(57)【要約】【課題】僅かな体積変化と内圧の変化で十分な攪拌効果が得られる構成を備えたインクタンクおよび当該インクタンクを用いて記録を行うインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクタンクのインク中に、渦巻状の姿勢から伸張状態の姿勢に変化するインクを攪拌するための攪拌部材１００を備える。これにより、姿勢の変化に伴って攪拌部材の先端に設けられた攪拌板１０６が回転しながら移動し周囲のインクを効率的に攪拌する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容するインクタンクから供給されたインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
前記インクタンクのインク中に、渦巻状の姿勢から伸張状態の姿勢に変化するインクを攪拌するための攪拌部材を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記攪拌部材は、渦巻状の姿勢をとる巻き癖がつけられている弾性部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記攪拌部材は、渦巻状の姿勢をとる巻き癖がつけられている弾性的な部材であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記攪拌部材は、気体が注入されることにより伸張状態の姿勢に変化する袋状の形状を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記気体の注入は、前記記録ヘッドの吐出口からインクを吸引する際に使用する吸引ポンプを用いて行うことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記攪拌部材は、電圧が印加されることにより渦巻状の姿勢から伸張状態の姿勢に変化する形状記憶合金を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記攪拌部材の先端に該攪拌部材の断面よりも大きな断面を有する攪拌板を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
複数の前記攪拌部材を備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記インクは、顔料を含有する顔料インクであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
記録ヘッドに供給するためのインクを収容するインクタンクであって、
収容するインク中に、渦巻状の姿勢から伸張状態の姿勢に変化するインクを攪拌するための攪拌部材を備えることを特徴とするインクタンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドにインクを供給する為のインクタンクに関する。特に、インクタンク内の顔料インクの沈降を抑制するためにインクを攪拌する構成を備えたインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インクタンク内の顔料インクを攪拌するために、記録ヘッドの吸引回復のために用意された吸引ポンプを利用する方法が開示されている。具体的には、外表面がインク中に曝された袋状部材に吸引ポンプによって空気を送り込んで袋状部材を膨張させたり、吸引ポンプからの気体導入口を開放して袋状部材を萎ませたりして、インクタンク内の顔料インクを攪拌する方法が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０２９６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では、インクタンク内に配備された袋状部材の体積変化によって顔料インクの攪拌を行うので、使用開始時のようにインクが十分に充填されている場合は袋状部材を膨らませることが難しく、好適な攪拌が行えない場合がある。また、袋状部材を十分に膨らませる程の気体導入を行うと、インクタンクの内圧が高まり、インクが漏洩したり、インクタンクに接続する記録ヘッドにおいて好適な吐出動作が行えなくなったりする懸念も生じる。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。よって、その目的とするところは、僅かな体積変化と内圧の変化で十分な攪拌効果が得られる構成を備えたインクタンクおよび当該インクタンクを用いて記録を行うインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために本発明は、インクを収容するインクタンクから供給されたインクを吐出する記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記インクタンクのインク中に、渦巻状の姿勢から伸張状態の姿勢に変化するインクを攪拌するための攪拌部材を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、記録ヘッドに供給するためのインクを収容するインクタンクであって、収容するインク中に、渦巻状の姿勢から伸張状態の姿勢に変化するインクを攪拌するための攪拌部材を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、インク袋内の体積や内圧を大きく変化させることなく、効果的にインクを攪拌することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例で使用するインクタンクの断面図である。
【図２】本発明の実施例で使用するインクタンクの短手方向断面図である。
【図３】攪拌部材と攪拌板を示す拡大斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、攪拌部材と攪拌板の断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、吸引ポンプとインクタンクと記録ヘッドとの接続状態を示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施例で使用するインクカートリッジを示す図である。
【図７】本発明に使用可能なインクジェット記録装置の要部構成を示す図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、実施例４の攪拌部材の例を示す図である。
【図９】実施例３で使用するインクタンクの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施例１］
図６（ａ）および（ｂ）は、本発明で使用可能なインクジェット記録装置に搭載するインクカートリッジ５を説明するための図である。インクカートリッジ５は、記録信号に応じてインクを吐出する記録ヘッド１と、記録ヘッド１にインクを供給するためのインクタンク３によって構成されている。本実施例の記録ヘッド１は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）のインクを吐出することが可能で、記録ヘッド１にインクを供給するためのインクタンク３も上記４色分が独立且つ着脱可能に搭載される。
【００１１】
図７は、本発明に使用可能なインクジェット記録装置の要部構成を示す図である。上記説明したインクカートリッジ５は、主走査方向に移動するキャリッジ１５に搭載される。キャリッジ１５の移動は、不図示のキャリッジモータの駆動力が、プーリ１７およびキャリッジ１５に固定された駆動ベルト１８を伝達することによって成され、移動方向はガイド軸１６によって主走査方向に案内されている。そして、キャリッジ１５の移動に伴って記録ヘッド１がインクを吐出することにより、記録ヘッド１の下部を通過する記録媒体２２に１行分の画像が記録される。
【００１２】
一方、記録媒体２２は、搬送ローラ２とピンチローラ４によるローラ対、および排紙ローラ１４と拍車ローラ２３によるローラ対によって、記録ヘッド１の吐出口面に対して平行に支持されている。そして、上記キャリッジ１５による１行分の記録走査が終了すると、記録媒体２２は、搬送ローラ２の回転に伴って図の副走査方向に記録ヘッド１の記録幅に応じた距離だけ搬送される。以上のような記録ヘッド１による記録走査と記録媒体の搬送動作とを交互に繰り返すことにより、記録媒体に段階的に画像が形成されていく。
【００１３】
記録ヘッド１の移動範囲内であって記録領域を外れた位置には、記録ヘッドに対するメンテナンス処理を施すための回復機構が配備されている。回復機構には、記録ヘッド１の吐出口面を覆うためのキャップ２０、キャップ２０を吐出口面に押し当てた状態で記録ヘッド１の吐出口から強制的にインクを吸引する吸引ポンプ、吐出口面を払拭するためのワイパ等が含まれる。
【００１４】
以下、本発明の特徴的な構成について、詳しく説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施例で使用するある１色のインクタンク３の構成を説明するための長手方向の断面図である。図１（ａ）を参照するに、インクタンク３は、液体である顔料インクを収容したインク袋１１６が、タンク筺体１１１の内部に配備されて構成されている。タンク筺体１１１およびインク袋１１６は、タンク筺体１１１の底部に設けられたインク供給口１０３で共通した開口部を有しており、インク袋内に収容されたインクはインク供給口１０３から記録ヘッドに供給される。
【００１５】
顔料インクは顔料分子を含有する液体であるが、インクタンクの姿勢が長時間維持されると顔料分子がインクタンクの底部１０２に沈降し、顔料濃度が低い部分１１３と顔料濃度が高い部分１１２に徐々に分離する。図１（ａ）のように分離した状態で供給口１０３から供給されたインクの顔料濃度は、設計値よりも高く、画像データに見合った記録を行うことが出来なくなってしまう。本実施例では、このような顔料濃度の偏りをなくすために、攪拌部材１００を用いてインク袋中のインクを攪拌する。
【００１６】
攪拌部材１００は細長い袋状になっており、その開口部はインク袋１１６の外側まで延びるジョイント１０５に結合している。ジョイント１０５は、ほぼ直角に曲がる中空の筒で、片方の端部は攪拌部材１００の開口部、もう片方の端部は攪拌部材１００の内部を大気に開放する気体注入口１０１に接続されている。ジョイント１０５および気体注入口１０１の接続部はシール部材１０４によって覆われている。攪拌部材１００の内部側面には弾性変形可能な薄い金属板の弾性部材１０７が配備されており、弾性部材１０７には、外部から力が作用しない限り図１（ａ）のように渦巻状の姿勢をとる巻き癖がつけられている。このような構成のもと、気体注入口１０１から所定量の気体が注入されて内部圧力が高まると、攪拌部材１００は弾性部材１０７の巻き癖に逆らって図１（ｂ）のように伸張する。そして、注入された気体が排出されると、攪拌部材１００は弾性部材１０７の巻き癖に順じて図１（ｃ）のように再び渦巻状の姿勢に戻る。
【００１７】
図３は、攪拌部材１００と攪拌部材１００の先端に連結されたプラスチック材からなる攪拌板１０６を示す拡大斜視図である。攪拌板１０６の断面（図４（ａ））は、攪拌部材１００の断面（図４（ｂ））よりも大きく形成されており、攪拌部材１００が伸張したり巻き取られたりする際に、より広い幅領域のインクを効果的に攪拌するようになっている。
【００１８】
図２は、図１（ａ）の状態のインクタンク３を破線Ａで切断した短手方向断面図である。インク袋１１６は、その片方の側面がタンク筺体１１１の片側の内壁１１７に接着されており、もう片方の側面には板状部材１１５が取り付けられている。板状部材１１５および板状部材１１５が取り付けられたインク袋の側面は、タンク筺体１１１の９内壁に接着されていない。よって、インク袋１１６内のインクが消費されると、これら部材は徐々にもう片方の内壁１１７の方向に移動する。
【００１９】
但し、インク袋１１６の内部には、インク袋１１６を内側から膨らませるように作用するばね部材１１４が、内壁１１７と板状部材１１５の間を連結するように配置されている。よって、インク容量が徐々に減少しても、インク袋１１６内には適切な負圧が維持され、これと結合する記録ヘッドの吐出口近傍で、良好なインク吐出のために必要なメニスカスを形成出来るようになっている。
【００２０】
図５（ａ）および（ｂ）は、本実施例で使用する吸引ポンプ２０５とインクタンク３および記録ヘッド１との接続の状態を説明するための模式図である。本実施例では、吸引ポンプ２０５を作動させると、キャップ２０からインクまたは空気が吸引され、吸引された液体または気体は、インクタンク３と接合する接合部２０６方向への経路と装置内に設けられた廃インクタンクへの経路のいずれかに搬送される。これら搬送経路は、それぞれの経路中に設けられた弁２０２および２０３によって切り替えられる。
【００２１】
図５（ａ）は、記録ヘッド１に対する吸引回復動作時の接続状態を示している。吸引回復動作において、キャップ２０は記録ヘッド１の吐出口面２０４に押し当てられ、弁２０２は開放される。一方、接合部２０６は気体注入口１０１から離間され、弁２０３は閉じられる。この状態で吸引ポンプを作動させると、密閉状態になったキャップ２０の中に、記録ヘッド１の吐出口からインクが強制的に排出され、開放された弁２０２の経路を介して廃インクタンクへ輸送される。これにより、吐出口近傍に存在する気泡やごみ、固着したインクなどが排出され、記録ヘッドの吐出状態を正常に維持することが出来る。
【００２２】
図５（ｂ）は、インクタンク３の内部を攪拌する際の接続状態を示している。攪拌動作のために攪拌部材１００の内部を加圧する際、キャップ２０は記録ヘッド１の吐出口面２０４から開放され、弁２０２は閉じられる。一方、接合部２０６は気体注入口１０１に接続され、弁２０３は開放される。この状態で吸引ポンプを作動させると、開放状態にあるキャップ２０から周辺の空気が吸引され、この空気が開放された弁２０３の経路を介して気体注入口１０１から攪拌部材１００内部に送られる。これにより、攪拌部材１００の内圧が高まって攪拌部材１００は図１（ｂ）に示すような伸張状態となり、その過程で攪拌板１０６が回転しながら移動し周囲のインクを攪拌する。攪拌部材１００が十分に伸張された後、接合部２０６を気体注入口１０１から離間することにより、攪拌部材１００内部の気体は排出され、内圧が降下し、攪拌部材１００は図１（ｃ）に示すように再び渦巻き状態に戻る。この過程においても攪拌板１０６は回転しながら移動し周囲のインクを攪拌する。必要があれば、このような気体の注入および排出を繰り返すことにより、インクタンク３内のインクを更に攪拌することができる。
【００２３】
このように、本実施例によれば、攪拌部材１００の僅かな体積変化によって攪拌板１０６を大きく移動させることが可能となり、インク袋内の内圧を高めることなく、効果的にインクを攪拌することができる。
【００２４】
［実施例２］
実施例１では、袋状の攪拌部材１００の中に巻き癖をつけた弾性変形可能な薄い金属板の弾性部材１０７を配備する構成としたが、本実施例では、袋状の攪拌部材自体を予め巻き癖をつけたＰＥＴ材とする。このような攪拌部材を用意すれば、弾性部材のような部品を新たに用意しなくても、上記実施例１と同じ攪拌効果を実現することが出来る。この際、攪拌部材の材質としては、ＰＥＴ材に限られるものではない。袋状の成型および巻きぐせを施すことが可能な材質で、気体の注入や排出による伸張状態および巻きつけ状態の弾性的変形が、繰り返し可能なものであれば、本発明の効果を十分に得ることが出来る。
【００２５】
［実施例３］
図９は、本実施例で使用するある１色のインクタンク３の構成を説明するための長手方向の断面図である。本実施例では、気体注入口１０１から注入された気体が、二股に分岐するジョイント２０５によって、２つの経路に分岐し、これら２つの経路にはそれぞれ攪拌部材２０１および２０２が接続されている。攪拌部材２０１および２０２の構成は実施例１と同様であるが、その長さや容積はそれぞれが適切に調整されており、吸引ポンプ２０５より導入された気体は、攪拌部材２０１および２０２の両方に同時に注入される。図９は、攪拌部材２０１および２０２が伸張状態にある場合を示している。このような構成を有する本実施例によれば、第１の実施例に比べてより迅速かつ効果的にインクの攪拌を行うことが出来る。
【００２６】
［実施例４］
本実施例も、図６で示したヘッドカートリッジの構成や、図７で示した記録装置の概略構成は、上記実施例と同様とする。但し、本実施例で用いる攪拌部材は吸引ポンプによる気体の注入によって伸張する攪拌部材ではなく、渦巻きの姿勢に形状記憶された形状記憶合金に電圧を印加することによって、攪拌部材の伸張を行う。
【００２７】
図８（ａ）および（ｂ）は、本実施例で使用する攪拌部材の例を示す図である。図８（ａ）は、巻き状態の姿勢を記憶させた形状記憶合金３０１そのものを攪拌部材３００とした形態を示し、形状記憶合金３０１がインク中にむき出しになっている。同図（ｂ）は、巻き状態の姿勢を記憶させた形状記憶合金３０１に別部材３０２を貼り付けて攪拌部材３００とした形態を示し、形状記憶合金３０１は別部材３０２によって被覆されている。どちらの場合も、形状記憶合金３０１への通電のＯＮ／ＯＦＦによってその形状を変化させることが出来、変化する度に攪拌板１０６の移動によってインクを効果的に攪拌することができる。このような本実施例によれば、インク袋１１６内への気体の注入を必要としないので、インクタンク内の体積変化や内圧変化は上記実施例よりも更に低減することが出来る。
【００２８】
なお、以上説明した実施例は互いに組み合わせることも出来る。例えば実施例２を実施例３と組み合わせて、ＰＥＴ材で構成される複数の攪拌部材を用意することもできる。また実施例２と実施例４を組み合わせて、形状記憶合金で構成された複数の攪拌部材を用意することも出来る。また、上記実施例では、攪拌部材と攪拌板とを別の部材として説明したが、これら作用が異なる部材が一体的に構成されていても構わない。
【符号の説明】
【００２９】
１    記録ヘッド
３    インクタンク
１００    攪拌部材
１０６    攪拌板
【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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【図９】
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