JPH05162330A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体のインクを取り外し可能なインクタンク
に収容して記録装置又は記録ヘッドに装着する機構の記
録装置であってインクタンクの取り外し可能性を維持し
ながらインク供給路のシール性を確保しインクタンクの
ヘッドへの位置決めを確保すること。 【構成】 インクタンクの記録装置又は記録ヘッドへの
位置決めを記録装置又は記録ヘッドに供給するインク供
給部以外に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータ、電子タイプライター等の
情報処理装置に用いられるインクジェット記録装置に関
し、特に記録要素に液体状インクを用いて、記録装置あ
るいは記録ヘッドと脱着可能であるインクタンクでイン
クを供給する、記録装置および記録ヘッドおよびインク
タンクに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録スピー
ドが速い、記録音が静かである、ランニングコストが低
い、コンパクトである、等の利点があるため、従来のワ
イヤードット記録装置や熱転写記録装置の置き換えとし
て、需要が大幅に伸びている。

【０００３】そして、従来のインクジェット記録装置に
は記録ヘッドとインクカートリッジを一体として交換す
る構成のものがあった。 ［背景技術］しかし、最近はヘッドの耐久性も向上し、
更なるランニングコストの低減として、記録ヘッド部以
外の、インクを供給するインクタンクのみを交換する方
式が試みられている。

【０００４】この方法において、図４−Ａのようにイン
クカートリッジ４０１をインクジェットヘッド４０２に
結合する場合、インクをインクジェットヘッド４０２に
供給するインク供給筒４０３を用いて、インクカートリ
ッジ４０１をインクジェットヘッド４０２に位置決め固
定する構成が考えられている。（図４）。

【０００５】この場合、インクが漏れないようにシール
するためにはインク供給口は円筒形がよいが、円筒形の
場合インクカートリッジとヘッドとの位置関係が明確に
規定できず、図４−Ｂのようにインクカートリッジが曲
がって装着され、不具合が生じることがある。

【０００６】また位置決めを優先させて、図４−Ｃのよ
うにインク供給口を円形以外の形状にする事も考えられ
るが、円筒形状よりもインク漏れを防止するシールは難
しくインクが漏れるおそれがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
問題点を解消するためのものであり、その目的とすると
ころは、ヘッドとインクカートリッジが分離できる記録
装置であって、ヘッドとインクカートリッジを結合した
状態でのヘッドへのインク供給路のシール性を確保しつ
つ、インクカートリッジのヘッドへの位置決めを確保す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的のため、イン
クカートリッジへインクを供給するインク供給口と、ヘ
ッドとインクカートリッジとの位置決めをする部材とを
ヘッドに設け、インク供給口はシール性のよい円筒形と
し、インクカートリッジとヘッドとの位置決めには別部
材を設けた。

【０００９】

【実施例】以下に実施例に沿って説明する。 ［プリンター機構］図２はプリンタの一例として、イン
クジェット記録装置形態のプリンタ部の概略構成例を示
す模式的斜視図である。

【００１０】ここで、ヘッドカートリッジ２０１は図１
にも示す通りインクジェットヘッド１０１およびインク
タンク１０２であり、インクジェットヘッド１０１とイ
ンクタンク１０２とを結合一体に有してなるものであ
る。

【００１１】ヘッドカートリッジ２０１はインクジェッ
ト記録装置に着脱自在に装着されるものであり、インク
タンク１０２内のインクが使い尽された時点で、新たな
インクタンクと交換することができる。

【００１２】この時、インクジェットヘッド１０１はイ
ンクジェット記録装置側へ残っていても、あるいはイン
クタンク１０２と一緒にインクジェット記録装置から外
れてもよい。

【００１３】インクジェットヘッド１０１は、インク吐
出に利用される熱エネルギを発生する複数の電気熱変換
素子およびこれを駆動するための駆動回路が形成された
基板と、この基板上に上記複数の電気熱変換素子の各々
に対応した吐出口および液路、さらには各液路に連通す
る共通液室を構成するための天板が積層されることによ
って構成される。

【００１４】そして、このようにして構成された記録ヘ
ッドの吐出口を配列した吐出口面が記録媒体２０２に対
向するように装置に搭載される。

【００１５】インクタンク１０２は、ヘッドカートリッ
ジ２０１の大部分を占めるものであり、その内部にイン
クを貯留するためのインク貯留室１１５を具えている。

【００１６】ヘッドカートリッジ２０１を搭載するキャ
リッジ２０３は、駆動モータ２０４の正逆回転に連動し
て不図示の伝動機構を介して回転するリードスクリュー
２０５の螺旋状溝２０６に対して係合するピン（不図
示）を有し、リードスクリュー２０５の回転に伴って矢
印ａ、ｂ方向に往復移動される。

【００１７】２０７はキャリアの回動を規制するキャリ
アガイド板である。なお、この装置および記録ヘッドと
装置本体との電気信号接続のための構成の図示は省略す
る。

【００１８】２０８は回復ユニットであり、ヘッドカー
トリッジ２０１の記録領域外の所定位置（例えばホーム
ポジション）においてヘッドカートリッジ２０１の吐出
口面に対向するキャップ２０９と、これを吐出口面に当
接させて非記録時等においてその保護を行わせるための
キャップ進退駆動部（不図示）とを有している。また、
当該当接時において吐出口よりインクを吸引し、増粘イ
ンク、塵埃、気泡等を吐出することによりインク吐出状
態を良好にするためのポンプや、吸引された廃インクを
貯留する部材が設けられてもよい。

【００１９】２１０は記録媒体２０２を図中ｆ方向に搬
送するための搬送ローラ、２１１は記録媒体２０２を搬
送ローラ２１０に対して押圧するピンチローラであり、
これら一対のローラ間に挟持されて記録時には記録媒体
２０２が図中ｆ方向に間欠送りされる。搬送ローラ２１
０は、その軸２１２が適宜の伝動機構を介してモータ２
１３に係合し、駆動力の伝達を受ける。

【００２０】２１４は記録媒体２０２の被記録面を平坦
に規制するためのプラテンであり、本例ではプリンタ部
筐体（ベース）２１５と一体に構成されている。また、
このプラテン２１４に対して記録媒体２０２を密着さ
せ、記録媒体２０２の浮上りを防止するための部材が配
設されていてもよい。

【００２１】２１６および２１７は記録媒体２０２を検
知すべく記録紙搬送方向ｆにおいて記録位置の前後に設
けた一対のセンサである。

【００２２】図１は本発明の第一の実施例を示す。イン
クジェットヘッド１０１においてインク供給筒１０４が
インク供給手段でありこれが円筒の外観形状を示してい
てインクタンク１０２の凹部であるインク供給口１０３
と密閉性よく結合される。しかしインクジェットヘッド
１０１とインクタンク１０２の結合の相対的位置関係は
インク供給手段１０４とインク供給口１０３のみによっ
ては決定されず、更にインクジェットヘッド１０１に設
けられた位置決めピン１０５、１０６とインクタンク１
０２に設けられている位置決め孔１０７、１０８のはめ
あいにより、及びインクジェットヘッド１０１に設けら
れた外れ止め部材１０９、１１０とインクタンク１０２
に設けられている凹部１１１、１１２との結合により三
次元的に完全に位置決めされる。図示の通り明かにイン
クジェットヘッドとインクタンクの結合の為の位置決め
手段はインク供給手段によっていない。

【００２３】インクジェットヘッド１０１において位置
決めピン１０５、１０６を設ける位置は特に条件がある
訳ではないが、インク供給手段から離れている方がその
効果を妨げずに位置決め精度を高くするので好ましく、
インクジェットヘッド１０１とインクタンク１０２との
結合に際して対向する面上の都合の良い位置を選びさえ
すればよい。外れ止め部材を設ける位置をどのように選
ぶべきかについては上記と同じ観点に加えて結合の解除
の容易さの配慮が必要となる。図１における位置決めピ
ンや外れ止め部材は飽く迄も一つの実施例であり、これ
に限定する意図はない。

【００２４】インク供給手段を構成するインク供給筒１
０４及びインク供給口１０３の形状は格別本発明の要件
を構成するものではなく任意に選択して良いが、インク
の洩れを防止する観点からは円筒形の凸部とそれに対向
する凹部に形成することが好ましい。

【００２５】図１（Ｂ）はインクカートリッジ１０１と
インクタンク１０２を結合した後Ｘ−Ｘ線（インクタン
ク１０２に図示）で切断した場合の断面図であり、両者
の部材にそれぞれ設けられた位置決め手段１０６と１０
８の結合状況及び外れ止め部材１０９と１１１との結合
状況を示している。なお１１５はインク貯留室である。

【他の実施例】

［第二の実施例］図３は本発明の第二の実施例である。

【００２６】適切なインク供給路がキャリッジ３０１内
に形成できるのであれば、第一の実施例のようなインク
ジェットヘッド−インクタンク結合型のヘッドカートリ
ッジを用いる代りに、インクジェットヘッド３０２−キ
ャリッジ３０１結合と、インクタンク３０３−キャリッ
ジ３０１結合として、キャリッジ３０１をインクジェッ
トヘッド３０２とインクタンク３０３の位置決めに使用
してもよい。

【００２７】この場合も相互に連通するインク供給筒３
０８、３０９は位置決めには用いずにキャリッジ３０１
に位置決め専用の部材３０４、４０５、３０６、３０７
を設け他方インクジェットヘッド３０２とインクタンク
３０３には対応する凹部を設ける構成とすると、インク
供給筒は密閉性のよい円筒形としても、インクジェット
ヘッドやインクタンクの位置は正確に定まる。

【００２８】インクジェットヘッド３０２とインクタン
ク３０３は各々の弾性部材で形成された外れ止め部材３
１０、３１１、３１２、３１３がキャリッジ３０１の凹
部３１４、３１５、３１６、３１７と脱着可能に結合す
る。

【００２９】本発明は、特にインクジェット記録装置の
中でも、インクの吐出を行なわせるために利用されるエ
ネルギーとして熱エネルギーを発生する手段を備え、前
記熱エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方
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。

【００３０】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４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうものが好ましい。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流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で対応し液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。

【００３１】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なわれるので、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４
４６３３５９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。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４３１３
２４４号明細書に記載されている条件を採用すると、更
に優れた記録を行なうことができる。

【００３２】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（直線状液流路または直角液流路）の
ほか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有効
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対の吐出部とする構成を開示す
る特開昭５９−１２３６７０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させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成とし
ても本発明は有効である。

【００３３】更に、実施例ではシリアルタイプのインク
ジェット記録装置を示したが、記録可能な最大幅に対応
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。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み合わせによって、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。

【００３４】また、本発明のインクジェット記録装置の
構成として設けられる、記録ヘッドに対しての回復手
段、予備的な補助手段を付加することは本発明の効果を
一層安定して与え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、加圧あるいは吸引手段、電
気熱変換体あるいはこれとは別の加熱素子あるいはこれ
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。

【００３５】また、搭載される記録ヘッド、インクの種
類ないし個数についても、例えば単色のインクおよび１
個の記録ヘッドが設けられたもののほか、記録色や濃度
を異にする複数のインクに対応して複数のヘッドが設け
られるものであってもよく任意の組み合わせにおいても
有効である。記録装置の記録モードとしては黒色等の記
録モードだけでなく、異なる色の複色カラー、または混
色によるフルカラーの各記録モードにおいても本発明は
有効である。

【００３６】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で凝
固するインクであって、室温で軟化もしくは融解するも
のや、あるいは、上述のインクジェットではインク自体
を３０℃以上７０℃以下の範囲で温度調整を行なってイ
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。

【００３７】加えて、熱エネルギーによる昇温を防止す
るため、積極的にインクの固体状態から液体状態への相
変化のエネルギーとして使用せしめるかまたは、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。

【００３８】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。

【００３９】また、本発明は電気を力に変換させてイン
クを吐出させるピエゾジェット方式等、記録媒体と非接
触に記録ヘッドを配設させ、インクを噴射させて記録す
る記録方式等のインクジェット方式において有効であ
る。

【００４０】更に加えて、本発明の記録装置の形態とし
ては、上述のようなワードプロセッサやコンピュータ等
の情報処理機器の出力端末として一体あるいは別体に設
けられるもののほかスキャナー等と組み合わせた複写装
置、さらには送信受信機能を有するファクシミリ装置な
どの形態をとるものであっても良い。その一例を示す図
５において、６０１は上述のプリンタ部、６０２は文字
や数字およびその他のキャラクタを入力するためキー
や、各種指令を与えるためのキーなどを備えたキーボー
ド部、６０３表示器を備える表示部である。

【００４１】なお、他に上記の電気回路に電力を供給す
るための電源部があり、これには例えば充電式のバッテ
リーや、使い捨ての乾電池、あるいは情報処理装置本体
を固定して使用する場合のＡＣ電源用変換器などがあ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明してきたように、インクジェッ
トヘッドあるいはキャリッジと、インクタンクとの結合
を、位置決め専用の部材を設けることにより、インクタ
ンクの位置決めを正確に出来、併せて、インク供給筒を
位置決めに使用しない円筒形に出来るため、良好なイン
ク漏れ防止のためのシールが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第一の実施例

【図２】本発明における記録装置の模式的斜視図

【図３】本発明における第二の実施例

【図４】背景技術におけるインクタンクとインクジェッ
トヘッドを示す分解図

【図５】本実施例に関する記録装置を組み込んだ情報処
理装置６０４の外観を表す模式的斜視図である。

【符号の説明】

１０１ インクジェットヘッド １０２ インクカートリッジ １０３ インク供給口 １０４ インク供給筒 １０５、１０６ 位置決めピン １０７、１０８ 位置決め穴 １０９、１１０ 外れ止め部材 １１５ インク貯留室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8604−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 25/28 Ｚ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体にインク滴を吐出する記録ヘッ
   ドによって記録を行うインクジェット記録装置におい
   て、インク供給手段により前記記録ヘッドへ供給される
   インクを収納するためのインクタンクが前記記録ヘッド
   又は前記記録装置に着脱自在であって、前記インクタン
   クは、前記記録ヘッド又は前記記録装置との位置決め手
   段を前記インク供給手段以外の部材との間に備えている
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 記録ヘッドは熱エネルギーを利用してイ
   ンクを吐出するものであり前記熱エネルギーを発生する
   電気熱変換体を備えた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装置。