KR940010872B1 - 잉크제트 기록헤드와 이것을 사용한 잉크제트장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

잉크제트 기록헤드와 이것을 사용한 잉크제트장치.

제 1a 도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 사시도, 제 1b 도는 제 1a 도의 잉크제트 기록헤드의 단면도.

제 2 도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 카트리지의 실예의 분해 사시도.

제 3 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크제트 카트리지의 사시도.

제 4 도는 잉크제트 기록헤드가 장착된 측면에서 본 잉크제트 카트리지의 잉크용기의 사시도.

제 5 도는 잉크제트 기록장치의 카트리지로의 잉크제트 카트리지의 장착을 예시한 평면도.

제 6 도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 기록장치의 사시도.

제 7 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 사시도.

제 8 도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 사시도.

제 9 도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 정면도.

제 10 도는 상부판과 히터판이 연결된 후의 오리피스의 단면도.

제 11 도는 히터판과 상부판 사이의 연결을 예시한 사시도.

제 12a 도, 제 12b 도 및 제 12c 도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 실예를 도시하고 있고 제 12a 도는 홈을 가진 상부판의 사시도, 제 12b 도는 기록헤드의 사시도, 제 12c 도는 제 12b 도의 기록헤드의 단면도.

제 13 도는 제 1 도 또는 제 12 도의 잉크제트 기록헤드의 사시도.

제 14a 도 및 제 14b 도는 잉크공급기를 가진 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 카트리지의 분해사시도 및 조립사시도.

제 15 도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 기록 유니트의 잉크공급장치의 일부의 정면도.

제 16 도는 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드를 예시한 분해 사시도.

제 17 도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 상부판 9 : 잉크분사출구

7 : 잉크통로 6 : 라인압력발생부분

404 : 오리피스판 440 : 죠오

본 발명은 잉크제트 기록헤드 및 이를 사용한 잉크제트 기록장치에 관한 것이다.

잉크제트 기록헤드가 다양한 부품으로 조립되는 것은 잘 알려져 있다. 이 부품이 나사와 결합될 때, 리프스프링이 사용된다. 그 탄성력을 이용한 리프스프링의 경우에 있어서, 잉크통로를 형성하기 위한 상부판은 종래의 잉크제트 기록헤드내의 넓은 폭을 가진 리프스프링에 의해서 고착된다.

다른 기록헤드에 있어서는 오리피스판이 사용되지만, 그것의 위치조정은 다양한 조건 때문에 어렵다. 또한 이 부품이 최종결합의 편리함을 위하여 동시에 부착되는 것은 잘 알려 있다.

"M"자 형성 리프스프링은 종래의 2개의 부품을 결합하는데 사용되었고 리프스프링의 편평한 부분의 표면 가압력을 활용한다.

그러나 이 압력은 중심부분에 집중되지 않으므로 중심부분에서의 압력감소 때문에 접촉표면에 균일하게 분포되지 않는다.

이것이 잉크제트 기록헤드에 작용되면, 잉크통로를 형성하기 위한 홈을 구비한 상부판과 리프스프링 사이의 압력은 균일하지 않게 된다. 그 다음에, 갭은 인접한 잉크통로 사이에서 형성된다. 이러한 결과로써, 통로내의 베이스판에 형성된 압력은 불안정한 잉크분사 속도 때문에 인접한 잉크통로로 전달되거나 잉크분사를 편향시키거나 잉크가 의도되지 않은 다른 통로를 통해서 분사되는 누화를 일으킨다. 이것이 발생되면, 프린트질은 물론 낮아진다. 종래의 기록헤드에 있어서는 상부판이 수지재료로 이루어져서 그 표면 압력이 분사출구부분을 균일하게 가압하기가 어렵기 때문에 가압에 의해서 상부판의 휨을 발생신킨다. 부가적으로, 리프스프링의 제조에 있어서의 피할 수 없는 변화와 가압의 정확성은 변화된다.

본 발명의 목적은 잉크분사가 간단한 구조로 안정화되는 잉크제트 기록헤드와 이를 사용한 잉크제트 기록장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 부품이 그 사이에서 클램핑 상태로 다른 부분을 균일하게 가압할 수 있는 잉크제트 기록헤드와 이를 사용한 잉크제트 기록장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 누화가 방지되는 잉크제트 기록헤드와 이를 사용한 잉크제트 기록장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 특징에 따라, 표면압력 보다는 차라리 라인압력이 상부판을 베이스판으로 가압하는데 사용된다. 본 발명의 실험과 연구는 상기 설명된 문제점을 해결하기 위하여 라인압력이 제공되어야 한다는 것을 밝혀냈다. 특히, 잉크통로를 구성하기 위하여 홈을 가진 상부판이 밀폐된 통로를 형성하기 위하여 베이스부재에 결합되고 이들은 라인압력이 작용하는 클램핑부재에 의해서 클램프된다.

본 발명의 실시예에 따라, 리프스프링의 일부분은 대체로 90도로 구부러져 있고 굽은 부분은 부재를 가압하는데 사용되고 따라서 라인압력은 쉽게 작용된다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 장점은 수반한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예의 이하 설명에서 명백해질 것이다.

제 2 도 내지 제 6 도는 본 발명의 실시예에 따라 잉크 제트 유니트(IJU), 잉크제트 헤드(IJH), 잉크용기(IT), 잉크제트 카트리지(IJC), 헤드 캐리지(HC), 그리고 잉크제트 기록장치의 메인 조립체(IJRA)와 이들 사이의 관계를 예시하고 있다. 각각의 요소의 구조는 아래에서 설명될 것이다.

제 3 도의 사시도에서 알 수 있는 바와같이, 본 실시예에서 잉크제트 카트리지(IJC)는 비교적 큰 잉크 수용 공간은 갖추고 있으며 잉크제트 유니트(IJU)의 끝부분은 잉크용기(IT)의 전방측 표면으로부터 약간 돌출해 있다. 잉크제트 카트리지(IJC)는 나중에 설명하게 될 전기 접촉과 적절한 결정부재에 의해서 잉크제트장치인 메인 조립체(IJRA)의 카트리지(HC ; 제 5 도)상에 정확한 위치에 설치가능하다. 본 실시예에서, 카트리지(AC)상에 분리가능하게 장착되는 배치가능형 헤드가 있다. 제 2 도 내지 제 6 도에 개시된 구조는 설명하게될 여러 가지 새로운 특징을 갖추고 있다.

(i) 잉크제트 유니트(IJU)

잉크제트 유니트(IJU)는 잉크의 필름 비등을 만들도록 전기신호에 응답하여 열에너지를 발생하는 전열변환기를 사용하는 기포 제트 기록타입이다.

제 2 도를 참조하면, 유니트는 Si기판상에 라인으로 배열된 전열 변환기(방출 히터)와, 전력을 공급하도록 알루미늄등으로 만든 전기 리드선을 갖춘 히터판(100)으로 구성되어 있다. 전열변환기와 전기 리드는 필름 형성 과정에 의해 형성된다. 배선판(200)은 히터판(100)과 연결되어 있으며 히터 판(100 ; 예를들면 배선결합 기술에 의해 연결된)과 기록장치의 메인 조립체로부터 전기신호를 수용하도록 배선의 끝에 배치된 패드(201)의 배선에 상응하는 배선을 포함하고 있다.

상부판(1300)은 각각의 잉크통로에 공급될 잉크를 수용하기 위해 공통 액체 챔버와 인접한 잉크통로를 분리하는 격벽을 형성하는 홈을 갖추고 있다. 상부판(1300)은 잉크용기(IT)로부터 공급되는 잉크를 수용하여 공통 챔버쪽으로 잉크를 향하게 하기 위한 잉크제트 개구부(1500)와, 잉크통로에 대응하는 복수의 방출 출구를 갖춘 오리피스판(400)과 일체로 형성되어 있다. 일체형 모울드의 재질은 바람직하게 폴리술폰으로 만들어지나, 다른 수지 재질도 가능하다.

지지부재(300)는 예를들면 금속으로 만들어지며, 평면에서 배선판(200)의 후방을 지지하는 기능을 하며, 잉크제트 유니트(IJU)의 바닥판을 구성한다. 한정 스프링(500)은 가벼운 압력으로 공통 챔버쪽으로 가압하는 중앙부를 갖춘 "M"형으로 되어 있다. 크램프(501)는 액체통로의 부분, 바람직하게 방출출구의 인접 부분에 라인 압력으로 집중적으로 가압한다. 한정 스프링(500)은 지지판(300)의 개구부(3121)를 통해 침투하고 지지판(300)의 후방 표면과 맞물리게 함으로써 히터판(100)과 상부판(1300)을 고정시키는 다리부를 가지고 있다. 그러므로, 히터판(100)과 상부판(1300)은 스프링(500)의 크램프(501)와 다리부에 의해서 집중된 가압력에 의해 고정된다. 지지판(300)은 잉크용기(IT)의 위치결정 및 퓨즈-고정 돌출부(1800, 1801)와 2개의 위치결정 돌출부(1012)와 맞물리는 위치결정 개구부(312, 1900, 2000)를 갖추고 있다. 또한 이것은 메인 조립체(IJRA)의 카트리지(HC)에 대한 위치결정을 위해 후방면에 돌출부(2500, 2600)를 포함하고 있다.

부가하여, 지지부재(300)는 이하에서 설명될 잉크 공급 파이프(2200)가 잉크용기로부터 잉크를 공급하기 위해 관통된 구멍(320)을 갖추고 있다. 배선판(200)은 결합제등에 의해서 지지부재(300)상에 설치되어 있다. 지지부재(300)는 위치결정 돌출부(2500, 2600)와 인접한 오목부(2400, 2400)를 구비하고 있다.

제 3 도에 도시한 바와 같이, 조립된 잉크제트 카트리지(IJC)는 복수의 평행홈(3000, 3001)을 갖춘 3개의 면을 구비한 헤드 돌출부를 갖추고 있다. 오목부(2400, 2400)는 홈을 따라 이동하는 이물질이 돌출부(2500, 2600)에 도달되는 것을 방지하도록 상부 및 바닥면에 평행한 홈의 연장부에 위치해 있다. 커버링 부재(800)는 제 5 도에 도시한 바와같이 평행 홈(3000)을 갖추고 있고 잉크제트 카트리지(IJC)의 외부 케이싱을 구성하고 있고 잉크제트 유니트(IJU)를 수용하기 위한 공간을 형성하도록 잉크용기와 협력한다. 평행 홈(3001)을 갖춘 잉크 공급부재(600)는 상기한 잉크 공급 파이프(2200)와 연통하고 공급 파이프(2200)측에서 외팔보로 되어 있는 잉크 도관(1600)을 갖추고 있다. 잉크 도관(1600)과 잉크 공급 파이프(2200)의 고정측에서 모세관 현상을 보장하기 위해, 시일링 핀(602)이 삽입되어 있다.

가스킷(601)은 잉크용기(IT)와 공급 파이프(2200)와의 사이에 연결부를 밀봉하고 있다. 필터(700)는 공급 파이프의 용기측 끝에 배치되어 있다. 잉크 공급부재(600)는 모울드 되어 있고 그러므로 고도의 위치 정확성을 유지하면서 원가가 저렴하다. 부가하여, 도관(1600)의 외발보 구조는 잉크 공급부재(600)가 대량 생산될지라도 도관(1600)과 잉크 입구(1500)와의 사이에 가압 접속을 보장한다.

본 실시예에서, 완전 연통상태는 가압 접촉상태에서 잉크 공급 부재측으로부터 시일링 결합제를 흘러보내므로서 간단히 확실하게 얻어진다. 잉크 공급부재(600)는 공급부재(300)의 개구부(1901, 1902)를 통해 잉크 공급부재(600)의 후방측 핀(도시하지 않음)을 삽입하고 관통시킴으로써 그리고 핀이 지지부재(300)의 후방면을 통해서 돌출하는 부분을 가열융합함으로서 지지부재(300)에 고정된다. 가열융합되어 약간 돌출한 부분은 잉크용기(IT)의 측표면을 설치하는 잉크제트 유니트(IJU)내의 오목부(도시하지 않음)에서 수용되어 있으며, 그러므로 이 잉크제트 유니트(IJU)는 정확하게 위치결정한다.

(ii) 잉크용기(IT)

잉크용기는 주몸체(1000), 잉크 흡수 재질 및 커버부재(1100)로 구성되어 있다. 잉크흡수재질(900)은 유니트(IJU) 설치측에서 대향한 측으로부터 주몸체(1000)내로 삽입하며 그러므로 커버부재(1100)는 주몸체를 밀봉한다.

잉크흡수재질(900)은 주몸체(1000)에 배치되어 있다. 잉크공급 포오트(1200)는 상기에서 언급한 부품(100-600)으로 구성된 잉크제트 유니트(IJU)내로 잉크를 공급하는 기능을 하며, 유니트(IJU)가 주몸체의 부분(1010)에 설치되기 전에 최초잉크가 흡수재질(900)에 공급되도록 허용하는 잉크주입입구로서 기능한다.

이 실시예에서, 잉크는 공기 벤트포오트와 공급 개구부를 통해서 공급된다. 잉크의 양호한 공급을 위해서 리브(2300)는 주몸체(1000)의 내부표면상에 형성되며, 리브(2301, 2302)는 커버부재(1100)의 내부에 형성되며, 이것은 공기 벤트 포오트로부터 잉크 공급 개구부(1200)로부터 가장 멀리 떨어진 주몸체의 코우너부로 연속 연장된 잉크 방출 부분을 잉크 용기내에 제공하는데 유효하다. 그러므로, 잉크를 양호한 상태로 균일하게 분배하기 위해서 잉크가 공급 개구부(1200)를 통해 공급되는 것은 바람직하다. 이러한 잉크 공급 방법은 실제로 효과적이다. 이 실시예에서 리브(2300)의 개수는 4개이며, 리브(2300)는 잉크용기의 주몸체의 후방측에 인접한 캐리지의 운동방향과 평행하게 연장되며, 이것에 의해 흡수재질(900)은 주몸체의 후방의 내부표면에 밀접하게 접촉되는 것이 방지된다. 리브(2301, 2302)는 리브(2300)의 실제 연장인 위치에서 커버부재(1100)의 내부표면상에 형성되며, 큰 리브(2300)에 대비하여 리브(2301, 2302)의 크기는 리브로 나누어지면 작아져서 공기 존재 공간은 리브(2300)보다 리브(2301, 2302)로 더욱 커진다. 리브(2302, 2301)는 커버부재(1100)의 전제 면적상에 분배되며 이 면적은 전체면적의 반보다 크지 않다. 리브의 설비 때문에 공급 개구부로부터 매우 멀리 떨어진 잉크 흡수재질의 코우너 구역내의 잉크는 모세관 현상에 의해 입구 개구부로 안정되고 확실하게 공급될 수 있다. 카트리지는 카트리지의 내부와 외기를 연통시키기 위해 공기 벤트 포오트를 갖추고 있다. 벤트 포오트(1400)내에, 내측 잉크가 벤트 포오트(1400)를 통해 외부로 누출되는 것을 방지하도록 방수재질(1400)이 있다.

잉크용기(IT)내의 잉크 수용공간은 장방형 수평파이프로 되어 있으며 그 긴측은 길이 카트리지 운동방향으로 향해 있다. 그러므로 상기 리브장치는 특히 효과적이다. 긴측이 카트리지의 운동방향을 따라 연장될 때, 또는 잉크 수용 공간이 입방체형일 때 리브는 잉크 흡수 재질(900)로부터 잉크 공급을 안정화시키도록 커버부재(1100)의 내부 전체 표면상에 바람직하게 형성된다. 입방체 형상은 제한된 공간에 가능한한 많은 잉크를 수용한다는 관점에서 바람직하다. 하지만 잉크 용기에서 최소한의 적용부분으로 잉크를 사용한다는 관점으로부터 2개의 면상에 형성된 리브의 설비는 코우너를 형성한다.

이 실시예에서, 잉크용기(IT)의 내부 리브(2301, 2302)는 장방형 평행 파이프 형상을 갖춘 잉크 흡수재질의 두께 방향으로 균일하게 분배되어 있다. 이러한 구조는 잉크용기(IT)에서 흡수재질에서 잉크가 소모될 때 공기 압력 분배는 균일해져서 남아있는 비적용 잉크의 양이 실제로 제로이므로 중요하다. 주변 공기압력이 순환 원호 외부에 나타나는 잉크 흡수재질을 위해 신속히 생성되므로, 장방형 잉크 흡수재질의 상부 표면상에 잉크 공급 개구부(1200)의 돌출부에 중심을 갖춘, 그리고 장방형의 길이면과 동일한 반경을 갖춘 순환 원호 외부 표면 또는 표면상에 리브가 배치되는 것이 바람직하다. 잉크용기(IT)의 공기 벤트 위치는 리브가 배치된 위치내로 주변 공기가 유입되는 것이 바람직하다면 본 실시예의 위치에 한정되지 않는다.

본 실시예에서, 잉크제트 카트리지(IJC)의 후방면은 편평하며, 그러므로 장치내에 설치될 때 필요한 공간은 최소화되는 한편 최대 잉크 수용 능력을 유지한다. 그러므로 장치의 크기는 줄어들 수 있으며, 동시에 카트리지 교환의 빈도는 최소화된다. 공기 벤트 포오트(1401)용 돌출부, 잉크제트 유니트(IJU)를 균일화하기 위해 사용되는 공간의 후방 공간을 이용한다. 돌출부의 내부는 실제로 비어 있으며, 비공간(1402)은 흡수재질의 두께방향으로 공기를 잉크용기(1402)내로 균일하게 공급하는 기능을 한다.

상기한 이들 특징으로 인해 전체적으로 카트리지는 종래의 카트리지 보다 더욱 성능이 양호해진다. 공기공급 공간(1402)은 종래 카트리지 보다 더욱 크다. 부가하여 공기 벤트 포오트(1401)는 상부 위치에 있으며, 그러므로, 어떤 이유로 잉크가 흡수 재질로부터 이탈한다면 공기 공급공간(1402)은 흡수 재질내로 잉크가 다시 흡수되도록 잉크를 임시로 잔류시킬 수 있다. 그러므로 잉크의 낭비는 절감된다.

제 4 도를 참조하면, 유니트(IJU)가 설치된 잉크용기(IT)의 표면의 구조가 도시되어 있다. 2개의 위치결정 돌출부(1012)는 오리피스판(400)에서 방출 출구의 배열이 실제로 중심을 통해서 지나는 라인인 라인(L1)상에 있으며, 또한 잉크용기(IT)의 바닥표면과 평행하며 카트리지의 잉크용기 지지 기준 표면과 평행하다. 돌출부(1012)의 높이는 지지부재(300)의 두께보다 약간 작으며 돌출부(1012)는 지지부재(300)를 정확히 위치시키는 기능을 한다. 본 도면에서 연장부(우측)상에 캐리지 위치결정 훅(4001)의 직각 결합 표면(4002)이 결합되는 톱니 멈춤쇠(2100)가 있다. 그러므로, 카트리지에 대하여 잉크제트 유니트의 위치결정용힘은 라인(L1)을 포함하는 기준 평면에 평행한 평면에 작용한다. 이들 관계는 잉크 용기 위치 결정의 정확성이 제 5 도와 관련하여 설명하게 될 기록헤드의 방출출구의 위치 결정 정확성과 동일하게 중요하다.

잉크용기(IT)의 면에 지지부재(300)를 고정하기 위한 고정구멍(1900, 2000)에 대응하는 돌출부(1800, 1801)는 돌출부(1012)보다 길어서, 이들은 지지부재(300)를 관통하며, 돌출부는 지지부재(300)를 측표면에 고정하기 위해 융합된다. 라인(L3)이 돌출부(1800)를 통해서 그리고 라인(L1)에 수직으로 통과할 때, 라인(L2)이 돌출부(1810)를 통해서 그리고 라인(L1)에 수직으로 통과할 때를 나타낸다. 공급 개구부(1200)의 중앙은 라인(L3)상에 실제로 있으며, 공급 개구부(1200)와 공급타입(2200)과의 사이에 연결은 안정되며, 그러므로 카트리지가 낙하할지라도, 또는 충격이 카트리지에 부여될지라도, 연결 부분에 적용된 힘은 최소화 될 수 있다. 부가하여 라인(L2, L3)이 겹쳐지지 않으므로 그리고 돌출부(1800, 1801)가 잉크제트 헤드의 잉크 방출 출구에 더욱 가까운 돌출부(1012)에 인접 배치되어 있으므로 잉크용기에 대한 잉크제트 유니트의 위치결정은 더 개선된다. 본 도면에서, 곡선(L4)은 공급부재가 설치될 때 잉크 공급부재(600)의 외벽의 위치를 표시한다. 돌출부(1800, 1801)가 곡선(L4)은 공급부재가 설치될 때 잉크 공급부재(600)의 외벽의 위치를 표시한다. 돌출부(1800, 1801)가 곡선(L4)을 따라 있으므로, 돌출부는 헤드(IJH)의 끝구조의 무게에 대하여 위치결정의 정확성과 충분한 기계적 강도를 효과적으로 제공한다. 잉크용기(IT)의 끝돌출부(2700)는 잉크 카트리지가 위치(A)의 최외부에 위치하는 것을 방지하도록 카트리지의 전방판(4000)에 형성되어 맞물려 있다. 스토퍼(2101)는 캐리지(HC)의 도시하지 않은 로드와 결합되며, 카트리지(IJC)가 나중에 설명하게 될, 회전되어 정확하게 설치될 때, 스토퍼(2101)는 로드 아래위치하여, 정확한 위치로부터 카트리지를 해제하는 상향력이 불필요하게 적용될지라도, 정확한 설치상태는 유지된다.

잉크용기(IT)는 유니트(IJU)가 설치된후 커버(800)로 덮혀 있다. 그리고 유니트(IJU)는 바닥을 제외하고 주위를 감싸고 있다. 하지만, 바닥 개구부는 카트리지(IJC)가 캐리지(HC)상에 설치되는 것을 허용하며 캐리지(HC)로 폐쇄되며, 그러므로 잉크제트 유니트는 6면에서 실제로 폐쇄된다. 그러므로, 폐쇄된 공간에 있는 잉크제트 헤드(IJH)로부터 열발생은 폐쇄된 공간의 온도를 유지하는데 효과적이다.

하지만, 카트리지(IJC)가 장시간 연속작동되면, 온도는 약간 증가한다. 온도증가에 대하여, 카트리지(IJC)의 상부표면은 폐쇄 공간보다 작은 폭을 갖춘 슬릿(1700)으로 구비되어 있으며, 이것에 의해 동시에 열 방사가 증진되어 온도상승을 방지하는 한편, 전체 유니트(IJU)의 균일 온도 분배는 주변 조건에 의해 영향을 받지 않는다.

잉크제트 카트리지(IJC)가 조립된후, 잉크는 카트리지의 내부로부터 공급 개구부(1200), 지지부재(300)의 구멍(320) 및 잉크 공급부재(600)의 후방면에 형성된 입구를 통해 잉크 공급부재(600)내의 챔버로 공급되며 잉크 공급부재(600)의 챔버로부터 잉크는 출구, 공급파이프, 및 상부판(1300)에 형성된 잉크입구(1500)를 통해 공통 챔버에 공급된다. 잉크 연통용 연결부분은 기밀밀봉을 보장하기 위해서 실리콘 고무 또는 부틸 고무등에 의해서 밀봉된다.

본 실시예에서, 상부판(1300)은 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌, 옥사이드, 폴리프로필렌과 같은, 잉크에 저항성을 갖춘 수지재질로 만들어져 있다. 이것은 오리피스판부분(400)과 함께 일체로 모울드로 성형되어 있다.

상기한 바와같이, 일체로된 부분은 잉크 공급부재(600), 상부판(1300), 오리피스판(400), 일체로 된 부품들, 그리고 잉크 용기 몸체(1000)로 구성되어 있다. 그러므로 조립의 정밀성은 개선되며, 대량 생산이 용이하다. 부품수는 종래의 장치보다 적어서, 양호한 성능이 보장된다.

이 실시예세서, 제 2 도 내지 제 4 도에 도시한 바와같이, 조립후 모양은 잉크 공급부재(600)의 상부(603)가 제 3 도에 도시된 바와같이, 슬릿(S)를 형성하도록 슬릿(1700)을 갖춘 상부 끝과 협력하게 되어 있다. 슬릿(S)과 유사한 슬릿(도시되지 않음)을 형성하도록, 바닥부(604)은 잉크용기(IT)의 바닥커버(800)가 결합되는 얇은 판의 송급면끝(4011)과 협력한다. 잉크용기(IT)와 잉크 공급부재(600)와의 사이의 슬릿은 열방사를 증진시키는데 효과적이며, 잉크용기(IT)에의 예상압력이 공급부재에 직접 또는 잉크제트 유니트(IJT)에 영향을 주는 예상압력을 방지하는데 효과적이다.

상기한 여러 가지 구조는 각각의 장점을 제공하는데 개별적으로 효과적이며, 또한 이들은 서로 결합될 때 더욱 효과적이다.

(iii) 잉크제트 카트리지(IJC)를 캐리지(HC)에 설치하기.

제 5 도에서, 플래튼 로울러(5000)는 기록매체(P)를 바닥으로부터 상부까지 안내한다. 캐리지(HC)는 플래튼 로울러(5000)를 따라 가동된다. 캐리지(HC)는 전방판(4000), 전기연결용 지지판(4003), 위치결정 훅(4001)으로 구성되어 있다. 전방판(4000)은 2mm의 두께를 갖추고 있으며, 플래튼과 더욱 밀접하게 배치되어 있다. 전방판(4000)은 카트리지(IJC)가 캐리지에 설치될 때 잉크제트 카트리지(IJC)의 전방면에 밀접하게 배치된다. 지지판(4003)은 잉크제트 카트리지(IJC)의 배선판(200)의 패드(201)에 상응하는 패드(2011)를 갖춘 가요성 시트(4005), 및 가요성 시트(4005)의 후방면을 패드(2001)쪽으로 가압하는 탄력을 생산하기 위한 고무 패드 시트(4007)를 지지한다. 위치결정 훅(4001)은 잉크제트 카트리지(IJC)를 기록위치에 고정시키는 기능을 한다. 전방판(4000)은 상기한 카트리지의 지지부재(300)의 위치결정 돌출부(2500, 2600)에 대응하는 2개의 위치결정 돌출표면(4010)을 구비하고 있다. 카트리지가 설치된후, 전방판은 돌출표면(4010)에 수직방향으로 힘을 수용한다. 그러므로 복수의 보강 리브(도시되지 않음)는 전방판의 플래튼 로울러측에서 힘의 방향으로 연장된다. 리브는 카트리지(IJC)가 설치될 때 전방측 표면위치(L5)로부터 약간(약 0.1mm) 플래튼 로울러쪽으로 돌출해 있고, 그러므로 이들은 헤드 보호 돌출부의 기능을 한다. 지지판(4003)은 상기한 전방판 리브에 수직방향으로 연장된 복수의 보강리브(4004)를 구비하고 있다. 보강리브(4004)는 플래튼 로울러측으로부터 훅(4001)측까지 감소하는 높이를 갖추고 있다. 이것에 의해, 카트리지는 설치될 때 제 5 도에 도시한 바와같이 경사진다.

지지판(4003)은 하부 좌측 부분 즉 훅에 더욱 근접한 위치에 2개의 부가적인 위치 결정 표면(4006)을 구비하고 있다. 위치결정 표면(4006)은 부가적인 위치결정 표면(4006)에 의해서 돌출표면(4010)에 대응하며, 카트리지는 상기한 위치결정 돌출표면(4010)에 의해서 카트리지에 의해 수용된 힘으로부터 대향 방향으로 힘을 수용하여, 전기 접촉은 안정된다. 상부 및 하부 돌출표면(4010) 사이에는 패드 접촉지역이 배치되어, 패드(2011)에 대응하는 고속 시트(4007)의 돌출부의 변형량이 결정되도록 한다. 카트리지(IJC)가 기록위치에 고정될 때, 위치결정 표면은 지지부재(300)의 표면과 접촉된다. 본 실시예에서 지지부재(300)의 패드(201)는 분배되어 상기 라인(L1)에 대하여 대칭이 되며, 그러므로 고무 시트(4007) 각각의 돌출부의 변형량은 패드(2011, 211)의 접촉압력을 안정시키도록 균일하게 된다. 본 실시예에서, 패드(201)는 2개의 컬럼과 상부 및 바닥 2개의 열로 배열되어 있다.

훅(4001)은 고정핀(4009)과 결합되는 길다란 구멍을 구비하고 있다. 긴 구멍에 의해 제공된 가동범위를 사용함으로써 훅(4001)은 반시계 방향으로 회전하며, 그후 플래튼 로울러(5000)를 따라 좌측으로 움직이며 이것에 의해서 잉크제트 카트리지(IJC)는 캐리지(HC)에 위치된다. 훅(4001)의 이러한 가동기구는 다른 구조에 의해서 달성되지만, 레버등을 사용하는 것이 바람직하다. 훅(4001)이 회전동안, 카트리지(IJC)는 제 5 도에 도시한 위치로부터 플래튼쪽으로 움직이며, 위치결정 돌출부(2500, 2600)는 위치결정 표면(4010)과 결합되는 위치에 도달한다. 그리고 훅(4001)은 좌측으로 움직여, 훅 표면(4002)은 카트리지(IJC)의 톱니멈춤쇠(2100)와 접촉하며, 잉크 카트리지(IJC)는 수평면에서 위치결정 표면(2500)과 위치결정 돌출불(4010)사이의 접촉부의 둘레를 회전하여 패드(201, 2011)가 서로 접촉되도록 한다. 훅(4001)은 잠길 때, 고정 또는 잠금위치에서 유지되며, 이것에 의해, 완전접촉은 패드(201, 2011) 사이에, 위치결정 위치(2500, 4010) 사이에, 스탠딩 표면(4002)과 톱니멈춤쇠의 기준표면 사이에, 그리고 지지부재(300)와 위치결정 표면(4006) 사이에서 동시에 달성되며, 그러므로 카트리지(IJC)는 캐리지상에 완전하게 설치된다.

(iv) 장치의 일반적인 배열

제 6 도는 본 발명이 사용되는 잉크제트 기록장치(IJRA)의 사시도이다. 리드나사(5005)는 구동모우터(5013)의 전후방 회전에 의해 구동 트랜스미션 기어(5011, 5009)를 통해 회전한다. 리드 나사(5005)는 캐리지(HC)의 핀(도시되지 않음)이 결합되는 헬리컬 홈(5004)을 갖추고 있으며, 이것에 의해 캐리지(HC)는 방향(a, b)으로 왕복한다. 쉬트 규정판(5002)는 캐리지 운동범위에 걸쳐 플래튼상의 쉬트를 규정한다. 홈(home)위치 검출부재(5007, 5008)는 캐리지의 레버(5006)의 존재를 검출하도록 포토커플러의 형태로 되어 있으며, 이에 대응하여 모우터(5013)의 회전방향이 변환된다. 지지부재(5016)는 기록헤드를 캡 씌우기 위한 캐핑부재(5022)에의 기록헤드의 전방면 표면을 지지한다. 흡수부재(5015)는 기록헤드를 회복시키도록 캡의 개구부(5023)를 통해서 기록헤드를 흡수하는 기능을 한다.

세정 브레이드(5017)는 이동부재(5019)에 의해서 전후방으로 움직인다. 이들은 장치의 메인 조립체의 지지프레임(5018)상에서 지지된다. 브레이드는 다른 형태도 가능한데 더욱 상세히는 잘 알려진 세정 브레이드이다. 레버(5021)는 흡수 회복작용을 시작하는데 효과적이며, 캐리지와 결합되는 캡(5020)의 운동으로 움직이며, 구동 모우터로부터의 구동력은 클르치등과 같은 종래에 알려진 전달부재에 의해서 제어된다.

본 실시예에 있어서, 캡핑, 세정, 흡수 작용은 캐리지가 리드 나사(5005)에 의해서 홈위치에 있을 때 수행될 수 있다. 하지만, 본 발명은 이러한 작용이 다른 타이밍때에 실시되는 시스템의 다른 타입에서 사용가능하다. 각각의 구조는 유리하며, 부가하여 그 결합은 더욱 바람직하다.

제 1a 도 및 제 2b 도를 참고하면 본 발명의 실시예에 따른 잉크제트 기록헤드의 일부분의 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 베이스판(100)은 본 실시예에서 전열변환기의 형태로 복수의 분사압력 발생수단을 가지고 있다. 베이스판은 규소로 만들어진다. 참고번호 2는 수지로 만들어진 상부판(2)을 표시하고 있다. 이것은 다수의 잉크 분사 출구(9)와 다수의 잉크통로(7)로 구성된 다수의 홈(7a)과 벽(7b)을 포함하고 있다. 또한 이것은 각각의 잉크통로로 공급하기 위하여 잉크를 내포한 공통 잉크챔버(8)를 포함하고 있다. 참고번호는 알루미늄으로 만들어진 지지판을 표시하고 있고 헤드를 지지한다. 리프스프링부재(4)는 잉크통로(7)와 공통의 잉크챔버(8)를 구성하기 위하여 베이스판(1)과 상부판(2)을 기계적으로 제한하거나 클램프하는 기능을 한다. 이것은 인청동, 스프링스텐레스, FRP등과 같은 것으로 만들어진다. 리프스프링부재(4)는 잉크공급이 기록헤드의 잉크수용기(3)로 되도록 중심개구부(4c)를 가지고 있다. 참고번호 5로 표시된 것은 베이스판(1)과 상부판(2)을 동시에 결합시키기 위한 접착제 또는 접착물질이다. 이것은 사진경화 접착제이다.

제 1a 도 및 제 1b 도에 도시한 리프스프링부재(4)는 중심개구부(4c)를 포함한 표면부분을 포함하고 있고 베이스판(1)과 상부판(2) 사이의 접합표면을 따라 상부판(2)의 상부표면과 측표면(4b, 4d)에 대체로 평행하다. 이것은 통상 "M"자 형상으로 되어 있다. 측면(4d)은 압력을 리프스프링부재(4)에 작용시키기 위하여 지지판(3)과 맞물리는 아암부분(4e)을 포함하고 있다. 리프스프링부재(4)는 그 상부부분으로부터 상부판(2)의 상부측을 향하여 감음으로써 제공되는 라인압력 발생부분(6)를 가지고 있다. 라인압력 발생부분(6)에 의해서, 베이스판(1)과 상부판(2)은 라인압력에 의해서 클램프되고, 이것에 의해서 힘은 균일한 가압력을 제공하기 위하여 라인에 집중되어, 클램프 작용이 확실하게 이루어진다.

이 실시예에 있어서, 리프스프링부재(4)는 0.15mm의 판두께를 가진 인청동으로 만들어진다. 전체 가압력은 1kg이 제공된다.

반대로, 종래의 리프스프링부재가 상부판(2)의 상부를 가압하기 위하여 표면가압력을 제공하므로, 이 힘은 확실한 클램프 작용이 요구되는 분사출구 또는 잉크통로에 인접한 부분에 집중되지 않아 이 가압은 상부판(2)의 상부표면상에 분포된다. 부가적으로, 이것은 잉크통로(7)를 구성하는 잉크통로벽(7b)에 균일한 힘을 작용시키기가 어렵다.

그러나, 이 실시예에 있어서, 리프스프링(4)은 0.15mm의 폭을 가진 라인압력 발생부분(6)을 구비하고 있어 클램프 작용이 분사출구에 인접한 폭과 잉크통로 형성영역에 걸쳐서 대체로 균일하다. 그러므로, 인접한 잉크통로(7) 사이의 갭은 확실하게 방지될 수 있다.

그러므로 불안정한 분사의 문제는 확실하게 제거될 수 있다. 상부에의 개구부(4c)의 설치는 가압력이 라인압력 발생부분(6)으로 더 집중될 수 있기 때문에 바람직하다.

제 7 도는 라인 압력발생부분(6)이 상부판(2)으로부터 이격되어 구부려져 있고, 상부판을 향해 두로 구부려져 있는 다른 실시예를 도시하고 있다. 그러므로, 대체로 "V"자 형상이 제공된다. 이러한 구조에 있어서, 라인압력 발생부분(6) 그 자체가 제 1 도의 실시예보다 더 큰 탄성이 있어서 가압력은 더욱 균일한 가압력을 만들기 위하여 쉽게 조정될 수 있다.

제 8 도는 제 2 도의 부분확대 단면도이다. 이 실시예 있어서 상부판(400)은 잉크분사출구(오리피스)가 형성된 오리피스판(404b)과 전방판(404c)을 가지고 있다. 전방판(404c)은 오리피스의 외부면과 일체로 되어 있고 베이스판(100)의 외측으로 돌출되어 있다. 본 발명은 종래의 이러한 기록헤드의 형태에 적용가능하다. 이러한 경우에 있어서, 리프스프링부재(500)의 라인압력 발생부분(501)의 외측표면은 전방판(404c)의 외측표면에 접촉된다. 라인압력 발생부분(501)이 하향으로 가압되면, 힘의 일부분이 하향으로 누출하지만, 상기 구조가 누출힘을 제한하는데 효과적이어서 압출력 전체가 하향으로 작용되어 균일한 클램프 작용을 성취하게 된다.

이 실시예에 있어서, 잉크입구(1500)는 라인압력 발생부분(6)의 정확한 위치를 보장하기 위하여 리프스프링의 개구부(500)와 맞물림 가능하다. 그 상부내의 개구부를 활용하는 라인압력 발생부분(6)을 정확하게 위치조정하는 맞물린 가능한 돌출부의 설치는 더욱 바람직하다.

제 8 도에 도시된 실시예에 있어서, 잉크분사 출구(9)의 끝으로부터 잉크통로와 공통 챔버 사이의 경계부까지의 간격은 0.4mm이다. 라인압력 발생부분(6)은 잉크분사출구(9)로부터 0.3mm 이격된 부분을 가압하도록 배치된다.

라인압력 발생부분(6)이 작용하는 위치는 이 실시예에 제한되지 않는다. 그러나, 베이스판과 상부판(2 또는 12) 사이에서 결합함으로써 제공되는 적어도 잉크통로 영역이 클램프된다는 것은 바람직하다. 부가적으로, 분사출구에 더 인접한 영역을 가압하는 것은 더욱 바람직하고 분사출구의 영역을 가압하는 것은 더 바람직하다. 특히 제 9 도에 도시된 바와같이 잉크통로가 잉크분사 출구와 연통하는 전체부분을 리프스프링부재(4)의 라인압력 발생부분(6)에 의해서 제공된 가압영역이 덮는다는 것은 바람직하다. 라인압력 발생부분(6)은 바람직하게 적당한 압력작용을 제공하기 위하여 분사출구 형성영역의 전체폭 또는 그 내측영역을 덮는 것은 바람직하다.

이 실시예에 있어서, 리프스프링부재의 상부 부분이 상부판(2)의 상부와 접촉하지 않으므로, 그 부분은 상부판(2)의 상부를 가압하지 못한다. 이렇게 함으로써, 라인 압력의 작용이 안정화되지만, 압력이 리프스프링의 이 상부부분에 의해서 작용된다는 것은 가능하다. 어떤 경우에 있어서, 라인압력을 사용함으로써 부재를 가압할 때, 이 가압력은 집중될 수 있다. 균일한 클램프작용 또는 제한 압력으로 분사출구에 인접한 베이스판과 상부판을 클램프하는 것은 가능하다. 그러므로, 인접한 통로는 베이스판에 완전하게 접촉된 잉크통로 벽에 의해서 완전하게 분리될 수 있다. 그러므로, 분사압력은 인접한 통로 또는 통로로 전달되지 않는다. 작은잉크방울 분사가 안정화되어, 양질의 프린트가 항상 제공될 수 있다.

제 10 도 및 제 11 도를 참고하여, 기록헤드의 조립이 설명될 것이다.

제 10 도는, 상부판과 히터판이 결합되어 제한스프링에 의해서 가압접촉된 후에, 오리피스에 인접한 히터판과 잉크통로의 단면도이다. 제 10 도에 있어서, 참고번호 421과 422는 오리피스를 표시하고 있고, 411과, 412는 각각 오리피스와 연통하는 잉크통로를 표시한다. 잉크통로는 공통챔버의 형성을 위한 오목부(430)와 연통하여 있다.

이 실시예에 있어서, 상부판(400)은, 잉크에 대해서 좋은 저항성을 나타내는 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리프로필렌수지등과 같은 것으로 만들어진다. 이것은 모울드내에서 오리피스판(404)와 동시에 일체로 성형되어 있다.

잉크통로 홈(411, 412)과 오리피스(421, 422)의 형성방법과 같은 순서로 설명된 것이다.

잉크통로 홈은 기계가공 등과 같은 것으로 제공되는 홈의 대향형태를 가진 수지모울드에 의해서 제공된다. 모울드를 사용함으로써, 홈(411, 412)은 상부판(400)상에 형성될 수 있다. 오리피스(421, 422)에 대해서, 자외선 레이저빔은, 상부판이 모울드로부터 후퇴된 후에, 잉크통로측으로부터 오리피스판(404)의 내측으로 돌출된다. 레이저빔의 작용에 수지는 제거되거나 증발되고 이것에 의해서 오리피스(421, 422)는 형성된다.

이 실시예에 있어서, 홈은 40미크론의 폭을 가지고 있고 벽은 23.5미크론의 폭을 가지고 있다. 잉크통로의 높이(깊이)는 40미크론이다. 도면에서는 도면의 간략함을 위하여 단지 2개 홈을 도시하고 있지만 실제로, 홈의 개수는 90개 이고 액지머레이저에 의해서 형성된 오리피스의 개수는 74개이다. 오리피스판(404)의 두께(a)는 10 내지 60 미크론의 범위내에서 변환된다. 죠오의 치수(b) 즉 잉크통로 홈의 끝표면(441)과 오리피스판(404)의 내측표면 사이의 간격은 3 내지 50미크론의 범위내에서 변환된다.

오리피스가 액지머레이저를 사용하여 형성될 때, 통로(411, 412)내의 오리피스(421, 422)의 위치는 잉크통로의 전방끝(411)내의 원주구멍의 바닥끝과 2 내지 10미크론의 범위내에서 히터판을 가진 접합표면 사이의 간격(c)을 변화시킴으로써 변화된다.

다양한 치수(a, b, c)를 가진 상부판은 도표 1에 도시된 바와같이 생산된다.

테스트번호 1 내지 8에 있어서, 오리피스판(404)의 두께(a)는 20미크론이고 간격(c)는 5미크론이고 죠오의 치수(b)는 3 내지 50미크론의 범위내에서 변화된다.

테스트번호 9 내지 15에 있어서, 죠오의 치수(B)는 10미크론이고 간격(c)는 5미크론이고 오리피스판(404)의 두께(a)는 10 내지 60미크론의 범위내에서 변화된다.

테스트번호 16 내지 18에 있어서, 오리피스판의 두께(a)는 20미크론이고 죠오의 치수(b)는 10미크론이고 간격(c)은 2 내지 10미크론의 범위내에서 변화된다.

기록헤드는 이러한 다양한 상부판을 사용하여 조립된다. 기록헤드를 제조하는 방법은 상기 설명된 바와 동일하다. 테스트번호 1 내지 18과 테스트번호 19 내지 22에 있어서, 상부판의 통로벽과 히터판 사이의 갭은 헤드내에서 제한 스프링에 의해 대체로 제로 미크론이 된다.

기록헤드의 평가는 설명될 것이다. 비교실시예로서, 도표 1은 죠오의 치수(b)가 제로 미크론인 경우를 포함하고 있다(종래의 구조).

평가는 성형성(1), 오리피스 형성의 용이함(2), 및 기록헤더 성능(누화 및 프린트질)에 대하여 이루어졌다. 성형성에 대해서는 상부판의 오리피스판(404)의 두께(a)가 너무 작으면 성형중에 수지의 유동이 충분치 않게 되어 의도된 형상이 제공되지 않는다. 오리피스 형성에 대해서, 레이저빔의 한계(레이저빔이 통과되는 두께) 즉, 두께(a)와 치수(b)의 합계(a+b)가 너무 두꺼워 오리피스의 바람직한 사이즈 또는 형상이 레이저빔의 제한된 동력때문에 제공되지 않는다. 누화에 대해서는, 실제프린트 작업이 실행되면 프린트의 결과는 관찰에 의해 평가된다.

테스트번호 1 내지 8에 있어서, 오리피스판(404)의 두께(a)는 20미크론이고 간격(c)은 5mm이고, 여기에서 죠오(440)의 치수(b)는 변화되고, 충분한 성형력과 충분한 오리피스 형상을 표시한 3미크론의 죠오치수를 가진 기록헤드 번호 1은 누화가 발생되어 프린트작업이 수행되지 못한다.

5미크론의 죠오치수를 가진 헤드번호 2는 헤드번호 1과 비교하여 볼때 때때로 누화가 발생된다. 그러나 누화가 때때로 발생되면 프린트질은 완전하게 좋지는 않다. 죠오치수가 너무 작아서 죠오가 히터판과 상부판 사이의 결합의 변화에 좌우되는 어떤 장소에서 접촉되지 않으므로 분사동력은 인접한 통로로 이탈된다.

좋은 성형력과 좋은 오리피스 형성을 제시한 10 내지 30미크론의 죠오치수를 가진 헤드번호 3 내지 6은 누화가 발생되지 않아 양질의 프린트가 된다. 좋은 성형력을 제시한 40미크론의 죠오치수를 가진 헤드번호 7은 누화가 발생되지 않아 양질의 프린트가 되지만, 오리피스 형성이 어렵다. 이것은 레이저빔의 듀티가 60미크론이고 죠오의 치수가 40미크론이고 오리피스판의 두께가 20미크론이기 때문이다. 그러므로, 레이저동력과 처리시기는 바람직한 오리피스 사이즈를 얻기 위하여 증가된다. 테스트번호 8에 있어서 죠오치수가 50미크론이고 오리피스의 바람직한 사이즈가 생산될 수 없으므로 프린트 작용은 레이저가 다양한 방식으로 조정될 수 있음에도 불구하고 평가될 수가 없다.

죠오치수(b)가 10미크론이고 간격(c)이 5미크론이고 오리피스의 두께가 10 내지 60미크론의 범위내에서 변화되는 테스트번호 9-16의 평가는 다음과 같다.

오리피스판(404)의 10미크론의 두께의 경우에 있어서, 수지는 10미크론의 두께 이하로 형성되지 않는다(수지가 모울드 안으로 유동되지 못하므로, 오리피스판은 성형되지 않는다) 그러므로, 평가는 불가능하다. 좋은 성형력 쉬운 오리피스 형상을 제시한 15 내지 50미크론의 오리피스 두께를 가진 기록헤드 번호 10 내지 15는 누화가 발생되지 않아 양질의 프린트가 된다.

그러나, 60미크론의 오리피스판의 두께를 가진 헤드번호, 16은 레이저빔의 한계가 70미크론이기 때문에 레이저에 의해서 오리피스 형성을 진행시킬 수 없다. 그러므로, 프린트의 평가는 불가능하다.

테스트번호 16 내지 18에 있어서, 죠오치수(b)가 10미크론이고 오리피스판 두께(a)가 20미크론이고 간격(c)이 2미크론, 3미크론 및 10미크론으로 변화한다. 2미크론과 3미크론의 간격(c) 을 가진 헤드번호 17및 18은 누화가 발생된다. 헤드번호 17은 약간 누화가 발생되는 헤드번호 18보다 나쁘지만 양질의 프린트가 된다. 이 이유는 다음과 같다. 히터판(100)과 상부판(400)이 제한 스프링에 의해서 가압접촉되지만, 치수(c)는 너무 작아서 인접한 통로를 헤제시키는 분사동력 때문에 구조적으로 강하지 못하다.

10미크론의 C치수를 가진 헤드는 프린트질에 있어서 어떠한 문제를 제시하지 않는다.

테스트번호 제 19 내지 29에 있어서, 죠오치수가 제로미크론이면 헤드는 누화가 발생되어 프린트질은 좋지 않게 된다. 누화는 죠우없이 충분하게 가압될 수 없다는 것은 이해될 것이다. 요약하면, 죠오의 치수(b)는 누화의 발생기준점으로부터 5미크론 이하가 되지 않아야 한다.

성형력의 기준점으로부터, 오리피스 두께(a)는 15미크론 이하가 되지 않아야 하고 합계(a+b)는 액지머레이저를 사용한 오리피스 형성의 기준점으로부터 60미크론 이하가 되지 않아야 한다.

간격(c)는 3미크론 이하가 되지 않아야 한다. 이 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.

(1) 20미크론

a+b

60미크론

(2) b

5미크론

(3) c

3미크론

상기 사항을 만족하다면, 기록헤드는 누화되지 않고 양질의 프린트가 된다.

상기 설명된 바와같이, 죠오를 가진 상부판 구조는 누화없이 양질의 프린트 갖는 유체제트 기록헤드를 제공할 수 있다. 부가적으로, 프린트의 양질률도 증가된다. 제조가격은 감소된다.

죠오구조가 사용되고 동시에 라인압력 발생부분(6)이 사용된다면, 조립된 헤드는 상승작용으로 안정화될 수 있고 조합은 바람직하게 된다.

[표 1]

G : 양, F : 가, N : 불량

제 11 도는 상부판(400)을 구비한 히터판(100)를 결합 및 고정하는 실예를 도시하고 있다. 이 도면에 있어서, 전방에이프론(501 ; 라인압력 발생부분)과 상부판의 오리피스판부분(404)은 도면의 간략함을 위하여 일점쇄선으로 도시되었다. 부가적으로, 히터판(100)상의 배선형태는 같은 이유로 생략한다.

상기 설명된 바와같이 히터판(100)와 상부판(400)사이의 정렬과 히터판(100)의 끝표면은 오리피스판(404)에 맞닿음 된다.

이러한 동안에, 접착제는(405)는 상부판(400)의 3개의 외면 크기에 따라 칠해진다. 그 다음에 조합된 상부판(400)과 히터판(400 ; 기록헤드)은 접착제(306)에 의해서 지지부재(300)상에 고정된다.

이러한 상태에 있어서, 2개의 부재(히터판(100)과 상부판(400))가 잉크통로와 다른 외면 위치에서 단지 접착되므로, 가압접촉은 충분하지 않다.

따라서, 가압력은 제한스프링(500)에 의해서 상부판(400)의 상부에 작용된다.

그 측면다리부의 포올(507)은 그들을 클램프하기 위하여 지지부재(300)의 구멍(307)안으로 삽입되고 이것에 의해서 기계적 압력은 상부판(400)의 상부에 작용된다. 이렇게 함으로써, 2개의 부재는 충분하게 가압접촉하게 된다. 제한스프링(500)은 상부판(400)의 잉크입구와 잉크공급용기(600)의 잉크공급 포오트를 연결시키는 공급파이프의 관통을 허용하기 위하여 구멍(520)을 갖고 있다.

상기 설명된 기록헤드의 제조에 있어서, 오리피스판(분사출구형성부재)을 다른부재에 부착하는 부착스텝이 없다. 그러므로, 부착시에 위치조정은 요구되지 않는다. 부가적으로, 접착제를 사용할 필요가 없기 때문에, 잉크통로가 막히는 것은 방지된다.

제 12a 도, 제 12b 도, 및 제 12c 도를 참고하여, 개량품이 설명될 것이다.

제 1 베이스부재(1)와 제 2 베이스부재(2)가 접착제에 의해서 부착될 때, 제 1 베이스부재와 제 2 베이스부재 사이의 경사 또는 편향을 제거하도록 성형의 고정밀성이 요구된다.

그러나, 제 2 베이스판 내에 형성된 잉크통로벽(404b)의 배열 방향의 경사가 공통챔버(8)의 후방 끝에서의 벽부분(400a)의 경사와 다를 때, 즉 제조정밀성이 높지 않을 때 제 1 베이스판을 가진 접합표면은 균일하지 않게 된다. 이것이 발생하면, 제 1 베이스판과 제 2 베이스판은 간극없이 일직선 정렬되지 않는다.

이러한 경우에 있어서, 잉크가 틈에 의해서 제공된 간극으로 들어가거나 잉크분사에 따른 기포에 의해서 제공된 압력이 간극을 통해서 전달되므로, 작은 잉크방울을 위한 분사 에너지는 낭비된다. 프린트 질도 떨어진다.

한편, 제 1 베이스판과 제 2 베이스판 사이의 간극에 있는 접착제의 두께는 잉크가 기록헤드의 일부분으로부터 누출되어 장치내의 전기회로를 오염시키기 때문에, 불균일하게 되고 그러므로, 고장이 발생된다.

제 12a 도 내지 제 12c 도의 실시예에서 있어서, 돌출부는 공통 잉크챔버를 구성하는 제 2 베이스판의 벽에 형성되고 제 1 베이스판을 가진 접합표면의 부분에서 형성된다.

이 실시예에 있어서, 돌출부가 잉크통로의 평행을 유지하는데 효과적이므로, 잉크통로벽 표면과 제 1 베이스판 사이의 가압접촉은 증진되어 이것에 의해서 작은 잉크방울 분사성능은 개량된다. 부가적으로, 제 1 베이스판과 제 2 베이스판 사이에서 결합함에 따라, 접착제의 사용은 필요없고 그러므로, 잉크통로가 막히게 되는 접착제의 팽창은 발생되지 않는다.

제 12a 도에 있어서, 상부판(400)은, 통로(7), 공통잉크챔버(8)를 제공하기 위한 오목부(404a) 및 벽(404b, 404a)을 가지고 있다. 잉크통로(7)와 연통하는 분사출구(9)를 가진 오리피스판(421)은 상부판(400)에 일체로 장착된다. 공통잉크챔버(8)를 구성하는 벽(400a)의 후방끝부분에는 소정의 높이를 가진 돌출부(1)를 구비하고 있다. 돌출부(1)는 공동챔버(8)의 후방벽(400a)내의 소정의 영역내에 배치되고 바람직하게는 후방벽(400a)의 중심에 배치된다. 이렇게 함으로써, 균형은 베이스판(100)에 결합되면 좋아진다. 따라서, 힘이 잉크통로벽(404b)의 선형배열에 대해 돌출부의 제위치에 작용되므로, 베이스판과 상부판 사이의 경사 및 편향은 고려할 필요가 없다.

한편, 상부판(400)의 벽(404b)이 공통챔버(8)의 벽(400a)보다 d만큼의 두께가 더커서 스텝이 제공된다. 이 스텝은 접합할 때 접착제가 베이스판(100)과 상부판(400)사이에 들어가는 간극을 제공한다.

돌출부(1)는 제 10 도에 있는 스텝(C)에 대응하는 두께(e)에 대응하는 높이(d)을 가지고 있다. 그러므로, 제 12b 도 및 제 12c 도에 도시된 바와같이, 베이스판(100)과 상부판(400) 사이의 접합표면에서의 외면에 칠해진 접착제가 베이스판(100)과 상부판(400)의 접합표면으로 균일하게 들어간다.

이 실시예에 있어서, 상부판과 오리피스판을 일체로 성형되어, 오리피스와 잉크통로는 접착제에 의해서 막히는 것이 방지된다.

제 13 도에는 라인압력발생부재의 변경된 실시예가 도시되어 있고, 좌우측의 힘은 균일하게 분포되고 이것에 의해서 클램프 작용은 인접한 분사출구에서 달성된다.

라인압력발생부재의 형상은 상기 실시예의 형상에 제한되는 것이 아니다. 이 실시예에서와 같이 힘이 작용되는 위치가 분리될 수 있다.

제 14a 도, 제 14g 도, 및 제 15 도는 제 2 도와 관련하여 설명된 구조의 확대단면도이다. 제 14a 도에 있어서, 참고번호 400은 잉크분사출구(9)와 연통하는 잉크통로를 구성하기 위한 홈을 구비한 상부판(잉크통로 형성부재)를 표시하고, 참고번호 100은 잉크를 분사시킬 수 있는 에너지를 발생시키기 위한 히터(100A : 분사에너지 발생요소)를 가진 히터판을 표시하고 있다. 참조번호 1600은 잉크를 잉크용기로부터 상부판(400)의 잉크수용기의 포오트(1500)로 공급하기 위한 잉크공급파이프(2200)와 일체로 형성된 외팔보 구조의 잉크도관이다. 상부판(400)과 히터판(100)은 상기 설명된 리프스프링 또는 제한 스프링에 의해서 가압접촉된다. 잉크도관(1600)과 잉크공급파이프(2200)는 잉크제트 기록헤드의 구성요소인 잉크공급부재(600 : 제 2 도)와 일체로 되어 있다.

제 14b 도는 잉크제트 유니트의 개략사시도이다. 잉크도관(1600)의 구부러짐에 의한 탄성힘은 상부판의 잉크수용기의 포오트(1500)에 작용되고 잉크 도관(1600)의 끝은 잉크 수용기의 포오트(1500)에 가압 접촉된다. 예를들어, 구부러짐에 의한 가압력은 대략 100 내지 200g이다. 이러한 방식으로, 잉크도관은 잉크통로형성부재에 가압접촉된 자유단과 가압접촉의 베이스와 같은 잉크공급부재에 고정된 다른끝을 가지고 있고 외팔보구조를 구성하고 있다.

도관(1600), 잉크공급파이프(2200), 및 잉크공급부재(600)는 폴리술폰과 같은 수지로 일체로 성형되고, 그러나 이것은 성형에 의해서 잉크공급통로를 완전히 형성하기 위하여, 시일링핀(602)이 잉크공급파이프(2200)에 압입되어 폐쇄된 잉크공급통로를 구성하는 구조이기 때문에 어렵다.

잉크공급부재(600)가 잉크카트리지내에서 협동될 때, 잉크공급도관(1600)의 끝은 상부판(400)에 가압접촉된다. 가압접촉을 증진시키기 위하여, PSE 399 블랙(도시바 실리콘 주식회사 제품)과 같은 시일링제는 가압접촉부분에 적용되고 전기연결의 설치를 위한 배선 접착패드를 동시에 보호하는데 사용된다.

필터(700)를 구비한 잉크공급파이프(2200)의 끝은 잉크함께 이송되도록 잉크 용기내의 잉크로 충만된 기포물질에 대해서 가압된다.

제 15 도는 잉크공급용기의 구조를 도시하고 있다. 이 실시예에 있어서, 공급용기(600)는 잉크에 대한 좋은 저항력을 가진 수지물질로 성형되고 상부판(400)의 케이스와 유사하다. 잉크카트리지로부터 잉크인입포오트(600a)에 융합된 필터(700)를 가진 잉크공급용기(600)는 기록헤드에 위치되어 고정되어 있다. 위치 결정함에 따라서, 위치결정핀(600b)은 공급용기(600)상에 성형되고 이 위치결정핀(600b)은 지지부재(300)내의 구멍을 통해서 삽입되고 그 배측에서 지지부재(300)에 융합된다.

이 실시예에 있어서, 공급용기(600)와, 필터(700) 사이에서 또한 이 공급용기(600)와 지지부재(300) 사이에서의 연결은 융합시킴으로써 달성되고, 그러나, 이들 사이의 고정은 서로 다른 방법에 의해서 이루어질 수 있다. 그러나, 공급용기(600)와 필터(700) 사이의 연결에 대해서, 접착제가 사용되면, 접착제가 필터(700)에 망사안으로 들어갈 수 있으므로 효율적인 면적을 보장하기엔 어렵다.

필터의 융합에 있어서의 이 실시예에서는 공급용기의 필터 융합부분이 제 15 도에 도시된 바와같이 오목부(600C)을 구비하고 있고, 융합후, 오목부(600C)는 필터(700)를 보호한다. 그러므로, 잉크공급용기(600)가 자주 교환되더라도 필터(700)는 분리되지 않는다.

그러므로, 제 2 도 및 제 3 도에 도시된 카트리지는 상기 설명된 바와같이 잉크공급부재로 만들어질 수 있다. 더욱이, 이것을 사용하여 잉크제트 프린터 또는 재사용가능한 잉크제트 프린터가 제공될 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 기록헤드의 몸체는 잉크 공급원과 일체로 되어 있지만 잉크 공급원이 처분될 경우에 분리될 수 있다. 이들중의 하나는 재사용가능하거나 처분가능하다. 고정된 기록헤드 형(처분가능하지 않은 것)의 경우에서도 간단한 구조 및 저가의 헤드는 프린터의 가격을 절감하는데 효과적이다.

제 14 도 및 제 15 도의 실시예에 따라, (1) 가요성튜브가 필요하지 않아, 튜브연결스텝은 제거될 수 있고 제조가격은 가용성 튜브가 필요없기 때문에 절감된다.

(2) 외팔보 구조가 사용되므로, 잉크도관의 변형은 잉크도관 그 자체를 상부판으로 가압할 뿐만 아니라 상부판을 히터판로 가압하는데 효과적이 된다. 그러므로, 잉크는 접합부분을 통하여 누출되지 않고 잉크에 공기가 들어가는 것은 방지된다.

(3) 필터가 잉크도관의 끝을 통하여 외측에 노출되지 않도록 제공될 수 있으므로, 좋은 잉크공급은 이물질의 인입없이 달성될 수 있다.

제 16 도 및 제 17 도는 다음과 같은 문제를 해결하는 실시예가 도시되어 있다.

이 문제점은, 접착제의 경화수축에 의한 위치편향 또는 응력의 발생, 접착제에 의한 잉크통로의 막힘 또는 변형으로 인한 부적절한분사, 접착제에 잉크의 직접접촉에 의한 잉크의 변색, 누화 때문에 접착제의 팽창으로 인한 상부판과 히터판의 갭 형성, 등이다.

제 16 도에 있어서, 상부판(1300)에 일체로 성형된 오리피스판(400)은 일점쇄선으로 도시되어 있고, 히터판(100)의 배선 형태는 도면의 간략을 위하여 생략된다. 분사출구는 상부판(1300)과 히터판(100) 사이의 연결부분은 따라 유체통로(1300d)의 전방에 대체로 배열되는 방식으로 오리피스판(400)내에 형성된다.

히터판(100 : 베이스부재)과 상부판(1300)사이의 일직선 정렬은 히터판(100)의 끝을 오리피스판(400)에 맞닿게 함으로써 달성된다.

접착제(1300C)는 상부판(1300)(도면에 도시된 바와같이 통상 삼각형의 형상을 가진 공통유체챔버(1300e)의 외부끝)의 외부끝상에 제공된 임시부착부(1300a : 두부분)에 칠해지고 그후에, 유체통로(1300d)와 전열 변환기(100a : 히터)가 일직선 정렬되어 임시적으로 부착된다.

이 실시예에 있어서, 접착제(1300C)에 의한 임시부착부분(1300a)은 잉크통로가 형성된 영역으로부터 서로 다른 위치에 상부판(1300)과 히터판(100)사이의 접촉영역에 제공된다. 영역은 이 실시예에 있어서 홈(1300b)에 의해서 분리된다. 그러므로, 접착제(1300C) 또는 시일링 재질은 유체통로(1300d)와 공통챔버(1300e)안으로 유동되거나 유체통로와 공통챔버를 막는다.

제 17 도는 제 16 도의 구조변경을 도시하고 있다. 이 실시예는 다음과 같이 제 1 도의 실시예와 다르다. 제 17 도에 도시된 바와같이, 이 실시예에 있어서, 상부판(1300)은 스텝을 구비하고 있고, 이것에 의해서 상기 설명된 영역은 분리된다. 히터판(100)은 접착제에 의해서 지지부재(300)에 부착되고, 접착제는 지지부재(300)의 히터판(100)의 양측 및/또는 상부판(1300)의 양 끝에 칠해지고, 이들은 부착된다.

제 16 도의 실시예와 유사하게, 접착제가 액체통로와 공통챔버(1300e)안으로 유동되는 것은 방지된다.

본 발명은 일본에 있는 캐논 주식회사에서 개량시킨 기포 기록헤드 및 기록장치에 특히 적합하게 사용가능하다. 이것은 사진요소의 높은 밀도와 기록의 높은 해상도가 가능하기 때문이다.

바람직한 작동의 원리와 전형적인 구조는 미합중국 특허 제 4,723,129 호와 제 4,740,796 호에 개시되어 있다. 이 원리는 소위 온-디맨드(on demand)식 기록 시스템과 연속기록 시스템에 적용가능하며, 그러나, 이것은 적어도 하나의 구동신호가 유체(잉크)유지시트 또는 유체통로상에 배치된 전열변환기에 적용되는 원리 때문에 온-디맨드식에 적합하며, 구동신호는 인공비등접을 넘어서 신속한 온도상승을 제공하기에 충분하고, 이것에 의해 열에너지는 전열 변환기에 의해서 기록헤드의 가열부분상의 필름비등 발생시키는데 제공되며, 기포는 각각의 구동신호에 대응하는 유체(잉크) 내에 형성된다.

기포의 전개 및 충돌에 의해서, 유체(잉크)는 적어도 하나의 작은 방울을 발생하도록 분사출구를 통해서 분사된다. 구동신호는 바람직하게 펄스의 형상으로 되어 있고, 기포의 전개 및 충돌이 동시에 달성되기 때문에, 유체(잉크)는 신속한 반응으로 분사된다. 펄스의 형상의 구동신호는 미합중국 특허 제 4,463,359 호와 제 4,345,262 호에 바람직하게는 개시되어 있다. 부가적으로, 가열표면의 온도상승비는 미합중국 제 4,313,124 호에 바람직하게 개시되어 있다.

기록헤드의 구조는 미합중국 특허 제 4,558,333 호와 제 4,459,600 호에 개시된 것 같을 수 있고 여기에서 가열부분은 굽은 부분에 상기 언급된 특허에 개시된 분사출구, 액체 통로 및 전열 변환기의 조합의 구조에 추가로 배치된다.

부가적으로, 본 발명은, 일본 특개소 제 123670/1984 호에 개시된 구조에 적용가능하고 여기에서 공통슬릿은 복수개의 전열변환기를 위한 분사출구로서 사용되며, 일본 특개소 제 138461/1984에 개시된 구조에 적용가능하고 여기서 열에너지의 압력웨이브를 흡수하기 위한 개구부는 분사 부분에 대응하여 형성되어 있다.

이것은 본 발명이 기록헤드의 형태에 관계 없이 높은 효율로 확실하게 기록작동을 수행하는데 효과적이기 때문이다.

본 발명은 최대기록폭에 대응하는 길이를 가진 소위 풀-라인(full-line)식 기록헤드에 효과적으로 적용가능하다. 이러한 기록헤드는 단일기록헤드와 전체폭을 덮기 위하여 결합된 복수개의 기록헤드를 포함하고 있다.

부가적으로, 본 발명은 연속식 기록헤드에 적용가능하며 여기에서 기록헤드는 주조립체상에 고정되고 주장치에 전기적으로 연결된 대체가능한 칩식 기록헤드에 고정되고 주조립체내에 장착됨으로써 잉크를 공급할 수 있고 또는 일체식 잉크용기를 가진 카트리지식 기록헤드에 고정된다.

회복수단과 예비작동용 보조수단의 설치는 바람직하며, 이 때문에 이들은 본 발명의 효과를 안정화시킬 수 있다. 이러한 수단에 대해서는, 기록헤드용 캡핑수단, 세정수단, 가압 또는 흡입수단, 분사전열 변환기 또는 분사전열 변환기와 부가적인 가열 요소의 조합에 의한 예비가열수단 기록작동용이 아닌 예비 가열수단용 수단이고 이것은 기록작동을 안정화시킬 수 있다.

장착 가능한 기록헤드의 종류에는 단색잉크에 대응하는 단일 기록헤드 또는 서로 다른 기록 칼러 또는 농도를 가진 복수개의 잉크재료에 대응하는 복수개의 기록헤드가 있다.

본 발명은 주로 블랙과 서로 다른 잉크 재질을 가진 적어도 하나의 단색모우드와 일체로 형성된 기록유니트 또는 복수개의 기록헤드로 될 수 있는 칼러의 혼합에 의한 풀-칼러 모우드를 가진 장치에 적용가능하다.

더욱이, 상기 또는 그 이하에서 고체화된 또한 실온에서 액체화된 잉크재질이다.

잉크제트기록 시스템에 있어서, 잉크가 30℃ 이상 70℃ 이하의 범위내에서 제어되어 잉크의 점성을 안정화시키고 안정화된 분사를 제공되며, 이러한 형태의 통상의 기록장치에 있어서 잉크는 기록신호가 적용되면 온도 범위내의 유체이다.

부가적으로, 열에너지로 인한 온도상승은 열에너지를 고체상태로의 액체상태로의 잉크의 상태변화로 소모시킴으로써 포지티브적으로 방지되거나 잉크재질은 좌측에 있을 때 고체화되고 잉크의 증발을 막는데 사용된다.

어느 한 경우에 있어서, 기록신호의 적용이 열에너지를 발생시키면 잉크가 액체상태로 되어 액체화된 잉크는 분사된다. 잉크는 기록재에 도달될 때 고체화되기 시작한다. 본 발명은 열에너지의 적용에 의해서 액체상태가 된 잉크재질에 적용가능하다.

이러한 잉크재질은 일본특개소 제 56847/1979 호와 제 71260/1985 호에 개시된 바와같이 다공시트내에 형성된 구멍 또는 오목부를 통해서 액체 또는 고체재질로서 유지될 수도 있다. 시트는 전열변환기에 면하게 된다. 상기 설명된 잉크재질을 위한 가장 효과적인 것은 필름비등 시스템이다. 잉크제트 기록장치는 컴퓨터, 화상판독기와 결합된 복사장치, 또는 정보송수신 기능을 가진 팩시밀리와 같은 정보처리장치의 출구 터미널로서 사용될 수도 있다.

본 발명이 여기에서 개시된 구조를 참고하여 설명된 한편, 본 발명은 상세구성에 제한되지 않고 이 출원은 본 발명의 목적 또는 첨부된 특허청구의 범위내에서 일어날 수 있는 수정 또는 변경을 할 수 있다.

Claims (6)

1. 유체통로의 라인을 형성하고 클램프(4)에 의해서 함께 유지된 제 1 및 제 2 부재(2, 100)를 구비한 잉크제트헤드에 있어서, 클램프(4)는 그 상류부분내에서 유체통로의 유체유동방향에 대하여 상기 제 1 및 제 2 부재(2, 100)중의 하나의 측면과 접촉하여 있고 그 하류부분내에서 상기 부재중의 하나의 상기 측면과 라인접촉하여 있고 상기 상류부분과 상기 하류부분 사이에서 상기 부재중의 하나의 상기 측면과 접촉하여 있지 않으며, 라인접촉은 유체통로의 라인만큼 실질적으로 길게되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크제트헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 클램프의 끝은 라인압력을 작용시키기 위한 부분(6)을 형성하기 위하여 구부러져 있는 특징으로 하는 잉크제트헤드.
3. 제 2 항에 있어서, 굽은 부분(6)은 유체통로(7)에 인접하여 라인압력을 작용시키는 것을 특징으로 하는 잉크제트헤드.
4. 제 2 항에 있어서, 굽은 부분(6)은 통로(7)와 연통하는 분사출구(9)에 인접하게 라인압력을 작용시키는 것을 특징으로 하는 잉크제트헤드.
5. 제 2 항에 있어서, 통로(7)는 전열 변환기요소를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크제트헤드.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부재(2)는 일체식 오리피스판(400)을 가지고 있고, 상기 오리피스판은 상기 제 2 부재(100)의 끝과 맞물리기 위한 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 잉크제트헤드.

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