KR101108362B1

KR101108362B1 - 잉크젯 프린터용 잉크카트리지

Info

Publication number: KR101108362B1
Application number: KR1020090080805A
Authority: KR
Inventors: 정광춘; 이정국
Original assignee: 주식회사 잉크테크
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2009-08-28
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-08-28
Also published as: WO2010024632A3; WO2010024632A2; KR20100027064A; CN102137759A

Abstract

본 발명은 몸체 내부에는 잉크가 저장된 잉크 저장챔버와; 잉크흡수재가 내부삽입되어 잉크 부압을 유지시키는 잉크부압 유지챔버를 포함하고, 몸체 외부에는 상기 잉크부압 유지챔버로 외부공기가 유입되도록 공기구멍이 형성되고, 내부 잉크가 프린터 헤드쪽으로 토출되도록 몸체 저면에 잉크토출구가 형성되고, 상기 잉크부압 유지챔버는 관 형태로 몸체 상면에 고정되고, 잉크토출구에 수직방향으로 잉크 저장챔버 내에 삽입되어 상기 잉크 저장챔버와 잉크부압 유지챔버 간에 잉크/공기가 상호 이동되도록 격벽 하부에 연통구가 형성된 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터용 잉크 카트리지를 제공한다.

본 발명은 잉크가 충입되는 공간을 확장하면서도 잉크카트리지 내부의 일정한 압력을 유지할 수 있으며, 또한, 이에 추가적으로 보다 단순한 방식으로 잉크 잔량 유무를 측정하는 수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 잉크카트리지를 제공하는 것이다.

잉크 카트리지, 잉크젯 프린터

Description

잉크젯 프린터용 잉크카트리지{INK CARTRIDGE FOR INKJET PRINTERS}

본 발명은 잉크젯 프린터에 사용되는 잉크 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 잉크가 충입되는 공간을 확장하면서도 잉크카트리지 내부의 일정한 압력을 유지할 수 있으며, 또한, 이에 추가적으로 잉크 잔량을 측정하는 수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 잉크카트리지에 관한 것이다.

일반적으로 컴퓨터에서 작성된 각종 문서 또는 이미지를 종이에 출력하는 장치로 프린터가 사용되고 있으며, 상기 프린터는 크게 도트식 프린터, 잉크젯 프린터 및 레이저 프린터로 구분된다. 최근에 레이저 프린터의 보급이 증가하고 있으나, 잉크젯 프린터는 품질 대비 가격 경쟁력이 높아, 여전히 가정에서는 물론, 산업 전반에서도 널리 이용되고 있다.

상기 잉크젯 프린터에 사용되는 카트리지는 프린터의 종류에 따라 그 모양 및 구조가 다르나, 일반적으로 잉크 카트리지 내부에는 폴리우레탄 발포제 등과 같은 스펀지 형태의 잉크흡수재가 내부에 삽입되어 있어 카트리지 내부의 잉크부압을 유지하며, 프린터 제어부의 전기적 신호에 의해 잉크흡수재에 함침되어 있던 잉크가 카트리지 외부(카트리지 헤드 쪽)로 토출되어 문서 또는 이미지를 프린팅하는 방식이 주를 이루고 있다. 이러한 방식은 최초에는 잉크흡수재가 잉크 저장챔버에 일체로 내장된 형태였으나, 잉크 저장 공간 부족이나 잉크카트리지의 수명을 다 한 카트리지에도 여전히 상당량의 잉크가 잔존하는 등의 이유로 현재 대부분의 잉크 카트리지는 잉크 저장챔버와 잉크부압 유지챔버가 서로 분리된 형태를 취하고 있다.

이러한 잉크젯 프린터의 작동원리는 다음과 같다. 프린터의 제어신호에 따라 카트리지 내부의 잉크는 잉크토출구(12')를 통하여 프린터 헤드로 이동된다. 외부로 빠져나간 잉크 양만큼 잉크 저장챔버(11')는 비워져야 하므로, 이는 잉크부압 유지챔버(21') 상측에 구성된 공기구멍(24')을 통하여 유입된 공기가 하강하여 잉크/공기 연통구(23')를 통하여 잉크 저장챔버로 유입되면서 잉크는 소모된다.

잉크부압 유지챔버는 잉크 압력 유지를 위해 반드시 압력 완충재, 즉 잉크흡수재(22')를 포함한다. 잉크흡수재는 다공성 재질로서 잉크를 일정수위까지 흡수하고, 흡수된 잉크에는 표면장력이 작용하여 잉크 부압을 형성된다. 잉크흡수재(22')는 인쇄를 하지 않을 시 잉크토출구 아래로 흐르는 것을 막고, 프린터 제어부의 전기적 신호에 의해서만 잉크가 아래로 토출되도록 한다.

도 1은 잉크 저장챔버와 잉크부압 유지챔버가 분리된 잉크 카트리지의 전형적인 형태를 잘 보여주고 있다. 잉크 카트리지의 몸체는 대향되는 측벽 간에 형성된 격벽(14')을 기준으로 한쪽에는 잉크가 저장되는 잉크 저장챔버(11'), 다른 한 쪽에는 잉크의 부압을 유지하는 잉크부압 유지챔버(21')로 구획된다. 카트리지 몸체의 상측, 보다 구체적으로는 잉크부압 유지챔버 상측에는 공기구멍(24')가 형성되어 있고, 잉크부압 유지챔버 하측에는 잉크토출구(12')가 형성되어 있으며, 격벽의 하부에는 조그마한 잉크/공기 연통구(23')가 형성되어 있으며, 이 잉크연통구를 통하여 외부 공기 및 잉크가 잉크 저장챔버와 잉크부압 유지챔버 상호 간에 이동된다.

이러한 잉크 카트리지는 카트리지의 크기 및 내부구조, 연통구의 구조 및 크기, 공기구멍의 크기, 잉크흡수재의 물성 등 다양한 요인에 의해 그 잉크 토출 물성이 달라지므로 그 사양에 최적화된 구조로 설계되는 것이 중요하다.

종래의 카트리지 구조에서는 잉크카트리지 내부에 저장되는 잉크의 양에 비례하여, 다공질 부재의 표면장력을 유지하기 위하여 일정 체적이상의 다공질 부재가 필요하며, 그만큼 잉크가 저장되는 공간에 제한을 받게 된다.

또한, 종래 잉크 카트리지는 일반적으로 그 구조상 잉크부압 유지챔버 내부의 잉크흡수재 외에도 별도의 펠트(29') 부재를 포함한다. 이러한 펠트 부재는 도1에 도시된 바와 같이 제조공정 상 잉크토출구를 통하여 삽입되고, 잉크흡수재를 내부적으로 지지한다.

한편, 잉크 저장챔버에 저장된 잉크의 유무를 체크하기 위한 방법으로 광학적 방법이 일반적으로 이용되고 있다. 프린터 본체에 구비된 광원부에서 조사된 광은 일정 조건(일반적으로, 잉크 소진시)에서 잉크 카트리지의 반사수단에 의해 프린터 본체에 구비된 검출부로 반사됨으로써 잉크 유무가 측정되어 교체신호를 프린 터에 표시하게 된다.

잉크 카트리지의 잉크 잔량 감지 수단은 종래 프리즘의 원리가 적용되었다.

일본특허출원 공개평 제7-218321호는 잉크 카트리지의 저면에 프리즘의 형성을 개시하고 있으며 잉크와 프리즘 간의 경계면은 광로에 대해 소정의 각을 갖는다. 또한, 일본특허출원 공개평 제9-29989호는 발광 장치 및 수광 장치로서 기능하는 단일 광학 센서에 의해 잉크 카트리지 장착 유무 및 잉크의 유무를 검출할 수 있는 잉크젯 프린터를 개시하고 있다. 상술한 장치 이외에도, 일본특허출원 공개평제7-89090호는 부압발생 재료를 수납하고 공기구멍 및 액체공급 개구를 갖는 부압발생재료 수납 챔버와, 상기 부압 발생 재료 수납 챔버와 연결된 채널을 갖고 사실상 밀폐된 공간을 형성하는 액체 수용 챔버를 포함하는 액체 용기 내의 액체의 유무를 검출하기 위한 프리즘을 개시하고 있다.

광 투과성 프리즘을 사용하는 종래의 잉크 유무 검출방법을 설명하면, 프리즘은 잉크 탱크의 저면에 일체로 형성되고, 프린터의 광원부에서 조사된 광은 잉크 카트리지의 프리즘으로 입사한다. 잉크 저장챔버에 잉크가 충분히 충전되면, 입사광은 잉크에 의해 흡수되어, 광은 검출부로 복귀하지 않는다. 한편, 잉크가 소비되어 잉크 저장챔버에 잉크가 없을 때에는, 입사광은 프리즘의 의해 반사를 반복하여 검출부로 되돌아 간다.

대한민국 특허공개 제2000-0029298호는 착색제 분산 잉크의 경우 잉크 소모시에도 프리즘 면에 잔량이 남아 프리즘의 회절 오작동을 초래할 수 있음을 기술하고 있고, 이러한 문제점을 극복하기 위하여 알킬 폴리실록산 등을 포함한 저표면 에너지 처리제로 프리즘 면을 피복하는 것을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 특수 처리제의 처리에도 불구하고 매질에 따라 회절방향이 달라지는 프리즘의 특성상 광검출 오작동의 우려는 여전히 남아 있다.

이러한 문제점을 해결하는 새로운 방법으로는 반사율이 높은 알미늄 금속판과 같은 반사판을 이용함으로써 보다 확실한 반사능력을 제공하는 것이다.

현재 시중에 유통되는 반사판이 장착된 잉크카트리지를 살펴보면, 잉크 카트리지 벽 간에 설치된 회전축을 형성하고 상기 회전축을 중심으로 한쪽 끝단에는 속이 빈 플라스틱 재질에 비닐을 융착하여 제조된 부유구와, 다른 끝단에는 무게추를 형성시켜 잉크 저장챔버에 잉크가 충전되어 있을 경우 상기 부유구는 부력에 의해 상승하였다가 잉크가 소모됨에 따라 점차 아래로 이동되어 부유구 바닥의 반사판이 카트리지 저면에 밀착됨으로써 비로소 조사된 광을 검출부로 반사시켜 잉크 유무를 확인시킨다. 그러나, 이러한 회전축 방식은 다수의 부품이 필요하고, 부유구의 제조과정이 다소 복잡하게 구성되어 여러단계의 제조공정을 거치므로 제조 비용이 높은 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 잉크 카트리지의 여러가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 잉크가 충입되는 공간을 확장하면서도 잉크카트리지 내부의 일정한 압력을 유지할 수 있는 잉크젯 프린터용 잉크카트리지를 제공하는데 있다.

또한, 보다 정확하게 잉크 잔량 유무를 측정하는 수단을 포함하는 잉크젯 프린터용 잉크카트리지에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

몸체 내부에는 잉크가 저장된 잉크 저장챔버와; 잉크흡수재가 내부삽입되어 잉크 부압을 유지시키는 잉크부압 유지챔버를 포함하고, 몸체 외부에는 상기 잉크부압 유지챔버로 외부공기가 유입되도록 공기구멍이 형성되고, 내부 잉크가 프린터 헤드쪽으로 토출되도록 몸체 저면에 잉크토출구가 형성되고, 상기 잉크부압 유지챔버는 관 형태로 몸체 상면에 고정되고, 잉크토출구에 수직방향으로 잉크 저장챔버 내에 삽입되어 상기 잉크 저장챔버와 잉크부압 유지챔버 간에 잉크/공기가 상호 이동되도록 격벽 하부에 연통구가 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지를 제공한다.

상기 잉크부압 유지챔버의 내부 직경과 잉크토출구의 내부 직경이 동일하게 설계된 것이 바람직하나, 필요에 따라서는 내부 직경 비율이 1:0.5 ~ 0.5:1의 범위 내에 설계될 수 있다.

본 발명은 상기 잉크/공기 연통구에 맞닿는 위치의 가는 홈이 수평으로 형성된 잉크흡수재를 제공한다.

본 발명은 상기 잉크부압 유지챔버 내벽에는 하나 이상의 가는 홈이 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지를 제공한다.

본 발명은 상기 잉크부압 유지챔버와 맞닿는 상기 잉크흡수재의 외벽에 하나 이상의 가는 홈이 수직으로 형성된 잉크 카트리지를 제공한다.

본 발명은 카트리지 몸체 양벽에는 삽입되는 잉크부압 유지챔버를 밀착 고정시키기 위한 고정대가 형성되고, 상기 고정대와 잉크흡수재 간에 빈 공간이 형성되도록 잉크부압 유지챔버 하단에 하나 이상의 절단홈이 형성된 잉크 카트리지를 제공한다.

한편, 본 발명은 잉크 잔량을 감지하기 위하여 외부에서 조사되는 광을 외부 광검출기로 반사하는 수단을 더 포함하는 잉크 카트리지를 제공한다.

상기 반사 수단은 반사판이 구비된 부유구이고, 상기 부유구의 상하이동이 가능하도록 부유구를 수직관통하는 부유구 지지대를 더 포함한다. 상기 부유구 지지대에는 잉크 충전시 부유구의 반사판이 경사지도록 경사면이 형성된 것이 바람직하다.

본 발명은 외부에서 조사되는 광이 투과되는 몸체 바닥면의 일정 높이에 수평설치된 반사판을 포함하는 잉크 카트리지를 제공한다.

본 발명의 잉크 카트리지는 종래 카트리지의 좌우 2챔버 시스템이 아닌 관형태의 잉크부압 유지챔버를 도입하여, 잉크가 충입되는 공간을 확장하면서도 잉크카트리지 내부의 일정한 압력을 유지할 수 있으며, 공정을 단순화시켜 작업효율을 증대시킬 수 있으며, 새로운 연통 구조를 통하여 공기, 잉크 교환이동 안정성을 증가시킬 수 있고, 보다 단순한 방식으로 잉크 유무 식별의 정확도를 증대시키는 효과가 있다.

이하, 바람직한 여러 실시예를 통하여 본 발명의 잉크 카트리지를 상세히 설명한다.

[실시예 1]

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 카트리지의 결합관계도이고, 도3A는 결합된 잉크 카트리지의 사시도이고, 도3B는 도3A의 단면도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 잉크가 저장되는 잉크저장챔버(11)로 이루어지는 몸체(1)(제1부재)와 상기 몸체(1)의 상단 개구부를 폐쇄하는 커버(2)(제2부재)를 포함한다. 몸체(1)와 커버(2)는 접착제 또는 초음파 융착방식으로 결합됨으로써 잉크 카트리지의 외형을 이룬다.

상기 몸체(1) 바닥면에 잉크토출구(12)가 형성되어 있다. 잉크저장챔버(11) 의 잉크는 상기 잉크토출구(12)를 통하여 프린터 헤드쪽으로 토출된다.

커버(2) 아랫면에는 관 형상의 잉크부압 유지챔버(21)가 형성되어 있다. 상기 잉크부압 유지챔버(21) 내부에는 잉크흡수재(22)가 삽입된다. 잉크흡수재(22)는 종래 폴리우레탄 발포제, 스폰지 등과 같은 다공성 재질로서 통상 잉크 카트리지에 사용되는 재질이다. 잉크흡수재(22)는 일정 높이까지 잉크를 흡수하고, 흡수된 잉크는 표면장력을 생성시켜, 잉크 부압(음압)을 형성시켜, 인쇄를 하지 않을 때에는 잉크가 아래로 흐르는 것을 막고, 인쇄시 프린터 제어부의 전기적 신호에 의해서만 잉크가 토출되도록 한다.

상기 잉크부압 유지챔버(21) 상단에는 공기구멍(24)이 형성되어 있다. 공기구멍(24)을 통해 유입된 공기는 잉크부압 유지챔버(21)를 통하여 잉크저장챔버(11)로 이동되고, 이동된 공기의 양만큼 잉크저장챔버(11) 내 잉크는 잉크흡수재(22)를 거쳐 잉크토출구(12)로 토출된다. 잉크가 소모되는 만큼 외부 공기는 잉크저장챔버(11)에 유입된다. 잉크부압 유지챔버(21)의 상단은 커버(2)면에 설계될 수 있으나, 도3B에 도시된 바와 같이 커버(2)면 아래에 설계될 수 있다.

본 발명은 잉크부압 유지챔버(21)의 구조에 주요 특징이 있다. 종래 잉크 카트리지는 도1에 도시된 바와 같이, 대향되는 측벽 간에 일자로 구성된 격벽(14')을 기준으로 한쪽은 잉크 저장챔버(11'), 그리고 다른 한쪽은 잉크부압 유지챔버(21')로 구획되는 좌우 2챔버 시스템이다. 반면, 본 발명은 잉크부압 유지챔버(21)를 관 형상으로 구성하고, 이것이 몸체 내에 삽입된 구조를 가진다. 본 발명은 종래 잉크부압 유지챔버가 차지하는 공간을 상당히 줄임으로써 상대적으로 잉크 저장챔버의 공간을 확장하는 장점을 가진다. 또한, 종래 잉크 카트리지는 한쪽 격벽의 연통구를 통해 잉크가 유입되고 토출되므로 잉크토출구의 위치에 따라 압력 불균형이 초래될 수 있으나, 본 발명의 구조는 양방 또는 사방에서 잉크부압 유지챔버로 잉크가 유입되므로 압력 균형을 통해, 보다 원할한 잉크 토출이 가능하다.

본 실시예의 잉크 카트리지의 결합은 몸체(1)와 커버(2)를 초음파 융착방식으로 접합시킨 다음, 잉크토출구에 잉크흡수재를 밀어넣은 후, 잉크주입구(28)를 통하여 잉크를 주입한 다음, 잉크마개(30)를 잉크주입구(28)에 밀어넣어 잉크 카트리지를 제조할 수 있다.

다른 방법으로는 잉크부압 유지챔버(21)에 잉크흡수재(22)를 밀어 삽입한 다음, 몸체(1)와 커버(2)를 초음파 융착방식으로 접합시킨 다음, 잉크주입구(28)를 통하여 잉크를 주입한 다음, 잉크마개(30)를 밀어넣어 잉크 카트리지를 제조할 수 있다.

하기 실시예 2 내지 실시예 6은 잉크흡수재의 구조에 특징이 있다.

[실시예 2]

도4A에 보이는 바와 같이, 본 발명의 잉크흡수재(22a)는 막대 모양을 가진다. 잉크부압 유지챔버 내로 원할한 삽입을 위하여 잉크흡수재(22a)의 상부는 약간 깍인 형태가 바람직하다. 이는 잉크흡수재의 원할한 삽입을 위한 것이므로 깍임이 없는 막대 모양이라도 잉크 토출 능력에는 영향을 주지 않는다.

도4C에 보이는 바와 같이, 잉크부압 유지챔버(21)의 하부 끝단은 몸체 바닥 면에 소정의 높이에 위치하여 잉크 저장챔버(11) 간에 잉크/공기 연통구(23)를 형성시킨다. 상기 잉크/공기 연통구(23)를 기준으로 잉크 저장챔버(11) 내 잉크는 잉크흡수재(22) 쪽으로 이동하고, 잉크 저장챔버(11)에서 빠져나온 잉크의 양만큼 공기는 잉크부압 유지챔버(21)를 거치고, 잉크/공기 연통구(23)를 통하여 잉크 저장챔버(11)로 유입된다. 즉, 상기 잉크/공기 연통구(23)를 통하여 잉크와 공기는 상호 교환된다.

잉크부압 유지챔버(21)를 구성하는 관의 단면 모양은 제한되지 않으나, 원통형인 것이 바람직하다. 도4C에 도시된 바와 같이 상기 잉크부압 유지챔버의 내부 직경과 잉크토출구의 내부 직경이 동일한 것이 바람직하다.

본 발명은 잉크부압 유지챔버(21) 내에 삽입된 잉크흡수재(22)가 아래로 돌출된 잉크토출구(12)의 하부까지 커버함으로써 하나의 부재만으로 도1에 도시된 종래 잉크 카트리지의 잉크흡수재(22') 및 펠트(29')의 역할을 동시에 수행하는 것이 가능하다. 이는 제조공정을 단축시켜 생산효율을 증대시킬 수 있다.

[실시예 3]

도5 및 도6은 잉크부압 유지챔버(21)의 내부 직경과 잉크토출구(12)의 내부 직경 비율이 다른 경우 사용될 수 있는 잉크흡수재의 구조를 나타낸 것이다. 잉크부압 유지챔버(21)와 잉크토출구(12)의 내부 직경이 동일한 것이 가장 바람직하나, 상황에 따라서는 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 잉크부압 유지챔버의 내부 직경과 잉크토출구의 내부 직경이 다르게 설계될 수 있다. 이 때 잉크부압 유지챔버의 내 부 직경과 잉크토출구의 내부 직경 비율은 1:0.5 ~ 0.5:1의 범위 내인 것이 바람직하다. 잉크부압 유지챔버(21)와 잉크토출구(12)의 내부 직경 차이가 크면 잉크 부압 등에 큰 영향이 있어, 인쇄 품질을 떨어뜨릴 수 있다.

[실시예 4]

도7A는 잉크/공기 연통구에 맞닿는 위치에 수평으로 가는 홈이 형성된 잉크흡수재(22b)를 나타낸 사시도이고, 도7B는 정면도, 도7C는 도7A의 잉크흡수재(22b)가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이다.

통상의 잉크카트리지에서 잉크/공기 연통구(23)는 비교적 작게 설계된다. 연통구가 상하로 길면 적절한 잉크/공기 교환이 어려워 인쇄 품질에 영향을 준다. 한편, 잉크흡수재와 잉크가 접촉하는 면적이 적으면 잉크의 성분(예컨데, 안료잉크)에 따라 원할한 잉크/공기 교환이 어려울 수 있다.

따라서, 연통구를 작게하면서도 잉크흡수재의 잉크 접촉면적을 늘리기 위하여 도7C에 도시된 바와 같이 잉크/공기 연통구에 맞닿는 잉크흡수재(22b)에 수평으로 가는 홈을 형성하게 되면 잉크/공기이 원활하게 교환되도록 할 수 있다.

[실시예 5]

도8A는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크흡수재의 사시도이고, 도8B는 도8A의 정면도, 도8C는 도8A의 잉크흡수재가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이고, 도8D는 도8C의 잉크부압 유지챔버의 수평 단면도(I-I 단면도)이다.

도8C에 보이는 바와 같이 상기 잉크부압 유지챔버 내벽에는 하나 이상의 가는 홈이 수직으로 형성되어 있다. 잉크흡수재가 잉크부압 유지챔버에 삽입되면 도8D(I-I 단면도)에 도시된 바와 같이 여러개의 가는 홈들은 잉크부압 유지챔버내 상하 공기의 흐름을 원할히 하여 프린터 출력 품질을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예는 잉크흡수재와 잉크부압 유지챔버 간에 상하로 가는 홈을 형성시키기 위한 것이므로 상기 잉크부압 유지챔버 내벽에 홈이 아닌, 하나 이상의 가는 돌기가 형성되는 것도 가능하다.

[실시예 6]

도9A는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크흡수재의 사시도이고, 도9B는 도9A의 정면도, 도9C는 도9A의 잉크흡수재가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이고, 도9D는 도9C의 잉크부압 유지챔버의 수평 단면도(II-II 단면도)이다.

도9A에 보이는 바와 같이 잉크흡수재(22c)는 수평 가는 홈 뿐 아니라 수직으로 하나 이상의 가는 홈이 형성되어 있어, 잉크부압 유지챔버내 상하 공기의 흐름을 원할히 하여 프린터 출력 품질을 향상시킬 수 있다. 수평 홈은 잉크흡수재와 잉크 접촉 면적을 넓게 하는 역할을 한다.

[실시예 7]

도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단홈을 구비한 잉크부압 유지챔버를 나타내는 도이다.

본 실시예의 잉크 카트리지는 상기 실시예 1 내지 6을 더욱 개량한 구조로, 카트리지 몸체(1) 양벽에는 삽입되는 잉크부압 유지챔버(21)를 밀착 고정시키기 위한 고정대(13)가 형성되어 있고, 잉크부압 유지챔버(21) 하단에는 하나 이상의 절단홈(27)이 형성되어 있다. 상기 고정대(13)와 관 형태의 잉크부압 유지챔버(21)는 상호 완전밀착되어, 절단홈(27)은 고정대(13)와 잉크흡수재(22) 간에 빈 공간을 생성시킨다. 잉크 카트리지는 외부로 토출되는 잉크 양만큼 외부 공기가 유입되어 상호 교환이 이루어 지는데, 이러한 상호 교환은 잉크 저장챔버(11)와 잉크부압 유지챔버(21) 간의 연통구(23)를 통하여 이루어 진다. 동일 채널의 연통구(23)를 통하여 상호 교환이 이루어져야 하므로 공기와 잉크의 상호 내부 충돌가능성을 보다 억제하기 위하여 별도의 완충공간이 필요하여 이러한 빈 공간은 상술한 바와 같이 절단홈(27)이 제공하게 된다.

절단홈(27)은 잉크와 공기의 압력차가 반영되도록 수직으로 길게 형성되는 것이 바람직하고, 다수개로 이루어지는 것이 바람직하다. 유지챔버(21) 상면 높이는 잉크흡수재(22)의 물성, 공기 구멍(24)의 크기 등에 따라 적절히 설계될 수 있다.

[실시예 8]

도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사수단의 결합관계도이다.

도12A는 도11의 단면도로서 잉크 충전시의 반사 수단의 모양, 도12B는 잉크 소진시 반사 수단의 모양을 나타낸 도이다.

도11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 잉크 카트리지는 잉크 잔량을 감지하기 위하여 외부에서 조사되는 광(L)을 외부 광검출기로 반사하는 수단을 더 포함될 수 있다.

이러한 광 반사수단은 잉크 저장챔버(11) 내에 구비되고, 일측에 반사판(미도시)이 형성된 부유구(25)와, 상기 부유구(25)의 상하이동이 가능하도록 부유구 지지대(26)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 부유구 지지대(26)는 몸체(1) 저면 또는 상면에 수직고정되어 있어, 부유구(25)의 좌우 이동을 제한하고, 상하 이동만을 가능하도록 한다. 잉크 저장챔버(11)에 잉크가 남아 있는 경우 부유구(25)는 뜨게되어 프린터 본체에 구비된 광원부에서 조사되는 광은 잉크에 흡수되어 되돌아 가지 않다가, 잉크가 소진됨에 따라 부유구(25)는 하강, 잉크가 저면에 닿을 때 쯤에는 조사광을 프린터 검출부로 반사시켜 잉크가 없음을 알리게 된다.

부유구 지지대(26) 상에는 경사면이 형성될 수 있다. 잉크 충전시 부유구(25)는 경사면에 떠 있다가 잉크 소진시 하강하여 상기와 동일하게 잉크 없음을 알리게 된다.

상기 부유구(25)는 잉크에 뜰 수 있는 소재면 어떤 것이라도 상관없다. 상기 부유구(25)는 내부가 빈 튜브형태이거나 밀도가 낮은 고무소재 또는 수지재질도 가능하다. 바람직하게는 스티로폼을 사용할 수 있다. 그리고, 반사판 역시 광을 반사할 수 있는 것이면 어떤 것이라도 상관없다. 바람직하게는 알루미늄 판이 사용될 수 있으며, 부유구(25)에 코팅된 금속막도 가능하다. 상기 반사판이 구비된 부유 구(25)는 시중에 판매되는 알루미늄 자리와 같은 알루미늄이 코팅 또는 접착된 스티로폼인 것이 바람직하다.

[실시예 9]

도13A는 본 발명의 일 시예에 따른 반사판이 고정된 잉크 카트리지의 단면도이고, 도13B는 도13A의 IV-IV 면을 나타낸 도이다.

프린터 본체에 구비된 광원부에서 조사된 광은 잉크 카트리지 내에 구비된 반사수단에 의하여 프린터 본체에 구비된 검출부로 반사됨으로써 잉크 유무 측정이 가능한 데, 특히 블랙잉크의 경우 조사된 광을 흡수하여 광이 되돌아 가지 못하도록 한다. 이러한 원리를 이용하여 반사판(31)을 몸체 바닥면의 소정의 위치에 수평으로 고정시키게 되면 잉크가 남아 있는 경우 그 사이에 블랙잉크가 존재하므로 프린터는 잉크있음을 유지하고 있다가 잉크가 소진되면 광원부에서 조사된 광(L)은 반사판(31)에 의해 검출부로 반사됨으로써 잉크없음을 확인하게 된다.

도14A, 도14B는 일 실시예에 따른 반사판이 고정된 잉크 카트리지의 부분 사시도이다.

잉크는 서서히 소모되므로 광이 통과하는 몸체 바닥에 잉크가 남아 있어, 감지 오작동을 유발할 수 있다. 이는 잉크 표면장력으로 인하여 뭉치기 때문이다. 이를 해결하기 위하여 광이 통과하는 몸체 바닥 주위로 도14A, 도14B와 같이 가는 홈의 수로를 형성하면 잉크는 중력에 의하여 가는 홈으로 흘려내려 광이 통과하는 몸체 바닥에는 잉크가 남아 있지 않게된다.

도1은 종래 잉크 카트리지의 구조를 나타낸 도이다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크 카트리지의 결합관계도이다.

도3A는 도2의 잉크 카트리지의 사시도이고, 도3B는 도3A의 단면도이다.

도4A는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크흡수재의 사시도이고, 도4B는 도4A의 정면도, 도4C는 도4A의 잉크흡수재가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이다.

도5A는 본 발명의 일 실시예에 또 따른 잉크흡수재의 정면도이고, 도5B는 도5A의 잉크흡수재가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이다.

도6A는 본 발명의 일 실시예에 또 따른 잉크흡수재의 정면도이고, 도6B는 도6A의 잉크흡수재가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이다.

도7A는 본 발명의 일 실시예에 따른 잉크흡수재의 사시도이고, 도7B는 도7A의 정면도, 도7C는 도7A의 잉크흡수재가 삽입된 구조를 나타내는 단면도이다.

도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단홈이 형성된 잉크부압 유지챔버를 도시한 도이다.

도12는 도11의 단면도로서 도12A는 잉크 충전시의 반사 수단의 모양, 도12B는 잉크 소진시 반사 수단의 모양을 나타낸 도이다.

* 도면의 주요부에 대한 부호의 설명 *

1. 잉크 카트리지 몸체 2. 커버

11. 잉크 저장챔버 12. 잉크토출구

13. 고정대 21. 잉크부압 유지챔버

22. 잉크흡수재 23. 연통구

24. 공기 구멍 25. 부유구

26. 부유구 지지대 27. 절단홈

28. 잉크주입구 29. 펠트

30. 잉크마개 31. 반사판

Claims

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몸체 내부에는 잉크가 저장된 잉크 저장챔버와; 잉크흡수재가 내부삽입되어 잉크 부압을 유지시키는 잉크부압 유지챔버를 포함하고,

몸체 외부에는 상기 잉크부압 유지챔버로 외부공기가 유입되도록 공기구멍이 형성되고, 내부 잉크가 프린터 헤드쪽으로 토출되도록 몸체 저면에 잉크토출구가 형성되고,

상기 잉크부압 유지챔버는 관 형태로 몸체 상면에 고정되고, 잉크토출구에 수직방향으로 잉크 저장챔버 내에 삽입되어 상기 잉크 저장챔버와 잉크부압 유지챔버 간에 잉크/공기가 상호 이동되도록 격벽 하부에 연통구가 형성되고,

상기 잉크부압 유지챔버의 내부 직경과 잉크토출구의 내부 직경이 동일하거나, 잉크부압 유지챔버의 내부 직경과 잉크토출구의 내부 직경 비율이 1:0.5 ~ 0.5:1의 범위인 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제2항에 있어서, 상기 연통구에 맞닿는 위치의 잉크흡수재 부분에 홈이 수평으로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 잉크부압 유지챔버 내벽에는 하나 이상의 가는 홈이 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 잉크부압 유지챔버와 맞닿는 상기 잉크흡수재의 외벽에는 하나 이상의 가는 홈이 수직으로 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제5항에 있어서, 잉크토출구와 주변 몸체 바닥면 간에 경사진 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제2항에 있어서, 카트리지 몸체 양벽에는 삽입되는 잉크부압 유지챔버를 밀착 고정시키기 위한 고정대가 구비된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제7항에 있어서, 상기 고정대와 잉크흡수재 사이에 밀폐된 빈 공간이 형성되도록 잉크부압 유지챔버 하단에 하나 이상의 절단홈이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제2항에 있어서, 잉크부압 유지챔버의 상단이 몸체 상단의 아래에 위치하고 잉크부압 유지챔버의 상면에 공기구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제2항에 있어서, 잉크 잔량을 감지하기 위하여 외부에서 조사되는 광을 외부 광검출기로 반사하는 수단을 더 포함하는 잉크 카트리지.
제10항에 있어서, 상기 반사 수단은 반사판이 구비된 부유구이고, 상기 부유구의 상하이동이 가능하도록 부유구를 수직관통하는 부유구 지지대를 더 포함하는 잉크 카트리지.
제11항에 있어서, 상기 부유구 지지대에는 잉크 충전시 반사판이 경사지도록 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제12항에 있어서, 외부에서 조사되는 광이 투과되는 몸체 바닥면 주변에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제10항에 있어서, 상기 반사 수단은 외부에서 조사되는 광이 투과되는 몸체 바닥면의 일정 높이에 수평설치된 반사판인 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.
제14항에 있어서, 외부에서 조사되는 광이 투과되는 몸체 바닥면 주변에 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크 카트리지.