JPH03175051A - 記録ヘッドカートリッジ、インクタンク及びインクジェット装置 - Google Patents

記録ヘッドカートリッジ、インクタンク及びインクジェット装置

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JPH03175051A
JPH03175051A JP2206592A JP20659290A JPH03175051A JP H03175051 A JPH03175051 A JP H03175051A JP 2206592 A JP2206592 A JP 2206592A JP 20659290 A JP20659290 A JP 20659290A JP H03175051 A JPH03175051 A JP H03175051A
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英男 才川
Toshio Kashino
俊雄 樫野
Akio Saito
斎藤 昭男
Hiroshi Nakagome
中込 寛
Teruo Arashima
輝雄 荒島
Makiko Kimura
木村 牧子
Hiroshi Sugitani
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Masami Ikeda
雅実 池田
Asao Saito
斉藤 朝雄
Kazuaki Masuda
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Takeshi Origasa
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17513Inner structure

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、インク等の記録液を収納するインクタンクの
大気連通構成に関し、特に、記録液を液滴として吐出し
て記録するインクジェット記録ヘッドと該記録ヘッドに
供給される記録液を貯溜するためのタンク部とを一体に
具備する記録ヘッドカートリッジにとって有効な発明に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来この様な、記録ヘッド部とタンク部とが一体に構成
され、キャリッジ上で往復運動する記録ヘッドカートリ
ッジにおいては、インクもれやインクの揺動防止の為に
、タンク内部に多孔質体を設けることが知られている(
特開昭55−42874号公報等参照)。又、タンクに
は、大気圧とタンク内部圧とを等しくするための大気連
通孔が必要になる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述した様に、一般のインクタンクのように単に大気連
通孔を有しているものとは異なり、タンク内部に多孔質
体を有している記録ヘッドカートリッジにおいて、記録
液は基本的に多孔質体中で保持されており、通常の使用
状態では、大気連通孔やノズルから記録液が漏れ出るこ
とはない。
しかしながら、落下や振動等の衝撃が記録ヘッドカート
リッジに加わると、記録液は多孔質体中で保持しきれず
記録液が飛散してしまうことがある。この時、飛散した
液滴が大気連通孔に付着すると、大気連通孔を通して記
録液がカートリッジ外部へ飛び出したり、装置の外壁を
汚してしまったりすることがある。この様な問題を解決
するために、従来大気連通口の部分に気体のみを通過さ
せる特殊加工が施された膜を設けるという提案がなされ
ていたが、気体透過の永続性などの点で必ずしも満足の
いくものが得られなかった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明では、この様な大気連通孔からの液滴飛散を防ぐ
為に、大気連通孔のタンク部内側開孔部先端に遮蔽板を
設けたものである。該遮蔽板により、衝撃等で多孔質体
から記録液が飛散しても、大気連通孔から外へ記録液が
出ていくことはない。又、遮蔽板は、大気連通孔がふさ
がらない様、大気連通孔とは離接した構造になっている
〔実施例〕
第2図乃至第6図は、本発明が実施もしくは適用される
好適なインクジェットユニットIJU、インクジェット
ヘッドIJH,インクタンクIT、インクジェットカー
トリッジIJC,インクジェット記録装置本体IJRA
、キャリッジHCの夫々及び夫々の関係を説明するため
の説明図である。以下これらの図面を用いて各部構成の
説明を行う。
本例でのインクジェットカートリッジIJCは、第3図
の斜視図でわかるように、インクの収納割合が大きくな
っているので、インクタンクITの前方面よりもわずか
にインクジェットユニットIJUの先端部が突出した形
状である。このインクジェットカートリッジIJCは、
インクジェット記録装置本体IJRAに載置されている
キャリッジHC(第5図)の後述する位置決め手段及び
電気的接点とによって固定支持されると共に、該キャリ
ッジHCに対して着脱可能なディスポーザブルタイプで
ある。本例第2図乃至第6図には、本発明の成立段階に
おいて威された数々の新規な技術が適用された構成とな
っているので、これらの構成を簡単に説明しながら、全
体を説明することにする。
(i)インクジェットユニットIJU構成説明インクジ
ェットユニットIJUは、電気信号に応じて膜沸騰をイ
ンクに対して生じせしめるための熱エネルギを生成する
電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット方式の
ユニットである。
第2図において、100はSi基板上に複数の列状に配
された電気熱変換体(吐出ヒータ)と、これに電力を供
給するAn等の電気配線とが成膜技術により形成されて
戊るヒータボードである。200はヒータボード100
に対する配線基板であり、ヒータボード100の配線に
対応する配線(例えばワイヤボンディングにより接続さ
れる)と、この配線の端部に位置し本体装置からの電気
信号を受けるバッド201とを有している。
1300は複数のインク流路を夫々区分するための隔壁
や各インク流路へインクを与えるためにインクを収納す
るための共通液室等を設けた溝付天板で、インクタンク
ITから供給されるインクを受けて上述の共通液室へ導
入するインク受は口1500と、各インク流路に対応し
た吐出口を複数有するオリフィスプレート400を一体
成型したものである。これらの一体成型材料としてはポ
リサルフオンが好ましいが、他の成型用樹脂材料でも良
い。
300は配線基板200の裏面を平面で支持する例えば
金属製の支持体で、インクジェットユニットの底板とな
る。500は押えばねであり、M字形状でそのM字の中
央で共通液室を軽圧で押圧すると共に前だれ部501で
液路の一部、好ましくは吐出口近傍の領域を線圧で集中
押圧する。ヒータボード100および天板1300を押
えばねの足部が支持体300の穴3121を通って支持
体300の裏面側に係合することでこれらを挟み込んだ
状態で両者を係合させることにより、押えばね500と
その前だれ部501の集中付勢力によってヒータボード
lOOと天板1300とを圧着固定する。又支持体30
0は、インクタンクITの2つの位置決め凸起1012
及び位置決め且つ熱融着保持用凸起1800.1801
に係合する位置決め用穴312.1900,2000を
有する他、装置本体IJRAのキャリッジHCに対する
位置決め用の突起2500.2600を裏面側に有して
いる。加えて支持体300はインクタンクからのインク
供給を可能とするインク供給管2200 (後述)を貫
通可能にする穴320をも有している。支持体300に
対する配線基板200の取付は、接着剤等で貼着して行
われる。尚、支持体300の凹部2400.2400は
、それぞれ位置決め用突起2500,2600の近傍に
設けられており、組立てられたインクジェットカートリ
ッジIJC(第3図)において、その周囲の3辺を平行
溝3000.3001の複数で形成されたヘッド先端域
の延長点にあって、ゴミやインク等の不要物が突起25
00.2600に至ることがないように位置している。
この平行溝3000が形成されている。蓋部材800は
、第5図でわかるように、インクジェットカートリッジ
IJCの外壁を形成すると共に、インクタンクとでイン
クジェットユニットIJUを収納する空間部を形成して
いる。又、この平行溝3001が形成されているインク
供給部材600は、前述したインク供給管2200に連
続するインク導管1600を供給管2200側が固定の
片持ちばりとして形成し、インク導管の固定側とインク
供給管2200との毛管現象を確保するための封止ピン
602が挿入されている。尚、601はインクタンクI
Tと供給管2200との結合シールを行うパツキン、7
00は供給管のタンク側端部に設けられたフィルターで
ある。
このインク供給部材600は、モールド成型されている
ので、安価で位置精度が高く形成製造上の精度低下を無
くしているだけでなく、片持ちばりの導管1600によ
って大量生産時においても導管1600の上述インク受
は口1500に対する圧接状態が安定化できる。本例で
は、この圧接状態下で封止用接着剤をインク供給部材側
から流し込むだけで、より完全な連通状態を確実に得る
ことができている。尚、インク供給部材600の支持体
300に対する固定は、支持体300の穴190319
02に対するインク供給部材600の裏面側ピン(不図
示)を支持体300の穴1901.1902を介して貫
通突出せしめ、支持体300の裏面側に突出した部分を
熱融着することで簡単に行われる。尚、この熱融着され
た裏面部のわずかな突出領域は、インクタンクITのイ
ンクジェットユニットIJU取付面側壁面のくぼみ(不
図示)内に納められるのでユニツ)IJUの位置決め面
は正確に得られる。
(ii ’)インクタンクIT構成説明インクタンクは
、カートリッジ本体1000と、インク吸収体900と
インク吸収体900をカートリッジ本体1000の上記
ユニットIJU取付面とは反対側の側面から挿入した後
、これを封止する蓋部材1100とで構成されている。
900はインクを含浸させるための吸収体であり、カー
トリッジ本体1000内に配置される。1200は上記
各部100〜600からなるユニットIJUに対してイ
ンクを供給するための供給口であると共に、当該ユニッ
トをカートリッジ本体1000の部分1010に配置す
る前の工程で供給口1200よりインクを注入すること
により吸収体900のインク含浸を行うための注入口で
もある。
この本例では、インクを供給可能な部分は、大気連通口
とこの供給口とになるが、インク吸収体からのインク供
給性を良好に行うための本体1000内リブ2300と
蓋部材1100の部分リブ2302.2301とによっ
て形成されたタンク内空気存在領域を、大気連通口14
01側から連続させてインク供給口1200から最も遠
い角部域にわたって形成している構成をとっているので
、相対的に良好かつ均一な吸収体へのインク供給は、こ
の供給口1200側から行われることが重要である。こ
の方法は実用上極めて有効である。このリブ2300は
、インクタンクの本体1000の後方面において、キャ
リッジ移動方向に平行なリブを4本有し、吸収体が後方
面に密着することを防止している。又、部分リブ240
0゜2500は、同様にリブ2300に対して対応する
延長上にある蓋部材1100の内面に設けられているが
、リブ2300とは異なり分割された状態となっていて
空気の存在空間を前者より増加させている。尚、部分リ
ブ2302.2301は蓋部材1100の全面積の半分
以下の面に分散された形となっている。これらのリブに
よってインク吸収体のタンク供給口1200から最も遠
い角部の領域のインクをより安定させつつも確実に供給
口1200側へ毛管力で導くことができた。1401は
カートリッジ内部を大気に連通ずるために蓋部材に設け
た大気連通口である。1400は大気連通口1401の
内方に配置される例えば撥液性を有するキャップ部材で
あり、これにより大気連通口1401からのインク漏洩
が防止される。
前述したインクタンクITのインク収容空間は長方体形
状であり、その長辺を側面にもつ場合であるので上述し
たリブの配置構成は特に有効であるが、キャリッジの移
動方向に長辺を持つ場合又は立方体の場合は、蓋部材1
100の全体にリブを設けるようにすることでインク吸
収体900からのインク供給を安定化できる。限られた
空間内にインクを出来るだけ収納するためには直方体形
状が適しているが、この収納されたインクを無駄なく記
録に使用するためには、上述したように、角部の領域に
対して近接する2面領域に上記作用を行えるリブを設け
ることが重要である。更に本実施例におけるインクタン
クITの内面リブは、直方体形状のインク吸収体の厚み
方向に対してほぼ均一な分布で配置されている。この構
成は、吸収体全体のインク消費に対して、大気圧分布を
均一化しつつインク残量をほとんど無ならしめることが
出来るため重要な構成である。更に、このリブの配置上
の技術思想を詳述すれば、直方体の4角形上面において
インクタンクのインク供給口1200を投影した位置を
中心として、長辺を半径とする円弧を描いたときに、そ
の円弧よりも外側に位置する吸収体に対して、大気圧状
態が早期に与えられるようにその円弧よりも外側の面に
上記リブを配設することが重要となる。この場合、タン
クの大気連通口は、このリブ配設領域に大気を導入でき
る位置であれば、本例に限られることではない。
加えて、本実施例では、インクジェットカートリッジI
JCのヘッドに対する後方面を平面化して、装置に組み
込まれたときの必要スペースを最大化ならしめるととも
に、インクの収容量を最大化している構成をとっている
ために、装置の小型化を達成できるだけではなく、カー
トリッジの交換頻度を減少できる優れた構成をとってい
る。そして、インクジェットユニットIJUを一体化す
るための空間の後方部を利用して、そこに、大気連通口
1401用の突出部分を形威し、この突出部分の内部を
空洞化して、ここに前述した吸収体900厚み全体に対
する大気圧供給空間1402を形成しである。このよう
に構成することで、従来には見られない優れたカートリ
ッジを提供できた。尚、この大気圧供給空間1402は
、従来よりもはるかに大きい空間であり、上記大気連通
口1401が上方に位置しているので、何らかの異常で
、インクが吸収体から離脱しても、この大気圧供給空間
1402は、そのインクを一時的に保持でき、確実に吸
収体に回収せしめることができるので無駄のない優れた
カートリッジを提供できる。
又、インクタンクITの上記ユニットIJUの取付面の
構成は第4図によって示されている。オリフィスプレー
ト400の突出口のほぼ中心を通って、タンクITの底
面もしくはキャリッジの表面の載置基準面に平行な直線
をり、とすると、支持体300の穴312に係合する2
つの位置決め凸起1012はこの直線L1上にある。こ
の凸起1012の高さは支持体300の厚みよりわずか
に低く、支持体300の位置決めを行う。この図面上で
直線L1の延長上にはキャリッジの位置決め用フック4
001の906角の保合面4002が係合する爪210
0が位置しており、キャリッジに対する位置決めの作用
力がこの直線L1を含む上記基準面に平行な面領域で作
用するように構成されている。第5図で後述するが、こ
れらの関係は、インクタンクのみの位置決めの精度がヘ
ッドの吐出口の位置決め精度と同等となるので有効な構
成となる。
又、支持体300のインクタンク側面への固定用穴19
00,2000に夫々対応するインクタンクの突起18
00S1801は前述の凸起1012よりも長(、支持
体300を貫通して突出した部分を熱融着して支持体3
00をその側面に固定するためのものである。上述の線
L1に垂直でこの突起1800を通る直線をL 3 、
突起1801を通る直線をL2としたとき、直線L3上
には上記供給口1200のほぼ中心が位置するので、供
給部の口1200と供給管2200との結合状態を安定
化する作用をし、落下や衝撃によってもこれらの結合状
態への負荷を軽減できるので好ましい構成である。又、
直線L2、L3は一致していず、ヘッドIJHの吐出口
側の凸起1012周辺に突起1800.1801が存在
しているので、さらにヘッドIJHのタンクに対する位
置決めの補強効果を生んでいる。尚、L4で示される曲
線は、インク供給部材600の装着時の外壁位置である
。突起1800.1801はその曲線L4に沿っている
ので、ヘッドIJHの先端側構成の重量に対しても充分
な強度と位置精度を与えている。尚、2700はインク
タンクITの先端ツバで、キャリッジの前板4000の
穴に挿入されて、インクタンクの変位が極端に悪くなる
ような異変時に対して設けられている。2101はキャ
リッジに対する抜は止めで、キャリッジHCの不図示の
バーに対して設けられ、カートリッジIJCが後述のよ
うに旋回装着された位置でこのバーの下方に侵入して、
不要に位置決め位置から離脱させる上方方向へ力が作用
しても装着状態を維持するための保護用部材である。
インクタンクITは、ユニットIJUを装着された後に
蓋800で覆うことで、ユニットIJUを下方開口を除
いて包囲する形状となるが、インクジェットカートリッ
ジIJCとしては、キャリッジHCに載置するための下
方開口はキャリッジHCと近接するため、実質的な4方
包囲空間を形成してしまう。
従って、この包囲空間内にあるヘッドIJHからの発熱
はこの空間内の保温空間として有効となるものの長期連
続使用としては、わずかな昇温となる。
このため本例では、支持体の自然放熱を助けるためにカ
ートリッジIJCの上方面に、この空間よりは小さい幅
のスリット1700を設けて、昇温を防止しつつもユニ
ットIJU全体の温度分布の均一化を環境に左右されな
いようにすることができた。
インクジェットカートリッジIJCとして組立てられる
と、インクはカートリッジ内部より供給口1200、支
持体300に設けた穴320および供給タンク600の
中裏面側に設けた導入口を介して供給タンク600内に
供給され、その内部を通った後、導出口より適宜の供給
管および天板1300のインク導入口1500を介して
共通液室内へと流入する。以上におけるインク連通用の
接続部には、例えばシリコンゴムやブチルゴム等のパツ
キンが配設され、これによって封止が行われてインク供
給路が確保される。
尚、本実施例においては天板1300は耐インク性に優
れたポリサルフオン、ポリエーテルサルフオン、ポリフ
ェニレンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂を用い
、オリフィスプレート部400と共に金型内で一体に同
時成型しである。
上述のように一体戊型部品は、インク供給部材600、
天板1300.オリフィスプレート40〇一体部材、イ
ンクタンク本体1000としたので組立て精度が高水準
になるばかりではなく、大量生産の品質向上に極めて有
効である。又部品点数の個数は従来に比較して減少でき
ているので、優れた所望特性を確実に発揮できる。
また、本発明実施例では、上記組立後の形状において、
第2図乃至第4図で示されるように、インク供給部材6
00は、その上面部603がインクタンクITのスリッ
ト1700を備えた屋根部の端部4008との間に第3
図に示したようにスリットSを形威し、下面部604が
インクタンクITの下方の蓋800が接着される薄板部
材のヘッド側端部4011との間に上記スリットSと同
様のスリット(不図示)を形成している。これらのイン
クタンクITとインク供給部材600との間のスリット
は、上記スリット1700の放熱を一層促進させる作用
を実質的に行うとともに、タンクITへ加わる不要な圧
力があってもこれを直接供給部材、強いては、インクジ
ェットユニットIJTへ及ぼすことを防止している。
いずれにしても、本実施例の上記構成は、従来には無い
構成であって、それぞれが単独で有効な効果をもたらす
と共に、複合的にも各構成要件があることで有機的な構
成をもたらしている。
(iii )キャリッジHCに対するインクジェットカ
ートリッジIJCの取付説明 第5図において、5000はプラテンローラで、記録媒
体Pを紙面下方から上方へ案内する。キャリッジHCは
、プラテンローラ5000に沿って移動するもので、キ
ャリッジの前方プラテン側にインクジェットカートリッ
ジIJCの前面側に位置する前板4000 (厚さ2 
m m )と、カートリッジIJCの配線基板2000
のパッド201に対応するパッド2011を具備したフ
レキシブルシート4005及びこれを裏面側から各パッ
ド2011に対して押圧する弾性力を発生するためのゴ
ムパッドシート4007を保持する電気接続部用支持板
4003と、インクジェットカートリッジIJCを記録
位置へ固定するための位置決め用フック4001とが設
けられている。前板4000は位置決め用突出面401
0をカートリッジの支持体300の前述した位置決め突
起2500.2600に夫々対応して2個有し、カート
リッジの装着後はこの突出面4010に向う垂直な力を
受ける。このため、補強用のリブが前板のプラテンロー
ラ側に、その垂直な力の方向に向っているリブ(不図示
)を複数有している。このリブは、カートリッジIJC
装着時の前面位置L5よりもわずかに(約0.1mm程
度)プラテンローラ側に突出しているヘッド保護用突出
部をも形成している。電気接続部用支持板4003は、
補強用リブ4004を前記リブの方向ではなく垂直方向
に複数有し、プラテン側からフック4001側に向って
側方への突出割合が減じられている。これは、カートリ
ッジ装着時の位置を図のように傾斜させるための機能も
果している。
又、支持板4003は電気的接触状態を安定化するため
、上記2つの位置決め用突出面4010がカートリッジ
に及ぼす作用方向と逆方向に、カートリッジへの作用力
を及ぼす為のフック側の位置決め面4006を突出面4
010に対応して有し、これらの間にパッドコンタクト
域を形成すると共にパッド2011対応のボッチ付ゴム
シート4007のボッチの変形量を一義的に規定する。
これらの位置決め面は、カートリッジIJCが記録可能
な位置に固定されると、配線基板300の表面に当接し
た状態となる。本例では、さらに配線基板300のパッ
ド201を前述した線L1に関して対称となるように分
布させているので、ゴムシー)4007の各ボッチの変
形量を均一化してパッド2011.201の当接圧をよ
り安定化している。本例のパッド201の分布は、上方
、下方2列、縦2列である。
フック4001は、固定軸4009に係合する長穴を有
し、この長穴の移動空間を利用して図の位置から反時計
方向に回動した後、プラテンローラ5000に沿って左
方側へ移動することでキャリッジHCに対するインクジ
ェットカートリッジIJCの位置決めを行う。このフッ
ク4001の移動はどのようなものでも良いが、レバー
等で行える構成が好ましい。いずれにしてもこのフック
4001の回動時にカートリッジIJCはプラテンロー
ラ側へ移動しつつ位置決め突起2500.2600が前
板の位置決め面4010に当接可能な位置へ移動し、フ
ック4001の左方側移動によって90° のフック面
4002がカートリッジIJCの爪2100の90°面
に密着しつつカートリッジIJCを位置決め面2500
.4010同志の接触域を中心に水平面内で旋回して最
終的にパッド201.2011同志の接触が始まる。そ
してフック4001が所定位置、即ち固定位置に保持さ
れると、パッド201.2011同志の安全接触状態と
、位置決め面2500.4010同志の完全面接触と、
90度面4002と爪の90度面の2面接触と、配線基
板300と位置決め面4006との面接触とが同時に形
成されてキャリッジに対するカートリッジIJCの保持
が完了する。
(iv )装置本体の概略説明 第6図は本発明が適用されるインクジェット記録装置I
JRAの概観図で、駆動モータ5013の正逆回転に連
動して駆動力伝達ギア5011.5009を介して回転
するリードスクリュー5005のら線溝5004に対し
て係合するキャリッジHCはピン(不図示)を有し、矢
印a、  b方向に往復移動される。5002は紙押え
板であり、キャリッジ移動方向にわたって紙をプラテン
5000に対して押圧する。5007.5008はフォ
トカプラでキャリッジのレバー5006のこの域での存
在を確認してモータ5013の回転方向切換等を行うた
めのホームポジション検知手段である。5016は記録
ヘッドの前面をキャップするキャップ部材5022を支
持する部材で、5015はこのキャップ内を吸引する吸
引手段でキャップ内開口5023を介して記録ヘッドの
吸引回復を行う。
5017はクリーニングブレードで、5019はこのブ
レードを前後方向に移動可能にする部材であり、本体支
持板5018にこれらは支持されている。ブレードは、
この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適
用できることはいうまでもない。又、5021は、吸引
回復の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジと係
合するカム5020の移動に伴って移動し、駆動モータ
からの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で移動
制御される。
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キ
ャリッジがホームポジション側領域にきたときにリード
スクリュー5005の作用によってそれらの対応位置で
所望の処理が行えるように構成されているが、周知のタ
イミングで所望の作動を行うようにすれば、本例には何
れも適用できる。
上述における各構成は単独でも複合的に見ても優れた発
明であり、本発明にとって好ましい構成例を示している
上述した第2図乃至第6図に対して技術的に関係する本
発明について詳述するため、以下、第1図(A)(B)
を用いながら説明する。
第1図は、本発明に係わる記録ヘッドカートリッジ全体
を示す斜視図である。第1図において、2は電気信号に
応じてインクを液滴として吐出する記録ヘッド部、3は
記録ヘッド部2に供給する為の記録液を貯蔵しているタ
ンク部、4はタンク部3の内圧と大気圧を等しくする為
の大気連通孔である。5は大気連通孔4と遮蔽板6を形
成しているキャップ部材、7は前述の大気圧供給空間1
402に対応する、温度変化や圧力変化によるインク漏
れを防ぐ為のバッファ室、8は記録液を保持している多
孔質体である。遮蔽板6の構成材料としては、ガラス、
セラミック、フェルト、プラスチック等を挙げることが
できる。プラスチック材料としては、ポリアミド、ポリ
ウレタン、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(p
p)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリス
チレン(ps)、ポリ塩化ビニル(pvc)、エチレン
−酢酸ビニル共重合体(EVA)が用いられる。キャッ
プ部材5は、これらのプラスチック材料を用いて、遮蔽
板6と一体的に形成されるのが好ましい。
第7図(a)及び第7図(b)は、本実施例に係るキャ
ップ部材5を詳細に説明するための図面であり、夫々斜
視図及びそのA −A’ 線での断面図である。遮蔽板
6は、大気連通孔4のインクタンク内端部の開口42よ
りも大きい面積を有し、この間口42と多孔質体8との
間にあって、これらのいずれからも離間した位置にある
。従って、インクが多孔質体から離脱して大気連通孔4
の開口42へ到達しようとしても遮蔽板6が介在してい
るので、直接インクは大気連通孔4へ至ることはない。
そして、大気連通孔4の開口10はキャップ部材5の周
囲に位置しているので、単に大気連通用管を配置した構
成に比べて格段に安定した効果を奏する。
本実施例では、大気連通孔4の外気側端部開口41と内
部開口42とは同一径であり、均一断面積の管が形成さ
れているが、開口41の径を開口42の径よりも大きく
して、大気連通状態の一層の安定化を図ることも好まし
い。第7図(a)及び第7図(b)の符号45の二点鎖
線で示すように、テーパを付けたロート形状にすること
も好ましい。この角度の例としては45度程度が適して
いる。
第7図(a)及び第7図(b)から分かるように、本実
施例では、開口42を含む面と遮蔽板6とをつなぐ、キ
ャップ部材5の周面に4か所設けられた連結部47によ
って大気連通関口10が、0.2〜0.5mm程度の極
めて間隔の小さい線状に形成されている。
従って、仮にインクがこの遮蔽板6に付着して開口lO
の内方に入り込もうとしても、この線状開口10が、主
に毛管作用を利用して開口42から離間する方向(線状
部10Aの方向)にインクを案内するので、より一層イ
ンクの漏れが防止できる。
第8図(a)及び第8図(b)は、夫々本発明に係るキ
ャップ部材の他の例を示す斜視図及びそのA−A’ 線
での断面図である。
本例では、第7図(a)及び第7図(b)に示された例
と異なり、遮蔽板6が開口42を含む面とほぼ平行に設
けられている。遮蔽板6と開口42を含む面とをつなぐ
連結部47は、第7図(a)及び第7図(b)に示され
た例と異なり、やや長めの板形状を有しており、キャッ
プ部材5の周面の対称位置に2か所設けられている。
本例においても、第7図(a)及び第7図(b)に示さ
れた例とほぼ同じ様な効果を得ることができた。
尚、開口lOの大気連通方向(大気連通孔4の長さ方向
)に関しての最大高さhは、第7図(b)及び第8図(
b)にあるように、大きなインク滴が開口10から内方
に入り込んでしまうことを考慮して1 m m以上3 
m m以下であることが好ましい。又、遮蔽板6は開口
42の半径(d/2)の3.5倍以上の半径(D/2)
領域を遮蔽することが最適であるが、本実施例の様な交
換式のインクジェットカートリッジのタイプでは、2倍
以上の半径領域を遮蔽できるものであれば好ましく用い
られる。
第7図(a)及び第7図(b)に示されるところの本発
明の実施例では、大気連通孔4に記録液が付着すること
を防ぐための遮蔽板6が、斜めに角度をつけて設けられ
ており、遮蔽板6の上に記録液が残らない様になってい
る。この場合の遮蔽板6による遮蔽領域は、開口42を
含む面への正射影として開口42の半径領域と比較する
ものとする。
第1O図は、本発明に係るキャップ部材の更に他の例を
示す断面図である。
第7図(a)及び第7図(b)に示された例と本例が異
なる点は、遮蔽板6が開口42に対向する部分を含む直
線で折れ曲がることで、開口42を含む面に対して側断
面がV字を形成する様に斜めに設けられていることであ
る。本例において、大気連通孔4の長さ方向に関しての
大気連通開口10の最大間隔りと大気連通開口10の最
小間隔とは、第7図(a)及び第7図(b)に示された
例を用いて説明した範囲が好ましく、夫々1 m m以
上3 m m以下、0 、2 m m以上0 、5 m
 m以下である。
本例は第7図(a)及び第7図(b)に示された例と作
用的にも比較的似ている。即ち、仮にインクが遮蔽板6
に付着して開口10の内方に入り込もうとしても、線状
開口10Aが、主に毛管作用を利用して開口42から離
間する方向(線状部10Aの方向)にインクを案内する
ので、より一層インクの漏れを防止することができる。
この様に、第10図、並びに第7図(a)及び第7図(
b)に示される実施例は、開口42と遮蔽板6との間の
大気連通開口10を含む空間領域の寸法や形状の工夫を
施して、−層確実なインク漏れ防止効果を得ようとする
ものである。即ち、開口42の近傍では該開口42から
遮蔽板をできるだけ遠ざけ、開口42から離れたいずれ
かの位置で毛管力が生ずる様な距離にキャップ部材と開
口42とを近づけることで、−層確実なインク漏れ防止
効果を得ようとするものである。
本例においても、前述して実施例とほぼ同じ様な効果を
得ることができた。
第11図(a)、第11図(b)、第11図(c)及び
第11図(d)は、本発明に係るキャップ部材の更に別
の例を示す、夫々側面図、下面図、第11図(a)のB
部の拡大図及び第11図(a)のA−Aでの断面図であ
る。
本例は、第8図(a)及び第8図(b)に示された例と
形状面では似通っている。
本実施態様においては、開口42の径(本例では0 、
8 m m )の2倍値(0,8X2=1.6mm)と
二つの連結部47の内面間の距離(本例では1 、5 
m m )とが共に1.0mm以上2 、0 m m以
下であることが好ましく、特徴的には前者(前記2倍値
)が後者(前記距離)より大きい。これにより、仮にイ
ンクが遮蔽板6に付着し開口10の内方に入り込もうと
しても、インクは主に毛管作用により、開口42から離
間し連結部47に引き寄せられて近づく方向に案内され
るので、より一層インクの漏れを防止することができる
第11図(C)に示される凸部は、キャップ部材5の周
囲を取り巻く様に2本設けられ、インクジェットカート
リッジ本体とキャップ部5とのシール性を向上させ、併
せてインクジェットカートリッジ本体にキャップ部材5
が嵌入されたときに、インクジェットカートリッジ本体
に対してキャップ部材5を適切な位置に保持するために
用いられるものである。これにより、キャップ部材5は
、多孔質体からなるインク吸収体8に非接触に保持され
るので、前述した本発明の種々の効果を良好に奏するこ
とができる。尚、本実施例以外の実施例においても、イ
ンクジェットカートリッジ本体に対してキャップ部材5
を適切な位置に保持するための不図示の手段が設けられ
ている。
また、第11図(a)に示されるように、大気連通状態
の一層の安定化を図るために、本例では大気連通孔4が
大気側で広がった形状を有している。
本例においても、前述した実施例とほぼ同じ様な効果を
得ることができた。
尚、以上詳述したいずれの実施例においても、遮蔽板を
含むキャップ部材としては、ナイロンIIBMNOP4
0(東し社製)の一体成型品を用いた。
ところで、第1図等に符号5として、また第2図に符号
1400として示されるキャップ部材は、第2図に示さ
れる様にインクジェットヘッドカートリッジ本体の側壁
に嵌入される。第5図及び第6図に示される様に、イン
クジェットヘッドカートリッジはキャリッジに載置され
、通常は鉛直方向に対してほぼ垂直な方向に往復移動を
行なう。この際、キャップ部材は、鉛直方向に対してほ
ぼ垂直な方向、中でも前記キャリッジの移動方向に沿っ
て大気連通孔4が配される様に設けられるのが、遮蔽板
がインク漏れ防止の効果を発揮する上で一層好ましい。
本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、キャ
ノン株式会社が提唱するところのバブルジェット方式の
記録ヘッド、記録装置に於いて、優れた効果をもたらす
ものである。
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第4723129号明細書、同第4740796号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい。この方式は所謂オンデマンド型、コンティニュ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体(インク)が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されていて電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少なくとも一つの駆動信号を印加することによ
って、電気熱変換体に熱エネルギーを発生せしめ、記録
ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信
号に一対一対応し液体(インク)内の気泡を形成出来る
ので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開
口を介して液体(インク)を吐出させて、少なくとも一
つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると
、即時、適切に気泡の成長収縮が行われるので、特に応
答性に優れた液体(インク)の吐出が達成でき、より好
ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許
第4463359号明細書、同第4345262号明細
書に記載されているようなものが適している。
尚、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ
構成(直線状液流路又は直角液流路)の他に熱作用部が
屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許
第4558333号明細書、米国特許第4459600
号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。
加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリッ
トを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭
59年第123670号公報や熱エネルギーの圧力波を
吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開示する特開昭
59年第138461号公報に基づいた構成としても本
発明は有効である。
更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、上述した明細書に開示されているような複数記録ヘッ
ドの組合せによって、その長さを満たす構成や一体的に
形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいずれでも
良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発揮する
ことができる。
加えて、装置本体に装着されることで、装置本体との電
気的な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる
交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘ
ッド自体に一体的に設けられたカートリッジタイプの記
録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。
又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘ
ッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので好ましいも
のである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに対
しての、キャビング手段、クリーニング手段、加圧或は
吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或は
これらの組合せによる予備加熱手段、記録とは別の吐出
を行う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行う
ために有効である。
更に、記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色の
みの記録モードだけではなく、記録ヘッドを一体的に構
成するか複数個の組合せによってでもよいが、異なる色
の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なくとも
一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。
以上説明した本発明実施例においては、液体インクを用
いて説明しているが、本発明では室温で固体状であるイ
ンクであっても、室温で軟化状態となるインクであって
も用いることができる。上述のインクジェット装置では
インク自体を30℃以上70℃以下の範囲内で温度調整
を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温度
制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与時
にインクが液状をなすものであれば良い。加えて、積極
的に熱エネルギーによる昇温をインクの固形状態から液
体状態への態変化のエネルギーとして使用せしめること
で防止するか又は、インクの蒸発防止を目的として放置
状態で固化するインクを用いるかして、いずれにしても
熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってインクが
液化してインク液状として吐出するものや記録媒体に到
達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱
エネルギーによって初めて液化する性質のインク使用も
本発明には適用可能である。このような場合インクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
又は貫通孔に液状又は固形物として保持された状態で、
電気熱変換体に対して対向するような形態としても良い
。本発明においては、上述した各インクに対して最も有
効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである
〔発明の効果〕
以上説明したように、大気連通孔のタンク部側開口部の
近傍に連通孔をふさがずに遮へい板を設けることによっ
て、衝撃や振動等によってもタンク部中の記録液が大気
連通孔を通して外部に漏れることがなくなり、ユーザー
が手や衣服等を汚すという不安を解消することができる
【図面の簡単な説明】
第1図、第9図は本発明に係る記録ヘッドカートリッジ
全体の斜視図、 第2図は本発明カートリッジの分解構成斜視図、第3図
は第2図の組み立て斜視図、 第4図はインクジェットユニットIJUの取り付は部の
斜視図、 第5図はカートリッジIJCの装置に対する取り付は説
明図、 第6図は本発明の装置外観図、 第7図(a)及び第7図(b)は夫々本発明に係るキャ
ップ部材の一実施例の斜視図及びAA’ 断面図、 第8図(a)及び第8図(b)は夫々本発明に係るキャ
ップ部材の他の実施例の斜視図及びAA’ 断面図であ
る。 第10図は、本発明に係るキャップ部材の更に他の例を
示す断面図である。第11図(a)、第11図(b)、
第11図(C)及び第11図(d)は、本発明に係るキ
ャップ部材の更に別の例を示す、夫々側面図、下面図、
第11図(a)のB部の拡大図及び第11図(a)のA
−A線での断面図である。 l・・・記録ヘッドカートリッジ 2・・・記録ヘッド部 3・・・インクタンク部 4・・・大気連通孔 5・・・キャップ部材 6・・・遮蔽板 7・・・バッファ室 8・・・多孔質体

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)記録液を液滴として吐出するヘッド部と、前記記
    録液を収納するためのタンク部とを一体に具備する記録
    ヘッドカートリッジにおいて、前記タンク部に大気圧と
    タンク内部圧とを等しくするための通気手段を有し、該
    通気手段のタンク部側開口部の近傍に、前記開口部から
    離接して遮蔽板が設けられていることを特徴とする記録
    ヘッドカートリッジ。
  2. (2)前記遮蔽板が前記タンク部側開口部を含む面に対
    して斜めに設けられている請求項1に記載の記録ヘッド
    カートリッジ。
  3. (3)前記遮蔽板が平板状である請求項1に記載の記録
    ヘッドカートリッジ。
  4. (4)前記遮蔽板が前記タンク部側開口部に対向する部
    分を含む直線で折れ曲がることで、前記タンク部側開口
    部を含む面に対して側断面がV字を形成する様に斜めに
    設けられている請求項2に記載の記録ヘッドカートリッ
    ジ。
  5. (5)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽板
    と前記タンク部側開口部を含む面との間隔が、前記タン
    ク部側開口部の近傍以外の領域で最小値をとる請求項2
    に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  6. (6)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽板
    と前記タンク部側開口部を含む面との最大間隔が1mm
    以上3mm以下である請求項2に記載の記録ヘッドカー
    トリッジ。
  7. (7)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽板
    と前記タンク部側開口部を含む面との最小間隔が0.2
    mm以上0.5mm以下である請求項2に記載の記録ヘ
    ッドカートリッジ。
  8. (8)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽板
    と前記タンク部側開口部を含む面との最小間隔がインク
    に対して毛管力を生じさせる間隔である請求項2に記載
    の記録ヘッドカートリッジ。
  9. (9)前記遮蔽板が前記タンク部側開口部を含む面に対
    してほぼ平行に設けられている請求項3に記載の記録ヘ
    ッドカートリッジ。
  10. (10)前記タンク部側開口部の径の2倍値が、前記通
    気手段を形成する部材と前記遮蔽板とを連結する複数の
    連結部の内面間の距離より大きい請求項9に記載の記録
    ヘッドカートリッジ。
  11. (11)前記通気手段が通気孔であり、該通気孔の両端
    の開口は、前記タンク部側に較べて大気側の方が大きい
    請求項1に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  12. (12)前記通気孔は、横断面がテーパー形状の部分を
    有する請求項11に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  13. (13)前記通気手段を形成する部材が、前記記録ヘッ
    ドカートリッジ本体の壁より内部に押し込まれて段を形
    成している請求項1に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  14. (14)前記遮蔽板が、ガラス、セラミック、フエルト
    及びプラスチックから選択される少なくとも一つの材料
    から形成されている請求項1に記載の記録ヘッドカート
    リッジ。
  15. (15)前記通気手段を形成する部材と前記遮蔽板とが
    、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
    メチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル
    及びエチレン−酢酸ビニル共重合体から選択される少な
    くとも一つの材料から一体的に形成されている請求項1
    に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  16. (16)前記通気手段を形成する部材と前記遮蔽板とが
    、ポリアミドから一体的に形成されている請求項1に記
    載の記録ヘッドカートリッジ。
  17. (17)記録液を液滴として吐出するヘッド部と、前記
    記録液を収納するための多孔質体を包含するタンク部と
    を一体に具備する記録ヘッドカートリッジにおいて、 前記タンク部に大気圧とタンク内部圧とを等しくするた
    めの通気手段を有し、該通気手段のタンク部側開口部の
    近傍に、遮蔽板が前記開口部から離接して前記多孔質体
    とは非接触に空間内に位置する様に設けられていること
    を特徴とする記録ヘッドカートリッジ。
  18. (18)前記遮蔽板が前記タンク部側開口部を含む面に
    対して斜めに設けられている請求項17に記載の記録ヘ
    ッドカートリッジ。
  19. (19)前記遮蔽板が平板状である請求項17に記載の
    記録ヘッドカートリッジ。
  20. (20)前記遮蔽板が前記タンク部側開口部に対向する
    部分を含む直線で折れ曲がることで、前記タンク部側開
    口部を含む面に対して側断面がV字を形成する様に斜め
    に設けられている請求項18に記載の記録ヘッドカート
    リッジ。
  21. (21)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽
    板と前記タンク部側開口部を含む面との間隔が、前記タ
    ンク部側開口部の近傍以外の領域で最小値をとる請求項
    18に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  22. (22)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽
    板と前記タンク部側開口部を含む面との最大間隔が1m
    m以上3mm以下である請求項18に記載の記録ヘッド
    カートリッジ。
  23. (23)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽
    板と前記タンク部側開口部を含む面との最小間隔が0.
    2mm以上0.5mm以下である請求項18に記載の記
    録ヘッドカートリッジ。
  24. (24)前記通気手段の長さ方向に関しての、前記遮蔽
    板と前記タンク部側開口部を含む面との最小間隔がイン
    クに対して毛管力を生じさせる間隔である請求項18に
    記載の記録ヘッドカートリッジ。
  25. (25)前記遮蔽板が前記タンク部側開口部を含む面に
    対してほぼ平行に設けられている請求項17に記載の記
    録ヘッドカートリッジ。
  26. (26)前記タンク部側開口部の径の2倍値が、前記通
    気手段を形成する部材と前記遮蔽板とを連結する複数の
    連結部の内面間の距離より大きい請求項25に記載の記
    録ヘッドカートリッジ。
  27. (27)前記通気手段が通気孔であり、該通気孔の両端
    の開口は、前記タンク部側に比べて大気側の方が大きい
    請求項17に記載の記録ヘッドカートリツジ。
  28. (28)前記通気孔は、横断面がテーパー形状の部分を
    有する請求項27に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  29. (29)前記通気手段を形成する部材が、前記記録ヘッ
    ドカートリッジ本体の壁より内部に押し込まれて段を形
    成している請求項17に記載の記録ヘッドカートリッジ
  30. (30)前記遮蔽板が、ガラス、セラミック、フェルト
    及びプラスチックから選択される少なくとも一つの材料
    から形成されている請求項17に記載の記録ヘッドカー
    トリッジ。
  31. (31)前記通気手段を形成する部材と前記遮蔽板とが
    、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
    メチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル
    及びエチレン−酢酸ビニル共重合体から選択される少な
    くとも一つの材料から一体的に形成されている請求項1
    7に記載の記録ヘッドカートリッジ。
  32. (32)前記通気手段を形成する部材と前記遮蔽板とが
    、ポリアミドから一体的に形成されている請求項17に
    記載の記録ヘッドカートリッジ。
  33. (33)インクを貯蔵するための空間を有し、該空間の
    内部圧と大気圧とを等しくするための通気孔が設けられ
    ており、該通気孔の内側開口の近傍に、該内側開口から
    離接して遮蔽板が配されていることを特徴とするインク
    タンク。
  34. (34)インクを貯蔵するための吸収体を包含する空間
    を有し、該空間の内部圧と大気圧とを等しくするための
    通気孔が設けられており、該通気孔の内側開口の近傍に
    、該内側開口から離接して前記吸収体と非接触な状態に
    遮蔽板が配されていることを特徴とするインクタンク。
  35. (35)インクを貯蔵するための空間の内部圧と大気圧
    とを等しくするための通気孔を有する部材と、 該通気孔の内側開口の近傍に配された遮蔽板と、該遮蔽
    板が前記内側開口から離接する様に前記部材と前記遮蔽
    板とを連結する連結部と、 を具備することを特徴とするキャップ部材。
  36. (36)請求項1の記録ヘッドカートリッジと、鉛直方
    向に対してほぼ垂直な方向に沿って大気連通孔4が配さ
    れる様に前記記録ヘッドカートリッジを載置して移動す
    るキャリッジと、 を具備することを特徴とするインクジェット装置。
  37. (37)前記大気連通孔が前記キャリッジの移動方向に
    沿って配される様に、前記記録ヘッドカートリッジが前
    記キャリッジに載置される請求項36に記載のインクジ
    ェット装置。
  38. (38)請求項17の記録ヘッドカートリッジと、鉛直
    方向に対してほぼ垂直な方向に沿って大気連通孔4が配
    される様に前記記録ヘッドカートリッジを載置して移動
    するキャリッジと、 を具備することを特徴とするインクジェット装置。
  39. (39)前記大気連通孔が前記キャリッジの移動方向に
    沿って配される様に、前記記録ヘッドカートリッジが前
    記キャリッジに載置される請求項38に記載のインクジ
    ェット装置。
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