JPH0387266A - 熱インキジェットプリンタ用のプリントヘッド及びそのインキカートリッジ - Google Patents

熱インキジェットプリンタ用のプリントヘッド及びそのインキカートリッジ

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JPH0387266A
JPH0387266A JP2186990A JP18699090A JPH0387266A JP H0387266 A JPH0387266 A JP H0387266A JP 2186990 A JP2186990 A JP 2186990A JP 18699090 A JP18699090 A JP 18699090A JP H0387266 A JPH0387266 A JP H0387266A
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503—Ink cartridges
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
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    • B41J2/17503—Ink cartridges
    • B41J2/17513—Inner structure

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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） 本発明は熱インキジェットプリントヘッド及びインキカ
ートリッジに関する。
（従来の技術及びその課題） ノズル及びそのパイロット制御用の電気端子を担持する
多層プリント板が、インキを含浸させたスポンジ体を収
容するリザーバの端壁に固定された熱インキジェットプ
リンタ用のプリントヘッドが公知である。
これらノズルはプリント板を通る供給導管を介してリザ
ーバ内部と液圧的に接続され、該リザーバの端壁の穴に
対応する位置に配設されている。
プリント板の電気端子はリザーバ外側の端壁に固定され
た扁平なケーブルの対応する心線にはんだ付け又は溶接
されている。扁平なケーブルは圧力作用下、プリンタの
対応する固定された端子に接続することが出来る伝導性
領域又はパッドを担持している。
固定された板を有するリザーバは、プリンタのキャリッ
ジ上に取り外し可能に取り付けられた一体化されたプリ
ント及び供給装置を形成する。インキが消費されると、
その一体化されたプリント及び供給装置はインキが装填
された別の装置と交換される。
明らかであるように、インキは常にノズルに充填されて
おりかつプリント板の内側金属層と接触している。長時
に亘る格納、又は一体化されたプリントヘッドの不作動
期間中、インキの乾燥、又はプリント板の内部層におけ
る腐食現象によって、ノズルが閉塞され、その結果、プ
リント品質が劣化し、プリントヘッド自体のプリント効
率が低下する。さらに、プリントヘッドの寿命は、リザ
ーバ内に収納されたインキの寿命よりもはるかに長いた
め、一体化されたプリント及び供給装置を交換するとき
には、未だ使用可能であるプリント板を廃棄しなければ
ならない。
本発明は特許請求の範囲に記載されたとおりであり、以
下、これについて説明する。
本発明は、添付図面に関して、非制限的に一例として掲
げた好適な実施例に関する以下の詳細な説明からより一
層明らかになるであろう。
（実施例） 第１図及び第２図を参照すると、プリントヘッド１は、
プリンタ（図示していないが、当業者に周知である）の
可動キャリッジ１２上に固定された支持構造体１０を備
えている。
下方に開口しかつ構造体１０の端壁１８によって上方に
閉塞されたキャビティ又は中間リザーバ１６が、構造体
ｉｏの伸長部分１４に設けられている。
構造体１０は、端壁１８に接続されかつ該端壁１８に対
して略垂直方向に伸長する４本のアーム２０−２３を備
えている。４本のアームの内、２本のアーム２０．２３
が図示しである。各アーム、例えば、アーム２０（第２
図）は、構造体１０の隣接し相互に垂直である２つの側
壁２４’　　２６′の２つの細長い部分２４．２６によ
って形成される。壁２４’　　２６’、及びこれら壁２
４′２６′に対してそれぞれ平行で該壁２４’　　２６
′に面する他の２つの側壁（その壁２８′のみ図示）は
、インキカートリッジ３２（第１図）を受け入れる受け
入れスペース３０を画成する。故に、インキカートリッ
ジ３２は端壁１８と反対側の穴３４を通じてスペース３
０内に導入しかつ該スペース３０から除去することが出
来る。
故に、４本のアーム２０−２３は、インキカートリッジ
３２をスペース３０内に挿入する操作中、該インキカー
トリッジ３２に対する環状ガイドとして機能する。
管状要素３６が壁１８に固定されて、中間リザーバ１６
をスペース３０に連通させる。この管状要素３６はスペ
ース３０内を伸長しかつ穴３４方向に向けられた尖鋭端
３７を有、している。
プリントキャリア２９上にドツトをプリントする当該技
術分野にて周知の型式の熱インキプリント要素３５すな
わちプリントヘッドが、伸長部分１４（第１図）上に固
定されている。該プリント要素３５は、中間リザーバ１
６を第１図及び第２図おいて下向きに閉塞しており、該
要素３５は、例えば本出願人による１９８９年１月２６
日付けのイタリヤ国特許出ＷＪＩ第６７０４４−１７８
９号に記載された型式の、絶縁層及び樹脂層間に介装さ
れた複数の金属層を支持するシリコン板３６によって形
成される。
より具体的には、インキは、対応する噴出チャンバ（図
示せず）に連通ずると共に、プリント要素３５の絶縁層
の一つに設けられた複数のノズル４５（第２図）を通じ
てキャリア２９上に噴出される。該噴出チャンバは、シ
リコン板３９を通って伸長する供給管路を介して中間リ
ザーバに連通している。プリントキャリア２９に向けら
れたプリント板３９の外面には、伝導性領域又はパッド
が配設されており、これら伝導性領域又はパッドはプリ
ント要素３５の金属層の一つを介して、噴出チャンバ内
に収容されたヒータ要素（図示せず）に接続される。支
持構造体１０の外側に固定された扁平ケーブル５３が板
３９上の伝導性領域又はパッドに溶接又ははんだ付けさ
れている。
カートリッジ３２（第３図及び第４図）は略平行四辺形
の形状をし、正面壁４４に固定された４つの側壁４０，
４１，４２．４３により形成された容器３３を備えてい
る。
容器３３の内部には、補助スペース４６が形成されてお
り、該補助スペース４６はカートリッジ３２の縦軸線Ａ
−Ａに対して横方向の位置に配設されかつ正面壁４４、
側壁４２及び正面壁４４に対して垂直な内壁４８と境を
接している。補助スペース４６は、一側部にてインキカ
ートリッジ３２の内側方向に開放する一方、反対側部に
て例えば軟質ゴムのような弾性的材料から成る要素５０
によって閉塞されている。インキカートリッジ３２を支
持構造体１０に取り付けたとき、補助スペース４６及び
閉塞要素５０は管状要素３６に対応する位置に配設され
、このため、管状要素３６は閉塞要素５０に穴を開け、
その端部３７によってインキカートリッジの補助スペー
ス４６内に侵入する。
容器３３には、インキを含浸させることの出来る連通孔
を有するスポンジ状材料５２が充填されている。金属グ
リル４７が補助スペース４６の開口部４６′上に配設さ
れており、このスポンジ状材料５２がスペース４６内に
侵入するのを防止する 容器３３にスポンジ状材料５２が充填された後、該容器
３３は壁４４と反対側の壁４０−４３の端縁に密封され
た蓋５４によって閉塞される。
この蓋５４には、外部への穴５６が形成されており、蓋
５４と接触するスポンジ部分を外気圧に連通させる。こ
の穴５６は容器３３の内部方向に伸長すると共に、蓋５
４上を上方に伸長するドーム５８内に配設された導管５
７を備えている。
インキカートリッジ３２には、例えば、導管５６（第３
図参照）から空気を吸引し、インキリザーバ（図示せず
）に連通ずる第２図の管３６と同様のニードル管を介し
閉塞体５０を通って底部からインキを導入することによ
りインキが充填される。
インキカ補助スペース４６を満たし、スポンジ状材料５
２に完全に含浸されると、インキカートリッジ３２が充
填されたことになる・ スポンジ材料５２の毛管作用によりインキを容器内に保
持するため、インキが充填されたカートリッジ３２は、
インキが失われることなく、任意に位置にて長時間保存
することが出来る。
プリント工程を開始するためには、閉塞要素５０に穴を
開けた後、管状要素３６の端部３７が補助スペース４６
（第１図）内に侵入するようにして、インキが充填され
たインキカートリッジ３２を支持構造体１０の補助スペ
ース３０（第２図）に嵌める。
プリント工程を開始する前、プリントヘッドｌは吸引ス
テーション（図示せず）に動かされ、このステーション
にてインキカートリッジ３２内に収容されたインキがノ
ズル４５を通って吸引される（第２図参照）。このよう
にして、インキは各ノスル内ニメニスカスを形成し、こ
のメニスカスの表面張力により、スポンジ状材料５２の
毛管現象に起因して保持スペース４６（第１図）及び補
助リザーバ１６内に形成された凹状部分が均衡される。
この凹状部分はプリントへラド１が作動していないとき
、１〜５ＣＩ１１水柱程度であるが、プリント工程中、
ある量のインキが再度、プリント要素３５のリザーバ１
６から吸引されて、ノズル４５から噴出されるインキに
置換するとき、２０〜３０ｃ１１水柱程度まで増大する
。プリントヘッドｌから分離した、インキカートリッジ
３２を使用することにより、プリンタの格納期間中、リ
ザーバ１６及びプリント要素３５をインキ無しの状態に
維持することが可能となり、これにより、その後のプリ
ンタ作動時、ノズルが作動可能であるようにすることが
出来る。
さらに、プリンタの作動が妨害されたとき、インキカー
トリッジ３２は、既にヘッドｌに既に取り付けられてい
る場合、取り外し、格納することが出来る一方、インキ
リザーバ１６及びノズル４５は掃除して残留インキを除
去することが出来る。
この方法は、乾燥したインキがノズルに詰まるのを防止
し、インキが長時間に亘りこれらの層と接触することに
起因して、腐食したり、インキがプリント要素３５の金
属及び絶縁層に浸み込むのを最小にする。　プリントヘ
ッド１は、又多色プリントにも使用することが出来る。
第７図を参照すると、支持構造体６０は色の異なるイン
キを収容する複数のインキカートリッジ６２を備えるこ
とが出来る。支持構造体６０は、例えば、４つのインキ
カートリッジ６２（Ｗｉ単化のため、２つのみ図示）を
担持することが出来る。各インキカートリッジ６２は第
３図のインキカートリッジ３２と同様であり、例えば、
黒、マゼンタ、シナン及びブルーといった異なる色のイ
ンキを保持している。
支持構造体６０は、４つのインキカートリッジに対応す
る、第２図のりザーバ１６と同様の４つの中間リザーバ
１６１．１６２．１６３．１６４を備えており、これら
４つのリザーバの各々にはインキカートリッジ６２の閉
塞要素５０２．５０３に対応して穴を開けることの出来
る管状要素３６１−６４が設けられている。これら中間
リザーバ１６１−１６４の各々は、第２図の要素３５と
同様の同一数のプリント要素３５１−３５４により底部
が閉塞されており、これら各プリント要素はそれ自身の
カラーインキにより同一のプリントキャリアに連続して
プリントすることが出来る。
第８図には、例えば、各々色の異なるインキが充填され
た複数の独立的なリザーバ又は区画室に分割した単一の
インキカートリッジ７２を収容することの出来る支持構
造体７０が図示されている。
この支持構造体７０は４隅に配設されかつカートリッジ
７２を収容して案内することの出来る管状溝７６が形成
された矩形の端壁７４を備えている。
インキカートリッジ７２は例えば壁８２により４つの別
個の区画室８０に分割された平行四辺形の容器７８によ
り形成される。グリル８７により該区画室の内部方向に
開口したインキを集めるチャンバ８６が各区画室の底部
８４に配設されており、該チャンバ８６は円筒状壁８８
と境を接している。
このチャンバ８６は底部８４を通る軟質ゴム５から成る
閉塞要素９０にて閉塞されている。尖鋭端を有する管９
２が、各プリント要素９０に対応する位置にて壁７４に
配設されており、この管９２はインキカートリッジ７２
が構造体７０に取り付けられたとき、プリント要素９０
に穴を開けかつチャンバ８６内に侵入することが出来る
。管９２は底部壁７４の外側突起部分９６に設けられた
補助リザーバ９４と連通している。各補助リザーバ９４
は、上述の型式の熱インキジェットプリント要素９３に
より閉塞されている。
インキカートリッジ７２の各区画室８０には、色の異な
るインキを含浸させることの出来るスポンジ状材料９５
が充填されている。
プリント要素９３は相互に整合されており、プリント工
程中、プリントへ／ドが前方に動く方向に対して平行に
配設されている。このようにして、同一のプリント位置
にて異なる色のインキ液滴を放出することにより、４色
の何れかにより又は異なる色の濃淡を付けて選択的にプ
リントすることが可能となる。インキカートリッジ７２
は、区画室８０を相互に完全に隔離するような方法にて
、側壁及び分離壁８２に溶接された蓋９８により上向き
に閉塞されている。蓋９８の上に配設された導管８９が
各区画室８０を外気圧に連通させる。
このようにして、要するに、図示した熱インキジェット
プリントヘッドにおいて、インキは対応する噴出チャン
バと連通し、該噴出チャンバ内に収容されたヒータ要素
の急速な加熱の効果によりインキを噴出する複数のノズ
ルを通じて小さい液滴の形態にて噴出される。ノズル、
噴出チャンバ、ヒータ要素及び関係する導体はシリコン
板により支持された複数の金属層及び絶縁層として構成
されている。板はプリントヘッド構造体に固定され、該
プリントヘッド構造体に取り付けた取り外し可能なイン
キカートリッジ内に収容したインキが供給される。該イ
ンキカートリッジは、インキを含浸させたスポンジを収
容する剛性なインキリザーバを備えており、プリントヘ
ッドに取り付けられかつインキカートリッジのゴム膜に
穴を開ける針型式の導管によりプリントヘッドに液圧的
に接続することが出来る。格納及びプリントヘッドの不
作動期間中、インキカートリッジは取り外すことが出来
、これによりノズルを乾燥させ、インキによるノズルの
詰まり及び板の層の腐食を防止することが可能となる。
説明した熱インキジェットプリントヘッドは、最初に説
明した従来技術による欠点が略皆無である。プリント板
はその寿命期間中、より完全に使用することが出来、プ
リントしない期間中、該プリント板をインキ無しの状態
に維持し、インキによる腐食の虞れを最小にすることが
出来る。
本発明の範囲から逸脱することなく、本発明によるプリ
ントヘッドは、部品の変形、付加又は交換及び／又は形
態を変えることが可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の熱インキジェットプリントヘッドの断
面図、 第２図は第１図に示したプリントヘッドの支持構造体の
断面図、 第３図は第１図のプリントヘッドに使用されるインキカ
ートリッジの断面図、 第４図は第３図の線４−４に沿った水平方向断面図、 第５図は第３図の線５−５に沿った断面図、第６図は第
２図の線６−６に沿った断面図、第７図は本発明による
多色プリントヘッドの縦方向断面図、 第８図は異なる色のインキ用の単一のインキカートリッ
ジを有する多色プリントヘッドの縦方向断面図である。 １ニブリントヘツド　１０：構造体 １２：可動キャリッジ １４：伸長部分 １６：キャビティ　（リザーバ） １８：端壁　　　　　　２０１２３：アーム２９ニブリ
ントキヤリア ３０ニスペース ３２：インキカートリッジ ３３：容器　　　　　　３４：穴 ３５ニブリント要素 ３７：尖鋭端 ４２：側壁 ４５：ノズル ４７：金属グリル ５０：閉塞体 ５３：偏平ケーブル ５４：蓋 ５８：　ドーム ３６：管状要素 ３９：シリコン板 ４４：正面壁 ４６：補助スペース ４８：内壁 ５２：スポンジ状材料 ５７：導管 （外４名） 図面の沸二（１゛り寥に変更なし） 第　　１　　昏ゴ 第 第 凹 祈 図 第 ７ 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、複数のノズル（４５）を担持する少なくとも１つの
    多層のプリント要素（３５）のための支持構造体（１０
    ）であって、前記多層のプリント要素（３５）は、シリ
    コン板（３９）上に付着された絶縁層と樹脂層との間に
    介装された金属層により形成され、 前記プリント要素内では、前記ノズルが、前記シリコン
    板を通る供給導管を介して中間リザーバ（１６）に連通
    している、熱インキジェットプリンタ用のプリントヘッ
    ドにして、前記シリコン板（３９）及び前記中間リザー
    バ（１６）が前記支持構造体（１０）上に固定状態に取
    り付けられ、前記支持構造体が、剛性壁（４０−４４、
    ５４）にて形成され多孔質材料（５２）を充填された容
    器（３３）を有するインキカートリッジ（３２）を取り
    外し可能に収容する受け入れ手段（２０、２３）と、 前記支持構造体に対して固定されかつ前記中間リザーバ
    に連通する管状要素（３６）と、を備え、前記管状要素
    が、前記受け入れ手段内にて伸長し、前記カートリッジ
    が前記受け入れ手段内に挿入されたとき、前記容器を前
    記中間リザーバに液圧的に接続するように構成したこと
    を特徴とする熱インキジェットプリンタ用のプリントヘ
    ッド。 ２、請求項１記載のプリントヘッドにして、前記壁の第
    １の壁（５４）には、大気圧と連通する穴（５６）が形
    成され、前記第１の壁と反対の前記壁第２の璧（４４）
    には、インキを受け入れるチャンバ（４６）を閉塞する
    弾性的材料から成る要素（５０）を備え、前記インキ受
    け入れチャンバが前記容器の内部に連通しかつ前記多孔
    質材料が存在しないようにしたことを特徴とするプリン
    トヘッド。 ３、請求項１記載のプリントヘッドにして、前記インキ
    受け入れ手段が、前記中間リザーバに隣接する端部壁（
    １８）によってその一端が閉塞される一方、他端が開放
    して、前記インキカートリッジを導入し得るようにした
    スペース（３０）を画成することを特徴とするプリント
    ヘッド。 ４、請求項３記載のプリントヘッドにして、前記インキ
    受け入れ手段が、前記端部壁に対して固定されると共に
    、前記壁に対し垂直に伸長しかつ前記カートリッジを前
    記ヘッド上に支持するガイド要素（２０−２３）を備え
    ることを特徴とするプリントヘッド。 ５、剛性な側壁（４０−４３）及び端部壁（４４）によ
    り形成され、かつインキを含浸させた多孔質材料（５２
    ）が充填された容器（３３）と、前記端部壁に固定され
    た穿孔可能な閉塞要素（５０）とを備える、熱インキジ
    ェットプリントヘッドに取り外し可能に取り付け得るイ
    ンキカートリッジにして、 前記容器が、前記端部壁、前記側壁の少なくとも１つの
    側壁、及び前記端部壁に対して固定されかつ該端部壁に
    対して垂直な第３の壁（４８）によって画成されたイン
    キ受け入れチャンバ（４６）であって、該チャンバは前
    記容器の内部方向に開放するとともに、前記多孔質材料
    が存在しない前記インキ受け入れチャンバ（４６）を備
    え、前記閉塞要素が、前記インキ受け入れチャンバに対
    応する位置に配設されることを特徴とするインキカート
    リッジ。 ６、各々が異なる色のインキ液滴を放出する複数のノズ
    ルを担持する複数の多層プリント要素（９３）用の支持
    構造体（７０）を備え、前記各プリント要素のノズルが
    対応する中間リザーバ（９４）に連通する、熱インキジ
    ェットプリンタ用の多色プリントヘッドにして、 前記プリント要素（９３）及び前記中間リザーバ（９４
    ）が、前記支持構造体（７０）上に配設され、前記支持
    構造体（７０）が、各々異なる色のインキを含浸させ得
    る多孔質材料（９５）にて充填される複数の相互に隔離
    した区画室（８０）に分割された容器（７８）を有する
    単一のカートリッジ（７２）を取り外し可能に収容する
    受け入れ手段（７４）と、前記構造体上に固定されかつ
    前記受け入れ手段の方向に伸長する管状要素（８２）と
    、を備え、各管状要素（８２）が、対応する中間リザー
    バと連通し、前記カートリッジが前記支持構造体に取り
    付けられたとき、各区画室を前記対応する中間リザーバ
    に液圧的に接続させることを特徴とする多色プリントヘ
    ッド。 ７、前記構造体（７０）がプリント方向に可動のカート
    リッジ上に取り付けられた請求項６記載のプリントヘッ
    ドにして、 前記プリント要素が、前記プリント方向に対し平行に整
    合され、前記各プリント要素が、異なる色のインキ液滴
    を連続的に放出し選択的に可変の色濃淡にてプリントし
    得るようにしたことを特徴とするプリントヘッド。 ８、請求項６又は７記載のプリントヘッドにして、 前記各区画室（８０）が、前記容器の少なくとも第１の
    壁及び第２の壁（８２）によって画成されるインキ受け
    入れチャンバであって、一側部にて前記区画室の内部と
    連通する一方、反対側部にて穿孔可能な閉塞要素（９０
    ）により閉塞された前記チャンバを備え、前記管状要素
    （９２）が前記閉塞体に穴を開け、前記チャンバを対応
    する中間リザーバに液圧的に接続させるようにしたこと
    を特徴とするプリントヘッド。 ９、側壁及び端部壁により形成され、かつ前記端部壁に
    対して垂直な分割壁（８２）により隔離された複数の独
    立的な区画室に分割された容器（７８）を備え、前記各
    区画室が、前記端部壁に配設された穿孔可能な閉塞要素
    （９０）を有する、熱多色インキジェットプリントヘッ
    ドに取り外し可能に取り付け得るインキカートリッジに
    して、前記各区画室が、異なる色のインキを含浸させ得
    る多孔質材料（９５）にて充填され、インキ受け取りリ
    チャンバ（８６）が各区画室内に配設され、該チャンバ
    が、前記端部壁と、前記側壁及び分割壁（８２）の少な
    くとも１つの壁と、及び前記端部壁に固定されかつ該端
    部壁に対して垂直な第３の壁（８８）とによって画成さ
    れ、 前記チャンバが、一側部にて前記区画室と連通する一方
    、反対側部にて前記閉塞要素により閉塞されかつ前記多
    孔質材料が存在しないようにしたことを特徴とするイン
    キカートリッジ。
JP2186990A 1989-07-13 1990-07-13 熱インキジェットプリンタ用のプリントヘッド及びそのインキカートリッジ Expired - Lifetime JP2997017B2 (ja)

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