JPH1199655A - インク供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク供給圧調整手段を用いることなく、印
字ヘッドへ供給されるインクに負圧を加えることができ
るインク供給装置を提供すること。 【解決手段】 インクパッケージ３０をインクカートリ
ッジ４０内に収納し、そのインクカートリッジ４０を矢
印Ｘ方向へスライドさせると、まず、インク抽出部材２
２が通穴４２へ挿入され、その後、インク抽出部材２２
がインクパッケージ３０のインク密封部３１内へ刺し込
まれる。これにより、インク供給チューブ２３等を介し
て印字ヘッドへインクが供給される。インクパッケージ
３０は、形状復元性を有するとともに、ポリエチレン樹
脂等で構成されたフィルムシートを複数枚積層した積層
構造フィルム材で構成されているので、印字ヘッドへ供
給されるインクのインク供給圧は負圧に維持される。ま
た、インク抽出部材は中空針状体に形成されているの
で、インクパッケージ３０に形成された凹部３２へ容易
に刺し込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク供給圧調整
手段を用いることなく、印字ヘッドへ供給されるインク
に負圧を加えることができるインク供給装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット方式の印字装置で
は、印字ヘッドへ供給されたインクが複数のノズルから
吐出され、印字が行われる。かかる印字装置では、その
印字結果の品質を保持するため、印字ヘッドから吐出さ
れるインクの吐出性を維持する必要がある。このインク
吐出性は、印字ヘッドのノズル内へ供給されたインクの
液面が凹面状のメニスカス（曲面）を形成することによ
り維持される。かかるメニスカス状のインク液面は、印
字ヘッドのノズル内へ供給されるインクのインク供給圧
を負圧に調整することにより形成されるのである。

【０００３】このインク供給圧の調整は、印字ヘッドと
インクパッケージとの高低差により行われる。例えば、
印字ヘッドの下方周辺にインクパッケージを配設する
と、両者間に高低差が生じ、負圧の水頭差が発生するの
である。かかる負圧の水頭差によりインク供給圧が負圧
に調整されるが、通常、印字ヘッドの下方には、印字用
紙を搬送するための搬送機構等が配設されているので、
インクパッケージの配設位置や配設スペース等は制限さ
れる。よって、制限ある位置やスペースにインクパッケ
ージを配設するためには、インクパッケージの容量を小
容量化しなければならず、インクパッケージを頻繁に交
換する必要があった。

【０００４】そこで、印字ヘッドの下方周辺に小型のサ
ブタンクを配設し、メインタンクとして大容量のインク
パッケージを所望の位置に別途配設する方法が提案され
ている。この方法によれば、インクパッケージ内のイン
クは、印字ヘッドの下方周辺に配設されたサブタンクへ
ポンプアップによって供給され、かかるサブタンクに供
給されたインクは、インク供給圧が負圧に調整されて印
字ヘッドへ供給される。かかる小型のサブタンクは、そ
の容量が小さいので、印字ヘッドの下方周辺に容易に配
設することができる。また、インクパッケージは所望の
位置に別途配設されているので、その容量を小容量化す
る必要がない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たサブタンクを用いたインク供給圧の調整によれば、イ
ンク供給圧を負圧に調整するためのサブタンクやインク
パッケージからサブタンクへインクをポンプアップする
ためのポンプ装置等が必要となる。よって、印字装置の
部品点数が増加するとともに、印字装置が大型化してし
まい、かかる印字装置の製造コストが増加するという問
題点があった。また、かかるポンプ装置等の駆動電力が
必要となり、印字装置の消費電力が増加してしまうとい
う問題点があった。

【０００６】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、インク供給圧調整手段を用いるこ
となく、印字ヘッドへ供給されるインクに負圧を加える
ことができるインク供給装置を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１に記載のインク供給装置は、印刷に使用され
るインクを印字ヘッドへ供給するため、前記インクを密
封するとともに、ポリエチレン樹脂等で構成されたフィ
ルムシートを複数枚積層した積層構造を有し、かつ、形
状復元性を有するフィルム材で形成されたインクパッケ
ージと、そのインクパッケージへ刺し込まれる針状の先
端部分を有し、その針状の先端部分を前記インクパッケ
ージへ刺し込むことにより、そのインクパッケージから
インクを抽出し、その抽出されたインクを前記印字ヘッ
ドへ供給するインク抽出部材とを備えている。

【０００８】この請求項１に記載のインク供給装置によ
れば、インク抽出部材の針状の先端部分をインクパッケ
ージへ刺し込むことにより、インク抽出部材がインクパ
ッケージ内へ貫入される。インクパッケージ内に密封さ
れたインクは、このインク抽出部材により抽出されて、
印字ヘッドへ供給され、その印字ヘッドによって印刷に
使用される。

【０００９】また、インクパッケージは、ポリエチレン
樹脂等で構成されたフィルムシートを複数枚積層した積
層構造を有するフィルム材で形成されている。よって、
かかるフィルム材はインクパッケージへ貫入されたイン
ク抽出部材の外周面に密着するので、インク抽出部材を
インクパッケージへ貫入する場合に、インクパッケージ
からのインク漏れやインクパッケージへの空気等の浸入
を防止することができる。更に、インクパッケージを形
成するフィルム材は、形状復元性を有しているので、イ
ンクパッケージの内外圧力差によるインクパッケージの
形状変化を抑制することができる。よって、インク抽出
部材によりインクパッケージからインクを抽出する場合
に、インクパッケージの内圧が低下しても、インクパッ
ケージの形状変化が抑制され、インクパッケージ内を負
圧に維持することができる。その結果、印字ヘッドへ供
給されるインクに加わる圧力を負圧に維持するためのイ
ンク供給圧調整手段が不要となる。

【００１０】請求項２に記載のインク供給装置は、請求
項１に記載のインク供給装置において、前記インクパッ
ケージはインクを密封するインク密封部を備え、そのイ
ンク密封部の外面の一部分は略平面状または凹面状に形
成されている。この請求項２に記載のインク供給装置に
よれば、請求項１に記載のインク供給装置と同様に作用
する上、インク抽出部材の針状の先端部分をインク密封
部の略平面状または凹面状に形成された外面へ刺し込む
ことにより、インク抽出部材がインク密封部内へ貫入さ
れる。

【００１１】請求項３に記載のインク供給装置は、請求
項２に記載のインク供給装置において、前記インク密封
部の略平面状または凹面状に形成される外面は、前記フ
ィルム材の両側部分を溶着することにより、その溶着さ
れた両側辺と交差する面に形成される。

【００１２】請求項４に記載のインク供給装置は、請求
項１から３のいずれかに記載のインク供給装置におい
て、前記インクパッケージを形成するフィルム材は、略
３０μｍ以上かつ略３００μｍ以下の厚さに形成されて
いる。

【００１３】請求項５に記載のインク供給装置は、請求
項１から４のいずれかに記載のインク供給装置におい
て、前記インクパッケージはインクを密封するインク密
封部を備え、そのインク密封部は縦方向長さが横方向長
さの略１０倍以下に形成されている。

【００１４】請求項６に記載のインク供給装置は、請求
項１から５のいずれかに記載のインク供給装置におい
て、前記インクパッケージはインクを密封するインク密
封部を備え、そのインク密封部は縦方向または横方向長
さのうちの一方が略２００ｍｍ以下に形成されている。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例に
ついて、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明
の一実施例であるインク供給装置を搭載した卓上プリン
タ１の分解斜視図であり、図２は、印字ヘッド２１のノ
ズル部２２ａの部分断面概念図である。この卓上プリン
タ１は、略箱状体に形成されたプリンタ本体２と、その
上部に着脱自在に装着され、印字ヘッド２１を搭載した
プリンタカートリッジ３と、インクパッケージ３０が収
納されたインクカートリッジ４０とを備えている。尚、
図１では、プリンタ本体２の本体フレーム１２、用紙搬
出口１３、ヘッド移動溝１４およびプリンタカートリッ
ジ３のカートリッジフレーム２６を２点鎖線で図示して
いる。また、図１中の矢印Ｘはインクカートリッジ４０
の装着方向を示している。

【００１６】プリンタ本体２の本体フレーム１２には、
印字用紙ＰＰ（図２参照）を搬送する搬送ローラである
プラテンローラ４が回転可能に軸支されるとともに、そ
のプラテンローラ４に平行な状態でガイドロッド１７が
固着されている。このプラテンローラ４の左端部分には
従動ギヤ４ａが取着されており、この従動ギヤ４ａはＬ
Ｆモータ５によって回転される駆動ギヤ５ａに歯合され
ている。よって、ＬＦモータ５を回転することにより、
プラテンローラ４を回転させて、印字用紙ＰＰを搬送す
ることができる。また、ガイドロッド１７は、キャリッ
ジ６にスライド可能に嵌挿され、キャリッジ６を印字用
紙ＰＰの搬送方向と直交する方向に移動可能に支持して
いる。尚、図１では、ガイドロッド１７の一部を省略し
て図示している。

【００１７】キャリッジ６は、プリンタカートリッジ３
の印字ヘッド２１を搭載するためのものであり、本体フ
レーム１２の右端部分に搭載されたキャリッジモータ７
によって回動される駆動プーリ７ａと、本体フレーム１
２の左端部分に設けられた従動プーリ７ｂとの間に掛け
渡されたベルト７ｃを介して、ガイドロッド１７および
プラテンローラ４に対する平行方向、即ち、プリンタ本
体２の長手方向へ往復移動することができる。よって、
キャリッジ６に搭載された印字ヘッド２１をプリンタ本
体２の長手方向へ往復移動させて、印字用紙ＰＰ上に印
字を行うことができる。尚、ベルト７ｃは、プラテンロ
ーラ４およびガイドロッド１７の理解を容易にするた
め、その一部を省略して図示している。

【００１８】プリンタ本体２の左端部分には、印字ヘッ
ド２１のノズル部２１ａにおける複数のノズル口２１ｂ
（図２参照）を密閉することができる吸引キャップ８
と、その吸引キャップ８によって密閉されたノズル部２
１ａのノズル口２１ｂ内のインクを吸引する吸引ポンプ
９とが配設されている。この吸引キャップ８および吸引
ポンプ９によってインクの吐出状態を回復させる処理
（パージ処理）を行う場合には、キャリッジモータ７に
より印字ヘッド２１の搭載されたキャリッジ６を卓上プ
リンタ１の左側へ移動させて、印字ヘッド２１における
ノズル部２１ａの各ノズル口２１ｂを吸引キャップ８に
より密閉する。その後、吸引ポンプ９を作動すると、ノ
ズル口２１ｂから気泡や乾燥して固化したインクが吸引
され、ノズル部２１ａのノズル口２１ｂの吐出状態を回
復することができるのである。尚、このパージ処理は、
ノズル口２１ｂ内に充填されたインク液面により形成さ
れた凹面状のメニスカスＭ（図２参照）が、インク詰ま
り等により破壊された場合に行われる。

【００１９】吸引キャップ８の左側位置には、印字ヘッ
ド２１のノズル部２１ａに被せられる保護キャップ１０
が配設されている。保護キャップ１０は、印字ヘッド２
１により印字が行われない場合、即ち、キャリッジ６が
待機状態にある場合に、ノズル部２１ａを被い、その内
部のインクの蒸発を防止して各ノズル口２１ｂのインク
が乾燥するのを回避するものである。

【００２０】プリンタ本体２の下部には、卓上プリンタ
１の動作内容に関する制御プログラムに従って卓上プリ
ンタ１を制御するＣＰＵ１１ａ等が搭載された制御回路
基板１１が配設されている。この制御回路基板１１に
は、接続コード１６を介して、ＰＣカード１５が接続さ
れている。このＰＣカード１５は、パーソナルコンピュ
ータ（図示せず）のＰＣカードスロットに挿入され、パ
ーソナルコンピュータから出力された印字データ等を卓
上プリンタ１へ入力するものである。尚、卓上プリンタ
１は、ＰＣカードスロットに挿入されたＰＣカード１５
および接続コード１６を介して、パーソナルコンピュー
タから電力が供給される。

【００２１】プリンタ本体２の本体フレーム１２の手前
側の側壁には印字済みの印字用紙ＰＰがプリンタ本体２
から搬出される用紙搬出口１３が穿設されている。ま
た、本体フレーム１２の裏側の側壁、即ち、用紙搬出口
１３が穿設された側壁に対向する側壁であって用紙搬出
口１３と対向する位置には未使用の印字用紙ＰＰをプリ
ンタ本体２へ挿入するための用紙挿入口（図示せず）が
穿設されている。更に、本体フレーム１２の上面には矩
形状のヘッド移動溝１４が穿設されているので、プリン
タカートリッジ３をプリンタ本体２に取り付ける場合、
ヘッド移動溝１４を介して、印字ヘッド２１をキャリッ
ジ６に搭載することができる。

【００２２】プリンタカートリッジ３は、プリンタ本体
２に着脱自在に形成されており、印字ヘッド２１と、イ
ンク抽出部材２２と、インク供給チューブ２３と、取付
部材２４，２５と、かかる印字ヘッド２１等を収納する
ため箱状に形成されたカートリッジフレーム２６とを備
えている。印字ヘッド２１はピエゾ素子（圧電素子）で
構成されたノズル部２１ａを備えており、図２に示すよ
うに、ノズル部２１ａには複数のノズル口（インク吐出
口）２１ｂが設けられている。各ノズル口２１ｂ内には
インクパッケージ３０から供給されたインクが充填され
ている。このピエゾ素子で構成されたノズル部２１ａに
電圧が印加されると、その電圧に比例した歪みがノズル
部２１ａに生じ、各ノズル口２１ｂが収縮する。この収
縮によって、各ノズル口２１ｂ内に充填されたインクが
印字用紙ＰＰへ吐出され印字が行われるのである。

【００２３】各ノズル口２１ｂは、それぞれ略１８０ｄ
ｐｉの間隔で配列されており、印字ヘッド２１の搭載さ
れたキャリッジ６がプリンタ本体２の長手方向へ往動ま
たは復動することにより（図１参照）、１８０ｄｐｉの
解像度の印字を行うことが可能になっている。

【００２４】各ノズル口２１ｂの内部下方にあるインク
液面が凹面状のメニスカスＭに形成されていると、その
インク吐出性が維持され、鮮明な印字結果を得ることが
できる。この凹面状のメニスカスＭは、各ノズル口２１
ｂ内に充填されるインクのインク供給圧を負圧に維持す
ることによって、各ノズル口２１ｂ内に形成される。例
えば、本実施例で使用される印字ヘッド２１では、イン
ク供給圧が大気圧に対して略０ｍｍＡｑ（水柱）以上、
略−３００ｍｍＡｑ（水柱）以下の範囲（印字ヘッド動
作圧範囲）内であれば、各ノズル口２１ｂ内のインク液
面が凹面状のメニスカスＭを形成することが可能であ
る。尚、インク供給圧を負圧に維持する方法について
は、後述するインクパッケージ３０とともに説明する。

【００２５】図１に示すように、印字ヘッド２１の上部
には、印字ヘッド２１とインク供給チューブ２３の一端
とを継合する取付部材２４が配設されており、かかるイ
ンク供給チューブ２３の他端は、取付部材２５を介して
インク抽出部材２２に取り付けられている。このインク
抽出部材２２はインクカートリッジ４０内に収納された
インクパッケージ３０からインクを抽出するためのもの
であり、このインク抽出部材２２により抽出されたイン
クは、インク供給チューブ２３および取付部材２４，２
５を介して、印字ヘッド２１へ供給される。尚、インク
供給チューブ２３には、印字ヘッド２１を駆動するため
の電力を供給するハーネス等（図示せず）が一体形成さ
れている。

【００２６】インク抽出部材２２は、耐腐食性を有する
ステンレス鋼材等の金属材料やセラミックス材料等で構
成されており、インクパッケージ３０のインク密封部３
１へ刺し込まれ、その内部に密封されたインクを抽出す
るものである。このインク抽出部材２２は中空針状体に
形成されており（図３参照）、その先端にはインク密封
部３１内のインクを抽出するためのインク抽出口２２ａ
が穿設されている。よって、インクパッケージ３０の収
納されたインクカートリッジ４０が矢印Ｘ方向へスライ
ドされプリンタカートリッジ３に装着されると（図１中
２点鎖線）、インク抽出部材２２がインクカートリッジ
４０の通穴４２（図３参照）を介してインク密封部３１
へ刺し込まれ、インク抽出口２２ａから中空状のインク
抽出部材２２の内部へインクパッケージ３０内のインク
が流入するのである。

【００２７】このように、インク抽出部材２２内へ流入
したインクは、取付部材２５を介してインク供給チュー
ブ２３へ流入し、更に、取付部材２４を介して印字ヘッ
ド２１へ供給される。尚、かかるインク抽出部材２２の
外径ｄ（図３参照）については、後述するインクパッケ
ージ３０とともに説明する。

【００２８】次に、図３から図６を参照して、インクパ
ッケージ３０と、それを収納するインクカートリッジ４
０とについて説明する。図３は、インクカートリッジ４
０の分解斜視図である。図３に示すように、インクカー
トリッジ４０は、プリンタカートリッジ３に着脱可能に
形成されており（図１参照）、略中空箱状体に形成され
ている。このインクカートリッジ４０のカートリッジ本
体４１は、その上部がインクパッケージ３０を収納する
ために開放されており、その内部にインクパッケージ３
０が収納された後に天蓋体４３が覆設される。この天蓋
体４３の覆設後、天蓋体４３がカートリッジ本体４１に
溶着されて、カートリッジ本体４１に天蓋体４３が取り
付けられる。尚、天蓋体４３を取り付ける場合、カート
リッジ本体４１と天蓋体４３とを溶着することなく、両
者に取付部材等をそれぞれ配設して、天蓋体４３をカー
トリッジ本体４１に取り付けても良い。

【００２９】カートリッジ本体４１の左側面には通穴４
２が穿設されている。この通穴４２は、インク抽出部材
２２をインクカートリッジ４０へ挿入するための穴であ
り、かかる通穴４２へインク抽出部材２２を挿入するこ
とにより、インクカートリッジ４０に収納されたインク
パッケージ３０の凹部３２へインク抽出部材２２を刺し
込むことができる。また、この通穴４２にＮＢＲ（アク
リロニトリルブタジエンゴム）等で構成されたパッキン
等のシール部材を取着することにより、一旦装着された
インクカートリッジ４０をプリンタカートリッジ３から
取り外す場合に、インクカートリッジ４０内からのイン
ク漏れを防止することができる。尚、このインクカート
リッジ４０にインクパッケージ３０を収納する場合、イ
ンクパッケージ３０の溶着部３３，３４，３５を折り曲
げて収納しても良く、また、インクパッケージ３０の溶
着部３３，３４，３５を切断してカートリッジ本体４１
内へ収納しても良い。

【００３０】また、図３に示すように、インクパッケー
ジ３０は、略矩形状の袋体に形成されており、ポリエチ
レン樹脂等で構成されたフィルムシートを複数枚、例え
ば、略１０枚程度積層した積層構造フィルム材で構成さ
れている。インクパッケージ３０の略中央部分にはイン
ク密封部３１が形成され、その内部には印刷に使用され
るインクが密封されている。このインク密封部３１の左
縁部分には凹部３２が形成され、他の縁部分には溶着部
３３，３４，３５が形成されている。この凹部３２はイ
ンク抽出部材２２が刺し込まれる部分であり、その両端
部が溶着部３３，３４により支持されているので、上面
視略凹面状に形成される。よって、インク抽出部材２２
をこの凹部３２へ刺し込むことにより、インクパッケー
ジ３０のインク密封部３１内へインク抽出部材２２を容
易に貫入させることができる。

【００３１】インクパッケージ３０の製造方法は、ま
ず、矩形状の積層構造フィルム材を二つ折の状態に重ね
合わせ、その重ね合わされた縁部分のうち、二つ折りに
された縁部分に相対向する一辺を溶着して溶着部３５を
形成し、中空筒状体を形成する。この中空筒状体はその
相対向する両縁部分が開放されているので、そのいずれ
か一方を溶着して溶着部３３を形成し、溶着部３４が形
成される縁部分が開放された袋体を成形する。かかる袋
体成形後、その開放部分から袋体内へインクを注入す
る。インク注入後、溶着部３３に対向する部分が溶着さ
れ、溶着部３４が形成されると、凹部３２がインク密封
部３１の縁部分に形成されるとともに、インク密封部３
１内にインクが密封されたインクパッケージ３０が上述
した袋体の一端に形成される。インクパッケージ３０形
成後、溶着部３４を切断して、袋体からインクパッケー
ジ３０を切り離すことにより、インクパッケージ３０の
製造が完了する。尚、インクを注入する際に、インク密
封部３１の内圧Ｐを正圧に維持することにより、未使用
のインクパッケージ３０のインク密封部３１内への空気
等の浸入を防止することができる。

【００３２】次に、印字ヘッド２１へ供給されるインク
のインク供給圧を維持する方法について説明する。イン
クパッケージ３０は、上述した積層構造フィルム材で形
成されているので、インク抽出部材２２が刺し込まれる
と、刺し込まれたインク抽出部材２２の外周面に密着す
る性質（密着性）を備えている。よって、インク密封部
３１からのインク漏れやインク密封部３１への空気等の
浸入を防止することができる。特に、インク抽出部材２
２によってインクの抽出（インク消費）が行われる場合
に、インク密封部３１への空気等の浸入が防止されるの
で、インク密封部３１内のインク消費量に相当する容積
が空気等により置換されることがない。従って、インク
密封部３１の内圧Ｐを負圧に維持することができる。

【００３３】また、インクパッケージ３０を形成する積
層構造フィルム材の剛性を強化させることにより、かか
る積層構造フィルム材に形状復元性が付与されるととも
に、インクパッケージ３０のインク密封部３１の形状変
化が抑制される。よって、インク抽出部材２２によりイ
ンク密封部３１からインクが抽出される場合に、インク
密封部３１が大気圧等に押し潰されることがなく、イン
ク密封部３１の内圧Ｐを負圧に維持することができる。
その結果、インク抽出部材２２により抽出されたインク
を印字ヘッド２１へ供給する場合に、インクのインク供
給圧を負圧に維持することができる。

【００３４】以下、図４から図６を参照して、積層構造
フィルム材の剛性を強化させる具体的な方法について説
明する。図４から図６は、いずれもインク消費量Ｖとイ
ンク密封部３１の内圧Ｐとの関係を示したグラフであ
る。

【００３５】図４は、積層構造フィルム材の厚さｗが異
なるインクパッケージ３０について比較したグラフであ
り、図５は、インク密封部３１における縦方向長さＡと
横方向長さＢとの比率（縦横比）ｈが異なるインクパッ
ケージ３０について比較したグラフであり、図６は、イ
ンク密封部３１の縦方向長さＡ又は横方向長さＢのうち
一方の長さが異なるインクパッケージ３０について比較
したグラフである。尚、図４から図６は、横軸５１，６
１，７１がインク密封部３１に密封されたインクのイン
ク消費量Ｖを示しており、縦軸５２，６２，７２がイン
ク密封部３１の内圧Ｐを示している。また、図３中の矢
印Ｘはインクカートリッジ４０の装着方向を示してい
る。

【００３６】図４に示される各インクパッケージ３０に
おける積層構造フィルム材の厚さｗは、曲線５３（２点
鎖線）が１６０μｍであり、曲線５４（実線）が１００
μｍであり、曲線５５（点線）が８０μｍである。図４
の各曲線５３〜５５を比較すると、インク消費量Ｖの増
加に対して、内圧Ｐは、曲線５３，５４，５５の順に急
激に減少している。即ち、積層構造フィルム材の厚さｗ
が大きいほど、インク密封部３１を形成する積層構造フ
ィルム材の剛性が大きくなるので、積層構造フィルム材
の形状復元性が顕著となり、インク密封部３１の形状変
化が抑制されるからである。よって、本実施例では、か
かる図４の結果に基づき、インク供給圧、即ち、インク
密封部３１の内圧Ｐを略０ｍｍＡｑ以上かつ略−３００
ｍｍＡｑ以下の印字ヘッド動作圧範囲内にするために、
積層構造フィルム材の厚さｗを略３０μｍ以上かつ略３
００μｍ以下に形成している。

【００３７】このように、本実施例では、積層構造フィ
ルム材の厚さｗを略３０μｍ以上かつ略３００μｍ以下
に形成しているので、インクパッケージ３０の溶着部３
３，３４，３５を形成するための加熱（溶着）工程にお
いて、加熱時間の過剰な増加や加熱温度の過剰な上昇が
防止される。よって、インクパッケージ３０の製造コス
トを低減することもできる。また、積層構造フィルム材
の厚さを上述した範囲内で形成することにより、インク
抽出部材２２をインクパッケージ３０へ刺し込む際の抵
抗力を低減することができる。

【００３８】図５に示される各インクパッケージ３０に
おけるインク密封部３１の縦横比ｈは、曲線６３（２点
鎖線）が「１」であり、曲線６４（実線）が「１．５」
であり、曲線６５（点線）が「２」である。図５の各曲
線６３〜６５を比較すると、インク消費量Ｖの増加に対
して、内圧Ｐは、曲線６３，６４，６５の順に急激に減
少している。即ち、インク密封部３１の縦横比ｈが小さ
いほど、インク密封部３１を形成する積層構造フィルム
材の剛性が大きくなるので、積層構造フィルム材の形状
復元性が顕著となり、インク密封部３１の形状変化が抑
制されるからである。よって、本実施例では、かかる図
５の結果に基づき、インク供給圧、即ち、インク密封部
３１の内圧Ｐを略０ｍｍＡｑ以上かつ略−３００ｍｍＡ
ｑ以下の印字ヘッド動作圧範囲内にするために、インク
密封部３１の縦横比ｈを略「１０」以下、即ち、インク
密封部３１の縦方向長さＡ（横方向長さＢ）を横方向長
さＢ（縦方向長さＡ）の略１０倍以下に形成している。

【００３９】図６に示される各インクパッケージ３０に
おけるインク密封部３１の縦方向長さＡ（横方向長さ
Ｂ）は、曲線７３（２点鎖線）が５０ｍｍであり、曲線
７４（実線）が７０ｍｍであり、曲線７５（点線）が１
００ｍｍである。図６の各曲線７３〜７５を比較する
と、インク消費量Ｖの増加に対して、内圧Ｐは、曲線７
３，７４，７５の順に急激に減少している。即ち、イン
ク密封部３１の縦方向長さＡ（横方向長さＢ）が小さい
ほど、インク密封部３１の剛性が大きくなるので、積層
構造フィルム材の形状復元性が顕著となり、インク密封
部３１の形状変化が抑制されるからである。よって、本
実施例では、かかる図６の結果に基づき、インク供給
圧、即ち、インク密封部３１の内圧Ｐを略０ｍｍＡｑ以
上かつ略−３００ｍｍＡｑ以下の印字ヘッド動作圧範囲
内にするために、インク密封部３１の縦方向長さＡ（横
方向長さＢ）を略２００ｍｍ以下に形成している。

【００４０】次に、図７を参照して、インクパッケージ
３０とインク抽出部材２２との密着性と、インク抽出部
材２２の外径ｄとの関係について説明する。図７は、イ
ンク抽出部材２２の外径ｄとインクパッケージ３０に負
荷される押圧力Ｆとの関係を示した図である。尚、この
押圧力Ｆとは、外径ｄの異なるインク抽出部材２２をイ
ンクパッケージ３０へ刺し込んだ後、かかるインクパッ
ケージ３０をその厚さ方向に押圧した場合に、そのイン
ク抽出部材２２がインクパッケージ３０から抜け出る押
圧力のことである。また、インクパッケージ３０は、積
層構造フィルム材の厚さｗが略１００μｍのものを使用
している。

【００４１】この図７に示すように、インク抽出部材２
２の外径ｄが増加するとともに、インク抽出部材２２が
インクパッケージ３０から抜け出る押圧力Ｆが低下して
いる。この結果に基づいて、インクパッケージ３０へ刺
し込まれたインク抽出部材２２の外周面と、インクパッ
ケージ３０の積層構造フィルム材との密着性を維持する
ために、インク抽出部材２２の外径ｄを略５ｍｍ以下に
形成している。

【００４２】このよう形成されたインクパッケージ３０
およびインク抽出部材２２を用いて、印字ヘッド２１へ
インクを供給することによって、インク供給圧は負圧に
調整され維持される。よって、印字ヘッド２１の下方周
辺にインク供給圧を負圧にするためのサブタンクやイン
ク供給用のポンプ装置等（インク供給圧調整手段）が不
要となり、卓上プリンタ１の部品点数が減少され、かか
る製造コストを低減させることができる。また、かかる
インク供給用のポンプ等が不要となるので、卓上プリン
タ１の消費電力をも低減させることができる。

【００４３】次に、図１から図３を参照して、卓上プリ
ンタ１の組立方法について説明する。まず、図３に示す
ように、インクパッケージ３０の溶着部３３〜３５を折
り曲げるか、または、切断するかしてインクパッケージ
３０をカートリッジ本体４１内に収納する。インクパッ
ケージ３０の収納後、カートリッジ本体４１の上部に天
蓋体４３を覆設して、カートリッジ本体４１と天蓋体４
３とを溶着し、インクパッケージ３０をインクカートリ
ッジ４０内に密封しつつ収納される。

【００４４】このインクカートリッジ４０の通穴４２と
インク抽出部材２２とを対向させつつ、インクカートリ
ッジ４０を矢印Ｘ方向へスライドさせると、インクカー
トリッジ４０の通穴４２にインク抽出部材２２が挿入さ
れる。インク抽出部材２２の挿入後、インク抽出部材２
２は、インクカートリッジ４０に収納されたインクパッ
ケージ３０の凹部３２から容易にインク密封部３１内へ
刺し込まれる。また、このインクパッケージ３０の凹部
３２は、その両端部分が溶着部３３，３４によって支持
されているので、インク抽出部材２２の刺し込みに伴う
負荷によるインク密封部３１の変形を抑制することがで
きる。

【００４５】更に、インクカートリッジ４０を矢印Ｘ方
向へスライドさせ続けると、インクカートリッジ４０は
プリンタカートリッジ３の左端部分の２点鎖線の位置
（図１中左側）へ到達して、インクカートリッジ４０の
プリンタカートリッジ３への装着が完了する。この際、
インクインクパッケージ３０を形成する積層構造フィル
ム材とインク抽出部材２２の外周面とが密着するので、
インクパッケージ３０からのインク漏れやインクパッケ
ージ３０への空気等の浸入が防止される。

【００４６】インクパッケージ３０のインク密封部３１
へ刺し込まれたインク抽出部材２２は、その内部へイン
ク抽出口２２ａを介してインクを抽出し、取付部材２５
を介してインク供給チューブ２３へインクを流入させ
る。インク供給チューブ２３へ流入したインクは、取付
部材２４を介して印字ヘッド２１へ供給される。インク
パッケージ３０を形成する積層構造フィルム材の剛性を
強化させることにより、かかる積層構造フィルム材に形
状復元性が付与されるとともに、インクパッケージ３０
のインク密封部３１の形状変化が抑制される。よって、
インク密封部３１からインク抽出部材２２を用いてイン
クが抽出される場合に、インク密封部３１が大気圧等に
押し潰されることがなく、インク密封部３１の内圧Ｐは
負圧に維持される。よって、インク抽出部材２２により
抽出されたインクを印字ヘッド２１へ供給する場合に、
インクのインク供給圧が負圧に維持される。従って、各
ノズル口２１ｂ内にメニスカスＭを形成することができ
るので、印字ヘッド２１のインク吐出性が維持され、鮮
明な印字結果を得ることができる。

【００４７】次に、プリンタカートリッジ３の印字ヘッ
ド２１をプリンタ本体２のキャリッジ６に搭載させつ
つ、プリンタカートリッジ３をプリンタ本体２に装着す
る。プリンタカートリッジ３の装着後、卓上プリンタ１
のＰＣカード１５がパーソナルコンピュータのＰＣスロ
ットに挿入されると、卓上プリンタ１は、パーソナルコ
ンピュータと印字データ等の送受信が可能となるととも
に、パーソナルコンピュータからの電力供給を受けて、
動作可能な状態となる。

【００４８】かかる卓上プリンタ１は、パーソナルコン
ピュータから印字データの送信を受けると、印字用紙Ｐ
Ｐに印字を行う。この場合、まず、未使用の印字用紙Ｐ
Ｐが用紙挿入口（図示せず）へ挿入されると、印字用紙
ＰＰは、プラテンローラ４によって、印字ヘッド２１の
下方の搬送経路を搬送される。搬送された印字用紙ＰＰ
は、印字ヘッド２１の下方の搬送経路を通過する際に、
印字ヘッド２１の各ノズル口２１ｂから吐出されるイン
クによって印字され、この印字された印字用紙ＰＰは用
紙搬出口１３から搬出される。

【００４９】次に、図８を参照して、第２実施例の卓上
プリンタ１００について説明する。第２実施例の卓上プ
リンタ１００は、上述した第１実施例の卓上プリンタ１
のプリンタカートリッジ３を変更したものである。以
下、第１実施例と同一の部分には、同一の番号を付し
て、その説明は省略し異なる部分のみを説明する。尚、
図８はインクパッケージ３０を使用する卓上プリンタ１
００の分解斜視図である。

【００５０】卓上プリンタ１００のプリンタカートリッ
ジ１０３は、印字ヘッド２１に隣接配置された印字ヘッ
ド２１と同一種類の印字ヘッド１２１を備えている。印
字ヘッド１２１は、印字ヘッド２１と同様に、その下部
にノズル部２１ａと、そのノズル部２１ａの下面に設け
れたれた複数のノズル口２１ｂとを備えている。また、
印字ヘッド１２１の各ノズル口２１ｂは、印字ヘッド２
１の各ノズル口２１ｂに対して、その前後方向（プリン
タカートリッジ３の長手方向と直交する方向）に略３６
０ｄｐｉの間隔ズレて設けられている。よって、印字ヘ
ッド２１，１２１の双方を使用して印字する場合、印字
ヘッド２１，１２１の搭載されたキャリッジ６がプリン
タ本体２の長手方向へ往動または復動することにより、
３６０ｄｐｉの解像度の印字を行うことができる。よっ
て、第１実施例の卓上プリンタ１と比較して、高解像度
の印字を短時間で行うことができる。

【００５１】尚、卓上プリンタ１００は、プリンタ本体
２が第１実施例の卓上プリンタ１と共通化されているの
で、プリンタカートリッジ１０３を第１実施例のプリン
タカートリッジ３と交換することにより、卓上プリンタ
１として使用することができる。

【００５２】次に、図９を参照して、第３実施例の卓上
プリンタ２００について説明する。第３実施例の卓上プ
リンタ２００は、上述した第１実施例の卓上プリンタ１
のプリンタカートリッジ３およびインクカートリッジ４
０を変更したものである。以下、第１実施例と同一の部
分には、同一の番号を付して、その説明は省略し異なる
部分のみを説明する。尚、図９は、インクパッケージ３
０を使用する卓上プリンタ２００の分解斜視図である。

【００５３】卓上プリンタ２００のプリンタカートリッ
ジ２０３には、４個のインクカートリッジ４０が装着さ
れており、各インクカートリッジ４０には、図９の上か
ら順に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンダの４色
のインクが密封されたインクパッケージ３０がそれぞれ
収納されている。これらの４色のインクは、印字ヘッド
２２１，２２２にそれぞれ設けられた複数個のノズル口
（図示せず）から吐出され、印字用紙ＰＰにフルカラー
印字が行われる。

【００５４】尚、卓上プリンタ２００は、プリンタ本体
２が第１および第２実施例の卓上プリンタ１，１００と
共通化されているので、プリンタカートリッジ２０３を
第１実施例のプリンタカートリッジ３または第２実施例
のプリンタカートリッジ１０３と交換することにより、
卓上プリンタ１または卓上プリンタ１００として使用す
ることができる。

【００５５】また、各インク抽出部材２２の各取付部材
２５における取付位置は、図９の前後方向の異なる位置
にそれぞれ取り付けられており、各インクカートリッジ
４０の通穴４２は、各インク抽出部材２２の位置に対応
して穿設されている。よって、プリンタカートリッジ２
０３にインクカートリッジ４０を装着する場合、常に、
図９の上からブラック、イエロー、シアン、マゼンダの
順に各インクカートリッジ４０を装着しなければ、各イ
ンク抽出部材２２を各通穴４２へ挿入することができな
い。従って、間違ったインクカートリッジ４０の装着に
よるインクの混色を防止することができる。

【００５６】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上述した実施例に何ら限定されるものでは
なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変
更が可能であることは容易に推察できるものである。

【００５７】例えば、本実施例では、インクパッケージ
３０の全体を積層構造フィルム材で形成し、その凹部３
２へインク抽出部材２２を刺し込んでインクを抽出し
た。しかし、かかるインク抽出方法は、必ずしもこれに
限られるものではなく、インクパッケージを使用せず
に、インクカートリッジの内部にインクを直接密封して
も良い。この場合、インクカートリッジの一部に積層構
造フィルム材を溶着することにより、インク抽出部材を
刺し込む部分を形成し、その積層構造フィルム材にイン
ク抽出部材を刺し込んで、インクカートリッジ内のイン
クを抽出しても良い。尚、この場合、インクカートリッ
ジは、印刷に使用されるインクとの相性の良い材質、例
えば、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）系樹脂等で形成す
ると良い。

【００５８】

【発明の効果】請求項１に記載のインク供給装置によれ
ば、インクパッケージを形成するフィルム材には形状復
元性が付与されているので、インクパッケージの内外圧
力差によるインクパッケージの形状変化が抑制される。
よって、インクの抽出によりインクパッケージ内の圧力
が低下しても、インクパッケージは外圧に押し潰され
ず、負圧を維持することができる。従って、インク抽出
部材によりインクパッケージから抽出され印字ヘッドへ
供給されるインクには負圧が加えられるので、インクに
負圧を加えるためのインク供給圧調整手段を別途設ける
ことが不要となる。その結果、かかるインクパッケージ
が使用される印字装置の部品点数を減少し、その製造コ
ストを低減することができるという効果がある。

【００５９】また、インクパッケージを形成するフィル
ム材はポリエチレン樹脂等で構成されたフィルムシート
を複数枚積層した積層構造を有しているので、インクパ
ッケージへ貫入されたインク抽出部材によりインクの抽
出がなされる場合、フィルム材がインク抽出部材の外周
面に密着する。よって、インク抽出部材とフィルム材と
の隙間からのインク漏れや空気等の浸入を防止すること
ができるという効果がある。特に、インクパッケージ内
への空気等の浸入が防止されるので、インクパッケージ
内の負圧を維持することができるという効果がある。

【００６０】更に、インクパッケージ内のインクの抽出
は、単に、インク抽出部材の針状の先端部分をインクパ
ッケージへ刺し込むことにより行われるので、インクパ
ッケージ内に密封されたインクを容易に抽出することが
できるという効果がある。

【００６１】請求項２に記載のインク供給装置によれ
ば、請求項１に記載のインク供給装置の奏する効果に加
え、インクパッケージにおけるインク密封部の外面の一
部分は、略平面状または凹面状に形成されているので、
インク抽出部材をインクパッケージのインク密封部へ容
易に刺し込み貫入することができるという効果がある。

【００６２】請求項３に記載のインク供給装置によれ
ば、請求項２に記載のインク供給装置の奏する効果に加
え、インク密封部の略平面状または凹面状に形成される
外面は、フィルム材の両側部分を溶着することにより形
成することができる。よって、インクパッケージの外面
を略平面状または凹面状に形成するための部材を、別
途、インクパッケージに取り付けることが不要となるの
で、インクパッケージの製造工程を簡素化し、その製造
コストを低減することができるという効果がある。

【００６３】請求項４に記載のインク供給装置によれ
ば、請求項１から３のいずれかに記載のインク供給装置
の奏する効果に加え、フィルム材は、略３０μｍ以上か
つ略３００μｍ以下の厚さに形成されているので、その
形状復元性を向上させることができるという効果があ
る。また、フィルム材を略３００μｍ以下の厚さに形成
することにより、インクパッケージ内に加わる負圧の過
剰な増加が抑制されるので、印字ヘッドに供給されるイ
ンクに加わる負圧を印字ヘッドの動作可能範囲内に維持
することができるという効果がある。更に、フィルム材
は略３００μｍ以下の厚さに形成されているので、イン
ク抽出部材をインクパッケージへ容易に刺し込み貫入す
ることができるという効果がある。

【００６４】請求項５に記載のインク供給装置によれ
ば、請求項１から４のいずれかに記載のインク供給装置
の奏する効果に加え、インクパッケージのインク密封部
は、その縦方向長さが横方向長さの略１０倍以下に形成
されているので、インクパッケージを形成するフィルム
材の形状復元性を向上させることができるという効果が
ある。

【００６５】請求項６に記載のインク供給装置によれ
ば、請求項１から５のいずれかに記載のインク供給装置
の奏する効果に加え、インクパッケージのインク密封部
は、その縦方向または横方向長さのうちの一方が略２０
０ｍｍ以下に形成されているので、インクパッケージを
形成するフィルム材の形状復元性を向上させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるインク供給装置を搭
載した卓上プリンタの分解斜視図である。

【図２】 印字ヘッドのノズル部の部分断面概念図であ
る。

【図３】 インクカートリッジの分解斜視図である。

【図４】 積層構造フィルム材の厚さが異なるインクパ
ッケージについて比較したグラフである。

【図５】 インク密封部における縦方向長さと横方向長
さとの比率（縦横比）が異なるインクパッケージについ
て比較したグラフである。

【図６】 インク密封部の縦方向長さ又は横方向長さの
うち一方の長さが異なるインクパッケージについて比較
したグラフである。

【図７】 インク抽出部材の外径とインクパッケージに
負荷される押圧力との関係を示した図である。

【図８】 第２実施例における卓上プリンタの分解斜視
図である。

【図９】 第３実施例における卓上プリンタの分解斜視
図である。

【符号の説明】

１ 卓上プリンタ ２ プリンタ本体 ３ プリンタカートリッ
ジ（インク供給装置） ４ プラテンローラ ５ ＬＦモータ ６ キャリッジ ７ キャリッジモータ １５ ＰＣカード １７ ガイドロッド ２１，１２１，２２１，２２２ 印字ヘッド ２１ａ ノズル部 ２１ｂ ノズル口 ２２ インク抽出部材 ２２ａ インク抽出口 ２３ インク供給チューブ ３０ インクパッケージ ３１ インク密封部 ３２ 凹部（インク密封部
の外面の一部） ３３，３４ 溶着部（溶着された
両側辺） ３５ 溶着部 ４０ インクカートリッジ ４１ カートリッジ本体 ４２ 通穴 ４３ 天蓋体 Ａ 縦方向長さ（インク
密封部の縦方向長さ） Ｂ 横方向長さ（インク
密封部の横方向長さ） ｄ 外径（インク抽出部
材の外径） ｈ 縦横比 Ｍ メニスカス ＰＰ 印字用紙 ｗ 厚さ（フィルム材の
厚さ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 貴光 名古屋市瑞穂区苗代町15番１号 ブラザー 工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷に使用されるインクを印字ヘッドへ
   供給するインク供給装置において、 前記インクを密封するとともに、ポリエチレン樹脂等で
   構成されたフィルムシートを複数枚積層した積層構造を
   有し、かつ、形状復元性を有するフィルム材で形成され
   たインクパッケージと、 そのインクパッケージへ刺し込まれる針状の先端部分を
   有し、その針状の先端部分を前記インクパッケージへ刺
   し込むことにより、そのインクパッケージからインクを
   抽出し、その抽出されたインクを前記印字ヘッドへ供給
   するインク抽出部材とを備えていることを特徴とするイ
   ンク供給装置。
2. 【請求項２】 前記インクパッケージはインクを密封す
   るインク密封部を備え、そのインク密封部の外面の一部
   分は略平面状または凹面状に形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載のインク供給装置。
3. 【請求項３】 前記インク密封部の略平面状または凹面
   状に形成される外面は、前記フィルム材の両側部分を溶
   着することにより、その溶着された両側辺と交差する面
   に形成されることを特徴とする請求項２記載のインク供
   給装置。
4. 【請求項４】 前記インクパッケージを形成するフィル
   ム材は、略３０μｍ以上かつ略３００μｍ以下の厚さに
   形成されていることを特徴とする請求項１から３のいず
   れかに記載のインク供給装置。
5. 【請求項５】 前記インクパッケージはインクを密封す
   るインク密封部を備え、そのインク密封部は縦方向長さ
   が横方向長さの略１０倍以下に形成されていることを特
   徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインク供給
   装置。
6. 【請求項６】 前記インクパッケージはインクを密封す
   るインク密封部を備え、そのインク密封部は縦方向また
   は横方向長さのうちの一方が略２００ｍｍ以下に形成さ
   れていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに
   記載のインク供給装置。