【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶素子を搭載したインクタンクを装着可能、且つ、プリンタ装置に着脱可能な電気接触端子を有するヘッドカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にプリンタ装置の記録ヘッドはインク液滴を吐出する吐出口を有しており、記録媒体に対して相対的に記録ヘッドを走査させながら、インク液滴を吐出し、その記録媒体に記録を行う。実際の記録動作において、記録ヘッドはキャリッジに搭載され、そのキャリッジをその移動経路に沿って往復移動させ（その移動方向を主走査方向という）、キャリッジの１往復動作のたび毎に所定量、キャリッジの移動方向とは垂直の方向（その方向を副走査方向という）に記録媒体を搬送させる。インクジェットプリンタでは、液体のインクを吐出させるという特性上、ユーザーが長期間に渡って使用しない場合等にインクが吐出口周辺で凝集し、所定の回復操作では良好な吐出状態が復帰できないことがある。このような場合、記録ヘッドがヘッドカートリッジと一体でキャリッジに対して着脱可能であれば、ユーザーが記録ヘッドすなわちヘッドカートリッジのみを交換することで良好な吐出状態を回復することができる。このような構成をとることで、プリンタ装置全体を修理もしくは買い換える必要がなくユーザーにとってメリットがある。また、通常、記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクはヘッドカートリッジに対して着脱可能な構成となっていることが多い。
【０００３】
従来より、プリンタ装置には、センサーを装置本体に固定し、キャリッジの移動を利用して、インクタンク内のインク残量を自動的に検出して、その検出結果に基づいてユーザーに警告を発する手段が設けられている。例えば、このようなインク残量検出手段にはインクタンク内に電極を設け電極間の電気伝導度を測定するものや吐出インク液滴を光学的に検出するものがある。インク残量を光学的に検出する検出手段を備えたインクジェット方式に従う記録ヘッドあるいはインクタンクは、特許文献１、２及び３等に開示されている。しかし、これらの検出方法は、インク量を段階的には検出できるが、インク残量を連続的に検出することが困難であり、使用者に対してインクタンク内のインク量を連続的に表示することは難しい。そこで、記録ヘッドからの吐出インク液滴の総液体量をカウントし、プリンタ装置内で演算を行うことで、インク残量を連続的に表示する方法と組み合わせて用いられることが一般的である。
【０００４】
しかし、前述したようにインクタンクはヘッドカートリッジと着脱可能な構成を取るものが多く、別のインクタンクを交換装着されたときに、プリンタ装置内の情報と、交換されたインクタンクのインク残量に齟齬が生じるおそれがある。例えば、途中まで使用したインクタンクをヘッドカートリッジから取り外し、新しいインクタンクを装着した場合、インクタンクの交換動作をセンサーで検出し、インク残量レベルをリセットするようなシステムの場合、次に交換されるインクタンクが新しいインクタンクではなく途中まで使用したインクタンクであるような場合、システムが新しいインクタンクが装着されたと検知しインク残量レベルをリセットしてしまうと、インクタンク内の実際のインク残量とユーザーに表示されるインク残量が異なってしまう。
【０００５】
そこで、インクタンク自身に記憶素子等の情報を保持する機構を設けることで、インクタンクのインク残量をインクタンク自身のメモリに記憶させることにより、たとえ使用中のインクタンクを着脱された場合でもインク残量レベルを正確に読み取ることが可能である。
【０００６】
次に、キャリッジに対し着脱可能なヘッドカートリッジと、ヘッドカートリッジに着脱可能な記憶素子を有するインクタンクが着脱される構成としては、特許文献４に開示されている。インクタンクに配された記憶素子は、キャリッジ上の電気接点を介して電気的にプリンタ装置と接続される。しかし、特許文献４で開示される構成では、インクタンクはヘッドカートリッジに対し位置決めされ、ヘッドカートリッジがキャリッジに対して位置決めされており、インクタンクはキャリッジに対して直接位置決めはされていない。そのためインクタンクに配された記憶素子とキャリッジ上の電気接点の位置精度を保証するには、各部品の組精度を高める必要があり、コストアップとなってしまう。そこで、ヘッドカートリッジ内に電気接点を配し、ヘッドカートリッジ内でインクタンクに配された記憶素子と接続をする方式が考えられる。この場合、電気接点の位置精度を保証するためにはヘッドカートリッジとインクタンクの位置精度のみを高めればよい。
キャリッジに対して着脱可能なヘッドカートリッジは、一般に、プリンタ装置のキャリッジの接続端子に対して、ヘッドカートリッジの外側に取り付けられた配線基板を当接させることで接続される。配線基板は記録ヘッドとＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）シートにて接続されている。ヘッドカートリッジとインクタンクの記憶素子の接続はバネ接点を介して行われるが、このバネ接点は配線基板上に実装することで電気実装部品点数を削減することができ、コスト的に有利である。バネ接点は導通信頼性を高めるためある程度の圧力で電気パッドに押し付けられている。一般には端子一本に対して３０ｇ以上の当接圧力が望ましいとされている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６０−３１０２１号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平２−１０２０６２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開平７−２１８３２１号公報
【００１０】
【特許文献４】
特開２００１−１０５５８７号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ヘッドカートリッジはキャリッジに取り付けられた状態では配線基板に対しキャリッジの接続端子からの反力を受けている。しかし、キャリッジへ装着される前にユーザーにインクタンクを装着されると、配線基板上のバネ接点の反力をインクタンクの記憶素子上のパッドが受け、その抗力で配線基板に応力がかかり、配線基板にソリが発生する。次に、この状態でキャリッジへの取り付けが行われると、接続端子が配線基板の反対面を押圧し、ソリが緩和される。しかし、ソリの緩和に伴い、バネ接点に平面方向のズレが生じ記憶素子上のパッドとの接触面にせん断方向の力が発生しバネ接点が変形するおそれがある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明では上記課題を解決すべく、本発明のヘッドカートリッジは、プリンタ装置上のキャリッジと分離着脱可能、且つ、記憶素子を有するインクタンクを着脱可能なヘッドカートリッジであって、前記キャリッジに配された電気接触端子で接続される回路基板を有し、前記回路基板に配された電気接触端子で前記インクタンクの前記記憶素子と接続される前記回路基板が固定される前記ヘッドカートリッジにおいて、前記回路基板の複数部位の固定手段で囲まれる領域内に、前記電気接触端子の支持部材の一部が固定されていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記支持部材は、上下又は左右方向に配置される２つの固定手段を結ぶ直線上に配置されていることが好ましい。
【００１４】
【作用】
このようなヘッドカートリッジの構成を取ることにより、ヘッドカートリッジをキャリッジに装着する前にヘッドカートリッジにインクタンクを装着された場合、回路基板に配されたバネ接点がインクタンクからの反力により回路基板に対して応力がかかった場合にも、回路基板の変位を最小限にとどめることができ、キャリッジ装着時のバネ接点へのせん断方向の力を抑制し、信頼性の高い接点を構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）及び図２は、本発明の実施形態におけるヘッドカートリッジ１０１を示す。図１（ａ）は、ヘッドカートリッジ１０１の背面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示す部分断面図、及び図２は、ヘッドカートリッジ１０１の背面側斜視図である。
【００１６】
ヘッドカートリッジ１０１は、上方及び正面上方が開放され、正面壁、背面壁、２つの側面壁、底面壁から構成され、熱可塑性樹脂（本実施例においては変性ＰＰＯ）製の筐体１０１ａと、筐体底面壁に固定された、ブラックインクを吐出する液体吐出口面を有するブラックチップ１１１とカラーインクを吐出する吐出口面を有するカラーチップ１１２と、筐体背面壁に固定された、プリンタ本体から制御信号を伝達するための電気接続端子を有する回路基板としてのＰＷＢ（Ｐｒｉｎｔ Ｗｉｒｅ Ｂｏａｒｄ）基板１１３と、及び筐体背面壁から底面壁にわたって、前記ブラックチップ１１１及びカラーチップ１１２と前記ＰＷＢ基板１１３を電気的に接続するためのＴＡＢシート１１４とを備えている。ＰＷＢ基板１１３は、ヘッドカートリッジ１０１を構成する筐体１０１ａの背面壁に対し、位置決めピン１２６で図１（ａ）の平面方向の位置決めを行い、又、カシメ部１２５で紙面（すなわち、筐体背面壁）に垂直方向の位置決め及び固定を行う。尚、ＰＷＢ基板１１３の固定手段としてのカシメ部は、ヘッドカートリッジ１０１の筐体に一体に成形された熱可塑性樹脂製のカシメピンを熱で溶融変形させて得られた形状をなしている。ＰＷＢ基板１１３表面上には、外部との接点であるＰＷＢパッド１２３が４０個配されている。ＰＷＢ基板は、ガラスエポキシを構造材として、両面に配線パターンを配している。ＰＷＢ基板１１３裏面には、ヘッドカートリッジ１０１とブラックインクタンク及びカラーインクタンクを電気的に接続するための電気接触端子として、ブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が配されている（図１（ａ）の薄線）。
【００１７】
図３及び図４は、それぞれ、本発明の実施形態におけるヘッドカートリッジ１０１の正面図及び正面側斜視図である。ヘッドカートリッジ１０１には、ブラックインクタンク及びカラーインクタンクを装着可能な開口凹部が、カートリッジ筐体１０１ａ内に仕切壁を介して２箇所形成されている。２つの開口凹部はいずれも、インクタンクの装着又は取り外しのために、筐体上方及びこれに続く筐体正面壁上部が開口している（図４参照）。それぞれの開口凹部の中には、ブラックチップ１１１及びカラーチップ１１２にインクを供給するためのインク供給管が配されている。また、開口凹部内にはヘッドカートリッジとブラックインクタンク及びカラーインクタンクを電気的に接続するための電気接触端子として、ＰＷＢ基板１１３裏面に形成されているブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が臨んでいる。ブラックタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２は、それぞれ、図５に示されるように、バネ接点１２８と該バネ接点１２８を支持する支持部材であるハウジング１１９を備えており、該ハウジング１１９は、ＰＷＢ基板１１３の表面側に形成されているＰＷＢパッド１２３に該略対応する裏面側に実装されている。開口凹部を構成するヘッドカートリッジ１０１の筐体１０１ａの背面壁の一部には、図３、５に示されるように所定位置に穴１０９が形成されており、したがって、ＰＷＢ基板１１３がカシメ部１２５を介してヘッドカートリッジ１０１に取り付けられた時、穴１０９内にハウジング１１９が位置するとともに、バネ接点１２８が開口凹部内に向かって突出する構成をとる。なお、図５には、さらに、バネ接点１２８が押され、変位したときの軌跡が示されている。
【００１８】
図６は、本発明の実施形態におけるカラーインクタンク２０２の斜視図である。カラーインクタンク２０２は、内部にインクを保持するためのインク吸収体（不図示）を有し、カラーインクタンク２０２がヘッドカートリッジ１０１へ装着されたとき、ヘッドカートリッジ１０１のインク供給管と係合し、インクを導出するためのインク供給口２０６を有する。尚、本カラーインクタンク２０２は、イエロー、シアン、マゼンタの３色からなり、インク供給口２０６は、それぞれの色に対応し、３箇所配されている。又、カラーインクタンク２０２の背面には、記憶素子２１１と記憶素子と電気的に接合されているコンタクトパッド２１５が配されている。記憶素子２１１は、カラーインクタンク２０２内のインク残量を記憶素子２１１に記憶させることにより、たとえ使用中のインクタンクを着脱された場合でもインク残量レベルを正確に読み取ることが可能である。ブラックインクタンクについても基本的な構成は同じであり、ブラックインク単色が保持されていることから、インク供給口は１箇所となる。
【００１９】
図７及び図８は本発明の実施形態におけるヘッドカートリッジ１０１へのカラーインクタンク２０２の装着過程を示す斜視図及び断面図である。図で示すように、カラーインクタンク２０２は、ヘッドカートリッジ１０１に対して回転動作を伴いながら装着される。
【００２０】
図９は、本発明の実施形態におけるヘッドカートリッジ１０１へのブラックインクタンク２０１及びカラーインクタンク２０２の装着状態を示す斜視図である。装着状態においては、ブラックインクタンク２０１及びカラーインクタンク２０２それぞれに配された記憶素子２１１に接続されたコンタクトパッド２１５がヘッドカートリッジ１０１に配されたブラックインクタンク用コネクタ１２１とカラーインクタンク用コネクタ１２２に配されたバネ接点１２８、１２８と接触し導通する。ブラックタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２は、ＰＷＢ基板１１３の回路と接続されており、ＰＷＢパッド１２３と電気的に接続されている。
【００２１】
図１０は、本発明の実施形態におけるキャリッジ３０１へのヘッドカートリッジ１０１の装着過程を示す側面図である。また、図１１は、本発明の実施形態におけるキャリッジ３０１へのヘッドカートリッジ１０１の装着状態を示す側面図である。キャリッジ３０１はプリンタ本体（不図示）のガイドシャフト（不図示）に取り付けられ、プリンタ内で往復動作をする。キャリッジ３０１上に搭載されるヘッドカートリッジ１０１は、キャリッジ３０１に配された電気接触端子としての圧接コネクタ３１１がヘッドカートリッジ１０１上のＰＷＢ基板のＰＷＢパッド１２３と接触することでキャリッジ３０１と導通し、結果としてプリンタ本体と信号のやり取りを行うことができる。また、同時にＰＷＢ基板１１３を介してインクタンク２０１、２０２上の記憶素子２１１は、圧接コネクタ３１１と電気的に接続され、プリンタ本体と記憶素子２１１の信号のやり取りを行うことができる。
【００２２】
以上、説明したように、インクタンクとヘッドカートリッジ、さらにキャリッジがそれぞれに着脱可能である構成は以下の利点がある。液体のインクを吐出させるというインクジェットプリンタの特性上、ユーザーが長期間に渡って使用しない場合等にインクがブラックチップ１１１及びカラーチップ１１２に配された吐出口周辺で凝集し、所定の回復操作では良好な吐出状態が復帰できないことがある。このような場合、ヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に対して着脱可能であれば、ユーザーがヘッドカートリッジ１０１のみを交換することで良好な吐出状態を回復することができ、プリンタ本体を修理もしくは買い換える必要がない。また、インクタンクをヘッドカートリッジ１０１に対して着脱可能であることにより、インクタンク内のインクを使いきったときインクタンクのみを交換すればよく、印刷のランニングコストを小さなものとすることができる。
【００２３】
図１２は、本実施例に対する比較例を示すＰＷＢ基板１１３裏面を示す模式図である。図１２は、ブラック、カラー各インクタンク用コネクタが見える面を示している。図１３は、ブラック、カラー各インクタンク用コネクタが見えるように断面にした図１２のＡ−Ａ断面を含む模式断面図であり、図１２では示されていないヘッドカートリッジ１０１及び各インクタンクの一部を含めて示している。コネクタ１２１、１２２に配されるバネ接点１２８、１２８は、本実施形態では各４本存在する（図３参照）が、模式図では２本で示している。各バネ接点１２８、１２８の当接圧は１本あたり１００ｇ以上である。ＰＷＢパッド１２３は、図中点線で示されており、ＰＷＢ基板１１３の表面上に４０個のパッドで構成される。
【００２４】
図１２は、ＰＷＢ基板１１３をヘッドカートリッジ１０１に固定するカシメ部１２５に対して、紙面上から見て４箇所のカシメ部で囲まれる領域外にブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が配されている状態である。
【００２５】
ヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に装着される前に、ブラックインクタンク２０１とカラーインクタンク２０２を装着されるとき、図１３のようにブラックインクタンク用コネクタ１２１とカラーインクタンク用コネクタ１２２のバネ接点がインクタンクのコンタクトパッドに当接し反力を受けることで、バネ接点の支持部材であるハウジング１２９も相応の反力を受ける。ハウジング１２９は、ＰＷＢ基板１１３に接触固定されており、したがって、ハウジング１２９が受ける反力は、ハウジング１２９とＰＷＢ基板１１３との接触部を介してＰＷＢ基板１１３に力が伝達される。各接触部にかかる力をベクトルとして考えると、その合力たる合成ベクトルはＰＷＢ基板１１３に略垂直になる。本比較例では、合成ベクトルの起点がカシメ部で囲まれる領域外にあることから、ＰＷＢ基板１１３に働くモーメントによって、図１３に示されるように、ＰＷＢ基板のハウジング１２９との各接触部において、当初位置からの垂直変位が大きく且つねじれ量の大きいソリが発生する。
【００２６】
次に、図１４に示すようにヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に装着されたとき、ヘッドカートリッジ１０１のＰＷＢ基板１１３のＰＷＢパッド１２３は、キャリッジ３０１上の圧接コネクタ３１１と当接し、その反力で図１３から図１４のようにＰＷＢ基板の上記ソリが解消又は緩和される。このとき、バネ接点１２８には水平方向斜めに位置変位が発生し、バネ接点１２８とコンタクトパッド２１５間にせん断方向の力Ｆ１又はＦ２を含むねじれ力が生じる。着脱の繰り返し等によりこのねじれ力がバネ接点１２８に加わることで、バネ接点１２８が変形し、コンタクトパッド２１５とバネ接点１２８の導通が確保できなくなるおそれがある。
【００２７】
その対策として本実施例においては以下の構成をとっている。
図１５は、本実施例を示すＰＷＢ基板１１３裏面を示す模式図である。図１５は、ブラック、カラー各インクタンク用コネクタが見える面を示している。コネクタに配されるバネ接点は、本実施形態では各４本存在するが、模式図では２本で示している。各バネ接点の当接圧は１本あたり１００ｇ以上である。ＰＷＢパッド１２３は図中点線で示されており、ＰＷＢ基板１１３の表面に４０個のパッドで構成される。図１６は、図１４のＢ−Ｂ断面を含む模式断面図であり、図１５では不図示であるヘッドカートリッジ１０１及び各インクタンクの一部を含めて示している。
【００２８】
図１５で示すように、ＰＷＢ基板１１３をヘッドカートリッジ１０１に固定するカシメ部１２５に対して、紙面上から見て上２箇所のカシメ部を結ぶ直線上にブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が配されている。なお、この構成では、コンタクト配置のためにヘッドカートリッジ１０１の幅が増大することなくコンパクトなヘッドカートリッジを構成することができる。
【００２９】
上記した比較例と同様に本実施例においても、ヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に装着される前に、ブラックインクタンク２０１とカラーインクタンク２０２を装着されるとき、図１６に示されるようにブラックインクタンク用コネクタ１２１とカラーインクタンク用コネクタ１２２のバネ接点がインクタンクのコンタクトパッドに当接し反力を受けることで、バネ接点の支持部材であるハウジング１２９も相応の反力を受ける。ハウジング１２９は、ＰＷＢ基板１１３に接触固定されており、ハウジング１２９が受ける反力はハウジング１２９とＰＷＢ基板１１３の接触部を介してＰＷＢ基板１１３に力が伝達される。各接触部にかかる力をベクトルとして考えると、その合力たる合成ベクトルはＰＷＢ基板１１３に略垂直になる。
【００３０】
しかしながら、本実施例では合成ベクトルの起点がカシメ部で囲まれる領域内にあり、ＰＷＢ基板１１３に働くモーメントに対して、各カシメ部が受ける引き剥がし力の抗力は、カシメ部で囲まれる領域内で大きく働く（すなわち、４つのカシメ部１２５が受ける抗力により互いのモーメントが打ち消される）ことから、ＰＷＢ基板のソリ量（垂直変位量及びねじれ量とも）は比較例に相対して少なくすることができる。
【００３１】
次に、図１６に示すようにヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に装着されたとき、ヘッドカートリッジ１０１のＰＷＢ基板１１３のＰＷＢパッド１２３は、キャリッジ３０１上の圧接コネクタ３１１と当接し、その反力で図１６から図１７のようにＰＷＢ基板のソリが緩和される。このときにも、バネ接点１２８には水平方向の位置変位が発生するが、その変位量は比較例に比べて少ないため、バネ接点１２８とコンタクトパッド２１５間のせん断方向の力Ｆ３及びＦ４はＦ１及びＦ２に比べそれぞれ少なく、バネ接点１２８が変形し、コンタクトパッド２１５とバネ接点１２８の導通が確保できなくなるおそれが少ない。特に、本実施例のように、カシメ部を結ぶ直線上にブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が配されている場合、バネ接点１２８とコンタクトパッド２１５間にはせん断方向の力Ｆ１又はＦ２のみしか働かない。しかも、ソリ量が小さいから、上記したようにこれらのせん断力も小さく、したがって、バネ接点１２８の変形もほとんどなくなる。
【００３２】
本実施例では、好ましい例として上下に位置するカシメ部を結ぶ直線上にバネ部材が配置されているＰＷＢ基板について説明してきたが、該バネ部材は、複数（本実施例では４つ）のカシメ部で囲まれる領域内に配置されればよい。
【００３３】
（実施例２）
図１８及び図１９は、第２の実施例を示すヘッドカートリッジ１０１を示す正面図及び背面図である。ヘッドカートリッジ１０１の構成は、概略実施例１と同様であるが以下簡単に説明する。ヘッドカートリッジ１０１は、上方及び正面上方が開放され、正面壁、背面壁、２つの側面壁、底面壁から構成され、熱可塑性樹脂（本実施例においては変性ＰＰＯ）製の筐体１０１ａと、筐体底面壁に取り付けられた、ブラックインクを吐出する液体吐出口面を有するブラックチップ１１１とカラーインクを吐出する吐出口面を有するカラーチップ１１２と、筐体背面壁に取り付けられた、プリンタ本体から制御信号を伝達するための電気接続端子を有する回路基板としてのＰＷＢ基板１１３と、及び筐体背面壁から底面壁にわたって、前記ブラックチップ１１１及びカラーチップ１１２と前記ＰＷＢ基板１１３を電気的に接続するためのＴＡＢシート１１４とを備えている。ＰＷＢ基板１１３は、ヘッドカートリッジ１０１を構成する筐体１０１ａの背面壁に対し、位置決めピン１２６で図１９の平面方向の位置決めを行い、又、カシメ部１２５で紙面（すなわち、筐体背面壁）に垂直方向の位置決め及び固定を行う。尚、カシメ部は、ヘッドカートリッジ１０１の筐体に一体に成形された熱可塑性樹脂製のカシメピンを熱で溶融変形させて得られた形状をなしている。ＰＷＢ基板１１３表面上には、外部との接点であるＰＷＢパッド１２３が４０個配されている。ＰＷＢ基板は、ガラスエポキシを構造材として、両面に配線パターンを配している。ＰＷＢ基板１１３裏面には、ヘッドカートリッジ１０１とブラックインクタンク及びカラーインクタンクを電気的に接続するための電気接触端子として、ブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が配されている。
【００３４】
本実施例においては、ヘッドカートリッジ１０１は、実施例１のインクタンクより大容量のブラックインクタンク及びカラーインクタンクを装着可能であり、それに対応した開口凹部が、カートリッジ筐体１０１ａ内に仕切壁を介して２箇所形成されている。２つの開口凹部はいずれも、インクタンクの装着又は取り外しのために、筐体上方及びこれに続く筐体正面壁上部が開口している。それぞれの開口凹部の中には、ブラックチップ１１１及びカラーチップ１１２にインクを供給するためのインク供給管が配されている。また、開口凹部内にはヘッドカートリッジとブラックインクタンク及びカラーインクタンクを電気的に接続するための電気接触端子として、ＰＷＢ基板１１３裏面に形成されているブラックインクタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２が臨んでいる。実施例１と同様に、図５に示されるように、ブラックタンク用コネクタ１２１及びカラーインクタンク用コネクタ１２２は、それぞれ、バネ接点１２８と該バネ接点１２８を支持する支持部材であるハウジング１１９を備えており、該ハウジング１１９は、ＰＷＢ基板１１３の表面側に形成されているＰＷＢパッド１２３に該略対応する裏面側に実装されている。開口凹部を構成するヘッドカートリッジ１０１の筐体１０１ａの背面壁の一部には、図１８に示されるように所定位置に穴１０９が形成されており、したがって、ＰＷＢ基板１１３がカシメ部１２５を介してヘッドカートリッジ１０１に取り付けられた時、穴１０９内にハウジング１１９が位置するとともに、バネ接点１２８が開口凹部内に向かって突出する構成をとる。本実施例においては、実施例１と異なり、インクタンク容量を大きくしており、これに伴い、インクタンクの幅が増えたことにより、ヘッドカートリッジの全幅も増大されることとなる。
【００３５】
図２０は、第２の実施例を示すＰＷＢ基板１１３裏面を示す模式図である。図２０は、ブラック、カラー各インクタンク用コネクタが見える面を示している。バネ接点１２８による各バネ接点の当接圧は、実施例１同様１本あたり１００ｇ以上である。ＰＷＢパッド１２３は図中点線で示されており、ＰＷＢ基板１１３の表面に４０個のパッドで構成される。
【００３６】
本実施例においては、ヘッドカートリッジ１０１の幅が大きいことから、ＰＷＢサイズを大きくとることができ、コネクタの配置に自由度がある。本実施例では図２０で示すように、ＰＷＢ基板１１３をヘッドカートリッジ１０１に固定するカシメ部１２５に対して紙面上から見て上下に最近接するカシメ部の中間にブラックインクタンク用コネクタ１２１およびカラーインクタンク用コネクタ１２２が配されている。
【００３７】
ヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に装着される前に、ブラックインクタンク２０１とカラーインクタンク２０２を装着されるとき、ブラックインクタンク用コネクタ１２１とカラーインクタンク用コネクタ１２２のバネ接点がインクタンクのコンタクトパッドに当接し反力を受けることで、バネ接点の支持部材であるハウジング１２９も相応の力が発生する。ハウジング１２９はＰＷＢ基板１１３に接触固定されており、ハウジング１２９が受ける反力はハウジング１２９とＰＷＢ基板１１３の接触部を介してＰＷＢ基板１１３に力が伝達される。各接触部にかかる力をベクトルとして考えると、その合力たる合成ベクトルはＰＷＢ基板１１３に略垂直になる。本実施例では合成ベクトルの起点がカシメ部で囲まれる領域内にあり、ＰＷＢ基板１１３に働くモーメントに対して、各カシメ部が受ける引き剥がし力の抗力は、カシメ部で囲まれる領域内で大きく働くことから、ＰＷＢ基板のソリ量は比較例に相対して少なくすることができる。さらに本実施例のように最近接のカシメ部１２５で挟まれる線上では抗力が大きく働くためソリ量は少ない。
【００３８】
次に、ヘッドカートリッジ１０１がキャリッジ３０１に装着されたとき、ヘッドカートリッジ１０１のＰＷＢ基板１１３のＰＷＢパッド１２３は、キャリッジ３０１上の圧接コネクタ３１１と当接し、その反力でＰＷＢ基板のソリが緩和される。本実施例のようにバネ接点が配置されていると、バネ接点１２８には縦方向の位置変位が発生するが、横方向の変位は発生しない。バネ接点１２８とコンタクトパッド２１５間の縦方向のせん断方向は、インクタンクが回転着脱される際に働くせん断力と同じ方向（図５の上下方向）であり、バネ接点１２８の構成はインクタンク着脱による縦方向のせん断力に対しての繰り返し耐性があればＰＷＢ基板ソリに起因するせん断力には耐えられるため、バネ接点が変形し、コンタクトパッド２１５とバネ接点１２８の導通が確保できなくなることはない。
【００３９】
本実施例では、特に好ましい例として上下に位置するカシメ部を結ぶ直線上（カシ目部の最短距離直線状）にバネ部材が配置されているＰＷＢ基板について説明してきたが、該バネ部材は、複数（本実施例では４つ）のカシメ部で囲まれる領域内に配置されればよい。
【００４０】
（実施例３）
実施例１、２で記載のカシメ部はねじ止めに置き換えてもよい。この場合、例えば、ヘッドカートリッジ１０１の筐体材質が熱可塑性樹脂以外のものであっても適応できる。
【００４１】
（実施例４）
実施例１、２で記載のバネ接点は、ＰＷＢ基板に直接実装されていても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明は、インクタンクとヘッドカートリッジ、さらにキャリッジがそれぞれに着脱可能なヘッドカートリッジにおいて、インクタンクとヘッドカートリッジの電気接点の信頼性を向上できる構成を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジを示し、（ａ）は、背面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジを示す正面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジを示す斜視図である。
【図５】本発明の第１及び第２の実施形態におけるインクタンク用コネクタを示す側面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態におけるカラーインクタンクを示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジへのカラーインクタンク装着過程を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジへのカラーインクタンク装着過程を示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態におけるヘッドカートリッジへのブラックインクタンクおよびカラーインクタンクの装着状態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態におけるキャリッジへのヘッドカートリッジ装着過程を示す側面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態におけるキャリッジへのヘッドカートリッジ装着状態を示す側面図である。
【図１２】本発明の比較形態におけるＰＷＢ基板面を示す模式図である。
【図１３】本発明の比較形態におけるＰＷＢ基板変形状態を示す模式断面図である。
【図１４】本発明の比較形態におけるＰＷＢ基板状態を示す模式断面図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態におけるＰＷＢ基板面を示す模式図である。
【図１６】本発明の第１の実施形態におけるＰＷＢ基板変形状態を示す模式断面図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態におけるＰＷＢ基板状態を示す模式断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態におけるヘッドカートリッジを示す正面図である。
【図１９】本発明の第２の実施形態におけるヘッドカートリッジを示す背面図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態におけるＰＷＢ基板面を示す模式図である。
【符号の説明】
１０１ ヘッドカートリッジ
１０９ 穴
１１１ ブラックチップ
１１２ カラーチップ
１１３ ＰＷＢ基板
１１４ ＴＡＢシート
１２１ ブラックインクタンク用コネクタ
１２２ カラーインクタンク用コネクタ
１２３ ＰＷＢパッド
１２５ カシメ部
１２６ 位置決めピン
１２８ バネ接点
１２９ ハウジング
２０１ ブラックインクタンク
２０２ カラーインクタンク
２１１ 記憶素子
２１５ コンタクトパッド
３０１ キャリッジ
３１１ 圧接コネクタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a head cartridge having an electric contact terminal to which an ink tank having a storage element can be mounted and which can be attached to and detached from a printer.
[0002]
[Prior art]
Generally, a recording head of a printer device has an ejection port for ejecting ink droplets, and ejects ink droplets while scanning the recording head relative to a recording medium to record on the recording medium. I do. In an actual printing operation, a print head is mounted on a carriage, and the carriage is reciprocated along its movement path (the moving direction is referred to as a main scanning direction). The recording medium is transported in a direction perpendicular to the moving direction (the direction is referred to as a sub-scanning direction). In an inkjet printer, due to the characteristic of ejecting liquid ink, when the user does not use the ink for a long period of time, the ink aggregates around the ejection port, and a good ejection state may not be able to be restored by a predetermined recovery operation. . In such a case, if the recording head can be attached to and detached from the carriage integrally with the head cartridge, the user can recover a good ejection state by replacing only the recording head, that is, the head cartridge. By adopting such a configuration, there is no need to repair or replace the entire printer device, which is advantageous for the user. Usually, an ink tank for storing ink to be supplied to a recording head is often configured to be detachable from a head cartridge.
[0003]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a printer apparatus, a sensor is fixed to the apparatus body, the amount of ink remaining in an ink tank is automatically detected using movement of a carriage, and a warning is issued to a user based on the detection result. Means are provided. For example, such an ink remaining amount detecting means includes a method in which an electrode is provided in an ink tank to measure the electric conductivity between the electrodes, and a method in which an ejected ink droplet is optically detected. Patent Documents 1, 2, and 3 disclose a recording head or an ink tank that employs an ink jet method and includes a detection unit that optically detects the remaining amount of ink. However, these detection methods can detect the amount of ink step by step, but it is difficult to continuously detect the remaining amount of ink, and the user can continuously display the amount of ink in the ink tank to the user. Difficult to do. Therefore, it is generally used in combination with a method of counting the total amount of ink droplets ejected from the recording head and performing a calculation in the printer to continuously display the remaining amount of ink.
[0004]
However, as described above, many ink tanks are configured to be detachable from the head cartridge, and when another ink tank is replaced and installed, information in the printer device and the remaining ink amount of the replaced ink tank are May be inconsistent. For example, if a partially used ink tank is removed from the head cartridge and a new ink tank is installed, the sensor detects the ink tank replacement operation and resets the remaining ink level. If the system detects that a new ink tank has been installed and resets the remaining ink level, the actual ink tank in the ink tank will not be used. The remaining amount differs from the remaining amount of ink displayed to the user.
[0005]
Therefore, by providing a mechanism for holding information such as a storage element in the ink tank itself, the remaining amount of ink in the ink tank is stored in the memory of the ink tank itself, so that even if the ink tank in use is attached or detached. It is possible to accurately read the remaining ink level.
[0006]
Patent Document 4 discloses a configuration in which a head cartridge detachable from a carriage and an ink tank having a storage element detachable from the head cartridge are detachably mounted. The storage element arranged in the ink tank is electrically connected to the printer via electric contacts on the carriage. However, in the configuration disclosed in Patent Document 4, the ink tank is positioned with respect to the head cartridge, the head cartridge is positioned with respect to the carriage, and the ink tank is not directly positioned with respect to the carriage. Therefore, in order to guarantee the positional accuracy of the storage element arranged in the ink tank and the electrical contact on the carriage, it is necessary to increase the assembling accuracy of each component, resulting in an increase in cost. Therefore, a method is considered in which electrical contacts are provided in the head cartridge and connected to storage elements provided in the ink tank in the head cartridge. In this case, in order to guarantee the positional accuracy of the electrical contacts, only the positional accuracy of the head cartridge and the ink tank needs to be increased.
In general, a head cartridge that can be attached to and detached from the carriage is connected to a connection terminal of the carriage of the printer device by bringing a wiring board attached outside the head cartridge into contact with the connection terminal. The wiring substrate is connected to the recording head by a TAB (Tape Automated Bonding) sheet. The connection between the head cartridge and the storage element of the ink tank is performed via a spring contact. By mounting the spring contact on the wiring board, the number of electrically mounted components can be reduced, which is advantageous in cost. The spring contact is pressed against the electric pad with a certain pressure in order to increase conduction reliability. Generally, it is considered that a contact pressure of 30 g or more is desirable for one terminal.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-60-31021
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A No. 2-102062
[0009]
[Patent Document 3]
JP-A-7-218321
[0010]
[Patent Document 4]
JP 2001-105587 A
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
When the head cartridge is mounted on the carriage, it receives a reaction force from the connection terminals of the carriage on the wiring board. However, if the user mounts the ink tank before mounting on the carriage, the reaction force of the spring contact on the wiring board is received by the pad on the storage element of the ink tank, and the resistance exerts stress on the wiring board, Warpage occurs on the wiring board. Next, when attachment to the carriage is performed in this state, the connection terminals press the opposite surface of the wiring board, and warpage is reduced. However, as the warpage is alleviated, the spring contact may be displaced in the plane direction, and a force in the shear direction may be generated on the contact surface with the pad on the storage element, and the spring contact may be deformed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a head cartridge which is detachable from and attachable to a carriage on a printer device, and is detachable from an ink tank having a storage element. In the head cartridge, having a circuit board connected by the arranged electric contact terminals, wherein the circuit board connected to the storage element of the ink tank is fixed by the electric contact terminals arranged on the circuit board, A part of the support member of the electric contact terminal is fixed in a region surrounded by a plurality of fixing means of the circuit board.
[0013]
Further, it is preferable that the support member is arranged on a straight line connecting two fixing means arranged vertically or horizontally.
[0014]
[Action]
By adopting such a configuration of the head cartridge, when the ink cartridge is mounted on the head cartridge before the head cartridge is mounted on the carriage, the spring contact arranged on the circuit board causes the reaction force from the ink tank to cause the spring contact on the circuit board. Even when stress is applied, the displacement of the circuit board can be minimized, the force in the shear direction on the spring contact when the carriage is mounted is suppressed, and a highly reliable contact can be configured. it can.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example 1)
1A, 1B, and 2 show a head cartridge 101 according to an embodiment of the present invention. 1A is a rear view of the head cartridge 101, FIG. 1B is a partial cross-sectional view showing a cross section taken along line AA of FIG. 1A, and FIG. It is a perspective view.
[0016]
The head cartridge 101 has a front wall, a rear wall, two side walls, and a bottom wall which are open at the top and the front. The housing 101a is made of a thermoplastic resin (modified PPO in this embodiment). A black chip 111 having a liquid discharge port surface for discharging black ink and a color chip 112 having a discharge port surface for discharging color ink fixed to the body bottom wall, and a printer body fixed to the housing rear wall. A PWB (Print Wire Board) board 113 as a circuit board having an electrical connection terminal for transmitting a control signal, and the black chip 111, the color chip 112, and the PWB board 113 from the rear wall to the bottom wall of the housing. A TAB sheet 114 for electrical connection. The PWB substrate 113 positions the rear wall of the housing 101a constituting the head cartridge 101 in the planar direction of FIG. 1A with the positioning pins 126, and the caulking portion 125 makes a paper surface (that is, the rear surface of the housing). Perform vertical positioning and fixing on the wall). The caulked portion as a fixing means of the PWB substrate 113 has a shape obtained by melting and deforming a caulking pin made of a thermoplastic resin integrally molded with the housing of the head cartridge 101 by heat. On the surface of the PWB substrate 113, 40 PWB pads 123, which are contacts with the outside, are arranged. The PWB substrate uses glass epoxy as a structural material and has wiring patterns on both surfaces. On the back surface of the PWB substrate 113, a black ink tank connector 121 and a color ink tank connector 122 are arranged as electrical contact terminals for electrically connecting the head cartridge 101 to the black ink tank and the color ink tank (see FIG. 1). 1 (a).
[0017]
3 and 4 are a front view and a front perspective view, respectively, of the head cartridge 101 according to the embodiment of the present invention. The head cartridge 101 is provided with two opening recesses through which a black ink tank and a color ink tank can be mounted in the cartridge housing 101a via a partition wall. In each of the two opening recesses, the upper part of the housing and the upper part of the front wall of the housing following the housing are opened for mounting or removing the ink tank (see FIG. 4). In each opening recess, an ink supply pipe for supplying ink to the black chip 111 and the color chip 112 is arranged. In addition, in the opening concave portion, as a contact terminal for electrically connecting the head cartridge to the black ink tank and the color ink tank, a black ink tank connector 121 and a color ink tank connector formed on the back surface of the PWB substrate 113 are provided. The connector 122 faces. As shown in FIG. 5, each of the black tank connector 121 and the color ink tank connector 122 includes a spring contact 128 and a housing 119 that is a support member that supports the spring contact 128. , Are mounted on the back side substantially corresponding to the PWB pads 123 formed on the front side of the PWB substrate 113. Holes 109 are formed at predetermined positions in a part of the rear wall of the housing 101a of the head cartridge 101 constituting the opening concave portion as shown in FIGS. When it is attached to the head cartridge 101 through the hole, the housing 119 is located in the hole 109 and the spring contact 128 protrudes into the opening recess. FIG. 5 further shows a locus when the spring contact 128 is pushed and displaced.
[0018]
FIG. 6 is a perspective view of the color ink tank 202 according to the embodiment of the present invention. The color ink tank 202 has an ink absorber (not shown) for holding ink inside, and engages with the ink supply pipe of the head cartridge 101 when the color ink tank 202 is mounted on the head cartridge 101. And an ink supply port 206 for leading out the ink. The color ink tank 202 is composed of three colors of yellow, cyan, and magenta, and the ink supply ports 206 are arranged at three places corresponding to the respective colors. Further, on the back surface of the color ink tank 202, a storage element 211 and a contact pad 215 electrically connected to the storage element are arranged. By storing the remaining amount of ink in the color ink tank 202 in the storage element 211, the storage element 211 can accurately read the remaining ink level even when the currently used ink tank is attached or detached. The basic configuration of the black ink tank is the same, and since a single color of black ink is held, only one ink supply port is provided.
[0019]
7 and 8 are a perspective view and a sectional view showing a process of mounting the color ink tank 202 on the head cartridge 101 according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the color ink tank 202 is mounted on the head cartridge 101 while rotating.
[0020]
FIG. 9 is a perspective view illustrating a state where the black ink tank 201 and the color ink tank 202 are mounted on the head cartridge 101 according to the embodiment of the present invention. In the mounted state, the contact pads 215 connected to the storage elements 211 provided in the black ink tank 201 and the color ink tank 202 respectively include the black ink tank connector 121 and the color ink tank connector 122 provided in the head cartridge 101. The contact is made with the spring contacts 128, 128 disposed in the contact. The black tank connector 121 and the color ink tank connector 122 are connected to the circuit of the PWB board 113 and are electrically connected to the PWB pad 123.
[0021]
FIG. 10 is a side view showing a process of mounting the head cartridge 101 on the carriage 301 in the embodiment of the present invention. FIG. 11 is a side view showing a state where the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301 in the embodiment of the present invention. The carriage 301 is attached to a guide shaft (not shown) of a printer body (not shown), and reciprocates in the printer. The head cartridge 101 mounted on the carriage 301 is electrically connected to the carriage 301 when the press-connecting connector 311 as an electrical contact terminal disposed on the carriage 301 comes into contact with the PWB pad 123 of the PWB board on the head cartridge 101, and as a result, Can exchange signals with the printer body. At the same time, the storage elements 211 on the ink tanks 201 and 202 are electrically connected to the press-connecting connector 311 via the PWB board 113, and can exchange signals between the printer body and the storage element 211.
[0022]
As described above, the configuration in which the ink tank, the head cartridge, and the carriage are detachably attachable has the following advantages. Due to the characteristics of the ink jet printer that ejects liquid ink, when the user does not use the ink for a long period of time, the ink aggregates around the ejection ports arranged in the black chip 111 and the color chip 112, and in a predetermined recovery operation, In some cases, a good ejection state cannot be restored. In such a case, if the head cartridge 101 can be attached to and detached from the carriage 301, the user can recover a good ejection state by replacing only the head cartridge 101, and it is necessary to repair or replace the printer body. Absent. Further, since the ink tank is detachable from the head cartridge 101, only the ink tank needs to be replaced when the ink in the ink tank is used up, so that the printing running cost can be reduced.
[0023]
FIG. 12 is a schematic diagram showing the back surface of the PWB substrate 113 showing a comparative example with respect to the present embodiment. FIG. 12 shows a surface on which black and color ink tank connectors can be seen. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view including a cross-section taken along the line AA of FIG. 12 in which the connectors for the black and color ink tanks are visible, and shows one of the head cartridge 101 and each ink tank not shown in FIG. It is shown including the part. In the present embodiment, there are four spring contacts 128, 128 arranged on the connectors 121, 122 (see FIG. 3), but two are shown in the schematic diagram. The contact pressure of each spring contact 128, 128 is 100 g or more per one. The PWB pad 123 is indicated by a dotted line in the figure, and is composed of 40 pads on the surface of the PWB substrate 113.
[0024]
FIG. 12 shows a black ink tank connector 121 and a color ink tank connector 122 with respect to a caulking portion 125 for fixing the PWB substrate 113 to the head cartridge 101, outside a region surrounded by four caulking portions as viewed from the paper surface. Are arranged.
[0025]
When the black ink tank 201 and the color ink tank 202 are mounted before the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301, the spring contacts of the black ink tank connector 121 and the color ink tank connector 122 as shown in FIG. The housing 129, which is a support member for the spring contact, receives a corresponding reaction force by contacting the contact pad of the ink tank and receiving the reaction force. The housing 129 is fixedly contacted to the PWB board 113. Therefore, the reaction force received by the housing 129 is transmitted to the PWB board 113 via a contact portion between the housing 129 and the PWB board 113. When the force applied to each contact portion is considered as a vector, the resultant vector, which is the resultant, is substantially perpendicular to the PWB substrate 113. In this comparative example, since the starting point of the combined vector is outside the region surrounded by the caulking portion, the moment acting on the PWB substrate 113 causes the contact portion of the PWB substrate with the housing 129 as shown in FIG. A warp with a large vertical displacement from the initial position and a large amount of torsion occurs.
[0026]
Next, when the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301 as shown in FIG. 14, the PWB pad 123 of the PWB board 113 of the head cartridge 101 comes into contact with the press-connecting connector 311 on the carriage 301, and the reaction force is 13 to 14, the warpage of the PWB substrate is eliminated or reduced. At this time, positional displacement occurs in the spring contact 128 obliquely in the horizontal direction, and a torsional force including a force F1 or F2 in the shear direction is generated between the spring contact 128 and the contact pad 215. When this torsional force is applied to the spring contact 128 by repeated attachment and detachment, the spring contact 128 is deformed, and there is a possibility that conduction between the contact pad 215 and the spring contact 128 cannot be secured.
[0027]
As a countermeasure, this embodiment has the following configuration.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating the back surface of the PWB substrate 113 according to the present embodiment. FIG. 15 shows a surface on which black and color ink tank connectors can be seen. In the present embodiment, there are four spring contacts arranged on the connector, but two are shown in the schematic diagram. The contact pressure of each spring contact is 100 g or more per one. The PWB pad 123 is indicated by a dotted line in the figure, and is composed of 40 pads on the surface of the PWB substrate 113. FIG. 16 is a schematic cross-sectional view including a cross section taken along the line BB of FIG. 14. FIG. 15 shows the head cartridge 101 and a part of each ink tank, which are not shown in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 15, the black ink tank connector 121 and the color ink tank are arranged on a straight line connecting the upper two caulking portions as viewed from the paper surface with respect to the caulking portion 125 for fixing the PWB substrate 113 to the head cartridge 101. Connector 122 is provided. In this configuration, a compact head cartridge can be configured without increasing the width of the head cartridge 101 due to the contact arrangement.
[0029]
As in the comparative example described above, in this embodiment, when the black ink tank 201 and the color ink tank 202 are mounted before the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301, the black ink When the spring contacts of the tank connector 121 and the color ink tank connector 122 come into contact with the contact pads of the ink tank and receive a reaction force, the housing 129 which is a support member of the spring contact also receives a corresponding reaction force. The housing 129 is fixedly in contact with the PWB substrate 113, and the reaction force received by the housing 129 is transmitted to the PWB substrate 113 via a contact portion between the housing 129 and the PWB substrate 113. When the force applied to each contact portion is considered as a vector, the resultant vector, which is the resultant, is substantially perpendicular to the PWB substrate 113.
[0030]
However, in this embodiment, the starting point of the composite vector is in the region surrounded by the swaged portion, and the resistance of the peeling force received by each swaged portion to the moment acting on the PWB substrate 113 is within the region surrounded by the swaged portion. (Ie, the mutual moments are canceled out by the drags applied to the four caulking portions 125), so that the amount of warpage (both the amount of vertical displacement and the amount of torsion) of the PWB substrate can be reduced as compared with the comparative example. it can.
[0031]
Next, when the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301 as shown in FIG. 16, the PWB pad 123 of the PWB board 113 of the head cartridge 101 comes into contact with the press-connecting connector 311 on the carriage 301, and the reaction force is 16 to 17, the warpage of the PWB substrate is reduced. At this time, a horizontal displacement of the spring contact 128 occurs, but the displacement is smaller than that of the comparative example. Therefore, the force F in the shear direction between the spring contact 128 and the contact pad 215 is generated. 3 And F 4 Is F 1 And F 2 Respectively, there is little possibility that the spring contact 128 is deformed and conduction between the contact pad 215 and the spring contact 128 cannot be secured. In particular, when the black ink tank connector 121 and the color ink tank connector 122 are arranged on a straight line connecting the caulking portions as in this embodiment, a force in the shear direction is applied between the spring contact 128 and the contact pad 215. Only F1 or F2 works. In addition, since the amount of warpage is small, these shearing forces are small as described above, and therefore, the deformation of the spring contact 128 is almost eliminated.
[0032]
In the present embodiment, the PWB substrate in which the spring members are arranged on a straight line connecting the upper and lower caulking portions has been described as a preferred example, but a plurality of (four in this embodiment) caulking members are used. What is necessary is just to arrange | position in the area | region enclosed with a part.
[0033]
(Example 2)
18 and 19 are a front view and a rear view showing a head cartridge 101 according to the second embodiment. The configuration of the head cartridge 101 is similar to that of the first embodiment, but will be briefly described below. The head cartridge 101 has a front wall, a rear wall, two side walls, and a bottom wall which are open at the top and the front. The housing 101a is made of a thermoplastic resin (modified PPO in this embodiment). A black chip 111 having a liquid discharge port surface for discharging black ink and a color chip 112 having a discharge port surface for discharging color ink attached to the body bottom wall, and a printer body attached to the housing rear wall. A PWB board 113 as a circuit board having an electrical connection terminal for transmitting a control signal, and the black chip 111 and the color chip 112 and the PWB board 113 are electrically connected from the rear wall to the bottom wall of the housing. And a TAB sheet 114 therefor. The PWB substrate 113 positions the rear wall of the housing 101a constituting the head cartridge 101 in the plane direction of FIG. 19 with the positioning pins 126, and the caulking portion 125 holds the paper on the paper surface (that is, the rear wall of the housing). Perform vertical positioning and fixing. The caulking portion has a shape obtained by melting and deforming a caulking pin made of a thermoplastic resin, which is integrally formed with the housing of the head cartridge 101, with heat. On the surface of the PWB substrate 113, 40 PWB pads 123, which are contacts with the outside, are arranged. The PWB substrate uses glass epoxy as a structural material and has wiring patterns on both surfaces. On the rear surface of the PWB substrate 113, a black ink tank connector 121 and a color ink tank connector 122 are arranged as electrical contact terminals for electrically connecting the head cartridge 101 to the black ink tank and the color ink tank.
[0034]
In the present embodiment, the head cartridge 101 can mount a black ink tank and a color ink tank having a larger capacity than the ink tank of the first embodiment, and the corresponding opening recess forms a partition wall in the cartridge housing 101a. It is formed at two places with the interposition. In each of the two opening recesses, the upper part of the housing and the upper part of the front wall of the housing following the housing are opened for mounting or removing the ink tank. In each opening recess, an ink supply pipe for supplying ink to the black chip 111 and the color chip 112 is arranged. In addition, in the opening concave portion, as a contact terminal for electrically connecting the head cartridge to the black ink tank and the color ink tank, a black ink tank connector 121 and a color ink tank connector formed on the back surface of the PWB substrate 113 are provided. The connector 122 faces. As in the first embodiment, as shown in FIG. 5, the black tank connector 121 and the color ink tank connector 122 each include a spring contact 128 and a housing 119 which is a support member for supporting the spring contact 128. The housing 119 is mounted on the back side substantially corresponding to the PWB pad 123 formed on the front side of the PWB board 113. A hole 109 is formed at a predetermined position in a part of the rear wall of the housing 101a of the head cartridge 101 constituting the opening concave portion as shown in FIG. 18, so that the PWB substrate 113 is interposed via the caulking portion 125. When attached to the head cartridge 101, the housing 119 is located in the hole 109, and the spring contact 128 protrudes into the opening recess. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the capacity of the ink tank is increased, and the width of the ink tank is accordingly increased, so that the overall width of the head cartridge is also increased.
[0035]
FIG. 20 is a schematic diagram showing the back surface of the PWB substrate 113 showing the second embodiment. FIG. 20 shows a surface where the black and color ink tank connectors are visible. The contact pressure of each spring contact by the spring contact 128 is 100 g or more per one like the first embodiment. The PWB pad 123 is indicated by a dotted line in the figure, and is composed of 40 pads on the surface of the PWB substrate 113.
[0036]
In this embodiment, since the width of the head cartridge 101 is large, the PWB size can be made large, and there is a degree of freedom in the arrangement of the connectors. In the present embodiment, as shown in FIG. 20, the black ink tank connector 121 and the color ink are disposed between the caulking portions 125 which fix the PWB substrate 113 to the head cartridge 101 and which are closest immediately above and below the caulking portion 125 when viewed from above. A tank connector 122 is provided.
[0037]
When the black ink tank 201 and the color ink tank 202 are mounted before the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301, the spring contacts of the black ink tank connector 121 and the color ink tank connector 122 are connected to the contact pads of the ink tank. , And receives a reaction force, a corresponding force is generated in the housing 129 which is a support member of the spring contact. The housing 129 is fixedly in contact with the PWB board 113, and the reaction force received by the housing 129 is transmitted to the PWB board 113 via a contact portion between the housing 129 and the PWB board 113. When the force applied to each contact portion is considered as a vector, the resultant vector, which is the resultant, is substantially perpendicular to the PWB substrate 113. In this embodiment, the starting point of the composite vector is in the region surrounded by the caulked portion, and the resistance of the peeling force received by each caulked portion to the moment acting on the PWB substrate 113 is large in the region surrounded by the caulked portion. Since it works, the amount of warpage of the PWB substrate can be reduced relative to the comparative example. Further, as in this embodiment, the amount of warping is small on the line sandwiched between the closest caulking portions 125 because the drag acts greatly.
[0038]
Next, when the head cartridge 101 is mounted on the carriage 301, the PWB pad 123 of the PWB board 113 of the head cartridge 101 comes into contact with the press-connecting connector 311 on the carriage 301, and the warpage of the PWB board is reduced by the reaction force. You. When the spring contacts are arranged as in the present embodiment, the spring contacts 128 are displaced vertically but not displaced horizontally. The vertical shearing direction between the spring contact 128 and the contact pad 215 is the same direction (vertical direction in FIG. 5) as the shearing force acting when the ink tank is rotated and attached. If it has repetitive resistance to the longitudinal shearing force caused by the PWB substrate, it can withstand the shearing force caused by the PWB substrate warpage, so that the spring contact is deformed and the conduction between the contact pad 215 and the spring contact 128 cannot be secured. Absent.
[0039]
In the present embodiment, as a particularly preferable example, the PWB substrate in which the spring members are arranged on a straight line connecting the upper and lower swaging portions (the shortest straight line of the stitch portion) has been described. What is necessary is just to arrange | position in the area | region enclosed by several (four in this example) crimping parts.
[0040]
(Example 3)
The caulked portion described in the first and second embodiments may be replaced with a screw. In this case, for example, the present invention can be applied even if the housing material of the head cartridge 101 is other than a thermoplastic resin.
[0041]
(Example 4)
The spring contacts described in the first and second embodiments may be directly mounted on a PWB substrate.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can provide a configuration in which the reliability of the electrical contacts between the ink tank and the head cartridge can be improved in a head cartridge in which the ink tank and the head cartridge and the carriage can be detachably mounted.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a head cartridge according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a rear view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 2 is a perspective view showing a head cartridge according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing the head cartridge according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a head cartridge according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view showing an ink tank connector according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a color ink tank according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a process of mounting the color ink tank on the head cartridge according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a process of mounting the color ink tank on the head cartridge according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a state where the black ink tank and the color ink tank are mounted on the head cartridge according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side view illustrating a process of mounting the head cartridge on the carriage according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a side view showing a state in which the head cartridge is mounted on the carriage according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic view showing a PWB substrate surface according to a comparative embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a deformed state of a PWB substrate in a comparative embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic sectional view showing a state of a PWB substrate according to a comparative embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a PWB substrate surface according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing a deformed state of the PWB substrate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view illustrating a state of a PWB substrate according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a front view illustrating a head cartridge according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a rear view illustrating a head cartridge according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a PWB substrate surface according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
101 head cartridge
109 holes
111 black tip
112 color chip
113 PWB substrate
114 TAB sheet
121 Black Ink Tank Connector
122 Color Ink Tank Connector
123 PWB pad
125 caulking part
126 Positioning pin
128 spring contact
129 Housing
201 black ink tank
202 color ink tank
211 storage element
215 Contact pad
301 carriage
311 insulation displacement connector
