JPS6367475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインク滴記録装置用カートリツジに係
り、更に具体的にはマークが形成されなければな
らない時のみに記録液の滴が選択的に発生される
ような装置のカートリツジに係る。

記録処理が要求される時のみに記録液の滴を発
生するインク滴プリンタはドロツプオンデマンド
型記録装置として公知であり、通常プリント・ヘ
ツドを用意しており、このプリント・ヘツドは複
数個のノズルを有し、記録媒体の印刷ラインを横
に移動しそしてインクが必要な時に補給される収
容器からこのインクを供給される。この例として
米国特許第4095237号及び同第4126868号がある。

インクの補給はしばしば不便である。ノズルへ
の供給ライン中に空気をトラツプしそしてこのノ
ズルを不能にすることを避けるために注意が払わ
れなければならずそしてかなりきたない液の漏れ
を避けるために注意が払われなければならない。
インクの補給容器は、吸取紙及び通り抜け可能な
開口を含むことを必要としそしてこの開口を通つ
てこのインクがプリント・ヘツド構造体へ供給さ
れるようにすることを要するので複雑になること
が多い。通常のドロツプオンデマンド型プリンタ
は又、時々クリーニングを要しそしてノズル及び
ポンプ構造体の取りはずし作業あるいはインクと
クリーニング液の交換作業を必要とする。時々、
ノズルは、交換しなければならないほど悪くふさ
がれる。即ち、プリント・ヘツド全体の交換を必
要とする。

公知の記録装置は、ノズル寸法を変えるための
容易性を欠いており、これ故に記録液の滴の寸法
を変えることができない。ペルすなわち印刷素子
の密度を変更することにより細かい印刷品質に変
えることがたびたび所望される。もう１つの制限
は色の制限である。２色以上の付加的な色が使用
されなければならない時に、通常特定な色のため
のノズル構造体及びインク供給手段が更に設けら
れている。これにより記録装置に相当な複雑性及
びコストが加わる。

従つて、本発明の主目的は、滴発生器、フイル
ター及びインク供給源を含みそしてこのインクが
使用されてしまうと捨てることができるインク滴
プリンタ用カートリツジを提供することである。

本発明の他の目的は、複数個の滴発生器及び共
通のインク供給源を有しそして高価でなく且つこ
のインクが使用されてしまうと捨てることができ
るインク滴記録装置用カートリツジを提供するこ
とである。

本発明のもう１つの目的は、関連した記録媒体
に所望される印刷品質あるいはプリンタ性能によ
つて要求される種々異なる色、滴寸法、収容器容
量、ノズル数又は化学的あるいは物理的なインク
特性を有する多種のカートリツジから選択がなさ
れるように、操作員によつて迅速に交換できるイ
ンクジエツトプリンタ用カートリツジを提供する
ことである。

又、本発明の他の目的は、複数のインク色及び
ノズルを有し、ある色のノズルが使用されてしま
うとこれらの全てが捨てられるプリンタ用インク
滴発生器付カートリツジを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、製造コストが高く
なく、コンパクトであり且つ信頼性が高い印刷装
置用の使い捨て可能なインク及び滴発生器付カー
トリツジを提供することである。

前述の目的は本発明に従つて達成される。２つ
に分けられたハウジング手段が用意され、このハ
ウジング手段の中に弾性的に保持された圧電式滴
発生手段、フイルター手段及び記録液を保持する
ための薄膜容器（以下ブラダー）がある。ハウジ
ング手段は滴発生手段を付勢するために必要な導
体を支えそして印刷処理のために横移動するキヤ
リアの上に取りつけられている。ブラダーを記録
液で満たすための手段が用意されそしてこの記録
液が消費された時に通気孔がこのブラダーの収縮
を許容する。ハウジング手段はブラダー手段を保
護する役目をし且つノズルに必要な整列を維持す
る。

本発明はインク供給源からノズルへの距離を最
小化し且つ固定のインク供給源から横移動型キヤ
リアへのダクトを何ら必要としないという利点を
有する。記録液を満たされたカートリツジは容易
に搬送できそして製造品質はアセンブリーの時点
で効果的に制御できる。もし所望するならば、カ
ートリツジは夫々が異なる色の記録液を保有する
多数の滴発生器及びブラダーを保持するように容
易に改作できる。

第１図を参照するに、参照番号１０として全体
的に示す印刷装置は、使い捨て可能なカートリツ
ジ１２を保持する横移動型プリント・ヘツド・キ
ヤリア１１を有する。印刷装置は通常１対のバー
１５によつて互いに離隔された１対の端板１３及
び１４のフレームからなる。キヤリア１１は開口
１７によつて案内ロツド１６の上に取りつけられ
そして従属の半ナツト１９を介して親ねじ１８に
係合している。ロツド２０は又、このキヤリア１
１の反対側の端部を保持する役目をする。

想像線で示したモータ２１は端板１３の右側に
装着され且つシリンダー２２によつて部分的に取
り囲まれそしてシリンダーはこの壁を介してこの
シリンダーの内側へ通じる開孔２３をあけられて
いる。これらの開口は、これらの開口の上に記録
媒体を保持する環状のうねの間に配置されてい
る。シリンダーすなわちドラム２２は、モータの
出力軸２５の上に固定された穴付の内部円板２４
によつて取り付けられている。モータ軸の右側端
部は端板１４の中の軸受（図示せず）に保持され
ている。ドラム２２の端部に整列した端板１４の
部分は、このドラムの内部に通じる開口を設ける
ために切りとられている。フアン及びモータはこ
の端板１４の右側に取りつけられ、ドラムの内部
の空気を排出しそして用紙２７をこのドラムの表
面領域に吸収する役目をする。軸２５とドラムの
内部表面の間に固定された円錐形シールド２８は
このドラムの左側端部からの流出を阻止する。モ
ータ２１の出力軸に固定される複数個の穴付円板
２４の上にドラム２２が保持されるから、この円
板はこのモータが付勢される時に回転しそして用
紙シート２７をキヤリア１１及びカートリツジ１
２の前に運ぶ。モータ軸２５の反対側の端部は、
軸と共に回転するプーリー３０及び３１を装着さ
せそして夫々の関連したプーリー３２（及び３
３、図示せず）をベルト３４を介して駆動して親
ねじ１８を回転させる役目をする。反射領域及び
透明領域を交互に備えたタイミング円板３５は、
変換器３６によつて検出され、一連の出力パルス
を与えそしてこの出力パルスは後述されるように
このカートリツジ１２の印刷滴発生器を動作させ
るためのタイミング信号として役立つ。モータ２
１が回転する時に親ねじ１８が回転されること及
びこの親ねじがこの半ナツト１９と係合している
からキヤリツジ１１が親ねじ１８のねじピツチ及
びプーリー３０並びに３２の駆動比等によつて決
定された速度で回転用紙シート２７を横切つて移
動する。レバー３９は親ねじ１８から半ナツト１
９を離脱させるためにカートリツジ１１の下に用
意されそしてカートリツジ１１を案内ロツド１６
及び２０に沿つて自由に移動させることを許容す
る。新しい用紙シートをドラム２２の上に積載す
るために縁案内４１を備えた板４０が設けられて
いる。この用紙は、モータ２１を停止させること
によりあるいはこのドラムの内部の真空を減少さ
せる真空ポンプの通気扉４２により取り出され
る。プーリー対３０，３２及び３１，３３は、異
なる駆動比を提供しそしてキヤリア１１がこの用
紙及びドラムを横切つて移動する速度を変えるこ
とによりこの用紙上の印刷密度を変更する。

カートリツジ１２からインク滴あるいは記録液
滴を噴出するための制御信号は、文字発生器４５
及び印刷ライン・バツフア４６から制御論理４７
を介してリボン状ケーブル４４の導体を通つて印
加される。

カートリツジ１２は第２図に更に詳細に示さ
れ、全体的に第１のハウジング部分５０及び第２
のハウジング部分５１から成りそしてこれらのハ
ウジング部分は通常びんに類似した単一のカート
リツジを形成するために組み立てられる。ハウジ
ングはプラスチツク材から鋳造される方が好まし
い。

ハウジング部分５０は、キヤリア１１の受け台
部分５５の中にカートリツジを縦方向に位置づけ
るために内側のフランジ５３及び外側のフランジ
５４を形成された首部５２を有する。付勢された
時に、インク滴を噴出する滴発生器として役立つ
圧電材のシリンダーすなわち管５７は首部の開口
５６に挿入されている。管は内側に導電性のメツ
キ部５８を有し、このメツキ部は管の外側表面の
上の狭い帯体５９に接続するためにこの管の後縁
部を越えて連なつている。オリフイス６１を有す
るノズル板６０は、インク滴を噴出させるための
開孔を形成するために管５７の左端部に固着され
る。この管の外側表面は又、その表面のほぼ全部
を電気的導電性材６２で被覆されるが、これは帯
体５９から離隔されている。管は、このハウジン
グの中において電気的導電性の且つ弾性の１対の
エラストマー・Ｏリング６３及び６４の上に保持
され、これらのＯリングは離れて保たれるために
非導電性のプラスチツク管６５によつて分けられ
ている。ハウジングの開口５６の内側は電気的導
電性の１対の帯体６７及び６８を有し、これらの
帯体は夫々のＯリングに接触している。開口５６
の表面の帯体６７及び６８は又、導体６９及び７
０と相互接続し、これらの導体はこの首部５２の
壁を橋絡しそしてこの首部を取り巻く外側の導電
性環状帯体７１及び７２に接続される。帯体は受
け台５５の内側表面の上の同様な半円形の相当し
た帯体７３及び７４の上に接触して置かれる。帯
体７３及び７４はリボン状ケーブル４４（第１図
参照）の導体に夫々接続される。かくして、ケー
ブル４４の導体からの信号は圧電管５７を選択的
に付勢することができ、印刷媒体に向つてオリフ
イス６１からインク滴を発生し且つ導くために十
分な圧力を生じさせる。

カートリツジのインク液あるいは記録液はハウ
ジングの本体部分５１の中のブラダー８０の中に
入れられている。水性インクのための適当なブラ
ダー材は通常指サツク等に使用されるものであ
る。環状の鋳造リング８２は、ブラダーを所定の
位置に保持するために本体部分の内部に押し込ま
れそしてこのブラダーの開放端部はこの本体部分
の減少された直径部８１の上にその外側に沿つて
引き戻されてもよい。この後に、ハウジングの首
部及び肩部は図示するように本体部分に接続され
そして直径部８１と外側縁部８３の間にブラダー
の縁部を挾持してもよい。記録液に溶解できない
潤滑剤は前述の組立作業を助成し且つこの記録液
の漏れを遮断する。ノズル・オリフイス６１が詰
まることを防止するために、このブラダーからの
インクは環状リング８５によつて所定の位置に保
持されたフイルター８４で濾過される。フイルタ
ー材の円板は、細かく孔をあけられ薄膜から作ら
れてもよい。

キヤリア１１にカートリツジ１２を位置づける
備品として、ピン８６がこのハウジングに挿入さ
れそしてキヤリア本体の凹所８７に合わされる。
カートリツジ１２は凹面の保持器８８によつてキ
ヤリア１１の背部に位置づけられ、この保持器は
このキヤリアの前部の受け台５５に類似してい
る。インクが消費される時にブラダー８０を収縮
させるために、通気孔８９が設けられ、カートリ
ツジの内部を大気圧に保つことを許容する。イン
クの噴出はわずかな負の圧力を発生してこのブラ
ダーを収縮させる。

この液体装置内の空気はこの圧搾管すなわち滴
発生器の所定の動作を妨げるから、このカートリ
ツジをインクで満たす場合に空気が内部にトラツ
プされないことを保証するように注意が払われな
ければならない。インク充填作業は２つの本体部
分を分けそしてフイルターを取り除くことによつ
て行なわれる。次に、インクはハウジング部分５
０が上向き位置に保持される時に圧搾管に入れら
れ、この結果インク・レベルはフイルターの位置
の上になる。この後にフイルター及びその保持リ
ング８５は挿入されそしてこのフイルターとノズ
ル６１の間に空気が無くなることが保証される。
本体部分５０及び５１は所定位置にブラダーを保
持して接続され且つ詰めプラグ９０は取り除かれ
る。このカートリツジは第２図に示すようにほぼ
水平に傾けられ、次にインクはプラグの開口に達
するまでに入れられそしてこのプラグはその開口
に挿入される。

動作において、カートリツジはキヤリアの上の
受け台に置かれそして電気信号はケーブル４４の
導体に印加される。即ち、圧搾管の収縮をもたら
し、この圧搾管は連続な液滴を発生させそしてこ
の液滴は記録媒体に向つて噴出される。真空ドラ
ムが用紙２７を保持して回転する（第１図参照）
時に、プリント・ヘツドはこのドラムを横切つて
移動され、選択的に置かれた滴の連続な行によつ
て文字を形成する。このカートリツジの概念は滴
発生器、フイルター及びインク供給源のアセンブ
リーが高価でないという利点を提供し、このアセ
ンブリーはこのインク供給源が消費されてしまつ
た後に捨てることができる。この設計は、必要な
時に異なる寸法のノズル及び異なる色すなわち組
成のインクに交換することを許容する。

カートリツジは、プリント・ヘツドが記録用紙
を横切つて移動する時により速い印刷処理あるい
は異なるペル密度を助長するためにノズルを付加
することによつて設計変更されてもよい。単一の
カートリツジに付加的なノズルを用意し且つカラ
ー印刷処理を選択的に発生するために異なる色付
インクを夫々のノズルに供給することが所望され
てもよい。第３図に示した設計変更は、異なる２
色の印刷処理を許容する。しかしながら、カート
リツジの首部に構成したノズル及び管は、図示す
るような２つのブラダーの代りに単一のブラダー
すなわち単色のインクを用いることができる。諸
図において、類似の構成素子は類似の参照番号を
付けられた。第２のノズルの構成素子は参照番号
に接尾文字“ａ”を付けられた。第２図の構成素
子と類似しているために、全部の構成素子は指定
されない。

類似方法で製作され且つ弾性の環状リング６
３，６３ａ，６４及び６４ａの上に取りつけられ
る２本の圧電管５７及び５７ａをカートリツジ１
００が支えていることが第３図からわかる。しか
しながら１つの相異点が注目され、この相異点は
アース電極すなわち戻り電極７０ａの補充であ
り、この戻り電極は導体７０と同じように環状導
体７２にも接触している。夫々の滴発生器５６及
び５６ａは通路手段１０３あるいは１０４により
夫々のインク供給源に接続されている。これらの
通路手段は夫々室１０５を更に接続し、この室に
フイルター１０６が保持リング１０７によつて保
持されている。インクは、室１０９と連通する
夫々のブラダー１０８からフイルターを介して供
給される。ブラダーは、凹所１１０にこのブラダ
ーの開放端部を押し込みそして次にこのブラダー
の縁部を弾性リング１１１で留めることにより
夫々所定の位置に保持される。通気孔１１２は、
インクが引き出される時にブラダーが収縮するこ
とを許容する。夫々のブラダー室１０８及び１０
９は夫々のフイルター開口１１３と連通し、この
フイルター開口はインクが満たされた後にプラグ
１１４によつて遮断される。２つのブラダーのみ
がカートリツジ１００に示されているけれども、
このカートリツジ本体の内部構造は黒のような異
なる色及び３原色のための付加的区画部に設計変
更できる。更に、複数個のノズルは水平方向に整
列できあるいは異なるレルに整列できる。

カートリツジ１２及び受け台５５のアセンブリ
ーは第４図に更に詳細に示される。受け台５５
は、合わされる環状導電性帯体７１と半円形帯体
７３の間に信頼性の高い電気的接触が保たれるよ
うにカートリツジの円筒形首部５２に整合するよ
うに略半円形に鋳造される。しかしながら、良好
な接触を保証するために受け台５５及び帯体７３
の半径は帯体７１の半径よりも幾分小さく作ら
れ、組み立てられた時に接触面を良好に合わす。
受け台の側部５５ａは、首部の中心を通る水平方
向の横断線の両端部の地点よりも上に短い距離だ
け接線方向に延びている。受け台部分あるいはキ
ヤリア全体１１は、カートリツジが挿入された時
に変形が起るように、何らかの固有の弾性を有す
るナイロン等のようなプラスチツク材から鋳造さ
れる方が好ましい。かくして、受け台の垂直な側
部５５ａは、カートリツジの首部を収容するため
に水平方向に移動できる。スロツト５５ｂは、受
け台の側部の偏向を更に容易にするために、この
受け台の側部に切り込まれてもよい。夫々の半円
形帯体７３の一方の端部を区分された保持指片に
形成するために、垂直なスロツト５５ｃが又設け
られている。この構成は、首部及び環状帯体７１
の寸法変化に適応するように帯体７３の夫々の偏
向を許容する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて組み立てられ且つ滴発
生器、フイルター及びインク収容器を組み合わせ
たカートリツジを選ぶドロツプオンデマンド型イ
ンク滴プリンタの斜視図、第２図は滴発生器、フ
イルター及びインク収容器を更に詳細に示す第１
図のカートリツジの断面図、第３図は第１図のイ
ンクカートリツジを設計変更しそして複数個の滴
発生器、フイルター及びインク収容器が収納され
ているカートリツジの断面図、第４図は第１図に
示したカートリツジ及び受け台の位置を示す斜視
図である。 ５０，５１……ハウジング部分、５２……首
部、５５……受け台、６３，６４……Ｏリング、
８０……ブラダー、５８……メツキ部、８４……
フイルター、６２……導電性材、１１……キヤリ
ア、７１，７２，７３，７４，５９，６７，６８
……帯体、５７……管、６９，７０……導体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 室と、該室と連通し該室よりも径が小さ
   い張出し部分とを一体に形成するハウジング手
   段と、 (b) 少なくとも２つの弾性的導電性素子により上
   記張出し部分の中に保持され、互いに反対側の
   表面をもち、該両表面上にそれぞれ別個の導電
   性被膜を有する滴発生手段と、 (c) 上記張出し部分を貫通して上記弾性的導電性
   素子の一つにそれぞれ接続された上記張出し部
   分の外部の導電性通路と、 (d) 記録液を保持し且つ上記張出し部分及び上記
   滴発生手段と連通する上記室の中の収容手段、 とを具備するインク滴印刷装置用カートリツジ。