JPH02178050A - インクジェットカートリッジ及びインクジェット記録装置 - 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、インクジェット記録装置に係り、特にインク
を収容するインクタンクを一体的に備えた記録ヘッドを
搭載手段としてのキャリッジに対して着脱自在に搭載す
るための構成に関するものである。

［従来の技術］ インクジェット記録装置の中には、内部に記録媒体であ
るインクを収容するインクタンクとインクを吐出する機
能を持つ記録ヘッドエレメントとが一体となったインク
ジェット記録ヘッド（以下記録ヘッドと称す）を使用す
るものが知られている。

このような記録ヘッドを記録装置側のキャリッジに搭載
するにあたっては、インクを記録紙の適切な位置に正確
に付着させ記録を行なうことと、記録信号を伝達する為
の接続端子を適切に接続させなければならないことから
、記録ヘッドを適切な位置に固定して装着する必要があ
った。

記録ヘッドの装着方法を大別すると、キャリッジの上方
や後方からインクカートリッジを平行または回転させて
装着する方法や、キャリッジに所定の方向から記録ヘッ
ドを入れた後固定用のレバーなどを操作して適切な位置
へ記録ヘッドを圧接し固定する方法であった。

例えば、キャリッジに所定の方向から記録ヘッドを載せ
た後、固定用のレバーにより記録ヘッドを固定する構成
は、レバーを含めた構成が複雑になることや、記録ヘッ
ドの装着の際に記録ヘッドの挿入とレバーの操作という
２つの動作が必要である等操作性の点で問題があった。

そこで、簡単に装着を行なう例として第７Ａ図の様な構
成がある。１０１はインクタンクと一体型の記録ヘッド
であり、底面に複数の電気パッド１１１を有する接続端
子Ｉｏｔａと前面に記録ヘッドエレメント１０１ｃのイ
ンク吐出口面１０１ｂとが設けられている。キャリッジ
１０２には、記録信号を記録ヘッドに伝達するための接
続端子１０２ａが設けられている。ここで＋０２ａは複
数の電気パッド！＋２から構成されている。１０４はキ
ャリッジ１０２の移動を案内するガイド軸である。この
様に記録ヘッドをキャリッジの上方から装着する場合に
は、着脱は非常に容易であるが、接続端子１０１ａ、１
０２ａどうしが装置の際にまったく擦れないので接続端
子の間にインク汚れによる被膜や異物が介在すると接続
不良を起こすことがあった。また、未使用の記録ヘッド
には接続端子保護の為に極薄い絶縁性保護ｆｌ！ｊ　１
２　ｔが設けられる構成採ろうとすると、この様な装着
方法の場合には保護膜を削り取って接続を確実にする作
用がなく、信号端子の接続方法としては決して最適な例
とは言えなかった。

未使用の記録ヘッドを搭載し使用を開始するにあたって
は、吐出回復装置等により、直ちにインクを良好に吐出
できる状態にする必要がある。そこで本発明者らは、記
録ヘッドの記録待機位置となるホームポジションにおい
て記録ヘッドを着脱すること、好ましくは、記録ヘッド
の搭載が完了した時点でキャップにより吐出口を保護す
ることを考え出した。

第７Ｂ図は、上記前えに基いた例として、記録ヘッドを
キャリッジの後方から装着するものである。第７Ａ図同
様１０１は記録ヘッド、１０２はキャリッジである。こ
こで１０３は記録ヘッドの吐出口を保護し、インク固着
を防ぐキャップを備えた吐出回復装置である。記録ヘッ
ド１０１をキャリッジ１０２の後方から矢印の方向へ挿
入することによって記録ヘッド１０１の装置を行うこと
で、固定された位置で記録ヘッド１０１はキャッピング
され、接続端子１０１ａ、１０２ａは正しく接続される
構成である。黙しながら、このような方法では装着時に
接続端子が夫々、次々と擦れていく。特に、吐出口側に
ある記録ヘッド１ｏ１の接続端子の電極パッドはキャリ
ッジ１０２の電極ベツド全てと擦れることになる。従っ
て、端子の一部または全部をかなり傷め、電気信号を伝
えることができず吐出不良の原因となフていた。

そこで更に、第７ｃ図の様に記録ヘッド１０１を回転さ
せて装置する方法も考え出したが、このような構成では
記録ヘッド１０１の前面となる吐出口面１０１ｂを装着
後の定位置より大ぎく前に出してから装着しなければな
らない。すると、キャリッジ前方に大きな空間を必要と
するが、良好なインク吐出を考えると、記録ヘッド記録
紙間は大きくとも、３．０ｍｍ以下が望ましく、このよ
うな構成を取ることは難しい。また、ホームポジション
で搭載するとしてもキャップと大きく干渉し合うことが
避けられない為、不都合が生ずることがあった。

である。つまり接続端子の接続にあたっては端子を傷め
ることなく、且つ端子同士のこすり合わせによる端子表
面に設けられた保護膜を削りとることも出来る様な最適
な力で電気的接続を行なうことが可能であり、記録ヘッ
ドの搭載完了と同時に確実に記録ヘッドの位置決めが１
つの動作で可能な記録ヘッド及び該ヘッド用搭載手段を
備えたインクジェット記録装置を提供することを目的と
する。

［技術課題を解決するための手段］ 本発明の目的は、インクを吐出する吐出口と該吐出口よ
りインクを吐出する為のエネルギーを発生するエネルギ
ー発生手段とを有し、インクジェット記録装置の記録ヘ
ッドを搭載する為の搭載手段に対して着脱可能な記録ヘ
ッドであって、前記吐出口の設けられた面と、鎖部に対
して特定の角度をなす面に設けられた電気的接続端子と
、前記記録ヘッドの前記搭載手段への着脱における回転
中心部と、を有し、該回転中心部の中心軸は前記吐出口
の設けられた面と前記接続端子の設けられた面の両方に
平行で、その位置が前記吐出口の設けられた面に対して
前記接続端子に対向する側で吐出口の設けられた範囲よ
り外側かつ前記吐出口の設けられた面側に近い接続端子
より吐出口側にあるようにし、更に前記吐出口と前記接
続端子との間に設けられた位置決め部材を有することを
特徴とするインクジェット記録ヘッドにより達成される
ものである。

更に本発明の別の目的は、インクを吐出する吐出口と該
吐出口よりインクを吐出する為のエネルギーを発生する
エネルギー発生手段とを有する記録ヘッドであって、前
記吐出口の設けられた面と、鎖部に対して特定の角度を
なす面に設けられた電気的接続端子と、前記記録ヘッド
の前記搭載手段への着脱における回転中心部と、を有し
、該回転中心部の中心軸は前記吐出口の設けられた面と
前記接続端子の設けられた面の両方に平行で、その位置
が前記吐出口の設けられた面に対して前記接続端子に対
向する側で吐出口の設けられた範囲より外側かつ前記吐
出口の設けられた面側に近い接続端子より吐出口側にあ
るようにし、更に前記吐出口と前記接続端子との間に設
けられた位置決め部材を有する記録ヘッドと、前記位置
決め部材に係合する部材を有し前記記録ヘッドの搭載さ
れる搭載手段と、を具備することを特徴とするインクジ
ェット記録装置により達成されるものである。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施態様例を具体的かつ
詳細に説明する。

第１図は記録装置の主要部を示す模式的な外観斜視図で
ある。第２Ａ図は本発明の実施態様例による記録ヘッド
を底面側より見た模式的な斜視図、第２Ｂ図は本実施例
の記録ヘッドを底面側より見た模式的な平面図、第３Ａ
図は本実施態様例によるキャリッジの模式的斜視図、第
３Ｂ図は本実施例のキャリッジを上方より見た模式的な
平面図である。

まず第１図において記録ヘッド１０を搭載したキャリッ
ジ２が紙送りローラー６０に沿ってガイド軸４０により
案内され移動し記録媒体としての記録紙Ｐの表面に向け
てインクを吐出し、付着したインク滴により画像を形成
して記録を行なう。

３０はキャリッジ２０のホームポジションにある吐出回
復装置であり、吐出口を覆うことで保護すると共に、吐
出口近傍の乾燥を防止し、インクが固着するのを防止す
る為のゴム等の弾性体からなるキャップ３１と該キャッ
プ３１に弾性チューブ３２を介して連通する吸引ポンプ
３３とで構成され、ポンプ３３によりキャップ３１内部
を減圧し吐出口よりインク及び／又は空気を吸引するこ
とでインクの吐出状態を良好にすることができる。

キャリッジ２０は記録ヘッド１０が記録を行なっている
時以外は非記録位置としてのホームポジションにあり、
吐出口はキャップ３１によって保護されるようになって
いる。そして、記録ヘッド１０の着脱がかならずホーム
ポジションで行なわれるように構成する。

次に第２Ａ図、第２Ｂ図を用いて記録ヘッド１０の構成
について説明する。これらの図においてインクタンク一
体型の記録ヘッド１０には、インクを吐出するために利
用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生するエネ
ルギー発生手段として不図示の電気熱変換体を用いた記
録ヘッドエレメント１０Ｃが設けられている。この様な
記録ヘッドエレメントにはエネルギー発生手段として他
にピエゾ素子等も用いられるが、構成が簡単であり、製
造コストも低くなり、高密度化が可能なことから上述し
た電気熱変換体を用いた構成が好ましく利用される。

１０ａは記録信号（電気信号）の接続端子、１０ｂは後
述するキャリッジ２ｏと嵌合して、着脱時の記録ヘッド
１の回転中心となるガイドピン、記録ヘッドエレメント
１０ｃには複数のインク吐出口１０ｄが前面に設けられ
ている。接続端が起らないように、ＭＸ　＝　３５　ｍ
　ｍ横Ｙ＝１０ｍｍの範囲で約１〜２ｍｍ程度内側にへ
こんだ部分１０ｆに設けられている。１０ｇは後述する
キャリッジ２０の爪部と係合して記録ヘッドを固定する
固定フックである。１１はインク吐出口１０ｄとＨ！続
端子１０ｂと略直線上に設けられた位置決め部材として
のリブであり、後述するキャリッジ２０の位置決め部材
と係合して位置決めが行なわれる。

次に第３Ａ図、第３Ｂ図を用いてキャリッジ２０の構成
について説明する。これら図において２０ａは記録ヘッ
ド１０の接続端子１０ａと接合する接続端子、２０ｂは
記録ヘッド１０のガイドピンＪｏｂと嵌合する嵌合部、
２０ｃは接続端子１０ａ、２０ａの接合に適切な圧接力
（ｌ端子当り２０〜５０ｇ）を与える弾性部材であり、
クロロブレンゴム、ウレタンゴム、モルトブレン等が最
適な弾性率をもつことから好ましく用いられる。２１は
記録ヘッド１０の位置決めリブ１１と係合して、位置決
めを行なうための凹部の形成された位置決め部材である
。この位置決め部材の挿入側は図のようにテーパー形状
を成している。

２２は接続端子１０ａ、２０ａの圧接力とバランスを取
るために設けられた板バネであり、後述するように記録
ヘッドを取りはずす場合のホップアップ機能を有する。

２３は記録ヘッド！０の固定フック１０ｇと係合して、
記録ヘッド１０を固定保持する。５０は電気信号を不図
示の記録制御部からキャリッジの接続端子２０ａに伝達
するためのフレキシブルケーブルである。

以上説明した構成における記録ヘッドの装着方法につい
て第４Ａ、４Ｂ、４Ｃ１４Ｄ図を用いて具体的に説明す
る。

第４Ａ図は装着開始状態、第４Ｂ図は装着途中の第１の
状態、第４Ｃ図は装着途中の第２の状態、第４Ｄ図は装
着完了時の状態を示している。

まず、第４Ａ図に示すように、キャリッジ２０の上に置
くと記録ヘッド１０のガイドピンｔａｂと底面とがキャ
リッジ１０のガイド面２７ｈとロックレバ−２０ｉの先
端により案内され、記録ヘッド１の重量により、図中の
Ａ方向に移動する０次に第４Ｂ図に示すようにガイドピ
ン１０ｂが嵌合部２０ｂに嵌合すると記録ヘッド１０の
後端部がロックレバ−２０ｉからはずれ、ガイドピンｔ
ａｂを回転中心としてＣ方向に回転し、第４Ｃ図に示す
ように固定フック１０ｇがロックレバ−に突き当たる。

このとき、記録ヘッド１０の位置決めでリブ１１の側面
１１ａ（第２Ｂ図）がキャリッジ２０の位置決め部材２
１の内側面２１ａ（第３Ｂ図）と嵌合し始め、Ｘ方向の
位置決めが行われる。

次に記録ヘッド１０の後端をＤ方向に強制的に押し下げ
ると、第４Ｃ図に示すように吐出口面は上部よりキャッ
プ３１の弾性部分に少しずつ当接していく、その後、接
続端子１０ａ、２０ａが吐出口側から次々に接触してい
き、最終的に第４Ｄ図に示すように固定フック１０ｇが
ロックレバ−２０ｉの爪部２３に引掛かり、固定保持さ
れた状態となり、接続端子１０ａと２０ａは電気的９機
械的に正しく結合される。このとき、吐出口も確実にキ
ャピングされる。このとき記録ヘッド１０の位置決めリ
ブ１１の前面ｆｌｂとキャリッジ２０の位置決め部材２
１の内径面２１ｂとが突き当たりＸ方向の位置決めが行
われる。（第２Ｂ、３Ｂ図参照） 以上の様な動作を行える構成では、ガイドピンｔａｂつ
まり記録ヘッドの回転中心がキャップに対応する位置よ
り上方でかつ接続端子より前方の範囲内に設けられてい
るため、記録ヘッドエレメントＩＯＣの前面（つまり吐
出口面）とキャップ３１、接続端子１０ａと２０ａは、
それぞれ他の部分と干渉することなく、適切に当接又は
接続される。

さらに、記録ヘッド１０の装置時に接続端子どうしのわ
ずかなこすり合わせによって端子表面に存在する異物を
削り取り、確実に電気接続させる作用がある。

この様子を第５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５Ｄ、５Ｅ図、第６Ａ
、６Ｂ図を用いて説明する。第５Ａ〜５Ｅ図は接続端子
が接合していく様子を示す構成図、第６Ａ、６Ｂ図は接
続端子の電極パッドを一部拡大した模式図であり、当接
開始及び接続完了の状態を示している。

本例の記録ヘッド１０の接続端子１０ａの電極パッド１
３は金属のリードフレーム等でできていて、接点は平ら
になっている。キャリッジ２０の接続端子２０ａの電極
パッド２４はフレキシブルケーブル５０上の端子にメツ
キを施して半球の突起状に加工しているものである。記
録ヘッドの装着動作に応じて先ず第５Ａ図の状態から第
５Ｂ図のように吐出口側の電極パッドが当接し、第５０
図のように次々に接触していく第５Ｂ図から第５Ｅ図に
移るさい端子同士が１対ｌでこすれ合い電気的な接触が
良好に保たれていく。

また接点の圧接力は前述した弾性部材２０ｃの変形によ
って調節され、余分な圧接力は吸収され適切な圧接力が
得られる。記録ヘッドの搭載が完了すると第５Ｅ図のよ
うに接続端子２０ａの位置は、第５Ａ図における位置よ
り下部に位置し、弾性部材２０ｃにより上方に圧接力が
加えられている。このような圧接力は、キャリッジの爪
２３及び嵌合部２０ｂによる力と釣り合っている。更に
第６Ａ、６Ｂ図を用いて端子の接続について詳細に説明
する。第６Ａ、６Ｂ図に於いて■が接し始めの電極パッ
ド１２の接点位置を示し、Ｊが最終状態の電極パッド１
３．２４の接触位置を示している。この接点のずれｋに
よって接点端子表面に付着した異物が擦り取られて確実
な電気接続が行われることになる。上述したような接続
（ｋ＞Ｏ）が行われる為には回転中心が記録ヘッドの電
極パッド１３の接触部の接線１３−１より該接触部の法
線方向に所定の距離をもつ位置にあること、且つヘッド
１０を搭載した時にキャリ・ンジ２０の電気バット２４
が変位するよに構成することが（ｍｈｏ）が必要である
。

次に記録ヘッド１０の取りはずし方法について説明する
。

まず、ロックレバ−２０ｉを第４Ｄ図中ＥＪ方向に押圧
することで移動させると、固定フック１０ｇと爪２３と
の係合がはずれ、記録ヘッドｌＯの固定が解除される。

すると、接続端子１０ａ、２０ａの圧接力とバランスを
取るために設けられた板バネ２２により、記録ヘッドの
後部が弾性力によりホップアップし、容易に取り出すこ
とができる。

更に、本発明の上述した実施態様例ではインク吐出口１
０ｄ９位置決めリブ１１、電気的接続端子１０ｆはすべ
て記録ヘッドエレメント１０ｃにほぼ一直線上に設けけ
られており、この３要素の位置関係を高精度に押え込む
ことは容易である。

また本実施態様例では、更に前記の３要素が記録ヘッド
の一端側に設けられ、更にはホームポジションにおいて
はキャップも上記直線上にある構成となっている。この
構成によればキャリッジの位置決め部材や電気的接続端
子を片側に配置することができ、フレキシブルケーブル
の引き出し等実装面で極めて有利な構成となっていると
共にホームポジションでの記録ヘッド搭載動作において
、位置ずれによる不確実なキャッピングを防止でき記録
ヘッドの搭載動作に伴う、記録ヘッドやキャップの破損
の確率を非常に低くすることが可能である。

〔発明の効果〕

以上のべたように本発明による記録ヘッドの装着方法に
よれば、接続端子を強くこすって破壊したり、記録ヘッ
ドが外部からの悪影響を受けることがなく且つ、記録ヘ
ッドをキャリッジへの正しい位置にできる。

更にはヘッドのインク吐出口と位置決め部材と電気的接
続端子とがこの順序で略直線上に配置可能であり、キャ
リッジに対するインク吐出口の位置と電気的接続端子の
位置とを、より高精度で位置決めしながら記録ヘッドの
着脱が簡単かつ確実にできるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置を示す模
式的な斜視図。 第２Ａ図、第２Ｂ図は本発明による記録ヘッドの構成を
示す模式的な斜視図及び断面図。 第３Ａ図、第３Ｂ図は本発明によるキャリッジの構成を
示す模式的な斜視図及び上面図。 第４Ａ図、第４Ｂ図、第４Ｃ図、第４Ｄ図は、本発明に
よる記録ヘッドの搭載動作を示す模式％式％ ５Ｅ図は本発明による接続端子の接続の様子を示す模式
図。 第６Ａ図、第６Ｂ図は第５Ａ図、第５Ｂ図、第５Ｃ図、
第５Ｄ図、第５Ｅ図における接続端子の模式的な一部拡
大図。 第７Ａ図は記録ヘッドの搭載動作の従来例を示す模式的
側面図。 第７Ｂ図は記録ヘッドの搭載動作の一例を示す模式的側
面図。 第７Ｃ図は記録ヘッドの搭載動作の一例を示す模式的側
面図。 ｌＯは記録ヘッド、１０ａは接続端子、１０ｂはガイド
ピン、１０ｃは記録ヘッドエレメント、１０ｄは接続端
子、１１は位置決めリブ、２ｏはキャリッジ、３ｏは吐
出回復装置、４ｏはガイド軸、５０はフレキシブルケー
ブルである。 砲３Ｂ７ 碓４ＤｌｌＥＺ］

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを吐出する吐出口と該吐出口よりインクを
   吐出する為のエネルギーを発生するエネルギー発生手段
   とを有し、インクジェット記録装置の記録ヘッドを搭載
   する為の搭載手段に対して着脱可能な記録ヘッドであっ
   て、前記吐出口の設けられた面と、該面に対して特定の
   角度をなす面に設けられた電気的接続端子と、前記記録
   ヘッドの前記搭載手段への着脱における回転中心部と、
   を有し、該回転中心部の中心軸は前記吐出口の設けられ
   た面と前記接続端子の設けられた面の両方に平行で、そ
   の位置が前記吐出口の設けられた面に対して前記接続端
   子に対向する側で吐出口の設けられた範囲より外側かつ
   前記吐出口の設けられた面側に近い接続端子より吐出口
   側にあるようにし、更に前記吐出口と前記接続端子との
   間に設けられた位置決め部材を有することを特徴とする
   インクジェット記録ヘッド。
2. （２）インクを吐出する吐出口と該吐出口よりインクを
   吐出する為のエネルギーを発生するエネルギー発生手段
   とを有する記録ヘッドであって、前記吐出口の設けられ
   た面と、該面に対して特定の角度をなす面に設けられた
   電気的接続端子と、前記記録ヘッドの前記搭載手段への
   着脱における回転中心部と、を有し、該回転中心部の中
   心軸は前記吐出口の設けられた面と前記接続端子の設け
   られた面の両方に平行で、その位置が前記吐出口の設け
   られた面に対して前記接続端子に対向する側で吐出口の
   設けられた範囲より外側かつ前記吐出口の設けられた面
   側に近い接続端子より吐出口側にあるようにし、更に前
   記吐出口と前記接続端子との間に設けられた位置決め部
   材を有する記録ヘッドと、 前記位置決め部材に係合する部材を有し前記記録ヘッド
   の搭載される搭載手段と、 を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。