JPH0789081A - インクジェットヘッドカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェットヘッドカートリッジにおい
て、簡単にインクタンクの充填を行うことができ、ま
た、供給路内の空気をインクごとインクタンク側へ押し
出して前記供給路内の空気を排除すること。 【構成】 インクを吐出する記録ヘッドと、交換可能な
インクタンク１と、インクを一時的に貯溜する一時イン
ク溜４と、インクタンク１から一時インク溜４にインク
を供給するインク供給路３と、インクタンク１の着脱操
作を行う操作レバー５とを具備してなるインクジェット
ヘッドカートリッジ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インクジェットヘッ
ドカートリッジ、特に液体貯蔵タンク並びにインクジェ
ットヘッドカートリッジの構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット方式のプリンタに
おいては吐出ヘッドとインクタンクが一体となったイン
クジェットヘッドカートリッジを使用するものが多く使
われている。しかし、吐出ヘッドを一体化するためにコ
ストがかかるため、インクタンクを交換可能としたイン
クジェットヘッドカートリッジも提案されている。

【０００３】このインクタンクの交換が可能なインクジ
ェットヘッドカートリッジに於て、インクタンクの交換
時にインク供給路への空気の混入を防ぐため、タンク離
脱時にインク供給路を遮蔽することによって空気の混入
を防止していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、インクタンクの交換を行う度にインクジェッ
トヘッドカートリッジをインクジェット記録装置本体か
ら取り外さなければならず、操作に手間がかかるという
課題があった。

【０００５】また、インクタンクを交換する時にインク
供給路内に気泡が混入すると不吐出の原因となるため、
供給路を遮蔽する遮蔽機構が考案されているが、交換時
の気泡の混入を完全に防止すことはできないという課題
があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、簡単にインクタンクの交換を行う
ことができ、また、供給路内の空気をインクごとインク
タンク側へ押し出して前記供給内の空気を排除すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の請
求項１においては、液滴を吐出する記録ヘッドと、交換
可能な液体貯蔵手段と、前記液体を一時的に貯溜する一
時液体貯溜手段と、前記液体貯蔵手段から前記液体貯溜
手段に液体を供給する液体供給手段と、前記液体貯蔵手
段の着脱操作を行う着脱操作手段と、を具備して成るこ
とを特徴とするインクジェットヘッドカートリッジによ
り、前記課題を解決し、前記目的を達成しようとするも
のである。

【０００８】また、この発明の請求項２によれば、液体
貯蔵手段の着装時に液体供給路内に混入した空気を前記
液体貯蔵手段側に押し出す空気押出手段を有し、かつ着
脱操作手段が前記空気押出手段と連動することを特徴と
する請求項１記載のインクジェットヘッドカートリッジ
により前記課題を解決し、前記目的を達成しようとする
ものである。

【０００９】また、この発明の請求項３によれば、空気
押出手段は一時液体貯溜手段の容積変化によることを特
徴とする請求項２記載のインクジェットヘッドカートリ
ッジにより前記課題を解決し、前記目的を達成しようと
するものである。

【００１０】

【作用】この発明の請求項１のインクジェットヘッドカ
ートリッジ（以下、カートリッジという）は一時液体貯
溜手段により液体を一時的に貯溜し、液体供給手段によ
り液体貯蔵手段から一時液体貯溜手段に液体を供給し、
着脱操作手段により前記液体貯蔵手段の着脱操作を行
う。

【００１１】また、この発明の請求項２のカートリッジ
は請求項１において液体貯蔵手段の装着時に空気押出手
段により液体供給路内に混入した空気を液体貯蔵手段側
に押し出し、かつ着脱操作手段が空気押出手段と連動す
る。

【００１２】またこの発明の請求項３のカートリッジは
請求項２において、一時液体貯溜手段の容積変化による
空気押出手段で、液体供給路内に混入した空気を押出
す。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。先ずこの発明の第１実施例を図１を用いて説明
する。図１はこの発明の第１実施例であるインクジェッ
トヘッドカートリッジの動作を示す図であり、（ａ）は
インクタンク装着時の正面図、（ｂ）は図（ａ）の側面
図、（ｃ）は脱着状態を示す正面図、（ｄ）は図（ｃ）
の側面図、（ｅ）は脱着後の正面図、（ｆ）は図（ｅ）
の側面図である。

【００１４】図１において、１は交換可能な液体貯蔵手
段であるインクタンクであり、可撓性材料で構成された
インク袋が設けられており（図示せず）、インク袋内部
はインクで満たされている。また、インク供給路３との
連結口をキャップするキャップ部材９が設けられてい
る。

【００１５】２はインクジェットヘッドカートリッジ
（以下カートリッジという）であり、以下のように構成
される。３はインクタンク１から一時液体貯溜手段であ
る一時インク溜４にインクを供給する液体供給手段であ
るインク供給路であり、一時インク溜４は吐出ヘッド側
へ連通している。５はカートリッジ２に回動可能に支持
されたインクタンク１の着脱動作を行う着脱操作手段で
ある操作レバーであり、凸部６によって押圧部材７と連
動している。押圧部材７はインクタンク離脱時にインク
供給路に触れないように保護する保護機構を兼ねてい
る。

【００１６】８はインクタンク１の離脱時に押圧部材７
をロックするロック部材であり、図中Ｂ方向に図示しな
い力により付勢されており、インクタンク１の挿入時に
端面１１によってロックが解除されるように構成されて
いる。１０は弾性材料によってなる弾性壁であり、一時
インク溜４の外壁に配され空気押出手段である押圧部材
７によって変形し、一時インク溜４内を加圧するように
なっている。一時インク溜４には押圧部材７によって変
形する弾性壁１０が設けられている。

【００１７】次に、第１実施例の動作を図１を用いて説
明する。先ず、インクタンク装着時の動作を説明する。
図１において、インクタンク１をカートリッジのガイド
１６に沿って挿入するとロック部材８がインクタンクの
端面１１に押されて押圧部材７のロックを解除する。次
にインクタンクの端面１２が押圧部材７に突き当たり、
更に進めるとインク供給路３の先端がインクタンク１の
キャップ部材９を貫通し、インクタンク１とインクジェ
ットヘッドカートリッジ２が接続される。

【００１８】続いて押圧部材７によって一時インク溜４
の一部に設けられた弾性壁１０が押され、一時インク溜
４内部が加圧される。それによってインク供給路３内の
気泡がインクと一緒にインクタンク１側に押し出され
る。インクタンク１を完全に挿入すると、押圧部材７は
弾性壁１０を逃がし、弾性壁１０を初期状態に復帰さ
せ、接続が完了する。また、タンクが完全に挿入される
と、操作レバー５の一部がインクタンク１に重なり、レ
バー５操作以外でのインクタンク１の離脱を防ぐことが
できる。

【００１９】次に、インクタンク離脱時の動作について
説明する。図１において、タンクを分離させる時に前記
のように押圧部材７によって一時インク溜４が加圧され
ていると、インクタンク１を離脱させる時、押圧部材７
の移動による圧力減少によって一時インク溜４側に吸引
作用が起こり、離脱時にインク供給路５内に気泡を取り
込みやすくなるため、弾性壁１０を復帰させておく必要
がある。

【００２０】操作レバー５を図中Ａ方向に回動させると
レバーの凸部６が押圧部材７を押しあげる形となり、押
圧部材７を介してインクタンク１も押し上げられる。

【００２１】この時、タンク装着時と同様に一時インク
溜４の弾性壁が押され、インクの排出，吸引が行われ
る。

【００２２】さらにレバー５を回転させると、インクタ
ンクはインク供給路から離脱する。インクタンクを取り
外すとロック部材８は図示しない付勢力によって初期位
置に戻され、押圧部材７をロックする。

【００２３】次に、この発明の第２実施例のカートリッ
ジについて図２を用いて説明する。図２はこの発明の第
２実施例であるカートリッジの側断面図である。

【００２４】図２において、１３は一時インク溜４から
ヘッドにインクを供給がする広い供給路であり、この供
給路１３が狭いとインクの固着やごみ等によって流路が
ふさがる可能性があり、供給路が広いと弾性壁の押圧に
よる圧力変化をヘッド側に伝えやすくなる。そこで第２
実施例では、この流路を広く取り、且つヘッドへの影響
を抑えるために１４のような流体制御壁を設けることで
圧力の拡散を抑えるように構成したものである。その他
の構成は前記第１実施例と同様であり、その作用効果も
同様である。

【００２５】次にこの発明の第３実施例であるカートリ
ッジについて図３を用いて説明する。図３はこの発明の
第３実施例であるカートリッジの側断面図である。図３
において、一時インク溜４とヘッドとの間にヘッドにか
かる圧力をある一定の範囲に制御する圧力制御手段１５
を設け、弾性壁１０の変形による圧力がヘッド側に伝わ
らないようにした。これによって押圧によるヘッドから
のインク漏れをなくすことができた。

【００２６】次にこの発明の第４実施例のカートリッジ
について図４を用いて説明する。図４はこの発明の第４
実施例のカートリッジの側断面図である。図４におい
て、１７は一時インク溜４に摺動可能に支持された可動
壁であり、図示しないバネ等によって図中Ｃ方向に付勢
されている。インクタンク着脱時における可動壁１７の
動作は前記第１実施例の弾性壁１０と同様であり、その
作用効果も同様である。

【００２７】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高密度化、高精
細化が達成できるからである。

【００２８】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、オデマンド型の場合には、液体（インク）が保持さ
れけ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。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。

【００２９】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４４６
３３５９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、前述熱作用
面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３２４
４号明細書に記載されている条件を採用すると、更に優
れた記録を行うことかできる。

【００３０】記録ヘッドの構成としては、前述の各明細
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５９−１３４８４６１号公報に基づいた構成と
しても本発明は有効である。

【００３１】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、前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よいが、本発明は、前述した効果
を一層有効に発揮することができる。

【００３２】また、本発明のインクジェット記録装置の
構成としては設けられている。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
果を一層安定できるのでの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。

【００３３】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、任意の組み合わせてにおい
ても有効である。記録装置の記録モードとしては黒色な
ど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。

【００３４】以上、説明した本発明の実施例において
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、前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よい。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
態を固化するインクを用いるかして、いずれにしても熱
エネルギーの試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。本発明においては、前述し
た各インクに対して最も有効なものは、前述した膜沸騰
方式を実行するものである。

【００３５】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。

【００３６】更に加えて、本発明の記録装置の形態とし
ては、前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の
形態をとるものであってもよい。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、吐出ヘッドをキャリッジに装着したままでインクタ
ンクを分離させる着脱操作手段を設けたことで、簡単に
インクタンクの交換が行えるようになった。

【００３８】また、インクタンクの挿入動作に連動して
カートリッジの一時液体貯溜手段を押圧して、供給路内
の空気をインクごとインクタンク側へ押し出す空気押出
手段によって供給路内の空気を排除することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施例であるカートリッジ動
作を示す図

【図２】 この発明の第２実施例であるカートリッジの
側断面図

【図３】 この発明の第３実施例であるカートリッジの
側断面図

【図４】 この発明の第４実施例であるカートリッジの
側断面図

【符号の説明】

１ インクタンク ２ インクジェットヘッドカートリッジ ３ インク供給路 ４ 一時インク溜 ５ 操作レバー ７ 押圧部材 ８ ロック部材 ９ キャップ部材 １０ 弾性壁

フロントページの続き (72)発明者 木谷 充志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液滴を吐出する記録ヘッドと、交換可能
   な液体貯蔵手段と、前記液体を一時的に貯溜する一時液
   体貯溜手段と、前記液体貯蔵手段から前記液体貯溜手段
   に液体を供給する液体供給手段と、前記液体貯蔵手段の
   着脱操作を行う着脱操作手段と、を具備して成ることを
   特徴とするインクジェットヘッドカートリッジ。
2. 【請求項２】 液体貯蔵手段の着装時に液体供給路内に
   混入した空気を前記液体貯蔵手段側に押し出す空気押出
   手段を有し、かつ着脱操作手段が前記空気押出手段と連
   動することを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   ヘッドカートリッジ。
3. 【請求項３】 空気押出手段は一時液体貯溜手段の容積
   変化によることを特徴とする請求項２記載のインクジェ
   ットヘッドカートリッジ。