JP2728912B2

JP2728912B2 - 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

Info

Publication number: JP2728912B2
Application number: JP63330981A
Authority: JP
Inventors: 誠鹿志村; 俊彦戸次; 弘文平野; 哲雄木村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1998-03-18
Anticipated expiration: 2013-03-18
Also published as: JPH02178050A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はキャリッジに対して着脱自在に搭載されるイ
ンクジェットカートリッジ及び前記キャリッジを備えた
インクジェット記録装置に関し、前記インクジェットカ
ートリッジを前記キャリッジに装着する際の位置決め機
構を規定したインクジェットカートリッジ及びインクジ
ェット記録装置に関する。

［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
クジェットカートリッジ（以下、記録ヘッドとも略称す
る）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101
aと前面に記録ヘッドエレメント101cのインク吐出口面1
01b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102aは複数の電気パッド112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,102a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膜121
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、上記考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。然しながら、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101の接続端子
の電極パッドはキャリッジ102の電極ヘッド全てと擦れ
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
なっていた。

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てたが、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
位置より大き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。

［目的］本発明はこれらの技術課題に鑑みてなされたものであ
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］本発明は上記目的を達成するためになされたもので、
インクを吐出する吐出口を備えた記録ヘッド部と、前記
インクを貯留するインクタンク部と、前記記録ヘッド部
が設けられた側面に対して実質的に交差する側面に設け
られた記録のための信号を受ける電気的接続端子と、を
備え、インクジェット記録装置に設けられた前記記録ヘ
ッド部が臨む面と前記電気的接続端子が接続される接続
端子とを有したキャリッジに対して回転動作を利用した
着脱が可能なインクジェットカートリッジにおいて、前
記記録ヘッド部と前記電気的接続端子との間であって、
前記記録ヘッド部と前記電気的接続端子とを結ぶ線上に
位置決め部を有していることを特徴とする。

また、記録信号伝達電極を備え主走査されるキャリッ
ジに搭載される、記録ヘッド部とインクタンク部と前記
記録信号伝達電極からの信号を受ける信号端子と固定係
合部とを備えたインクジェットカートリッジにおいて、前記インクジェットカートリッジの前記キャリッジへ
の装着状態における背面に前記固定係合部が配されてお
り、前記背面に対向した正面に近い側面であり、且つ装
着状態の上面近傍の側面の領域を前記インクジェットカ
ートリッジの前記キャリッジに対する回転装着の回転中
心とするとともに、前記記録ヘッド部と前記信号端子と
の間であって前記記録ヘッド部と前記信号端子とを結ぶ
線上の一部を位置決め部としていることを特徴とする。

また、インクジェットカートリッジを着脱自在に搭載
するキャリッジを有したインクジェット記録装置におい
て、前記インクジェットカートリッジはインクを吐出す
る吐出口を備えた記録ヘッド部と、前記インクを貯留す
るインクタンク部と、前記記録ヘッド部が設けられた側
面に対して実質的に交差する側面に設けられた記録のた
めの信号を受ける電気的接続端子と、を備え、前記記録
ヘッド部と前記電気的接続端子との間であって、前記記
録ヘッド部と前記電気的接続端子とを結ぶ線上に位置決
め部を有しており、前記キャリッジは前記記録ヘッド部
が臨む面と、前記電気的接続端子が接続される接続端子
と、前記位置決め部に対応して設けられ略コの字状を有
した位置決め手段を有しており、前記キャリッジに前記
インクジェットカートリッジを装着することで、前記イ
ンクジェットカートリッジの位置決め部が前記キャリッ
ジの位置決め手段と連結して前記記録ヘッドのＸ方向の
位置及び前記電気的接続端子のＹ方向の位置を規制する
ことを特徴とする。

［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
本実施例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20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20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
続端子10aはインク等による汚れを防止するのと、取扱
い時に接続端子10aに手などがふれて変質変形等が起ら
ないように、縦Ｘ＝35mm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と接続端
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
雪像端子10aと接合する接続端子、20bは記録ヘッド10の
ガイドピン10bと嵌合する嵌合部、20cは接続端子10a、2
0aの接合に適切な圧接力（１端子当り20〜50g）を与え
る弾性部材であり、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、
モルトプ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10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、4C、4D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10bと底面とがキャリッジ1
0のガイド面27hとロックレバー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。次に第4B図に示すようにガイドピン10bが嵌合する
と記録ヘッド10の後端部がロックレバー20iからはず
れ、ガイドピン10b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がロックレバーに突
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21
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がロックレバー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，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11bとキャリッジ20
の位置決め部材21の内後面21bとが突き当たりｙ方向の
位置決めが行われる。（第2B図、3B図参照）以上の様な動作を行える構成では、ガイドピン10b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10C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バンドを一部
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13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上の端子にメッキを施して半
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図ように吐出
口側の電極パットが当接し、第5C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１
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Ｉ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13,24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＞０）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ッジ20の電
気パッド24が変位するよに構成することが（ｍ＞０）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、ロックレバー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10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
10d,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。また本実施例態様例では、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動作を示す模式図。第5A図，第5B図，第5C図，第5D図，第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。 10は記録ヘッド、10aは接続端子、10bはガイドピン、10
c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、20はキャリッジ、30は吐出回復装置、40はガイ
ド軸、50はフレキシブルケーブルである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村哲雄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１−125238（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する吐出口を備えた記録ヘッ
ド部と、前記インクを貯留するインクタンク部と、前記
記録ヘッド部が設けられた側面に対して実質的に交差す
る側面に設けられた記録のための信号を受ける電気的接
続端子と、を備え、インクジェット記録装置に設けられ
た前記記録ヘッド部が臨む面と前記電気的接続端子が接
続される接続端子とを有したキャリッジに対して回転動
作を利用した着脱が可能なインクジェットカートリッジ
において、前記記録ヘッド部と前記電気的接続端子との間であっ
て、前記記録ヘッド部と前記電気的接続端子とを結ぶ線
上に位置決め部を有していることを特徴とするインクジ
ェットカートリッジ。
【請求項２】前記位置決め部は１つの突出リブであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のインクジェットカート
リッジ。
【請求項３】前記回転動作を利用した装着に関する回転
中心は、前記記録ヘッド部の吐出口面と前記電気的接続
端子の配設面との２面が共に前記キャリッジの前記記録
ヘッド部が臨む面と前記電気的接続端子が接続される接
続端子に対して近接する回転移動を行わせる位置にある
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットカー
トリッジ。
【請求項４】記録信号伝達電極を備え主走査されるキャ
リッジに搭載される、記録ヘッド部とインクタンク部と
前記記録信号伝達電極からの信号を受ける信号端子と固
定係合部とを備えたインクジェットカートリッジにおい
て、前記インクジェットカートリッジの前記キャリッジへの
装着状態における背面に前記固定係合部が配されてお
り、前記背面に対向した正面に近い側面であり、且つ装
着状態の上面近傍の側面の領域を前記インクジェットカ
ートリッジの前記キャリッジに対する回転装着の回転中
心とするとともに、前記記録ヘッド部と前記信号端子と
の間であって前記記録ヘッド部と前記信号端子とを結ぶ
線上の一部を位置決め部としていることを特徴とするイ
ンクジェットカートリッジ。
【請求項５】インクジェットカートリッジを着脱自在に
搭載するキャリッジを有したインクジェット記録装置に
おいて、前記インクジェットカートリッジはインクを吐出する吐
出口を備えた記録ヘッド部と、前記インクを貯留するイ
ンクタンク部と、前記記録ヘッド部が設けられた側面に
対して実質的に交差する側面に設けられた記録のための
信号を受ける電気的接続端子と、を備え、前記記録ヘッ
ド部と前記電気的接続端子との間であって、前記記録ヘ
ッド部と前記電気的接続端子とを結ぶ線上に位置決め部
を有しており、前記キャリッジは前記記録ヘッド部が臨む面と、前記電
気的接続端子が接続される接続端子と、前記位置決め部
に対応して設けられ略コの字状を有した位置決め手段を
有しており、前記キャリッジに前記インクジェットカートリッジを装
着することで、前記インクジェットカートリッジの位置
決め部が前記キャリッジの位置決め手段と連結して前記
記録ヘッドのＸ方向の位置及び前記電気的接続端子のＹ
方向の位置を規制することを特徴とするインクジェット
記録装置。