(57)【要約】【課題】液体の物性の変化や泡立ち等を引き起こすことなく、液体収容部内の液体を良好に撹拌する。【解決手段】記録用紙に吐出するインク２００を収容するインク収容部１０２を備えるインクタンク１００であって、インク２００を流動させるためのヒーター３０と、このヒーター３０によって流動されたインク２００に方向性を付与するノズル部材４０とを有し、インク収容部１０２内の底面に設けられてインク収容部１０２内のインク２００を撹拌するインク撹拌部１０３を備える。【選択図】図１
2007118295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材に吐出する液体を収容する液体収容部を備える液体容器であって、
液体を流動させるための励起手段と、該励起手段によって流動された液体に方向性を付与するノズル部とを有し、前記液体収容部内の底面に設けられて前記液体収容部内の液体を撹拌する液体撹拌手段を備えることを特徴とする液体容器。
【請求項２】
前記液体撹拌手段は、前記液体収容部内の液体中に向けて液体を吐出する液体吐出ヘッドである請求項１に記載の液体容器。
【請求項３】
前記液体吐出ヘッドは、誘導加熱手段を用いたサーマル方式のインクジェットヘッドである請求項１または２に記載の液体容器。
【請求項４】
前記液体撹拌手段は、前記ノズル部による液体の吐出方向が、前記液体収容部の前記底面に直交する鉛直方向に向けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体容器。
【請求項５】
前記液体撹拌手段は、前記ノズル部による液体の吐出方向が、前記液体収容部の前記底面に対して傾斜されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液体容器。
【請求項６】
前記液体撹拌手段は、複数の前記ノズル部を有し、各ノズル部の吐出方向が異なっている請求項５に記載の液体容器。
【請求項７】
前記液体収容部の前記底面の外側には、前記液体撹拌手段に対向する位置に凹部が設けられ、
前記液体容器が装着される装着部側に設けられ前記凹部内に係合される凸部に、前記誘導加熱手段が配置されている請求項３に記載の液体容器。
【請求項８】
前記液体収容部には、被記録材に液体を吐出する液体吐出ヘッドに液体を供給するための供給口が設けられ、
前記液体撹拌手段は、前記供給口近傍に配置されている請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体容器。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液体容器と、
前記液体容器から供給された液体を被記録材に吐出する液体吐出ヘッドとを備える液体吐出ヘッドカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液体としてインク滴を吐出するインクジェット記録装置のインクタンク等として用いられる液体容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録方法としては、インク組成物の小滴を飛翔させ、記録用紙等の被記録材に付着させて、文字や画像等の記録を行うインクジェット記録方法が知られている。この種のインクジェット記録方式の記録装置で用いられるインクには、主に耐候性の面から顔料を含有するインクを使用する記録が実用化されてきている。
【０００３】
ところで、顔料は、溶剤中に溶解するのではなく分散するものであるため、顔料を使用したインクは、含有成分である顔料粒子の沈降が避けられない。したがって、インクジェット記録装置の使用頻度、使用間隔および印刷枚数等によっては、インク供給源であるインクタンクからインク吐出部である記録ヘッドに至るインク供給系において、顔料の沈降現象による影響が無視できないことがある。
【０００４】
例えば、インクジェット記録装置に装着された状態でインクタンクが比較的長期間にわたって放置されたとき、インクタンクのインク収容部内で顔料粒子が徐々に沈降する。その結果、インクタンクは、インク収容部内で底部から上部に向かう鉛直方向に対して顔料粒子の濃度勾配が発生してしまう。すなわち、インク収容部内の底部には顔料粒子濃度が高く過度に色の濃い層が生じる一方で、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。
【０００５】
したがって、例えばインク収容部に収容されたインクを底部から導出する構成のインクタンクからインクを供給する場合、最初に顔料粒子濃度が比較的高い層からインクが供給されてしまう。このため、インクタンクの使用初期には過度に色が濃い記録物が得られる一方で、使用後期には過度に色が薄い記録物が得られることになる。つまり、インクタンクの使用初期と使用後期とでそれぞれ得られた記録物には、目視され得る程度の濃度差が生じてくるという問題がある。この現象は、色の濃淡によって画像を構成するカラー印刷において、特に顕著となる。
【０００６】
この問題を解決するため、特許文献１には、インクタンク内部に回転子が設けられ、この回転子をインクタンク外部に設けられたマグネティックスターラーの磁力によって回転させることで、インクを撹拌する構成が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、インクタンクの底部に熱源が設けられ、インクを加熱することで自然対流を生じさせて、この対流でインクを撹拌する構成が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、外部からインクタンク内部に気泡を導入することで、インク中を上昇する気泡によって、インクを撹拌する構成が開示されている。
【特許文献１】特開昭６１−５７３４２号公報
【特許文献２】特開平０９−０３１７３３号公報
【特許文献３】特開平０９−０３１７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された構成では、回転子を回転駆動する外力を供給するための装置が大掛かりな構造となり、インクジェット記録装置の小型化が困難になるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献２に開示された構成では、インクを加熱することでインクの物性が変化し、それにより吐出特性が変化してしまうという問題があった。
【００１１】
また、特許文献３に開示された構成では、インクの泡立ちが発生し、その気泡がインクジェットヘッドのノズルに達することで吐出不能に陥るという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、コンパクトかつ簡素な構成で、インクの物性の変化や泡立ち等を引き起こすことが無い液体撹拌手段を備える液体容器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】
【００１３】
上述した目的を達成するため、本発明に係る液体容器は、被記録材に吐出する液体を収容する液体収容部を備える液体容器であって、液体を流動させるための励起手段と、この励起手段によって流動された液体に方向性を付与するノズル部とを有し、液体収容部内の底面に設けられて液体収容部内の液体を撹拌する液体撹拌手段を備える。
【発明の効果】
【００１４】
上述したように、本発明に係る液体容器によれば、コンパクトかつ簡素な構成で、液体の物性の変化や泡立ち等を引き起こすことが無く、液体吐出動作の信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のインクタンクを示す透視図である。
【００１７】
図１に示すように、第１の実施形態のインクタンク１００は、インクを収容するインク収容部１０２と、このインク収容部１０２内のインクを供給するためのインク供給口１１０と、インク収容部１０２内のインクを撹拌するインク撹拌部１０３とを備えている。
【００１８】
インクタンク１００は、インク供給口１１０を介して、インクタンク１００が着脱自在に装着されるタンク装着部（不図示）側に設けられたタンクホルダー３００と接続される。
【００１９】
インクタンク１００では、インク収容部１０２に収容されたインク２００に、長期間の放置によってインク収容部１０２の底部から上部の方向に顔料粒子の濃度勾配が発生する。すなわち、インク収容部１０２の底部には顔料粒子濃度が高く過度に色の濃い層が生じる一方で、上部には顔料粒子濃度が低く過度に色の薄い層が生じている。
【００２０】
インク撹拌部１０３は、インク収容部１０２内のインクを流動させるための励起手段として、インク収容部１０２内の底面のインク供給口１１０近傍に配置されたインクジェット（ＩＪ）ヘッド１０を有している。
【００２１】
図２に、ＩＪヘッド１０近傍の拡大図を示す。
【００２２】
インク収容部１０２のタンク底壁１２０の外側には、図２に示すように、ＩＪヘッド１０に対向する位置に、タンクホルダー３００側に設けられたタンクホルダー凸部３１０が係合するタンク凹部１２１が設けられている。したがって、インクタンク１００は、タンクホルダー３００に装着された状態で、インク収容部１０２の底面に配置されたＩＪヘッド１０と、タンク凹部１２１に係合されたタンクホルダー凸部３１０とがタンク底壁１２０を挟んで対向されて配置されている。ＩＪヘッド１０とタンクホルダー凸部３１０は、それぞれから延ばされた電気配線１３０および電気接点１４０によって電気的に接続されている。タンクホルダー凸部３１０の電気配線１３０は、電源ユニット（不図示）に電気的に接続されており、この電源ユニットからＩＪヘッド１０へ電力が供給されている。
【００２３】
図３に、ＩＪヘッド１０の詳細な断面図を示す。図３に示すように、ＩＪヘッド１０には、インクを吐出させるエネルギーを発生するヒーター３０が、ヒーターボード２０上部に配設されている。ヒーターボード２０の内部には、図示しないが、トランジスタ回路部が配設されている。また、ヒーターボード２０の上方には、インクを吐出する吐出口５０、インク収容部１０２内のインクが流入する流路６０および発泡室７０等を形成するノズル部材４０が配設されている。
【００２４】
次に、第１の実施形態における、ＩＪヘッド１０を用いることによって、インク収容部１０２内で濃度勾配が生じたインク２００が撹拌される状態について説明する。
【００２５】
まず、ＩＪヘッド１０には、電気配線１３０を介して電源ユニットから電力が供給される。ＩＪヘッド１０に供給された電力のうちの大部分はヒーター３０に供給され、ヒーター３０が加熱される。ヒーター３０が加熱されることで、ヒーター３０上のインク２００は膜沸騰を起こし、その発泡圧によって発泡室７０内のインク２００の圧力が急激に上昇する。この圧力を開放しようとする力によって、発泡室７０内のインク２００は吐出口５０から飛び出し、インク収容部１０２内の上方に向かうインクの流れ２１０となる。（図４）
この一連のインク吐出動作をＩＪヘッド１０によって繰り返し行うことで、インク収容部１０２内で上方に向かうインクの流れ２１０は、図１中に矢印で示すようにインク収容部１０２内全体を対流するインク２２０となる。この対流によって、インク収容部１０２内で濃度勾配が生じたインク２００が良好に撹拌され、インク収容部１０２内のインク２００の濃度をほぼ均一にすることが可能となる。
【００２６】
インク撹拌動作は、所定の時間毎に行うことになるが、ＩＪヘッド１０の応答性が非常に高いので、駆動開始から僅かな時間でインク撹拌動作に入ることができ、その結果、迅速にインク２００の濃度をほぼ均一にすることが可能となる。
【００２７】
上述したように、インクタンク１００によれば、インク収容部１０２の底面に設けられたＩＪヘッド１０を有するインク撹拌部１０３を備えることによって、非常にコンパクトかつ簡素な構成でインク収容部１０２内のインクを良好に撹拌することが可能となる。
【００２８】
そして、このインクタンク１００によれば、サーマル方式のＩＪヘッドを用いても、熱を効率的に利用できるので、インク収容部１０２内のインクの物性への影響が比較的少なく、自然対流方式に比べてインクの温度上昇を僅かな範囲に抑えることができる。さらに、インク撹拌部１０３によれば、インク収容部１０２内のインク２００中に生じる気泡も無視できる程度に抑えられ、記録用紙等にインクを吐出する際のインク吐出動作に影響を及ぼすことが無い。
【００２９】
また、インク撹拌部１０３がＩＪヘッド１０を使用することのもう１つの利点はその指向性にある。上述の実施形態では、吐出口５０による吐出方向がヒーター３０の主面に対して直交する鉛直方向と平行に形成されており、インク収容部１０２内の上方へのインクの流れ２１０Ａもヒーター３０の主面に対して鉛直方向へ向かう流れとなった。
【００３０】
また、必要に応じて、例えば図５に示すように、吐出口５０による吐出方向をヒーター３０の主面に直交する鉛直方向に対して所定の角度をもって傾斜させた形状に形成されてもよい。ＩＪヘッド１０によるインクの吐出方向をヒーター３０の主面に対して傾斜させることで、インク収容部１０２内の上方へのインクの流れ２１０Ｂもヒーター３０の主面、すなわちインク収容部１０２の底面に対して所定の角度をもって流れることになる。このような構成は、ＩＪヘッド１０によるインク吐出の指向性を利用したものである。
【００３１】
また、このように、インク収容部１０２内の形状に応じて、ＩＪヘッド１０の吐出口毎に吐出方向の角度をそれぞれ異ならせてそれぞれ形成することで、インク収容部１０２内のインク２００を更に効果的に撹拌することができる。
【００３２】
すなわち、インクタンク１００によれば、ＩＪヘッド１０を有するインク撹拌部１０３を備えることによって、ＩＪヘッド１０が応答性や指向性にも優れているので、効果的な撹拌が可能となる。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態のインクタンクについて、図面を参照して詳細に説明する。図６は、第２の実施形態のインクタンクを示す透視図である。
【００３４】
第２の実施形態のインクタンクは、ＩＪヘッド１０の構成のみが第１の実施形態のインクタンクと異なっている。図７に、ＩＪヘッド１０近傍の拡大図を示す。
【００３５】
図７に示すように、インクタンク５００は、ＩＪヘッド１０とタンクホルダー凸部３１０がタンク底壁１２０を挟んで配置されている点が第１の実施形態のインクタンク１００の構成と同様である。一方で、このインクタンク５００は、ＩＪヘッド１０とタンクホルダー凸部３１０とが電気的に接続されていない点が第１の実施形態のインクタンク１００の構成と異なっている。
【００３６】
さらに、図７に示すように、タンクホルダー凸部３１０内には、インクを吐出するために必要な電気信号を供給するためのトランジスタ回路部１５０が設けられている点が、第１の実施形態のインクタンク１００の構成と異なっている。このトランジスタ回路部１５０は、磁力を発生すための複数のコイル１６０を有しており、これらコイル１６０に高周波電流を印加する信号発生装置（不図示）に、電気配線１３０を介して接続されている。
【００３７】
次に、ＩＪヘッド１０の詳細断面図を図８に示す。
【００３８】
また、本実施形態のインクタンク５００は、図８に示すように、図３に示したヒーター３０の代わりに鉄系の導電材からなる導電体８０および導電板８０を支持する支持板８１が形成されている点が図３に示した構成と異なっている。
【００３９】
次に、第２の実施形態のインクタンク５００について、ＩＪヘッド１０によって、インク収容部１０２内で濃度勾配が生じたインク２００を撹拌する動作について説明する。
【００４０】
まず、信号発生装置（不図示）によってコイル１６０に高周波電流が印加される。コイル１６０は、高周波電流が印加されることによって磁力線を発生し、インク収容部１０２のタンク底壁１２０を通して磁力線が導電体８０まで到達する。この磁力線によって導電体８０内に渦電流が誘導され、そのときに生じる抵抗熱によって導電体８０が加熱される。
【００４１】
導電体８０が加熱されることで、導電体８０上のインク２００は膜沸騰を起こし、その発泡圧によって、発泡室７０内のインク２００の圧力が急激に上昇する。この圧力を開放しようとする力によって、発泡室７０内のインク２００は吐出口５０から飛び出され、インク収容部１０２内の上方に向かうインクの流れ２１０となる。
【００４２】
この一連のインク吐出動作を繰り返し行うことで、インク収容部１０２内の上方に向かうインクの流れ２１０は、インク収容部１０２内全体を対流させるインク２２０となる。そして、このインク２２２による対流は、インク収容部１０２内で濃度勾配が生じたインク２００を撹拌し、インク収容部１０２内のインク２００の濃度をほぼ均一にすることが可能となる。
【００４３】
第２の実施形態のインクタンク５００が、上述の第１の実施形態のインクタンク１００と大きく異なる点は、ＩＪヘッド１０とタンクホルダー凸部３１０とが電気的に接続されていない点と、ＩＪヘッド１０自体が電気的回路を有していない点である。ＩＪヘッド１０がインク収容部１０２内に設けられる構成を特徴とする本発明では、ＩＪヘッド１０の電気的信頼性を確保することが重要である。本実施形態のインクタンク５００では、ＩＪヘッド１０とタンクホルダー凸部３１０とが電気的に接続されていないので、ショートや接点不良が生じるおそれが無いため、第１の実施形態のインクタンク１００に比べて電気的信頼性が遥かに向上される。
【００４４】
また、図示しないが、上述した実施形態のインクタンクに、記録用紙等にインクを吐出するＩＪヘッドが一体に設けられて、ＩＪヘッドカートリッジとして構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施形態のインクタンクを示す透視図である。
【図２】第１の実施形態のインクタンクが備えるＩＪヘッド近傍を示す拡大図である。
【図３】前記ＩＪヘッドを示す詳細断面図である。
【図４】前記ＩＪヘッドの動作を示す断面図である。
【図５】前記ＩＪヘッドの他の動作を示す断面図である。
【図６】第２の実施形態のインクタンクを示す透視図である。
【図７】第２の実施形態のインクタンクが備えるＩＪヘッド近傍を示す拡大図である。
【図８】前記ＩＪヘッドの詳細断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  ＩＪヘッド
２０  ヒーターボード
３０  ヒーター
４０  ノズル部材
５０  吐出口
６０  流路
１００  インクタンク
１０２  インク収容部
１０３  インク撹拌部
１１０  インク供給口
１２０  タンク底壁
１３０  電気配線
１４０  電気接点
２００  インク
２１０  上方に向かうインクの流れ
２２０  対流するインク
３００  タンクホルダー
３１０  タンクホルダー凸部
【図１】
2007118295.tif 000003
【図２】
2007118295.tif 000004
【図３】
2007118295.tif 000005
【図４】
2007118295.tif 000006
【図５】
2007118295.tif 000007
【図６】
2007118295.tif 000008
【図７】
2007118295.tif 000009
【図８】
2007118295.tif 000010