JP4502061B2 - Inkjet recording device - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus including a recording head that discharges ink supplied from an ink cartridge as ink droplets.
一般に、インクジェット記録装置に用いられるインクとしては、溶媒中に顔料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ることがある。このようなインクは、長期間にわたって印刷が行われず、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沈降する性質がある。 In general, as ink used in an ink jet recording apparatus, there may be used ink in which dispersed particles such as pigments are uniformly dispersed and mixed in a solvent. Such ink does not print for a long period of time, and when placed in a state where the ink does not circulate in the ink storage unit, the dispersed particles settle out due to the difference in specific gravity between the solvent and the dispersed particles.
このような分散粒子の沈降に対し、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4−169269号公報には、沈降粒子の再分散の手法として、インク液中にボール・ビーズを入れこのボール・ビーズの液中移動で再分散を図ること、インクカートリッジ内をマグネットスターラーで撹拌すること、超音波振動を利用すること等が開示されている。 In order to keep the concentration constant against such sedimentation of dispersed particles, it has been studied to provide a stirring device. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-169269, as a method of redispersing the settled particles, ball beads are placed in the ink liquid and redispersion is achieved by moving the ball beads in the liquid, and the inside of the ink cartridge is magnetized. Stirring with a stirrer, utilizing ultrasonic vibration, etc. are disclosed.
ところが、上記ボール・ビーズの場合であると、再分散を行う時期と印刷動作を行う時期との関連性に着眼されていないために、インク滴の吐出安定性が低下するという問題がある。このような現象は、ボール・ビーズの液中移動によりボール・ビーズがインクカートリッジの内面に衝突し、その衝撃で記録ヘッドが振動し、そのために吐出安定性が低下することにある。さらに、上記マグネットスターラーや超音波振動の方式は、そのための構造が複雑になり、しかも動作制御が高精度のもとで行われなければならない。 However, in the case of the above-mentioned ball and beads, there is a problem that the ejection stability of ink droplets is lowered because the relationship between the timing of redispersion and the timing of printing operation is not focused. Such a phenomenon is that the ball and beads collide with the inner surface of the ink cartridge due to the movement of the ball and beads in the liquid, the recording head vibrates due to the impact, and the ejection stability is lowered. Furthermore, the above-described magnet stirrer and ultrasonic vibration system have a complicated structure for that, and the operation control must be performed with high accuracy.
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やそのキャリッジの構造を複雑化・大型化することなく、良好なインク吐出がえられるインクジェット式記録装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ink jet recording apparatus that can perform good ink ejection without complicating or increasing the size of the structure of an ink cartridge or its carriage.
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、上記インクカートリッジを搭載し、上記記録ヘッドが取付けられており、主走査方向に往復移動するキャリッジと、を備え、上記キャリッジを上記主走査方向に移動させながら上記記録ヘッドからインク滴を吐出させて印刷動作を行なうインクジェット式記録装置において、以下のように構成されていることを要旨とする。
In order to achieve the above object, an ink jet recording apparatus of the present invention includes a recording head that ejects ink droplets in response to a print signal, an ink cartridge that stores ink supplied to the recording head, and the ink cartridge. And a carriage mounted with the recording head and reciprocatingly moved in the main scanning direction, and performing a printing operation by ejecting ink droplets from the recording head while moving the carriage in the main scanning direction. The gist of the ink jet recording apparatus is as follows .
すなわち、上記インクジェット記録装置において、上記インクカートリッジのインク室内に撹拌体が配置され、上記インクカートリッジに対してインクの撹拌動作を付与する撹拌動作時には、上記撹拌体を可動な状態とさせ、上記印刷動作時には、上記撹拌体を停止状態とさせるように構成されていることを特徴とする。
That is, in the ink jet recording apparatus, the stirrer is disposed in the ink chamber of the ink cartridge, and the stirrer is moved during the stir operation for applying the ink stir operation to the ink cartridge. In operation, the stirring body is configured to be stopped .
したがって、撹拌動作と印刷動作が区分されて、撹拌に起因する不要な振動が印刷中に記録ヘッドへ伝達されるようなことがなく、均一に顔料等が分散したインク滴が印刷媒体上に吐出されて、良好な印字品質がえられる。 Therefore, the agitation operation and the printing operation are separated, and unnecessary vibrations caused by the agitation are not transmitted to the recording head during printing, and ink droplets in which pigments and the like are uniformly dispersed are ejected onto the print medium. As a result, good print quality can be obtained.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記撹拌動作を、記録装置の電源投入時、インクカートリッジ交換時、印刷動作時間内の一定時間経過時等において行う場合には、インクの顔料等が沈降したと見込まれる時期に撹拌動作が行われることから、印刷動作前にはほぼ確実に再分散処理が図られて、均一分散がなされたインク滴が吐出される。例えば、ブラックのインクカートリッジのインクばかりが消費されて他の色のインクカートリッジのインクが消費されない場合には、印刷動作時間が一定時間経過すると、後者のインクカートリッジ内に顔料等の沈降現象が発生しやすいので、そのような事態に備えて上記のような時間経過時に撹拌動作を行うのである。 In the ink jet recording apparatus of the present invention, when the stirring operation is performed when the recording apparatus is turned on, when the ink cartridge is replaced, or when a certain time within the printing operation time elapses, the ink pigment or the like has settled. Since the stirring operation is performed at the expected time, the redispersion process is almost certainly performed before the printing operation, and the ink droplets that are uniformly dispersed are ejected. For example, when only the ink of the black ink cartridge is consumed and the ink of the other color ink cartridge is not consumed, the settling phenomenon of pigments or the like occurs in the latter ink cartridge when the printing operation time elapses for a certain period of time. In order to prepare for such a situation, the stirring operation is performed when the time as described above elapses.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記撹拌体は磁性材料を用いて構成され、上記印刷動作時に上記インクカートリッジの外部から上記撹拌体に磁気吸引力を作用させることにより、上記撹拌体を停止状態とさせる場合には、インクカートリッジの外部から撹拌体に磁気吸引力が作用することから、撹拌体は磁気吸引力の作用する方向の所定位置に停止し、印刷動作中には撹拌体のインク室内における固定化が図られる。また、撹拌体にはインクカートリッジの外部から磁気吸引力が作用するので、インクカートリッジ内部に特別な構造を配置する必要がなく、インクカートリッジの構造の簡素化にとって有利である。さらに、磁気吸引力を作用させる方向の選定が高い自由度のもとでなされるので、撹拌体をインク室の所定箇所に停止させることが行いやすくなる。
The ink jet recording apparatus of the present invention, the stirrer is composed of a magnetic material, by the action of magnetic attraction to the agitator from the outside of the ink cartridge during the printing operation, stop the stirrer state In this case, since the magnetic attractive force acts on the stirrer from the outside of the ink cartridge, the stirrer stops at a predetermined position in the direction in which the magnetic attractive force acts, and during the printing operation, the ink chamber of the stirrer Is fixed. Further, since a magnetic attraction force acts on the stirring member from the outside of the ink cartridge, it is not necessary to arrange a special structure inside the ink cartridge, which is advantageous for simplifying the structure of the ink cartridge. Further, since the direction in which the magnetic attractive force is applied is selected with a high degree of freedom, it is easy to stop the stirrer at a predetermined position in the ink chamber.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記磁石が電磁石である場合には、励磁電流の断続で撹拌体の撹拌移動の許容と拘束とが自由に設定できることから、撹拌動作と印刷動作の区分が簡単にかつ明確に行うことができる。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, when the magnet is an electromagnet, it is possible to freely set the permission and restriction of the stirring movement of the stirring body by intermittent excitation current, so that the division between the stirring operation and the printing operation is simple. And can be done clearly.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記電磁石が上記キャリッジの一部に取付けられている場合には、インクカートリッジの外部からインク室内の撹拌体に磁気吸引力を作用させることが簡単に実施できる。特に、上記キャリッジには、電磁石が数多くの箇所に自由に取付けられるので、撹拌体をインク室内に停止させる箇所が選定しやすくなる。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, when the electromagnet is attached to a part of the carriage, a magnetic attraction force can be easily applied to the stirring body in the ink chamber from the outside of the ink cartridge. In particular, since the electromagnet can be freely attached to many places on the carriage, it is easy to select a place where the stirring body is stopped in the ink chamber.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記撹拌動作が、上記撹拌体が可動な状態で、上記印刷動作時と同じ動作態様で上記キャリッジを上記主走査方向に往復移動させる動作である場合には、撹拌動作と印刷動作とを特別に異ならせる必要がなく、両動作の制御が簡単に行える。
The ink jet recording apparatus of the present invention, the stirring operation, the agitator is in a movable state, if the carriage in the same operation mode as when the printing operation is an operation for reciprocating the said main scanning direction, It is not necessary to make the stirring operation and the printing operation different from each other, and both operations can be easily controlled.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記磁石が永久磁石である場合には、上記永久磁石を撹拌体から離隔した位置に停止させておくことにより、撹拌体に対する磁気吸引力が低下し、インク室内での撹拌体の移動が許容されて撹拌動作がなされる。また、永久磁石を撹拌体に接近させて停止させ、撹拌体への磁気吸引力を強めることにより、撹拌体は所定箇所に固定されて、印刷動作がなしうる状態となる。
The ink jet recording apparatus of the present invention, when the magnet is a permanent magnet, by to be stopped at a position spaced the permanent magnet from the stirrer, magnetic attraction force is reduced with respect to the stirrer, an ink chamber The stirrer is allowed to move at this time, and a stirring operation is performed. Further, the permanent magnet is brought closer to the stirrer was stopped, by strengthening the magnetic attraction force to the stirring member, the stirring member is fixed at a predetermined position, the possible states without printing operation.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記インク室の底部に保持手段を設け、上記印刷動作時に上記保持手段によって上記撹拌体が保持されることにより、上記撹拌体が停止状態となるようにした場合には、撹拌動作時には上記保持手段から撹拌体が離脱して撹拌移動を行い、印刷動作時には上記保持手段に撹拌体が拘束されて撹拌動作が停止されることから、撹拌動作と印刷動作の区分が簡単にかつ明確に行うことができる。また、上記保持手段はインク室の底部に配置されているので、インク室の底部に沈降している顔料等を撹拌させるのに好都合である。上記保持手段としては、印刷動作時に吸引力によって撹拌体を保持する磁石、印刷動作時に撹拌体を着座させて保持する溝が挙げられる。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, when holding means is provided at the bottom of the ink chamber, and the stirring body is held by the holding means during the printing operation, the stirring body is stopped. The stirrer is separated from the holding means during the agitation operation and performs agitation movement, and the stirrer is restrained by the holding means during the printing operation and the agitation operation is stopped. Can be done easily and clearly. Further, since the holding means is disposed at the bottom of the ink chamber, it is convenient for stirring the pigment or the like that has settled at the bottom of the ink chamber. Examples of the holding means include a magnet that holds the stirring body by a suction force during a printing operation, and a groove that seats and holds the stirring body during a printing operation.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記撹拌動作が、上記撹拌体が可動な状態で、上記印刷動作時の往復ストロークより大幅に短い往復ストロークで上記キャリッジを上記主走査方向に往復移動させる動作である場合には、撹拌動作に最も適した動作態様(撹拌挙動)を選定できるので、インク中の顔料等が十分に再分散された状態がえられる。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, the stirring operation is an operation in which the carriage is reciprocated in the main scanning direction with a reciprocating stroke that is significantly shorter than the reciprocating stroke at the time of the printing operation, with the stirrer being movable. In some cases, the operation mode (stirring behavior) most suitable for the stirring operation can be selected, so that a state in which the pigments and the like in the ink are sufficiently redispersed can be obtained.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記撹拌体が転動性のある形状物とされている場合には、撹拌体は転動によって自由にその位置が変えられることから、インク液中における撹拌体の移動が促進されて、正常な撹拌動作がなされる。
The ink jet recording apparatus of the present invention, when the agitator is a shaped article with a rolling resistance, the stirrer from be varied freely place by rolling, the stirrer in the ink liquid Is promoted, and a normal stirring operation is performed.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記インク室は複数設けられ、各インク室に上記撹拌体が配置されている場合には、各インク室毎に十分な撹拌がなされるので、各インク室間の顔料等に分散性のばらつきがなく、記録ヘッドから吐出されるインク滴のインク性状が良好なものとなる。印刷動作中にはインクは、例えば、インクカートリッジの第1インク室から第2インク室・・・のように順次各インク室を経由して記録ヘッドに供給されるので、上記の各インク室における撹拌は、インクカートリッジ全体のインク性状を均質なものとする点で重要である。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, when a plurality of the ink chambers are provided and the stirrer is arranged in each ink chamber, sufficient stirring is performed for each ink chamber. There is no dispersion in the dispersibility of the pigment, and the ink properties of the ink droplets ejected from the recording head are good. During the printing operation, the ink is sequentially supplied to the recording head via each ink chamber, for example, from the first ink chamber of the ink cartridge to the second ink chamber. Stirring is important in that the ink properties of the entire ink cartridge are uniform.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記撹拌体が磁性材料製の球体である場合には、球体の転動によって自由にその位置が変えられることから、インク液中における撹拌体の移動が促進されて、正常な撹拌動作がなされる。さらに、磁性材料製の球体であるから、磁気吸引力が球体に作用すると、球体は磁気吸引の方向に簡単に転動するので、球体の停止位置を正確に確定することができる。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, when the stirrer is a sphere made of a magnetic material, the position of the stirrer can be freely changed by rolling of the sphere, so that the movement of the stirrer in the ink liquid is promoted. Thus, a normal stirring operation is performed. Further, since the sphere is made of a magnetic material, when the magnetic attraction force acts on the sphere, the sphere easily rolls in the direction of magnetic attraction, so that the stop position of the sphere can be accurately determined.
本発明のインクジェット式記録装置において、上記インクが溶媒中に分散粒子を分散させた分散型インクである場合には、上述の撹拌体の各種の挙動により、良好な再分散がえられる。
The ink jet recording apparatus of the present invention, when the ink is a dispersion type ink obtained by dispersing the dispersed particles in a solvent, the various behaviors of the agitator described above, good redispersion will be obtained.
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は、本発明が適用される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)1が搭載されるとともに、記録ヘッド73が取り付けられたキャリッジ75を備えている。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a peripheral structure of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. This apparatus includes an ink cartridge (hereinafter referred to as “cartridge”) 1 and a
上記キャリッジ75は、タイミングベルト77を介してステッピングモータ79に接続され、ガイドバー78に案内されて記録紙76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75は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙76と対向する面(この例では下面)に、記録ヘッド73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1が搭載されるようになっている。
The
そして、上記記録ヘッド73にカートリッジ1からインクが供給され、キャリッジ75を移動させながら記録紙76上面にインク滴を吐出させて記録紙76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。
Then, ink is supplied from the
図2および図3は、上記カートリッジ1を示す分解斜視図である。このカートリッジ1は、一方の面(図2における右側面)が開口した扁平な矩形状の容器本体2と、上記開口を封止する蓋体3とを備えている。上記容器本体2および蓋体3は、いずれも合成樹脂から形成されている。
2 and 3 are exploded perspective views showing the
図4は、上記容器本体2を開口側から見た状態を示す。上記容器本体2の挿入方向の先端面(この例では下面)には、インク供給口4が形成され、図4における左右の側面にはそれぞれ係止部材5,6が容器本体2と一体的に形成されている。上記インク供給口4にはインク供給針の挿通により開弁する弁体(図示せず)が収容されている。なお、図2および図3において、2Bはインク供給口4側の係止部材5の下部に設けられた記憶手段(図示せず)を収容する凹部である。
FIG. 4 shows a state in which the
上記容器本体2の内部は、略水平方向でインク供給口4の側に若干下り傾斜となるように延びる壁10により上下に2分割されている。上記壁10より下側の領域は、インクが収容される第1インク室11に形成されている。
The interior of the container
上記壁10より上側の領域は、壁10を含む枠状部14により容器本体2の内壁面と略一定の隙間を持たせて区画されている。上記枠状部14と容器本体2の内壁面との間に形成された隙間と、上記枠状部14のバルブ収容室8側に設けられた壁12とにより、通孔67を介して第1インク室11を大気と連通させる大気連通路13,13’が形成されている。上記壁12と容器本体2の外周壁とに蓋体3が融着されて大気連通路13’が形成されている。
The region above the
上記枠状部14の内部は、底部にインクが流通する連通口15Aが形成された縦方向に延びる壁15により左右に分割されている。そして、上記壁15で分割された図示の右側に位置する領域は、第1インク室11のインクを吸い上げて一時貯留する第2インク室16に形成されている。また、図示の左側に位置する領域は、膜弁52やバネ50等から構成される差圧弁が収容される第3インク室17に形成されている。
The inside of the frame-
上記第1インク室11の第2インク室16に対応する領域には、第2インク室16と容器本体2の底面部2A近傍との間を接続して第1インク室11のインクを第2インク室16に導入する連通流路18が形成されている。上記連通流路18の下部には、周囲が壁19で囲まれた矩形の領域が形成され、上記壁19には、その下部と上面とにそれぞれ連通口19A,19Bが形成されている。
A region corresponding to the
上記連通流路18は、容器本体2の表面(以下、容器本体2の開口側と反対側の面を「容器本体2の表面」という)に溝状の凹部18Aを形成し、この凹部18Aを遮気性のフィルム(図示せず)で封止することにより形成されている。
The
そして、上記連通流路18は、その上部が連通口47を介して第2インク室16と連通し、下部の壁19で囲まれた矩形の領域内に開口部(図示せず)が形成されて第1インク室11と連通している。これにより、第1インク室11とバッファ室と連通流路18を介して連通され、第1インク室11のインクが第2インク室16に導入されうるようになっている。
The upper part of the
また、容器本体2の底面部2Aには、その連通流路18に対向する箇所に、第1インク室11にインクを注入する際に用いられるインク注入口20が形成されている。さらに、上記インク注入口20の近傍には、インク注入の際に空気を排出する空気排出口21が形成されている。
In addition, an
上記第3インク室17には、枠状部14の上面14Aとの間で所定間隔を隔てて横方向に延びる壁22が形成されている。また、上記第3インク室17は、上記壁22に連続したほぼ円弧状を呈する壁24によって区画され、上記壁24に囲まれた部分が、差圧弁収容室33とフィルタ収容室34が形成される領域になっている。
The
さらに、上記ほぼ円弧状の壁24で囲まれた領域と対向する領域の、厚み方向の表面側に差圧弁収容室33を形成するとともに、開口側にフィルタ収容室34を形成するよう壁25により厚み方向に2分割されている。上記フィルタ収容室34の内部には、フィルタ55が溶着されてフィルタ55を固定する筒形のフィルタ取付部31が形成されている。上記壁25には、フィルタ55を通過したインクを差圧弁収容室33に導くインク流通口25Aが設けられている。
Furthermore, the
上記略円弧状の壁24の下部には、壁10との間に連通口26Aを備えた区画壁26が形成され、この壁26より下流側(図4における左側)が第4インク室23に形成されている。また、上記略円弧状の壁24と枠状部14との間には下部に連通口27Aを備えて縦方向に延びる区画壁27が設けられ、インク流路28Aが形成されている。
A
また、上記壁27の上端部に連続するとともに、ほぼ円弧状の壁24および壁22に接続されるよう形成された円弧状の壁30が形成されている。そして、上記円弧状の壁30に囲まれた領域が、インク流通空間9に形成されている。
Further, an
そして、上記インク流通空間9を形成している円弧状の壁30にまたがって、大円と小円を連結した形状の貫通穴29が形成されている。そして、上記貫通穴29の大円側がインク流路28Aの上部に連通し、貫通穴29の小円側が、ほぼ円弧状の壁24の先端部に設けられた連通口24Aを介してフィルタ収容室34の上部に連通している。これにより、上記貫通穴29を介してインク流路28Aとフィルタ収容室34とが連通している。
A through
そして、第2インク室16から連通口15A,26A,27Aを通過してインク流路28Aに流入したインクは、インク流通空間9を通過して貫通穴29の大円側に流れ込む。ついで、貫通穴29に流入したインクは、貫通穴29の小円側から連通口24Aを介してフィルタ収容室34に流れ込むようになっている。
Then, the ink that has flowed from the
一方、上記差圧弁収容室33の下部とインク供給口4とは、表面側に形成された溝状の凹部35と、この凹部35を覆う遮気性フィルム(図示せず)とからなる流路により連通されている。これにより、フィルタ収容室34に流入したインクは、フィルタ55でろ過されてインク流通口25Aを通過し、差圧弁収容室33を通って凹部35で形成される流路からインク供給口4に流れるようになっている。
On the other hand, the lower portion of the differential pressure
一方、容器本体2の表面には、なるべく流路抵抗が高くなるよう蛇行する細溝36と、上記細溝36に連通し、差圧弁収容室33および細溝36の周囲を囲む幅広の溝37とが形成されている。また、上記容器本体2の表面には、その第2インク室16に対応する領域に矩形状の凹部38が形成されている。
On the other hand, on the surface of the
上記矩形状の凹部38内には、一段下がりの状態で枠部39およびリブ40が形成されている。そして、これらに發インク性を有する通気性フィルム(図示せず)が張設されることにより、上記矩形状の凹部38内が、細溝36および溝37を介して大気に連通する大気通気室に形成されている。
A
上記凹部38の奥面には貫通穴41が穿設され、第2インク室16内の壁42で区画された細長い領域43に連通されている。また、上記凹部38の通気性フィルムよりも表面側の領域には細溝36が連通している。さらに、上記細長い領域43の貫通穴41と反対側の端部には貫通穴44が穿設されている。この貫通穴44は、容器本体2の表面側に形成された連通用の溝45、および上記溝45と連通するよう穿設された貫通穴46を介して大気開放弁室であるバルブ収容室8に連通されている。
A through
バルブ収容室8は、そのカートリッジ挿入側(この実施例では下側)が開放されていて、記録装置本体に設けられた識別片およびバルブ作動杆が進入可能に形成され、上部に、作動杆70の進入により開弁して常時開放弁状態を維持する大気開放弁が収容されている。
The
図5は、前述のフィルタ収容室34および差圧弁収容室33近傍の断面構造を示す。なお、図示の右側が差圧弁収容室33のある容器本体2の表面側である。
上記差圧弁収容室33には、バネ50とエラストマー等の弾性変形可能な材料により構成され、中心に貫通穴51を備えた膜弁52が収容されている。上記膜弁52はその周囲が環状の厚肉部52Aを有し、この厚肉部52Aに一体に形成された枠部54を介して容器本体2に固定されている。また、上記バネ50は、一端が膜弁52のバネ受け部52Bに当接され、他端が差圧弁収容室33を蓋する蓋体53のバネ受け部53Aに当接されて支持されている。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure in the vicinity of the
The differential pressure
なお、図において、56,57は容器本体2の表面側および開口面側に貼付された遮気性フィルムである。遮気性フィルム56は、壁10,15,22,24,30,42,枠状部14,区画壁26,27,傾斜面32と溶着されている。
In the figure,
このような構成により、フィルタ55を通ってインク流通口25Aを通過したインクは、膜弁52によって流通を阻止される。この状態でインク供給口4の圧力が低下すると、その負圧により膜弁52がバネ50の付勢力に抗して弁座部25Bから離れ、インクは貫通穴51を通過して凹部35で形成された流路を経由してインク供給口4に流れ込む。
With such a configuration, the ink that has passed through the
インク供給口4のインク圧力が所定の値に上昇すると、膜弁52がバネ50の付勢力によって弁座部25Bに弾接され、インクの流通が遮断される。このような動作を繰り返すことにより一定の負圧を維持しながらインクをインク供給口4から排出することができる。
When the ink pressure at the
図6は、大気連通用のバルブ収容室8の断面構造を示す。上記バルブ収容室8を区画する壁には貫通穴60が穿設され、ここにゴム等の弾性部材により構成された押圧部材61がその周囲を容器本体2に支持されて移動可能に挿入されている。上記押圧部材61の進入側の先端には、弾性部材62に支持されて貫通穴60に常時付勢された弁体65が配置されている。上記弾性部材62は、この例では下端が突起63で固定され、中央部が突起64で規制された板バネが用いられている。
FIG. 6 shows a cross-sectional structure of the
一方、上記押圧部材61の反対側には、アーム66が配置されている。上記アーム66は、そのカートリッジ1の挿入方向側(この例では下端)が、後述する作動杆70より内側に位置する回動支点66Aを介して容器本体2に固定されている。また、上記アーム66は、その引き抜き側(この例では上部側)が作動杆70の進入路に斜めに突出している。上記アーム66の先端には、押圧部材61を弾圧する凸部66Bが形成されている。このような構成により、弁体65の開弁時に、第1インク室11の上部に設けられた通孔67が貫通穴60を介して大気連通用の凹部38に接続される。
On the other hand, an
このような構成により、図7に示したように下面に作動杆70が立設されたカートリッジホルダ71にカートリッジ1が装填されると、作動杆70が傾斜したアーム66に当接し、カートリッジ1の押込みとともに凸部(押圧部材)61を弁体65の側に傾斜させる。これにより弁体65が貫通穴60から離れ、前述した貫通穴46、溝45、貫通穴44、領域43、貫通穴41を介して大気連通用の凹部38を大気に開放させる。
With such a configuration, when the
また、カートリッジホルダ71から引き抜かれた場合には、アーム66が作動杆70の支持を失うため、板バネ62の付勢力により弁体65が貫通穴60を封鎖し、インク収容領域と大気との連通を断つ。なお、図において、符号72はインクジェット記録ヘッド73にインクを供給するインク供給針を示す。
When the
上記のように弁等の全ての部材が容器本体2に組み込まれた状態で、表面には、少なくとも凹部が形成されている領域を覆うように遮気性フィルムを貼付する。これにより、表面側には凹部とフィルムにより大気連通路となるキャピラリが形成される。
In the state where all the members such as the valve are incorporated in the container
また、容器本体2の開口部には、前述した各壁に対して気密的になるよう、遮気性フィルム56が熱溶着等により貼着される。そして、そのうえから蓋体3をかぶせて溶着等により固定される。これにより、各壁によって区画された領域が連通口や開口を介してのみ連通するように封止される。
In addition, an
さらに、バルブ収容室8の開口側も、同様に熱溶着により遮気性フィルム56’で封止され、カートリッジ1に仕上げられる。このようにインク収容領域を遮気性フィルム56等により封止する構造を採ることにより、容器本体2を容易に成形できるばかりでなく、キャリッジの往復動に起因するインクの揺動を遮気性フィルム56の膜変形により吸収してインク圧力をなるべく一定に維持することが可能となる。
Further, the opening side of the
ついで、インク注入口20にインク注入管を挿通するとともに、空気排出口21を開放した状態で、十分に脱気したインクを注入する。注入が完了した後、インク注入口20および空気排出口21をフィルムや栓体で封止する。
Next, an ink injection tube is inserted into the
このように構成されたカートリッジ1は、弁等により大気との連通が断たれて保存されるため、インクの脱気度が十分に維持される。
Since the
そして、カートリッジ1をカートリッジホルダ71に装填する際、インク供給口4がインク供給針72に挿通される位置まで進入し、前述したように作動杆70により貫通穴60が開放されてインク収容領域が大気に連通し、インク供給口4のバルブもインク供給針72により開弁される。
Then, when the
カートリッジ1がカートリッジホルダ71に正常に装着され、印刷が行われて記録ヘッド73によりインクが消費されると、インク供給口4の圧力が規定値以下に低下するため、前述のように膜弁52が開放される。また、インク供給口4の圧力が上昇すると膜弁52が閉弁する。このようにして、所定の負圧に維持されたインクが記録ヘッド73に流れ込む。
When the
記録ヘッド73でのインクの消費が進行すると、第1インク室11のインクが連通流路18を介して第2インク室16に流れ込む。ここに流れ込んだ気泡は浮力により上昇し、インクだけが下部の連通口15Aを経由して第3インク室17に流れ込む。第3インク室17内のインクは、フィルタ収容室34を区画する壁26の連通口26Aを通過して第4インク室23を通り、インク流路28Aへ流れ込む。
When the consumption of ink in the
インク流路28Aを流れたインクは、インク流通空間9に流れ込む。上記インク流通空間9を通過したインクは、貫通穴29の大円側から小円側と流れ、連通口24Aを通過してフィルタ収容室34の上部に流れ込む。
The ink that has flowed through the
ついで、フィルタ収容室34に流入したインクは、フィルタ55でろ過され、インク流通口25Aを通過して差圧弁収容室33に流れ込み、前述したように膜弁52の開閉動作により所定の負圧でインク供給口4に流れ込む。
Next, the ink flowing into the
ここで、第1インク室11は、大気連通路13,13’および通孔67を介して大気に連通されていて、大気圧に維持されているから、負圧が発生してインクの流れを阻害することにはならない。
Here, since the
以上に説明したインクカートリッジ1やキャリッジ75等は、本発明のインクジェット式記録装置の前提となるもので、図8〜図14に本発明の目的を達成するための実施の形態が示されている。
The
図8から図14において、図1〜図7で説明した構造と同じ構造でしかも同様な機能を果たす部位については、同様の符号が付されている。 8 to 14, parts having the same structure as that described in FIGS. 1 to 7 and performing the same function are denoted by the same reference numerals.
図8に示された第1の実施の形態は、インクカートリッジ1に形成された複数のインク室内に、インクを撹拌させる撹拌移動体80が移動可能な状態で配置されている。この撹拌移動体80は、前述の第1インク室11,第2インク室16,第3インク室17,第4インク室23のそれぞれに配置されている。なお、第1インク室11の底面積が図8の左右方向で見て大きいので、ここでは、第1インク室11には2個の撹拌移動体80が配置されている。
In the first embodiment shown in FIG. 8, a stirring moving
上記撹拌移動体80は、磁性材料を用いて構成され、それは転動性のある形状物とされている。このような意味で撹拌移動体80は図11のものを除いて、鋼球とされている。
The
撹拌移動体である上記鋼球80は、上記インクカートリッジ1に撹拌動作を付与しているときには各インク室11,16,17,23内を種々な方向に移動して、沈降している顔料等を再分散させて、インク液中に均一に分散させる。なお、上記撹拌動作を行っているときには、上記記録ヘッド73からインク滴が吐出されないように制御される。
The
上記撹拌動作は、記録装置の電源投入時、インクカートリッジ交換時、印刷動作時間の一定時間経過時等において行われる。すなわち、インクの顔料等が沈降したと見込まれる時期に撹拌動作が行われるので、印刷動作前にはほぼ確実に再分散処理が図られて、均一分散がなされたインク滴が吐出される。 The agitation operation is performed when the recording apparatus is turned on, when the ink cartridge is replaced, or when a certain period of printing operation time has elapsed. That is, since the stirring operation is performed at the time when the ink pigment or the like is expected to settle, the redispersion process is almost certainly performed before the printing operation, and the ink droplets that are uniformly dispersed are ejected.
つぎに、印刷動作中には、鋼球80を各インク室11,16,17,23内の所定の箇所に停止させておき、上述のようなインク滴の吐出安定性を確保しなければならない。鋼球停止のための手法としてはいろいろなものが考えられるが、ここでは鋼球80に磁気吸引力を作用させる方法を例示している。使用される磁石として、永久磁石を採用した場合には、永久磁石を鋼球80に近づけたり遠ざけたりすることにより、鋼球80を拘束・非拘束とすることができる。
Next, during the printing operation, the
しかし、このような方法はスペース的に困難な場合があるので、図8に示されたものは電磁石の場合である。インクカートリッジ1の外部から磁力を鋼球80に作用させるために、電磁石81は第1インク室11内の左側の鋼球80に対するものとして、電磁石82は第1インク室11内の右側の鋼球80に対するものとして、電磁石83は第2および第3インク室16,17内の鋼球80,80に対するものとして、また、電磁石84は第4インク室23内の鋼球80に対するものとして設けられている。そして、各電磁石81,82,83および84は、キャリッジ75に穴をあけて固定したり、接着剤でキャリッジ75の側面に接着したりして、キャリッジ75への取付けがなされている。
However, since this method may be difficult in terms of space, the one shown in FIG. 8 is an electromagnet. In order to apply a magnetic force to the
なお、一般に、キャリッジ75やインクカートリッジ1は、非磁性体である合成樹脂材料で製作されているので、磁力線は各鋼球80に対して集中的に分布し、強い磁気吸引力が各鋼球80に作用する。
In general, since the
図9は、電磁石82とそれに対する鋼球80との関係を拡大して示した断面図である。この図のように上記容器本体2の底面部2Aに窪み85を設けて、電磁石82の磁気吸引力が作用しているときには、鋼球80を上記窪み85内に着座させて、静止安定性をより高めることができる。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing the relationship between the
鋼球80が図8の連通口15Aや27Aを閉塞しているように見えるが、これらの連通口15A,27Aは同図の紙面に対して垂直方向に延びた開口空間であるから、この開口空間の大きさを選定することにより鋼球80がインク流の障害になることを回避することができる。
Although the
ここで、上記撹拌動作は、最も簡単な方法として、キャリッジ75の往復動により記録ヘッド73を上記記録紙76の紙幅方向に往復移動させる印刷時の動作と同じ動作として実施できる。キャリッジ75は、ガイドバー78を摺動しながら図8の紙面に対して垂直方向に往復するようになっていて、記録紙76への印刷はこの往復運動に伴って実行される。したがって、鋼球80は、各インク室11,16,17,23内において、主として図8の紙面に対して垂直方向に往復運動をして、撹拌が行われる。そして、印刷動作中には、上述したように、鋼球80を停止させているため、記録ヘッド73の吐出安定性に支障を生じさせないのである。
Here, as the simplest method, the stirring operation can be performed as the same operation as the printing operation in which the
また、上記撹拌動作とは異なった撹拌動作として、印刷動作時の往復ストロークより大幅に短い往復ストロークで実行することもできる。これは、例えば、キャリッジ75の移動範囲内の印刷領域以外の領域でキャリッジ75をガイドバー78にそって往復運動をさせることにより行うことができる。この場合には、撹拌効果を高めるために高速で往復させることが好ましい。
Further, as the stirring operation different from the stirring operation, it can be executed with a reciprocating stroke that is significantly shorter than the reciprocating stroke during the printing operation. This can be performed, for example, by reciprocating the
図10に示された第2の実施の形態は、インク室86が単一とされたインクカートリッジ1の場合である。インクカートリッジ1の底部にはインク圧制御弁87が配置され、記録ヘッド73のインク通路中のインクが負圧となるように圧力制御をしている。一方、インクカートリッジ1の上部には気圧制御弁88が配置され、インクの消費に伴って大気を導入するとともに、万一、インクカートリッジ1が転倒したりしたときにインクが外部に漏れるのを防止している。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。
The second embodiment shown in FIG. 10 is a case of the
上記のようにインク室86が単一の場合には、インク容量が大きくて顔料等の沈降量も、不使用時間の如何によっては多くなりがちであるが、鋼球80の大きさを適宜選定することによって、撹拌動作を活発に行わせることができる。それ以外は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
As described above, when the
図11に示された第3の実施の形態は、インク室86内に棒材,翼板等からなる撹拌部材89を差し込んだものである。符号90はゴム製のシール材、91は電磁式の加振機である。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
In the third embodiment shown in FIG. 11, a stirring
上記加振機91に通電されると、撹拌部材89がインク液中で振動をするので、上記撹拌部材89に揺動やすりこ木運動が付与されて、沈降していた顔料等は再分散される。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
When the
なお、上記の各実施の形態においては、電磁石や加振機に対する通電制御を、撹拌動作や印刷動作に適合させて行うのであるが、そのような通電制御は通常の制御回路で容易に実施することができる。 In each of the above embodiments, the energization control for the electromagnet or the shaker is performed in conformity with the stirring operation or the printing operation. However, such energization control is easily performed with a normal control circuit. be able to.
また、加振機91を用いるのではなく、撹拌動作のときには、撹拌部材89を揺動可能にしておいて、キャリッジ75の往復動により撹拌部材89を揺動させてインクを撹拌し、印刷動作時には撹拌部材89のインク室86から突出した部分を固定して撹拌部材89を拘束することにより、撹拌動作と撹拌を行わない印刷動作とを制御することもできる。
Also, instead of using the
図12から図14に示された各実施の形態は、インク室の底部に鋼球80の運動を制御する保持手段を設けたもので、撹拌動作のときには鋼球80が往復移動をするが、印刷動作のときには停止状態とされる形式のものである。
Each embodiment shown in FIGS. 12 to 14 is provided with a holding means for controlling the movement of the
図12に示された第4の実施の形態は、上記保持手段である永久磁石92がインクカートリッジ1の容器本体2の側面に固定されており、鋼球80は上記永久磁石92に吸引されて停止している。この永久磁石92の吸引力は、キャリッジ75の強い往復動を伴う撹拌動作では鋼球80を吸着することができず、通常の印刷動作におけるキャリッジ75の往復動では鋼球80を吸着することができる程度に定められている。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。
In the fourth embodiment shown in FIG. 12, the
上記インクカートリッジ1を印刷動作よりも高速で往復させて撹拌動作を行うと、鋼球80は自由に撹拌移動を行い、印刷動作になると鋼球80は永久磁石92に吸着されて停止状態となり、前述のような良好なインク滴の吐出安定性がえられる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
When the
図13に示された第5の実施の形態は、容器本体2の底面部2Aに上記保持手段である浅い溝93を形成したものである。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
In the fifth embodiment shown in FIG. 13, a
上記インクカートリッジ1を印刷動作よりも高速で往復させて撹拌動作を行うと、鋼球80は浅い溝93から脱出して自由に撹拌移動を行い、印刷動作になると鋼球80は溝93内に着座して停止状態となり、前述のような良好なインク滴の吐出安定性がえられる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
When the
図14に示された第6の実施の形態は、容器本体2の底面部2Aに上記保持手段である傾斜部94を形成したものである。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
In the sixth embodiment shown in FIG. 14, an
上記インクカートリッジ1を印刷動作よりも高速で往復させて撹拌動作を行うと、鋼球80は傾斜部94の最も低い箇所にとどまることがなく、傾斜部94を上ったり下ったりして自由に撹拌移動を行い、印刷動作になると鋼球80は傾斜部94の最も低い箇所に位置して停止状態となり、前述のような良好なインク滴の吐出安定性がえられる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
When the
上記の各実施の形態において、鋼球の表面に凹凸や小さなフィンを設けて、撹拌動作をより積極的に行うこともできる。さらに、1つのインク室内に複数の撹拌移動体を配置して、撹拌効果を高めることもできる。 In each of the above-described embodiments, it is possible to more actively perform the stirring operation by providing irregularities and small fins on the surface of the steel ball. Further, a plurality of stirring moving bodies can be arranged in one ink chamber to enhance the stirring effect.
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、上記撹拌移動体は、上記インクカートリッジに対してインクの撹拌動作を付与したときにはインク室内で撹拌移動を行い、上記記録ヘッドからインク滴を吐出して印刷動作を行うときには上記インク室内の所定箇所に停止しているように構成されている。つまり、インクの顔料等が沈降して撹拌をするべき状態にあるときには上記撹拌を行い、上記印刷動作の状態にあるときには撹拌動作を行わないのである。 As described above, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, the agitation moving body performs agitation movement in the ink chamber when the ink agitation operation is applied to the ink cartridge. When a printing operation is performed by discharging the ink, the ink chamber is configured to stop at a predetermined position in the ink chamber. That is, the stirring is performed when the ink pigment or the like is in a state to be stirred and the stirring operation is not performed.
したがって、撹拌動作と印刷動作が区分されて、撹拌に起因する不要な振動が印刷中に記録ヘッドへ伝達されるようなことがなく、均一に顔料等が分散したインク滴が印刷媒体上に吐出されて、良好な印字品質がえられる。 Therefore, the agitation operation and the printing operation are separated, and unnecessary vibrations caused by the agitation are not transmitted to the recording head during printing, and ink droplets in which pigments and the like are uniformly dispersed are ejected onto the print medium. As a result, good print quality can be obtained.
1…インクカートリッジ、2…容器本体、2A…底面部、2B…凹部、3…蓋体、4…インク供給口、5,6…係止部材、8…バルブ収容室、9…インク流通空間、10…壁、11…第1インク室、12…壁、13,13’…大気連通路、14…枠状部、14A…上面、15…壁、15A…連通口、16…第2インク室、17…第3インク室、18…連通流路、18A…凹部、19…壁、19A,19B…連通口、20…インク注入口、21…空気排出口、22…壁、23…第4インク室、24,25…壁、24A…連通口、25A…インク流通口、25B…弁座部、26,27…区画壁、26A,27A…連通口、28A…インク流路、29…貫通穴、30…壁、30A…凹部、31…フィルタ取付部、32…傾斜面、33…差圧弁収容室、34…フィルタ収容室、35…凹部、36…細溝、37…溝、38…凹部、39…枠部、40…リブ、41,44…貫通穴、42…壁、43…領域、45…溝、46…貫通穴、47…連通口、50…バネ、51…貫通穴、52…膜弁、52A…厚肉部、52B,53A…バネ受け部、53…蓋体、54…枠部、55…フィルタ、56,56’,57…遮気性フィルム、60…貫通穴、61…押圧部材、62…弾性部材、63,64…突起、65…弁体、66…アーム、66A…回動支点、66B…凸部、67…通孔、70…作動杆、71…カートリッジホルダ、72…インク供給針、73…記録ヘッド、75…キャリッジ、76…記録紙、77…タイミングベルト、78…ガイドバー、79…ステッピングモータ、80…撹拌移動体,鋼球、81…電磁石、82…電磁石、83…電磁石、84…電磁石、85…窪み、86…インク室、87…インク圧制御弁、88…気圧制御弁、89…撹拌部材、90…シール材、91…電磁式の加振機、92…永久磁石、93…浅い溝、94…傾斜部。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記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、
上記インクカートリッジを搭載し、上記記録ヘッドが取付けられており、主走査方向に往復移動するキャリッジと、を備え、
上記キャリッジを上記主走査方向に移動させながら上記記録ヘッドからインク滴を吐出させて印刷動作を行なうインクジェット式記録装置であって、
上記インクカートリッジのインク室内に、磁性材料を用いて構成された撹拌体が配置され、
上記インク室の底部に、上記撹拌体の運動を制御する磁石が設けられ、
上記インクカートリッジに対してインクの撹拌動作を付与する撹拌動作時には、上記印刷動作時よりも高速で上記キャリッジを上記主走査方向に往復移動させ、
上記磁石の吸引力は、上記撹拌動作時における上記キャリッジの高速往復動作時には上記撹拌体を吸着することができず、上記印刷動作における上記キャリッジの通常往復動作時には上記撹拌体を吸着できる程度の吸引力に定められており、
上記撹拌動作時には、上記撹拌体が上記磁石の吸引力に抗して移動し、
上記印刷動作時には、上記撹拌体が上記磁石によって保持されることにより停止状態となることを特徴とするインクジェット式記録装置。 A recording head that ejects ink droplets in response to a print signal;
An ink cartridge for storing ink supplied to the recording head;
A carriage on which the ink cartridge is mounted, the recording head is mounted, and reciprocally moves in the main scanning direction;
An ink jet recording apparatus that performs a printing operation by ejecting ink droplets from the recording head while moving the carriage in the main scanning direction,
In the ink chamber of the ink cartridge, a stirring body configured using a magnetic material is disposed,
A magnet for controlling the movement of the stirring body is provided at the bottom of the ink chamber,
At the time of stirring operation for applying ink stirring operation to the ink cartridge, the carriage is reciprocated in the main scanning direction at a higher speed than at the time of the printing operation,
The suction force of the magnet is such that the stirrer cannot be adsorbed during the high-speed reciprocation of the carriage during the agitation operation, and can be adsorbed during the normal reciprocation of the carriage during the printing operation. Power,
During the stirring operation, the stirring body moves against the attractive force of the magnet,
An ink jet recording apparatus, wherein the stirrer is stopped by being held by the magnet during the printing operation.
上記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、
上記インクカートリッジを搭載し、上記記録ヘッドが取付けられており、主走査方向に往復移動するキャリッジと、を備え、
上記キャリッジを上記主走査方向に移動させながら上記記録ヘッドからインク滴を吐出させて印刷動作を行なうインクジェット式記録装置であって、
上記インクカートリッジのインク室内に撹拌体が配置され、
上記インク室の底部に溝が設けられ、
上記インクカートリッジに対してインクの撹拌動作を付与する撹拌動作時には、上記印刷動作時よりも高速で上記キャリッジを上記主走査方向に往復移動させることにより、上記撹拌体が上記溝から脱出して移動し、
上記印刷動作時には、上記撹拌体が上記溝に着座することにより停止状態となることを特徴とするインクジェット式記録装置。 A recording head that ejects ink droplets in response to a print signal;
An ink cartridge for storing ink supplied to the recording head;
A carriage on which the ink cartridge is mounted, the recording head is mounted, and reciprocally moves in the main scanning direction;
An ink jet recording apparatus that performs a printing operation by ejecting ink droplets from the recording head while moving the carriage in the main scanning direction,
A stirring body is disposed in the ink chamber of the ink cartridge,
A groove is provided at the bottom of the ink chamber;
During stirring operation to impart agitation operation of ink to the ink cartridge, the carriage at a speed higher than that during the printing operation by reciprocating in the main scanning direction, the stirrer is to escape from the groove moves And
An ink jet recording apparatus, wherein the stirrer is stopped when seated in the groove during the printing operation.
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