(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷信号に対応してインク滴を吐出する記録ヘッドと、上記記録ヘッドに着脱可能に搭載されて記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインクカートリッジと、上記記録ヘッドに搭載されたインクカートリッジ内のインクを攪拌するインク攪拌手段とを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置であって、
上記インクジェット式記録装置は、記録ヘッドを往復移動させるキャリッジを備え、上記インク攪拌手段が、インクカートリッジのインク室内に存在させた磁性部材と、上記キャリッジの移動範囲を含む領域のいずれかの箇所に設けられた上記磁性部材を上下方向に移動させる磁性部材移動手段とを有するものであるインクジェット式記録装置。
【請求項２】
上記磁性部材移動手段が、キャリッジの移動方向に対して高さが変わるように設けられた磁石である請求項１記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
上記磁性部材移動手段が、キャリッジの移動範囲を含む領域内に少なくとも１つ設けられた磁石である請求項１記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクカートリッジから供給されたインクをインク滴として吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェット式記録装置に用いられるインクは、溶媒中に顔料やトナー等の分散粒子を均一に分散させて混合したものが用いられている。このようなインクは、長期間にわたって印字が行われず、インク貯蔵部内においてインクが循環しない状態で置かれていると、溶媒と分散粒子との比重差で分散粒子が下降して沈殿する性質がある。
【０００３】
このような分散粒子の沈殿に対し、濃度を一定に維持するために撹拌装置を設けることが検討されてきた。例えば、特開平５−２２９１４０号公報に開示されたインクジェット式印写装置では、粘度の高いインクや比重の大きい顔料を含んだインクを効果的に撹拌するために、インク貯蔵部内に撹拌翼およびそれに回転を付与する回転軸を設け、インク貯蔵部外から駆動モータによって回転させることが行なわれている。
【０００４】
ところが、上記装置では、インク貯蔵部に撹拌翼や回転軸を設ける構造が採られていることから、撹拌翼および回転軸よりなる駆動部によって、インク貯蔵部が大型化するという問題がある。また、インク貯蔵部においてインク量が一定量を下回った場合は、撹拌翼の機能が半減してしまい、十分な撹拌効果が期待できない。さらに、撹拌翼の回転によって、インク貯蔵部内でインクに一定方向への流れが発生し、インク貯蔵部の内壁面の形状によっては、その内壁面付近にインクの澱みが生じ易いという問題もある。
【０００５】
このような問題を解消するものとして、例えば、特開平１０−２８６９６２号公報に開示された静電式インクジェット記録装置が考案されている。この記録装置では、インク貯蔵部の内部に対向一対の撹拌電極を配置し、一定時間、交流電圧を印加して極性を変更するものである。これにより、インク貯蔵部内で帯電トナーが沈殿した場合でも、撹拌電極の極性の変化で沈殿した帯電トナーが低電圧側に繰り返し移動し、沈殿した帯電トナーに撹拌作用が生じて、濃度一定のインクとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記インクジェット式記録装置は、インク貯蔵部の内部に設けた一対の攪拌電極に、一定時間、交流電圧を印加して極性を変更することによりインクの攪拌を行なうものであることから、上記攪拌電極に交流電圧を印加する制御コントローラが必要でそれだけ装置が複雑化・大型化するという問題がある。また、インク貯留部内に一対の攪拌電極を設け、上記攪拌電極と制御コントローラとを電気的に接続しなければならないことから、インク貯留部自体の構造も複雑化・大型化し、コストアップが避けられないうえ、貯留しうるインク量にも限界がある。このため、交換可能なインクカートリッジが用いられる比較的小型の記録装置には適用が困難であったのが実情である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、インクカートリッジを複雑化・大型化することなく、交換可能なインクカートリッジに貯留されたインクを攪拌して沈降を防止しうるインクジェット式記録装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット式記録装置は、印刷信号に対応してインク滴を吐出する記録ヘッドと、上記記録ヘッドに着脱可能に搭載されて記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインクカートリッジと、上記記録ヘッドに搭載されたインクカートリッジ内のインクを攪拌するインク攪拌手段とを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置であって、上記インクジェット式記録装置は、記録ヘッドを往復移動させるキャリッジを備え、上記インク攪拌手段が、インクカートリッジのインク室内に存在させた磁性部材と、上記キャリッジの移動範囲を含む領域のいずれかの箇所に設けられた上記磁性部材を上下方向に移動させる磁性部材移動手段とを有することを要旨とする。
【００１８】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記磁性部材移動手段が、キャリッジの移動方向に対して高さが変わるように設けられた磁石である場合には、キャリッジの往復移動に伴って上記磁性部材がインク室内で移動し、交換可能なインクカートリッジに貯留されたインクを攪拌して沈降を効果的に防止することができる。
【００１９】
本発明のインクジェット式記録装置において、上記磁性部材移動手段が、キャリッジの移動範囲を含む領域内に少なくとも１つ設けられた磁石である場合には、キャリッジの往復移動に伴って上記磁性部材がインク室内で移動し、交換可能なインクカートリッジに貯留されたインクを攪拌して沈降を効果的に防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００２１】
図１は、本発明のインクジェット式記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、インクカートリッジ（以下「カートリッジ」という）２が搭載されるとともに、記録ヘッド１が取り付けられたキャリッジ３を備えている。
【００２２】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド１のノズル面が露呈するよう取り付けられるとともに、カートリッジ２が収容されるようになっている。
【００２３】
そして、上記記録ヘッド１にカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。
【００２４】
図において、８は印刷休止中に記録ヘッド１のノズルを封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップである。上記キャップ８は、印刷実行中に一定時間ごとにノズルから強制的にインク滴を吐出させるフラッシング動作の際のインク受けとしても機能する。また、９は記録ヘッド１のノズル面をワイピングするワイパー部材である。
【００２５】
図２は、本発明のインクジェット式記録装置の一実施の形態を示す断面図である。図に示すように、キャリッジ３は、全体として上面に開口する大略箱状を呈し、内部にカートリッジ２が収容されるようになっている。上記キャリッジ３には、下面にノズル面を露呈するよう記録ヘッド１が取り付けられている。
【００２６】
また、上記キャリッジ３の底部には、カートリッジ２の下面に形成されたインク供給部１３と嵌合されてカートリッジ２の位置決めを行なう位置決め部材２４が設けられている。上記位置決め部材２４の上面には、上記インク供給部１３に挿入されて、カートリッジ２から記録ヘッド１に補給するインクの供給を受けるインク供給針１４が立設されている。
【００２７】
図において、１０はガイドバー６が挿通されてキャリッジ３をガイドするガイド穴である。また、上記カートリッジ２の前後の側面（図示の左右）には、キャリッジ３の上部開口縁の前後に設けられた係止部２５，２６と係合してカートリッジ２をキャリッジ３に固定する係止部材１１，１２が形成されている。
【００２８】
そして、上記キャリッジ３には、その底部にカートリッジ２の下面と当接してカートリッジ２内のインクを加熱するヒータ１５が設けられている。また、上記カートリッジ２の少なくともヒータ１５と接する部分には、多孔質材のようなインク保持体に保持されていない、液状で流動可能状態のインクが収容されるインク室１７が設けられている。
【００２９】
このような構成により、上記インクジェット式記録装置では、キャリッジ３に設けられたヒータ１５によりカートリッジ２の底部を加熱してインク室１７内の底部近傍のインクを加熱して対流を生じさせ、インク室１７内のインクを攪拌することができる。このように、カートリッジ２ではなく、記録装置のキャリッジ３に設けたヒータ１５によりカートリッジ２内のインクを攪拌することから、カートリッジ２の構造を複雑化・大型化することなく、交換可能なカートリッジ２に貯留されたインクを攪拌してインクの沈降を効果的に防止することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態では、ヒータ１５をインク室１７の底面に当接させるように設けたが、これに限定するものではなく、インク室１７の底部近傍であれば側面に当接するように設けることもできる。
【００３１】
図３は、本発明の第２の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す平面図である。この記録装置では、カートリッジ２には、多孔質材のようなインク保持体に保持されていない、液状で流動可能状態のインクが収容されるインク室１７（図４参照）が設けられている。また、この例では、上記カートリッジ２には、磁性粒子２０（図４参照）を含有する磁性インクが貯留されている。
【００３２】
そして、上記記録装置では、キャリッジ３の移動範囲Ｔ内における左端部のキャリッジ３より後ろ側と、右端部のキャリッジ３より前側に、それぞれカートリッジ２内の磁性インクをカートリッジ２内で移動させる磁石１６Ａ，１６Ｂが設けられ、上記各磁石１６Ａ，１６Ｂの周辺の領域に磁界を発生させるようになっている。これにより、インクカートリッジ２内で磁性インクを移動させる力が場所によって異なっている。図３において、１９は記録紙７をキャリッジ３の移動方向と垂直な方向に送る紙送りロールである。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００３３】
このような構成により、上記インクジェット式記録装置では、図４に示すように、キャリッジ３を往復移動させて印刷を行なう際、キャリッジ３が左端に移動したときに、インク室１７内の磁性粒子２０が左端側の磁石１６Ａに引き寄せられて後方に移動し、キャリッジ３が反対側の右端に移動したときに、インク室１７内の磁性粒子２０が右端側の磁石１６Ｂに引き寄せられて前方に移動する。
【００３４】
このように、キャリッジ３の往復移動に伴って磁性粒子２０を一方から他方へ交互に移動させることにより、インク室１７内の磁性インクを攪拌することができる。このように、カートリッジ２ではなく、記録装置のキャリッジ３の移動範囲Ｔ内に設けた磁石１６Ａ，１６Ｂによりカートリッジ２内のインクを攪拌することから、カートリッジ２の構造を複雑化・大型化することなく、交換可能なカートリッジ２に貯留されたインクを攪拌してインクの沈降を効果的に防止することができる。
【００３５】
図５は、本発明の第３の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す説明図である。この記録装置では、１つの磁石１６をキャリッジ３の移動範囲の一端側のキャリッジ３より上側に設けている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００３６】
この装置では、キャリッジ３が磁石１６が設けられた端部に移動したときに、インク室１７内の磁性粒子２０が上記磁石１６に引き寄せられて上方に移動し、キャリッジ３が他の位置に移動すると、上方に移動した磁性粒子２０が自重で沈降を始める。このように、磁性粒子２０を繰り返し上方に移動させることにより、インク室１７内の磁性インクを攪拌することができる。
【００３７】
この場合、上記磁石１６は、キャップ８が設けられた端部と反対側の端部に設けるのが好ましい。このようにすることにより、キャップ８側はキャリッジ３の滞在時間が長いことから、磁石１６に引き寄せられた上方に移動した磁性粒子２０がキャリッジ３の位置で十分沈降して攪拌されるからである。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
【００３８】
なお、上記第２の実施の形態の記録装置では、左右の端部に設けた磁石１６Ａ，１６Ｂをそれぞれキャリッジ３の後側と前側に配置する例を説明したが、これに限定するものではなく、キャリッジ３の上側と下側に設けることもできる。
【００３９】
また、上記記録装置では、２つの磁石１６Ａ，１６Ｂをキャリッジ３の移動範囲Ｔ内の左右端部にそれぞれ配置する例を説明したが、これに限定するものではなく、キャリッジ３の移動範囲Ｔ内のいずれかの箇所であれば、適宜配置させることができる。さらに、上記第２および第３の実施の形態において、磁界を発生させる磁界発生手段としては、磁石１６，１６Ａ，１６Ｂに限定するものではなく、コイル等を用いることもできる。
【００４０】
図６は、本発明の第４の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す説明図である。この記録装置では、一対の電磁石１６Ｃ，１６Ｄを、キャリッジ３の移動範囲の一端側に、キャリッジ３を挟むように設けている。そして、上記両電磁石１６Ｃ，１６Ｄには、適当に極性を反転させる極性反転手段２８が接続され、ている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００４１】
この記録装置では、極性反転手段２８によりインクカートリッジ２を挟む一対の電磁石１６Ｃ，１６Ｄの極性を反転させることにより、磁性粒子２０を移動させる力が反転する。この反転にともなって磁性粒子２０が一方から他方へ交互に移動させてインク室１７内の磁性インクを攪拌することができる。
【００４２】
図７は、本発明の第５の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す説明図である。この記録装置では、カートリッジ２は、多孔質材のようなインク保持体に保持されていない、液状で流動可能状態のインクが収容されるインク室１７を有している。また、この例では、上記カートリッジ２には、帯電粒子２１を含有する荷電性インクが貯留されている。
【００４３】
そして、上記記録装置では、キャリッジ３の移動範囲内の左端部と右端部に、それぞれキャリッジ３を前後から挟む位置に一対の帯電体２２が設けられ、一組の帯電体２２に挟まれた領域に電界を発生させるようになっている。図において、２７は上記帯電体２２に電圧を印加する電源装置である。
【００４４】
上記各組の帯電体２２のうち、左端部に設けられた帯電体２２は、キャリッジ３の前側にマイナスに帯電した帯電体２２を配置し、キャリッジ３の後側にプラスに帯電した帯電体２２を配置している。一方、右端部に設けられた帯電体２２は、キャリッジ３の前側にプラスに帯電した帯電体２２を配置し、キャリッジ３の後側にマイナスに帯電した帯電体２２を配置している。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００４５】
このような構成により、上記インクジェット式記録装置では、キャリッジ３を往復移動させて印刷を行なう際、キャリッジ３が左端に移動したときに、インク室１７内の帯電粒子２１が左端側の帯電体２２に引き寄せられて移動する。このとき、上記帯電粒子２１のうちプラスに帯電したものはマイナスに帯電した帯電体２２に引き寄せられて前方に移動し、マイナスに帯電したものはプラスに帯電した帯電体２２に引き寄せられて後方に移動する。
【００４６】
反対に、キャリッジ３が反対側の右端に移動したときに、インク室１７内の帯電粒子２１が右端側の帯電体２２に引き寄せられて移動する。このとき、上記帯電粒子２１のうちプラスに帯電したものはマイナスに帯電した帯電体２２に引き寄せられて後方に移動し、マイナスに帯電したものはプラスに帯電した帯電体２２に引き寄せられて前方に移動する。
【００４７】
このように、帯電粒子２１を一方から他方へ交互に移動させることにより、インク室１７内の荷電性インクを攪拌することができる。このように、カートリッジ２ではなく、記録装置のキャリッジ３の移動範囲Ｔ内に設けた帯電体２２によりカートリッジ２内のインクを攪拌することから、カートリッジ２の構造を複雑化・大型化することなく、交換可能なカートリッジ２に貯留されたインクを攪拌してインクの沈降を効果的に防止することができる。
【００４８】
上記記録装置において、キャリッジ３を前後から挟む位置に一対の帯電体２２に印加する電圧を、適当に反転させるようにすることもできる。このようにすることにより、帯電粒子２１を移動させる力を反転させ、帯電粒子２１を一方から他方へ交互に移動させてインク室１７内の荷電性インクを攪拌することができる。
【００４９】
図８は、本発明の第６の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す正面図である。この記録装置では、カートリッジ２には、多孔質材のようなインク保持体に保持されていない、液状で流動可能状態のインクが収容されるインク室１７（図９参照）が設けられている。また、上記インク室１７内には、例えば、鉄片，ステンレス片等の磁石等に引き寄せられる磁性部材２３が移動可能に収容されている。
【００５０】
また、上記記録装置には、キャリッジ３の移動範囲Ｔの略全長にわたって、キャリッジの移動方向に対して高さが変わるように設けられた棒状の磁石１８が設けられている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００５１】
このような構成により、上記インクジェット式記録装置では、図９に示すように、キャリッジ３を往復移動させて印刷を行なう際、キャリッジ３が左端に移動したときに、インク室１７内の磁性部材２３が磁石１８に引き寄せられて下方に移動する。そして、キャリッジ３が右方向に移動するにつれて、インク室１７内の磁性部材２３が磁石１８に引き寄せられて徐々に上方に移動する。反対に、キャリッジ３が左方向に移動する際は、インク室１７内の磁性部材２３が磁石１８に引き寄せられて徐々に下方に移動する。
【００５２】
このように、磁性部材２３を繰り返し上下に移動させることにより、インク室１７内のインクを攪拌することができる。このように、カートリッジ２ではなく、記録装置のキャリッジ３移動範囲Ｔ内に設けた磁石１８によりカートリッジ２内のインクを攪拌することから、カートリッジ２の構造を複雑化・大型化することなく、交換可能なカートリッジ２に貯留されたインクを攪拌してインクの沈降を効果的に防止することができる。
【００５３】
図１０は、本発明の第７の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す説明図である。この記録装置では、キャリッジ３の移動範囲Ｔの略全長にわたって、複数の長さが短い磁石１８を、キャリッジ３の移動方向に対して段階的に高さが変わるように設けている。それ以外は、上記第５の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。この記録装置でも上記第５の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００５４】
なお、上記第６および第７の実施の形態の記録装置では、磁石１８をキャリッジ３の移動方向に対して高さが変わるように設けたが、これに限定するものではなく、磁石１８をキャリッジ３の移動方向に対して水平後方で角度が変わるように設けることもできる。この場合も同様の作用効果を奏する。
【００５５】
図１１は、本発明の第８の実施の形態のインクジェット式記録装置を示す説明図である。この記録装置では、１つの磁石１８をキャリッジ３の移動範囲の一端側のキャリッジ３より上側に設けている。それ以外は、上記第６および第７の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００５６】
この装置では、キャリッジ３が磁石１８が設けられた端部に移動したときに、インク室１７内の磁性部材２３が上記磁石１８に引き寄せられて上方に移動し、キャリッジ３が他の位置に移動すると、上方に移動した磁性部材２３が自重で沈降する。このように、磁性部材２３を繰り返し上方に移動させることにより、インク室１７内のインクを攪拌することができる。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の作用効果を奏する。
【００５７】
なお、上記各実施の形態において、記録ヘッド１からインクを吐出させる吐出素子としては、圧力発生室内の圧力を昇降させて圧力発生室内のインクを吐出させる圧電振動子や、圧力室内のインクを加熱して気化させる発熱素子等、各種のものを用いることができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のインクジェット式記録装置によれば、インクカートリッジではなく、装置側にインク攪拌手段を設けたことから、交換可能なインクカートリッジに貯留されたインクを攪拌して沈降を効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるインクジェット式記録装置を示す斜視図である。
【図２】本発明のインクジェット式記録装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図３】本発明のインクジェット式記録装置の第２の実施の形態を示す平面図である。
【図４】上記インクジェット式記録装置の作用を示す説明図である。
【図５】本発明のインクジェット式記録装置の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図６】本発明のインクジェット式記録装置の第４の実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明のインクジェット式記録装置の第５の実施の形態を示す説明図である。
【図８】本発明のインクジェット式記録装置の第６の実施の形態を示す正面図である。
【図９】上記インクジェット式記録装置の作用を示す説明図である。
【図１０】本発明のインクジェット式記録装置の第７の実施の形態を示す説明図である。
【図１１】本発明のインクジェット式記録装置の第８の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    記録ヘッド
２    インクカートリッジ
３    キャリッジ
４    タイミングベルト
５    ステッピングモータ
６    ガイドバー
７    記録紙
８    キャップ
９    ワイパー部材
１０    ガイド穴
１１    係止部材
１２    係止部材
１３    インク供給部
１４    インク供給針
１５    ヒータ
１６    磁石
１６Ａ  磁石
１６Ｂ  磁石
１６Ｃ  電磁石
１６Ｄ  電磁石
１７    インク室
１８    磁石
１９    紙送りロール
２０    磁性粒子
２１    帯電粒子
２２    帯電体
２３    磁性部材
２４    位置決め部材
２５    係止部
２６    係止部
２７    電源装置
２８    極性反転手段
【図１】
0003800034.tif 000002
【図２】
0003800034.tif 000003
【図３】
0003800034.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003800034.tif 000008
【図８】
0003800034.tif 000009
【図９】
0003800034.tif 000010
【図１０】
0003800034.tif 000011
【図１１】
0003800034.tif 000012