KR20060059848A - 카트리지의 액체 보충 방법, 액체 보충 장치 및 카트리지 - Google Patents

카트리지의 액체 보충 방법, 액체 보충 장치 및 카트리지 Download PDF

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 따른 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법은, 액체 젯 장치에서 사용된 카트리지(1)내로 액체를 재보충하는 액체 재보충 방법으로서, 공기 배출 개구(21)를 밀봉하도록 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통되는 공기 배출 개구(21) 둘레에 부착된 주입 구멍 필름(90)이 공기 배출 개구(21)가 개방되도록 제거되는 필름 제거 공정과; 액체가 주입 구멍 필름 천공 공정에서 개방된 공기 배출 개구(21)를 통해 사용된 카트리지내로 주입되는 액체 주입 공정과; 액체가 상기 액체 주입 공정에서 주입된 공기 배출 개구(21)를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 필름이 재용착되는 주입 구멍 필름 재용착 공정을 포함한다.

Description

카트리지의 액체 보충 방법, 액체 보충 장치 및 카트리지{METHOD OF LIQUID FILLING OF CARTRIDGE, LIQUID FILLING DEVICE, AND CARTRIDGE}
도 1은 사용된 카트리지의 재생 공정을 도시하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 카트리지의 일 실시예를 도시하는 분해 사시도,
도 3은 카트리지를 도시하는 분해 사시도,
도 4는 용기 본체의 개구를 도시하는 도면,
도 5는 용기 본체의 표면을 도시하는 도면,
도 6은 차압 조절 밸브 수용 챔버의 확대 단면 구조를 도시하는 도면,
도 7은 밸브 수용 챔버의 확대 단면 구조를 도시하는 도면,
도 8은 카트리지 홀더의 일 예를 도시하는 도면,
도 9는 용착된 제 1 필름을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 카트리지의 흐름 통로의 변위를 설명하는 도면,
도 11은 용착된 오버 시트를 도시하는 도면,
도 12는 커버 라벨 박리 공정을 도시하는 도면,
도 13은 잉크 추출 공정을 도시하는 도면,
도 14는 잉크 추출 공정에서 사용된 액체 추출 유닛을 도시하는 도면,
도 15는 분사 구멍 필름 천공 공정을 나타내는 도면,
도 16은 잉크 분사 공정을 도시하는 도면,
도 17은 잉크 분사 공정에서 사용된 액체 분사 유닛을 도시하는 도면,
도 18은 분사 구멍 필름 재용착 공정을 도시하는 도면,
도 19a는 공기 배출 개구가 필름의 일부분을 제거함으로써 개방된 상태를 도시하는 개략적인 사시도,
도 19b는 공기 배출 개구가 잉크의 주입후에 밀봉된 상태를 도시하는 개략적인 사시도,
도 20은 공기 배출 개구가 밀봉된 상태를 도시하는 단면도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 사용된 카트리지 2 : 용기 본체
4 : 잉크 공급 개구 8 : 밸브 연통 챔버
11 : 제 1 잉크 챔버 16 : 제 2 잉크 챔버
21 : 공기 배출 개구 49 : IC 칩
50 : 스프링 52 : 멤브레인 밸브
56 : 기밀 제 2 필름 59 : 오버 시트
62 : 탄성 부재 67 : 관통 구멍
70 : 작동 로드 72 : 잉크 공급 니들
80 : 흡입 펌프 81 : 잉크 트랩
90 : 주입 구멍 필름 91 : 연통 파이프
93 : 일시 저장 탱크 97 : 주입 파이프
107 : 액체 보유 부분 113 : 히터
120 : 밀봉 플러그
본 발명은 노즐의 개구를 통해 액체 방울을 분사하는 액체 젯 헤드를 구비하는 프린터, 디스플레이 제조 장치, 전자 형성 장치 또는 바이오칩 제조 장치와 같은 액체 젯 장치의 카트리지내로 액체를 보충하는 방법, 액체 보충 장치 및 카트리지에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 액체 보충 장치 및 카트리지에 관한 것이다.
가장 널리 공지된 다양한 종류의 액체를 분사하는 노즐의 개구를 통해 액체 방울을 분사하는 액체 젯 헤드를 구비하는 액체 젯 장치는 잉크 젯 기록 장치상에 장착된 기록 헤드이다. 따라서, 잉크 젯 기록 장치는 설명을 위한 일 예로서 사용될 것이다.
잉크 젯 기록 장치는 잉크와 같은 액체를 분출하고 문자, 도면 등과 같은 이미지를 기록하는 액체 젯 헤드와, 액체 젯 헤드로 공급될 잉크와 같은 액체를 저장하는 카트리지를 포함하며, 일반적으로, 카트리지는 교체를 위해 잉크 젯 기록 장치로부터 분리될 수 있다. 카트리지내의 잉크가 고갈되고, 그에 따라 이미지가 기록되지 않을 경우에, 이미지는 잉크가 없는 사용된 카트리지를 등록상표의 새로운 카트리지 저장 잉크로 다시 교체함으로써 기록될 수 있다.
최근에, 사용된 카트리지는, 사용된 카트리지를 한번 사용된 후에 폐기시키는 경우에 쓰레기의 증가 및 환경 부담과 같은 심각한 문제가 야기되기 때문에 재생을 위해 잉크가 주입되는 것을 생각했다.
사용된 카트리지를 재사용하기 위해서, 잉크 백내에 잔류하는 잉크를 방출하고 그리고 소정 양의 잉크가 잉크 백내로 주입되는 잉크 젯 기록 장치의 잉크 카트리지의 재보충 방법이 제안되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 개시된 방법에 있어서, 잉크 백은 이 잉크 백내에 잔류하는 잉크를 배출하기 위해서 저압 챔버에서 가압 플레이트에 의해 가압되며, 다음에 소정 양의 잉크가 잉크 백내로 주입된다.
또한, 잉크가 없는 사용된 카트리지내로 잉크를 재보충하는 잉크 교체 방법이 제안되었다(특허문헌 2 참조). 특허문헌 2에 개시된 방법에 있어서, 잉크는 재보충 유닛에 의해 재보충되는 반면에, 흡입 유닛은 잉크 탱크내의 잉크를 흡입한다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제 1998-193635 호
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 제 1999-207990 호
그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법에 있어서, 소정 양의 잉크는 잉크 백내로 주입되는 반면에, 잉크 백은 저압 챔버에서 가압 플레이트에 의해 가압되며, 그에 따라 잉크 백내에 잔류하는 잉크는 배출된다. 따라서, 이 방법은 일정한 형상을 가진 단단한 케이스 카트리지에 적용될 수 없다. 또한, 잉크가 저압 챔버에서 수 직방향으로 이동가능한 가압 플레이트를 구비하는 장치에 의해 잉크 백으로부터 배출되기 때문에, 장치 및 공정의 구성이 복잡하게 된다. 그 결과, 재생 비용이 증가된다.
또한, 특허문헌 2에 개시된 방법에 있어서, 카트리지(잉크 탱크)내의 잉크가 흡입되는 동안에 잉크가 재보충되기 때문에, 카트리지의 가스제거 비율이 감소될 수 있거나, 많은 양의 저품질 잉크는 그 증가된 점도(점도는 건조에 의해 증가됨)로 인해서 잉크 백내에 잔류하여 재보충된 잉크와 혼합되게 되거나, 또는 재보충된 잉크가 많은 공기 버블을 함유할 수 있으며, 이에 의해 잉크는 재사용될 때 필요한 품질을 보장할 수 없는 확률이 높다. 반대로, 잔류하는 잉크가 완전히 배출되었다고 생각될 때, 재보충 잉크는 잔류하는 잉크와 혼합되고 다음에 배출될 수 있으며, 이에 의해 재보충 잉크의 양이 감소될 수 있다. 즉, 재생된 카트리지의 잉크의 품질 및 양품율을 동시에 보장하는 것은 어렵고, 이에 의해 양 방법은 만족스럽지 않다. 또한, 잉크가 프린트 등내로 잉크를 공급하는 공급 개구로부터 주입되고, 다음에 카트리지내의 잉크 보유 부재에 보유되기 때문에, 흡입 또는 주입 동안에 잉크 유동 방향은 사용 동안에 잉크 유동 방향에 반대이며, 잉크 버블이 공기 버블의 형태로 카트리지내에 잔류하게 된다. 그 결과, 재생된 카트리지가 사용되는 동안에 제트 헤드의 저급 분사를 야기시키게 된다.
상술한 바와 같이, 특허문헌 1 및 2는 잉크 재보충 재생된 카트리지를 확실하게 밀봉함으로써 카트리지의 양품율을 보장하는 방법은 거의 언급되어 있지 않으며, 또한 상기 문제를 연구한 것은 아니다.
또한, 특허문헌 1 및 2는 재생된 카트리지내의 공기 버블을 어떻게 제거하는가 그리고 재생된 카트리지가 사용될 때 액체 젯 헤드의 저급 분사를 방지하는 방법은 거의 언급되어 있지 않으며, 또한 상기 문제를 연구한 것은 아니다.
본 발명의 장점은 카트리지내로 액체를 효율적으로 보충하는 방법 및 장치와, 이 방법 및/장치에 의해 제조된 카트리지를 제공한다.
본 발명의 다른 장점은 액체 젯 장치내의 사용된 카트리지내로 액체를 효율적으로 재보충하는 것으로 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법 및 액체 재보충 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 장점은 액체 젯 장치내의 사용된 카트리지내로 액체를 효율적으로 재보충하고, 잉크 재보충 재생 카트리지, 액체 재보충 장치 및 재보충 카트리지를 확실하게 밀봉함으로써 카트리지의 양품율을 보장하는, 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 장점은 액체 젯 장치내의 사용된 카트리지내로 액체를 효율적으로 재보충하고, 재생된 카트리지가 사용될 때 액체 젯 헤드의 저급 분사를 방지하는, 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법 및 액체 재보충 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 장점은 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 효율적으로 보충하고, 액체 젯 헤드의 저급 분사를 방지하는, 카트리지내로 액체를 보충하는 방법과, 액체 보충 장치를 제공하는 것이다.
상기 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법은 사용된 카트리지의 내부와 연통하는 개구와, 이 개구를 밀봉하기 위해서 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름을 구비하는 사용된 카트리지내로 액체를 보충할 수 있으며, 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키기 위해서, 제 1 필름을 제거하는 필름 제거 공정과; 상기 필름 제거 공정에서 연통된 개구를 통해서 사용된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 공정과; 액체가 상기 액체 주입 공정에서 주입된 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면(이후에 "재용착 표면"이라고 함)으로서 이용하여 제 2 필름을 재용착시키는 재용착 공정을 포함한다.
또한, 상기 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 장치는 사용된 카트리지의 내부와 연통하는 개구와, 이 개구를 밀봉하기 위해서 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름을 구비하는 사용된 카트리지내로 액체를 보충할 수 있으며, 사용된 카트리지의 내부와 개구를 연통시키기 위해서 제 1 필름을 제거하는 필름 제거 유닛과; 상기 필름 제거 유닛에 의해 연통된 개구를 통해서 사용된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 유닛과; 액체가 상기 액체 주입 유닛에 의해 주입된 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 제 2 필름을 재용착시키는 재용착 유닛을 포함한다.
또한, 상기 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 본 발명에 따른 재보충 카트리지는 사용된 카트리지의 내부와 연통하는 개구와, 이 개구를 밀봉하기 위해서 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름을 구비하는 사용된 카트리지내로 액체를 보충함으로써 제조된 카트리지이며, 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키기 위해서 제 1 필름이 제거되며, 액체가 주입된 후에 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 제 2 필름이 재용착된다.
즉, 본 발명의 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법 및 액체 재보충 장치에 있어서, 카트리지의 내부와 연통되는 개구를 밀봉하도록 사용된 카트리지의 개구 둘레에 용착된 제 1 필름이 개구를 연통시키도록 제거되며, 다음에 액체가 개방된 개구를 통해 사용된 카트리지내로 주입된다. 다음에, 제 2 필름은 개구를 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 재용착된다.
그 결과, 카트리지의 형상을 변경시킴이 없이 액체의 누설을 발생하지 않고 용착 강도를 보장하는 용착 품질을 얻을 수 있다. 또한, 제 2 필름은 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 재용착되기 때문에, 용착의 신뢰성이 개선된다. 이러한 경우에, 본래 부착된 필름과 동일한 필름이 사용된다면, 수명이 저하되지 않는 신뢰성이 보장될 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있기 때문에, 사용자는 낮은 재생 비용으로 고품질의 사용된 카트리지를 제공받을 수 있다. 또한, 사용된 카트리지는 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으 로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 의해 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공받을 수 있다. 이러한 경우에, 본래 부착된 필름과 동일한 필름이 사용된다면, 수명이 저하되지 않는 신뢰성이 보장될 수 있다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 재용착된 표면이 본래 용착된 표면보다 깊은 개구 둘레에 오목한 부분에 형성된다면, 재용착 표면은 다른 인접한 부분보다 깊으며, 그에 따라 제 1 필름으로 커버된다. 따라서, 재용착 표면은 카트리지가 사용되는 동안에 거의 손상되지 않는다. 그 결과, 제 2 필름은 손상이 없는 표면에 재용착될 수 있어서, 제 2 필름의 신뢰성 재용착이 이뤄진다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 개구의 에지로부터 카트리지의 내부를 향해 하방으로 경사진 경사 표면이 카트리지의 개구에 형성되며, 제 2 필름이 경사 표면에 형성된다면, 제 2 필름은 개구의 에지로부터 카트리지의 내부로 하방으로 경사진 경사 표면에 재용착된다. 따라서, 필름은 용착 지그로 경사 표면에 용이하게 재용착될 수 있다. 그 결과, 개구는 보다 확실하게 밀봉될 수 있다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 카트리지는 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구에서 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하며, 카트리지가 압력 조절 밸브의 압력 조절에 의해 액체를 그 내부에 보유한다면, 액체는 카트리지가 사용될 때 액체 유동 방향과 동일한 방 향으로 주입된다. 따라서, 액체는 원활하게 주입되는 동시에 공기 버블은 거의 유입 또는 잔류되지 않는다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 카트리지는 액체를 액체 젯 장치에 공급하는 액체 공급 장치를 구비하며, 사용된 카트리지내에 잔류하는 액체가 액체 주입 공정 이전에 액체 공급 개구(액체 추출 공정)로부터 추출된다면, 액체는 사용된 카트리지내에 잔류하는 잉크가 추출된 후에 카트리지내로 주입되며, 이에 의해 저급 액체의 영향이 감소될 수 있다. 또한, 카트리지내에 잔류하는 액체가 액체 추출 공정 동안에 액체 공급 개구를 통해 추출되기 때문에, 액체는 카트리지가 사용될 때의 액체 유동 방향과 동일한 방향으로 유동되며, 이에 의해 액체는 원활하게 추출될 것이다. 또한, 액체 젯 장치의 것과 동일한 구성을 가진 추출 기구를 이용할 수 있기 때문에, 공동 부품이 장치 및 기구에 대해 이용될 수 있어서, 장치 비용의 감소가 실현되며, 액체는 원활하게 추출될 수 있다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 액체가 카트리지내로 주입된다면, 잔류 액체는 액체 주입 공정에서의 액체 공급 개구를 통해서가 아니라 개구를 통해서 액체 추출 공정에서 추출되며, 액체는 짧은 시간에 효율적으로 주입될 수 있는 동시에 공기 버블이 유입되지 않는다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 개구가 압력 조절 밸브의 상류의 잉크 저장 챔버와 연통하는 개구이라면, 액체는 카트리지가 이용될 때의 액체 유동 방향과 동일한 방향으로 주입된다. 따라서, 액체는 원활하게 주입될 수 있는 동시에 공기 버블은 거의 유입 또는 잔류되지 않는다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 개구상의 제 1 필름이 필름 제거 공정에서 제거될 때 개구상의 제 1 필름이 개구상의 제 1 필름내의 관통 구멍을 형성함으로써 제거되고, 그리고 액체가 액체 주입 공정에서 개구를 통해 카트리지내로 주입될 때 개구가 이 개구의 제 1 필름내에 관통 개구를 형성함으로써 카트리지 등에 손상이 없이 개방될 수 있다면, 재용착된 표면이 거의 손상되지 않는다. 따라서, 제 2 필름은 손상이 없이 표면에 재용착될 수 있으며, 그로 인해 제 2 필름의 신뢰성의 재용착이 유도된다. 또한, 액체는 짧은 시간에 효율적으로 주입되는 동시에 공기 버블이 유입되지 않는다.
본 발명의 재보충 카트리지에 따르면, 사용자는 카트리지의 형상을 변경시키지 않고 액체 누설이 없이 용착 강도를 보장하는 용착 품질을 가진 재보충 카트리지를 재사용할 수 있다. 또한, 제 2 필름이 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착 표면으로서 이용하여 재용착되기 때문에, 용착 신뢰성이 증가되고, 사용자 만족도가 개선된다. 이러한 경우에, 본래 부착된 필름과 동일한 필름이 사용된다면, 수명이 악화되지 않는 신뢰성이 보장된다. 또한, 사용된 카트리지가 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 그 결과 사용자는 저렴한 가격의 카트리지를 제공받을 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용된 카트리지가 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있기 때문에, 사용자는 낮은 재생 비용으로 고품질의 사용된 카트리지를 제공받을 수 있다.
상술한 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 카트리지내로 액체를 보충하 는 본 발명의 방법은 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 보충할 수 있으며, 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 공정과, 액체가 액체 주입 공정에서 주입된 후에 카트리지는 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 소정 양의 액체를 흡입하는 흡입 공정을 포함한다.
또한, 상기 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 카트리지내로 액체를 보충하는 본 발명의 장치는 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 보충할 수 있으며, 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 유닛과, 액체가 액체 주입 유닛에 의해 주입된 후에 카트리지가 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 소정 양의 액체를 흡입하는 흡입 유닛을 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 카트리지내로 액체를 보충하는 방법 및 액체 보충 장치에 따르면, 액체가 카트리지내로 주입된 후에, 소정 양의 액체가 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 흡입된다.
따라서, 소정 양의 액체가 액체의 주입후에 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 흡입된다면, 공기 버블이 카트리지에 거의 잔류하지 않는다. 또한, 젯 헤드의 분사 성능에 영향을 미치는 액체 공급 개구 근방의 공기 버블이 제거되기 때문에, 액체 젯 장치의 분사 특성을 보장할 수 있다. 특히, 본 발명이 사용된 카트리지에 적용되는 경우에, 새로운 카트리지의 것과 동일한 정도로 사용된 카트리지내의 액체 젯 장치의 분사 특성을 보장할 수 있다. 또한, 공기 버블이 제거될 때 외부 압력이 가해지지 않기 때문에, 카트리지는 거의 손상되지 않으며, 카 트리지는 보다 많은 회수로 재생될 수 있다. 상술한 바와 같이, 특히 본 발명이 사용된 카트리지에 적용되는 경우에, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생되기 때문에, 사용자는 낮은 재생 비용으로 고품질의 사용된 카트리지를 제공받을 수 있다. 또한, 사용된 카트리지가 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 의해 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 카트리지는 액체 공급 개구에서 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하며, 카트리지의 액체 저장 챔버내에 액체를 보유하는 흡수 재료 등이 카트리지의 케이스에 존재하지 않기 때문에, 액체가 흡입, 추출 또는 주입될 때 액체는 원활하게 이동될 수 있으며, 액체는 원활하게 재보충될 수 있으며, 본 발명의 효과가 현저하게 되며, 이 경우 액체는 압력 조절 밸브의 압력 조절에 의해 보유된다.
흡입 공정에서, 압력 조절 밸브로부터 카트리지내의 액체 공급 통로중에 액체 공급 개구까지 유동 통로의 적어도 용적에 대응하는 액체의 양이 흡입될 때, 압력 조절 밸브로부터 액체 공급 개구까지 유동 통로내의 공기 버블은 확실하게 제거될 수 있다. 공기 버블이 압력 조절 밸브의 상류에 존재할 때 조차도 공기 버블이 압력 조절 밸브의 하류의 일부분에 유입되지 않을 수 있기 때문에, 분사 버블은 확실하게 방지될 수 있다.
흡입 공정에서, 액체가 흡입 공정에서 액체 공급 개구로부터 흡입된 액체의 양에 대응하는 용적을 가진 액체 보유 부분내에 흡입 및 보유된다면, 액체는 액체 보유 부분의 용적과 동일한 정도로 액체 공급 개구로부터 흡입되기 때문에, 일정한 용적의 잉크가 항상 적절하게 흡입될 수 있으며, 과잉 흡입으로 인한 액체의 손실 또는 흡입 결핍으로 인해 잔류하는 공기 버블이 확실하게 방지될 수 있다.
흡입 공정이 개폐 밸브를 개방시킴으로써 실행될 때, 액체 공급 개구의 근방에 가해진 음압은, 소정의 음압이 액체 보유 부분의 상류에 설치된 개폐 밸브를 개방시킴으로써 액체 보유 부분에 축적되는 상태로부터 갑자기 증가된다. 따라서, 카트리지내의 액체의 흡입 속도가 갑자기 증가되며, 그에 따라 액체는 정지됨이 없이 액체 공급 개구로부터 배출될 수 있다. 그 결과, 카트리지내에 보충된 공기 버블을 함유하는 액체는 강력하게 흡입되며, 그에 따라 공기 버블을 함유하지 않은 액체가 액체 공급 개구 등내로 보충되며, 이에 의해 액체는 액체 젯 장치로부터 확실하게 분사될 수 있다. 상술한 바와 같이, 강한 음압이 특별한 흡입력의 증가가 없이 액체 공급 개구의 근방에 가해질 수 있기 때문에, 공기 버블 또는 액체는 간단한 기구에 의해 확실하게 흡입될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 사용된 카트리지에 잔류하는 액체가 액체 주입 공정 이전에 액체 공급 개구로부터 추출된다면(액체 추출 공정), 사용된 카트리지에 잔류하는 액체가 추출된 후에 액체가 카트리지내로 주입된다. 따라서, 저급 액체의 영향이 감소될 수 있다. 또한, 카트리지에 잔류하는 액체가 액체 추출 공정 동안에 액체 공급 개구를 통해서 추출되기 때문에, 액체는 카트리지가 사용될 때의 액체 유동 방향과 동일한 방향으로 유동되며, 그에 따라 액체는 원활하게 추출될 수 있다. 또한, 액체 젯 장치의 구성과 동일한 구성을 가진 추출 지그를 사용할 수 있기 때문에, 공동 부품이 장치 및 기구에 대해서 사용될 수 있어서, 장치 비용의 감소가 유도되며, 액체는 원활하게 추출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 액체가 카트리지내로 주입된다면, 잔류 액체는 액체 공급 개구를 통해서가 아니라 제 2 개구를 통해서 액체 추출 공정에서 추출되며, 액체는 짧은 시간에 효율적으로 주입될 수 있는 동시에 공기 버블이 유입되지 않는다.
본 발명의 실시예에 있어서, 제 2 개구가 압력 조절 밸브의 상류의 잉크 저장 챔버와 연통된다면, 액체는 카트리지가 사용될 때의 액체 유동 방향과 동일한 방향으로 주입된다. 따라서, 액체는 원활하게 주입될 수 있는 동시에 공기 버블이 거의 유입 또는 잔류되지 않는다.
본 발명의 실시예에 있어서, 액체가 액체 추출 공정에서 추출되는 카트리지의 압력이 사전에 600 내지 3800Pa의 범위가 되도록 감소되는 상태에서 잉크가 카트리지내로 주입된다. 그 결과, 카트리지내의 공기가 충분히 제거된 상태에서 액체가 주입되기 때문에, 액체는 원활하게 재보충될 수 있는 동시에 공기 버블이 카트리지에 유입되지 않는다. 특히, 압력 조절 밸브가 설치된 것으로 본 실시예의 카트리지와 유사한 카트리지는, 압력 조절 밸브를 통해 통과되는 공기의 저항이 보충 특성에 나쁜 영향을 주거나 또는 공기 버블이 카트리지에 존재할 때 공기 버블을 잔류시키기 때문에 효율적이다. 또한, 카트리지내의 압력이 과도하게 감소되지 않기 때문에, 카트리지내에 잔류하는 적은 양의 액체가 배기 또는 고형화되거나, 심한 버블링으로 보충 특성에 나쁜 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
액체가 본 발명에 따른 액체 재보충 방법에 의해 재보충된 잉크 카트리지의 경우에, 재보충은 액체의 주입후에 카트리지가 액체 젯 장치로 공급되는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 소정 양의 액체를 흡입함으로써 완료된다. 즉, 액체 주입후에, 소정 양의 액체는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 흡입된다. 따라서, 실질적으로 공기 버블이 없는 상태로 액체가 재보충된 잉크 카트리지를 제공할 수 있다. 또한, 그 부분에 잔류된다면 액체 헤드의 분사 성능에 가장 나뿐 영향을 미치는 잉크 공급 개구의 근방에서의 공기 버블을 확실하게 제거할 수 있기 때문에, 재보충된 카트리지는 새로운 카트리지의 것과 동일할 수 있는 액체 젯 장치의 분사 성능을 보장할 수 있다. 또한, 공기 버블이 제거될 때 압력이 카트리지의 외부로 가해지지 않기 때문에, 카트리지는 손상되지 않으며, 카트리지는 보다 많은 회수로 재생될 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있기 때문에, 사용자는 낮은 재생 비용으로 고품질의 사용된 카트리지를 제공받을 수 있다. 또한, 사용된 카트리지는 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 의해 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공받을 수 있다.
상기 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법은 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충할 수 있으며, 사용된 카트리지내에 잔류하는 액체가 추출되는 액체 추출 공정 과, 잔류하는 액체가 추출 공정에서 추출된 후에 카트리지내에 잔류하는 액체의 양이 새로운 카트리지에 충전할 액체의 전체 양에 대해서 소정의 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 체크하는 잔류 량 체크 공정과, 상기 잔류 량 체크 공정에서 소정의 비 또는 그 이하의 잔류 액체의 양을 함유하도록 체크된 사용된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 공정을 포함한다.
또한, 상기 장점중 적어도 하나를 성취하기 위해서, 카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 장치는 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충할 수 있으며, 상기 카트리지내에 잔류하는 액체를 추출하는 액체 추출 유닛과, 상기 액체가 액체 추출 유닛에 의해 추출된 후에 카트리지내에 잔류하는 액체의 양이 새로운 카트리지내로 충전할 액체의 전체 양의 소정 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 계량하는 계량 유닛과, 상기 계량 유닛에 의해 계량된 액체의 양이 소정의 비 또는 그 이하를 함유하도록 체크된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 유닛을 포함한다.
즉, 카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 따르면, 사용된 카트리지내에 잔류하는 액체는 추출된다. 또한, 액체가 액체 추출 유닛에 의해 추출된 후에 카트리지에 잔류하는 액체의 양이 새로운 카트리지내로 보충될 액체의 전체 양의 소정 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 체크하며, 액체는 소정 비 또는 그 이하의 잔류 액체의 양을 함유하도록 체크된 사용된 카트리지내로 주입된다.
따라서, 새로운 액체가 소정의 비 또는 그 이하인 액체의 양을 함유하도록 체크된 카트리지내로만 주입되기 때문에, 카트리지내로 보충된 액체의 품질을 보장 할 수 있으며, 저급 액체의 영향은 가스제거 비율의 감소를 야기시키며, 건조 등으로 인해 점도 증가는 거의 무시될 수 있다. 따라서, 재보충될 액체의 양품율은 보장되는 반면에 잔류 액체는 충분히 배출되며, 재생된 카트리지의 액체의 품질 및 양품율 양자가 보장될 수 있다. 또한, 카트리지에 외부 압력을 가할 필요가 없기 때문에, 카트리지는 거의 손상되지 않으며, 카트리지는 보다 많은 회수로 재생될 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있기 때문에, 사용자는 저렴한 재생 가격으로 고품질 사용 카트리지를 제공받을 수 있다. 또한, 사용된 카트리지는 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 의해 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공받을 수 있다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 잔류 량 체크 공정에서 소정 비가 6용적%일 때, 카트리지내에 잔류하는 저급 액체의 영향이 무시될 수 있도록 액체의 품질을 보장할 수 있으며, 사용된 카트리지는 사용된 카트리지내의 액체를 재보충 액체로 신뢰성있게 교체함으로써 재보충될 수 있다. 또한, 재보충할 액체의 양품율이 보장되는 동시에 잔류 액체는 충분히 배출되며, 그에 따라 재생된 카트리지내의 액체의 품질 및 양품율이 보장될 수 있다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 카트리지내의 잔류 액체가 액체 추출 공정에서 추출될 때, 카트리지의 표면적에 대응하는 액체의 소정 양이 카트리지내에 잔류하도록 형성되며, 액체가 카트리지내로 주입될 때 액 체의 소정 양이 액체 주입 공정에서 잔류되며, 카트리지의 표면에 따른 소정 양의 액체가 잔류하게 되며, 이에 의해 액체가 거의 유동되기 어려운 부분(예를 들면 좁은 액체 유동 통로), 또는 액체가 거의 분배되기 어려운 부분으로의 액체의 유동성이 개선되며, 액체의 보충 특성이 개선되며, 공기 버블은 거의 잔류되지 않는다. 이러한 경우에, 카트리지의 표면적이 크다면 많은 양의 액체가 잔류하며, 카트리지의 표면적인 작다면 적은 양의 액체가 잔류한다. 그 결과, 상기 기능은 효율적으로 작동된다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 카트리지가 액체 공급 개구에 대해서 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하고, 그리고 카트리지의 액체 저장 챔버내에 액체를 보유하는 흡수 재료 등이 카트리지의 케이스에 존재하지 않는다면, 액체가 흡입, 추출 또는 주입될 때 액체는 원활하게 이동될 수 있으며, 액체는 원활하게 재보충될 수 있으며, 본 발명의 효과가 현저하게 되며, 이 경우 액체는 압력 조절 밸브의 압력 조절에 의해 보유된다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 사용된 카트리지내에 잔류하는 액체가 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 추출 공정에서 액체 공급 개구로부터 추출될 때, 카트리지내에 잔류하는 액체가 액체 젯 장치로 액체를 공급하는 액체 공급 개구로부터 추출되기 때문에, 액체는 카트리지가 사용될 때의 액체 유동 방향과 동일한 방향으로 유동되며, 이에 의해 액체는 원활하게 추출될 수 있다. 또한, 액체 젯 장치의 구성과 동일한 구성을 가진 추출 지그를 사용할 수 있기 때문에, 공동 부품이 장치 및 기구에 대해서 사용될 수 있어서, 장치 비용 의 감소가 유도되며, 액체는 원활하게 추출될 수 있다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 재보충용 액체가 카트리지내로 주입된다면, 잔류 액체는 액체 공급 개구를 통해서가 아니라 제 2 개구를 통해서 액체 추출 공정에서 추출되며, 액체는 짧은 시간에 효율적으로 주입될 수 있는 동시에 공기 버블이 유입되지 않는다.
카트리지내로 액체를 재보충하는 본 발명의 방법에 있어서, 제 2 개구가 압력 조절 밸브의 상류의 잉크 저장 챔버와 연통된다면, 액체는 카트리지가 사용될 때의 액체 유동 방향과 동일한 방향으로 주입된다. 따라서, 액체는 원활하게 주입될 수 있는 동시에 공기 버블이 거의 유입 또는 잔류되지 않는다.
또한, 본 발명의 카트리지의 액체 재보충 장치에 따르면, 사용된 카트리지내에 잔류하는 액체는 추출된다. 또한, 액체가 추출된 후에 카트리지내에 잔류하는 액체의 양이 소정의 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 계량하며, 다음에 새로운 카트리지내로 보충될 액체의 전체 양의 소정 비와 동일하거나 그 이하로 잔류 액체의 계량된 양을 함유하는 카트리지내로만 액체가 주입된다.
따라서, 재보충용 액체가 소정 비와 동일하거나 그 이하인 액체의 양을 함유하도록 체크된 카트리지내로만 주입되기 때문에, 카트리지내로 보충된 액체의 품질을 보장할 수 있으며, 저급 액체의 영향은 가스제거 비율의 감소를 야기시키며, 건조 등으로 인해 점도 증가는 거의 무시될 수 있다. 따라서, 재보충될 액체의 양품율은 보장되는 반면에 잔류 액체는 충분히 배출되며, 재생된 카트리지의 액체의 품질 및 양품율 양자가 보장될 수 있다. 또한, 카트리지에 외부 압력을 가할 필요가 없기 때문에, 카트리지는 거의 손상되지 않으며, 카트리지는 보다 많은 회수로 재생될 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있기 때문에, 사용자는 저렴한 재생 가격으로 고품질 사용 카트리지를 제공받을 수 있다. 또한, 사용된 카트리지는 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 의해 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공받을 수 있다.
본 발명에 있어서, 재보충용 액체(재보충될 액체)는 본래 충전되고 소비된 액체와 동일한 것일 수 있거나, 동일한 그룹의 액체 또는 유사한 액체일 수 있다. 예를 들면, 액체가 잉크인 경우에, 재보충용 액체는 동일한 칼라의 잉크일 수 있거나, 동일 칼라 그룹의 잉크 또는 유사한 칼라의 잉크일 수 있다. 여기에서, 동일한 그룹의 잉크라는 것은 본래 충전되고 소비된 잉크의 것과 실질적으로 동일한 색채 특성을 가진 동일한 그룹의 착색제 또는 칼라 재료를 가진 잉크를 의미하며(예를 들면, 적색 잉크 및 옅은 적색 잉크 등등), 유사한 칼라의 잉크라는 것은 본래 충전되고 소비된 잉크의 것과 유사한 색채 특성을 가진 착색제 또는 칼라 재료를 가진 잉크를 의미한다(예를 들면, 적색 잉크 및 오랜지색 잉크 등등). 또한, 몇몇 경우에, 재보충용 액체는 본래 충전되고 소비된 잉크와 칼라가 완전히 상이한 잉크일 수도 있다.
이후에 본 발명을 실행하는 최상의 모드를 설명한다.
한편, 하기의 설명에서, 액체 젯 장치인 잉크 젯 기록 장치(이후에는 "기록 장치"라고 한다)를 일 예로서 사용할 것이다. 기록 장치는 노즐의 개구로부터 분사된 액체 방울(액체 잉크)을 분사할 물체인 기록 시트(인쇄 시트)상에 안착시킴으로써 문자 또는 이미지를 기록하는 이미지 기록 장치이다.
기록 장치는 잉크 카트리지(이후에 "카트리지"라고 함)(1)와, 기록 헤드가 부착되는 캐리지를 포함한다.
캐리지는 타이밍 벨트를 통해 단차 모터에 연결되며, 가이드 바아로 안내되어 기록 시트의 폭방향으로 왕복이동한다. 캐리지는 박스와 유사한 형상이며, 그 상부 표면은 개방되며, 기록 헤드의 노즐을 노출시킬 수 있도록 기록 시트에 대향된 표면(본 예에서 바닥 표면)에 부착되어 있다. 또한, 카트리지(1)는 캐리지상에 장착되어 있다.
더욱이, 잉크는 카트리지(1)로부터 기록 헤드로 공급되며, 이미지 또는 문자는 이동하는 카트리지로부터 기록 시트상으로 잉크 방울을 분사함으로서 도트 매트릭스로 인쇄된다.
도 1은 재생 공정의 모든 공정을 도시하는 흐름도이며, 이러한 재생 공정을 통해서 잉크(재보충용 잉크)는 사용된 카트리지(1)내로 분사되어, 카트리지(1)를 재사용하게 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 카트리지(1)의 재생 공정에서, 카트리지(1)가 회수되는 "회수 공정"과, 카트리지(1)가 선별되는 "선별 공정"과, 카트리지(1)의 외 관이 검사되는 "외관 검사 공정"과, 후술하는 오버 시트(59)가 박리되는 "커버 라벨 박리 공정"이 시퀀스로 실행된다.
다음에, 후술하는 잉크 공급 개구를 밀봉하는 공급 구멍 필름이 박리되는 "공급 구멍 필름 박리 공정"과, 사용된 카트리지(1)내에 잔류하는 잉크(잔류 잉크)를 추출하는 "잉크 추출 공정"과, 후술하는 공기 배출 개구(21)의 분사 구멍 필름(F)에 구멍이 형성되는 "분사 구멍 필름 천공 공정"과, 재보충용 잉크를 카트리지(1)내로 주입하는 "잉크 주입 공정"이 시퀀스로 실행된다.
그 후에, 후술하는 상이한 주입 구멍 필름(90)이 구멍이 필름(F)에 형성된 후에 재용착되는 "분사 구멍 필름 재용착 공정"과, 공급 구멍 필름이 재용착되는 "공급 구멍 필름 재용착 공정"과, 카트리지(1)의 중량을 검사하는 "중량 검사 공정"과, 후술하는 IC 칩(49)에 정보가 기록되는 "IC 데이터 기록 공정"과, IC 칩(49)의 정보가 기록되는 "IC 데이터 판독 공정"이 시퀀스로 실행된다.
다음에, 롯트 넘버가 카트리지(1)상에 각인되는 "롯트 넘버 각인 공정"과, 카트리지(1)상에서 외부 압력 검사가 실행되는 "외부 압력 검사 공정"과, 카트리지(1)를 가압 및 포장하여 간단하게 하는 "패킹 공정"과, 카트리지(1)로부터 잉크 또는 공기의 누설을 체크하는 "12h 누설 체크 공정"과, 카트리지(1)가 포장되는 "개별 포장 공정"이 시퀀스로 실행된다. 각 공정의 상세한 설명은 후술한다.
이후에, 본 실시예의 카트리지(1)는 도 2 내지 도 11을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 실시예에 따른 카트리지(1)의 일 예를 도시하는 분해 사 시도이다. 또한, 도 4는 개구로부터 볼 때의 용기 본체(2)를 도시한 것이며, 도 5는 표면(이후에, 개구에 대향된 용기 본체(2)의 표면을 "용기 본체(2)의 표면"이라고 한다)으로부터 본 용기 본체(2)를 도시한 것이다.
카트리지(1)는 편평하고 직사각형의 용기 본체(2)와, 개구에 용착되어 밀봉하는 뚜껑 부재(3)를 구비하며, 이 본체의 표면(도 2의 좌측 표면)은 개방되어 있다. 용기 본체(2) 및 뚜껑 부재(3) 양자는 합성 수지로 제조된다.
용기 본체(2)는 잉크 유동통로서 작용하는 것으로 본체의 표면에 형성된 잉크 홈(35, 18A)과, 대기 연통 통로서 작용하는 대기 연통 홈(36)을 포함한다. 또한, 기밀성을 가진 제 1 필름(57)의 시트는 용기 본체(2)의 표면에 용착되어 있기 때문에, 잉크 홈(35, 18A) 및 대기 연통 홈(36)의 개구는 밀봉되며, 이에 의해 잉크 홈(35, 18A)은 잉크 유동 통로에 형성되며, 대기 연통 홈(36)은 대기 연통 홈에 형성된다.
그 결과, 유동 통로는 카트리지(1)에 형성되어 잉크 홈(35), 제 1 필름(5)을 구비한 카트리지의 표면에 형성된 대기 연통 홈(36) 등을 개구를 밀봉하기 때문에, 잉크 유동 통로 및 대기 연통 통로와 같은 비교적 복잡한 유동 통로를 구비한 용기가 용이하게 형성될 수 있다. 따라서, 성형 도구가 용이하게 설계 또는 가공될 수 있어서 제조 비용을 낮출 수 있다.
이후에, 용기 본체(2)의 유동 통로의 구조를 상세하게 설명한다.
잉크 공급 개구(4)는 용기 본체(2)의 전방 단부 표면(본 예에서 용기 본체(2))에 형성되며, 용기 본체(2)는 상기 개구로부터 카트리지내에 삽입되며, 카트리 지(1)가 착탈될 때 손으로 파지되는 파지 아암(5, 6)은 카트리지(1)의 전방 및 후방 표면(도 4에서 좌측 및 우측)에서 용기 본체(2)와 일체로 형성된다. 잉크 공급 개구(4)는 잉크 공급 니들을 내부로 삽입시킴으로써 개방되는 밸브 본체(도시하지 않음)와 연통된다. 한편, 도 3에서, 참조부호(49)는 잉크 공급 구멍(4)의 측면상에서 파지 아암(6) 아래에 설치된 저장 유닛으로서 작용하는 IC 칩을 가리킨다.
IC 칩(49)은 후술되는 바와 같이 카트리지(1)내의 사용된 잉크의 양, 카트리지(1)에 잔류하는 잉크의 양과, 재생 정보와 같은 정보를 저장한다. 이들 정보의 종류는 정보 기록 유닛(예를 들면 IC 체커(후술함) 등이 있음)에 의해 기록된다.
잉크 공급 개구(4)를 향해 약간 하방으로 경사진 거의 수평으로 연장되는 벽(10)을 포함하는 프레임형 부분(14)은 용기 본체(2)의 개구 내측에 형성된다. 프레임형 부분(14)은 용기 본체(2)의 상부 및 양 측면으로부터 거의 이격 고정되게 형성된다. 잉크를 수용하는 제 1 잉크 챔버(11)는 프레임형 부분(14) 아래의 영역에 형성되어 있다.
또한, 관통 구멍(67)을 통해 제 1 잉크 챔버(11)를 대기와 연통시키는 대기 연통 통로(13, 13A)는 프레임형 부분(14)과 용기 본체(2)의 외부 연통 벽 사이에 형성된 갭 그리고 밸브 수용 챔버(8)에 설치된 프레임형 챔버(14)의 벽(12)에 의해 형성된다.
뚜껑 부재(3)는 대개 연통 통로(13A)를 형성하도록 용기 본체(2)의 외주연 벽과 벽(12)에 용착된다. 또한, 대기 연통 통로(13A)를 형성하는 벽(12)의 상단부는 카트리지(1)가 사용될 때 제 1 잉크 챔버(11)내의 액체 표면보다 높은 상단부 돌출부를 형성하도록 용기 본체(2)의 거의 상부까지 연장된다. 그 결과, 대기 연통 통로(13A)의 개구는 제 1 잉크 챔버(11)내의 액체 표면보다 높게 위치되며, 그에 따라 관통 구멍(67)으로의 잉크의 역류가 가능한 한 방지된다.
프레임형 부분(14)의 내부는 바닥에서 종방향으로 연장되는 것으로 잉크가 유동하는 연통 개구(15A)를 구비하는 벽(15)에 의해 우측 및 좌측 영역으로 분할된다. 또한, 제 1 잉크 챔버(11)로부터 올려진 잉크를 일시적으로 저장하는 제 2 잉크 챔버(16)는 벽(15)으로 분할된 프레임형 부분(14)의 우측 영역에 형성된다. 또한, 좌측 영역에서, 제 3 잉크 챔버(17), 제 4 잉크 챔버(23), 제 5 잉크 챔버(34) 등이 형성되며, 멤브레인 밸브(52), 스프링(50) 등으로 구성된 차압 밸브가 수용된다.
차압 밸브는, 잉크 공급 개구(4)에 대해서 잉크의 공급 압력을 조절하고 압력 조절 밸브의 압력 제어에 의해 카트리지(1)내에 잉크를 유지하도록 설치된 압력 제어 밸브이다. 이와 같이, 본 예의 카트리지(1)는, 잉크 공급 개구(4)에 대해서 잉크의 공급 압력을 조절하고 압력 조절 밸브의 압력 제어에 의해 잉크를 그 내부에 유지하는 압력 제어 밸브이다. 이러한 형태의 카트리지가 사용될 때, 잉크는 카트리지(1)내에서 부드럽게 이동될 수 있으며, 그에 따라 잉크는 용이하게 재보충되며, 본 발명의 효과가 현저하게 개선된다.
제 2 잉크 챔버(16) 아래의 제 1 잉크 챔버(11)의 부분에 있어서, 제 2 잉크 챔버(16)는 용기 본체(2)의 바닥 표면과 연통되어, 제 1 잉크 챔버(11)로부터 제 2 잉크 챔버(16)까지 잉크를 들어올리는 액체 리프팅 통로(18)를 형성한다. 벽(19) 으로 둘러싸인 직사각형 영역은 리프팅 통로(18)의 하부 부분에 형성되며, 연통 개구(19A, 19B)는 벽(19)의 하부 부분 및 상부 표면에 형성되어 있다.
리프팅 통로(18)는 용기 본체(2)의 표면에 홈형 잉크 홈(18A)을 형성하며, 잉크 홈(18A)은 제 1 필름(57)에 의해 밀봉된다.
또한, 리프팅 통로(18)는 연통 개구(47)를 통해 그 상부 부분에서 제 2 잉크 챔버(16)와 연통되고, 그 하부 단부 개구(18B)(도 9 참조)는 하부 벽(19)에 의해 둘러싸인 직사각형 영역에 형성된 개구(48)를 통해 제 1 잉크 챔버(11)와 연통된다. 그 결과, 제 1 잉크 챔버(11)는 리프팅 통로(18)를 통해 제 2 잉크 챔버(16)와 연통되고, 잉크는 제 1 잉크 챔버(11)로부터 제 2 잉크 챔버(16)내로 도입된다.
더욱이, 잉크가 제 1 잉크 챔버(11)내로 주입될 때 사용되는 잉크 주입 개구(20)는 리프팅 개구(18)에 대응하는 용기 본체(2)의 바닥 표면의 일부분에 형성된다. 또한, 잉크의 주입 동안에 공기를 배출하는 공기 배출 개구(21)는 잉크 주입 개구(20)의 근방에 형성되어 있다.
잉크 공급 개구(4)와 별개로 제 2 개구를 형성하는 공기 배출 개구(21)는 차압 밸브의 상류의 잉크 저장 챔버인 제 1 잉크 챔버(11)와 연통된다. 본 실시예에 있어서, 잉크는 "잉크 주입 공정"에서 공기 배출 개구(21)로부터 주입된다. 즉, 잉크가 등록상표의 새로운 카트리지내로 주입될 때, 잉크는 잉크 주입 개구(20)로부터 주입되며, 잉크가 사용된 카트리지내로 주입될 때, 잉크는 공기 배출 개구(21)로부터 주입된다. 본 실시예에 있어서, 잉크의 18.18 그램(g)이 사용되지 않은 카트리지내로 보충된다.
제 3 잉크 챔버(17)에 있어서, 벽(22)은 프레임형 부분(14)의 상부 표면(14A)으로부터 소정의 간격을 두고 수평방향으로 연장되도록 형성된다. 또한, 제 3 챔버(17)는 벽(22)과 연통하는 원호 벽(24)에 의해 분할되어 있고, 차압 밸브 수용 챔버(33) 및 제 5 잉크 챔버(34)는 벽(24)에 의해 둘러싸인 부분에 형성되어 있다.
원호 벽(24)에 의해 둘러싸인 영역은 제 5 잉크 챔버(34)를 향한 표면에서 차압 밸브(33)를 형성하기 위해서 벽(25)에 의해 두께 방향으로 2개 부분으로 분할된다. 잉크 순환 개구(25A)는 제 5 잉크 챔버(34)를 차압 밸브 수용 챔버(33)내로 유동되는 잉크를 도입하기 위해서 벽(25)에 설치된다.
벽(10)과 분할 벽(26) 사이에 연통 개구(26A)를 포함하는 분할 벽(26)은 실질적으로 원호 벽(24)의 하부 부분에 형성되며, 분할 벽(26)(도 4의 좌측 부분) 아래의 부분은 제 5 잉크 챔버(23)를 형성한다. 또한, 분할 벽(26)은 연통 개구(27)를 구비하며 종방향으로 연장되며; 종방향으로 연장되고 상부 및 바닥에 연통 개구(32A, 32B)를 구비하는 분할 벽(32)은 잉크 유동 통로(28A, 28B)를 형성하도록 원호 벽(24)과 프레임형 부분(14) 사이에서 하부 부분에 설치된다.
또한, 원호 벽(30)은 분할 벽(27)의 상부 단부에 연속되도록 그리고 실질적으로 원호 벽(24) 및 벽(22)과 접속되도록 용기 본체(2)에 형성되어 있다. 또한, 원호 벽(30)에 의해 둘러싸인 영역은 필터 수용 챔버(9)에 형성되며, 이 챔버에 블록형(본 예에서 원통형) 필터(7)가 수용된다.
또한, 대형 원 및 소형 원을 연결하는 관통 구멍(29)은 필터 수용 챔버(9)를 형성하는 원호 벽(30)내에 형성된다. 또한, 대형 원 측면의 관통 구멍(29)은 잉크 유동 통로(28A)의 상부 부분과 연통되고, 소형 원 측면의 관통 구멍(29)은 실질적으로 원호 벽(24)의 전방 단부에 설치된 연통 개구(24A)를 통해 제 5 잉크 챔버(34)의 상부 부분과 연통된다. 그 결과, 잉크 유동 통로(28A)는 관통 구멍(29)을 통해 제 5 잉크 챔버(34)와 연통된다.
또한, 제 2 잉크 챔버(16)로부터 연통 개구(15A, 26A, 32B, 27A) 등을 통해 잉크 유동 통로(28A)내로 유동되는 잉크는 필터 수용 챔버(9)내의 필터(7)에 의해 여과되며, 관통 구멍(29)의 대형 원 측면내로 유동된다. 다음에, 관통 구멍(29)내로 유동된 잉크는 연통 개구(21a)를 통해 관통 구멍(29)의 소형 원 측면으로부터 제 5 잉크 챔버(34)내로 유동된다. 용기 본체(2)의 표면의 측면상의 관통 구멍(29)의 개구는 제 1 필름(57)에 의해 밀봉된다.
여기에서, 기밀 제 2 필름(56)은 프레임형 부분(14)의 개구에 용착된다. 즉, 제 2 필름(56)은 프레임형 부분(14), 벽(10, 15, 22, 24, 30, 42) 및 분할 벽(26, 27, 32)에 용착되어, 잉크 챔버 또는 유동 통로를 형성한다.
한편, 잉크 공급 개구(4)는 표면에 형성된 잉크 홈(35)에 의해 차압 밸브 수용 챔버(33)의 하부 부분과, 잉크 홈(35)을 커버하는 기밀 제 1 필름(57)으로 형성된 유동 통로와 연통된다. 잉크 홈(35)의 상부 및 하부 단부는 각기 차압 밸브 수용 챔버(33) 및 잉크 공급 개구(4)와 연통된다. 그 결과, 제 5 잉크 챔버(34)내로 유도오딘 잉크는 잉크 순환 개구(25a) 및 차압 밸브 수용 챔버(33)를 통해 통과되며, 잉크 홈(35)이 형성된 유동 통로로부터 잉크 공급 개구(4)내로 유동된다. 또 한, 직사각형의 오목한 부분(38)은 제 2 잉크 챔버(16)에 대응하는 용기 본체(2)의 표면의 영역에 형성된다.
프레임 부분(39) 및 리브(40)는 직사각형의 오목한 부분(38)에 보다 깊은 단차부를 형성한다. 또한, 직사각형의 오목한 부분(38)은 프레임 부분(39) 및 리브(40)상에 잉크-차단 특성(ink-repellent property)을 가진 기밀 시트(55)를 펼쳐놓음으로써 대기 연통 홈(36) 및 홈(37)을 통해 대기와 연통되는 대기 배기 챔버에 형성된다.
관통 구멍(41)은 오목한 부분(38)의 후방 표면에 천공되고, 제 2 잉크 챔버(16)내의 타원형 벽(42)에 의해 분할된 길다란 영역(43)과 연통된다. 또한, 대기 연통 홈(36)은 공기-투과 시트(55)보다 표면에 근접한 오목한 부분(38)의 영역과 연통된다. 또한, 관통 구멍(44)은 관통 구멍(41)에 대향된 길다란 영역(43)의 단부에 천공된다. 관통 구멍(44)은, 홈(45)과 연통되도록 천공된 관통 구멍(46)을 통해서, 용기 본체(2)의 표면의 측면상에 형성된 연통 홈(45)과, 대기 개구 밸브 챔버인 밸브 수용 챔버(8)와 연통된다.
밸브 수용 챔버(8)에서, 제 1 잉크 챔버(11)에 형성된 대기 연통 통로(13a)에 형성된 관통 구멍(67)과 연통되는 관통 구멍(60)이 형성된다. 그 결과, 대기 연통 홈(36) 및 홈(37)을 통해 오목한 부분(38)내로 유동되는 공기는 관통 구멍(41), 길다란 영역(43) 및 관통 구멍(44, 46)을 통해서 밸브 수용 챔버(8)에 도달하며, 관통 구멍(60), 관통 구멍(67) 및 대기 연통 통로(13, 13a)를 통해서 밸브 수용 챔버(8)로부터 제 1 잉크 챔버(11)에 도달한다.
또한, 밸브 수용 챔버(8)는 카트리지가 삽입되는 측면(본 예에서 바닥 표면)에서 개방되며, 이에 의해 후술하는 바와 같이 기록 장치의 메인 본체에 설치된 식별 부품 또는 작동 로드는 밸브 수용 챔버(8)내로 삽입되며, 상부 부분내로 작동 로드를 삽입함으로서 개방되고 이것을 항상 개방으로 유지하는 대기 개방 밸브가 수용된다.
도 6은 제 5 잉크 챔버(34) 및 차압 밸브 수용 챔버(33) 둘레에서의 단면 구조를 도시한 것이다. 한편, 차압 밸브 수용 챔버(33)가 위치되는 용기 본체(2)의 표면은 도면의 우측에 위치되어 있다. 스프링(50)과, 탄성중합체와 같은 탄성적으로 변경가능한 재료로 구성되며 그 중앙에 관통 구멍(51)을 구비하는 멤브레인 밸브(52)가 수용된다. 멤브레인 밸브(52)는 환형의 두꺼운 부분(52A)을 그 둘레에 포함하고 있으며, 두꺼운 부분(52a)과 일체로 형성된 프레임 부분(54)을 통해 용기 본체(2)에 고정되어 있다. 또한, 스프링(50)은, 그 일 단부가 멤브레인 밸브(52d)의 스프링 수용 부분(52b)에 대해서 접촉되고 그리고 그 타 단부가 차압 수용 챔버(33)를 커버하는 뚜껑 부재(53)의 스프링 수용 부분(53A)에 대해서 접촉되도록 지지되어 있다.
상기 구성에 따르면, 제 5 잉크 챔버(34)로부터 잉크 순환 개구(25A)를 통해 통과되는 잉크의 유동은 멤브레인 밸브(52)에 의해 차단된다. 잉크 공급 개구(4)의 압력이 이러한 상태에서 낮아진다면, 멤브레인 밸브(52)는 스프링(50)의 가압력에 저항하는 음압으로 인해서 밸브 안착 부분(25B)으로부터 분리된다. 이러한 경우에, 잉크는 관통 구멍(51)과 잉크 홈(35)이 형성된 유동 통로를 통해 통과되고, 잉크 공급 개구(4)내로 유동된다.
잉크 공급 개구(4)의 압력이 소정의 값에 도달할 때, 멤브레인 밸브(52)는 스프링(50)의 가압력에 의해 밸브 안착 부분(25B)에 탄성적으로 접촉하게 되고, 그에 따라 잉크의 유동이 차단된다. 따라서, 잉크는 상술한 작동을 반복적으로 실행함으로써 잉크 공급 개구(4)로부터 배출될 수 있는 반면에, 잉크 공급 개구(4)의 압력은 일정한 음압으로 유지된다.
도 7은 대기 연통을 위한 밸브 수용 챔버(8)의 단면 구조를 도시한 것이다. 한편, 용기 본체(2)의 표면은 도면의 우측에 위치되어 있다. 관통 구멍(60)은 밸브 수용 챔버(8)를 분할하는 벽내에 천공되어 있으며, 고무와 같은 탄성 부재를 포함하는 가압 부재(61)는 용기 본체(2)의 표면내로 제거가능하게 삽입되어 있는 반면에, 가압 부재(61)의 주위는 용기 본체(2)에 의해 지지된다. 탄성 부재(62)에 의해 지지되고 관통 구멍(60)으로 항상 가압되는 밸브 본체(65)는 가압 부재(61)의 전방 단부에 배치된다(전진 방향에서). 하단부가 돌출부(63)에 의해 고정되고 중간부가 돌출부(64)에 의해 조절되는 판 스프링과 같은 탄성 부재(62)가 본 예에서 사용된다.
한편, 아암(66)은 가압 부재(61)에 대향 배치되어 있다. 카트리지(1)가 삽입되는 방향에서 아암(66)의 일부분(본 예에서 하단부)은 후술하는 바와 같이 작동 로드(70) 내측에 위치된 회전 지레받침(66A)을 통해서 용기 본체(2)에 고정된다. 또한, 아암(66)의 철수 부분(본 예에서 상부 부분)은 작동 로드(70)의 입구 통로에 대해서 비스듬하게 돌출되어 있다. 가압 부재(61)를 탄성적으로 가압하는 돌출 부 분(66B)은 아암(66)의 전방 단부에 형성되어 있다. 상술한 바와 같은 상기 구성에 의하면, 관통 구멍(67)은 밸브 본체(65)가 개방될 때 관통 구멍(60), 밸브 수용 챔버(8), 관통 구멍(46), 홈(45), 관통 구멍(44), 길다란 영역(43) 및 관통 구멍(41)을 통해서 대기 연통 오목부(38)와 연결된다.
또한, 식별 돌출 부분(68)은 카트리지가 기록 장치에 적합한 가를 결정하기 위해서 아암(66)(본 예에서 바닥)보다 카트리지가 삽입되는 부분에 근접한 밸브 수용 챔버(8)의 일부분이 제공된다. 식별 돌출 부분(68)은, 잉크 공급 개구(4)가 잉크 공급 니들(72)(도 8 참조)과 연통되고 그리고 밸브 본체(65)가 개방되기 전에 식별 조각(작동 로드)(70A)에 의해 결정이 실행되는 위치에 설치된다.
상기 구성에 의하면, 카트리지(1)가 도 8에 도시된 바와 같이 하부 표면에 기립된 작동 로드(70)를 구비하는 카트리지 홀더(71)상에 장착된다면, 작동 로드(70)는 비스듬한 아암(66)에 대해서 접촉되며, 가압 부재(61)는 카트리지(1)가 밀려질 때 밸브 본체(65)로 경사진다. 그 결과, 밸브 본체(65)는 관통 구멍(60)으로부터 분리되며, 상술한 바와 같이 관통 구멍(46), 홈(45), 관통 구멍(44), 영역(43) 및 관통 구멍(41)을 통해서 대기 연통 오목한 부분(38)을 대기로 개방한다.
또한, 카트리지(1)가 카트리지 홀더(71)에서 빠질 때, 작동 로드(70)는 아암(60)을 더 이상 지지하지 않으며, 이에 의해 밸브 본체(65)는 탄성 부재(62)의 가압력에 의해 관통 구멍(60)을 밀봉하며, 잉크 수용 부분은 대기로부터 차단된다.
다음에, 기밀 제 1 필름(57)은, 밸브와 같은 모든 부재가 용기 본체(2)내로 합체된 상태에서 오목한 부분이 형성된 적어도 하나의 영역을 커버하도록 표면에 부착된다. 그 결과, 오목한 부분 및 제 1 필름(57)에 의해 대기 연통 통로를 형성하는 모세관이 표면에 형성된다.
여기에서, 모세관을 포함하는 유동 통로의 변위 또는 유동 통로의 형성을 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 카트리지(1)에 있어서, 잉크 홈(35), 관통 구멍(29), 잉크 홈(18A), 홈(45), 대기 연통 홈(36) 및 오목한 부분(38)의 개구는 용기 본체(2)의 표면에 제 1 필름(57)의 시트를 용착시킴으로써 밀봉된다. 잉크 홈(35), 관통 구멍(29), 잉크 홈(18A) 및 홈(45)은 각기 잉크 통로에 형성되며, 대기 연통 홈(36) 및 오목한 부분(38)은 각기 대기 연통 통로에 형성된다. 도 9는 제 1 필름(57)이 용착되는 카트리지(1)를 도시한 것이다.
이러한 경우에, 제 1 필름(57)은 용기 본체(2)의 표면상에 위치되며, 다음에 열 용착을 위해 가열된 처리 플레이트에 의해 가압된다.
여기에서, 대기 연통 홈(36)은 잉크의 배기와 통로 저항의 과도한 증가를 방지하기 위해서 복잡하게 굽혀진 미세하고 얕은 홈이다. 따라서, 대기 연통 홈(36)이 제 1 필름(57)에 의해 밀봉된 경우, 대기 연통 홈(36)은 압착될 수 있으며, 그에 따라 용착 높이가 고정밀도로 이뤄지지 않는다면 공기 순환이 차단될 수 있다. 한편, 잉크 홈(35) 등등의 잉크 통로를 형성하는 오목한 부분은 잉크 누출을 방지하도록 용착 강도에 매우 신경을 써서 용착되는 것이 바람직하다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 유동 통로는 용기 본체(2)의 표면을 2개의 영역, 즉 잉크 유동 통로를 형성하는 오목한 부분이 형성되는 반면에 잉크 홈(35), 관통 구멍(29) 등이 이들의 대부분을 차지하는 영역(a)과, 대기 연통 홈(36)이 형성되는 영역(b)으로 분할하도록 배치된다. 잉크 유동 통로를 형성하지 않는 홈(31)은 용기 본체(2)의 표면상의 영역(a)과 영역(b) 사이에서 테두리 부분에 형성된다.
또한, 제 1 필름(57)이 용기 본체(2)에 용착될 때 한번에 가열된 처리 플레이트에 의해 가압된 영역(이후에 "용착 영역"이라고 한다)은 용착 높이의 정밀도가 조정될 필요가 있는 영역(a)과, 용착 강도가 조정될 필요가 있는 영역(b)으로 분할되고, 그에 따라 용착 조건은 영역(a, b)에서 독립적으로 조절된다. 그 결과, 용착 정밀도 및 용착 강도 양자가 조정될 수 있고 그리고 용착 정밀도 및 용착 강도가 상대적으로 좁은 부분상에서의 용착 상태가 조절된다면 보다 잘 조정될 수 있기 때문에, 용착 조건이 용이하게 알아낼 수 있다.
또한, 제 1 필름(57)의 용착 영역은 카트리지(1)내에 음압을 발생하는 차압 밸브의 하류의 잉크 유동 통로를 형성하는 잉크 홈(35)이 형성되는 영역(b)과, 영역(a)으로 분할된다. 즉, 잉크 유동 통로 및 대기 연통 통로와 같은 유동 통로의 형상이 비교적 복잡하기 때문에, 복잡한 유동 통로는 차압 밸브를 구비하는 카트리지(1)내에 용이하게 형성될 수 있다.
또한, 유동 통로를 형성하지 않는 홈(31)이 분할된 용착 영역(a)과 영역(b) 사이의 테두리 영역에 위치되기 때문에, 제 1 필름(57)이 용착되는 용착 및 처리 표면은 분할된 용착 영역(a)과 영역(b) 사이에서 중첩될 수 있으며, 이에 의해 용착 장치를 설계하는 자유도가 개선된다. 도 9에서, 참조부호(57A)는 홈(31)에 대 응하는 제 1 필름(57)의 일부분에 설치된 절취부를 가리킨다.
도 11에 도시된 바와 같이, 카트리지(1)는 용기 본체92)의 표면에 부착된 제 1 필름(57)을 커버하는 오버 시트(59)를 구비한다. 그 결과, 제 1 필름(57)은 오버 시트(59)에 의해 보호되며, 제 1 필름(57)의 손상으로 인한 잉크 누설 및 잉크의 배기가 감소될 수 있다. 도면에서, 참조부호(59A)는 홈(31)에 대응하는 오버 시트(59)의 일부분에 설치된 절취부를 가리킨다.
오버 시트(59)는 제 1 필름(57)보다 두께가 두껍다. 즉, 카트리지(1)에서, 제 1 필름(57)은 오버 시트(59)보다 얇다. 그 결과, 잉크 홈(35, 18A), 대기 연통 홈(36) 등이 제 1 필름(57)을 용착시킴으로써 밀봉될 때, 제 1 필름(57)은 용기 본체(2)의 표면을 용이하게 커버할 수 있기 때문에, 용착 강도 또는 용착 정밀도가 잘 개선된다. 또한, 제 1 필름(57)은 비교적 두꺼운 오버 시트(59)에 의해 효율적으로 보호될 수 있다.
또한, 오버 시트(59)는 용기 본체(2)의 하부 표면을 커버하는 연장 영역(59B)을 구비하며, 연장 영역(59B)은 잉크 주입 개구(20) 및 공기 배출 개구(21)를 커버한다. 상술한 바와 같이, 오버 시트(59)의 시트는 잉크 주입 개구(20) 및 공기 배출 개구(21)를 커버할 수 있으며, 이에 의해 공정이 단순화될 수 있거나, 부품의 개수가 감소될 수 있다.
한편, 용기 본체(2)의 개구는 열 용착 등에 의해 기밀 제 2 필름(56)이 부착되어, 프레임형 부분(14), 벽(10, 15, 22, 24, 30, 42) 및 분할 벽(26, 27, 32)에 대해서 용기 본체(2)가 기밀로 되게 한다. 또한, 뚜껑 부재(3)는 덮여지고, 용착 등에 의해 개구에 고정된다. 그 결과, 각 벽에 의해 분할된 영역은 연통 개구 또는 개구를 통해서만 서로 연통되도록 밀봉된다.
또한, 밸브 수용 챔버의 개구는 또한 열 용착 등에 의해 기밀 제 3 필름(58)으로 밀봉되며, 이에 의해 카트리지(1)를 마무리한다. 잉크 수용 부분이 상술한 바와 같이 기밀의 제 1 및 제 2 필름(56, 57) 등에 의해 밀봉된다면, 용기 본체(2)는 용이하게 성형될 수 있으며, 카트리지의 왕복운동으로부터 야기되는 잉크의 진동이 제 1 및 제 2 필름(56, 57)의 변형에 의해 흡수될 수 있으며, 이에 의해 잉크 압력이 일정하게 유지될 수 있다.
그 후에, 주입 파이프는 잉크 주입 개구(20)내로 삽입되며, 다음에 충분한 가스제거 잉크가 공기 배출 개구(21)가 개방된 상태에서 주입된다. 주입이 완료된 후에, 잉크 주입 개구(20) 및 공기 배출 개구(21)는 주입 구멍 필름(F) 및 오버 시트(59)에 의해 밀봉된다.
상기 구성을 가진 카트리지(1)가 밸브 등에 의해 대기로부터 차단되기 때문에, 잉크의 가스제거 비율이 충분히 유지될 수 있다.
또한, 카트리지(1)가 카트리지 홀더(71)에 장착될 때, 올바른 카트리지(1)가 카트리지 홀더(71)에 장착된다면, 카트리지(1)는 잉크 공급 개구(4)가 잉크 공급 니들(72)내로 삽입되는 위치로 카트리지 홀더가 들어가고, 관통 구멍(60)은 상술한 바와 같이 작동 로드(70)에 의해 개방으로 되며, 이에 의해 잉크 수용 부분은 대기와 연통되고, 잉크 공급 개구(4)의 밸브는 또한 잉크 공급 니들(72)에 의해 개방으로 된다.
한편, 잘못된 카트리지(1)가 카트리지 홀더(71)에 장착될 때, 식별 돌출 부분(68)은 잉크 공급 개구(4)가 잉크 공급 니들(72)에 도달하기 전에 카트리지 홀더(71)의 식별 조각(70A)에 대해서 접촉되며, 이에 의해 카트리지(1)가 더 이상 들어가지 않게 된다. 상기 상태에서, 작동 로드(70)가 또한 아암(66)에 도달하지 않기 때문에, 밸브 본체(65)는 밀봉 상태로 유지되며, 잉크 수용 부분은 대기로 개방되지 않으며, 이에 의해 잉크의 배기가 방지될 수 있다.
올바른 카트리지(1)가 카트리지 홀더(71)에 장착되고, 잉크가 인쇄 동안에 기록 헤드에 의해 소비된다면, 잉크 공급 개구(4)의 압력이 소정의 압력 또는 그 이하로 낮아지기 때문에, 멤브레인 밸브(52)는 상술한 바와 같이 개방으로 된다. 또한, 잉크 공급 개구(4)의 압력이 증가된다면, 멤브레인 밸브(52)는 폐쇄된다. 상기 작동에 의해, 소정의 음압으로 유지된 잉크는 기록 헤드내로 유동한다.
잉크가 기록 헤드에서 소비된다면, 제 1 잉크 챔버(11)내의 잉크는 리프팅 통로(18)를 통해 제 2 잉크 챔버(16)내로 유동한다. 제 2 잉크 챔버(16)내로 유동된 공기 버블은 부력으로 인해서 위로 이동되며, 단지 잉크만이 하부 부분에서 연통 개구(15A)를 통해서 제 3 잉크 챔버(17)내로 유동된다.
제 3 잉크 챔버(17)내의 잉크는 실질적으로 원형으로 형성된 벽(24) 및 제 4 잉크 챔버(23)의 하부 단부에 형성된 분할 벽(26)의 연통 개구(26A)를 통해 통과되고, 잉크 유동 통로(28A, 28B)내로 유동된다.
잉크 유동 통로(28A)를 통해 유동된 잉크는 필터 수용 챔버(9)내로 유동되고, 다음에 필터(7)에 의해 여과된다. 필터 수용 챔버(9)를 통해 통과된 잉크는 관통 구멍(29)의 대향 원 측면으로부터 소형 원 측면까지 유동하며, 다음에 연통 개구(24A)를 통해 제 5 잉크 챔버(34)의 상부 부분으로 유동된다.
그 후에, 제 5 잉크 챔버(34)내로 유동된 잉크는 잉크 순환 개구(25A)를 통해 차압 밸브 수용 챔버(33)내로 유동하며, 상술한 바와 같이 멤브레인 밸브(52)의 개방 및 폐쇄 작동에 의해 소정의 음압으로 잉크 공급 개구(4)내로 유동된다.
여기에서, 제 1 잉크 챔버(11)는 대기 연통 통로(13, 13A), 관통 구멍(67), 밸브 수용 챔버(8) 등을 통해 대기와 연통되며, 대기압으로 유지된다. 따라서, 음압이 유도되고, 그에 따라 잉크의 유동이 차단되지 않는다. 제 1 잉크 챔버(11)내의 잉크가 역류하여 오목한 부분(38)에 도달할 때 조차도, 오목한 부분(38)은 잉크 차단 특성을 가진 공기 투과 시트(55)를 구비하며, 이에 의해 공기 투과 시트(55)는 오목한 부분(38)을 대기와 연통시키는 반면에, 잉크의 배출은 차단된다. 그 결과, 잉크가 대기 연통 홈(36)내로 유동되는 것을 사전에 방지할 수 있으며, 대기 연통 홈(36)은 잉크의 고형화에 의해 차단된다.
상술한 바와 같이, 카트리지(1)는 잉크 홈(35) 등이나, 용기 본체(2)의 표면에 형성된 대기 연통 홈(36)을 포함하며, 유동 통로는 잉크 홈(35) 등의 개구나 대기 연통 홈(36)을 제 1 필름(57)으로 밀봉함으로써 형성되며, 이에 의해 잉크 유동 통로 및 대기 연통 통로와 같은 복잡한 유동 통로를 포함하는 용기가 용이하게 성형될 수 있으며, 성형 도구는 용이하게 설계 및 제조될 수 있다. 그 결과, 제조 비용이 감소될 수 있다.
한편, 본 예는 원주형 필터(7)를 이용하는 카트리지를 도시하고 있지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않으며, 필터(7)가 블록 형상을 갖는다면 다양한 형상 및 사이즈의 필터(7)가 본 발명에 이용될 수 있다.
다음에, 사용된 카트리지의 재생 공정을 도 1을 다시 참조하여 설명한다.
우선, 사용된 카트리지(1)는 "회수 공정"에서 모든 타입 또는 칼라에 대해서 회수되며, 다음에 회수된 카트리지(1)는 "선별 공정"에서 선별된다.
"선별 공정"에서, IC 칩(49)에 저장된 재생 정보를 판독하는 IC 체커가 카트리지(1)의 IC 칩(49)에 저장된 재생 정보를 판독한다. 재생 정보는 카트리지의 제조 일자를 포함하며, 잉크가 추출되었는가는 소정의 주기가 판독 제조 일자로부터 경과했는지를 결정함으로써 결정된다. 예를 들면, 카트리지의 제조 일자로부터 1.5년이 경과했는가가 결정되며, 1.5년이 경과하지 않았다면, 재보충용 잉크가 "잉크 추출 공정"이 없이 카트리지(1)내에 잔류되는 상태에서 새로운 잉크가 추가로 주입된다. 한편, 예에서와 같이 1.5년이 경과하였다면, "잉크 추출 공정"이 실행되며, 그에 따라 잔류하는 잉크가 카트리지(1)로부터 추출된 후에 재보충용 잉크가 주입된다.
재생 정보로서, 재생 등의 수가 기록된다. 이러한 경우에, 재생 정보는 "IC 데이터 기록 공정"에서 기록된다.
다음에 "외관 검사 공정"에서, 선별된 카트리지(1)의 외관이 검사된다. 이 공정에서, 잉크 누출 등으로 인한 잉크에 의해 현저하게 오염된 카트리지, 파이 아암을 갖지 않은 카트리지와 같은 가혹한 외관이 손상된 카트리지, IC 칩을 갖지 않은 카트리지 등과 같은 나뿐 카트리지(1)는 나안으로 선별되며, 회수된 카트리지 (1)로부터 제거된다.
그 후에, "커버 라벨 박리 공정"에서, 오버 시트(59)중에 잉크 주입 개구(20) 및 공기 배출 개구(21)를 커버하는 연장 영역(59B)은 용기 본체(2)의 하부 표면으로부터 박리된다. 본 실시예에서의 "커버 라벨 박리 공정"은 "잉크 추출 공정" 이전에 실행되며, 오버 시트(59)의 연장 영역(59B)은 박리되는 반면에, 필름(F)은 잉크 주입 개구(20) 및 공기 배출 개구(21)의 밀봉 상태를 유지하기 위해서 용기 본체(2)의 하부 표면에 부착되어 유지된다. 또한, "커버 라벨 박리 공정"은 "잉크 추출 공정"이 실행된 후에 실행될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, "칼라 라벨 박리 공정"에 있어서, 연장 영역(59B)은 가위, 절단 칼 등에 의해 오버 시트(59)로부터 절단되며, 다음에 용기 본체(2)의 하부 표면으로부터 박리된다.
그 후에, "개구 구멍 필름 박리 공정"에 있어서, 카트리지(1)의 잉크 공급 개구(4)를 밀봉하는 공급 개구 필름(도시하지 않음)은 핀셋 등에 의해 박리된다.
그 후에, "잉크 추출 공정"에 있어서, 카트리지(1)에 잔류하는 잉크는 추출된다.
도 13에 도시된 바와 같이, "잉크 추출 공정"에 있어서, 사용된 카트리지(1)에 잔류하는 잉크가 흡입 및 추출되는 추출 및 흡입 공정과, 잔류 잉크가 추출 및 흡입 공정에서 추출된 후에 카트리지(1)에 잔류하는 잉크의 양이 새로운 카트리지에서 재보충될 잉크의 전체 양의 소정의 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 체크하는 잔류 량 체크 공정이 실행된다.
도 14는 사용된 카트리지(1)에 잉크를 재보충하는 본 발명에 따른 액체 재보충 장치에서의 액체 추출 장치를 도시한 것이다. 이 장치는 카트리지(1)에 잔류하는 잉크를 추출하는 후술하는 액체 추출 유닛과, 잔류 잉크가 잉크의 전체 양의 소정의 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 계량하는 계량 유닛인 계량 장치(89)와, 후술하는 액체 주입 유닛을 포함한다.
액체 추출 유닛은 카트리지(1)내에 잔류하는 잉크를 추출한 후에 재보충할 카트리지(1)를 회수하는 잉크 트랩(81)과, 후술하는 트랩 압력 감소 파이프(85)를 통해 잉크 트랩(81)내의 압력을 감소시키는 흡입 펌프(83)와, 카트리지(1)로부터 잔류 잉크를 흡입하기 위한 잉크 흡입 파이프(87)를 포함한다.
잉크 트랩(18)내로 흡입된 잔류 잉크를 수용하는 잉크 저장소(81a)는 잉크 트랩(81)내에 설치된다. 잉크 공급 개구(4)로부터 카트리지(1)내의 잔류 잉크를 추출하기 위한 추출 지그는 잉크 흡입 파이프(87)의 일 단부에 설치된다. 또한, 단부(추출 파이프)는 잉크 공급 개구(1)와 연결되고, 다른 단부는 잉크 트랩(81)의 잉크 저장소(81a)에 배치된다.
기본적으로, 추출 지그는 액체 젯 장치에 있어서 카트리지가 장착되는 장착부의 구조와 동일한 구조를 갖고 있으며, 잉크 공급 개구(4)내로 삽입된 잉크 공급 니들(72) 또는 대기 연통 오목한 부분(38)을 대기로 개방하기 위한 작동 로드(70)를 포함한다. 추출 지그는 잉크 트랩(81) 위에 배치되며, 잉크 공급 개구(4)가 하방으로 향해 있는 동안에 카트리지(1)를 지지한다. 그 결과, 잔류 잉크는 추출 지그로부터 추출될 때 잉크 흡입 파이프(87)를 통해 잉크 트랩(81)내로 낙하된다.
트랩 압력 감소 파이프(85)의 일 단부는 흡입 펌프(83)와 연결되고, 다른 단부는 잉크 트랩(81)내의 상부 부분에 배치된다.
추출 및 흡입 공정에 있어서, 상기 구성을 갖는 액체 재보충 장치는 흡입 펌프(83)를 구동시키며, 트랩 압력 감소 파이프(85)를 통해서 소정의 음압(예를 들면 약 100Torr 또는 13.3kPa)으로 잉크 트랩(81)의 압력을 감소시킨다. 또한, 잔류 잉크는 잉크 공급 개구(4)를 통해서 카트리지(1)로부터 추출되며, 추출된 잔류 잉크는 잉크 트랩(81)의 잉크 저장소(81a)에 의해 수용된다. 본 실시예에 있어서, 사용된 카트리지(1)에 잔류하는 잉크는 상기와 같이 잉크 공급 개구(4)로부터 추출된다.
상술한 바와 같이, 사용된 카트리지(1)에 잔류하는 잉크가 잉크 공급 개구(4)로부터 추출될 때, 새로운 잉크는 잔류 잉크가 추출된 후에 주입된다. 따라서, 내부 잔류 잉크의 영향이 감소될 수 있다. 또한, 카트리지에 잔류하는 잉크가 잉크 공급 개구(4)로부터 추출되기 때문에, 추출 동안에 잉크 유동 방향은 카트리지가 사용될 때 잉크 유동 방향과 동일하며, 그 결과 잉크는 어려움 없이 원활하게 추출될 수 있다. 또한, 액체 젯 장치의 구성과 동일한 구성을 갖는 추출 지그가 사용되므로, 공동 부품이 사용되며, 이에 의해 장치의 비용이 감소될 수 있다. 또한, 잔류 잉크는 카트리지가 사용될 때와 같이 원활하게 추출될 수 있다.
카트리지(1)내의 잔류 잉크가 추출될 때, 카트리지(1)의 표면적에 대응하는 소정 양의 액체는 카트리지(1)에 잔류하도록 된다. 특히, 카트리지(1)에 잔류시키기 위한 잉크의 양은 재보충할 잉크의 전체 양의 약 2.5용적%(본 예에서 0.5g)이 다. 상술한 바와 같이, 카트리지(1)의 표면적에 따른 소정 양의 잉크가 잔류되도록 되면, 잉크가 유동되기 어려운 부분(예를 들면, 좁은 유동 통로) 또는 잉크가 누설되는 부분으로의 잉크의 유동성은 개선되며, 이에 의해 잉크의 보충 특성이 개선되며, 공기 버블은 드물게 잔류한다. 이러한 경우에, 카트리지(1)의 표면적이 크다면 많은 양의 잉크가 잔류하며, 카트리지(1)의 표면적이 작다면 적은 양의 잉크가 잔류하며, 이에 의해 상기 기능이 효율적으로 작용한다.
그 후에, 잔류 량 체크 공정에 있어서, 잉크가 추출된 후에 카트리지(1)내에 잔류하는 잉크의 양이 새로운 카트리지내로 재보충될 잉크의 전체 양의 소정 비를 차지하는 가를 체크한다.
소정의 비는 잔류 량 체크 공정에서 6용적%이다. 즉, 카트리지(1)내에 잔류하는 잉크의 양은 새로운 카트리지내로 재보충할 잉크의 전체 양의 6용적% 또는 그 이하이다.
본 실시예에서, 잉크의 18.18그램(g)이 새로운 카트리지에 보충되기 때문에, 카트리지(1)에 잔류하는 잉크의 양이 18.18g의 6%(v/w)인 1g 또는 그 이하인가를 체크한다.
잔류 량 체크 공정에서 소정의 비가 6용적%이기 때문에, 카트리지내에 잔류하는 하급 액체의 영향이 무시될 때까지 액체의 품질을 보장할 수 있으며, 사용된 카트리지는 재보충 액체로 사용된 카트리지에 액체를 확실하게 교체함으로써 갱신될 수 있다. 또한, 재보충할 액체의 양품율은 잔류 액체가 충분히 배출되는 동안에 보장될 수 있으며, 이에 의해 재생된 카트리지내의 액체의 품질 및 양품율의 양 자가 보장될 수 있다.
상술한 바와 같이, "잉크 추출 공정"은 카트리지(1)내의 잉크의 0.5 내지 1g를 잔류시킴으로써 완료되며, 다음 공정이 시작된다.
그 후에(도 1 참조), "주입 구멍 필름 천공 공정"에 있어서, 공기 배출 개구(21)를 밀봉하기 위해서 잔류 잉크의 1g 또는 그 이하를 함유하는 카트리지(1)의 공기 배출 개구(21)의 근방에 용착될 필름(F)의 일부분은 공기 배출 개구(21)를 대기로 연통시키도록 제거된다.
도 15에 도시된 바와 같이, "주입 구멍 필름 천공 공정"에 있어서, 특히 공기 배출 개구(21)의 필름(F)의 일부분이 제거될 때, 공기 배출 개구(21)의 필름(F)의 일부분은 필름 제거 유닛(예를 들면 가위 또는 절단 나이프)에 의해 절취되며, 다음에 공기 배출 개구(21)의 필름(F)에 구멍이 형성된다.
상술한 바와 같이, 공기 배출 개구(21)의 필름(F)의 일부분은, 필름(F)의 일부분을 절취하고, 공기 배출 개구(21)의 필름(F)내의 관통 구멍을 형성함으로써 제거된다. 또한, "잉크 주입 공정"에서, 새로운 잉크는 공기 배출 개구(21)로부터 카트리지(1)내로 주입된다. 공기 배출 개구(21)가 이와 같이 공기 배출 개구(21)의 필름(F)내의 관통 구멍을 형성함으로써 카트리지(1) 등에 손상을 발생시키지 않고 연통될 수 있으며, 그리고 그에 따라 재용착 표면이 거의 손상되지 않기 때문에, 주입 구멍 필름(90)(후술함)은 손상없이 표면에 재용착될 수 있으며, 확실한 재용착이 성취된다. 또한, 액체는 짧은 시간에 충분히 주입될 수 있으며, 공기 버블이 카트리지(1)에 들어가지 않는다.
또한, 본 실시예에서의 공기 배출 개구(21)를 개방시키기 위해서 필름(F)의 제거는, 필름(F)의 일부분이 필름(F)내에 관통 구멍을 형성하도록 공기 배출 개구(21)의 에지를 따라 절취되게 하는 방법으로 실행될지라도, 본 발명은 이것으로 또는 이것에 의해 제한되지 않으며, 공기 배출 개구(21)를 개방하기 위한 필름(F)의 제거는 다양한 방법으로 실현될 수 있다. 예를 들면 도 15에서 2점쇄선으로 도시된 바와 같이, 필름(F)은 2점쇄선을 따라 절취되며, 이에 의해 필름(F)의 좌측 절반은 공기 배출 개구(21)를 개방하도록 제거되는 반면에, 필름(F)의 나머지 우측 절반은 공기 주입 개구(20)의 밀봉 상태를 유지한다. 선택적으로, 전체 필름(F)은 공기 배출 개구(20) 및 잉크 주입 개구(20) 양자를 개방하도록 제거될 것이다.
그 후에, "잉크 주입 공정"에서, 새로운 잉크가 카트리지(1)내로 주입된다.
도 16에 도시된 바와 같이, "잉크 주입 공정"에 있어서, 후술하는 바와 같이 액체 주입 유닛을 사용함으로써, 잉크가 카트리지로부터 "잉크 추출 공정"에서 추출되는 카트리지(1)의 압력이 소정의 용적도(예를 들면 37Pa) 또는 그 이하로 감소되는 진공 풀링(vacuum pulling) 공정과; 잉크가 카트리지(1)내로 주입되는 주입 공정과; 후술하는 바와 같이 잉크가 일시 저장 탱크(93)내로 재보충되는 잉크 재보충 공정과; 잉크가 주입 공정에서 주입된 후에 잉크 공급 개구(4)를 통해 카트리지(1)로부터 소정 양의 잉크가 흡입되는 잉크 흡입 공정과; "잉크 주입 공정"이 마무리되는 마무리 공정이 시퀀스로 실행된다.
도 17은 본 발명에 따른 액체 재보충 장치의 액체 주입 장치를 도시한 것이다. 이 장치에서, 액체 주입 유닛은 대기와 연통되고 그 상부와 연결된 연통 파이 프(91)를 구비하고 계량 장치(89)에 의해 계량된 잔류 잉크의 양이 소정의 비(6용적%)와 동일하거나 그 이하로 함유하도록 체크된 카트리지(1) 위의 카트리지(1)내로 재보충될 잉크를 저장하는 일시 저장 탱크(93)와; 잉크를 일시 저장 탱크(93)로 공급시키기 위해서 잉크를 수용하는 잉크 탱크에 연결된 공급 파이프(95)와; 공기 배출 개구(21)로부터 카트리지(1)내로 일시 저장 탱크(93)내의 잉크를 주입하기 위한 주입 파이프(97)와; 카트리지(1)내의 잉크를 추출 및 수용하는 잉크 트랩(99)과; 후술하는 바와 같이 트랩 압력 감소 파이프(103)를 통해 잉크 트랩(99)의 압력을 감소시키는 흡입 펌프(101)와; 흡입 펌프(101)의 흡입에 의해 잉크 트랩(99)의 압력을 감소시키기 위한 트랩 압력 감소 파이프(103)와, 카트리지(1)로부터 잉크를 흡입하기 위한 잉크 흡입 파이프(105)를 포함한다.
액체 주입 유닛은 계량 장치(89)에 의해 계량된 잔류 잉크의 양을 상기 구성에 의해 소정의 비(6용적%) 또는 그 이하로 함유하도록 체크된 카트리지내로 새로운 잉크를 주입한다.
연통 파이프(91)를 개폐하고 공기의 배기를 일시 저장 탱크(93)로 조절하는 연통 파이프 개폐 밸브(91a)는 연통 파이프(91)내에 설치된다. 또한, 공급 파이프(95)를 개폐하고, 일시 저장 탱크(93)로의 잉크의 공급을 조절하는 공급 파이프 개폐 밸브(95a)는 공급 파이프(95)에 설치된다. 또한, 주입 파이프(97)를 개폐하고, 카트리지(1)내로의 잉크의 주입을 조절하는 주입 파이프 개폐 밸브(97a)는 주입 파이프(97)에 설치된다.
잉크 트랩(99)내로 흡입된 잔류 잉크를 수용하는 잉크 리시버(99a)는 잉크 트랩(99)내에 설치된다. 잉크 공급 개구(4)로부터 카트리지내로 잉크를 흡입하기 위한 흡입 지그는 잉크 흡입 파이프(105)의 일 단부에 설치된다. 또한, 흡입 지그가 설치된 단부는 잉크 공급 개구(4)와 연결되며, 다른 단부는 잉크 트랩(99)의 잉크 리시버(99a)에 배치된다.
흡입 지그는 잉크 공급 개구(4)가 흡입 지그상의 상방으로 향하게 하도록 카트리지(1)를 지지한다. 즉, 카트리지(1)는 잉크 공급 개구(4)가 상방을 향하도록 흡입 지그보다 낮게 위치된다. 상기 구성에 따르면, 카트리지내의 잉크가 공기 버블을 포함할 때, 공기 공급 개구(4) 근방의 공기 버블은 수집될 수 있으며, 이에 의해 잉크 공급 개구(4) 근방의 공기 버블은 확실하게 흡입 및 제거될 수 있다. 잉크 공급 개구(4)내로 삽입될 잉크 공급 니들(72)이 흡입 지그에 설치될 때 조라도, 작동 로드(70)는 설치되지 않는다.
트랩 압력 감소 파이프(103)의 일 단부는 흡입 펌프(101)와 연결되며, 타 단부는 잉크 트랩(99)의 상부 부분에 배치된다.
후술하는 바와 같이 잉크 공급 공정에서 잉크 공급 개구(4)로부터 흡입된 액체의 양에 대응하는 용적(본 예에서 약 4cc)을 가진 액체 보유 부분(107)은 잉크 흡입 파이프(105)에 설치된다. 또한, 카트리지(1)와 액체 보유 부분(107)에서 잉크 흡입 파이프(105)를 개폐하며, 액체 보유 부분(107)내로 잉크의 흡입을 조절하는 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a)는 잉크 흡입 파이프(105)내의 액체 보유 부분(107)의 상류에 설치된다. 더욱이, 잉크 트랩(99)과 액체 보유 부분(107) 사이의 잉크 흡입 파이프(105)를 개폐하고, 잉크 트랩(99)내로 잉크 흡입을 조절하는 하류 흡입 파이프 개폐 밸브(105b)는 잉크 흡입 파이프(105)내의 액체 보유 부분(107)의 하류에 설치된다.
잉크 트랩(99), 흡입 펌프(101), 잉크 흡입 파이프(105), 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a), 하류 흡입 파이프 개폐 밸브(105b), 액체 보유 부분(107) 등은 잉크 공급 개구(4)를 통해 카트리지(1)로부터 소정 양의 잉크를 흡입하는 흡입 유닛으로서 작용한다.
"진공 유도 공정"에 있어서, 흡입 펌프(101)는 작동되며, 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a) 및 하류 흡입 파이프 개폐 밸브(105b)는 폐쇄된다. 또한, 연통 파이프 개폐 밸브(91a), 공급 파이프 개폐 밸브(95a) 및 주입 파이프 개폐 밸브(97a)는 폐쇄되며, 카트리지(1)내의 압력은 약 600Pa(약 5Torr) 내지 약 3800Pa(약 29Torr)의 범위내로 되도록 감소된다.
카트리지(1)내의 진공도는 예를 들면 흡입 유닛을 조절하는 흡입 조절 유닛 등에 의해 흡입 유닛의 흡입을 조절함으로써 바람직하게 5 내지 28Torr, 보다 바람직하게 10(약 1300Pa) 내지 28Torr의 범위로 설정될 수 있다.
주입 공정에서, 흡입 펌프(101)의 작동은 정지되며, 연통 파이프 개폐 밸브(91a) 및 주입 파이프 개폐 밸브(97a)는 개방되며, 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a), 공급 파이프 개폐 밸브(95a) 및 하류 흡입 파이프 개폐 밸브(105b)는 폐쇄된다. 그 결과, 일시 저장 탱크(93)내의 잉크는 카트리지(1)내로 공기 배출 개구(21)로부터 주입되며, 그 압력은 약 600 내지 3800Pa의 범위로 사전에 감소되며, 잔류 량 체크 공정에서 6용적%(본 예에서 1g) 또는 그 이하의 잔류 잉크의 양을 함 유하도록 체크된다.
상술한 바와 같이, 잉크가 "잉크 추출 공정"에서 추출되는 카트리지(1)의 압력이 600 내지 3800Pa의 범위로 사전에 감소되는 상태에서 새로운 잉크는 카트리지(1)내로 주입된다. 그 결과, 카트리지(1)내의 공기가 충분히 제거된 상태에서 잉크가 주입되기 때문에, 잉크는 원활하게 재보충될 수 있으며, 공기 버블은 카트리지(1)에 들어가지 않는다. 특히, 본 실시예의 카트리지와 유사하게 압력 조절 밸브가 설치된 카트리지는, 압력 조절 밸브를 통해 통과되는 공기의 저항이 보충 특성에 나쁜 영향을 주거나 또는 공기 버블이 카트리지(1)에 존재할 때 공기 버블을 잔류시키기 때문에 효율적이다. 또한, 카트리지내의 압력이 과도하게 감소되지 않기 때문에, 카트리지(1)에 잔류하는 적은 양의 잉크가 배기 및 고형화되거나 또는 격심한 버블링이 보충 특성에 나쁜 영향을 발휘하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 잉크가 추출된 후에 카트리지(1)내에 잔류하는 잉크의 양이 카트리지내로 재보충될 잉크의 전체 양의 소정 비를 차지하는 가를 체크하고, 그리고 새로운 잉크가 소정 비와 동일하거나 그 이하로 잔류 잉크의 양을 함유하도록 체크된 카트리지내로만 주입되기 때문에, 카트리지내로 보충될 잉크에 대한 잔류 잉크의 영향(예를 들면 가스제거 비율의 감소로 인한 하급 잉크, 건조로 인한 점도 증가 등등)은 거의 무시되며, 이에 의해 사용된 카트리지(1)내의 잉크의 품질이 보장될 수 있다. 또한, 재보충될 잉크의 양품율은 잔류 잉크가 충분히 배출되는 동안에 보장될 수 있으며, 재생된 카트리지내의 잉크의 품질 및 양품율 양자가 보장될 수 있다.
또한, 액체 재보충 장치는 액체 추출 유닛에 의해 사용된 카트리지(1)내의 잔류 잉크를 추출한다. 또한, 계량 장치(89)는 잔류 잉크가 추출된 후에 카트리지(1)내에 잔류하는 잉크의 양이 소정의 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 계량하며, 액체 주입 유닛은 새로운 카트리지내로 보충된 액체의 전체 양의 소정의 비와 동일하거나 그 이하인 잔류 잉크의 양을 함유하는 카트리지내로 재보충 잉크를 주입하며, 이에 의해 장치의 작동 비용 또는 재생 비용이 감소될 수 있다.
또한, 잉크는 잉크 공급 개구(4)로부터가 아닌 제 2 개구인 공기 배출 개구(21)로부터 카트리지(1)(잉크가 잉크 추출 공정에서 카트리지로부터 추출됨)내로 주입되기 때문에, 잉크는 짧은 시간에 주입될 수 있으며, 공기 버블이 들어가지 않는다.
또한, 공기 배출 개구(21)는 멤브레인 밸브(52), 스프링(50) 등으로 구성된 차압 밸브(압력 조절 밸브)에 의해 상류 잉크 저장 챔버(제 1 잉크 챔버(11))와 연통되는 개구이기 때문에, 잉크는 카트리지가 사용될 때 잉크 유동 방향과 동일한 방향으로 주입되며, 이에 의해 잉크는 원활하게 주입될 수 있으며, 공기 버블은 거의 교란 또는 잔류되지 않는다.
그 후에, 잉크 재보충 공정에 있어서, 연통 파이프 개폐 밸브(91a) 및 공급 파이프 개폐 밸브(95a)는 개방되며, 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a), 주입 파이프 개폐 밸브(97a) 및 하류 흡입 파이프 개폐 밸브(105b)는 폐쇄되며, 이에 의해 잉크 탱크내의 잉크는 일시적인 저장 탱크(93)로 공급된다.
잉크 흡입 공정에서, 흡입 펌프(101)는 작동되며, 하류 흡입 파이프 개폐 밸 브(105b)는 개방된다. 또한, 다른 개폐 밸브는 폐쇄되며, 소정의 음압(약 100Torr, 즉 본 예에서 약 133000Pa)이 액체 보유 부분(107)에서 유지된다. 그 후에, 하류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a)는 폐쇄되며, 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a)는 개방되며, 이에 의해 잉크는 액체 보유 부분(107)의 용적(약 1.12g; 본 예에서 1 내지 4cc) 만큼의 카트리지(2)로부터 흡입된다.
상술한 바와 같이, 잉크 흡입 공정에서, 잉크 공급 개구(4)의 근방에 가해진 음압은, 소정의 음압이 액체 보유 부분(107)의 상류에 설치된 상류 흡입 파이프 개폐 밸브(105a)를 개방시킴으로써 액체 보유 부분(107)내에 축적되는 상태로부터 갑자기 증가된다. 따라서, 카트리지(1)내에 보충된 공기 버블을 함유한 잉크가 강력하게 흡입되고 그리고 공기 버블을 함유하지 않은 잉크가 잉크 공급 개구(4) 등내로 보충될지라도, 액체는 액체 젯 장치로부터 확실하게 분사될 수 있다. 상술한 바와 같이, 강한 음압이 흡입력의 특정 증가없이 잉크 공급 개구(4)의 근방에 가해질 수 있기 때문에, 공기 버블 또는 액체는 단순한 기구에 의해 확실하게 흡입될 수 있다.
또한, 새로운 잉크가 카트리지(1)내로 주입된 후에, 소정 양의 잉크는 잉크 공급 개구(4)를 통해 카트리지(1)로부터 흡입된다. 따라서, 소정 양의 잉크가 잉크 주입후에 잉크 흡입 개구(4)를 통해 흡입될 때 공기 버블은 카트리지(1)내에 거의 잔류하지 않는다. 또한, 가장큰 효과를 가진 잉크 공급 개구 둘레의 공기 버블은 제거될 수 있으며, 이에 의해 재보충 카트리지는 새로운 카트리지만큼 액체 젯 장치의 분사 안정성을 보장할 수 있다. 또한, 공기 버블이 추출될 때, 외측으로부 터 카트리지(1)에 압력이 가해지지 않으며, 이에 의해 카트리지(1)는 거의 손상되지 않으며, 카트리지는 보다 많은 회수로 재생될 수 있다.
상술한 바와 같이, "잉크 흡입 공정"에서, 차압 밸브로부터 카트리지(1)내의 잉크 공급 개구(4)내의 잉크 공급 개구(4)까지 유동 통로의 용적에 대응하는 적어도 잉크의 양은 일정한 용적 및 용적도로 액체 보유 부분(107)으로부터 흡입되며, 잉크는 잉크 공급 개구(4)로부터 흡입된 액체의 양에 대응하는 용적을 가진 액체 보유 부분(107)내에 흡입 및 보유된다. 상기 작동에 따라, 차압 밸브로부터 잉크 공급 개구(4)까지 유동 통로내의 공기 버블은 확실하게 제거될 수 있다. 공기 버블이 차압 밸브의 상류에 존재할 때 조차도, 차압 밸브의 하류의 부분에 공기 버블이 들어가지 않기 때문에, 분사 문제가 확실하게 방지될 수 있다.
또한, 잉크는 "잉크 흡입 공정"에서 잉크 공급 개구(4)로부터 흡입된 액체의 양에 대응하는 용적을 가진 액체 보유 부분(107)내에 잉크를 흡입 및 보유함으로써 액체 보유 부분(107)의 용적만큼 잉크 공급 개구(4)로부터 흡입될 수 있기 때문에, 일정한 잉크 용적이 항상 흡입될 수 있으며, 과잉 흡입으로 인한 잉크의 손실 또는 흡입 결핍으로 인해 잔류되는 공기 버블이 확실하게 방지될 수 있다.
마무리 공정에서, 흡입 펌프(101)의 작동이 정지되며, 모든 밸브는 "잉크 주입 공정"을 완료하도록 폐쇄된다. 그 후에, 다음 공정이 개시된다.
또한, 전체 필름(F)이 공기 배출 개구(21) 및 잉크 주입 개구(20) 양자를 개방하도록 제거된 경우에, "잉크 주입 공정" 이전에 잉크 주입 개구(20)를 밀봉할 필요가 있다. 따라서, 이러한 경우에, 후술하는 "주입 구멍 필름 재용착 공정"과 유사하게, 잉크 주입 개구(20)는 필름에 의해 밀봉되며, 이에 의해 필름은 본래 용착된 표면이 아닌 잉크 카트리지의 표면에 용착되며, 그 후에 "잉크 주입 공정"이 실행된다.
"주입 구멍 필름 재용착 공정"(도 1 참조)에 있어서, 재용착 유닛인 히터(113)는 필름(F)에 형성된 관통 구멍을 커버하고 그리고 잉크가 잉크 주입 공정에서 주입되는 공기 배출 개구(21)를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면(편평한 표면)이 아닌 표면(편평한 표면)에 주입 구멍 필름(90)을 재용착한다. 상기 공정에 따르면, 카트리지(1)의 형상을 변경시키지 않고 액체 누출이 없는 용착 강도를 보장하는 용착 품질을 확보할 수 있다. 또한, 새로운 필름이 주입 구멍 필름(90)으로서 사용되기 때문에, 수명 악화에 대한 신뢰성이 보장될 수 있다. 또한, 주입 구멍 필름(90)은 본래 용착된 표면이 아닌 부분에 재용착되기 때문에, 용착 신뢰성이 증가된다.
특히, 도 18에 도시된 바와 같이, 개구로부터 카트리지(1)로 하방으로 경사진 경사 표면(111)은 카트리지(1)의 공기 배출 개구(21)에 형성된다. 재용착 표면은 공기 배출 개구(21) 둘레의 본래 용착된 표면보다 깊은 부분에서 히터(113)에 의해 형성된다. 상기 구성에 따르면, 재용착 표면은 주변보다 깊게 위치되며 주입 구멍 필름(90)으로 커버되며, 이에 의해 재용착된 표면은 카트리지가 사용되는 동안에 거의 손상되지 않는다. 따라서, 필름은 손상없이 표면에 재용착되며, 이에 의해 필름은 확실하게 재용착될 수 있다.
보다 상세하게, 주입 구멍 필름(90)은 재용착된 표면으로서 경사 표면(111) 에 용착된다. 다음에, 필름이 개구 에지로부터 카트리지(1)로 하방으로 경사진 경사 표면(111)에 재용착되기 때문에, 필름은 경사부를 따라 용착 지그(히터(113))로 용이하게 용착될 수 있으며, 이에 의해 공기 배출 개구(21)는 보다 확실하게 밀봉될 수 있다.
한편, 재용착시에, 탄성 필름을 사용할 수 있으며, 이에 의해 주입 구멍 필름(90)은 재용착을 위해 그리고 비탄성 필름을 사용하도록 형상을 변경하며, 이에 의해 주입 구멍 필름(90)은 재용착을 위해 주름져 있다. 이러한 경우에, 공기 배출 개구(21)는 재용착 표면의 형상을 따라 단단히 밀봉될 수 있으며, 이에 의해 카트리지가 정연한 외형을 나타내고, 잉크 누설은 보다 확실하게 방지될 수 있다.
재보충 카트리지에 따르면, 사용자는 카트리지의 형상을 변화시키지 않고 액체 누설이 없는 용착 강도를 보장하는 용착 품질을 가진 재보충 카트리지를 재사용할 수 있다. 또한, 새로운 필름이 주입 구멍 필름(90)으로서 사용되기 때문에, 수명 악화에 대한 신뢰성이 보장될 수 있다. 또한, 필름이 본래 용착된 표면이 아닌 부분에 재용착되기 때문에, 용착 신뢰성이 증가되며, 사용자 만족도가 개선된다.
"공급 개구 재용착 공정"(도 1 참조)에 있어서, 공급 개구 필름은 히터에 의해 다시 잉크 공급 개구(4)를 밀봉하기 위해 재용착된다. 여기에서, "주입 구멍 필름 재용착 공정"과 마찬가지로, 필름은 잉크 공급 개구(4)의 경사 표면에 또는 본래 용착된 표면이 아닌 부분에 재용착될 수 있다.
그 후에(도 1 참조), "중량 검사 공정"에서, 카트리지(1)의 중량이 검사되며, 재보충 카트리지(1)가 새로운 카트리지의 중량과 동일한 중량을 갖고 있는가가 체크된다. 특히, 새로운 카트리지의 중량이 약 20.5g이기 때문에, 재보충 카트리지(1)의 계량된 중량이 20.5ㅁ1g의 범위내에 있다면, 다음 공정이 개시된다.
그 후에, IC 데이터 기록 공정"에 있어서, IC 칩(49)의 재생 정보와 같은 정보를 기록하는 정보 기록 유닛인 IC 체커는 카트리지(1)의 IC 칩(49)내에 재생 정보를 기록한다.
재생 정보는 카트리지(1) 등의 재생의 수(재생 수)를 포함하며, "IC 데이터 기록 공정"에 있어서, 재생 수는 "1"씩 증가된다.
한편, "선별 공정"에 있어서, IC 체커가 IC 칩(49)에 저장된 정보를 판독할 때, 재생 수가 소정의 수를 초과한다면, IC 칩(49)에 제공된 카트리지(1)는 NG로서 제거될 수 있거나, 수가 특정 보고 유닛에 의해 보고될 수 있다. 상기 작동에 따르면, 재생 수가 조정될 수 있다. 또한, 부품이 조악해지기 때문에, 카트리지가 반복적으로 재생되거나 손상된 카트리지가 판매되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 카트리지(1)가 기록 장치에 사용될 때, 잔류 잉크의 양은 IC 칩에 저장되며, 잔류 잉크의 양은 "잉크 추출 공정"에서 IC 칩(49)으로부터 판독되며, 다음에 잔류 잉크의 판독 량에 대응하는 잉크의 양이 사용된 카트리지(1)로부터 추출될 수 있다. 상기 작동에 따르면, 재보충에 적당한 잔류 잉크의 양이 추출될 수 있으며, 사용된 카트리지(1)내의 잉크가 재보충 잉크로 보다 효율적으로 교체될 수 있다.
또한, 잉크 추출이 "잉크 추출 공정"에서 IC 칩에 저장된 후에 잔류 잉크의 계량된 양과, IC 칩내에 저장된 잔류 잉크의 양이 판독되며, 잉크가 주입되는 가가 결정되거나 또는 잔류 잉크의 양에 대응하는 잉크의 양은 "잉크 주입 공정"에서 재주입될 수 있다. 상기 작동에 따르면, 예를 들면 잔류 잉크의 1g 또는 그 이하를 함유하는 카트리지내로만 잉크를 확실하게 주입할 수 있다. 또한, 재보충에 적당한 잉크의 양이 주입될 수 있다.
다음에, "IC 데이터 기록 공정"후에, IC 체커는, 정보가 "IC 데이터 기록 공정"에서 확실하게 기록되었는가를 체크하기 위해서 카트리지(1)의 IC 칩(49)의 정보를 판독한다.
다음에, "롯트 각인 공정"에서, 롯트 수는 카트리지(1)상에 각인된다. 한편, 각인은 열 각인 또는 스탬프에 의해 형성될 수 있다.
다음에, "라벨 부착 공정"에서, 재생된 것을 식별하는 새로운 라벨과, 공기 배출 개구(21)의 근방을 커버하는 라벨이 카트리지(1)에 부착된다.
다음에, "외부 압력 검사 공정"에서, 카트리지(1)로부터의 잉크 누설이 검사된다. 이러한 공정에서, 카트리지(1)는 박스에 넣어지고, 압력이 소정의 음압으로 감소되며, 다음에 잉크가 감소된 압력에서 카트리지로부터 누설되는 가를 체크한다. 또한, 용기 본체(2) 등이 부서지거나 또는 잉크가 카트리지로부터 누설된다면, 카트리지는 NG로 평가되고, 제거된다.
다음에, "패킹 공정"에서, 카트리지(1)는 압력이 감소되며, 카트리지(1)내의 잉크가 공기와 접촉되지 않도록 포장된다. 상술한 바와 같이, 카트리지(1)가 압력이 감소되고 포장되고, 그리고 잉크가 공기로부터 차단되기 때문에, 카트리지내의 잉크의 가스제거 비율이 충분히 유지된다.
다음에, "12h 누출 체크 공정"에 있어서, 압력 감소 및 포장 카트리지(1)는 12시간 동안 잔류되며, 다음에 잉크가 카트리지로부터 누출되는가 또는 공기가 압력 감소 및 포장된 카트리지(1)에 들어가는가가 체크된다.
다음에, "개별 포장 공정"에서, 잉크가 누설되지 않는 고품질 재보충 카트리지(1)는 포장된다.
지금까지, 본 예에 따라 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법의 일예를 설명하였다.
상술하는 바와 같이, 액체 재보충 방법에 있어서, 카트리지(1)는 사용된 카트리지(1)내로 주입 잉크에 의해 재생될 수 있으며, 쓰레기 감소에 의해 수반되는 환경 부담의 감소와 부품의 재사용으로 인한 비용 절감이 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공할 수 있다. 또한, 카트리지(1)에 외부 압력을 가할 필요가 없기 때문에, 카트리지는 거의 손상되지 않으며, 카트리지는 보다 많은 회수로 재생될 수 있다. 상술한 바와 같이, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있으며, 사용자는 낮은 재생 비용으로 고품질의 사용 카트리지를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 관통 구멍은 잉크 주입이 가능하게 하기 위해 공기 배출 개구(21)를 개방하도록 필름(F)을 통해 형성되며, 잉크 주입후에, 상이한 주입 구멍 필름(90)이 본래 용착된 표면이 아닌 표면에 용착된 표면으로서 용착되어 주입 구멍 필름(F)에 형성된 관통 구멍을 커버하며, 이에 의해 공기 배출 개구(21)를 다시 밀봉한다. 그러나, 공기 배출 개구(21)가 밀봉되고 밀폐식으로 폐쇄될 수 있 는 한 모든 다른 수단이 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 필름의 사용으로 제한되지 않으며, 고정을 용착으로 제한하지 않는다.
예를 들면, 변형예가 도 19 및 도 20에 도시되어 있으며, 이 변형예는 공기 배출 개구(21)를 밀봉하는 것이다. 도 19a는 공기 배출 개구(21)가 필름(F)의 일부분을 제거함으로써 개방되어 있는 상태를 도시하는 개략적인 사시도이다. 도 19b는 공기 배출 개구(21)가 잉크의 주입후에 밀봉된 상태를 도시하는 개략적인 사시도이다. 도 20은 공기 배출 개구(21)가 밀봉된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 19b에 도시된 바와 같이, 본 변형예서, 잉크 주입후에, 수지와 같은 탄성 재료로 제조된 밀봉 플러그(120)는 공기 배출 개구(21)를 밀봉하는데 사용된다. 즉, 본 변형예에서, 밀봉 플러그(120)는 밀봉 부재로서 사용된다.
도 19b 및 도 20에 도시된 바와 같이, 밀봉 플러그(120)는 위에서 볼 때 원형 형상인 플랜지 부분(120a)과, 그 중심이 플랜지 부분(120)의 하나의 표면(120d)으로부터 돌출된 밀봉 부분(120b)을 포함한다. 밀봉 부분(120b)은 플랜지 부분(120a)이 일체로 형성되며, 경사 표면(111)의 테이퍼 형상과 형상이 일치하는 외주연 표면(120c)을 구비한다. 공기 배출 개구(21)가 밀봉될 때, 밀봉 플러그(120)의 밀봉 부분(120b)은 공기 배출 개구(21)내로 삽입되며, 이에 의해 외주연 표면(120b)은 밀봉 부분(120b)으로 인해서 공기 배출 개구(21)의 경사 표면(111)과 밀접하게 접촉된다. 밀봉 플러그(120)는 이러한 상태로 고정된다. 동시에, 플랜지 부분(120a)의 하나의 표면(120d)은 필름(F)과 플랜지 부분(120a) 사이를 밀봉하기 위해서 필름(F)에 대해서 가압되고 필름(F)에 밀접하게 접촉된다. 공기 배출 개구 (21)는 이러한 형태로 밀봉된다.
또한, 본 실시예에서, 밀봉은 주위로부터 오목한 경사 표면(111)에서 실현된다. 잉크 주입전에 이러한 경사 표면은 주입 구멍 필름(F)에 의해 커버되어 보호되며, 그에 따라 거의 손상되지 않는다. 밀봉 플러그(120)의 밀봉 부분(120b)은 잉크 주입후에 신뢰할만한 밀봉을 성취하기 위해서 손상이 없는 표면과 밀접하게 접촉된다.
본 변형예에서, 소정의 형상을 가진 밀봉 플러그(120)는 밀봉 부재로서 사용된다. 그러나, 본 발명은 이것으로 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 소정 형상을 갖지 않고, 쉽게 변형될 수 있는 (접착제형) 수지(일정하지 않는 형상을 가진 탄성 부재와 같은)가 밀봉 부재로서 사용되어 공기 배출 개구(21)를 밀봉할 수 있다. 예를 들면, 이러한 수지는 잉크 카트리지(1)의 용기 본체의 재료와 부합하는 접착 특성을 갖고 있다. 이러한 경우에, 또한 공기 배출 개구(21)를 밀봉하기 위해서, 수지는 보호되고 깨끗한 표면인 경사 표면(111)에 대해서 가압되며, 그에 따라 신뢰성이 있는 밀봉이 실현된다.
본 실시예에 있어서, 공기 배출 개구(21)는 잉크 카트리지내로 잉크를 재보충하는데 사용된다. 본 발명은, 공기 배출 개구(21) 대신에 잉크 주입 개구(20)가 잉크 카트리지내로 잉크를 재보충하도록 사용되거나, 또는 공기 배출 개구(21) 및 잉크 주입 개구(20) 양자는 잉크 카트리지내로 잉크를 재보충하는데 사용될 수 있도록 실시될 수 있다.
또한, 재보충용 잉크는 동일한 칼라의 잉크일 수 있거나, 동일한 칼라 그룹 의 잉크 또는 유사한 칼라의 잉크일 수 있다. 여기에서, 동일한 그룹의 잉크라는 것은 본래 충전되고 소비된 잉크의 것과 실질적으로 동일한 색채 특성을 가진 동일한 그룹의 착색제 또는 칼라 재료를 가진 잉크를 의미하며(예를 들면, 적색 잉크 및 옅은 적색 잉크 등등), 유사한 칼라의 잉크라는 것은 본래 충전되고 소비된 잉크의 것과 유사한 색채 특성을 가진 착색제 또는 칼라 재료를 가진 잉크를 의미한다(예를 들면, 적색 잉크 및 오랜지색 잉크 등등). 또한, 몇몇 경우에, 재보충용 액체는 본래 충전되고 소비된 잉크와 칼라가 완전히 상이한 잉크일 수도 있다.
본 실시예는 액체가 사용된 카트리지내로 재보충되는 경우를 다루고 있지만, 본 발명은 또한 액체가 새로운 카트리지내로 보충되는 경우에도 적용가능하다.
본 실시예는 잉크 젯 기록 장치를 다루고 있지만, 액체 젯 장치는 잉크 뿐만 아니라 접착제, 메니큐어, 전도성 액체(액체 금속) 등을 분사할 수 있다. 또한, 본 실시예는 액체인 잉크를 이용하는 잉크 젯 기록 헤드를 다루고 있지만, 본 발명은 프린터와 같은 이미지 기록 장치용으로 사용된 기록 헤드와; 액정 디스플레이 등과 같은 칼라 필터의 제조시에 사용된 염료 젯 헤드와; 유기 EL 디스플레이, FED(표면 발광 디스플레이) 등과 같은 전자 형성에 사용되는 전자 형성 재료 젯 헤드와; 바이오 칩 등의 제조시에 사용된 바이오-유기 젯 헤드에 적용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 사용된 카트리지는 간단한 공정으로 효율적으로 재생될 수 있기 때문에, 사용자는 낮은 재생 비용으로 고품질의 사용된 카트리지를 제공받 을 수 있으며, 사용된 카트리지는 카트리지내로 액체를 주입함으로써 재사용될 수 있기 때문에, 부품의 재사용으로 인한 쓰레기의 감소 및 비용 저하에 의해 수반되는 환경 부담의 감소가 달성되며, 이에 의해 사용자는 저렴한 가격으로 카트리지를 제공받을 수 있으며, 또한 본래 부착된 필름과 동일한 필름이 사용된다면, 수명이 저하되지 않는 신뢰성이 보장될 수 있는 효과가 있다.

Claims (46)

  1. 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법에 있어서,
    개구를 밀봉하도록 사용된 카트리지의 내부와 연통하는 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름을 제거하여 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키는 필름 제거 공정과,
    상기 필름 제거 공정에서 연통된 개구를 통해서 사용된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 공정과,
    액체가 상기 액체 주입 공정에서 주입된 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 제 2 필름을 재용착시키는 재용착 공정을 포함하는
    액체 재보충 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 재용착 표면이 상기 개구 둘레의 오목한 부분에 형성되며, 본래 용착된 표면보다 깊은
    액체 재보충 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구의 에지로부터 카트리지의 내부를 향해 하방으로 경사진 경사 표면이 카트리지의 개구에 형성되며, 재용착 공정에서 제 2 필름은 재용착 표면으로서 경사 표면을 이용하여 재용착되는
    액체 재보충 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지는 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구에서 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하며, 상기 카트리지는 상기 압력 조절 밸브의 압력 조절에 의해 액체가 그 내부에 보유되는
    액체 재보충 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 카트리지는 액체 젯 장치로 액체를 공급하는 액체 공급 개구를 구비하며, 사용된 카트리지내에 잔류하는 액체는 액체 주입 공정 이전에 액체 공급 개구로부터 추출되는
    액체 재보충 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    액체는 잔류 액체가 액체 추출 공정에서 추출된 카트리지내로 액체 공급 개구와 상이한 개구를 통해 액체 주입 공정에서 주입되는
    액체 재보충 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 개구는 압력 조절 밸브의 상류의 잉크 저장 챔버와 연통되는
    액체 재보충 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구상의 제 1 필름은, 이 개구상의 제 1 필름이 필름 제거 공정에서 제거될 때 개구상의 제 1 필름내에 관통 구멍을 형성함으로써 제거되며,
    액체는 액체 주입 공정에서 개구를 통해 카트리지내로 주입되는
    액체 재보충 방법.
  9. 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충하는 액체 재보충 장치에 있어서,
    개구를 밀봉하도록 사용된 카트리지의 내부와 연통하는 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름을 제거하여 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키는 필름 제거 유닛과,
    상기 필름 제거 유닛에 의해 연통된 개구를 통해서 사용된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 유닛과,
    액체가 상기 액체 주입 유닛에 의해 주입된 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본 래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 제 2 필름을 재용착시키는 재용착 유닛을 포함하는
    액체 재보충 장치.
  10. 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충함으로써 제조된 재보충 카트리지에 있어서,
    사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키기 위해서, 개구를 밀봉하도록 사용된 카트리지의 내부와 연통하는 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름이 제거되며, 액체가 주입된 후에 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면을 재용착된 표면으로서 이용하여 제 2 필름이 재용착되는
    재보충 카트리지.
  11. 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 보충하는 방법에 있어서,
    액체를 카트리지내로 주입하는 액체 주입 공정과,
    액체가 액체 주입 공정에서 주입된 후에 카트리지가 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 소정 양의 액체를 흡입하는 흡입 공정을 포함하는
    액체 보충 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 카트리지는 액체 공급 개구에서의 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하는
    액체 보충 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 흡입 공정에서 흡입된 상기 소정 양의 액체는 카트리지내의 액체 공급 통로중에서 압력 조절 밸브로부터 액체 공급 개구까지 적어도 유동 통로의 용적에 대응하는
    액체 보충 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 액체는 흡입 공정에서 액체 공급 공정으로부터 흡입된 액체의 양에 대응하는 용적을 가진 액체 보유 부분에서 흡입 및 보유되는
    액체 보충 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 흡입 공정은 소정의 음압이 액체 보유 부분내에 축적되는 상태로부터 액체 보유 부분의 상류에 설치된 개폐 밸브를 개방시킴으로써 실행되는
    액체 보충 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 카트리지는 액체가 소비된 사용된 카트리지이며,
    상기 사용된 카트리지에 잔류하는 액체는 액체 주입 공정 이전에 액체 공급 개구로부터 추출되는
    액체 보충 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    액체는 잔류 액체가 액체 추출 공정에서 추출된 카트리지내로 액체 공급 개구가 아닌 제 2 개구를 통해 주입되는
    액체 보충 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 개구는 압력 조절 밸브의 상류의 잉크 저장 챔버와 연통되는
    액체 보충 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 액체는, 액체가 액체 추출 공정에서 카트리지로부터 추출된 카트리지의 압력이 600 내지 3800Pa의 범위가 되도록 사전에 감소된 상태로 카트리지내로 주입되는
    액체 보충 방법.
  20. 제 10 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 따른 액체 보충 방법에 의해 보충된 액체를 그 내부에 함유하는
    카트리지.
  21. 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 보충하는 액체 보충 장치에 있어서,
    액체를 카트리지내로 주입하는 액체 주입 유닛과,
    액체가 액체 주입 유닛에 의해 주입된 후에 카트리지가 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구를 통해 카트리지의 내측으로부터 소정 양의 액체를 흡입하는 흡입 유닛을 포함하는
    액체 보충 장치.
  22. 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충하는 방법에 있어서,
    사용된 카트리지내에 잔류하는 액체를 추출하는 액체 추출 공정과,
    잔류하는 액체가 추출 공정에서 추출된 후에 카트리지내에 잔류하는 액체의 양이 새로운 카트리지에 충전할 액체의 전체 양에 대해서 소정의 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 체크하는 잔류 량 체크 공정과,
    상기 잔류 량 체크 공정에서 소정의 비 또는 그 이하의 잔류 액체의 양을 함 유하도록 체크된 사용된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 공정을 포함하는
    액체 재보충 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 잔류 량 체크 공정에서 소정의 비가 6용적%인
    액체 재보충 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 카트리지내의 잔류 액체가 액체 추출 공정에서 추출될 때, 카트리지의 표면적에 대응하는 액체의 소정 양이 카트리지내에 잔류하도록 구성되며, 액체는 소정 양의 액체가 잔류되는 카트리지내로 액체 주입 공정에서 주입되는
    액체 재보충 방법.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 카트리지가 액체 공급 개구에서의 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하는
    액체 재보충 방법.
  26. 제 22 항에 있어서,
    사용된 카트리지내에 잔류하는 액체는 액체 젯 장치로 액체를 공급하는 액체 추출 공정에서 액체 공급 개구로부터 추출되는
    액체 재보충 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    액체는 잔류 액체가 액체 추출 공정에서 추출된 카트리지내로 액체 공급 개구와 상이한 제 2 개구를 통해 주입되는
    액체 재보충 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 개구는 압력 조절 밸브의 상류의 액체 저장 챔버와 연통되는
    액체 재보충 방법.
  29. 액체 젯 장치에 장착 가능한 사용된 카트리지내로 액체를 재보충하는 액체 재보충 장치에 있어서,
    상기 카트리지내에 잔류하는 액체를 추출하는 액체 추출 유닛과,
    상기 액체가 액체 추출 유닛에 의해 추출된 후에 카트리지내에 잔류하는 액체의 양이 새로운 카트리지내로 충전할 액체의 전체 양의 소정 비 또는 그 이하를 차지하는 가를 계량하는 계량 유닛과,
    상기 계량 유닛에 의해 계량된 액체의 양이 소정의 비 또는 그 이하를 함유하도록 체크된 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 유닛을 포함하는
    액체 재보충 장치.
  30. 용기 본체와, 상기 용기 본체에 형성된 잉크 챔버와, 상기 용기 본체에 형성되고, 상기 잉크 챔버와 프린트 헤드를 연통시키기 위해서 프린터의 잉크 공급 니들을 수용하기에 적합한 잉크 공급 개구와, 상기 용기 본체에 형성되고, 상기 잉크 챔버와 연통하는 잉크 주입 개구와, 상기 잉크 주입 개구를 밀봉하도록 상기 용기 본체에 부착된 필름 부재를 구비하는, 잉크 카트리지용의 잉크 재보충 방법에 있어서,
    상기 잉크 주입 개구를 밀봉해제하도록 상기 필름 부재를 통해 관통 구멍을 형성하는 공정과,
    상기 관통 구멍 및 상기 잉크 주입 개구를 통해 상기 잉크 챔버내로 잉크를 주입하는 공정과,
    밀봉 부재를 상기 용기 본체에 필름 부재상에서 부착시킴으로써 상기 잉크 주입 개구를 밀봉시키는 공정으로서, 상기 밀봉 부재의 일부분은 상기 관통 구멍을 통해 통과되고 그리고 상기 잉크 주입 개구의 내부 표면과 액밀로 접촉되며, 상기내부 표면은 필름 부재와 잉크 챔버 사이에 위치되는, 상기 밀봉 공정을 포함하는
    잉크 재보충 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 잉크 카트리지는 차압 밸브 기구를 구비하며, 상기 차압 밸브 기구는 잉크 챔버를 잉크 공급 개구에 연결하는 유체 통로의 일부분에 배치되며, 상기 유체 통로를 통상적으로 차단하며, 상기 잉크 공급 개구와 잉크 챔버 사이의 잉크 압력의 차이가 인쇄 헤드에 의해 잉크의 소비에 의해 사전설정 값보다 크게 되는 경우에 유체 통로를 개방시키며,
    잉크를 주입하는 상기 공정은, 관통 구멍 및 잉크 주입 개구를 통해 잉크를 잉크 챔버내로 주입하며, 상기 차압 밸브 기구가 유체 통로를 개방시키도록 음압을 잉크 공급 개구에 가하는 단계를 포함하는
    잉크 재보충 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재의 부분은 잉크 주입 개구의 내부 표면에 열적으로 용착되는
    잉크 재보충 방법.
  33. 잉크 카트리지에 있어서,
    용기 본체와,
    상기 용기 본체에 형성된 잉크 챔버와,
    상기 용기 본체에 형성되고, 상기 잉크 챔버와 프린트 헤드 사이를 연통시키기 위해서 프린터의 잉크 공급 니들을 수납하기에 적합한 잉크 공급 개구와,
    상기 용기 본체에 형성되고, 상기 잉크 챔버와 연통되는 잉크 주입 개구와,
    상기 용기 본체에 부착되고, 상기 잉크 주입 개구에 대면한 관통 구멍을 구 비하는 필름 부재와,
    상기 용기 본체에 필름 부재상에 부착된 밀봉 부재로서, 상기 밀봉 부재의 일부분은 상기 관통 구멍을 통해 통과되고, 상기 잉크 주입 개구의 내부 표면에 액밀로 접촉되며, 상기 내부 표면은 필름 부재와 잉크 챔버 사이에 위치되는, 상기 밀봉 부재를 포함하는
    잉크 카트리지.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 잉크 챔버를 잉크 공급 개구에 연결하는 유체 통로의 일부분에 배치되며, 상기 유체 통로를 통상적으로 차단하며, 상기 잉크 공급 개구와 잉크 챔버 사이의 잉크 압력의 차이가 인쇄 헤드에 의해 잉크의 소비에 의해 사전설정 값보다 크게 되는 경우에 유체 통로를 개방시키는 차압 밸브 기구를 더 포함하는
    잉크 카트리지.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재의 부분은 잉크 주입 개구의 내부 표면에 열적으로 용착되는
    잉크 재보충 방법.
  36. 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 보충하는 방법에 있어서,
    개구를 밀봉하기 위해서 카트리지의 내부와 연통하는 개구 둘레의 본래 용착 된 표면에 용착된 제 1 필름을 제거하여, 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키는 필름 제거 공정과,
    상기 필름 제거 공정에서 연통된 개구를 통해서 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 공정과,
    본래 용착된 표면이 아닌 표면과 밀봉 부재를 밀접하게 접촉시킴으로써 개구를 다시 밀봉시키는 밀봉 공정을 포함하는
    액체 보충 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 밀봉 표면은 개구 둘레의 오목한 부분에 형성되며, 본래 용착된 표면보다 깊은
    잉크 보충 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 밀봉 부재는 일정한 형상이 아닌 밀봉 플러그 또는 탄성 부재인
    잉크 보충 방법.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 개구의 에지로부터 카트리지의 내부쪽의 하방으로 경사진 경사 표면이 상기 카트리지의 개구에 형성되며, 밀봉 공정에서, 밀봉 부재로의 제 2 필름이 상 기 경사 표면에 재용착되는
    잉크 보충 방법.
  40. 제 36 항에 있어서,
    상기 카트리지는 액체를 액체 젯 장치에 공급하는 액체 공급 개구에서 액체의 공급 압력을 조절하는 압력 조절 밸브를 구비하며, 상기 카트리지는 상기 압력 조절 밸브의 압력 조절에 의해 액체를 그 내부에 보유하는
    잉크 보충 방법.
  41. 제 36 항에 있어서,
    상기 카트리지는 액체를 액체 젯 장치로 공급하는 액체 공급 개구를 구비하며, 상기 카트리지내에 잔류하는 액체는 액체 추출 공정 이전에 액체 공급 개구로부터 추출되는
    잉크 보충 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 액체는, 잔류 액체가 액체 추출 공정에서 추출된 카트리지내로, 액체 공급 개구와 상이한 개구를 통해서 액체 주입 공정에서 주입되는
    잉크 보충 방법.
  43. 제 40 항에 있어서,
    상기 개구가 압력 조절 밸브 상류의 잉크 저장 챔버와 연통되는
    잉크 보충 방법.
  44. 제 36 항 내지 제 43 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구상의 제 1 필름은, 상기 개구상의 제 1 필름이 필름 제거 공정에서 제거될 때 개구상의 제 1 필름내에 관통 구멍을 형성함으로써 제거되며,
    상기 액체는 액체 주입 공정에서 개구를 통해 카트리지내로 주입되는
    잉크 보충 방법.
  45. 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 보충하는 액체 보충 장치에 있어서,
    개구를 밀봉하기 위해서 카트리지의 내부와 연통하는 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름을 제거하여, 사용된 카트리지의 외부와 개구를 연통시키는 필름 제거 유닛과,
    상기 필름 제거 유닛에 의해 연통된 개구를 통해서 카트리지내로 액체를 주입하는 액체 주입 유닛과,
    본래 용착된 표면이 아닌 표면과 밀봉 부재를 밀접하게 접촉시킴으로써 개구를 다시 밀봉시키는 밀봉 유닛을 포함하는
    액체 보충 장치.
  46. 액체 젯 장치에 장착 가능한 카트리지내로 액체를 재보충함으로써 제조된 재보충 카트리지에 있어서,
    개구를 밀봉하기 위해서 카트리지의 내부와 연통되는 개구 둘레의 본래 용착된 표면에 용착된 제 1 필름은 카트리지의 외부와 개구를 연통시키기 위해서 제거되며, 밀봉 부재는 액체가 주입된 후에 개구를 다시 밀봉하기 위해서 본래 용착된 표면이 아닌 표면과 밀접하게 접촉되는
    재보충 카트리지.
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