JP3800034B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (3)
- 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。 - 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。
- 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。
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