JP2008273049A - Liquid storage container, head cartridge, inkjet recording device, and stirring method of liquid storage container - Google Patents
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Description
本発明は、インクなどの液体を収納する液体収納容器、その液体収納容器を備えるヘッドカートリッジ、その液体収納容器を用いて画像を記録可能なインクジェット記録装置、およびその液体収納容器内の液体の攪拌方法に関する。 The present invention relates to a liquid storage container for storing a liquid such as ink, a head cartridge including the liquid storage container, an ink jet recording apparatus capable of recording an image using the liquid storage container, and stirring of the liquid in the liquid storage container Regarding the method.
シリアルタイプのインクジェット記録装置は、主走査方向に移動可能なキャリッジに、インクを吐出可能な記録ヘッドと、その記録ヘッドに供給するインクを収容するためのインクタンクと、が搭載される。画像の記録に際しては、キャリッジを主走査方向に移動させつつ、記録ヘッドの吐出口から記録媒体に向かってインクを吐出する動作と、主走査方向と交差する副走査方向に記録媒体を搬送する動作と、を繰り返す。記録ヘッドから吐出されたインク滴が記録媒体上に着弾することにより、所望の画像が記録される。 In a serial type ink jet recording apparatus, a recording head capable of ejecting ink and an ink tank for containing ink to be supplied to the recording head are mounted on a carriage movable in the main scanning direction. When recording an image, the operation of ejecting ink from the ejection port of the recording head toward the recording medium while moving the carriage in the main scanning direction and the operation of conveying the recording medium in the sub-scanning direction intersecting the main scanning direction And repeat. A desired image is recorded by the ink droplets ejected from the recording head landing on the recording medium.
このようなインクジェット記録装置において用いられているインクの主流は、色材として染料を含有するインクであった。しかし一般に、染料インクは耐光性および耐ガス性がやや低く、その染料インクによる記録物は、屋外掲示のような特殊用途において耐久性のある画像堅牢性を提供しにくい場合があった。 The mainstream of ink used in such an ink jet recording apparatus is an ink containing a dye as a coloring material. However, in general, dye inks have slightly low light resistance and gas resistance, and recorded materials using the dye inks sometimes have difficulty in providing durable image fastness in special applications such as outdoor posting.
近年、色材として顔料を含有するインクを用いる記録装置が提供されてきている。顔料インクは耐光性および耐ガス性に優れ、それによる記録物も充分な画像堅牢性を発揮することができる。但し、顔料インクは、染料インクとは異なり、色材の分散性を考慮した取り扱いが要求される。均一な記録画像を得るためには、色材を溶媒中に分散させる必要がある。 In recent years, recording apparatuses using ink containing a pigment as a coloring material have been provided. The pigment ink is excellent in light resistance and gas resistance, and the recorded matter can also exhibit sufficient image fastness. However, unlike the dye ink, the pigment ink is required to be handled in consideration of the dispersibility of the color material. In order to obtain a uniform recorded image, it is necessary to disperse the color material in the solvent.
顔料インク中の顔料分子は、染料インク中の染料分子のようにインク溶液中には溶解せず、分散した状態で浮遊している。顔料インクを収容するインクタンクが暫く静置されたままであると、インクタンク内の顔料粒子が重力によって徐々に沈降し、インクタンクの高さ方向において顔料粒子の濃度傾斜が発生することがあった。すなわち、インクタンクの底部には色材濃度の高い層が位置し、その上部には色材濃度の低い層が位置することになる。この状態のインクタンクから記録ヘッドにインクを供給して画像の記録動作を開始し、そして記録動作を継続した場合には、記録動作の初期段階と後期段階において、画像に濃度差が発生するおそれがある。 The pigment molecules in the pigment ink do not dissolve in the ink solution like the dye molecules in the dye ink, but float in a dispersed state. If the ink tank containing the pigment ink is left standing for a while, the pigment particles in the ink tank gradually settle down due to gravity, and the concentration gradient of the pigment particles may occur in the height direction of the ink tank. . That is, a layer having a high color material density is located at the bottom of the ink tank, and a layer having a low color material density is located above the ink tank. When ink is supplied from the ink tank in this state to the recording head to start the image recording operation and the recording operation is continued, a difference in density may occur in the image between the initial stage and the later stage of the recording operation. There is.
具体的に説明するために、インクタンクの底部から記録ヘッドにインクを供給する構成のインクジェット記録装置を考える。この記録装置に、上述した顔料粒子の濃度傾斜を有するインクタンクを装着して記録を開始した場合、記録初期では、インクタンク内の下層の色材濃度の高いインクが供給されるため、必要以上に高濃度な画像が記録される。その後、記録動作を続行することにより、インクタンク内のインクの消費に従って、画像の記録濃度は徐々に低下する。そして、インクタンク内のインクが少量になった状態においては、インクタンク内には、当初の色材濃度よりも低い色材濃度のインクしか残存しなくなる。そのため、記録当初と同じ画像データに基づいて画像を記録した場合でも、記録濃度が薄いものとなる。特に、顔料粒子の径や比重が大きい場合、顔料粒子の沈降傾向が著しいため、インクタンクの非使用状態が数日間続くだけでも、画像に影響が現れるほどの濃度傾斜が発生するおそれがある。 In order to explain specifically, consider an ink jet recording apparatus configured to supply ink to the recording head from the bottom of the ink tank. When recording is started with the ink tank having the above-described gradient of pigment particle concentration in this recording apparatus, ink with a high colorant concentration in the lower layer in the ink tank is supplied at the initial stage of recording. High-density images are recorded on the. Thereafter, by continuing the recording operation, the recording density of the image gradually decreases as the ink in the ink tank is consumed. In a state where the amount of ink in the ink tank is small, only ink having a color material density lower than the original color material density remains in the ink tank. Therefore, even when an image is recorded based on the same image data as that at the beginning of recording, the recording density is low. In particular, when the diameter and specific gravity of the pigment particles are large, the sedimentation tendency of the pigment particles is remarkable. Therefore, even if the ink tank is not used for several days, there is a possibility that a density gradient that may affect the image may occur.
このように、インクタンクの使用に伴って、記録ヘッドから吐出されるインクの色材濃度が変化した場合、インクタンクの使用初期と使用後期において記録画像に濃度差を発生させるだけではない。例えば、複数のカラーインクを用い、所定のカラーバランスのもとに色相を表現するカラーインクジェット記録システムにでは、カラーバランスが崩れるおそれがある。この場合、より顕著な画像濃度差問題として認識されることになる。 As described above, when the color material density of the ink ejected from the recording head is changed with the use of the ink tank, not only the density difference is generated in the recorded image between the initial use stage and the later use stage of the ink tank. For example, in a color inkjet recording system that uses a plurality of color inks and expresses a hue based on a predetermined color balance, the color balance may be lost. In this case, it will be recognized as a more prominent image density difference problem.
インクタンク内に残存するインク量の如何に拘わらず、記録ヘッドから吐出されるインク滴の色材濃度を、一定の濃度範囲内に維持するためには、少なくとも記録動作中に、インクタンク内の顔料分子が一様に分散していることが望まれる。 Regardless of the amount of ink remaining in the ink tank, in order to maintain the color material concentration of the ink droplets ejected from the recording head within a certain density range, at least during the recording operation, It is desirable that the pigment molecules are uniformly dispersed.
このような顔料分子の一様な分散を実現するために、インクタンクの内部に、顔料分子を攪拌するための攪拌体を設ける構成が提案されている In order to realize such uniform dispersion of pigment molecules, a configuration in which a stirring body for stirring pigment molecules is provided inside the ink tank has been proposed.
特許文献1には、手動操作が可能な攪拌体を備えたインクパックが開示されている。この攪拌体は、インクパックに対して、外部から挿入される形状になっている。外部に突出している攪拌体の一部は、インクパック内に延在している攪拌体の攪拌部を動作させるための操作部として作用する。つまり、ユーザが定期的あるいは必要に応じて攪拌部を揺動させることにより、インクパック内のインクを攪拌して、顔料分子を分散できるようになっている。
また、特許文献1には、記録動作時にキャリッジが移動する際の慣性力を利用して、タンク内のインクを攪拌させる揺動部材を設けたインクカートリッジが開示されている。一例として、インクカートリッジケースと一体に成形された撹拌体が示されている。この例では、攪拌体がインクカートリッジケースの天井から底部に向けて垂れ下がるように延出し、その下端部に円柱状の錘部が形成されている。その攪拌体は、キャリッジの加速・停止・反転の動作に伴う慣性力によって、天井の付け根部分を支点としてキャリッジの移動方向に揺動し、インクカートリッジ内のインクを攪拌する。
また、特許文献1には、他の例として、インクカートリッジケースに固定されずに、インクカートリッジ内の底面を自由に移動可能な撹拌体も開示されている。この攪拌体は、キャリッジの加速・停止・反転の動作に伴う慣性力によって、インクカートリッジ内の底面を移動してインクを攪拌する。
In addition,
また、特許文献2には、キャリッジの移動に伴う慣性力によって、揺動中心軸の左右に揺動する軸状錘と、この軸状錘と一体になって左右に揺動する複数のフィンと、を備えた攪拌機構が開示されている。この構成によれば、複数枚のフィンがインクカートリッジの高さ方向に並列に配置されているため、インクカートリッジ内の上層部から下層部にかけてインクが均等に攪拌される。 Patent Document 2 discloses an axial weight that swings to the left and right of the swing center axis by inertial force accompanying the movement of the carriage, and a plurality of fins that swing integrally with the shaft weight. , A stirring mechanism including the above is disclosed. According to this configuration, since the plurality of fins are arranged in parallel in the height direction of the ink cartridge, the ink is evenly stirred from the upper layer portion to the lower layer portion in the ink cartridge.
しかしながら、上記特許文献に記載の構成においては、攪拌領域が限定されているため、沈降した顔料粒子を容器内部の全体に渡って攪拌するには、十分ではなく、効率が悪いものであった。 However, in the configuration described in the above-mentioned patent document, since the stirring region is limited, it is not sufficient to stir the settled pigment particles over the entire interior of the container, and the efficiency is poor.
例えば、特許文献1に記載された、手動式の揺動部材を備えた構成では、その揺動部材の動きの自由度が少ないことから、インクカートリッジ内の限られた領域のインクしか攪拌することができない。特に、攪拌部の支点となる攪拌体とインクカートリッジとの接合部分の近傍では、攪拌部の移動域が狭いために充分な攪拌効果が得られない。
For example, in the configuration provided with a manual swing member described in
また、特許文献1に開示された、円柱状の錘部を設けた構成では、慣性力を効率的に利用してはいるものの、やはり攪拌可能な範囲が充分でない。さらに、インクカートリッジ内の底面を自由に移動可能な撹拌体を用いた場合には、インクカートリッジの底部近傍のインクに対する攪拌は期待できるものの、その撹拌体から離れているカートリッジ上層部領域に対する撹拌性は期待できない。
Moreover, in the structure provided with the column-shaped weight part disclosed by
一方、特許文献2に開示された構成では、複数のフィンがインクカートリッジの高さ方向に配備されているため、高さ方向における攪拌の均等性はある程度期待できる。しかし、インクカートリッジ内の中心軸付近はフィンの揺動量が小さいため、撹拌効果は小さい。また、このように複数のフィンや回転軸を備える揺動部材は複雑な構成となるため、インクカートリッジ自体も高価なものになってしまう。 On the other hand, in the configuration disclosed in Patent Document 2, since a plurality of fins are arranged in the height direction of the ink cartridge, the uniformity of stirring in the height direction can be expected to some extent. However, the vicinity of the central axis in the ink cartridge has a small agitation effect, so the stirring effect is small. In addition, since the swing member including a plurality of fins and the rotation shaft has a complicated configuration, the ink cartridge itself becomes expensive.
上述したように、インクカートリッジ内における顔料インクは、顔料粒子が重力に従って徐々に沈降することにより、インクカートリッジの高さ方向に顔料粒子の濃度傾斜が生じる。インクカートリッジ内の濃度差を解消するには、インクカートリッジの下層に沈降する高濃度のインクを積極的に上層部に巻き上げるか、もしくは上層部の低濃度のインクを下層部に流し込むように、インクを攪拌することが効率的である。 As described above, the pigment ink in the ink cartridge has a concentration gradient of the pigment particles in the height direction of the ink cartridge as the pigment particles gradually settle according to gravity. In order to eliminate the density difference in the ink cartridge, the ink of high density ink that settles in the lower layer of the ink cartridge is actively wound on the upper layer part, or the low density ink of the upper layer part is poured into the lower layer part. Is efficient.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものである。 The present invention has been made in view of such problems.
本発明は、液体収納容器に収納されたインクなどの液体を効率的に攪拌して、容器内の液体の濃度傾斜を少なくすることができる液体収納容器、ヘッドカートリッジ、インクジェット記録装置、および液体収納容器の攪拌方法の提供を目的とする。 The present invention relates to a liquid storage container, a head cartridge, an ink jet recording apparatus, and a liquid storage capable of efficiently stirring a liquid such as ink stored in a liquid storage container to reduce the concentration gradient of the liquid in the container. It aims at providing the stirring method of a container.
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
本発明の第1の形態は、液体収納部と、該液体収納部内の液体を攪拌する攪拌部材と、を有する液体収納容器であって、前記攪拌部材は、前記液体収納容器内の液体を案内する中空部を備えると共に前記液体収納部内に揺動可能に支持される揺動部材を有し、前記揺動部材は回動成分を含む揺動動作を行うよう支持され、前記回動成分の回動中心より重力方向上側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF1、前記回動中心の重力方向下側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF2としたとき、前記F1と前記F2とが異なるように前記回動中心が配置されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid storage container having a liquid storage section and a stirring member for stirring the liquid in the liquid storage section, the stirring member guiding the liquid in the liquid storage container. And has a swinging member that is swingably supported in the liquid storage portion, the swinging member being supported to perform a swinging operation including a rotating component, and for rotating the rotating component. When F1 is a force applied to the liquid in the hollow portion located above the moving center in the gravity direction and F2 is a force applied to the liquid in the hollow portion located below the rotation center in the gravity direction, the F1 and the The rotation center is arranged so as to be different from F2.
本発明の第2の形態は、液体収納部と該液体収納部内の液体を攪拌する攪拌部材とを有する液体収納容器と、前記液体収納容器から供給される液体を用いて記録を行う記録ヘッドと、を搭載可能なキャリッジを備えたインクジェット記録装置であって、前記攪拌部材は、前記液体収納容器内の液体を案内する中空部を備えると共に前記液体収納部内に揺動可能に支持される揺動部材を有し、前記揺動部材は回動成分を含む揺動動作を行うよう支持され、前記回動成分の回動中心より重力方向上側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF1,前記回動中心の重力方向下側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF2としたとき、前記F1と前記F2とが異なるように前記回動中心が配置されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid storage container having a liquid storage section and a stirring member that stirs the liquid in the liquid storage section, and a recording head that performs recording using the liquid supplied from the liquid storage container. The agitating member includes a hollow portion for guiding the liquid in the liquid storage container and is swingably supported in the liquid storage portion. The swinging member is supported to perform a swinging operation including a rotating component, and the force applied to the liquid in the hollow portion located above the rotating center of the rotating component in the gravity direction is F1, The rotation center is arranged so that F1 and F2 are different when the force applied to the liquid in the hollow portion located below the rotation center in the gravity direction is F2. .
本発明の第3の形態は、液体収納部と、該液体収納部内の液体を攪拌する攪拌部材と、を有する液体収納容器の攪拌方法であって、前記攪拌部材は、前記液体収納容器内の液体を案内する中空部を備えると共に前記液体収納部内に揺動可能に支持される揺動部材を有し、前記液体収納部を前記攪拌部材の揺動方向へと加速度を変化させつつ移動させて前記揺動部材に回動成分を含んだ揺動動作を行わせ、前記回動成分の回動中心より重力方向上側に位置する前記中空部内の液体に、前記回動中心の重力方向下側に位置する前記中空部内の液体とは異なる力を発生させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a stirring method for a liquid storage container having a liquid storage part and a stirring member for stirring the liquid in the liquid storage part, wherein the stirring member is provided in the liquid storage container. A hollow member that guides the liquid and having a swinging member that is swingably supported in the liquid storage unit, and the liquid storage unit is moved in the swinging direction of the stirring member while changing the acceleration. The oscillating member is caused to perform a oscillating operation including a rotating component, and the liquid in the hollow portion located above the rotating center of the rotating component in the gravity direction is placed below the rotating center in the gravity direction. A force different from that of the liquid in the hollow portion is generated.
本発明によれば、液体収納容器内に設けた揺動部材を揺動させることにより、揺動部材の中空部の一端から液体を流入させると共に、流入させた液体を他端から導出させることが可能となる。これにより、液体収納容器内の液体を攪拌する上において効果的な液体の流れを生じさせることができる。そして、インク収納室の下層部に沈降しがちな顔料粒子を上層部にまで持ち上げたり、インク収納室の上層部にある顔料濃度が低い液体を下層部に向かって流すことが可能になる。この結果、液体収納容器に収納されたインクなどの液体の全域を効率的に攪拌して、その液体の濃度傾斜を少なくすることができ、液体収納容器を長期間放置した後においても濃度傾斜の少ない液体を提供することができる。このため、本発明の液体収納容器を用いたインクジェット記録装置によれば、画像の記録動作前に行うべきインクの攪拌時間を短縮することが可能になる。 According to the present invention, by swinging the swinging member provided in the liquid storage container, the liquid can be introduced from one end of the hollow portion of the swinging member and the introduced liquid can be led out from the other end. It becomes possible. As a result, an effective liquid flow can be generated in stirring the liquid in the liquid storage container. Then, the pigment particles that tend to settle in the lower layer portion of the ink storage chamber can be lifted up to the upper layer portion, or a liquid having a low pigment concentration in the upper layer portion of the ink storage chamber can be flowed toward the lower layer portion. As a result, the entire area of the liquid such as ink stored in the liquid storage container can be efficiently stirred to reduce the concentration gradient of the liquid, and the concentration gradient can be maintained even after the liquid storage container is left for a long period of time. Less liquid can be provided. For this reason, according to the ink jet recording apparatus using the liquid container of the present invention, it is possible to shorten the ink stirring time to be performed before the image recording operation.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本実施形態における液体収納容器は、いわゆるシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置に搭載可能なインクタンクとしての適用例である。
(First embodiment)
The liquid container in the present embodiment is an application example as an ink tank that can be mounted on a so-called serial scan type inkjet recording apparatus.
図1は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の外観斜視図である。この記録装置は、記録媒体に対しての記録を行なう装置本体M1000と、記録媒体を装置内へ供給するための給紙部M3022と、記録後の記録媒体を受容する排紙トレイM1004と、から主に構成されている。 FIG. 1 is an external perspective view of an ink jet recording apparatus according to the present embodiment. The recording apparatus includes an apparatus main body M1000 that performs recording on a recording medium, a paper feeding unit M3022 for supplying the recording medium into the apparatus, and a paper discharge tray M1004 that receives the recording medium after recording. It is mainly composed.
図2は、装置本体M1000の内部機構を説明するための斜視図である。装置本体M1000の主な内部機構は、シャーシM3019に設置・保護されている。M4001はキャリッジであり、不図示の記録ヘッドカートリッジを搭載した状態で矢印Xの主走査方向へ往復移動可能である。記録ヘッドカートリッジには、後述するようにインクジェット記録ヘッドが備えられている。記録動作コマンドが入力されると、給紙部M3022に積載されている記録媒体の1枚が給紙され、キャリッジM4001上の記録ヘッドによって画像が記録可能な位置まで搬送される。その後、キャリッジM4001が主走査方向に移動しながら、記録ヘッドカートリッジの記録ヘッドが画像データに基づいてインクを吐出する記録走査と、搬送手段によって記録媒体を矢印Yの副走査方向へ搬送する動作と、を繰り返す。これにより、記録媒体上に順次画像が形成される。 FIG. 2 is a perspective view for explaining an internal mechanism of the apparatus main body M1000. Main internal mechanisms of the apparatus main body M1000 are installed and protected in a chassis M3019. Reference numeral M4001 denotes a carriage which can reciprocate in the main scanning direction indicated by an arrow X in a state where a recording head cartridge (not shown) is mounted. The recording head cartridge is equipped with an ink jet recording head as will be described later. When a recording operation command is input, one of the recording media stacked on the paper supply unit M3022 is fed and conveyed to a position where an image can be recorded by the recording head on the carriage M4001. Thereafter, while the carriage M4001 moves in the main scanning direction, a recording scan in which the recording head of the recording head cartridge ejects ink based on the image data, and an operation for conveying the recording medium in the sub-scanning direction indicated by the arrow Y by the conveying means. ,repeat. As a result, images are sequentially formed on the recording medium.
図3は、記録ヘッドカートリッジH1001とインクを収納可能なインクタンク(液体収納容器)1の斜視図である。記録ヘッドカートリッジH1001の一側には、吐出口からインク滴を吐出可能なインクジェット記録ヘッドH1000が備えられ、その反対側には、記録ヘッドH1000にインクを供給するためのインクタンク1が着脱可能に装着される。本実施形態の記録ヘッドカートリッジH1001には、6色分のインクタンク1が独立に装着できるようになっている。
FIG. 3 is a perspective view of the recording head cartridge H1001 and an ink tank (liquid storage container) 1 that can store ink. One side of the recording head cartridge H1001 is provided with an ink jet recording head H1000 capable of ejecting ink droplets from ejection ports, and an
インクタンク1を記録ヘッドカートリッジ(インクタンク装着部)H1001に装着すると、インクタンク1のインク供給口30(図4参照)が記録ヘッドH1000に接続される。インクタンク1のインク収納部(液体収納部)内のインクは、インク供給口30を経由して、重力方向下側に、記録ヘッドH1000から記録媒体に向かって吐出される。このようにインクタンクを記録装置に装着した状態において、インク供給口が重力方向の下向きに位置する。本発明においては、このように、インク供給口が重力方向下向きとなって、供給口から記録ヘッドに対してインクが供給されるときのインクタンクの姿勢を、インクタンクの使用状態における姿勢(インクタンクの使用姿勢)と定義する。インクタンクと記録ヘッドとが一体化されたヘッドカートリッジにおいては、記録ヘッドが記録媒体に向かって重力方向の下向きにインクを吐出する時のヘッドカートリッジの姿勢を、ヘッドカートリッジの使用状態における姿勢と定義する。
When the
記録ヘッドH1000には、微細な記録素子が複数配列されており、各記録素子にはインクを吐出させるための機構が備わっている。例えば、発熱抵抗体(ヒータ)を有する電気熱変換素子が配備された構成では、インクの吐出信号に応じて、個々の電気熱変換素子に電圧パルスが印加される。これにより、発熱抵抗体の近傍のインクが急激に加熱され、そのときに生じる膜沸騰の作用によって、インク滴が吐出口から吐出される。 A plurality of fine recording elements are arranged in the recording head H1000, and each recording element is provided with a mechanism for ejecting ink. For example, in a configuration in which an electrothermal conversion element having a heating resistor (heater) is provided, a voltage pulse is applied to each electrothermal conversion element in accordance with an ink ejection signal. As a result, the ink in the vicinity of the heating resistor is rapidly heated, and ink droplets are ejected from the ejection ports by the action of film boiling occurring at that time.
(インクタンク全体の構成)
図4は、インクタンク1の外観斜視図である。インクタンク1は、内部にインク収納室を備えた容器であり、主に、インク容器筐体10と蓋部材20から構成されている。インクタンク1の底部には、記録ヘッドH1000にインクを供給するためのインク供給口30が備えられている。
(Configuration of the entire ink tank)
FIG. 4 is an external perspective view of the
図5は、インクタンク1の分解斜視図である。インクタンク1のインク容器筐体10は、例えばポリプロピレンで形成されており、その内部には、インクを攪拌するための撹拌部材としての揺動部材100、ばね部材50、板部材60、および可撓性フィルム70が収容される。そして、インク容器筐体10の開口部は、蓋部材20によって封じられる。インク容器筐体10の内壁には、図6のように揺動部材100を支持するための支持軸(支持部)40が形成され、またインク供給口30を形成するインク容器筐体10の部位には、メニスカス形成部材31が備えられている。本実施形態において支持軸40はインクタンク1の使用姿勢において水平となるように、その両端がインク容器筐体10の内壁に固定されて支持されている。
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
メニスカス形成部材31は、例えば、ポリプロピレンの繊維材料から形成されて毛細管力を有する毛管部材、または、この毛管部材とフィルター部材(透過寸法は15〜30μm程度、材質はステンレス材料やプリプロピレン等)を組み合わせた吸収体である。メニスカス形成部材31と筐体10の内部との間は、インク流路によって連通されており、筐体10内のインク収納室80から、記録ヘッドH1000にインクが供給できるようになっている。また、メニスカス形成部材31内にはインクによるメニスカスが形成され、外部からの気泡がインク収納室80内に侵入しないようになっている。メニスカス形成部材31は、押え部材32によって外側から押されて止められている。
The
インク容器筐体10の開口周縁部には可撓性フィルム70が溶着され、これにより、インク容器筐体10内に、インク収納部としてのインク収納室80(図8参照)が形成される。インクは、可撓性フィルム70と筐体10とによって形成されたインク収納室80に収容される。可撓性フィルム70は、例えば、ポリプロピレンの薄膜のような、厚み20〜100μm程度のフィルム部材であればよい。ばね部材50は、板部材60を介して可撓性フィルム70を外方に付勢する。外方に付勢された可撓性フィルム70は、図5のように、インク収納室80の外側に向かって突出する凸型となる。この可撓性フィルム70は、蓋部材20によって保護され、また凸型部の突出量が制限される。このようなばね部材50の付勢力により、インク収納室80内は負圧状態となる。
A
蓋部材20には、不図示の大気連通部が設けられており、インク収納室80の外側は大気圧に保たれる。ばね部材50と板部材60の構成材料は、インクとの接触などによる腐食を避ける材料として、例えば、ステンレス材料を使用することが望ましい。
The
インク収納室80内のインクが記録ヘッドへの供給によって消費されるにつれて、ばね部材50の縮みを伴って可撓性フィルム70が撓み、インク収納室80の容積が減少していく。本実施形態のインクタンク1は、板部材60が筐体10の内壁に接触するまで、インク収納室80内のインクを消費することが可能である。
As the ink in the
(充填されるインクの組成)
本実施形態において使用されるインクは、例えば、顔料を含有するインク(顔料インク)である。その顔料インクの顔料は、例えば、分散剤や活性剤を用いる樹脂分散剤タイプの顔料(樹脂分散型顔料)や、活性剤分散タイプの顔料であってもよい。その顔料は、水不溶性色剤自体の分散性を高めることによって、分散剤等を用いることなく分散可能としたマイクロカプセル型顔料であってもよく、また、顔料粒子の表面に親水性基を導入した自己分散タイプの顔料(自己分散型顔料)でもよい。更には、顔料粒子の表面に高分子を含む有機基が化学的に結合することによって、改質された顔料(ポリマー結合型自己分散顔料)を用いることもできる。もちろん、これらの分散方法の異なる顔料を組み合わせて使用することも可能である。本発明において使用できる顔料は、特に限定されるものではない。
(Composition of ink to be filled)
The ink used in the present embodiment is, for example, an ink containing a pigment (pigment ink). The pigment of the pigment ink may be, for example, a resin dispersant type pigment (resin dispersion type pigment) using a dispersant or an activator, or an activator dispersion type pigment. The pigment may be a microcapsule type pigment that can be dispersed without using a dispersant by increasing the dispersibility of the water-insoluble colorant itself, and a hydrophilic group is introduced on the surface of the pigment particles. Self-dispersed pigments (self-dispersed pigments) may also be used. Furthermore, a modified pigment (polymer-bonded self-dispersing pigment) can be used by chemically bonding an organic group containing a polymer to the surface of the pigment particle. Of course, these pigments having different dispersion methods can also be used in combination. The pigment that can be used in the present invention is not particularly limited.
下表1に、本実施形態において使用する顔料インクの組成を2種類(顔料インク1,2)を例示する。しかし本発明は、これらの組成に限定されるものではない。
Table 1 below illustrates two types of pigment ink compositions (
本実施形態において使用する顔料インクは下表1に示すインク配合比であって、顔料分散体1には自己分散型の顔料が使用され、顔料分散体2には樹脂分散型の顔料が使用されている。また、顔料分散体1と顔料分散体2は、いずれも顔料に水を加えて、顔料濃度が10質量%となるように分散させることにより、分散液を調合している。各溶剤の配合は、下表1に記載されている。
The pigment ink used in the present embodiment has the ink blending ratio shown in Table 1 below. The
インクタンクに注入する顔料インクの比重は、揺動部材の比重より小さいものが望ましい。本実施例における揺動部材は、ステンレス材料であって比重が8.0g/cm3であり、顔料インクの比重は1.0〜1.1g/cm3であり、揺動部材よりも顔料インクの比重が小さい。 The specific gravity of the pigment ink injected into the ink tank is preferably smaller than the specific gravity of the swing member. Swinging member in this embodiment, a specific gravity a stainless material is 8.0 g / cm 3, the specific gravity of the pigment ink is 1.0~1.1g / cm 3, the pigment ink than the swinging member The specific gravity of is small.
(攪拌機構の構成)
図6は、揺動部材100の設置状態を説明するための斜視図である。図7は揺動部材の揺動状態を示す図で、図4のVII−VII線に沿う断面図である。図8は、揺動部材100の揺動によって中空部104内のインクに作用する力を示す側断面図である。
(Configuration of stirring mechanism)
FIG. 6 is a perspective view for explaining an installation state of the
図6ないし図8において、揺動部材100はその上端から下端にかけて均一な径を有する筒状体(円筒体)によって構成されている。この揺動部材100には、重力方向上側に位置する上側開口部103と、重力方向下側に位置する下側開口部102とが形成されている。そして揺動部材100は、それらの開口部102,103の間の内部が中空部104となるように、立体的に成形されている。その中空部104には、開口部102,103の間を連通するインク流路(液体流路)が形成されている。インク収納室80内(液体収納部内)のインクは、後述するように、そのインク流路を通して、開口部102,103の一方から導入されて他方から導出される。さらに、揺動部材100は、インク収納室80内にインクが充填されると、インク導出口としての上側開口部102とインク導出口としての下側開口部103、および中空部104がインク中に完全に没する構成となっている。また、揺動部材100の壁面には、一対の挿通孔101が形成されており、この挿通孔101にインク容器筐体の内壁に固定される支持軸40が回動自在に挿通されている。ここでは、揺動部材100に挿通された支持軸40と、揺動部材100の円筒形状における中心軸線方向(揺動部材の長手方向)とはほぼ直交している。なお、揺動部材100は支持軸40の中で、ばね部材50と接触しないような位置に支持されている。
6 to 8, the swinging
このように、揺動部材100は、支持軸40によってこれを回動中心として回動可能に支持されており、この支持軸40が揺動部材が揺動する際の支点(以下、は揺動支点ともいう)となる。また、図6に示すように、支持軸40が挿通される挿通孔101は、上側開口部103より下側開口部102に近い位置に設置されている。すなわち、揺動部材100の揺動支点は、その揺動支点から上側開口部103に至る距離が、揺動支点から上側開口部103に至る距離よりも長くなるような位置に定められている。そのため、図8のように揺動部材100が揺動した際には、下側開口部102の変位量βよりも上側開口部103の変位量αの方が大きくなる。
As described above, the
また、揺動部材100の中空部104の内径が小さ過ぎた場合には、インク中の顔料が中空部104の内径以上の大きさに凝集して、インクが中空部104内を移動できなくなるおそれがある。従って中空部104の内径は、使用するインク中の顔料が凝集したとしても、インクが中空部104を移動できる程度に設定する。
In addition, when the inner diameter of the
また、本実施形態の揺動部材100は、ステンレス材料によって形成されている。本発明における揺動部材の材質は、これに限られるものではない。しかし、揺動部材100の形成材料は、インク収納室80内に収容されたインクよりも比重が大きい材料であることが望ましい。さらに、使用するインクの比重、粘度、および後述するキャリッジの移動速度等によって、揺動部材100の移動速度が変わって、撹拌効率が変わることがあるため、揺動部材100の比重は、種々の条件に応じて適宜選択されることが望ましい。
Further, the
(攪拌機構の動作および作用)
次に、図7(a)から(c)を参照しつつ、本実施形態における揺動部材100の動作を説明する。
(Operation and action of stirring mechanism)
Next, the operation of the
図7(a)は、揺動部材100の第1の状態を示す。キャリッジM4001は、記録媒体の記録幅の範囲において、主走査方向(矢印X方向)に往復移動する。その移動方向が反転する際には、減速、停止、および反対方向への加速などの加速度の変化が生じる。その際、インクタンクには慣性力が働く。その慣性力が矢印X2方向に働く場合、つまりキャリッジM4001の移動方向が矢印X2方向からX1方向に反転する場合には、図7(a)A1のように、揺動部材100が支持軸40を支点として矢印A1方向に回転する。このとき上側開口部103側の端部は、インク容器10の一方の内面に接触する。ここでは、このように慣性力がX2方向に働いている状態を第1の状態としている。キャリッジM4001の移動方向が矢印X2方向からX1方向に反転した後、キャリッジM4001が矢印X1方向の等速移動するときには、慣性力は働かなくなり、揺動部材100は第1の状態のままに保たれる。
FIG. 7A shows a first state of the
図7(b)は、揺動部材100の第2の状態を示す。この第2の状態は、第1の状態とは逆に、慣性力がX1方向に働く場合、つまりキャリッジM4001の移動方向が矢印X1方向からX2方向に反転する場合であり、図7(b)のように、揺動部材100が支持軸40を支点として矢印A2方向に回転する。このとき上側開口部103側の端部は、インク容器10の他方の内面(図7(a)とは反対の面)に接触する。ここでは、このように慣性力がX1方向に働いている状態を第2の状態としている。キャリッジM4001の移動方向が矢印X1方向からX2方向に反転した後、キャリッジM4001が矢印X2方向の等速移動するときには、慣性力は働かなくなり、揺動部材100は第2の状態のままに保たれる。
FIG. 7B shows the second state of the
記録動作に伴ってキャリッジM4001が往復移動を繰り返すため、揺動部材100は、繰り返し図7(a),(b)の第1および第2の状態となって、インク収納室80内のインクを攪拌する。
Since the carriage M4001 repeats reciprocating movement in accordance with the recording operation, the swinging
また、図7(c)に、揺動部材100が揺動するときの開口部102,103の変位方向、変位量、およびインクの流れを示す。
FIG. 7C shows the displacement direction, displacement amount, and ink flow of the
揺動部材100が一方向に揺動し、続いて逆方向に反転する直前に、中空部104内のインクには慣性力が働く。これにより、上側開口部103および下側開口部102の近傍および中空部104内におけるインクには、図7(c)に示すような流れB1,B2,B3が発生する。以下、この流れが生じる原理を図8を用いて説明する。
Immediately before the swinging
揺動部材100の上側開口部103と下側開口部102の面積をS1,S2、各開口部に働く圧力をP1,P2とすると、上側開口部103にF3=P1・S1、下側開口部102にF4=P2・S2の力が働く。しかし、F3とF4の差は揺動部材100内の液体の重力であり、インクの移動には寄与しない。従って、揺動部材100の動きが停止している場合には、中空部104内のインクには上記の力F3,F4のみが作用するため、インクの移動は生じない。
When the area of the
一方、揺動部材100が動いているとき、すなわち、揺動部材100が支持軸40を回動中心とした回動動作を行った場合には、揺動部材100の中空部104内のインクには慣性力が働く。揺動部材100の回動動作時に揺動部材100内の微小体積ΔVにかかる慣性力Fは、液体の比重をρ、回動中心からの距離をr、ΔVの速度をvとすると、
F=ρΔVv2/r (式1)
となる。そして、この慣性力Fは回動中心から離れる方向に働く遠心力となる。
On the other hand, when the oscillating
F = ρΔVv 2 / r (Formula 1)
It becomes. The inertial force F becomes a centrifugal force that works in a direction away from the center of rotation.
本実施例においては、支持軸40が揺動部材100の下側開口部102近傍に設けられている。このため、図8(b)に示すように、回動中心(揺動支点)である支持軸40から上側開口部103に至る範囲の体積(重量)は、回動中心から下側開口部102に至る範囲の体積(重量)よりもはるかに大きい。さらに、揺動部材100の揺動(回転)に伴う上側開口部103の変位量αは、下側開口部102の変位量βよりも大きく、上側開口部103の移動速度は、下側開口部102の移動速度よりも速い。このため、回動中心から上側開口部103に至る範囲内に位置するインクの慣性力F1と、回動中心から下側開口部102に至る範囲内に位置するインクの慣性力F2とは、図8(b)に示すように、F1>F2の関係となる。その結果、揺動部材100の中空部104内のインクが下側開口部102から上側開口部103へと移動して揺動部材100から流れ出し、下側開口部102と上側開口部103の近傍、および中空部104内に、B1,B2,B3のインクの流れが生じる。このインクの流れを利用して、インク収納室80の下層部に沈降しがちな顔料粒子を上層部にまで持ち上げることができる。この結果、インク収納室の下層部から上層部に向かうインクの流れが発生し、さらに、その下層部から上層部へ向かうインクの流れにともなって、上層部から下層部に向かう流れも発生する。こうしたインクの流れにより、インク容器内にて、濃度の濃いインクと薄いインクとを対流させて、インク収納室80内の顔料粒子を効率よく攪拌することができる。これにより、インクタンクの使用初期と使用後期において、記録画像に濃度差が生じることを防止したり、複数のカラーインクを用いた時に発生するカラーバランスの崩れを防止することができる。
In the present embodiment, the
一方、図9は本実施形態の比較例としての揺動部材100’の動作時の状態を示す図である。この比較例に示す揺動部材100’は図8に示した本実施形態における揺動部材100と同様に、その上端から下端にかけて均一の径を有する円筒形状をなしている。但し、この揺動部材100’は、その円筒形状の中心軸線方向(長手方向)における中心部を支持軸40によって支持され、これを支点として回動するようになっている。すなわち、揺動部材100’の回動中心(揺動支点)から上側開口部103’までの距離と、回動中心から下側開口部102’までの距離は、同一となっている。
On the other hand, FIG. 9 is a diagram showing a state during operation of the
この場合、図9(a)に示すように揺動部材100’内の微小体積ΔVにかかる慣性力Fは、液体の比重をρ、回動中心からの距離をr、ΔVの速度をvとすると、
F=ρΔVv2/r (式1)
となる。
In this case, as shown in FIG. 9A, the inertial force F applied to the minute volume ΔV in the swinging
F = ρΔVv 2 / r (Formula 1)
It becomes.
図9(b)に示すように、揺動部材100’の中空部104’は、その回動中心から上側開口部103’までの部分と、回動中心から下側開口部102’までの部分とが対称となっている。このため、揺動部材100が移動し反転する際においても、揺動部材100’内の液体に働く慣性力は、F1=F2となるため、揺動部材100’内のインクは移動しない。従って、インク収納室80内にはインクの対流が発生せず、インクの効率的な攪拌は行われない。
As shown in FIG. 9 (b), the
図9に示す比較例に対し、図6ないし図8に示す本実施形態では、揺動部材100を揺動させることによって、下側開口部102からインクを導入させ、そのインクを中空部104を経由して上側開口部103から導出させることができる。インク収納室の下層部に沈降しがちな顔料粒子を容易かつ確実に上層部にまで持ち上げることができ、この結果、液体収納容器に収納されたインクなどの液体の全域を効率的に攪拌して、その液体の濃度傾斜を少なくすることができる。
Compared to the comparative example shown in FIG. 9, in the present embodiment shown in FIGS. 6 to 8, the ink is introduced from the
また、このような撹拌の効果は、インク収納室の寸法、揺動部材100の内径、周囲長、表面積、長さ、比重、揺動部材の移動速度および移動距離、インクの粘度、揺動角、インクの比重等のパラメータにより差が生じる。しかしながら、上述したパラメータは、顔料成分の濃いインクが、中空部504を経由してインク収納室内のインク上層部へ持ち上げられるのに充分な推進力が得られるのであれば、どのように設定してもよい。つまり、中空部内のインクに生じる遠心力、慣性力によってインクを上側開口部から導出させ得るように、揺動部材500を揺動させることが可能であれば、どのようなパラメータに設定してもよい。
Further, the effect of such agitation includes the dimensions of the ink storage chamber, the inner diameter of the rocking
また、揺動部材の揺動方向は必ずしも反転する必要はない。慣性力によって、インク収納室の底部に位置する顔料粒子を中空部を経由して容器上部へ巻き上げるための充分な推進力が加えられれば良く、揺動部材の一方向の揺動の後、その揺動部材が停止しても構わない。 Further, the swinging direction of the swinging member is not necessarily reversed. Sufficient propulsive force for rolling up the pigment particles located at the bottom of the ink storage chamber to the upper part of the container via the hollow portion may be applied by the inertial force. The swing member may be stopped.
さらに、本実施形態では、キャリッジの往復移動により、揺動部材を揺動させる方法を示した。しかし、本破滅意の液体収納容器は、例えば、その物流中の移動時などの振動により振動部材が揺動した場合においても、攪拌効果を得ることができる。 Furthermore, in this embodiment, the method of rocking | fluctuating a rocking | swiveling member by the reciprocating movement of the carriage was shown. However, this ruinous liquid storage container can obtain a stirring effect even when the vibrating member is swung by vibration during movement in the physical distribution.
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を図10および図11を用いて説明する。なお、図10および図11において、図4ないし図6に示した第1の実施形態におけるインクタンク1と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、それらに関する重複説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11, the same or corresponding parts as those of the
図10は、この第2の実施形態における攪拌部材としての揺動部材110の設置状態を説明するための斜視図である。本実施形態における揺動部材110は、第1の実施形態における揺動部材100と同様に、その上端から下端にかけて同一の内径を有する筒状体(円筒体)によって構成されている。また、揺動部材110の重力方向上側には上側開口部103が、重力方向下側には下側開口部がそれぞれ形成され、両開口部は、インク流路を形成する中空部140に連通している。この点も上記第1の実施形態と同様である。但し、この揺動部材104には、その上側開口部103の近傍に、インク収納室80の内壁に両端が保持される支持軸40を挿通させるための挿通孔101が形成されており、支持軸40を揺動支点として揺動可能に支持されている。つまり、本実施形態における揺動部材110においては、支持軸40から上側開口部103に至る距離が、支持軸40から下側開口部102に至る距離より短くなっており、この点が上記第1の実施形態と異なる。なお、この揺動部材110にあっても、インク収納室80内にインクが充填された状態で、両開口部102,103および中空部104がインクに完全に没し、かつ、揺動時において揺動部材110とばね部材50とが接触しないような位置に配されている。
FIG. 10 is a perspective view for explaining an installation state of the swinging
次に、揺動部材の動作およびインクの流れについて図11を用いて説明する。
この第2の実施形態においても、揺動部材110が支持軸40を中心とした回動動作をしているとき、揺動部材100内の微小体積ΔVには、図11(a)に示すような慣性力(遠心力)Fが生じる。なお、上側開口部と103と下側開口部102には、圧力P1,P2による力F3,F4も働くが、これらの力は前述のようにインクの流れには寄与しない。この慣性力Fは、回動中心から離れる方向に働く遠心力であり、前述の(式1)にて求められる力である。
Next, the operation of the swing member and the ink flow will be described with reference to FIG.
Also in the second embodiment, when the swinging
この第2の実施形態では、支持軸40が揺動部材110の上側開口部103の近傍に設けられている。このため、図11(a)に示すように、回動中心(揺動支点)である支持軸40から下側開口部103に至る範囲の体積は、回動中心から上側開口部102に至る範囲の体積よりもはるかに大きい。さらに、揺動部材110の揺動(回転)に伴う下側開口部103の変位量は、上側開口部102の変位量よりも大きく、下側開口部103の移動速度は、上側開口部102の移動速度よりも速い。このため、回動中心から上側開口部103までに位置するインクの慣性力F1と、回動中心から下側開口部102までに位置するインクの慣性力F2とは、図11(b)に示すように、F1<F2の関係となる。その結果、揺動部材110の中空部104内のインクが下側開口部102から上側開口部103へと移動して揺動部材100から流れ出し、下側開口部102と上側開口部103の近傍、および中空部104内に、B1,B2,B3のインクの流れが生じる。すなわち、下側開口部102からは、比較的濃度の薄いインクが流れ出し、このインクの流れによってインク収納室80の下層部に沈降しがちな顔料粒子が拡散されると共に、濃度の濃いインクに混合される。また、この上層部から下層部へ向かうインクの流れに伴って、下層部から上層部に向かう流れも発生するため、インク容器内にて、濃度の濃いインクと薄いインクとを対流させることも可能となり、インク収納室80内の顔料粒子を効率よく攪拌することができる。
In the second embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態を図12を用いて説明する。なお、図12において上記実施形態に示したものと同一もしくは相当部分には同一符号を付す。
図12(a)は、揺動部材120の設置状態を示す斜視図である。図示のように、インク容器10の内壁には、揺動部材120を支持するための支持軸40が使用姿勢において略水平となるように保持されている。揺動部材120は、その内径が不均一な形状をなす筒状体によって構成されている。ここでは、揺動部材120は中空円錐台形状をなしている。揺動部材120の中心軸線方向における中心部には、支持軸40を挿通させる挿通孔101が形成されており、この挿通孔101に挿通された支持軸40を中心(支点)として、揺動部材120は回動可能になっている。また、揺動部材120には、インク容器10の重力方向下側に位置する下側開口部102と、その上側に位置する上側開口部103と、が形成され、それらの開口部102,103がインク流路を形成する中空部104に連通している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 12, the same or corresponding parts as those shown in the above embodiment are given the same reference numerals.
FIG. 12A is a perspective view showing an installation state of the
この第3の実施形態では、円錐台形状をなす揺動部材120の上側開口部103が、下側開口部102よりも大径に形成されている。また、揺動部材100は、インク収納室80内にインクが充填されると、開口部102,103および中空部104が、インクに完全に没する構成となっている。
In the third embodiment, the
次に、揺動部材120の動作について説明する。
揺動部材120は、揺動動作として支持軸40を中心(支点)とした回動動作を行う。図13(b)は、この回動動作を行った時に揺動部材120内のインクに働く力を示している。
Next, the operation of the
The oscillating
図13(b)に示すように、揺動部材120の揺動動作時に中空部104内の液体には、F1、F2に示す慣性力が働く。この第3の実施形態では、中空部104において、回動中心である支点軸40から上側開口部103に至る範囲内に位置しているインクの体積が、支点軸40から下側開口部102に至る範囲内に位置しているインクの体積より大きい。従って、回動中心から上側開口部103に至る範囲内に位置するインクの慣性力F1と、回動中心から下側開口部102に至る範囲内に位置するインクの慣性力F2とは、F1>F2の関係となる。
As shown in FIG. 13B, the inertial force shown by F1 and F2 acts on the liquid in the
従って、揺動部材120の中空部104内のインクは、下側開口部102から中空部104を経由して上側開口部103から導出される。つまり、インク収納室80内には、下側開口部102、上側開口部103および中空部104において、インクの流れB1,B2,B3が生じる。このインクの流れを利用して、インク収納室80の下層部に沈降しがちな顔料粒子を上層部にまで持ち上げることができる。この結果、インク収納室80内の顔料粒子を攪拌することができる。なお、この第3の実施形態では、中空円錐台形状をなす揺動部材120の上端から下端に至る中心軸線の中心部(揺動部材の長手方向における中心部)に揺動支点となる支持軸40を設けた場合を示した。しかし、揺動支点の位置はこれに限定されるものではない。すなわち、揺動支点となる支持軸を、前述の中心部から長手方向にずらした位置に設けることも可能である。要は、中空部内において揺動支点から上端部に至る範囲内に位置するインクの体積と、揺動支点から下端部に至る範囲内に位置するインクの体積とが異なる体積になるように設定すればよい。従って、上記第4の実施形態とは逆に、下側開口部から揺動支点に至る部分に位置するインクが、上側開口部から揺動支点に至る部分に位置するインクよりも大きな体積を有するように構成することも可能である。この場合、インクは、上側開口部から下側開口部へ向けて流れるため、下側開口部から流れ出した濃度の薄いインクによってインク収納室の底部に沈降している濃度の濃いインクを拡散・混合させることが可能となり、インクを効率的に攪拌することができる。
Accordingly, the ink in the
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
上記第3の実施形態では、揺動部材120がインク収納室80内に充填されたインクによって揺動部材120が完全にインク内に没する構成を示した。これに対し、この第4の実施形態におけるインクタンクは、図13に示すように、インク収納室80内のインクの液面よりも揺動部材120の上側開口部103が液面よりも上方に突出したものとなっている。なお、その他の構成は上記第2の実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the configuration in which the swinging
図13(a)は、この揺動部材120の上側開口部103が収納容器内の内面に当接して静置されている状態を示している。また、図13(b)は、図13(a)に示す状態から揺動部材100が支持軸40を中心に動作しているときの揺動部材120におけるインクの流れなどを示している。
図13(a)に示すように、揺動部材120が静止している状態においては、揺動部材120の内外の液面は同一になる。揺動部材動作時においては、図13(b)に示すように揺動部材120内の液体に慣性力F1,F2が働く。従って、回動中心である支持軸40から揺動部材内の液面に至る範囲の液体の体積と、回動中心から下側開口部102に至る範囲の液体の体積、揺動部材120の回動の速度、揺動部材100の形状によっては、F1>F2を満足することがある。さらに、F1がF2に対し十分に大きい場合には、揺動部材120内の液体は上側開口部103より上方、すなわち中空部104の外側における液面よりも上方へと持ち上げられて揺動部材外へと導出され、これに伴って、下側開口部102より液体が導入される。これによれば、インク収納室80の下層部に沈降しがちな顔料粒子をインクの液面へと導くことができ、インク収納室80内の濃度の濃いインクと、濃度の薄いインクとを混合させることが可能となり、有効に攪拌を行うことができる。なお、図13に示すものは、上記第3の実施形態と同様に、中空円錐台形状をなす揺動部材120の上端から下端に至る中心軸線の中心部(揺動部材の長手方向における中心部)に揺動支点となる支持軸40を設けた場合を示した。しかし、揺動支点となる支持軸を、前述の中心部から長手方向にずらした位置に設けることも可能である。例えば、前述の中心部よりも上方に回動支点を設けても、F1>F2の条件を満たすことは可能である。これは、回動中心から揺動部材内の液面に至る範囲のインクの体積、回動中心から下側開口部102に至る範囲のインクの体積、揺動部材120の回動の速度、揺動部材100の形状、などをの設定によって実現可能である。また逆に、これらの設定によっては、下側開口部102から下方へと瞬間的に導出させ、その後、下側開口部102からインクを導入させることも可能である。このように、インクを下側開口部102から導出・導入させることによって生じるインクの流れにより、インク収納部80の下方に沈降している濃度の濃いインクを攪拌することが可能である。
FIG. 13A shows a state in which the
As shown in FIG. 13A, when the swinging
また、上記第4の実施形態では、揺動部材の上側開口部103の開口径が下側開口部の開口径よりも小さい場合を例示した。しかし、上側開口部102の開口径を下側開口部の開口径より小さくしたり、あるいは揺動部材を上記第1または第2の実施形態に示すように円筒状としてもよい。いずれの場合にも、揺動部材の揺動速度をはじめとする前記の条件を設定によって、上側開口部からインクを導出させたり、あるいは下側開口部においてインクの導出・導入を行うようにしたりすることが可能である。
Moreover, in the said 4th Embodiment, the case where the opening diameter of the upper
(その他の実施形態)
本発明は、以上説明した各実施形態に記載の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の液体収納容器は、その内部に備えた揺動部材の中空部に、液体を攪拌するための液体の流れを容器底部から上部に向かって、または容器上部から底部に向かって積極的に生じさせることができればよい。その液体の流れの方向は、液体の収納空間の形状、液体の種類などに応じて最適に設定することができる。また、その液体の流れは、少なくとも2つの開口部と、その間の中空部を通して生じるようにすればよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the configurations described in the embodiments described above. In other words, the liquid storage container of the present invention actively applies a liquid flow for stirring the liquid from the bottom of the container to the top or from the top of the container to the bottom. It is sufficient if it can be generated automatically. The direction of the liquid flow can be optimally set according to the shape of the liquid storage space, the type of liquid, and the like. The liquid flow may be generated through at least two openings and a hollow portion therebetween.
従って、揺動部材における中空部および開口部の位置、形状、および数などは任意である。例えば、インク収納室内のインクを、揺動部材の下側開口部から上側開口部へと流動させるための構成は、上述した攪拌機構の形状に限定されるものではない。すなわち、揺動部材の開口部102,103を上記実施形態のような円形以外の形状、例えば楕円形状、三角形状、矩形形状、または多角形形状としてもよい。要は中空部104が開口部102,103を除いて略密閉空間となるような構成であれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the position, shape, number, etc. of the hollow part and the opening part in the swing member are arbitrary. For example, the configuration for causing the ink in the ink storage chamber to flow from the lower opening to the upper opening of the swing member is not limited to the shape of the stirring mechanism described above. That is, the
また、上記各実施形態では、揺動部材の中空部内における液体の流れと、揺動部材の動きによって液体が揺動部材の外面によって掻き混ぜられることによって生じる液体の動きとが組み合わされることにより、より効率よく液体を攪拌することができる。 In each of the above embodiments, the liquid flow in the hollow portion of the swing member is combined with the movement of the liquid generated by the liquid being stirred by the outer surface of the swing member. The liquid can be stirred more efficiently.
前述した実施形態においては、本発明における液体収納容器の適用例として、いわゆるシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置に搭載可能なインクタンクを示した。しかしながら、本発明はインクタンクのみに適応されるものではない。例えば、液体を案内する中空部を備えた揺動部材を有する液体収納容器を載置台に搭載し、その載置台を往復移動させることにより、揺動部材を揺動させて液体を撹拌する構成にも適用可能である。また、液体収納容器の移動は往復移動のみに限定されず、例えば、ある方向に移動した後、一旦停止してから再度同一方向に移動させることによっても、揺動部材を揺動させて液体を撹拌することが可能である。 In the embodiment described above, an ink tank that can be mounted on a so-called serial scan type ink jet recording apparatus has been shown as an application example of the liquid storage container in the present invention. However, the present invention is not only applicable to ink tanks. For example, a liquid storage container having a swinging member having a hollow portion for guiding liquid is mounted on a mounting table, and the mounting table is reciprocated to swing the swinging member to stir the liquid. Is also applicable. Further, the movement of the liquid container is not limited to reciprocal movement. For example, the liquid container can also be moved by moving it in a certain direction, then temporarily stopping and then moving again in the same direction, by swinging the swinging member to It is possible to stir.
また、揺動部材を支持するための構成は、前述したようにシャフトを用いた構成のみに特定されない。要は、液体収納容器の移動に伴う慣性力によって所定の揺動方向に揺動可能、かつ、その揺動方向と交差する方向に移動可能に、揺動部材が支持できればよい。 上述した実施形態の液体収納容器(インクカートリッジ)において、液体を収納可能な液体収納部(インク収納室)は、液体(インク)の収納量が減っても液面の高さが変化しない構成となっている。しかし、その液体収納部は、液体の収納量の減少に伴って液面の高さが変化するように構成してもよい。この場合には、前述の第4の実施形態のように、液面から突出する上側開口部からインクを導出させるように、揺動速度その他の条件を設定することが有効である。 Further, the configuration for supporting the swing member is not limited to the configuration using the shaft as described above. In short, it is only necessary that the swinging member can be supported so as to be able to swing in a predetermined swinging direction by an inertial force accompanying the movement of the liquid storage container and to be movable in a direction crossing the swinging direction. In the liquid storage container (ink cartridge) of the above-described embodiment, the liquid storage portion (ink storage chamber) that can store the liquid has a configuration in which the liquid level does not change even if the storage amount of the liquid (ink) is reduced. It has become. However, the liquid storage portion may be configured such that the height of the liquid level changes as the amount of liquid storage decreases. In this case, it is effective to set the rocking speed and other conditions so that the ink is led out from the upper opening protruding from the liquid surface as in the fourth embodiment.
さらに、上記実施形態では、支持軸を中心とした回動方向に揺動部材が揺動するものとなっているが、揺動部材の揺動方向は、必ずしも回動方向と一致する必要はない。つまり、本発明においては、揺動部材が回動成分を含んでいればよく、回動成分と共に、直線方向成分、他の曲線方向成分などを含んだ揺動を行うようにすることも可能である。これは、揺動部材の回動中心を直線方向、または他の曲線方向へと移動させ得る構成とすることによって実現される。 Furthermore, in the above-described embodiment, the swing member swings in the rotation direction around the support shaft. However, the swing direction of the swing member does not necessarily coincide with the rotation direction. . That is, in the present invention, it is sufficient that the swing member includes a rotation component, and it is also possible to perform swing including a linear component, another curved direction component, and the like together with the rotation component. is there. This is realized by adopting a configuration in which the rotation center of the swinging member can be moved in a linear direction or another curved direction.
また、本発明の液体収納容器は、インクジェット記録ヘッドと一体的に構成されるインクタンク、つまりヘッドカートリッジにも適用可能である。 The liquid storage container of the present invention can also be applied to an ink tank that is integrally formed with an ink jet recording head, that is, a head cartridge.
1 液体収納容器
10 インク容器筐体
40 支持軸
80 インク収納室
100、110、120 揺動部材
102 下側開口部
103 上側開口部
104 中空部
F1 支持軸から上部開口部に至る位置にある液体にかかる力
F2 支持軸から上部開口部に至る位置にある液体にかかる力
DESCRIPTION OF
Claims (19)
前記攪拌部材は、前記液体収納容器内の液体を案内する中空部を備えると共に前記液体収納部内に揺動可能に支持される揺動部材を有し、
前記揺動部材は回動成分を含む揺動動作を行うよう支持され、前記回動成分の回動中心より重力方向上側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF1、前記回動中心の重力方向下側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF2としたとき、前記F1と前記F2とが異なるように前記回動中心が配置されていることを特徴とする液体収納容器。 A liquid storage container having a liquid storage portion and a stirring member for stirring the liquid in the liquid storage portion,
The stirring member has a hollow portion that guides the liquid in the liquid storage container and has a swinging member that is swingably supported in the liquid storage portion.
The swinging member is supported to perform a swinging operation including a rotating component, and the force applied to the liquid in the hollow portion located above the rotating center of the rotating component in the gravity direction is F1, The liquid container according to claim 1, wherein the rotation center is arranged so that F1 and F2 are different when F2 is a force applied to the liquid in the hollow portion located on the lower side in the gravity direction.
前記攪拌部材は、前記液体収納容器内の液体を案内する中空部を備えると共に前記液体収納部内に揺動可能に支持される揺動部材を有し、
前記揺動部材は回動成分を含む揺動動作を行うよう支持され、前記回動成分の回動中心より重力方向上側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF1、前記回動中心の重力方向下側に位置する前記中空部内の液体にかかる力をF2としたとき、前記F1と前記F2とが異なるように前記回動中心が配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 A carriage capable of mounting a liquid storage container having a liquid storage section and a stirring member for stirring the liquid in the liquid storage section, and a recording head for performing recording using the liquid supplied from the liquid storage container An inkjet recording apparatus,
The stirring member has a hollow portion that guides the liquid in the liquid storage container and has a swinging member that is swingably supported in the liquid storage portion.
The swinging member is supported to perform a swinging operation including a rotating component, and the force applied to the liquid in the hollow portion located above the rotating center of the rotating component in the gravity direction is F1, An ink jet recording apparatus, wherein the rotation center is arranged so that F1 and F2 are different from each other when F2 is a force applied to the liquid in the hollow portion located on the lower side in the gravity direction.
前記攪拌部材は、前記液体収納容器内の液体を案内する中空部を備えると共に前記液体収納部内に揺動可能に支持される揺動部材を有し、
前記液体収納部を前記攪拌部材の揺動方向へと加速度を変化させつつ移動させて前記揺動部材に回動成分を含んだ揺動動作を行わせ、前記回動成分の回動中心より重力方向上側に位置する前記中空部内の液体に、前記回動中心の重力方向下側に位置する前記中空部内の液体とは異なる力を発生させることを特徴とする液体収納容器の攪拌方法。 A stirring method for a liquid storage container, comprising: a liquid storage portion; and a stirring member for stirring the liquid in the liquid storage portion,
The stirring member has a hollow portion that guides the liquid in the liquid storage container and has a swinging member that is swingably supported in the liquid storage portion.
The liquid storage part is moved in the swing direction of the stirring member while changing the acceleration so that the swing member performs a swing operation including a rotation component, and gravity is applied from the rotation center of the rotation component. A liquid container agitation method, wherein a force different from that of the liquid in the hollow portion located on the lower side in the gravity direction of the rotation center is generated in the liquid in the hollow portion located on the upper side in the direction.
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JP2007119920A JP2008273049A (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Liquid storage container, head cartridge, inkjet recording device, and stirring method of liquid storage container |
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