치된다.
또한 상술한 실시예에서, 다공성재의 필터(215, 215')가 차압 밸브 저장 챔버의 주변의 관통 구멍(189)에 삽입된다. 판상의 메시 필터(273)가 펼쳐지듯 설치되어 차압 밸브 저장 챔버(193)(도 42)의 벽(194)의 관통 구멍(194a)을 덮어도 마찬가지 효과가 얻어진다.
잉크 카트리지에 저장된 잉크의 종류에 따라 다공성재로 이루어진 필터 중에서 선택된 1개 또는 2개가 사용되어도 좋다.
이 실시예에서, 3개의 잉크 저장 챔버가 상부에 형성되고, 단일의 잉크 저장 챔버가 상부에 형성되어도, 상술한 바와 같이 멤브레인 밸브에 가해지는 수두압의 변동을 감소시킬 수 있는 효과를 얻는다. 2개 이상의 잉크 저장 챔버를 형성하고, 이들 잉크 저장 챔버를 저부에서 서로 연통시킴으로써, 공간이 각 잉크 저장 챔버에 형성되고, 일련의 잉크 소모가 에어 버블 트랩 공간으로서 기능하게 됨에 따라 에어 버블이 부압 발생 기구에 진입하는 것을 가능한 범위에서 차단할 수 있다. 즉 프린트 품질의 열화가 회피된다.
상술한 실시예에서, 잉크 공급구는 카트리지의 저면에 형성되지만, 잉크 공급구가 측면에 형성되더라도 마찬가지 효과가 얻어진다. 이러한 배치를 채택할 경우, 잉크 카트리지 삽입 공정에 따라 작동되는 부재가 수정되어 삽입 방향에 맞도록 놓여진다. 이는 설계 수정의 문제이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 상부의 잉크가 부압 발생 수단을 거쳐 기록 헤드에 보내지므로, 잉크량 변화에 기인하는 압력 변동이 효과적으로 방지된다.

Claims (14)

  1. 기록 헤드를 갖는 잉크젯 기록 장치용 잉크 카트리지 내에 잉크를 주입하는 방법으로서,
    하부 잉크 챔버; 상부 잉크 챔버; 용기의 저부 벽(bottom wall) 위에 배치되어, 상기 기록 헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구; 상기 하부 잉크 챔버를 상기 상부 잉크 챔버에 유동적으로(fluidly) 접속하고, 상기 상부 잉크 챔버의 저부에 근접하게 배치된 상단 개구 및 상기 하부 잉크 챔버의 저부(bottom)에 근접하게 배치된 하단 개구를 갖는 잉크 흡입 유로; 상기 용기의 저부 벽을 통하여 형성되고, 상기 하부 잉크 챔버의 저부에서 개방되며, 상기 하단 개구와 대향하는 제1 잉크 주입구; 상기 용기의 저부 벽을 통하여 형성되고, 상기 하부 잉크 챔버의 저부에서 개방되는 제2 잉크 주입구; 상기 상부 잉크 챔버를 상기 잉크 공급구에 유동적으로 접속하는 잉크 유로; 및 상기 하부 잉크 챔버를 대기와 연통시키는 대기 연통 경로를 포함하는 용기,
    상기 용기에 배치되고 상기 잉크 유로 내에 배치되는, 멤브레인 밸브(membrane valve)를 갖는 차압 밸브, 및
    상기 용기에 배치되고 상기 대기 연통 경로 내에 배치되는 대기 연통 밸브
    를 포함하는 잉크 카트리지를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 잉크 주입구를 이용하여, 상기 하단 개구로부터 상기 잉크 흡입 유로 및 상기 상단 개구를 통하여 상기 상부 잉크 챔버 내에 잉크를 주입하는 단계
    를 포함하는 잉크 주입 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 잉크 주입 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 잉크 주입구의 밀봉 단계는 상기 제1 잉크 주입구를 막 부재로 닫음으로써 상기 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 잉크 주입구의 밀봉 단계는 상기 제1 잉크 주입구를 플러그 부재로 닫음으로써 상기 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 잉크 주입구를 이용하여 상기 하부 잉크 챔버 내에 잉크를 주입하는 단계;
    상기 제1 잉크 주입구를 밀봉하는 단계; 및
    상기 제2 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 잉크 주입 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 잉크 주입구의 밀봉 단계는 상기 제2 잉크 주입구를 막 부재로 닫음으로써 상기 제2 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 잉크 주입구의 밀봉 단계는 상기 제2 잉크 주입구를 플러그 부재로 닫음으로써 상기 제2 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 잉크 주입구의 밀봉 단계는 상기 제1 및 제2 잉크 주입구를 공통의 막 부재로 닫음으로써 상기 제1 및 제2 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 잉크 주입구의 밀봉 단계는 상기 제1 및 제2 잉크 주입구를 공통의 플러그 부재로 닫음으로써 상기 제1 및 제2 잉크 주입구를 밀봉하는 단계를 포함하는 잉크 주입 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 잉크 공급구를 밀봉하는 단계를 더 포함하는 잉크 주입 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 용기 위에 장식막(decorative film) 부재를 접합하여, 상기 장식막 부재가 상기 제1 및 제2 잉크 주입구를 피복하는 단계를 더 포함하는 잉크 주입 방법.
  12. 기록 헤드를 갖는 잉크젯 기록 장치용 잉크 카트리지로서,
    잉크 챔버; 상기 기록 헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구; 상기 잉크 챔버를 대기와 연통시키고, 밸브 시트(valve seat)로서 기능하는 개구를 갖는 대기 연통 경로; 및 윈도우를 포함하는 용기,
    상기 윈도우를 밀봉하는 탄성적으로 변형 가능한 막 부재, 및
    상기 탄성적으로 변형 가능한 막 부재와 근접하는 제1 단부 및 상기 개구와 근접하는 제2 단부를 갖는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 제2 단부에 배치되어 상기 개구와 근접하도록 가압(urge)되는 밸브 본체를 포함하는 대기 연통 밸브
    를 포함하고,
    상기 슬라이더는 상기 잉크 카트리지의 외부 위치로부터 상기 탄성적으로 변형 가능한 막 부재 및 상기 제1 단부를 통하여 눌려져서 상기 제2 단부를 통하여 상기 밸브 본체를 이동시킴으로써, 상기 개구를 개방하는 잉크 카트리지.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 밸브 본체는 상기 잉크 챔버로부터 상기 대기 연통 경로를 통하여 일 방향으로 가압되는 잉크 카트리지.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 대기 연통 경로는, 통기성(air permeable) 및 잉크 반발성(ink repellent) 막 부재에 의해 상기 용기의 오목부 내에 획정된 제1 대기 연통 챔버, 상기 통기성 및 잉크 반발성 막 부재와 공기 차단성(air impermeable) 및 잉크 반발성 막 부재 사이의 상기 잉크의 오목부 내에 획정된 제2 대기 연통 챔버, 및 상기 용기의 표면에 형성된 모세관을 갖고,
    상기 잉크 챔버는, 상기 밸브 본체가 상기 개구를 개방할 때에 상기 개구, 상기 제1 대기 연통 챔버, 상기 제2 대기 연통 챔버 및 상기 모세관을 통하여 대기와 연통하는 잉크 카트리지.
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