(57)【要約】【課題】  吐出する液体の沈降状態を電力を用いずに常に解消状態とすることで、常に安定した吐出品質を得ることができる液体容器および液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】  液体が貯留されるインク室（液体室）１１ａを備え、該インク室１１ａから取り出された前記液体が、液滴吐出装置による液滴吐出に用いられる液体容器において、インク室１１ａは、下方ほど水平断面積が小さく構成され、さらに上部に放熱板（放熱部）１１ｃを備えている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が貯留される液体室を備え、該液体室から取り出された前記液体が、液滴吐出装置による液滴吐出に用いられる液体容器において、
前記液体室は、下方ほど水平断面積が小さく構成され、さらに上部に放熱部を備えていることを特徴とする液体容器。
【請求項２】
前記液体室の側面に断熱手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体容器。
【請求項３】
前記放熱部は、一面が大気に露出し、高い熱伝導性により前記液体の大気への放熱を促す放熱板であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体容器。
【請求項４】
前記放熱部は、前記液体室内の上部に形成され、大気開放状態となっている大気導入空間であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体容器。
【請求項５】
前記液体室が、互いに側面で接触した状態で複数備えられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液体容器。
【請求項６】
液体室内に貯留した液体を記録ヘッドを用いて媒体に液滴塗布する液滴吐出装置において、
前記液体を収容する液体容器として、請求項１から５のいずれかに記載の液体容器を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液滴を吐出させるヘッド部材を備えた液滴吐出装置及び液滴吐出装置に用いられる液体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液滴吐出装置の一例であるインクジェット式記録装置は、ノズル開口を有する記録ヘッドと、ノズル開口部分のインクを吐出させる吐出駆動手段（例えば、圧電振動子や発熱素子）と、記録データに応じて吐出駆動手段を制御する吐出制御手段とを備えている。ノズル開口へのインクの供給は、インクカートリッジ（液体容器）と、インクカートリッジからノズル開口に至るインク連通路とによって行われる。インクカートリッジは、通常交換可能である。
【０００３】
近年、耐光性に優れるインクとして、顔料インクが用いられている。顔料インクは、例えば、顔料と、分散剤と、溶剤と、添加剤とから構成され、特に対紫外線性に優れたインクである。しかしながら、顔料インクは、顔料粒子が分散剤によって溶媒中に分散している液体であるため、沈降現象が生じ易い。
【０００４】
インクカートリッジ内での顔料粒子の沈降は、インクカートリッジ内でのインク濃度差の発生を意味するため、これが放置されると、所定のインク濃度での記録を行うことができない。
【０００５】
このような問題を解決するために、特開昭６０−１１０４５８号公報は、インクジェット記録装置用インクタンクを開示している。このインクタンクには、インク攪拌用の回転子が内蔵されており、当該回転子を作動させることによってインクの攪拌が実現されて、インクの沈降が解消される。
【０００６】
また、特開２００２−２２５３０４号公報においては、液体室の底部に発熱手段を設け、液体を撹拌させてインク沈降を防止している。
【特許文献１】特開昭６０−１１０４５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２５３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、回転子を内蔵させるインクタンクの場合、回転子自体及び回転子を回転させる機構が比較的大型であるため、小型化に不適であり、さらにコスト的にも問題がある。当該インクタンクの技術を使い捨てタイプの小型カートリッジに適用することは、実質的に不可能である。
また、発熱手段を設ける場合であっても、長期間放置された後ですぐに印刷する、という場合にはその効果を期待できない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、吐出する液体の沈降状態を解消状態とすることで、常に安定した吐出品質を得ることができる液体容器及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の液体容器は、液体が貯留される液体室を備え、該液体室から取り出された前記液体が、液滴吐出装置による液滴吐出に用いられる液体容器において、前記液体室は、下方ほど水平断面積が小さく構成され、さらに上部に放熱部を備えていることを特徴としている。
本発明においては、液体室の上部の液体は、液体室上部の放熱部によって外部への放熱が促される。放熱部としては、液体室内に導入された大気や、金属製とすることで熱伝導性を高めた放熱板などを採用することができる。
この結果、液体室内部の液体に自然対流が生じ、これによって液体が撹拌されて液体成分の沈降が防止される。従って、常に安定した品質の吐出結果を得ることができる。
また、本発明の液体容器は、前記液体室の側面に断熱手段を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、液体室の側面では液体の放熱が阻止されることで、液体室内の上部と下部における液体の温度差が高まり、自然対流が一層促進される。
また、本発明の液体容器は、前記放熱部が、一面が大気に露出し、高い熱伝導性により前記液体の大気への放熱を促す放熱板であることを特徴としている。
本発明によれば、液体室の上部の液体は、金属などの熱伝導性が高い放熱板を介して放熱される。
また、本発明の液体容器は、前記放熱部が、前記液体室内の上部に形成され、大気開放状態となっている大気導入空間であることを特徴としている。
本発明においては、液体室の上部の液体は、大気導入空間の空気に触れることで液体容器外に放熱される。
また、本発明の液体容器は、前記液体室が、互いに側面で接触した状態で複数備えられていることを特徴としている。
各液体室には、異なる種類の液体、例えば異なる色のカラーインクを貯留することができる。本発明においては、各液体室が互いの側面で相互に接触するので、側面における液体の放熱が阻止される。
本発明の液滴吐出装置は、液体室内に貯留した液体を記録ヘッドを用いて媒体に液滴塗布する液滴吐出装置において、前記液体を収容する液体容器として、請求項１から５のいずれかに記載の液体容器を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、液体室内部の液体に自然対流が生じ、これによって液体が撹拌されて液体成分の沈降が防止される。従って、常に安定した品質の吐出結果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るインクジェット式プリンタ（液滴吐出装置）の構成例を示す斜視図である。このインクジェット式プリンタ１は、フレーム２により用紙が通過可能な幅の窓３が形成されている。そして、窓３の上部には、主走査方向に往復移動可能なキャリッジ４に搭載されてインク滴を吐出する記録ヘッド５が配設され、窓３の下部には、用紙を支持する用紙ガイド部材６が配設されている。さらに、フレーム２の図示右サイドには、内蔵されている制御部を操作するための操作パネル７が配設され、フレーム２の図示左サイドには、開閉可能なカバー８により覆われており、着脱可能なメインタンク（液体容器）１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ（図２参照）を収納するメインタンク収納部９が配設されている。
【００１１】
図２は、図１のインクジェット式プリンタ１の記録部の詳細を示す図である。キャリッジ４は、タイミングベルト３１を介してキャリッジ駆動モータ３２により往復駆動可能に構成されている。このキャリッジ４には、インク供給システム４０から供給されるブラックのインク滴を吐出する記録ヘッド５ａとイエロー、シアン、マゼンタの各インク滴を吐出する記録ヘッド５ｂが搭載されている。
【００１２】
インク供給システム４０は、各色のインクが貯留されているメインタンク１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍと、メインタンク１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍからの各色のインクを一時的に貯留するサブタンク２０Ｂ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍと、メインタンク収納部９に配設されてメインタンク１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍを収容する加圧室４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍが配設されている。そして、各加圧室４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍは、圧力検出器５１Ｂ、５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ及び圧力開放用の電磁バルブ５２Ｂ、５２Ｙ、５２Ｃ、５２Ｍを介して加圧ポンプ５３の吐出口５３ａに接続されている。
【００１３】
さらに、メインタンク１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍとサブタンク２０Ｂ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍを接続するインク輸送管４２Ｂ、４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍと、インク輸送管４２Ｂ、４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍの途中に接続された電磁バルブ４３Ｂ、４３Ｙ、４３Ｃ、４３Ｍと、サブタンク２０Ｂ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍと記録ヘッド５ａ、５ｂを接続するインク供給チューブ４４Ｂ、４４Ｙ、４４Ｃ、４４Ｍが配設されている。
【００１４】
用紙ガイド部材６の図示右サイドとなる非印刷傾城には、非印刷時に記録ヘッド５ａ、５ｂのインク乾燥に起因する目詰まり防止と、記録ヘッド５ａ、５ｂへのインクの初期充填や目詰まり解消のために、吸引ポンプ４５により記録ヘッド５ａ、５ｂに負圧を作用させるキャッピング装置４６が配設されている。また、用紙ガイド部材６は、吸引ポンプ４７の吸引口４７ａからの負圧を用紙に作用させて用紙を固定するために、用紙に対向する面に細孔が穿設された支持板６ａが配設されている。
【００１５】
図４は、上記メインタンク１０（１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ）を備えたインクカートリッジ１２の外観斜視図、図５は一つのメインタンク１０の縦断面図である。インクカートリッジ１２は各メインタンク１０を一体的にメインタンク収納部９に着脱可能とするものであり、各メインタンク１０は、縦断面が逆三角形状をなすケーシング１１内部に顔料インク（液体）が貯留されたインク室（液体室）１１ａを備え、インク室１１ａは、水平断面積が下方ほど小さくなるように構成されている。
ケーシング１１の側面には、熱伝導性の低い断熱材（断熱手段）１１ｂが設けられている。また、ケーシングの上面には、熱伝導性の高い金属性の放熱板（放熱部）１１ｃが貼付されている。また図４の符号１０ａはケーシング１１の長手方向側面に設けられ、インク輸送管４２Ｂ、４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍと接続可能な接続口である。
本実施形態において、ケーシング１１および断熱材１１ｂは柔軟性を有する可撓性素材により形成されており、内部のインク量の減少に伴って変形し、図６のように内側に窪むようになっている。
【００１６】
以上のような構成において、図３に示すように、メインタンク１０（１０Ｂ、１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ）は、接続口１０ａがインク輸送管４２（４２Ｂ、４２Ｙ、４２Ｃ、４２Ｍ）に接続され、サブタンク２０（２０Ｂ、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ）は、流入口２１ａがインク輸送管４２に接続され、流出口２１ｂがインク供給チューブ４４（４４Ｂ、４４Ｙ、４４Ｃ、４４Ｍ）に接続されている。
【００１７】
そして、メインタンク１０に掛かる圧力を検出する圧力検出器５１（５１Ｂ、５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ）、圧力開放用の電磁バルブ５２（５２Ｂ、５２Ｙ、５２Ｃ、５２Ｍ）、加圧ポンプ５３、電磁バルブ４３（４３Ｂ、４３Ｙ、４３Ｃ、４３Ｍ）、サブタンク２０のインク量検出手段２３の変位により作動するスイッチ２５ａ、２５ｂ及び各吸引ポンプ４５、４７は、制御装置５０と電気的に接続されており、メインタンク１０内及びサブタンク２０内のインク量のチェック等、各吸引ポンプ４５、４７及び加圧ポンプ５３の駆動等、及び各電磁バルブ４３、５２の開閉を制御するようになっている。なお、図３においては、便宜上、メインタンク１０、サブタンク２０、加圧室４１、インク輸送管４２、電磁バルブ４３及びインク供給チューブ４４等は上述した各色のインク別には示しておらず、一色分のみを示している。
【００１８】
加圧ポンプ５３を作動させると、各加圧室４１内に空気が供給され、各メインタンク１０が加圧されて接続口１０ａを経て各サブタンク２０へインクが流入する。
また、インクがメインタンク１０から流出するにしたがって、流出した体積分、ケーシング１１と断熱材１１ｂが内側に窪む。
【００１９】
さて、上記従来技術において説明したように顔料インクは顔料粒子が沈降しやすいが、上記のように構成されたメインタンク１０では、インク室１１ａの上部のインクは放熱板１１ｃにより外部に放熱され、インク室１１ａの下部のインクは断熱材１１ｂにより放熱が阻害されている。したがって、インク室１１ａ内では高さ方向に温度勾配が生じ、図５の矢印のように自然対流が発生し、インクが撹拌される。したがって、インクは常に均一な濃度に保たれる。
【００２０】
以上のように、本実施形態においては、インク室１１ａのインクは自然対流を生じ、これによって顔料粒子の沈降が防止される。したがって、電力不要で、長期間放置された後であっても常に安定した沈降対策が可能となり、常に安定した吐出結果を得ることができる。
【００２１】
なお、図７に示したように、メインタンク１０、インクカートリッジ１２は種々の形状を選択することができる。（ａ）は円錐を上下反転させた形状のタンクである。（ｂ）は四角錐形状のタンクである。（ｃ）は同様に四角錐であるが、インク室１１ａを４つ備え、それぞれに異なる色のインクが貯留されたカートリッジ１２である。（ｄ）は同様に六角錐であり、６色のインク（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー、ライトシアン、ライトマゼンダ、ライトイエロー）が貯留されている。上記で示した例と同様に、各メインタンク１０，インクカートリッジ１２の周囲には不図示の断熱材が設けられ、上面には放熱板１１ｃを備えている。
これらの例では、（ａ）および（ｂ）のメインタンク１０は各色ごとに複数設けるが、（ｃ）、（ｄ）については、各インク室１１ａが互いの側面で相互に接触状態で組み合わせられ、それぞれ三角錐、六角錐の形状となっている。したがって、インク室１１ａの側面における液体の放熱が阻止され、インク室１１ａの高さ方向に温度勾配が生じ、自然対流が発生する。
また、上記の例ではインクが取り出されるにしたがってケーシング１１が窪むインクパックを挙げて示したが、図８に示すように大気開放型のインクカートリッジに適用することもできる。図９のインクカートリッジでは、インクが取り出されるに伴ってインク室１１ａ内に大気が導入される。すなわち、インク室１１ａに貯留されたインクの上部は、大気開放状態である大気導入空間１３となっており、インク室１１ａ内のインク表面が大気に露出状態となっている。
この例では、インク室１１の大気導入空間１３内に導入された大気が放熱部としてインク上部を冷やす。したがって上記の例と同様にインクは自然対流を生じ、顔料粒子の沈降が防止される。
【００２２】
また、上記で示したように自然対流を発生させて顔料インクの沈降を防ぐことができるほか、これに加えて加圧ポンプ５３を用いて加圧室４１Ｂ、４１Ｙ、４１Ｃ、４１Ｍの圧力を昇降させ、インク室１１ａのケーシング１１を伸縮させることで、内部のインクを撹拌させるようにしてもよい。
【００２３】
さらにまた、上記の例で示したインク室１１ａのほか、下方ほど水平断面積が小さく構成されていればいかなる形状であってもよい。例えば、下部がＵ字状に湾曲している形状、平坦な底面を有する形状等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態として示したインクジェット式プリンタの構成例を示す斜視図である。
【図２】同インクジェット式プリンタの記録部の全体構成を示す図である。
【図３】同インクジェット式プリンタの記録部の詳細を示す図である。
【図４】同インクジェット式プリンタのメインタンクの構成を示した斜視図である。
【図５】同メインタンクの構成を示した縦断面図である。
【図６】同メインタンクのケーシングが窪んだ状態を示した縦断面図である。
【図７】メインタンクの変形例について示した斜視図である。
【図８】変形例としてインクカートリッジを示した縦断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１……インクジェット式プリンタ（液滴吐出装置）
５……記録ヘッド
９……メインタンク収納部
１０……メインタンク（液体容器）
１０ａ……接続口（合流部）
１１……ケーシング
１１ａ……インク室（液体室）
１１ｂ……断熱材（断熱手段）
１１ｃ……放熱板（放熱部）
【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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