KR20050076776A

KR20050076776A - 잉크 카트리지 및 이를 포함한 잉크젯 프린터

Info

Publication number: KR20050076776A
Application number: KR1020050006060A
Authority: KR
Inventors: 야마다코지; 야마다마나부
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2005-01-22
Publication date: 2005-07-27
Also published as: DE602005013314D1; JP2005205771A; EP1557272B1; CN100357107C; SG113581A1; US20050174402A1; EP1557272A3; ES2323070T3; EP1557272A2; JP4513337B2; CN1644379A; US7325914B2; ATE425874T1; KR100779968B1

Abstract

카트리지 본체에는 잉크를 보관하는 체임버와 이 체임버내의 잉크가 유출되는 잉크 출구 포트를 갖는 오목부가 형성되어 있다. 탄성 개스킷은 제 1 관통 구멍을 갖고 오목부로 고정된다. 개스킷 스토퍼는 개스킷이 상기 오목부의 내면에 대해 프레스되도록 제 2 관통 구멍을 갖고 상기 오목부로 고정된다. 팁단부에 구멍을 갖는 중공 니들은 제 1 관통 구멍과 제 2 관통 구멍을 통과하면서 그리고 상기 구멍을 통해 체임버내의 잉크를 상기 잉크 기록 헤드에 공급하기 위해 제 1 관통 구멍을 확대하면서 잉크 출구 포트로 삽입된다.

Description

잉크 카트리지 및 이를 포함한 잉크젯 프린터{INK CARTRIDGE AND INK JET PRINTER INCORPORATING THE SAME}

본 발명은 잉크젯 프린터의 잉크 공급원으로서 이용되는 잉크 카트리지에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 동일 잉크 카트리지가 잉크젯 프린터에 장착될 때, 잉크 출구 포트에 장착되어 있는 개스킷에 형성된 니들 삽입 구멍으로 삽입되는 잉크젯 프린터 측의 잉크 공급 니들로 잉크를 공급하는 잉크 카트리지에 관한 것이다.

이 형식의 잉크 카트리지에서는, 예컨대, 일본 특개 2001-113723호 공보와 2002-192739호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 잉크 출구 포트에 압입되는 개스킷의 외주로부터 외부로 돌출된 환상 돌출부가 그 외주면에 형성되어, 개스킷의 밀봉성이 확보된다. 즉, 개스킷이 잉크 출구 포트로 압입되면, 환상 돌출부가 강제적으로 압착되며, 여기서 잉크 출구 포트의 내주면과 개스킷의 외주면 사이의 공간이 밀봉된다. 이 결과, 개스킷의 외주면과 잉크 출구 포트의 내주면 사이의 공간을 통과하여, 외부로부터 잉크 카트리지내의 잉크 저장실에 공기가 침입하는 것이 방지된다. 또한, 잉크 저장실로부터 기포가 유출되는 것이 방지된다.

잉크 출구 포트에 장착되어 있는 개스킷은, 실리콘 고무, 클로로프렌 고무, 부필 고무 등의 고무 재료, 또는 엘라스토머 수지 등의 탄성 재료로 형성되어 있다. 이들 고무 재료나 엘라스토머 수지는 경시 열화되어, 이의 소성 변형이 악화된다. 따라서, 개스킷의 밀봉성은 경시 열화에 의해 약해지고, 잉크 카트리지를 착탈할 때, 개스킷에 작용하는 힘에 의해, 개스킷의 외주면과 잉크 출구 포트의 내주면 사이의 공간을 통하여 외부에서 내부로 공기가 침입되거나, 또는 내부에서 외부로 기포가 유출될 우려가 있다. 또한, 잉크 카트리지가 보관되거나 또는 프린터에 잉크 카트리지가 장기 장착된 경우에, 개스킷의 외주면과 잉크 출구 포트의 내주면 사이에 공기가 점차 침입할 우려가 있다. 따라서, 기포가 잉크와 함께 잉크젯 프린터의 잉크젯 헤드 측에 공급되어, 잉크 액적의 토출 불량이나 토출 불능을 일으켜, 인쇄 품질이 저하된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 잉크 입구 포트와 개스킷 사이에서 기밀 상태를 장기적으로 확보가능한 잉크 카트리지를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 잉크 공급원으로서 잉크 카트리지 등을 포함한 잉크젯 프린터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적을 이루기 위해, 잉크 카트리지가 제공되는데, 상기 잉크 카트리지는:

잉크를 보관하는 제 1 체임버와 상기 제 1 체임버내의 잉크가 유출되는 잉크 출구 포트를 갖는 제 1 오목부로 형성된 카트리지 본체;

제 1 관통 구멍을 구비하고 상기 제 1 오목부로 고정되는 탄성 제 1 개스킷; 및

제 2 관통 구멍을 갖고 상기 제 1 오목부로 고정되어 상기 제 1 개스킷이 상기 오목부의 내면에 대해 프레스되는 제 1 개스킷 스토퍼를 포함한다.

이 구성에 있어서, 개스킷과 잉크 출구 포트 사이의 공간은 개스킷 스토퍼에 의해 기밀하게 유지된다. 따라서, 밀봉이 개스킷의 탄성 복귀력에 의해서만 유지되는 조립체와 대조적으로, 이 구성의 밀봉은 개스킷이 경시 악화될 지라도 기밀하게 유지될 수 있으며, 여기서 공간을 통하여 공기가 통과되는 것이 방지된다. 게다가, 개스킷 스토퍼가 카트리지 본체의 제 1 오목부에 직접 압입되어 유지되기 때문에, 개스킷 스토퍼는 개스킷의 위치를 확보하는 동안 적하 또는 낙하로부터 방지된다. 따라서, 신뢰성이 개선될 수 있다.

바람직하게도, 상기 제 1 개스킷 스토퍼는 상기 제 1 오목부의 내면의 저부에 대해 제 1 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 1 오목부의 내면의 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 1 개스킷과 접촉하는 제 2 면을 갖는다.

이 경우에, 개스킷 스토퍼를 제 1 오목부로 압입할 때, 그 삽입량을 관리하는 것이 가능하다. 따라서, 기밀성을 조절하는 것이 가능하다.

여기서, 상기 제 1 오목부의 내면의 저부에는 잉크 출구 포트를 둘러싸는 환상 돌출부가 제공되어 있는 것이 바람직하다.

이 경우에, 상기 돌출부는 개스킷의 제 2 면으로 삽입되며, 이것에 의해 개스킷과 잉크 출구 포트 사이의 기밀성이 확보될 수 있다.

바람하게도, 상기 제 1 개스킷은 제 1 개스킷 스토퍼로 고정되는 돌출부를 갖는다.

이 경우에, 상기 개스킷은 이 개스킷을 제 1 오목부로 압입하기 전에 개스킷 스토퍼에 고정된다. 따라서, 양 부재는 제 1 오목부로 동시에 고정될 수 있고, 조립 작업이 간단해질 수 있다.

대안으로, 상기 제 1 개스킷 스토퍼는 상기 제 1 오목부의 내면의 제 2 측부에 대해 제 1 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 1 오목부의 내면의 제 1 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 1 개스킷의 제 1 관통 구멍의 내면과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것이 바람직하다.

여기서, 환상 돌출부는 개스킷과 잉크 출구 포트 사이의 밀봉을 확보하기 위해 제 1 개스킷의 외주면에 형성되어 제 1 오목부의 내면의 제 2 측부와 접촉되는 것이 바람직하다.

바람직하게도, 제 1 밸브 본체는 제 1 체임버에 배치되어 있다. 여기서, 제 1 탄성 부재는 상기 제 1 개스킷의 제 1 관통 구멍이 제 1 밸브 본체에 의해 폐쇄되도록 제 1 오목부를 향해 제 1 밸브 본체를 추진시킨다.

바람직하게도, 상기 카트리지 본체에는 폐잉크를 보관하는 제 2 체임버와 이 폐잉크가 유입되는 잉크 입구 포트를 갖는 제 2 오목부가 형성되어 있다. 상기 잉크 카트리지는: 제 3 관통 구멍을 갖고 제 2 오목부로 고정되는 탄성 제 2 개스킷; 및 상기 제 2 개스킷이 제 2 오목부의 내면에 대해 프레스되도록 제 4 관통 구멍을 갖고 제 2 오목부로 고정되는 제 2 개스킷 스토퍼를 더 포함한다.

이 구성에 있어서, 상기 입구 포트를 통하여 폐잉크가 누출되는 것이 확실히 방지될 수 있다.

여기서, 상기 제 2 개스킷 스토퍼는 상기 제 2 오목부의 내면의 저부에 대해 제 2 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 2 오목부의 내면의 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 2 개스킷과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것이 바람직하다.

상기 제 2 오목부의 내면의 저부에는 잉크 출구 포트를 둘러싸는 환상 돌출부가 제공되어 있는 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 제 2 개스킷은 상기 제 2 개스킷 스토퍼로 고정되는 돌출부를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 대안으로, 상기 제 2 개스킷 스토퍼는 상기 제 2 오목부의 내면의 제 2 측부에 대해 제 2 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 2 오목부의 내면의 제 1 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 2 개스킷의 제 3 관통 구멍의 내면과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것이 바람직하다.

여기서, 환상 돌출부는 제 2 개스킷의 외주면에 형성되고 제 2 오목부의 내면의 제 2 측부와 접촉되는 것이 더 바람직하다.

또한, 제 2 밸브 본체는 제 2 체임버에 배치되는 것이 바람직하다. 여기서, 제 2 탄성 부재는 제 2 개스킷의 제 3 관통 구멍이 제 2 밸브 본체에 의해 폐쇄되도록 제 2 오목부를 향해 제 2 밸브 본체를 추진시킨다.

본 발명에 따르면, 잉크젯 프린터가 또한 제공되는데, 상기 잉크젯 프린터는:

잉크젯 기록 헤드; 및

팁 단부에 제 1 구멍을 갖고 제 1 관통 구멍과 제 2 관통 구멍을 통과하면서 그리고 상기 제 1 구멍을 통해 제 1 체임버내의 잉크를 상기 잉크 기록 헤드에 공급하기 위해 제 1 관통 구멍을 확대하면서 상기 잉크 카트리지의 잉크 출구 포트로 삽입되는, 제 1 중공 니들을 포함한다.

바람직하게도, 상기 잉크젯 프린터는 팁 단부에 제 2 구멍을 갖고 제 3 관통 구멍과 제 4 관통 구멍을 통과하면서 그리고 상기 제 2 구멍을 통해 폐잉크를 제 2 체임버에 공급하기 위해 제 3 관통 구멍을 확대하면서 제 8 항에 기재된 상기 잉크 카트리지의 잉크 출구 포트로 삽입되는, 제 1 중공 니들을 더 포함한다.

상기 구성에 있어서, 상기 잉크 출구 포트와 개스킷 사이의 공간을 통해 공기가 잉크 카트리지에 진입하는 것이 확실히 방지될 수 있기 때문에, 진입된 공기에 의해 형성된 기포가 잉크와 함께 잉크젯 기록 헤드에 공급되는 것이 방지되고, 잉크 액적의 토출 불량이나 토출 불능이 방지되어, 인쇄 품질을 유지시킨다. 또한, 잉크 입구 포트를 통해 폐잉크가 누출되는 것이 확실히 방지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 잉크 카트리지가 또한 제공되는데, 상기 잉크 카트리지는:

케이싱과 잉크 출구내에 형성된 오목부를 갖는 체임버;

상기 오목부의 저면으로 고정된 탄성 개스킷;

상기 오목부의 정상부를 통해 삽입된 가동 커버로서, 잉크 저장실과 대기 연통 체임버를 분할하는 가동 커버; 및

상기 잉크 저장실을 향해 상기 가동 커버를 추진시키는 코일 스프링을 포함하며;

여기서, 잉크가 상기 잉크 저장실에 충전되기 때문에, 잉크는 상기 가동 커버와 잉크 메니스커스를 형성하는 오목부의 내면 사이의 갭에 침입되며, 상기 갭은 잉크 메니스커스의 강도가 잉크 출구에 작용하는 잉크 흡인력보다 더 크도록 크기가 정해진다.

상기 코일 스프링의 추진력은 상기 잉크 메니스커스의 강도보다 더 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 목적 및 장점은 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 바람직한 모범적인 실시형태를 상세히 설명함으로써 더 명백해질 것이다.

이하, 본 발명의 실시형태는 첨부 도면을 관련하여 상세히 설명될 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 잉크젯 프린터(1)는: 기록 매체(2)를 화살표 Y 방향으로 반송하는 플래튼(3)(platen); 노즐면(4a)이 상기 플래튼(3)에 대치하는 잉크젯 헤드(4); 상기 잉크젯 헤드(4)를 화살표 X 방향으로 왕복운동시키는 카트리지(5); 각 컬러 잉크를 상기 잉크젯 헤드(4)의 각 잉크 노즐에 공급하는 잉크 카트리지(10)를 장착할 수 있는 카트리지 장착부(7); 및 각 부를 잉크젯 프린터(1)에서 구동시키는 컨트롤러(8)를 포함한다.

잉크 카트리지(10)에는 블랙 잉크, 시안 잉크, 옐로우 잉크 및 마젠타 잉크가 각각 보관된 4개의 독립 잉크 체임버, 및 폐잉크를 수집하는 폐잉크 체임버가 구비되어 있다. 카트리지 장착부(7)에는 각 체임버로부터 잉크를 취출하기 위한 잉크 공급 니들[7(1) 내지 7(4)], 및 폐잉크를 폐잉크 체임버에 공급하기 위한 폐잉크 니들[7(5)]이 구비되어 있다. 잉크 카트리지(10)가 카트리지 장착부(7)에 장착될 때, 각 컬러 잉크를 잉크 카트리지(10)에서 상기 제트 헤드(4)로 공급하는 잉크 공급 채널이 형성되어 있다.

잉크젯 프린터(1)는 플래튼(3)으로부터 인쇄 방향 X로 벗어난 위치에 노즐 캡(9)을 포함한다. 이 노즐 캡(9)은 잉크 펌프(6)를 통해 폐잉크 공급 니들[7(5)]에 연결되어 있다. 따라서, 잉크 카트리지(10)가 잉크 카트리지 장착부(7)에 장착될 때, 폐잉크 수집 채널은 노즐 캡(9)에서 폐잉크 체임버까지 잉크 공급 니들[7(5)]를 통해 잉크 카트리지(10)에 형성되어 있다. 잉크 펌프(6)가 잉크젯 헤드(4)의 노즐면(4a)에 커버된 노즐 캡(9)에 대해 구동된다면, 헤드측으로부터의 잉크를 폐잉크 체임버로 수집할 수 있다.

도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 잉크 카트리지(10)는 측면으로 연장된 케이싱(11)에 형성되어 있는 4개의 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)] 및 하나의 폐잉크 체임버(13)를 포함한다. 케이싱(11)은 케이싱 본체(11a)와 이 케이싱 본체(11a)의 정상 개구를 밀봉하기 위한 커버판(11b)으로 구성되어 있다. 커버판(11b)은 얇고, 그 배면측은 거의 평평하다. 각 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]의 잉크 출구 포트[14(1) 내지 14(4)] 및 폐잉크를 폐잉크 체임버(13)로 수집하는 폐잉크 입구 포트(15)는 케이싱 본체(11a)의 저부에 형성되어 있다.

케이싱 본체(11a)에는 측면으로 배열된 원통형 케이싱(21)이 구비되어 있고 그 정상 단부는 개방되어 있다. 각각 인접한 케이싱은 얇은 수직판(26)에 의해 연결되어 있다. 케이싱(21 내지 25)의 상부 단부는 측면 연결판(27)에 연결되어 있다. 원주 프레임(28)은 소정의 높이를 갖기 위해 측면 연결판(27)의 외주 에지에 형성되어 있다. 원통형 케이싱(21 내지 25)의 저부는 측면 연결판(28)에 의해 각각 연결되어 있다. 케이싱 본체(11a)는 플라스틱 사출 성형품이다.

원형 단면과 개방 정상 단부를 각각 갖는 4개의 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]는 원통형 케이싱(21 내지 25)에 형성되어 있다. 각 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]의 개방 정상 단부는 측면 연결판(27)의 원주 프레임(28) 내부에 장착된 플라스틱 등의 재료로 된 분할판(30)에 의해 블로킹된다. 두께 방향으로 분할판(30)을 통과하는 원통형 대기 연통 포트(30a)는 각 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]에 대응하는 점에 형성되어 있다. 케이싱 본체(11a)의 외주 판부(28)의 개방 정상 단부는 커버판(11b)에 의해 블로킹되고, 측면 방향으로 연장되는 가느다란 공간은 분할판(30)과 커버판(11b) 사이에 형성되어 있다. 상기 공간에서 케이싱(25)내의 공간으로 연장되는 L자형 공간이 형성되어 폐잉크 체임버(13)를 구성한다. 폐잉크 체임버(13)는 폼 또는 펠트 재료 등의 잉크 흡수체(17)로 충전된다.

폐잉크 체임버(13)를 대기에 연통하기 위한 대기 연통 포트(18)는 커버판(11b)에 있어서 케이싱(25)에 대치하는 단부와는 반대측의 단부에 형성되어 있다. 대시 연통 포트(18)에는: 원형 단면이고 커버판(11b)의 외면에 형성된 오목부(18a); 커버판(11b)의 외면에 형성된 그루브(18b); 커버판(11b)을 관통하여 폐잉크 체임버(13)에 연통되어 있는 관통 구멍(18c); 및 밀봉 필름(18d)이 제공되어 있다. 그루브(18b)의 일단부는 오목부(18a)와 연통되고 이의 타단부는 관통 구멍(18c)과 연통되어 있다. 밀봉 필름(18d)은 관통 구멍(18c) 및 그루브(18b)를 기밀하게 밀봉하기 위해 커버판(11b)의 외면에 부착되어, 오목부(18a)만이 커버판(18b)의 외면에 노출되어 있다.

폐잉크 체임버(13)에 있어서, 직사각형 단면이고 잉크 흡수체(17)가 충전되지 않은 공소(empty portion)(13a)는 대기 연통 포트(30a)가 분할판(30)에 제공된 부분에 형성되어 있다. 그것에 의해, 대기 연통 포트(30a)는 대응하는 공소(13a)에 의해 잉크 흡수체(17)로부터 분리되어 있다. 유사하게, 직사각형 단면이고 잉크 흡수체(17)가 충전되지 않은 공소(13b)는 커버판(13b)의 관통 구멍(18c)이 제공된 부분에 형성되며, 이 관통 구멍(18c)은 잉크 흡수체(17)로부터 분리되어 있다.

그 다음, 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]의 구조가 설명된다. 각 컬러의 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙 잉크가 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]에 충전되어 있다. 각 잉크 체임버[12(1) 내지 12(4)]의 구조는 상호 동일하다. 따라서, 잉크 체임버[12(1)]의 구조가 설명되고, 다른 잉크 체임버[12(2) 내지 12(4)]의 반복 설명이 생략될 것이다.

잉크 체임버[12(1)]에는: 원통형 케이싱(21) 내부에 형성된 원형 오목부(31); 상기 오목부(31)의 저면의 중심부에 형성된 잉크 출구 포트[14(1)]; 잉크 체임버[12(1)]의 개방부[즉, 원형 오목부(31)의 정상 개방부]를 통해 삽입된 가동 커버(32); 및 가동 커버(32)를 상부로 추진시키는 코일 스프링(33)이 구비되어 있다. 가동 커버(32)는 잉크 출구 포트[14(1)]가 제공된 하측 잉크 저장실(34)을, 대기 연통 포트(30a)를 통해 폐잉크 체임버(13)와 연통되어 있는 대기 연통 체임버(35)로부터 분할한다. 가동 커버(32)는 원형 오목부(31)의 내부면(31a)을 따라 수직 방향으로 왕복 이동가능하다. 가동 커버(32)에는 디스크형 본체(32a)와 이 본체(32a)의 외주면으로부터 하부로 연장되어 있는 원통형부(32b)가 제공되어 있다.

잉크가 잉크 저장실(34)에 충전되기 때문에, 잉크가 가동 커버(32)와 원형 오목부(31)의 내주면 사이의 갭(36)에 침입하여, 잉크 메니스커스를 형성한다. 상기 갭(36)을 적절한 치수로 설정함으로써, 대응하는 갭(36)에 형성된 잉크 메니스커스의 강도는 잉크 출구 포트[14(1)]에 작용하는 잉크 흡인력보다 더 커지며, 이것에 의해 잉크 메니스커스는 잉크 흡인 조작이 수행될 때 파손되는 것이 방지된다. 본 실시형태에서, 예컨대, 가동 커버(32)의 원통형부(32b)는 그 외부 치수가 원형 오목부(31)의 내주면(31a)의 내부 치수보다 거의 0.1mm까지 작아지도록 형성되어 있다. 따라서, 가동 커버(32)가 원형 오목부(31)에 동심으로 삽입되기 때문에, 폭이 0.05mm인 갭(36)은 그 사이에 환상으로 형성되어 있다.

잉크 저장실(34)의 내부는 가동 커버(32)를 상부를 추진시키는 코일 스프링(33)에 의해 언제든지 소정의 부압에서 유지되기 때문에, 잉크는 잉크 흡인력이 잉크 출구 포트[14(1)]에 작용하지 않은 상태에서 잉크 출구 포트[14(1)]를 통해 잉크 저장실(34)로부터 외부로 누출되는 것이 방지된다. 게다가, 잉크 카트리지(10)가 측면으로 경사지거나 거꾸로 할지라도, 어떠한 잉크도 원형 오목부(31)의 내주면(31a)과 폐잉크 체임버(13)와 연통되어 있는 대기 연통 체임버(35)를 향하는 가동 커버(32) 사이의 갭(36)으로부터 누출되지 않는다.

코일 스프링(33)의 추진력은 잉크 메니스커스의 강도와, 잉크 출구 포트[14(1)]에 작용하는 잉크 흡인력보다 더 작아지도록 설정된다. 따라서, 잉크 메니스커스가 코일 스프링(33)의 추진력에 의해 파손되는 것이 방지되고, 기포가 잉크 저장실(34)에 침입하는 것이 방지된다. 또한, 잉크가 잉크 출구 포트[14(1)]로부터 흡인되기 때문에, 가동 커버(32)는 잉크 흡인력에 따라 잉크 출구 포트[14(1)]를 향해 이동한다.

도 5a 및 5b를 참조하면, 잉크 출구 포트[14(1)]의 기밀 구조가 설명된다. 다른 잉크 출구 포트[14(2) 내지 14(4)]와 폐잉크 입구 포트(15)의 기밀 구조는 잉크 출구 포트[14(1)]와 동일하고, 이들의 반복 설명은 생략될 것이다.

원통형부(41)는 원형 오목부(31)의 저판부(31b)를 통과하여 연장되어 있는 잉크 저장실(34)의 저면의 중심에 형성되어 있고, 잉크 출구 포트[14(1)]는 원통형부(41)에 의해 규정되어 있다. 그 중심에 형성된 삽입 구멍(42A)을 갖는 개스킷(상세히 후술됨)은 잉크 출구 포트[14(1)]에 장착되어 있다. 개스킷(42)은 외측으로부터 개스킷 스토퍼(43)에 의해 잉크 출구 포트 측에 프레스된다. 밸브 본체(44)는 언제든지 코일 스프링(45)에 의해 내부에서 개스킷(42)으로 추진되어, 삽입 구멍(42A)아 밸브 본체(44)에 의해 폐쇄된다. 잉크 출구 포트[14(1)]의 외부 개구(하단부 개구)는 플라스틱 필름(46)에 의해 밀봉되고, 이물질을 제거하는 필터(47)는 잉크 출구 포트[14(1)]의 내부 개구(상단부 개구)에 부착되어 있다.

잉크 출구 포트[14(1)]가 장착될 수 있는 직사각형 위치 결정 프레임(7a)은 잉크젯 프린터(1) 측의 카트리지 장착부(7)에 형성되어 있다. 잉크 공급 니들[7(1)]은 직사각형 프레임(7a)의 중심으로부터 상부로 돌출되어 있다. 다수의 잉크 오리피스(71)는 잉크 공급 니들[7(1)]의 팁 단부에 형성되어 있고, 잉크 통로는 잉크 공급 니들[7(1)]의 내부에 형성되어 있다.

잉크 카트리지(10)가 카트리지 장착부(7)에 장착될 때, 잉크 공급 니들[7(1)]은 플라스틱 필름(46)을 통과하여 개스킷(42)이 넓어지는 삽입 홀(42A)로 삽입되며, 이것에 의해 밸브 본체(44)를 밀어 올린다. 그 결과, 잉크 공급 채널은 잉크 저장실(34)로부터 잉크젯 헤드(4)의 노즐 구멍까지 잉크 공급 니들(7(1))을 통하여 잉크젯 프린터(1)에 형성되어 있다. 잉크 카트리지(10)가 카트리지 장착부(7)로부터 제거되는 경우, 밸브 본체(44)는 상기 밸브 본체(44)가 코일 스프링(45)의 가압력에 의해 개스킷(42)에 접하는 상태로 다시 리턴되어, 잉크 출구 포트[14(1)]가 폐쇄 상태로 리턴된다.

잉크 출구 포트[14(1)]를 형성하는 원통부(41)의 하부 절반부는 제 1 직경을 갖는 원형 내주면(51a)에 제공된 외부 원통부(51)로 이루어지고, 그 상부 절반부는 상기 제 1 직경보다 더 적은 제 2 직경을 갖는 원형 내주면(52a)에 제공된 내부 원통부(52)로 이루어진다. 그러므로, 내주면(51a)와 내주면(52a) 사이의 경계에는 환상 단부면(53)이 형성되어 있다. 환상 돌출부(53a)는 환상 단부면(53)의 내부 원통형 에지부를 따라 형성되어 있다. 개스킷(42) 및 개스킷 스토퍼(43)는 외부 원통부(51)에 제공되고, 밸브 본체(44)와 코일 스프링(45)은 내부 원통부(52)에 제공되어 있다.

개스킷(42)은 실리콘 고무, 클로로프렌 고무, 부틸 고무 등의 고무 재료, 또는 엘라스토머 재료 등의 탄성 재료로 형성되며, 외부 원통부(51)의 내주면(51a)과 접촉되는 외주면(42a)에 제공된 환상 형상을 나타낸다. 환상 단부면(42b)은 외주면(42a)의 잉크 저장실 측 단부로 연속되고, 내부 원통부(52)로 돌출한 환상 밸브 시트부(42c)가 환상 단부면(42b)의 내주 에지부에 형성되어 있다. 밸브 본체(44)는 환상 밸브 시트부(42c)에 착좌되어 있다. 환상 고정 돌출부(42d)가 개스킷(42)의 다른 환상 단부면 상에 형성되어 있다. 개스킷(42)의 중심에서 삽입 홀(42A)을 규정하는 내주면에는: 삽입 홀(42A)의 외부로 확장되는 잉크 공급 니들용 가이드면(42f); 및 잉크 공급 니들[(7(1)]에 의해 확장되고 액밀 상태로 그 외주면과 접촉되는 원형 내주면(42g)이 제공되어 있다.

개스킷 스토퍼(43)는 플라스틱 강성 부품으로 이루어지고 이 스토퍼에는 잉크 출구 포트(14(1))를 규정하는 원통부(41)의 내주면(51a) 내로 삽입될 수 있는 외주면(43a)이 제공되어 있다. 외주면(43a)의 잉크 저장실 측 단부로 연속되는 환상 단부면(43b)은 잉크 출구 포트 측에서 환상 단부면(53)에 대응하는 크기를 갖는다. 또한, 개스킷(42)의 고정 돌출부는 개스킷 스토퍼(43)의 내주면(43c)에 고정될 수 있다.

개스킷(42)은 개스킷 스토퍼(43)의 환상 단부면(43b)에 의해 잉크 출구 포트측에서 환상 단부면(53)에 프레스되는 상태로 장착된다. 또한, 환상 단부면(53)에 환상 돌출부(53a)가 형성되어 있기 때문에, 개스킷(42)의 환상 단부면(42b)은 환상 돌출부(53a)가 환상 단부면(42b)으로 삽입되는 상태로 환상 단부면(53)에 프레스된다. 즉, 개스킷(42)의 환상 단부면(42b)은 환상 돌출부(53a)로 형성된 환상 단부면(53)에 대하여 개스킷 스토퍼(43)에 의해 강제적으로 프레스된다. 그러므로, 개스킷(42)이 장기 사용으로 열화되고 소성 변형되더라도, 개스킷(42)과 잉크 출입구 포트[14(1)] 사이의 기밀성은 감소되지 않고, 공기가 필터(47)와 벨브 몸체(44) 사이에 형성된 작은 잉크 체임버에 침입하는 것이 방지된다. 게다가, 잉크 카트리지(1)를 탈착할 때, 공기가 개스킷(42)에 작용하는 힘에 의해 외부로부터 개스킷(42)과 잉크 출입구 포트[14(1)]를 통하여 작은 잉크 체임버(48)에 침입하는 것이 방지되고, 기포가 작은 잉크 체임버(48)로부터 외부로 유출되는 것이 방지된다.

개스킷 스토퍼(43)로 고정될 수 있는 고정 돌출부(42d)가 개스킷(42)의 환상 단부면에 형성되어 있기 때문에, 개스킷(42)이 개스킷 스토퍼(43)의 단부로 고정된 후에 양 부품(42 및 43)을 삽입 홀(42A)에 동시에 압입할 수 있다. 따라서, 각 부품이 개별적으로 삽입 홀(42A)에 압입되는 경우와 비교하여 조립이 간소화될 수 있다.

그러므로, 상술된 잉크 카트리지를 잉크 공급원으로서 사용하는 잉크젯 프린터(1)에서, 개스킷과 잉크 출구 포트 사이의 밀봉이 불충분한 것으로 인하여 잉크젯 헤드측 내에 공기가 삽입되는 것이 방지되어, 잉크 액적의 토출 불량이나 토출 불능이 회피될 수 있다. 따라서, 인쇄 품질이 유지될 수 있다.

잉크가 잉크 체임버[12(1)]의 잉크 저장소(34)에 충전되는 상태에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 가동 커버(32)가 원형 오목부(31)의 상단 위치 부근에 위치되어, 공기 연통 체임버(35)가 최소화된다.

잉크 메니스커스가 가동 커버(32)와 원형 오목부(31)의 외주 원주면(31a) 사이의 갭(36)내에 형성되어 있기 때문에, 폐잉크 체임버(13)와 연통한 공기 연통 체임버(35)와 잉크 저장소(34)는 가동 커버(32)에 의하여 서로 격리된다. 또한, 가동 커버(32)가 코일 스프링(33)에 의하여 공기 연통 체임버(35) 쪽으로 밀어-올려지기 때문에, 잉크 저장소(34)의 내부는 소정의 부압 상태로 유지된다.

잉크젯 헤드(4) 측에 의한 잉크 흡인력이 잉크 출구 포트[14(1)]에 작용할 때, 가동 커버(32)는 코일 스프링(33)의 추진력에 대하여 잉크 출구 포트[14(1)] 측으로 이동함으로써, 소정량의 잉크가 잉크 출구 포트[14(1)]에서 잉크젯 헤드(4)에 공급된다.

이동하는 가동 커버(32)와 원형 오목부(31)의 내주면(31a) 사이의 갭(36) 내에 형성된 잉크 메니스커스의 강도가 잉크 흡인력보다 크기 때문에, 잉크 메니스커스는 잉크 흡인력에 의해 파손되지 않는다. 그러므로, 기포가 공기 연통 체임버(35) 측으로부터 갭(36)을 통하여 잉크 저장실(34)을 침입하는 것이 방지된다. 부가적으로, 갭(36)을 통하여 잉크 저장실(34)에서 공기 연통 체임버(35)에 잉크가 누설되지 않는다.

그러므로, 잉크 저장실(34)의 내부는 적절한 부압 상태로 유지되며, 잉크는 기포의 혼합 또는 누출없이 공급될 수 있다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 잉크 엔드 상태에서, 가동 커버(32)는 원형 오목부(31)의 하부면과 접촉되는 위치로 떨어지고, 잉크 저장실(34)의 용량은 최소화된다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시형태를 도시한다. 본 실시예에 따른 기밀 구조의 기본 구성은 제 1 실시형태와 동일하다. 대응하는 부분에는 동일한 참조 번호가 병기되며, 그들의 반복 설명은 생략될 것이다.

이 실시형태에 따른 잉크 출구 포트의 기밀 구조는 잉크 출구 포트에 압입되는 개스킷(420), 및 개스킷 스토퍼(430)로 이루어진다. 잉크 출구 포트(140)는 근본적으로 도 5a 및 5b에 도시된 잉크 출구 포트[14(1)]와 동일하다. 그러나, 환상 단부면(53)은 평면으로 만들어지며, 환상 돌출부(53a)를 가지지 않는다. 개스킷(420)은 그 중심에 삽입 홀(42A)을 가지고 있고, 외주부(421)는 잉크 출구 포트(140)의 내주면(51a)에 압입된다. 환상 돌출부(422)가 외주부(421)에 형성되어 있다. 개스킷 스토퍼(430)는 전체적으로 환상으로 만들어지며, 원통부(432)가 환상 하부 플레이트부(431)의 내주 에지부로부터 상부로 연장하는 L자형 단면을 가지도록 형성된다.

환상 하부 판부(431)의 외부 원부면(433)은 잉크 출구 포트(140)의 원형 내주면(51a)에 압입된다. 원통부(432)의 외주면(434)은 개스킷(420)의 삽입 홀(42a)을 규정하는 내주면(423)에 고정되고, 테이퍼진 니들 가이드면(424)은 내부 외주면(423)으로부터 연속된다. 또한, 원통부(432)의 외주면(434)은 압입된 상태에서 개스킷(420)의 환상 돌출부(422)와 대치한다.

개스킷(420)이 잉크 출구 포트(140)에 압입될 때, 개스켓(420)의 외주면(421)은 환상 돌출부(422)가 압착되는 상태로 내주면(51a)과 접촉하게 된다. 개스킷 스토퍼(430)가 잉크 출구 포트(140)에 압입되는 경우, 원통부(432)의 외주면(434)은 개스킷(420)이 내부 원통면(51a)에 강제적으로 압박되는 개스킷(420) 내부에 고정된다.

그러므로, 본 발명에서, 잉크 출구 포트(140)에 장착된 개스킷 내의 환상 돌출부(422)가 형성된 외부 외주면(421)은 개스킷 스토퍼(430)에 의해 잉크 출구 포트 측에서 내주면(51a)에 압박되며, 외주면(421)과 내주면(51a) 사이에 기밀이 확보된다. 그러므로, 개스킷(420)이 긴 사용 기간을 통하여 나빠지고 잉크 카트리지(10)를 탈착할 때 개스킷(420)에 힘이 작용할 지라도, 그들 사이에 기밀이 유지될 수 있다.

게다가, 본 발명은 상술된 실시예에 국한되지 않는다. 본 발명은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 실시예에서, 원형 오목부를 사용한 잉크 출구 포트에 대하여 서술되었을지라도, 직사각형 오목부가 사용될 수 있다. 이 경우에, 개스킷 및 개스킷 스토퍼는 상기 개스킷 및 개스킷 스토퍼가 정사각형 오목부에 끼워맞춤될 수 있도록 형성되는 경우, 유사한 효과가 달성될 수 있다.

또한, 개스킷 스토퍼의 외주면의 끼워-맞춤 동작에 기여하는 부분이 전체 원주일 필요는 없고, 외주면의 일부이면 된다. 또한, 조립은 개스킷의 외주면 상에 형성된 다수의 환상 돌출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 잉크 카트리지에서는, 개스킷과 잉크 출구 포트 사이의 공간은 개스킷 스토퍼에 의해 기밀하게 유지된다. 따라서, 밀봉이 개스킷의 탄성 복귀력에 의해서만 유지되는 조립체와 대조적으로, 이 구성의 밀봉은 개스킷이 경시 악화될 지라도 기밀하게 유지될 수 있으며, 여기서 공간을 통하여 공기가 통과되는 것이 방지된다. 게다가, 개스킷 스토퍼가 카트리지 본체의 제 1 오목부에 직접 압입되어 유지되기 때문에, 개스킷 스토퍼는 개스킷의 위치를 확보하는 동안 적하 또는 낙하로부터 방지된다. 따라서, 신뢰성이 개선될 수 있다.

또한, 본 발명을 적용한 폐잉크 체임버를 구비한 잉크 카트리지에서는, 상기 잉크 출구 포트와 개스킷 사이의 공간을 통해 공기가 잉크 카트리지에 진입하는 것이 확실히 방지될 수 있기 때문에, 진입된 공기에 의해 형성된 기포가 잉크와 함께 잉크젯 기록 헤드에 공급되는 것이 방지되고, 잉크 액적의 토출 불량이나 토출 불능이 방지되어, 인쇄 품질을 유지시킨다. 게다가, 잉크 입구 포트를 통해 폐잉크가 누출되는 것이 확실히 방지될 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 잉크 카트리지를 포함한 잉크젯 프린터의 개략도이며;

도 2a는 잉크 카트리지의 상부 사시도이며;

도 2b는 잉크 카트리지의 하부 사시도이며;

도 3은 잉크 카트리지의 분해 사시도이며;

도 4a는 잉크 카트리지의 평면도이며;

도 4b는 도 4a의 ⅣB-ⅣB 선으로 절단된 단면도이며;

도 5a는 잉크 공급 니들이 잉크 출구 포트에 삽입되지 않은 상태를 나타내는, 잉크 카트리지내의 잉크 출구 포트의 확대 단면도이며;

도 5b는 잉크 공급 니들이 잉크 출구 포트에 삽입된 상태를 나타내는, 잉크 출구 포트의 확대 단면도이고;

도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 잉크 카트리지의 잉크 출구 포트의 확대 단면도이다.

Claims

잉크를 보관하는 제 1 체임버와 상기 제 1 체임버내의 잉크가 유출되는 잉크 출구 포트를 갖는 제 1 오목부로 형성된 카트리지 본체;

제 1 관통 구멍을 구비하고 상기 제 1 오목부로 고정되는 제 1 탄성 개스킷; 및

제 2 관통 구멍을 갖고 상기 제 1 오목부로 고정되어 상기 제 1 개스킷이 상기 오목부의 내면에 대해 프레스되는 제 1 개스킷 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 개스킷 스토퍼는 상기 제 1 오목부의 내면의 저부에 대해 제 1 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 1 오목부의 내면의 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 1 개스킷과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 2 항에 있어서,

상기 제 1 오목부의 내면의 저부에는 잉크 출구 포트를 둘러싸는 환상 돌출부가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 개스킷은 제 1 개스킷 스토퍼로 고정되는 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 개스킷 스토퍼는 상기 제 1 오목부의 내면의 제 2 측부에 대해 제 1 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 1 오목부의 내면의 제 1 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 1 개스킷의 제 1 관통 구멍의 내면과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 5 항에 있어서,

환상 돌출부는 제 1 개스킷의 외주면에 형성되어 제 1 오목부의 내면의 제 2 측부와 접촉되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 체임버에 배치되어 있는 제 1 밸브 본체; 및

상기 제 1 개스킷의 제 1 관통 구멍이 제 1 밸브 본체에 의해 폐쇄되도록 제 1 오목부를 향해 제 1 밸브 본체를 추진시키는 제 1 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 1 항에 있어서,

상기 카트리지 본체에는 폐잉크를 보관하는 제 2 체임버와 이 폐잉크가 유입되는 잉크 입구 포트를 갖는 제 2 오목부가 형성되어 있고;

상기 잉크 카트리지는:

제 3 관통 구멍을 갖고 제 2 오목부로 고정되는 탄성 제 2 개스킷; 및

상기 제 2 개스킷이 제 2 오목부의 내면에 대해 프레스되도록 제 4 관통 구멍을 갖고 제 2 오목부로 고정되는 제 2 개스킷 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 개스킷 스토퍼는 상기 제 2 오목부의 내면의 저부에 대해 제 2 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 2 오목부의 내면의 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 2 개스킷과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 9 항에 있어서,

상기 제 2 오목부의 내면의 저부에는 잉크 출구 포트를 둘러싸는 환상 돌출부가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 개스킷은 상기 제 2 개스킷 스토퍼로 고정되는 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 개스킷 스토퍼는 상기 제 2 오목부의 내면의 제 2 측부에 대해 제 2 개스킷을 프레스하기 위해 상기 제 2 오목부의 내면의 제 1 측부와 접촉하는 제 1 면과 상기 제 2 개스킷의 제 3 관통 구멍의 내면과 접촉하는 제 2 면을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 12 항에 있어서,

환상 돌출부는 제 2 개스킷의 외주면에 형성되고 제 2 오목부의 내면의 제 2 측부와 접촉되는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 체임버에 배치되는 제 2 밸브 본체; 및

상기 제 2 개스킷의 제 3 관통 구멍이 제 2 밸브 본체에 의해 폐쇄되도록 제 2 오목부를 향해 제 2 밸브 본체를 추진시키는 제 2 탄성 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
잉크젯 기록 헤드; 및

팁 단부에 제 1 구멍을 갖고 제 1 관통 구멍과 제 2 관통 구멍을 통과하면서 그리고 상기 제 1 구멍을 통해 제 1 체임버내의 잉크를 상기 잉크 기록 헤드에 공급하기 위해 제 1 관통 구멍을 확대하면서 상기 잉크 카트리지의 잉크 출구 포트로 삽입되는, 제 1 중공 니들을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
제 15 항에 있어서,

팁 단부에 제 2 구멍을 갖고 제 3 관통 구멍과 제 4 관통 구멍을 통과하면서 그리고 상기 제 2 구멍을 통해 폐잉크를 제 2 체임버에 공급하기 위해 제 3 관통 구멍을 확대하면서 제 8 항에 기재된 상기 잉크 카트리지의 잉크 출구 포트로 삽입되는, 제 1 중공 니들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
케이싱과 잉크 출구내에 형성된 오목부를 갖는 체임버;

상기 오목부의 저면으로 고정된 탄성 개스킷;

상기 오목부의 정상부를 통해 삽입된 가동 커버로서, 잉크 저장실과 대기 연통 체임버를 분할하는 가동 커버; 및

상기 잉크 저장실을 향해 상기 가동 커버를 추진시키는 코일 스프링을 포함하며;

여기서, 잉크가 상기 잉크 저장실에 충전되기 때문에, 잉크는 상기 가동 커버와 잉크 메니스커스를 형성하는 오목부의 내면 사이의 갭에 침입되며, 상기 갭은 잉크 메니스커스의 강도가 잉크 출구에 작용하는 잉크 흡인력보다 더 크도록 크기가 정해지는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제 17 항에 있어서,

상기 코일 스프링의 추진력은 상기 잉크 메니스커스의 강도보다 더 작은 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.