JP3617328B2 - Inkjet recording device - Google Patents

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JP3617328B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体インクにより印字を行うインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、サーマルインクジェット方式のプリンタ(記録装置)が主流を占めてきている。このサーマルインクジェット方式の記録装置は、基板上にアレー状に配列された複数の発熱素子を有する印字ヘッド(インクジェットヘッド)を備え、この印字ヘッドの発熱素子を印字情報に応じて選択的に発熱させ、この発熱素子上に供給されるインクを加熱し、インクと発熱素子の界面に瞬時に気泡を発生させる膜沸騰現象を利用することにより各発熱素子に対応して配置されている微細なインク吐出口からインク滴を吐出して記録用紙に印字を行う。そして、印字で消費されたインクは、インクカートリッジから印字ヘッドに供給(補給)される。一般に、インクカートリッジは、印字ヘッドと別体のものと一体型のものとがある。
【0003】
図17は、上記のようなインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、このインクジェット記録装置1は、印字ヘッド2がキャリッジ3に保持されて、プラテンローラ4と対向している。キャリッジ3は、ガイドシャフト5により滑動自在に保持され、歯付きベルト6に係合している。歯付きベルト6は、モータ7が正逆両方向に回転することにより不図示のギアを介して正逆に回転駆動される。これにより、印字ヘッド2は、プラテン4に沿って、用紙8の図の両方向矢印Aで示す幅方向(主走査方向)に摺動しながら用紙8に文字や画像等を印字する。
【0004】
プラテン4は、補助ローラ9との間に用紙8を挟持し、モータ10に駆動されて用紙8を縦方向(副走査方向)へ間欠的に搬送し、これによって印字ヘッド2による印字が行順次に進行する。プラテン4の右端(図の斜め右上方向)に位置してヘッド清掃装置11が配設されている。このヘッド清掃装置11は、清掃口12を備え、この清掃口12は、印字ヘッド2が右端のホームポジションに在るとき、印字ヘッド2のインク吐出面に対峙する。このとき印字ヘッド2のインク吐出面が必要に応じて或は定期的に清掃口12により清掃装置11と係合して、インク吐出面の清掃が行われ、これにより、印字ヘッド2のインク吐出ノズルの目詰まりが解消または防止される。
【0005】
そして上記のキャリッジ3には黒インクカートリッジ13とカラー用インクカートリッジ14の2種類のインクカートリッジが着脱自在に装着されている。
図18は、上記のキャリッジ3と、そのキャリッジ3に装着された黒インクカートリッジ13とカラー用インクカートリッジ14を示す斜視図である。同図に示すように、キャリッジ3には、図17では図示を省略したロック蓋15a及び15bが配設されている。ロック蓋15aにはロック爪16aが設けられており、ロック蓋15bにはロック爪16bが設けられている。
【0006】
ロック蓋15aを閉じるとロック爪16aがキャリッジ3側面の係止部17aに係止して上記装着された黒インクカートリッジ13をキャリッジ3に固定する。同様に、ロック蓋15bを閉じるとロック爪16bがキャリッジ3側面の係止部17bに係止して上記装着されたカラー用インクカートリッジ14をキャリッジ3に固定する。キャリッジ3の後方下部には図17に示したガイドシャフト5に外嵌して係合する環状の係合部18が形成されている。
【0007】
図19は、上記のカラー用インクカートリッジ14の外観斜視図であり、一部を切り欠いて示している。
図20(a) は、カラー用インクカートリッジ14の製造時の組み立てを説明する斜視図であり、同図(b) はその出来上がりの側断面図である。図19及び図20(a),(b) に示すように、カラー用インクカートリッジ14は、カートリッジ本体19の内部を2つの隔壁21−1、21−2によって3つのインク室20(20−1、20−2、20−3)に仕切られている。各インク室20には、スポンジ等からなるインク保持部材22が内蔵され、減法混色の三原色であるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各インクがそれぞれ満タンに充填された後、蓋23がカートリッジ本体19に例えば超音波融着等で接着されて、工場から出荷される。
【0008】
上記の3つのインク室20には、それぞれその底部にインク供給部24が設けられており、その端部には例えばアルミ箔等からなるシール25が貼られている。これを、図18に示したように、キャリッジ3に装着してロック蓋15bを閉じると、インク供給部24がキャリッジ3に配設された印字ヘッド2との連通部(不図示)に連結され、後は各インク室のインクが印字ヘッド2へ供給されるようになっている。
【0009】
このようなインクカートリッジは、インクが空になると新品のインクカートリッジと交換される。インク残量の管理は、例えば、新品のインクカートリッジを装着してからの吐出ドット数等をプリンタ本体側で管理し、インク切れとなるとカートリッジ交換の警告報知を適宜に行うようにするのが一般的である。
【0010】
インクカートリッジ交換の際には、図17に示すキャリッジ3が、図の斜め右上方のヘッド清掃装置11が配設された近傍のホームポジション位置、つまり交換作業の行い易い位置に移動して行うようになっている。そして、上記のように印字ヘッド一体型でない場合は、インクカートリッジのみが取り外され、新しいインクカートリッジに交換されて使用される。また、印字ヘッド一体型のインクカートリッジであれば、印字ヘッド共々プリンタから取り外され、新しい印字ヘッド一体型のインクカートリッジに交換されて使用される。いずれにしても、インクカートリッジヘのインクの再充填は考慮されていない構成となっている。
【0011】
ところが、このようなインクの再充填が考慮されていないインクカートリッジに、プリンタの使用者によって、インクが再充填される場合がある。すなわち、各インク室20のカートリッジ本体19の外壁と共通な面の適宜な箇所に孔を空けてインク室20と外部とを連通させ、この孔を通して外部から同じ色のインクを再充填した後、その孔をシール紙や粘着材のついたフィルム紙などで塞ぐ、あるいはゴム材のような弾性部材を孔に詰めて塞さぐというものである。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように元のインクの残りがスポンジ体に吸収されたままとなっているインク保持部材に、新しいインクが再充填されると、製法の異なるインクが用いられることによって特性の異なるインクが混入されることになり、ましてや、低品質のインクを用いて再充填された場合には、インクに変質を来す虞がある。特に微妙な色の重ね合いによって原画像の色を再現するフルカラーの印字(印刷)では、印字形成された画像に不具合を生じることが少なくない。
【0013】
そればかりでなく、インクの変質が色合いだけではなく組成にも及ぶと、ノズルの目詰まりを引き起こしてプリンタ故障の原因ともなる。更には、低品質のインクが再充填に用いられた場合には残りインクとの混合による変質以前に、低品質のインク自体がノズル目詰まりの原因になり得る。また、インク吸収材との相性が良くないと、インク漏れや、これとは逆の供給不良などが発生する。更に、インクカートリッジに再充填用の孔を開けるため、インクカートリッジに強度不足が生じたり、孔の封止不足によるインク漏れなどが発生する。
【0014】
そして、このような不具合が発生した場合、印字ヘッド一体型であれ、カートリッジのみの交換式であれ、発生した不具合が再充填したインクによる不具合か、又はプリンタ本体(又は印字ヘッド)による不具合かの判断が極めてつけにくくなる。
【0015】
このように不具合の原因を明瞭に特定できないと、不具合発生の責任が曖昧となるばかりでなく、発生した不具合を装置の改良・改善のために役立てることが出来ない。装置の改良・改善ができないと、同様の不具合が将来も頻発する虞が多分にある。
【0016】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、実質的にインクの再充填が不可能なインクカートリッジを用いるインクジェット記録装置を提供することである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
以下に、本発明のインクジェット記録装置の構成を述べる。
本発明は、部隔壁を介し隣り合う 2 つの収容室を有し、該 2 つの収容室の一方の収容室内部にインクを収容し他方の収容室に上記インクとは異なる液体を収容したインクカートリッジを着脱自在に装着し該インクカートリッジから上記インクを供給しつつ印字ヘッドより吐出して用紙上に記録を行うインクジェット記録装置に適用される。
【0018】
本発明のインクジェット記録装置は、上記インクの吐出に基づいて上記インクカートリッジ内のインク収容量が所定量に減少したことに応じて上記インクカートリッジの交換を報知する交換指示報知手段と、該交換指示報知手段による上記カートリッジの交換報知に基づいて該カートリッジが装着位置から脱抜される前に上記内部隔壁に貫通部を形成し上記 2 つの収容室を連通させることで上記インクと上記液体を混合可能にして再度のインク補充を防止するインク補充防止隔壁貫通機構とを備えて構成される。
【0019】
これにより、インク切れで使用済となったインクカートリッジは実質的にインクの再充填が不可能となるので、素性不明のインクを使用することによる原因究明の困難な不具合の発生を防止することが出来、これによって、正規のインクカートリッジの使用による装置全体の長寿命化と印字品質の安定化を実現することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1(a) は、第1の実施の形態におけるインクジェット記録装置に適用されるカラー用インクカートリッジを一部切り欠いて示す外観斜視図であり、同図(b) は、その蓋取付け前の内部を示す斜視図である。このカラー用インクカートリッジ(以下、単にカートリッジという)30は、カートリッジ交換時にインク室内壁に孔を貫通させる機構を設けたカートリッジを示している。そして、この第1の実施の形態においては、後述する装置本体(インクジェット記録装置)のキャリッジのロック蓋との組み合わせによって構成されており、インク切れが生じてカートリッジ30を交換する際には、「カートリッジ30の内壁(仕切壁)を破壊しないとカートリッジ30をキャリッジから取り出せない」ように全体が構成されている。
【0021】
図2は、上記カートリッジ30の完成品の側断面図である。図1(a),(b) 及び図2に示すように、このカートリッジ30は、カートリッジ本体31内部を2つの仕切壁32及び33によって3つのインク室34、35及び36に仕切られている。各インク室34、35及び36には、スポンジ等からなるインク保持部材37が内蔵される。
【0022】
これらのインク室34、35及び36には、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)がそれぞれ満タンに充填されて、蓋38がカートリッジ本体30に例えば超音波融着等で接着されている。これら3つのインク室34、35及び36には、それぞれその底部にインク供給部39が設けられており、その端部には例えばアルミ箔等からなるシール40が貼られている。
【0023】
そして、図1(b) 及び図2に示すように、本例のカートリッジ30には例えばYインク室34とMインク室35とを仕切る仕切壁32に予め貫通孔41が穿設されている。そして、この貫通孔41には例えばアルミシール42が接着されていて、貫通孔41は封止されている。
【0024】
一方、Yインク室34の外壁43に筒部44が一体化されており、Yインク室34内の筒端部には、同様にアルミシール45が接着されている。従って、この貫通孔41、筒部44の構成を除けば従来例と同様の構造、すなわち、各Yインク室34、Mインク室35及びCインク室36は互いに隔離されている構造であるので、従来同様にスポンジ体を詰め込められ、インクが充填されたカートリッジ30を提供することができる。
【0025】
上記の筒部44には、先端が針又は鋭利な突起状のピン形状をなす貫通ピン46が嵌合している。貫通ピン46のカートリッジ外部へ突出する部分46aは、筒部44にややきつめに嵌合しているが、図1(b) にて矢印A方向に押すことができるようになっている。
【0026】
図3(a) は、上記のカートリッジ30が装着されるキャリッジの斜視図であり、装着されたカラー用のカートリッジと黒インクカートリッジと共に示している。また、同図(b),(c),(d) はキャリッジとカートリッジの係合状態を示す図である。尚、以下の説明では、黒インクカートリッジについては説明を省き、カラー用のカートリッジ30との関係を取り上げて説明する。
【0027】
先ず、同図(a) に示すように、キャリッジ48のロック蓋49には、キャリッジ本体側の係止部51に係止してカートリッジを固定する通常のロック爪52の他に、更に鉤型のロック部材53が設けられている。このキャリッジ48にカートリッジ30を載置すると、不図示のバネ部材等により下方から付勢されて、同図(b) に示すように、やや浮いた状態で設置される。
【0028】
この後ロック蓋49を同図(a),(b) の矢印Bで示すように閉じると、同図(c),(d) に示すように、カートリッジ30が下方に押し込まれて行き、一方では、カートリッジ30のインク供給部39がキャリッジ48に配設された印字ヘッドとの連通部54に連結されて各インク室のインクが印字ヘッドへ供給されるようになり、他方では、同図(c) の両方向矢印Cで示すように鉤部が前後に変位可能に弾力のあるロック部材53が貫通ピン46の突出部分46aと係合してロック蓋49をカートリッジ30に固定すると共に、ロック蓋49のロック爪52がキャリッジ本体の係止部51に係止してロック蓋49をキャリッジ本体に固定する。
【0029】
すなわち、図3(d) に示すようにロック蓋49が閉じられた後は、ロック部材53が貫通ピン46に引っかかって、ロック蓋49を開けようとしても開けられない、つまり、カートリッジ30を取り出せないように構成されている。この後、所定回数の印字が実行されて、インク切れとなったカートリッジ30をキャリッジ48から取り外すには、ユーザに特別の操作が要求される。
【0030】
図4(a),(b) は、キャリッジ48からカートリッジ30を取り出す方法を説明する図であり、同図(a) は図3(d) のD矢視断面図である。図3(d) 及び図4(a) に示すように、ロック蓋49のロック部材53は、貫通ピン46の突出部分46aに係止している。
【0031】
ここで、ユーザは、カートリッジ30の貫通ピン46(46a)を、図4(a) の矢印E方向へ押す操作を行うように決められている(又は表示パネル等に表示しても良い)。そして、ユーザが貫通ピン46(46a)を矢印E方向へ同図(b) に示すように押し込むと、貫通ピン46の突出部分46aがロック部材53との係合から外れて、ロック蓋49を開けることが出来る、つまり、カートリッジ30をキャリッジ48から取り出すことが出来るようになると共に、貫通ピン46の先端が、円筒部44のシール45と、仕切壁32の貫通孔41のシール42を突き破る。これにより、Yインク室34とMインク室35とが連通する。
【0032】
ここで、貫通ピン46が仕切壁32を貫通した使用済カートリッジ30は、Yインク室34とMインク室35との間が連通しているので、他のインクを充填しても、YインクとMインクが混合してしまうことになり、したがって、再び使用することは最早できない。
【0033】
尚、貫通ピン46を押し込む操作は、ユーザの手によらずに、同図(c) に示すように、装置本体側に押し部材機構55を設けて貫通ピン46を押し込むようにしてもよい。同図に示す押し部材機構55は、支持軸56に支持されて回転するカム57と、このカム57のピン58に一端の長溝孔が滑動自在に係合して支持軸59を支点にして回動する回動腕61と、この回動腕61の他端の長溝孔にピン62を滑動自在に係合させ、支持兼案内部材63に摺動自在に支持された押し棒部材64から成る。
【0034】
この構成においては、カム57が矢印Fで示す反時計回り方向に回転することにより、回動腕61が先ず初めには時計回り方向に、つまり、他端部が矢印G方向に回動して、押し棒部材64を矢印Hで示す貫通ピン46を押し込む方向に進出する。これにより、貫通ピン46は同図(b) に示すように、カートリッジ30内に押し込まれる。この後、引き続きカム57が反時計回り方向に回転することにより、回動腕61が逆転して反時計回り方向に回動し、押し棒部材64を矢印Jで示す基準位置(待機位置)に引き戻す。
【0035】
上記の例では、Y、M、Cのカラー用のカートリッジ30について説明したが黒インクカートリッジの場合も略同様に構成できる。
図5は、黒インクカートリッジの断面図である。同図に示すように、黒インクカートリッジ65は、インク室66の外側に別室67が設けられる。この別室67には例えば水あるいは他の液体を充填しておく。そして、この別室67と黒インク室66とを仕切る仕切壁68に予め貫通孔69を形成して、アルミシール71で封止し、別室67の外壁72に筒部73を一体化して設け、内部先端部をアルミシール74で封止する。筒部73には貫通ピン75が配設される。
【0036】
この場合も同様に、インク切れで使用済みとなった黒インクカートリッジ65は、キャリッジ48から取り出される前に、アルミシール71が突き破られてインク室の封止が解除され、別室67の水または他の液体が、インク室66に混入するので、たとえインクを再充填しても使用することはできない。
【0037】
ところで、上記の例ではキャリッジにYMC用のカートリッジと黒用のカートリッジを同時に装着しているが、YMC用のカートリッジとこれと同型の黒用のカートリッジ(黒インクの容量がカラー単色インクの3倍ある)とを使い分けるようにしたものがある。つまり、カラー画像を印字するときはYMC用のカートリッジをキャリッジに装着し、文章等を印字するときは、YMC用のカートリッジをキャリッジから取り外して黒用のカートリッジと交換するものである。
【0038】
これであると、一旦キャリッジに装着したカートリッジを使用途中で取り出す際に、上記のように二度と使えなくなるようでは、不経済であり、ユーザが困ることになる。そこで、そのような場合、又は何らかの保守作業を行うためにカートリッジを途中で取り出したい場合の例を以下に説明する。
【0039】
図6(a) は、第2の実施の形態におけるインクジェット記録装置に適用されるカートリッジを一部切り欠いて示す外観斜視図であり、同図(b) は、その蓋取付け前の内部を示す斜視図、同図(c) は、その完成品の側断面図である。同図(a),(b),(c) に示すように、この例におけるカートリッジ76は、上述した図1(a),(b) 及び図2のカートリッジ30が筒部44に貫通ピン46を内蔵していたのに対して、その貫通ピン46を、図6(c) に示すように、筒部77から除去した構成となっている。
【0040】
つまり、仕切壁79の貫通孔と筒部77の内端部が単に封止されているだけであり、筒部77の外端部もシール部材78で単に封止されているだけである。その他の構成は図1(a),(b) 及び図2のカートリッジ30と略同じ構成である。ただ、上記のように筒部77に貫通ピンが無い分だけ外観がやや異なり、外部への突出部分がなく側面が平滑に形成されている。
【0041】
図7は、上記のカートリッジ76が装着されるインクジェット記録装置を示す斜視図である。同図に示すインクジェット記録装置80の、印字ヘッド82、キャリッジ83、プラテンローラ84、ガイドシャフト85、歯付きベルト86、ベルトモータ87、用紙88、補助ローラ89、プラテンモータ90、ヘッド清掃装置91及び清掃口92の構成は、図17に示したインクジェット記録装置1の、印字ヘッド2、キャリッジ3、プラテンローラ4、ガイドシャフト5、歯付きベルト6、モータ7、用紙8、補助ローラ9、モータ10、ヘッド清掃装置11及び清掃口12の構成と同様である。
【0042】
上記のキャリッジ83には、図6に示したカートリッジ76と黒用カートリッジ93が装着される。そして、キャリッジ83のホームポジション(ヘッド清掃装置91上方の空間部)よりも更に端部側にキャリッジ移動スペース94を設けてあり、ここに突きピン95が固設されている。
【0043】
この第2の実施の形態においては、通常の使用期間中はカートリッジ76を交換することができる。そして、その場合に、カートリッジ76の仕切壁79(図6(c) 参照)が貫通されることはない。本例では、カートリッジ交換のタイミングは装置本体(インクジェット記録装置80)の制御機構による制御によってキャリッジ83を最右端へ移動させて行うようになっている。
【0044】
図8は、上記インクジェット記録装置80のシステム構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置80のシステム構成は、キャリッジ83に配置されている部分である移動部96と、その他の固定配置されている部分である静止部(制御部)97とに分かれている。上記一方の移動部96は、印字ヘッド82を印字駆動するドライバ98を備えている。
【0045】
そして、他方の静止部97は、MPU(micro processing unit) 99と、このMPU99にバス101を介して接続されたI/F(インターフェース)102及びヘッド制御部103、並びに上記I/F102に接続されたメモリA104及びヘッド制御部103に接続されたメモリB105からなる。
【0046】
このインクジェット記録装置80には、ホスト機器であるPC(パーソナルコンピュータ)106から、I/F102を介して、印字データ及び制御データが入力する。MPU99は、I/F102を介しメモリA104を制御しながら上記の印字データ及び制御データを受信する。また、MPU99には、各部を監視するセンサの出力107が入力し、MPU99からは用紙88を搬送させるためのモータ90や歯付きベルト86(つまり印字ヘッド82)を往復移動させるためのベルトモータ87を回転させる駆動信号108が出力される。
【0047】
また、MPU99は、ヘッド制御部103を介してメモリB105に1ライン毎の印字データを展開し、その展開した印字データに基づいて、ヘッド制御部103及び図7には図示を省略したフレキシブル通信ケーブル109を介してドライバ98を制御する。また、MPU99は、これら各部を上記センサの出力107を参照しながら駆動する。そして、上記の印字データに基づいてインク吐出量を演算し、カートリッジ76内のインク残量を検出する。
【0048】
一般に、例えば解像度が720dpi(ドット/インチ)のインクジェット記録装置では通常インク1滴(1ドット)の吐出量は約20pl(ピコリットル)、解像度が300dpiであれば1ドットのインク吐出量は約50plである。また、画像の場合のインク付着率(印字率)は平均して50%程度、文章の印字では印字率は5%程度である。また、通常のインクカートリッジのインク室容量は10ml(ミリリットル)の場合が多い。そして、A4判の用紙の印字有効領域は、解像度を300dpiとした場合に略2460×3300ドットに設定されている場合が多い。これらのことから、インク吐出量を演算してカートリッジ76内のインク残量を検出することは容易である。
【0049】
上記の構成において、MPU99は、インク吐出量を演算して、カートリッジ76がインク切れになったことを認識すると、キャリッジ83を装置本体の最右端へ移動させる。
【0050】
図9(a),(b),(c) は、キャリッジ83を装置本体の最右端へ移動させることによって生じるカートリッジ76に対する突きピン95の動作状態を示す図である。キャリッジ83が装置本体の最右端へ移動していくと、同図(a) に示すように、装置本体側の突きピン95が相対的にカートリッジ76に接近し、やがて同図(b) に示すように、外壁側の筒部77の外端部のシール部材78を突き破って筒部77に進入し、更に同図(c) に示すように、筒部77の内端部のシール部材111と仕切壁79の貫通孔112のシール部材113とを突き破って貫通孔112の封止を解除する。これにより、Yインク室114とMインク室115とが貫通孔112を介して連通する。
【0051】
図10(a) は、上記のようにしてキャリッジ83を装置本体の最右端へ移動させてから、ヘッド清掃装置91上方のホームポジションに引き戻して、キャリッジ83から取り外したカートリッジ76を示している。同図(a) に示すように、Yインク室114とMインク室115とが連通しているので最早このカートリッジ76にインクを再充填して使用することはできない。尚、この場合も、図4(c) に示した押し部材機構と同様な本体側ピン移動機構を設けてもよい。
【0052】
同図(b) は、そのような本体側ピン移動機構116を示しており、このようにすると、図7のようにキャリッジ移動距離を長く設定する必要がなく、装置本体の幅をより狭く、つまり小型に維持することができる。この本体側ピン移動機構116の構造は、図4(c) の押し部材機構55の押し棒部材64に代えて、その先端を鋭く尖らせた状態の突き破りピン部材117に変更したものであり、その他の構成は図4(c) の押し部材機構55の構成と同様である。尚、突き破りピン117としては、ソレノイド等を配設して瞬間的に突き破りピンを作動させてシール部を突き破るよう種々の変形が可能である。
【0053】
ところで、カートリッジとしては、図9(c) に示すような貫通孔112を設けずに、Yインク室114とMインク室115間の仕切壁79を直接貫通破壊するようにすることもできる。
【0054】
図11(a) は、そのような第3の実施の形態におけるインクジェット記録装置に適用されるカートリッジの完成品側断面図であり、同図(b) は、そのカートリッジが装着されるインクジェット記録装置の斜視図である。同図(a) に示すように、カートリッジ120には、その外壁121に、図6(c) に示したカートリッジ76の筒部77と同様の筒部122を一体に備えているが、仕切壁123に貫通孔は設けられていない。
【0055】
このカートリッジ120が装着される一方のインクジェット記録装置には、同図(b) に示すように、ホームポジションの外側に回転貫通機構124とモータ125からなる仕切壁貫通機構が設けられている。尚、同図(b) にはキャリッジ126と、このキャリッジ126に装着される上記カートリッジ120のみに番号を付与して示しており、その他の構成部分は、図7に示したインクジェット記録装置80の構成からキャリッジ移動スペース94と突きピン95を除いた構成と同一であるので、番号を省略して示している。
【0056】
図12(a) は、上記の回転貫通機構124の構造を透視的に示す斜視図であり、同図(b) は、その回転貫通機構124とモータ125との係合状態を示す側断面図である。同図(a),(b) に示すように、回転貫通機構124は、ドリル刃127を先端に有する回転貫通部材128とこの回転貫通部材128を支持する支持部材129からなる。
【0057】
支持部材129内には〆ネジ131が切られており、この〆ネジ131内に回転貫通部材128のオネジ部132が螺合している。この回転貫通部材128のモータ側端からは偏平な穴133が穿設されていて、この穴133内にモータ134の回転軸の偏平な端部135が嵌合している。
【0058】
図13(a),(b),(c) は、キャリッジ126をホームポジションへ移動させた後、装置本体側の上記の仕切壁貫通機構を駆動することによって生じるカートリッジ120に対する回転貫通機構124の動作状態を示す図である。同図(a) に示すように、回転貫通機構124のドリル刃127は筒部122に対峙している。モータ125により回転貫通部材128が回転駆動され、支持部材129の〆ネジ131に螺合する回転貫通部材128のオネジ部132が〆ネジ131に沿って進出する。
【0059】
これにより、同図(b) に示すように、ドリル刃127が筒部122内に進入し、更に、同図(c) に示すように、仕切壁123に突き入ってこれを破壊する。これによって、仕切壁123の両側の2つのインク室が連通し、カートリッジ120のインク再充填を不能にする。尚、上記の回転貫通機構を装置本体側に設ける代わりに、カートリッジに内蔵しておくこともできる。
【0060】
図14(a) は、そのように回転貫通機構をカートリッジに内蔵した例を示す図であり、同図(b) は、その回転貫通機構を駆動する装置本体側のモータを示す図である。同図(a) に示すように、カートリッジ136の外壁137には、〆ネジ付き筒部138が一体に形成され、この筒部138内に、ドリル刃139を先端に備えた回転貫通部材140が螺合している。回転貫通部材140の外端部から偏平な穴141が内部へ穿設されており、この孔141及び回転貫通部材140の外端部を覆ってシール部材142が外壁137接着されている。
【0061】
キャリッジがホームポジションから更に装置右端に寄ると、同図(b) に示す装置本体側のモータ143の回転軸の偏平端部144が、シール部材142を突き破って偏平な穴141に嵌入し、モータ143が回転して回転貫通部材140を左方へ送り出し、ドリル刃139が仕切壁145に設けられている孔146を封止しているシール部材147を突き破って仕切壁145の両側のインク室を連通させる。尚、孔146を形成せず仕切壁145のみとしてもよい。
【0062】
図15(a) は、第4の実施の形態におけるインクジェット記録装置に適用されるカートリッジを一部切り欠いて示す外観斜視図であり、同図(b) は、その蓋取付け前の内部を示す斜視図、同図(c) は、その完成品の側断面図である。本例では、Yインク室とMインク室間の仕切壁にシール部材を設ける点は上述した例と同様であるが、このシール部材を破壊するのに電気的制御を用いるようにしている。
【0063】
すなわち、同図(a),(b),(c) に示すように、仕切壁148には大きな開口149が設けられ、これに対応して比較的薄いシール部材で作られたシール壁151が接着される。シール壁151にはニクロム線152が配線されており、その両端152a、152bがカートリッジ150の外壁153の電極154a、154bと接続されている。電極154a、154bは、キャリッジがホームポジション等へ移動した際に、装置本体側の2つの電極155と電気接続するようになっている。
【0064】
図16は、上記カートリッジが装着される本実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図である。同図は、図11(b) に示したインクジェット記録装置の構成から回転貫通機構124とモータ125とを取り除き、新たに電源電極を取り付けたものであり、その他の構成は図11(b) のインクジェット記録装置の構成と同一であるので、各構成部分については特に番号を付与して示してはいない。
【0065】
図16に示すインクジェット記録装置において、図15(a),(b),(c) に示したカートリッジ150がインク切れとなった際には、キャリッジ156を右端のホームポジションへ移動させて、カートリッジ150のニクロム線152の電極154a及び154bと装置本体側の電極155(155a、155b)とを接触させた状態で、電源157(図15(c) 参照)のスイッチ回路を所定時間オンさせるように制御する。これにより、ニクロム線152が発熱してシール壁151をその配線路に沿って融解させる。その結果、仕切壁148の仕切りが破れて両側のYインク室とMインクが連通する。尚、この例では仕切壁148に大きな開口149を設けているが、これに限ることなく、シール部材で封止する孔を小さく形成して、その封止シールにヒータを配設するようにしてもよい。要は孔を介して両側のインク室が連通するようにすればよい。
【0066】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、インク切れで使用済みのカートリッジの内壁部が自動的に破壊されるので、インクカートリッジへのインクの再充填を防止でき、これにより、使用済カートリッジに仕様の異なるインクを再充填して用いることにより発生する印字ヘッドやプリンタ本体の故障を防止でき、したがって、安心して品質の良好な印字を長期に亘って実施することができる。また、故障が発生した場合には早期に原因を究明して改良・改善を行うことができ、したがって、製品に対する信用を維持できると共に、不具合の発生に即応して適切な改良を重ねていくたゆまぬ技術の向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) は第1の実施の形態におけるインクジェット記録装置に適用されるカラー用インクカートリッジを一部切り欠いて示す外観斜視図、(b) はその蓋取付け前の内部を示す斜視図である。
【図2】図1のカートリッジの完成品の側断面図である。
【図3】(a) は図2のカートリッジが装着されるキャリジの斜視図、(b),(c),(d) はキャリッジとカートリッジの係合状態を示す図である。
【図4】(a),(b) は図3のキャリッジからカートリッジを取り出す方法を説明する図、(c) は別例として装置本体側に設けられる押し部材機構を示す図である。
【図5】第1の実施の形態に係る黒インクカートリッジの断面図である。
【図6】(a) は第2の実施の形態のインクジェット記録装置に適用されるカートリッジを一部切り欠いて示す外観斜視図、(b) はその蓋取付け前の内部を示す斜視図、(c) はその完成品の側断面図である。
【図7】図6のカートリッジが装着されるインクジェット記録装置の斜視図である。
【図8】図7のインクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図9】(a),(b),(c) は第2の実施の形態においてキャリッジの最右端への移動によるカートリッジに対する突きピンの動作状態を示す図である。
【図10】(a) は装置本体のキャリッジから取り外した使用済みのカートリッジを示す図、(b) は別例としての本体側ピン移動機構を示す図である。
【図11】(a) は第3の実施の形態のインクジェット記録装置に適用されるカートリッジの完成品側断面図、(b) はそのカートリッジが装着されるインクジェット記録装置の斜視図である。
【図12】(a) は図11のインクジェット記録装置の回転貫通機構の構造を透視的に示す斜視図、(b) は回転貫通機構とモータとの係合状態を示す側断面図である。
【図13】(a),(b),(c) はホームポジションにおけるカートリッジに対する回転貫通機構の動作状態を示す図である。
【図14】(a) は回転貫通機構をカートリッジに内蔵した例を示す図、(b) はそれを駆動する装置本体側のモータを示す図である。
【図15】(a) は第4の実施の形態におけるインクジェット記録装置に適用されるカートリッジを一部切り欠いて示す外観斜視図、(b) はその蓋取付け前の内部を示す斜視図、(c) はその完成品の側断面図である。
【図16】図15のカートリッジが装着されるインクジェット記録装置の斜視図である。
【図17】従来のインクジェット記録装置を模式的に示す斜視図である。
【図18】従来のインクジェット記録装置のキャリッジとキャリッジに装着された黒インクカートリッジとカラー用インクカートリッジを示す斜視図である。
【図19】従来のカラー用インクカートリッジの外観を示す一部切り欠き斜視図である。
【図20】(a) は従来のカラー用インクカートリッジの製造時の組み立てを説明する斜視図、(b) はその出来上がりの側断面図である。
【符号の説明】
1 従来のインクジェット記録装置
2 印字ヘッド
3 キャリッジ
4 プラテンローラ
5 ガイドシャフト
6 歯付きベルト
7 モータ
8 用紙
9 補助ローラ
10 モータ
11 ヘッド清掃装置
12 清掃口
13 黒インクカートリッジ
14 カラー用インクカートリッジ
15a、15b ロック蓋
16a、16b ロック爪
17a、17b 係止部
18 環状係合部
19 カートリッジ本体
20(20−1、20−2、20−3) インク室
21−1、21−2 隔壁
22 インク保持部材
23 蓋
24 インク供給部
25 シール
30 第1の実施の形態に係るカラー用インクカートリッジ
31 カートリッジ本体
32、33 仕切壁
34、35、36 インク室
37 インク保持部材
38 蓋
39 インク供給部
40 シール
41 貫通孔
42 アルミシール
43 インク室外壁
44 筒部
45 アルミシール
46 貫通ピン
46a 突出部分
48 キャリッジ
49 ロック蓋
51 係止部
52 ロック爪
53 鉤型のロック部材
54 連通部
55 押し部材機構
56 支持軸
57 カム
58 ピン
59 支持軸
61 回動腕
62 ピン
63 支持兼案内部材
64 押し棒部材
65 第1の実施の形態に係る黒インクカートリッジ
66 インク室
67 別室
68 仕切壁
69 貫通孔
71 アルミシール
73 筒部
74 アルミシール
75 貫通ピン
76 第2の実施の形態に係るカラー用インクカートリッジ
77 筒部
78 シール部材
79 仕切壁
80 第2の実施の形態におけるインクジェット記録装置
82 印字ヘッド
83 キャリッジ
84 プラテンローラ
85 ガイドシャフト
86 歯付きベルト
87 ベルトモータ
88 用紙
89 補助ローラ
90 プラテンモータ
91 ヘッド清掃装置
92 清掃口
93 黒用カートリッジ
94 キャリッジ移動スペース
95 突きピン
96 移動部
97 静止部(制御部)
98 ドライバ
99 MPU(micro processing unit)
101 バス
102 I/F(インターフェース)
103 ヘッド制御部
104 メモリA
105 メモリB
106 PC(パーソナルコンピュータ)
107 センサの出力
108 駆動信号
111、113 シール部材
112 貫通孔
114 Yインク室
115 Mインク室
116 本体側ピン移動機構
117 突き破りピン部材
120 第3の実施の形態に係るカラー用インクカートリッジ
121 外壁
122 筒部
123 仕切壁
124 回転貫通機構
125 モータ
126 キャリッジ
127 ドリル刃
128 回転貫通部材
129 支持部材
131 〆ネジ
132 オネジ部
133 偏平な穴
134 モータ
135 回転軸の偏平な端部
136 カートリッジ
137 外壁
138 〆ネジ付き筒部
139 ドリル刃
140 回転貫通部材
141 偏平な穴
142 シール部材
143 置本体側のモータ
144 回転軸偏平端部
145 仕切壁
146 孔
147 シール部材
148 仕切壁
149 大きな開口
150 カートリッジ
151 シール壁
152 ニクロム線
152a、152b 両端
153 外壁
154a、154b カートリッジ電極
155(155a、155b) 本体側電極
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs printing with liquid ink.
[0002]
[Prior art]
In recent years, thermal ink jet printers (recording apparatuses) have become mainstream. The thermal ink jet recording apparatus includes a print head (ink jet head) having a plurality of heat generating elements arranged in an array on a substrate, and the heat generating elements of the print head are selectively heated according to print information. The fine ink discharge arranged corresponding to each heating element is performed by heating the ink supplied onto the heating element and utilizing the film boiling phenomenon that instantaneously generates bubbles at the interface between the ink and the heating element. Ink droplets are ejected from the outlet to print on the recording paper. The ink consumed for printing is supplied (supplemented) from the ink cartridge to the print head. In general, there are ink cartridges that are separate from the print head and those that are integrated.
[0003]
FIG. 17 is a perspective view schematically showing the ink jet recording apparatus as described above. As shown in the figure, in the ink jet recording apparatus 1, the print head 2 is held by a carriage 3 and faces the platen roller 4. The carriage 3 is slidably held by a guide shaft 5 and is engaged with a toothed belt 6. The toothed belt 6 is driven to rotate forward and backward via a gear (not shown) when the motor 7 rotates in both forward and reverse directions. As a result, the print head 2 prints characters, images, and the like on the paper 8 while sliding along the platen 4 in the width direction (main scanning direction) indicated by the double arrow A in the drawing of the paper 8.
[0004]
The platen 4 sandwiches the paper 8 between the auxiliary rollers 9 and is driven by a motor 10 to intermittently convey the paper 8 in the vertical direction (sub-scanning direction). Proceed to. A head cleaning device 11 is disposed at the right end of the platen 4 (in the oblique upper right direction in the figure). The head cleaning device 11 includes a cleaning port 12 that faces the ink ejection surface of the print head 2 when the print head 2 is at the rightmost home position. At this time, the ink discharge surface of the print head 2 is engaged with the cleaning device 11 by the cleaning port 12 as necessary or periodically, and the ink discharge surface is cleaned, whereby the ink discharge surface of the print head 2 is discharged. Nozzle clogging is eliminated or prevented.
[0005]
Two types of ink cartridges, a black ink cartridge 13 and a color ink cartridge 14, are detachably mounted on the carriage 3.
FIG. 18 is a perspective view showing the carriage 3, the black ink cartridge 13 and the color ink cartridge 14 mounted on the carriage 3. As shown in the figure, the carriage 3 is provided with lock lids 15a and 15b (not shown in FIG. 17). The lock lid 15a is provided with a lock claw 16a, and the lock lid 15b is provided with a lock claw 16b.
[0006]
When the lock lid 15 a is closed, the lock claw 16 a is locked to the locking portion 17 a on the side surface of the carriage 3 to fix the mounted black ink cartridge 13 to the carriage 3. Similarly, when the lock lid 15 b is closed, the lock claw 16 b is locked to the locking portion 17 b on the side surface of the carriage 3, and the mounted color ink cartridge 14 is fixed to the carriage 3. An annular engaging portion 18 is formed at the lower rear portion of the carriage 3 so as to be engaged with the guide shaft 5 shown in FIG.
[0007]
FIG. 19 is an external perspective view of the color ink cartridge 14 described above, with a part cut away.
FIG. 20A is a perspective view for explaining assembly at the time of manufacturing the color ink cartridge 14, and FIG. 20B is a side sectional view of the finished product. 19 and 20A and 20B, the color ink cartridge 14 has three ink chambers 20 (20-1) inside the cartridge main body 19 by two partition walls 21-1 and 21-2. , 20-2, 20-3). Each ink chamber 20 has a built-in ink holding member 22 made of sponge or the like, and each ink of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C), which are three primary colors of subtractive color mixing, is fully filled. Thereafter, the lid 23 is adhered to the cartridge body 19 by, for example, ultrasonic fusion, and shipped from the factory.
[0008]
Each of the three ink chambers 20 is provided with an ink supply unit 24 at the bottom thereof, and a seal 25 made of, for example, aluminum foil or the like is attached to the end thereof. When this is mounted on the carriage 3 and the lock lid 15 b is closed as shown in FIG. 18, the ink supply unit 24 is connected to a communication part (not shown) with the print head 2 disposed on the carriage 3. Thereafter, the ink in each ink chamber is supplied to the print head 2.
[0009]
Such an ink cartridge is replaced with a new ink cartridge when the ink becomes empty. The remaining amount of ink is managed, for example, by managing the number of ejected dots after installing a new ink cartridge on the printer body side, and appropriately issuing a warning for cartridge replacement when the ink runs out. Is.
[0010]
When the ink cartridge is replaced, the carriage 3 shown in FIG. 17 is moved to a home position near the position where the head cleaning device 11 in the upper right side of the drawing is disposed, that is, a position where the replacement work can be easily performed. It has become. If the print head is not integrated as described above, only the ink cartridge is removed and replaced with a new ink cartridge. In addition, if the print head integrated ink cartridge is used, the print head is removed from the printer and replaced with a new print head integrated ink cartridge. In any case, refilling of ink into the ink cartridge is not considered.
[0011]
However, there is a case where the ink is not refilled by the user of the printer and the ink cartridge is not considered. That is, after making a hole in an appropriate portion of the surface common to the outer wall of the cartridge body 19 of each ink chamber 20 to connect the ink chamber 20 and the outside, and refilling the same color ink from the outside through this hole, The hole is closed with a seal paper or a film paper with an adhesive material, or an elastic member such as a rubber material is filled into the hole and closed.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, when new ink is refilled in the ink holding member in which the remaining of the original ink is still absorbed by the sponge body, inks having different characteristics can be obtained by using different inks. In other words, if the ink is refilled with low quality ink, the ink may be deteriorated. In particular, in full-color printing (printing) in which the color of an original image is reproduced by superimposing subtle colors, problems are often caused in the printed image.
[0013]
Not only that, but when the quality of the ink changes not only to the hue but also to the composition, it causes nozzle clogging and printer failure. Furthermore, when low-quality ink is used for refilling, the low-quality ink itself can cause nozzle clogging before the quality change due to mixing with the remaining ink. Also, if the compatibility with the ink absorbing material is not good, ink leakage or supply failure opposite to this occurs. Further, since a hole for refilling is formed in the ink cartridge, the ink cartridge has insufficient strength, or ink leakage due to insufficient sealing of the hole occurs.
[0014]
When such a problem occurs, whether it is a print head integrated type or a cartridge-only replaceable type, the generated problem is a problem caused by refilled ink or a problem caused by the printer main body (or print head). Judgment becomes extremely difficult.
[0015]
If the cause of the failure cannot be clearly identified in this way, the responsibility for the occurrence of the failure is not only ambiguous, but the generated failure cannot be used for improving or improving the apparatus. If the device cannot be improved / improved, there is a possibility that similar problems will frequently occur in the future.
[0016]
An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus using an ink cartridge which is substantially impossible to refill ink in view of the above-described conventional situation.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the ink jet recording apparatus of the present invention will be described below.
The present inventionInsideThe partition wallNext to each other 2 Two containment chambers, 2 One of the two containment chambersContains ink insideA liquid different from the ink is stored in the other storage chamber.From the ink cartridgeThe inkSupplyWhilePrint headInThe present invention is applied to an ink jet recording apparatus that performs recording on a sheet by discharging more.
[0018]
An ink jet recording apparatus according to the present invention includes an exchange instruction notifying unit for notifying the replacement of the ink cartridge in response to a decrease in the amount of ink contained in the ink cartridge based on the ejection of the ink, and the replacement instruction. Based on notification of replacement of the cartridge by the notification means, a through-hole is formed in the internal partition before the cartridge is removed from the mounting position.And above 2 Ink replenishment prevention by allowing the ink and the liquid to be mixed by connecting two storage chambers to prevent refilling of the inkAnd a partition wall penetration mechanism.
[0019]
As a result, ink cartridges that have been used up due to running out of ink are substantially unable to be refilled with ink, so that it is possible to prevent the occurrence of problems that are difficult to determine the cause of using ink of unknown identity. This makes it possible to extend the life of the entire apparatus and stabilize the printing quality by using a regular ink cartridge.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1A is an external perspective view showing a color ink cartridge partially applied to the ink jet recording apparatus according to the first embodiment, and FIG. It is a perspective view which shows an inside. The color ink cartridge (hereinafter simply referred to as a cartridge) 30 is a cartridge provided with a mechanism for penetrating a hole in the ink chamber wall when the cartridge is replaced. In the first embodiment, the apparatus body (inkjet recording apparatus), which will be described later, is combined with a carriage lock lid, and when the cartridge 30 is replaced when ink runs out, The whole is configured so that the cartridge 30 cannot be removed from the carriage unless the inner wall (partition wall) of the cartridge 30 is destroyed.
[0021]
FIG. 2 is a side sectional view of a finished product of the cartridge 30. As shown in FIGS. 1A, 1B and 2, the cartridge 30 is divided into three ink chambers 34, 35 and 36 by two partition walls 32 and 33 inside the cartridge body 31. Each ink chamber 34, 35 and 36 has an ink holding member 37 made of sponge or the like.
[0022]
These ink chambers 34, 35, and 36 are filled with yellow ink (Y), magenta ink (M), and cyan ink (C), respectively, and the lid 38 is ultrasonically fused to the cartridge body 30. It is adhered with etc. Each of the three ink chambers 34, 35, and 36 is provided with an ink supply unit 39 at the bottom thereof, and a seal 40 made of, for example, aluminum foil or the like is attached to the end thereof.
[0023]
As shown in FIGS. 1B and 2, in the cartridge 30 of this example, a through hole 41 is previously formed in the partition wall 32 that partitions the Y ink chamber 34 and the M ink chamber 35, for example. For example, an aluminum seal 42 is bonded to the through hole 41, and the through hole 41 is sealed.
[0024]
On the other hand, a cylindrical portion 44 is integrated with the outer wall 43 of the Y ink chamber 34, and an aluminum seal 45 is similarly bonded to the cylindrical end portion in the Y ink chamber 34. Accordingly, except for the configuration of the through hole 41 and the cylindrical portion 44, the structure is the same as that of the conventional example, that is, the Y ink chamber 34, the M ink chamber 35, and the C ink chamber 36 are separated from each other. It is possible to provide a cartridge 30 that is filled with a sponge body and filled with ink as in the prior art.
[0025]
The cylindrical portion 44 is fitted with a penetrating pin 46 having a pin shape with a needle or a sharp projecting tip. A portion 46a of the penetrating pin 46 protruding outside the cartridge is slightly tightly fitted to the cylindrical portion 44, but can be pushed in the direction of arrow A in FIG. 1 (b).
[0026]
FIG. 3A is a perspective view of a carriage to which the cartridge 30 is mounted, and shows the mounted color cartridge and black ink cartridge. FIGS. 4B, 4C, and 4D are views showing the engagement state of the carriage and the cartridge. In the following description, the description of the black ink cartridge will be omitted, and the relationship with the color cartridge 30 will be described.
[0027]
First, as shown in FIG. 6A, the lock lid 49 of the carriage 48 is further provided with a hook-shaped type in addition to a normal lock claw 52 that is locked to the locking portion 51 on the carriage body side and fixes the cartridge. The locking member 53 is provided. When the cartridge 30 is placed on the carriage 48, it is urged from below by a spring member (not shown), and is installed in a slightly floating state as shown in FIG.
[0028]
Thereafter, when the lock lid 49 is closed as indicated by an arrow B in FIGS. 7A and 7B, the cartridge 30 is pushed downward as shown in FIGS. Then, the ink supply part 39 of the cartridge 30 is connected to the communication part 54 with the print head provided in the carriage 48 so that the ink in each ink chamber is supplied to the print head. c) As shown by a double-pointed arrow C, the elastic lock member 53 engages with the protruding portion 46a of the penetrating pin 46 so that the collar portion can be displaced back and forth to fix the lock lid 49 to the cartridge 30, and the lock lid The 49 lock claws 52 are engaged with the engagement portions 51 of the carriage body, and the lock lid 49 is fixed to the carriage body.
[0029]
That is, as shown in FIG. 3D, after the lock lid 49 is closed, the lock member 53 is caught by the through pin 46 and cannot be opened even if the lock lid 49 is opened. That is, the cartridge 30 can be taken out. Is configured to not. Thereafter, a predetermined number of times of printing is executed, and a special operation is required from the user to remove the cartridge 30 that has run out of ink from the carriage 48.
[0030]
4A and 4B are views for explaining a method of taking out the cartridge 30 from the carriage 48, and FIG. 4A is a cross-sectional view taken along arrow D in FIG. 3D. As shown in FIG. 3D and FIG. 4A, the lock member 53 of the lock lid 49 is engaged with the protruding portion 46 a of the penetrating pin 46.
[0031]
Here, the user is determined to push the penetrating pin 46 (46a) of the cartridge 30 in the direction of arrow E in FIG. 4A (or may be displayed on a display panel or the like). When the user pushes the penetrating pin 46 (46a) in the direction of arrow E as shown in FIG. 5B, the protruding portion 46a of the penetrating pin 46 is disengaged from the lock member 53, and the lock lid 49 is removed. The cartridge 30 can be removed from the carriage 48, and the tip of the through pin 46 breaks through the seal 45 of the cylindrical portion 44 and the seal 42 of the through hole 41 of the partition wall 32. As a result, the Y ink chamber 34 and the M ink chamber 35 communicate with each other.
[0032]
Here, in the used cartridge 30 in which the penetrating pin 46 penetrates the partition wall 32, the Y ink chamber 34 and the M ink chamber 35 communicate with each other. The M ink will be mixed, so it can no longer be used again.
[0033]
Note that the operation of pushing the penetration pin 46 may be performed by providing the pushing member mechanism 55 on the apparatus main body side and pushing the penetration pin 46, as shown in FIG. The push member mechanism 55 shown in the figure is rotated by a cam 57 supported by a support shaft 56 and a pin 58 of the cam 57 slidably engaged with a long groove hole at one end so that the support shaft 59 serves as a fulcrum. A rotating arm 61 that moves, and a push rod member 64 that is slidably supported by a supporting and guiding member 63 with a pin 62 slidably engaged with a long groove hole at the other end of the rotating arm 61.
[0034]
In this configuration, when the cam 57 rotates in the counterclockwise direction indicated by the arrow F, the rotating arm 61 first rotates in the clockwise direction, that is, the other end rotates in the arrow G direction. Then, the push rod member 64 advances in the direction in which the penetrating pin 46 indicated by the arrow H is pushed. As a result, the through pin 46 is pushed into the cartridge 30 as shown in FIG. Thereafter, when the cam 57 continues to rotate counterclockwise, the rotating arm 61 rotates reversely and rotates counterclockwise, and the push rod member 64 is moved to the reference position (standby position) indicated by the arrow J. Pull back.
[0035]
In the above example, the Y, M, and C color cartridges 30 have been described, but a black ink cartridge can be configured in substantially the same manner.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the black ink cartridge. As shown in the figure, the black ink cartridge 65 is provided with a separate chamber 67 outside the ink chamber 66. This separate chamber 67 is filled with, for example, water or other liquid. A through-hole 69 is formed in advance in a partition wall 68 that partitions the separate chamber 67 and the black ink chamber 66 and sealed with an aluminum seal 71, and a cylindrical portion 73 is provided integrally with an outer wall 72 of the separate chamber 67, The tip is sealed with an aluminum seal 74. A through pin 75 is disposed in the cylindrical portion 73.
[0036]
Similarly, in this case, the black ink cartridge 65 that has been used due to running out of ink is pierced by the aluminum seal 71 before being taken out of the carriage 48, and the ink chamber is unsealed. Since other liquids enter the ink chamber 66, they cannot be used even if they are refilled with ink.
[0037]
In the above example, the YMC cartridge and the black cartridge are mounted on the carriage at the same time. However, the YMC cartridge and the black cartridge of the same type (the black ink capacity is three times that of the color single color ink). There is something that is used properly. In other words, when printing a color image, the YMC cartridge is mounted on the carriage, and when printing text or the like, the YMC cartridge is removed from the carriage and replaced with a black cartridge.
[0038]
In this case, when the cartridge once mounted on the carriage is taken out during use, it is uneconomical and troublesome for the user if it cannot be used again as described above. Therefore, an example in which such a case or when it is desired to take out the cartridge halfway for performing some maintenance work will be described.
[0039]
FIG. 6A is an external perspective view showing a part of the cartridge applied to the ink jet recording apparatus in the second embodiment, and FIG. 6B shows the inside before the lid is attached. The perspective view and FIG. 10C are side sectional views of the finished product. As shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the cartridge 76 in this example is similar to the cartridge 30 shown in FIGS. However, the through pin 46 is removed from the cylindrical portion 77 as shown in FIG.
[0040]
That is, the through hole of the partition wall 79 and the inner end portion of the cylindrical portion 77 are simply sealed, and the outer end portion of the cylindrical portion 77 is also simply sealed with the seal member 78. Other configurations are substantially the same as those of the cartridge 30 in FIGS. 1A and 1B and FIG. However, as described above, the appearance is slightly different as long as there is no penetrating pin in the cylindrical portion 77, and there is no protruding portion to the outside, and the side surface is formed smoothly.
[0041]
FIG. 7 is a perspective view showing an ink jet recording apparatus to which the cartridge 76 is mounted. The print head 82, carriage 83, platen roller 84, guide shaft 85, toothed belt 86, belt motor 87, paper 88, auxiliary roller 89, platen motor 90, head cleaning device 91, and head cleaning device 91 of the ink jet recording apparatus 80 shown in FIG. The structure of the cleaning port 92 is the same as that of the ink jet recording apparatus 1 shown in FIG. 17, that is, the print head 2, carriage 3, platen roller 4, guide shaft 5, toothed belt 6, motor 7, paper 8, auxiliary roller 9, motor 10. The configurations of the head cleaning device 11 and the cleaning port 12 are the same.
[0042]
The carriage 83 is mounted with the cartridge 76 and the black cartridge 93 shown in FIG. A carriage moving space 94 is provided further on the end side than the home position of the carriage 83 (the space above the head cleaning device 91), and a thrust pin 95 is fixedly provided here.
[0043]
In the second embodiment, the cartridge 76 can be replaced during a normal use period. In this case, the partition wall 79 (see FIG. 6C) of the cartridge 76 is not penetrated. In this example, cartridge replacement timing is performed by moving the carriage 83 to the rightmost end under the control of the control mechanism of the apparatus main body (inkjet recording apparatus 80).
[0044]
FIG. 8 is a block diagram showing a system configuration of the inkjet recording apparatus 80. As shown in the figure, the system configuration of the ink jet recording apparatus 80 includes a moving unit 96 which is a portion disposed on the carriage 83 and a stationary unit (control unit) 97 which is another fixed portion. I know. The one moving unit 96 includes a driver 98 that drives the print head 82 to print.
[0045]
The other stationary unit 97 is connected to the MPU (micro processing unit) 99, the I / F (interface) 102 and the head control unit 103 connected to the MPU 99 via the bus 101, and the I / F 102. And a memory B105 connected to the head controller 103.
[0046]
Print data and control data are input to the inkjet recording apparatus 80 via a I / F 102 from a PC (personal computer) 106 that is a host device. The MPU 99 receives the print data and the control data while controlling the memory A 104 via the I / F 102. Further, the MPU 99 receives an output 107 of a sensor for monitoring each part, and the MPU 99 receives a motor 90 for conveying the paper 88 and a belt motor 87 for reciprocating the toothed belt 86 (that is, the print head 82). A drive signal 108 for rotating the signal is output.
[0047]
Further, the MPU 99 expands the print data for each line in the memory B 105 via the head controller 103, and based on the expanded print data, the flexible communication cable not shown in the head controller 103 and FIG. The driver 98 is controlled via 109. Further, the MPU 99 drives these parts while referring to the output 107 of the sensor. Then, the ink discharge amount is calculated based on the print data, and the ink remaining amount in the cartridge 76 is detected.
[0048]
In general, for example, in an inkjet recording apparatus having a resolution of 720 dpi (dots / inch), the ejection amount of one drop (one dot) of normal ink is about 20 pl (picoliter), and when the resolution is 300 dpi, the ink ejection amount of one dot is about 50 pl. It is. In addition, the ink adhesion rate (printing rate) in the case of an image is about 50% on average, and the printing rate is about 5% for text printing. Further, the ink chamber capacity of a normal ink cartridge is often 10 ml (milliliter). The effective print area of A4 size paper is often set to approximately 2460 × 3300 dots when the resolution is 300 dpi. For these reasons, it is easy to calculate the ink discharge amount and detect the remaining amount of ink in the cartridge 76.
[0049]
In the above configuration, the MPU 99 calculates the ink discharge amount and recognizes that the cartridge 76 has run out of ink, and moves the carriage 83 to the rightmost end of the apparatus main body.
[0050]
FIGS. 9A, 9B, and 9C are views showing the operating state of the thrust pin 95 with respect to the cartridge 76 that is generated by moving the carriage 83 to the rightmost end of the apparatus main body. When the carriage 83 moves to the rightmost end of the apparatus main body, as shown in FIG. 6A, the thrust pin 95 on the apparatus main body side relatively approaches the cartridge 76, and eventually shown in FIG. Thus, the seal member 78 at the outer end portion of the cylindrical portion 77 on the outer wall side is pierced into the cylindrical portion 77, and as shown in FIG. The seal of the through hole 112 is released by breaking through the seal member 113 of the through hole 112 of the partition wall 79. As a result, the Y ink chamber 114 and the M ink chamber 115 communicate with each other through the through hole 112.
[0051]
FIG. 10A shows the cartridge 76 that is removed from the carriage 83 after the carriage 83 is moved to the rightmost end of the apparatus main body as described above, and then pulled back to the home position above the head cleaning device 91. As shown in FIG. 6A, since the Y ink chamber 114 and the M ink chamber 115 communicate with each other, the cartridge 76 can no longer be refilled with ink and used. In this case as well, a main body side pin moving mechanism similar to the pressing member mechanism shown in FIG. 4C may be provided.
[0052]
FIG. 7B shows such a main body side pin moving mechanism 116. In this way, it is not necessary to set a long carriage movement distance as in FIG. 7, and the width of the apparatus main body is made narrower. That is, it can be kept small. The structure of the main body side pin moving mechanism 116 is changed to a piercing pin member 117 having a sharply sharpened tip instead of the push rod member 64 of the push member mechanism 55 of FIG. The other structure is the same as that of the pushing member mechanism 55 of FIG.4 (c). The piercing pin 117 can be variously modified so that a solenoid or the like is provided and the piercing pin is actuated instantaneously to pierce the seal portion.
[0053]
Incidentally, as the cartridge, the partition wall 79 between the Y ink chamber 114 and the M ink chamber 115 can be directly penetrated and broken without providing the through hole 112 as shown in FIG.
[0054]
FIG. 11A is a sectional side view of a completed cartridge applied to the ink jet recording apparatus according to the third embodiment, and FIG. 11B is an ink jet recording apparatus to which the cartridge is mounted. FIG. As shown in FIG. 6A, the cartridge 120 is integrally provided with a cylindrical portion 122 similar to the cylindrical portion 77 of the cartridge 76 shown in FIG. No through hole is provided in 123.
[0055]
One ink jet recording apparatus to which the cartridge 120 is mounted is provided with a partition wall penetration mechanism including a rotation penetration mechanism 124 and a motor 125 outside the home position, as shown in FIG. In FIG. 7B, only the carriage 126 and the cartridge 120 mounted on the carriage 126 are numbered and the other components are the same as those of the ink jet recording apparatus 80 shown in FIG. Since the configuration is the same as the configuration excluding the carriage movement space 94 and the thrust pin 95, the numbers are omitted.
[0056]
12A is a perspective view showing the structure of the rotary penetrating mechanism 124 in perspective, and FIG. 12B is a side sectional view showing an engaged state of the rotary penetrating mechanism 124 and the motor 125. It is. As shown in FIGS. 2A and 2B, the rotary penetrating mechanism 124 includes a rotary penetrating member 128 having a drill blade 127 at the tip and a support member 129 that supports the rotating penetrating member 128.
[0057]
An internal thread 131 is cut in the support member 129, and an external thread 132 of the rotary penetrating member 128 is screwed into the internal thread 131. A flat hole 133 is formed from the motor side end of the rotation penetrating member 128, and a flat end portion 135 of the rotation shaft of the motor 134 is fitted in the hole 133.
[0058]
FIGS. 13A, 13B, and 13C show the rotation penetrating mechanism 124 with respect to the cartridge 120 generated by driving the partition wall penetrating mechanism on the apparatus main body side after moving the carriage 126 to the home position. It is a figure which shows an operation state. As shown in FIG. 5A, the drill blade 127 of the rotary penetrating mechanism 124 faces the cylindrical portion 122. The rotation penetrating member 128 is rotationally driven by the motor 125, and the male thread portion 132 of the rotating penetrating member 128 that engages with the scissors screw 131 of the support member 129 advances along the scissors screw 131.
[0059]
As a result, the drill blade 127 enters the cylindrical portion 122 as shown in FIG. 6B, and further enters the partition wall 123 to break it as shown in FIG. As a result, the two ink chambers on both sides of the partition wall 123 communicate with each other, and the ink refilling of the cartridge 120 is disabled. Instead of providing the rotation penetrating mechanism on the apparatus main body side, it can be built in the cartridge.
[0060]
FIG. 14A is a view showing an example in which the rotary penetration mechanism is built in the cartridge, and FIG. 14B is a view showing a motor on the apparatus main body side that drives the rotary penetration mechanism. As shown in FIG. 9A, a cylindrical portion 138 with a male screw is integrally formed on the outer wall 137 of the cartridge 136, and a rotary penetrating member 140 having a drill blade 139 at the tip is provided in the cylindrical portion 138. It is screwed. A flat hole 141 is bored from the outer end of the rotary penetrating member 140 to the inside, and a seal member 142 is bonded to the outer wall 137 so as to cover the hole 141 and the outer end of the rotary penetrating member 140.
[0061]
When the carriage moves further from the home position to the right end of the apparatus, the flat end 144 of the rotating shaft of the motor 143 on the apparatus main body side shown in FIG. 5B breaks through the seal member 142 and fits into the flat hole 141, and the motor 143 rotates and feeds the rotary penetrating member 140 to the left, and the drill blade 139 breaks through the seal member 147 sealing the hole 146 provided in the partition wall 145 to open the ink chambers on both sides of the partition wall 145. Communicate. The hole 146 may not be formed and only the partition wall 145 may be used.
[0062]
FIG. 15A is an external perspective view showing a cartridge applied to the ink jet recording apparatus according to the fourth embodiment with a part cut away, and FIG. 15B shows the inside before the lid is attached. The perspective view and FIG. 10C are side sectional views of the finished product. In this example, the seal member is provided on the partition wall between the Y ink chamber and the M ink chamber in the same manner as in the above-described example, but electrical control is used to destroy the seal member.
[0063]
That is, as shown in FIGS. 4A, 4B, and 5C, a large opening 149 is provided in the partition wall 148, and a seal wall 151 made of a relatively thin seal member is provided correspondingly. Glued. Nichrome wire 152 is wired on seal wall 151, and both ends 152 a and 152 b are connected to electrodes 154 a and 154 b on outer wall 153 of cartridge 150. The electrodes 154a and 154b are electrically connected to the two electrodes 155 on the apparatus main body side when the carriage moves to the home position or the like.
[0064]
FIG. 16 is a perspective view of the ink jet recording apparatus according to this embodiment in which the cartridge is mounted. In FIG. 11, the rotary penetrating mechanism 124 and the motor 125 are removed from the configuration of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 11B, and a power supply electrode is newly attached. The other configuration is shown in FIG. Since the configuration is the same as that of the ink jet recording apparatus, each component is not particularly shown with a number.
[0065]
In the ink jet recording apparatus shown in FIG. 16, when the cartridge 150 shown in FIGS. 15A, 15B, and 15C is out of ink, the carriage 156 is moved to the rightmost home position to The switch circuit of the power supply 157 (see FIG. 15C) is turned on for a predetermined time in a state where the electrodes 154a and 154b of the 150 nichrome wires 152 and the electrodes 155 (155a, 155b) on the apparatus body side are in contact Control. Thereby, the nichrome wire 152 generates heat and melts the seal wall 151 along the wiring path. As a result, the partition of the partition wall 148 is broken and the Y ink chambers on both sides communicate with the M ink. In this example, a large opening 149 is provided in the partition wall 148. However, the present invention is not limited to this, and a hole to be sealed with a sealing member is formed to be small, and a heater is provided in the sealing seal. Also good. In short, the ink chambers on both sides may communicate with each other through the hole.
[0066]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, since the inner wall portion of the used cartridge is automatically destroyed due to running out of ink, it is possible to prevent refilling of ink into the ink cartridge. It is possible to prevent the print head and the printer main body from being broken by refilling the cartridge with different specifications of the ink, so that high quality printing can be performed with confidence over a long period of time. In addition, if a failure occurs, the cause can be investigated and improved and improved at an early stage, so that the trust in the product can be maintained and appropriate improvements can be made in response to the occurrence of defects. It can contribute to the improvement of technology.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is an external perspective view showing a partially cutaway color ink cartridge applied to an ink jet recording apparatus according to a first embodiment, and FIG. 1B is a perspective view showing the interior before the lid is attached. FIG.
FIG. 2 is a side sectional view of a finished product of the cartridge of FIG.
3A is a perspective view of a carriage to which the cartridge of FIG. 2 is mounted, and FIGS. 3B, 3C, and 3D are views showing an engagement state of the carriage and the cartridge.
4A and 4B are views for explaining a method of taking out a cartridge from the carriage shown in FIG. 3, and FIG. 4C is a view showing a pressing member mechanism provided on the apparatus main body side as another example.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the black ink cartridge according to the first embodiment.
6A is an external perspective view showing a part of the cartridge applied to the ink jet recording apparatus according to the second embodiment, and FIG. 6B is a perspective view showing the interior before the lid is attached. c) is a side sectional view of the finished product.
7 is a perspective view of an ink jet recording apparatus to which the cartridge of FIG. 6 is mounted.
8 is a block diagram showing a system configuration of the ink jet recording apparatus of FIG.
FIGS. 9A, 9B, and 9C are views showing an operating state of a thrust pin with respect to a cartridge by movement of the carriage to the rightmost end in the second embodiment. FIGS.
10A is a view showing a used cartridge removed from the carriage of the apparatus main body, and FIG. 10B is a view showing a main body side pin moving mechanism as another example.
11A is a sectional side view of a completed cartridge applied to the ink jet recording apparatus according to the third embodiment, and FIG. 11B is a perspective view of the ink jet recording apparatus to which the cartridge is mounted.
12A is a perspective view showing a perspective view of the structure of the rotary penetrating mechanism of the ink jet recording apparatus of FIG. 11, and FIG. 12B is a side sectional view showing an engaged state of the rotary penetrating mechanism and the motor.
FIGS. 13A, 13B, and 13C are views showing an operation state of the rotary penetrating mechanism with respect to the cartridge at the home position.
14A is a view showing an example in which a rotary penetrating mechanism is built in a cartridge, and FIG. 14B is a view showing a motor on the apparatus main body side for driving the mechanism.
15A is an external perspective view showing a cartridge applied to the ink jet recording apparatus according to the fourth embodiment with a part cut away, and FIG. 15B is a perspective view showing the inside before the lid is attached. c) is a side sectional view of the finished product.
16 is a perspective view of an ink jet recording apparatus to which the cartridge of FIG. 15 is mounted.
FIG. 17 is a perspective view schematically showing a conventional ink jet recording apparatus.
FIG. 18 is a perspective view illustrating a carriage of a conventional inkjet recording apparatus, a black ink cartridge mounted on the carriage, and a color ink cartridge.
FIG. 19 is a partially cutaway perspective view showing the appearance of a conventional color ink cartridge.
FIG. 20A is a perspective view for explaining assembly in manufacturing a conventional color ink cartridge, and FIG. 20B is a side sectional view of the finished product.
[Explanation of symbols]
1 Conventional inkjet recording apparatus
2 Print head
3 Carriage
4 Platen roller
5 Guide shaft
6 Toothed belt
7 Motor
8 paper
9 Auxiliary roller
10 Motor
11 Head cleaning device
12 Cleaning port
13 Black ink cartridge
14 Color ink cartridge
15a, 15b Lock lid
16a, 16b Lock claw
17a, 17b Locking part
18 Annular engagement part
19 Cartridge body
20 (20-1, 20-2, 20-3) Ink chamber
21-1, 21-2 Bulkhead
22 Ink holding member
23 Lid
24 Ink supply unit
25 Seal
30 Color ink cartridge according to the first embodiment
31 Cartridge body
32, 33 partition wall
34, 35, 36 Ink chamber
37 Ink holding member
38 lids
39 Ink supply section
40 seal
41 Through hole
42 Aluminum seal
43 Ink chamber outer wall
44 Tube
45 Aluminum seal
46 Through pin
46a Protruding part
48 Carriage
49 Lock lid
51 Locking part
52 Locking claw
53 Vertical lock member
54 Communication
55 Pushing member mechanism
56 Support shaft
57 cam
58 pins
59 Support shaft
61 Rotating arm
62 pins
63 Supporting and guiding members
64 Push rod members
65 Black ink cartridge according to the first embodiment
66 Ink chamber
67 Separate room
68 partition wall
69 Through hole
71 Aluminum seal
73 Tube
74 Aluminum seal
75 Through pin
76 Color ink cartridge according to the second embodiment
77 Tube
78 Sealing member
79 partition wall
80 Inkjet recording apparatus according to second embodiment
82 Print head
83 Carriage
84 Platen roller
85 Guide shaft
86 Toothed belt
87 Belt motor
88 paper
89 Auxiliary roller
90 Platen motor
91 Head cleaning device
92 Cleaning port
93 Black cartridge
94 Carriage movement space
95 thrust pin
96 Moving part
97 Stationary part (control part)
98 drivers
99 MPU (micro processing unit)
101 bus
102 I / F (interface)
103 Head controller
104 Memory A
105 memory B
106 PC (personal computer)
107 Sensor output
108 Drive signal
111, 113 Seal member
112 Through hole
114 Y ink chamber
115 M ink chamber
116 Body side pin moving mechanism
117 piercing pin member
120 Color ink cartridge according to the third embodiment
121 Exterior wall
122 cylinder
123 partition wall
124 Rotary penetration mechanism
125 motor
126 Carriage
127 drill blade
128 Rotating penetrating member
129 Support member
131 〆 Screw
132 Male thread
133 Flat hole
134 motor
135 Flat end of rotating shaft
136 cartridge
137 outer wall
138 Cylinder with 〆 thread
139 drill blade
140 Rotating penetrating member
141 Flat hole
142 Sealing member
143 Motor on the main unit side
144 Flat end of rotating shaft
145 partition wall
146 holes
147 Seal member
148 partition wall
149 large opening
150 cartridges
151 Seal wall
152 Nichrome wire
152a, 152b both ends
153 outer wall
154a, 154b Cartridge electrode
155 (155a, 155b) Body side electrode

Claims (1)

部隔壁を介し隣り合う 2 つの収容室を有し、該 2 つの収容室の一方の収容室内部にインクを収容し他方の収容室に前記インクとは異なる液体を収容したインクカートリッジを着脱自在に装着し該インクカートリッジから前記インクを供給しつつ印字ヘッドより吐出して用紙上に記録を行うインクジェット記録装置において、
前記インクの吐出に基づいて前記インクカートリッジ内のインク収容量が所定量に減少したことに応じて前記インクカートリッジの交換を報知する交換指示報知手段と、
該交換指示報知手段による前記カートリッジの交換報知に基づいて該カートリッジが装着位置から脱抜される前に前記内部隔壁に貫通部を形成し前記 2 つの収容室を連通させることで前記インクと前記液体を混合可能にして再度のインク補充を防止するインク補充防止隔壁貫通機構と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
Has two accommodating chambers adjacent via the internal partition wall, detaching the ink cartridge containing different liquids and the ink in the other housing chamber housing the ink inside the one storage chamber of the two accommodating chambers in the ink jet recording apparatus for recording on paper more ejected to the print head freely mounted while supplying the ink from the ink cartridge,
A replacement instruction notifying means for notifying the replacement of the ink cartridge in accordance with a decrease in the amount of ink contained in the ink cartridge based on the ejection of the ink;
Wherein said ink by causing the penetrating portion is formed communicating the two accommodating chambers in the inner partition before the cartridge is disengaged from the mounting position on the basis of the exchange notification of the cartridge by said replacement instruction notification means liquid An ink replenishment prevention partition wall penetrating mechanism that makes mixing possible and prevents refilling of ink again ,
An ink jet recording apparatus comprising:
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