JP2728828B2 - インクカートリッジ保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タに利用されるインクカートリッジ保持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクを噴出するインクジェット
ヘッドを有するインクカートリッジをキャリッジに搭載
してなるインクジェットプリンタにおいて、たとえば、
特開平３−１０１９４９号公報、特開平２−１７８０５
０号公報、特開平２−１７８０５１号公報、特開平２−
１８８２４６号公報、特開平１−１２５２３８号公報等
に記載されているように、キャリッジにインクタンクを
含むインクカートリッジを装着するための種々の方法が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
をキャリッジに装着する従来の方法は、インクジェット
ヘッドの外殻をキャリッジに位置決めして固定するもの
である。しかし、インクジェットヘッド全体におけるノ
ズルの位置にバラツキがあるため、記録媒体に対するノ
ズルの相対位置にバラツキが生じ、インクの飛翔に変化
が生じ印字品質が低下するおそれがある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、個々
にノズルからインクを吐出させる多数のインク吐出手段
を有するインクジェットヘッドと前記インク吐出手段に
接続された接点を含む入力用の接点とが形成されたヘッ
ド基板をインクタンクに結合してなるインクカートリッ
ジと、キャリッジシャフトに摺動自在に保持された第一
のキャリッジフレームと第二のキャリッジフレームとを
摺動自在に連結してなるキャリッジと、前記第二のキャ
リッジフレームに設けられて前記インクカートリッジを
着脱自在に仮保持するカートリッジ保持部と、前記ヘッ
ド基板の三箇所に当接された三つの突起と前記ヘッド基
板に係合する位置決め部とを有して前記第一のキャリッ
ジフレームに設けられた支持壁と、前記キャリッジに保
持されて前記ヘッド基板の前記接点に弾発的に接触され
た接続片を含む接続用の接続片と、前記支持壁と前記カ
ートリッジ保持部とを接近させて前記第一のキャリッジ
フレームと第二のキャリッジフレームとを固定するクラ
ンプ機構とにより構成したものである。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１において、第
二のキャリッジフレームに第一のキャリッジフレームの
支持壁を内方から外方に貫通する壁部を固定的に設け、
前記支持壁と前記壁部との間に両者の間隔を広げるカム
を有するクランプ機構を設けたものである。

【０００６】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、第二のキャリッジフレームのカートリッジ保持部に
ヘッド基板を第一のキャリッジフレームの支持壁側に弾
発的に押圧する押圧体を設けたものである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明によれば、インクカートリッジ
を第二のキャリッジフレームのカートリッジ保持部に仮
に保持させ、クランプ機構により第一のキャリッジフレ
ームと第二のキャリッジフレームとを接近させることに
より、ヘッド基板を第一のキャリッジフレームの支持壁
と第二のキャリッジフレームのカートリッジ保持部とで
挾持して接点に接続片を弾発的に接触させ、この時に、
ヘッド基板の平面方向の位置を位置決め部で定め、キャ
リッジの移動方向に対するヘッド基板の位置を支持壁の
三つの突起で正確に定めることができ、また、インクジ
ェットヘッドはヘッド基板に一体に形成されるためヘッ
ド基板に対する相対位置を正確に定めることができ、し
たがって、ヘッド基板を位置決めすることにより記録媒
体に対するインクジェットヘッドのノズルの位置を極め
て正確に定めることができる。

【０００８】請求項２の発明によれば、第一のキャリッ
ジフレームの支持壁と第二のキャリッジフレームの壁部
との間隔をカムで広げるだけで、ヘッド基板を支持壁の
突起に確実に押しつけて位置決め部に確実に係合させる
ことができる。

【０００９】請求項３の発明によれば、第一のキャリッ
ジフレームの支持壁と第二のキャリッジフレームのカー
トリッジ保持部との相対位置に多少のバラツキが生じて
も、押圧体によりヘッド基板を支持壁に確実に圧接する
ことができる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、図５、図８、図９にインクカートリッジ１の
構造を示す。このインクカートリッジ１は、一側面にキ
ャップ２を有してインクを収納するインクタンク３と、
金属製のヘッド基板４と、カートリッジカバー５とを結
合することにより形成されている。前記インクタンク３
のキャップ２とは反対側の面には凹部６が形成され、こ
の凹部６の底面と上面と前面とには開口部７，８，９が
形成されている。この凹部６の壁面１０から突出するボ
ス１１に前記ヘッド基板４が固定されている。この扁平
なヘッド基板４には、互いに平行な平坦面１２，１３
と、円形の位置決め孔１４と、小判形の位置決め孔１５
とが形成されている。前記ヘッド基板４の平坦面１３に
は後述するインクジェットヘッドが形成され、そのイン
クジェットヘッドの前面のノズルの周囲はフェースプレ
ート１６により覆われている。さらに、前記カートリッ
ジカバー５には、前記ヘッド基板４の一部を開放する三
つの開口部１７が形成されている。

【００１１】図６に示すように、前記ヘッド基板４の内
面側の平坦面１３には、インクジェットヘッド１８と、
多数の接点１９を有する配線板２０とが設けられてい
る。そして、多数の接続片２１と一本の接続片２２とを
絶縁材２３に埋設してなるコネクタ２４が設けられてい
る。前記接続片２１はくの字形に突出されて前記接点１
９に弾発的に接触される接触部２１ａを有し、前記接続
片２２はくの字形に突出されて前記ヘッド基板４の金属
面に弾発的に接触される接触部２２ａを有する。

【００１２】図７に示すように、前記インクジェットヘ
ッド１８は、前記ヘッド基板４の内方の平坦面１３の前
方に、多数のインク吐出手段である発熱体２７が形成さ
れたシリコン基板２６を接合し、発熱体２７を位置させ
る多数の溝２８が形成されたシリコン基板２９をシリコ
ン基板２６上に接合することにより形成されている。前
記溝２８のそれぞれの先端の開口面は、印字媒体に対向
するノズル２５である。また、前記シリコン基板２６に
は、前記発熱体２７を駆動するためにマトリックス回路
（図示せず）が形成されている。

【００１３】次いで、図１ないし図３にキャリッジ３０
の構造を示す。まず、図１に示すように、キャリッジ３
０は、第一のキャリッジフレーム３１と第二のキャリッ
ジフレーム３２とをキャリッジシャフト（図示せず）に
沿って摺動自在に嵌合することにより形成されている。
すなわち、第一のキャリッジフレーム３１には、前記ヘ
ッド基板４の外側の平坦面１２に対向する支持壁３３
と、この支持壁３３の内面から連続されてキャリッジシ
ャフトに摺動自在に嵌合される円筒部３４とが形成され
ている。前記第二のキャリッジフレーム３２には、前記
インクカートリッジ１の前記開口部７から前記開口部８
に突き抜ける柱状のカートリッジ保持部３５と、前記円
筒部３４の上面に沿う突出部３６と、この突出部３６の
先端に形成された逆Ｕ字形の壁部３７とが形成されてい
る。３８はカートリッジ保持部３５に固定された板ば
ね、３９はこの板ばね３８の一端に保持されて前記ヘッ
ド基板４を弾発的に押圧する押圧体である。また、前記
壁部３７の内面には、前記突出部３６の長手方向に沿っ
て壁部３７の中心を通る直線を軸とする螺旋状のカム４
０が一体に形成されている。

【００１４】また、図２に示すように、前記第一のキャ
リッジフレーム３１の前記支持壁３３には、前記突出部
３６と前記壁部３７とを突出させる異形孔４１が形成さ
れ、この異形孔４１の両側には、前記突出部３６の両側
に形成されたリブ４２を摺動自在に保持する溝４３が形
成されている。さらに、前記第二のキャリッジフレーム
３２には、前記第一のキャリッジフレーム３１の前記円
筒部３４の両側に形成されたリブ４４を摺動自在に保持
するコの字形の爪４５と、側方に突出する軸４６とが形
成され、この軸４６には前記支持壁３３を押圧するスプ
リング４７が嵌合されている。

【００１５】さらに、図３に示すように、前記第一のキ
ャリッジフレーム３１の前記支持壁３３の内面には、前
記ヘッド基板４の接点１９とは反対側の平坦面１２が当
接される三つの突起４８と、ヘッド基板４に形成された
前記位置決め孔１４又は１５に嵌合される二つの位置決
め部４９とが突出形成されている。前記突起４８の先端
面は、前述したキャリッジシャフトと略直交する所定の
平面内に位置されている。

【００１６】次に、前記第二のキャリッジフレーム３２
の前記カートリッジ保持部３５の一部の縦断正面図を図
１１に示す。カートリッジ保持部３５には、前記コネク
タ２４の接続片２１，２２の上部を保持する多数の溝５
０が形成されている。接続片２１を保持する溝５０の深
さは接続片２２を保持する溝５０の深さより深い寸法に
設定されている。これにより、接地用の接続片２２の接
触部２２ａは、他の接続片２１の接触部２１ａよりもヘ
ッド基板４側に突出する。また、接地用の接続片２２
は、その接触部２２ａが他の接続片２１の接触部２１ａ
よりも上位に位置する形状に屈曲されている。さらに、
接続片２２とこの接続片２２に最も近い接続片２１との
間は、接続片２１の配列ピッチの略２倍の間隔が開けら
れているが、その間には空きの溝５０が形成されてい
る。すなわち、溝５０は等間隔に形成され、溝５０間の
肉厚が薄く且つ均等に定められている。これにより、成
形時のひけによる寸法の狂いが防止されている。

【００１７】次いで、図２にクランプ機構５１を示す。
このクランプ機構５１は、一端にフランジ５２が形成さ
れたクランプ軸５３と、このクランプ軸５３に回動自在
に嵌合される円筒形の嵌合部５４が形成されたクランプ
レバー５５とを有し、嵌合部５４の一端には、前記壁部
３７の内面に形成された螺旋状の前記カム４０（図１参
照）に当接される螺旋状のカム５６が形成され、嵌合部
５４の他端には前記クランプ軸５３のフランジ５２側の
外周に形成された螺旋状のカム５７に当接される螺旋状
のカム５８が形成されている。クランプレバー５５のカ
ム５６，５８は互いにリード方向を逆にして形成され、
カム４０，５６のリード方向は等しく、カム５７，５８
のリード方向は等しく定められている。さらに、前記ク
ランプ軸５３のフランジ５２の両側には突片５９が形成
され、これらの突片５９を受ける受け面６０が前記第一
のキャリッジフレーム３１の前記異形孔４１の両側に形
成されている。

【００１８】このようなクランプ機構５１の組み立てに
際しては、まず、第二のキャリッジフレーム３２のリブ
４２を第一のキャリッジフレーム３１の溝４３に嵌合さ
せるとともに、第一のキャリッジフレーム３１のリブ４
４を第二のキャリッジフレーム３２の爪４５に係合させ
て、第一及び第二のキャリッジフレーム３１，３２をキ
ャリッジシャフトに沿って摺動自在に連結する。次い
で、第一のキャリッジフレーム３１の異形孔４１に第二
のキャリッジフレーム３２の壁部３７を最大限に突出さ
せ、クランプレバー５５の嵌合部５４が嵌合されたクラ
ンプ軸５３を第一のキャリッジフレーム３１の支持壁３
３と壁部３７との間に位置させ、フランジ５２の突片５
９を支持壁３３の受け面６０に当接させる。この状態
で、前記スプリング４７の付勢力により支持壁３３を壁
部３７側に移動させることにより、クランプ軸５３の先
端が壁部３７に嵌合される。また、クランプ軸５３はそ
のフランジ５２が前記異形孔４１の周囲の壁によって囲
繞されるために回り止めされる。

【００１９】したがって、クランプレバー５５をクラン
プ解除方向に回動させることにより、カム４０，５６の
螺旋面を全面的に接触させるとともに、カム５７，５８
の螺旋面を全面的に接触させながら第二のキャリッジフ
レーム３２がスプリング４７の付勢力によって、支持壁
３３から離反する方向に移動する。逆に、クランプレバ
ー５５をクランプ方向に回動させた場合には、カム４０
の突部がカム５６の突部を支持壁３３側に押圧し、カム
５８の突部がカム５７の突部を支持壁３３側に押圧し、
第一のキャリッジフレーム３１の支持壁３３をカートリ
ッジ保持部３５側に押す。換言すれば、カートリッジ保
持部３５が支持壁３３側に引き込まれる。

【００２０】このような構成において、インクカートリ
ッジ１をキャリッジ３０に装着する場合は、前述したよ
うに、クランプレバー５５をクランプ解除方向に回動さ
せることにより、支持壁３３とカートリッジ保持部３５
との間隔を広げる。この状態では、スプリング４７の付
勢力で支持壁３３をカートリッジ保持部３５から最大限
に離反させることができる。したがって、インクカート
リッジ１を突起４８や位置決め部４９に干渉させること
なくその開口部７，８をカートリッジ保持部３５に容易
に嵌合させることができる。

【００２１】この状態では、接地用の接続片２２の接触
部２２ａが、他の接続片２１の接触部２１ａよりもヘッ
ド基板４側及び上位に位置するため、まず、接地用の接
続片２２の接触部２２ａがヘッド基板４の金属面に弾発
的に接触され、続いて、コネクタ２４の接続片２１の接
触部２１ａがヘッド基板４の接点１９に弾発的に接触さ
れる。したがって、接続片２１に電圧が印加された状態
のままインクカートリッジ１をカートリッジ保持部３５
に装着する場合においても、シリコン基板２６のマトリ
ックス回路の破壊を防止することができる。

【００２２】続いて、前述したように、クランプレバー
５５をクランプ方向に回動させると、カートリッジ保持
部３５と支持壁３３との間隔が狭くなる方向に第二のキ
ャリッジフレーム３２が移動する。これにより、ヘッド
基板４がカートリッジ保持部３５により押圧されて支持
壁３３の突起４８に当接され、位置決め孔１４，１５に
位置決め部４９が嵌合される。

【００２３】この状態では、ヘッド基板４の平面方向の
位置は位置決め部４９で定められ、ヘッド基板４の平坦
面１２は同一垂直面内に位置する三つの突起４８の先端
に当接され、これにより、キャリッジ３０の移動方向に
おけるヘッド基板３０の位置が一定となる。また、イン
クジェットヘッド１８がヘッド基板４に一体に形成され
るため、ヘッド基板４に対するインクジェットヘッド１
８の相対位置を正確に定めることができる。したがっ
て、ヘッド基板４を位置決めすることで、記録媒体に対
するインクジェットヘッド１８のノズルの位置を極めて
正確に定めることがきる。

【００２４】さらに、第一のキャリッジフレーム３１の
支持壁３３と第二のキャリッジフレーム３２の壁部３７
との間隔をカム４０，５６，５７，５８で広げるだけ
で、ヘッド基板４を支持壁３３の突起４８に確実に押し
つけて位置決め孔１４，１５を位置決め部４９に確実に
係合させることができる。この場合、クランプレバー５
５の嵌合部５４の両端にリード方向が異なるカム５６，
５８が形成され、カム５６に当接されるカム４０が壁部
３７に形成され、カム５８に当接されるカム５７がクラ
ンプ軸５３に形成されているため、クランプ軸５３のス
トロークを大きくすることができる。これにより、支持
壁３３とカートリッジ保持部３５との間隔を大きく広げ
ることができ、したがって、キャリッジ３０に対するイ
ンクカートリッジ１の着脱操作をさらに容易にすること
ができる。勿論、対をなすカム４０，５６又はカム５
７，５８の一方を省略しても、クランプレバー５５の操
作により支持壁３３とカートリッジ保持部３５との間隔
を変化させることができる。

【００２５】さらに、第一のキャリッジフレーム３１の
支持壁３３と第二のキャリッジフレーム３２のカートリ
ッジ保持部３５との相対位置に多少のバラツキが生じて
も、押圧体３９によりヘッド基板４を支持壁３３に確実
に圧接することができる。

【００２６】なお、クランプ機構として、支持壁３３の
外側面と壁部３７の内側面との間に垂直な軸心をもつ偏
心カムを設けることもできる。また、支持壁３３の内面
にコネクタ２４を設け、ヘッド基板４の支持壁３３側の
平坦面１２に接点１９とインクジェットヘッド１８とを
形成し、カートリッジ保持部３５によりヘッド基板４を
支持壁３３に押圧することにより、接点１９とコネクタ
２４とを接続することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】請求項１の発明は、個々にノズルからイ
ンクを吐出させる多数のインク吐出手段を有するインク
ジェットヘッドと前記インク吐出手段に接続された接点
を含む入力用の接点とが形成されたヘッド基板をインク
タンクに結合してなるインクカートリッジと、キャリッ
ジシャフトに摺動自在に保持された第一のキャリッジフ
レームと第二のキャリッジフレームとを摺動自在に連結
してなるキャリッジと、前記第二のキャリッジフレーム
に設けられて前記インクカートリッジを着脱自在に仮保
持するカートリッジ保持部と、前記ヘッド基板の三箇所
に当接された三つの突起と前記ヘッド基板に係合する位
置決め部とを有して前記第一のキャリッジフレームに設
けられた支持壁と、前記キャリッジに保持されて前記ヘ
ッド基板の前記接点に弾発的に接触された接続片を含む
接続用の接続片と、前記支持壁と前記カートリッジ保持
部とを接近させて前記第一のキャリッジフレームと第二
のキャリッジフレームとを固定するクランプ機構とによ
り構成したので、インクカートリッジを第二のキャリッ
ジフレームのカートリッジ保持部に仮に保持させ、クラ
ンプ機構により第一のキャリッジフレームと第二のキャ
リッジフレームとを接近させることにより、ヘッド基板
を第一のキャリッジフレームの支持壁と第二のキャリッ
ジフレームのカートリッジ保持部とで挾持して接点に接
続片を弾発的に接触させ、この時に、ヘッド基板の平面
方向の位置を位置決め部で定め、キャリッジの移動方向
におけるヘッド基板の位置を支持壁の三つの突起で正確
に定めることができ、また、インクジェットヘッドはヘ
ッド基板に一体に形成されるためヘッド基板に対する相
対位置を正確に定めることができ、したがって、ヘッド
基板を位置決めすることで記録媒体に対するインクジェ
ットヘッドのノズルの位置を極めて正確に定めることが
できる効果を有する。

【００２８】請求項２の発明は、請求項１において、第
二のキャリッジフレームに第一のキャリッジフレームの
支持壁を内方から外方に貫通する壁部を固定的に設け、
前記支持壁と前記壁部との間に両者の間隔を広げるカム
を有するクランプ機構を設けたので、第一のキャリッジ
フレームの支持壁と第二のキャリッジフレームの壁部と
の間隔をカムで広げるだけで、ヘッド基板を支持壁の突
起に確実に押しつけて位置決め部に確実に係合させるこ
とができる効果を有する。

【００２９】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、第二のキャリッジフレームのカートリッジ保持部に
ヘッド基板を第一のキャリッジフレームの支持壁側に弾
発的に押圧する押圧体を設けたので、第一のキャリッジ
フレームの支持壁と第二のキャリッジフレームのカート
リッジ保持部との相対位置に多少のバラツキが生じて
も、押圧体によりヘッド基板を支持壁に確実に圧接する
ことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクタンクを省略しヘッド基板と第一及び第
二のキャリッジフレームとの関係を示す分解斜視図であ
る。

【図２】第一及び第二のキャリッジフレームとクランプ
機構とを示す分解斜視図である。

【図３】第一のキャリッジフレームを示す斜視図であ
る。

【図４】ヘッド基板とコネクタとの関係を示す斜視図で
ある。

【図５】インクカートリッジの分解斜視図である。

【図６】ヘッド基板の接点とコネクタの接続片との関係
を示す分解斜視図である。

【図７】インクジェットヘッドの先端を拡大して示す正
面図である。

【図８】インクカートリッジの内部を示す斜視図であ
る。

【図９】インクカートリッジの斜視図である。

【図１０】インクタンクを省略してキャリッジにヘッド
基板を固定した状態を示す斜視図である。

【図１１】第二のキャリッジフレームにおけるコネクタ
の支持構造を示す縦断正面図である。

【図１２】キャリッジにインクカートリッジ全体を装着
した状態を前方より見た斜視図である。

【図１３】キャリッジにインクカートリッジ全体を装着
した状態を後方より見た斜視図である。

【符号の説明】

１ インクカートリッジ ３ インクタンク ４ ヘッド基板 １８ インクジェットヘッド １９ 接点 ２１ 接続片 ２５ ノズル ２７ インク吐出手段 ３０ キャリッジ ３１ 第一のキャリッジフレーム ３２ 第二のキャリッジフレーム ３３ 支持壁 ３５ カートリッジ保持部 ３７ 壁部 ３９ 押圧体 ４０ カム ４８ 突起 ４９ 位置決め部 ５１ クランプ機構 ５６〜５８ カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチーブン ジェイ． ディェットル アメリカ合衆国 ニューヨーク 14580、 ウェブスター 311−01ｃ フィリップ ス ロードビル 800 ゼロックス社内 (72)発明者 ドナルド エム． スチーブンス アメリカ合衆国 ニューヨーク 14580、 ウェブスター 311−01ｃ フィリップ ス ロードビル 800 ゼロックス社内 (56)参考文献 特開 平３−193451（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203652（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−188246（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−99333（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 個々にノズルからインクを吐出させる多
   数のインク吐出手段を有するインクジェットヘッドと前
   記インク吐出手段に接続された接点を含む入力用の接点
   とが形成されたヘッド基板をインクタンクに結合してな
   るインクカートリッジと、キャリッジシャフトに摺動自
   在に保持された第一のキャリッジフレームと第二のキャ
   リッジフレームとを摺動自在に連結してなるキャリッジ
   と、前記第二のキャリッジフレームに設けられて前記イ
   ンクカートリッジを着脱自在に仮保持するカートリッジ
   保持部と、前記ヘッド基板の三箇所に当接された三つの
   突起と前記ヘッド基板に係合する位置決め部とを有して
   前記第一のキャリッジフレームに設けられた支持壁と、
   前記キャリッジに保持されて前記ヘッド基板の前記接点
   に弾発的に接触された接続片を含む接続用の接続片と、
   前記支持壁と前記カートリッジ保持部とを接近させて前
   記第一のキャリッジフレームと第二のキャリッジフレー
   ムとを固定するクランプ機構とよりなることを特徴とす
   るインクカートリッジ保持装置。
2. 【請求項２】 第二のキャリッジフレームに第一のキャ
   リッジフレームの支持壁を内方から外方に貫通する壁部
   を固定的に設け、前記支持壁と前記壁部との間に両者の
   間隔を広げるカムを有するクランプ機構を設けたことを
   特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ保持装
   置。
3. 【請求項３】 第二のキャリッジフレームのカートリッ
   ジ保持部にヘッド基板を第一のキャリッジフレームの支
   持壁側に弾発的に押圧する押圧体を設けたことを特徴と
   する請求項１又は２記載のインクカートリッジ保持装
   置。