(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクパックを収納可能なインクカートリッジにおいて、インクカートリッジの外部から内側方向に負荷される押圧力によって変形可能であると共に前記押圧力の解除により押圧力負荷前の形状に復元可能な伸縮性材料からなる変形部をインクカートリッジの壁面の少なくとも一部に有するインクカートリッジと、
このインクカートリッジの変形部に接触して押圧力を付与する押圧力付与手段と、
この押圧力付与手段を動作させる際に前記インクパックからのインク液の吸入を一時的に封止可能なインク吸入封止手段を有するインク吸入用刺針とを備えたことを特徴とするプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクパック用のインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置などへのインク供給手段の１つとして、インクパックが利用されている。このインクパックは、変形可能な合成樹脂フィルムからなる気密性の袋体であり、一端にインク取出口を有する。一般的には、２枚の長方形状シートを重ね合わせ、四周をシールして製造することが可能な形状であり、その内部にインクを充填している際には、ほぼ最大体積に膨張し、偏平な直方体様の形状となる。インクパックは、インクが取り出されるのに伴って凋んでいき、最終的にはほぼ２枚のシートを重ね合わせた状態にまで凋む。
【０００３】
また、インクパックは、剛性材料からなるインクカートリッジの内部に収納した状態でプリンタに装着されて使用される。従って、インクカートリッジは、偏平な直方体様の形状であり、インクパックの最大膨張体積よりもやや広い内部容積を有する。
【０００４】
一方、インクジェット記録方法においては、染料インクに代わり、顔料インクの使用が拡がっている。顔料インクを用いる場合でも、インクパックが広く利用されており、特に、大量のインクを必要とする大型紙用プリンタのインク供給手段としてはインクパックが採用されている。
【０００５】
しかしながら、顔料インクは水性分散液であるため、顔料粒子の沈降という問題がある。例えば、倉庫や販売店の棚上などにて、インクパックの状態で長期間放置されると、インクパック内部で顔料粒子が徐々に沈降するので、底部から上部の方向に顔料粒子の濃度傾斜が発生し、底部には、顔料粒子濃度が高く、過度に色の濃い層が生じ、上部には顔料粒子濃度が低く、過度に色の薄い層が生じる。このままの状態で、インクパックをインクカートリッジの内部に収納し、プリンタに装着して印刷を開始すると、適正な顔料粒子濃度を有していないインクがインクパックから供給され、均一な顔料濃度のインクを安定に供給する目的を達成することができなくなるおそれがある。そこで、顔料インクを充填したインクパックについては、インクカートリッジやプリンタへの装着前に、インクパックをよく振って内部のインクを再分散させる操作をユーザーに要求する必要があった。
【０００６】
また、インクカートリッジやプリンタへの装着前に、インクパックをよく振って内部のインクを再分散させる操作を行った場合でも、プリンタに装着した状態が長期間継続すると、インクパック内部で顔料粒子の沈降が進行する。従って、この場合も、適正な顔料粒子濃度を有していないインクがインクパックから供給され、均一な顔料濃度のインクを安定に供給する目的を達成することができなくなるおそれがある。しかしながら、インクパックをプリンタに装着した後では、インクパックのインク取出口に設けたシール部が除去され、インク取出口の密閉部も、プリンタに設けたインク吸入用刺針によって破断されている。従って、ユーザーに対して、インクパックをプリンタから取り外して、インクパックを振る操作を要求するのは、その操作自体が煩雑であるだけでなく、インク漏れ防止手段を考慮する必要が生じるなどの点で、避けることが賢明である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、インクパック内における顔料インク沈降による濃度ムラの発生を防止し、均一な顔料濃度のインクを安定に供給することのできる手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインクカートリッジは、インクパックを収納可能なインクカートリッジにおいて、一端にインク取出口を有する剛性材料からなるフレーム部と、壁面の少なくとも一部に、外部から内側方向に負荷される押圧力によって変形可能であると共に前記押圧力の解除により押圧力負荷前の形状に復元可能な伸縮性材料からなる変形部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係るプリンタは、インクパックを収納可能なインクカートリッジにおいて、インクカートリッジの外部から内側方向に負荷される押圧力によって変形可能であると共に前記押圧力の解除により押圧力負荷前の形状に復元可能な伸縮性材料からなる変形部をインクカートリッジの壁面の少なくとも一部に有するインクカートリッジと、このインクカートリッジの変形部に接触して押圧力を付与する押圧力付与手段と、この押圧力付与手段を動作させる際に前記インクパックからのインク液の吸入を一時的に封止可能なインク吸入封止手段を有するインク吸入用刺針とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明によるインクカートリッジの１実施態様を図１に示す。図１は、本発明のインクカートリッジ２０の斜視図であり、本発明のインクカートリッジ２０は、図２に示すような従来公知の気密性インクパック１０を内部に装入することができる。気密性インクパック１０は、一般に、四周をシール部１１で気密に封止され、一端部にインク取出口１２を有する。気密性インクパック１０は、その内部にインクを最大量で充填している際には、変形可能側壁部１３が膨らんで最大体積に膨張し、ほぼ偏平な直方体様の形状となる。気密性インクパック１０は、インク取出口１２からインクが取り出されるのに伴って変形可能側壁部１３が凋んでいき、最終的にはほぼ２枚のシートを重ね合わせた状態にまで凋む。
【００１１】
従来公知のインクカートリッジは、一般に、剛性材料からなり、その内部に気密性インクパックを収納した状態でプリンタに装着されて使用される。従って、インクカートリッジは、偏平な直方体様の形状であり、インクパックの最大膨張体積よりもやや広い内部容積を有する。
【００１２】
本発明のインクカートリッジ２０も、図１に示すとおり、従来公知のインクカートリッジと同様に、気密性インクパック１０の最大膨張体積よりもやや広い内部容積を有し、全体的な外形が偏平な直方体様の形状であり、一端にインク取出口２１を有する。また、本発明のインクカートリッジ２０において、そのフレーム部２３は、従来公知のインクカートリッジと同様に、インクパック１０を保護するものであり、通常の使用条件下では変形しない剛性材料からなるが、壁面の少なくとも一部に変形部２２ａを有する点で、従来公知のインクカートリッジとは異なる。
【００１３】
なお、本発明のインクカートリッジ２０の一端に設けたインク取出口２１にインクパック１０のインク取出口１２を嵌め込むことができる。また、インクカートリッジ２０は、開閉可能な扉部（図示せず）を有しており、その扉部からインクパック１０の挿入及び搬出を行うことができる。
【００１４】
前記の変形部２２ａは、インクカートリッジ２０の外部から内側方向に負荷される押圧力によって変形可能であると共に、前記押圧力の解除により押圧力負荷前の形状に復元可能な伸縮性材料（例えば、ゴム）からなる。変形部を設ける壁面は、特に限定されるものではないが、好ましくは図１に示すように、プリンタ内に装着した場合に垂直方向に直立する壁面の内、表面積が広い方の壁面の少なくとも１面（より好ましくは両面）に設ける。また、インク取出口を設けていない壁面に設けるのが好ましい。その理由は、一般的に、インクカートリッジは、プリンタ内で、表面積が最も広い方の壁面を垂直方向に直立させて装着するからである。
【００１５】
本発明によるインクカートリッジ２０をプリンタに装着した状態が長期間に亘ると、その中に収納した気密性インクパック１０において顔料粒子の沈降が進行する。しかしながら、本発明のインクカートリッジ２０は、壁面に変形部２２ａを外面に露出して有しているので、その変形部２２ａを介して外側から押圧し、気密性インクパック１０を揉むことができ、気密性インクパック１０の底部に沈降している顔料粒子を効率的に拡散させ、分散状態を均一化することができる。
【００１６】
前記の押圧は、人の指圧や、プリンタ等に設けた押圧力付与手段によって行うことができる。図１及び図３に、押圧力付与手段３１ａ，３１ｂを用いる実施態様を示す。押圧力付与手段３１ａ，３１ｂは、例えば、軸３２ａ，３２ｂを回転中心として回転可能な円柱状であり、インクカートリッジ２０の壁面に設けた変形部２２ａ，２２ｂの外側から内側の方向（図１の矢印Ａ，Ｂに示す方向）又はその逆方向に向かって往復運動が可能である。図３に示すように、押圧力付与手段３１ａ，３１ｂによって変形部２２ａ，２２ｂを押圧すると、変形部２２ａ，２２ｂを介して、気密性インクパック１０を押圧することができる。図３に示すように、気密性インクパック１０の底部から押圧を開始し、必要により、軸３２ａ，３２ｂを回転（図３の矢印Ｐ，Ｑに示す方向）させることにより、押圧力付与手段３１ａ，３１ｂを上方（図３の矢印Ｒ，Ｓに示す方向）へ移動させ、気密性インクパック１０の全体を押圧して、顔料粒子を拡散させるのが好ましい。なお、本発明のインクカートリッジ２０は、従来公知のインクカートリッジと同様に、気密状態ではないので、変形部の押圧用に通気孔を特別に設ける必要はないが、押圧を円滑に実施するために通気孔を設けることもできる。
【００１７】
本発明のインクカートリッジに収納されたインクパックに対して、顔料粒子の分散状態の均一化を実施する時期は、特に限定されるものではないが、例えば、インクカートリッジをプリンタに装着する前に実施することもできるし、あるいは、プリンタに装着した後に実施することもできる。
【００１８】
プリンタへの装着前に押圧する場合は、指先で押し込むことにより、圧力を加えることもできるし、あるいは、適当な押圧具又は押圧装置を用いて機械的に圧力を加えることもできる。プリンタへの装着後に押圧する場合は、適当な押圧具又は押圧装置を用いて機械的に圧力を加えることが好ましく、この場合には、例えば、プリンタに設けた押圧手段により、あるいは、プリンタとは独立した押圧手段により押圧の付与及び解除の繰り返し操作を実施することができる。
【００１９】
本発明のプリンタは、本発明のインクカートリッジ（及びその内部のインクパック）を装着して記録方法を実施するプリンタであって、そのプリンタに装着された前記インクカートリッジの変形部に接触して押圧力を付与する押圧力付与手段を有する。従って、本発明のプリンタにおいては、プリンタに設けた押圧力付与手段により、機械的に圧力を加え、インクパック内の顔料粒子分散状態の均一化を実施することができる。
【００２０】
前記押圧力付与手段は、例えば、プリンタの外側に突出する指圧端部と、その指圧端部に人の指から付与された押圧力をインクカートリッジの変形部に伝達する伝達部と、前記変形部に接触して前記押圧力によって前記変形部を内側に変形させる内部接触端部とを備えた指圧型押圧力付与手段；あるいは、プリンタ本体に設けた適当な押圧手段と接触して押圧力を受ける押圧力受容部と、その押圧力受容部に付与された押圧力をインクカートリッジの変形部に伝達する伝達部と、前記変形部に接触して前記押圧力によって前記変形部を内側に変形させる内部接触端部とを備えた機械型押圧力付与手段であることもできる。後者の機械型押圧力付与手段は、例えば、プリンタの洗浄操作を制御する機構と関連させて、プリンタ洗浄操作を行う度毎に自動的に押圧力を付与するように制御することもできる。
【００２１】
前記のように、本発明のインクカートリッジにおいて、インクパック内の顔料粒子分散状態の均一化を実施する時期は、インクカートリッジをプリンタに装着する前であることもできるし、プリンタに装着した後であることもできる。
【００２２】
また、インクカートリッジ内のインクパックに設けられているインク取出口は、通常、インクパック内部のインク液と接するインク取込口と、インク出口へインクを輸送するインク通路と、インク出口と、インク出口付近に設けた刺針貫通用膜とを含む。インクカートリッジをプリンタの所定位置に装着する前には、刺針貫通用膜等により、インクパックの内部（前記インク通路より内部側）は密封状態に保たれている。従って、インクカートリッジをプリンタに装着する前に、本発明のインクパックに対して外側から圧力を加えても、インクの流出や空気の流入の心配はない。
【００２３】
しかし、インクカートリッジをプリンタの所定位置に取り付けると、プリンタ側のインク吸入口の先端部に設けたインク吸入用刺針によって、インクパックの刺針貫通用膜が破断され、インク通路とインク吸入用刺針とが連結される。この結果、インクパックの内部は、インク吸入用刺針からプリンタ内のインク案内管を経て、プリンタヘッドまで連絡するため、インクカートリッジの変形部を介してインクパックに外側から圧力を加えると、適当な防止手段がない場合には、例えば、プリンターヘッドからインクが流出したり、逆に空気が流入し、インクパック内に気泡を生じさせる恐れがある。
【００２４】
本発明のプリンタは、このようなインク流出及び／又は空気流入を防止するために、前記の押圧力付与手段を動作させる際にインクパック内部からのインク液の吸入を一時的に封止可能なインク吸入封止手段を有することが好ましい。前記インク吸入封止手段としては、例えば、プリンタ側のインク吸入用刺針を、図４及び図５に示すような封止可能なインク吸入用刺針（以下、封止可能型インク吸入用刺針と称する）とすることができる。
【００２５】
図４及び図５は、封止可能型インク吸入用刺針８の先端部の模式的縦断面図である。図４は、非封止時の状態（すなわち、インクが通過可能な状態）を示し、図５は、封止時の状態（すなわち、インクが通過不能である状態）を示す。
【００２６】
図４及び図５に示す封止可能型インク吸入用刺針８は、インクが通過可能な中空部８５を有する外筒部８１と、前記外筒部８１の内径よりも小さな外径を有し、しかも、前記外筒部８１の内部に配置される内軸部８２とを含む。外筒部８１の先端部８４は円錐形であり、その斜面には、複数個のインク通過孔８３が設けられている。前記内軸部８２は、外筒部８１の内部を、長さ方向（図４において矢印Ｃで示す方向、あるいは、図５において矢印Ｄで示す方向）に往復運動を行うことができ、その先端部も円錐形であり、その円錐状先端部８６を外筒部８１の先端部８４の内側に接触させるか、あるいは間隔を開けるかによって、外筒部８１の先端部８４に設けられている前記インク通過孔８３を閉鎖状態としたり、あるいは、開放状態とすることができる。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、内軸部８２の円錐状先端部８６の表面と、外筒部８１の円錐状先端部８４の内側表面とが離れている場合（図５において矢印Ｄで示す方向に移動させた場合）には、インク通過孔８３が開放状態となり、従って、インク通過孔８３をインクが通過可能である。一方、図５に示すように、内軸部８２の円錐状先端部８６の表面と、外筒部８１の先端部８４の内側表面とが接触している場合（図４において矢印Ｃで示す方向に移動させた場合）には、インク通過孔８３が閉鎖状態となり、従って、インク通過孔８３をインクが通過することができない。
【００２８】
プリンタ側に、図４及び図５に示すような封止可能型インク吸入用刺針８が設けられている場合には、前記封止可能型インク吸入用刺針８を封止状態（すなわち、図５に示す状態）にすることにより、本発明のインクカートリッジ（すなわち、インクパック）をプリンタの所定位置に取り付けた状態でも、プリンタヘッドからインクが流出したり、あるいは、逆に空気が流入し、インクパック内に気泡を生じさせることなく、本発明のインクパックにおける顔料粒子分散状態の均一化操作を実施することができる。
【００２９】
本発明のインクカートリッジは、顔料インクに適用するのが好適であるが、染料インクに適用することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、インクパック内における顔料インク沈降による濃度ムラの発生を防止することができ、均一な顔料濃度のインクを安定に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクカートリッジの斜視図である。
【図２】本発明のインクカートリッジに挿入するインクパックの斜視図である。
【図３】本発明によるインクカートリッジの断面図である。
【図４】非封止時の状態の封止可能型インク吸入用刺針の先端部の模式的縦断面図である。
【図５】封止時の状態の封止可能型インク吸入用刺針の先端部の模式的縦断面図である。
【符号の説明】
１０・・・気密性インクパック
１１・・・シール部
１２・・・インク取出口
１３・・・変形可能側壁部
２０・・・インクカートリッジ
２１・・・インク取出口
２２ａ，２２ｂ・・・変形部
２３・・・フレーム部
３１ａ，３１ｂ・・・押圧力付与手段
３２ａ，３２ｂ・・・軸
８１・・・外筒部
８２・・・内軸部
８３・・・インク通過孔
８４・・・外筒部先端部
８５・・・中空部
８６・・・内軸部先端部
【図１】
0003812337.tif 000002
【図２】
0003812337.tif 000003
【図３】
0003812337.tif 000004
【図４】
0003812337.tif 000005
【図５】
0003812337.tif 000006