KR20050083509A - 잉크카트리지의 잉크충전기구 및 잉크충전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크카트리지 잉크충전기구 및 그 충전방법에 관한 것으로서, 그 목적은 잉크가 전부 소모된 빈 잉크카트리지에 신속하게 잉크를 충전할 수 있는 잉크 카트리지 충전기구 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 구성은 잉크를 담을 수 있는 잉크저장통(21)과 잉크저장통(21) 상측에 잉크를 보충할 수 있는 착탈식 마개(22)와 잉크저장통 하측에 빈 잉크카트리지의 잉크공급구(14)와 결합하여 잉크를 충전할 수 있는 잉크충전구(24)와 잉크카트리지의 대기연결구(15)와 결합하여 공기를 배출할수 있는 공기배출구(25)와 공기배출구(25)에 결합하여 잉크충전시 잉크카트리지 내부에 음압을 걸어주어 신속한 잉크충전이 가능하게 하는 펌프(27)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 잉크카트리지에 잉크 충전을 신속하고 간단하며 신뢰성 있게 수행 할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

Description

잉크카트리지의 잉크충전기구 및 잉크충전방법{Ink refill device of ink cartridge and method thereof}

본 발명은 잉크카트리지의 잉크충전기구 및 잉크충전방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 잉크카트리지의 잉크충전을 신속하고 간단하며 신뢰성 있게 수행 될 수 있도록 된 잉크 충전 기구 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터를 이용하여 작업한 각종 문서, 그림등을 칼라로 출력할때에는 잉크젯프린터(이하.'프린터'라 한다)를 이용하고 있으며, 상기 프린터는 가정이나 사무실에서 사용하는 작은 출력물을 사용하는 소형 프린터와 현수막이나, 대형광고물, 텍스타일을 출력하는 대형프린터 등 다양한 크기와 형태로 개발되어 왔다.

상기 프린터에 장착되어 잉크를 공급하는 잉크카트리지는 프린터의 종류에 따라서 그에 맞는 구조를 취하고 있으나, 그 내부 공간의 구조에 따라서 크게 스펀지 삽입방식과 자동압력조절방식의 2가지로 분류된다. 상기스펀지 삽입방식은 내부공간에 미세구멍을 갖는 폴리우레탄으로 된 스펀지가 삽입되고 이 스펀지에 잉크를 함침시킨 것이고, 상기 자동압력조절방식은 카트리지의 내부공간에 잉크토출압을 일정하게 유지하게 하고 잉크를 수용하는 잉크주머니가 마련된 것이다.

대형프린터에 장착되어 사용되는 잉크카트리지는 대부분 잉크주머니가 마련된 자동압력조절방식을 채택하고 있다.

이러한 종래의 잉크카트리지는 도 1에 나타낸 바와 같이, 카트리지몸체(11)의 내부에는 잉크주머니(12)가 형성되어 있고, 일측에는 잉크공급구(14)가 상기 잉크주머니(12)와 연결되어 있고, 잉크카트리지(10) 내부와 대기가 연통하는 대기연결구(15)가 구비되어 있다.

이러한 프린터용 잉크카트리지들은 정상적으로 사용될 경우, 카트리지에 내장된 잉크가 모두 소모되어도, 카트리지 자체의 성능은 그대로 유지되기 때문에 고가의 잉크카트리지를 다시 구입하는 대신 잉크를 재충전하여 경제적으로 사용될 수 있다.

그러나, 대개 신뢰성 있는 잉크충전이 가능하려면 그 방법 및 장치가 복잡하여 사용자가 직접 잉크카트리지를 충전하여 사용하는데는 무리가 있었다.

이러한 구성을 갖는 종래의 잉크 카트리지에 잉크를 충전하여 재사용하기 위한 기구는 일본특허공개공보 제 2003-1853호에 공지되어 있다. 상기 기구는 잉크카트리지에 결합되는 어댑터와 별도의 잉크의 저장용기로 구성되어 있으며, 어댑터는 잉크카트리지와 연결되는 두개의 니들(잉크공급니들, 대기연결니들)이 형성되어 있으며, 상부에는 잉크저장용기와 결합하는 한개의 니들이 형성되어 있다.

그러나 본 장치는 자연압 방식에 의한 잉크충진방법을 채택하고 있어 잉크충진시간이 장시간 소요될 뿐만 아니라, 잉크충진후 별도의 잉크카트리지 구성을 채택하고 있는 잉크저장용기을 바꿔주어야 하는등 시간적, 경제적 단점을 가지고 있다. 또한 잉크충진후 어댑터의 잉크공급니들에 남아있는 잉크가 응고되어 니들에 형성되어 있는 잉크통로를 막아버려 재사용시 잉크 충진에 더욱더 많은 시간이 소요되며, 더 나아가서는 이들 잉크통로를 막혀버리기까지 하는등의 문제점을 가진다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잉크를 수시로 보충할수 있는 마개를 가지며 내부공간을 가지는 구성부분과 자연압(중력) 방식이 아닌 펌프를 이용하여 강제적으로 카트리지 공기를 배출시킴으로서 빠른시간안에 원하는 양만큼의 잉크충진을 가능하게 하여, 잉크카트리지의 잉크충전이 신속하고 간단하며 신뢰성 있게 수행할 수 있도록 된 잉크 충전 방법 및 그 기구를 제공함에 있다.

잉크 저장실이 형성된 잉크저장통(21)과 잉크저장통(21) 상측에 잉크를 보충할 수 있는 착탈식 마개(22)와 잉크저장통 하측에 빈 잉크카트리지의 잉크공급구(14)와 결합하여 잉크를 충전할 수 있는 잉크충전구(24)와 잉크카트리지의 대기연결구(15)와 결합하여 공기를 배출할수 있는 공기배출구(25)와 공기배출구(25)에 결합하여 잉크충전시 잉크카트리지 내부에 음압을 걸어주어 신속한 잉크충전이 가능하게 하는 펌프(27)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잉크카트리지 잉크충전기구는,

잉크저장통(21)과, 상기 잉크저장통으로부터 상기 잉크 카트리지에 잉크를 충전하기 위하여 상기 잉크카트리지의 잉크공급구(14)와 결합하는 잉크충전구(24)와, 상기 잉크카트리지의 공기를 배출시키기 위하여 상기 잉크카트리지의 대기연결구(15)와 결합하는 공기배출구(25)를 포함하는 잉크카트리지 잉크충전기구에 있어서,

상기 잉크카트리지 충전기구는 공기배출구(25)와 고정 연결되거나 탈착이 가능하게 연결되어 잉크카트리지 내의 공기를 외부로 배출시키는 펌프(27)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 펌프(27)는 잉크충전시 잉크카트리지 내부에 음압을 걸어주어 신속한 잉크충전이 가능하게 한다.

또한, 상기 잉크저장통(21) 상측에는 마개(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 잉크카트리지 잉크충전기구는, 잉크카트리지(10)의 잉크공급구(14)와 상기 잉크충전구(24)를 연결할 때는 상기 잉크충전구(24)를 개방하고, 상기 잉크공급부(14)와 상기 잉크충전구(24)를 분리할 때는 잉크충전구(24)를 폐쇄하는 밸브체(51)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도1은 전형적인 잉크카트리지를 나타내는 도면이다. 본 잉크카트리지(10)는 잉크주머니(12)를 내장하고 프린터에 착탈가능하게 하는 잉크카트리지 몸체(11)와 잉크주머니(12), 잉크주머니(12)의 일측에 형성되어 프린터 노즐부분의 캡(그림 미도시)과 결합되는 프린터연결부(13), 프린터 노즐에 직접 연결되어 잉크를 공급하는 잉크공급구(14) 및 대기와 연결되어 잉크주머니의 압력을 조절하는 대기연결구(15)로 주로 구성되어 있다.

프린터에 장착되어 사용되어지는 원리는 잉크공급구(14)를 통로로 잉크주머니(12)에 채워진 잉크가 프린터의 노즐 부분으로 공급된다. 프린터의 노즐부분으로 공급되는 잉크의 양만큼 잉크주머니(12)는 음압이 걸리기 때문에 대기연결구(15)를 통하여 공기가 유입되어 잉크카트리지의 내부압력을 맞추어 주게 되고, 따라서 계속해서 잉크를 프린터 노즐에 공급할수 있게 된다.

이렇게 계속 사용되어, 잉크가 전부 소모되었을때, 도 2에 도시한 본 발명의 잉크충전장치(20)를 사용하여 잉크카트리지(10)을 충전하게 된다.

도 2는 본 발명에 의한 잉크충전 장치를 나타낸 사시도이다.

본 잉크충전장치는(20)는 잉크를 저장할 수 있는 잉크저장통(21)이 형성되어 있는데, 상기 잉크저장통(21)는 일측면에 잉크의 양을 눈으로 식별할수 있도록 잉크용량눈금이 매겨져 있으며, 잉크저장실 하부에는 마지막 남은 잉크까지도 쉽게 충진이 될수 있도록 구배가 형성되어 있다

잉크저장통은 상기 잉크카트리지(10)의 잉크량(약 720㎖)보다 조금 크게 잉크를 담을 수 있는 약 750㎖용량 정도가 바람직하다.

잉크저장통(21) 상측에는 벌크잉크통으로부터 잉크를 쉽게 옮겨 담을수 있도록 마개(22)가 마련되어 있다 벌크잉크통으로부터 잉크를 옮겨 담은 후에는 먼지등의 이물질이 들어가지 않도록 잉크 충전시에는 뚜껑을 닫아 사용한다. 본 뚜껑은 편리성을 위해 힌지를 부착하여 사용가능하다.

잉크저장통(21) 하측에는 잉크카트리지(10)에 잉크를 공급하는 통로인 잉크충전구(24)가 형성되어 있으며, 잉크카트리지(10)의 대기연결구(15)와 연결되어 잉크충전시 공기를 강제적으로 배출시킬수 있도록 후술하는 펌프(27)와 연결되는 공기배출구(25)가 형성되어 있다. 상기 잉크충전구(24) 및 공기배출구(25) 외부를 감싸서 보호하고 잉크카트리지(10)와 결합되는 부분인 잉크카트리지 연결부(23)는 잉크카트리지(10)의 형상에 의해 당연히 정해지는 형상을 취한다.

상기 잉크충전기구에는 공기배출구(25)와 연결되어 펌핑에 의하여 잉크카트리지(10) 내부의 공기를 외부로 배출시킴으로써 잉크카트리지(10) 내부를 감압시켜 잉크충진을 신속하게 할 수 있는 펌프가 구비된다.

본 발명에 의한 잉크충전장치의 이해를 돕기 위하여 도3에 본 장치의 정면도를 도시하였고, 도 3a, 도 3b 에 각 단면도를 도시하였다.

도 4는 본 발명에 의한 잉크충전기구와 이에 장착되는 잉크카트리지를 나타낸 조립사시도이다.

이하, 도 4를 참조하여 잉크충전방법 및 원리를 설명한다.

잉크가 전부 소모된 빈 잉크카트리지(10)를 본 발명에 의한 잉크충전기구(20)를 결합한다. 우선, 결합하기 전에 잉크충전기구의 잉크저장통(21)에 매겨져 있는 눈금을 보면서 약 700㎖정도의 잉크를 담는다. 잉크카트리지(10)의 잉크량은 약 720㎖이나, 잉크가 전부 소모되어 프린터가 잉크없음을 인식하여도 여전히 잉크카트리지(10) 내부의 잉크주머니(12)에는 약 30~40㎖정도의 잉크가 남아있기 때문에 약 700㎖의 잉크를 담는 것이 바람직하다.

이렇게 담겨진 잉크는 잉크충전기구(20)를 잉크카트리지(10)와 결합과 동시에 잉크주머니로 잉크가 충전된다. 잉크주머니에 충전된 양만큼 잉크카트리지(10) 내부의 공기가 잉크카트리지(10)의 대기연결구(15)를 통하여 대기로 배출된다. 자연압(중력)을 이용한 잉크충전은 그 속도가 매우 느리기 때문에, 펌프(27)을 이용하여 강제적으로 잉크카트리지의 공기를 배출시킨다. 강제로 배출시킨 공기의 양만큼 잉크주머니 내부에는 음압이 거리기 때문에 그만큼 빠른 속도로 잉크저장통(21)으로부터 잉크카트리지(10)의 잉크주머니(12)로 잉크가 충전되는 것이다.

잉크충전이 완료한 후, 잉크카트리지(10)로부터 잉크충전기구(20)를 탈착시 잉크저장통에 남아 있는 잉크가 잉크충전구(24)로부터 새어나오는 것을 방지하기 위하여 상기 잉크충전구(24)에 스프링과 같은 탄성력을 가진 탄성체에 의하여 자동으로 폐쇄되는 밸브체(51)를 더 구비할 수 있다. 밸브체는 스프린과 같은 탄성체(53)와 밸브체커버(52)로 구성되어 있다. 이는 도 5에 도시하였다. 상기 밸브체(51)는 잉크충전기구(20)을 잉크카트리지(10)에 결합시 잉크카트리지(10)의 잉크공급구(14)에 탄성체(53)가 밀리게 되어 잉크충전구(24)가 열리게 되며, 반대로 탈착시 탄성력에 의하여 탄성체(53)가 복원되어 잉크충전구가 닫히게 된다.

상기 펌프(27)는 고무공모양의 수압펌프를 도시하였으나, 이는 하나의 실시예에 불과 한 것으로 잉크카트리지(10)내의 공기를 강제적으로 빼낼수 있는 것이라면 어떠한 형태의 것도 무방하다. 참고적으로, 펌프의 다른예인 주사기 모양의 펌프(27')를 도 6에 도시하였다.

더이상, 잉크가 충전이 되지 않을때, 이는 잉크주머니(12)가 잉크로 포화된것을 뜻하므로, 잉크주머니(12)가 잉크카트리지(10)로부터 잉크충전기구(20)를 분리하고 잉크가 충전된 잉크카트리지를 프린터에 장착하여 사용하면 된다.

이하, 본 장치의 우수성을 증명하기 위하여, 시험테스트 결과를 실험예로서 기술한다.

실험예

본 발명에 의한 잉크충전기구에 상기 설명한 바와 같이 잉크를 채우고 빈 카트리지(HP5000프린터용 카트리지; 휴렛팩커드사 제조)에 펌프를 이용하여 펌핑하면서 잉크를 충전하였다. 비교예로서, 현재 시판중인 자연압 방식의 잉크충전기구(스테이들러사 제조)와 같이 실험하였다.

시험결과

구분	충전시간(분)	충전잉크량	잉크토출테스트
실험예	15	685	양호
비교예	34	672	양호

상기 결과에서와 같이 자연 중력압에 의한 카트리지 잉크충전은 시간이 많이 소요될 뿐 아니라 잉크충전량도 목표량에 미달되나, 본 발명에 의한 잉크충전 방법은 충전시간을 반이상 줄일수 있으며, 잉크충전량도 목표하는 양만큼 잉크카트리지에 충전할수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 다른 잉크충전기구는 잉크카트리지의 수명이 다하기 까지는 얼마든지 잉크를 간편하고 신속하게 재충전하여 사용할 수 있다.

프린터 사용자가 프린팅시에 잉크가 떨어졌음을 알고, 잉크를 충전할 때, 잉크충전시간은 매우 소모적이며, 업으로써 프린팅를 사용하는 자(현수막 제작업자, 대형광고판제작업자, 잉크젯날염업자등)에게는 더더욱 그러하다.

본 발명에 의한 잉크충전기구는 펌프에 의한 간편한 조작으로 잉크충전을 신속하게 할 수 있다는 장점이 있으며, 본 기구의 잉크충전구에 밸브체를 더 구비함으로써 잉크가 새어나옴을 방지하고, 보관시에도 잉크충전구에서의 잉크응고를 방지하여 재사용시에도 우수한 잉크충전을 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 전형적인 잉크카트리지를 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명에 의한 잉크충전기구의 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 잉크충전기구의 정면도,

도 3a는 도 3의 가-가 단면도,

도 3b는 도 3의 나-나 단면도,

도 4은 본 발명에 의한 잉크충전기구와 이에 장착되는 잉크카트리지를 나타낸 조립사시도,

도 4a는 도 4의 다-다 단면도,

도 4b는 도 4의 라-라 단면도,

도 5는 본 발명에 의한 일실시예를 나타낸 상태도,

도 5a는 도 5의 마-마 단면도,

도 6는 본 발명에 의한 또다른 실시예를 나타낸 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 잉크카트리지 11: 잉크카트리지 몸체

12: 잉크주머니 13: 프린터 연결부

14: 잉크공급구 15: 대기연결구

20: 잉크충전기구 21: 잉크저장통

22: 마개 23: 잉크카트리지 연결부

24: 잉크충전구 25: 공기배출구

26: 공기배출관 27, 27': 펌프

51: 밸브체 52: 밸브체 커버

53: 탄성체

Claims (4)

1. 잉크 공급구(14)와 대기 연결구(15)가 구비된 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키는 잉크충전기구로서,

   잉크저장통(21)과, 상기 잉크저장통으로부터 상기 잉크 카트리지에 잉크를 충전하기 위하여 상기 잉크카트리지의 잉크공급구(14)와 결합하는 잉크충전구(24)와, 상기 잉크카트리지의 공기를 배출시키기 위하여 상기 잉크카트리지의 대기연결구(15)와 결합하는 공기배출구(25)를 포함하는 잉크카트리지 잉크충전기구에 있어서,

   상기 잉크카트리지 충전기구는 공기배출구(25)와 고정 연결되거나 탈착이 가능하게 연결되어 잉크카트리지 내의 공기를 외부로 배출시키는 펌프(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지 잉크충전기구.
2. 제 1항에 있어서, 상기 잉크저장통(21) 상측에 마개(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지 잉크충전기구.
3. 제 1항에 있어서, 상기 잉크카트리지 잉크충전기구는, 잉크카트리지(10)의 잉크공급구(14)와 상기 잉크충전구(24)를 연결할 때는 상기 잉크충전구(24)를 개방하고, 상기 잉크공급부(14)와 상기 잉크충전구(24)를 분리할 때는 잉크충전구(24)를 폐쇄하는 밸브체(51)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크카트리지 잉크충전기구.
4. 잉크 공급구(14)와 대기 연결구(15)가 구비된 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키는 잉크충전방법으로서,

   잉크저장통(21)과, 상기 잉크저장통으로부터 상기 잉크 카트리지에 잉크를 충전하기 위하여 상기 잉크카트리지의 잉크공급구(14)와 결합하는 잉크충전구(24)와, 상기 잉크카트리지의 공기를 배출시키기 위하여 상기 잉크카트리지의 대기연결구(15)와 결합하는 공기배출구(25)를 포함하는 잉크카트리지 잉크충전방법에 있어서,

   잉크충전기구(20)의 공기배출구(25)에 결합되어진 펌프(27)을 작동하여 잉크카트리지(10)내의 공기를 강제적으로 배출시켜 신속하게 잉크를 충전할 수 있는 것을 특징으로 하는 잉크 재충전 방법.