JP5550711B2 - Ink tank - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット記録装置などに用いられるインクタンクに関するものである。 The present invention relates to an ink tank used in an ink jet recording apparatus or the like.
インクタンクに収容されているインクを用いる記録装置としては、例えば、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置がある。さらに、このようなインクジェット記録装置には、インクジェット記録ヘッドと共にインクタンクをキャリッジに搭載して、そのキャリッジの主走査方向の移動を伴って、記録媒体上に画像を記録するシリアルスキャンタイプのものがある。 An example of a recording apparatus that uses ink stored in an ink tank is an inkjet recording apparatus that uses an inkjet recording head capable of ejecting ink. Furthermore, such an ink jet recording apparatus includes a serial scan type device in which an ink tank is mounted on a carriage together with an ink jet recording head, and an image is recorded on a recording medium as the carriage moves in the main scanning direction. is there.
このシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドと、その記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとを搭載可能なキャリッジを備えている。そして記録に際しては、記録媒体に対してキャリッジを移動させながら、記録ヘッドに設けられた微細な吐出口からインク滴を吐出させ、そのインク滴を記録媒体上に着弾させることにより、所望の画像を記録する。 This serial scan type inkjet recording apparatus includes a carriage on which an inkjet recording head and an ink tank that supplies ink to the recording head can be mounted. During recording, while moving the carriage with respect to the recording medium, ink droplets are ejected from fine ejection ports provided in the recording head, and the ink droplets are landed on the recording medium, thereby obtaining a desired image. Record.
インクジェット記録ヘッドに用いられるインクとしては、主に、着色材として染料を用いた染料インクが使用されてきた。しかしながら、染料インクによって記録された記録物は、耐光性および耐候性を重視する屋外掲示プリント物等の用途において求められる性能をもつことが難しく、その代わりに、着色材として顔料を用いた顔料インクが実用化されている。しかし、顔料は溶解系ではなく分散系であるため、顔料インクは、インクタンク中において顔料粒子の沈降が生じることが避けられない。 As an ink used for an ink jet recording head, a dye ink using a dye as a coloring material has been mainly used. However, it is difficult for the recorded matter recorded with the dye ink to have the performance required for uses such as outdoor posted printed matter that places importance on light resistance and weather resistance. Instead, pigment ink using a pigment as a coloring material Has been put to practical use. However, since the pigment is not a dissolution system but a dispersion system, the pigment ink is unavoidably caused by precipitation of pigment particles in the ink tank.
例えば、インクタンクがインクジェット記録装置に装着されたまま長期間放置された場合には、そのインクタンクの内部にてインク中の顔料粒子が徐々に沈降する。そのため、インクタンク内部において、その底部から上部の方向に向かうにしたがって顔料粒子の濃度傾斜が発生する。その結果、インクタンク底部のインクは、顔料粒子濃度が高くなって色が過度に濃い層を形成し、一方、インクタンク上部のインクは、顔料粒子濃度が低くなって色が過度に薄い層を形成することになる。 For example, when the ink tank is left in the ink jet recording apparatus for a long period of time, the pigment particles in the ink gradually settle inside the ink tank. Therefore, the concentration gradient of the pigment particles is generated in the ink tank as it goes from the bottom to the top. As a result, the ink at the bottom of the ink tank has a high pigment particle concentration and forms an excessively dark layer, while the ink at the top of the ink tank has a low pigment particle concentration and an excessively thin layer. Will form.
インクタンク底部からインクを導出する構成において、長期に一定姿勢(底部を鉛直方向下方に向けた状態)でインクタンクが保管されていた場合を考える。かかるインクタンクからインクが導出される場合、そのインクタンクから導出したインクを記録ヘッドに供給したときには、顔料粒子濃度の高い層を形成するインクが最初に供給されて、色が過度に濃い画像が記録されることになる。つまり、インクタンクの使用初期における記録画像と、その使用後期における記録画像との間に、目視される程度の記録濃度の差が生じる恐れがある。このような現象は、色の濃淡によってカラー画像を記録するカラー記録において、特に顕著となる。 Consider a case where the ink tank is stored in a constant posture (the bottom portion is directed downward in the vertical direction) for a long period in the configuration in which the ink is derived from the bottom portion of the ink tank. When ink is derived from such an ink tank, when the ink derived from the ink tank is supplied to the recording head, the ink that forms a layer having a high pigment particle concentration is supplied first, and an image with an excessively dark color is formed. Will be recorded. That is, there is a possibility that a difference in recording density to the extent that it is visually observed may occur between the recorded image in the early stage of use of the ink tank and the recorded image in the later stage of use. Such a phenomenon becomes particularly remarkable in color recording in which a color image is recorded based on color shading.
このような課題を解決する方法として特許文献1,2には、インクタンク内に攪拌部材(撹拌体)を備えて、キャリッジの往復運動の慣性力によって撹拌体を移動させることにより、インクタンク内のインクを撹拌させる構成が記載されている。
As a method for solving such a problem,
すなわち特許文献1には、内部に撹拌体を揺動自在に備えたインクタンクが記載されており、その撹拌体の揺動中心は、キャリッジ移動方向におけるインクタンク内のほぼ中央の位置に設定されている。その撹拌体は、キャリッジの往復運動によって、一方向および他方向に同様に揺動することになる。また特許文献2には、内部に、弾性変形を伴って揺動可能な撹拌体を備えたインクタンクが記載されており、その撹拌体は、インクタンクの上部内面のほぼ中央部分から垂下する形状となっている。その撹拌体も、キャリッジの往復運動によって、一方向および他方向に同様に揺動することになる。また特許文献2には、インクタンク内に、その底面上を自由に移動可能な撹拌体を備えた構成も記載されている。その撹拌体は、キャリッジの往復運動によって、インクタンクの底面上を自由に移動することになる。
That is, Patent Document 1 describes an ink tank provided with a stirring body in a swingable manner, and the center of swinging of the stirring body is set at a substantially central position in the ink tank in the carriage movement direction. ing. The stirrer similarly swings in one direction and the other direction by the reciprocating movement of the carriage.
また特許文献3には、攪拌部材をインクタンクのインク収納室内に備えてインク収納室内のインクを攪拌するとともに、使用時の姿勢で最も下となるインク収納室底部より上方にインク導出口を設ける構成が記載されている。インク導出口を最下部より上方に配置することで、比重の高い最下層の沈降インクが記録ヘッドへのインク供給口内部へ侵入することを防止しているのである。攪拌部材は、その一端側がインク収納室内に設けた支持部によって回動可能に支持されるとともに、当該回動支点が支持部に沿って直線的に移動可能であるように構成されている。 Further, in Patent Document 3, a stirring member is provided in the ink storage chamber of the ink tank to stir the ink in the ink storage chamber, and an ink outlet port is provided above the bottom of the ink storage chamber that is the lowest in use. The configuration is described. By disposing the ink outlet port above the lowermost part, the sedimentary ink in the lowermost layer having a high specific gravity is prevented from entering the ink supply port into the recording head. The stirring member is configured such that one end side thereof is rotatably supported by a support portion provided in the ink storage chamber, and the rotation fulcrum is linearly movable along the support portion.
図14はインクタンク内の高さ方向におけるインク濃度勾配を示す。顔料の沈降が生じていない場合、インク濃度は均一となり、高さに拠らず同一の濃度を呈する。しかし、ある程度の期間保存することにより、図の曲線Bに示すように、タンク内位置が高いところで濃度の小さい部分が生じ、高さが低くなるにつれ徐々に濃度が初期濃度に近くなり、中段位置ではほぼ初期濃度と一致する。そして、タンク内位置の低い部分で濃度の高い部分が生じる。特に最下部(底部)に近いところでは急激に濃度が変化(増大)する。一般に顔料粒子の濃度が高い程、インクは高粘度となるため、最下層の部分はそれ以外の部分に比べて比重が高く粘度も高くなり、他の部分とは物性的に大きく異なる層を形成することとなる。 FIG. 14 shows an ink density gradient in the height direction in the ink tank. When no precipitation of the pigment occurs, the ink density is uniform and exhibits the same density regardless of the height. However, by storing for a certain period of time, as shown by curve B in the figure, a portion with a low concentration occurs at a high position in the tank, and as the height decreases, the concentration gradually approaches the initial concentration. Is almost the same as the initial concentration. And a part with a high density | concentration arises in the part with a low position in a tank. In particular, the concentration rapidly changes (increases) near the bottom (bottom). In general, the higher the concentration of pigment particles, the higher the viscosity of the ink, so the lowermost layer has a higher specific gravity and higher viscosity than the rest, forming a layer that is physically different from the other parts. Will be.
そこで特許文献3記載のインクタンクにおいては、インク収納室内のインク導出口を最下部より上方に設けることで、最下部に堆積した沈降顔料がインク供給口内部に移動することを防止している。 Therefore, in the ink tank described in Patent Document 3, the ink outlet port in the ink storage chamber is provided above the lowermost part, thereby preventing the precipitated pigment deposited in the lowermost part from moving into the ink supply port.
しかしながら、インク導出口をインクタンク底面より高い位置に設けることは、インク導出口を形成している部分がインク収納室内で底面から突出していることを意味する。このため、大気を取り込まずにインク導出(消費)に伴う負圧の増大を緩和するべくインク収納室が体積変化する形態のインクタンクにおいては、インク残量が少なくなったときに当該体積変化を生じさせるための可撓性部材にインク導出口が覆われることがある。よって、導出ないし供給できるインク量がインクタンク毎に安定しなくなる恐れが生じる。 However, providing the ink outlet port at a position higher than the bottom surface of the ink tank means that the portion forming the ink outlet port protrudes from the bottom surface in the ink storage chamber. For this reason, in an ink tank in which the volume of the ink storage chamber is changed so as to mitigate the increase in negative pressure associated with the lead-out (consumption) of ink without taking in the atmosphere, the volume change is performed when the remaining amount of ink decreases. The ink outlet may be covered with a flexible member for generating the ink. Therefore, there is a possibility that the amount of ink that can be derived or supplied may not be stable for each ink tank.
よって本発明は、大気を取り込まずにインク導出(消費)に伴う負圧の増大を緩和するべくインク収納室が体積変化する形態のインクタンクにおいて、導出ないし供給されるインク量を安定化できるようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention can stabilize the amount of ink to be derived or supplied in an ink tank in which the volume of the ink storage chamber is changed so as to alleviate the increase in negative pressure associated with the extraction (consumption) of ink without taking in the atmosphere. The purpose is to.
そのために、本発明のインクタンクは:インク収納室を有するインクタンクであって、インク収納室の内部に位置しインク収納室内のインクを導出するインク導出口が複数形成された開口面と;インク収納室の少なくとも一部を構成しインクの導出に伴って変形することでインク収納室の容積の減少を生じさせる可撓性部材と;複数のインク導出口の近傍の前記開口面上に設けられ可撓性部材の変形によってインク導出口が閉塞されることを抑制する窒息抑制部材と、を有し、窒息抑制部材は、開口面に対して凸となる段差部であって、インク収納室の内壁から各インク導出口間に向かって各歯が延在するくし歯形状であることを特徴とする。 For this purpose, the ink tank of the present invention is an ink tank having an ink storage chamber, and an opening surface that is located inside the ink storage chamber and has a plurality of ink outlets for discharging ink in the ink storage chamber; A flexible member that constitutes at least a part of the storage chamber and deforms as the ink is led out to reduce the volume of the ink storage chamber; and is provided on the opening surface in the vicinity of the plurality of ink outlets A suffocation suppressing member that prevents the ink outlet from being blocked by deformation of the flexible member, and the suffocation suppressing member is a stepped portion that is convex with respect to the opening surface, It is characterized by a comb-tooth shape in which each tooth extends from the inner wall toward each ink outlet .
本発明によれば、大気を取り込まず可撓性部材の変位または変形による体積変化でインク導出を許容するインクタンクにおいて、可撓性部材によりインク導出口が閉塞される恐れを低減することができる。従って、インク収納室内のインクを無駄なく排出することが可能であり、高いインク使用効率を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the possibility that the ink outlet is blocked by the flexible member in the ink tank that allows the ink to be discharged by the volume change caused by the displacement or deformation of the flexible member without taking in the atmosphere. . Therefore, it is possible to discharge ink in the ink storage chamber without waste, and high ink use efficiency can be obtained.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(インクタンクの構成)
図1は本発明の第1の実施形態に係るインクタンク1の斜視図、図2はそのII−II線断面図、図3は分解斜視図である。また、図4(a)は実施形態に係るインクタンクの主要部をなすタンクケースの斜視図、図4(b)はその一部を拡大して示す斜視図である。
(Ink tank configuration)
1 is a perspective view of an ink tank 1 according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II, and FIG. 3 is an exploded perspective view. FIG. 4A is a perspective view of a tank case forming the main part of the ink tank according to the embodiment, and FIG. 4B is a perspective view showing an enlarged part thereof.
インクタンク1は、タンクケース10と可撓性部材40によって構成されるインク収納室R内にインク2を収納する容器であり、インク収納室R内に配置されたインク導出口64はインク供給口60に連通する。そして、図1および図2のようにインク供給口60を鉛直方向下方に向けた姿勢でインクジェット記録装置に装着される。インク供給口60は、後述するインクジェット記録ヘッドのインク供給路に接続される。本例のインクタンク1は、記録ヘッドと分離可能に構成されている。しかしインクタンク1は、記録ヘッドを有した一体型のものとして構成されていてもよい。
The ink tank 1 is a container that stores the
図2および図3に示すように、インクタンク1は、主に、タンクケース10、撹拌部材20A,20B、ばね部材30、圧力板31、可撓性部材40、蓋部材50、毛管力発生部材61、メニスカス保持部材62および供給口形成部材63から構成される。特に、タンクケース10、蓋部材50および供給口形成部材63はインクタンク1の筐体を構成している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the ink tank 1 mainly includes a
供給口形成部材63には、インクジェット記録ヘッドに接続可能なインク供給口60が形成されている。一方、タンクケース10には、インク収納室R内のインクを導出するインク導出口64およびそこからインク供給口60に至る流路を画成する流路形成部10B(後述)が形成されている。インク供給口60には、図3に示されるように、毛管力発生部材61とメニスカス保持部材62とが配設される。毛管力発生部材61は、インク供給口60に記録ヘッドを接続したときに、その記録ヘッドの鉛直方向(図2中の上下方向)の位置ずれを吸収できるように、ある程度の柔軟性をもつ材料によって構成されて毛管力を発生する。インク収納室R内は、後述するように、インクがインク供給口60から外部に漏洩しないように負圧に保たれている。メニスカス保持部材62は、そのインク収納室R内の負圧によって、インク供給口60から気泡を引き込まないように、インクのメニスカスを形成する。従ってメニスカス保持部材62としては、インク収納室R内に発生する負圧の最大値よりも強いメニスカス保持力を発生させるような部材が選択される。
The supply
タンクケース10の内部には、インク収納室R内に位置する撹拌部材20Aおよび20Bが矢印C1,C2方向に揺動自在に取り付けられている。本例の撹拌部材20Aおよび20Bは、主に金属製の板状部材であり、図3および図4(a)に示すように、それぞれの凹部21Aおよび21Bにおいて、タンクケース10の内壁に設けられた支持部15Aおよび15Bにより支持されている。
Inside the
支持部15Aおよび15Bは、後述する記録装置のキャリッジ移動方向に平行となるように設けられた軸部と抜け止め部とから構成される。そして、それぞれの軸部が攪拌部材20A,20Bの上端に設けられた凹部21A,21Bに挿通されることで攪拌部材20A,20Bを揺動可能に支持し、抜け止め部によって脱落を防止している。支持部は、例えば、樹脂材料からなるタンクケース10から突設されたボスの先端部を熱加工で広げ、リベット状に形成した部材とすることができる。すなわち、タンクケース10から突出する部分を軸部、熱加工で広げられた部分を抜け止め部とすることができる。
The
さらに、タンクケース10の内壁10Aには、撹拌部材20Aおよび20Bの形状・寸法に対応させた凹状の掘り込み部14Aおよび14Bが形成されており、攪拌部材20Aおよび20Bが侵入することが可能である。
Furthermore,
円錐コイルばねであるばね部材30は、タンクケース10の内壁10Aに形成された掘り込み部11内に位置決めされる。さらにばね部材30は、その荷重中心と圧力板31の重心とが略一致するように配置される。可撓性部材40の周縁部はタンクケース10の溶着部13に溶着され、この可撓性部材40とタンクケース10とによって、インク供給口60を除いて密閉された空間、つまりインク収納室Rが形成される。
The
本例の可撓性部材40の中央部分形状は、平板状の支持部材である圧力板31によって規制されており、可撓性部材40の周縁部分は変形可能となっている。この可撓性部材40は、予めその中央部分が凸状に形成されており、その断面形状がほぼ台形となっている。この可撓性部材40は、後述するように、インク収納室R内におけるインク量の変化や圧力変動に応じて変形する。その際に、可撓性部材40の周辺部分がバランスよく柔軟に変形し、その可撓性部材40の中央部分は、タンクケース10の内壁10Aとほぼ平行の姿勢を保ったまま、図1中の左右方向に移動する。このように可撓性部材40がスムーズに変形(移動)することでその衝撃に起因してインク収納室R内に異常な圧力変動が生じることもない。
The central part shape of the
また、圧縮ばね形態のばね部材30は、圧力板31を介して可撓性部材40を図3の左方向(図2の右方向)に付勢する。その付勢力がインク収納室Rを拡大させる方向に作用することで、インク収納室R内に所定の負圧が発生する。その負圧によって、記録ヘッド内のインクは、インク吐出部に形成されるインクのメニスカスの保持力と平衡して、記録ヘッドのインク吐出動作が可能となる範囲の負圧が付与される。つまりインク収納室R内には、記録ヘッドのインク吐出動作を可能とする範囲の負圧が発生する。図1は、インク収納室R内にほぼ完全にインクが充填された状態を示している。この状態でばね部材30は圧縮された状態にあり、インク収納室R内に適切な負圧が生じている。
The
タンクケース10の開口部には蓋部材50が取り付けられ、その蓋部材50によって可撓性部材40が保護される。蓋部材50には大気連通部51が設けられており、タンクケース10内におけるインク収納室Rの外側が大気圧とされている。インク収納室R内の圧力は、圧力板31に対するばね部材30の押圧荷重と、可撓性部材40の平面部面積に付加される圧力分が、大気圧に対する負圧となっている。
A
図2のようにインク収納室R内にほぼ完全にインク2が充填された状態から、そのインク2が記録ヘッドに供給されて消費された場合、ばね部材30の付勢力に抗して圧力板31が図2中の左方向に移動し、これに伴って可撓性部材40が変形する。ばね部材30が圧縮され、そのばね部材30の荷重が増加した分だけ、インク収納室R内の負圧がわずかに増加する。さらにインクの消費が進むと、最終的には、圧力板31がタンクケース10の内部底面に接触して変位できなくなるまで、インク収納室R内の容積が減少する。ばね部材30は、最大圧縮時の厚みが線径と等しくなるよう素線が干渉しない円錐コイルばねとなっている。ばね部材30は、最大圧縮時に掘り込み部11内に完全に収納されるため、圧力板31の変位を妨げることはない。
When the
インク2の消費に伴って圧力板31が変位した場合、圧力板31に規制されることで撹拌部材20A,20Bの揺動範囲は減少するものの、タンクケース10に掘り込み部14A,14Bが形成されているため、撹拌部材20A,20Bの揺動は可能である。また、圧力板31の変位は撹拌部材20A,20Bによって妨げられることはない。さらには、インク導出口64がインク収納室Rの最下面より上方に位置しているが、圧力板31にはインク導出口64に対応した形状の切り欠き部32が形成されているため、圧力板31がタンクケース10の内壁10Aに接触するまで、変位可能である。また、本例の場合インク収納室R内に外部から空気を取り込まないため、インク導出口64より下方に位置しているインクも記録ヘッドへ供給することが可能である。
When the
図4(a)に示されるように、インク収納室R内のインク導出口64は、インク収納室の最下面(底面)よりも高い位置に設置されている。
As shown in FIG. 4A, the
本発明者らは、インクタンクが長期にわたり一定姿勢(図2に示す状態)で保存された場合、重力方向最下部に堆積する沈降層がどの程度の高さとなるかを検証した。そして、最も沈降が生じやすい顔料粒子を4%の濃度で含有するインクで確認したところ、インク収納室高さの約3%前後であることがわかった。そこで、本実施形態では、インク収納室高さの3%以上の高さ分、インク収納室底面より高い位置にインク導出口64が位置するようにインクタンク1を構成した。
The present inventors have verified how high the sedimentation layer deposited at the lowest part in the direction of gravity is when the ink tank is stored in a constant posture (the state shown in FIG. 2) for a long period of time. And when it confirmed with the ink containing the pigment particle with the density | concentration of 4% which is most prone to sedimentation, it turned out that it is about 3% of the height of an ink storage chamber. Therefore, in this embodiment, the ink tank 1 is configured such that the
かかるインクタンク1を記録装置に装着して使用可能とした状態(インク供給口60を下向きにした状態)のまま放置した場合、沈降顔料層はインク収納室最下部に堆積する。前述したようにインク導出口が最下部に設けられていた場合、堆積した沈降顔料層は、インク導出口周辺の沈降顔料層を引き込みながらインク導出口の中へと進入していく。インク導出口からさらに下流側に移動した沈降顔料は、毛管力発生部材61の部分に大量に堆積してしまう。このような堆積状態では、インク収納室内に設けられた攪拌部材20A,20Bの動作では攪拌を行うことができず、記録時に記録ヘッドに流れ込み、記録品位を乱したり、吐出口の目詰まりなどの吐出不良を引き起こしたりすることがある。
When such an ink tank 1 is mounted on the recording apparatus and left in a usable state (a state in which the
これに対し、本実施形態では、まず基本的に、堆積する沈降顔料高さよりも高い位置にインク導出口64が配置されるため、放置状態において堆積した沈降顔料がインク導出口64に進入することが防止される。すなわち、記録装置に装着したままの長期放置、特に供給口60を下向きとする一定姿勢での放置状態において、インクタンク内の攪拌不能領域への沈降顔料の堆積を防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
さらに本実施形態においては、図4(b)に示すように、タンクケース10の流路形成部10Bには2つのインク導出口64が設けられ、そのいずれもが、断面三角形状の隆起部の最高部、すなわち2つの傾斜面が接合して形成される稜線部に設けられている。つまり、インク供給口60を下向きとする姿勢において、インク導出口64近傍の流路形成部10Bは、インク導出口64を頂部として重力方向に下降する傾斜面を持つ形状の隆起部を有している。これによりインク導出口64近傍の沈降顔料のほとんどは、傾斜面を滑り落ちてインク導出口64から遠ざかり、インク導出口64から離れたインク収納室Rの底面部分へと移動する。従って、インク導出に伴うインクの移動が生じた場合に、インク導出口64の中に引きずり込まれづらくなる。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the flow
かかる効果に加え、本実施形態の構成は次のような効果も得ることができる。 In addition to such effects, the configuration of the present embodiment can also obtain the following effects.
図5はインクタンク1の断面図であり、インク収納室R内のインク2が使用されている状態を示している。図6はそのインク導出口64付近(図5のB部分)の模式的拡大図である。
FIG. 5 is a sectional view of the ink tank 1 and shows a state in which the
図5において、インク収納室R内のインク2がインク導出口64を介して外部に排出され、可撓性部材40が変形してインク収納室Rは体積変化する。インク残量が少なくなると、図6に示すように可撓性部材40はインク収納室Rの体積変化に伴う変形でインク導出口64を覆う状態となる。インク導出口64が存在する流路形成部10Bの隆起部が水平面である場合、前述したように、可撓性部材40でインク導出口64が閉塞されてしまい、インクを導出できなくなる恐れが生じる。すると、導出ないし供給可能なインク量が安定せず、記録途中で不吐出などが生じ、記録不良を引き起こす恐れがある。
In FIG. 5, the
これに対し、本実施形態においては、インク導出口64は隆起部の傾斜面K1と傾斜面K2とが接合する稜線部、および隆起部の傾斜面K3と傾斜面K4とが接合する稜線部上にそれぞれ設けられている。このため、図6に示すように、インク導出口64は、傾斜面が接合する稜線から傾斜面に沿った低い位置に広がりをもって形成され、可撓性部材40と正対する平面をなさないものとなる。すなわち、可撓性部材40が稜線部分に接してもインク導出口64との間には所定の隙間が形成され、インク導出口64が閉塞されてしまう恐れがなくなり、最後まで安定したインク供給が可能となる。
On the other hand, in the present embodiment, the
図7は本実施形態の変形例を示す。この例では、インク導出口64ないし流路が形成される隆起部を断面半円形状としたものであり、インク導出口64はインク収納室R底面から最も遠くなる半円状の隆起部の頂部に形成されている。この変形例によっても、上述と同様の作用効果を得ることができる。このように、本発明所期の効果が期待できるものであれば、インク導出口64が設けられる隆起部の形状は適宜定め得るものである。
FIG. 7 shows a modification of the present embodiment. In this example, the
また、インク導出口64ないしこれを形成する隆起部の数についても、図で示された数に限られるものではなく、必要とされるインク流量と流路における圧力損失から必要数が配置されればよい。
Further, the number of the
なお、インク導出口64はインク収納室R底面より高い位置に配置されることが好ましいと述べたが、必要以上に高く構成すると、インク攪拌性能上の問題が発生する。
Although it has been described that the
図8はこれを説明するためのインクタンクの内部構造を示す模式的斜視図である。図8では、インク導出口64がインク収納室Rの底面より高い位置に形成されている。ここで、左右の攪拌部材220A、220Bを十分な長さの同一長とする一方、インク導出口64ないし流路を形成する隆起部が高い場合には、一方の攪拌部材220Aと干渉してしまう。このため攪拌部材220Aの長さが攪拌部材220Bより短くすると、攪拌効果が低下し、また左右の攪拌バランスが崩れてしまい、インク導出口近傍の攪拌が十分に行われなくなることが考えられる。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing the internal structure of the ink tank for explaining this. In FIG. 8, the
従って、本実施形態のインクタンクにおいては、初期顔料濃度および沈降率からインク導出口の高さを適正化して設計すればよい。これにより、攪拌性能を低下することなく、かつ非攪拌領域に沈降顔料が堆積することがない構成を得ることが可能となる。 Therefore, the ink tank of this embodiment may be designed by optimizing the height of the ink outlet from the initial pigment concentration and the settling rate. Thereby, it becomes possible to obtain a configuration in which the precipitated pigment is not deposited in the non-stirred region without deteriorating the stirring performance.
(インクジェット記録装置の構成)
図9は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。
(Configuration of inkjet recording apparatus)
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration example of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied.
本例の記録装置150はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸151,152によって、キャリッジ153が矢印Aの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ153は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ153には、インクジェット記録ヘッド(不図示)と、この記録ヘッドにインクを供給するための前述したインクタンク1と、が搭載可能である。本例においては、4つのインクタンク1が装着される。しかし、インクタンク1の装着数は1つ以上の任意の数とすることができる。
The
記録媒体としての用紙Pは、装置の前端部に設けられた挿入口155から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ156によって矢印Bの副走査方向に搬送される。記録装置150は、記録動作と搬送動作とを繰り返すことによって、用紙P上に順次画像を記録する。記録動作は、キャリッジ153と共に記録ヘッドを方向Aに移動させつつ、プラテン157上の用紙Pの記録領域に向かってインクを吐出させる動作である。また搬送動作は、例えば記録ヘッドの1回の記録走査によって記録される領域の幅に対応する距離だけ、用紙Pを副走査方向に搬送する動作である。
After the paper P as a recording medium is inserted from the
図9中の(a),(b),(c)、(d)は、キャリッジ153が方向Aに沿って仮想の軌跡上を往復移動するときの移動位置を示す。位置(a)は、キャリッジ153が矢印A1の往方向に移動し始めたときの位置である。位置(b)は矢印A1方向へ移動中であり、位置(c)は、その後にキャリッジ153の移動方向が反転し、それが矢印A2の復方向に移動し始めたときの位置である。位置(d)は、その後にキャリッジ153が矢印A2方向に継続して移動しているとときの位置である。このようなキャリッジ153の矢印A1,A2方向の往復運動を利用して、後述するようにインクタンク1内のインク2を撹拌する。
(A), (b), (c), and (d) in FIG. 9 indicate movement positions when the
記録ヘッドは、インクを吐出するためのエネルギとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。 The recording head may use thermal energy generated from the electrothermal transducer as energy for ejecting ink. In that case, film boiling occurs in the ink due to the heat generated by the electrothermal converter, and the ink can be ejected from the ink ejection port by the foaming energy at that time. Further, the ink ejection method in the recording head is not limited to such a method using an electrothermal transducer, and may be a method for ejecting ink using a piezoelectric element, for example.
キャリッジ153の移動領域における図9中の左端には、キャリッジ153に搭載された記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット158が設けられている。回復系ユニット158には、記録ヘッドのインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられている。そして、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持するための回復処理を行うことができる。また、キャップ内に向かって、画像の記録に寄与しないインクをインク吐出口から吐出させることによって、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持する回復処理(予備吐出処理)ともいう)を行うこともできる。
At the left end in FIG. 9 in the movement area of the
(インク攪拌メカニズム)
図10(a),(b),(c)および(d)は、撹拌部材20Aによるインク2の撹拌動作を説明するための断面図であり、それぞれ、図9中のキャリッジ153の位置(a),(b),(c)および(d)における動作状態を示す。撹拌部材20Bは、この撹拌部材20Aと同様に動作する。
(Ink stirring mechanism)
FIGS. 10A, 10B, 10C, and 10D are cross-sectional views for explaining the stirring operation of the
まず、図10(a)のように、キャリッジ153が矢印A1方向に移動し始めたときには、インクタンク内の撹拌部材20Aは、支持部15Aを中心に慣性力によって矢印C1方向に回動し始める。撹拌部材20Aが矢印C1方向に回動し始めることにより、撹拌部材20Aと内壁10Aとの間の空間Sが拡大し、その拡大した空間S内にインクが流れ込み始める。
First, as shown in FIG. 10A, when the
次に、図10(b)のように、さらにキャリッジ153が矢印A1方向に移動する、撹拌部材20Aの回動の角度は、攪拌部材20Aの凹部21Aと支持部15Aの軸の隙間の範囲で最大の角度となり、生じた空間Sに矢印D1のようにインクが流れ込む。この状態で、撹拌部材20Aは最大角度となっているが、まだキャリッジ153が矢印A1方向へ移動しているため、さらに慣性力がかかり、矢印C3のように撹拌部材20Aの支持部側端部も移動をし始める。
Next, as shown in FIG. 10B, the rotation angle of the stirring
次に、図10(c)のように、キャリッジ153が反転して矢印A2方向に移動し始めたときには、空間Sは最大の体積となっている。その後キャリッジ153の減速および矢印A2方向の加速により、それまで矢印C1方向に最大に揺動していた撹拌部材20Aが逆の矢印C2方向の揺動を開始する。これにより、撹拌部材20Aと内壁10Aとの間の距離が減少し始め、矢印D2のようにさらに上方にインクの流れが生じる。
Next, as shown in FIG. 10C, when the
次に、図10(d)のように、キャリッジ153が引き続き矢印A2方向に移動したときには、撹拌部材20Aの自由端が内壁14Aに接近し、空間S内のインクは、矢印D3のように攪拌部材20Aの支持部側の隙間に向かって押し出される。このとき、攪拌部材20Aに生じる慣性力よりも、空間Sから押し出されるインクの流抵抗の方が大きい場合には、撹拌部材20Aの揺動速度が大きく低下する。そこで、キャリッジ153の加速力、撹拌部材20Aの質量などを調整して、インクの流抵抗よりも撹拌部材20Aの慣性力を大きくすることが好ましい。その後さらに撹拌部材20Aに慣性力がかかり矢印C4のように支持部側端部も移動し始める。
Next, as shown in FIG. 10D, when the
このようなインクの流れにより、インク収納室R内全体におけるインクの撹拌効率を高めることができる。撹拌部材20Aと支持部15Aとの間で摩擦抵抗が発生するため、攪拌部材20Aの自由端が先行で移動し、続いて、支持部側端部が移動するという動作が可能となる。その動作が、ポンプ効果を生み出し、インク収納室の下部のインクを上方へ循環させることが可能となる。さらに、大きく動く自由端側を鉛直方向の下側に構成することで、インク収納室の下側に沈降した顔料成分を攪拌しやすくなり、前述のポンプ効果と合わせて、インク収納室全体のインクを混ぜることが可能となる。
With such an ink flow, the ink stirring efficiency in the entire ink storage chamber R can be increased. Since a frictional resistance is generated between the stirring
その後、撹拌部材20Aは図10(d)の状態から図10(a)の状態に戻り、以降、キャリッジ153の往復動作が続く限り、図10(a),(b),(c)、(d)の状態を繰り返す。
Thereafter, the agitating
ところで、インクタンク1をキャリッジ153に搭載したまま、記録装置を長期間に渡って放置した場合には、そのインクタンク1内のインクの顔料成分が沈降し、上下方向においてインクタンク1内のインク濃度が異なるような濃度分布が生じる。このようなインクタンク1内のインクに対しては、上述したように上方方向のインク流れを生じさせることにより、効率よく撹拌することができる。したがって、インク収納室R内のインクを短時間で確実に均一濃度にまで撹拌することができる。
By the way, when the recording apparatus is left for a long period with the ink tank 1 mounted on the
さらに、本例においては、前述したようにインク導出口64をインク収納室Rの最下面から上方位置に配置している。その結果、インク導出口64の直上のインクの沈降はメニスカス保持部材62あるいは毛管力発生部材61にまで達するが、その他の部分の沈降インクは、インク導出口64内に侵入しない。つまり本実施形態においては、図14に示されるインク濃度の高いインク層が存在する高さよりも高い位置にインク導出口64を設けている。このため、その高さ以上かつのインク導出口64の直上の位置にある沈降インクはインク導出口64から侵入するが、その他の部分の沈降インクは侵入しない。特に、上述のようにインク導出口64を水平面に形成するのではなく、傾斜面が接合する稜線部分に形成することは、沈降インクの侵入防止をより効果あらしめるものとなる。
Further, in this example, as described above, the
また、侵入するインクは、最も濃度の濃い部分ではなく初期濃度からわずかに増加した濃度のインクである。これにより、ある程度の保存期間においては、インク導出口64から毛管部材61までのインクを記録動作実行前に回復動作によって排出する必要がない。そして、例えば図10(a)〜(d)に示したような動作(キャリッジの往復移動)を記録動作前に数回行って撹拌を行えば、すぐに記録動作を開始することができる。
Further, the intruding ink is not a portion having the highest density but an ink having a density slightly increased from the initial density. Thereby, in a certain storage period, it is not necessary to discharge the ink from the
また、保存されていたインクタンクの使用開始当初において、インク収納室Rの最下面の近傍には、顔料成分の堆積した濃度の高いインクが存在する。しかし、本例のように、インク導出口64の高さをある程度確保しておけば、保存期間が比較的短い場合、インク導出口64の位置におけるインクの濃度が、図14に示したような濃度勾配において記録にふさわしい初期濃度になっている場合がある。この場合、記録動作開始前に攪拌を行わなくとも適正な濃度のインクを記録ヘッドに供給することができ、その後に攪拌を行い、インク収容室R内のインクの濃度の均一化を行えば、全てのインクを適正な濃度で使用することができる。
In addition, at the beginning of the use of the stored ink tank, near the lowermost surface of the ink storage chamber R, ink with a high concentration in which pigment components are deposited exists. However, if the height of the
このように、本例によれば、インク導出口64の高さをインク収容室の最下面より高い位置に設定しているため、ユーザが記録装置を起動してから記録動作が開始されるまでの待ち時間を低減することができ、速やかに記録動作を開始することができる。
As described above, according to this example, the height of the
さらに、インク収納室R内のインクの消費に伴ってタンクケース10の内側面に圧力板31が接近するため、攪拌部材の20A,20Bの揺動可能範囲が徐々に小さくなる。しかし、本例にあっては、タンクケース10側に掘り込み部14A,14Bが形成されているため、攪拌部材20A,20Bの攪拌機能を最後まで維持することができる。また、掘り込み部14A,14Bを形成することによって、攪拌部材20A,20Bの揺動可能範囲を確保しつつ、インクタンク1の図1中左右方向の幅を小さく設定することができる。この結果、キャリッジ153上に、複数のインクタンク1を矢印Aの主走査方向にコンパクトに並べて配備することができる。
Furthermore, since the
(第2の実施形態)
図11(a)および(b)は、それぞれ、本発明の第2の実施形態に係るインクタンクの内部構成を示す模式的斜視図およびその一部拡大図である。第1の実施形態と同一構成部については、同一符号を付してその説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIGS. 11A and 11B are a schematic perspective view and a partially enlarged view showing the internal configuration of the ink tank according to the second embodiment of the present invention, respectively. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本実施形態においては3つのインク導出口164が設けられており、一つの平面内に形成されているが、その形成面は水平面ではなく、記録装置への装着姿勢において、重力方向に傾斜した面である。この傾斜角は、タンクケース10が樹脂成形部品である場合、金型構成に応じて必要となる一般的な抜き勾配で形成される傾斜角であってもよい。また、インク導出口配列範囲の両側、および各インク導出口間の位置に向けて、インク収納室内壁10Aから凸状の段差18が延在している。
In the present embodiment, three
本実施形態によれば、複数(図示の例では3つ)のインク導出口164を一つの平面上に設けることで、インク消費が進んで可撓性部材40が最大限変位したときに流路形成部10Bとの間に形成される使用不可容量を減らすことが可能となる。すなわち、第1の実施形態では、複数のインク導出口164ないし流路は、流路形成部10において各別の隆起部に形成されていたため、隆起部間の空間の容積分が使用不可容量となり得る。これに対し、本例ではそのような使用不可容量を減らし、インク収納室R内に残るインク量をより少なくすることができる。
According to the present embodiment, by providing a plurality of (three in the illustrated example)
また、本例ではインク導出口164が開口する平面部は、記録装置装着姿勢において重力方向に傾斜している。従って、この平面上に堆積する沈降顔料の大部分は、インク導出口164が形成された平面部から傾斜面に沿ってインク収納室Rの底面へと移動し、インク導出口164ないし流路内に流れ込む量を少なくすることができる。
In this example, the flat portion where the
さらに本例では、インク導出口164が開口する平面(傾斜面)にはインク導出口164よりも凸状の段差18が設けられている。段差18を設けない図13(a)に示すような構成では、インク導出口164がなす平面と、インクタンクの使用末期に可撓性部材40がなす平面とが平行な状態となると、同図(b)に示すように可撓性部材40によりインク導出口164が閉塞されてしまう。すなわち、インク収納室R内の使用可能なインク量が安定せず、使用効率が時には低くなってしまう恐れがある。さらには、そのような閉塞によってインク導出が全く行われなくなり、記録動作中の不吐出状態を招いてしまう恐れもあるのである。
Furthermore, in this example, a
これに対し、本例では、インク導出口164よりも高い位置に存在する凸状の段差18により、図12に示すように、可撓性部材40が最大限変位してインク導出口164上に位置する状態となっても、インク導出口164との間に一定の隙間が形成される。すなわち、インク導出口164が閉塞されてしまうことはない。
On the other hand, in this example, the
以上のように、本実施形態のインクタンクにおいても、沈降顔料に起因して濃度むらのある画像が形成されたり、不吐出等が生じたりする不都合の発生が防止されるとともに、最後まで安定したインク供給が可能となる。 As described above, also in the ink tank of the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of inconvenience that an image with uneven density due to the precipitated pigment is formed or non-ejection occurs, and the ink tank is stable to the end. Ink can be supplied.
なお、インク導出口164の数については、図で示された数に限られるものではなく、必要とされるインク流量と流路における圧力損失から必要数が配置されればよい。
The number of
また、段差18は、インク導出口164がなす平面とインクタンクの使用末期に可撓性部材40がなす平面との関係によってインク導出口が閉塞され得る場合に有効なものであり、インク導出口164が形成される面と高さが異なっていればよい。さらに、同様の作用効果を得る構成として、凸状の段差を設けるのではなく、平面に沿って、例えば内壁10Aからインク導出口164を貫く凹溝を、図11(b)の一点鎖線で示すように形成してもよい。また、そのような凹溝と凸状の段差とを組み合わせて用いることも可能である。
The
1 インクタンク
2 インク
10 タンクケース
10A 内壁
10B 流路形成部
18 段差
20A、20B、220A、220B 撹拌部材
64、164 インク導出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記インク収納室の内部に位置し、前記インク収納室内のインクを導出するインク導出口が複数形成された開口面と、
前記インク収納室の少なくとも一部を構成し、前記インクの導出に伴って変形することで前記インク収納室の容積の減少を生じさせる可撓性部材と、
複数の前記インク導出口の近傍の前記開口面上に設けられ、前記可撓性部材の変形によって前記インク導出口が閉塞されることを抑制する窒息抑制部材と、
を有し、
前記窒息抑制部材は、前記開口面に対して凸となる段差部であって、前記インク収納室の内壁から各前記インク導出口間に向かって各歯が延在するくし歯形状であることを特徴とするインクタンク。 An ink tank having an ink storage chamber,
An opening surface that is located inside the ink storage chamber and has a plurality of ink outlets for discharging ink in the ink storage chamber ;
A flexible member that constitutes at least a portion of the ink storage chamber and causes a reduction in the volume of the ink storage chamber by being deformed as the ink is led out;
A suffocation suppressing member that is provided on the opening surface in the vicinity of the plurality of ink outlets and prevents the ink outlets from being blocked by deformation of the flexible member;
Have
Said choking suppression member is a stepped portion that is convex with respect to they said opening surface, toward the inner wall of the ink storage chamber between each said ink outlet port each tooth is a comb tooth shape that extends Characteristic ink tank.
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