JPH1199659A - インクカートリッジ - 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
るインクカートリッジを提供すること。 【解決手段】 インクパッケージ３３をインクカートリ
ッジ３０内に収納し、そのインクカートリッジ３０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がシール部材３１ｂで覆われた通穴３１ａ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３
３のインク密封部３３ａ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。このインクカートリッジ３０のカー
トリッジ本体３１およびカートリッジ蓋体３２は剛性材
料で構成され、しかも、シール部材３１ｂ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
供給されるインクは、そのインク供給圧が負圧に維持さ
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カートリッジに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】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
れることにより印字が行われる。かかる印字装置では、
その印字結果を良品質に保持するため、印字ヘッドから
吐出されるインクの吐出性を好ましい状態に維持する必
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こ
とにより、両者間に高低差が生じ、負圧の水頭差が発生
して、インク供給圧が負圧に調整されるのである。とこ
ろが、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てしま
う。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
しなければならなかった。

【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、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。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。しかも、大容量の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、インクパッケージの交換
を頻繁に行う必要がない。

【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、ポンプ装置等の駆動電力が必要と
なって、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カートリッジ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に記載のインクカートリッジは、印字ヘッド
へ供給されて印刷に使用される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を被包す
る剛性材料で形成された容器体と、その容器体の一部に
設けられた開口部と、その開口部を覆って前記容器体の
気密性を保持する気密性保持部材とを備えている。

【０００８】この請求項１に記載のインクカートリッジ
によれば、インクパッケージ内に密封されたインクの抽
出は、例えば、インク抽出用の針等により行われる。こ
の場合、容器体の一部に設けられた開口部を覆う気密性
保持部材へインク抽出用の針等を刺し込むと、刺し込ま
れたインク抽出用の針等は開口部へ挿入され、容器体内
へ貫入される。更に、そのインク抽出用の針等を刺し込
み続けると、その先端部分がインクパッケージへと刺し
込まれ、インクパッケージ内へ貫入される。これによ
り、インクパッケージ内に密封されたインクは、このイ
ンク抽出用の針等により抽出されて、印字ヘッドへ供給
され、印字ヘッドによって印刷に使用される。

【０００９】このインクカートリッジの容器体の開口部
は気密性保持部材により覆われているので、インク抽出
用の針等が挿入されても、容器体の気密性は保持され、
容器体内への空気等の浸入を防止することができる。加
えて、容器体は剛性材料で形成されているので、容器体
の内外圧力差による容器体の形状変化を抑制することが
できる。よって、インクパッケージからインクを抽出す
ることによりインクパッケージの内圧が低下しても、容
器体の形状変形が抑制されているので、容器体内を負圧
に維持することができる。従って、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
供給圧調整手段を用いることなく、容器体に被包された
インクパッケージの内圧を負圧に維持することができ
る。

【００１０】更に、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ので、イン
ク抽出用の針等がインクパッケージに刺し込まれると、
インクパッケージを形成するフィルム材がインク抽出用
の針等に密着し、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。

【００１１】請求項２に記載のインクカートリッジは、
請求項１に記載のインクカートリッジにおいて、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うち前記容器体の開口部
に相対向する部分は、略平面状または凹面状に形成され
ている。この請求項２に記載のインクカートリッジによ
れば、請求項１に記載のインクカートリッジと同様に作
用する上、容器体の開口部へ挿入されたインク抽出用の
針等は、インク密封部の略平面状または凹面状に形成さ
れた外面へ刺し込まれ、インク密封部内へ貫入される。

【００１２】請求項３に記載のインクカートリッジは、
請求項２に記載のインクカートリッジにおいて、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ている。

【００１３】請求項４に記載のインクカートリッジは、
印字ヘッドへ供給されて印刷に使用されるインクが充填
される剛性材料で形成された容器体と、その容器体の一
部に設けられた開口部と、その開口部を覆って前記容器
体の気密性を保持する気密性保持部材とを備えている。

【００１４】この請求項４に記載のインクカートリッジ
によれば、容器体に充填されたインクの抽出は、例え
ば、インク抽出用の針等により行われる。この場合、容
器体の一部に設けられた開口部を覆う気密性保持部材へ
インク抽出用の針等を刺し込むと、刺し込まれたインク
抽出用の針等は開口部へ挿入され、容器体内へ貫入され
る。容器体内に充填されたインクは、このインク抽出用
の針等により抽出されて、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。

【００１５】このインクカートリッジの容器体の開口部
は気密性保持部材により覆われているので、インク抽出
用の針等が挿入されても、容器体の気密性は保持され、
容器体内への空気等の浸入を防止することができる。加
えて、容器体は剛性材料で形成されているので、容器体
の内外圧力差による容器体の形状変化を抑制することが
できる。よって、容器体からインクを抽出することによ
り容器体の内圧が低下しても容器体の形状変化が抑制さ
れるので、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を用いる
ことなく、容器体内を負圧に維持することができる。

【００１６】請求項５に記載のインクカートリッジは、
請求項１から４のいずれかに記載のインクカートリッジ
において、前記気密性保持部材は、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
を有するフィルム材で形成されている。よって、インク
抽出用の針等を容器体の開口部へ挿入する場合に、気密
性保持部材を形成するフィルム材がインク抽出用の針等
に密着するので、容器体の気密性が保持され、容器体内
への空気等の浸入を防止することができる。

【００１７】

【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カートリッジ３０を使用する卓
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２１ａ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
３３の収納されたインクカートリッジ３０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１
２、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３０の装着方向を示している。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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
インクカートリッジ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。

【００２５】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。

【００２６】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が形成されていると、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、後述するインクカートリッジ３０とともに説明す
る。

【００２７】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３０内に収納された
インクパッケージ３３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。

【００２８】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３３のインク密封部３
３ａへ貫入され、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４参照）、その先端部分にはインク
密封部３３ａ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、インク抽出部材２２
とシール部材３１ｂで覆われた通穴３１ａ（図４参照）
とを相対向させて、インクパッケージ３３の収納された
インクカートリッジ３０を矢印Ｘ方向へスライドさせる
と、インク抽出部材２２の先端部分がシール部材３１ｂ
で覆われた通穴３１ａを貫通してインクカートリッジ３
０内へ貫入される。インクカートリッジ３０のスライド
を更に続けると、インク抽出部材２２の先端部分がイン
クパッケージ３３の凹部３３ｂへ刺し込まれ、インク密
封部３３ａへ貫入されて、インクカートリッジのプリン
タカートリッジ３への装着が完了する（図１中２点鎖
線）。インクカートリッジ３０の装着完了後、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３３内のインクが流入するのである。

【００２９】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４参照）については、後述するインクカート
リッジ３０とともに説明する。

【００３０】次に、図４を参照して、インクカートリッ
ジ３０について説明する。図４は、インクカートリッジ
３０の分解斜視図である。インクカートリッジ３０は、
印字ヘッドへ供給されるインクを貯留するためのもので
あり、プリンタカートリッジ３に着脱可能に形成されて
いる（図１参照）。図４に示すように、インクカートリ
ッジ３０は、インクが密封されたインクーパッケージ３
３と、そのインクパッケージ３３が収納されるカートリ
ッジ本体３１と、そのカートリッジ本体３１に覆設され
るカートリッジ蓋体３２とを備えている。尚、カートリ
ッジ本体３１およびカートリッジ蓋体３２は剛性を有す
る材料（剛性材料）、例えば、機械的強度に優れたＡＢ
Ｓ樹脂等の合成樹脂やステンレス鋼材等の金属材料で構
成されている。

【００３１】カートリッジ本体３１は略中空箱状体に形
成されており、その上部はインクパッケージ３３を収納
するために開放されている。このカートリッジ本体３１
にインクパッケージ３３が収納されると、カートリッジ
蓋体３２がカートリッジ本体３１の開放された上部に覆
設される。カートリッジ蓋体３２の覆設後、カートリッ
ジ蓋体３２がカートリッジ本体３１に溶着されて、カー
トリッジ本体３１にカートリッジ蓋体３２が取り付けら
れる。その結果、インクカートリッジ３０内にインクパ
ッケージ３３が密封された状態で収納される。尚、カー
トリッジ蓋体３２を取り付ける場合、カートリッジ本体
３１とカートリッジ蓋体３２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、カートリッジ蓋体
３２をカートリッジ本体３１に取り付けて、カートリッ
ジ本体３１とカートリッジ蓋体３２との隙間をシリコン
等によって密封しても良い。

【００３２】カートリッジ本体３１の左側壁にはインク
抽出部材２２を貫入させるために通穴３１ａが穿設され
ており、その側壁面には通穴３１ａを覆った状態でシー
ル部材３１ｂが溶着により取り付けられている。このシ
ール部材３１ｂは、インクカートリッジ３０の気密性を
保持するためのものであり、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。このシ
ール部材３１ｂを構成する積層構造フィルム材は、シー
ル部材３１ｂへインク抽出部材２２が刺し込まれた場
合、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、インク抽出部
材２２の刺し込まれた通穴３１ａからインクカートリッ
ジ３０内への空気等の浸入が防止され、インクカートリ
ッジ３０の気密性を保持することができる。尚、カート
リッジ本体３１にシール部材３１ｂを取り付ける場合、
シール部材３１に接着剤等を塗布して、通穴３１ａの穿
設されたカートリッジ本体３１の側壁面に貼着しても良
い。

【００３３】インクパッケージ３３は、略矩形状の袋体
に形成されており、シール部材３１ｂと同様な、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。よって、インク抽出部材２２がインクパッ
ケージ３３へ刺し込まれた場合に、インクパッケージ３
３からのインク漏れやインクパッケージ３３への空気等
の浸入が防止される。特に、インクパッケージ３３への
空気等の浸入が防止されるので、印字ヘッド２１へ供給
されるインクへの空気等の混入が防止される。よって、
印字ヘッド２１の複数のノズル口２１ｂの内部に充填さ
れたインクのメニスカスＭを破壊が防止されるので、印
字ヘッド２１のインク吐出性を維持することができる。

【００３４】インクパッケージ３３の略中央部分にはイ
ンク密封部３３ａ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３３
ａの左縁部分には凹部３３ｂが形成されており、他の縁
部分には溶着部３３ｃ，３３ｄ，３３ｅが形成されてい
る。この凹部３３ｂは、インク抽出部材２２が刺し込ま
れる部分であり、その両端部は溶着部３３ｃ，３３ｄ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３３ｂへ刺
し込むことにより、インクパッケージ３３のインク密封
部３３ａ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。また、かかる凹部３３ｂとカートリッジ本
体３１の通穴３１ａが穿設された側壁とは相対向してい
るので、シール部材３１ｂで覆われた通穴３１ａを貫通
したインク抽出部材２２の先端部分を、凹部３３ｂへ容
易に刺し込むことができる。

【００３５】尚、このインクカートリッジ３０にインク
パッケージ３３を収納する場合、インクパッケージ３３
の溶着部３３ｃ，３３ｄ，３３ｅを折り曲げて収納して
も良く、また、インクパッケージ３３の溶着部３３ｃ，
３３ｄ，３３ｅを切断してカートリッジ本体３１内へ収
納しても良い。

【００３６】インクパッケージ３３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３３ｅ
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３３ｃを形成し、溶着部３３
ｄ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３３ｃに対向する部分が
溶着され、溶着部３３ｄが形成されると、凹部３３ｂが
インク密封部３３ａの縁部分に形成されるとともに、イ
ンク密封部３３ａ内にインクが密封されたインクパッケ
ージ３３が上述した袋体の一端に形成される。インクパ
ッケージ３３形成後、溶着部３３ｄを切断して、袋体か
らインクパッケージ３３を切り離すことにより、インク
パッケージ３３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３３ａ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３３のインク密
封部３３ａ内への空気等の浸入を防止することができ
る。

【００３７】次に、印字ヘッド２１へ供給されるインク
のインク供給圧を負圧に維持する方法について説明す
る。インクカートリッジ３０のカートリッジ本体３１お
よびカートリッジ蓋体３２は、それぞれ機械的強度に優
れた剛性材料で構成されているので、その形状変化が抑
制されている。よって、インク抽出部材２２によりイン
クパッケージ３３のインク密封部３３ａからインクが抽
出され、インクカートリッジ３０内の内圧が低下する場
合に、インクカートリッジ３０が大気等に押し潰される
ことがなく、インクカートリッジ３０の内圧を負圧に維
持するすることができる。従って、かかる内圧が負圧に
維持されたインクカートリッジ３０内に密封状態で収納
されたインクパッケージ３３のインク密封部３３ａの内
圧も負圧に維持されるので、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、
インク供給圧を負圧に維持することができる。

【００３８】また、カートリッジ本体３１の通穴３１ａ
を覆うシール部材３１ｂは、上述した積層構造フィルム
材で構成されているので、インク抽出部材２２が刺し込
まれた場合、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
クカートリッジ３０の気密性が保持され、インク抽出部
材２２の外周面とシール部材３１ｂを形成するフィルム
材との隙間からインクカートリッジ３０内への空気等の
浸入が防止することができる。特に、インク抽出部材２
２によりインクの抽出（インク消費）が行われる場合
に、インクカートリッジ３０内への空気等の浸入が防止
されるので、インクカートリッジ３０内に収納されたイ
ンクパッケージ３３のインク密封部３１ａ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、インクカートリッジ３０内が負圧に維持さ
れ、インクパッケージ３０のインク密封部３３ａの内圧
を負圧に維持することができる。

【００３９】次に、図３を参照して、インクパッケージ
３３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３は、イ
ンク抽出部材２２の外径ｄとインクパッケージ３３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３３へ刺し込んだ後、かかるインクパッ
ケージ３３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３３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３３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。

【００４０】この図３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３３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３３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３３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。

【００４１】このよう形成されたインクカートリッジ３
０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。

【００４２】次に、図１、図２および図４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
４に示すように、インクパッケージ３３の溶着部３３ｃ
〜３３ｅ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３３をカートリッジ本体３１内に収納す
る。インクパッケージ３３の収納後、カートリッジ本体
３１の上部にカートリッジ蓋体３２を覆設して、カート
リッジ本体３１とカートリッジ蓋体３２とを溶着し、イ
ンクパッケージ３３をインクカートリッジ３０内に密封
しつつ収納される。

【００４３】このインクカートリッジ３０の通穴３１ａ
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３０を矢印Ｘ方向へスライドさせると、通穴３１
ａを覆うシール部材３１ｂへインク抽出部材２２の先端
部分が刺し込まれ、インク抽出部材２２の先端部分が通
穴３１ａへ挿入される。インク抽出部材２２の挿入後、
インク抽出部材２２は、インクカートリッジ３０に収納
されたインクパッケージ３３の凹部３３ｂから容易にイ
ンク密封部３３ａ内へ刺し込まれる。また、このインク
パッケージ３３の凹部３３ｂは、その両端部分が溶着部
３３ｃ，３３ｄ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３
３ａの変形を抑制することができる。

【００４４】更に、インクカートリッジ３０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３０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３０の
プリンタカートリッジ３への装着が完了する。この際、
シール部材３１ｂを形成する積層構造フィルム材および
インクパッケージ３３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
カートリッジ３０への空気等の浸入が防止されるととも
に、インクパッケージ３３からのインク漏れやインクパ
ッケージ３３への空気等の浸入が防止される。

【００４５】インクパッケージ３３のインク密封部３３
ａ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２
５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
カートリッジ３０は剛性材料で構成されているので、そ
の形状変化が抑制されている。よって、インクパッケー
ジ３３のインク密封部３３ａからインク抽出部材２２を
用いてインクが抽出され、インクカートリッジ３０の内
圧が低下しても、インクカートリッジ３０が大気圧等に
押し潰されることがなく、インクカートリッジ３０の内
圧は負圧に維持される。

【００４６】このため、インクカートリッジ３０内に密
封されたインクパッケージ３３のインク密封部３３ａの
内圧も負圧に維持されるので、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。よって、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、図１に示すように、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（図２参照）、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５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５はインクパッケージ３３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６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３
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６は、インクパッケージ３
３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３０が装着さ
れており、各インクカートリッジ３０には、図６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３３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６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
３０の通穴３１ａ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
２０３にインクカートリッジ３０を装着する場合、常
に、図６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３０を装着しなければ、
各インク抽出部材２２を各通穴３１ａ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３０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、カートリッジ本体
３１の一側壁に通穴３１ａを穿設し、その通穴３１ａを
シール部材３１ｂで覆った。しかし、かかるインクカー
トリッジは、必ずしもこれに限られるものではなく、イ
ンクカートリッジのカートリッジ本体の一側壁の全面を
開放し、その開放された側壁の全面に上述した積層構造
フィルム材を溶着しても良い。

【００５８】また、本実施例では、インクを密封したイ
ンクパッケージ３３をインクカートリッジ３０内に収納
した。しかし、かかるインクカートリッジは、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分を
弾性シート材等で形成することにより、インクカートリ
ッジの内圧の過剰な低下を防止することができる。よっ
て、印字ヘッドへ供給されるインクのインク供給圧を印
字ヘッド動作圧範囲内に維持することができる。また、
かかる弾性シート材等を上述した積層構造フィルム材で
構成することにより、インク抽出部材２２の刺し込まれ
るシール部材を別途設けることが不要となり、インクカ
ートリッジの製造コストを低減することができる。尚、
インクカートリッジの内部にインクを直接密封する場
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（ＰＯ
Ｍ）系樹脂等で形成すると良い。

【００５９】また、本実施例では、シール部材３１ｂに
上述した積層構造フィルム材を使用した。しかし、かか
るシール部材は、必ずしもこれに限られるものではな
く、例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリルジブタエンゴ
ム）等で構成されたパッキン等で代替しても良い。ま
た、かかるパッキン等と上述した積層構造フィルム材で
構成されたシール部材３１ｂとを併用しても良い。この
ように、かかるパッキン等を通穴３１ａに取着すること
により、一旦装着されたインクカートリッジ３０をプリ
ンタカートリッジ３から取り外された場合に、インクカ
ートリッジ３０からのインク漏れやインクカートリッジ
３０への空気等の浸入が防止されるのである。

【００６０】

【発明の効果】請求項１に記載のインクカートリッジに
よれば、容器体の開口部は気密性保持部材により覆われ
ているので、例えば、インク抽出用の針等が挿入されて
も、容器体の気密性が保持され、容器体への空気等の浸
入を防止することができる。また、この容器体は剛性材
料で形成されているので、容器体の内外圧力差による容
器体の形状変化を抑制することができる。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、容器体は外圧に押し潰されず、その内部に被包され
るインクパッケージ内の負圧を維持することができる。
従って、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。その結果、かかるイ
ンクカートリッ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。

【００６１】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
ッケージへ刺し込まれたインク抽出用の針等によりイン
クの抽出がなされる場合、インクパッケージを形成する
フィルム材がインク抽出用の針等に密着する。よって、
インク抽出用の針等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。また、インクパッケージへの空気等の浸入が防
止されるので、印字ヘッドへ供給されるインクへの空気
等の混入が防止され、印字ヘッドのインク吐出性を維持
することができるという効果がある。

【００６２】請求項２に記載のインクカートリッジによ
れば、請求項１に記載のインクカートリッジの奏する効
果に加え、インクパッケージのインク密封部の外面のう
ち容器体の開口部に相対向する部分は、略平面状または
凹面状に形成されているので、インク抽出用の針等をイ
ンクパッケージのインク密封部へ容易に刺し込むことが
できるという効果がある。

【００６３】請求項３に記載のインクカートリッジによ
れば、請求項２に記載のインクカートリッジの奏する効
果に加え、インクパッケージのインク密封部における略
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、インクカートリッジ
の製造工程を簡素化することができるという効果があ
る。

【００６４】請求項４に記載のインクカートリッジによ
れば、容器体の開口部は気密性保持部材により覆われて
いるので、例えば、インク抽出用の針等が挿入されて
も、容器体の気密性は保持され、容器体内への空気等の
浸入を防止することができる。また、この容器体は剛性
材料で形成されているので、容器体の内外圧力差による
容器体の形状変化を抑制することができる。よって、イ
ンクの抽出により容器体内の圧力が低下しても、容器体
は外圧に押し潰されず、容器体内の負圧を維持すること
ができる。従って、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。その結
果、かかるインクカートリッ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。

【００６５】請求項５に記載のインクカートリッジによ
れば、請求項１から４のいずれかに記載のインクカート
リッジの奏する効果に加え、気密性保持部材はポリエチ
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
た積層構造を有するフィルム材で形成されているので、
インク抽出用の針等を容器体の開口部へ挿入する場合
に、気密性保持部材とインク抽出用の針等とが密着す
る。よって、容器体の気密性が保持されるので、インク
抽出用の針等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。また、容器体内への空気等の浸入が防止されるの
で、容器体内に加わる負圧を維持す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カートリッジ
を使用する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４】 インクカートリッジの分解斜視図である。

【図５】 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６】 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 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 インクカートリッジ ３１ カートリッジ本体
（容器体の一部） ３１ａ 通穴（開口部） ３１ｂ シール部材（気密性
保持部材） ３２ カートリッジ蓋体
（容器体の一部） ３３ インクパッケージ ３３ａ インク密封部 ３３ｂ 凹部（インク密封部
の外面） ３３ｃ，３３ｄ 溶着部（溶着された
両側辺） ３３ｅ 溶着部 ｄ 外径 Ｍ メニスカス ＰＰ 印字用紙 ｗ 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印字ヘッドへ供給されて印刷に使用され
   る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
   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を被包する剛性材料で形成された
   容器体と、 その容器体の一部に設けられた開口部と、 その開口部を覆って前記容器体の気密性を保持する気密
   性保持部材とを備えていることを特徴とするインクカー
   トリッジ。
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うち
   前記容器体の開口部に相対向する部分は、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
   記載のインクカートリッジ。
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に記載のインク
   カートリッジ。
4. 【請求項４】 印字ヘッドへ供給されて印刷に使用され
   るインクが充填される剛性材料で形成された容器体と、 その容器体の一部に設けられた開口部と、 その開口部を覆って前記容器体の気密性を保持する気密
   性保持部材とを備えていることを特徴とするインクカー
   トリッジ。
5. 【請求項５】 前記気密性保持部材は、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
   構造を有するフィルム材で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カートリ
   ッジ。