KR100722918B1

KR100722918B1 - 액체 용기 및 이를 이용한 인쇄 장치

Info

Publication number: KR100722918B1
Application number: KR1020050046675A
Authority: KR
Inventors: 하지메 야마모또; 노부유끼 하따사
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2007-05-30
Also published as: US20050270341A1; EP1602488A3; JP2005342993A; EP1602488B1; CN1704244A; JP3840237B2; US7264342B2; EP1602488A2; KR20060046367A; CN100345687C

Abstract

부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)로부터 액체 저장실(6)을 분리하기 위해 액체 용기(1)의 액체 저장실(6) 내에 중간 챔버(7)가 제공된다. 중간 챔버(7)는 액체 저장실(6)과 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)에 모두 연통하고, 나아가서 그 저부로부터 제공되는 복수의 소형 개구들(18)을 통해 액체 저장실(6)과 연통한다.

액체 용기, 액체 저장실, 부압 발생 부재, 중간 챔버, 덕트

Description

액체 용기 및 이를 이용한 인쇄 장치{LIQUID CONTAINER AND PRINTING APPARATUS USING THE SAME}

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 액체 용기를 도시한 개략적 단면도.

도2는 도1에 도시된 액체 용기의 사시도.

도3a 및 도3b는 도1 및 도2와 관련하여 반사 프리즘과 중간 챔버의 사이의 관계를 각각 도시하기 위한 설명도.

도4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 수정을 도시한 개략적 단면도.

도5는 도4에 도시된 액체 용기와 관련된 사시도.

도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 액체 용기를 도시한 개략적 단면도.

도7a, 도7b 및 도7c는 본 발명에 따른 제2 실시예의 수정을 각각 도시한 사시도.

도8은 본 발명에 따른 제2 실시예의 다른 수정을 도시한 사시도.

도9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 액체 용기를 도시한 개략적 단면도.

도10a 및 도10b는 종래 기술의 액체 용기를 각각 도시한 설명도.

도11은 액체 용기 내에 액체를 직접 보유하는 종래 기술의 액체 용기를 도시하기 위한 설명도.

도12는 액체 용기 내에 부압 발생 부재를 수용하는 종래 기술의 액체 용기를 도시하기 위한 설명도.

<도면의 주요 부분에 부호의 설명>

1 : 액체 용기

2 : 본체

5 : 챔버

6 : 액체 저장실

7 : 중간 챔버

9 : 연통부

11 : 부압 발생 부재

15 : 잉크

17 : 구획 벽

19: 가스 액체 교환 홈

본 발명은 잉크젯 인쇄 장치에 장착되는 액체 용기 및 이를 이용한 인쇄 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 잉크젯 인쇄의 분야에서 액체 용기로서 사용되는 잉크 카트리지에는 잉크 분사용 인쇄 헤드로 잉크 공급을 원활히 수행하기 위해 잉크 카트리지의 잉크의 내압을 조절하기 위한 구조가 제공된다. 잉크 카트리지의 부압은 잉크 카트리지에 부압 발생 부재를 제공함으로써 인쇄 헤드의 잉크 분사 헤드에서 형성되는 메니스커스를 유지하기 위해 발생될 수 있다.

최근에, 잉크젯 인쇄 기술은 현저하게 발전되어 왔으며, 이로써, 실제 사진과 같은 인쇄가 용이하게 달성될 수 있었다. 그러나, 은염 사진과 비교하면, 그 인쇄의 내구성[즉, 내광성(light resistance) 또는 내가스성(gas-resistance)]이 은염 사진에 비해 열등하기 때문에, 그 개선을 위한 사용자의 요구가 있어 왔다. 이러한 요구에 대한 대응책들 중의 하나가 안료(pigment) 잉크의 채택이다. 안료 잉크는 잉크 용제 내에 불용성 안료 색소를 분산시킨 것이며, 여기에서 안료 색소의 비중은 잉크 용제보다 더 크다. 따라서, 안료 색소가 잉크 제조 중에 균일하게 분산되더라도 안료 입자들의 침전 현상은 일정 시간 경과 후 회피할 수 없다.

일 태양에 있어서, 구조가 간단하고 본 분야에서 널리 사용되는 액체 용기에 있어서, 발포성 또는 섬유성 혼합체가 액체 용기의 하우징 내에 수용됨으로써 잉크가 발포성 또는 섬유성의 혼합체 내에 스며들어 유지된다. 이러한 태양에서 발포성 또는 섬유성 혼합체는 안료 입자들의 매우 느린 침전 속도를 가진다. 그리고, 잉크 용량과 사용 기간이 적절하게 결정된다면 이러한 구조로 발포성 또는 섬유성 혼합체에서의 안료 잉크가 실용가능해진다.

한편, 본 출원인은 예를 들어 일본특허공개번호 제2951818호에서 잉크를 위한 부압 발생 부재를 사용하면서 안정된 잉크 공급을 발생시킬 뿐만 아니라 액체 용기의 단위 용적당 대형의 잉크 용량을 가지는 액체 저장실을 구비한 액체 용기를 제시하였다.

도10a는 상술한 구조의 액체 용기의 개략적 단면도를 도시한 것이다. 액체 용기(1)의 내부는 연통부(9)를 가지는 구획 벽(14)에 의해 2개의 공간들로 분할된다. 공간들 중의 하나는 구획 벽(14)의 연통부(9)를 제외하고 잉크를 직접 수용하기 위해 밀봉되는 액체 저장실(6)을 형성한다. 다른 공간은 부압 발생 부재(11)를 수용하고 부압 발생 부재(11) 내의 액체를 침투 및 보유하기 위한 챔버(5)를 형성한다. 부압 발생 부재를 수용하기 위한 이러한 챔버(5)를 형성하는 벽에는, 잉크의 소모에 따라 액체 용기(1)의 내부로 외부 공기를 유입하기 위한 대기 연통 포트(8)와 인쇄 헤드부(미도시함)에 액체를 공급하기 위한 잉크 공급 포트(10)가 있다. 이와 관련하여, 도10a에서, 부압 발생 부재(11)가 액체를 보유하는 영역은 조밀한 사선들로 도시되고, 액체 저장실(6)의 공간에 저장된 잉크는 파선들로 도시된다.

상술한 구조에 의하면, 부압 발생 부재(11)의 잉크는 미도시된 인쇄 헤드에 의해 소모됨에 따라, 부압 발생 부재(11)의 액체 수면은 하강하여 결국은 홈으로 언급되는 가스 액체 교환 홈(19)의 상단부에 도달한다. 그 이후에 외부 공기는 잉크가 소모됨에 따라 대기 연통 포트(8)로부터 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)로 유입되고 나아가서 구획 벽(14)의 연통부(9)를 통해 액체 저장실(6)로 들어간다. 대신에, 액체 저장실(6)의 잉크는 연통부(9)를 통해 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)의 부압 발생 부재(11)에 충전된다. (이하에, 가스 액체 교환 작동이라 함) 따라서, 잉크가 인쇄 헤드에 의해 소모되더라도 잉크는 그 소모된 양에 따라 부압 발생 부재(11)에 충전됨으로써 부압 발생 부재(11)는 일정한 양의 잉크를 유지할 수 있다. 인쇄 헤드에 대한 상술한 부압은 일반적으로 일정한 값에 서 유지될 수 있으므로, 인쇄 헤드로의 잉크 공급은 안정화된다. 소규모와 고 유용성을 결합한 이러한 액체 용기들은 본 출원인에 의해 제조되었고 현재 실용가능하다.

도10a에 도시된 예에서, 부압 발생 부재(11)를 가지지 않은 공간(버퍼 챔버)(25)에는 대기 연통부(8)의 근처에서 리브(24)들이 제공된다.

액체가 이러한 방식으로 직접 수용되고 있는 액체 저장실 내의 잉크가 장기간 사용되지 않을 때, 그 안료 색소는 비교적 빠른 속도로 침전 현상을 계속하여 액체 저장실의 잉크의 상부 영역의 농도가 낮아지고 이 영역은 하향 확장된다. 이와 반대로, 액체 저장실의 저부의 근처에서, 안료의 농도는 점차 증가하고 이 영역은 상향 확장된다.

한편, 부압 발생 부재(11)에 의해 유지되는 안료 잉크의 안료 색소는 비교적 낮은 속도로 침전 현상을 계속한다. 따라서, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5) 내의 안료 색소의 농도 차이는 낮아진다.

도10b는 프린터 상에서 초기 부근에 사용하였으나 장기간 사용 위치에서 비사용 상태로 방치된 액체 용기를 개략적으로 도시한 것이다. 액체 저장실의 잉크(15) 농도의 분포에 있어서, 잉크 농도가 적정한 영역(15b)과, 안료 입자들이 액체 용기에서 하향 침전하여 잉크 농도가 낮게 되는 영역(15a)과, 상부 영역들로부터 침전하는 안료 입자들에 기인하여 잉크 농도가 증가하는 영역(15c)이 있다.

한편, 부압 발생 부재(11)에 있어서는, 액체 저장실(6)과 비교하여 3개 영역들 간의 차이가 근소하지만, 적정한 잉크 농도를 가지는 영역(23b)과, 낮은 잉크 농도를 가지는 영역(23a)과, 높은 잉크 농도를 가지는 영역(23c)이 있다. "11e"로 표시된 도면의 영역에서, 부압 발생 부재(11)는 잉크를 보유하지 않는다. 잉크 공급 포트(10)에서 제공되는 잉크 전달 부재(12)는 부압 발생 부재(11)내의 안료 색소 농도의 비교적 짙은 농도 영역(23c)과 직접 연통한다. 또한, 액체 저장실(6)을 분리하기 위한 구획 벽(14)의 아래의 연통부(9)는 액체 저장실(6)내의 안료 색소 농도의 상당히 짙은 농도 영역(15c)과 연통한다. 각 영역들(3개의 영역들로 대략 분할되어 있지만, 각 영역은 동일한 농도를 항상 유지하는 것이 아니라 그 내부에 농도의 분포를 가짐.)의 사이에서의 안료 농도의 크기 관계는 간단하게 다음의 수식으로 표시된다.

영역(15a)<영역(23a)<영역(15b) = 영역(23b)<영역(23c)<영역(15c)

상술한 액체 용기가 연속 주사식 프린터 상의 온 카트리지 탱크로서 장착되도록 실용가능해지고 여기에서 인쇄가 인쇄 용지의 폭 방향으로 잉크 탱크를 인쇄 헤드와 함께 이동시키면서 수행될 때, 액체 용기(1)의 잉크(15)는 액체 용기가 장착되는 카트리지의 운동에 의해 교반됨으로써 안료가 쉽게 침전하지 않거나, 장기간의 비사용(휴지 상태)으로 인해 현저한 침전 현상이 발생하더라도 영역(15a, 15b, 15c)의 잉크는 초기 상태로 복귀하도록 교반 효과에 의해 서로 혼합된다.

일본특허출원공개 제2005-007855호에 개시된 액체 저장 탱크에 의하면, 도11에 도시된 바와 같이, 액체 용기(1000)의 내부는 완전히 안료 잉크로 채워짐으로써, 그 내부에는 부압 발생 부재가 없다. 액체 용기(1000)의 내부에는 부압 발생 부재가 없으므로, 안료 색소는 용이하게 침전된다. 액체 용기(1000)는 장기간 사용되지 않으면, 저농도층(601), 중간 농도층(602) 및 고농도층(603)이 생성된다. 이러한 농도 분포를 개선하기 위해, 복수의 구멍(107)들을 가지는 파이프가 액체 용기에 배치되어 있으며, 여기에서 파이프 내의 안료 농도가 균일, 즉 적정하도록 고농도층을 위한 관통 구멍(107a)들은 작은 직경을 가지고 저농도층을 위한 구멍(107g)들은 큰 직경을 가지며, 그 이후에 적정 농도의 잉크가 공급 바늘을 통해 인쇄 헤드(524)로 공급된다.

일본특허출원공개 제2001-270131호에 개시된 액체 용기에 따르면, 도12에 도시된 바와 같이, 액체 용기(1)의 내부는 안료 잉크를 보유하는 부압 발생 부재(3)로 채워진다. 잉크가 액체 용기(1)의 내부에 단독으로 존재하지 않는 경우, 안료 색소의 침전이 비교적 적다. 그러나, 비사용 상태가 장기간 계속하면, 안료 색소의 침전이 발생한다. 액체 용기(1)내에 이러한 농도 분포를 개선하기 위해, 복수의 관통구멍(5)들을 가지는 파이프(4)가 부압 발생 부재(3)에 배치되어 파이프(4)의 잉크 온도 분포가 균일하게 되며, 그 이후에 파이프(4)내에 단독으로 존재하는 잉크는 인쇄 헤드로 공급된다.

그러나, 잉크를 직접 수용하기 위한 상술한 액체 저장실과 잉크를 보유하는 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버가 제공되는 액체 용기가 심각한 문제를 가지는 것으로 발견되었다. 이는 그 내부에 저장된 잉크의 안료 색소가 잉크를 직접 수용하도록 즉시 침전하고 비교적 용이하게 회복되는 액체 저장실(6)로부터 잉크의 안료 색소가 침전 및 회복하기 어려운 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)의 부압 발생 부재를 통해 잉크가 인쇄 헤드로 공급되기 때문이다.

프린터를 시동하기 위한 제거(purging) 동작이나 매우 작은 양의 인쇄 작업이 도10b에서 도시된 바와 같이 프린터의 장시간의 정지 동작 중에 안료 색소가 액체 저장실에서 침전하는 상태에서 수행되는 것으로 가정한다. 높은 안료 농도를 가지는 영역(15c)내의 잉크는 액체 저장실의 잉크에 대해 충분한 교반력의 적용이 없이 연통부(9)를 통해 부압 발생 부재(11)로 이동한다. 액체 용기(1)가 캐리지 상에서 단순히 흔들릴 경우에는 안료 색소의 침전을 본질적으로 제거하는 것이 충분하지 않다.

더욱이, 장기간의 비사용 상태가 그 이후에 다시 계속하면, 나아가서 안료 색소 침전이 잉크의 색소 침전이 회복하기 어려운 부압 발생 부재를 거쳐 인쇄 헤드로의 공급 잉크로 인해 발생한다.

높은 안료 농도를 가지는 잉크가 부압 발생 부재로부터 인쇄 동작을 수행하기 위해 인쇄 헤드로 공급될 때, 인쇄질이 크게 손상될 뿐만 아니라 분산된 안료 입자들이 서로 응고하기 시작하여 인쇄 헤드의 노즐이 막히는 결과를 초래하기 때문에 잉크가 정상적으로 분사되지 않는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은 가스 액체 교환 작동을 이용하여, 분산된 안료에 내재되는 침전 특성을 고려하여 높은 저장 효율을 가지는 단순한 구조로 잉크를 직접 수용하는 액체 저장실과 잉크를 보유하는 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버를 가지는 액체 용기를 제공하는 데에 있다.

즉, 높은 저장 효율을 가지는 단순한 구조로 신뢰성있는 액체 용기가 제공되 고, 안정된 부압에서 외부로 잉크를 공급할 수 있고 안료 잉크를 저장하면서 장기간의 비사용 상태 이후에 사용되더라도 불편함이 없다. 또한, 이러한 액체 용기를 이용하는 프린터가 제공된다. 이와 관련하여, 안료 분산의 침전 현상이 제한 없이 상술한 기재에서 문제점으로서 차지되지만, 본 발명의 더 이상의 목적은 잉크젯 프린터를 위해 사용되는 프린팅 액체에서 분산되는 임의의 다양한 재료들에 대해서도 동일한 효과를 가지기 위한 수단을 제공하는 것이다.

상술한 목적들을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 액체를 흡수 및 보유할 수 있는 부압 발생 부재를 수용하고, 잉크젯 인쇄 헤드에 액체를 공급하기 위한 액체 공급 포트와 외부 공기와 연통하는 대기 연통 포트를 구비하는 챔버와, 액체를 저장하고, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버와 연통하는 제1 연통 개구를 구비하는 액체 저장실을 포함하고, 액체 저장실 내의 액체는 제1 연통 개구를 거쳐 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버의 부압 발생 부재를 통해 액체 공급 포트로부터 인쇄 헤드로 공급하고, 액체 저장실에는 액체가 제1 연통 개구로 유동하기 전에 그 내부에 액체가 유동하는 제2 연통 개구를 가지는 구획 벽이 제공되고, 구획 벽의 제2 연통 개구는 복수의 연통 개구들을 포함하고, 그 각각은 구획 벽의 단부로부터 상이한 높이를 가지는 액체 용기가 제공된다.

이러한 구조에서, 가스 액체 교환 동작에 응답하여 액체 저장실로부터 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버로 액체가 공급될 때, 제2 연통 개구를 통과하는 액체는 액체의 농도 분포가 해제되는 상태로 제1 연통 개구를 거쳐 부압 발생 부재로 공급된다. 인쇄를 위해 적절한 농도를 가지는 액체는 최적으로 인쇄할 수 있도 록 공급 포트로부터 인쇄 헤드로 공급된다.

본 발명에 따르면, 구획 벽은 상기 액체 저장실의 상부면에 인접하여 연장할 수 있다.

더욱이, 상기 액체 저장실에는 액체가 제1 연통 개구로 유동하기 전에 그 내부에 액체가 유동하는 제2 연통 개구를 가지는 덕트가 제공될 수 있고, 덕트의 일단부는 제1 연통 개구와 연결되고 그 타단부는 액체 저장실의 상부로 개방된다.

본 발명에 따르면, 상기 제2 연통 개구는 복수의 연통 개구들을 포함할 수 있고, 그 각각은 상기 덕트의 일단부에 배치된 상기 제1 연통 개구와의 연결부로부터 상이한 거리를 가진다.

또한, 덕트의 일단부는 상기 제1 연통 개구의 부분과 연결될 수 있고 그 타단부는 상기 액체 저장실의 상부로 개방된다.

덕트의 일단부는 제1 연통 개구의 하부와 연결될 수 있고, 제1 연통 개구의 상부는 액체 저장실에 저장된 액체를 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버로 직접 공급하도록 구성된다.

본 발명에 따르면, 액체가 액체 저장실로부터 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버로 공급될 때, 제2 연통 개구를 통과하는 액체는 가스 액체 교환 동작에 반응하여 액체의 농도 분포가 해제되는 상태로 제1 연통 개구를 거쳐 부압 발생 부재로 공급된다. 인쇄를 위해 적합한 농도를 가지는 액체는 최적으로 인쇄할 수 있도록 공급 포트로부터 인쇄 헤드로 공급된다.

액체 용기는, 액체를 흡수 및 보유할 수 있는 부압 발생 부재를 수용하고 잉 크젯 인쇄 헤드에 액체를 공급하기 위한 액체 공급 포트와 외부 공기와 연통하는 대기 연통 포트를 구비하는 챔버와, 액체를 저장하고 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버에 공통인 벽면을 가지는 액체 저장실과, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버와 액체 저장실과 연통하는 중간 챔버를 포함하고, 중간 챔버는 공통 벽면에 인접하는 벽면을 더 포함하고 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버의 하부로부터 액체 저장실의 하부를 향해 볼록하게 돌출되고, 인접 벽면은 복수의 관통 구멍들을 가진다. 액체가 장기간 동안 외부로 공급되지 않은 이후에 침전 현상에 의해 침전된 안료 색소의 농도 분포가 챔버의 상부로부터 저부로 저농도, 적정 농도 및 고농도의 영역들에 분포되더라도, 잉크는 가스 액체 교환 동작에 의해 바람직한 농도로 평형이 이루어지면서 중간 챔버로 이동함으로써, 고농도의 잉크는 적정한 농도가 되도록 조절되고 액체는 농도를 조정한 이후에 부압 발생 부재를 거쳐 외부로 공급될 수 있다.

또한, 상이한 농도들을 가지는 잉크 부분들의 교반 및 혼합이 용이하게 되기 때문에, 잉크 부분들은 가스 액체 교환으로 인해 유입된 공기에 의해 복수의 구멍들을 통해 중간 챔버로 유입하며, 잉크 농도의 균일성을 더욱 향상시킬 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 효과, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 결합하여 취한 다음의 실시예들의 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 이하게 기재될 것이며, 여기에서 도10에서 동일한 참조 부호들은 동일한 구성 요소들을 표시하기 위해 사용된 것이고 그 설명은 생략한다.

(제1 실시예)

(전체 구조)

도1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 용기를 도시한 개략적 사시도이다. 액체 용기(1)는 합성 수지로 제조된 본체(2)와 커버(3)로 구성되는 하우징(4)을 포함하고, 그 내부는 연통부(9)를 가지는 구획 벽(14)에 의해 2개의 공간들로 분할된다. 공간들 중의 하나는 구획 벽(14)의 연통부(9)를 제외하고서 밀폐되고 잉크(15)를 직접 저장하기 위한 액체 저장실(6)을 형성한다. 공간들 중의 다른 하나는 액체가 침투된 부압 발생 부재(11)를 수용하기 위한 액체 저장실(6)을 형성한다.

부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)를 한정하는 벽의 상부에는, 잉크가 소모됨에 따라 액체 용기(1)로 외부 공기를 유입하기 위한 대기 연통 포트(8)가 있다. 대기 연통 포트(8)가 형성된 이 벽에 대향하는 하부 벽의 벽면 상에는, 잉크 공급 포트(10)가 부압 발생 부재(11)를 사이에 두고 형성되어 잉크 전달 부재(12)를 통해 인쇄 헤드(미도시함)로 액체를 공급한다.

액체 저장실(6)의 내부에는, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)와 잉크를 직접 수용하기 위한 액체 저장실(6)의 사이에 개재된 중간 챔버(7)를 한정하도록 얇은 구획 벽(17)이 그 저부로부터 상향 연장된다. 구획 벽(17)에는, 중간 챔버(7)와 이에 대향하는 액체 저장실(6)의 표면들에 비해 현저하게 작은 면적을 을 가지는 복수의 연통 구멍들(18)이 그 저부의 부근에서부터 상방향으로 소정 간격으로 이격되어 있다. 구획 벽(17)은 액체 저장실의 상부면으로 연장할 수 있지 만, 이는 중간 챔버(7)내의 공기가 외부 공기로부터 자유로이 교환되도록 상부 영역에서 개구(18b)를 형성하기 위해 본 실시예에서는 그 상부면에 도달하지 않는 위치로 연장한다. 더욱이, 구획 벽(17)의 위치는 중간 챔버(7)가 액체 저장실(6)의 용적이나 액체 저장실(6)의 저면의 면적에 대해 현저하게 작아지도록 결정된다.

도2는 도1에 도시된 액체 용기의 사시도로서, 부압 발생 부재(11), 잉크(15) 및 커버(3)는 도시되어 있지 않다. 상술한 설명은 도2를 참조하여 반복하기로 한다. 액체 용기의 내부 폭(W)은 거의 일정하고 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5), 중간 챔버(7) 및 액체 저장실(6)의 배열은 도면에서 도시된 바와 같이 길이 방향으로 되어 있으며, 다음의 관계가 주어진다.

[폭(W)에 대해 직각인 중간 챔버(7)의 저면의 길이(L1)] < [폭(W)에 대해 직각인 액체 저장실(6)의 저면의 길이(L2)]

(장기간 비사용 상태)

용기가 장기간의 비사용 상태에 있을 때 액체 용기(1)로부터 외부로 잉크가 공급되지 않고 액체 용기(1)는 프린터 상에서 그 현상을 유지하므로, 종래 기술을 도시한 도10b를 참조하여 설명한 바와 같이 발생하는 안료 색소 침전 상태가 점차 이루어진다.

그러나, 중간 챔버(7)의 용적이 액체 저장실(6)에 비해 현저하게 작으므로 중간 챔버(7)에 발생되는 고농도 영역(15c)의 용적이 극히 작다.

(그 이후의 잉크 공급 상태)

장기간의 비사용 상태 이후에 잉크가 외부로 공급될 때를 설명하기로 한다. 이와 관련하여, 액체 용기로부터 외부로의 잉크 공급은 인쇄 작동을 위한 인쇄 헤드로의 공급에 한정되지 않으며 적정한 상태로 프린터를 유지하기 위한 제거(purging) 작동에 응답하는 잉크 전달도 포함한다.

도1에 도시된 액체 용기(1)에서, 중간 챔버(7)와 액체 저장실(6)의 잉크는 부압 발생 부재(11)의 잉크가 미도시한 인쇄 헤드에 의해 소모되어(제1 단계) 부압 발생 부재의 액체 수면(liquid surface)이 홈으로 언급되는 가스 액체 교환 홈(19)의 상단부에 도달하도록 낮아질 때까지 소모되지 않는다.

이와 유사하게, 액체 저장실(6)의 잉크가 완전히 소모되는 제3 단계에서도, 중간 챔버(7)와 액체 저장실(6)의 잉크는 소모되지 않는다. 잉크가 홈으로 언급되는 가스 액체 교환 홈(19)의 상단부에 도달하는 순간부터 제3 단계의 초기로 계속하는 제2 단계를 이하에 설명하기로 한다.

제2 단계와 관련하여, 잉크가 가스 액체 교환 홈(19)의 상단부에 도달할 때, 외부 공기는 잉크가 그 이후에 소모됨에 따라 대기 연통 포트(8)로부터 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)로 유입되고, 구획 벽(14)의 연통부(9)를 통해 중간 챔버(7)로 들어간다. 중간 챔버(7)의 상부는 액체 저장실(6)과 연통하므로, 유입된 외부 공기는 양 챔버의 사이에서 자유로이 통과할 수 있다. 유입된 외부 공기 대신에, 액체 저장실(6)의 잉크가 저부의 부근에서 제공되는 연통 구멍(18a)을 포함하여 복수의 연통 구멍들(18)을 통과하여 중간 챔버(7)로 이전하고 구획 벽(14) 의 연통부(9)를 통해 챔버(5)의 부압 발생 부재(11)를 충전한다.(이하에, 이러한 동작을 가스 액체 교환 동작이라 함) 따라서, 잉크가 인쇄 헤드에 의해 소모되더라도, 잉크는 소모된 잉크의 양에 따라 부압 발생 부재(11)에 충전된다. 따라서, 부압 발생 부재(11)는 인쇄 헤드로의 잉크 공급을 안정화하기 위해 항상 일정량의 잉크를 보유하고 인쇄 헤드에 대해 거의 일정한 부압을 유지한다.

이제 상세한 설명을 하기로 한다. 액체 용기는 장기간 제1 단계 상태로 방치된 이후에 사용 초기시 제2 단계로 이전되거나 장기간 제2 단계 상태로 방치된 이후에 사용 초기시 본 단계를 계속하는 것으로 가정한다. 액체 저장실(6)로부터 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)로 잉크를 이동시킬 때, 구획 벽(17)이 제공되기 때문에, 저 잉크 농도, 적정 잉크 농도 및 고 잉크 농도의 영역들에서 액체 용기의 높이 방향으로 분포되는 잉크 부분들은, 액체 용기의 상이한 높이들에서 제공되는, 저부의 부근에서의 연통 구멍(18a)을 포함하여 복수의 연통 구멍들(18)을 통해 수집되고, 잉크 부분들은 부압 발생 부재로 이동될 수 있다. 따라서, 안료 색소가 저부를 향해 침전하더라도 저 잉크 농도, 적정 잉크 농도 및 고 잉크 농도의 영역들에서 각 잉크 부분을 취할 수 있으며, 이로써, 가스 액체 교환 동작으로 인해 대기 연통 포트로부터 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버를 거쳐 액체 저장실로 유입되는 공기에 의해 안료 색소가 교반되기 때문에 안료 색소의 침전에 대한 대응책으로서 유효하다.

복수의 연통 구멍들(18)의 구경, 구멍 간의 피치 및 구멍 배열은 액체 용기의 잉크 수면이 낮아지더라도 효과가 유지되도록 적절하게 선택할 수 있다.

또한, 복수의 연통 구멍들은 액체 수면의 높이를 거의 균등하게 하도록 작용 가능하여 저 농도, 적정 농도 및 고 농도의 영역들에 분포된 각 잉크 부분들은 액체 수면의 높이에 관계없이 수집되고 중간 챔버(7)로 공급된다. 즉, 연통 구멍들(18)은 액체가 잉크 공급 포트(10)로부터 외부로 공급될 때 중간 챔버(7)와 액체 저장실(6)의 액체 수면들이 서로 거의 동일 높이로 되도록 제공된다.

이러한 방식으로, 가스 액체 교환 동작(제2 단계 동작)에 의해 부압 발생 부재(11)로 이동된 잉크는 거의 적정한 농도로 조정된 이후에(제1 단계) 잉크 전달 부재(12)를 통해 인쇄 헤드로 공급된다.

이와 관련하여, 중간 챔버(7)의 저부에서 구획 벽(17)의 위치는 고 농도 영역의 용적을 증가하지 않도록 결정되고 바람직하게는 가스 액체 교환 동작 중에 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)로부터 중간 챔버(7)로 유입되는 기포의 상승으로 방해받지 않기 위해 공간을 형성하도록 결정되는 것이 중요하다. 이러한 구조에서, 각 연통부(18)로부터 취하여진 잉크는 상승하는 기포에 대해 역류를 형성하여 중간 챔버(7) 내에 충분한 혼합 효과를 일으키는데, 이는 본 발명의 제2 효과이다.

도3a는 위에서 본 바와 같이 도1 및 도2에 도시된 실시예의 개략적 단면도이다. 액체 저장실(6)의 저부 상에는, 필요하다면, 반사 프리즘(13)이 액체 저장실(6)과 중간 챔버(7)에 잉크가 존재하는지 여부를 검출하기 위해 제공된다. 이 프리즘(13)은 도3b에 도시된 바와 같이 중간 챔버(7)에 제공될 수 있다.

더욱이, 제1 실시예의 수정을 이하에 설명하기로 한다.

도4에 도시된 수정은 액체 저장실(6)의 저부로부터 상향 연장하는 구획 벽(17)이 비교적 낮다는 점에서 이전의 실시예와 다르다. 이러한 구조에서도, 고농도 영역과 적정 농도 영역으로부터의 잉크의 수집과 혼합 효과가 얻어지기 때문에 인쇄 화상의 품질과 인쇄 헤드의 신뢰성의 관점에서 특히 해결하기 어려웠던 종래 기술의 문제점이 유사하게 해소될 수 있다. 또한, 부압 발생 부재는 비교적 약한 모세관 작용을 가지는 부재(11a)와 비교적 강한 모세관 작용을 가지는 부재(11b)로 구성되는 적층 구조로 이루어질 수 있다.

도5는 도4에 도시된 것과 대응하는 액체 용기의 개략적 사시도로서, 잉크 제공 포트(10)의 위치가 상이하다. 즉, 포트(10)는 저면(21)에 제공되는 것이 아니라 저면(21)에 직각이고 구획벽(14)에 대향하는 측면상에 제공된다. 이러한 구조는 본 발명의 고유한 효과를 가진다. 또한, 도4 또는 도5에 도시된 구조는 구획 벽으로 인한 액체 저장실 내의 액체 저장 공간의 손실을 축소화할 수 있다.

(제2 실시예)

본 발명의 제2 실시예는 도6을 참조하여 설명하기로 한다.

복수의 연통 구멍들(18)을 가지는 구획 벽(17)이 제공되는 도1에 도시된 구조와 달리, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)는 연통부(9)와 결합되면서 액체 저장실(6)의 저부의 부근으로부터 상향 연장하는 덕트(27)를 통해 액체 저장실(6)과 연통한다. 즉, 도1의 중간 챔버(7)는 덕트(27) 내의 내부 공간과 대응하고 구획 벽(17)에 제공되는 연통 구멍들(18)은 덕트의 측벽 상에 제공되는 복수의 관 통 구멍들에 대응한다.

도7은 제2 실시예의 수정을 도시한 것으로서 본 발명은 도10에 도시된 것과 다른 종래 기술의 액체 용기에 적용된다. 도7a는 도7b에 도시된 덕트(27)가 결합되기 이전의 본 발명의 액체 용기의 개략도이고, 도7c는 도7b의 덕트(27)가 결합되는 상태를 도시한 것이다. 도7a에 도시된 액체 용기에 있어서, 구획벽(14)은 하우징의 저부로부터 그 상부벽으로 연장하지 않고 중간에서 측방향으로 절곡하여 액체 저장실(6)은 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)의 측부 상에서 뿐만 아니라 그 상측부 상에서도 형성된다. 이러한 구조의 탱크에서, 덕트(27)는 연통부(9)와 연통하도록 결합된다.

본 발명의 효과는 도6 또는 도7a 내지 도7c에 도시된 구조에 의해 유사하게 얻을 수 있다. 이와 관련하여, 덕트(27)의 연장된 길이는 도1과 도4의 관계에서와 같이 더 짧아질 수 있다. 이러한 경우에도, 물론 본 발명의 제1 및 제2 효과들이 얻어질 수 있음은 명백하다.

더 이상의 수정을 이하에 설명하기로 한다.

도8은 제2 실시예의 또 다른 수정을 예시한 것인데, 여기에서, 도6의 덕트는 도4에 도시된 구획 벽과 유사한 구조로 되도록 더 짧아지게 된다. 즉, 중간 챔버(7)는 구획 벽(17)의 상단부를 도4에 도시된 액체 용기의 구획 벽(14)에 관통 구멍(18c)을 가지는 벽(17a)으로 연결함으로써 형성된다. 이러한 경우에, 도4에 도시된 가스 액체 교환 홈(19)은 제공되지 않으며, 대신에, 연통부(9)는 가스 액체 교환 홈(19)의 상단부에 대응하는 높이로 연장한다. 본 발명의 효과도 이러한 구조에 의해 유사하게 얻을 수 있다.

(제3 실시예)

이어서, 제3 실시예를 이하에 설명하기로 한다. 도9에 도시된 구조는 도6의 구조의 연통부(9)의 구성과 상이하다. 즉, 연통부(9)는 상부 영역(9a)과 하부 영역(9b)으로 분할된다. 연통부(9)의 상부 영역(9a)은 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버(5)로부터 액체 저장실(6)로 외부 공기를 보내기 위한 경로가 되도록 액체 저장실(6)과 직접 연통한다. 한편, 연통 포트(9)의 하부 영역(9b)은 덕트(27)와 연통하고 그 튜브형 벽의 관통 구멍들(18)을 통해 액체 저장실(6)과 연통한다. 물론, 이러한 구조에서, 본 발명의 제1 효과를 얻을 수 있음은 당연하다. 본 실시예(도9 참조)에서는, 제2 실시예(도6 참조)와 달리, 가스 액체 교환에 의해서 얻어진 공기는 중간 챔버로서 간주되는 파이프 이내의 내부 공간으로 유입되지 않는다. 그러나, 액체 저장실에서의 상승 기포들로 인한 교반 효과(제2 효과)가 얻어질 수 있다.

제1 내지 제3 실시예들을 위에서 설명하였다. 구획 벽, 중간 챔버 또는 덕트로 인해 액체 저장실 내에 다양한 공간들이 존재하므로, 제조 중에 공기가 그 내부에 잔존하지 않도록 이러한 공간들을 포함하여 액체 저장실에 액체를 충전하는 것이 바람직하다. 이는 사용자가 제조 잉크를 수취하기 전에 (대기압 또는 공기 온도 등의) 환경 조건의 변화에 따라 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버와 연통하는 연통부를 제외하고서 실질적으로 밀폐된 공간을 구성하는 액체 저장실 내에 존재하는 공기의 팽창/수축으로 인한 불편함을 회피하기 위해서이다. 잉크 탱크의 총 저장 효율의 관점에서, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버가 잉크로 완전히 충전되는 것도 바람직하다. 이와 관련하여, 상술한 설명으로부터 본 발명의 효과들은 액체 용기의 전체 크기, 수평 길이, 측부 길이 및 그 높이의 비율, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 챔버와 액체 저장실의 용적 비율, 양 챔버들의 배열과 액체 용기의 스캔 방향의 사이의 관계 등으로부터 발생되지 않는 것에 이해하여야 한다.

상술한 액체 용기는 인쇄 용지의 폭 방향으로 이동할 수 있도록 잉크젯 인쇄 헤드를 가지는 카트리지 상에 착탈가능하게 장착되면서 연속 주사식 프린터에 사용된다.

본 발명은 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명되었으며, 이상의 설명으로부터 당업자에게 그 확장된 태양에 있어서 본 발명으로부터 일탈함이 없이 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것은 명백하며, 따라서 이러한 변경이 명료한 청구범위에서 모두 포함하도록 의도되어 있다.

본 출원은 본 명세서에서 참조로 결합되는, 2004년 6월 2일자로 출원된 일본특허출원 제2004-164548호로부터 우선권을 주장한다.

이상 설명한 본 발명에 따르면, 높은 저장 효율을 가지는 단순한 구조로 신뢰성있는 액체 용기가 제공되고, 안정된 부압에서 외부로 잉크를 공급할 수 있고 안료 잉크를 저장하면서 장기간의 비사용 상태 이후에 사용되더라도 불편함이 없다.

Claims

액체를 흡수 및 보유할 수 있는 부압 발생 부재를 수용하고, 잉크젯 인쇄 헤드에 액체를 공급하기 위한 액체 공급 포트와 외부 공기와 연통하는 대기 연통 포트를 구비하는 챔버와,

액체를 저장하고, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버와 연통하는 제1 연통 개구를 구비하는 액체 저장실을 포함하고,

상기 액체 저장실 내의 상기 액체는 상기 액체 공급 포트로부터 상기 제1 연통 개구를 거쳐 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버의 상기 부압 발생 부재를 통해 인쇄 헤드로 공급되고,

상기 액체 저장실에는 액체가 제1 연통 개구로 유동하기 전에 그 내부에 액체가 유동하는 제2 연통 개구를 가지는 구획 벽이 제공되고,

상기 구획 벽의 상기 제2 연통 개구는 복수의 연통 개구들을 포함하고, 그 각각은 상기 구획 벽의 단부로부터 상이한 높이를 가지는 액체 용기.
제1항에 있어서, 상기 구획 벽은 상기 액체 저장실의 상부면에 인접하여 연장하는 액체 용기.
액체를 흡수 및 보유할 수 있는 부압 발생 부재를 수용하고, 잉크젯 인쇄 헤드에 액체를 공급하기 위한 액체 공급 포트와 외부 공기와 연통하는 대기 연통 포 트를 구비하는 챔버와,

액체를 저장하고, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버와 연통하는 제1 연통 개구를 구비하는 액체 저장실을 포함하고,

상기 액체 저장실 내의 상기 액체는 상기 액체 공급 포트로부터 상기 제1 연통 개구를 거쳐 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버의 상기 부압 발생 부재를 통해 인쇄 헤드로 공급되고,

상기 액체 저장실에는 액체가 제1 연통 개구로 유동하기 전에 그 내부에 액체가 유동하는 제2 연통 개구를 가지는 덕트가 제공되고,

상기 덕트의 일단부는 상기 제1 연통 개구와 연결되고 그 타단부는 상기 액체 저장실의 상부로 개방되는 액체 용기.
제3항에 있어서, 상기 제2 연통 개구는 복수의 연통 개구들을 포함하고, 그 각각은 상기 덕트의 일단부에 배치된 상기 제1 연통 개구와의 연결부로부터 상이한 거리를 가지는 액체 용기.
액체를 흡수 및 보유할 수 있는 부압 발생 부재를 수용하고, 잉크젯 인쇄 헤드에 액체를 공급하기 위한 액체 공급 포트 및 외부 공기와 연통하는 대기 연통 포트를 구비하는 챔버와,

액체를 저장하고, 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버와 연통하는 제1 연통 개구를 구비하는 액체 저장실을 포함하고,

상기 액체 저장실 내의 상기 액체는 상기 액체 공급 포트로부터 상기 제1 연통 개구를 거쳐 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버의 상기 부압 발생 부재를 통해 인쇄 헤드로 공급되고,

상기 액체 저장실에는 액체가 제1 연통 개구로 유동하기 전에 그 내부에 액체가 유동하는 제2 연통 개구를 가지는 덕트가 제공되고,

상기 덕트의 일단부는 상기 제1 연통 개구의 부분과 연결되고 그 타단부는 상기 액체 저장실의 상부로 개방되는 액체 용기.
제5항에 있어서, 상기 덕트의 일단부는 상기 제1 연통 개구의 하부에 연결되고, 상기 제1 연통 개구의 상부는 상기 액체 저장실에 저장된 액체를 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버로 직접 공급하도록 구성되는 액체 용기.
액체를 흡수 및 보유할 수 있는 부압 발생 부재를 수용하고 잉크젯 인쇄 헤드에 액체를 공급하기 위한 액체 공급 포트 및 외부 공기와 연통하는 대기 연통 포트를 구비하는 챔버와,

액체를 저장하고 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버에 공통인 벽면을 가지는 액체 저장실과,

부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버와 상기 액체 저장실과 연통하는 중간 챔버를 포함하고,

상기 중간 챔버는 상기 공통 벽면에 인접하는 벽면을 추가로 포함하고 부압 발생 부재를 수용하기 위한 상기 챔버의 하부로부터 액체 저장실의 하부를 향해 볼록하게 돌출되고,

상기 인접 벽면은 복수의 관통 구멍들을 가지는 액체 용기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체는 안료를 함유하여 이루어지는 액체 용기.
제1항에 따른 상기 액체 용기가 착탈가능하게 장착되는 잉크젯 인쇄 장치.