KR100524645B1

KR100524645B1 - 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100524645B1
Application number: KR10-2003-0034765A
Authority: KR
Inventors: 정광춘; 김형후; 신영철; 박형근; 정영호
Original assignee: 주식회사 잉크테크
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2005-10-31
Also published as: WO2004106072A1; KR20040102923A

Abstract

본 발명은 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 관한 것으로, 내, 외부를 연결시키는 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키도록 구성된 장치에 있어서, 상기 구멍의 하나에 연결되도록 장착되어 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출시키는 감압 실린더와, 상기 구멍의 다른 하나에 연결되도록 장착되어 잉크 카트리지의 진공 압력으로 잉크 카트리지에 충전용 잉크를 공급시키며 상기 감압 실린더에 일체로 고정된 충전 실린더 및 상기 감압 실린더와 충전 실린더가 장착되는 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐시키는 밀봉수단이 포함됨을 특징으로 하며, 이에 의하면 간단하고 신뢰성 있는 잉크 카트리지의 감압 및 충전 작업이 수행되는 효과를 갖는다.

Description

잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법{Ink refill device and method of ink cartridge}

본 발명은 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단하고 신뢰성 있는 잉크 카트리지의 감압 및 충전 작업이 수행될 수 있도록 된 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 잉크젯형 프린터에 사용되는 잉크 카트리지는 1회 사용된 후 버려지거나, 잉크를 충전하여 재사용된다.

상기 잉크 카트리지의 대략적인 구성은, 내부에 적어도 하나 이상의 잉크 저장실이 형성되고 일측 하단에 프린터의 헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급구가 형성된 몸체와, 이 몸체의 상단에 융착 고정되며 잉크 저장실로 잉크를 주입하기 위한 잉크 주입구와 공기가 소통될 수 있도록 된 공기 소통구가 형성된 뚜껑을 갖는다.

그리고, 상기 잉크 카트리지를 이루는 몸체의 잉크 저장실에는 잉크를 흡수하여 갖고 있을 수 있도록 다공성으로 된 스펀지가 삽입되며, 이러한 스펀지는 프린터 제작사의 기종에 따라 선택적으로 삽입되지 않을 수 있다.

이러한 구성을 갖는 종래의 잉크 카트리지에 잉크를 충전하여 재사용하기 위한 여러 가지 형태의 방법과 장치들이 널리 알려져 있다.

그러나, 대개 신뢰성 있는 잉크 충전이 가능하려면 그 방법 및 장치가 복잡하거나 많은 비용을 요구한다. 따라서, 사용자가 직접 잉크 카트리지를 충전하여 사용하는데 무리가 있다.

또한, 간단한 구조에 의해 잉크 충전이 수행될 수 있도록 된 종래의 잉크 충전 방법 및 장치의 경우, 잉크 카트리지의 내부에 거품을 발생시켜 인쇄가 제대로 이루어지지 않거나, 충전 과정에서 다량의 잉크가 외부로 배출되어 충전 효율을 저하시키고 손과 옷을 더럽히는 등의 문제점을 갖는 것이었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은, 간단하고 신뢰성 있는 잉크 카트리지의 감압 및 충전 작업이 수행될 수 있도록 된 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 내, 외부를 연결시키는 2개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키도록 구성된 장치에 있어서, 상기 구멍의 하나에 연결되도록 장착되어 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출시키는 감압 실린더와, 상기 구멍의 다른 하나에 연결되도록 장착되어 잉크 카트리지의 진공 압력으로 잉크 카트리지에 충전용 잉크를 공급시키며 상기 감압 실린더에 일체로 고정된 충전 실린더 및 상기 감압 실린더와 충전 실린더가 장착되는 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐시키는 밀봉수단이 포함됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치를 마련함에 의한다.

상기 감압 실린더는, 상기 잉크 카트리지에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하는 공기흡입수단과, 상기 감압 실린더에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하는 공기배출수단을 포함함을 특징으로 한다.

상기 공기흡입수단은 감압 실린더와 잉크 카트리지의 연결부위에 장착된 체크밸브임을 특징으로 한다.

상기 공기배출수단은, 잉크 카트리지의 내부와 연결되는 피스톤 주행로와, 상기 피스톤 주행로에서 이동하도록 설치된 감압 피스톤과, 상기 감압 피스톤을 이동시키도록 연결된 피스톤 로드와, 상기 감압 피스톤에 장착되어 그 감압 피스톤을 관통하는 공기 흐름을 개폐시키는 체크밸브를 포함함을 특징으로 한다.

상기 공기배출수단은, 잉크 카트리지의 내부와 연결되는 피스톤 주행로와, 상기 피스톤 주행로에서 이동하도록 설치되고 이동 방향에 대한 전, 후방을 연결시키는 하나 이상의 공기통로를 갖는 감압 피스톤과, 상기 감압 피스톤과 상대 이동이 가능하도록 그 감압 피스톤을 관통하도록 끼워 장착된 피스톤 지지구와, 상기 피스톤 지지구의 일측 단부에 일체로 형성되어 상기 감압 피스톤의 이동을 제한하고 상기 공기통로를 접촉에 의해 밀폐시키는 스토퍼판과, 상기 감압 피스톤을 이동시키도록 상기 피스톤 지지구의 타측 단부에 고정되며 상기 감압 피스톤의 공기통로를 외부와 연결시키는 홈을 갖는 피스톤 로드를 포함함을 특징으로 한다.

상기 공기배출수단은, 잉크 카트리지의 내부와 연결되는 피스톤 주행로와, 상기 피스톤 주행로에서 이동하도록 설치되는 감압 피스톤과, 상기 감압 피스톤과 상대 이동이 가능하도록 그 감압 피스톤을 관통하도록 끼워 장착된 피스톤 지지구와, 상기 피스톤 지지구의 일측 단부에 일체로 형성되어 상기 감압 피스톤의 이동을 제한하는 스토퍼판과, 상기 감압 피스톤을 이동시키도록 상기 피스톤 지지구의 타측 단부에 고정된 피스톤 로드와, 상기 감압 피스톤이 피스톤 로드쪽으로 이동되면 그 감압 피스톤의 이동 방향에 대한 전, 후방을 연결시키도록 상기 피스톤 지지구의 표면과 피스톤 로드의 표면에 각각 형성된 공기통로와 홈을 포함함을 특징으로 한다.

상기 충전 실린더는 잉크 카트리지의 내부로 깊이 끼워질 수 있도록 된 니들을 가짐을 특징으로 한다.

상기 피스톤 로드는 감압 피스톤쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재가 설치됨을 특징으로 한다.

상기 밀봉수단은 폴리에틸렌 폼 테이프임을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 내, 외부를 연결시키는 1개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키도록 구성된 장치에 있어서, 감압 피스톤의 이동에 의해 상기 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출시키는 감압 실린더와, 잉크 카트리지의 진공 압력으로 상기 잉크 카트리지에 충전용 잉크를 공급시키며 상기 감압 실린더의 감압 피스톤을 이동시키도록 그 감압 피스톤에 연결 설치된 충전 실린더와, 상기 잉크 카트리지의 구멍을 상기 감압 실린더와 충전 실리더의 내부로 선택적으로 연결시키는 공기 및 잉크유로 선택수단 및 상기 감압 실린더와 충전 실린더가 연결되어지는 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐시키는 밀봉수단이 포함됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치를 마련함에 의한다.

상기 공기흡입수단은 잉크 카트리지의 내부와 연결될 수 있도록 감압 실린더에 형성된 감압구에 장착된 체크밸브임을 특징으로 한다.

상기 공기배출수단은, 상기 충전 실린더에 연결 설치되어 상기 감압 피스톤의 중앙을 관통하도록 형성된 슬라이딩 구멍에 미끄럼 가능하도록 끼워 장착되며 일측 단부의 외표면이 상기 감압 피스톤의 이동을 제한하면서 상기 슬라이딩 구멍과 감압 피스톤의 외표면 사이의 틈을 접촉에 의해 밀폐시키는 외경 확대부로 된 피스톤 지지구와, 상기 감압 피스톤이 상기 피스톤 지지구의 외경 확대부에서 이격되었을 때 상기 슬라이딩 구멍과 감압 피스톤의 외표면 사이의 틈을 통해 배출되는 공기를 감압 피스톤의 외부로 연결시키도록 상기 충전 실린더의 끝단과 상기 감압 피스톤의 끝단의 어느 하나에 형성된 홈을 포함함을 특징으로 한다.

상기 공기 및 잉크유로 선택수단은, 상기 잉크 카트리지의 구멍에 끼워 장착되는 결합구와, 상기 결합구에 형성되어 상기 잉크 카트리지의 구멍을 상기 감압 실린더와 충전 실린더의 내부로 선택적으로 연결시키는 공기 및 잉크유로를 갖는 감압 및 충전 결합체를 포함함을 특징으로 한다.

상기 감압 및 충전 결합체는 감압 실린더의 끝단에 기밀을 유지하면서 축방향 회전이 가능하도록 결합되며, 상기 감압 실린더의 끝단에는 감압 실린더의 회전 중심에서 벗어나 위치된 감압구와 충전구가 형성되며, 상기 공기 및 잉크유로의 위치는 상기 감압 실린더가 감압 및 충전 결합체에 대하여 축방향 회전되는 것에 의하여 상기 감압구와 충전구에 선택적으로 연결됨을 특징으로 한다.

상기 충전 실린더의 내부와 상기 공기 및 잉크유로를 연결시키는 잉크충전유로를 제공하고 상기 잉크충전유로를 개폐시키기 위한 잉크유로 제공수단이 더 포함됨을 특징으로 한다.

상기 잉크충전유로는 상기 감압 피스톤을 관통하여 형성되며, 상기 충전 실린더는 상기 잉크충전유로의 일측에 나사결합에 의해 회전 및 길이 방향의 이동이 가능하도록 장착되며, 상기 잉크충전유로에는 상기 감압 피스톤과의 접촉에 의해 개폐되는 밸브가 설치됨을 특징으로 한다.

상기 잉크충전유로는 상기 감압 피스톤을 관통하여 형성되며, 상기 잉크충전유로에는 얇은 막 형상의 차단막에 의해 차단되며, 상기 감압 실린더의 끝단 내측에 상기 차단막을 뚫어 관통시킬 수 있도록 선단이 뾰족한 침이 고정 설치됨을 특징으로 한다.

상기 밀봉수단은 폴리에틸렌 폼 테이프임을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 내, 외부를 연결시키는 2개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법에 있어서, 감압 및 충전이 수행되어질 2개의 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐하는 단계와, 상기 잉크 카트리지의 내부가 감압되도록 상기 구멍의 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출하는 단계와, 상기 잉크 카트리지의 내부를 감압하면서 상기 구멍의 다른 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부로 충전용 잉크를 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법을 마련함에 의한다.

상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 공기 소통구를 통해 이루어지며, 상기 잉크 카트리지의 충전은 충전 피스톤을 가지며 상기 감압 실린더에 고정된 충전 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 잉크 주입구를 통해 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 잉크 주입구를 통해 이루어지며, 상기 잉크 카트리지의 충전은 충전 피스톤을 가지며 상기 감압 실린더에 고정된 충전 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 공기 소통구를 통해 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 감압 실린더는 상기 잉크 카트리지에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하여 잉크 카트리지를 감압함을 특징으로 한다.

상기 감압 실린더는 상기 감압 실린더에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름을 더 허용하여 잉크 카트리지의 감압을 여러 차례 수행할 수 있도록 함을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 내, 외부를 연결시키는 1개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법에 있어서, 감압 및 충전이 수행되어질 1개의 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐하는 단계와, 상기 잉크 카트리지의 내부가 감압되도록 상기 구멍의 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출하는 단계와, 상기 잉크 카트리지의 내부를 감압한 후 그 잉크 카트리지의 내부에 형성된 진공압에 의해 상기 구멍의 다른 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부로 충전용 잉크를 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법을 마련함에 의한다.

상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 잉크 공급구를 통해 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 수행되며, 상기 잉크 카트리지의 충전은 상기 감압 피스톤을 이동시키도록 연결 설치되고 충전 피스톤을 갖는 충전 실린더를 이용하여 수행됨을 특징으로 한다.

감압 및 충전이 수행되는 상기 잉크 카트리지의 구멍을 상기 감압 실린더와 충전 실리더의 내부로 선택적으로 연결시켜 잉크 카트리지의 감압이 수행된 후 충전이 이루어지도록 함을 특징으로 한다.

상기 충전 실린더의 내부와 상기 공기 및 잉크유로를 연결시키는 잉크충전유로를 상기 잉크 카트리지의 감압이 수행될 때 폐쇄하고 감압이 완료된 후 개방함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도이다.

제1 실시예의 잉크 충전 장치(100)는 서로 평행한 감압 실린더(110)와 충전 실린더(120)를 가지며, 상기 감압 실린더(110)와 충전 실린더(120)는 서로 일체로 고정된다. 그리고, 상기 감압 실린더(110)와 충전 실린더(120)의 재질은 무게가 가볍고 가격이 저렴하며 제조가 용이한 플라스틱 재질로 형성된 것이 바람직하다. 또한, 후술하는 다른 구성 요소들도 특별히 그 재질을 한정하지 않는다면 플라스틱 재질로 형성된 것이 좋다.

상기 감압 실린더(110)와 충전 실린더(120)는 각각의 내부에 길이방향으로 연속하여 일측 끝단에서 타측 끝단 부분까지 형성된 피스톤 주행로(112)(122)를 가지며, 상기 피스톤 주행로(112)(122)는 통형, 바람직하게는 중공 원통 형상을 갖는다. 그리고, 상기 피스톤 주행로(112)(122)의 각각에는 감압 피스톤(114)과 충전 피스톤(124)이 끼워져 피스톤 주행로(112)(122)의 길이 방향을 따라 미끄럼 이동될 수 있도록 설치되며, 상기 감압 피스톤(114)과 충전 피스톤(124)의 가장자리 부위가 피스톤 주행로(112)(122)의 내표면에 밀착될 수 있도록 그 크기 및 형상이 설정된다. 이때, 상기 감압 피스톤(114)의 재질은 탄력성 있는 고무 또는 실리콘 등이 바람직하며, 상기 충전 피스톤(124)의 재질은 약간의 탄력성 있는 플라스틱, 고무 또는 실리콘 등이 바람직하다.

또한, 상기 감압 실린더(110)와 충전 실린더(120)는 동일한 방향의 일측 단부에 잉크 카트리지의 잉크 주입구와 공기 소통구에 각각 대응되도록 그 간격이 설정되고 각각 감압 실린더(110)와 충전 실린더(120)의 피스톤 주행로(112)(114)를 외부와 연결시키도록 된 감압구(116)와 충전구(126)가 형성되는데, 상기 감압구(116)에는 기밀을 유지하면서 잉크 카트리지의 잉크 주입구에 끼워 결합될 수 있도록 형성된 감압 결합구(118)가 고정 설치되며, 상기 충전구(126)에는 기밀을 유지하면서 잉크 카트리지의 공기 소통구에 끼워 결합될 수 있도록 형성된 충전 결합구(128)가 고정 설치된다. 이때, 상기 충전 결합구(128)에는 잉크 카트리지의 내부를 관통하여 잉크 공급구의 근처에 잉크를 충전할 수 있도록 니들(130)이 장착된 것이 좋다. 여기에서, 상기 감압 결합구(118)와 충전 결합구(128)는 잉크 카트리지의 잉크 주입구와 공기 소통구에 기밀을 유지하면서 끼워 결합될 수 있으면서 잉크 충전이 완료된 후에 쉽게 분해될 수 있도록 약간의 탄력성을 갖는 재질로 형성된 것이 바람직하다.

상기 감압구(116)에는 감압 피스톤(110)의 내부로 공기가 흡입되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기흡입수단이 설치되는데, 상기 공기흡입수단은 감압 피스톤(114)이 감압구(116)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 개방되어 공기가 감압 실린더(110)의 내부로 흡입되도록 허용하고 반대 방향으로 이동할 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단한다.

상기 공기흡입수단의 일례는 체크밸브(140)를 이용한 것으로서, 이를 도2를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 감압구(116)의 피스톤 주행로(112)쪽 끝단에 편평한 시트면(116a)이 형성되고, 이 감압구(116)의 내부에는 피스톤 주행로(112)쪽 끝단이 상기 시트면(116a)과 동일 평면을 이루도록 지지판(117)이 일체로 형성된다. 또한, 상기 지지판(117)의 중앙에 감압구(116)의 길이방향과 동일한 방향으로 관통된 밸브장착구멍(117a)이 형성되며, 이 지지판(117)에는 감압 피스톤(114)에 의해 밀폐된 피스톤 주행로(112)가 감압구(116)를 통해 외부와 연결될 수 있도록 하나 이상의 공기통로(117b)가 관통 형성된다. 그리고, 상기 체크밸브(140)는 그 가장자리 부분이 감압구(116)의 시트면(116a)에 위치될 수 있는 크기를 가지면서 탄력적으로 굽혀질 수 있는 재질로 형성된 얇은 판 형상으로 된 플래퍼(142)와, 상기 플래퍼(142)의 중앙에 일체로 고정되어 수직한 방향으로 길게 형성되고 상기 밸브장착구멍(117a)에 끼워지는 스템(144)으로 이루어지며, 상기 스템(144)의 끝단에는 밸브장착구멍(117a)의 크기보다 약간 더 큰 크기를 가지면서 탄력적으로 수축될 수 있는 재질로 된 돌기(144a)가 일체로 형성된다.

상기 감압 실린더(110)의 피스톤 주행로(112)에 끼워 설치된 감압 피스톤(114)은 피스톤 로드(150)의 일측 끝단에 연결됨으로써 피스톤 로드(150)를 밀거나 당겨 감압 피스톤(114)을 감압 실린더(110)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있는 구조를 가지며, 상기 피스톤 로드(150)의 길이는 피스톤 로드(150)의 일측 끝단에 연결된 감압 피스톤(114)이 감압구(116)쪽으로 최대한 이동하였을 때 피스톤 로드(150)의 타측 끝단이 감압 실린더(110)의 외측으로 약간 돌출되는 정도이면 적당하다.

상기 피스톤 로드(150)와 감압 피스톤(114)의 결합부위에는 감압 피스톤(110)의 외부로 공기가 배출되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기배출수단이 설치되는데, 상기 공기배출수단은 감압 피스톤(114)이 감압구(116)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단하고 반대 방향으로 이동할 때 개방되어 공기가 감압 실린더(110)의 외부로 배출되도록 허용한다.

상기 공기배출수단의 일례는 체크밸브(160)를 이용한 것으로서, 이를 도3을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 피스톤 로드(150)의 감압 피스톤(114)쪽 단부에 중심선을 따라 일체로 연장 형성된 연장부(152)가 감압 피스톤(114)에 끼워 결합됨으로써 피스톤 로드(150)와 감압 피스톤(114)은 서로 인접한 끝단에 틈(S)이 형성되도록 소정 간격 떨어져 유지되도록 고정된다.

그리고, 상기 연장부(152)에는 상기 틈(S)에 연결되는 관통구멍(152a)이 형성되며, 상기 연장부(152)의 끝단 중앙부분에는 상기 관통구멍(152a)과 연결되는 원통 형상의 홈(152b)이 형성되고, 상기 감압 피스톤(114)의 중앙 부분에는 연장부(152)에서 멀리 떨어진 끝단에서 상기 홈(152b)까지 관통된 공기통과구멍(114a)이 형성되며, 상기 공기통과구멍(114a)의 홈(152b)쪽 끝단의 가장자리 부분에 편평한 시트면(114b)이 형성되고, 상기 공기통과구멍(114a)에는 연장부(152)쪽 끝단이 상기 시트면(114b)과 동일 평면을 이루도록 지지판(115)이 일체로 고정 설치된다. 또한, 상기 지지판(115)의 중앙에 감압 피스톤(114)의 길이방향과 동일한 방향으로 관통된 밸브장착구멍(115a)이 형성되며, 이 지지판(115)에는 감압 피스톤(114)에 의해 밀폐된 피스톤 주행로(112)가 상기 연장부(152)의 관통구멍(152a)과 틈(S)을 통해 외부와 연결될 수 있도록 하나 이상의 공기통로(115b)가 관통 형성된다. 또한, 상기 체크밸브(160)는 그 가장자리 부분이 감압 피스톤(114)의 시트면(114b)에 위치될 수 있는 크기를 가지면서 탄력적으로 굽혀질 수 있는 재질로 형성된 얇은 판 형상으로 된 플래퍼(162)와, 상기 플래퍼(162)의 중앙에 일체로 고정되어 수직한 방향으로 길게 형성되고 상기 밸브장착구멍(115a)에 끼워지는 스템(164)으로 이루어지며, 상기 스템(164)의 끝단에는 밸브장착구멍(115a)의 크기보다 약간 더 큰 크기를 가지면서 탄력적으로 수축될 수 있는 재질로 된 돌기(164a)가 일체로 형성된다.

바람직하게는, 상기 피스톤 로드(150)의 감압 피스톤(114)쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재(170)가 장착된 것이 좋다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 충전 장치(100)를 이용하여 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법을 설명한다.

먼저, 잉크 충전 장치(100)를 준비하는 단계가 수행되며, 잉크 충전 장치(100)는 감압 실린더(110)의 감압 피스톤(114)이 감압구(116)쪽으로 최대한 이동된 상태이고, 충전 실린더(120)의 피스톤 주행로(122)에는 소정량의 잉크가 충전되어 충전 피스톤(124)이 충전구(126)로부터 멀어진 방향으로 이동된 상태로 제공된다. 또한, 잉크 카트리지의 잉크 공급구를 밀폐시킬 수 있도록 폴리에틸렌폼 테이프가 함께 제공된다.

다음에, 잉크 충전 장치(100)를 잉크 카트리지(10)에 결합하고, 잉크 카트리지를 밀폐하는 단계가 수행된다.

도4는 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도로서, 감압 실린더(110)의 감압 결합구(118)가 잉크 카트리지(10)의 공기 소통구(40)에 기밀을 유지한 상태로 끼워 결합되고, 충전 실린더(120)의 충전 결합구(128)가 잉크 카트리지(10)의 잉크 주입구(30)에 기밀을 유지한 상태로 끼워 결합된다. 물론, 상기 충전 실린더(120)에 장착된 니들(130)의 끝단은 잉크 카트리지(10)의 내부를 관통하여 잉크 공급구(20)에 근접한 부분까지 끼워진다. 본 발명의 제1 실시예 및 후술하는 제2 실시예와 제3 실시예에서는 감압 결합구가 공기 소통구에 끼워 결합되고 충전 결합구가 잉크 주입구에 끼워지는 것으로 설명하고 있으나, 감압 결합구가 잉크 주입구에 끼워지고 충전 결합구가 공기 소통구에 끼워 결합되어도 관계없다. 마찬가지로, 잉크 카트리지에 별도의 감압구멍과 잉크충전공을 형성시킨 후, 감압 결합구와 충전 결합구를 각각 끼워 결합시킬 수도 있다.

잉크 충전 장치(100)를 잉크 카트리지(10)에 결합시키거나 결합시키기 전에, 잉크 카트리지(10)의 잉크 공급구(20)를 화장지 또는 천을 이용하여 깨끗하게 닦아낸 후, 그 잉크 공급구(20)에 밀봉수단, 예로서 폴리에틸렌 폼 테이프(50)를 부착시킴으로써 공기가 잉크 공급구(20)를 통해 잉크 카트리지(10)의 내부로 들어가지 않도록 밀폐시킨다. 물론, 잉크 카트리지(10)에 잉크 공급구(20), 잉크 주입구(30) 및 공기 소통구(40) 이외에 다른 구멍이 존재하는 경우에는 이들 구멍도 테이프(50)를 이용하여 밀폐시켜야 한다. 이하에서는, 잉크 공급구(20), 잉크 주입구(30) 및 공기 소통구(40)만 형성된 잉크 카트리지(10)를 대상으로 한다.

계속하여, 잉크 카트리지(10)를 감압하면서 잉크를 충전하는 단계가 수행된다. 즉, 도5에 도시된 것처럼, 잉크 카트리지(10)에 결합된 잉크 충전 장치(100)의 피스톤 로드(150)를 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면, 그 피스톤 로드(150)에 연결 설치된 감압 피스톤(114)도 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

상기 감압 피스톤(114)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(140)는 개방되고 공기배출수단인 체크밸브(160)는 폐쇄되는바, 잉크 카트리지(10)의 내부 공기가 공기 소통구(40), 감압 결합구(118), 감압구(116) 및 체크밸브(140)를 통해 감압 실린더(110)로 빨려 나오며, 이러한 작용에 의하여 잉크 카트리지(10)의 내부가 감압된다.

이때, 상기 잉크 카트리지(10)의 잉크 주입구(30)에 결합된 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 주입구(30)를 통해 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전되면서 충전 피스톤(124)이 서서히 잉크 카트리지(10)쪽으로 이동된다.

즉, 잉크 카트리지(10)가 감압 실린더(110)에 의해 감압되면서 잉크를 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시킴으로써 잉크 카트리지(10)의 내부 공기는 외부로 배출되고 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전될 수 있는 것이다.

그리고, 감압 피스톤(114)의 행정 거리 및 피스톤 주행로(112)의 단면적이 충분하게 크게 형성되어 잉크 카트리지(10)가 충분히 감압되는 경우에는 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충분히 충전될 수 있으나, 감압 피스톤(114)의 행정 거리 및 피스톤 주행로(112)의 단면적이 충분하게 크지 않으면 감압 피스톤(114)을 잉크 카트리지(10)로부터 최대한 먼 거리까지 이동시키는 경우에도 충전 실린더(120)에 구비된 잉크의 일부만이 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전된다.

후자의 경우에는 도6에 도시된 것처럼 피스톤 로드(150)를 잉크 카트리지(10)에 근접하는 방향으로 이동시키면 상기 감압 피스톤(114)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(140)는 폐쇄되고 공기배출수단인 체크밸브(160)는 개방되는바, 감압 실린더(110)의 공기가 공기통로(115b), 홈(152b), 관통구멍(152a) 및 틈(S)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 감압 실린더(110)에서 외부로 배출되는 공기는 잉크흡수부재(170)를 통과하게 되므로 공기 중에 포함된 잉크가 잉크흡수부재(170)에 흡수된다.

그리고, 상기 감압 피스톤(114)을 잉크 카트리지(10)에 최대로 근접되게 이동시킨 후, 다시 반대방향으로 이동시키면 상기한 작용에 의해 재차 잉크 카트리지(10)가 감압되면서 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전된다. 물론, 이와 같은 작업은 잉크 카트리지(10)의 내부에 잉크가 충분히 충전될 때까지 반복된다.

상기한 것처럼 잉크 카트리지(10)의 잉크 충전 작업이 완료되면, 잉크 충전 장치(100)를 잉크 카트리지(10)로부터 분리시키고, 테이프(50)를 잉크 공급구(20)에서 분리시키며, 잉크 주입구(30)와 공기 소통구(40)에 테이프(미도시됨)를 부착시킨 후 잉크 카트리지(10)를 프린터에 장착하여 사용하면 된다.

물론, 이와 같은 잉크 카트리지(10)의 잉크 충전 작업은 처음 제조되는 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키거나, 1회 이상 사용된 잉크 카트리지에 잉크를 재충전시키는 작업에 적용될 수 있다.

다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도로서, 제2 실시예의 잉크 충전 장치(200)는 제1 실시예의 잉크 충전 장치(100)와 유사한 구성을 가지는바, 제1 실시예의 잉크 충전 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여는 그 용어 및 도면의 부호를 동일하게 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하고자 한다.

감압 실린더(110)의 피스톤 주행로(112)에 끼워 설치된 감압 피스톤(214)은 피스톤 로드(250)의 일측 끝단에 연결됨으로써 피스톤 로드(250)를 밀거나 당겨 감압 피스톤(214)을 감압 실린더(110)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있는 구조를 갖는다.

상기 피스톤 로드(250)와 감압 피스톤(214)의 결합부위에는 감압 실린더(110)의 공기가 외부로 배출되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기배출수단이 설치되는데, 상기 공기배출수단은 감압 피스톤(214)이 감압구(116)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단하고 반대 방향으로 이동할 때 개방되어 공기가 감압 실린더(110)의 외부로 배출되도록 허용한다.

상기 공기배출수단의 일례는 감압 피스톤(214)과 피스톤 로드(250)의 결합 구조에 의해 마련되는데, 이를 도8을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 피스톤 로드(250)의 감압 피스톤(214)쪽 단부에 긴 막대 형상의 피스톤 지지구(252)의 일측 단부가 고정 설치되며, 이 피스톤 지지구(252)의 타측 단부는 피스톤 로드(250)의 중심선을 따라 감압 피스톤(214)쪽으로 소정 길이 길게 연장된다. 그리고, 상기 감압 피스톤(214)의 중앙에는 길이방향을 따라 관통된 슬라이딩 구멍(214a)이 형성되며, 이 슬라이딩 구멍(214a)에 상기 피스톤 지지구(252)가 끼워짐으로써 감압 피스톤(214)이 피스톤 지지구(252)를 따라 미끄럼 이동이 자유롭도록 구성된다.

또한, 상기 피스톤 지지구(252)의 끝단에는 플랜지 형상으로 연장된 스토퍼판(254)이 형성되어 상기 감압 피스톤(214)이 피스톤 지지구(252)에서 빠져 이탈되는 것을 방지하면서 감압 피스톤(214)과 피스톤 지지구(252)의 상대 이동 거리를 결정하는 역할을 수행하며, 상기 스토퍼판(254)의 가장자리 부분과 감압 실린더(110)의 피스톤 주행로(112) 표면의 사이를 통해 공기가 통과될 수 있도록 상기 스토퍼판(254)의 크기가 설정되어야 한다.

또한, 상기 감압 피스톤(214)에는 상하로 관통된 여러 개의 공기통로(214b)가 형성되는데, 상기 공기통로(214b)는 감압 피스톤(214)이 스토퍼판(254)과 밀착되었을 때 감압 피스톤(214)의 양측 공간을 차단시켜 공기의 흐름을 차단시키며 감압 피스톤(214)이 스토퍼판(254)으로부터 떨어졌을 때 감압 피스톤(214)의 양측 공간을 서로 연결시켜 공기가 통과되도록 형성된다.

바람직하게는, 상기 피스톤 로드(250)의 감압 피스톤(214)쪽 끝단이 외경 쪽으로 갈수록 타측 끝단 쪽으로 근접되도록 경사진 형상을 가지며, 상기 감압 피스톤(214)의 피스톤 로드(250)쪽 끝단이 상기 피스톤 로드(250)의 경사와 동일한 경사를 갖도록 형성되며, 상기 스토퍼판(254)의 감압 피스톤(214)쪽 끝단이 외경 쪽으로 갈수록 타측 끝단 쪽으로 근접되도록 경사진 형상을 가지며, 상기 감압 피스톤(214)의 스토퍼판(254)쪽 끝단이 상기 스토퍼판(254)의 경사와 동일한 경사를 갖도록 형성된다. 또한, 상기 피스톤 로드(250)의 경사진 부분에는 방사상으로 향하는 오목한 홈(251)이 원주 방향을 따라 여러 개소에 형성됨으로써 감압 피스톤(214)이 피스톤 로드(250)에 밀착된 경우 감압 피스톤(214)의 양측 공간을 서로 연결시키는 공기유로를 형성시킨다. 그리고, 상기 피스톤 로드(250)의 감압 피스톤(214)쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재(170)가 장착된 것이 좋다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 충전 장치(200)를 이용하여 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법을 설명한다.

잉크 충전 장치(200)를 준비하고, 잉크 충전 장치(200)를 잉크 카트리지(10)에 결합하며, 잉크 카트리지를 밀폐하는 단계는 도9에 도시된 것처럼 제1 실시예와 동일한 방법으로 수행되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

계속하여, 잉크 카트리지(10)를 감압하면서 잉크를 충전하는 단계가 수행된다. 즉, 도10에 도시된 것처럼, 잉크 카트리지(10)에 결합된 잉크 충전 장치(200)의 피스톤 로드(250)를 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면, 그 피스톤 로드(250)에 연결 설치된 감압 피스톤(214)도 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

상기 감압 피스톤(214)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(140)는 개방되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(214)이 스토퍼판(254)과 밀착되면서 그 감압 피스톤(214)의 양측 공간을 차단시키는바, 잉크 카트리지(10)의 내부 공기가 및 체크밸브(140)를 통해 감압 실린더(110)로 빨려 나오며, 이러한 작용에 의하여 잉크 카트리지(10)의 내부가 감압된다.

또한, 도11에 도시된 것처럼 피스톤 로드(250)를 잉크 카트리지(10)에 근접하는 방향으로 이동시키며, 이때에는 상기 감압 피스톤(214)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(140)는 폐쇄되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(214)이 스토퍼판(254)에서 떨어지면서 감압 피스톤(214)의 양측 공간을 연결시키는바, 감압 실린더(110)의 공기가 스토퍼판(254)의 가장자리와 감압 실린더(110)의 피스톤 주행로 사이에 형성되는 틈을 통과하고 계속하여 감압 피스톤(214)의 공기통로(214b) 및 피스톤 로드(250)의 홈(251)을 통해 외부로 배출된다.

그리고, 상기 감압 피스톤(214)을 잉크 카트리지(10)에 최대로 근접되게 이동시킨 후, 다시 반대방향으로 이동시키면 상기한 작용에 의해 재차 잉크 카트리지(10)가 감압되면서 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전된다. 물론, 이와 같은 작업은 잉크 카트리지(10)의 내부에 잉크가 충분히 충전될 때까지 반복된다.

상기한 것처럼 잉크 카트리지(10)의 잉크 충전 작업이 완료되면, 제1 실시예서 설명한 것처럼 잉크 카트리지(10)를 프린터에 장착하여 사용하면 된다.

다음에, 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도이다.

도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도로서, 제3 실시예의 잉크 충전 장치(300)는 제1 실시예의 잉크 충전 장치(100)와 유사한 구성을 가지는바, 제1 실시예의 잉크 충전 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여는 그 용어 및 도면의 부호를 동일하게 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하고자 한다.

감압 실린더(110)의 피스톤 주행로(112)에 끼워 설치된 감압 피스톤(314)은 피스톤 로드(350)의 일측 끝단에 연결됨으로써 피스톤 로드(350)를 밀거나 당겨 감압 피스톤(314)을 감압 실린더(110)의 길이 방향으로 이동시킬 수 있는 구조를 갖는다.

상기 피스톤 로드(350)와 감압 피스톤(314)의 결합부위에는 감압 실린더(110)의 공기가 외부로 배출되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기배출수단이 설치되는데, 상기 공기배출수단은 감압 피스톤(314)이 감압구(116)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단하고 반대 방향으로 이동할 때 개방되어 공기가 감압 실린더(110)의 외부로 배출되도록 허용한다.

상기 공기배출수단의 일례는 감압 피스톤(314)과 피스톤 로드(350)의 결합 구조에 의해 마련되는데, 이를 도13을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 피스톤 로드(350)의 감압 피스톤(314)쪽 단부에 긴 막대 형상의 피스톤 지지구(352)의 일측 단부가 고정 설치되며, 이 피스톤 지지구(352)의 타측 단부는 피스톤 로드(350)의 중심선을 따라 감압 피스톤(314)쪽으로 소정 길이 길게 연장된다. 그리고, 상기 감압 피스톤(314)의 중앙에는 길이방향을 따라 관통된 슬라이딩 구멍(314a)이 형성되며, 이 슬라이딩 구멍(314a)에 상기 피스톤 지지구(352)가 끼워짐으로써 감압 피스톤(314)이 피스톤 지지구(352)를 따라 미끄럼 이동이 자유롭도록 구성된다.

또한, 상기 피스톤 지지구(352)의 끝단에는 플랜지 형상으로 연장된 스토퍼판(354)이 형성되어 상기 감압 피스톤(314)이 피스톤 지지구(352)에서 빠져 이탈되는 것을 방지하면서 감압 피스톤(314)과 피스톤 지지구(352)의 상대 이동 거리를 결정하는 역할을 수행하며, 상기 스토퍼판(354)의 가장자리 부분과 감압 실린더(110)의 피스톤 주행로(112) 표면의 사이를 통해 공기가 통과될 수 있도록 상기 스토퍼판(354)의 크기가 설정된다.

그리고, 상기 피스톤 지지구(352)의 외부 표면에는 피스톤 로드(350)에 근접한 부분에서 시작하여 스토퍼판(354)쪽으로 소정 길이 연속된 공기통로(353)를 원주 방향을 따라서 여러 개소에 형성시키는데, 상기 공기통로(353)의 길이는 감압 피스톤(314)의 길이보다 약간 더 길게 형성시켜 감압 피스톤(314)이 피스톤 로드(350)에 밀착되었을 때 감압 피스톤(314)의 양측 공간을 서로 연결시킬 수 있도록 설정된다.

또한, 상기 피스톤 로드(350)의 감압 피스톤(314)쪽 끝단에는 방사상으로 향하는 오목한 홈(351)이 원주 방향을 따라 여러 개소에 형성되고 이들 홈(351)이 상기 공기통로(353)와 연결됨으로써 감압 피스톤(314)이 피스톤 로드(350)에 밀착된 경우 감압 피스톤(314)의 양측 공간을 서로 연결시키는 공기유로를 형성시킨다.

그리고, 상기 피스톤 로드(350)의 감압 피스톤(314)쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재(170)가 장착된 것이 좋다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 충전 장치(300)를 이용하여 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법을 설명한다.

잉크 충전 장치(300)를 준비하고, 잉크 충전 장치(300)를 잉크 카트리지(10)에 결합하며, 잉크 카트리지를 밀폐하는 단계는 도14에 도시된 것처럼 제1 및 도2 실시예와 동일한 방법으로 수행되며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

계속하여, 잉크 카트리지(10)를 감압하면서 잉크를 충전하는 단계가 수행된다. 즉, 도15에 도시된 것처럼, 잉크 카트리지(10)에 결합된 잉크 충전 장치(300)의 피스톤 로드(350)를 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면, 그 피스톤 로드(350)에 연결 설치된 감압 피스톤(314)도 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

상기 감압 피스톤(314)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(140)는 개방되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(314)이 스토퍼판(354)과 밀착되면서 그 감압 피스톤(314)의 양측 공간을 차단시키는바, 잉크 카트리지(10)의 내부 공기가 및 체크밸브(140)를 통해 감압 실린더(110)로 빨려 나오며, 이러한 작용에 의하여 잉크 카트리지(10)의 내부가 감압된다.

이때, 상기 잉크 카트리지(10)의 잉크 주입구(30)에 결합된 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 주입구(30)를 통해 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전되면서 충전 피스톤(324)이 서서히 잉크 카트리지(10)쪽으로 이동된다.

또한, 도12에 도시된 것처럼 피스톤 로드(350)를 잉크 카트리지(10)에 근접하는 방향으로 이동시키며, 이때에는 상기 감압 피스톤(314)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(140)는 폐쇄되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(314)이 스토퍼판(354)에서 떨어지면서 감압 피스톤(314)의 양측 공간을 연결시키는바, 감압 실린더(110)의 공기가 피스톤 지지구(352)의 공기통로(353)와 피스톤 로드(350)의 홈(351)을 통해 외부로 배출된다.

그리고, 상기 감압 피스톤(314)을 잉크 카트리지(10)에 최대로 근접되게 이동시킨 후, 다시 반대방향으로 이동시키면 상기한 작용에 의해 재차 잉크 카트리지(10)가 감압되면서 충전 실린더(120)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전된다. 물론, 이와 같은 작업은 잉크 카트리지(10)의 내부에 잉크가 충분히 충전될 때까지 반복된다.

상기한 것처럼 잉크 카트리지(10)의 잉크 충전 작업이 완료되면, 제1 및 제2 실시예서 설명한 것처럼 잉크 카트리지(10)를 프린터에 장착하여 사용하면 된다.

다음에, 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

도17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도이다.

제4 실시예의 잉크 충전 장치(400)는 동축선 상에 위치된 감압 실린더(410)와 충전 실린더(420)를 가지며, 상기 충전 실린더(420)는 감압 실린더(410)의 피스톤 로드로서의 역할을 수행하도록 감압 실린더(410)에 끼워 설치된다. 즉, 상기 감압 실린더(410)의 일측 끝단에 피스톤 지지구(430)를 매개로 감압 피스톤(414)이 장착된다. 그리고, 상기 감압 실린더(410)와 충전 실린더(420)의 재질은 무게가 가볍고 가격이 저렴하며 제조가 용이한 플라스틱 재질로 형성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 충전 실린더(420)의 길이는 감압 피스톤(414)이 내측으로 최대한 끼워졌을 때 충전 실린더(420)의 외측 끝단이 감압 실린더(410)의 외측으로 약간 돌출되는 정도이면 적당하다.

상기 감압 실린더(410)와 충전 실린더(420)는 각각의 내부에 길이방향으로 연속하여 일측 끝단에서 타측 끝단 부분까지 형성된 피스톤 주행로(412)(422)를 가지며, 상기 피스톤 주행로(412)(422)는 통형, 바람직하게는 중공 원통 형상을 갖는다. 그리고, 상기 피스톤 주행로(412)(422)의 각각에는 감압 피스톤(414)과 충전 피스톤(424)이 끼워져 피스톤 주행로(412)(422)의 길이 방향을 따라 미끄럼 이동될 수 있도록 설치되며, 상기 감압 피스톤(414)과 충전 피스톤(424)의 가장자리 부위가 피스톤 주행로(412)(422)의 내표면에 밀착될 수 있도록 그 크기 및 형상이 설정된다. 이때, 상기 감압 피스톤(414)의 재질은 탄력성 있는 고무 또는 실리콘 등이 바람직하며, 충전 피스톤(424)의 재질은 약간의 탄력성 있는 플라스틱, 고무 또는 실리콘 등이 바람직하다.

상기 충전 실린더(420)에 감압 피스톤(414)이 피스톤 지지구(430)를 매개로 장착되는 구조에 의하여 감압 실린더(410)의 공기가 외부로 배출되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기배출수단이 형성되는데, 상기 공기배출수단은 감압 피스톤(414)이 외부로 빠지도록 이동될 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단하고 반대 방향으로 이동될 때 개방되어 공기가 감압 실린더(410)의 외부로 배출되도록 허용한다. 이를 도18을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 충전 실린더(420)의 끝단 중앙에 외측으로 돌출되어 잉크를 외부로 배출시킬 수 있도록 된 잉크 배출구(427)가 형성되며, 상기 잉크 배출구(427)의 외주면에는 수나사산(426a)이 형성되고, 상기 충전 실린더(420)의 끝단 표면에는 방사상으로 연속되면서 원주 방향으로 여러 개소에 배치된 홈(421)이 형성된다.

그리고, 상기 피스톤 지지구(430)는 중앙에 길이방향으로 관통되면서 상기 수나사산(426a)이 이루는 외경 크기와 대략 유사한 크기의 내경을 갖는 잉크 통로(432)가 형성되며, 상기 잉크 통로(432)의 잉크 배출구(427)쪽 단부의 내주면에는 상기 수나사산(426a)이 결합되는 암나사산(433)이 형성되며, 상기 잉크 통로(432)와 암나사산(433)의 경계 부위에는 충전 실린더(420)의 내부와 잉크 카트리지를 연결시켜 잉크 충전 유로를 제공하고 이 잉크 충전 유로를 개폐시키기 위한 잉크유로 제공수단의 일례로서 잉크 통로 개폐용 밸브(434)가 설치된다. 상기 잉크 통로 개폐용 밸브(434)는 피스톤 지지구(430)가 충전 실린더(420)에 충분하게 결합되었을 때 잉크 배출구(427)를 폐쇄시켜 잉크가 외부로 배출되는 것을 차단하는 반면에 피스톤 지지구(430)가 충전 실린더(420)로부터 약간 멀어지도록 이격시켰을 때 잉크 배출구(427)를 개방시켜 잉크가 외부로 배출되는 것을 허용하는 구조를 가지면 충분하며, 도면에 도시된 것처럼, 상기 밸브(434)는 피스톤 지지구(430)가 충전 실린더(420)에 결합되어 설정 위치까지 근접되면 잉크 배출구(427)에 밀착되어 잉크가 배출되는 것을 차단시키도록 잉크 배출구(427)쪽으로 돌출된 대략의 콘 형상으로 된 밸브몸체(434a)와, 상기 밸브몸체(434a)가 잉크 배출구(427)에서 떨어지면 잉크통로(432)쪽으로 잉크 경로를 제공할 수 있도록 상기 밸브 몸체(434a)의 가장자리 부분에서 잉크통로(432)와 암나사산(433) 형성 부위를 연결시키는 다수개의 관통구멍(434b)을 포함한다. 또한, 상기 피스톤 지지구(430)는 잉크통로(432)쪽 끝단의 외주면에 방사상으로 향하면서 원주 방향을 따라 여러 개소에 형성된 블레이드(436)를 가지며, 잉크통로(432)쪽 끝단의 중앙 부위에 상기 잉크통로(432)보다 약간 더 큰 외경을 갖는 원판 형상의 확장홈(438)을 갖는다. 또한, 상기 피스톤 지지구(430)는 충전 실린더(420)에 근접한 끝단에서 타측 단부의 소정 위치까지의 일정 길이에 동일한 크기의 외경을 갖도록 형성된 동일 외경부(431a)와, 상기 동일 외경부(431a)의 끝에서 시작하여 블레이드(436)에 근접한 부분까지 블레이드(436)쪽으로 갈수록 그 외경이 점차적으로 증가되는 외경 확대부(431b)를 갖는다.

상기 감압 피스톤(414)은 상기 피스톤 지지구(430)의 외측으로 끼워지도록 관통되는 구멍을 갖는데, 이 구멍은 상기 동일 외경부(431a)가 끼워지는 슬라이딩 구멍(414a)과, 상기 슬라이딩 구멍(414a)에 비하여 더 큰 내경을 갖도록 형성된 확장구멍(414b)을 가지며, 상기 확장구멍(414b)의 내경 크기는 상기 블레이드(436)가 이루는 외경 크기에 비하여 작게 형성된다. 그리고, 상기 슬라이딩 구멍(414a)에는 길이방향으로 소정 길이 연속되고 원주 방향에 대하여 여러 개소에 형성된 돌기(414c)가 형성되는데, 이 돌기(414c)가 이루는 내경 크기는 상기 동일 외경부(431a)의 외경 크기보다 약간 더 크게 형성되어 감압 피스톤(414)이 동일 외경부(431a)를 따라 이동이 자유롭게 구성된다. 또한, 상기 슬라이딩 구멍(414a)과 확장구멍(414b)의 경계 부위는 감압 피스톤(414)이 피스톤 지지구(430)쪽으로 근접되었을 때 외경 확대부(431b)에 밀착되어 슬라이딩 구멍(414a)을 폐쇄시키는 역할을 수행한다.

상기 감압 실린더(410)의 단부 내측에는 상기 피스톤 지지구(430)의 블레이드(436)가 끼워져 피스톤 지지구(430)와 감압 실린더(410)의 상대 회전 운동을 방지할 수 있도록 돌기(411)가 형성되며, 이 돌기(411)는 상기 블레이드(436) 사이의 틈에 위치될 수 있도록 하나 이상 형성된다.

또한, 상기 감압 실린더(410)의 단부에는 감압구(416)와 충전구(426)가 형성되는데, 상기 감압구(416)에는 감압 피스톤(410)의 내부로 공기가 흡입되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기흡입수단이 설치되는데, 상기 공기흡입수단은 감압 피스톤(414)이 감압구(416)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 개방되어 공기가 감압 실린더(410)의 내부로 흡입되도록 허용하고 반대 방향으로 이동할 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단한다. 상기 공기흡입수단의 일례는 체크밸브(440)를 이용한 것으로서, 이러한 구성은 제1 내지 제3 실시예에서 감압구를 개폐시키도록 체크밸브가 설치된 것과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하고자 한다.

그리고, 상기 감압구(416)와 충전구(426)의 중심선은 상기 감압 실린더(410)의 중심선을 기준으로 하여 동일 반경에 있으면서 서로에 대하여 소정 거리 떨어지도록 그 위치가 설정되며, 상기 감압구(416)와 충전구(426)의 위치는 적어도 상기 확장홈(438)에 연결되도록 설정된다.

또한, 상기 감압 실린더(410)의 끝단에는 잉크 카트리지의 내부와 상기 감압구(416) 또는 충전구(426)의 어느 하나를 연결시킬 수 있도록 선택하는 공기 및 잉크유로 선택수단이 구비되는바, 이러한 공기 및 잉크유로 선택수단의 일례로서 상기 감압 실린더(410)의 끝단에 감압 및 충전 결합체(450)가 회전 가능하게 장착되며, 상기 감압 및 충전 결합체(450)에는 기밀을 유지하면서 잉크 카트리지의 잉크 공급구, 잉크 주입구 또는 공기 소통구에 끼워 결합될 수 있도록 형성된 결합구(452)를 갖는다. 상기 결합구(452)에는 공기 및 잉크의 통로가 되는 공기 및 잉크유로(452a)가 관통 형성되며, 상기 공기 및 잉크유로(452a)는 감압 실린더(410)와 감압 및 충전 결합체(450)가 상대 회전되어 미리 설정된 위치에 있을 때 상기 감압구(416) 또는 충전구(426)와 연결될 수 있도록 그 위치가 감압구(416)와 충전구(426)의 회전 경로 상에 있도록 형성된다.

물론, 상기 결합구(452)를 잉크 카트리지의 잉크 주입구에 장착하여 잉크를 충전하는 경우에는, 상기 결합구(452)에 니들(미도시됨)이 설치된 것이 좋다.

그리고, 상기 충전 실린더(420)의 감압 피스톤(414)쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재(470)가 장착된 것이 좋다.

또한, 감압 실린더(410)와 감압 및 충전 결합체(450)의 상대 회전 위치와, 충전 실린더(420)와 피스톤 지지구(430)의 상대 회전 위치를 외부에서 파악할 수 있도록 하는 것이 좋은데, 전자는 감압 실린더(410)와 감압 및 충전 결합체(450)의 결합 부위에 대한 외부 표면에 각각 표식을 하여 공기 및 잉크 유로(452a)가 감압구(416) 및 충전구(426)에 연결되는 위치를 알 수 있도록 하고, 후자는 충전 실린더(420)와 피스톤 지지구(430)의 결합 부위에 대한 외부 표면에 각각 표식을 하여 잉크통로 개폐용 밸브(434)가 잉크 배출구(427)를 개방 및 폐쇄시키는 위치를 알 수 있도록 하는 것이 좋다. 또는, 각 구성요소들을 투명하게 하여 외부에서 상기한 위치를 파악할 수 있도록 하여도 좋다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크 충전 장치(400)를 이용하여 잉크 공급구를 통해 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법을 설명한다.

먼저, 잉크 충전 장치(400)를 준비하는 단계가 수행되며, 잉크 충전 장치(400)는 감압 실린더(410)의 감압 피스톤(414)이 감압 및 충전 결합체(450)쪽으로 최대한 이동된 상태이고, 충전 실린더(420)의 피스톤 주행로(422)에는 소정량의 잉크가 충전되어 충전 피스톤(424)이 잉크 배출구(427)로부터 멀어진 방향으로 이동된 상태로 제공된다. 그리고, 피스톤 지지구(430)가 충전 실린더(410)에 완전히 결합되어 잉크통로 개폐용 밸브(434)가 잉크 배출구(427)를 폐쇄시킨 상태이며, 감압 실린더(410)의 감압구(416)에 감압 및 충전 결합체(450)의 공기 및 잉크유로(452a)가 연결된 상태로 제공된다. 또한, 잉크 충전 장치(400)가 잉크 카트리지의 잉크 공급구, 잉크 주입구 및 공기 소통구의 어느 하나 또는 기타 다른 구멍에 결합될 때, 다른 부분을 밀폐시킬 수 있도록 밀봉수단, 예컨대 폴리에틸렌폼 테이프가 함께 제공된다.

다음에, 잉크 충전 장치(400)를 잉크 카트리지(10)에 결합하고, 잉크 카트리지를 밀폐하는 단계가 수행된다.

도19는 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도로서, 감압 및 충전 결합체(450)의 결합구(452)가 잉크 카트리지(10)의 잉크 공급구(20)에 기밀을 유지한 상태로 끼워 결합된다. 물론, 잉크 카트리지(10)의 다른 구멍들은 테이프(미도시됨)를 이용하여 밀폐시켜야 한다.

계속하여, 잉크 카트리지(10)를 감압하는 단계가 수행된다. 즉, 도20에 도시된 것처럼, 잉크 카트리지(10)에 결합된 잉크 충전 장치(400)의 충전 실린더(420)를 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면, 그 충전 실린더(420)에 연결 설치된 감압 피스톤(414)도 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

상기 감압 피스톤(414)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(440)는 개방되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(414)이 피스톤 지지구(430)에 밀착되면서 감압 피스톤(414)의 양측 공간을 차단시키는바, 잉크 카트리지(10)의 내부 공기가 체크밸브(440)를 통해 감압 실린더(410)로 빨려 들어오며, 이러한 작용에 의하여 잉크 카트리지(10)의 내부가 감압된다.

계속하여, 도21에 도시된 것처럼 충전 실린더(420)를 잉크 카트리지(10)에 근접하는 방향으로 이동시키면 상기 감압 피스톤(414)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(440)는 폐쇄되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(414)이 피스톤 지지구(430)에서 떨어지면서 감압 피스톤(414)의 양측 공간을 연결시키는바, 감압 실린더(410)의 공기가 슬라이딩 구멍(414a)의 돌기(414c) 사이에 형성된 틈과 충전 실린더(420)의 홈(421)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 감압 실린더(410)에서 외부로 배출되는 공기는 잉크흡수부재(470)를 통과하게 되므로 공기 중에 포함된 잉크가 잉크흡수부재(470)에 흡수된다.

그리고, 상기 감압 피스톤(414)을 잉크 카트리지(10)에 최대로 근접되게 이동시켜 도22에 도시된 것처럼 피스톤 지지구(430)의 블레이드(436) 사이에 감압 실린더(410)의 돌기(411)가 끼워지면, 잉크 충전 단계가 수행된다.

잉크 충전 단계는 충전 실린더(420)의 잉크 배출구(427)를 잉크 카트리지(10)의 잉크 공급구(20)와 연결시키는 과정을 포함한다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 먼저 도23에 도시된 것처럼 감압 실린더(410)를 축 방향 회전시키면 감압 실린더(410)가 감압 및 충전 결합체(450)에 대하여 상대적으로 회전되어 도24에 도시된 것처럼 충전구(426)가 공기 및 잉크 유로(452a)에 연결된다.

계속하여, 도25에 도시된 것처럼 충전 실린더(420)를 축 방향 회전시키면 충전 실린더(420)의 잉크 배출구(427)가 피스톤 지지구(430)로부터 분리되는 방향으로 빠져 나오기 시작하며, 이에 의하여 잉크 배출구(427)를 차단하고 있던 잉크통로 개폐용 밸브(434)가 도26에 도시된 것처럼 잉크 배출구(427)를 개방시킨다. 따라서, 충전 실린더(420)의 잉크가 잉크 배출구(427), 잉크통로 개폐용 밸브(434), 충전구(426) 및 잉크 공급구(20)를 통해 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전되며, 충전 피스톤(424)이 서서히 잉크 카트리지(10)쪽으로 이동된다.

즉, 잉크 카트리지(10)가 감압 실린더(410)에 의해 감압되어 잉크를 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시킴으로써 충전 실린더(420)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전될 수 있는 것이다.

상기한 것처럼 잉크 카트리지(10)의 잉크 충전 작업이 완료되면, 도29에 도시된 것처럼 잉크 충전 장치(400)를 잉크 카트리지(10)로부터 분리시킨 후, 제1 내지 제3 실시예에서 설명한 것처럼 잉크 카트리지(10)를 프린터에 장착하여 사용하면 된다.

다음에, 본 발명의 제5 실시예에 따른 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 대하여 설명한다.

도28은 본 발명의 제5 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도로서, 제5 실시예의 잉크 충전 장치(500)는 제4 실시예의 잉크 충전 장치(400)와 유사한 구성을 가지는바, 제4 실시예의 잉크 충전 장치(400)와 실질적으로 동일한 구성요소에 대하여는 그 용어 및 도면의 부호를 동일하게 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 생략하고자 한다.

충전 실린더(520)에 감압 피스톤(514)이 피스톤 지지구(530)를 매개로 장착되는 구조에 의하여 감압 실린더(510)의 공기가 외부로 배출되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기배출수단이 형성되는데, 상기 공기배출수단은 감압 피스톤(514)이 외부로 빠지도록 이동될 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단하고 반대 방향으로 이동될 때 개방되어 공기가 감압 실린더(510)의 외부로 배출되도록 허용한다.

이를 도29를 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 상기 충전 실린더(520)의 끝단 중앙에 외측으로 돌출되어 잉크를 외부로 배출시킬 수 있도록 된 잉크 배출구(527)가 형성되며, 상기 충전 실린더(520)의 끝단 표면에는 방사상으로 연속되면서 원주 방향으로 여러 개소에 배치된 홈(521)이 형성된다. 그리고, 상기 피스톤 지지구(530)는 중앙에 길이방향으로 잉크 통로(532)가 형성되는데, 상기 잉크 통로(532)의 중앙 부분에는 충전 실린더(520)의 내부와 잉크 카트리지를 연결시켜 잉크 충전 유로를 제공하고 이 잉크 충전 유로를 개폐시키기 위한 잉크유로 제공수단의 일례로서 상기 잉크 통로(532)를 차단시키도록 된 얇은 막 형상의 차단막(533)이 형성되며, 상기 잉크 통로(532)의 충전 실린더(520)쪽 단부에 상기 잉크 배출구(527)가 끼워 고정된다.

상기 피스톤 지지구(530)는 충전 실린더(520)에 근접한 끝단에서 타측 단부의 소정 위치까지의 일정 길이에 동일한 크기의 외경을 갖도록 형성된 동일 외경부(531a)와, 상기 동일 외경부(531a)의 끝에서 시작하여 그 외경이 점차적으로 증가되는 외경 확대부(531b)를 가지며, 상기 피스톤 지지구(530)는 외경 확대부(531b)측 끝단의 외주면에 일체로 형성된 플랜지 형상의 스토퍼 판(534)을 갖는다.

상기 감압 피스톤(514)은 상기 피스톤 지지구(530)의 외측으로 끼워지도록 관통되는 구멍을 갖는데, 이 구멍은 상기 동일 외경부(531a)가 끼워지는 슬라이딩 구멍(514a)과, 상기 슬라이딩 구멍(514a)에 비하여 더 큰 내경을 갖도록 형성된 확장구멍(514b)을 가지며, 상기 확장구멍(514b)의 내경 크기는 상기 스토퍼 판(534)이 이루는 외경 크기에 비하여 작게 형성된다. 그리고, 상기 슬라이딩 구멍(514a)에는 길이방향으로 소정 길이 연속되고 원주 방향에 대하여 여러 개소에 형성된 돌기(514c)가 형성되는데, 이 돌기(514c)가 이루는 내경 크기는 상기 동일 외경부(531a)의 외경 크기보다 약간 더 크게 형성되어 감압 피스톤(514)이 동일 외경부(531a)를 따라 이동이 자유롭게 구성된다. 또한, 상기 슬라이딩 구멍(514a)과 확장구멍(514b)의 경계 부위는 감압 피스톤(514)이 피스톤 지지구(530)쪽으로 근접되었을 때 외경 확대부(531b)에 밀착되어 슬라이딩 구멍(514a)을 폐쇄시키는 역할을 수행한다. 또한, 상기 피스톤 지지구(530)의 스토퍼 판(534)쪽 끝단에서 충전 실린더(520)쪽으로 소정 길이에 걸쳐 상기 잉크 통로(532)를 중심으로 하는 원주 형상의 홈(536)이 형성되고, 이 홈(536)의 내측에 수사나산(537)이 형성된다.

상기 감압 실린더(510)의 단부 내측의 중앙에는 상기 차단막(533)을 뚫어 관통시킬 수 있도록 선단이 뾰족한 침(513)이 차단막(533)쪽으로 길게 연장 형성되며, 상기 침(513)을 에워싸는 형상이면서 상기 수나사산(537)에 결합되는 암나사 형상의 연결구(511)가 상기 감압 실린더(510)의 단부 내측에 일체로 형성된다. 이때, 상기 연결구(511)가 홈(536)의 소정 깊이까지 끼워 결합될 때 상기 침(513)이 차단막(533)을 뚫어 관통시킬 수 있도록 상기 침(513)의 길이가 적정하게 설정된다.

또한, 상기 감압 실린더(510)의 단부에는 그 감압 실린더(510)의 중심으로부터 각각 소정 거리 떨어져 위치되는 감압구(516)와 충전구(526)가 형성되는데, 상기 충전구(526)는 연결구(511)에 의해 에워싸여진 부분을 통해 감압 실린더(510)의 내, 외부를 연결시키며, 상기 감압구(516)는 연결구(511)에 의해 에워싸여진 부분의 외측을 통해 감압 실린더(510)의 내, 외부를 연결시킨다.

상기 감압구(516)에는 감압 피스톤(510)의 내부로 공기가 흡입되도록 공기의 유로를 개폐시키는 공기흡입수단이 설치되는데, 상기 공기흡입수단은 감압 피스톤(514)이 감압구(516)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 개방되어 공기가 감압 실린더(510)의 내부로 흡입되도록 허용하고 반대 방향으로 이동할 때 폐쇄되어 공기의 흐름을 차단한다. 상기 공기흡입수단의 일례는 체크밸브(440)를 이용한 것으로서, 이러한 구성은 제1 내지 제4 실시예에서 감압구를 개폐시키도록 체크밸브가 설치된 것과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하고자 한다.

또한, 상기 감압 실린더(510)의 끝단에는 잉크 카트리지의 내부와 상기 감압구(516) 또는 충전구(526)의 어느 하나를 연결시킬 수 있도록 선택하는 공기 및 잉크유로 선택수단이 구비되는바, 이러한 공기 및 잉크유로 선택수단의 일례로서 상기 감압 실린더(510)의 끝단에 감압 및 충전 결합체(550)가 회전 가능하게 장착되며, 상기 감압 및 충전 결합체(550)는 기밀을 유지하면서 잉크 카트리지의 잉크 공급구, 잉크 주입구 또는 공기 소통구에 끼워 결합될 수 있도록 형성된 결합구(552)를 가지며, 상기 결합구(552)에는 공기 및 잉크의 통로가 되는 공기 및 잉크유로(552a)가 관통 형성되는데, 상기 공기 및 잉크유로(552a)는 감압 실린더(510)와 감압 및 충전 결합체(550)가 상대 회전되어 미리 설정된 위치에 있을 때 상기 감압구(516) 또는 충전구(526)와 연결될 수 있도록 그 위치 및 형상이 감압구(516)와 충전구(526)의 회전 경로 상에 있도록 형성된다.

물론, 상기 결합구(552)를 잉크 카트리지의 잉크 주입구에 장착하여 잉크를 충전하는 경우에는, 상기 결합구(552)에 니들(미도시됨)이 설치된 것이 좋다.

그리고, 상기 충전 실린더(520)의 감압 피스톤(514)쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재(470)가 장착된 것이 좋다.

또한, 감압 실린더(510)와 감압 및 충전 결합체(550)의 상대 회전 위치를 외부에서 파악할 수 있도록 하는 것이 좋은데, 이는 감압 실린더(510)와 감압 및 충전 결합체(550)의 결합 부위에 대한 외부 표면에 각각 표식을 하여 공기 및 잉크 유로(552a)가 감압구(516) 및 충전구(526)에 연결되는 위치를 알 수 있도록 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 제5 실시예에 따른 잉크 충전 장치(500)를 이용하여 잉크 공급구를 통해 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법을 설명한다.

먼저, 잉크 충전 장치(500)를 준비하는 단계가 수행되며, 잉크 충전 장치(500)는 감압 실린더(510)의 감압 피스톤(514)이 감압 및 충전 결합체(550)쪽으로 이동된 상태이고, 충전 실린더(520)의 피스톤 주행로(422)에는 소정량의 잉크가 충전되어 충전 피스톤(424)이 잉크 배출구(527)로부터 멀어진 방향으로 이동된 상태로 제공된다. 그리고, 감압 실린더(510)의 감압구(516)에 감압 및 충전 결합체(550)의 공기 및 잉크유로(552a)가 연결된 상태로 제공된다. 또한, 잉크 충전 장치(500)가 잉크 카트리지의 잉크 공급구, 잉크 주입구 및 공기 소통구의 어느 하나 또는 기타 다른 구멍에 결합될 때, 다른 부분을 밀폐시킬 수 있도록 폴리에틸렌폼 테이프가 함께 제공된다.

다음에, 잉크 충전 장치(500)를 잉크 카트리지(10)에 결합하고, 잉크 카트리지를 밀폐하는 단계가 수행된다.

도30은 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도로서, 감압 및 충전 결합체(550)의 결합구(552)가 잉크 카트리지(10)의 잉크 공급구(20)에 기밀을 유지한 상태로 끼워 결합된다. 물론, 잉크 카트리지(10)의 다른 구멍들은 테이프(미도시됨)를 이용하여 밀폐시켜야 한다.

계속하여, 잉크 카트리지(10)를 감압하는 단계가 수행된다. 즉, 도31에 도시된 것처럼, 잉크 카트리지(10)에 결합된 잉크 충전 장치(500)의 충전 실린더(520)를 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동시키면, 그 충전 실린더(520)에 연결 설치된 감압 피스톤(514)도 잉크 카트리지(10)로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.

상기 감압 피스톤(514)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(440)는 개방되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(514)이 피스톤 지지구(530)에 밀착되어 감압 피스톤(514)의 양측 공간을 차단시키는바, 잉크 카트리지(10)의 내부 공기가 체크밸브(440)를 통해 감압 실린더(510)로 빨려 들어오며, 이러한 작용에 의하여 잉크 카트리지(10)의 내부가 감압된다.

계속하여, 도32에 도시된 것처럼 충전 실린더(520)를 잉크 카트리지(10)에 근접하는 방향으로 이동시키면 상기 감압 피스톤(514)의 이동에 의하여 공기흡입수단인 체크밸브(440)는 폐쇄되고 공기배출수단을 이루는 감압 피스톤(514)이 피스톤 지지구(530)에서 떨어지면서 감압 피스톤(514)의 양측 공간을 연결시키는바, 감압 실린더(510)의 공기가 슬라이딩 구멍(514a)의 돌기(514c) 사이에 형성된 틈과 충전 실린더(520)의 홈(521)을 통해 외부로 배출된다. 이때, 감압 실린더(510)에서 외부로 배출되는 공기는 잉크흡수부재(470)를 통과하게 되므로 공기 중에 포함된 잉크가 잉크흡수부재(470)에 흡수된다.

그리고, 상기 감압 피스톤(514)을 잉크 카트리지(10)에 최대로 근접되면 잉크 충전 단계가 수행되며, 잉크 충전 단계는 충전 실린더(520)의 잉크 배출구(527)를 잉크 카트리지(10)의 잉크 공급구(20)와 연결시키는 과정을 포함한다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 먼저 도33에 도시된 것처럼 감압 실린더(510)를 축 방향 회전시키면 감압 실린더(510)가 감압 및 충전 결합체(550)에 대하여 상대적으로 회전되어 도34에 도시된 것처럼 충전구(526)가 공기 및 잉크 유로(552a)에 연결된다.

계속하여, 충전 실린더(520)를 축 방향 회전시키면 충전 실린더(520)가 잉크 카트리지(10)쪽으로 이동되어져 차단막(533)이 침(513)에 의해 파괴되면서 잉크통로(532)가 개방되며, 이에 의하여 충전 실린더(520)의 잉크가 잉크 배출구(527), 잉크통로(532), 충전구(526) 및 잉크 공급구(20)를 통해 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전되며, 도35에 도시된 것처럼 충전 피스톤(424)이 서서히 잉크 카트리지(10)쪽으로 이동된다. 즉, 잉크 카트리지(10)가 감압 실린더(510)에 의해 감압되어 잉크를 흡입할 수 있는 흡입력을 발생시킴으로써 충전 실린더(520)의 잉크가 잉크 카트리지(10)의 내부로 충전될 수 있는 것이다.

상기한 것처럼 잉크 카트리지(10)의 잉크 충전 작업이 완료되면, 도36에 도시된 것처럼 잉크 충전 장치(500)를 잉크 카트리지(10)로부터 분리시킨 후, 제1 내지 제4 실시예에서 설명한 것처럼 잉크 카트리지(10)를 프린터에 장착하여 사용하면 된다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치 및 방법에 의하면, 잉크 카트리지의 감압 및 충전 작업이 간단하고 신뢰성 있게 수행되는 우수한 효과를 갖는다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도;

도2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 공기흡입수단이 도시된 상세도;

도3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 공기배출수단이 도시된 상세도;

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도;

도5 및 도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크 충전 장치를 이용하여 잉크 충전 작업을 수행하는 모습을 나타낸 작동 설명도;

도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도;

도8은 본 발명에 따른 제2 실시예의 공기배출수단이 도시된 상세도;

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도;

도10 및 도11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 잉크 충전 장치를 이용하여 잉크 충전 작업을 수행하는 모습을 나타낸 작동 설명도;

도12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도;

도13은 본 발명에 따른 제3 실시예의 공기배출수단이 도시된 상세도;

도14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도;

도15 및 도16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 잉크 충전 장치를 이용하여 잉크 충전 작업을 수행하는 모습을 나타낸 작동 설명도;

도17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도;

도18은 본 발명에 따른 제4 실시예의 주요부가 도시된 상세도;

도19는 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도;

도20 내지 도27은 본 발명의 제4 실시예에 따른 잉크 충전 장치를 이용하여 잉크 충전 작업을 수행하는 모습을 나타낸 작동 설명도;

도28은 본 발명의 제5 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 전체적으로 도시된 단면도;

도29는 본 발명에 따른 제5 실시예의 주요부가 도시된 상세도;

도30는 본 발명의 제5 실시예에 따른 잉크 충전 장치가 잉크 카트리지에 장착된 모습을 나타낸 결합 상태도;

도31 내지 도36은 본 발명의 제5 실시예에 따른 잉크 충전 장치를 이용하여 잉크 충전 작업을 수행하는 모습을 나타낸 작동 설명도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 잉크 카트리지

20 : 잉크 공급구

30 : 잉크 주입구

40 : 공기 소통구

50 : 테이프

110 : 감압 실린더

112, 122 : 피스톤 주행로

114, 214, 314 : 감압 피스톤

116 : 감압구

120 : 충전 실린더

124 : 충전 피스톤

126 : 충전구

130 : 니들

140 : 체크밸브

150, 250, 350 : 피스톤 로드

152 : 연장부

170 : 잉크흡수부재

252, 352 : 피스톤 지지구

254, 354 : 스토퍼판

410, 510 : 감압 실린더

412, 422 : 피스톤 주행로

420, 520 : 충전 실린더

424 : 충전 피스톤

430, 530 : 피스톤 지지구

450, 550 : 감압 및 충전 결합구

452a, 552a : 공기 및 잉크유로

470 : 잉크흡수부재

Claims

내, 외부를 연결시키는 2개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키도록 구성된 장치에 있어서,

상기 구멍의 하나에 연결되도록 장착되어 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출시키는 감압 실린더와, 상기 구멍의 다른 하나에 연결되도록 장착되어 잉크 카트리지의 진공 압력으로 잉크 카트리지에 충전용 잉크를 공급시키며 상기 감압 실린더에 일체로 고정된 충전 실린더 및 상기 감압 실린더와 충전 실린더가 장착되는 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐시키는 밀봉수단이 포함됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 감압 실린더는, 상기 잉크 카트리지에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하는 공기흡입수단과, 상기 감압 실린더에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하는 공기배출수단을 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제2항에 있어서, 상기 공기흡입수단은 감압 실린더와 잉크 카트리지의 연결부위에 장착된 체크밸브(140)임을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제2항에 있어서, 상기 공기배출수단은, 잉크 카트리지의 내부와 연결되는 피스톤 주행로(112)와, 상기 피스톤 주행로(112)에서 이동하도록 설치된 감압 피스톤(114)과, 상기 감압 피스톤(114)을 이동시키도록 연결된 피스톤 로드(150)와, 상기 감압 피스톤(114)에 장착되어 그 감압 피스톤(114)을 관통하는 공기 흐름을 개폐시키는 체크밸브(160)를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제2항에 있어서, 상기 공기배출수단은, 잉크 카트리지의 내부와 연결되는 피스톤 주행로(112)와, 상기 피스톤 주행로(112)에서 이동하도록 설치되고 이동 방향에 대한 전, 후방을 연결시키는 하나 이상의 공기통로(214b)를 갖는 감압 피스톤(214)과, 상기 감압 피스톤(214)과 상대 이동이 가능하도록 그 감압 피스톤(214)을 관통하도록 끼워 장착된 피스톤 지지구(252)와, 상기 피스톤 지지구(252)의 일측 단부에 일체로 형성되어 상기 감압 피스톤(214)의 이동을 제한하고 상기 공기통로(214b)를 접촉에 의해 밀폐시키는 스토퍼판(254)과, 상기 감압 피스톤(214)을 이동시키도록 상기 피스톤 지지구(252)의 타측 단부에 고정되며 상기 감압 피스톤(214)의 공기통로(214b)를 외부와 연결시키는 홈(251)을 갖는 피스톤 로드(250)를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제2항에 있어서, 상기 공기배출수단은, 잉크 카트리지의 내부와 연결되는 피스톤 주행로(112)와, 상기 피스톤 주행로(112)에서 이동하도록 설치되는 감압 피스톤(314)과, 상기 감압 피스톤(314)과 상대 이동이 가능하도록 그 감압 피스톤(314)을 관통하도록 끼워 장착된 피스톤 지지구(352)와, 상기 피스톤 지지구(352)의 일측 단부에 일체로 형성되어 상기 감압 피스톤(314)의 이동을 제한하는 스토퍼판(354)과, 상기 감압 피스톤(314)을 이동시키도록 상기 피스톤 지지구(352)의 타측 단부에 고정된 피스톤 로드(350)와, 상기 감압 피스톤(314)이 피스톤 로드(350)쪽으로 이동되면 그 감압 피스톤(314)의 이동 방향에 대한 전, 후방을 연결시키도록 상기 피스톤 지지구(352)의 표면과 피스톤 로드(350)의 표면에 각각 형성된 공기통로(353)와 홈(351)을 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 충전 실린더는 잉크 카트리지의 내부로 깊이 끼워질 수 있도록 된 니들(130)을 가짐을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제4항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤 로드는 감압 피스톤쪽 단부의 외주에 잉크가 흡수될 수 있는 다공성 재질로 된 잉크흡수부재(170)가 설치됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제1항에 있어서, 상기 밀봉수단은 폴리에틸렌 폼 테이프임을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
내, 외부를 연결시키는 1개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전시키도록 구성된 장치에 있어서,

감압 피스톤의 이동에 의해 상기 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출시키는 감압 실린더와, 잉크 카트리지의 진공 압력으로 상기 잉크 카트리지에 충전용 잉크를 공급시키며 상기 감압 실린더의 감압 피스톤을 이동시키도록 그 감압 피스톤에 연결 설치된 충전 실린더와, 상기 잉크 카트리지의 구멍을 상기 감압 실린더와 충전 실리더의 내부로 선택적으로 연결시키는 공기 및 잉크유로 선택수단 및 상기 감압 실린더와 충전 실린더가 연결되어지는 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐시키는 밀봉수단이 포함됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제10항에 있어서, 상기 감압 실린더는, 상기 잉크 카트리지에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하는 공기흡입수단과, 상기 감압 실린더에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하는 공기배출수단을 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제11항에 있어서, 상기 공기흡입수단은 잉크 카트리지의 내부와 연결될 수 있도록 감압 실린더에 형성된 감압구에 장착된 체크밸브임을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제11항에 있어서, 상기 공기배출수단은, 상기 충전 실린더에 연결 설치되어 상기 감압 피스톤의 중앙을 관통하도록 형성된 슬라이딩 구멍에 미끄럼 가능하도록 끼워 장착되며 일측 단부의 외표면이 상기 감압 피스톤의 이동을 제한하면서 상기 슬라이딩 구멍과 감압 피스톤의 외표면 사이의 틈을 접촉에 의해 밀폐시키는 외경 확대부로 된 피스톤 지지구와, 상기 감압 피스톤이 상기 피스톤 지지구의 외경 확대부에서 이격되었을 때 상기 슬라이딩 구멍과 감압 피스톤의 외표면 사이의 틈을 통해 배출되는 공기를 감압 피스톤의 외부로 연결시키도록 상기 충전 실린더의 끝단과 상기 감압 피스톤의 끝단의 어느 하나에 형성된 홈을 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제10항에 있어서, 상기 공기 및 잉크유로 선택수단은, 상기 잉크 카트리지의 구멍에 끼워 장착되는 결합구와, 상기 결합구에 형성되어 상기 잉크 카트리지의 구멍을 상기 감압 실린더와 충전 실린더의 내부로 선택적으로 연결시키는 공기 및 잉크유로를 갖는 감압 및 충전 결합체를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제14항에 있어서, 상기 감압 및 충전 결합체는 감압 실린더의 끝단에 기밀을 유지하면서 축방향 회전이 가능하도록 결합되며, 상기 감압 실린더의 끝단에는 감압 실린더의 회전 중심에서 벗어나 위치된 감압구(416)와 충전구(426)가 형성되며, 상기 공기 및 잉크유로의 위치는 상기 감압 실린더가 감압 및 충전 결합체에 대하여 축방향 회전되는 것에 의하여 상기 감압구(416)와 충전구(426)에 선택적으로 연결됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제10항에 있어서, 상기 충전 실린더의 내부와 상기 공기 및 잉크유로를 연결시키는 잉크충전유로를 제공하고 상기 잉크충전유로를 개폐시키기 위한 잉크유로 제공수단이 더 포함됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제16항에 있어서, 상기 잉크충전유로는 상기 감압 피스톤을 관통하여 형성되며, 상기 충전 실린더는 상기 잉크충전유로의 일측에 나사결합에 의해 회전 및 길이 방향의 이동이 가능하도록 장착되며, 상기 잉크충전유로에는 상기 감압 피스톤과의 접촉에 의해 개폐되는 밸브(434)가 설치됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
제16항에 있어서, 상기 잉크충전유로는 상기 감압 피스톤을 관통하여 형성되며, 상기 잉크충전유로에는 얇은 막 형상의 차단막에 의해 차단되며, 상기 감압 실린더의 끝단 내측에 상기 차단막을 뚫어 관통시킬 수 있도록 선단이 뾰족한 침이 고정 설치됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
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제10항에 있어서, 상기 밀봉수단은 폴리에틸렌 폼 테이프임을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 장치.
내, 외부를 연결시키는 2개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법에 있어서,

감압 및 충전이 수행되어질 2개의 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐하는 단계와,

상기 잉크 카트리지의 내부가 감압되도록 상기 구멍의 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출하는 단계와,

상기 잉크 카트리지의 내부를 감압하면서 상기 구멍의 다른 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부로 충전용 잉크를 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제21항에 있어서, 상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 공기 소통구를 통해 이루어지며, 상기 잉크 카트리지의 충전은 충전 피스톤을 가지며 상기 감압 실린더에 고정된 충전 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 잉크 주입구를 통해 이루어짐을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제21항에 있어서, 상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 잉크 주입구를 통해 이루어지며, 상기 잉크 카트리지의 충전은 충전 피스톤을 가지며 상기 감압 실린더에 고정된 충전 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 공기 소통구를 통해 이루어짐을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 감압 실린더는 상기 잉크 카트리지에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하여 잉크 카트리지를 감압함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제24항에 있어서, 상기 감압 실린더는 상기 감압 실린더에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름을 더 허용하여 잉크 카트리지의 감압을 여러 차례 수행할 수 있도록 함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
내, 외부를 연결시키는 1개 이상의 구멍을 갖는 잉크 카트리지에 잉크를 충전하는 방법에 있어서,

감압 및 충전이 수행되어질 1개의 구멍 이외의 다른 구멍을 밀폐하는 단계와,

상기 잉크 카트리지의 내부가 감압되도록 상기 구멍의 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부 공기를 외부로 배출하는 단계와,

상기 잉크 카트리지의 내부를 감압한 후 그 잉크 카트리지의 내부에 형성된 진공압에 의해 상기 구멍의 다른 하나를 통해 잉크 카트리지의 내부로 충전용 잉크를 공급하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제26항에 있어서, 상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 잉크 카트리지의 잉크 공급구를 통해 이루어짐을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제26항에 있어서, 상기 감압 실린더는 상기 잉크 카트리지에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름만을 허용하여 잉크 카트리지를 감압함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제27항에 있어서, 상기 감압 실린더는 상기 감압 실린더에서 외부로 배출되는 방향의 공기 흐름을 더 허용하여 잉크 카트리지의 감압을 여러 차례 수행할 수 있도록 함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제26항에 있어서, 상기 잉크 카트리지의 감압은 감압 피스톤을 갖는 감압 실린더를 이용하여 수행되며, 상기 잉크 카트리지의 충전은 상기 감압 피스톤을 이동시키도록 연결 설치되고 충전 피스톤을 갖는 충전 실린더를 이용하여 수행됨을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제30항에 있어서, 감압 및 충전이 수행되는 상기 잉크 카트리지의 구멍을 상기 감압 실린더와 충전 실리더의 내부로 선택적으로 연결시켜 잉크 카트리지의 감압이 수행된 후 충전이 이루어지도록 함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.
제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 충전 실린더의 내부와 상기 공기 및 잉크유로를 연결시키는 잉크충전유로를 상기 잉크 카트리지의 감압이 수행될 때 폐쇄하고 감압이 완료된 후 개방함을 특징으로 하는 잉크 카트리지의 잉크 충전 방법.