(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向の両端部にインク流入口およびインク流出口を有し、インクの流入により膨らむ膨出状態とインクの流出により潰れる扁平状態との間で変形可能で、上側フィルムと下側フィルムとにより袋状に構成されたパック本体と、
前記インク流入口および前記インク流出口を水平に位置させ且つ前記パック本体を水平に寝かせた横向き水平姿勢に吊下した状態で、前記上側フィルムの中心部位に貼着される両面粘着テープを介して、前記パック本体を支持する支持プレートと、
前記下側フィルムの中心部位に貼着される両面粘着テープを介して貼着される遮光板と、
前記遮光板が差し込まれるスリットを有するフォトインタラプタで構成されるインク量検出センサと、
前記インク量検出センサが取り付けられるセンサ支持プレートと、を有するインクパックの支持構造であって、
前記上側フィルムに貼着される両面粘着テープと前記下側フィルムに貼着される両面粘着テープとは、対面して設けられていることを特徴とするインクパックの支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載の支持構造であって、前記支持構造はさらに、前記パック本体内に、前記インク流入口および前記インク流出口に両端部が接続される流通保持パイプを有し、前記上側フィルムに貼着される両面粘着テープと前記下側フィルムに貼着される両面粘着テープは、前記流通保持パイプを介して対面している、ことを特徴とする支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大型のインクジェットプリンタに組み込まれ、そのインクジェットヘッドにインク供給する中間タンクとしての、インクパックの支持構造およびこれを備えたインク供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大型のインクジェットプリンタ等では、インクを貯留するメインインクタンクとインクを吐出するインクジェットヘッドとの間に、インクパックを介設するようにし、インクジェットヘッドに供給するインクの水頭圧を一定に保つと共に、メインインクタンクの交換作業時でも、インクジェットヘッドへのインク供給を行えるようにしている。
この種のインクパックは、２枚のフィルムをその周縁部で溶着して構成した袋状のパック本体と、パック本体の長手方向の両端部に設けた樹脂製のインク流入口およびインク流出口とを有している。インクを貯留してない自由状態のインクパックは、２枚のフィルムが密着するように潰れており、この状態からインクを供給すると、２枚のフィルムが膨出するように膨らむようになっている。
この場合、インクパックは、省スペースを考慮し、機台上に鉛直に立設した支持プレートに添うように、横向き鉛直姿勢で貼着支持されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のインクパックの支持構造では、インクパックが横向き鉛直姿勢で支持されているため、インクパックが膨出状態（満水状態）にある場合と、目減りした扁平状態（減水状態）にある場合とで、水位（液位）の差が大きく、その分、水頭圧の変動が大きくなる問題があった。
【０００４】
本発明は、インクパックのインク貯留量の増減に対し、水頭圧の変動を構造的に少なくすることができるインクパックの支持構造およびこれを備えたインク供給装置を提供することをその目的としている。
【０００５】
本発明の支持構造は、長手方向の両端部にインク流入口およびインク流出口を有し、インクの流入により膨らむ膨出状態とインクの流出により潰れる扁平状態との間で変形可能で、上側フィルムと下側フィルムとにより袋状に構成されたパック本体と、前記インク流入口および前記インク流出口を水平に位置させ且つ前記パック本体を水平に寝かせた横向き水平姿勢に吊下した状態で、前記上側フィルムの中心部位に貼着される両面粘着テープを介して、前記パック本体を支持する支持プレートと、前記下側フィルムの中心部位に貼着される両面粘着テープを介して貼着される遮光板と、前記遮光板が差し込まれるスリットを有するフォトインタラプタで構成されるインク量検出センサと、前記インク量検出センサが取り付けられるセンサ支持プレートと、を有するインクパックの支持構造であって、  前記上側フィルムに貼着される両面粘着テープと前記下側フィルムに貼着される両面粘着テープとは、対面して設けられていることを特徴とする。また、本発明の支持構造は、前記支持構造はさらに、前記パック本体内に、前記インク流入口および前記インク流出口に両端部が接続される流通保持パイプを有し、前記上側フィルムに貼着される両面粘着テープと前記下側フィルムに貼着される両面粘着テープは、前記流通保持パイプを介して対面してもよい。
【０００６】
この構成によれば、インクパックがパック支持部材に横向き水平姿勢で支持されているため、インクパックがインクの流入により膨出状態（満水状態）にある場合と、インクの流出により目減りした扁平状態（減水状態）にある場合とで、水位（液位）の差が小さく、その分、水頭圧の変動を小さく押えることができる。
【０００８】
この構成によれば、インクパックに貯留したインクの重量が、パック本体の下側のフィルムに加わり、下側のフィルムが無理なく膨らむため、インクパックの内圧を押えた状態でインク貯留量を増やすことができる。
【００１４】
本発明の他のインクパックの支持構造は、内部にインクを貯留するインクパックと、インクパックを支持するパック支持部材と、インクパックに臨み、インクパックのインク量を検出するインク量検出センサと、インク量検出センサを支持するセンサ支持部と、を有することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクパックおよびこれを備えたインク供給装置について説明する。このインク供給装置は、主として大型のインクジェットプリンタに使用されるものであるため、カートリッジ形式を採用することなく、固定のインクタンクからインクパックを経由してインクジェットヘッドにインクを供給するものである。
【００１８】
図１は、インクジェットプリンタのインク供給系の基本構成を模式的に示したものである。同図に示すように、インク供給装置１は、インクＡを大量に貯留するメインインクタンク２と、中間タンクとして機能するインクパック３と、インクパック３を横向き水平姿勢に支持する支持プレート４とを備えている。
【００１９】
また、メインインクタンク２とインクパック３とは、第１インク供給管５により接続されており、第１インク供給管５のメインインクタンク２側近傍にはタンク側供給バルブ６が、インクパック３側近傍には供給コントロールバルブ７がそれぞれ介設されている。同様に、インクパック３とインクジェットヘッド８とは、第２インク供給管９により接続されており、第２インク供給管９のインクパック３側近傍にはパック側供給バルブ１０が介設されている。
【００２０】
タンク側供給バルブ６は、主にメインインクタンク２の交換に際し、第１インク供給管５を閉塞するために用いられる。したがって、タンク側供給バルブ６は、常時は開弁されている。供給コントロールバルブ７は、メインインクタンク２内のインクＡをインクパック３に供給する際に自動的に開弁され、常時は閉弁されている。また、メンテナンスに際しインクパック３を交換する場合には、供給コントロールバルブ７により第１インク供給管５に閉塞すると共に、パック側供給バルブ１０により第２インク供給管９を閉塞する。したがって、パック側供給バルブ１０は、常時は開弁されている。
【００２１】
インクパック３およびインクジェットヘッド８は、例えばインクジェットプリンタの機台１１上に設置され、メインインクタンク２は、機台１１上に設けた架台１２上に設置されている。すなわち、メインインクタンク２は、インクＡを自然流下により供給すべくインクパック３より高い位置に配置され、インクパックは、インクＡの垂れを防止すべくインクジェットヘッド８よりも幾分低い位置に配置されている。
【００２２】
これにより、インクＡは、メインインクタンク２から自然流下によって、第１インク供給管５を介してインクパック３に供給される。また、インクパック３内のインクＡは、インクジェットヘッド８のポンプ作用で、第２インク供給管９を介してインクジェットヘッド８に供給される。そして、インクジェットヘッド８のインク吐出に同期するようにして、インクジェットヘッド８と印刷対象物（用紙やテープなどの印刷媒体）Ｂとが、主走査方向および副走査方向に相対的に移動することで、印刷対象物Ｂにインクジェット方式による印刷が行われる。
【００２３】
なお、図１では、単一のメインインクタンク２、インクパック３、第１インク供給管５、第２インク供給管９およびインクジェットヘッド８等が示されているが、インクジェットプリンタがカラープリンタで構成されている場合には、使用される各カラーインク（例えば４色）に対応して、複数の同一構成のメインインクタンク２、インクパック３、第１インク供給管５、第２インク供給管９およびインクジェットヘッド８等が併設されることになる。
【００２４】
メインインクタンク２は、インクＡを貯留する大型の樹脂容器等で構成され、インクパック３よりも高い位置、例えば２００ｍｍ程度の高さ水頭圧となる位置に配設され、その流入側にはインク注出口となる口栓１３が取り付けられている。また、図示しないが、メインインクタンク２にはインクエンドを検出する検出センサが設けられており、オペレータに対し、メインインクタンク２のインクエンドを報知できるようになっている。
【００２５】
第１インク供給管５は、可とう性を有する樹脂やゴムなどのチューブで構成され、一端がメインインクタンク２の口栓１３に差込み接続され、他端がインクパック３の後述するインク流入口部材１７に接続されている。同様に、第２インク供給管９は、可とう性を有する樹脂やゴムなどのチューブで構成され、一端が後述するインクパック３のインク流出口部材１８に接続され、他端がインクジェットヘッド８のインク接続口１４に接続されている。
【００２６】
タンク側供給バルブ６およびパック側供給バルブ１０は、手動式のバルブ（ゲート弁、コック等）で構成され、供給コントロールバルブ７は、インクジェットプリンタの制御系により開閉制御される、電磁弁（電磁二方弁）で構成されている。後述するインクパック３のインク量検出センサ３１が、インクＡの残量が少なくなる「減水（減液）」を検出したときに、供給コントロールバルブ７は開弁され、メインインクタンク２からのインクＡの供給を受けると共に、インク量検出センサ３１が、「満水（満液）」を検出すると閉弁される。
【００２７】
図２に示すように、インクパック３は、変形可能な柔軟性を有する袋状のパック本体１６で主要部が構成され、パック本体１６の一端に取り付けた樹脂製のインク流入口部材（インク流入口）１７と、他端に取り付けた樹脂製のインク流出口部材（インク流出口）１８と、パック本体１６内においてインク流入口部材１７とインク流出口部材１８とを接続する流路保持パイプ１９とを有している。
【００２８】
パック本体１６は、２枚のフィルムシート２１ａ，２１ｂをその周縁部２２で熱溶着することで袋状に形成され、内部にインクＡを貯留する変形自在な貯留空間２３を構成している。すなわち、パック本体１６は、長方形の２枚のフィルムシート２１ａ，２１ｂを貼り合わせて対向する二つの側面部を形成すると共に、両側面部の両端部にそれぞれインク流入口部材１７およびインク流出口部材１８とを対向させるように取り付けて、封止されている。
【００２９】
各フィルムシート２１ａ，２１ｂは、薄い多層フィルムで構成されている。多層フィルムは、非通気性材料からなり、例えば内側から順に、ポリエチレン、ナイロン、ポリエステル等の積層形態となっている。このような構成により、パック本体１６は、貯留空間２３にインクＡが充填されると、偏平状態（減水状態）から両各フィルムシート２１ａ，２１ｂが互いに離間して略筒状に膨出する膨出状態（満水状態）に変形する（図５参照）。
【００３０】
インク流入口部材１７およびインク流出口部材１８は、それぞれ樹脂材料により所定の強度を有して構成され、パック本体１６側である基部側の取付孔部２４と、取付孔部２４と一体に形成された外側の接続フランジ部２５とからなり、軸心にはインクＡの流路が形成されている。取付孔部２４は、断面楕円状に形成され、２枚のフィルムシート２１ａ，２１ｂが、これを囲うようにして隙間を作ることなく密に熱溶着されている。
【００３１】
流路保持パイプ１９は、剛性および耐溶剤性を有する材質でもって円筒状に形成され、両端部がそれぞれインク流入口部材１７およびインク流出口部材１９のそれぞれの取付孔部２４，２４に接続され、両部材１７，１８のインクＡの流路に連通するインク流路を形成している。また、流路保持パイプ１９は、この円筒状からなる胴部に、円筒内部とパック本体１６内（貯留空間２３）とを連通する複数の小孔２６が穿孔されている。これにより、両フィルムシート（両側面部）２１ａ，２１ｂが密着する扁平状態であっても、パック本体１６内にインク流路が確保され、両フィルムシート２１ａ，２１ｂの密着を阻止してインクパック３内のエアー除去等を、円滑に且つ確実に行えるようになっている。
【００３２】
次に、図８を参照して、インク供給装置１の変形例について説明する。この変形例では、メインインクタンク（インクカートリッジ）２がインクパック３より低い位置に配設されており、メインインクタンク２のインクＡをポンプアップしてインクパック３に供給するようにしている。なお、メインインクタンク２以外の構造は、上記の第１実施形態と同一である。
【００３３】
メインインクタンク２は、例えばアルミニウム等で構成した加圧ボックス５１に収容されており、この状態で機台１１に形成した棚板１２ａ上に載置されている。加圧ボックス５１には、エアー配管５２を介してエアーポンプ５３が接続されており、加圧ボックス５１とエアーポンプ５３との間には、加圧ボックス５１内の圧力を一定に保つレギュレータ５４が介設されている。すなわち、レギュレータ５４で検出した圧力をフィードバックしてエアーポンプ５３の駆動を制御するようにし、加圧ボックス５１内の圧力を常に一定に保つようにしている。
【００３４】
一方、加圧ボックス５１内と、メインインクタンク２内は、例えばメインインクタンク２の通気孔等により連通されており、メインインクタンク２内の圧力と加圧ボックス５１内の圧力とは、常に同圧に保たれている。これにより、供給コントロールバルブ７を開放することで、加圧ボックス５１内の圧力により、メインインクタンク２のインクＡがインクパック３に加圧供給される。すなわち、エアーポンプ５３により加圧ボックス１内を必要な水頭圧に維持しておいて、供給コントロールバルブ７の開放により、この水頭圧を利用してインクＡの供給を行うようにしている。
【００３５】
なお、上述したように、このインクジェットプリンタがカラープリンタで構成されている場合には、各色のカラーインク（例えば４色）に対応して、複数のメインインクタンク２が設けられるが、かかる場合には、メインインクタンク２毎に加圧ボックス５１を用意してもよいし、複数のメインインクタンク２を単一の加圧ボックス５１に収容してもよい。ただし、前者の場合にあっては、エアーポンプ５３およびレギュレータ５４はそれぞれ単一とし、エアー配管５２をレギュレータ５２の下流側で分岐して各加圧ボックス５１に接続することが、好ましい。
【００３６】
次に、図３、図４および図５を参照して、上記の支持プレート４によるインクパック３の支持構造について説明する。図３に示すように、支持プレート４は、ステンレス板やスチール板をクランク状に折り曲げて形成され、機台１１上に立設されている。インクパック３は、パック本体１６を水平に寝かせ且つインク流入口部材１７およびインク流出口部材１８を水平に位置させた横向き水平姿勢で、支持プレート４の下向き支持面４ａに両面粘着テープ２８を介して貼着されている。すなわち、インクパック３は、横向き水平姿勢で、両面粘着テープ２８を介して水平に位置する支持プレート４に吊下されている。
【００３７】
インクパック３の下面には、これに対峙するようにインク量検出センサ３１が配設されている。インク量検出センサ３１は、例えばフォトインタラプタ等で構成されており、機台１１上に固定したセンサ支持プレート３２に取り付けられている。また、インク量検出センサ３１に対面してインクパック３の下面には、検出子である遮光板３３が、両面粘着テープ３４を介して貼着されている。なお、図示では省略したが、インク量検出センサ３１はセンサ支持プレート３２に対し、インクパック３との離間寸法を調節できるように取り付けられている。
【００３８】
メインインクタンク２からインクＡが供給され、インクパック３が膨らむと、遮光板３３が下動してインク量検出センサ３１のスリット内に差し込まれてゆく。また、インクパック３からインクジェットヘッド８にインクＡが供給され、インクパック３内のインク量が少なくなってゆくと、遮光板３３が上動してインク量検出センサ３１から引き抜かれてゆく。すなわち、インクパック３が膨らんで、遮光板３３がインク量検出センサ３１に深く差し込まれると、インクパック３の「満水（満液）」を検出され、インクパック３が潰れて、遮光板３３がインク量検出センサ３１から引き抜かれると、インクパック３の「減水（減液）」が検出される。
【００３９】
図４は、インクパック３を支持プレート４に貼着する両面粘着テープ（同図（ａ））２８と、遮光板３３をインクパック３に貼着する両面粘着テープ（同図（ｂ））３４の、位置および大きさを表している。インクパック３を貼着する両面粘着テープ２８は、長方形にカットされ、インクパック３および支持プレート４間に横向き（パック本体１６の長手方向に沿って）に貼着されている。すなわち、この両面粘着テープ２８は、パック本体１６を構成する支持プレート４側のフィルムシート（上側フィルム）２１ａの中心部位に貼着されている。
【００４０】
一方、遮光板３３を貼着する両面粘着テープ３４は、正方形にカットされ、パック本体１６を構成する下側フィルム（フィルムシート）２１ｂの中心部位に貼着されている。具体的な例を挙げると、例えば、８９ｍｍ×１３２ｍｍのインクパック３に対し、インクパック３を支持プレート４に貼着する両面粘着テープ２８は１０ｍｍ×２０ｍｍに形成され、遮光板３３をインクパック３に貼着する両面粘着テープ３４は２０ｍｍ×２０ｍｍに形成されている。
【００４１】
このような構成では、図５に示すように、扁平状態にある（同図（ａ））インクパック３にインクＡが流入してゆくと、インクパック３は幾分下方に垂れ下がりながら膨らんでゆき、膨出状態となる（同図（ｂ））。この状態では、インクＡの貯留量に従って、インクパック３の上側フィルム２１ａおよび下側フィルム２１ｂは無理なく膨らんでゆくため、両フィルムシート２１ａ，２１ｂの変形に基づくインクパック３の内圧を低く押えることができ、且つインク貯留量を無理なく増やすことができる。
【００４２】
また、インクパック３自体が横向き水平姿勢で支持されているため、その膨出状態（満水状態）と扁平状態（減水状態）との間で、水位（液位）の差が小さく、その分、水頭圧の変動を小さく押えることができる。すなわち、インクパック３内の水頭圧の変動を、ほぼ膨出状態で膨らんだインクパック３の厚みの半分に、押えることができ、構造的に水頭圧変動を小さくすることができる。
【００４３】
次に、図６および図７を参照して、第２実施形態に係るインクパック３の支持構造について説明する。この実施形態では、インクパック３は、水平なパック支持部材４上に載置固定されている。すなわち、インクパック３は、パック本体１６を水平に寝かせ且つインク流入口部材１７およびインク流出口部材１８を水平に位置させた横向き水平姿勢で、支持プレート４の上向き支持面４ｂに両面粘着テープ２８を介して貼着されている。
【００４４】
また、第１実施形態と同様に、インクパック３の上方には、センサ支持プレート３２に支持されるようにしてインク量検出センサ３１が配設され、且つインク量検出センサ３１に対面してインクパック３には、遮光板３３が貼着されている。この場合には、インクパック３が膨らんで、遮光板３３が上動しインク量検出センサ３１に深く差し込まれると、インクパック３の「満水（満液）」を検出され、インクパック３が潰れて、遮光板３３が下動しインク量検出センサ３１から引き抜かれると、インクパック３の「減水（減液）」が検出される。
【００４５】
そして、この場合も、インクパック３を貼着する両面粘着テープ２８は、長方形にカットされ、インクパック３および支持プレート４間に横向き（パック本体１６の長手方向に沿って）に貼着されている。すなわち、この両面粘着テープ２８は、パック本体１６を構成する支持プレート４側のフィルムシート（下側フィルム）２１ｂの中心部位に貼着されている。
【００４６】
同様に、遮光板３３を貼着する両面粘着テープ３４は、正方形にカットされ、パック本体１６を構成する上側フィルム（フィルムシート）２１ａの中心部位に貼着されている。具体的には、例えば、８９ｍｍ×１３２ｍｍのインクパック３に対し、インクパック３を支持プレート４に貼着する両面粘着テープ２８は１０ｍｍ×２０ｍｍに形成され、遮光板３３をインクパック３に貼着する両面粘着テープ３４は２０ｍｍ×２０ｍｍに形成されている（図４参照）。
【００４７】
このような構成では、図７に示すように、扁平状態にある（同図（ａ））インクパック３にインクＡが流入してゆくと、インクパック３は上方に向かって膨らんでゆき、膨出状態となる（同図（ｂ））。この状態では、インクＡの貯留量に従って、インクパック３の上側フィルム２１ａおよび下側フィルム２１ｂは無理なく膨らんでゆくため、両フィルムシート２１ａ，２１ｂの変形に基づくインクパック３の内圧を低く押えることができ、且つインク貯留量を無理なく増やすことができる。
【００４８】
また、インクパック３自体が横向き水平姿勢で支持されているため、その膨出状態（満水状態）と扁平状態（減水状態）との間で、水位（液位）の差が小さく、その分、水頭圧の変動を小さく押えることができる。すなわち、インクパック３内の水頭圧の変動を、ほぼ膨出状態で膨らんだインクパック３の厚みの半分に、押えることができ、構造的に水頭圧変動を小さくすることができる。
【００４９】
なお、本実施形態では、インクパックを両面粘着テープにより支持プレートに貼着固定するようにしているが、これを接着剤により接着固定するようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明のインクパックの支持構造およびこれを備えたインク供給装置によれば、インクパックが横向き水平姿勢で支持されているため、インクパック内の水頭圧変動を、膨出状態で膨らんだインクパックの厚みのほぼ半分程度に押えることができる。したがって、インクパックのインク貯留量の増減に対し、水頭圧の変動を構造的に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクパックを備えた、インクジェットプリンタへのインク供給系の基本構成図である。
【図２】インクパックの拡大平面図である。
【図３】インクパックの支持構造を示す側面図である。
【図４】インクパックの扁平状態および膨出状態を示す側面図である。
【図５】インクパックを貼着する両面粘着テープおよび遮光板を貼着する両面テープの、形状および位置を示す説明図である。
【図６】第２実施形態に係るインクパックの支持構造を示す側面図である。
【図７】第２実施形態に係るインクパックの扁平状態および膨出状態を示す側面図である。
【図８】第１実施形態に係るインク供給系（インク供給装置）の変形例の基本構成図である。
【符号の説明】
１  インク供給装置
２  メインインクタンク
３  インクパック
４  支持プレート
５  第１インク供給管
８  インクジェットヘッド
９  第２インク供給管
１６  パック本体
１７  インク流入口部材
１８  インク流出口部材
２１ａ  フィルムシート（上側フィルム）
２１ｂ  フィルムシート（下側フィルム）
２８  両面粘着テープ
３１  インク量検出センサ
３３  遮光板
３４  両面粘着テープ
Ａ  インク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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