JPH03234647A - 液体噴射記録装置および該装置に搭載されうる記録ヘッドカートリッジ - Google Patents

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］ 本発明は液体噴射記録装置に関するものである。

［従来の技術］ 液体噴射記録装置の記録ヘッド、特に記録用液滴の吐出
エネルギ発生手段に電気熱変換体を用いてなる液体噴射
記録ヘッドは、記録用液体（インク）を吐出して飛翔液
滴を形成するための液体吐出口（オリフィス）を高密度
に配列できるために高解像記録が可能なこと、記録ヘッ
ドとして全体的な小型化も容易なこと、最近の半導体分
野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術
やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、長尺化
および面状化（２次元化）が容易であること等により、
マルチノズル化および高密度実装化が容易で、しかも大
量生産時の生産性が良く製造費用も廉価にできるものと
して特に注目されている。

［発明が解決しようとする課題〕 このような液体噴射記録ヘッドは、吐出性能を向上させ
ると寿命が短くなる傾向があるので、記録ヘッドと記録
液タンク（インクタンク）とを−体のカートリッジとし
てそのカートリッジを交換するようにしたものがある。

しがし、そのような交換式のカートリッジは構成費用が
高く経済的ではない場合がある。また、インクタンクの
容量にもよるが、記録ヘッドの寿命がインクタンク１個
分以上ある場合には、寿命の尽きていない記録ヘッドも
交換されることになり不経済である。

そこで記録ヘッドとインクタンクとをそれぞれ交換可能
にする方法が考えられるが、１つの記録ヘッドに対する
カートリッジ形態のインクタンク（インク・カートリッ
ジ）の交換回数を制限する方法がなく、記録中に記録ヘ
ッドの寿命が尽きてしまう場合があるので、１つの記録
ヘッドに対するインク・カートリッジの交換回数を制限
するために用いられる手段を提供することが要望されて
いる。

ところで、インク・カートリッジには、インクの流路を
形成するための部材の他、本体に対するインク・カート
リッジの装着方向規定機構等の種々の部材が付加される
ようになってきている。

従って、上記手段の少なくとも一部をインク・カートリ
ッジに対して設ける場合には、インク・カートリッジや
装置の構成を複雑化しないものであるのが望ましい。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的は、インク・カートリッジおよび装置本体の構成の
大型化や複雑化を伴うことなく、容易かつ確実に１つの
記録ヘッドに対するインク・カートリッジの交換回数を
報知ないし制限できるようにすることにある。

［課題を解決するための手段］ そのために、本発明は、記録媒体に対して記録用液体を
吐出することにより記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘ
ッドに対する前記記録用液体の供給源をなす記録液タン
クとをそれぞれ着脱可能に有する液体噴射記録装置であ
って、前記記録液タンクの着脱の操作によって動作し、
１つの前記記録ヘッドに対して所定回数以内でのみ前記
記録液タンクの交換を許容する手段を具え、該手段が前
記記録液タンクの装着方向を規定する部材に兼用されて
なることを特徴とする。

また、本発明は、記録媒体に対して記録用液体を吐出す
ることにより記録を行なう記録ヘッドと、該記録ヘッド
に対する前記記録用液体の供給源をなす記録液タンクと
を備え、液体噴射記録装置に対して着脱可能に構成され
た記録ヘッドカートリッジであって、前記記録液タンク
は、前記記録ヘッドに対して交換可能とされており、前
記記録ヘッドには、前記記録液タンクの着脱の操作によ
って動作し、前記記録ヘッドに対して所定回数以内での
み前記記録液タンクの交換を許容とする手段を具えてい
ることを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、１つの記録ヘッドに対する複数回の記
録液タンク（インク・カートリッジ）の交換を許容し、
規定の回数を越えるとインク・カートリッジが交換でき
ないようになるとともに、そのための手段をインク・カ
ートリッジの装着方向規定部材に兼用したことにより液
体噴射記録装置（インクジェット記録装置）の複雑化を
避けることができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

（実施例１） 第１図は本発明の一実施例に係る液体噴射記録装置の要
部構成例を示す。

ここで、１はプラテンローラであり、その軸２に結合し
た不図示のモータによって回転駆動されて記録媒体３を
搬送するとともに、記録媒体３の被記録面を規制する。

４は記録ヘッドであり、記録媒体３との対向面に複数の
インク吐出口が配列され、インク吐出口の内方の液路に
電気熱変換体等の吐出エネルギ発生素子を有してなるも
のである。５は記録ヘッド４を搭載し、記録走査を行わ
せるためのキャリッジ、６はプラテン軸２と平行に延在
してキャリッジ５を支持しつつその移動を案内するガイ
ドレールである。また、７は記録ヘッド４に対するイン
ク供給源をなすインク・カートリッジであり、記録ヘッ
ド４自体に対して着脱可能である。また、記録ヘッド４
もその交換容易性を考慮すればキャリッジ５に対して着
脱自在とするのが望ましい。

第２図はインク・カートリッジ７および記録ヘッド４の
カートリッジ装着部の構成例を示す。

ここで、４Ａは記録ヘッド４のカートリッジ装着部であ
り、インク連通部材１１と、インク・カートリッジ７の
交換回数規定用手段の部分をなすスリーブ１３とを設け
である。一方、インク・カートリッジ７には、ヘッド側
インク連通部材１１に結合してインク供給を行うための
インク連通部材ｌＯと、スリーブ１３に嵌入されるピン
１２とを有している。ビン１２はインク・カートリッジ
７に設けた穴部（不図示）に嵌合した状態で突設された
もので、その嵌合力はスリーブ１３との嵌合力より小で
あるようにする。従って、インク・カートリッジ７を取
外した際にはビン１２はインク・カートリッジ７から脱
落し、スリーブ１３内に残留することになる。なお、こ
のような残留を行わせるためには、その他に例えばイン
ク・カートリッジ７の取外しに際しての所定の操作でビ
ン１２が折れるように構成してもよい。

第３図はスリーブ１３の詳細を示す。スリーブ１３は、
（ビン長さ×規定交換回数）に対応した深さを有してお
り、本例では透明材料で形成されている。また、交換回
数を明示するためにビン長さに対応した範囲毎に適宜の
マークを、本例では回数を示す°゛１”、“２”、“３
”の数字を白色にて印刷している。これに対応して、ビ
ン１２は例えば黒色を呈する部材とし、装着時に白色に
て印刷された数字が浮上って見えるようにする。さらに
、ビン１２およびスリーブ１３は例えば三角形の断面形
状を有し、これによってインク・カートリッジ７の装着
方向が規定され、正しい向きでの装着を行わせることに
なる。すなわち、本例ではインク・カートリッジ７の装
着方向規定用の手段と交換回数規定用の手段とが一体に
構成されている。

次に、第４図（ａ）〜（ｃ）を用いて本例の動作を説明
する。

第１図に示したように、記録ヘッド４とインク・カート
リッジ７の接合部はプリンタの正面から見やすい位置に
ある。そして、記録ヘッド４のカートリッジ装着部４Ａ
にインク・カートリッジ７を装着する際には、第３図に
示したようにビン１２が三角形をしているのでインク・
カートリッジの装着方向を規定できる。装着がなされる
と、インク・カートリッジ交換回数規定用のスリーブ１
３に、ビン１２が挿入される。これが第４図の（ａ）で
示される。挿入されると透明スリーブ１３に白く印刷さ
れている文字が黒色のビン１２により文字が浮き上がっ
て見えるようになる。これが第４図の（ｂ）の状態であ
る。この後、インク・カートリッジ７内のインクが消費
されてインク・カートリッジ７が抜かれたときには、ビ
ン１２が脱落してスリーブ１３に残留する。従って順次
インク・カートリッジ７が装着される度に、残留してい
たビンを内方に押込みつつビン１２が挿入されていく。

本実施例ではスリーブ１３にビン１２が３本しか入らな
いようになっているので、３回を越える回数はインク・
カートリッジの交換ができない。しかし記録ヘッド４に
対するインク・カートリッジの規定交換回数に応じてこ
の数値および構成を適宜窓めつるのは勿論である。

以上のように、インク・カートリッジ７と記録ヘッド４
とにそれぞれビン１２とスリーブ１３とを設けたことに
より、１つの記録ヘッド４に対してのインク・カートリ
ッジ７の交換回数を規定できる。このことにより、１つ
の印字ヘッドに複数以上のインク・カートリッジ交換で
きるので、プリンタの運転費用を廉価にできる効果があ
る。

また、記録ヘッドないしは装置本体側に交換回数を計数
する計数手段やこれを作動させるスイッチ、計数値を読
取るための手段、これを表示するための表示手段等を設
けるような複雑な構成が不要となる。

さらに、スリーブにインク・カートリッジの交換回数を
示す文字を入れたことで、−目で交換回数を判別できる
効果もある。

加えて、ビンとスリーブにインク・カートリッジの装着
方向を規定する機能を持たせたことにより、独立したイ
ンク・カートリッジの装着方向規定手段が不要になり、
プリンタの小型化が実現できる効果がある。

なお、交換回数規定用手段は、上記構成に限られること
なく、種々の構成やマーク、色、構造等を適宜選択でき
るのは勿論である。また、インク・カートリッジは直接
記録ヘッドに結合されるものでなくてもよい。

（実施例２） 第５図、第６図および第７図は本発明の他の実施例を示
すもので、それぞれ、（実施例１）における第１図、第
２図および第３図に対応し、同様の部分には同一符合を
付しである。

本例に係る記録ヘッド１０４は、第５図および第６図に
示すように、カートリッジ装置部１０４Ａに単一の部材
１１３を有し、これに対応してインク・カートリッジ１
０７にも単一の部材１１２を設けである。そして、これ
ら部材１１２および１１３を、それぞれ、交換回数規定
用兼インク連通用のビンおよびスリーブとしている。す
なわち、第７図に示すように、ビン１１２にはその内部
にインク流路１０７Ａを形成するととちに、スリーブ１
１３内に流路１０７Ａ内に嵌入する導入管１１４を配置
している。また、ビンおよびスリーブの断面形状によっ
てカートリッジ装着方向が規定されるのは（実施例１）
と同様である。

本例においても（実施例１）と同様の動作でほぼ同様の
効果が得られるが、本例ではさらにインクの流路とイン
ク・カートリッジの交換回数の規定と、装着方向の規定
手段とを共通化したことにより、インク・カートリッジ
の構造の一層の簡素化、さらにはプリンタの小型化を実
現できる効果がある。

なお、本例においても上側と同様の適宜の変形を加える
ことができるのは言うまでもない。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。

かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成で
きるからである。

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る電気熱変換体に、
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１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を発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆
動信号に一対一で対応したｌ皮体（インク）内の気泡を
形成できるので有効である。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１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４３４５２６
２号明細書に記載されているようなものが適している。

なお、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、電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）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５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９
−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効
果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよ
うなものであっても、記録を確実に効率よく行いつるか
らである。

さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大幅に対応
した長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドに対し
ても本発明は有効に適用できる。

そのような記録ヘッドとしては、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１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

また１本発明に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−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
に対してのキャッピング手段、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
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであってもよい。

さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装
置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るものであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、インク・カート
リッジおよび装置本体の構成の大型化や複雑化を伴うこ
となく、容易かつ確実に１つの記録ヘッドに対するイン
ク・カートリッジの交換回数を制限できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る液体噴射記録の要部構
成例を示す斜視図、 第２図はそのインク・カートリッジおよび記録ヘッドの
カートリッジ装着部の構成例を示す斜視図、 第３図はカートリッジおよびカートリッジ装着部におけ
る結合部分をさらに詳細に示す斜視図、 第４図は本例の動作を説明するための説明図、第５図、
第６図および第７図は本発明の他の実施例に係り、それ
ぞれ、第１図、第２図および第３図に対応した斜視図で
ある。 ３・・・記録媒体、 ４．１０４・・・記録ヘッド、 ４Ａ、　１０４Ａ・・・カートリッジ装着部、７．１０
７・・・インク・カートリッジ、１０７Ａ・・・インク
流路、 １０・・・カートリッジ側インク連通部、１１・・・ヘ
ッド側インク連通部、 １２、１１２・・・ビン、 １３、１１３・・・スリーブ、 １１４・・・インク導入管。 第 図 第 図 第 ４ 図 第 図 “０４Ａ第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録媒体に対して記録用液体を吐出することにより
   記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドに対する前記記
   録用液体の供給源をなす記録液タンクとをそれぞれ着脱
   可能に有する液体噴射記録装置であって、 前記記録液タンクの着脱の操作によって動作し、１つの
   前記記録ヘッドに対して所定回数以内でのみ前記記録液
   タンクの交換を許容する手段を具え、該手段が前記記録
   液タンクの装着方向を規定する部材に兼用されてなるこ
   とを特徴とする液体噴射記録装置。 ２）前記記録液タンクは前記記録ヘッドに対して着脱可
   能で、前記手段は前記記録液タンクおよび前記記録ヘッ
   ドに設けられた相互結合部材でなることを特徴とする請
   求項１に記載の液体噴射記録装置。 ３）前記手段は前記記録液タンクの交換回数を表示する
   部材を有することを特徴とする請求項１に記載の液体噴
   射記録装置。 ４）前記手段はさらに前記記録ヘッドと前記記録液タン
   クとの前記記録用液体の連通を行う部材に兼用されてな
   ることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射記録装置
   。 ５）前記記録ヘッドは前記吐出のためのエネルギを発生
   する素子として、前記記録用液体に膜沸騰を生じさせる
   熱エネルギを作用するための電気熱交換素子を有するこ
   とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの項に記載
   の液体噴射記録装置。 ６）記録媒体に対して記録用液体を吐出することにより
   記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドに対する前記記
   録用液体の供給源をなす記録液タンクとを備え、液体噴
   射記録装置に対して着脱可能に構成された記録ヘッドカ
   ートリッジであつて、前記記録液タンクは、前記記録ヘ
   ッドに対して交換可能とされており、前記記録ヘッドに
   は、前記記録液タンクの着脱の操作によって動作し、前
   記記録ヘッドに対して所定回数以内でのみ前記記録液タ
   ンクの交換を許容とする手段を具えていることを特徴と
   する記録ヘッドカートリッジ。 ７）前記手段は前記記録液タンクおよび前記記録ヘッド
   に設けられた相互結合部材でなることを特徴とする請求
   項６に記載の記録ヘッドカートリッジ。 ８）前記手段はさらに前記記録ヘッドと前記記録液タン
   クとの前記記録用液体の連通を行なう部材に兼用されて
   なることを特徴とする請求項６に記載の記録ヘッドカー
   トリッジ。