JPH054349A

JPH054349A - インクカートリツジ及び該カートリツジを装填可能なインクジエツト記録装置

Info

Publication number: JPH054349A
Application number: JP1339391A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ujita; 敏彦氏田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JP2941969B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】インクカートリッジのインクジェット装置から
の抜き取り時、インクがインクカートリッジ外部へ漏れ
出したり、カートリッジからの抜きとり時に、中空針か
らのインクの装置内への漏れを防止する安全で信頼性の
高いインクカートリッジの提供。【構成】インクカートリッジにおいて、インク容器３と
インクジェット記録装置の中空針と接続する為のキャッ
プ１を、インク容器３の外壁より内部に固定する。イン
ク供給用中空針とインク導出部との接続部をカートリッ
ジ外壁よりも奥にもうける。又カートリッジ外壁と接続
部がもうけられた領域に、カートリッジ内の廃インク吸
収体５へ通じる溝を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
等に用いられるインクカートリッジに関し、詳しくはカ
ートリッジ内にインク容器と廃インク材を収納した、イ
ンク供給と廃液処理を同時に行えるインクカートリッジ
及び該カートリッジを装填可能なインクジェット記録装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の廃インク溜めカートリッ
ジを備えたインクジェット記録装置においては、印字に
際し気泡の混入、ゴミ、ノズル先端でのインク吐出口メ
ニスカス後退等により吐出不良を起こし、鮮明な印字が
得られなくなることがある。このような場合、種々の機
構によりノズル内のインクを押し出したり、逆に吸引し
たり、記録とは関係なく予備的に吐出させたりして大半
は回復させることができるが、押し出されたり、吸引さ
れたり、印字の為でなく排出されたインク等を捨てた
り、一時溜めておくために廃インク溜めが用意されてい
る。吐出されるインクは通常可撓性の袋状インク容器に
入れられている。インク容器には、ゴム弾性を有したイ
ンク接続口が備えられており、インクジェット記録装置
の接続用中空針が差し込まれることによりインクジェッ
ト記録ヘッドにインクが供給される構成とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様なイン
クカートリッジには次の様な問題を生ずる場合があっ
た。

【０００４】通常インクジェット記録装置にインクカー
トリッジが接続された場合、インクカートリッジ中のイ
ンクが空になるまで接続を外す必要はないが、例えばイ
ンクの残り容量を使用者が確認する場合やインクジェッ
ト記録装置を長期使用しない場合やインクの種類を変更
する場合やインクジェット記録装置を運搬、搬送する場
合等において、使用者の判断によりカートリッジを外す
場合が出てくる。この様な時、前述の中空針で開けられ
た接続用ゴム栓の穴が永久歪となり、インク袋内に残留
しているインクが外部に漏れるおそれがある。これを防
ぐ為、中空針の挿入による永久ひずみのできる限り小さ
いゴム材質をゴム栓として使用したり、さらに前述のゴ
ム栓の囲りから金属性のリングであらかじめ圧縮させた
り、性質の異なる２種類以上のゴム栓を組み合わせたり
して、前述の形成した穴を塞ぐことで対応していたが、
部品点数が多く、組立も複雑になりコスト高になる上、
インクカートリッジを外した直後、速やかかつ完全に穴
を塞ぐことは困難であり、その為若干の残インクが外部
に付着し、使用者自身やインクジェット記録装置を汚す
場合があった。

【０００５】本発明はかかる従来例の課題を除去し、イ
ンクカートリッジのインクジェット記録装置からの抜き
取り時、インクカートリッジ内の残存インクが中空針に
よって開けられた永久歪による穴より、インクカートリ
ッジ外部へ漏れ出したり、カートリッジからの抜きとり
時に中空針からのインクの装置内への漏れを防止し、安
全で信頼性の高いインクカートリッジを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するために提案されたものであり、交換可能に装着
したインクカートリッジ内のインクを記録ヘッドへ導
き、該記録ヘッドに設けたノズルから被記録材に向って
インクを吐出するインクジェット記録装置に用いるイン
クカートリッジにおいて、前記インクカートリッジの前
記インクジェット記録装置とのインク連通する為の接続
部が、少なくとも前記インクカートリッジの外壁より奥
側に位置することを特徴とする。

【０００７】

【作用】インク供給用中空針とインク導出部との接続部
をカートリッジ外壁より奥にもうけることで、接続部か
らの漏れインクをカートリッジの外部へ漏らすことが規
制できる。

【０００８】また、カートリッジ外壁と接続部がもうけ
られた領域にカートリッジ内の廃インク吸収体へ通じる
溝が設けられることで接続部から漏れたインクや、装置
の中空針からもれたインクを良好に回収することができ
る。

【０００９】

【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。

【００１０】図１は本発明にかかわるインクカートリッ
ジの断面斜視図である。図１中１はシリコーンゴム、ブ
チルゴムなどの弾性部材からなるキャップであり、内部
にはチューブを介してインク袋３に接続されている接続
部として機能するものである。図に示されるようにキャ
ップ１はインクカートリッジ外装面よりも内部に固定さ
れている。インク袋３は可撓性の性質を有し、内部にイ
ンク４が注入されている。２はインクカートリッジ外装
であり、通常プラスチックのモールド成型によりインク
ジェット記録装置のインクカートリッジ収容部に合わせ
て型造られている。

【００１１】５は廃インク吸収体であり、インクジェッ
トヘッドの吐出口より回復動作によって捨てられた廃イ
ンクを吸収するために吸収性の良い材料でつくられてい
る。

【００１２】この廃インク吸収体５の下部であってカー
トリッジ筺体との間には廃インクを良好に分散させるた
めのシート材を設けてもよい。

【００１３】尚、本発明をより一層効果的にするため
に、シート材と下筺体とのすき間の領域に比較的低分子
の水溶性化合物を介在させてもよい。この水溶性化合物
は廃インクやインク中に含有される染料を良好に拡散せ
しめるものとして機能するものである。これによって廃
インクが一層良好に周辺領域や廃インク受け部分から離
間した箇所にまで、いきわたらせることができ、廃イン
ク吸収体への廃インクの回収を可能とする。

【００１４】このような機能をはっきする染料拡散層の
（あるいは廃インク拡散層）の材料としては、例えば、
グリセリン、ポリエチレングリコール、ディ（ジ）エチ
レングリコール、トリエチレングリコール、ポリビニル
アルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニル
ピロリドン、エチルセルロース等の比較的低分子の水溶
性化合物が使用可能である。また、これらの染料拡散層
材料は粘度が５０ｃｐないし３００ｃｐ程度であること
が好ましく、この範囲内では好適に廃インクを分散せし
めることができる。

【００１５】加えて、この染料拡散層は、その厚みを１
５μｍないし５０μｍ程度となるように塗布することが
好ましい。１５μｍよりも薄い場合には、染料拡散層を
均一に塗布することがむずかしく、気泡が入り込みやす
く機能の低下を招きやすい。また、５０μｍより厚い場
合には拡散層の厚みが厚くなりすぎるので、見かけの拡
散速度が低下してしまう。

【００１６】７はインクジェット記録装置から送られる
廃インクを受け入れる穴、８はキャップ１とインクカー
トリッジ外装面との間にある小室９の下面に開けられた
流路であり、廃インク吸収体５が固定されている空間と
連通している。

【００１７】図２は本発明に係わる機構を説明する為の
インクカートリッジ断面図である。ここでインクカート
リッジがインクジェット記録装置から外され、キャップ
１に挿入されていた中空針が抜かれた時、キャップ１の
永久歪により、中空針により開かれた穴がキャップ１に
残ることにより、インク袋３内の残留インク４はキャッ
プ１の外部へ漏れ出す場合がある。この漏れ出したイン
クは小室９に開けられた溝８を通り、矢印ａで示される
ように、廃インク吸収体５へ流れ吸収される為、インク
カートリッジ外部へ出ることは無い。

【００１８】また、カートリッジが中空針から抜きとら
れた直後の針に付着しているインクが漏れるような場合
でも溝８から回収できるので、インクによるよごれを生
ずることが防止される。

【００１９】図３は図１ないし図２にて示した実施例と
は別の実施例を示す。ここで小室９へ通じる様に開けら
れたインクカートリッジ外装２の壁１０に開けられた穴
はキャップ１の中空針接続面の面積より小さくなってお
り、かつ小室９とは不連続面として形成されている。従
って、インクカートリッジがインクジェット記録装置よ
り外され、キャップ１より残存インク４が流れ出した
時、カートリッジに振動や衝撃が加えられたり、又は接
続面が下に向けられたりして、インクが一時的に連通管
８に入って行かなかった場合、壁１０の内面でインクの
外部への漏出が止められることにより、前述の実施例よ
りもさらに信頼性の高いインクジェット記録用インクカ
ートリッジが提供できる。

【００２０】尚、溝の有効断面積をＳ_gと、中空針の断
面積をＳ_Nとした場合、溝の有効断面積Ｓ_gは中空針の断
面積Ｓ_Nに対して大であることが好ましい。これは、中
空針であけられた接続部の穴からの漏出インクを確実に
回収するためである。ただし、あまり溝を大きくすると
廃インク吸収体に吸収されたインクが逆流してあふれる
ことは防止する必要があるため、Ｓ_N＜Ｓ_g＜５Ｓ_N程度
の範囲とすることが好ましい。これはインクの表面張力
を考慮してインク滴が良好に溝内に侵入、落ち込んで吸
収体に吸収されるような範囲として選択している。例え
ば針の径がφ１．２とすると、断面積としては１．１３
ｍｍ²以上とされることが好ましい。

【００２１】なお、本発明は、特にインクジェット記録
方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用される
エネルギとして熱エネルギを発生する手段（例えば電気
熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギにより
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。

【００２２】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、記録液（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、記録液と核沸
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近傍の記録
液を膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対一で対
応して記録液内に気泡を形成できるので有効である。こ
の気泡の成長、収縮過程に於いて生ずる作用力によっ
て、吐出口を介し記録液を大気中に吐出させて、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われるので、特
に応答性に優れた記録液の吐出が達成でき、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。尚、上記熱作
用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１
２４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。

【００２３】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（直線状液流路又は直角液流路）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４
４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれる
ものである。

【００２４】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の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、いずれの場合でも本発明
は、上述した効果を一層有効に発揮することができる。

【００２５】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体にインク供給タンクが一体的に設
けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合
にも本発明は有効である。

【００２６】又、本発明の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一層安定できるの
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、
記録とは別の予備吐出を行う予備吐出モードを行うこと
も安定した記録を行うために有効である。

【００２７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘツ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー又は、混色によるフル
カラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極め
て有効である。

【００２８】さらに加えて、本発明の液体噴射記録ヘッ
ドを使用する記録機構を備えた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、リーダ等と組み合わせた複写装
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。

【００２９】図４は本発明の記録装置をワードプロセッ
サ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装置、複写
装置としての機能を有する情報処理装置に適用した場合
の概略構成を示すブロック図である。

【００３０】図中、１８０１は装置全体の制御を行う制
御部で、マイクロプロセッサ等のＣＰＵや各種Ｉ／Ｏポ
ートを備え、各部に制御信号やデータ信号等を出力した
り、各部よりの制御信号やデータ信号を入力して制御を
行っている。１８０２はディスプレイ部で、この表示画
面には各種メニューや文書情報およびイメージリーダ１
８０７で読み取ったイメージデータ等が表示される。１
８０３はディスプレイ部１８０２上に設けられた透明な
感圧式のタッチパネルで、指等によりその表面を押圧す
ることにより、ディスプレイ部１８０２上での項目入力
や座標位置入力等を行うことができる。

【００３１】１８０４はＦＭ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＭ
ｏｄｕｌａｔｉｏｎ）音源部で、音楽エディタ等で作成
された音楽情報をメモリ部１８１０や外部記憶装置１８
１２にデジタルデータとして記憶しておき、それらメモ
リ等から読み出してＦＭ変調を行うものである。ＦＭ音
源部１８０４からの電気信号はスピーカ部１８０５によ
り可聴音に変換される。プリンタ部１８０６はワードプ
ロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ装
置、複写装置の出力端末として、本発明記録装置が適用
されたものである。

【００３２】１８０７は原稿データを光電的に読取って
入力するイメージリーダ部で、原稿の搬送経路途中に設
けられており、ファクシミリ原稿や複写原稿の他各種原
稿の読取りを行う。１８０８はイメージリーダ部や１８
０７で読取った原稿データのファクシミリ送信や、送ら
れてきたファクシミリ信号を受信して復号するファクシ
ミリ（ＦＡＸ）を送受信部であり、外部とのインターフ
ェース機能を有する。１８０９は通常の電話機能や留守
番電話機能等の各種電話機能を有する電話部である。

【００３３】１８１０はシステムプログラムやマネージ
ャプログラムおよびその他のアプリケーションプログラ
ム等や文字フォントおよび辞書等を記憶するＲＯＭや、
外部記憶装置１８１２からロードされたアプリケーショ
ンプログラムや文書情報さらにはビデオＲＡＭ等を含む
メモリ部である。

【００３４】１８１１は文書情報や各種コマンド等を入
力するキーボード部である。

【００３５】フロッピーディスクやハードディスク等を
記憶媒体とする外部記憶装置で、この外部記憶装置１８
１２には文書情報や音楽或は音声情報、ユーザのアプリ
ケーションプログラム等が格納される。

【００３６】図５は図４に示す情報処理装置の模式的外
観図である。

【００３７】図中、１９０１は液晶等を利用したフラッ
トパネルディスプレイで、各種メニューや図形情報およ
び文書情報等を表示する。このディスプレイ１９０１上
にはタッチパネル１８０３が設置されており、このタッ
チパネル１８０３の表面を指等で押圧することにより座
標入力や項目指定入力を行うことができる。１９０２は
装置が電話器として機能するときに使用されるハンドセ
ットである。キーボード１９０３は本体と脱着可能にコ
ードを介して接続されており、各種文書情報や各種デー
タ入力を行うことができる。又、このキーボード１９０
３には各種機能キー１９０４等が設けられている。１９
０５は外部記憶装置２１２へのフロッピーディスクの挿
入口である。

【００３８】１９０６はイメージリーダ部１８０７で読
取られる原稿を載置する用紙載置部で、読取られた原稿
は装置後部より排出される。又ファクシミリ受信等にお
いては、インクジェットプリンタ１９０７より記録され
る。

【００３９】なお、上記でディスプレイ部１８０２はＣ
ＲＴでもよいが、強誘電性液晶を利用した液晶ディスプ
レイ等のフラットパネルが望ましい。小型、薄型化に加
え軽量化が図れるからである。

【００４０】上記情報処理装置をパーソナルコンピュー
タやワードプロセッサとして機能する場合、キーボード
部２１１から入力された各種情報が制御部１８０１によ
り所定のプログラムに従って処理され、プリンタ部１８
０６に画像として出力される。

【００４１】ファクシミリ装置の受信機として機能する
場合、通信回線を介してＦＡＸ送受信部１８０８から入
力したファクシミリ情報が制御部１８０１により所定の
プログラムに従って受信処理され、プリンタ部１８０６
に受信画像として出力される。

【００４２】又、複写装置として機能する場合、イメー
ジリーダ部１８０７によって原稿を読取り、読取られた
原稿データが制御部１８０１を介してプリンタ部１８０
６に複写画像として出力される。なお、ファクシミリ装
置の送信機として機能する場合、イメージリーダ部１８
０７によって読取られた原稿データは、制御部１８０１
により所定のプログラムに従って送信処理された後、Ｆ
ＡＸ送受信部１８０８を介して通信回線に送信される。

【００４３】なお、上述した情報処理装置は図６に示す
ようにインクジェットプリンタを本体に内蔵した一体型
としてもよく、この場合は、よりポータブル性を高める
ことが可能となる。同図において、図５と同一機能を有
する部分には、対応する符号を付す。

【００４４】以上説明した多機能型情報処理装置に本発
明の記録装置を適用することによって、高品位の記録画
像を高速かつ低騒音で得ることができるため、上記情報
処理装置の機能をさらに向上させることが可能となる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から分かる様に、インクジェ
ット記録装置に用いられるインクカートリッジにおい
て、インク容器とインクジェット記録装置の中空針と接
続する為のキャップが、インク容器の外壁より内部に固
定される事により、インクカートリッジのインクジェッ
ト記録装置よりの取り外し時に、キャップより漏出した
インクがインクカートリッジ外部へ出ない、安全で信頼
性の高いインクカートリッジを提供できる。

【００４６】インク供給用中空針とインク導出部との接
続部をカートリッジ外壁より奥にもうけることで、接続
部からの漏れインクをカートリッジの外部へ漏らすこと
が規制できる。

【００４７】また、カートリッジ外壁と接続部がもうけ
られた領域に、カートリッジ内の廃インク吸収体へ通じ
る溝が設けられることで、接続部から漏れたインクや、
装置の中空針からもれたインクを良好に回収することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によって実施されるインクジェット記録
装置に用いられるインクカートリッジの１部を破断して
示す斜視図である。

【図２】図１に示されるインクカートリッジの断面図で
ある。

【図３】他のインクカートリッジを示す断面図である。

【図４】本発明を情報処理装置に適用した場合の概略構
成を示すブロック図である。

【図５】図４に示す情報処理装置の模式的外観図であ
る。

【図６】一体型の情報処理装置の模式的外観図である。

【符号の説明】１キャップ２インクカートリッジ外装３インク袋４インク５廃インク吸収体７穴８連通口９小室１０壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交換可能に装着したインクカートリッジ
内のインクを記録ヘッドへ導き、該記録ヘッドに設けた
ノズルから被記録材に向ってインクを吐出するインクジ
ェット記録装置に用いるインクカートリッジにおいて、
前記インクカートリッジの前記インクジェット記録装置
とのインク連通する為の接続部が、少なくとも前記イン
クカートリッジの外壁より奥側に位置することを特徴と
するインクカートリッジ。
【請求項２】前記インクカートリッジの接続部とカー
トリッジ外壁との間の空間がインクカートリッジ内に配
置された廃インクを収容するための収容部へ連通する連
通溝を有していることを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクカートリッジ。
【請求項３】前記接続部において、前記インク容器の
外壁に開けられた接続孔面積が、前記接続部の接続有効
面積よりも他の部材とは段差を備えて小さくなっている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記
載のインクカートリッジ。
【請求項４】前記廃インク収容部は、廃インクを収容
するための吸収体を備えるとともに、該吸収体とカート
リッジとの間に廃インクを分散するためのシート材を介
在させてい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。
【請求項５】前記シート材とカートリッジとの間には
インク拡散を促進するためのインク拡散層がさらに介在
しており、該インク拡散層は低分子水溶性化合物である
ことを特徴とする請求項４に記載のインクカートリッ
ジ。
【請求項６】前記連通溝は、その断面積をＳ_gとする
と、インクを装置に供給するための針部材の断面積をＳ
_NとするとＳ_g＞Ｓ_Nの関係を有す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。
【請求項７】記録ヘッドに対してインクを供給するた
めの請求項１に記載されたインクカートリッジを装填す
るための装填部を備えていることを特徴とするインクジ
ェット記録装置。
【請求項８】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
してインクに状態変化を生起させインクを吐出するもの
であり、該熱エネルギーを発生するための電気熱変換素
子が備えられていることを特徴とする請求項７に記載の
インクジェット記録装置。