JP3456321B2 - インクジェット記録ユニット - Google Patents
インクジェット記録ユニットInfo
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- ink tank
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Description
記録を行なうインクジェット記録ユニットに関するもの
であり、さらに詳しくは記録ヘッドとインクタンクが着
脱可能なインクジェット記録ユニットに関するものであ
る。
象となる機器は広範囲となってきており、記録ヘッドと
インクタンクを分離可能としたインクジェット記録ユニ
ットが多数市場に導入されている。
離可能な構成では、インクタンクの装着時に、接合部に
存在するインクタンクから記録ヘッドへと流れるインク
の流路を密閉する必要がある。このインク流路を完全に
密閉しないと、インクの漏れが発生し、一般ユーザに多
大な損害を与えることになる。特に、インクタンクの一
部が、毛管部材を使用しないインク液のみの部分を有し
ている場合には、完全に密閉接合しておく必要がある。
ドを接合し、インクがインクタンクから記録ヘッドへ流
れるインク流路を密閉する手段として、Oリングを使用
しているものが多い。一例としては、特開平6−210
869号公報等に記載されるように、インクタンクにバ
ルブが具備され、記録ヘッドとインクタンクの密閉に
は、Oリングを使用した着脱可能な構成が考えられてい
る。
ンクタンクの密閉にOリングを使用した構成であると、
接合部分を外気と遮断して密閉するには、高い押圧力が
必要となる。そのため、着脱の際に力が必要とされ、操
作性が悪い。さらに、押圧力を発生させる機構を付加し
なければならないため、構造自体が複雑となるという問
題が生じる。
特願平7−60456号において、略漏斗状の接合弾性
部材を用いて記録ヘッドとインクタンクを接合すること
を提案した。しかし、例えば、記録ヘッド側に接合弾性
部材を装着し、インクタンクを押しつけて装着する場
合、略漏斗状の接合弾性部材とインクタンクとの接続部
の面積が広いため、インクタンクの接合面に付着するイ
ンクの量も多い。そのため、インクタンクが空になる前
にインクタンクを外した際に、インクタンクの接合弾性
部材との接合面に付着したインクが垂れるという問題が
生じていた。
題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成でしかも確実
に記録ヘッドとインクタンクの間のインク流路を密閉す
ることができ、逆に容易に分離交換可能であるととも
に、インクタンクを取り外した際にインクの垂れをなく
したインクジェット記録ユニットを提供することを目的
とするものである。
は、インクを吐出するインク吐出部を有する記録ヘッド
と、該記録ヘッドにインクを供給する着脱可能なインク
タンクからなるインクジェット記録ユニットにおいて、
前記記録ヘッドに前記インクタンクとインク流路の接合
を行なう弾性体により構成された接合部材を設け、該接
合部材は頂部に開口が形成され内部に広がりを有する傘
状部を有しており、前記傘状部の前記頂部を前記インク
タンクの接合面に当接させ、前記傘状部を内側に弾性変
形させて、前記開口と前記インクタンクのジョイント口
とを連通させてインク供給を行なうようにしたことを特
徴とするものである。
のインクジェット記録ユニットにおいて、前記インクタ
ンクにおいて前記接合部材が当接する接合面は、外壁面
よりも凹んだ位置に設けられていることを特徴とするも
のである。
記録ユニットの実施の一形態を示す断面図、図2は、同
じく接合部付近の拡大図である。図中、1はインクタン
ク、2は主インク室、3は毛細管部材、4は中間インク
室、5は連通路、6は大気連通口、7は連通孔、8は第
1のメニスカス形成部材、9はインク供給部、10は第
2のメニスカス形成部材、11はジョイント口、12は
嵌合突起、13は凸部、14は凹部、21は記録ヘッ
ド、22は接合弾性部材、23はマニホールド、24は
インク供給管、25は記録チップ、26はフィルタ、2
7は保持部材、28は爪部、29はバネ部材である。
クタンク1と記録ヘッド21から構成されている。記録
ヘッド21は、例えば、記録装置のキャリッジに固定さ
れている。また、インクタンク1は、記録ヘッド21に
着脱自在に構成されている。
部13が設けられている。一方、記録ヘッド21の一部
を構成する保持部材27には、爪部28およびバネ部材
29が設けられている。インクタンク1の嵌合突起12
は爪部28と嵌合し、また、凸部13はバネ部材29に
より係止され、インクタンク1が記録ヘッド21に固定
される。このとき、バネ部材29の弾性力により、イン
クタンク1は記録ヘッド21に対して多少の押圧力を有
する。脱着時は、バネ部材29と凸部13の係止を解放
し、爪部28と嵌合突起12の嵌合をはずすことによっ
てインクタンク1を取り外すことができる。
と、その側方に中間インク室4が設けられている。主イ
ンク室2の下部には、連通孔7が設けられており、連通
路5を介して中間インク室4およびジョイント口11と
連通している。インクタンク1の装着時には、ジョイン
ト口11において記録ヘッド21と接続され、主インク
室2内のインクが連通路5を通過し、ジョイント口11
を介して記録ヘッド21へ供給される。
とするような斜面で形成されている。また、連通路5も
ジョイント口11を最低部とし、中間インク室4へ向け
て次第に高くなるように構成されている。主インク室2
の内部には、毛細管部材3が配置されている。この毛細
管部材3は、毛細管力によりインクを保持し、記録ヘッ
ドにおける負圧を維持している。主インク室2の上部に
は、毛細管部材3と大気連通可能な、大気連通口6が設
けられている。この大気連通口6により、毛細管部材3
はその上部で大気と連通し、大気圧に解放されている。
記録ヘッド21へのインク供給時には、毛細管部材3内
のインクは大気圧により押され、また、毛細管部材3の
下方から負圧により連通路5側へ引き出されるため、効
率よく毛細管部材3のインクを使用することができる。
このとき、毛細管部材3の毛細管力により、プリントヘ
ッドにおける負圧は一定に保たれる。
には、第1のメニスカス形成部材8が配置されている。
第1のメニスカス形成部材8には、毛細管部材3の底部
が圧接されて配置される。毛細管部材3内にインクが含
浸されているときは、インクは第1のメニスカス形成部
材8を通過して中間インク室4に移動する。第1のメニ
スカス形成部材8は、毛細管部材3にインクがなくなっ
た場合でも、中間インク室4への不要な空気の侵入を防
ぐ。さらにインクが消費されると、大気連通口6から入
って来た空気は、毛細管部材3を通過し、主インク室2
内の負圧の増加により、毛細管部材3に接した第1のメ
ニスカス形成部材8に形成されている微細孔に張ってい
るインクのメニスカスを押し、表面張力に打ち勝ってこ
れを通過し、気泡となる。発生した気泡は、連通路5を
通り、中間インク室4へ移動する。このとき、連通路5
の傾斜により、連通孔7に発生した気泡をスムースに中
間インク室4へ移動させることができる。
部材8の下面に接し、連通路5の底面まで延在してい
る。あるいは、第1のメニスカス形成部材8の一部とし
て構成してもよい。このインク供給部9は、連通孔7の
径よりも小さい断面寸法を有している。第1のメニスカ
ス形成部材8の下面に気泡が溜り、空気の層ができてし
まったり、あるいは、主インク室2内のインクがなくな
り、連通路7の高さよりもインクの液面が低下すると、
このインク供給部9が連通路5の底部よりインクを吸い
上げて第1のメニスカス形成部材8にインクを供給する
ことにより、第1のメニスカス形成部材8を常に濡れた
状態に保ち、負圧を保つことができる。これにより、イ
ンクを使いきるまで、最良の状態を維持することができ
る。
より満たされている。そして、主インク室2から第1の
メニスカス形成部材8を通過して連通路5に侵入した気
泡が集積される。気泡の集積は、主インク室2内のイン
クが無くなった後はインクの使用量に応じて多くなり、
中間インク室4内の気泡の量によってインク切れの検知
を行なうことも可能である。
形成部材10が設けられている。インクタンク1が取り
外されて放置された状態においては、この第2のメニス
カス形成部材10に設けられた微細孔に形成されるイン
クの表面張力によって、中間インク室4および連通路5
内のインクがジョイント口11から漏れ出すことはな
い。また、インクタンク1を記録装置に装着する際に
は、装着時の圧力によってジョイント口11に残留して
しまう空気を第2のメニスカス形成部材10のインク膜
を通過させ、中間インク室4に移動させる。そのため、
記録ヘッド21に気泡が混入するのを低減させることが
できる。さらに、インクタンク1が装着されている状態
では、インクタンク1にかかる振動および衝撃、加速度
による圧力変動、および、プリントヘッドのノズル側か
らの気泡混入を防止する。
部14が形成されている。インクタンク1を装着する際
には、この凹部14に接合弾性部材22が当接し、イン
ク流路が形成される。そのため、この凹部14はインク
タンク1が装着された状態でインクに濡れることにな
る。インクタンク1が取り外された場合には凹部14に
インクが付着しているが、取り外されたインクタンク1
が例えば机上等に載置された場合でも、この凹部14に
よってインクが机上等に触れることはないので、机上等
を汚損するなどの不具合は発生しない。
部材27、および、接合弾性部材22が設けられたマニ
ホールド22によって構成されている。マニホールド2
3には、印字チップ25と、印字チップ25にインクを
供給するインク供給管24、ゴミをトラップするための
フィルタ26などが一体に構成されている。また、保持
部材27には、上述のように爪部28およびバネ部材2
9が設けられている。爪部28は、インクタンク1の嵌
合部材12と嵌合する。また、バネ部材29はインクタ
ンク1の凸部13を係止し、その弾性力によりインクタ
ンク1に押圧力を与えている。特にバネ部材29の押圧
力は、実験によれば200gf程度が密閉を保つのに望
ましい。
の接合部には、接合弾性部材22が設けられている。接
合弾性部材22はマニホールド23の凸部が圧入され
る。これにより、マニホールド23と接合弾性部材22
の密閉は保たれる。
ットの実施の一形態における接合弾性部材の一例を示す
断面図である。接合弾性部材22は図3に示すように略
傘状の形状部を有しており、頂部に開口が形成されてい
る。すなわち、開口が最小径となるように上部を絞った
形状であり、その断面は略ハの字状である。この略傘状
の部分をインクタンク1の凹部14の面に当接すること
により、外部との密閉を保つ。このように開口が小さい
ので、インクタンク1の凹部14にこの部分が当接し、
インク流路が形成された場合に、凹部14のインクに触
れる面積を小さくすることができる。そのため、インク
タンク1が取り外された際に、凹部14に付着するイン
クの量を少量にとどめることができ、従来のような付着
したインクの垂れ落ちをなくすことができる。略傘状の
部分の開口形状は、略円形とすることができる。もちろ
ん、矩形や楕円など、その他の形状であってもよい。
低く、表面平滑度が高いものが望まれる。表面平滑度が
高いと、インクタンク1の凹部14に当接した際にその
面ですべり、良好な弾性変形が可能となる。このような
ことから、例えば、塩素化ブチルゴム等が適しており、
また、ゴム硬度としては60゜程度が密閉するに適して
いる。そのほか、ゴム硬度50゜程度のシリコンゴムな
ど、種々の耐インク性を有する材料を用いることができ
る。また、略傘状の部分の肉厚は、望ましくは0.5m
m程度であれば、インクタンク1の面に当接しやすい。
14が当接すると、接合弾性部材22の開口の端部がイ
ンクタンク1の凹部14の面を滑り、接合弾性部材22
の略傘状の部分は内側に弾性変形して、図2に示すよう
な状態でインクタンク1と密着してインク流路を密閉す
る。このような接合弾性部材22の略傘状の部分の弾性
変形は小さな力でも行なうことができ、インクタンク1
と記録ヘッド21の押圧力が小さくてもインク流路の密
閉を行なうことができる。また、インクタンク1が装着
された状態では、図2に示すようにインクタンク1のイ
ンクで濡れる面が小さいので、インクタンク1を取り外
した際にインクタンク1に付着する不要なインクを最小
限とすることができ、インクの垂れなどは発生しない。
ットの実施の一形態におけるインク使用状態の説明図で
ある。記録が始まると、主インク室2内のインクは連通
孔7から連通路5を経て、ジョイント口11から記録ヘ
ッド21へ供給される。記録ヘッド21へ供給されるイ
ンクは、インクタンク1と記録ヘッド21との接合部を
通過する。この接合部は、上述のように接合弾性部材2
2によって気密が保たれているので、インクが漏れ出し
たり、あるいは空気が侵入することはない。この接合部
を通過したインクは、フィルタ26を通り、インク供給
管24から記録チップ25へと供給される。
々に空気が主インク室2に侵入し、毛細管部材3内に広
がって行く。このとき、毛細管部材3の毛管力により、
安定した負圧でインクが記録ヘッド21に供給される。
ある程度のインクが消費された状態を図4(A)に示し
ている。
ぼ消費されると、第1のメニスカス形成部材8の表面に
空気が到達する。さらにインクが消費されると、ある一
定の負圧値(第1のメニスカス形成部材8の濾過精度に
よって決定されるインクのバブルポイント圧)が第1の
メニスカス形成部材8に加わり、第1のメニスカス形成
部材8上に形成されているインクのメニスカスを通して
空気が気泡となって、連通路5へ移動する。連通路5へ
移動した気泡は、連通路5の斜面に沿って中間インク室
4へ移動し、ここに集積される。中間インク室4に移動
した気泡の量だけ連通路5の負圧は緩和され、記録ヘッ
ド21における負圧は維持される。この状態を図4
(B)に示す。この動作が繰り返され、中間インク室4
および連通路5内のインクが消費されて、最後は空の状
態となる。
スカス形成部材8の両面が空気にさらされている。ま
た、図4(A)に示した状態においても、混入した気泡
によってまれに第1のメニスカス形成部材8の表面を覆
ってしまう場合がある。このような場合には、第1のメ
ニスカス形成部材8にインクのメニスカス形成がされな
くなるおそれある。しかし、第1のメニスカス形成部材
8に接してインク供給部9が設けられているので、この
インク供給部9の毛管力でインクが第1のメニスカス形
成部材8に供給される。そのため、第1のメニスカス形
成部材8は常に濡れた状態となり、メニスカスの形成が
維持でき、安定した負圧を維持して良好な記録を行なう
ことができる。
に、インクタンク1を取り外した場合でも、第1のメニ
スカス形成部材8よりもさらに細かい開口を有した第2
のメニスカス形成部材10が具備されているので、この
第2のメニスカス形成部材10のメニスカスでインクを
保持し、インクタンク1の内部の負圧は一定に保たれ、
インクの漏れは発生しない。また、接合弾性部材22の
形状が略傘状であり、内側に向けて弾性変形するため、
インクタンク1の凹部14に付着するインクは少なく、
インクの垂れなどは発生しない。さらに、接合弾性部材
22とインクタンク1の接合が凹部14で行なわれてい
るので、取り外したインクタンク1を例えば机上等に載
置した場合でも、凹部14に付着しているインクによっ
て机上等を汚損することはない。これによって、良好に
インクタンクを着脱することができる。
ドユニットの具体例の全体構成を構成部分ごとに分解し
た斜視図、図6は、同じくマニホールドの部分の3面図
である。図6(A),(B),(C)は、図5に示した
構成のうち、マニホールドの部分を組み立てた状態にお
いて、A方向,B方向,C方向から見た状態をそれぞれ
示している。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付
して説明を省略する。31はマニホールド部材、32は
ジョイント部材、33はプリント基板、34はフロント
ハット、35はインク導入部、41は溝部、42は爪
部、43は穴部である。この具体例では、複数色のイン
クを用いるカラープリンタに本発明を適用した場合の一
例を示している。ここでは、3色のインクを用いること
とした。なお、図5、図6では、保持部材27の図示を
省略した。
2が接合され、プリント基板33に取り付けられてい
る。プリント基板33には、ヘッドチップ25が取り付
けられ、インク吐出面側にフロントハット34が取り付
けられている。ジョイント部材32の上方からインクタ
ンク1が着脱自在に取り付けられ、インクタンク1から
供給されるインクがマニホールド23を通して記録チッ
プ25に供給される。
れぞれの色のインクを供給する。使用する色としては、
例えば、シアン、マゼンタ、イエローである。もちろ
ん、この色に限られるものではない。また、ブラックを
含めた4色を使用したり、2色あるいは5色以上の色を
用いることもでき、その場合には、色の数だけのインク
タンクを用いることができるように構成すればよい。ブ
ラックを用いる場合、他の色との使用量の違いから、ブ
ラックのインク流路を他の色よりも大きくすることもで
きる。なお、この発明は、1色のみの記録を行なう記録
装置においても同様に構成することができる。
インクタンクと接続されるように、3つのインク導入部
35を有している。各インク導入部35には、フィルタ
26,接合弾性部材22が設けられている。接合弾性部
材22は、インク導入部35の凸部が圧入されるように
装着される。これにより、インク導入部35と接合弾性
部材22との密閉を保ち、この部分でのインク漏れや空
気の侵入を防止している。接合弾性部材22は、その略
傘状の開口がインクタンク1が装着される側に向くよう
に装着される。
インクタンク1のジョイント部に設けられた凹部は、そ
れぞれ対応する接合弾性部材22に押圧される。このと
き、接合弾性部材22の略傘状の部分が内側に弾性変形
し、各インクタンク1の凹部の面に接合弾性部材22が
押圧されて密閉状態となり、接合部に密閉されたインク
流路が形成される。
ンク供給路を形成する溝部41が設けられており、上方
からジョイント部材32が接着剤で接合されることによ
り、インク供給路が形成される。この実施例では、ジョ
イント部材32に爪部42が設けられており、マニホー
ルド部材31の穴部43に係合して、結合力を発生させ
るようになっている。これにより、接着剤が固化する
間、マニホールド部材31とジョイント部材32を外部
から固定することなく簡単に結合が可能である。このよ
うにして形成されたインク供給路は、フィルタ26を介
してインク導入部35から導入されたインクを記録チッ
プ25に供給する。
力および制御信号、記録すべき画像の信号などを供給す
るための配線等が設けられた基板と、記録チップ25が
発生した熱を放熱するヒートシンクを一体にした金属基
板で構成されている。記録する画像にあわせて発熱体を
駆動するための駆動回路等が設けられることもある。プ
リント基板33と記録チップ25は、例えば、ワイヤボ
ンディングなどにより電気的に接続されている。
接合弾性部材22を記録ヘッド1側に設けているが、こ
れに限らず、インクタンク1側に設けることもできる。
この場合には、記録ヘッド1側の接合部は、接合弾性部
材22の圧接によって密閉されるように、周囲が高くな
った平坦な面を設けておけばよい。このような構成で
も、インク流路を密閉可能であり、さらに、接合弾性部
材22の形状が開口へ向けて小さくなっているので、接
合弾性部材22内に残留するインクを最小限とすること
ができる。また、開口が小さいのでインクの垂れを最小
限にとどめることができる。
によれば、インクを吐出するインク吐出部を有する記録
ヘッドと、該記録ヘッドにインクを供給する着脱可能な
インクタンクからなるインクジェット記録ユニットにお
いて、前記記録ヘッドに前記インクタンクとインク流路
の接合を行なう弾性体により構成された接合部材を設
け、該接合部材は頂部に開口が形成され内部に広がりを
有する傘状部を有しており、前記傘状部の前記頂部を前
記インクタンクの接合面に当接させ、前記傘状部を内側
に弾性変形させて、前記開口と前記インクタンクのジョ
イント口とを連通させてインク供給を行なうようにして
いるので、インクタンクの装着という簡単な操作で、記
録ヘッドとインクタンクの結合部の気密が得られ、この
結合部からのインク漏れや空気の混入を防ぐことができ
る。また、この接合部材による密閉結合は安定している
ため、印字品質等に悪影響を与えることはない。さら
に、この密閉状態は小さな押圧力のみで実現するため、
インクタンクの装着時のみならず、取り外しも容易であ
り、簡単にインクタンクの交換を行なうことができる。
する部分が絞り込まれた略傘状の形状であるので、この
接合部においてインクタンクにインクが付着する面積を
小さくできるため、使用途中でインクタンクが取り外さ
れた際にも、インクの垂れがなくなる。さらに、接合弾
性部材が当接するインクタンクの接合部に凹部を設けて
いるので、使用途中でインクタンクが取り外され、例え
ば、机上等に載置された際にも、机上を汚損するなどの
不都合は発生しないなど、種々の効果を有する。
の一形態を示す断面図である。
の一形態における接合部付近の拡大図である。
の一形態における接合弾性部材の一例を示す断面図であ
る。
の一形態におけるインク使用状態の説明図である。
の具体例の全体構成を構成部分ごとに分解した斜視図で
ある。
の具体例におけるマニホールドの部分の3面図である。
4…中間インク室、5…連通路、6…大気連通口、7…
連通孔、8…第1のメニスカス形成部材、9…インク供
給部、10…第2のメニスカス形成部材、11…ジョイ
ント口、12…嵌合突起、13…凸部、14…凹部、2
1…記録ヘッド、22…接合弾性部材、23…マニホー
ルド、24…インク供給管、25…記録チップ、26…
フィルタ、27…保持部材、28…爪部、29…バネ部
材、31…マニホールド部材、32…ジョイント部材、
33…プリント基板、34…フロントハット、35…イ
ンク導入部、41…溝部、42…爪部、43…穴部。
Claims (2)
- 【請求項1】 インクを吐出するインク吐出部を有する
記録ヘッドと、該記録ヘッドにインクを供給する着脱可
能なインクタンクからなるインクジェット記録ユニット
において、前記記録ヘッドに前記インクタンクとインク
流路の接合を行なう弾性体により構成された接合部材を
設け、該接合部材は頂部に開口が形成され内部に広がり
を有する傘状部を有しており、前記傘状部の前記頂部を
前記インクタンクの接合面に当接させ、前記傘状部を内
側に弾性変形させて、前記開口と前記インクタンクのジ
ョイント口とを連通させてインク供給を行なうようにし
たことを特徴とするインクジェット記録ユニット。 - 【請求項2】 前記インクタンクにおいて前記接合部材
が当接する接合面は、外壁面よりも凹んだ位置に設けら
れていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェ
ット記録ユニット。
Priority Applications (5)
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