KR20090101107A - 액체 공급 시스템 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

액체 공급 시스템은 액체 분사 장치에 설치 가능한 액체 용기(1)와, 액체 보급 장치(900)와, 액체 유로 부재(910)를 구비한다. 액체 용기(1)는 액체를 저류하는 액체 저류실과, 액체를 액체 분사 장치에 공급하는 액체 공급구와, 액체 저류실로부터 액체 공급구에 이르는 중간 유로와, 중간 유로에 마련되고, 액체의 유무를 검출하는 센서를 구비한다. 액체 유로 부재(910)는 센서보다도 하류측의 위치에 있어서 중간 유로에 접속되어 있다.

Description

액체 공급 시스템 및 그 제조 방법{LIQUID DELIVERY SYSTEM AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 액체 분사 장치에 액체를 공급하는 액체 공급 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

액체 분사 장치로서는, 예컨대 잉크젯 프린터가 알려져 있다. 잉크젯 프린터에서는 잉크 카트리지로부터 잉크가 공급된다. 종래부터, 잉크젯 프린터의 외부에 대용량의 잉크 탱크를 증설하고, 이것을 튜브로 잉크 카트리지와 접속하는 것에 의해, 잉크 저장량을 증대시키는 기술이 알려져 있다.

그러나, 잉크 카트리지의 타입에 따라서는, 간단히 튜브를 잉크 카트리지에 접속한 것만으로는 잉크 카트리지의 기능을 손상해버려, 잉크를 프린터에 적절하게 공급할 수 없게 되는 가능성이 있다. 이러한 문제는, 잉크젯 프린터에 한하지 않고, 일반적으로 액체 용기를 설치 가능한 액체 분사 장치(액체 소비 장치)에 공통되는 문제이다.

본 발명의 목적은 액체 용기를 설치 가능한 액체 분사 장치에 대하여 외부로부터 액체를 적절하게 공급하기 위한 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 형태는, 액체 분사 장치에 액체를 공급하는 액체 공급 시스템의 제조 방법으로서,

(a) 상기 액체 분사 장치에 설치 가능한 액체 용기를 준비하는 공정과,

(b) 상기 액체 용기에 상기 액체를 보급하기 위한 액체 보급 장치를 준비하는 공정과,

(c) 상기 액체 용기와 상기 액체 보급 장치와의 사이를 액체 유로 부재로 접속하는 공정을 포함하고,

상기 액체 용기는,

액체를 저류하는 액체 저류실과,

상기 액체를 상기 액체 분사 장치에 공급하는 액체 공급구와,

상기 액체 저류실로부터 상기 액체 공급구에 이르는 중간 유로와,

상기 중간 유로에 마련되고, 상기 액체의 유무를 검출하는 센서를 구비하고,

상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 센서보다도 하류측의 위치에 있어서 상기 중간 유로에 접속하는 공정을 포함하는, 액체 공급 시스템의 제조 방법을 제공한다.

일반적으로, 액체 유로의 내부에서, 중간 유로에 마련된 센서의 위치에서의 유로 저항이 큰 것이 많다. 따라서, 가령 센서보다도 상류측에 액체 유로 부재를 접속하면, 센서의 위치에서의 큰 유로 저항 때문에, 액체 보급 장치로부터 액체 유로 부재를 거쳐서 보급되는 액체가 액체 분사 장치에 충분히 공급되지 않을 가능성이 있다. 한편, 상기 구성에서는, 액체 유로 부재를 센서보다도 하류측의 위치에 있어서 중간 유로에 접속하므로, 액체 유로 부재를 거쳐서 액체 보급 장치로부터 보급된 액체를 액체 분사 장치에 적절하게 공급하는 것이 가능하다.

상기 중간 유로는, 상기 센서보다도 하류측의 위치에 버퍼실을 갖고 있고, 상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 버퍼실에 접속하도록 해도 좋다.

이 구성에 의하면, 비교적 잉크 수용 능력의 큰 버퍼실에 액체 유로를 접속하므로, 접속이 비교적 용이하다.

상기 중간 유로는,

상기 센서보다도 하류측에 마련되고, 상기 액체의 소비에 의해 생기는 차압에 따라 개폐하는 차압 밸브를 수납하는 차압 밸브실과,

상기 차압 밸브실보다도 하류측에 마련되고, 수직 방향을 따라서 상기 액체를 상기 액체 공급구에 인도하는 수직 유로를 구비하고,

상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 수직 유로에 접속하도록 해도 좋다.

이 구성에 의하면, 액체 유로 부재를 수직 유로에 접속하므로, 가령 액체 유로 부재를 거쳐서 기포가 혼입된 경우에도, 기포가 그대로 상승해서 차압 밸브실에 이르고, 거기에서 트랩된다. 따라서, 기포가 수직 유로의 하방에 있는 액체 공급구로부터 액체 분사 장치에 배출되는 가능성을 저감할 수 있다.

상기 중간 유로는,

상기 센서보다도 하류측에 마련되고, 상기 액체 용기내의 벽면에 형성된 액체 연통 구멍을 갖고,

상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 액체 연통 구멍에 접속하도록 해도 좋다.

이 구성에서는, 액체 용기내의 벽면에 형성된 액체 연통 구멍을 이용해서 액체 유로 부재를 접속하므로, 접속 작업이 용이하다.

상기 액체 용기는 또한 상기 액체 저류실을 대기와 접속하는 대기 유로를 갖고 있고,

상기 공정(c)은 또한 상기 액체 유로 부재의 상기 중간 유로에서의 접속 위치보다도 상류측의 위치에 있어서 상기 대기 유로를 폐쇄하는 공정을 포함하도록 해도 좋다.

이 구성에서는, 대기 유로를 거쳐서 센서에 대기(기포)가 흘러 들어오는 것을 방지할 수 있고, 센서의 오동작을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 다양한 형태로 실현하는 것이 가능한데, 예컨대 액체 공급 시스템 및 그 제조 방법, 액체 공급 시스템용의 액체 용기 및 그 제조 방법, 및 액체 분사 장치(액체 소비 장치) 등의 형태로 실현할 수 있다.

다음에, 본 발명의 실시형태를 이하의 순서로 설명한다.

A. 잉크 공급 시스템의 전체 구성

B. 잉크 카트리지의 기본 구성

C. 잉크 공급 시스템용 잉크 카트리지의 구성과 그 제조 방법

D. 변형예

A. 잉크 공급 시스템의 전체 구성

도 1의 (A)는 잉크젯 프린터의 일 예를 나타내는 사시도이다. 이 잉크젯 프린터(1000)는 주 주사 방향으로 이동하는 캐리지(200)를 갖고 있고, 또한 인쇄 용지(PP)를 부 주사 방향으로 반송하는 반송 기구를 갖고 있다. 캐리지(200)의 하단에는 인쇄 헤드(도시 생략)가 마련되어 있고, 이 인쇄 헤드를 이용하여 인쇄 용지(PP)상에 인쇄가 행하여진다. 캐리지(200)상에는, 복수의 잉크 카트리지(1)를 탑재 가능한 카트리지 수납부가 마련되어 있다. 이와 같이, 캐리지상에 잉크 카트리지가 탑재되는 프린터는 "온 캐리지 타입의 프린터(on-carriage type printer)"라고 부르고 있다.

도 1의 (B)는 이 잉크젯 프린터(1000)를 이용한 잉크 공급 시스템을 도시하고 있다. 이 시스템은 잉크젯 프린터(1000)의 외부에 대용량 잉크 탱크(900)를 마련하고, 또한 이 대용량 잉크 탱크(900)와 잉크 카트리지(1)와의 사이를 잉크 보급 튜브(910)로 접속한 것이다. 또한, 대용량 잉크 탱크(900)는 잉크 카트리지(1)의 개수와 동수의 잉크 용기를 포함하고 있다. 대용량 잉크 탱크(900)를 증설하면, 실질적으로 프린터의 잉크 저장량을 대폭 증가시킬 수 있다. 또한, 대용량 잉크 탱크(900)를 "외부 부착 잉크 탱크(external ink tank)"라고 부른다.

도 2의 (A)는 잉크젯 프린터의 다른 예를 나타내는 사시도이다. 이 잉크젯 프린터(1100)는, 캐리지(1200)에는 잉크 카트리지는 탑재되어 있지 않고, 프린터 본체의 외측(캐리지의 이동 범위의 외측)에 카트리지 수납부(1120)가 마련되어 있다. 잉크 카트리지(1)와 캐리지(1200)와의 사이는 잉크 공급 튜브(1210)로 접속되어 있다. 이와 같이, 캐리지 이외의 장소에 잉크 카트리지가 탑재되는 프린터는 "오프 캐리지 타입의 프린터(off--carriage type printer)"라고 부르고 있다.

도 2의 (B)는 이 잉크 제트 프린터(1100)를 이용한 잉크 공급 시스템을 도시하고 있다. 이 시스템은 대용량 잉크 탱크(900)를 증설하고, 이 대용량 잉크 탱크(900)와 잉크 카트리지(1)와의 사이를 잉크 보급 튜브(910)에 접속한 것이다. 이와 같이, 오프 캐리지 타입의 프린터에 관해서도, 온 캐리지 타입의 프린터와 마찬가지의 방법에 의해, 잉크 저장량을 대폭 증대시킨 잉크 공급 시스템을 구성하는 것이 가능하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 잉크 카트리지(1)와 대용량 잉크 탱크(900)와 잉크 보급 튜브(910)로 구성되는 시스템을 "잉크 공급 시스템(ink delivery system)"이라고 부른다. 단, 이것에 잉크젯 프린터를 포함시킨 전체를 "잉크 공급 시스템"이라고 부르는 것도 가능하다.

이하에서는, 우선 잉크 공급 시스템의 각종 실시예에 이용되는 잉크 카트리지의 구성을 설명하고, 그 후 잉크 공급 시스템의 상세한 구성 및 그 제조 방법을 설명한다. 또한, 이하에서는 온 캐리지 타입의 잉크젯 프린터를 이용한 경우에 대해서 주로 설명하지만, 그 내용은 오프 캐리지 타입의 잉크젯 프린터에도 마찬가지로 적용 가능하다.

B. 잉크 카트리지의 기본 구성

도 3은 잉크 카트리지의 제 1 외관 사시도이다. 도 4는 잉크 카트리지의 제 2 외관 사시도이다. 도 4는 도 3과는 반대 방향으로부터 본 도면을 도시하고 있다. 도 5는 잉크 카트리지의 제 1 분해 사시도이다. 도 6은 잉크 카트리지의 제 2 분해 사시도이다. 도 6은 도 5와는 반대 방향으로부터 본 도면을 도시하고 있다. 도 7은 잉크 카트리지가 캐리지에 장착된 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 3 내지 도 6에는, 방향을 특별히 정하기 위해서, XYZ축이 도시되어 있다.

잉크 카트리지(1)는 내부에 액체의 잉크를 수용한다. 도 7에 도시하는 바와 같이, 잉크 카트리지(1)는 잉크젯 프린터의 캐리지(200)에 장착되어, 상기 잉크젯 프린터에 잉크를 공급한다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이 잉크 카트리지(1)는 대략 직방체 형상을 갖고, Z축 정방향측의 면(1a)과, Z축 부방향측의 면(1b)과, X축 정방향측의 면(1c)과, X축 부방향측의 면(1d)과, Y축 정방향측의 면(1e)과, Y축 부방향측의 면(1f)을 갖고 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, 면(1a)을 상면, 면(1b)을 저면, 면(1c)을 우측면, 면(1d)을 좌측면, 면(1e)을 정면, 면(1f)을 배면이라고 부른다. 또한, 이들의 면(1a 내지 1f)이 있는 측을 각각 상면측, 저면측, 우측면측, 좌측면측, 정면측, 배면측이라고 부른다.

저면(1b)에는, 잉크젯 프린터에 잉크를 공급하기 위한 공급 구멍을 갖는 액체 공급구(50)가 마련되어 있다. 저면(1b)에는, 또한 잉크 카트리지(1)의 내부에 대기를 도입하기 위한 대기 개방 구멍(100)이 개구되어 있다(도 6).

대기 개방 구멍(100)은, 잉크젯 프린터의 캐리지(200)에 형성된 돌기(230)(도 7)가 소정의 간극을 갖도록 여유를 갖고서 끼워지는 깊이와 직경을 갖고 있다. 사용자는 대기 개방 구멍(100)을 기밀로 밀봉하는 밀봉 필름(90)을 벗기고 나서, 잉크 카트리지(1)를 캐리지(200)에 장착한다. 돌기(230)는 밀봉 필름(90)의 벗기기 잊음을 방지하기 위해서 마련되어 있다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 좌측면(1d)에는 계합 레버(11)가 마련되어 있다. 계합 레버(11)에는 돌기(11a)가 형성되어 있다. 돌기(11a)가 캐리지(200)에 장착시에 캐리지(200)에 형성된 오목부(210)와 계합하는 것에 의해 캐리지(200)에 대하여 잉크 카트리지(1)가 고정된다(도 7). 이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 캐리지(200)는 잉크 카트리지(1)가 장착되는 장착부이다. 잉크젯 프린터의 인쇄시에는, 캐리지(200)는 인쇄 헤드(도시 생략)와 일체로 되고, 인쇄 매체의 종이 폭방향(주 주사 방향)으로 왕복 이동한다. 주 주사 방향은 도 7에 있어서 화살표(AR1)로 나타내는 바와 같다. 즉, 잉크 카트리지(1)는 잉크젯 프린터가 인쇄를 행하고 있을 때, 각도에 있어서의 Y축 방향에 따라 왕복 이동된다.

좌측면(1d)의 계합 레버(11)의 하방에는, 회로 기판(34)이 마련되어 있다(도 4). 회로 기판(34)상에는 복수의 전극 단자(34a)가 형성되어 있고, 이들의 전극 단자(34a)는 캐리지(200)에 마련된 전극 단자(도시 생략)를 거쳐서, 잉크젯 프린터 와 전기적으로 접속된다.

잉크 카트리지(1)의 상면(1a)과 배면(1f)에는 외표면 필름(60)이 접착되어 있다.

또한, 도 5 및 도 6을 참조하면서, 잉크 카트리지(1)의 내부 구성, 부품 구성에 대해서 설명한다. 잉크 카트리지(1)는 카트리지 본체(10)와, 카트리지 본체(10)의 정면측을 덮는 커버 부재(20)를 갖고 있다.

카트리지 본체(10)의 정면측에는 다양한 형상을 갖는 리브(10a)가 형성되어 있다(도 5). 카트리지 본체(10)와 커버 부재(20)와의 사이에는 카트리지 본체(10)의 정면측을 덮는 필름(80)이 마련되어 있다. 필름(80)은 카트리지 본체(10)의 리브(10a)의 정면측의 단면에 간극이 발생되지 않도록 치밀하게 부착되어 있다. 이들의 리브(10a)와 필름(80)에 의해, 복수의 작은 챔버, 예컨대 후술하는 잉크 수용실, 버퍼실이 잉크 카트리지(1)의 내부에 구획 형성된다. 이들의 각 챔버에 대해서는 더욱 상세하게 후술한다.

카트리지 본체(10)의 배면측에는 차압 밸브 수용실(40a)과 기액 분리실(70a)이 형성되어 있다(도 6). 차압 밸브 수용실(40a)은 밸브 부재(41)와 스프링(42)과 스프링 시트(43)로 이루어지는 차압 밸브(40)를 수용한다. 기액 분리실(70a)의 저면을 둘러싸는 내벽에는 선반(70b)이 형성되고, 기액 분리막(71)이 상기 선반(70b)에 부착되어 있고, 전체로서 기액 분리 필터(70)를 구성하고 있다.

카트리지 본체(10)의 배면측에는 또한 복수의 홈(10b)이 형성되어 있다(도 6). 이들의 홈(10b)은 카트리지 본체(10)의 배면측의 대략 전체를 덮도록 외표면 필름(60)을 부착했을 때에, 카트리지 본체(10)와 외표면 필름(60)과의 사이에 후술하는 각종의 유로, 예컨대 잉크나 대기가 유동하기 위한 유로를 형성한다.

다음에, 상술한 회로 기판(34) 주변의 구조를 설명한다. 카트리지 본체(10)의 우측면의 하면측에는 센서 수용실(30a)이 형성되어 있다(도 6). 센서 수용실(30a)에는 액체 잔량 센서(31)와, 고정 스프링(32)이 수용되어 있다. 고정 스프링(32)은 액체 잔량 센서(31)를 센서 수용실(30a)의 하면측의 내벽에 가압 접촉시켜서 고정한다. 센서 수용실(30a)의 우측면측의 개구는 커버 부재(33)에 의해 덮어져, 커버 부재(33)의 외표면(33a)에, 상술한 회로 기판(34)이 고정된다. 센서 수용실(30a), 액체 잔량 센서(31), 고정 스프링(32), 커버 부재(33), 회로 기판(34)과, 후술하는 센서 유로 형성실(30b)을 전체로서 센서부(30)라고 부른다.

상세한 도시는 생략하지만, 액체 잔량 센서(31)는 후술하는 중간 유로의 일부를 형성하는 캐비티와, 캐비티의 벽면의 일부를 형성하는 진동판과, 진동판상에 배치된 압전 소자를 구비하고 있다. 압전 소자의 단자는 전기적으로 회로 기판(34)의 전극 단자의 일부에 접속되어 있고, 잉크젯 프린터에 잉크 카트리지(1)가 장착되었을 때, 압전 소자의 단자는 회로 기판(34)의 전극 단자를 거쳐서 잉크젯 프린터와 전기적으로 접속된다. 잉크젯 프린터는, 압전 소자에 전기 에너지를 부여하는 것에 의해, 압전 소자를 거쳐서 진동판을 진동시킬 수 있다. 그 후, 진동판의 잔류 진동의 특성(주파수 등)을 압전 소자를 거쳐서 검출하는 것에 의해, 잉크젯 프린터는 캐비티에 있어서의 기포의 유무를 검출할 수 있다. 구체적으로는, 카트리지 본체(10)에 수용되어 있던 잉크가 소비되는 것에 의해, 잉크가 채워진 상 태로부터 대기가 채워진 상태로, 캐비티의 내부의 상태가 변화되면, 진동판의 잔류 진동의 특성이 변화된다. 이러한 진동 특성의 변화를, 액체 잔량 센서(31)를 거쳐서 검출하는 것에 의해, 잉크젯 프린터는 캐비티에 있어서의 잉크의 유무를 검출할 수 있다.

또한, 회로 기판(34)에는, EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory) 등의 재기록 가능한 비휘발성 메모리가 마련되어 있고, 잉크젯 프린터의 잉크 소비량 등이 기록된다.

카트리지 본체(10)의 저면측에는, 상술한 액체 공급구(50)와 대기 개방 구멍(100)과 함께, 감압 구멍(110)과, 센서 유로 형성실(30b)과, 미로 유로 형성실(95a)이 마련되어 있다(도 6). 감압 구멍(110)은 잉크 카트리지(1)의 제조 공정에 있어서 잉크를 주입할 때에, 공기를 흡출해서 잉크 카트리지(1) 내부를 감압하기 위해 이용되고 있다. 센서 유로 형성실(30b) 및 미로 유로 형성실(95a)은 후술하는 중간 유로의 일부를 형성한다. 또한, 센서 유로 형성실(30b) 및 미로 유로 형성실(95a)은 중간 유로의 내부에서 가장 좁아서 가장 유로 저항이 큰 유로 부분이다. 특히, 미로 유로 형성실(95a)은 미로 형상의 유로를 형성하고 있고, 메니스커스(유로내에 가능한 액체 가교)를 발생시키므로, 유로 저항이 특히 큰 부분이다.

액체 공급구(50), 대기 개방 구멍(100), 감압 구멍(110), 미로 유로 형성실(95a), 센서 유로 형성실(30b)은 잉크 카트리지(1)가 제조된 직후에는 각각 밀봉 필름(54, 90, 98, 95, 35)에 의해 개구부가 밀봉되어 있다. 이중, 밀봉 필름(90)은 상술한 바와 같이 잉크 카트리지(1)가 잉크젯 프린터의 캐리지(200)에 장착되기 전에 사용자에 의해 박리된다. 이에 의해, 대기 개방 구멍(100)은 외부와 연통하고, 잉크 카트리지(1)의 내부에 대기가 도입된다. 또한, 밀봉 필름(54)은, 잉크 카트리지(1)가 잉크젯 프린터의 캐리지(200)에 장착되었을 때에, 캐리지(200)에 구비된 잉크 공급 니들(240)에 의해 찢어지도록 구성되어 있다.

액체 공급구(50)의 내부에는, 하면측에서 순차로, 밀봉 부재(51)와, 스프링 시트(52)와, 폐쇄 스프링(53)이 수용되어 있다. 밀봉 부재(51)는, 액체 공급구(50)에 잉크 공급 니들(240)이 삽입되어 있을 때에, 액체 공급구(50)의 내벽과 잉크 공급 니들(240)의 외벽과의 사이에 간극이 생기지 않도록 밀봉한다. 스프링 시트(52)는, 잉크 카트리지(1)가 캐리지(200)에 장착되어 있지 않을 때에, 밀봉 부재(51)의 내벽에 접촉해서 액체 공급구(50)를 폐쇄한다. 폐쇄 스프링(53)은 스프링 시트(52)를 밀봉 부재(51)의 내벽에 접촉시키는 방향으로 부세한다. 잉크 공급 니들(240)이 액체 공급구(50)에 삽입되면, 잉크 공급 니들(240)의 상단이 스프링 시트(52)를 밀어 올리고, 스프링 시트(52)와 밀봉 부재(51)와의 사이에 간극이 생기고, 상기 간극으로부터 잉크 공급 니들(240)에 잉크가 공급된다.

다음에, 더욱 자세하게 잉크 카트리지(1)의 내부 구조에 대해서 설명하기 전에, 이해의 용이를 위해서, 대기 개방 구멍(100)으로부터 액체 공급구(50)에 이르는 경로를 도 8을 참조해서 개념적으로 설명한다. 도 8은 대기 개방 구멍으로부터 액체 공급부에 이르는 경로를 개념적으로 도시한 도면이다.

대기 개방 구멍(100)으로부터 액체 공급구(50)에 이르기까지의 경로는 잉크를 수용하기 위한 잉크 저류실과, 잉크 저류실의 상류측의 대기 유로와, 잉크 저류 실의 하류측의 중간 유로로 크게 나눌 수 있다.

잉크 저류실은, 상류로부터 순차로, 제 1 잉크 수용실(370)과, 수용실 접속로(380)와, 제 2 잉크 수용실(390)로 구성된다. 수용실 접속로(380)의 상류측은 제 1 잉크 수용실(370)과 연통하고, 수용실 접속로(380)의 하류측은 제 2 잉크 수용실(390)과 연통되어 있다.

대기 유로는, 상류측에서 순차로, 사행로(310)와, 상술한 기액 분리막(71)을 수납하는 기액 분리실(70a)과, 기액 분리실(70a)과 잉크 저류실을 연결하는 연결부(320 내지 360)로 구성된다. 사행로(310)는 상류단이 대기 개방 구멍(100)과 연통하고, 하류단이 기액 분리실(70a)과 연통되어 있다. 사행로(310)는, 대기 개방 구멍(100)으로부터 제 1 잉크 저류실까지의 거리를 길게 하기 위해서 가늘고 길게 구불구불 구부러져서 형성되어 있다. 이에 의해, 잉크 저류실내의 잉크중의 수분의 증발을 억제할 수 있다. 기액 분리막(71)은 기체의 투과를 허용하는 동시에, 액체의 투과를 허용하지 않는 소재로 구성되어 있다. 기액 분리막(71)을 기액 분리실(70a)의 상류측과 하류측과의 사이에 배치하는 것에 의해, 잉크 저류실로부터 역류해 온 잉크가 기액 분리실(70a)보다 상류에 진입하는 것을 억제할 수 있다. 연결부(320 내지 360)의 구체적인 구성은 후술한다.

중간 유로는, 상류측에서 순차로, 미로 유로(400)와, 제 1 유동로(410)와, 상술한 센서부(30)와, 제 2 유동로(420)와, 버퍼실(430)과, 상술한 차압 밸브(40)를 수용하는 차압 밸브 수용실(40a)과, 제 3 유동로(450, 460)로 구성되어 있다. 미로 유로(400)는 상술한 미로 유로 형성실(95a)에 의해 형성되는 공간을 포함하 고, 3차원의 미로 형상의 형상으로 형성되어 있다. 미로 유로(400)에 의해, 잉크내에 혼입한 기포를 보충해서 미로 유로(400)보다 하류의 잉크에 기포가 혼입하는 것을 억제할 수 있다. 미로 유로(400)를 "기포 트랩 유로(air bubble trap flow passage)"라고 부른다. 제 1 유동로(410)는 상류단이 미로 유로(400)에 연통하고, 하류단이 센서부(30)의 센서 유로 형성실(30b)에 연통되어 있다. 제 2 유동로(420)는 상류단이 센서부(30)의 센서 유로 형성실(30b)에 연통하고, 하류단이 버퍼실(430)에 연통되어 있다. 버퍼실(430)은 도중에 유동로를 협지하는 일이 없이 직접 차압 밸브 수용실(40a)에 연통되어 있다. 이것에 의해 버퍼실(430)로부터 액체 공급구(50)까지의 공간을 적게 하고, 잉크가 체류해서 침강 상태로 되는 가능성을 저감할 수 있다. 차압 밸브 수용실(40a)에 있어서, 차압 밸브(40)에 의해, 차압 밸브 수용실(40a)보다 하류측의 잉크의 압력은 상류측의 잉크의 압력보다 낮게 조정되어, 하류측의 잉크가 부압으로 되도록 된다. 제 3 유동로(450, 460)(도 9 참조)는 상류단이 차압 밸브 수용실(40a)에 연통하고, 하류단이 액체 공급구(50)에 연통되어 있다. 이들의 제 3 유동로(450, 460)는 차압 밸브 수용실(40a)에서 나간 잉크가 수직 하방향으로 향해서 액체 공급구(50)에 인도되는 수직 유로를 형성하고 있다.

잉크는, 잉크 카트리지(1)의 제조시에는, 도 8에 있어서 파선(ML1)에서 액면을 개념적으로 도시하는 바와 같이, 제 1 잉크 수용실(370)까지 충전되어 있다. 대용량 잉크 탱크(900)(도 1 및 도 2)를 증설하지 않는 상태에 있어서 잉크 카트리지(1)의 내부의 잉크가 잉크젯 프린터에 의해 소비되어 가면, 액면은 하류측으로 이동하고, 그 대신에 대기 개방 구멍(100)을 거쳐서 상류로부터 대기가 잉크 카트리지(1)의 내부에 유입한다. 그리고, 잉크의 소비가 진행하면, 도 8에 있어서 파선(ML2)에서 액면을 개념적으로 도시하는 바와 같이, 액면이 센서부(30)에까지 도달한다. 그렇게 하면, 센서부(30)에 대기가 도입되어, 액체 잔량 센서(31)에 의해, 잉크 고갈이 검출된다. 잉크 고갈이 검출되면, 잉크젯 프린터는, 센서부(30)보다 하류측(버퍼실(430) 등)에 존재하는 잉크가 완전히 소비되는 것보다 전의 단계에서, 인쇄를 정지하고, 사용자에게 잉크 고갈을 통지한다. 완전히 잉크가 고갈되고, 또한 인쇄를 실행하면 인쇄 헤드에 공기가 혼입되고, 문제점이 발생할 우려가 있기 때문이다.

이상의 설명을 근거로 해서, 대기 개방 구멍(100)으로부터 액체 공급구(50)에 이르기까지의 경로의 각 구성 요소의 잉크 카트리지(1)내에 있어서의 구체적 구성을 도 9 내지 도 11을 참조해서 설명한다. 도 9는 카트리지 본체(10)를 정면측에서 본 도면이다. 도 10은 카트리지 본체(10)를 배면측에서 본 도면이다. 도 11의 (A)는 도 9를 간략화한 모식도이다. 도 11의 (B)는 도 10을 간략화한 모식도이다.

잉크 저류실중 제 1 잉크 수용실(370) 및 제 2 잉크 수용실(390)은 카트리지 본체(10)의 정면측에 형성되어 있다. 제 1 잉크 수용실(370) 및 제 2 잉크 수용실(390)은 도 9 및 도 11의 (A)에 있어서, 각각 싱글 해칭 및 크로스 해칭으로 표시되어 있다. 수용실 접속로(380)는, 카트리지 본체(10)의 배면측에, 도 10 및 도 11의 (B)에 도시하는 위치에 형성되어 있다. 연통 구멍(371)은 수용실 접속 로(380)의 상류단과 제 1 잉크 수용실(370)을 연통시키는 구멍이며, 연통 구멍(391)은 수용실 접속로(380)의 하류단과 제 2 잉크 수용실(390)을 연통시키는 구멍이다.

대기 유로중 사행로(310) 및 기액 분리실(70a)은 카트리지 본체(10)의 배면측에 도 10 및 도 11의 (B)에 도시하는 위치에 각각 형성되어 있다. 연통 구멍(102)은 사행로(310)의 상류단과 대기 개방 구멍(100)을 연통시키는 구멍이다. 사행로(310)의 하류단은 기액 분리실(70a)의 측벽을 관통해서 기액 분리실(70a)에 연 통되어 있다.

도 8에 도시하는 대기 유로의 연결부(320 내지 360)는 상술하면 카트리지 본체(10)의 정면측에 배치된 제 1 공간(320), 제 3 공간(340), 제 4 공간(350)(도 9 및 도 11의 (A) 참조)과, 카트리지 본체(10)의 배면측에 배치된 제 2 공간(330), 제 5 공간(360)(도 10 및 도 11의 (B) 참조)으로 구성되고, 각 공간은 상류에서 부합의 순차로 직렬로 1개의 유로를 형성하고 있다. 연통 구멍(322)은 기액 분리실(70a)과 제 1 공간(320)을 연통시키는 구멍이다. 연통 구멍(321, 341)은 제 1 공간(320)과 제 2 공간(330)과의 사이, 제 2 공간(330)과 제 3 공간(340)과의 사이를 각각 연통시키는 구멍이다. 제 3 공간(340)과 제 4 공간(350)과의 사이는, 제 3 공간(340)과 제 4 공간(350)을 분리시키는 리브로 형성된 노치(342)에 의해 연통되어 있다. 연통 구멍(351, 372)은 제 4 공간(350)과 제 5 공간(360)과의 사이, 제 5 공간(360)과 제 1 잉크 수용실(370)과의 사이를 각각 연통시키는 구멍이다.

중간 유로중 미로 유로(400), 제 1 유동로(410)는, 카트리지 본체(10)의 정 면측에, 도 9 및 도 11의 (A)에 도시하는 위치에 형성되어 있다. 연통 구멍(311)은 제 2 잉크 수용실(390)과 미로 유로(400)를 분리시키는 리브로 마련되고, 제 2 잉크 수용실(390)과 미로 유로(400)를 연통시키고 있다. 센서부(30)는, 도 6을 참조해서 설명한 바와 같이, 카트리지 본체(10)의 우측면의 하면측에 배치되어 있다(도 9 내지 도 11). 제 2 유동로(420)와, 상술한 기액 분리실(70a)은 카트리지 본체(10)의 배면측에 도 10 및 도 11의 (B)에 도시하는 위치에 각각 형성되어 있다. 버퍼실(430) 및 제 3 유동로(450)는, 카트리지 본체(10)의 정면측에, 도 9 및 도 11의 (A)에 도시하는 위치에 형성되어 있다. 연통 구멍(312)은 센서부(30)의 미로 유로 형성실(95a)(도 6)과 제 2 유동로(420)의 상류단을 연통시키는 구멍이며, 연통 구멍(431)은 제 2 유동로(420)의 하류단과 버퍼실(430)을 연통시키는 구멍이다. 연통 구멍(432)은 버퍼실(430)과 차압 밸브 수용실(40a)을 직접 연통시키는 구멍이다. 연통 구멍(451) 및 연통 구멍(452)은, 차압 밸브 수용실(40a)과 제 3 유동로(450)와의 사이와, 제 3 유동로(450)와 액체 공급구(50) 내부의 잉크 공급 구멍과의 사이를 각각 연통시키는 구멍이다. 또한, 전술한 바와 같이, 중간 유로중에서, 미로 유로(400)와 센서부(30)(도 5의 미로 유로 형성실(95a) 및 센서 유로 형성실(30b))가 가장 유로 저항이 큰 유로 부분이다.

또한, 여기에서 도 9 및 도 11의 (A)에 도시하는 공간(501)은 잉크가 충전되지 않은 미충전실이다. 미충전실(501)은 대기 개방 구멍(100)으로부터 액체 공급구(50)에 이르는 경로상에는 없고, 독립되어 있다. 미충전실(501)의 배면측에는, 대기와 연통하는 대기 연통 구멍(502)이 마련되어 있다. 미충전실(501)은, 잉크 카트리지(1)를 감압 팩에 의해 포장했을 때에, 부압을 축압한 탈기실이 된다. 이에 의해, 잉크 카트리지(1)는 포장된 상태에서, 카트리지 본체(10) 내부의 기압이 규정값 이하로 보지되고, 용존 공기가 적은 잉크를 공급할 수 있다.

도 12는 잉크 카트리지의 초기의 잉크 충전 상태(공장 출하 상태)를 나타내는 설명도이다. 여기에서는, 굵은 실선으로 표시되는 벽부 및 그것보다도 내부의 벽부에 따라 필름(80)이 접합되어 있고, 이 벽부의 내부에 잉크가 수용된다. 여기에서는, 액면(ML1)이 묘사되어 있고, 또한 잉크(IK)가 수용되어 있는 부분에 해칭이 표시되어 있다. 즉, 잉크 저류실(370, 380, 390)(도 8 참조)중, 가장 상류측 에 있는 제 1 잉크 수용실(370)의 수직 상부에는 액면(ML1)이 있고, 그 상측에는 공기가 존재하고 있다. 통상은, 카트리지내의 잉크가 소비되면, 이 액면(ML1)이 점차로 하강해 간다. 단지, 대용량 잉크 탱크(900)(도 1 및 도 2)를 증설한 후에는 잉크 카트리지내에서 액면의 변화는 생기지 않는다.

도 13은 잉크 카트리지내에 있어서의 잉크의 흐름을 도시하는 설명도이다. 여기에서는, 제 1 잉크 수용실(370)에서 액체 공급구(50)까지의 잉크의 흐름의 경로를 굵은 실선 및 파선으로 도시하고 있다. 이러한 잉크의 흐름의 경로는, 도 8에 도시한 잉크 저류실과 중간 유로의 경로를 보다 구체적으로 묘사한 것을 이해할 수 있다.

도 14는 도 13의 A-A선 단면을 도시한 도면이다. 이 도 14에서는, 차압 밸브(40)와, 차압 밸브(40)의 상류측인 버퍼실(430)과, 차압 밸브(40)의 하류측인 수직 유로(450, 460)의 부분이 표시되어 있다. 또한, 여기에서는 도시의 편의상, 버 퍼실(430)과 차압 밸브실을 접속하는 연통 구멍(432)의 위치가 도 13보다도 약간 위쪽에 도시되어 있다. 도 14의 (A)는 차압 밸브(40)가 폐쇄된 상태를 도시하고 있다. 인쇄 헤드가 잉크를 소비하면, 액체 공급구(50)측의 압력이 저하해서 차압 밸브(40)가 도 14의 (B)와 같이 개방 상태가 된다. 차압 밸브(40)가 개방되면, 잉크(IK)가 버퍼실(430)로부터 연통 구멍(432)을 통해서 차압 밸브 수용실(40a)에 흐르고, 또한 수직 유로(450, 460)를 경유해서 액체 공급구(50)로부터 인쇄 헤드에 잉크(IK)가 공급된다. 차압 밸브(40)를 이용하면, 인쇄 헤드에의 잉크의 공급 압력을 적절한 압력 범위로 유지할 수 있고, 그 결과 인쇄 헤드로부터의 잉크 토출을 안정한 조건하에서 실행하는 것이 가능하다. 또한, 상술의 설명으로부터도 이해할 수 있는 바와 같이, 버퍼실(430)은 차압 밸브(40)의 직전에 마련되어 있고, 차압 밸브(40)에 도입되는 잉크를 저류해 두는 챔버로서 기능하고 있다.

도 15는 잉크 카트리지내에 있어서의 공기의 흐름을 도시하는 설명도이다. 여기에서는, 대기 개방 구멍(100)(도 15의 (B))으로부터 제 1 잉크 수용실(370)까지의 공기의 흐름의 경로를 굵은 실선 및 파선으로 도시하고 있다. 이러한 공기의 흐름의 경로는 도 8에 도시한 대기 유로를 보다 구체적으로 그린 것을 이해할 수 있다.

이하에서는, 상술한 잉크 카트리지를 이용하여 잉크 공급 시스템(도 1의 (B) 및 도 2의 (B))을 제조하는 방법을 설명한다.

C. 잉크 공급 시스템용 잉크 카트리지의 구성과 그 제조 방법

도 16은 제 1 실시예에 있어서의 잉크 카트리지와 잉크 보급 튜브(910)와의 접속 방법을 도시하는 설명도이다. 유체 유로 부재로서의 잉크 보급 튜브(910)는 카트리지의 상면(1a)과, 제 1 잉크 수용실(370)의 상부의 벽면(370w)과, 버퍼실(430)의 벽면(430w)을 관통하고, 버퍼실(430)내로 개구하도록 접속되어 있다. 대용량 잉크 탱크(900)(도 1)로부터 보급되는 잉크는 버퍼실(430)에 직접 도입된다. 또한, 튜브(910)는 가요성의 재료로서 형성되어 있는 것이 바람직하다.

튜브(910)의 접속 작업은 예컨대 이하의 순서로 실행된다. 우선, 잉크 카트리지와 튜브(910)를 준비한다. 이 잉크 카트리지는 도 3 내지 도 15에서 설명한 것으로 좋다. 튜브(910)를 접속하기 전의 카트리지는, 도 12에 도시한 바와 같이, 잉크 수용실(370, 380)이나 버퍼실(430)이 필름(80)으로 밀봉되어 있고, 그 외측에 커버 부재(20)가 끼워 넣어진 상태에 있다(도 5 참조). 여기에서, 우선 커버 부재(20)를 분리하고, 필름(80)의 일부 또는 전부를 벗기고, 벽면(1a, 370w, 430w)에 각각 구멍을 가공한다. 또한, 도 16의 위치에 튜브(910)를 접속할 경우에는, 제 1 잉크 수용실(370)을 덮는 부분의 필름(80)을 박리시키면 충분하고, 다른 챔버(버퍼실(430)이나 제 2 잉크 수용실(390))의 부분의 필름은 벗기지 않아도 가공이 가능하다. 그 후, 벽면(1a, 370w, 430w)의 구멍에 튜브(910)를 통과시켜서 고정한다. 이 고정은, 예컨대 버퍼실(430)의 벽면(430w)에 있어서의 튜브(910)의 삽입 부분에 접착제를 도포하는 것에 의해 실행할 수 있다. 또한, 이 고정에 의해, 튜브(910)와 버퍼실(430)의 벽면(430w)과의 사이가 밀봉된다. 또한, 다른 2개의 벽면(1a, 370w)과 튜브(910)의 사이는 밀봉되어도 좋고, 밀봉하지 않아도 좋다. 그 후, 제 2 잉크 수용실(390)과 미로 유로(400)를 분리하는 벽면에 마련된 연통 구멍(311)에 충전재를 주입해서 폐쇄한다. 이 충전재의 주입은, 예를 들면 주사기와 같은 기구를 이용하고, 필름(80)을 통과시켜서 실행하는 것이 가능하다. 연통 구멍(311)을 폐쇄하는 이유는, 대기 개방 구멍(100)(도 15의 (B) 참조)으로부터 도입된 대기(기포)가 센서부(30)에 흘러 들어오고, 센서부(30)의 오동작을 야기하는 것을 방지하기 위해서이다. 그 후, 벗긴 부분의 필름(80)을 다시 부착시키고, 필요에 따라서 잉크를 보충하고, 커버 부재(20)를 끼워맞춘다. 이들의 일련의 작업에 의해, 잉크 카트리지에의 튜브(910)의 접속 작업이 완료한다. 또한, 튜브(910)를 대용량 잉크 탱크(900)에 접속하는 것에 따라, 잉크 공급 시스템이 완성된다.

도 17은 제 1 실시예에 있어서의 잉크 공급 시스템의 경로를 개념적으로 도시한 도면이다. 대용량 잉크 탱크(900)는 튜브(910)를 거쳐서 버퍼실(430)에 접속되어 있고, 버퍼실(430)에 잉크를 직접 공급한다. 통상은, 대용량 잉크 탱크(900)에도 대기 개방 구멍(902)이 마련되어 있고, 잉크량의 저하에 따라서 공기가 대용량 잉크 탱크(900)내에 도입된다. 따라서, 항상 적절한 압력으로 대용량 잉크 탱크(900)로부터 버퍼실(430)에 잉크를 보급하는 것이 가능하다.

그런데, 버퍼실(430)은 유로 저항이 큰 잉크 유로(미로 유로(400)와 센서부(30))의 하류측에 배치되어 있으므로, 대용량 잉크 탱크(900)로부터 보급되는 잉크가 이들의 잉크 유로(400, 30)를 통과하지 않고 종료한다는 이점이 있다. 가령, 유로 저항이 큰 잉크 유로(400, 30)보다도 상류에 튜브(910)를 접속했을 경우에는, 대용량 잉크 탱크(900)로부터 튜브(910)에 이르는 유로 저항에 추가해서, 카트리지내의 잉크 유로(400, 30)에 있어서의 유로 저항이 가해지므로, 잉크를 충분히 인쇄 헤드에 공급할 수 없을 가능성이 있다. 즉, 본 실시예와 같이, 센서부(30)의 하류측에 있는 버퍼실(430)에 튜브(910)를 접속하면, 적절한 압력으로 잉크를 인쇄 헤드에 공급하는 것이 가능하다. 이 관점으로부터는, 튜브(910)는 센서부(30)보다도 하류측의 임의인 유로에 접속하는 것이 가능하다.

또한, 버퍼실(430)은 차압 밸브(40)(도 14)를 수용하는 차압 밸브 수용실(40a)의 상류측에 존재하고 있다. 따라서, 튜브(910)를 거쳐서 보급된 잉크를 차압 밸브(40)의 기능을 이용해서 안정한 압력 상태에서 인쇄 헤드에 공급하는 것이 가능하다.

또한, 제 1 실시예에서는, 제 2 잉크 수용실(390)과 미로 유로(400)와의 사이의 연통 구멍(311)이 폐쇄되어 있다. 이 결과, 대기 개방 구멍(100)으로부터 센서부(30)에 공기가 흘러 들어오지 않도록 할 수 있다. 이렇게 하면, 센서부(30)에 공기의 흘러 들어옴에 기인해서, 잉크가 없다고 하는 오검출이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 잉크 유로의 폐쇄는 튜브(910)의 접속 개소보다도 상류측의 임의인 장소에서 실행하는 것이 가능하다.

이와 같이, 제 1 실시예에서는, 잉크 보급 튜브(910)를 센서부(30)보다도 하류측의 버퍼실(430)에 접속했으므로, 유로 저항이 큰 잉크 유로인 센서부(30)를 거치지 않고, 튜브(910)로부터 보급되는 잉크를 프린터측(헤드측)에 공급할 수 있다. 따라서, 안정한 잉크의 공급을 실현하는 것이 가능하다.

도 18은 제 1 실시예의 변형예를 나타내는 설명도이다. 도 18의 (A)에 도시하는 제 1 변형예에서는, 튜브(910)가 카트리지의 우측면(1c)과, 잉크 트랩용의 공 간(350)의 벽면(350w)과, 제 1 잉크 수용실(370)의 우측의 벽면(370ww)을 관통하고, 버퍼실(430)의 벽면(430w)에 삽입되어 있다. 도 18의 (B)에 도시하는 제 2 변형예에서는, 튜브(910)가 카트리지의 좌측면(1d)과, 제 1 잉크 수용실(370)의 좌측벽면(370sw)을 관통하고, 버퍼실(430)의 벽면(430w)에 삽입되어 있다. 이들의 변형예에서도, 튜브(910)를 거쳐서 잉크가 버퍼실(430)에 직접 보급되는 점은 상기 제 1 실시예와 마찬가지이다. 따라서, 이들의 변형에 의해서도 제 1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

도 19는 제 2 실시예에 있어서의 잉크 카트리지와 잉크 보급 튜브(910)와의 접속 방법을 도시하는 설명도이다. 잉크 보급 튜브(910)는 카트리지의 상면(1a)과, 제 1 잉크 수용실(370)의 상부의 벽면(370w)과, 버퍼실(430)의 벽면(430w)과, 버퍼실(430)과 제 2 잉크 수용실(390)의 사이의 벽면(390w)을 관통하고, 수직 유로(460)내로 개구되도록 접속된다. 따라서, 대용량 잉크 탱크(900)로부터 보급되는 잉크는 수직 유로(460)에 직접 도입된다. 또한, 튜브(910)와 벽면(1a, 370w, 390w)의 사이는 밀봉되어도 좋고, 밀봉되지 않아도 좋다.

도 20은 도 19의 (A)의 A-A선 단면을 도시한 도면이다. 튜브(910)는 수직 유로(460)에 마련된 개구(460h)에 접착제 등으로 고정되어 있다. 따라서, 튜브(910)로부터 보급된 잉크는 수직 유로(460)로부터 그대로 수직 하방으로 유도되어 액체 공급구(50)를 거쳐서 프린터(인쇄 헤드)에 공급된다. 또한, 이 예에서는, 버퍼실(430)과 차압 밸브(40)와의 사이를 연통하는 연통 구멍(432)이 폐쇄되어 있다. 또한, 도 20에서는, 도시의 편의상, 연통 구멍(432)이 도 13보다도 상측의 위 치에 도시되어 있고, 또한 튜브(910)를 카트리지내에 수납하기 전의 상태가 도시되어 있다.

도 21은 제 2 실시예에 있어서의 잉크 공급 시스템의 경로를 개념적으로 도시한 도면이다. 대용량 잉크 탱크(900)는 튜브(910)를 거쳐서 수직 유로(460)에 접속되어 있고, 수직 유로(460)에 잉크를 직접 공급한다. 따라서, 프린터에 의해 잉크가 소비되면, 이것에 따라 대용량 잉크 탱크(900)로부터의 잉크가 수직 유로(460)와 액체 공급구(50)를 거쳐서 프린터(인쇄 헤드)에 공급된다.

또한, 제 2 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 대기 개방 구멍(100)으로부터의 공기가 센서부(30)에 흘러 들어오지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이 의미에서, 튜브(910)의 접속 개소의 상류의 위치인 연통 구멍(432)이 폐쇄되어 있다. 또한, 잉크 유로의 폐쇄는 튜브(910)의 접속 개소보다도 상류의 임의인 장소에서 실행하는 것이 가능하다.

그런데, 제 2 실시예에서는, 튜브(910)가 차압 밸브 수용실(40a)의 하류측에 접속되어 있으므로, 차압 밸브(40)의 기능을 이용하는 것이 가능하지 않다. 여기에서, 제 2 실시예에서는, 카트리지로부터 인쇄 헤드에 대하여 적절한 압력으로 잉크를 공급하기 위해서, 대용량 잉크 탱크(900)로부터 공급되는 잉크의 압력을 적절한 범위로 유지하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 대용량 잉크 탱크(900)에, 압력 유지 기구를 마련하도록 해도 좋다. 압력 유지 기구로서는, 예컨대 대용량 잉크 탱크(900)내의 잉크량에 관계되지 않고, 그 액면을 인쇄 헤드의 노즐면에서 일정한 높이의 범위로 유지하도록, 잉크 탱크(900)를 상하로 이동시키는 기구를 채용할 수 있다. 이 경우에는, 인쇄 헤드의 노즐면에서 잉크 탱크(900)의 액면까지의 수두차는 +100㎜ 내지 -500㎜ 정도의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이 수두차가 과도하게 클 경우에는, 인쇄 헤드의 노즐면의 메니스커스를 유지할 수 없고, 잉크가 부주의로 누출할 가능성이 있다. 한편, 수두차가 과도하게 작을 경우에는, 잉크 탱크(900)로부터 인쇄 헤드에 충분한 양의 잉크를 공급할 수 없을 가능성이 있다. 단지, 오프 캐리지 타입의 잉크젯 프린터에서는, 인쇄 헤드에 차압 밸브가 마련되고 있는 것이 많으므로, 이 경우에는 대용량 잉크 탱크(900)와 인쇄 헤드의 사이의 수두차를 조정하지 않아도 좋다.

이와 같이, 제 2 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 잉크 보급 튜브(910)를 센서부(30)보다도 하류측에 접속했으므로, 유로 저항이 큰 잉크 유로인 센서부(30)를 거치지 않고, 튜브(910)로부터 보급되는 잉크를 프린터(인쇄 헤드)에 공급할 수 있고, 안정한 잉크의 공급을 실현하는 것이 가능하다. 또한, 도 18에 도시한 제 1 실시예의 변형예와 마찬가지로, 제 2 실시예에 있어서도, 좌우의 벽면으로부터 튜브(910)를 도입하는 것이 가능하다.

제 2 실시예에서는, 수직 유로(460)에 튜브(910)를 접속하고 있었지만, 그 상방에 또 하나의 수직 유로(450)(도 19의 (A) 참조)에 튜브(910)를 접속해도 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하다. 수직 유로(450, 460)중 어느 하나에 튜브(910)를 접속하면, 가령 튜브(910)를 거쳐서 기포가 카트리지내에 유입해도, 기포는 수직 유로(450, 460)를 상승해서 차압 밸브실에서 트랩된다. 따라서, 기포가 인쇄 헤드에 진입하는 것을 방지할 수 있다고 하는 이점이 있다.

도 22는 제 3 실시예에 있어서의 잉크 카트리지와 잉크 보급 튜브(910)와의 접속 방법을 도시하는 설명도이다. 잉크 보급 튜브(910)는 카트리지의 상면(1a)과, 제 1 잉크 수용실(370)의 상부의 벽면(370w)과, 버퍼실(430)의 벽면(430w)을 관통하고, 버퍼실(430)과 차압 밸브 수용실(40a)과의 사이의 연통 구멍(432)에 접속된다. 따라서, 대용량 잉크 탱크(900)로부터 보급되는 잉크는 차압 밸브 수용실(40a)에 직접 도입된다. 또한, 제 3 실시예에서는, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 2 잉크 수용실(390)과 미로 유로(400)와의 사이의 연통 구멍(311)이 밀봉되어 있다. 또한, 튜브(910)와 벽면(1a, 370w, 430w)의 사이는 밀봉되어도 좋고, 밀봉되지 않아도 좋다.

도 23은 도 22의 (A)의 A-A선 단면을 도시한 도면이다. 튜브(910)는 버퍼실(430)의 연통 구멍(432)에 접착제 등으로 고정되어 있다. 또한, 도 23에서는, 도시의 편의상, 연통 구멍(432)이 도 22보다도 약간 상측의 위치에 도시되어 있고, 또한 튜브(910)를 카트리지내에 수납하기 전의 상태가 도시되어 있다.

도 24는 제 3 실시예에 있어서의 잉크 공급 시스템의 경로를 개념적으로 도시한 도면이다. 대용량 잉크 탱크(900)는 튜브(910)를 거쳐서 차압 밸브 수용실(40a)에 접속되어 있고, 차압 밸브 수용실(40a)에 잉크를 직접 공급한다. 따라서, 인쇄 헤드에서 잉크가 소비되면, 차압 밸브(40)가 개방되고, 튜브(910)로부터 보급된 잉크가 차압 밸브(40)와 수직 유로(450, 460)를 통과하고, 액체 공급구(50)를 거쳐서 프린터(인쇄 헤드)에 공급된다.

또한, 제 3 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 대기 개방 구 멍(100)으로부터의 공기가 센서부(30)에 흘러 들어오지 않도록 하는 것이 바람직하다. 이 의미에서, 튜브(910)의 접속 개소의 상류의 위치인 연통 구멍(311)이 폐쇄되어 있다. 또한, 잉크 유로의 폐쇄는 튜브(910)의 접속 개소보다도 상류의 임의인 장소에서 실행하는 것이 가능하다.

이와 같이, 제 3 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 잉크 보급 튜브(910)를 센서부(30)보다도 하류측에 접속했으므로, 유로 저항이 큰 잉크 유로인 센서부(30)를 거치지 않고, 튜브(910)로부터 보급되는 잉크를 프린터(인쇄 헤드)에 공급할 수 있고, 안정한 잉크의 공급을 실현하는 것이 가능하다. 또한, 제 3 실시예에 있어서도, 제 1 실시예와 마찬가지로, 차압 밸브(40)의 기능을 이용하고, 대용량 잉크 탱크(900)로부터의 잉크를 인쇄 헤드측에 공급할 수 있다. 또한, 제 3 실시예에서는, 미리 카트리지에 마련된 연통 구멍(432)에 튜브(910)의 선단을 고정하면 좋으므로, 튜브의 접속 작업이 용이하다고 하는 이점이 있다. 또한, 연통 구멍(432) 대신에, 카트리지내의 다른 연통 구멍에 튜브(910)를 접속하도록 해도 좋다. 이 경우에도, 센서부(30)보다도 하류측인 연통 구멍에 튜브(910)를 접속하는 것이 바람직하다. 또한, 제 3 실시예에 있어서도, 도 18에 도시한 제 1 실시예의 변형예와 마찬가지로, 좌우의 벽면으로부터 튜브(910)를 도입하는 것이 가능하다.

D. 변형예

또한, 본 발명은 상기의 실시예나 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 태양에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면 다음과 같은 변형도 가능하다.

D1. 변형예 1

상기 실시예에서는, 잉크 카트리지가 갖는 각종의 유로나 수용실, 연통 구멍을 설명했지만, 이들의 구성의 일부는 임의로 생략 가능하다.

D2. 변형예 2

상기 실시예에서는, 잉크 보급 장치로서 대용량 잉크 탱크(900)를 이용하고 있지만, 이외의 구성의 잉크 보급 장치를 이용하도록 해도 좋다. 예를 들면, 대용량 잉크 탱크(900)와 잉크 카트리지(1)와의 사이에 펌프를 마련한 잉크 보급 장치를 채용하는 것도 가능하다.

D3. 변형예 3

상기 각 실시예에서는, 잉크젯 프린터에 대하는 잉크 공급 시스템을 설명했지만, 본 발명은 일반적으로 액체 분사 장치(액체 소비 장치)에 액체를 공급하는 액체 공급 시스템에 적용 가능하고, 미소량의 액체 방울을 토출시키는 액체 분사 헤드 등을 구비하는 각종의 액체 소비 장치에 유용 가능하다. 또한, 액체 방울은 상기 액체 분사 장치로부터 토출되는 액체의 상태를 말하고, 입자 형상, 눈물 형상, 실 형상으로 꼬리를 갖고 있는 것도 포함한 것으로 한다. 또한, 여기에서 말하는 액체는 액체 소비 장치가 분사시키는 것이 가능하도록 된 재료라면 좋다. 예를 들면, 물질이 액상일 때의 상태가 것이라면 좋고, 점성이 높은 또는 낮은 액상태, 솔(sol), 겔 물(gel water), 그 밖의 무기용제, 유기용제, 용액, 액상수지, 액상금속(금속 융액)과 같은 유체 상태, 또는 물질의 한 형태로서의 액체 뿐만 아니 라, 안료나 금속 입자 등의 고형물로 이루어지는 기능 재료의 입자가 용매에 용해, 분산 또는 혼합된 것 등을 포함한다. 또한, 액체의 대표적인 예로서는 상기 실시예의 형태에서 설명한 것과 같은 잉크나 액정 등을 들 수 있다. 여기에서, 잉크는 일반적인 수성 잉크 및 유성 잉크 뿐만 아니라 젤 잉크, 핫 멜트 잉크(hot melt ink) 등의 각종 액체 조성물을 포함하는 것으로 한다. 액체 소비 장치의 구체예로서는, 예를 들면 액정 모니터, EL(전계 발광) 디스플레이, 면발광 디스플레이, 칼라 필터의 제조 등에 사용할 수 있는 전극재나 색재 등의 재료를 분산 또는 용해의 형태로 포함하는 액체를 분사하는 액체 분사 장치, 바이오칩 제조에 사용할 수 있는 생체 유기물을 분사하는 액체 분사 장치, 정밀 피펫으로서 이용되는 시료로 되는 액체를 분사하는 액체 분사 장치, 날염 장치나 마이크로디스펜서 등에서 채용하여도 좋다. 또한, 시계나 카메라 등의 정밀 기계에 핀포인트에서 윤활유를 분사하는 액체 분사 장치, 광통신 소자 등에 사용할 수 있는 미소반구 렌즈(광학 렌즈) 등을 형성하기 위해서 자외선 경화 수지 등의 투명 수지액을 기판상에 분사하는 액체 분사 장치, 기판 등을 에칭하기 위해서 산 또는 알카리 등의 에칭액을 분사하는 액체 분사 장치의 공급 시스템으로서 채용해도 좋다. 그리고, 이들중 어느 하나가 한 종류의 분사 장치에의 공급 시스템에 본 발명을 적용할 수 있다. 잉크 이외의 액체를 공급하는 액체 공급 시스템에서는 잉크 보급 튜브의 대신에, 그 액체에 적합한 유체 유로 부재가 사용된다.

도 1은 온 캐리지 타입의 잉크젯 프린터 및 그것을 이용한 잉크 공급 시스템의 일 예를 나타내는 사시도,

도 2는 오프 캐리지 타입의 잉크젯 프린터 및 그것을 이용한 잉크 공급 시스템의 일 예를 나타내는 사시도,

도 3은 잉크 카트리지의 제 1 외관 사시도,

도 4는 잉크 카트리지의 제 2 외관 사시도,

도 5는 잉크 카트리지의 제 1 분해 사시도,

도 6은 잉크 카트리지의 제 2 분해 사시도,

도 7은 잉크 카트리지가 캐리지에 장착된 상태를 도시한 도면,

도 8은 대기 개방 구멍으로부터 액체 공급부에 이르는 경로를 개념적으로 도시한 도면,

도 9는 카트리지 본체를 정면측에서 본 도면,

도 10은 카트리지 본체를 배면측에서 본 도면,

도 11은 도 9 및 도 10을 간략화한 모식도,

도 12는 잉크 카트리지의 초기의 잉크 충전 상태를 도시하는 설명도,

도 13은 잉크 카트리지내에 있어서의 잉크의 흐름을 도시하는 설명도,

도 14는 도 13의 A-A선 단면도,

도 15는 잉크 카트리지내에 있어서의 공기의 흐름을 도시하는 설명도,

도 16은 제 1 실시예에 있어서의 잉크 카트리지와 잉크 보급 튜브와의 접속 방법을 도시하는 설명도,

도 17은 제 1 실시예에 있어서의 잉크 공급 시스템의 경로를 개념적으로 도시한 도면,

도 18은 제 1 실시예의 변형예를 나타내는 설명도,

도 19는 제 2 실시예에 있어서의 잉크 카트리지와 잉크 보급 튜브와의 접속 방법을 도시하는 설명도,

도 20은 도 19의 (A)의 A-A선 단면도,

도 21은 제 2 실시예에 있어서의 잉크 공급 시스템의 경로를 개념적으로 도시한 도면,

도 22는 제 3 실시예에 있어서의 잉크 카트리지와 잉크 보급 튜브와의 접속 방법을 도시하는 설명도,

도 23은 도 22의 (A)의 A-A선 단면도,

도 24는 제 3 실시예에 있어서의 잉크 공급 시스템의 경로를 개념적으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 액체 용기 900 : 액체 보급 장치

910 : 액체 유로 부재

Claims (7)

1. 액체 분사 장치에 액체를 공급하는 액체 공급 시스템의 제조 방법에 있어서,

   (a) 상기 액체 분사 장치에 설치 가능한 액체 용기를 준비하는 공정과,

   (b) 상기 액체 용기에 상기 액체를 보급하기 위한 액체 보급 장치를 준비하는 공정과,

   (c) 상기 액체 용기와 상기 액체 보급 장치와의 사이를 액체 유로 부재로 접속하는 공정을 포함하고,

   상기 액체 용기는,

   액체를 저류하는 액체 저류실과,

   상기 액체를 상기 액체 분사 장치에 공급하는 액체 공급구와,

   상기 액체 저류실로부터 상기 액체 공급구에 이르는 중간 유로와,

   상기 중간 유로에 마련되고, 상기 액체의 유무를 검출하는 센서를 구비하고,

   상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 센서보다도 하류측의 위치에 있어서 상기 중간 유로에 접속하는 공정을 포함하는

   액체 공급 시스템의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중간 유로는 상기 센서보다도 하류측의 위치에 버퍼실을 갖고 있고,

   상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 버퍼실에 접속하는

   액체 공급 시스템의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 중간 유로는,

   상기 센서보다도 하류측에 마련되고, 상기 액체의 소비에 의해 생기는 차압에 따라 개폐하는 차압 밸브를 수납하는 차압 밸브실과,

   상기 차압 밸브실보다도 하류측에 마련되고, 수직 방향을 따라서 상기 액체를 상기 액체 공급구에 인도하는 수직 유로를 구비하고,

   상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 수직 유로에 접속하는

   액체 공급 시스템의 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 중간 유로는,

   상기 센서보다도 하류측에 마련되고, 상기 액체 용기내의 벽면에 형성된 액체 연통 구멍을 갖고,

   상기 공정(c)은 상기 액체 유로 부재를 상기 액체 연통 구멍에게 접속하는

   액체 공급 시스템의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 액체 용기는 또한 상기 액체 저류실을 대기와 접속하는 대기 유로를 갖 고 있고,

   상기 공정(c)은 또한 상기 액체 유로 부재의 상기 중간 유로에서의 접속 위치보다도 상류측의 위치에 있어서 상기 대기 유로를 폐쇄하는 공정을 포함하는

   액체 공급 시스템의 제조 방법.
6. 액체 분사 장치에 액체를 공급하는 액체 공급 시스템에 있어서,

   상기 액체 분사 장치에 설치 가능한 액체 용기와,

   상기 액체 용기에 상기 액체를 보급하기 위한 액체 보급 장치와,

   상기 액체 용기와 상기 액체 보급 장치와의 사이를 접속하는 액체 유로 부재를 포함하고,

   상기 액체 용기는,

   액체를 저류하는 액체 저류실과,

   상기 액체를 상기 액체 분사 장치에 공급하는 액체 공급구와,

   상기 액체 저류실로부터 상기 액체 공급구에 이르는 중간 유로와,

   상기 중간 유로에 마련되고, 상기 액체의 유무를 검출하는 센서를 구비하고,

   상기 액체 유로 부재는 상기 센서보다도 하류측의 위치에 있어서 상기 중간 유로에 접속되어 있는

   액체 공급 시스템.
7. 액체 분사 장치에 액체를 공급하는 액체 공급 시스템에 사용되는 액체 용기 의 제조 방법에 있어서,

   상기 액체 용기는,

   상기 액체 분사 장치에 설치 가능하며,

   액체를 저류하는 액체 저류실과,

   상기 액체를 상기 액체 분사 장치에 공급하는 액체 공급구와,

   상기 액체 저류실로부터 상기 액체 공급구인 이르는 중간 유로와,

   상기 중간 유로에 마련되고, 상기 액체의 유무를 검출하는 센서를 구비하고,

   상기 액체 용기의 제조 방법은,

   상기 센서보다도 하류측의 위치에 있어서의 상기 중간 유로에, 외부로부터 상기 액체를 상기 액체 용기에 보급하기 위한 액체 유로 부재를 접속하는 공정을 포함하는

   액체 용기의 제조 방법.

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