JPH03213349A - インクジェット記録装置およびそのインクカートリッジ - 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〕 本発明はインクジェット記録装置およびそのインクカー
トリッジに関し、詳しくは、キャリッジに搭載された記
録ヘッドに対し、装着部に固定装着されたインクカート
リッジからインクが供給されるインクジェット記録装置
およびそのインクカートリッジに関する。

［背景の技術〕 インクジェット記録装置は記録液として使用されるイン
クを記録ヘッドの吐出口から被記録材である用紙やＯＨ
Ｐシート等に向けて吐出させ記録が行われるもので、そ
の記録ヘッドに供給されるインクは一般の場合、カート
リッジ内のインク収容部に貯留されていて記録ヘッドに
補線される。

また、このようなインクカートリッジは従来から箱形に
形成されていて、インク収容部の外に、排出されたイン
ク、すなわち、記録、ヘッドのインク吐出口に対し目詰
り防止のために行われる回復動作時の吸引されたインク
（廃インクと呼ぶ）を収容する廃インク収容部を一体に
具えたものもあり、カートリッジ交換時に同時に廃却さ
れる。

この種のインクジェット記録装置において、インクカー
トリッジが装着されないまま記録動作が行われたのでは
記録が得られず、更に回復動作時の廃インクが収容され
ないまま機内に放巴されて周囲を汚す虞があり、電気回
路を汚して発火などの事故の心配があるため、インクカ
ートリッジが装着されていることをユーザに知らせるた
めの検知手段を設けることが望ましい。

第４図は検知手段を有したインクジェット記録装置の一
例を示すもので、特許平１−１０１．６６２に開示され
ているものである。

ここで、１はキャリッジ２に搭載された記録ヘッドであ
り、キャリッジ２は不図示のアイドラブーりとの間に張
設されたタイミングベルトにより、これも不図示のキャ
リッジ駆動モータによって駆動され、その正逆転によっ
て案内軸３に沿い往復移動される。なお、記録ヘッド１
にはインクカートリッジ４から不図示のインクチューブ
を介してインクが供給され、キャリッジ２による左から
右への移動中にそのインク吐出口（不図示）から被記録
材である例えば記録シート５に向けてインクが吐出され
、記録が行われる。

６は記録シート５を記録ヘッド１の吐出面対向位置に所
定の間隔を保って保持する板状の固定プラテン、７は記
録シート５をシート送りするフィードローラ、８はフィ
ードローラ７に圧接してその間に記録シート５を挟持す
るように従動するピンチローラ、９はピンチローラ８に
圧接力を付与するためのピンチローラホルダであり、ホ
ルダ９はステンレス板等で形成され、そのばね力によっ
てピンチローラ８をフィードローラ７に向けて偏倚させ
ている。１０および１１は手差しなどで給紙された記録
シート５を保持し、フィードローラ７とピンチローラ８
との間に導（ための上部ガイドおよび下部ガイドである
。

そこで、フィードローラ７とピッチローラ８とによって
送給された記録シー）・５は記録ｌ＼ツド１により記録
がなされた後排出ローラ１２とこれに圧接する不図示の
拍車との間に挟持され、排出される。また、第１図の左
方において、２０はインクカートリッジ４をカートリッ
ジ挿入口２１からカートリッジガイド２２を介して挿入
したときにインクカートリッジ４に差込まれる中空針で
あり、この中空針２０から不図示のチューブを介して記
録ヘッド１にインクが供給される。

なお、２３は記録ヘッド１が初期位置に移動されてきた
ときに記録ヘッド１のインク吐出面に冠着され、回復動
作を行う回復手段である。

また、２４はキャリッジ２に搭載された透過型のホーム
ポジション検出センサであり、キャリッジ２が左方のホ
ームポジションに導かれてきたときに、その位置を検知
すると共に、本例では、この検出センサ２４によって、
インクカートリッジ４がカートリッジ挿入口２１から装
着位置に完全に装着されたか否かが検知されるように構
成されている。すなわち、３０はキャリッジ２がホーム
ポジションに導かれてきたときに検出センサ２４を遮光
する遮光部材（以下でフラグという）であり、カートリ
ッジ挿入口２１の上に固定されており、これに対して３
１はインクカートリッジ４がカートリッジガイド２２を
介して挿入口２１から装着されたときに図示のように上
方に突出し、検出センサ２４によって検出されるフラグ
である。

第５図および第６図にその詳細を示す。第５図に示すよ
うにカートリッジ検出用フラグ３１は、挿入口２１の上
部に支承される回動自在なフラグ軸３１Ｂとその軸端に
取付けられたフラグ板３１Ｃとフラグ軸３１Ｂを回動さ
せるためのカム部３１Ａとで構成されており、一方、挿
入口２１の内側にはカートリッジ４の装着によって揺動
されるレバ一部材３２が設けられている。かくして、イ
ンクカートリッジ４が挿入口２１に挿入され、カートリ
ッジ４内の不図示のタンクに中空針２０が差込まれて確
実に装着されると、レバ一部材３２の突起部３２Ａがカ
ートリッジ４の前端で押圧されることによりレバー先端
部３２Ｂがカム部３１Ａを介してフラグ板３１Ｃを回動
させ、これを図示のように検出センサ２４の遮光位置に
保つ。

第６図はホームポジションおよびカートリッジの双方を
検出する兼用の検出センサ２４の詳細を示す。検出セン
サ２４は透過型のもので、発光素子３３と受光素子３４
との間に光路３５を具えており、ホームポジション検出
フラグ３０やインクカートリッジ検出フラグ３１のフラ
グ板３１Ｃ等により光路３５が遮光されるように構成さ
れている。従って、インクカートリッジ４が装着されて
いる場合はキャリッジ２が検出位置に導かれてきたとき
に、フラグ板３１Ｇを検出センサ２４が検出することに
よってカートリッジ装着が確認される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来のインクジェット記
録装置では、ホームポジションセンサをカートリッジ検
出用センサと併用することにより検出手段の数がそれだ
け減らされてはいるが、インクカートリッジ４に関して
ユーザが認識して＊に−に、１＼小−１シシコ？−ト出
１−！ＭａｍｌＴ１女ａｍ＋：ＩＪ−ｙ？ｆＰ／例えば
インクカートリッジ４内に収納されているインクの色な
ど種類に関するものやインク残量等数多く存在し、これ
らの情報が全て得られるようにするためにはフラグの数
を増やすなり検出手段そのものを増設しなければならず
構造が複雑となりコストの増大を招（。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に看目し、その
解決を図るべく、最小限の検出手段で、インクカートリ
ッジに関する種々な情報をユーザが認識できるようにし
たインクジェット記録装置およびそのインクカートリッ
ジを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明インクジェット記
録装置は、キャリッジに搭載され、その移動中にインク
を吐出させて記録を行う記録ヘッドに対し、固定された
装着部にインクを収容したインクカートリッジを着脱自
在に装着し、該メンウカードリ、すＳ）かへ前音−イン
ウ７１徂始されろインクジェット記録装置において、前
記インクカートリッジに設けられ、該インクカートリッ
ジが前記装着部に装着されたときにのみ前記キャリッジ
の移動する路に向けて突出されるフラグ部材と、前記キ
ャリッジに設けられ、前記フラグ部材により遮光可能な
光センサとを具備したことを特徴とするものである。

更にまた、本発明によるインクカートリッジはインクジ
ェット記録装置の固定された装着部に着脱自在に装着さ
れ、移動するキャリッジに搭載された記録ヘッドに対し
、吐出されるインクを供給するインクカートリッジにお
いて、突出、収納自在なフラグ部材と、前記装着部に装
着されたときにのみ前記キャリッジの移動する路に向け
て前記フラグ部材を突出させる手段とを具え、該フラグ
部材により前記キャリッジに設けられた光センサの遮光
が可能なようにしたことを特徴とするものである。

［作　用］ 本発明によれば、インクカートリッジに設けた突出・収
納自在なフラグ部材が、インクカートリッジを装着部に
装着するとカートリッジからキャリッジの移動する路に
向けて突出されるので、キャリッジに搭載した光センサ
によってインクカートリッジの装着を検知することがで
き、また、フラグ部材の形態を種々変更することによっ
てキャリッジの移動位置との組合せで、複数のインクカ
ートリッジに対する情報を情報料に判断することができ
る。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１Ａ図および第１Ｂ図は本発明によるインクカートリ
ッジの一例を示す。これらの図において、１０１は内部
に不図示のインク収容部を有するインクカートリッジ、
１０２はカートリッジ１０１の上面開口部１０１Ａに沿
って摺動自在に保たれたシャッタ、１０２Ａはシャッタ
１０２から上方に突設したシャッタ突起部、１０３はシ
ャッタ１０２とばね受は壁１０１Ｂとの間に介装したコ
イルばねであり、このコイルばね１０３により、シャッ
タ１０２を開口部１０１Ａに沿って左方に偏倚させ、シ
ャッタ突起部１０２Ａを開口部１０１Ａの端縁に当接さ
せて開口部１０１Ａを閉成状態に保っている。

１０４は支持軸１０５の周りに回動可能なフラグ部材で
あり、例えば、赤外線遮光が可能な材料で形成されてお
り支持軸１０５はカートリッジ１０１の壁部に支承され
ている。また、１０６は支持軸１０５の周りに設けられ
たねじりコイルばねであり、その一端がフラグ部材１０
４に係止されると共に他端がカートリッジ１０１の壁部
に掛止されていて、フラグ部材１０４を軸１０５の周り
に時計回りの方向に付勢し、これをシャッタ１０２の裏
面側に向けて偏倚させている。一方、２２Ａはカートリ
ッジガイド２２からカートリッジ挿入路２６側に突設し
たストッパ部であり、インクカートリッジ１０１を第１
Ａ図で右方から左方に挿入していったときに、シャッタ
突起部１０２Ａがこのストッパ部２２Ａに当接し、更に
そのあとの挿入動作に伴ってシャッタ１０２をばね１０
３のばね力に抗して開口させる働きをする。

１２４は例えば赤外線検出機能を具えた透過型の光検出
センサであり、キャリッジ２に搭載されるものである。

そこでいま、第１Ａ図の状態からインクカートリッジ１
０１がカートリッジ挿入路２６に沿って挿入されてい（
と、先に述べたように、シャッタ１０２がストッパ部２
２Ａによって開口されていき、第１Ｂ図に示すインクカ
ートリッジ１０１の完全装着状態でシャッタ１０２が開
口しきると共に、フラグ部材１０４がねじりコイルばね
１０６のばね力によって起立し、ストッパ部２２Ａに当
接して検出センサ１２４の光路をさえぎる姿勢に保たれ
る。なお、シャッタ１０２の開口方向に沿って突設した
先端部１０２Ｂはインクカートリッジ１０１が第１Ｂ図
に示すような完全装着状態に到らず半端な状態となった
ときにフラグ部材１０４の起立を抑制する働きをするも
ので、フラグ部材１０４が起立しない限り、検出センサ
１２４によって検出されることがないので、インクカー
トリッジ１０１の不完全挿入を防止することができる。

従ってこの場合、フラグ部材１０４とシャッタ１０２ど
の間のすき間をできるだけ小さく保つことが好ましく、
そうすることによってフラグ部材１０４が立上がるタイ
ミング、すなわちインクカートリッジ１０１が完全装着
されるタイミングをより正確なものとすることができる
。

また、インクカートリッジ１０１を記録装置から取外す
ときは第１Ｂ図の状態からインクカートリッジ１０１を
右方に引出す動作によりフラグ部材１０４がストッパ部
１０２Ａに押されて反時計回りの方向に回動させられる
と共に、シャッタ１０２がコイルばね１０３のばね力に
よって開口部１０１Ａを閉成する方向に移動し、完全に
引出された状態ではフラグ部材１０４がシャッタ１０２
の下に格納される。

このように構成したインクカートリッジにおいては、自
体に設けた装着検出用のフラグ部材が装着前では内部に
格納されて、外観が損われるようなこともな（、また取
扱い易く、一方、記録装置側もフラグ部材を起倒させる
ための孔とカートリッジガイドに設けるストッパ部とを
配設するだけですみ、しかも、簡単な構成で後述するよ
うにインクカートリッジに関する種々の情報をユーザに
高い信頼性を持って提供することができる。

第２Ａ図〜第２Ｃ図は本発明によるインクカートリッジ
の他の実施例を示す。これらの図ではフラグ部材１０４
のみが示されており、１０４Ａ、　１０４Ｂおよび１０
４Ｃはいずれもその遮光部である。このように遮光部１
０４Ａ、　１０４Ｂ、　１０４Ｃをその支持軸１０５に
沿った方向、すなわちキャリッジ２の移動方向に従って
変えてお（ことにより第１Ａ図および第１Ｂ図に示した
検出センサ１２４による検知位置を変えることができ、
その検知位置の違いによってインクカートリッジ１０１
に関する異なる情報（本例の場合は３種類の情報）を得
ることができる。従って、カートリッジ１０１内に収容
されるインクの種類や特性等を示すようにこれらを収容
するカートリッジによって上述したように遮光部の位置
が異なるフラグ部材１０４を使用するもので、その情報
の数は上述のように３種類に限られるものではない。

その取扱いが可能な情報の量は、キャリッジ走査時の分
解能と、検出センサの検知幅次第によって異なるが、例
えば２ｍｍごとの走査で２０ｍ＋ｎ幅の検知がなされる
ように構成した場合、遮光部を２ｍｍの単位で位置がえ
したフラグ部材を各カートリッジに設けてお（ことによ
り１０種類の情報を得ることができる。なお、仮にこの
ような情報を従来方式で求めようとすると、１０個の独
立したフラグが必要となり、しかもこのようなフラグを
記録装置側に２ｎｍごとに配置しなければならず、部品
点数の増大と共に装置が複雑で大きくなりコスト増を免
れ得ないが、本実施例のように構成することにより最小
限の部品点数で、省スペースを図りながらインクカート
リッジに関する数多（の情報提供を可能とするものであ
る。

第３Ａ図および第３Ｂ図は本発明による更に他の実施例
を示す。本例はカートリッジ１０１内のインク袋１３０
に対し、その残量が例えば所定量以下となったと六りこ
、−わ、をユーザＬＬ′切らせろためのフラグを設けた
例である。１４０はそのフラグ部材であり、本例ではフ
ラグ部材１４０の支持軸１０５が設けられている側の端
部に半分だけ図示のようにほぼ半円状に突ａさせた接触
部１４０Ａが形成してあって、このような接触部１４０
Ａが第３Ａ図および第３Ｂ図に示すようなインクカート
リッジ１０１の完全装着状態ならびに図示はしないが装
着前の状態でも常にインク袋１３０の表面に接触を保つ
ようにしである。

また、１４１はインクカートリッジ１０１の紙面と平行
する２つの壁部に形成された縦方向の長溝であり、フラ
グ部材１４０の支持軸１０５がこれらの長溝１４１に嵌
合わされて、上下ならびに回動自在に支承される。また
、支持軸１０５の周りに取付けられたねじりコイルばね
１０６は本例の場合、フラグ部材１４０を時計回りの方
向に付勢すると共に、その支持軸１０５自体を長溝１４
１に沿って下方に付勢するばね力を有し、フラグ部材１
４０の接触部１４０Ａをインク袋１３０に向けて偏倚さ
せている。

このように構成したインクカートリッジ１０１では、カ
ートリッジ１０１が挿入路２６に沿って所定の装着位置
に装着される以前においては先に第１Ａ図のところで説
明したと同様にして、フラグ部材１４０がシャッタ１０
２の下に格納された状態にあるが、所定の装着位置に確
実に装着されると、フラグ部材１４０が第３Ａ図または
第３Ｂ図に示すようにして立上がる。しかしてその立上
りと同時にねじりコイルばね１０６のばね力によりフラ
グ部材１４０の接触部１４０Ａがインク袋１３０の表面
に向けて偏倚される。

そこで、このようにインク袋１３０をインク収容手段と
して具えたインクカートリッジ１０１においては、イン
ク袋１３０内にインクが十分貯留されていると第３Ａ図
に示すようにフラグ部材１４０全体が高い位置で立上る
ために、その遮光部１４０Ｂが検出センサ１２４の光路
３５を遮光する高さに保たれることになり、キャリッジ
２がカートリッジ１４０の位置にまで導かれてきたとき
に、キャリッジ２に搭載された検出センサ１２４によっ
てインク有りが検知される。また、インクが無（なると
、第３Ｂ図に示すようにフラグ部材１４０が立上っても
低い位置に保たれることによって、フラグ部材１４０が
検出センサ１２４の光路３５を遮光せず、インク無しと
判断される。

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
きるからであり、記録パターンによって一層定着の遅速
が生じることが予測されるからである。

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て液体（インク）内に気泡を形
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、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ＩＦ六わていス
博罰九朋；ナス卑シ１品笛Ａ１１４１）ヮ号明細書、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５９−１２３６７０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、定着を
確実に効率よ（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、一体向に形成され
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、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、予備的な補叶壬「昏勺ｔｔ
、、台＋ｌ＋１ナス　雫　ν　ｌ十★発日日の呑り胆ル
ー層容定できるので、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。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明インクジェット記録装
置およびそのインクカートリッジによれば、キャリッジ
にその移動路に存在するフラグ部材によって遮光される
透過型光センサを設けると共にインクカートリッジにそ
の装着状態でのみキャリッジ移動路に向けて突出するフ
ラグ部材を設け、透過型光センサがインクカートリッジ
に設けたフラグ部材によって遮光されることによりイン
クカートリッジが装着されたことが検知されるようにし
たので、少ない部品点数と簡単な構造でインクカートリ
ッジの装着の有無が検知されるだけでなく、フラグ部材
の形態をインクカートリッジ別に異ならせることで、イ
ンクの種類や特性等多くの情報を類別してユーザに認識
させることができる外、インク残量を検知することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は本発明によるインクカートリ
ッジの構成を装着前および装着後の状態で示す説明図、 第２Ａ図〜第２Ｃ図は本発明によるインクカートリッジ
での３種類のフラグ部材の形態を示す斜視図、 第３Ａ図および第３Ｂ図は本発明によるインクカートリ
ッジの他の実施例の動作をインク有りおよびインク無し
の状態で示す説明図、 第４図は従来のインクジェット記録装置の構成を示す説
明図、 第５図は従来のインクカートリッジ検出装置の構成図、 第６図は第５図の検出装置用光センサの説明図である。 １・・・記録ヘッド、 ２・・・キャリッジ・ ２１・・・カートリッジ挿入口、 ２２・・・カートリッジガイド、 ２６・・・カートリッジ挿入路、 １０１・・・インクカートリッジ、 １０１Ａ・・・開口部、 １０２・・・シャッタ、 １０２Ａ・・・シャッタ突起部、 １０３・・・コイルばね、 １０４・・・フラグ部材、 Ｉ　ｎ１ｌＡ　〜ｌ　ｎａｒ−；Ｗ　Ｗ　ｅｌ（・・・
支持軸、 ・−・ねじりコイルばね、 ・・・検出センサ、 ・・・インク袋、 ・・・長溝。 第２Ａ図 第２Ｃ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出させて記録を行う記録ヘッドに対して
   供給されるインクを収容したインクカートリッジが着脱
   自在に装着されたインクジェット記録装置において、 前記インクカートリッジに設けられ、該インクカートリ
   ッジが装着部に装着されたときにのみ前記キャリッジの
   移動する路に向けて突出されるフラグ部材と、 前記キャリッジに設けられ、前記フラグ部材により遮光
   可能な光センサと を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２）インクジェット記録装置の固定された装着部に着脱
   自在に装着され、移動するキャリッジに搭載された記録
   ヘッドに対し、吐出されるインクを供給するインクカー
   トリッジにおいて、 突出、収納自在なフラグ部材と、前記装着部に装着され
   たときにのみ前記キャリッジの移動する路に向けて前記
   フラグ部材を突出させる手段とを具え、該フラグ部材に
   より前記キャリッジに設けられた光センサの遮光が可能
   なようにしたことを特徴とするインクカートリッジ。 ３）前記光センサは赤外線を検知するセンサであり、前
   記フラグ部材は前記赤外線の遮光が可能な材料によって
   形成されることを特徴とする請求項２に記載のインクカ
   ートリッジ。 ４）前記フラグ部材の前記光センサを遮光する位置を前
   記キャリッジの移動方向に沿って異ならせることにより
   前記光センサによる前記フラグ部材の検出位置を異なら
   せ、装着されたインクカートリッジごとに異なる情報が
   得られるようにしたことを特徴とする請求項２または３
   に記載のインクカートリッジ。 ５）前記インクカートリッジは前記インクを収容するイ
   ンク袋を具え、前記フラグ部材の前記光センサを遮光す
   る位置の高さを前記インク袋内のインクの量に応じて変
   化させることによりそのインクの有無を検知するように
   したことを特徴とする請求項２または３に記載のインク
   カートリッジ。