KR970004231B1

KR970004231B1 - 잉크 공급기구, 이러한 기구를 구비한 잉크제트 카트리지 및 이러한 기구를 구비한 잉크제트 기록장치

Info

Publication number: KR970004231B1
Application number: KR1019930020084A
Authority: KR
Inventors: 데루오 아라시마; 히로시 스기따니; 가즈아끼 마스다; 마사미 이게다; 마사미 가사모또; 세이지 스즈끼; 히로유끼 이시나가; 준 가와이; 유지 가미야마
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤; 미따라이 하지메
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-09-28
Publication date: 1997-03-26
Also published as: AU672818B2; CA2107258A1; CN1100992A; EP0596252A1; DE69316706T2; EP0596252B1; CN1071194C; AU4877393A; US5481289A; MX9306156A; DE69316706D1; CA2107258C; KR940008888A

Abstract

없음.

Description

잉크 공급기구, 이러한 기구를 구비한 잉크제트 카트리지 및 이러한 기구를 구비한 잉크제트 기록장치

제1도는 본 발명이 적용될 수 있는 잉크제트 기록장치의 실시예의 주요한 구조를 개략적으로 도시하는 사시도.

제2도는 제1도에 도시된 기록 수단의 외관을 개략적으로 도시하는 사시도.

제3도는 제2도에 도시된 기록 수단을 개략적으로 도시한 분해 사시도.

제4도는 제2도에 도시된 기록 수단의 잉크 토출 유니트의 구조를 개략적으로 도시한 부분 사시도.

제5도는 잉크 제트 유니트의 장착 측면에서 본 제3도에 도시된 잉크 탱크를 개략적으로 도시한 사시도.

제6도는 제2도에 도시된 기록 수단이 카트리지에 장착된 상태를 개략적으로 도시한 단면도.

제7도는 본 발명의 적용될 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 잉크 공급 시스템의 제1실시예를 개략적으로 도시한 종단면도.

제8도는 본 발명이 적용될 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 잉크 공급 시스템의 제2실시예의 주요 구조를 개략적으로 도시한 부분 종단면도.

제9도는 본 발명이 적용될 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 잉크 공급 시스템의 제3실시예의 주요 구조를 개략적으로 도시한 부분 종단면도.

제10도는 본 발명이 적용될 수 있는 잉크 제트 기록 장치의 잉크 공급 시스템의 다른 구조적 예의 주요 부분을 개략적으로 도시한 부분 종단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

4 : 구동 모터7 : 캐리지

16 : 잉크 제트 카트리지17 : 잉크 제트 헤드

19 : 잉크 탱크30 : 토출 포트

31 : 전기 열 교환체41 : 잉크 통로

52 : 잉크 공급 튜브60 : 잉크 공급 부재

63 : 중간 필터74 : 후크

94 : 취출구

본 발명은 잉크를 저장하기 위한 잉크 용기로부터 잉크 제트 기록 유니트로 잉크를 공급하는 잉크 공급기구, 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 카트리지, 및 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치에 관한 것이다.

프린터, 복사기, 팩시밀리 장치 등의 기능을 갖는 기록 장치 또는 컴퓨터, 워드 프로세서 등을 포함하는 복잡한 기계 또는 워크 스테이션용의 출력 장치로서 사용되는 기록 장치는 화상 정보에 따라 시트 또는 플라스틱 박판 시트(OHP 등)과 같은 피기록재(기록 매체)상에 화상(문자, 기호 등을 포함)을 기록하도록 구성되어 있다. 전술한 기록 장치들은 기록 수단으로서 이용되는 기록 방법에 의한 여러 방식에서 잉크 제트식, 와이어 도트식, 감열식, 및 레이저 비임식과 같은 형태로 분류될 수 있다.

이러한 방식 중에서, 잉크 제트식(잉크 기록 장치)은 잉크를 기록 수단(기록 헤드)으로부터 피기록 재상에 토출함으로써 기록되게 된다. 이 방식은 기록 수단이 소형화될 수 있고, 정밀한 화상이 고속으로 기록되게 하고, 아울러 특별한 처리없이 일상적인 시트가 기록에 사용되게 할 수 있다. 또한 이 방식은 저렴한 사용비, 비충격식 방법에 의한 저소음, 및 다양한 칼라의 잉크를 사용하는 칼라화상을 기록할 수 있는 편의성과 같은 장점을 갖는다.

특히, 잉크를 방출하기 위해 열 에너지를 이용하는 잉크 제트방법의 기록 수단(기록 헤드)의 경우에, 에칭, 증축, 및 스퍼터링과 같은 반도체 조립 공정을 이용하여 기판(base board)상에 얇은 필름의 형태로 전기 열 변환체, 전지, 액체통로 벽, 천장 판(ceiling plate) 등을 형성시킴으로써 액체 통로의 고밀도의 액체 통로 배치(토출포트 배치)를 갖는 헤드를 쉽게 제조할 수 있고, 따라서 이 장치를 보다 소형화할 수 있다. 또한 IC 기술 및 마이크로 프로세싱 기술의 장점을 이용함으로써, 기록 수단을 손쉽게 길게 하거나 면상화(2차원 이상이 되도록)하는 것이 가능하게 되고 따라서 완전 다중 배치의 용이한 구현을 가능하게 한다. 이 잉크 제트 기록 장치는 미소 잉크 액적을 만들 수 있는 잉크 토출 유니트와, 이 잉크를 잉크 토출 유니트로 안내하는 잉크 공급 유니트와, 잉크를 보유하는 잉크 탱크 유니트를 포함하고 있다. 또한 일반적으로 잉크 제트 기록 장치는 기록 수단의 토출, 불량을 제거하기 위한 회복 기구를 구비하고 있다. 이 회복량(회복 공정에 사용되는 토출 잉크량)은 잉크 공급 유니트의 잉크 탱크측의 단부에 위치하는 먼지 입자 및 잉크 내의 기포를 제거하기 위하여 토출포트로부터 필터로의 일부분의 체적에 +a 만큼의 양이 설정되어 있다.

그러나, 이 기록 수단이 상기 사양에 부합되도록 설계된다면 필터의 면적이 큰 때 고속의 잉크 토출을 고속화 하는 경우에 유동 저항을 감소시키기 위하여 토출포트 및 필터 사이의 체적은 필수적으로 크게 된다. 그 결과로, 회복 공정에 사용되는 토출 잉크량은 많게 되고 따라서 기록 이외의 목적으로 사용되는 잉크량이 상당히 증가하게 된다는 문제를 발생시키게 된다.

전술한 종래 예에서와 같이, 토출포트 및 필터 사이의 체적을 크게 하는 것은 회복 공정에 사용되는 잉크량을 보다 더 증가시키게 된다. 따라서, 수반되는 결점은 회복 공정에 사용되는 잉크량을 보다 크게 한다는 것이다. 따라서, 수반되는 결점은 다음과 같다.

첫째, 종래의 기록 헤드 및 고속기록 헤드 사이에 호환성이 없으므로 불충분한 잉크 공급을 초래하는 필터에 의해 발생된 유동 저항 때문에 고속 기록 헤드를 종래의 기록 장치에 사용하는 것이 불가능하게 된다.

둘째, 고속 기록 헤드의 회복량이 종래의기록 헤드에서의 양보다 많으므로 기록 이외의 목적으로 사용된 잉크량은 증가되어 보다 많은 잉크를 소비하게 된다. 그러므로, 이 잉크 사용 효율은 본질적으로 저하하게 된다.

본 발명은 이러한 기술적 문제를 고려하여 설계된 것이다. 본 발명의 목적은 종래의 기록 헤드(기록 수단) 및 고속 기록 헤드(기록 수단) 사이의 회복량의 호환성을 제공하고 고속 기록 헤드를 종래의 기록 장치에 사용할 수 있게 하고 또한 회복 공정의 잉크 사용 효율을 향상시킬 수 있는 잉크 공급 기구 뿐만 아니라 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 종래의 헤드 및 고속 헤드 사이의 호환성이 얻어지고 또한 회복 공정 내의 잉크 사용 효율이 향상되도록(고속 기록 수행을 위하여) 유동 통로 내의 잉크량을 증가시키기 위하여 잉크 공급 튜브의 단부에 위치한 필터 면적이 증가되는 경우에도 통상의 회복량으로 헤드의 회복 공정을 수행하는 것이 가능하게 하는 잉크 공급 기구 뿐만 아니라 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 잉크 용기의 잉크 출구상에 배치된 필터 이외에 중간 필터가 잉크 토출포트로부터 이 필터 사이의 잉크 유동 통로의 중간에 구비되어 있고 중간 필터의 잉크에 대한 모세관력이 잉크용기내의 부압(negative pressure)보다 큰 값으로 설정된 잉크 공급 기구와, 이 기구를 구비한 잉크 제트 카트리지, 및 이 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 잉크 토출포트와 중간 필터 사이의 체적과 그리고 중간 필터와 잉크 출구에 배치된 필터 사이의 각 체적이 잉크 토출포트와 필터사이의 종래의 회복 체적과 거의 동일한 값으로 설정되고 잉크 출구상의 필터의 면적이 더 크게 설계된 잉크 공급 기구 뿐만 아니라 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 카트리지 및 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 회복 공정의 회수(중간 필터의 수)가 증가함으로써 회복량을 증가시키고 회복량이 작은 종래의 기록 장치 내에 중간 필터를 배치함으로서 이렇게 증가된 회복량을 커버할 수 있는(고속) 기록 헤드를 회복시킬 수 있고 이와 동시에 작은 회복량(1회 회복)을 갖는 종래의 기록 헤드를 회복시킬 수 있는 잉크 공급 기구 뿐만 아니라 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 카트리지 및 이러한 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 잉크 용기의 잉크 출구에 배치된 제1필터 부재와, 잉크 제트 기록 유니트와 잉크 용기를 연통되도록 연결시킴으로써 잉크 용기로부터 잉크 제트 기록 유니트로 잉크를 공급시키는 잉크 공급 통로와, 그리고 이러한 공급 기구를 구비한 잉크 제트 카트리지 및 잉크 제트 기록 장치를 제공하기 위하여 잉크 토출포트 및 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로 내에 배치되고 잉크 용기 내의 부압보다 큰 모세관력을 발생시키는 구멍(hole)을 구비한 제2필터 부재를 포함하는, 잉크를 저장하는 잉크 용기로부터 잉크를 토출하기 위한 잉크 토출포트를 구비한 잉크 제트 기록 유니트에 잉크를 제공하기 위한 잉크 공급 기구를 제공하는 것이다.

이제, 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명에 의한 실시예의 설명을 할 것이다. 제1도는 본 발명이 적용되는 잉크 제트 장치의 실시예의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다. 제1도에서, 나선형 홈(2)가 각인된 리드스크류(3)이 본 장치(1)의 본체에 의해 축방향으로 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 리드 스크류(3)는 구동 모터(4)와 정방향 및 역방향 회전이 가능하도록 체결되어 있고, 전달 기어(5,6)을 통하여 구동되고 회전한다. 캐리지(7)은 (제6도의) 지지부(8)상에 구비된(도시되지 않은) 핀이 나선형 홈(2) 내에 끼워지도록 구성되 있다. 또한, 이 캐리지는 안내 레일(9)에 의해 활주 가능하게 안내되어 전술한 구동 모터(4)의 정방향 및 역방향의 회전에 의하여 화살표 a 및 b로 표시된 방향으로 왕복 이동한다. 시트 또는 플라스틱 박판과 같은 피기록재(10)은 플라텐 롤러(11)에 의해 공급된다. 기록 위치에서, 이 피기록재는 캐리지의 이동 방향으로 연장된 시트 압착용 기판(12)에 의해서 플라텐 롤러(11)의 주변부로 압착되고 있다.

포토커플러(photocoupler, 13, 14)는 캐리지(7)의 레버(15)의 존재를 확인하는 원위치 검출 수단(home position detecting means)을 구성하여 구동 모터(4)의 회전 방향이 역회전 되도록 한다. 캐리지(7)상에, 기록 수단을 구성하는 잉크 제트 카트리지(16)이 장착되어 있다. 이 잉크 제트카트리지(16)은 제3도에 도시된 바와 같이 잉크 저장소로서 작용하는 잉크 탱크(19)와 일체로 형성된 잉크 제트 헤드(17)를 포함하는 잉크 제트 유니트(18)을 구성하고 있다. 기록 영역 밖의 위치(예컨대, 원위치)에서, 캡 부재(cap member, 20)은 잉크 제트 헤드(17)의 토출포트 표면(토출포드가 배치되어 있는 전방 단부)을 기밀 밀봉하도록(캡핑을 수행하도록) 배치되어 있다. 이 캡 부재(20)은 지지 부재(21)에 의해 지지되어 있고 또한 흡입 수단(22)를 구비하여 캡 내의 내부 구멍(23)을 통하여 잉크 제트 헤드(17)의 흡입 회복을 수행하도록 구성되어 있다.

장치(1)의 본체의 프레임(24)상에는, 지지판(25)가 장착되어 있다 .지지판(25)에 의해 활주 가능하게 지지되어 있는 세척 블레이드(26)은 잉크 제트 헤드(17)에 대하여 전방 및 후방으로(도시되지 않은) 구동 수단에 의해 이동할 수 있다. 세척 블레이드(26)으로서, 제1도에 도시된 것에 부가하여 공지된 다양한 양태로 사용하는 것이 가능하다. 레버(27)은 흡입 회복 작동을 개시하여 캐리지(7)에 인접한 캠(28)의 후속 운동을 변위시킬 수 있다. 그리고 나서, 이 레버(27)이 변위됨에 따라, 기어(29), 단속 스위치(clutching switch), 및 여타의 것을 포함하는 공지의 전달 수단이 제어된다. 따라서 구동 모터(4)로부터의 구동력 전달이 제어되게 된다.

캡핑, 세척, 및 흡입 회복 공정의 각각은 캐리지(7)이 원위치의 측면상의 영역에 도달했을 때에 대응하는 위치에 있는 리드 스크류(3)의 작용에 의해 수행된다. 이 공정의 각각은 공지의 타이밍 및 시이퀀스를 이용함으로써 임의의 양식으로 수행 가능하다. 또한, 이 공정의 각각은 독립적으로 또는 복잡하게 구현될 수 있다.

제2도는 제1도에 도시된 잉크 제트 카트리지(16)의 외관을 도시한 사시도이다. 제3도는 잉크 제트카트리지(16)을 도시한 분해 사시도이다. 제2도 및 제3도에 있어서, 잉크 제트 카트리지(16)은 잉크 제트 헤드(17)을 포함하고 있는 잉크 제트 유니트(18)이 잉크를 보유하고 있는 잉크 탱크(19)와 일체의 조립된 형태의 구조이다. 잉크 제트 헤드(17)에 있어서, 다수의 토출포트(30)이 또한 일체형으로 형성되어 있다. 잉크 제트 유니트(18)은 많은 것들 중에서 이 잉크 제트 헤드(17)에 전기 배선 및 잉크 배관과 함께 잉크 제트 헤드(17)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시예에 의한 이 잉크 제트 카트리지(16)은 잉크 수납부의 비율이 큰 것이며, 잉크 제트 유니트(18)의 단부는 잉크 탱크(19)의 전방면으로부터 약간 돌출되어 있다. 제6도와 관련하여 서술될 캐리지(7)의 전기 접점 및 위치 결정 수단을 통하여 캐리지(7)에 의해 제거 가능하고 견고히 지지되는 일회용 형태이다.

제4도는 잉크 제트 헤드(17)의 구조를 개략적으로 도시하는 부분 사시도이다. 이 잉크 제트 헤드(17)은 열 에너지를 이용하여 잉크를 토출시키는 잉크 제트 기록 헤드이고, 열 에너지를 발생시키기 위하여 전기 열 변환기를 구비하고 있다. 또한 이 잉크 제트 헤드(17)은 전술한 전기 열 변환기의 열 에너지를 이용함으로써 발생되는 막비등(film boiling)에 의한 기포의 성장 및 수축에 의해 발생된 압력 변화를 이용하여 토출포트로부터 잉크를 토출함으로써 기록하게 된다.

제4도에 있어서, 전기 열 변환기는 잉크 제트 헤드(17) 내의 각각의 액체 통로(42)에 배치되어 있고, 연이어 배치되어 있는 다수의 토출포트(30)으로부터 잉크를 토출하기 위하여 인가 전압이 공급될 때 열 에너지를 발생시키게 된다. 그리고 나서, 헤드 구동 신호를 인가하기 위해 기록 장치의 본체 측에 구비되어 있는(도시되지 않은) 제어 회로로부터의 기록 신호에 반응하여 전기 열 변환기(31)의 각각은 선택적으로 공급되는 인가된 구동 신호에 의해서 구동되고, 따라서 전기 열 변환기(31)이 잉크 통로(41) 내의 기포를 형성하기에 필요로 하는 막비등의 생성을 위한 열 에너지를 발생시킬 수 있게 한다. 이 기포가 발달함에 따라, 잉크 액적이 토출포트(30)으로부터 토출된다. 전기 열 변환기(31)의 각각은 실리콘 기판상에 형성된 열판(heater board, 32)상에 구비되어 있고, 전기 열 변환기(31)의 각각에 전력을 공급하기 위하여 (도시되지 않은) 알루미늄 전선 배선등과 함께 막 형성 기술에 의해 일체식으로 형성되어 있다.

다수의 잉크 액체 통로(42)를 분리하기 위한 격벽과 잉크 통로(42)의 각각에 공급될 잉크를 보유하고 있는 통상의 액체실(33) 등을 구비한 홈을 형성한 천장판(34)와, 잉크를 잉크 탱크(19)로부터 통상의 액체실(33)으로 유입시키기 위한(제3도의) 잉크 입구(35)와, 그리고 잉크 액체 통로(42)이 각각에 대응하는 다수의 토출포트(30)을 갖는 토출포트 판(토출포트 표면이 형성되어 있는 판)을 일체로 성형하고 있다. 이러한 일체식 형성을 위하여 가급적 폴리설폰(polysulfon)을 사용하는 것이 좋지만, 폴리에테르 설폰(polyether sulfon), 산화 폴리페닐렌(polyphenylene oxide), 폴리프로필렌(polypropylene), 또는 수지 재료를 형성하는 여타의 것이 사용될 수도 있다.

제5도의 제3도에 도시된 잉크 탱크(19)의 잉크 제트 유니트(18)의 장착부를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 제6도는 캐리지(7)에 잉크 제트 유니트(16)의 장착 구조를 도시하는 단면도이다. 이제, 필요하다면 전술한 도면의 각각을 참조하면서 주로 제3도에 의하여 잉크 제트 유니트(18)의 구조를 설명할 것이다.

제3도에서, 배선반(37)의 한 단부는 잉크 제트 헤드(17)의 열판(32)의 배선부와 서로 연결되어 있다. 또한, 배선반(37)의 다른 단부에는, 다수의 패드(38)이 이 장치의 본체로부터의 전기 신호를 수신하기 위한(제4도의) 전기 열 변환기(31)의 각각에 대응하여 배치되어 있다. 이러한 방식으로, 이 장치의 본체로부터 전기 신호는 각각의 전기 열 변환기(31)로 각기 개별적으로 공급되게 된다.

배선반(37)의 반대 측면을 평면으로 유지시키는 금속 지지부(39)는 잉크 제트유니트(18)의 바닥판으로 작용한다. 압축 스프링(40)은 M자형이고, 이 M자형의 중심에서 이 스프링이(제4도의) 통상의 액체실(33)의 외부 벽부를 다수 압축하게 되고, 동시에 전방 에이프런(apron, 41)으로써 이 스프링이 액체 통로(42)의 일부분 또는 가급적이면 토출포트(30)의 근처 영역을 선형적으로 세게 압축하게 된다. 이 열판(32) 및 천장판(34)는 압축 스프링(40)의 끝부분(feet)이 지지부(39)의 구멍(43)을 통하여 지지부(39)의 반대 측면과 맞물릴 때 압축 스프링의 끝부분 사이에서 서로 결합되고, 이 기판들은 압축 스프링(40) 및 전방 에이프런(41)의 강한 바이어스력(biasing force)에 의해 서로 가압 고정되게 된다.

이 지지부(39)는 잉크 탱크(19)의 2개의 위치 결정 돌기(44)와 열융착을 유지시키기 위한(제5도의) 돌기(45,46)과 각각 맞물리는 구멍(47,48,49)를 가지며, 또한 캐리지(7)에 대한 결정을 위한 반대 측면상의 돌기(50,51)을 갖는다. 또한, 지지부(39)에는, 잉크 탱크(19)로부터의 잉크 공급 튜브(52)용의 관통 구멍(53)이 구비되어 있다. 배선반(37)상에 지지부(39)를 장착하는 것은 접착제 등에 의한 접착 결합으로써 달성된다.

지지부(39)의 리세스(54,55)는 전술한 돌기(50,51)의 근처에 각각 배치되고, (제2도의)조립된 잉크 제트 카트리지(16)의 잉크 제트 유니트(18)의 외주연상의 3면에 배치된 평행 홈(56,57)의 연장 선상에 위치하게 되고, 따라서 먼지 입자, 잉크 및 여타의 원치 않는 물질이 전술한 돌기(50,51)에 도달하지 않도록 구성되어진다. 전술한 평행 홈(56)이 형성되는 덮개 부재(58)은 제6도에 도시된 바와 같이 잉크 제트 카트리지(16)의 외벽을 형성하도록 하고, 동시에 잉크 제트 유니트(18)를 장착하기 위하여 외벽 및 잉크 탱크(19) 상이에 공간(59)를 형성하게 한다. 또한, 전술한 평행 홈들이 형성된 잉크 공급 부재(60)은 잉크 공급튜브(52)의 측면에 고정된 외팔보 형태로 배치되고, 아울러 전술한 잉크 공급 튜브(52)에 연결된 잉크 안내 튜브(61)를 갖고 있다. 또한, 밀봉 핀(62)은 잉크 안내 튜브(61)의 고정 측면과 잉크 공급 튜브(52) 사이의 모세관 현상을 확실히 하도록 상기 부재에 삽입되어 있다. 이러한 관점에서, 잉크 탱크(19)와 잉크 공급 튜브(52) 사이의 결합부는 가압 끼워 맞춤(press fitting)에 의해 밀봉된다. 전수한 잉크 공급 튜브(52)의 잉크 탱크(19)의 측면 단부에 중간 필터(63)이 제공되고 있다.

전술한 잉크 공급 부재(60)은 제조상 필요한 정밀도를 저하시키기 않고서 고위치 정밀도 및 염가인 금형 성형에 의하여 제작된다. 더욱이, 외팔보 구조의 잉크 안내 튜브(61)의 구성으로 대량 생산시에 잉크 입구(35)에 대한 잉크 안내 튜브(61)의 압접 조건을 안정화 시키는 것이 가능하게 된다. 본 실시예에 있어서, 밀봉 접착제가 잉크 공급 부재(60)의 측면으로부터의 유동을 가능하게 함으로써 잉크 안내 튜브 및 잉크 입구 사이의 신뢰성 있는 완전한 연통 상태를 얻을 수 있다. 이러한 관점에서, 지지부(39)에 대한 잉크 공급 부재(60)의 고정은 잉크 공급 부재(60)의 반대 측면에 배치된(도시되지 않은) 2개의 핀이 지지부(39)의 구멍(64,65)을 통하여 각각 끼워지고 그 후 단지 열융착되는 이러한 방법으로 쉽게 달성될 수 있다. 열융착된 표면의 반대 측면에 형성된 다소 돌출된 돌기는 잉크 탱크(19)의 잉크 제트 유니트(18)의 장착 측면의 단부에(도시되지 않은) 리세스에 의해 수납된다. 그러므로, 잉크 제트 유니트(18)의 위치 결정 표면을 정확히 달성될 수 있다.

이제, 잉크 탱크(19)를 설명한다. 이 잉크 탱크(19)는 카트리지의 본체(66), 잉크 흡수제(67), 및 덮개 부재(68)을 기본적으로 포함하고 있다. 잉크 흡수제(67)이 잉크 제트 유니트(18)의 대향 측면으로부터 카트리지의 본체(66)으로 삽입된 후에, 덮개 부재(68)에 의하여 조립되도록 이 부분이 밀봉된다. 이 잉크 흡수제(67)는 잉크를 함침시켜 보유하고 전술한 바와 같이 카트리지의 본체(66)에 설치된다. 잉크 공급 입구(69)는 잉크 제트 유니트(18)에 잉크를 공급한다. 필터(70)은 입구의 약간 내측에 배치된다. 또한, 잉크 탱크(19)에는 대기를 내부에 연통하기 위한 대기 연통구(71)가 배치되어 있고, 대기 연통구(71)의 내부에는 어떤 잉크 누설을 방지하기 위해 발액재(72)가 배치되어 있다.

본 실시예에 따른 잉크 제트 카트리지(16)에 있어서, 잉크 제트 헤드(17)의 후방면을 평면화함으로써 헤드를 조립하는데 필요한 공간을 최소화하는 동시에 잉크 수용량을 최대화하는 구조가 채택되고 있다. 그러므로, 기록 장치를 소형화할 수 있을 뿐만 아니라 카트리지(16)의 교환 빈도를 감소시킬 수 있다. 그리고, 잉크 제트 유닛(18)을 일체화하기 위해 공간의 후방부를 이용하여, 그 부분에 대기 연통구(71)을 제공하기 위한 돌기가 형성된다. 이러한 돌기의 내부는 공동화 하여, 전술한 잉크 흡수체(67)의 두께 전체에 대한 대기압 공급 공간을 제공하게 된다. 이와 같은 구조를 채택함으로써, 우수한 잉크 제트 카트리지(16)을 얻을 수 있다.

또한, 대기압 공급 공간(73)은 종래의 대기압 공급 공간보다 훨씬 크고, 상기 대기 연통구(71)이 상부 부분에 위치해 있기 때문에 어떤 이상에 의해 잉크가 잉크 흡수체로부터 이탈하여도 그러한 대기압 공급 공간(73) 내에 잉크를 일시적으로 보유할 수 있고 잉크를 잉크 흡수제(67) 속으로 확실히 회수할 수 있으므로, 낭비없이 모든 부분을 이용하는 우수한 잉크 제트 카트리지(16)을 제공하게 된다.

또한, 잉크 탱크(19)의 잉크 제트 유닛(18)의 장착면의 구성이 제5도에 도시되어 있다. 이제, 잉크 탱크(19)의 하부면 또는 캐리지(7)의 표면의 장착 기준면과 평행하게 토출 플레이트(36)의 토출포트(30)들의 거의 중심을 지나는 직선을 L₁이라고 하면, 지지체(39)의 두 구멍(47)들과 각각 결합하는 두 위치 결정 돌기(44)는 직선(L₁)보다 더 높게 위치한다(제5도). 제5도에서, 직선(L₁)의 연장선상에서는, 제6도에 도시된 바와 같이, 캐리지(7)의 위치 결정 후크(74)의 직각 결합면과 결합하는 갈고리(76)이 위치해 있다 .따라서, 캐리지(7)을 위치시키기 위해 가해진 작용력이 상기 직선(제5도, L₁)을 포함하는 상술한 기주면과 평행한 면명역에 작용하도록 구성된다. 후술하는 바와 같이, 이러한 관계는 단지 잉크 탱크(19)만의 위치 결정 정밀도를 잉크 제트 헤드(17)의 토출포트(30)들의 정밀도와 동등하게 한다는 점에서 효과적인 구성이다.

또한, 지지체(39)를 잉크 탱크(19)의 측면에 고정하기 위해 제공된 구멍(제3도, 48,49)에 각기 대응하는 잉크 탱크(19)의 돌기(제5도, 45,46)은 상기 돌기(44)보다 더 길고, 지지체(39)를 관통하여 돌출한 부분은 지지체(39)를 측면에 고정하기 위해 열융착된다. 상기 직선(L₁)에 수직으로 상기 돌기(45)를 지나는 직선을 L₃라 하고 상기 돌기(46)을 지나는 직선을 L₂라 하면, 잉크 공급구(제3도, 69의 거의 중심이 직선(L₃)상에 위치하게 된다. 그러므로, 잉크 공급구(69)와 잉크 공급관(52)의 결합 상태가 안정화하여, 낙하 또는 충격시에도 결합 상태에 대한 부하가 경감된다.

또한, 직선(L₂)와 직선(L₃)가 일치하지 않고, 돌기(45,46)이 잉크 제트 헤드(17)의 토출포트(30)측의 돌기(44) 부근에 존재하고 있기 때문에, 잉크 제트 헤드(17)을 잉크 탱크(19)에 대한 위치 결정 보강 효과도 발생하게 된다. 또한, 제5도의 직선(L₄)는 잉크 공급 부재(60)을 장착할 때 그 외벽의 위치를 나타낸다. 상기 돌기(45,46)들이 직선(L₄)를 따라 배치됨에 따라 이들 돌기는 잉크 제트 헤드(17)의 선단측 구성의 중량에 대하여 충분한 강도 및 위치 결정 정밀도를 제공한다. 잉크 탱크(19)의 전방 플랜지(77)는 잉크 탱크(19)의 변위가 극도로 심한 비상시에 대비할 목적으로 캐리지(7)의 전방판(제6도, 78) 속으로 삽입된다.

스토퍼(제16도, 79)는 캐리지(7)이 이탈되는 것을 방지하기 위해 캐리지(7)의(도시하지 않은) 바아에 마련된다. 잉크 제트 카트리지(16)이 후술하는 바와 같이 회전 장착되는 위치에서 바아의 하방으로 진입함으로써 카트리지를 불필요하게 위치 결정 위치로부터 이탈시키는 힘이 상방으로 작용하여도 장착 상태를 유지할 수 있게 하는 보호 부재를 형성하게 된다.

잉크 탱크(19)는 잉크 제트 유닛(18)을 장착한 후에 덮개 부재(58)로 탱크를 덮음으로써 잉크 제트 유닛(18)을 그 하방 개구를 제외하고 포위하도록 형성된다. 잉크 제트 카트리지(16)은 캐리지(7)에 카트리지를 장착하기 위해 마련된 상기 하방 개구가 캐리지(7)에 근접하여 위치해 있기 때문에 사실상 사방이 포위되어 있는 공간을 형성한다. 그리고, 이러한 포위 공간내에 보유되어 있는 잉크 제트 헤드(17)로부터의 열은 이러한 공간을 보온 공간으로 만드는 점에서 효과적으로 작용한다. 그럼에도 불구하고, 장치를 장시간 연속적으로 사용할 때에는, 이러한 조건은 약간이지만 온도를 상승시키게 된다. 그리고, 본 실시예에서는, 지지체(39)의 자연 방열을 조장하기 위해 잉크 제트 카트리지(16)의 상부면에 상기 포위 공간보다 더 좁은 폭으로 슬릿(개구부)(80)이 설치된다. 이러한 슬릿(80)을 설치 함으로써, 상술한 온도 상승을 방지하면서 환경 조건에 영향받지 않고 잉크 제트 유닛(18) 전체의 고온 온도 분포를 실현할 수 있다.

잉크 탱크가 잉크 제트 카트리지(16)으로서 조립될 때, 잉크는 카트리지의 본체(66)의 내부로부터, 잉크 공급부(69), 지지체(39)의 구멍(53), 잉크 공급 부재(60)의 반전축에 마련된 도입구를 거쳐 잉크 공급 부재(60)의 내부로 공급된 다음에, 잉크 공급 부재(60)의 내부를 통해 잉크는 잉크 공급 부재(60)의 도출구로부터 적절한 공급관 및 천정판(34)의 잉크 수납구(35)를 거쳐 공통 액체실(제4도, 33)로 유입한다 .상술한 경로에서의 잉크 유동의 접합부는 실리콘 고무, 부틸 고무 등의 패킹에 의해 밀봉되거나, 압입(press fitting)에 의해 각각 밀봉되어, 이와 같은 밀봉 구조로 잉크 공급 경로를 확보하게 된다.

상술한 바와 같이, 잉크 공급 부재(60), 천정판(34) 및 토출포트 플레이트(36), 및 카트리지의 본체(66) 각각은 하나의 일체식 부품으로 성형된다. 그러므로, 이들 부품들은 고정밀도로 조립을 수행할 수 있게 할뿐만 아니라 대량 생산시의 품질 향상에도 효과적으로 기여하게 된다 .또한, 종래의 장치에 비해 부품수가 감소되기 때문에 원하는 우수한 특성을 확실하게 획득 및 발휘하는데 용이하다. 또한, 본 실시예에서는, 제2도에 도시된 바와 같이, 잉크 공급 부재(60)의 상부면(81)과, 잉크 탱크(19)의 가늘고 긴 개구부(슬릿)(80)이 형성된 천정 부재의 단부(82) 사이에 간격(83)이 존재한다. 마찬가지로, 잉크 공급 부재(60)의 하부면(제3도, 84)와, 잉크 탱크(19)의 덮개 부재(68)이 접착되는 하부 박판 부재의 헤드측 단부(85) 사이에도(도시되지 않은) 간격이 형성된다.

이러한 간격들은 상술한 개구부(80)의 방열 효과를 더욱 증진시키는데 기여함과 동시에, 잉크 탱크(19)에 어떤 불필요한 힘이 가해질 때에도 그러한 힘이 잉크 공급 부재(60)에 직접 작용하는 것을 방지하는데 즉, 그러한 힘이 궁극적으로 잉크 제트 유닛(18)에 작용하는 것을 방지하는데도 기여한다. 어느 경우에도, 본 실시예의 상술한 구성은 종래의 실시예에서는 볼 수 없는 것이다. 부품들의 각각이 단독으로 현저한 효과를 발생시키지만, 그들 각각의 함께 조합될 때 특별한 효과를 보이게 된다.

이제, 제6도를 주로 참조하여, 캐리지(7)에 대한 잉크 제트 카트리지(16)의 장착에 대해 설명한다. 제6도에서, 플래튼 롤러(11)는 피기록재(예컨데, 기록지)(10)을 제10도의 배면측으로부터 제10도의 표면을 행한 방향으로 안내한다. 캐리지(7)은 플래튼 롤러(11)의 종방향(축방향)으로 이동한다. 캐리지(7)에는 캐리지(7)의 전방에, 즉, 플래튼 롤러(11)측의 잉크 제트 캐리지(16)의 전방측에 위치한 전방판(78)(예컨대, 두께 2mm)와, 후술하는 전기 접속부 지지판(86)과, 잉크 제트 카트리지(16)을 소정의 기록 위치에 고정하기 위한 위치 결정 후크(74)가 설치되어 있다.

전방판(78)은 잉크 제트 캐리지(16)의 지지체(39)의 돌기(제3도, 50,51)들이 끼워맞춤되는 두개의 위치 결정 돌출면(87)을 갖춰, 잉크 제트 카트리지(16)이 장착된 후에 이들 돌출면들에 대한 수직 방향 힘을 수납한다. 이를 위해, 전방판(78)의 플래튼 롤러(11) 측에는 수직 방향 힘을 받는(도시되지 않은) 복수개의 보강 리브들이 설치된다. 이러한 리브들은 잉크 제트 카트리지(16)이 장착될 때 전방 위치(L₅)으로부터 플래튼 롤러(11) 측을 향해 약간(예컨대, 약 0.1mm 정도) 돌출해 있어서, 헤드 보호 돌기로서의 역할을 겸하게 된다.

상기 지지판(86)은 제6도의 지면에 수직으로 연장하는 복수개의 보강 리브(88)들을 갖고 있다. 이들 리브(88)들의 높이는 플래튼 롤러(11) 측으로부터 후크(74)측 방향으로 단계적으로 낮아진다. 이러한 배치덕분에, 잉크 제트 카트리지(16)은 제6도에 도시된 바와 같이 경사진 상태로 설치될 수 있다. 또한, 지지판(86)은 잉크 제트 카트리지(16)의 배선 기판(제3도, 37)의 패드(제3도, 38)들에 대응하는 패드(89)들을 갖는 가요성 시트(90)을 지지할 뿐만 아니라, 패드(89)들의 각각을 후방으로부터 가압하는 탄성력을 발생시키는 도트들을 갖는 고무 패드 시트(91)도 지지한다.

패드(38)들과 패드(89)들 사이의 전기 접속 상태를 안정화하기 위해, 지지판(86)은 돌출면(87)의 작용 방향에 반대 방향으로 잉크 제트 카트리지(16)에 작용력을 가하도록 후크(74)측에 위치 결정면(92)를 갖춰서, 그들 사이에 패드 접촉 영역을 형성함과 동시에 패드(89)에 대응하는 도트식 고무 패드 시트(91)의 도트들의 변형량을 균일하게 조정한다. 패드(38)들은 전술한 직선(제5도, L₁)에 관해 대칭이 되도록 분포하여 배치된다. 그러므로, 도트식 고무 패드 시트(91)의 각 도트의 변형량이 균일화되어, 패드(89)들과 패드(38)들 사이의 접촉 압력을 훨씬 안정화한다. 본 실시예에서는, 패드(38)들이 상부 및 하부에 각각 2열 그리고 수직으로 2열로 분포된다.

제6도에서, 후크(74)는 고정측(93)과 결합하는 길다란 구멍을 갖고 있고, 자체 이동가능한 이러한 길다란 구멍의 공간을 이용함으로써, 후크는 반시계 방향으로 회전한 후에 플래튼 롤러(11)의 종방향을 향해 좌측으로 이동하여 캐리지(7)에 대한 잉크 제트 카트리지(16)의 위치 결정을 행한다. 후크(74)의 이동은 어떤 방식으로도 가능하지만, 레버 등의 사용이 가능한 구조를 채택하는 것이 바람직하다. 어느 경우든지, 이러한 후크(74)가 회전할 때, 이 잉크 제트 카트리지(16)은 플래튼 롤러(11)측으로 이동하고, 위치 결정 돌기(50,51)들은 돌기들이 전방판(78)의 돌출면에 접촉가능한 위치로 이동한다. 좌측으로 이동한 후크(74)에 의해, 직각 후크면(75)는 잉크 제트 카트리지(16)의 갈고리(76)의 직각면에 밀착하게 되고, 잉크 제트 카트리지(16)은 돌기(50,51)들과 돌출면(87) 사이의 접촉 영역 주위의 평면 내에서 회전하여, 최종적으로 패드(38)들과 패드(89)들을 서로 접촉시키기 시작한다.

그리고, 후크(74)가 소정 위치 즉, 고정 위치 유지되면, 패드(38)들과 패드(89)들 사이의 완전 접촉과, 돌기(50,)(51)들과 돌출면(87) 사이의 완전 접촉과 후크면(75)와 갈고리(76)의 직각면 사이의 2면 접촉과, 배선기판(제3도, 37)과 위치 결정면(92) 사이의 완전한 면접촉이 동시에 형성된다. 그 결과, 캐리지(7)에 대한 잉크 제트 카트리지(16)의 위치 결정이 완료 및 유지된다.

제7도는 본 발명이 적용가능한 잉크 제트 기록 장치의 잉크 공급 시스템의 제1실시예를 개략적으로 도시한 종단면도이다. 제7도에서, 잉크 공급관(52)의 잉크 탱크(19) 측 단부에는 중간 필터(63)이 용착된다. 또한 잉크 탱크(19)의 잉크 취출구(94)에는 잉크 흡수체(67)에 접해 있는 중간 필터(63)이 용착된다. 그리고, 잉크 제트 헤드(17)의 토출포트(30)으로부터 상기 중간 필터(63)까지의 용적(V_A, 잉크가 채워지는 부분의 용적)과, 중간 필터(63)으로부터 잉크 취출구(94)의 필터까지의 용적(V_B)는 사실상 서로 동일하도록 설정된다.

전술한 각 필터(63,70)들의 메쉬 크기는 다음과 같이 설정되나, 즉, 중간 필터(63)의 경우 대략 수집 미크론의 구멍들이 셀(cell) 형태로 형성된다. 잉크에 대한 셀의 모세관 힘은 잉크 탱크(19) 내의 부압보다 더 높다. 또한 잉크가 필터를 통해 흐를 때 아주 미소한 저항을 만들도록 배열된다. 한편, 잉크 취출구(94)에 설치된 필터(70)의 경우, 메쉬 크기는, 약간의 저항은 발생하지만, 대략 10미크론 이상의 먼지 입자들을 포착하기에 충분하도록 설정된다.

또한, 각 필터(63,70)들의 면적에 대해서는, 6KHz로 구동되는 64개의 토출포트(30)을 갖는 모노크롬용 헤드의 경우 중간 필터(63)들의 직경이 잉크 유동 통로에서 잉크 메니스커스를 유지하기 위하여 대략 2mm 일 수 있지만, 방출을 위한 소비된 잉크의 재충전을 용이하게 하도록 잉크 취출구(94)의 필터(70)의 최소 직경은 중간 필터의 직경의 3배 내지 6배, 양호하게는 4배 내지 5배 이상, 즉 6mm 이상이 되도록 선택되어야 한다. 또한, 중간 필터(63)과 필터(70) 사이의 거리는 용적(V_A)와 용적(V_B) 사이의 관계에 따라 주어지는 용적(V_B)의 값에 의하여 결정된다.

각 필터(63,70)들의 필터 메쉬 크기들의 적절한 선택과 두 필터(63,70)들 사이의 거리의 적절한 설정한 대단히 중요하다. 따라서, 이들은 신중히 설계되어야 한다. 이 경우, 기록 장치의 헤드 회복 처리를 위한 회복량은 토출포트(30)들과 중간 필터(63) 사이의 용적 또는 중간 필터(63)과 잉크 취출구(94)의 필터(70) 사이의 용적중 더 큰 용적 이상의 양으로 하면 좋다. 그 이유는, 잉크 취출구(94)로부터 토출포트(30) 들에 이르는 유체 통로 내에 잉크가 전혀 없는 상태에서 조차, 첫번째 회복 조작에 의해 잉크가 필터(70)의 면으로부터 적어도 중간 필터(63)의 면까지 상승될 수 있고, 그 다음에, 다음 회복 조작에 의해 잉크가 중간 필터(63)으로부터 적어도 토출포트(30)들까지 유도될 수 있기 때문이다. 이때, 잉크 제트 헤드(70)의 토출포트(30)와 중간 필터(63) 사이의 용적은 중간 필터(63)과 잉크 취출구(94)의 필터(70) 사이의 용적과 사실상 동일하며, 펌프 흡입에 의한 회복량이 최소화될 수 있다.

그러나, 실제에 있어서는, 잉크 탱크(19)의 잉크 잔류량의 감소될 때 잉크가 한번의 회복 조작에 의하여 안전하게 중간 필터(63)으로 흡수될 수 있기 때문에 용적(V_B)가 용적(V_A)보다 약간 적다. 용적(V_B)의 값은 용적(V_A) 값의 90% 이상 또는 95% 이하가 양호하다. 이 경우에 펌프의 한번의 회복 조작에 의한 회복량은 용적(V_A)일 것이다.

상술한 필터들 덕분에, 아무런 중간 필터(63)도 사용되지 않는 종래의 예에 비해 1회의 회복량을 절반 정도로 수행할 수 있다. 또한, 통상의 사용 상태에서 발생하게 되는 잉크 낙루(잉크가 후방으로 흐르는 현상)도 중간 필터(63)에 의해 1회의 회복 조작으로 저지될 수 있어서 이러한 상태를 회복할 수 있다. 바꿔 말하면, 중간 필터(63)을 설치함으로써, 토출포트(30)들과 잉크 취출구(94)의 필터(70) 사이의 용적이 2배로 될 수 있다(즉, 두배의 용적과 동일한 회복량이 확보될 수 있다). 이러한 방식으로, 잉크 취출구(94)의 필터(70)의 유효면적을 크게 함으로써 유동 저항을 감소시킬 수 있고, 고속 기록에 적합한 잉크 공급 시스템으로서 배열하는 것도 가능해진다.

달리 말하면, 통상의 기록 속도를 갖는 기록 장치에서 회복 조작의 수를 2회로, 즉 [중간 필터(63)의 수+1] 회로 함으로써, 고속 기록 등에서와 같이, 큰 회복량을 필요로 하는 기록 헤드가 사용될 때 조차 전술한 잉크 공급 시스템을 사용하여 확실한 회복 처리를 수행할 수 있다. 그러므로, 통상의 기록 헤드와 고속형 기록 헤드 사이에서 회복량의 양립성을 가질 수 있고, 통상의 기록 장치에 고속형 기록 헤드를 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 회복 처리시의 잉크 사용 효율을 향상시킬 수 있는 잉크 제트 장치를 제공할 수 있다.

제8도는 본 발명을 적용한 잉크 제트 기록 장치의 잉크 공급 시스템의 제2실시예의 요부 구조를 개략적으로 도시한 부분 종단면도이다. 전술한 중간 필터(63)은 잉크 탱크(19) 내의 부압보다 더 강한 모세관 힘을 발생시킬 수 있는 것일 수 있다. 그러므로, 이러한 필터를 상술한 것과는 다른 메쉬 형태로 형성할 수도 있다. 그래서, 제8도에 도시한 제2실시예에서 중간 필터(63)은 가는 파이프들의 집합체로 형성되어 있다. 본 실시예에서 이러한 구성외의 다른 부품들은 제7도에 도시한 제1실시예의 것들과 사실상 동일하다. 각각의 대응하는 부품들은 동일 부호로 표시하고, 그 설명은 생략한다.

제9도는 본 발명을 적용한 잉크 제트 기록 장치의 제3실시예의 요부 구조를 개략적으로 도시한 부분 종단면도이다. 본 실시예에서, 복수개의 가는 구멍(95)들을 갖는 벽 부분을 중간 필터(63)은 잉크 공급관(52)의 단부에 일체로 형성함으로써 구성된다. 본 실시예에서 이러한 구성외의 다른 부품들은 제7도에 도시한 제1실시예의 것들과 사실상 동일하다. 각 대응 부품들은 동일 부호로 표시하고, 그 설명은 생략한다. 제8도 또는 제9도에 도시한 구성 덕분에, 전술한 제1실시예의 경우와 동일한 효과들을 달성할 수 있다.

또한, 전술한 각 실시예에서는 단지 하나의 중간 필터(63)가 설치된 경우를 설명했지만, 본 발명을 두개 이상의 중간 필터(63)들을 제공하는 구성으로 실시할 수 있다. 그러한 경우, 회복량은 각 중간 필터(63)들에 의해 분할된 각각의 용적보다 큰 값으로 설정된다. 또한, 1회의 회복량도 대략 회복 조작분의 1로 할 수 있다. 제10도는 중간 필터(63)들이 복수개소(3개소)에 제공된 잉크 공급 시스템의 요부를 도시한 부분 종단면도이다. 이와 같이 복수개의 중간 필터(63)들을 배치함으로써, 상술한 제1실시예에서와 동일한 작용 효과들을 얻을 수 있다.

상술한 실시예들에 의하면, 1회의 회복량이 적은 기록 장치에서 합해서 대량의 회복량을 필요로 하는 기록 수단(잉크 카트리지 등)을 장착할 수 있고, 양립성이 유지되어 제한된 회복량에 의한 한정 제한을 없앨 수 있게 되고, 동일한 기록 헤드를 다른 기록 장치에서 사용할 수 있는 가능성을 증가시키며, 잉크 제트카트리지와 같은 기록 수단의 생산 효율(다품종 소량→소품종 다량)을 향상시킬 수 있다. 또한, 기록 장치에서, 회복량이 일정하게 설정될 수 있어서, 설계 및 제작 효율을 향상시킬 수 있다.

전체적으로 큰 회복량을 필요로 하는(잉크 카트리지 등의) 기록 수단에서 조차도, 소량의 회복량을 가지고도 일반적인 회복을 수행하는 것이 가능하여 잉크의 폐기량을 감소시킬 수 있어서 기록을 위한 잉크 사용 효율을 개선시킬 수 있다.

본 발명을 적용하는 액적 토출 장치를 채용함으로써 본 발명의 효과를 보다 효율적으로 높이는 것이 가능한데, 즉, 통상의 기록헤드와 고속 기록 헤드 사이에서 회복량의 호환성, 통상의 기록 장치에서의 고속 기록헤드의 사용 및 회복 공정에서의 잉크 사용 효율의 개선을 들 수 있다.

이 관점에서, 전술한 실시예의 각각은 캐리지(7) 상에 기록 헤드(16)이 장착된 시리얼(serial) 형태의 기록 장치의 경우를 예시적으로 기술하고 있으나, 본 발명은 기록 재료 폭을 전체적으로 또는 국부적으로 덮을 수 있는 길이를 갖는 라인형 기록 헤드가 사용되는 기록 장치에도 적용될 수 있다. 또한 전술한 실시예에서, 기록이 하나의 기록 헤드(16)에 의하여 수행되는 것은 예시적인 경우이다. 그러나, 본 발명은 상이한 색상으로 기록을 수행하는 다수의 기록 헤드를 사용하는 칼라 잉크 제트 기록 장치나, 단색이나 상이한 농도를 갖는 잉크로 기록을 수행하는 다수의 기록 헤드를 사용하는 계조(階調) 기록용의 잉크 제트 기록 장치, 또는 동일한 효과를 유지하는 반면 기록 헤드 및 기록 색상의 수에 관계없는 다른 장치에 실시 가능하다.

더욱이, 전술된 바와 같이 기록 헤드 및 잉크 탱크에 의하여 일체로 형성되는 교환 가능한 잉크 제트 카트리지(16)의 사용에 부가하여 본 발명은 기록 헤드와 잉크 탱크가 개별적으로 형성되고 튜브 또는 다른 수단에 의하여 연결된 기록 장치 또는 동일한 효과를 내는 반면 기록 헤드 및 잉크 탱크의 배열 형태에 관계 없는 다른 형태의 장치도 동등하게 실시할 수 있다.

이 관점에서, 본 발명은 압전 부재와 같은 전기 기계적 변환기를 사용하는 기록 수단(기록 헤드)를 사용하는 잉크 제트 기록 장치에도 실시 가능하다. 그러나, 본 발명은 특히 열 에너지를 사용하여 잉크를 토출하는 형태의 잉크 제트 기록 장치에 사용할 때 매우 우수한 효과를 나타내는데, 이는 그러한 형태의 장치에서 정확하고 정밀한 기록 뿐 아니라 고밀도 기록을 하는 것이 가능하기 때문이다.

그러한 형태의 장치의 일반적인 구조 및 작동 원리에 대해서는, 미합중국 특허 제4,723,129호 및 제4,740,796호의 명세서에 기재된 기본적인 원리를 이용하는 것이 양호하다. 이 방법은 소위 온-디맨드형(on-demand type) 기록 시스템 및 연속형(continuous type) 기록 시스템에 실시 가능하다. 그러나, 특히 온-디맨드형에 적합한데 그 이유는 그 원리가 기록 정보에 반응하여 핵 생성 비등점을 초과하는 급속한 온도 상승을 제공하는 적어도 하나의 구동 신호가 액체(잉크) 함유시트 또는 액체 통로상에 위치한 전기 열 변환기에 인가되어 전기 열 변환기가 열 에너지를 발생시켜 기록 헤드의 열작용 상에 막 비등을 일으켜서 구동 신호의 각각에 대하여 차례 차례 기록 액체(잉크) 내에 최종 기포를 형성시키는데 효과적이기 때문이다.

기포의 성장 및 수축에 의하여 액체(잉크)는 적어도 하나의 액적을 형성하도록 토출부를 통하여 토출된다. 구동 신호는 펄스 형태가 양호한데 기포의 성장과 수축이 동시에 이루어지기 때문이며 따라서, 액체(잉크)는 신속하게 토출된다. 펄스 형태의 구동 신호는 미합중국 특허 제4,463,359호 및 제4,345,262호의 명세서에 기재된 것과 같은 신호가 양호하다. 이 관점에서, 가열면의 온도 상승율은 양호한 상태로 우수한 기록을 위하여 미합중국 특허 제4,313,124호의 명세서에 기재된 것이 양호하다.

기록 헤드의 구조는 전술된 명세서의 각각에 도시된 것으로 될 수 있는데, 헤드의 구조는 전술된 특허에 기재된 바와 같은 토출부, 액체 통로(직선형 액체 통로 또는 직각 액체 통로) 및 전기 열 변환기를 조합하여 이루어진다. 그 밖에, 열 작용부가 만곡된 영역으로 배열된 미합중국 특허 제4,558,333호 및 제4,459,600호의 명세서에 기재된 것과 같은 구조가 본 발명에 포함될 수 있다. 한편, 본 발명은 일본국 특개소 59-123670호에 기술된 구조에 실시될 수 있는데, 복수의 전기 열 변환기용 토출포트로서 공통의 슬릿이 사용되고, 또한 일본국 특개소 59-138461호에 기술된 구조에 실시될 수 있는데, 열 에너지의 흡수 압력파용 개구가 토출포트에 대응하여 형성된다. 다시말해, 상기의 실시가 가능한 것은 기록이 기록 헤드의 방법에 관계없이 본 발명에 따라 신뢰할만하고 효과적으로 이루어지기 때문이다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기록 장치에 의하여 기록 가능한 피기록재(기록 매체)의 최대폭에 대응하는 길이를 갖는 풀-라인형(full-line type) 기록 헤드에 효과적으로 실시 가능하다. 그러한 기록 헤드는 다수의 기록 헤드 또는 일체로 형성되는 하나의 풀-라인 기록 헤드를 조합함으로써 구성될 수 있다. 한편, 본 발명은 전술된 예의 시리얼형 기록 헤드나, 주 장치 주 본체에 고정된 기록 헤드나, 장치의 본체에 칩이 장착되었을 때 본체와의 전기적 접속 및 잉크 공급이 가능한 교체가능한 칩형 기록 헤드나, 헤드 자체에 일체로 된 잉크 탱크를 설치한 카트리지형 기록 헤드에 적용하는데 효과적이다.

또한, 본 발명의 기록 장치로 구성된 기록 헤드 회복 수단 및 예비 보조 수단을 추가적으로 제공하는 것이 양호한데 이 보조 수단이 본 발명의 효과를 보다 안전화시키는데 기여하기 때문이다. 상세히 설명하면, 그러한 수단은 기록 헤드용 캡핑 수단, 세척 수단, 압축 또는 흡입 수단, 전기 열 변환기 또는 그러한 변화기가 아닌 가열 부재와 같은 주 가열 수단, 또는 이들 부재의 조합체들이다. 기록을 위한 정규 토출 외에 예비 토출 모드를 사용하여 안정화된 기록의 관점에서 본 발명의 효과에 기여한다.

또한, 전술된 바와 같이, 장착 기록 헤드의 종류와 수에 대하여는, 본 발명의 기록 헤드가 일체로 구성되거나 또는 복수의 기록 헤드의 조합에 의하여 구성 되느냐에 관계없이 흑색 등과 같은 단지 주 색상이 사용되는 기록 모드뿐 아니라 상이한 색상의 잉크의 복색 모드(multi-colo mode) 중에서 적어도 하나의 모드를 갖거나 또는 혼색을 사용하는 전색 모드(full-color mode)를 갖는 장치에 실시될 때 매우 효과적이다.

더욱이, 본 발명의 전술된 실시예에서, 잉크는 액체로서 기술되었지만, 잉크는 상온 아래에서는 고화되지만 상온에서는 액화되는 잉크 재료일 수 있다. 잉크는 일반적으로 안정한토출 설비용으로 점도를 안정화 시키기 위하여 30℃ 내지 70℃의 온도 범위에서 제어되므로 잉크는 기록 신호가 인가될 때 액화될 수 있다. 한편, 고체로부터 액체로 잉크의 상태를 변화시키기 위하여 소모되는 에너지와 같은 에너지를 사용하거나 또는 잉크가 증발되는 것을 방지할 목적으로 방치 상태에서 고화되는 잉크의 사용으로 발생하는 열 에너지를 이용하여 온도의 상승을 적극적으로 방지하는 어느 경우에도, 기록 신호에 따라 열 에너지가 주어질 때에는 잉크 자체를 액화시킴으로써 액체 잉크로서 토출될 수 있는 잉크로서 기록 매체에 도달할 때 잉크 자체가 이미 고화하기 시작하는 등 열 에너지의 인가에 의하여 비로소 액화되는 성질을 갖는 잉크를 사용하는 경우에도 본 발명을 실시하는 것이 가능하다.

그러한 경우에, 잉크는 일본국 특개소 54-56847호 또는 소60-71260호에 기술된 것과 같은 다공성 시트의 리세스 또는 관통 구멍에 액체 또는 고체 형태의 잉크를 유지하여 전기 열 변환체와 접하는 형태의 것도 가능하다. 본 발명에서, 전술한 다양한 종류의 잉크에 대한 가장 효과적인 방법은 전술된 바와 같은 막비등 방식을 실행하는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 기록 장치의 모드로서, 워드 프로세서, 컴퓨터 또는 다른 정보 처리 장치용으로 일체로 또는 독립적으로 구비되는 화상 출력 단말로 이용되는 이외에 판독기와 조합된 복사기, 또는 송수신 기능을 팩시밀리 장치 형태를 채택하는 것이라도 좋다.

바꾸어 설명하면, 전술된 실시예 각각의 구성을 통하여 일반적인 잉크 토출포트와 필터 사이의 회복 용적과 각각 일치하는 잉크 토출포트와 중간 필터 사이와, 중간 필터와 잉크 유출 포트 사이의 각 용적을 한정하는 것이 가능하다. 그래서, 잉크 토출포트의 필터 면적을 넓게 설계하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 기록 헤드가 오랫동안 방치 상태로 유지되거나 또는 기록 헤드에서의(잉크의 역류인) 잉크 적하로 인하여 잉크 탱크(잉크 저장부)까지의 부분에서의 잉크가 회수될 때에도 하나의 중간 필터 장치를 통한 두번의 회복 작용에 의하여 기록 헤드를 회복시키는 것이 가능하다. 이것은 제1회복 작용에 의하여 잉크가 중간 필터까지 상승된 연후에 제2회복 작용에 의하여 잉크가 토출포트까지 상승한다. 더욱이, 일반적인 사용 상태에서 발생하는 경향이 있는(잉크의 역류인) 잉크 적하는 중간 필터가 배열되는 위치에서 정지된다. 따라서, 이것은 한번의 회복 작용에 의하여 회복된다. 이런 방법으로, 중간 필터 장치를 통하여, 단지 적은 회복량을 제공하는 일반적인 기록 장치에서도 증가된 양을 카바하기 위하여 회복수(중간 필터 수+1)를 증가시킴으로써 큰 회복량을 필요로 하는(고속형의 헤드와 같은) 기록 헤드를 회복하는 것이 가능하다. 일반적인 기록 헤드의 경우에, 적은 회복량(한번의 회복)에 의해 헤드를 회복하는 것이 또한 가능하다.

전술된 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명을 구현하는 실시예에 따르면, 구조체가, 기록 수단의 잉크 토출포트와 잉크 저장부의 잉크 유출 포트 잉크 저장부에서의 부압보다 콘 모세관 힘을 발생시킬 정도의 구멍을 갖는 중간 필터를 제공하는 구성으로 되어, 일반적인 기록 수단과 고속형 기록 수단 사이에서 상당한 회복량의 양립성을 갖게 할 수 있고 고속형 기록 수단을 일반적인 기록 장치에서 유용하게 하여 회복 처리에서 잉크 사용 효율을 향상시킬 수 있는 잉크 제트기록 장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.

Claims

잉크 저장용 잉크 저장부로부터 잉크 토출용 잉크 토출부를 갖는 잉크 제트 기록부로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 기구에서, 잉크 저장부의 잉크 출구부에 구비된 제1필터 부재와, 잉크를 잉크 저장부에서 잉크 제트 기록부로 공급하기 위하여 잉크 제트 기록부를 잉크 저장부와 연통시키는 잉크 공급 통로와, 잉크 토출포투와 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에 구비되고 잉크 제장부에서의 부압보다 큰 모세관 힘을 발생시키는 구멍을 구비한 제2필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항에 있어서, 잉크 토출포트에서 제2필터 부재까지의 잉크 공급 통로의 용적과 제2필터 부재에서 제1필터 부재까지의 잉크 공급 통로의 용적이 동일한 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항에 있어서, 제1필터 부재와 제2필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에서의 용적이 잉크 토출 포트와 제2필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에서의 용적의 90% 이상 그리고 95% 이하인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항에 있어서, 제1필터 부재의 직경이 제2필터 부재 직경의 세배 이상 그리고 6배 이하인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항에 있어서, 제1필터 부재와 상이한 다수의 필터 부재가 잉크 토출 포트와 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2필터 부재가 파이프 부재의 집합부인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제2필터 부재가 잉크 공급 통로의 단부상에 합체된 다수의 홀을 갖는 벽부에 의하여 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 제트 기록부가 잉크를 방출하기 위하여 사용된 열 에너지를 발생시키는 전기 열 변환체를 구비하는 잉크 제트 기록 헤드인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제8항에 있어서, 잉크 제트 기록 헤드가 전기 열 변환체에 의하여 발생한 열 에너지로 생긴 막비등을 사용하여 잉크 토출포트로부터 잉크를 토출시키는 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
잉크 저장용의 잉크 저장부와 잉크 제트 토출포트를 갖는 잉크 제트 기록 헤드부와, 잉크 저방부에서 잉크 제트 헤드부로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 기구를 구비한 잉크 제트 카트리지에 있어서, 잉크 저장부의 잉크 출구부에 구비된 제1필터 부재와, 잉크 저장부에서 잉크 제트 기록부로 잉크를 공급하기 위하여 잉크 제트기록부를 잉크 저장부와 연통시키는 잉크 공급 통로와, 잉크 토출포트와 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에 구비되고 잉크 저장부에서의 부압보다 큰 모세관 힘을 발생시키는 구멍을 구비한 제2필터 부재와 잉크 제트 기록 헤드와 잉크 방출 포트로부터 잉크를 방출하도록 하는 구동 신호를 잉크 제트 기록 헤드부에 공급하기 위한 구동 신호 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
제10항에 있어서, 잉크 토출포트에서 제2필터 부재까지의 잉크 공급 통로의 용적과 제2필터 부재에서 제1필터 부재까지의 잉크 공급 통로의 용적이 동일한 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
제10항에 있어서, 제1필터 부재와 제2필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에서의 용적이 잉크 토출 포트와 제2필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에서의 용적의 90% 이상 그리고 95% 이하인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제10항에 있어서, 제1필터 부재의 직경이 제2필터 부재 직경의 세배 이상 그리고 6배 이하인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제10항에 있어서, 제1필터 부재와 상이한 다수의 필터 부재가 잉크 토출포트와 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제2필터 부재가 파이프 부재의 집합부인 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제2필터 부재가 잉크 공급 통로의 단부상에 합체된 다수의 홀을 갖는 벽부에 의하여 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 제트 기록부가 잉크를 방출하기 위하여 사용된 열 에너지를 발생시키는 전기 열 변환체를 구비하는 잉크 제트 기록 헤드인 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
제17항에 있어서, 잉크 제트 기록 헤드가 전기 열 변환체에 의하여 발생한 열 에너지로 생긴 막비등을 사용하여 잉크 토출포트로부터 잉크를 토출시키는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 카트리지.
잉크 저장용 잉크 저장부로부터 잉크 토출포트를 갖는 잉크 제트 기록부로 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 기구를 구비한 잉크 제트 기록 장치에 있어서, 잉크 제트 기록부를 장착시키기 위한 장착부와, 잉크 제트 기록부를 구동시키도록 하는 구동 신호 발생을 위한 헤드 구동 신호 제공부와, 잉크 저장부의 잉크 출구부에 구비된 제1필터 부재와, 잉크를 잉크 저방부에서 잉크 제트 기록부로 공급하기 위하여 잉크 제트 기록부를 잉크 저장부와 연통시키는 잉크 공급 통로와, 잉크 토출포트와 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에 구비되고 잉크 저장부에서의 부압보다 큰 모세관 힘을 발생시키는 구멍을 구비한 제2필터 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항에 있어서, 잉크 토출포트에서 제2필터 부재까지의 잉크 공급 통로의 용적과 제2필터 부재에서 제1필터 부재까지의 잉크 공급 통로의 용적이 동일한 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항에 있어서, 제1필터 부재와 제2필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에서의 용적이 잉크 토출포트와 제2필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에서의 용적의 90% 이상 그리고 95% 이하인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제19항에 있어서, 제1필터 부재의 직경이 제2필터 부재 직경의 세배 이상 그리고 6배 이하인 것을 특징으로 하는 잉크 공급 기구.
제19항에 있어서, 제1필터 부재와 상이한 다수의 필터 부재가 잉크 토출포트와 제1필터 부재 사이의 잉크 공급 통로에 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 제트 기록 장치가 잉크 제트 기록부를 소정 방향으로 이동시키도록 하는 캐리지를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 제트 기록 매체를 잉크 제트 기록부에 의하여 기록이 이루어지는 영역까지 이송시키는 이송 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 제2필터 부재가 파이프 부재의 집합부인 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 제2필터 부재가 잉크 공급 통로의 단부상에 합체된 다수의 홀을 갖는 벽부에 의하여 구비되는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 잉크 제트 기록부가 잉크를 방출하기 위하여 사용된 열에너지를 발생시키는 전기 열 변환체를 구비하는 잉크 제트 기록 헤드인 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.
제28항에 있어서, 잉크 제트 기록 헤드가 전기 열 변환체에 의하여 발생한 열 에너지로 생긴 막비등을 사용하여 잉크 토출포트로부터 잉크를 토출시키는 것을 특징으로 하는 잉크 제트 기록 장치.