JP3103177B2 - インクタンク・ヘッド交換型インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録ヘッドにインクを供
給する交換可能なインクタンクと交換可能な記録ヘッド
とをキャリッジ上で一体的に結合してインクを吐出させ
て記録を行うインクタンク・ヘッド交換型インクジェッ
ト記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来インクジェット記録装置は半永久的
に使用可能な記録ヘッド（以下、「ＰＨ」という。）と
ＰＨにインクを供給する交換可能なインクカートリッジ
とで構成されている例が多かった。しかしながら、ＰＨ
の場合には、ノズル部のゴミ詰まりなどによる偶発的な
故障や吐出素子の劣化などによる経時的な故障を皆無に
することが難しく、記録装置自体の信頼性の面で問題が
あり記録性能の維持のために特別なメンテナンスサービ
ス体制が必要となっていた。そこで信頼性向上の観点か
ら、故障しやすい記録ヘッドを所定の間隔で定期的に交
換するようにするとともに交換の容易性の観点から記録
ヘッドの交換を所定のインク量毎に確実に実施できるよ
うにインクタンクと記録ヘッドとを一体化した使い捨て
交換タイプのヘッドカートリッジ（以下、「ＤＨ」とい
う。）を用いるインクジェット記録装置も実用化されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＨは
信頼性確保の目的とＤＨカートリッジ自体の大きさ及び
重さの観点から使用可能なインク量を大きく設定できな
いことから、ランニングコストの増大による使用者の不
利益や、インクを使い切った時点で記録ヘッドはまだ十
分機能する場合でも廃棄しなければならないことから近
年の世界的な潮流である環境面での問題に関わる矛盾を
生じてきている。そこで近年、信頼性の面ではＤＨの特
徴を生かした上でランニングコストの増加や地球環境へ
の配慮をした記録ヘッドとインクタンクとをそれぞれ独
立に交換可能な様に構成した形式のインクジェット記録
装置が提案されてきている。

【０００４】特に、記録ヘッドにインクを効率的に供給
できるようにインクタンクと記録ヘッドとをキャリッジ
上で一体的に結合してインクを吐出させて記録を行う構
成としたものが重要視されている。この構成のインクジ
ェット記録装置の問題点は、記録ヘッドを保持して印字
走査するキャリッジへの記録ヘッドの装着固定と、記録
ヘッドへインクタンクからインクを供給するためのイン
ク流路の結合とに関するものである。

【０００５】また、記録ヘッドの電気的制御を行う場合
も多いことから、記録ヘッドの装着固定に関してはキャ
リッジでの電気的接続に関する問題も重要な課題であ
る。インクの流路結合に関しては、固体のインクでも問
題となるが特に液状のインクを用いる場合には、接続部
からのインクの漏れ出しによる機内・記録紙・手などの
汚れを防止することが重要な課題である。

【０００６】特にこのインク流路結合に関しては、上記
の問題から確実な結合が要求されることと、インクタン
ク交換の容易性から簡単な分離が要求されることから両
方の特性を簡単な構成で満足することが難しく実用化さ
れた例はほとんど無い。

【０００７】本発明は、上記従来の技術が有する解決す
べき課題に鑑みてなされたものであって、インクタンク
及び記録ヘッドをキャリッジに装着固定する際、インク
タンクと記録ヘッド、記録ヘッドとキャリッジとの結合
を確実にした上で、インクタンクと記録ヘッドの交換の
容易性を確保したインクタンク・ヘッド交換型インクジ
ェット記録装置を実現することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のインクタンク・
ヘッド交換型インクジェット記録装置は、インクを吐出
して記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドへ供給する
インクを保持するインクタンクとが互いに分離可能であ
り、該インクタンクを付勢する付勢手段を用いて前記イ
ンクタンク及び前記記録ヘッドをキャリッジに搭載する
インクジェット記録装置において、前記付勢手段は、前
記インクタンクの付勢方向に前記記録ヘッドと前記イン
クタンクとのインク供給部における結合方向の付勢成分
を有し、前記インクタンクを介して前記記録ヘッドを付
勢する方向に前記記録ヘッドと前記キャリッジとの位置
決め係合部における係合方向の付勢成分を有しているこ
とを特徴とする。

【０００９】また、インクを吐出して記録を行う記録ヘ
ッドと、該記録ヘッドへ供給するインクを保持するイン
クタンクとが互いに分離可能であり、該インクタンクを
付勢する付勢手段により前記インクタンク及び前記記録
ヘッドをキャリッジに搭載するインクジェット記録装置
において、前記キャリッジは、前記付勢手段による前記
インクタンクを介した前記記録ヘッドの前記キャリッジ
への搭載方向に交差する面に前記記録ヘッドとの電気的
接続を行うための電極を備えた電気接続用支持板を備
え、前記キャリッジへの搭載方向に設けられた電気的接
続部を有する前記記録ヘッドが、前記キャリッジの前記
電気接続用支持板に対して前記付勢手段により前記イン
クタンクを介して付勢されることを特徴とする。さら
に、前記記録ヘッドは前記インクタンクとの結合を行う
ためのインク流路の端部にフィルタを備えるとともに、
前記付勢手段により前記インクタンク内に設けられたイ
ンク吸収体と当接することを特徴とするものとしたり、
前記記録ヘッドの前記インクタンクとの結合を行うため
のインク流路の周囲に、前記インクタンクのインク供給
孔を前記インク流路を除いて封止するためのシール部材
を備えることを特徴とするものにしてもよい。加えて、
前記キャリッジは、前記記録ヘッドを位置決め固定する
ための固定部と、前記記録ヘッドとの電気的接続を行う
ための電気的接続部と、を備え、前記記録ヘッドは、前
記固定部との位置決めを行う位置決め部と、前記キャリ
ッジとの電気的接続を行うパッドと、前記インクタンク
と結合するための係合ガイドと、前記インクタンクのイ
ンクを導入するためのインク流路と、を備え、該インク
流路のインクタンクとの結合部が、前記係合ガイドと前
記付勢手段との間に位置することを特徴とするものとす
る。

【００１０】

【作用】本発明は上述のとおり構成されているので、キ
ャリッジ上で記録ヘッドとインクタンクとを概略係合さ
せた上でインクタンクを−方向に付勢することで、キャ
リッジと記録ヘッドとの結合と記録ヘッドとインクタン
クとの結合を確実かつ同時に行うことができる。

【００１１】また、記録ヘッドとキャリッジとの電気的
接続を行うための電気的接続部の結合方向をインクタン
クの付勢方向と略同一にすることで、電気的結合を簡易
な構成で確実に行うことができる。さらに、インクタン
クと記録ヘッドの独立した結合手段を具備することによ
り、キャリッジ外でのインクタンクと記録ヘッドとの結
合・分離が可能となる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明のインクジェット記録装置の記
録ヘッド、インクタンク、キャリッジの結合の状態を示
す断面図である。

【００１３】本実施例における記録ヘッド１０Ａは電気
信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるため
の熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を
行うバブルジェット方式のものである。

【００１４】図１において記録ヘッド１０Ａの主たる構
成は、すべてヘッドベースプレート１１Ａに設けた位置
決め用の突起１１Ａ−１，１１Ａ−２を位置決め基準と
してヘッドベースプレート１１Ａ上に接着ないしは圧着
して積層配置されて成る。

【００１５】ここで、図１の面内上下方向は前板１０１
Ａの基準面１０４Ａ−１と突起１１Ａ−１とで位置決め
され、図１の面内左右方向はヘッド位置決め部１０４Ａ
と突起１１Ａ−２とで位置決めされる。更に図１の横断
図の垂直方向は、突起１１Ａ−２の一部がヘッド位置決
め部１０４Ａを覆うように突出し、該突起１１Ａ−２の
突出部（不図示）とヘッド位置決め部１０４Ａとで位置
決めされる。

【００１６】ヒータボード１３Ａ−２はＳｉ基板上に複
数の列状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）と、こ
れに電力を供給するアルミニウム等の電気配線とが成膜
技術により形成されてなり、本体装置からの電気信号を
受け取るパッド１３Ａ−１を端部に配した配線を有する
ヘッドフレキシブル基板（以下、「ヘッドＰＣＢ」とい
う。）１３Ａに対して、それぞれの配線を対応させてワ
イヤボンディングにより接続されている。吐出ヒータに
対応して複数のインク流路を各々区分するための隔壁や
流路を介して交換インクタンク１Ａからインクを導入し
てインク流路に供給する共通液室と複数の吐出口を形成
するオリフィスとをポリサルフォン等で一体成型した溝
天板１２Ａをヒータボード１３Ａ−２に不図示のバネで
押圧するとともに封止剤を用いて圧着固定及び封止して
インク吐出部を形成している。溝天板１２Ａに結合封止
された流路１５Ａは、交換インクタンク１Ａと結合可能
とするために本実施例においてはヘッドＰＣＢ１３Ａ及
びヘッドベースプレート１１Ａに設けた穴を通ってヘッ
ドベースプレート１１Ａの反対側へ貫通させるととも
に、貫通部でヘッドベースプレート１１Ａに接着固定さ
れている。

【００１７】また、流路１５Ａのインクタンク１Ａと結
合する側の端部には吐出部へのゴミや不如意の気泡など
の流入を防止するためのフィルタ８Ａが設けてある。ま
た、記録ヘッド１０Ａの吐出部や電気接続用のパッド１
３Ａ−１を保護することと、記録ヘッド１０Ａの取り扱
い面から持ちやすくする為にヘッドカバー１８Ａを設け
ている。

【００１８】交換インクタンク１Ａは内面にリブ１Ａ−
２を有するタンクケース１Ａ−１内に、インクを含浸さ
せたインク吸収体２Ａをほぼ隙間なく詰め込むととも
に、フィルタ８Ａを設けた流路１５Ａの端部を挿入させ
てインク結合を行うためのインク供給部４Ａ（孔）と交
換インクタンク１Ａからのインクの流出に見合うだけの
大気を交換インクタンク１Ａ内に導入して過度の負圧発
生を防止するための大気連通部３Ａ（孔）とを有する。
インク供給部４Ａへのタンクケース１Ａ−１内壁を伝っ
ての直接の大気連通を防止して、インク吸収体２Ａ全領
域のインクを毛管力を用いて最大限有効に利用するため
に、タンクケース１Ａ−１の内壁にリブ１Ａ−２を設け
るとともに大気連通部３Ａをなるべくインク供給部４Ａ
から離して設置している。リブ１Ａ−２は同時にタンク
ケース１Ａ−１の補強部としても機能し、タンク交換時
の操作性を向上させてもいる。インク吸収体２Ａ内の初
期の含浸インク量は、記録ヘッド１０Ａとの結合時に吐
出口のメニスカスに負の水頭圧を付与して安定した吐出
を可能にするための機能上の目的と、インクタンク交換
時に多少の衝撃が与えられてもインクが漏出することが
ないようにするための操作性上の目的のために、インク
吸収体２Ａの吸収可能量よりも少なめのインクを充填し
ている。大気連通部３Ａのインク吸収体２Ａを溌液処理
するか別体の溌液性の吸収体を用いて構成し大気連通部
３Ａからのインクの漏出を規制しても良い。インクの交
換インクタンク１Ａのインク供給限界は、インク吸収体
２Ａの含浸インク量が非常に少なくなって、インクの吐
出口に連通するインク路の毛管力による記録ヘッド１０
Ａへのインク供給能力よりもインク吸収体２Ａのインク
吸引力が強くなるかフィルタ８Ａの周囲に大気連通部３
Ａから導入された大気が多くなってフィルタ８Ａを介し
てインク吸収体２Ａ内の大気が多量に供給されるように
なった場合である。

【００１９】記録ヘッド１０Ａと交換インクタンク１Ａ
との結合は図１に示すように、キャリッジＨＣへの記録
ヘッド１０Ａの結合と同時にキャリッジＨＣの加圧フッ
ク１０３Ａによる付勢力により一体化される。

【００２０】ここで、記録装置における記録ヘッドの配
置および動作を説明するために図４を用いて簡略に記録
装置の動作を説明する。

【００２１】図４は第１実施例の記録ヘッドおよび交換
インクタンクを用いた例を示し、記録媒体Ｐをプラテン
ローラ５０００を用いて紙面下方から上方へ案内し、紙
押さえ板５００２でキャリッジ移動方向にわたってプラ
テンローラ５０００に対して押圧する。キャリッジＨＣ
は、キャリッジ駆動ピンをそのらせん溝５００４にはめ
込んでそれ自身が回転することで駆動源として動作する
リードスクリュー５００５とリードスクリュー５００５
に平行に配置されたスライダ５００３とに支持係合され
てプラテンローラ５０００上に案内された記録媒体Ｐの
記録面に沿って左右に往復動する。リードスクリュー５
００５は駆動伝達ギア５０１１、５０１０，５００９を
介して駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して回転駆
動制御される。

【００２２】フォトカプラ５００７，５００８はキャリ
ッジＨＣのレバー５００６のこの域での存在を確認して
駆動モータ５０１３の回転方向切換等を行うためのホー
ムポジション検知手段である。画像記録信号は記録ヘッ
ド１０Ａおよび交換インクタンク１Ａを搭載するキャリ
ッジＨＣの移動にタイミングを計って記録ヘッド１０Ａ
に送られ所定の位置でインク滴を吐出させて記録を行
う。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップするキャッ
プ部材５０２２を支持する部材で、５０１５はこのキャ
ップ内を吸引する吸引手段でキャップ内開口５０２３を
介して記録ヘッドの吸引回復を行う。案内部材５０１９
はクリーニングブレード５０１７を前後方向に移動可能
にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持
されている。吸引手段、ブレード等は、この形態でなく
とも良く、公知のものが適用可能なことはいうまでもな
い。

【００２３】また、５０１２は、吸引回復動作のタイミ
ングを決めるためのレバーで、キャリッジＨＣと係合す
るカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータ５０
１３からの駆動力がクラッチ切換等の公知の伝達手段で
移動制御される。これらの回復手段はキャリッジがホー
ムポジション側領域にきたときにリードスクリュー５０
０５の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が所
定のタイミングで行える様に構成されている。

【００２４】上述のキャリッジＨＣへの記録ヘッド１０
Ａおよび交換インクタンク１Ａの機械的、電気的接続は
以下のように行われる。

【００２５】キャリッジＨＣは、プラテン側（ヘッドの
前面側）に位置する前板１０１Ａと、記録ヘッド１０Ａ
のヘッドＰＣＢ１３Ａ上のパッド１３Ａ−１に対応する
ヘッド駆動電極１０２Ａを具備したフレキシブルシート
１０２Ａ−１及びこれを裏面側から押圧する電気接続用
支持板１００Ａと、記録ヘッド１０Ａを機械的に固定す
る際のヘッド位置決め部１０４Ａと、交換インクタンク
１Ａ及び記録ヘッド１０Ａを−方向に付勢支持するため
の加圧フック１０３Ａとが設けられている。

【００２６】なお、フレキシブルシートと電気接続用支
持板１００Ａとの間にゴムパッドを介在させてもよく、
この場合にはフレキシブルシートを裏面側から押圧する
弾性力が発生する。

【００２７】前板１０１Ａは位置決め用基準面１０４Ａ
−１を、記録ヘッド１０Ａのヘッドベースプレート１１
Ａに設けた前述の位置決め用の第１の突起１１Ａ−１及
び第２の突起１１Ａ−２に各々対応して２個有する。キ
ャリッジＨＣの加圧フック１０３Ａは図１の破線矢印で
示す加圧方向、すなわちキャリッジＨＣの移動方向に対
して約１０度傾いた方向に付勢力が発生する様に構成し
ているので、その付勢力によって記録ヘッド１０Ａは前
板１０１Ａ方向と電気接続用支持板１００Ａとの２方向
に押しつけられる。同時に、電気接続用支持板１００Ａ
を支点としてヘッド位置決め部１０４Ａではキャリッジ
ＨＣの移動方向にも付勢される。この加圧フック１０３
Ａの加圧係合動作はどのようなものでも良いが、キャリ
ッジＨＣの上面側から操作できるレバー等で行える構成
が好ましい。いずれにしても、この加圧フック１０３Ａ
の係合時に記録ヘッド１０Ａ及び交換用インクタンク１
ＡはキャリッジＨＣ上でやや回転しつつ位置決め用の第
１の突起１１Ａ−１及び第２の突起１１Ａ−２が前板１
０１Ａの基準面１０４Ａ−１に接触した上で電気的接続
がなされることになるのでヘッドＰＣＢ１３Ａ上のパッ
ド１３Ａ−１とヘッド駆動電極１０２Ａとの位置決めも
確実に行われる。

【００２８】記録ヘッド１０Ａと交換用インクタンク１
Ａとは加圧フック１０３Ａによる加圧前は、図２に示す
様に完全には結合しておらず、図２の状態では、キャリ
ッジＨＣと記録ヘッド１０Ａ及び記録ヘッド１０Ａと交
換用インクタンク１Ａとは分離されており、それぞれの
係合部が接触しているに過ぎない。記録ヘッド１０Ａと
交換インクタンク１Ａとの係合は、図２のようにヘッド
ベースプレート１０Ａに設けた係合フック１７Ａと交換
インクタンク１Ａに設けた係合ガイド５Ａとを合わせる
ことから始める。この係合部の位置をキャリッジＨＣの
加圧フック１０３Ａの作用点に対して、インク供給部４
Ａとヘッド位置決め部１０４Ａとの間に配置することで
加圧時のインク供給路の確実な結合が可能となる。

【００２９】すなわち、図２で明らかなように、記録ヘ
ッド１０Ａと交換インクタンク１Ａの結合に関して考え
ると、力点である加圧フック１０３Ａによる交換インク
タンク１Ａへの加圧力が図中時計回りの方向に交換イン
クタンク１Ａを回転させる際に、係合フック１７Ａと係
合ガイド５Ａとの係合部を支点としてインク供給部４Ａ
が作用点となるのでインク吸収体２Ａとフィルタ８Ａを
結合面とする流路１５Ａ端部とが結合されるとともに、
さらに、ヘッドベースプレート１１Ａと交換インクタン
ク外壁面とに挟まれた弾性体のリングシール９Ａが加圧
変形して密着することによりインク供給部４Ａにおいて
交換インクタンク１Ａ内部と大気との連通を完全に封止
することができる。この封止が不十分であると、記録ヘ
ッド１０Ａへのインク供給に伴う交換インクタンク１Ａ
内部への大気の導入がインク吸収体２Ａを介さずにこの
部分で直接行われてしまうので、インク吸収体２Ａに含
浸させたインクの有効利用が困難となる。加圧フック１
０３Ａは、前述のごとく記録ヘッド１０Ａをキャリッジ
ＨＣに対して紙面方向への位置決めを行なうために、そ
の加圧方向が１０度傾斜した方向に設定されているので
記録ヘッド１０Ａと交換インクタンク１Ａとの結合を考
えた場合にも結合方向の直交方向への力が加わる。

【００３０】本実施例では図１に示すように、タンクガ
イド７Ａとタンクガイド穴１６Ａとの係合によってその
方向の力を受けるようにしている。すなわち、タンクガ
イド７Ａがタンクガイド穴１６Ａの紙面方向の内壁に接
合し、その力を受けてヘッド位置決め部１０４Ａにおい
て記録ヘッド１０ＡがキャリッジＨＣと位置決めされて
結合される。

【００３１】本実施例では記録ヘッド１０Ａにおいて特
に高精度が要求される吐出部に直接結合している流路１
５Ａへの余分な機械的な力の作用を防止するために、交
換インクタンク１Ａのインク供給部４Ａにおける流路１
５Ａのガタをタンクガイド穴１６Ａにおけるタンクガイ
ド７Ａのガタより大きく設定しており、交換インクタン
ク１Ａの結合方向と直交方向の力を全てタンクガイド７
Ａの結合部で受けるようにしている。これに対し、上記
直交方向の力を係合フック１０３Ａと係合ガイド５Ａの
係合部で同時に受けるように構成しても良い。

【００３２】本実施例におけるタンクガイド７Ａの結合
部は、さらに、ヘッドベースプレート１１Ａの面上での
交換インクタンク１Ａの回転を防止する機能も付与され
ており、その作用面でのガタの関係も同様に流路への余
分な力の作用がないように配慮されている。また、タン
クガイド７Ａの結合部は、その構成部材の強度の面から
そこにかかる力があまり大きくならないように、図１に
示した本実施例の構成では、力点である加圧フック１０
３Ａの係合部の近くに設けることが好ましい。もちろ
ん、タンクガイド７Ａが支点に対して力点である加圧な
いしは押圧手段よりも外側に配置できる構成であればな
るべく離して配置することがさらに好ましいのは言うま
でもない。リングシール９Ａはインク供給部４Ａのガタ
を許容できるように交換インクタンク１Ａ外壁との接合
部を広めに取れるように、本実施例ではやや太い弾性体
リングで構成している。

【００３３】図１、図２を用いて説明したように、本実
施例ではキャリッジＨＣ上で記録ヘッド１０Ａと交換イ
ンクタンク１Ａとを概略係合させた上で交換インクタン
ク１Ａを−方向に付勢することで、キャリッジＨＣと記
録ヘッド１０Ａとの位置決め及び結合と記録ヘッド１０
Ａと交換インクタンク１Ａとの結合を確実かつ同時に行
うことができる。すなわち、インクタンクとヘッドとの
独立した結合手段を具備したものである。

【００３４】また、本実施例では、キャリッジＨＣ（記
録装置本体）と記録ヘッド１０Ａとの電気的接続も同時
に行うように構成したので、記録ヘッド１０Ａ・交換イ
ンクタンク１Ａの交換時の操作性も良好であるが、電気
的接続を別途コネクタ接続方式などにして、記録ヘッド
の位置決めと交換インクタンクとの結合をより確実なも
のとするための構成自由度を高くするのも良い。

【００３５】図３は交換インクタンク１Ａの使用前の状
態を説明するための断面図であり、物流時のインクの漏
出や蒸発を防止するために、大気連通部３Ａとインク供
給部４Ａとに取りはずし可能なように封止部材である連
通部シール３Ａ−１、供給部シール４Ａ−１をそれぞれ
設けており、交換インクタンク１Ａ使用時に矢印方向に
それらを取り除くようにしている。

【００３６】本実施例では、記録ヘッドを一つ有する単
色記録装置で説明したが、異なる色のインクを吐出可能
な複数の記録ヘッド、例えば、Ｂｋ・Ｃ・Ｍ・Ｙの４ヘ
ッドを持つカラーインクジェット記録装置にも適用可能
であり、一つの記録ヘッドで複数色のインクを吐出でき
る様な記録ヘッドでも適用可能であり、その場合は交換
タンクの結合位置・方向を規制する手段を付加すれば良
い。

【００３７】以上説明したように、本実施例ではキャリ
ッジＨＣと記録ヘッド１０Ａとの結合方向及び記録ヘッ
ド１０Ａと交換インクタンク１Ａの結合方向を略同方向
に配置した上で交換インクタンク１Ａを付勢することで
同時に結合させる構成としたので、記録ヘッド・交換イ
ンクタンクの交換時の操作性が良好で、かつ、それらの
機械的・電気的結合が簡易な構成で確実に行えるように
なった。

【００３８】図５は本発明の第２の実施例のインクジェ
ット記録装置における、記録ヘッド・交換インクタンク
及びキャリッジＨＣの結合の様子を示す断面図である。
前記実施例と同じ名称の部材は同様の機能を有する。

【００３９】本実施例では紙面上面を記録ヘッド１０Ｂ
が下向きにインクを吐出しながら記録走査するので、キ
ャリッジＨＣに対する紙面方向の記録ヘッド１０Ｂの位
置決めは記録ヘッド１０Ｂの自重を利用してヘッドベー
スプレート１１Ｂの下方端部に形成された切欠き部（不
図示）をキャリッジＨＣの電気接続用支持の基準面に密
着させて行っている。図５で示すように、記録ヘッド１
０Ｂの記録走査方向の位置決めはキャリッジ上に設けた
付勢（加圧）部材である加圧手段１０３Ｂによる加圧力
が交換インクタンクを介して記録ヘッド１０Ｂへ作用し
てヘッド位置決め部１０４Ｂで記録ヘッド１０Ｂの突起
１１Ｂ−１の基準面がキャリッジの基準面に圧接するこ
とで達成される。

【００４０】本実施例における電気的接続は前記実施例
と同様に交換インクタンク１Ｂを介した加圧力で、キャ
リッジＨＣ上のヘッド駆動電極１０２ＢにヘッドＰＣＢ
１３Ｂ上のパッド１３Ｂ−１が圧接するように構成して
いる。

【００４１】ただし、本実施例では記録ヘッド１０Ｂへ
の電気配線を可とう性の優れたヘッドＰＣＢ１３Ｂ上に
配した上で、ヘッドベースプレート１１Ｂの記録ヘッド
１０Ｂの吐出部とは反対側の面に弾性部材１０５Ｂを設
けているので、記録ヘッド１０Ｂが若干回転して装着さ
れる前記実施例に比べて接続の信頼性が向上している。

【００４２】更に変形例として、記録ヘッドの傾斜装着
を防止するために、ヘッドベースプレート１１Ｂの後端
部の電極部近傍に位置決めのための基準突起（不図示）
を設けるとともに、電極接続をより確実化するためにヘ
ッド駆動電極の下層に前記実施例よりも厚めかつ高弾性
の弾性部材を配して基準突起の圧接時にもヘッドＰＣＢ
とヘッド駆動電極との間に適正な圧接力を得る様にして
いる。すなわち、本変形例では交換インクタンクを介し
て記録ヘッドに作用する加圧力はヘッドベースプレート
の前後に設けた基準用突起で受け止められる様になって
いる。

【００４３】本実施例における流路１５Ｂは、第１実施
例と異なり液室１４Ｂの直上部に設けられており、ヘッ
ドベースプレート１１Ｂの吐出部側で交換インクタンク
１Ｂと結合する様に構成されている。ヘッドベースプレ
ート１１Ｂを貫通することもないので流路１５Ｂを短く
かつ太くすることが容易であり流路１５Ｂの流体抵抗を
第１実施例に比べて小さくできるようになっており、記
録ヘッド１０Ｂへのインク供給時の圧力損失が小さくな
り、記録周波数を向上させることが可能である。反面、
交換インクタンク１Ｂと記録ヘッド１０Ｂの結合時の加
圧力が流路１５Ｂを介して吐出部に作用しやすくなって
いるので、本実施例では流路形成部材１５Ｂ−１の機械
的強度を高くした上で流路１５Ｂをヘッドベースプレー
ト１１Ｂに直接固定支持するようにし、流路１５Ｂと液
室１４Ｂとの結合部の密閉性は十分な封止剤の付与で達
成している。逆に、本実施例の記録ヘッド１０Ｂの構成
はヘッドベースプレート１１Ｂ上にヒータボード１３Ｂ
や溝天板１２Ｂを積層する様にしているので、交換イン
クタンク１Ｂを介して作用する加圧力を適正な圧力に調
整した上でそれらの結合力を補強する様にしても良い。

【００４４】本実施例における記録ヘッド１０Ｂと交換
インクタンク１Ｂと着脱について、図５〜図７を用いて
説明する。本実施例の記録ヘッド１０Ｂ及び交換インク
タンク１Ｂは図６〜図７に示すように、記録装置から取
り出した状態でそれらを着脱できるようにしている。も
ちろん、キャリッジＨＣにそれらの着脱を容易化するた
めの補助手段を設けて、キャリッジＨＣ上での着脱をで
きるようにしても良い。記録ヘッド１０Ｂと交換インク
タンク１Ｂの装着は図６の状態から図７の状態になるよ
うにタンクガイド１６Ｂとインク供給部４Ｂの係合ガイ
ド５Ｂとを用いて行う。

【００４５】タンクガイド１６Ｂは記録ヘッド１０Ｂの
上面での交換インクタンク１Ｂの回転を概略規制する機
能を有し、インク供給部４Ｂの結合である係合ガイド５
Ｂの結合を疎外しないようにガタを持たせてある。イン
ク供給部４Ｂの結合は交換インクタンク１Ｂに設けた弾
性変形可能な係合ガイド５Ｂと記録ヘッド１０Ｂのヘッ
ドベースプレート１１Ｂに支持された流路形成部材１５
Ｂ−１のくぼみ部とをはめ合わせることで行う。そのた
め、係合ガイド５Ｂの先端部は丸みを持たせている。

【００４６】本実施例においては係合ガイド５Ｂを３つ
（ひとつは不図示）設けており、係合部が円筒形状の流
路形成部材１５Ｂ−１に３点で結合させている。

【００４７】ただし、係合ガイドは更に多数であるか円
筒形であっても良く、また、流路形成部材の係合部が非
円筒形でなくても良い。

【００４８】係合ガイド５Ｂの弾性力は着脱を容易にす
るために強固なものでなく、したがって、図７の状態で
はインク供給部４Ｂの結合は十分でなくリングシール９
Ｂの変形密着や、フィルタ８Ｂとインク吸収体２Ｂとの
接触も不十分であり、ただ、記録ヘッド１０Ｂと交換イ
ンクタンク１Ｂとを交換時に一体的に取り扱えられる程
度の結合力である。

【００４９】略結合されたこの状態の記録ヘッド１０Ｂ
及び交換インクタンク１Ｂを図５に示すように、記録装
置本体のキャリッジＨＣに装着する。前述のごとく、キ
ャリッジＨＣ上のヘッド位置決め部１０４Ｂに記録ヘッ
ド１０Ｂの位置決め突起１１Ｂ−１の基準面を係合した
上で、キャリッジＨＣ上に配した加圧手段１０３Ｂで交
換インクタンク１Ｂを図５の破線矢印方向に加圧する。
交換インクタンク１Ｂを加圧することで、記録ヘッド１
０ＢをキャリッジＨＣに圧着固定するとともに、記録ヘ
ッド１０Ｂと交換インクタンク１Ｂとを完全に結合す
る。すなわち、図５に示すように、交換インクタンク１
Ｂの係合ガイド５Ｂは流路形成部材１５Ｂ−１のくぼみ
部よりもさらに深く挿入され、流路１５Ｂ端部のフィル
タ８Ｂとインク供給部４Ｂのインク吸収体２Ｂとが十分
に密着してインクの供給を可能にするとともに、交換イ
ンクタンク１Ｂの外壁と流路１５Ｂ端部の上面とが接す
るまでリングシール９Ｂが弾性変形して結合部での大気
との直接の連通を完全に封止する。この状態でも、タン
クガイド部１６Ｂは記録ヘッド１０Ｂと交換インクタン
ク１Ｂの結合方向に関しては十分な隙間を残すように配
置しており、インク供給部４Ｂでの結合に不要な力が作
用しないようにしている。

【００５０】そうした意味で図８に示すように、交換イ
ンクタンク１Ｃを円柱状に構成して記録ヘッド上面にお
ける交換インクタンク１Ｃの結合方向を自由に（回転自
在に）構成すればタンクガイドはなくても良い。

【００５１】以上説明したように、本実施例ではキャリ
ッジＨＣと記録ヘッド１０Ｂとの結合方向及び記録ヘッ
ド１０Ｂと交換インクタンク１Ｂとの結合方向を完全に
同一方向に配置した上で、交換インクタンク１Ｂを付勢
することで同時に結合させる構成としたので、記録ヘッ
ド・交換インクタンクの交換時の操作性が良好で、か
つ、それらの機械的・電気的結合が簡易な構成でより確
実に行えるようになった。更に、キャリッジ装着されて
いなくても記録ヘッド１０Ｂと交換インクタンク１Ｂと
を略一体化できるように構成したので、交換時の取り扱
い性をより向上させることができた。

【００５２】本発明は、特にインクジェット記録装置の
中でも、インクの吐出を行な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の高密度化、
高精度化が達成できるからである。

【００５３】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
行なうものが好ましい。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
の気泡を形成出来るので有効である。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。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な
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４
３４５２６２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、更に優れた記録を行なうことがで
きる。

【００５４】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号明細書に示された構成も本発明に有
効である。

【００５５】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５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。

【００５６】さらに、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利用できる。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、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。

【００５７】また、本発明のインクジェット記録装置の
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
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。

【００５８】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等の記
録モードだけではなく、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。

【００５９】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、上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なって
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良い。

【００６０】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で固化するインクを
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。

【００６１】本発明においては、上述した各インクに対
して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行する
ものである。

【００６２】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。

【００６３】更に加えて、本発明の記録装置の形態とし
ては、上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
等の形態を取るものであっても良い。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はインクタ
ンク・ヘッド分離交換型であって、インクタンクを付勢
することによりインクタンク及びヘッドをキャリッジに
装着固定するインクジェット記録装置において、インク
タンクの付勢方向と、インクタンクとヘッドの結合方向
とヘッドとキャリッジの結合方向とを全て略同一方向と
することにより各々の結合を確実にした上で交換の容易
性を確保することができたので、信頼性とランニングコ
ストの両立を簡易な構成で実現することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の交換可能な記録ヘッド及
び交換インクタンクのキャリッジへの装着状態を表す断
面図である。

【図２】第１実施例の装着手順を説明する断面図であ
る。

【図３】第１実施例の交換インクタンクを説明する断面
図である。

【図４】本発明の適用可能なインクジェット記録装置の
一例を示す斜視図である。

【図５】本発明の第２実施例の交換可能な記録ヘッド及
び交換インクタンクのキャリッジへの装着状態を表す断
面図である。

【図６】第２実施例の記録ヘッドと交換インクタンクと
の着脱手順を説明する断面図である。

【図７】第２実施例の記録ヘッドと交換インクタンクの
結合図である。

【図８】第２実施例の交換インクタンクの変形例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ 交換インクタンク ２Ａ，２Ｂ インク吸収体 ３Ａ，３Ｂ 大気連通部 ４Ａ，４Ｂ インク供給部 ５Ａ，５Ｂ 係合ガイド ６Ａ 加圧ガイド ７Ａ，１６Ｂ タンクガイド ８Ａ，８Ｂ フィルタ １０Ａ，１０Ｂ 記録へッド １１Ａ，１１Ｂ ヘッドベースプレート １２Ａ，１２Ｂ 溝天板 １３Ａ，１３Ｂ ヘッドＰＣＢ １４Ａ，１４Ｂ 液室 １５Ａ，１５Ｂ 流路 １６Ａ タンクガイド穴 １７Ａ 係合フック １００Ａ 電気接続用支持板 １０１Ａ 前板 ＨＣ キャリッジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 健太郎 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 (72)発明者 高橋 喜一郎 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 (72)発明者 岩崎 督 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 (72)発明者 犬塚 恒樹 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 (56)参考文献 特開 平２−39945（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−230939（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−187364（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/175

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出して記録を行う記録ヘッド
   と、該記録ヘッドへ供給するインクを保持するインクタ
   ンクとが互いに分離可能であり、該インクタンクを付勢
   する付勢手段を用いて前記インクタンク及び前記記録ヘ
   ッドをキャリッジに搭載するインクジェット記録装置に
   おいて、前記付勢手段は、前記インクタンクの付勢方向に前記記
   録ヘッドと前記インクタンクとのインク供給部における
   結合方向の付勢成分を有し、前記インクタンクを介して
   前記記録ヘッドを付勢する方向に前記記録ヘッドと前記
   キャリッジとの位置決め係合部における係合方向の付勢
   成分を有している ことを特徴とするインクタンク・ヘッ
   ド交換型インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 インクを吐出して記録を行う記録ヘッド
   と、該記録ヘッドへ供給するインクを保持するインクタ
   ンクとが互いに分離可能であり、該インクタンクを付勢
   する付勢手段により前記インクタンク及び前記記録ヘッ
   ドをキャリッジに搭載するインクジェット記録装置にお
   いて、 前記キャリッジは、前記付勢手段による前記インクタン
   クを介した前記記録ヘッドの前記キャリッジへの搭載方
   向に交差する面に前記記録ヘッドとの電気的接続を行う
   ための電極を備えた電気接続用支持板を備え、 前記キャリッジへの搭載方向に設けられた電気的接続部
   を有する前記記録ヘッドが、前記キャリッジの前記電気
   接続用支持板に対して前記付勢手段により前記インクタ
   ンクを介して付勢されることを特徴とするインクタンク
   ・ヘッド交換型インクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記記録ヘッドは前記インクタンクとの
   結合を行うためのインク流路の端部にフィルタを備える
   とともに、前記付勢手段により前記インクタンク内に設
   けられたインク吸収体と当接することを特徴とする請求
   項１または２記載のインクタンク・ヘッド交換型インク
   ジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドの前記インクタンクとの
   結合を行うためのインク流路の周囲に、前記インクタン
   クのインク供給孔を前記インク流路を除いて封止するた
   めのシール部材を備えることを特徴とする請求項１ない
   し請求項３のいずれか１項に記載のインクタンク・ヘッ
   ド交換型インクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記キャリッジは、前記記録ヘッドを位
   置決め固定するための固定部と、前記記録ヘッドとの電
   気的接続を行うための電気的接続部と、を備え、 前記記録ヘッドは、前記固定部との位置決めを行う位置
   決め部と、前記キャリッジとの電気的接続を行うパッド
   と、前記インクタンクと結合するための係合ガイドと、
   前記インクタンクのインクを導入するためのインク流路
   と、を備え、 該インク流路のインクタンクとの結合部が、前記係合ガ
   イドと前記付勢手段との間に位置することを特徴とする
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインク
   タンク・ヘッド交換型インクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 インクタンクと記録ヘッドとの独立した
   結合手段を具備したことを特徴とする請求項１ないし請
   求項５のいずれか１項記載のインクタンク・ヘッド交換
   型インクジェット記録装置。