JP4013295B2

JP4013295B2 - Printer

Info

Publication number: JP4013295B2
Application number: JP26146397A
Authority: JP
Inventors: 稔坂廼辺; 正樹高次; 尚久木下; 貴光河合
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JPH1199665A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印字ヘッドへ供給される複数種のインクのインク吐出性を略均一に維持することができるプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー印字可能な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ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクが複数のノズルから吐出されてカラー印字が行われる。かかる印字装置では、その印字品質を良好な状態に保持するため、印字ヘッドから吐出される各インクの吐出性を均一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に凹面状のメニスカス（曲面）を形成することにより、均一な状態に維持される。メニスカス状のインク液面は、例えば、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所定範囲内の負圧に調整することにより形成されるので、各インクのインク供給圧を略等しい圧力に維持することにより、各インクのインク吐出性が均一な状態に維持されるのである。
【０００３】
インク供給圧の調整は、印字ヘッドと各色のインクが充填されたインクパッケージとの高低差により行われる。例えば、印字ヘッドに対して複数のインクパッケージの高低差がぞれぞれ等くなるように、各インクパッケージを印字ヘッドの下方周辺の略等しい高さに隣接配置するのである。このように各インクパッケージを配設することにより、各インクパッケージと印字ヘッドとの間に略等しい位置水頭差が生じるので、各インクパッケージに略等しい負圧をそれぞれ発生させることができるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる印字装置では、各インクパッケージを水平（横）方向に隣接配置するスペースを確保するため、印字装置の横方向長さを大きくする必要がある。しかし、横方向長さの大きな印字装置を机上等に設置すると、机上の大半が印字装置により占められてしまうので好ましくない。そこで、複数のインクパッケージを水平方向に配置するのではなく、上下方向に積み重ねて配置する方法が考えられる。これにより、印字装置の横方向長さを小さくすることができるので、印字装置の設置面積を低減して、机上等に有効な作業スペースを確保することができる。
【０００５】
しかしながら、インクパッケージを上下方向に積み重ねると、上部パッケージからインクを抽出する場合に、上部パッケージと下部パッケージとの位置水頭差により、下部パッケージより大きな正圧が上部パッケージに加わるので、各インクパッケージのインク供給圧を均衡（バランス）させることができない。このため、各インクのインク吐出性を均一にすることができず、良好な印字品質を維持することができない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、印字ヘッドへ供給される複数種のインクのインク吐出性を略均一に維持することができるプリンタ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に記載のプリンタは、ノズル部からインクを吐出する印字ヘッドと、その印字ヘッドにインクを供給するインクパッケージとを備えており、前記インクパッケージは、上下方向に複数個積層して装着され、その複数個積層された各インクパッケージは、インクパッケージと前記印字ヘッドのノズル部下面との高低差に基づく位置水頭差に相当する圧力とインクパッケージの内圧との和からなるインク供給圧が、前記印字ヘッドの動作圧範囲内で且つ各インクパッケージ間で略等しくなるような形状復元性に設定されている。
【０００８】
この請求項１に記載のプリンタによれば、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。即ち、インクを抽出する場合、インク抽出用の針等の先端部分が各インクパッケージへそれぞれ刺し込まれ、各インクパッケージ内へ貫入される。各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それぞれ抽出されて、印字ヘッドへ供給され、印刷に使用される。
【０００９】
複数個積層された各インクパッケージは、インクパッケージと印字ヘッドのノズル部下面との高低差に基づく位置水頭差に相当する圧力とインクパッケージの内圧との和からなる各インクパッケージのインク供給圧が、印字ヘッドの動作圧範囲内で且つ各インクパッケージ間で略等しくなるように形状復元性に設定されているので、各インクパッケージから印字ヘッドへ供給される各インクにそれぞれ加わる圧力の均衡が維持される。
【００１０】
請求項２に記載のプリンタは、請求項１に記載のプリンタにおいて、前記インクパッケージは、形状復元性を有するフィルム材で形成され、複数個積層されているインクパッケージのうち、所定の位置に位置する上部インクパッケージを形成するフィルム材は、前記上部インクパッケージより下部に位置する下部インクパッケージを形成するフィルム材よりも形状復元性が大きく設定されている。
【００１１】
この請求項２に記載のプリンタによれば、請求項１に記載のプリンタと同様に作用する上、インクパッケージは、形状復元性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により各インクパッケージからインクを抽出して、各インクパッケージの内圧が低下しても、その形状変化が抑制され、各インクパッケージの内圧がそれぞれを負圧に維持される。
【００１２】
しかも、上部インクパッケージを形成するフィルム材は、下部インクパッケージを形成するフィルム材よりも形状復元性が大きく設定されているので、上部インクパッケージの内圧は下部インクパッケージの内圧より低圧の負圧に維持される。よって、上部インクパッケージからインクを抽出することにより、上部インクパッケージと下部インクパッケージとの位置水頭差によって、下部インクパッケージより大きな正圧が上部インクパッケージに加わったとしても、各インクパッケージから印字ヘッドへ供給される各インクにそれぞれ加わる圧力の均衡が維持される。
【００１３】
請求項３に記載のプリンタは、請求項１に記載のプリンタにおいて、複数個積層されているインクパッケージのうち、所定の位置に位置する上部インクパッケージ及びその上部インクパッケージより下部に位置する下部インクパッケージのそれぞれに取着され、インクパッケージの形状変化を抑制する変形抑制部材を備え、前記上部インクパッケージに取着される変形抑制部材は、前記下部インクパッケージに取着される変形抑制部材より剛性が強く設定されている。
【００１４】
この請求項３に記載のプリンタによれば、請求項１に記載のプリンタと同様に作用する上、上部インクパッケージまたは下部インクパッケージのそれぞれには、そのインクパッケージの形状変化を抑制する変形抑制部材が取着されているので、インク抽出用の針等により各インクパッケージからインクを抽出して、各インクパッケージの内圧が低下しても、その形状変化が抑制され、各インクパッケージの内圧がそれぞれ負圧に維持される。
【００１５】
しかも、上部インクパッケージに取着される変形抑制部材は、下部インクパッケージに取着される変形抑制部材よりも剛性が強く設定されているので、上部インクパッケージの内圧は下部インクパッケージの内圧より低圧の負圧に維持される。よって、上部インクパッケージからインクを抽出することにより、上部インクパッケージと下部インクパッケージとの位置水頭差によって、下部インクパッケージより大きな正圧が上部インクパッケージに加わったとしても、各インクパッケージから印字ヘッドへ供給される各インクにそれぞれ加わる圧力の均衡が維持される。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【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パッケージ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２１，２１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３０の装着方向を示している。
【００２６】
プリンタ本体２の本体フレーム１２には、印字用紙ＰＰ（図２（ｂ）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ＬＦ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。
【００２７】
キャリッジ６は、プリンタカートリッジ３の印字ヘッド２１，２１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１２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に搭載された各印字ヘッド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。
【００２８】
プリンタ本体２の左端部分には、各印字ヘッド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複数のノズル口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によって印字ヘッド２１の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により各印字ヘッド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を作動させると、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（ｂ）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。
【００２９】
吸引キャップ８の左側位置には、キャリッジ６に搭載される各印字ヘッド２１の各ノズル部２１ａにそれぞれ被せられる保護キャップ１０が２個隣接配設されている。各保護キャップ１０は、印字ヘッド２１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、各ノズル部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。
【００３０】
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。
【００３１】
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、各印字ヘッド２１をキャリッジ６に搭載することができる。
【００３２】
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たカートリッジフレーム２６を備えており、そのカートリッジフレーム２６には略同一種類の印字ヘッド２１，２１が配設されている。この各印字ヘッド２１はピエゾ素子（圧電素子）で構成されたノズル部２１ａをそれぞれ備えている。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が設けられており、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。
【００３３】
また、各ノズル口２１ｂは、ぞれぞれ略９０ｄｐｉの等間隔で配列されており、各印字ヘッド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）、略９０ｄｐｉの解像度でフルカラー印字を行うことが可能になっている。
【００３４】
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２１ｂ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、各インクパッケージ３３に充填されたインクのインク供給圧は、そのインクパッケージ３３と印字ヘッド２１のノズル部２１ａ下面との高低差に基づく位置水頭差に相当する圧力（水頭圧）と、そのインクパッケージ３３の内圧Ｐとの和である。また、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。
【００３５】
図１に示すように、各印字ヘッド２１の上部には、直方体状に形成された取付部材２４が配設されている。この取付部材２４の右側面には、後述する４個のインクカートリッジ３０から抽出されたブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクを各印字ヘッド２１へ供給する４本のインク供給チューブ２３の一端がそれぞれ取り付けられている。また、各インク供給チューブ２３の他端は隣接配置された４個の取付部材２５にそれぞれ取り付けられており、この各取付部材２５には４本のインク抽出部材２２が取着されている。この各インク抽出部材２２は、各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、この各インク抽出部材２２により抽出されたインクは、各取付部材２５を介して各インク供給チューブ２３へ流入した後、取付部材２４を介して各印字ヘッド２１へ供給される。尚、各インク供給チューブ２３のうち少なくとも１本には、印字ヘッド２１，２２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。
【００３６】
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３３ａ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３参照）、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３参照）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３０内へ貫入される。
【００３７】
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。このように、各インク抽出部材２２内へ流入したインクは、各取付部材２５を介して各インク供給チューブ２３へ流入し、更に、取付部材２４を介して各印字ヘッド２１へ供給される。
【００３８】
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１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、後述する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の取付位置に対応して穿設されている。尚、インク抽出部材２２の外径ｄ（図３参照）については、後述するインクカートリッジ３０とともに説明する。
【００３９】
次に、図１および図３を参照して、インクカートリッジ３０について説明する。図３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、各印字ヘッド２１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）。この各インクカートリッジ３０に収納された各インクパッケージ３３には、図１の上から順にブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色のインクが密封されている。これらの各色のインクが各印字ヘッド２１にそれぞれ設けられた複数のノズル口２１ｂから吐出され、印字用紙ＰＰにフルカラー印字が可能となるのである。
【００４０】
図１に示すように、卓上プリンタ１には４個のインクカートリッジ３０が積層状態で装着されており、全インクカートリッジ３０が一箇所にまとめて装着される。よって、複数のインクカートリッジ３０を一度に交換する際の作業工程を簡素化することができる。また、本実施例の卓上プリンタ１において、４個のインクカートリッジ３０が図１の上下方向に積み重ねられた状態でプリンタカートリッジ３に装着されるので、卓上プリンタ１の奥行き長さや、長手方向長さを短く形成することができる。即ち、卓上プリンタ１は小型化されているので、卓上プリンタ１を所望の場所に設置するために必要となる設置スペースが減少することができる。
【００４１】
図３に示すように、各インクカートリッジ３０は、インクが密封されたインクパッケージ３３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、各カートリッジ本体３１および各カートリッジ蓋体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ＡＢＳ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。また、各カートリッジ本体３１およびカートリッジ蓋体３２はそれぞれ略同一に形成されているので、その１組のカートリッジ本体３１およびカートリッジ蓋体３２について、以下に説明する。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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１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３にインクカートリッジ３０を装着する場合、常に、図１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。
【００４５】
各インクパッケージ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。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。
【００４６】
また、各インクパッケージ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３３ａ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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３３ｄ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。
【００４９】
次に、各印字ヘッド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。各インクパッケージ３３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３３ａからのインク漏れやインク密封部３３ａ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２２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３３ａへの空気等の浸入が防止されるので、インク密封部３３ａ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３３ａの内圧Ｐを負圧に維持することができる。
【００５０】
また、各インクパッケージ３３を形成する積層構造フィルム材の剛性や後述する板バネ部材４０の剛性を強化させることにより、インクパッケージ３３のインク密封部３３ａに形状復元性が付与され、インク密封部３３ａ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３３ａからインクが抽出される場合に、インク密封部３３ａが大気圧等に押し潰されることがなく、インク密封部３３ａの内圧Ｐを負圧に維持することができる。
【００５１】
また、図１に示すように、各インクパッケージ３３は、図１の上下方向に積層状態となるように、プリンタカートリッジ３に装着されている。このため、図１の上から順に、各インクパッケージ３３を形成する積層構造フィルム材の剛性や各インクパッケージ３３に取着される各板バネ部材４０の剛性を大きく形成されている。即ち、インクパッケージ３３の装着位置が最下部から最上部へと上昇するに従って、インクパッケージ３３を形成する積層構造フィルム材の剛性や各インクパッケージ３３に取着される各板バネ部材４０の剛性が増加されている。
【００５２】
よって、インクパッケージ３３の装着位置が最下部から最上部へ上昇するに従って、インクパッケージ３３のインク密封部３３ａにより大きな形状復元性が付与されるので、インクが抽出される場合に、インク密封部３３ａ内に加わる負圧の内圧Ｐを更に低圧に維持することができる。従って、印字ヘッド２１および各インクパッケージ３３間に生ずる位置水頭差による圧力（正圧の水頭圧）による各インクパッケージ３３から各印字ヘッド２１へ供給される各インクのインク供給圧（正圧の水頭圧とインク密封部３３ａの内圧Ｐとの和）の上昇が防止され、各インク供給圧を印字ヘッド動作圧範囲内にそれぞれ維持することが可能になるとともに、各インクパッケージ３３から供給される各インクのインク供給圧をそれぞれ略等しくすることが可能になる。その結果、各インクが略均一状態のメニスカスＭを各ノズル口２１ｂ内に形成することができるので、各インクのインク吐出性を良好に維持することができる。
【００５３】
以下、図４から図１０を参照して、インクパッケージ３３を形成する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３３ａの内圧Ｐとの関係を示したグラフである。
【００５４】
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３３について比較したグラフであり、図５は、インク密封部３３ａ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３３について比較したグラフであり、図６は、インク密封部３３ａ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３３について比較したグラフである。尚、図４から図６は、横軸５１，６１，７１がインク密封部３３ａ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３３ａ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３０の装着方向を示している。
【００５５】
図４に示される各インクパッケージ３３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１００μｍ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３３ａ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３３ａ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３３ａ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、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。
【００５６】
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３３の溶着部３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ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３３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３３へ刺し込む際の抵抗力を低減することができる。
【００５７】
【００５８】
【００５９】
次に、板バネ部材４０を使用してインクパッケージ３３のインク密封部３３ａに形状復元性を付与する方法について説明する。図８は、インクパッケージ３３と板バネ部材４０との分解斜視図であり、図９は、板バネ部材４０が取着されたインクパッケージ３３の部分断面図であり、図１０は、インク消費量Ｖとインク密封部３３ａの内圧Ｐとの関係を示したグラフであって、板バネ部材４０の板厚ｔが異なるインクパッケージ３３について比較したものある。尚、図８中の矢印Ｙは板バネ部材４０のインクパッケージ３３に対する装着方向を示している。また、図１０は、横軸８１がインク密封部３３ａ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８１がインク密封部３３ａの内圧Ｐを示している。
【００６０】
図８に示すように、インクパッケージ３３に板バネ部材４０を取着することにより、インクパッケージ３３に形状復元性を付与することができる。板バネ部材４０は、側面視略く字形に形成されており、バネ鋼材等の弾性材料で形成されている。この板バネ部材４０は上下方向に相対向する一対の取着部４１を備えており、各取着部４１は連結部４２を介してそれぞれ連結されている。この板バネ部材４０をインクパッケージ３３に装着するには、図９に示すように、板バネ部材４０の一対の取着部４１の対向面にそれぞれ接着剤４３を塗布した後、板バネ部材４０を矢印Ｙ方向にスライドさせて（図８参照）、一対の取着部４１の間にインクパッケージ３３のインク密封部３３ａを挟み込んで、板バネ部材４０の各取着部４１をインク密封部３３ａの上面および下面に取着する。
【００６１】
このようにインクパッケージ３０のインク密封部３３ａに板バネ部材４０を取着することにより、インクパッケージ３３のインク密封部３３ａの形状変化が抑制される。即ち、インク抽出部材２２によりインク密封部３３ａからインクが抽出される場合に、インク密封部３３ａには板バネ部材４０により矢印Ｆ１方向および矢印Ｆ２方向に略等しい強さの付勢力が加わるので、大気圧等により押し潰されることがなく、インク密封部３３ａの内圧Ｐを負圧に維持することができるのである。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。
【００６２】
図１０に示されるインクパッケージ３３における板バネ部材４０の板厚ｔは、曲線８３（実線）が０．２ｍｍであり、曲線８４（１点鎖線）が０．１５ｍｍであり、曲線８５（点線）が０．１ｍｍである。尚、曲線８６（２点鎖線）では、板バネ部材４０を使用しないインクパッケージ３３を示している。
【００６３】
図１０の各曲線８３〜８６を比較すると、インク消費量Ｖの増加によって、インク密封部３３ａの内圧Ｐは、曲線８３，８４，８５の順に急激に減少している。また、曲線８３〜８５と曲線８６とを比較した場合、板バネ部材４０を使用したインクパッケージ３３の曲線８３〜８５に示されるインク消費量Ｖの増加による内圧Ｐの減少量は、板バネ部材４０を使用していない曲線８６が示すインク消費量Ｖの増加による内圧Ｐの減少量より、急激に減少している。即ち、板バネ部材４０の板厚ｔが大きいほど、インク密封部３３ａの形状復元性が顕著となり、インク密封部３３ａの形状変形の抑制効果が大きくなるのである。
【００６４】
次に、図７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７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。
【００６５】
この図７に示すように、インク抽出部材２２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。
【００６６】
このよう形成されたインクパッケージ３３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。
【００６７】
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。また、同様にして、他の３個のインクパッケージ３３を各インクカートリッジ３０に収納する。
【００６８】
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３１ａ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３３ａの変形を抑制することができる。
【００６９】
更に、各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、各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、各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。
【００７０】
各インクパッケージ３３のインク密封部３３ａへ刺し込まれた各インク抽出部材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、各取付部材２５を介して各インク供給チューブ２３へインクを流入させる。各インク供給チューブ２３へ流入したインクは、取付部材２４を介して各印字ヘッド２１へ供給される。ここで、各インクパッケージ３３を形成する積層構造フィルム材の剛性や、各インクパッケージ３３に取着される板バネ部材４０の剛性を強化することにより、各インクパッケージ３３のインク密封部３３ａに形状復元性が付与されるとともに、各インク密封部３３ａの形状変化が抑制される。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、各インク密封部３３ａの内圧Ｐが低下しても、各インク密封部３３ａが大気圧等に押し潰されることがなく、その内圧Ｐは負圧に維持される。
【００７１】
また、各インクパッケージ３３は、図１の上から順に、各インクパッケージ３３を形成する積層構造フィルム材の剛性や各インクパッケージ３３に取着される各板バネ部材４０の剛性を大きく形成されている。即ち、インクパッケージ３３の装着位置が最下部から最上部へと上昇するに従って、インクパッケージ３３を形成する積層構造フィルム材の剛性や各インクパッケージ３３に取着される各板バネ部材４０の剛性が増加されている。よって、インクパッケージ３３の装着位置が最下部から最上部へ上昇するに従って、インクパッケージ３３のインク密封部３３ａにより大きな形状復元性が付与されるので、インクが抽出される場合に、インク密封部３３ａ内に加わる負圧の内圧Ｐを更に低圧に維持することができる。
【００７２】
このため、印字ヘッド２１および各インクパッケージ３３間に生ずる位置水頭差による圧力（正圧の水頭圧）による各インクパッケージ３３から各印字ヘッド２１へ供給される各インクのインク供給圧（正圧の水頭圧とインク密封部３３ａの内圧Ｐとの和）の上昇が抑制され、各インク供給圧を印字ヘッド動作圧範囲内にそれぞれ維持することが可能になるとともに、各インクパッケージ３３から供給される各インクのインク供給圧をそれぞれ略等しくすることが可能になる。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、各印字ヘッド２１から吐出される各インクのインク吐出性が均一な状態で維持され、鮮明な印字結果を得ることができる。
【００７３】
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２１，２１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。
【００７４】
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ＰＰに印字を行う。この場合、まず、未使用の印字用紙ＰＰ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。
【００７５】
尚、請求項１から３に記載のインクパッケージでは、下部パッケージとしては、任意のインクパッケージ３３が、上部パッケージとしては、その任意のインクパッケージ３３の上方に装着されるいずれかのインクパッケージ３３が、それぞれ該当する。また、請求項６に記載のインクパッケージでは、下部パッケージとしては、任意のインクパッケージ３３が、上部パッケージとしては、その任意のインクパッケージ３３の上方に装着されるいずれかのインクパッケージ３３が、それぞれ該当する。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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（ＰＯＭ）系樹脂等で形成すると良い。
【００７９】
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。
【００８０】
また、本実施例では、板バネ部材４０の各取着部４１を接着剤４３を用いてインクパッケージ３３のインク密封部３３ａに取着した。しかし、かかる板バネ部材の取着方法は、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、両面に粘着剤が塗布された両面テープ等を使用しても良い。
【００８１】
【発明の効果】
請求項１に記載のプリンタよれば、各インクパッケージは、インクパッケージと印字ヘッドのノズル部下面との高低差に基づく位置水頭差に相当する圧力とインクパッケージの内圧との和からなるインク供給圧が、印字ヘッドの動作圧範囲内で且つ各インクパッケージ間で略等しくなるような形状復元性に設定されているので、各インクパッケージからインクを抽出してその内圧が低下しても、各インクパッケージの形状変化が抑制され、その内圧を負圧に維持することができる。よって、各インクパッケージの位置水頭差によって、下部に位置するインクパッケージより大きな正圧が上部に位置するインクパッケージに加わったとしても、各インクパッケージから印字ヘッドへ供給されるインクにそれぞれ加わる圧力の均衡を維持することができる。従って、各インクのインク吐出性を均一にして、良好な印字品質を維持することができるという効果がある。
【００８２】
請求項２に記載のプリンタによれば、請求項１に記載のプリンタの奏する効果に加え、インクパッケージは、形状復元性を有するフィルム材で形成されているので、各インクパッケージからのインク抽出により各インクパッケージの内圧が低下しても形状変化が抑制され、各インクパッケージの内圧をそれぞれ負圧に維持することができるという効果がある。
【００８３】
また、上部インクパッケージを形成するフィルム材は、下部インクパッケージを形成するフィルム材よりも形状復元性が大きく設定されているので、上部インクパッケージの内圧を下部インクパッケージの内圧より低圧に維持することができる。よって、上部インクパッケージと下部インクパッケージとの位置水頭差によって、下部インクパッケージより大きな正圧が上部インクパッケージに加わったとしても、各インクパッケージから印字ヘッドへ供給されるインクにそれぞれ加わる圧力の均衡を維持することができる。従って、各インクのインク吐出性を均一にして、良好な印字品質を維持することができるという効果がある。
【００８４】
請求項３に記載のプリンタよれば、請求項１に記載のプリンタの奏する効果に加え、上部インクパッケージ及び下部インクパッケージのそれぞれには、そのインクパッケージの形状変化を抑制する変形抑制部材が取着されているので、インク抽出用の針等により各インクパッケージからインクを抽出して、各インクパッケージの内圧が低下しても、形状変化が抑制され、各インクパッケージ内を共に負圧に維持することができるという効果がある。
【００８５】
また、上部インクパッケージに取着される変形抑制部材は、下部インクパッケージに取着される変形抑制部材よりも剛性が強く設定されているので、上部インクパッケージの内圧を下部インクパッケージの内圧より低圧に維持することができる。よって、上部インクパッケージと下部インクパッケージとの位置水頭差によって、下部インクパッケージより大きな正圧が上部インクパッケージに加わったとしても、各インクパッケージから印字ヘッドへ供給されるインクにそれぞれ加わる圧力の均衡を維持することができる。従って、各インクのインク吐出性を均一にして、良好な印字品質を維持することができるという効果がある。
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
【００９３】
【００９４】
【００９５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるインクパッケー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】インクパッケージと板バネ部材との分解斜視図である。
【図９】板バネ部材が取着されたインクパッケージの部分断面図である。
【図１０】板バネ部材の板厚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。
【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
５ＬＦモータ
６キャリッジ
７キャリッジモータ
１５ＰＣカード
１７ガイドロッド
２１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
３２通穴
３１ｂシール部材（気密性保持部材）
３２カートリッジ蓋体
３３インクパッケージ（上部インクパッケージ、下部インクパッケージ、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の一部）
３３ｃ，３４ｄ溶着部（溶着された両側辺）
３３ｅ溶着部
４０板バネ部材（変形抑制部材）
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
ｈ縦横比
Ｍメニスカス
ＰＰ印字用紙
ｔ板厚
ｗ厚さ（フィルム材の厚さ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can maintain ink ejection properties of a plurality of types of ink supplied to a print head substantially uniformly. Printer It is about.
[0002]
[Prior art]
In an ink jet printing apparatus capable of color printing, four colors of ink of black, yellow, cyan, and magenta supplied to a print head are ejected from a plurality of nozzles to perform color printing. In such a printing apparatus, in order to maintain the printing quality in a good state, it is necessary to uniformly maintain the discharge performance of each ink discharged from the print head. This ink discharge property is maintained in a uniform state by forming a concave meniscus (curved surface) on the liquid surface of the ink supplied into the nozzles of the print head. The meniscus ink surface is formed, for example, by adjusting the ink supply pressure of the ink supplied into the nozzles of the print head to a negative pressure within a predetermined range, so that the ink supply pressure of each ink is substantially equal. By maintaining the pressure, the ink discharge performance of each ink is maintained in a uniform state.
[0003]
The ink supply pressure is adjusted by the height difference between the print head and the ink package filled with each color ink. For example, the ink packages are arranged adjacent to each other at substantially the same height in the lower periphery of the print head so that the height difference between the plurality of ink packages becomes equal to the print head. By disposing each ink package in this manner, a substantially equal position head difference is generated between each ink package and the print head, so that a substantially equal negative pressure can be generated in each ink package.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In such a printing apparatus, it is necessary to increase the lateral length of the printing apparatus in order to secure a space for arranging the ink packages adjacent to each other in the horizontal (lateral) direction. However, it is not preferable to install a printing device having a large lateral length on a desk or the like because the printing device occupies most of the desk. In view of this, a method is conceivable in which a plurality of ink packages are not arranged in the horizontal direction but are stacked in the vertical direction. Thereby, since the horizontal length of the printing apparatus can be reduced, the installation area of the printing apparatus can be reduced, and an effective working space on a desk or the like can be secured.
[0005]
However, when the ink packages are stacked in the vertical direction, when ink is extracted from the upper package, a positive pressure larger than that of the lower package is applied to the upper package due to the position head difference between the upper package and the lower package. The ink supply pressure cannot be balanced. For this reason, there is a problem in that the ink discharge performance of each ink cannot be made uniform, and good print quality cannot be maintained.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can maintain substantially uniform ink discharge properties of a plurality of types of ink supplied to the print head. Printer The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, Printer Is A print head for discharging ink from the nozzle section; and an ink package for supplying ink to the print head. The ink package is mounted in a plurality of layers in the vertical direction. Ink package Pressure corresponding to the position head difference based on the height difference between the ink package and the lower surface of the nozzle portion of the print head; I From the sum of the internal pressure of the ink package Ru Nk supply pressure , Within the operating pressure range of the print head and Between each ink package Almost equal Na Shape recovery Set to Has been.
[0008]
This claim 1 Printer According to the above, the ink extraction is performed by, for example, an ink extraction needle. That is, when extracting ink, the tip of the ink extraction needle or the like is Each ink Package To Each inserted and each ink It penetrates into the package. each ink The ink sealed in the package is extracted by the ink extraction needle or the like, supplied to the print head, and used for printing.
[0009]
Multiple inks stacked Package is ,I Pressure corresponding to the position head difference based on the height difference between the ink package and the lower surface of the nozzle of the print head And The ink supply pressure of each ink package, which is the sum of the internal pressure of the ink package, , Within the operating pressure range of the print head and Between each ink package Almost equal Shape Restorability Set to Because , Each ink The balance of the pressure applied to each ink supplied from the package to the print head is maintained.
[0010]
Claim 2 Printer According to claim 1 Printer In the above Ink package Formed with film material with shape recovery A plurality of stacked ink packages are located at predetermined positions. Top ink The film material that forms the package , Located below the upper ink package beneath ink From the film material that forms the package Also Great shape recovery Setting Has been.
[0011]
According to this claim 2 Printer According to claim 1 Printer Acts in the same way as ink Package The Since it is made of a film material having shape restoring properties, ink Extract the ink from the package and ink Even if the internal pressure of the package decreases, the shape change is suppressed, ink The internal pressure of the package is maintained at a negative pressure.
[0012]
And the top ink The film material that forms the package is the bottom ink From the film material that forms the package Also Great shape recovery Setting So the top ink Package internal pressure is at the bottom ink A negative pressure lower than the internal pressure of the package is maintained. So the top ink Top by extracting ink from the package ink Package and bottom ink The bottom of the package due to head differential ink Higher positive pressure than the package ink Even if you join the package, ink The balance of the pressure applied to each ink supplied from the package to the print head is maintained.
[0013]
Claim 3 Printer According to claim 1 Printer In Located in a predetermined position among a plurality of stacked ink packages Top ink package And lower than the upper ink package beneath ink package Each of Attached , Ink package A deformation suppressing member that suppresses the shape change of the upper portion ink The deformation suppressing member attached to the package is the lower part ink Deformation suppression part attached to the package Material High rigidity Setting Has been.
[0014]
According to this claim 3 Printer According to claim 1 Printer Acts the same as the top ink Package or bottom ink Package Respectively In , That Ink package Deformation suppression member that suppresses shape change is attached Please Each of them with a needle for ink extraction. ink Extract the ink from the package and ink Even if the internal pressure of the package decreases, the shape change is suppressed, ink The internal pressure of the package is maintained at a negative pressure.
[0015]
And the top ink Package The The deformation suppressing member to be attached is the lower part. ink Deformation suppression part attached to the package Material R Also Strong rigidity Setting So the top ink Package internal pressure is at the bottom ink A negative pressure lower than the internal pressure of the package is maintained. So the top ink Top by extracting ink from the package ink Package and bottom ink The bottom of the package due to head differential ink Higher positive pressure than the package ink Even if you join the package, ink The balance of the pressure applied to each ink supplied from the package to the print head is maintained.
[0016]
[0017]
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a desktop printer 1 using an ink package according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial sectional conceptual view of a nozzle portion 21a of a print head 21. The desktop printer 1 includes a printer main body 2 formed in a substantially box-like body, a printer cartridge 3 that is detachably attached to the upper portion of the printer 1 and mounted with print heads 21 and 21, and an ink cartridge in which an ink package 33 is stored. 30. In FIG. 1, the main body frame 12 of the printer main body 2, the paper carry-out port 13, the head moving groove 14, and the cartridge frame 26 of the printer cartridge 3 are illustrated by two-dot chain lines. An arrow X in FIG. 1 indicates the mounting direction of the ink cartridge 30.
[0026]
A platen roller 4 that is a transport roller for transporting the printing paper PP (see FIG. 2B) is rotatably supported on the main body frame 12 of the printer main body 2 and is parallel to the platen roller 4. A guide rod 17 is fixed. A driven gear 4 a is attached to the left end portion of the platen roller 4, and the driven gear 4 a is engaged with a drive gear 5 a that is rotated by the LF motor 5. Therefore, by rotating the LF motor 5, the platen roller 4 can be rotated and the printing paper PP can be conveyed. The guide rod 17 is slidably inserted into the carriage 6 and supports the carriage 6 so as to be movable in a direction orthogonal to the conveyance direction of the printing paper PP. In FIG. 1, a part of the guide rod 17 is omitted.
[0027]
The carriage 6 is for mounting the print heads 21 and 21 of the printer cartridge 3. The carriage 6 is rotated by a carriage motor 7 mounted on the right end portion of the main body frame 12 and the left end of the main body frame 12. It can reciprocate in the direction parallel to the guide rod 17 and the platen roller 4, that is, in the longitudinal direction of the printer main body 2, via a belt 7 c stretched between a driven pulley 7 b provided in the portion. Therefore, each print head 21 mounted on the carriage 6 can be reciprocated in the longitudinal direction of the printer body 2 to perform printing on the print paper PP. The belt 7c is not shown in order to facilitate understanding of the platen roller 4 and the guide rod 17.
[0028]
At the left end portion of the printer main body 2, a suction cap 8 that can seal a plurality of nozzle openings 21 b (see FIG. 2) in the nozzle portion 21 a of each print head 21, and a plurality of nozzles sealed by the suction cap 8. A suction pump 9 for sucking ink in the opening 21b is provided. When a process (purging process) for recovering the ink ejection state of the print head 21 by the suction cap 8 and the suction pump 9 is performed, the carriage 6 on which each print head 21 is mounted is moved by the carriage motor 7. The nozzle port 21 b of the nozzle portion 21 a in the print head 21 is sealed by the suction cap 8 by moving to the left side. After that, when the suction pump 9 is operated, bubbles and dried and solidified ink are sucked from the nozzle port 21b, and the discharge state of the nozzle port 21b of the nozzle part 21a can be recovered. This purge process is performed when the concave meniscus M (see FIG. 2B) formed by the ink surface filled in the nozzle port 21b is destroyed due to ink clogging or the like.
[0029]
Two protective caps 10 that are respectively placed on the nozzle portions 21 a of the print heads 21 mounted on the carriage 6 are disposed adjacent to the left side of the suction cap 8. Each protective cap 10 covers each nozzle portion 21 a when printing is not performed by the print head 21, that is, when the carriage 6 is in a standby state, and prevents evaporation of ink inside the nozzle cap 21. This prevents the ink 21b from drying.
[0030]
A control circuit board 11 on which a CPU 11a and the like for controlling the desktop printer 1 are mounted according to a control program related to the operation content of the desktop printer 1 is disposed below the printer body 2. A PC card 15 is connected to the control circuit board 11 via a connection cord 16. The PC card 15 is inserted into a PC card slot of a personal computer (not shown), and inputs print data output from the personal computer to the desktop printer 1. The desktop printer 1 is supplied with power from the personal computer via the PC card 15 and the connection cord 16 inserted into the PC card slot.
[0031]
A paper carry-out port 13 through which the printed printing paper PP is carried out from the printer main body 2 is formed in the side wall on the front side of the main body frame 12 of the printer main body 2. Further, unused printing paper PP is fed to the printer main body 2 at a position opposite to the side wall on the back side of the main body frame 12, that is, the side wall where the paper carry-out port 13 is formed and opposed to the paper carry-out port 13. A paper insertion slot (not shown) for insertion is provided. Further, since a rectangular head moving groove 14 is formed on the upper surface of the main body frame 12, when the printer cartridge 3 is attached to the printer main body 2, each print head 21 is moved to the carriage 6 via the head moving groove 14. Can be mounted on.
[0032]
The printer cartridge 3 includes a cartridge frame 26 detachably formed on the printer main body 2, and substantially the same type of print heads 21 and 21 are disposed on the cartridge frame 26. Each of the print heads 21 is provided with a nozzle portion 21a composed of a piezo element (piezoelectric element). As shown in FIG. 2, the nozzle portion 21a is provided with a plurality of nozzle ports (ink discharge ports) 21b, and each nozzle port 21b is filled with ink supplied from the ink cartridge 30. When a voltage is applied to the nozzle portion 21a composed of this piezo element, a distortion proportional to the voltage is generated in the nozzle portion 21a, and each nozzle port 21b contracts. By this contraction, the ink filled in each nozzle port 21b is ejected onto the printing paper PP and printing is performed.
[0033]
The nozzle ports 21b are arranged at equal intervals of approximately 90 dpi, respectively, and the carriage 6 on which each print head 21 is mounted moves forward or backward in the longitudinal direction of the printer body 2 ( 1), full color printing can be performed at a resolution of approximately 90 dpi.
[0034]
When the ink liquid level below each nozzle port 21b is formed in the concave meniscus M, the ink discharge performance is maintained and a clear print result can be obtained. The concave meniscus M is formed in each nozzle port 21b by maintaining the ink supply pressure of the ink filled in each nozzle port 21b at a negative pressure. For example, in the print head 21 used in this embodiment, if the ink supply pressure is within the range (print head operating pressure range) of about 0 mmAq (water column) to about −300 mmAq (water column) with respect to atmospheric pressure. It is possible to form a meniscus M in which the ink liquid surface in each nozzle port 21b is concave. The ink supply pressure of the ink filled in each ink package 33 includes a pressure (water head pressure) corresponding to a position water head difference based on a height difference between the ink package 33 and the lower surface of the nozzle portion 21a of the print head 21, and This is the sum of the internal pressure P of the ink package 33. A method for maintaining the ink supply pressure at a negative pressure will be described together with an ink cartridge 30 described later.
[0035]
As shown in FIG. 1, an attachment member 24 formed in a rectangular parallelepiped shape is disposed on the top of each print head 21. One end of four ink supply tubes 23 that supply black, yellow, cyan, and magenta ink extracted from four ink cartridges 30 to be described later to each print head 21 are provided on the right side surface of the mounting member 24. Each is attached. The other end of each ink supply tube 23 is attached to each of four adjacent attachment members 25, and four ink extraction members 22 are attached to each attachment member 25. Each ink extraction member 22 is for extracting ink from an ink package 33 accommodated in each ink cartridge 30, and the ink extracted by each ink extraction member 22 passes through each attachment member 25. After flowing into each ink supply tube 23, the ink is supplied to each print head 21 via the attachment member 24. At least one of the ink supply tubes 23 is integrally formed with a harness or the like (not shown) for supplying power for driving the print heads 21 and 22.
[0036]
The ink extraction member 22 is made of a metal material such as a stainless steel material having corrosion resistance, a ceramic material, or the like. The ink extraction member 22 penetrates into the ink sealing portion 33a of the ink package 33 and extracts the sealed ink inside. It is. The ink extraction member 22 is formed in a hollow needle-like body (see FIG. 3), and an ink extraction port 22a for extracting ink in the ink sealing portion 33a is formed at the tip portion. Accordingly, when the ink cartridge 30 accommodated in the ink package 33 is slid in the arrow X direction with the ink extraction member 22 and the through hole 31a (see FIG. 3) covered with the seal member 31b facing each other, the ink extraction is performed. The distal end portion of the member 22 penetrates the ink cartridge 30 through the through hole 31a covered with the seal member 31b.
[0037]
When the ink cartridge 30 is further slid, the leading end portion of the ink extraction member 22 is inserted into the concave portion 33b of the ink package 33 and penetrates into the ink sealing portion 33a, whereby the mounting of the ink cartridge to the printer cartridge 3 is completed. (The two-dot chain line in FIG. 1). After the completion of the mounting of the ink cartridge 30, the ink in the ink package 33 flows into the hollow ink extraction member 22 from the ink extraction port 22a. In this way, the ink that has flowed into each ink extraction member 22 flows into each ink supply tube 23 via each attachment member 25, and is further supplied to each print head 21 via the attachment member 24.
[0038]
Further, the attachment positions of the ink extraction members 22 on the attachment members 25 are attached to different positions in the front-rear direction of FIG. 1, and through holes 31 a of the ink cartridges 30 described later are provided on the ink extraction members 22. It is drilled corresponding to the mounting position. The outer diameter d (see FIG. 3) of the ink extraction member 22 will be described together with the ink cartridge 30 described later.
[0039]
Next, the ink cartridge 30 will be described with reference to FIGS. 1 and 3. FIG. 3 is an exploded perspective view of the ink cartridge 30. The ink cartridge 30 is for storing the ink supplied to each print head 21 and is detachably attached to the printer cartridge 3 (see FIG. 1). Each ink package 33 accommodated in each ink cartridge 30 is sealed with ink of four colors of black, yellow, cyan, and magenta in order from the top of FIG. These color inks are ejected from a plurality of nozzle openings 21b provided in the print heads 21, respectively, so that full-color printing can be performed on the printing paper PP.
[0040]
As shown in FIG. 1, the desktop printer 1 has four ink cartridges 30 mounted in a stacked state, and all the ink cartridges 30 are mounted together in one place. Therefore, it is possible to simplify the work process when replacing a plurality of ink cartridges 30 at a time. Further, in the desktop printer 1 of the present embodiment, the four ink cartridges 30 are mounted on the printer cartridge 3 in a state where they are stacked in the vertical direction in FIG. Can be formed short. That is, since the desktop printer 1 is reduced in size, the installation space required for installing the desktop printer 1 in a desired place can be reduced.
[0041]
As shown in FIG. 3, each ink cartridge 30 includes an ink package 33 in which ink is sealed, a cartridge main body 31 in which the ink package 33 is stored, and a cartridge lid 32 that covers the cartridge main body 31. It has. Each cartridge body 31 and each cartridge lid 32 are made of a rigid material (rigid material), for example, a synthetic resin such as an ABS resin excellent in mechanical strength, or a metal material such as a stainless steel material. Since each cartridge body 31 and cartridge lid 32 are formed substantially the same, the one set of cartridge body 31 and cartridge lid 32 will be described below.
[0042]
The cartridge main body 31 is formed in a substantially hollow box-like body, and the upper part thereof is opened to accommodate the ink package 33. When the ink package 33 is stored in the cartridge main body 31, the cartridge lid 32 is covered on the opened upper portion of the cartridge main body 31. After covering the cartridge lid 32, the cartridge lid 32 is welded to the cartridge body 31, and the cartridge lid 32 is attached to the cartridge body 31. As a result, the ink package 33 is stored in the ink cartridge 30 in a sealed state. When the cartridge lid 32 is attached, the cartridge body 31 and the cartridge lid 32 are not welded to each other, and an attachment member or the like is disposed on each of the cartridge lid 32 and the cartridge lid 32 is attached to the cartridge body 31. The gap between the main body 31 and the cartridge lid 32 may be sealed with silicon or the like.
[0043]
A through hole 31a is formed in the left side wall of the cartridge body 31 so as to allow the ink extraction member 22 to penetrate. A seal member 31b is attached to the side wall surface of the cartridge body 31 by welding so as to cover the through hole 31a. . This seal member 31b is for maintaining the airtightness of the ink cartridge 30, and is composed of a laminated structure film material in which a plurality of film sheets made of polyethylene resin or the like are laminated, for example, approximately 10 sheets. Yes. When the ink extraction member 22 is inserted into the seal member 31b, the laminated structure film material constituting the seal member 31b has a property (adhesiveness) to be in close contact with the outer peripheral surface of the inserted ink extraction member 22. Yes. Therefore, intrusion of air or the like into the ink cartridge 30 from the through hole 31a into which the ink extraction member 22 is inserted is prevented, and the air tightness of the ink cartridge 30 can be maintained. When the seal member 31b is attached to the cartridge body 31, an adhesive or the like may be applied to the seal member 31 and adhered to the side wall surface of the cartridge body 31 in which the through hole 31a is formed.
[0044]
Further, the attachment positions of the ink extraction members 22 on the attachment members 25 are respectively attached at different positions in the front-rear direction of FIG. 1, and the through holes 31 a of the ink cartridges 30 are located at the positions of the ink extraction members 22. Correspondingly, it is drilled. Therefore, when the ink cartridge 30 is attached to the printer cartridge 3, each ink extraction member 22 is attached to each through hole 31a unless the ink cartridges 30 are always attached in the order of black, yellow, cyan, and magenta from the top of FIG. Can not be inserted. Accordingly, it is possible to prevent ink color mixing due to wrong mounting of the ink cartridge 30.
[0045]
Each ink package 33 is formed in a substantially rectangular bag, and is a laminated structure film material in which a plurality of, for example, approximately 10 film sheets made of polyethylene resin or the like are laminated, similar to the seal member 31b. It consists of Therefore, when the ink extraction member 22 is inserted into the ink package 33, ink leakage from the ink package 33 and intrusion of air or the like into the ink package 33 is prevented. In particular, since entry of air or the like into the ink package 33 is prevented, mixing of air or the like into the ink supplied to the print head 21 is prevented. Therefore, the ink meniscus M filled in the plurality of nozzle openings 21b of the print head 21 is prevented from being destroyed, so that the ink discharge performance of the print head 21 can be maintained.
[0046]
In addition, an ink sealing portion 33a is formed at a substantially central portion of each ink package 33, and the ink used for printing is sealed therein. A concave portion 33b is formed on the left edge portion of the ink sealing portion 33a, and welded portions 33c, 33d, and 33e are formed on the other edge portion. The concave portion 33b is a portion into which the ink extracting member 22 is inserted, and both end portions thereof are supported by the welded portions 33c and 33d, so that the concave portion 33b is formed in a substantially concave shape when viewed from above. Therefore, the ink extraction member 22 can be easily inserted into the ink sealing portion 33a of the ink package 33 by inserting the ink extraction member 22 into the recess 33b. Further, since the concave portion 33b and the side wall in which the through hole 31a of the cartridge main body 31 is formed are opposed to each other, the tip portion of the ink extraction member 22 penetrating the through hole 31a covered with the seal member 31b is used. It can be easily inserted into the recess 33b.
[0047]
When the ink package 33 is stored in the ink cartridge 30, the welded portions 33c, 33d, and 33e of the ink package 33 may be folded and stored, and the welded portions 33c, 33d, and 33e of the ink package 33 are cut. Then, it may be stored in the cartridge main body 31.
[0048]
In the manufacturing method of the ink package 33, first, a rectangular laminated film material is overlapped in a folded state, and one side of the overlapped edge portion facing the edge portion folded in two is welded. Thus, the welded portion 33e is formed to form a hollow cylindrical body. Since this hollow cylindrical body is open at both edge portions facing each other, one of them is welded to form a welded portion 33c, and a bag body at which the edge portion where the welded portion 33d is formed is opened. Is molded. After forming the bag body, ink is injected into the bag body from the opened portion. After the ink is injected, the portion facing the welded portion 33c is welded to form the welded portion 33d. Then, the recess 33b is formed at the edge portion of the ink sealed portion 33a, and the ink is sealed in the ink sealed portion 33a. An ink package 33 is formed at one end of the bag body described above. After the ink package 33 is formed, the welded portion 33d is cut to separate the ink package 33 from the bag body, thereby completing the manufacture of the ink package 33. When ink is injected, by maintaining the internal pressure P of the ink sealing portion 33a at a positive pressure, it is possible to prevent the intrusion of air or the like into the ink sealing portion 33a of the unused ink package 33.
[0049]
Next, a method for maintaining the ink supply pressure of the ink supplied to each print head 21 at a negative pressure will be described. Since each ink package 33 is formed of the above-described laminated structure film material, the ink package 33 has a property (adhesiveness) to be in close contact with the outer peripheral surface of the inserted ink extraction member 22 when the ink extraction member 22 is inserted. ing. Therefore, it is possible to prevent ink leakage from the ink sealing portion 33a and intrusion of air or the like into the ink sealing portion 33a. In particular, when ink extraction (ink consumption) is performed by the ink extraction member 22, intrusion of air or the like into the ink sealing portion 33a is prevented, so that a volume corresponding to the ink consumption amount in the ink sealing portion 33a is obtained. It is not replaced by air or the like. Therefore, the internal pressure P of the ink sealing portion 33a can be maintained at a negative pressure.
[0050]
Further, by strengthening the rigidity of the laminated structure film material forming each ink package 33 and the rigidity of the leaf spring member 40 described later, the ink sealing portion 33a of the ink package 33 is given shape recovery, and the ink sealing portion 33a. The shape change is suppressed. Therefore, when ink is extracted from the ink sealing portion 33a by the ink extraction member 22, the ink sealing portion 33a is not crushed to atmospheric pressure or the like, and the internal pressure P of the ink sealing portion 33a is maintained at a negative pressure. Can do.
[0051]
Further, as shown in FIG. 1, each ink package 33 is mounted on the printer cartridge 3 so as to be stacked in the vertical direction of FIG. Therefore, in order from the top of FIG. 1, the rigidity of the laminated structure film material forming each ink package 33 and the rigidity of each leaf spring member 40 attached to each ink package 33 are formed to be large. That is, as the mounting position of the ink package 33 rises from the lowermost part to the uppermost part, the rigidity of the laminated structure film material forming the ink package 33 and the rigidity of each leaf spring member 40 attached to each ink package 33 are increased. Has been increased.
[0052]
Therefore, as the mounting position of the ink package 33 rises from the lowermost part to the uppermost part, the ink sealing part 33a of the ink package 33 is given a greater shape restoring property, so that when the ink is extracted, the ink sealing part 33a. The negative internal pressure P applied to the inside can be maintained at a lower pressure. Accordingly, the ink supply pressure (positive water head of each ink) supplied from each ink package 33 to each print head 21 due to the pressure (positive water head pressure) caused by the position head difference generated between the print head 21 and each ink package 33. Increase of the pressure and the internal pressure P of the ink sealing portion 33a) can be prevented, each ink supply pressure can be maintained within the print head operating pressure range, and each ink supplied from each ink package 33 can be maintained. It becomes possible to make the ink supply pressures of ink substantially equal to each other. As a result, the meniscus M in which each ink is in a substantially uniform state can be formed in each nozzle port 21b, so that the ink discharge performance of each ink can be maintained satisfactorily.
[0053]
Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 10, a specific method for enhancing the rigidity of the laminated structure film material forming the ink package 33 will be described. 4 to 6 are graphs showing the relationship between the ink consumption V and the internal pressure P of the ink sealing portion 33a.
[0054]
FIG. 4 is a graph comparing the ink packages 33 having different thickness w of the laminated structure film material. FIG. 5 is a graph showing the ratio between the longitudinal length A and the lateral length B in the ink sealing portion 33a (the aspect ratio). ) FIG. 6 is a graph comparing ink packages 33 having different h, and FIG. 6 is a graph comparing ink packages 33 having one of the longitudinal length A and the lateral length B of the ink sealing portion 33a having different lengths. is there. 4 to 6, the horizontal axes 51, 61, 71 indicate the ink consumption V of the ink sealed in the ink sealing portion 33a, and the vertical axes 52, 62, 72 indicate the internal pressure of the ink sealing portion 33a. P is shown. Further, an arrow X in FIG. 3 indicates the mounting direction of the ink cartridge 30.
[0055]
The thickness w of the laminated structure film material in each ink package 33 shown in FIG. 4 is 160 μm for the curve 53 (two-dot chain line), 100 μm for the curve 54 (solid line), and 80 μm for the curve 55 (dotted line). is there. Comparing the curves 53 to 55 in FIG. 4, the internal pressure P decreases rapidly in the order of the curves 53, 54, and 55 as the ink consumption V increases. That is, as the thickness w of the laminated structure film material increases, the rigidity of the laminated structure film material forming the ink sealing portion 33a increases, so that the shape restoring property of the laminated structure film material becomes remarkable, and the shape of the ink sealing portion 33a. This is because the change is suppressed. Therefore, in this embodiment, in order to bring the ink supply pressure, that is, the internal pressure P of the ink sealing portion 33a into the print head operating pressure range of about 0 mmAq or more and about −300 mmAq or less based on the result of FIG. The thickness w of the structural film material is formed to be approximately 30 μm or more and approximately 300 μm or less.
[0056]
As described above, in the present embodiment, the thickness w of the laminated structure film material is formed to be approximately 30 μm or more and approximately 300 μm or less, so that heating for forming the welded portions 33c, 33d, and 33e of the ink package 33 ( In the welding step, an excessive increase in the heating time and an excessive increase in the heating temperature are prevented. Therefore, the manufacturing cost of the ink package 33 can be reduced. Further, by forming the thickness of the laminated structure film material within the above-described range, it is possible to reduce the resistance force when the ink extraction member 22 is inserted into the ink package 33.
[0057]
[0058]
[0059]
Next, a method for imparting shape restoring property to the ink sealing portion 33a of the ink package 33 using the leaf spring member 40 will be described. 8 is an exploded perspective view of the ink package 33 and the leaf spring member 40, FIG. 9 is a partial sectional view of the ink package 33 with the leaf spring member 40 attached thereto, and FIG. 10 is an ink consumption amount. 5 is a graph showing the relationship between V and the internal pressure P of the ink sealing portion 33a, and is a comparison of ink packages 33 having different plate thicknesses t of the leaf spring members 40. FIG. 8 indicates the mounting direction of the leaf spring member 40 with respect to the ink package 33. In FIG. 10, the horizontal axis 81 indicates the ink consumption V of the ink sealed in the ink sealing portion 33a, and the vertical axis 81 indicates the internal pressure P of the ink sealing portion 33a.
[0060]
As shown in FIG. 8, by attaching the leaf spring member 40 to the ink package 33, it is possible to impart shape restoring properties to the ink package 33. The leaf spring member 40 is formed in a substantially square shape in a side view, and is formed of an elastic material such as a spring steel material. The leaf spring member 40 includes a pair of attachment portions 41 that face each other in the vertical direction, and each attachment portion 41 is connected to each other via a connection portion 42. In order to attach the leaf spring member 40 to the ink package 33, as shown in FIG. 9, after applying an adhesive 43 to the opposing surfaces of the pair of attachment portions 41 of the leaf spring member 40, the leaf spring member 40 is applied. Is slid in the direction of the arrow Y (see FIG. 8), the ink sealing portion 33a of the ink package 33 is sandwiched between the pair of mounting portions 41, and each mounting portion 41 of the leaf spring member 40 is moved to the ink sealing portion 33a. Attach to the upper and lower surfaces of
[0061]
By attaching the leaf spring member 40 to the ink sealing portion 33a of the ink package 30 in this manner, the shape change of the ink sealing portion 33a of the ink package 33 is suppressed. That is, when ink is extracted from the ink sealing portion 33a by the ink extraction member 22, a biasing force having substantially the same strength in the direction of the arrow F1 and the direction of the arrow F2 is applied to the ink sealing portion 33a by the leaf spring member 40. The internal pressure P of the ink sealing portion 33a can be maintained at a negative pressure without being crushed by atmospheric pressure or the like. As a result, when the ink extracted by the ink extraction member 22 is supplied to the print head 21, the ink supply pressure of the ink can be maintained at a negative pressure.
[0062]
The plate thickness t of the leaf spring member 40 in the ink package 33 shown in FIG. 10 is 0.2 mm for the curve 83 (solid line), 0.15 mm for the curve 84 (dashed line), and the curve 85 (dotted line). Is 0.1 mm. A curve 86 (two-dot chain line) indicates the ink package 33 that does not use the leaf spring member 40.
[0063]
Comparing the curves 83 to 86 in FIG. 10, as the ink consumption V increases, the internal pressure P of the ink sealing portion 33a rapidly decreases in the order of the curves 83, 84, and 85. Further, when the curves 83 to 85 and the curve 86 are compared, the decrease amount of the internal pressure P due to the increase in the ink consumption amount V indicated by the curves 83 to 85 of the ink package 33 using the leaf spring member 40 is the leaf spring member. The curve 86 not using 40 shows a sharp decrease from the decrease amount of the internal pressure P due to the increase in the ink consumption amount V indicated by the curve 86. That is, as the plate thickness t of the leaf spring member 40 is larger, the shape restoration property of the ink sealing portion 33a becomes more remarkable, and the effect of suppressing the shape deformation of the ink sealing portion 33a is increased.
[0064]
Next, the relationship between the adhesion between the ink package 33 and the ink extraction member 22 and the outer diameter d of the ink extraction member 22 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view showing the relationship between the outer diameter d of the ink extraction member 22 and the pressing force F applied to the ink package 33. The pressing force F means that when the ink extraction member 22 having a different outer diameter d is inserted into the ink package 33 and then the ink package 33 is pressed in the thickness direction, the ink extraction member 22 This is the pressing force that escapes from the package 33. The ink package 33 uses a laminated structure film material having a thickness w of approximately 100 μm.
[0065]
As shown in FIG. 7, the outer diameter d of the ink extraction member 22 increases, and the pressing force F by which the ink extraction member 22 comes out of the ink package 33 decreases. Based on this result, in order to maintain the adhesion between the outer peripheral surface of the ink extraction member 22 pierced into the ink package 33 and the laminated film material of the ink package 33, the outer diameter d of the ink extraction member 22 is reduced. It is formed to be approximately 5 mm or less.
[0066]
By supplying ink to the print head 21 using the ink package 33 and the ink extraction member 22 formed in this way, the ink supply pressure is adjusted to a negative pressure and maintained. Therefore, a sub-tank for making the ink supply pressure negative and a pump device for supplying ink (ink supply pressure adjusting means) or the like around the lower part of the print head 21 become unnecessary, and the number of parts of the desktop printer 1 is reduced. Manufacturing cost can be reduced. Further, since the ink supply pump or the like becomes unnecessary, the power consumption of the desktop printer 1 can be reduced.
[0067]
Next, an assembling method of the desktop printer 1 will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. First, as shown in FIG. 4, the ink packages 33 are accommodated in the cartridge body 31 by bending or cutting the welded portions 33 c to 33 e of the ink package 33. After the ink package 33 is stored, the cartridge lid 32 is covered on the top of the cartridge main body 31, the cartridge main body 31 and the cartridge lid 32 are welded, and the ink package 33 is stored in the ink cartridge 30 while being sealed. The Similarly, the other three ink packages 33 are stored in each ink cartridge 30.
[0068]
When the ink cartridge 30 is slid in the arrow X direction while the through hole 31a of the ink cartridge 30 and the ink extraction member 22 are opposed to each other, the tip of the ink extraction member 22 is inserted into the seal member 31b covering the through hole 31a. In rare cases, the tip of the ink extraction member 22 is inserted into the through hole 31a. After the ink extraction member 22 is inserted, the ink extraction member 22 is easily inserted into the ink sealing portion 33a from the concave portion 33b of the ink package 33 housed in the ink cartridge 30. Further, since both end portions of the concave portion 33b of the ink package 33 are supported by the welded portions 33c and 33d, the deformation of the ink sealing portion 33a due to the load accompanying the insertion of the ink extraction member 22 can be suppressed. .
[0069]
Further, when each ink cartridge 30 is continuously slid in the arrow X direction, each ink cartridge 30 reaches the position of the two-dot chain line (left side in FIG. 1) of the left end portion of the printer cartridge 3, and the printer of each ink cartridge 30 The mounting on the cartridge 3 is completed. At this time, since the laminated structure film material forming the seal member 31b and the laminated structure film material forming the ink package 33 and the outer peripheral surface of the ink extraction member 22 are in close contact with each other, infiltration of air or the like into the ink cartridge 30 is prevented. In addition, ink leakage from the ink package 33 and intrusion of air or the like into the ink package 33 are prevented.
[0070]
Each ink extraction member 22 inserted into the ink sealing part 33a of each ink package 33 extracts ink into the inside via the ink extraction port 22a, and supplies ink to each ink supply tube 23 via each attachment member 25. Inflow. The ink flowing into each ink supply tube 23 is supplied to each print head 21 via the attachment member 24. Here, by strengthening the rigidity of the laminated film material forming each ink package 33 and the rigidity of the leaf spring member 40 attached to each ink package 33, the ink sealing portion 33a of each ink package 33 is shaped. Restorability is imparted, and the shape change of each ink sealing portion 33a is suppressed. Accordingly, ink is extracted from the ink sealing portion 33a of the ink package 33 using the ink extraction member 22, and each ink sealing portion 33a is crushed to atmospheric pressure or the like even if the internal pressure P of each ink sealing portion 33a is reduced. The internal pressure P is maintained at a negative pressure.
[0071]
In addition, each ink package 33 is formed so that the rigidity of the laminated structure film material forming each ink package 33 and the rigidity of each leaf spring member 40 attached to each ink package 33 are increased in order from the top of FIG. Yes. That is, as the mounting position of the ink package 33 rises from the lowermost part to the uppermost part, the rigidity of the laminated structure film material forming the ink package 33 and the rigidity of each leaf spring member 40 attached to each ink package 33 are increased. Has been increased. Therefore, as the mounting position of the ink package 33 rises from the lowermost part to the uppermost part, the ink sealing part 33a of the ink package 33 is given a greater shape restoring property, so that when the ink is extracted, the ink sealing part 33a. The negative internal pressure P applied to the inside can be maintained at a lower pressure.
[0072]
For this reason, the ink supply pressure (positive pressure of each ink) supplied from each ink package 33 to each print head 21 due to the pressure (positive water head pressure) due to the position head difference generated between the print head 21 and each ink package 33. The rise of the water head pressure and the internal pressure P of the ink sealing portion 33a) is suppressed, each ink supply pressure can be maintained within the print head operating pressure range, and supplied from each ink package 33. It becomes possible to make the ink supply pressure of each ink substantially equal. Accordingly, the meniscus M can be formed in each nozzle port 21b, so that the ink discharge performance of each ink discharged from each print head 21 is maintained in a uniform state, and a clear print result can be obtained.
[0073]
Next, as shown in FIG. 1, the printer cartridge 3 is mounted on the printer body 2 while the print heads 21 and 21 of the printer cartridge 3 are mounted on the carriage 6 of the printer body 2. When the PC card 15 of the desktop printer 1 is inserted into the PC slot of the personal computer after the printer cartridge 3 is installed, the desktop printer 1 can transmit and receive print data and the like with the personal computer, and the power from the personal computer. It will be ready for operation when supplied.
[0074]
When the desktop printer 1 receives print data from a personal computer, it prints on the print paper PP. In this case, first, when an unused printing paper PP is inserted into a paper insertion opening (not shown), the printing paper PP is transported by the platen roller 4 along a transport path below the print head 21. The conveyed printing paper PP is printed by the ink ejected from each nozzle port 21b of the printing head 21 when passing through the conveyance path below the printing head 21 (see FIG. 2). PP is unloaded from the sheet unloading port 13.
[0075]
In the ink package according to any one of claims 1 to 3, an arbitrary ink package 33 is used as the lower package, and any one of the ink packages 33 mounted above the optional ink package 33 is used as the upper package. Respectively. Further, in the ink package according to claim 6, an arbitrary ink package 33 is used as the lower package, and any one of the ink packages 33 mounted above the arbitrary ink package 33 is used as the upper package. Applicable.
[0076]
The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be easily made without departing from the spirit of the present invention. Can be inferred.
[0077]
For example, in this embodiment, a through hole 31a is formed in one side wall of the cartridge main body 31, and the through hole 31a is covered with a seal member 31b. However, the ink cartridge is not necessarily limited to this, and the entire surface of one side wall of the cartridge main body of the ink cartridge may be opened, and the above-described laminated structure film material may be welded to the entire surface of the opened side wall. .
[0078]
In this embodiment, the ink package 33 in which ink is sealed is stored in the ink cartridge 30. However, such an ink cartridge is not necessarily limited to this, and the ink may be directly sealed inside the ink cartridge without using the ink package. In this case, an excessive decrease in the internal pressure of the ink cartridge can be prevented by forming a part of the ink cartridge with an elastic sheet material or the like. Therefore, the ink supply pressure of the ink supplied to the print head can be maintained within the print head operating pressure range. Further, by configuring the elastic sheet material or the like with the above-described laminated film material, it is not necessary to separately provide a seal member into which the ink extraction member 22 is inserted, and the manufacturing cost of the ink cartridge can be reduced. When the ink is sealed directly inside the ink cartridge, the ink cartridge may be formed of a material that is compatible with the ink used for printing, such as polyoxymethylene (POM) resin.
[0079]
Moreover, in the present Example, the laminated structure film material mentioned above was used for the sealing member 31b. However, the seal member is not necessarily limited to this, and may be replaced with a packing made of NBR (acrylonitrile dibutene rubber) or the like, for example. Moreover, you may use together this sealing etc. and the sealing member 31b comprised with the laminated structure film material mentioned above. As described above, by attaching the packing or the like to the through hole 31a, when the ink cartridge 30 once mounted is removed from the printer cartridge 3, ink leakage from the ink cartridge 30 or air to the ink cartridge 30 is caused. The intrusion of etc. is prevented.
[0080]
In this embodiment, each attachment portion 41 of the leaf spring member 40 is attached to the ink sealing portion 33 a of the ink package 33 using the adhesive 43. However, the method of attaching the leaf spring member is not necessarily limited to this, and for example, a double-sided tape with adhesive applied on both sides may be used.
[0081]
【The invention's effect】
Claim 1 Printer According to Each ink Package is ,I Pressure corresponding to the position head difference based on the height difference between the ink package and the lower surface of the nozzle of the print head And From the sum of the internal pressure of the ink package Ru Nk supply pressure , Within the operating pressure range of the print head and Between each ink package Almost equal Na Shape recovery Set to Because Each ink Even if ink is extracted from the package and its internal pressure drops, Each ink The shape change of the package is suppressed, and the internal pressure can be maintained at a negative pressure. Therefore, Each ink Package The Depending on the position head difference, the bottom Ink located at Higher positive pressure than the package Ink located at Even if you join the package, ink It is possible to maintain a balance of pressure applied to the ink supplied from the package to the print head. Therefore, there is an effect that the ink discharge properties of each ink can be made uniform and good print quality can be maintained.
[0082]
Claim 2 Printer According to claim 1 Printer In addition to the effects of ink Package The Since it is made of a film material that has shape restoring properties, ink Each ink extraction from the package ink Even if the internal pressure of the package decreases, the shape change is suppressed, ink There is an effect that the internal pressure of the package can be maintained at a negative pressure.
[0083]
Also the top ink The film material that forms the package is the bottom ink From the film material that forms the package Also Great shape recovery Setting So the top ink Lower the internal pressure of the package ink It can be maintained at a lower pressure than the internal pressure of the package. So the top ink Package and bottom ink The bottom of the package due to head differential ink Higher positive pressure than the package ink Even if you join the package, ink It is possible to maintain a balance of pressure applied to the ink supplied from the package to the print head. Therefore, there is an effect that the ink discharge properties of each ink can be made uniform and good print quality can be maintained.
[0084]
Claim 3 Printer According to claim 1 Printer In addition to the effects of ink package as well as beneath ink Package Respectively In , That Ink package Deformation suppression member that suppresses shape change is attached Please Each of them with a needle for ink extraction. ink Extract the ink from the package and ink Even if the internal pressure of the package decreases, the shape change is suppressed, ink There is an effect that both the inside of the package can be maintained at a negative pressure.
[0085]
Also the top ink Package The The deformation suppressing member to be attached is the lower part. ink Deformation suppression part attached to the package Material R Also Strong rigidity Setting So the top ink Lower the internal pressure of the package ink It can be maintained at a lower pressure than the internal pressure of the package. So the top ink Package and bottom ink The bottom of the package due to head differential ink Higher positive pressure than the package ink Even if you join the package, ink It is possible to maintain a balance of pressure applied to the ink supplied from the package to the print head. Therefore, there is an effect that the ink discharge properties of each ink can be made uniform and good print quality can be maintained.
[0086]
[0087]
[0088]
[0089]
[0090]
[0091]
[0092]
[0093]
[0094]
[0095]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a desktop printer using an ink package according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional conceptual diagram of a nozzle portion of a print head.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the ink cartridge.
FIG. 4 is a graph comparing ink packages having different thicknesses of laminated structure film materials.
FIG. 5 is a graph comparing ink packages having different ratios (length / width ratio) between the length in the vertical direction and the length in the horizontal direction in the ink sealing portion.
FIG. 6 is a graph comparing ink packages in which one of the longitudinal length and the lateral length of the ink sealing portion is different.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the outer diameter of the ink extraction member and the pressing force applied to the ink package.
FIG. 8 is an exploded perspective view of an ink package and a leaf spring member.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of an ink package with a leaf spring member attached thereto.
FIG. 10 is a graph comparing ink packages with different plate spring member thicknesses.
[Explanation of symbols]
1 Desktop printer
2 Printer body
3 Printer cartridge
4 Platen roller
5 LF motor
6 Carriage
7 Carriage motor
15 PC card
17 Guide rod
21 Print head
21a Nozzle part
21b Nozzle port
22 Ink extraction member
22a Ink extraction port
23 Ink supply tube
30 Ink cartridge
31 Cartridge body
32 through holes
31b Seal member (airtight holding member)
32 Cartridge cover
33 Ink package (top ink Package, bottom ink Package, ink package)
33a Ink sealing part
33b Concave part (a part of the outer surface of the ink sealing part)
33c, 34d welded parts (both sides welded)
33e welded part
40 Leaf spring member (deformation suppressing member)
A Vertical length (vertical length of the ink seal)
B Horizontal length (horizontal length of ink seal)
d Outer diameter
h Aspect ratio
M Meniscus
PP printing paper
t Thickness
w Thickness (thickness of film material)

Claims

A printer comprising a print head that discharges ink from a nozzle portion, and an ink package that supplies ink to the print head ,
The ink package is mounted by stacking a plurality in the vertical direction,
Each ink package that is the plurality stacked Louis ink supply pressure, such a sum of the internal pressure of the pressure and Lee ink package corresponding to the position of head differential caused by the height difference between the nozzle lower surface of the print head and the ink package but a printer, characterized in that it is set to be substantially equal such a shape recovery property between and the ink package within the operating pressure range of the print head.

The ink package is formed of a film material having shape restoring properties ,
Among a plurality of stacked ink packages, the film material forming the upper ink package located at a predetermined position has a shape restoration property than the film material forming the lower ink package located below the upper ink package. The printer according to claim 1, wherein the printer is set large.

Of the ink package that is several stacked, are attached to each of the upper ink package and the lower ink package located below from the upper ink package is located at a predetermined position, suppressing deformation suppressing the deformation of the ink package Comprising a member,
The upper ink deformation suppression member is the attached to the package, the printer according to claim 1, wherein the rigid Ri by deformation suppressing member which is attached to the lower ink package is set to be stronger.