JPH11245429A

JPH11245429A - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JPH11245429A
Application number: JP4738098A
Authority: JP
Inventors: Toru Yakushiji; 徹薬師寺; Tadashi Mizoguchi; 忠志溝口; Junichi Suetsugu; 淳一末次; Hitoshi Minemoto; 仁史峯本; Hitoshi Takemoto; 人司竹本; Kazuo Shima; 和男島; Yoshihiro Hagiwara; 良広萩原
Original assignee: Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】別途攪拌手段を設けることなく、トナーが均
一に分散した記録用インクの状態を維持する。インク貯
蔵部でのトナーの残留防止してインク消費を抑える。【解決手段】記録用インクの循環経路を有するインク
ジェット式記録装置において、インク貯蔵部の底部が、
その底面に近づくに従い貯蔵部内部の横断面積を小さく
し、インク貯蔵部の底部の内側を曲面で形成した。ま
た、循環経路とインク貯蔵部との接合位置を特徴的に配
置して、インク貯蔵部内に一定の流れが生じるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録装置に係り、特にインク貯蔵部を有するインクジェ
ット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、記録紙背
面に設けた平面電極と、これに対向した記録電極間に電
圧を印加し、発生した電界の静電力により記録用インク
を飛翔させて記録を行うものである。このインクジェッ
ト式記録装置で使用される記録用インクは、微小のトナ
ーがインク溶媒中に均一に分散していることが要求され
る。

【０００３】従来はトナーの均一な分散を確保するた
め、インク貯蔵部にヒータを設け非印字時にはキャリッ
ジを揺動させる構成や（例えば特開昭６０−２３２９６
２公報）、インク貯蔵部を２つ設けて一のインク貯蔵部
にモータ駆動の攪拌手段を設ける構成（例えば特開平５
ー２６１９３４公報）が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電源ＯＦＦの
状態ではキャリッジの揺動や攪拌手段の動作を継続させ
ることができない。そのため記録インク中のトナーは沈
殿してインク貯蔵部の底面や側面付近で凝集し堆積して
しまう。このように凝集し堆積してしまったトナーは、
電源投入後攪拌してもすぐに均一に分散させることはで
きずインク貯蔵部にトナーを残留させてしまうという不
都合があった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特にインク貯蔵部の内部でのトナー堆積を防
止するとともに記録用インクの状態を一様に保持するこ
とのできるインクジェット式記録装置を提供すること
を、目的とする。本発明は、さらに電源投入時の初期状
態から記録用インクを均一に分散させて、高品質の印字
を維持できるインクジェット式記録装置を提供すること
をもその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のインクジェット式記録装置では、記
録用インクで満たされたインク室を内蔵してパルス電圧
をかけることにより記録用インクをノズルから射出して
記録を行うヘッド部と、このヘッド部内のインク室に供
給する記録用インクを貯蔵するインク貯蔵部と、このイ
ンク貯蔵部とヘッド部内のインク室との間を結んで記録
用インクを循環させる循環用ポンプを備えた循環経路と
を備え、インク貯蔵部の底部が、その底面に近づくに従
いこのインク貯蔵部の内部の横断面積が連続して小さく
なるように形成した、という構成を採っている。

【０００７】インク貯蔵部に戻された記録用インクに含
まれるトナーは、記録用インクの循環で自然に発生する
多少の動きを伴いながら、その自重によってインク貯蔵
部の底面方向に沈殿していく。その際トナーは、インク
貯蔵部の横断面積が連続して小さくなるように形成され
た側面をすべりインク貯蔵部の側面の途中に留まらせる
ことがない。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
インク貯蔵部の底部の内側を曲面をもって形成し、請求
項３記載の発明ではそれを特に凹曲面で形成した、とい
う構成をとっている。

【０００９】このインク貯蔵部の側面が曲面で形成され
たことにより、インク貯蔵部内のインクの動きがスムー
ズになる。また、すみとなる部分がなくなることから、
インクに含まれるトナーがインク貯蔵部内の一部に凝集
し堆積するおそれがない。さらに、内部の横断面積が連
続して小さくなるように形成されたインク貯蔵部の側面
によって、自重で底面方向に沈殿していくトナーをイン
ク貯蔵部の側面のみならず、すみの部分にも留まらせる
ことがない。

【００１０】請求項４記載の発明では、インク貯蔵部の
内部にある複数の面のうち、インク貯蔵部の底部の内側
で隣り合う少なくとも２つの面の境界を凹曲面で形成し
た。

【００１１】このようにインク貯蔵部の底部の内側で隣
り合う２つの面を凹曲面として略直方体の形状のインク
貯蔵部でありながら、トナーがインク貯蔵部のすみに堆
積しないようにした。インク貯蔵部の記録用インクの内
容量を確保し、インクジェット式記録装置への収まり考
慮しつつ、記録用インク内に含まれるトナーをインク貯
蔵部に留まらせることがない。

【００１２】請求項５記載の発明ではインク貯蔵部の底
部の内側にある複数の面のうち隣り合う３つの面から構
成されるコーナー部分を凹曲面で形成した、という構成
を採っている。

【００１３】このようにすることでインク貯蔵部が直方
体や立方体で形成される場合であっても記録用インクの
なめらかで自由な動きを確保することができる。また、
すみとなる部分が形成されないためインク貯蔵部内にト
ナーが残留することがない。

【００１４】そして、請求項６記載の発明では請求項
１から５記載の各発明のインク貯蔵部の底部の内側が、
前記インク貯蔵部内の記録用インクに含まれて、自重で
沈降するトナーを前記インク貯蔵部の底面と循環経路が
接合する場所へ案内する曲面で形成した、という構成を
採った。

【００１５】このようなインク貯蔵部の側面によって、
自重で底面方向に沈殿していくトナーをインク貯蔵部の
側面のみならず、すみの部分にも留まらせることがな
く、請求項１乃至５と同様の効果を得ることができる。

【００１６】請求項７から請求項１７記載の各発明はイ
ンク貯蔵部の底部の内側の曲面又は底部の形状に関する
発明である。

【００１７】請求項７乃至請求項１０記載の各発明は、
インク貯蔵部の内側の曲面のカーブは、インク貯蔵部の
一方向の縦断面において略円弧状、略楕円弧状、二次曲
線状又は指数関数曲線形状としてあらわれるような曲面
で形成されている。

【００１８】請求項１１記載の発明は、インク貯蔵部の
内側の一方向の縦断面が直線で表れるような曲面で形成
した。これは、逆錘体のような場合である。水平方向に
曲面が形成されるが、縦断面からみたときにはインク貯
蔵部の側面が直線で表される。

【００１９】これによりインク貯蔵部底部の内側を、イ
ンクジェット式記録装置が使用する記録用インクの種
類、そのインクに含まれるトナーの粒子の大きさ、イン
ク貯蔵部の大きさ、インクジェット式記録装置のインク
消費量、循環する記録用インクの量などに応じて適宜決
定できるようにした。このような条件に適したカーブを
選択することによってインク貯蔵部内にトナーを残留さ
せることなく、記録用インクの攪拌、循環、消費が確保
されることとなる。

【００２０】請求項１２乃至請求項１７記載の各発明
は、インク貯蔵部の底部の立体の形状が、略半球形状、
略半楕円形状、略すり鉢形状、略逆円錐形状、略逆角錐
形状、漏斗形状に形成した、という構成を採った。

【００２１】インクジェット式記録装置に納められるイ
ンク貯蔵部の形状は、その容積比やインクジェット式記
録装置内での収まりを考慮して決定される。その様々な
場合であっても、上記のような形状を採用することによ
り請求項７から１１までのインク貯蔵部と同様の効果が
期待できる。

【００２２】一方、請求項１８記載の発明は、請求項１
記載の発明のインク貯蔵部の底部の内側を、凸曲面で形
成し、請求項１９では、その凸曲面のカーブがインク貯
蔵部の一の縦断面ではエクスポネンシャルカーブとして
表れるように形成した、という構成を採った。このよう
にインク貯蔵部の底部の曲面は凹曲面には限られない。

【００２３】ここでは流体に対する抵抗が最小である特
性を考慮して、エクスポネンシャルカーブを採用した。
これにより、インク貯蔵部は記録用インクをスムーズに
循環させることができる。

【００２４】請求項２０から２２の各発明は、送り管路
とインク貯蔵部の接合位置と戻り管路とインク貯蔵部の
接合位置に関する発明である。

【００２５】ここで循環経路は、インク貯蔵部からイン
ク室へ記録用インクを送り出す送り管路と、インク室か
らインク貯蔵部へ記録用インクを戻す戻り管路とを有す
る。送り管路はインク貯蔵部とその底面で接合し、戻り
管路もインク貯蔵部の底面又は側面で接合している。

【００２６】本願発明における送り管路は、記録用イン
クを所定の勢いをもってインク貯蔵部内へ送る。この記
録用インクのトナーは、多少の動きをもってインク貯蔵
部内を浮遊する。循環経路が動作中のときには、トナー
は絶えず揺り動かされるためなかなか沈殿してくること
はない。

【００２７】しかし一旦電源が停止されるとインク貯蔵
部内の記録用インクの動きが全くなくなるため、トナー
はその自重によってインク貯蔵部の底面方向へ沈殿して
いく。このトナーは請求項１から１９に記載された各発
明によって、インク貯蔵部の側面、すみの部分、コーナ
ー部分に留まることなくインク貯蔵部の底部へと沈殿し
ていく。

【００２８】請求項２０記載の発明は前記送り管路と
前記インク貯蔵部との接合の位置が、前記戻り管路と前
記インク貯蔵部との接合の位置とは異なるように配置し
た、という構成を採っている。

【００２９】このような配置にすることによりインク貯
蔵部内では記録用インクの渦巻き状の流れが生じる。こ
の流れは、請求項１から１９までの各発明にかかるイン
クジェット式記録装置によってインク貯蔵部の底部に案
内されたトナーを攪拌する。

【００３０】逆に、このような流れの生じる場所にトナ
ーを案内するようなインク貯蔵部によれば、沈殿する
（沈殿した）トナーは強制的に攪拌され均一に分散させ
られる。

【００３１】また、インク貯蔵部に「すみ」や「かど」
のようなトナーが残留する部分をなくしたため、別途攪
拌手段を設けなくても、記録用インクのトナーの全部を
攪拌することができ常に均一な分散状態を保てる。

【００３２】これに関し、請求項２１記載の発明では、
送り管路はインク貯蔵部の略中央で接合するとともに、
戻り管路はインク貯蔵部の側面付近で接合するように配
置した。

【００３３】インク貯蔵部の側面付近の戻り管路から戻
された記録用インクは、その側面に沿って回転し、その
略中央に設けられた送り管路に吸い込まれてインク貯蔵
部内に渦巻き状の流れを起こす。この流れは、電源投入
開始後すぐに生じるため記録用インクは直ちに攪拌さ
れ、動作初期に記録用インクのトナーは均一に分散す
る。

【００３４】また、戻り管路をインク貯蔵部の側面付近
に設けたことによりインク貯蔵部の側面を利用して、強
制的な攪拌に適した渦巻き状の流れを生じさせることが
できる。一方送り管路を略中央に設けたことでインク貯
蔵部内の渦巻き状の流れの勢いを保って十分に攪拌され
た均一な記録用インクをインクヘッドに送ることができ
る。

【００３５】請求項２２記載の発明では、送り管路とイ
ンク貯蔵部との接合の位置が、戻り管路とインク貯蔵部
との接合の位置と点対称の位置に配置した、という構成
を採っている。

【００３６】この配置によれば、インク貯蔵部内では、
戻り管路から戻される記録用インクの流れと、送り管路
からヘッド部へ送られる記録用インク流れがお互いに干
渉しあうことなく、その勢いを保ってインク貯蔵部内を
動き記録用インクを強制的に攪拌する。

【００３７】次に請求項２３及び２４記載の各発明は、
戻り管路のうちインク貯蔵部と接して記録用インクを流
し入れる部分となるインク流出端部の配置に関する発明
である。インク流出端部とは、インク貯蔵部に連絡する
戻り管路の端部であって、記録用インクが流れ出す部分
である。

【００３８】請求項２３記載の発明は、インク貯蔵部と
接合して記録用インクを流入する戻り管路のインク流出
端部が、記録用インクがインク貯蔵部へ斜めに流入する
ように一定の傾斜をもってインク貯蔵部と接合する、よ
うに構成した。

【００３９】傾斜を持たせることで戻り管路のインク流
出端部から戻される記録用インクの流れに方向をもた
せ、インク貯蔵部内で渦巻き状の流れが起きやすいよう
にした。

【００４０】請求項２４記載の発明では、この戻り管路
のインク流出端部は、記録用インクがインク貯蔵部へ斜
めに流れ出すように一定の傾斜をもってインク貯蔵部に
突設している。このインクが流れ出すインク流出端部は
インク貯蔵部の底面と同一の面でもよい。

【００４１】請求項２３のように傾斜を持たせるととも
に、突設させることで、インク貯蔵部に戻される記録用
インクの流れに傾きと高さ（ポテンシャル）を与えて、
より強い流れを起こしてインク貯蔵部内の記録用インク
を強制的に強く攪拌する。これらにより、前述した目的
を達成しようとするものである。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施態様を図
をもって説明する。

【００４３】図１は、本発明のインクジェット式記録装
置の概略図である。インク貯蔵部３とヘッド部２に内蔵
されるインク室１は循環経路４によって連絡する。記録
用インクは、循環用ポンプ４１の動作によりインク貯蔵
部３から送り管路４２を経てインク室１に流入し、イン
ク室１から戻り管路４３を経て戻り管路のインク流出端
部４４の口からインク貯蔵部３の内部に流れ込む。この
循環経路に沿って記録用インクはインクジェット式記録
装置内を循環する。

【００４４】インク室１内では図１に示した矢印のよう
に記録用インクの流れが発生する。記録用インク５の一
部は印字の際にトナー５３と共に飛翔し記録用インクの
全体量は減少していくが、インクジェット式記録装置内
を循環するインクの搬送量は循環用ポンプ４１によって
一定に保たれる。電源ＯＮ状態のときには常時循環用ポ
ンプ４１は動作し記録用インクは循環する。

【００４５】ここで、ヘッド部２内には開口部２４を有
するインク室１と、記録用インクに含まれるトナー５３
を電気泳動現象により開口部２４付近に集める泳動電極
２３と、パルス電圧を印加することによりトナー５３を
記録媒体に吐出するように対向して配置された平面電極
２１と記録電極２２とが備えられている。このようなイ
ンクジェット式記録装置では、トナーが帯びる電荷が一
定でなければならず、トナーが凝集している場合には高
品質の印字をすることができない。

【００４６】図２には図１に示すインク貯蔵部３の縦断
面に基づく説明図である。インク貯蔵部３が、その内部
の横断面積が底面に向かって近づくに従い小さくなるよ
うに形成されている。横断面とは、記録用インクの液面
に対して平行な方向をいう。図２のようにａからｄの各
断面は底面に向かって小さくなり、それらに形成される
インク貯蔵部の側面の接線αは底部下方で交わる。すな
わち、底面に近づきながら、横断面ａ，ｂ，ｃ，ｄをそ
れぞれ得た場合の断面積は、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄとなる。こ
のように形成されたインク貯蔵部３の側面は、自重で底
面方向へ沈殿していくトナーをインク貯蔵部に留めるこ
とがない。また、図２ではインク貯蔵部３の内部の横断
面積が底面に向かって近づくに従い小さくなるように形
成されたインク貯蔵部の底部３１を曲面で形成した。

【００４７】インク貯蔵部に戻された記録用インクに含
まれるトナーは、記録用インクの循環で自然に発生する
多少の動きを伴いながら、その自重によってインク貯蔵
部の底面方向に沈殿していく。その際トナーは、インク
貯蔵部の横断面積が連続して小さくなるように形成され
た側面をすべりインク貯蔵部の側面の途中に留まらせる
ことがない。インク貯蔵部の底部３１を曲面で形成し
た。これにより、記録用インクはインク貯蔵部側面の抵
抗を受けることなく動くことができる。また、トナーが
留まってしまうような「すみ」を排除することにより、
沈降するトナーがインク貯蔵部内部に残らないようにし
た。インク貯蔵部の「すみ」に残留されたトナーは凝集
し堆積してしまうため再度分散させることは困難だから
である。

【００４８】図３には、図２に示したインク貯蔵部３の
平面図を示した。

【００４９】図４（ａ）は、本発明のインクジェット式
記録装置のインク貯蔵部底部内側の曲面の他の一例を表
す平面図であり、（ｂ）はＡ−Ａ縦断面図を、（ｃ）に
はＢ−Ｂ断面図を示した。ここでは、インク貯蔵部３の
底部にある複数の面のうち、隣り合う２つの面の境界を
凹曲面で形成した。これにより、インク貯蔵部の全体を
容積率のよい立方体で形成した場合であってもインク貯
蔵部３内にトナーが残留することはない。

【００５０】また図５には、コーナー部分を凹曲面で形
成した図４のインク貯蔵部３のＣ−Ｃ線に沿って見た部
分端面図を示す。コーナー部分とはインク貯蔵部底部を
構成する面のうち隣り合う３つの面が構成する部分をい
う。コーナー部分には特に微細なトナーが残留しやす
い。一旦すみに残ったトナーは、凝集し、より多くのト
ナーをインク貯蔵部３内に残留させるきっかけとなるか
らである。

【００５１】インク貯蔵部３のインク容量の容積率や収
まりを考慮した場合には立方体又は直方体であることが
要求されることも多く、このような場合には少なくとも
コーナー部分３２を凹曲面で構成することにより、イン
ク貯蔵部３内のトナー残留を防止できる。このコーナー
部分３２は、比較的四角い曲面でも、ボウルのような丸
い曲面であってもよい。

【００５２】ここで、インク貯蔵部の底部３１の内側の
曲面は、インク貯蔵部３内の沈降する記録用インクのト
ナーを前記インク貯蔵部の底面と循環経路が接合する任
意の場所へ案内する。この曲面によりインク貯蔵部３内
で沈降するトナーは、インク貯蔵部の側面に残留するこ
となく循環経路からインクヘッドへ案内される。

【００５３】図６は、インク貯蔵部の内側曲面に形成さ
れたカーブを表す縦断面図である。

【００５４】インク貯蔵部の底部の内側の曲面に形成さ
れたカーブの例を縦断面図にそれぞれ示した。縦断面と
はインク貯蔵部３内の記録用インク５の液面と垂直の方
向をいうが、縦方向又は横方向のいずれか一方のカーブ
についての断面である。したがって、これらが断面に表
れる形状の回転体である必要はない。

【００５５】この図６では、インク貯蔵部の底部内側の
曲面に形成されたカーブが略円弧状である。このカーブ
は略楕円状であっても、又は底面の高さ位置をｙ＝０と
した二次曲線状、指数関数曲線状（べき関数）、で表さ
れるカーブであってもよい。

【００５６】インク貯蔵部の底部の内側の形状は、イン
クジェット式記録装置が使用するインクの種類、そのイ
ンクに含まれるトナーの大きさ、インク貯蔵部の大き
さ、インクジェット式記録装置のインクの消費量、循環
されるインクの量等の条件を考慮して適宜決定される。

【００５７】インク貯蔵部３の底部が曲面で構成される
場合には、設置を安定させるため筒状固定部材３４で支
える。この筒状固定部材３４は、インク貯蔵部３と接着
部３５で接着されインク貯蔵部３を支える。

【００５８】図７は、インク貯蔵部の底部内側に形成さ
れた曲面の断面が直線で構成されるインク貯蔵部を示し
た。これは、インク貯蔵部３の内部が錐体形状となる場
合である。この場合においてもインク貯蔵部３内部は円
錐等の回転体とは限らず、インク貯蔵部の底面に近づく
に従い、インク貯蔵部の横断面積が連続して小さくなる
ような錘体であればよい。

【００５９】図８から図１０までは、インク貯蔵部の内
側底部に形成された立体形状を表す斜視図である。図８
はインク貯蔵部の内側の底部の形状が略半球形状を示
す。この底部は略半楕円球形状のものや、略すり鉢形状
であってもよい。図９では略逆円錐形状を、図１０では
略角錐形状を示す。これには略漏斗形状を採用してもよ
い。ここで、インク貯蔵部３の底部はインク貯蔵部の側
面と底面が接する部分を含む底面付近の部分であって、
ある程度の高さ領域をもつ部分をいう。

【００６０】図１１には、インク貯蔵部３の内部の横断
面積が底面に向かって近づくに従い小さくなるように形
成されたインク貯蔵部の底部３１を凸曲面で形成した、
インク貯蔵部３の縦断面図を示した。

【００６１】自重により沈降するトナー５３は、凹曲面
に限らず凸曲面によっても、トナーが留まってしまうよ
うな「すみ」を排除することができる。

【００６２】図１１には、インク貯蔵部の底部３１の曲
面のカーブがエクスポネンシャルカーブであるものを示
した。

【００６３】エクスポネンシャルカーブは流体に対して
抵抗が小さいことから、インク貯蔵部内の記録用インク
の流れの勢いは保たれ、インク貯蔵部内の記録用インク
の攪拌が十分に行われる。

【００６４】図１２は、インク貯蔵部内の概略図であ
り、送り管路４２と戻り管路４３の配置を示す図であ
る。循環経路４は、インク貯蔵部３からインク室へ記録
用インクを送り出す送り管路と、インク室１からインク
貯蔵部３へ記録用インク５を戻す戻り管路４３とを有す
る。これらを介して記録用インク５は、インクジェット
式記録装置内を循環経路４（図１参照）に沿って循環す
る。

【００６５】図１３は図１２のインク貯蔵部３の平面図
を示したものである。このインク貯蔵部３では、送り管
路４２とインク貯蔵部３との接合の位置が、戻り管路４
３とインク貯蔵部３との接合の位置とは異なるように配
置されている。

【００６６】インク貯蔵部３の内部で戻り管路４３から
流れ込む記録用インクと、送り管路４２へ送られる記録
用インクによって、インク貯蔵部３内では一定方向の記
録用インクの流れ５２が生じる。この流れは、インクジ
ェット式記録装置内の循環によって自然に生じる記録用
インクの動きとは異なるものであり、インク貯蔵部内で
記録用インクを攪拌するために起こした特別の流れであ
る。

【００６７】この流れは、インク貯蔵部３の底部の形状
に適するように組み合わされる。インク貯蔵部３の底部
が平らな部分を多く有するとき（底面が広く構成されて
いるとき）には底面付近で渦巻きを起こすことにより、
すみの部分にトナーを残留させることがない。また、縦
断面が円弧状、楕円弧状、二次曲線状、指数関数状、直
線状のものや底部が略半球状、略半楕球状、略すり鉢形
状、略逆円錐形状、略角錐形状、漏斗形状のインク貯蔵
部３にあっては、螺旋状の渦巻きを起こすと攪拌が効率
よく行われる。インク貯蔵部３が凸曲面で形成されてい
る場合でも螺旋状の渦巻きを起こすことができる。

【００６８】インク貯蔵部の内側の形状と送り管路、戻
り管路の配置は、記録用インクの種類、循環する量、イ
ンク貯蔵部容量等を考慮して決定される。請求項２０記
載の発明の構成によれば、記録用インクに含まれる又は
底部に沈降してくるトナーを巻き上げ常に均一に分散さ
せることができる。

【００６９】本願発明における送り管路は、記録用イン
クを所定の勢いをもってインク貯蔵部内へ送る。この記
録用インクのトナーは、多少の動きをもってインク貯蔵
部内を浮遊する。循環経路が動作中のときには、トナー
は絶えず揺り動かされるためなかなか沈殿してくること
はない。

【００７０】しかし一旦電源が停止されるとインク貯蔵
部内の記録用インクの動きが全くなくなるため、トナー
はその自重によってインク貯蔵部の底面方向へ沈殿して
いく。このトナーは請求項１から１９に記載された各発
明によって、インク貯蔵部の側面、すみの部分、コーナ
ー部分に留まることなくインク貯蔵部の底部へと沈殿し
ていく。本願のインクジェット式記録装置のインク貯蔵
部３はこの流れを利用して記録用インクに含まれるトナ
ー５３を攪拌する。

【００７１】図１２で示した配置では、送り管路４２を
インク貯蔵部の略中央で接合するとともに、戻り管路４
４はインク貯蔵部３の側面付近で接合した。この配置に
よれば戻り管路４３から流し込まれるインクはインク貯
蔵部３の内側面に沿ってインク貯蔵部を回転する。一
方、送り管路４２はインクをインク貯蔵部３から排出す
る。この記録用インクの動きによって、インク貯蔵部３
内には渦巻き状の流れを生じさせることができる。

【００７２】図１４では送り管路４２とインク貯蔵部３
との接合の位置が、戻り管路４３とインク貯蔵部３との
接合の位置とを点対称関係の配置とした。送り管路はイ
ンク貯蔵部３から記録用インク５を排出し、戻り管路４
３はインク貯蔵部３へ記録用インク５を流し込む。これ
ら相異なる記録用インク５の流れが互いに干渉すること
なく、その勢いを保つため、最大の距離を確保したもの
である。

【００７３】この送り管路４２と戻り管路４３の配置を
決定する場合にはインク貯蔵部３内の記録用インクの流
れ５２を乱すことのないように、平面上の位置とともに
高さを変えた配置としてもよい。このようにインク貯蔵
部内の記録用インクの流れ５２を確保するのは、この流
れによって記録用インクを攪拌し、インク貯蔵部内の記
録用インク５に含まれるトナーを均一に分散させるため
である。

【００７４】インク貯蔵部の底部３１の内側の曲面は、
記録用インクのトナーが留まってしまうような「すみ」
がないため、トナーがインク貯蔵部内部に残らない。ま
た、自重で沈降するインク貯蔵部３内の記録用インク
を、インク貯蔵部３の底面の任意の場所に案内する。す
なわち、インク貯蔵部内の記録用インクの流れ５２のあ
る場所に案内される。こうして沈降したトナーはインク
貯蔵部内に残留することなく攪拌される。本願発明によ
れば、攪拌手段を別途設けることなく、記録用インク５
に含まれるトナーを全て回収し、攪拌し、均一な分散状
態を保って利用する。

【００７５】図１５は、戻り管路のインク流出端部とイ
ンク貯蔵部との接合を示すインク貯蔵部の縦断面図であ
る。循環経路４を構成する戻り管路４３のうち、記録用
インク５が噴き出す部分である、戻り管路の記録用イン
ク流出部分４４はインク貯蔵部３と接して、記録用イン
ク５をインク貯蔵部３内へ流す。

【００７６】この戻り管路のインク流出端部４４は、記
録用インクが前記インク貯蔵部へ斜めに流入するよう
に、即ち記録用インクの噴き出し方向が斜めになるよう
に一定の傾斜をもってインク貯蔵部３と接合する。この
ように記録用インク５の流入方向に所定の傾きをもたせ
ることで、インク貯蔵部内での記録用インクの任意の渦
巻き状の流れを発生させることができる。

【００７７】図１５では、一定の傾斜をもってインク貯
蔵部３と接合する戻り管路のインク流出端部４４が、イ
ンク貯蔵部３の側面から突出した状態で接合する場合を
示した。このように記録用インク５の流入方向に傾きと
高さ（ポテンシャル）を与えることで、インク貯蔵部内
の記録用インクの流れ５２の流れをより強めることがで
きる。しかし、この戻り管路の記録用インク流出端部４
４は、突出することなくインク貯蔵部の底面と同一面上
で接合してもよい。

【００７８】送り管路４２と戻り管路４３、戻り管路の
インク流出端部４４を上記のように配置することによ
り、インク貯蔵部３内には記録用インク５の攪拌に適し
た一定方向の流れを発生させることができる。

【００７９】このように電源停止等により自重で沈殿す
るトナーは、インク貯蔵部の側面やすみの部分に残留す
ることなく、戻し管路と送り管路が起こす渦巻き状の流
れの生じる場所に導かれ、この記録用インクの流れによ
って攪拌される。トナーが残留することがないからイン
ク貯蔵部からインクヘッドへ送られる記録用インクは、
常に一定の濃度を保つ。さらに記録用インクは十分に攪
拌されるためトナーが均一に分散された状態を保つ。

【００８０】これにより一旦電源が切られてインク貯蔵
部内にトナーが沈降しても、その沈降したトナーは再度
電源を投入しインク貯蔵部内の記録用インクが攪拌され
ることによって動作初期の状態から均一に分散する。従
って、インク貯蔵部からヘッド部内のインク室に送られ
る記録用インクのトナーの濃度は常に一定である。

【００８１】またインク貯蔵部３内を曲面で形成したた
め、インク貯蔵部内の記録用インクの流れ５２はインク
貯蔵部内で抵抗を受けることなくスムーズに流れ、その
渦巻き状の流れを維持し、インク貯蔵部内にトナーが残
留することはない。

【００８２】

【発明の効果】本願発明は以上のように構成され機能す
るので、これによると、トナーはインク貯蔵部の横断面
積が連続して小さくなるように形成された側面をすべる
ため、インク貯蔵部の側面の途中やすみの部分で残留し
たり凝縮したりすることがなく、攪拌（トナーの分散）
が容易となる。従って循環経路及びインクヘッドへ送ら
れる記録用インクは分散した状態でその全部が（残留な
く）利用されることから、常に一定の濃度で印字が行わ
れ、その印字の品質を一定とすることができるという、
従来にない優れたインクジェット式記録装置を提供する
ことができる。また、インク貯蔵部の送り管路と戻り管
路によって生じさせた記録用インクの流れは記録用イン
クを攪拌しトナーを均一に分散する。この流れは電源停
止時においてインク貯蔵部底部へ沈殿したトナーをも、
強制的に攪拌することができる。これにより、記録用イ
ンクに含まれるトナーは、電源停止時等にはインク貯蔵
部底部の側面をすべりインク貯蔵部の底部に沈降する
が、電源投入後は送り管路と戻り管路によって生じさせ
た記録用インクの流れによって攪拌され、均一に分散さ
れるため、動作開始直後から一定の濃度で循環経路及び
インクヘッドに記録用インクを送ることができ、動作初
期においても高品質の印字を得ることができる。さら
に、印字記録に使用されないトナーの発生を防ぎ、トナ
ーを有効に使用して記録用インクの消費を少なくするこ
とのできる従来にない優れたインクジェット式記録装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録装置の概略図で
ある。

【図２】図１に示すインク貯蔵部３の縦断面に基づく説
明図である。

【図３】図２に示したインク貯蔵部３の平面図である。

【図４】本発明のインクジェット式記録装置のインク貯
蔵部底部の内側で隣り合う２つの面を凹曲面とした場合
のインク貯蔵部の（ａ）は平面図を、（ｂ）はＡ−Ａ断
面図を、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図である。

【図５】コーナー部分を凹曲面で形成した図４（ａ）の
インク貯蔵部３のＣ−Ｃ線から見た部分端面図である。

【図６】インク貯蔵部の内側曲面に形成されたカーブを
表す縦断面図である。

【図７】直線で構成されるインク貯蔵部の底部の縦断面
図である。

【図８】（ａ）はインク貯蔵部の内側底部が略半円球状
に形成されたインク貯蔵部の平面図を、（ｂ）は縦断面
図である。

【図９】（ａ）はインク貯蔵部の内側底部が略逆円錐状
に形成されたインク貯蔵部の平面図を、（ｂ）は縦断面
図である。

【図１０】（ａ）はインク貯蔵部の内側底部が略逆角錐
状に形成されたインク貯蔵部の平面図を、（ｂ）は縦断
面図である。

【図１１】インク貯蔵部の内側曲面に形成されたエクス
ポネンシャルカーブである凸曲面を表す縦断面図であ
る。

【図１２】本願発明のインクジェット式記録装置のイン
ク貯蔵部を示す概略図である。

【図１３】図１２のインク貯蔵部の平面図である。

【図１４】送り管路とインク貯蔵部との接合の位置と戻
り管路とインク貯蔵部との接合の位置とが点対称の位置
である場合の図１２のインク貯蔵部の平面図である。

【図１５】戻り管路のインク流出端部とインク貯蔵部と
の接合を示すインク貯蔵部の縦断面図である。

【符号の説明】

１インク室２ヘッド部２１平面電極２２記録電極２３泳動電極２４開口部３インク貯蔵部３１インク貯蔵部の底部３２コーナー部分３３蓋部材３４筒状固定部材３５接着部４循環経路４１循環用ポンプ４２送り管路４３戻り管路４４戻り管路のインク流出端部５記録用インク５１記録用インク循環方向５２インク貯蔵部内部での記録用インクの流れ５３記録用インクに含まれるトナー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】インクジェット式記録装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００３】従来はトナーの均一な分散を確保するた
め、インク貯蔵部にヒータを設け非印字時にはキャリッ
ジを揺動させる構成や（例えば特開昭６０−２３２９６
２公報）、インク貯蔵部を２つ設けて一のインク貯蔵部
にモータ駆動の撹拌手段を設ける構成（例えば特開平５
−２６１９３４公報）が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電源ＯＦＦの
状態ではキャリッジの揺動や撹拌手段の動作を継続させ
ることができない。そのため記録インク中のトナーは沈
殿してインク貯蔵部の底面や側面付近で凝集し堆積して
しまう。このように凝集し堆積してしまったトナーは、
電源投入後撹拌してもすぐに均一に分散させることはで
きずインク貯蔵部にトナーを残留させてしまうという不
都合があった。

【０００５】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のインクジェット式記録装置では、記
録用インクで満たされたインク室を内蔵してパルス電圧
をかけることにより記録用インクをノズルから射出して
記録を行うヘッド部と、このヘッド部内のインク室に供
給する記録用インクを貯蔵するインク貯蔵部と、このイ
ンク貯蔵部とヘッド部内のインク室との間を結んで記録
用インクを循環させる循環用ポンプを備えた循環経路と
を備え、インク貯蔵部の底部が、その底面に近づくに従
いこのインク貯蔵部の内部の横断面積が連続して小さく
なるように形成し、循環経路がインク貯蔵部からインク
室へ記録用インクを送り出す送り管路とインク室からイ
ンク貯蔵部へ記録用インクを戻す戻り管路とを有し、送
り管路とインク貯蔵部との接合の位置が戻り管路とイン
ク貯蔵部との接合の位置とは異なる、という構成を採っ
ている。

【０００８】ここで循環経路は、インク貯蔵部からイン
ク室へ記録用インクを送り出す送り管路と、インク室か
らインク貯蔵部へ記録用インクを戻す戻り管路とを有す
る。送り管路はインク貯蔵部とその底面で接合し、戻り
管路もインク貯蔵部の底面又は側面で接合している。そ
して、送り管路とインク貯蔵部との接合の位置が、戻り
管路とインク貯蔵部との接合の位置とは異なるように配
置にすることによりインク貯蔵部内では記録用インクの
渦巻き状の流れが生じる。この流れは、各発明にかかる
インクジェット式記録装置によってインク貯蔵部の底部
に案内されたトナーを撹拌する。

【０００９】逆に、このような流れの生じる場所にトナ
ーを案内するようなインク貯蔵部によれば、沈殿する
（沈殿した）トナーは強制的に撹拌され均一に分散させ
られる。

【００１０】また、インク貯蔵部に「すみ」や「かど」
のようなトナーが残留する部分をなくしたため、別途撹
拌手段を設けなくても、記録用インクのトナーの全部を
撹拌することができ常に均一な分散状態を保てる。

【００１１】これに関し、請求項２に係る発明では、送
り管路はインク貯蔵部の略中央で接合するとともに、戻
り管路はインク貯蔵部の側面付近で接合するように配置
した。

【００１２】インク貯蔵部の側面付近の戻り管路から戻
された記録用インクは、その側面に沿って回転し、その
略中央に設けられた送り管路に吸い込まれてインク貯蔵
部内に渦巻き状の流れを起こす。この流れは、電源投入
開始後すぐに生じるため記録用インクは直ちに撹拌さ
れ、動作初期に記録用インクのトナーは均一に分散す
る。

【００１３】また、戻り管路をインク貯蔵部の側面付近
に設けたことによりインク貯蔵部の側面を利用して、強
制的な撹拌に適した渦巻き状の流れを生じさせることが
できる。一方送り管路を略中央に設けたことでインク貯
蔵部内の渦巻き状の流れの勢いを保って十分に撹拌され
た均一な記録用インクをインクヘッドに送ることができ
る。

【００１４】請求項３に係る発明では、送り管路とイン
ク貯蔵部との接合の位置が、戻り管路とインク貯蔵部と
の接合の位置と点対称の位置に配置した、という構成を
採っている。

【００１５】この配置によれば、インク貯蔵部内では、
戻り管路から戻される記録用インクの流れと、送り管路
からヘッド部へ送られる記録用インク流れがお互いに干
渉しあうことなく、その勢いを保ってインク貯蔵部内を
動き記録用インクを強制的に撹拌する。

【００１６】次に請求項４及び５に係る各発明は、戻り
管路のうちインク貯蔵部と接して記録用インクを流し入
れる部分となるインク流出端部の配置に関する発明であ
る。インク流出端部とは、インク貯蔵部に連絡する戻り
管路の端部であって、記録用インクが流れ出す部分であ
る。

【００１７】請求項４に係る発明は、インク貯蔵部と接
合して記録用インクを流入する戻り管路のインク流出端
部が、記録用インクがインク貯蔵部へ斜めに流入するよ
うに一定の傾斜をもってインク貯蔵部と接合する、よう
に構成した。

【００１８】傾斜を持たせることで戻り管路のインク流
出端部から戻される記録用インクの流れに方向をもた
せ、インク貯蔵部内で渦巻き状の流れが起きやすいよう
にした。

【００１９】請求項５に係る発明では、この戻り管路の
インク流出端部は、記録用インクがインク貯蔵部へ斜め
に流れ出すように一定の傾斜をもってインク貯蔵部に突
設している。このインクが流れ出すインク流出端部はイ
ンク貯蔵部の底面と同一の面でもよい。

【００２０】請求項４に係る発明のように傾斜を持たせ
るとともに、突設させることで、インク貯蔵部に戻され
る記録用インクの流れに傾きと高さ（ポテンシャル）を
与えて、より強い流れを起こしてインク貯蔵部内の記録
用インクを強制的に強く撹拌する。

【００２１】請求項６から請求項２３までの各請求項に
係る発明はインク貯蔵部の底部の形状に関する発明であ
る。請求項６記載の発明では、請求項１記載のインク貯
蔵部の底部の内側を曲面をもって形成し、請求項７に係
る発明ではそれを特に凹曲面で形成した、という構成を
とっている。

【００２２】このインク貯蔵部の側面が曲面で形成され
たことにより、インク貯蔵部内のインクの動きがスムー
ズになる。また、すみとなる部分がなくなることから、
インクに含まれるトナーがインク貯蔵部内の一部に凝集
し堆積するおそれがない。さらに、内部の横断面積が連
続して小さくなるように形成されたインク貯蔵部の側面
によって、自重で底面方向に沈殿していくトナーをイン
ク貯蔵部の側面のみならず、すみの部分にも留まらせる
ことがない。

【００２３】請求項８に係る発明では、インク貯蔵部の
内部にある複数の面のうち、インク貯蔵部の底部の内側
で隣り合う少なくとも２つの面の境界を凹曲面で形成し
た。

【００２４】このようにインク貯蔵部の底部の内側で隣
り合う２つの面を凹曲面として略直方体の形状のインク
貯蔵部でありながら、トナーがインク貯蔵部のすみに堆
積しないようにした。インク貯蔵部の記録用インクの内
容量を確保し、インクジェット式記録装置への収まり考
慮しつつ、記録用インク内に含まれるトナーをインク貯
蔵部に留まらせることがない。

【００２５】請求項９に係る発明ではインク貯蔵部の底
部の内側にある複数の面のうち隣り合う３つの面から構
成されるコーナー部分を凹曲面で形成した、という構成
を採っている。

【００２６】このようにすることでインク貯蔵部が直方
体や立方体で形成される場合であっても記録用インクの
なめらかで自由な動きを確保することができる。また、
すみとなる部分が形成されないためインク貯蔵部内にト
ナーが残留することがない。

【００２７】そして、請求項１０に係る発明では請求項
１乃至５の各項にかかる発明のインク貯蔵部の底部の内
側が、前記インク貯蔵部内の記録用インクに含まれて自
重で沈降するトナーを前記インク貯蔵部の底面と循環経
路が接合する場所へ案内する曲面で形成した、という構
成を採った。

【００２８】このようなインク貯蔵部の側面によって、
自重で底面方向に沈殿していくトナーをインク貯蔵部の
側面のみならず、すみの部分にも留まらせることがな
く、請求項６乃至９と同様の効果を得ることができる。

【００２９】請求項１１から請求項２３に係る各発明は
インク貯蔵部の底部の内側の曲面又は底部の形状に関す
る発明である。

【００３０】請求項１１乃至請求項１４に係る各発明
は、インク貯蔵部の内側の曲面のカーブは、インク貯蔵
部の一方向の縦断面において略円弧状、略楕円弧状、二
次曲線状又は指数関数曲線形状としてあらわれるような
曲面で形成されている。

【００３１】請求項１５に係る発明は、インク貯蔵部の
内側の一方向の縦断面が直線で表れるような曲面で形成
した。これは、逆錘体のような場合である。水平方向に
曲面が形成されるが、縦断面からみたときにはインク貯
蔵部の側面が直線で表される。

【００３２】これによりインク貯蔵部底部の内側を、イ
ンクジェット式記録装置が使用する記録用インクの種
類、そのインクに含まれるトナーの粒子の大きさ、イン
ク貯蔵部の大きさ、インクジェット式記録装置のインク
消費量、循環する記録用インクの量などに応じて適宜決
定できるようにした。このような条件に適したカーブを
選択することによってインク貯蔵部内にトナーを残留さ
せることなく、記録用インクの撹拌、循環、消費が確保
されることとなる。

【００３３】請求項１６乃至請求項２１に係る各発明は
インク貯蔵部の底部の立体の形状が、略半球形状、略半
楕円形状、略すり鉢形状、略逆円錐形状、略逆角錐形
状、漏斗形状に形成した、という構成を採った。

【００３４】インクジェット式記録装置に納められるイ
ンク貯蔵部の形状は、その容積比やインクジェット式記
録装置内での収まりを考慮して決定される。その様々な
場合であっても、上記のような形状を採用することによ
り請求項１１から１５までのインク貯蔵部と同様の効果
を得ることができる。

【００３５】一方、請求項２２に係る発明は、請求項１
乃至５に係る発明のインク貯蔵部の底部の内側を、凸曲
面で形成し、請求項２３に係る発明では、その凸曲面の
カーブがインク貯蔵部の一の縦断面ではエクスポネンシ
ャルカーブとして表れるように形成した、という構成を
採った。このようにインク貯蔵部の底部の曲面は凹曲面
には限られない。

【００３６】ここではエクスポネンシャルカーブを採用
した。これにより、インク貯蔵部は記録用インクをスム
ーズに循環させることができる。

【００３７】本願発明における送り管路は、インク貯蔵
部に特徴的に接合され、記録用インクを所定の勢いをも
ってインク貯蔵部内へ送る。この記録用インクのトナー
は、多少の動きをもってインク貯蔵部内を浮遊する。循
環経路が動作中のときには、トナーは絶えず揺り動かさ
れるためなかなか沈殿してくることはない。

【００３８】しかし一旦電源が停止されるとインク貯蔵
部内の記録用インクの動きが全くなくなるため、トナー
はその自重によってインク貯蔵部の底面方向へ沈殿して
いく。

【００３９】この沈殿をしてゆくトナーは請求項６から
２３に記載された各発明によって、インク貯蔵部の側
面、すみの部分、コーナー部分に留まることなくインク
貯蔵部の底部へと沈殿していく。

【００４０】そして、送り管路とインク貯蔵部との接合
の位置が、戻り管路とインク貯蔵部との接合の位置とは
異なるように配置にすることによりインク貯蔵部内では
記録用インクの渦巻き状の流れを生じさせ、この流れが
インク貯蔵部の底部に案内されたトナーを撹拌する。

【００４１】すなわち、このような流れの生じる場所に
トナーを案内するようなインク貯蔵部と、このインク貯
蔵部と特徴的に接合された送り管路と戻り管路とによれ
ば、沈殿する（沈殿した）トナーは強制的に撹拌され均
一に分散させられることとなる。

【００４２】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。

【００４３】

【００４４】図１は、本発明のインクジェット式記録装
置の概略図である。インク貯蔵部３とヘッド部２に内蔵
されるインク室１は循環経路４によって連絡する。記録
用インクは、循環用ポンプ４１の動作によりインク貯蔵
部３から送り管路４２を経てインク室１に流入し、イン
ク室１から戻り管路４３を経て戻り管路のインク流出端
部４４の口からインク貯蔵部３の内部に流れ込む。この
循環経路に沿って記録用インクはインクジェット式記録
装置内を循環する。

【００４５】インク室１内では図１に示した矢印のよう
に記録用インクの流れが発生する。記録用インク５の一
部は印字の際にトナー５３と共に飛翔し記録用インクの
全体量は減少していくが、インクジェット式記録装置内
を循環するインクの搬送量は循環用ポンプ４１によって
一定に保たれる。電源ＯＮ状態のときには常時循環用ポ
ンプ４１は動作し記録用インクは循環する。

【００４６】ここで、ヘッド部２内には開口部２４を有
するインク室１と、記録用インクに含まれるトナー５３
を電気泳動現象により開口部２４付近に集める泳動電極
２３と、パルス電圧を印加することによりトナー５３を
記録媒体に吐出するように対向して配置された平面電極
２１と記録電極２２とが備えられている。このようなイ
ンクジェット式記録装置では、トナーが帯びる電荷が一
定でなければならず、トナーが凝集している場合には高
品質の印字をすることができない。

【００４７】図２には図１に示すインク貯蔵部３の縦断
面に基づく説明図である。インク貯蔵部３が、その内部
の横断面積が底面に向かって近づくに従い小さくなるよ
うに形成されている。横断面とは、記録用インクの液面
に対して平行な方向をいう。図２のようにａからｄの各
断面は底面に向かって小さくなり、それらに形成される
インク貯蔵部の側面の接線αは底部下方で交わる。すな
わち、底面に近づきながら、横断面ａ，ｂ，ｃ，ｄをそ
れぞれ得た場合の断面積は、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄとなる。こ
のように形成されたインク貯蔵部３の側面は、自重で底
面方向へ沈殿していくトナーをインク貯蔵部に留めるこ
とがない。また、図２ではインク貯蔵部３の内部の横断
面積が底面に向かって近づくに従い小さくなるように形
成されたインク貯蔵部の底部３１を曲面で形成した。

【００４８】インク貯蔵部に戻された記録用インクに含
まれるトナーは、記録用インクの循環で自然に発生する
多少の動きを伴いながら、その自重によってインク貯蔵
部の底面方向に沈殿していく。その際トナーは、インク
貯蔵部の横断面積が連続して小さくなるように形成され
た側面をすべりインク貯蔵部の側面の途中に留まらせる
ことがない。インク貯蔵部の底部３１を曲面で形成し
た。これにより、記録用インクはインク貯蔵部側面の抵
抗を受けることなく動くことができる。また、トナーが
留まってしまうような「すみ」を排除することにより、
沈降するトナーがインク貯蔵部内部に残らないようにし
た。インク貯蔵部の「すみ」に残留されたトナーは凝集
し堆積してしまうため再度分散させることは困難だから
である。

【００４９】図３には、図２に示したインク貯蔵部３の
平面図を示した。

【００５０】図４（ａ）は、本発明のインクジェット式
記録装置のインク貯蔵部底部内側の曲面の他の一例を表
す平面図であり、（ｂ）はＡ−Ａ縦断面図を、（ｃ）に
はＢ−Ｂ断面図を示した。ここでは、インク貯蔵部３の
底部にある複数の面のうち、隣り合う２つの面の境界を
凹曲面で形成した。これにより、インク貯蔵部の全体を
容積率のよい立方体で形成した場合であってもインク貯
蔵部３内にトナーが残留することはない。

【００５１】また図５には、コーナー部分を凹曲面で形
成した図４のインク貯蔵部３のＣ−Ｃ線に沿って見た部
分端面図を示す。コーナー部分とはインク貯蔵部底部を
構成する面のうち隣り合う３つの面が構成する部分をい
う。コーナー部分には特に微細なトナーが残留しやす
い。一旦すみに残ったトナーは、凝集し、より多くのト
ナーをインク貯蔵部３内に残留させるきっかけとなるか
らである。

【００５２】インク貯蔵部３のインク容量の容積率や収
まりを考慮した場合には立方体又は直方体であることが
要求されることも多く、このような場合には少なくとも
コーナー部分３２を凹曲面で構成することにより、イン
ク貯蔵部３内のトナー残留を防止できる。このコーナー
部分３２は、比較的四角い曲面でも、ボウルのような丸
い曲面であってもよい。

【００５３】ここで、インク貯蔵部の底部３１の内側の
曲面は、インク貯蔵部３内の沈降する記録用インクのト
ナーを前記インク貯蔵部の底面と循環経路が接合する任
意の場所へ案内する。この曲面によりインク貯蔵部３内
で沈降するトナーは、インク貯蔵部の側面に残留するこ
となく循環経路からインクヘッドへ案内される。

【００５４】図６は、インク貯蔵部の内側曲面に形成さ
れたカーブを表す縦断面図である。

【００５５】インク貯蔵部の底部の内側の曲面に形成さ
れたカーブの例を縦断面図にそれぞれ示した。縦断面と
はインク貯蔵部３内の記録用インク５の液面と垂直の方
向をいうが、縦方向又は横方向のいずれか一方のカーブ
についての断面である。したがって、これらが断面に表
れる形状の回転体である必要はない。

【００５６】この図６では、インク貯蔵部の底部内側の
曲面に形成されたカーブが略円弧状である。このカーブ
は略楕円状であっても、又は底面の高さ位置をｙ＝０と
した二次曲線状、指数関数曲線状（べき関数）、で表さ
れるカーブであってもよい。

【００５７】インク貯蔵部の底部の内側の形状は、イン
クジェット式記録装置が使用するインクの種類、そのイ
ンクに含まれるトナーの大きさ、インク貯蔵部の大き
さ、インクジェット式記録装置のインクの消費量、循環
されるインクの量等の条件を考慮して適宜決定される。

【００５８】インク貯蔵部３の底部が曲面で構成される
場合には、設置を安定させるため筒状固定部材３４で支
える。この筒状固定部材３４は、インク貯蔵部３と接着
部３５で接着されインク貯蔵部３を支える。

【００５９】図７は、インク貯蔵部の底部内側に形成さ
れた曲面の断面が直線で構成されるインク貯蔵部を示し
た。これは、インク貯蔵部３の内部が錐体形状となる場
合である。この場合においてもインク貯蔵部３内部は円
錐等の回転体とは限らず、インク貯蔵部の底面に近づく
に従い、インク貯蔵部の横断面積が連続して小さくなる
ような錘体であればよい。

【００６０】図８から図１０までは、インク貯蔵部の内
側底部に形成された立体形状を表す斜視図である。図８
はインク貯蔵部の内側の底部の形状が略半球形状を示
す。この底部は略半楕円球形状のものや、略すり鉢形状
であってもよい。図９では略逆円錐形状を、図１０では
略角錐形状を示す。これには略漏斗形状を採用してもよ
い。ここで、インク貯蔵部３の底部はインク貯蔵部の側
面と底面が接する部分を含む底面付近の部分であって、
ある程度の高さ領域をもつ部分をいう。

【００６１】図１１には、インク貯蔵部３の内部の横断
面積が底面に向かって近づくに従い小さくなるように形
成されたインク貯蔵部の底部３１を凸曲面で形成した、
インク貯蔵部３の縦断面図を示した。

【００６２】自重により沈降するトナー５３は、凹曲面
に限らず凸曲面によっても、トナーが留まってしまうよ
うな「すみ」を排除することができる。

【００６３】図１１には、インク貯蔵部の底部３１の曲
面のカーブがエクスポネンシャルカーブであるものを示
した。

【００６４】エクスポネンシャルカーブは流体に対して
抵抗が小さいことから、インク貯蔵部内の記録用インク
の流れの勢いは保たれ、インク貯蔵部内の記録用インク
の撹拌が十分に行われる。

【００６５】図１２は、インク貯蔵部内の概略図であ
り、送り管路４２と戻り管路４３の配置を示す図であ
る。循環経路４は、インク貯蔵部３からインク室へ記録
用インクを送り出す送り管路と、インク室１からインク
貯蔵部３へ記録用インク５を戻す戻り管路４３とを有す
る。これらを介して記録用インク５は、インクジェット
式記録装置内を循環経路４（図１参照）に沿って循環す
る。

【００６６】図１３は図１２のインク貯蔵部３の平面図
を示したものである。このインク貯蔵部３では、送り管
路４２とインク貯蔵部３との接合の位置が、戻り管路４
３とインク貯蔵部３との接合の位置とは異なるように配
置されている。

【００６７】インク貯蔵部３の内部で戻り管路４３から
流れ込む記録用インクと、送り管路４２へ送られる記録
用インクによって、インク貯蔵部３内では一定方向の記
録用インクの流れ５２が生じる。この流れは、インクジ
ェット式記録装置内の循環によって自然に生じる記録用
インクの動きとは異なるものであり、インク貯蔵部内で
記録用インクを撹拌するために起こした特別の流れであ
る。

【００６８】この流れは、インク貯蔵部３の底部の形状
に適するように組み合わされる。インク貯蔵部３の底部
が平らな部分を多く有するとき（底面が広く構成されて
いるとき）には底面付近で渦巻きを起こすことにより、
すみの部分にトナーを残留させることがない。また、縦
断面が円弧状、楕円弧状、二次曲線状、指数関数状、直
線状のものや底部が略半球状、略半楕球状、略すり鉢形
状、略逆円錐形状、略角錐形状、漏斗形状のインク貯蔵
部３にあっては、螺旋状の渦巻きを起こすことから撹拌
が効率よく行われる。インク貯蔵部３が凸曲面で形成さ
れている場合でも螺旋状の渦巻きを起こすことができ
る。

【００６９】インク貯蔵部の内側の形状と送り管路、戻
り管路の配置は、記録用インクの種類、循環する量、イ
ンク貯蔵部容量等を考慮して決定される。本願発明の構
成によれば、記録用インクに含まれる又は底部に沈降し
てくるトナーを巻き上げ常に均一に分散させることがで
きる。

【００７０】本願発明における送り管路は、記録用イン
クを所定の勢いをもってインク貯蔵部内へ送る。この記
録用インクのトナーは、多少の動きをもってインク貯蔵
部内を浮遊する。循環経路が動作中のときには、トナー
は絶えず揺り動かされるためなかなか沈殿してくること
はない。

【００７１】しかし一旦電源が停止されるとインク貯蔵
部内の記録用インクの動きが全くなくなるため、トナー
はその自重によってインク貯蔵部の底面方向へ沈殿して
いく。そして、このトナーはインク貯蔵部の側面、すみ
の部分、コーナー部分に留まることなくインク貯蔵部の
底部へと沈殿していく。本願のインクジェット式記録装
置のインク貯蔵部３はこの流れを利用して記録用インク
に含まれるトナー５３を撹拌する。

【００７２】図１２で示した配置では、送り管路４２を
インク貯蔵部の略中央で接合するとともに、戻り管路４
４はインク貯蔵部３の側面付近で接合した。この配置に
よれば戻り管路４３から流し込まれるインクはインク貯
蔵部３の内側面に沿ってインク貯蔵部を回転する。一
方、送り管路４２はインクをインク貯蔵部３から排出す
る。この記録用インクの動きによって、インク貯蔵部３
内には渦巻き状の流れを生じさせることができる。

【００７３】図１４では送り管路４２とインク貯蔵部３
との接合の位置が、戻り管路４３とインク貯蔵部３との
接合の位置とを点対称関係の配置とした。送り管路はイ
ンク貯蔵部３から記録用インク５を排出し、戻り管路４
３はインク貯蔵部３へ記録用インク５を流し込む。これ
ら相異なる記録用インク５の流れが互いに干渉すること
なく、その勢いを保つため、最大の距離を確保したもの
である。

【００７４】この送り管路４２と戻り管路４３の配置を
決定する場合にはインク貯蔵部３内の記録用インクの流
れ５２を乱すことのないように、平面上の位置とともに
高さを変えた配置としてもよい。このようにインク貯蔵
部内の記録用インクの流れ５２を確保するのは、この流
れによって記録用インクを撹拌し、インク貯蔵部内の記
録用インク５に含まれるトナーを均一に分散させるため
である。

【００７５】インク貯蔵部の底部３１の内側の曲面は、
記録用インクのトナーが留まってしまうような「すみ」
がないため、トナーがインク貯蔵部内部に残らない。ま
た、自重で沈降するインク貯蔵部３内の記録用インク
を、インク貯蔵部３の底面の任意の場所に案内する。す
なわち、インク貯蔵部内の記録用インクの流れ５２のあ
る場所に案内される。こうして沈降したトナーはインク
貯蔵部内に残留することなく撹拌される。本願発明によ
れば、撹拌手段を別途設けることなく、記録用インク５
に含まれるトナーを全て回収し、撹拌し、均一な分散状
態を保って利用する。

【００７６】図１５は、戻り管路のインク流出端部とイ
ンク貯蔵部との接合を示すインク貯蔵部の縦断面図であ
る。循環経路４を構成する戻り管路４３のうち、記録用
インク５が噴き出す部分である、戻り管路の記録用イン
ク流出部分４４はインク貯蔵部３と接して、記録用イン
ク５をインク貯蔵部３内へ流す。

【００７７】この戻り管路のインク流出端部４４は、記
録用インクが前記インク貯蔵部へ斜めに流入するよう
に、即ち記録用インクの噴き出し方向が斜めになるよう
に一定の傾斜をもってインク貯蔵部３と接合する。この
ように記録用インク５の流入方向に所定の傾きをもたせ
ることで、インク貯蔵部内での記録用インクの任意の渦
巻き状の流れを発生させることができる。

【００７８】図１５では、一定の傾斜をもってインク貯
蔵部３と接合する戻り管路のインク流出端部４４が、イ
ンク貯蔵部３の側面から突出した状態で接合する場合を
示した。このように記録用インク５の流入方向に傾きと
高さ（ポテンシャル）を与えることで、インク貯蔵部内
の記録用インクの流れ５２の流れをより強めることがで
きる。しかし、この戻り管路の記録用インク流出端部４
４は、突出することなくインク貯蔵部の底面と同一面上
で接合してもよい。

【００７９】送り管路４２と戻り管路４３、戻り管路の
インク流出端部４４を上記のように配置することによ
り、インク貯蔵部３内には記録用インク５の撹拌に適し
た一定方向の流れを発生させることができる。

【００８０】このように電源停止等により自重で沈殿す
るトナーは、インク貯蔵部の側面やすみの部分に残留す
ることなく、戻し管路と送り管路が起こす渦巻き状の流
れの生じる場所に導かれ、この記録用インクの流れによ
って撹拌される。トナーが残留することがないからイン
ク貯蔵部からインクヘッドへ送られる記録用インクは、
常に一定の濃度を保つ。さらに記録用インクは十分に撹
拌されるためトナーが均一に分散された状態を保つ。

【００８１】これにより一旦電源が切られてインク貯蔵
部内にトナーが沈降しても、その沈降したトナーは再度
電源を投入しインク貯蔵部内の記録用インクが撹拌され
ることによって動作初期の状態から均一に分散する。従
って、インク貯蔵部からヘッド部内のインク室に送られ
る記録用インクのトナーの濃度は常に一定である。

【００８２】またインク貯蔵部３内を曲面で形成したた
め、インク貯蔵部内の記録用インクの流れ５２はインク
貯蔵部内で抵抗を受けることなくスムーズに流れ、その
渦巻き状の流れを維持し、インク貯蔵部内にトナーが残
留することはない。

【００８３】

【発明の効果】本願発明は以上のように構成され機能す
るので、これによると、トナーはインク貯蔵部の横断面
積が連続して小さくなるように形成された側面をすべる
ため、インク貯蔵部の側面の途中やすみの部分で残留し
たり凝縮したりすることがなく、撹拌（トナーの分散）
が容易となる。従って、循環経路及びインクヘッドへ送
られる記録用インクは分散した状態でその全部が（残留
なく）利用されることから、常に一定の濃度で印字が行
われ、その印字の品質を一定とすることができる。

【００８４】また、インク貯蔵部の送り管路と戻り管路
によって生じさせた記録用インクの流れは記録用インク
を攪拌しトナーを均一に分散する。この流れは電源停止
時においてインク貯蔵部底部へ沈殿したトナーをも、強
制的に撹拌することができる。これにより、記録用イン
クに含まれるトナーは、電源停止時等にはインク貯蔵部
底部の側面をすべりインク貯蔵部の底部に沈降するが、
電源投入後は送り管路と戻り管路によって生じさせた記
録用インクの流れによって撹拌され、均一に分散される
ため、動作開始直後から一定の濃度で循環経路及びイン
クヘッドに記録用インクを送ることができ、動作初期に
おいても高品質の印字を得ることができる、という従来
にない優れたインクジェット式記録装置を提供すること
ができる。

【００８５】また、送り管路をインク貯蔵部の底部の略
中央で接合するとともに、戻り管路をインク貯蔵部の側
面付近で接合することにより、戻り管路から流し込まれ
る記録用インクはインク貯蔵部の内側面に沿ってインク
貯蔵部を回転し、送り管路からから排出される。この記
録用インクの動きによって、インク貯蔵部内には渦巻き
状の流れを生じさせることができる。さらに、送り管路
とインク貯蔵部との接合の位置が、戻り管路とインク貯
蔵部との接合の位置とを点対称関係の配置とすることに
より、送り管路と戻り管路の位置の最大の距離を確保
し、相異なる記録用インクの流れが互いに干渉すること
なく、その流れの勢いを保つことができる。加えて、こ
の戻り管路のインク流出端部を一定の傾斜をもってイン
ク貯蔵部と接合することにより、インク貯蔵部内での記
録用インクの任意の渦巻き状の流れを発生させることが
でき、さらに、この戻り管路のインク流出端部をインク
貯蔵部の側面から突出した状態で接合することにより、
記録用インクの流入方向に傾きと高さ（ポテンシャル）
を与え、インク貯蔵部内の記録用インクの流れをより強
めることができる。

【００８６】このように本願発明によれば、撹拌手段を
別途設けることなく、記録用インクに含まれるトナーを
全て回収し、撹拌し、印字記録に使用されないトナーの
発生を防ぎ、トナーを有効に使用して記録用インクの消
費を少なくすることのできる従来にない優れたインクジ
ェット式記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図３】図２に示したインク貯蔵部３の平面図である。

【図１３】図１２のインク貯蔵部の平面図である。

【符号の説明】１インク室２ヘッド部２１平面電極２２記録電極２３泳動電極２４開口部３インク貯蔵部３１インク貯蔵部の底部３２コーナー部分３３蓋部材３４筒状固定部材３５接着部４循環経路４１循環用ポンプ４２送り管路４３戻り管路４４戻り管路のインク流出端部５記録用インク５１記録用インク循環方向５２インク貯蔵部内部での記録用インクの流れ５３記録用インクに含まれるトナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者峯本仁史新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者竹本人司新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者島和男新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内 (72)発明者萩原良広新潟県柏崎市大字安田7546番地新潟日本電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録用インクで満たされたインク室を内
蔵し、パルス電圧をかけることにより前記記録用インク
をノズルから射出して記録を行うヘッド部と、該ヘッド部内のインク室に供給する記録用インクを貯蔵
するインク貯蔵部と、前記インク貯蔵部と前記ヘッド部内の前記インク室との
間を結んで記録用インクを循環させる循環用ポンプを備
えた循環経路とを有するインクジェット式記録装置にお
いて、前記インク貯蔵部の底部を、該インク貯蔵部の底面に近
づくに従い該インク貯蔵部の内部の横断面積が連続して
小さくなるように形成したことを特徴とするインクジェ
ット式記録装置。
【請求項２】前記インク貯蔵部の底部の内側を、曲面
で形成したことを特徴とする請求項１記載のインクジェ
ット式記録装置。
【請求項３】前記インク貯蔵部の底部の内側を、凹曲
面で形成したことを特徴とする請求項１記載のインクジ
ェット式記録装置。
【請求項４】前記インク貯蔵部の底部の内側に複数の
面を有し、該面の隣り合う２つの面の境界を、連続する
凹曲面で形成したことを特徴とする請求項１記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項５】前記インク貯蔵部の底部の内側に複数の
面を有し、該面の隣り合う３つの面から構成されるコー
ナー部分を、連続する凹曲面で形成したことを特徴とす
る請求項１のインクジェット式記録装置。
【請求項６】前記インク貯蔵部の底部の内側は、前記
インク貯蔵部内の記録用インクに含まれるトナーを前記
インク貯蔵部の底面と循環経路が接合する場所へ案内す
る曲面で形成したことを特徴とする、請求項１、２、
３、４又は５記載のインクジェット式記録装置。
【請求項７】前記インク貯蔵部の一の縦断面に表れる
前記インク貯蔵部の内側に形成された曲面のカーブが、
略円弧状であることを特徴とする請求項３記載のインク
ジェット式記録装置。
【請求項８】前記インク貯蔵部の一の縦断面に表れる
前記インク貯蔵部の内側に形成された曲面のカーブが、
略楕円弧状であることを特徴とする請求項３記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項９】前記インク貯蔵部の一の縦断面に表れる
前記インク貯蔵部の内側に形成された曲面のカーブが、
二次曲線状であることを特徴とする請求項３記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項１０】前記インク貯蔵部の一の縦断面に表れ
る前記インク貯蔵部の内側に形成された曲面のカーブ
が、指数関数曲線状であることを特徴とする請求項３記
載のインクジェット式記録装置。
【請求項１１】前記インク貯蔵部の底部の内側の一の
縦断面を、直線で構成したことを特徴とする請求項２記
載のインクジェット式記録装置。
【請求項１２】前記インク貯蔵部の底部の形状が、略
半球形状であることを特徴とする請求項３記載のインク
ジェット式記録装置。
【請求項１３】前記インク貯蔵部の底部の形状が、略
半楕球形状であることを特徴とする請求項３記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項１４】前記インク貯蔵部の底部の形状が、略
すり鉢形状であることを特徴とする請求項３記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項１５】前記インク貯蔵部の底部の形状が、略
逆円錐形状であることを特徴とする請求項２記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項１６】前記インク貯蔵部の底部の形状が、略
逆角錐形状であることを特徴とする請求項１記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項１７】前記インク貯蔵部の底部の形状が、漏
斗形状であることを特徴とする請求項１記載のインクジ
ェット式記録装置。
【請求項１８】前記インク貯蔵部の底部の内側を、凸
曲面で形成したことを特徴とする請求項１記載のインク
ジェット式記録装置。
【請求項１９】前記インク貯蔵部の一の縦断面に表れ
る前記インク貯蔵部の内側に形成された曲面のカーブ
が、エクスポネンシャルカーブであることを特徴とする
請求項１８記載のインクジェット式記録装置。
【請求項２０】前記循環経路は、前記インク貯蔵部か
ら前記インク室へ記録用インクを送り出す前記送り管路
と、前記インク室から前記インク貯蔵部へ記録用インク
を戻す戻り管路とを有し、前記送り管路と前記インク貯蔵部との接合の位置が、前
記戻り管路と前記インク貯蔵部との接合の位置とは異な
ることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、
７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１
６、１７、１８又は１９記載のインクジェット式記録装
置。
【請求項２１】前記送り管路は前記インク貯蔵部の略
中央で接合するとともに、前記戻り管路は前記インク貯
蔵部の側面付近で接合することを特徴とする請求項２０
記載のインクジェット式記録装置。
【請求項２２】前記送り管路と前記インク貯蔵部との
接合の位置が、前記戻り管路と前記インク貯蔵部との接
合の位置と点対称の位置であることを特徴とする請求項
２０記載のインクジェット式記録装置。
【請求項２３】前記インク貯蔵部と接合して記録用イ
ンクを流入する前記戻り管路のインク流出端部は、記録
用インクが前記インク貯蔵部へ斜めに流入するように一
定の傾斜をもって前記インク貯蔵部と接合することを特
徴とする、請求項２０、２１又は２２記載のインクジェ
ット式記録装置。
【請求項２４】前記インク貯蔵部と接合して記録用イ
ンクを流入する前記戻り管路のインク流出端部は、記録
用インクが前記インク貯蔵部へ斜めに流入するように一
定の傾斜をもって前記インク貯蔵部に突設したことを特
徴とする、請求項２０、２１又は２２記載のインクジェ
ット式記録装置。