JP4484664B2 - 記録ヘッドカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に記録ヘッドよりインクを吐出させ記録を行う、インクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクに関する。

インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、記録時に騒音がほとんど生じず、高速な記録と様々な被記録媒体に対する記録とが可能であるという特徴を有している。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として広く採用されている。

インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドの代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子等の電気機械変換素子を用いるもの、レーザー等の電磁波を照射してインクを発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。

これらのうち、電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号である電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときの記録液の相変化により生じる記録液の発泡時（沸騰時）の気泡圧力を利用して、微小な吐出口からインク液を吐出させて被記録媒体に対し記録を行うものである。電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、一般に、インク滴を吐出する吐出口が開口しているノズルと、ノズルにインクを供給するインク流路と、共通液室とを有している。

図２０には、従来のインクジェット記録装置の概略斜視図を示す。記録装置１１５は、記録ヘッド１０２、インクタンク１０３、紙送りローラー４、キャリッジ５、モーター６等を有している。紙送りローラー４はモーター６により駆動される。被記録媒体Ｐは紙送りローラー４により任意のピッチで送られる。インクタンク１０３は例えばブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４種類のインクタンクを有している。インクタンク１０３は記録ヘッド１０２とともにキャリッジ５に装着されて、ガイドレール７、８に沿って被記録媒体Ｐの送り方向と垂直方向に走査される。インクは本体基板（図示せず）から送られる電気信号と駆動電圧とによって記録ヘッド１０２から吐出され、被記録媒体Ｐ上に記録が行われる。

記録ヘッドには、インクタンクと一体構造となったディスポーサブル型や、記録ヘッドとインクタンクとが分離可能なパーマネント型や、記録装置から記録ヘッド、インクタンクがそれぞれ分離可能なセミパーマネント型がある。中でも、近年、環境問題やランニングコスト低減のために、インクタンクのインクが無くなっても記録ヘッドを捨てる必要のない、記録ヘッドとインクタンクとが分離可能なセミパーマネント型やパーマネント型のものが多く提案されてきている。

ところで、インクタンクが記録ヘッドから分離可能なタイプでは、インクタンク交換の際などにインクタンクを付け忘れた状態で印字信号が送られることが考えられる。この場合、インクが記録ヘッドに送られないまま電気熱変換素子が駆動されて、電気熱変換素子が非常な高温となり、電気熱変換素子に少量残留していたインクの染料、顔料などの成分が電気熱変換素子上で固着してしまい、その後インクを供給しても正常に発泡せず、異常吐出になってしまう可能性がある。

また、複数のインクタンクを個別に交換可能なタイプにおいては、誤って別の色のインクタンクを取り付けた場合、正常な印字結果が得られないだけでなく、電気熱変換素子の駆動条件が色毎に異なるものなどでは電気熱変換素子を焦がしてしまうなどの悪影響が生じることも考えられる。インクタンクのインクが無くなった場合においても、上述の様にヘッドにインクが供給できず、インクタンクの付け忘れと同様な不具合が生じる。そのためインクタンク内のインク残量を測定するために、記録ヘッドから吐出されたインクドット数を数えるドットカウントが一般的に行われている。しかし、ドットカウント法は誤差が多いため、更にインク残量検知を正確に行うために、記録装置から入射された光の反射がインクの有無に応じて異なる性質を利用して、記録装置のインクタンク底面に対向した位置にプリズムを設けて、インク残量検知を行う構造も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−２１８３２１号公報

しかし、インクタンク内のインク残量を検出する機構を設けても、インクタンクが装着されているかどうかの検出はできず、インクタンク装着検出機構を別途設ける必要がある場合があった。また、インクタンク装着検出機構を設けても、正しい色のインクタンクが取り付けられているかは検出できず、電気熱変換素子が動作して異常印字や電気熱変換素子の焦げつきを招くおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑み、インクタンクが取り付けられていないときや、誤って取り付けられたときに、簡易で信頼性の高い方法によって記録ヘッドの駆動を防止し、信頼性の高いインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクを提供することにある。

本発明の記録ヘッドカートリッジは、駆動電圧配線から供給される駆動電圧と電気信号配線から供給される電気信号とによって駆動されてインクを吐出するインクジェット記録チップを有する記録ヘッドと、インクを保有し、該記録ヘッドに着脱可能に支持されるインクタンクとを有する記録ヘッドカートリッジにおいて、前記記録ヘッドには、前記駆動電圧配線と前記インクジェット記録チップ、前記電気信号配線と前記インクジェット記録チップ、とによってそれぞれインクを吐出するための電気的経路が構成されており、前記駆動電圧もしくは前記電気信号が供給される少なくとも一方の前記電気的経路の中にインクを吐出するための前記電気的経路が非導通状態となる電気的開放部を備え、前記インクタンクは前記インクタンクが前記記録ヘッドに装着されることでインクを吐出するための前記電気的経路が非導通状態から導通状態になるように前記電気的開放部と対向する部位に前記電気的開放部を閉じる接続要素を有していることを特徴とする。

本発明によれば、インクタンクが装着されていない場合は、記録装置本体より送られる駆動電圧や電気信号がインクジェット記録チップに送られないため、インクのない状態で記録ヘッドが駆動され、異常が発生することがなくなる。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明のインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクは、インクジェット記録ヘッドとインクタンクに特徴を有し、その他の部分の構造は従来技術と同様である。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る記録ヘッドカートリッジの斜視図である。記録ヘッドカートリッジ１はインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド２という。）とインクタンク３とを有している。記録ヘッド２の被記録媒体Ｐ（図２０参照。）と対向する面には描画を行うインクジェット記録チップ４，５が備えられている。記録チップ４はシアン、マゼンタ、イエローのインク列を持ったカラーチップであり、記録チップ５はブラックのインク列を持ったブラックチップであり、各々独立して設けられている。

インクジェット記録チップ４、５は、記録装置本体（図示せず）から送られる電気信号と駆動電圧とによって駆動され、インクを発泡させる複数の電気熱変換素子と配線とを備えたヒーターボード（図示せず）と、発泡によりインクを吐出させるインク吐出口（図示せず）と、インク吐出口にインクを供給するインク供給路（図示せず）を備えたノズルプレート（図示せず）とを有している。インクジェット記録チップ４，５は、記録装置本体からの電気信号、駆動電圧を供給する電気信号配線および駆動電圧配線を内蔵した電気配線テープ６を介して記録装置本体との電気接点を有するコンタクト基板７に接続されている。

基板８は、インクジェット記録チップ４、５を精度良く固定するとともに、インクタンク３からインクを供給するインク供給路を有している。コンタクト基板７、電気配線テープ６、および基板８は、支持部材９に固定されている。支持部材９は、インクタンク３からインクジェット記録チップ４、５にインクを供給されるインク供給路と、インクジェット記録チップ４，５に供給するインクから異物を取り除くフィルター（図示せず）とを有している。また、支持部材９の一部はインクタンク３を固定するタンクホルダ１０となっている。タンクホルダ１０の底面には、インクタンク３に設けられたプリズム１４が見えるようにする穴があいており、記録装置本体に設けられたフォトセンサから入射された光の反射が異なる性質を利用して、インク残量あるいはインクの有無を検出する。

なお、インクジェット記録装置は記録装置本体と記録ヘッドカートリッジを有しており、本明細書においては記録装置本体は記録ヘッドカートリッジを含まない。また、ここではインクタンク３は記録ヘッド２に装着される構造としているが、記録装置本体のキャリッジ５（図２０参照。）に支持されていてもよい。記録ヘッド２は記録装置本体から着脱可能な構造としているが、一体型の構造でもよい。

図２は、記録装置本体からインクジェット記録チップまでの電気信号配線を示す模式図である。図２（ａ）はインクタンクがタンクホルダに装着されていない状態を表し、図２（ｂ）は装着された状態を表している。ここではカラーのインクタンク（すなわち、インクジェット記録チップ４が駆動される場合）を例に説明する。

図２（ａ）において、記録装置本体１５から送られる電気信号を伝達する電気信号配線１１は、区間に応じて電気信号配線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、および１１ｄに区分されている。電気信号配線１１ａは、記録装置本体１５内を、記録装置本体１５内の制御部（図示せず）から、コンタクト基板７との接触部に設けられた接点２１まで延びている。電気信号配線１１ｂは接点２１と接触するコンタクト基板７側の接点２２から、インクタンク３と対向する面に設けられた接点２３ａまで延びている。電気信号配線１１ｃはインクタンク３と対向する面に設けられた接点２３ｂから、インクジェット記録チップ４側の接点２４まで延びている。電気信号配線１１ｄは接点２４から、インクジェット記録チップ４まで延びている。また、接点２３ｂにはスイッチ２５が接続している。なお、接点２３ａ、２３ｂ、スイッチ２５を合わせて電気的開放部２７という場合がある。

インクタンク３のスイッチ２５と対向する面には突起２６が設けられている。突起２６は後述するように、電気的開放部を導通させる接続要素であり、インクタンク３がタンクホルダ１０に固定される際の位置決め突起を兼用してもよい。突起２６はスイッチ２５とは接触しておらず、スイッチ２５と接点２３ａとは非接触の状態にある。なお、記録ヘッド２が記録装置本体と一体構造である場合は、接点２１、２２は不要である。

次に、図２（ｂ）を用いてインクタンクが装着された場合の説明を行う。インクタンク３がタンクホルダ１０内の所定位置に装着されると、インクタンク３の突起２６がスイッチ２５を押下する。この結果、スイッチ２５が接点２３ａ、２３ｂの両者と接触し、電気信号配線１１は、接点２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２４を介して、記録装置本体１５の制御部から、インクジェット記録チップ４まで導通する。

図３は、インクタンクが装着された状態の記録ヘッドカートリッジの側方断面図である。本図においては、１つのインクタンク３の断面を表しているが、他のインクタンクについても同様である。インクタンク３は、突起２６が支持部材９の開口部に押し込まれ、ラッチレバー１７と突起１６が係合し、ラッチレバー１７の弾性によりコンタクト基板７側に押し付けられて固定されている。インクタンク３の装着時には、突起２６は支持部材９を貫通してその外側のコンタクト基板７に設けられたスイッチ２５（図４参照。）を押下している。

図４には、図３に丸で示した電気的開放部付近の模式的断面図を示す。図４（ａ）は、電気的開放部が「開」状態の断面図であり、図４（ｂ）は、電気的開放部が「閉」状態の断面図である。

図４（ａ）において、コンタクト基板７は記録装置本体の接点２１（図２参照。）と接点２２を介して接触しており、インクジェット記録チップ４からインクを吐出させるために必要な電気信号を受け取る。コンタクト基板７は、支持部材９に支持され、インクタンク３側の面には接点２３ａ、２３ｂ、およびスイッチ２５を有している。スイッチ２５は接点２３ｂに固定されている。ここで、接点２３ｂとはコンタクト基板７にスイッチ２５が固定されている固定点を意味する。スイッチ２５は弾性を持った電気伝導性部材により形成されており、外力が加わらない限り、接点２３ａと接触しない構造になっている。したがって、インクタンク３が装着される前は、スイッチ２５は接点２３ａに接触していない。

次に、図４（ｂ）に示すようにインクタンク３が装着されると、突起２６がスイッチ２５を押下し、スイッチ２５は接点２３ａと接触する。この状態になって初めて、記録装置本体から、コンタクト基板７を介して、インクジェット記録チップ４に電気信号が送られ、電気熱変換素子が駆動される。

以上のように、インクタンク３が装着されない状態で記録ヘッド２を駆動しようとしても、記録装置本体から出された電気信号はインクジェット記録チップ４に送られないため、電気熱変換素子がインクのない状態で駆動されることを防止することができる。これによって、電気熱変換素子に過剰な焦げつきが発生するおそれのない信頼性の高いインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクを提供することが可能となる。

なお、以上の説明は電気信号配線について説明したが、駆動電圧配線の場合も全く同様である。また、ブラックインクを用いるときも全く同様である。この場合、記録ヘッド２が予備吐出を行う時に電源電圧が供給されているかどうかを検知する回路を記録装置本体に備えることによって、特別にセンサーを設けることなくインクタンクの有無を検知することも可能となる。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る記録ヘッドカートリッジのインクタンクを示した模式的斜視図である。本図はインクタンクがコンタクト基板に対向する面を示している。インクタンク３は４種類のインクタンク３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを有し、それぞれにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを保有している。また、各インクタンク３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋには、取付け位置および形状が各タンクで共通する記録ヘッド２との嵌合部２８が設けられている。各インクタンク３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにはそれぞれ突起２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋが設けられており、各インクタンクでその位置が異なっている（図中、位置Ｐ１〜Ｐ４で示す。）。

図６は、コンタクト基板のインクタンクと対向する面の模式図を示している。コンタクト基板７には突起２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋと対向する位置に、図中実線の丸印で示した電気的開放部２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋが設けられている。各電気的開放部２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋには各々電気信号配線１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋが接続されているが、インクタンクの未装着時には、電気的開放部２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋが「開」状態であるため導通していない。なお、図中破線で示した丸印は各位置Ｐ１〜Ｐ４を参考表示するために記載したもので、電気的開放部は実際には存在しない。また、同図では嵌合部２８に対応する部分は記載していない。

正しい色のインクタンク、例えばイエローのインクタンク３Ｙがイエローの位置に正しく装着されると、電気的開放部２７Ｙが「閉」となり電気信号配線１１Ｙが導通し、インクジェット記録チップ４のイエロー部が駆動される。しかし、誤った色のインクタンク、例えばインクタンク３Ｍがインクタンク３Ｙの位置に装着されても、突起２６Ｍが電気的開放部２７Ｙを作動させることはないので、電気信号配線１１Ｙが誤って導通することはない。なお、ここでは電気信号配線を例に説明したが、駆動電圧配線についても全く同様である。

なお、図５、６においては各突起２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの位置は大きく異なっているが、配線の都合上スペースの制約がある場合などは、電気的開放部の誤動作のない範囲で場所を変えることができる。また、一般的にインクタンクは金型による樹脂モールドを使用することが多く、初期段階で各突起２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋの全てを有するように成型し、タンク色に合わせて余分な突起を除去すれば、インクタンクの金型を複数作製する必要がなく、低コストで製作することが可能である。

以上述べたように、所定のインクタンクの位置に誤ったインクタンクが装着された場合は、記録装置本体から供給された電気信号や電源電圧がインクジェット記録チップに供給されないため、インクタンクの有無の検知や、間違った色のタンクを装着したことを簡単に識別でき、インク色により記録ヘッドの駆動条件が異なる場合などにおいても、記録ヘッドやインクジェット記録チップに悪影響を及ぼすことがない。また、記録ヘッドへの通電が行われないことをインクジェット記録装置において検知することで、インクタンクの有無検知も可能となり、安価で信頼性の高い記録装置、記録ヘッドカートリッジおよびインクタンクを提供することが可能となる。さらに、誤ったインクタンクを装着した場合には、吸引回復の動作も行わないようにすれば、記録ヘッド内のインク混合度合いを最小限に抑えることができ、信頼性の高いインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクを提供することが可能となる。

図７は、本発明の第３の実施形態に係る記録ヘッドカートリッジのインクタンクを示した模式的斜視図である。また、図８（ａ）はコンタクト基板のインクタンクと対向する面の模式図を示している。図８（ａ）では嵌合部２８に対応する部分は記載しておらず、また、実線および破線の丸印の意味は図６と同様である。

本実施形態は、ブラックのインクタンク３Ｋに対応した２つの突起２６Ｋａ、２６Ｋｂが設けられている点、およびブラックのインクタンク３Ｋのみが、電気信号配線と駆動電圧配線の双方に電気的開放部が設けられている点が、第２の実施形態と異なる。

コンタクト基板７には突起２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃと対向する位置に電気的開放部２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃが設けられている。電気的開放部２７Ｋａは位置Ｐ１に、電気的開放部２７Ｋｂは位置Ｐ３に設けられており（逆でもよい。）、電気的開放部２７Ｋａは電気信号配線１１Ｋに、電気的開放部２７Ｋｂは駆動電圧配線１２Ｋに各々対応している（逆でもよい。）。インクタンクの未装着時には、電気信号配線１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは電気的開放部２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｋａによって各々未導通とされており、駆動電圧配線１２Ｋはさらに電気的開放部２７Ｋｂによって未導通とされている。なお、突起２６Ｋａ、２６Ｋｂは上述した製造方法を考慮して、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のいずれかの２つを選択するのが好ましいが、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３以外の位置であってもよい。また、位置Ｐ１〜Ｐ３の全てに突起を有していてもよい。

ブラックのインクタンク３Ｋの位置に他色のインクタンクが誤って装着されても、電気信号配線１１Ｋと駆動電圧配線１２Ｋの両者が導通しないと電気熱変換素子が駆動されないため、インクジェット記録チップ５（ブラックチップ）で他色のインクが吐出されることはなく、電気熱変換素子を焦がして記録ヘッドの性能を落とすおそれがなくなる。

なお、ブラックのインクタンク３Ｋについて、電気信号配線１１Ｋと駆動電圧配線１２Ｋの両者が導通しないと電気熱変換素子が駆動されないようにしたのは、ブラックチップの駆動条件が他色と異なり、ブラックチップに他色のインクが混入した場合にブラックチップの電気熱変換素子を焦がしてしまい、記録ヘッドの性能を落としてしまう場合などがありうるためである。したがって、他の何らかの理由により、間違えてインクタンクを装着した場合に影響の大きい色のインクタンクがある場合、その色のインクタンクに対して同様の構成を適用してもよい。

また、複数の突起を設ける場合において、各突起を電気信号配線と駆動電圧配線に割り当てる代わりにいずれかの配線に対して直列スイッチを構成するようにしてもよい。図８（ｂ）はこのような構成の一例を示している。例えば、位置Ｐ１に電気信号配線１１Ｋに対応する電気的開放部２７Ｋａを設け、位置Ｐ３に電気信号配線１１Ｋに対応する別の電気的開放部２７Ｋａ’を設け、２つの電気的開放部２７Ｋａ、２７Ｋａ’が電気信号配線１１Ｋ上で直列に配置されるように構成すると、電気的開放部２７Ｋａ、２７Ｋａ’の両方が「閉」にならないと電気信号配線１１Ｋは導通しないため、より信頼性を向上させることができる。

このように突起の個数や位置の組み合わせを変えることによって、突起の位置を無用に増やさず、製造上の合理化を図りつつ、異常な焦げつき等の発生がない信頼性の高いインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクを提供することができる。

図９は本発明の第４の実施形態に係る記録ヘッド部の、記録装置本体からインクジェット記録チップまでの電気信号配線を示す模式図である。第１の実施形態とは、インクタンクが電気信号配線の一部を有する構造としている点が異なる。

図９（ａ）はインクタンクがタンクホルダに装着されていない状態を表し、図９（ｂ）は装着された状態を表している。ここではカラーのインクタンクの電気信号配線を例に説明する。

図９（ａ）において、記録装置本体３５から送られる電気信号を伝達する電気信号配線３１は、区間に応じて電気信号配線３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、および３１ｅに区分されている。電気信号配線３１ａは記録装置本体３５内を、記録装置本体３５内の制御部（図示せず）から、コンタクト基板３７との接触部に設けられた接点４１まで延びている。電気信号配線３１ｂは接点４１と接触するコンタクト基板３７側の接点４２から、インクタンク３３と対向する面に設けられた接点４３ａまで延びている。電気信号配線３１ｄはインクタンク３３と対向する面に設けられた接点４３ｂから、インクジェット記録チップ４側の接点４４まで延びている。電気信号配線３１ｅは接点４４から、インクジェット記録チップ４まで延びている。一方、インクタンク３３のコンタクト基板３７と対向する面には、装着時に各々接点４３ａ、４３ｂと対向する位置に接点４５ａ、４５ｂが設けられおり、インクタンク３３に設けられた電気信号配線３１ｃが接点４５ａ、４５ｂをつないでいる。また、接点４３ａ、４３ｂを電気的開放部４７、接点４５ａ、４５ｂ、および接続配線３１ｃを接続要素４８という場合がある。

インクタンク３３の未装着時には、接点４５ａ、４５ｂは各々接点４３ａ、４３ｂと接触しないため、電気信号配線３１は導通されない。インクタンク３３が装着されると、図９（ｂ）に示すように、接点４５ａ、４５ｂが接点４３ａ、４３ｂと各々接触し、第１の実施形態と同様にして電気信号配線３１が導通する。

図１０は、インクタンク３３が装着された状態の記録ヘッドカートリッジの側方断面図である。支持部材９に固定されたコンタクト基板３７の裏側には、インクジェット記録チップ４に送られる電気信号配線３１の接点４３ａ、４３ｂが設けられている。本図においては、１つのインクタンク３３の断面を表しているが、他のインクタンクの接点も同様に設けられている。接点４３ａ、４３ｂはコンタクト基板３７に配置したが、これに限らず、電気配線テープ６に設けてもよい。インクタンク３３は、固定爪４６が支持部材９に押し込まれ、ラッチレバー１７と突起１６が係合し、ラッチレバー１７の弾性によりコンタクト基板３７側に押し付けられて固定されている。

電気信号配線３１は、インクタンク３３が未装着の状態では接点４３ａと４３ｂとの間が未導通となっている。また、インクタンク３３は電気信号配線３１の一部である電気信号配線３１ｃを有しており、インクタンク３３を装着することによって電気信号配線３１ｃが接点４５ａと４５ｂを介して接点４３ａと４３ｂと接触し、記録装置本体３５からインクジェット記録チップ４に電気信号が送られ、電気熱変換素子が駆動される。

なお、接点４３ａ、４３ｂと接点４５ａ、４５ｂとは係合構造、例えば接点４３ａを図１０に示したような凸形状として、接点４５ａをインクタンク３３内の凸部に対応する凹部に形成してもよい。

電気信号配線３１ｃは、樹脂で成型されるインクタンクに導電性金属を２色成型することにより形成されている。２色成型することで、後にインクタンクに電気配線３１ｃを付ける手間が省ける。また、インクタンクに強度を持たせる必要がある場合などは、インクタンクや補強外装に強度の高い導電性金属などを用い、インクタンク自体を電気信号配線３１ｃの一部として用いることも可能である。もちろん、インクタンクの外装に電気信号配線３１ｃを貼り付けることも可能である。

以上のように、インクタンク３３が装着されない状態で記録ヘッドを駆動しようとしても、記録装置本体から出された電気信号はインクジェット記録チップ４に送られないため、電気熱変換素子がインクのない状態で駆動されることを防止することができる。これによって、電気熱変換素子に過剰な焦げつきが発生するおそれのない信頼性の高いインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクを提供することが可能となる。

なお、以上の説明は電気信号配線について説明したが、駆動電圧配線の場合も全く同様である。また、ブラックインクを用いるときも全く同様である。この場合、記録ヘッドが予備吐出を行う時に電源電圧が供給されているかどうかを検知する回路を記録装置本体に備えることによって、特別にセンサーを設けることなくインクタンクの有無を検知することも可能となる。

図１１は、本発明の第５の実施形態に係る記録ヘッドカートリッジのインクタンクのコンタクト基板との対向面の概略外形図である。本実施形態は、図９に示した第４の実施形態と同様に構成された電気的開放部および接続要素を有しており、本図は、コンタクト基板に対向するインクタンク面に設けられた電気信号配線と接点との関係を示している。また、以下の説明において、図９に示したのと同じ構成については図９に示したのと同一の符号を用いるとともに、各構成について特定の色についての説明を行う場合は符号に色を示す添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付して説明する。インクタンク３３は４種類のインクタンク３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋを有し、それぞれにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクを保有している。各インクタンク３３Ｙ，３３Ｍ、３３Ｃ、および３３Ｋのコンタクト基板に対向する面には、色毎に異なる位置に電気信号配線３１Ｙｃ、３１Ｍｃ，３１Ｃｃ、および３１Ｋｃが設けられている。電気信号配線３１Ｙｃは２つの接点４５Ｙａ、４５Ｙｂを有している。同様に、電気信号配線３１Ｍｃは接点４５Ｍａ、４５Ｍｂを、電気信号配線３１Ｃｃは接点４５Ｃａ、４５Ｃｂを、電気信号配線３１Ｋｃは接点４５Ｋａ、４５Ｋｂを各々有している。コンタクト基板のインクタンク３３Ｙとの対向面には、接点４５Ｙａ、４５Ｙｂにそれぞれ対向する接点４３Ｙａ、４３Ｙｂが設けられている。すなわち、電気的開放部４７Ｙと接続要素４８Ｙが互いに対向する位置に設けられている。他色のインクタンクについても全く同様である。

インクタンクの未装着時には、電気信号配線３１Ｙｃ、３１Ｍｃ、３１Ｃｃ、３１Ｋｃは電気的開放部４７Ｙ、４７Ｍ、４７Ｃ、４７Ｋによって切断されている。インクタンク３３Ｙが装着されると、接点４５Ｙａと接点４３Ｙａ、および接点４５Ｙｂと接点４３Ｙｂが各々接触する。すなわち、電気的開放部４７Ｙ接続要素４８Ｙが接触して、インクジェット記録チップ４（図１参照）のイエロー部が駆動される。

しかし、誤った色のインクタンク、例えばインクタンク３３Ｍがインクタンク３３Ｙの位置に装着されても、電気的開放部４７Ｙは接続要素４８Ｍと接触しないので、電気信号配線３１Ｙｃが誤って導通することはない。なお、以上は電気信号配線を例に説明したが、駆動電圧配線をこのように構成しても同様の効果を奏することは第４の実施形態と同様である。

本実施形態のインクタンクは、樹脂により成型された共通のインクタンクを用い、各色毎の必要な場所に接続要素４８Ｙ、４８Ｍ、４８Ｃ、４８Ｋを貼り付ければ、インクタンク成型のための金型は１種類でよく、コストを抑えながら簡単に生産することが可能となる。

さらに、上述のように電気的開放部および接続要素の位置を変えるだけでなく、電気的開放部および接続要素の形状を変えることによって誤装着を防止するようにすることも可能である。すなわち、電気的開放部および接続要素の位置が同じであっても、電気的開放部および接続部を上述した係合構造として、凹凸の形状を円形や矩形など相互に異ならせるようにすれば誤って他色のインクタンクが装着されることを防止することができる。

以上述べたように、所定のインクタンクの位置に誤ったインクタンクが装着された場合は、記録装置本体から供給された電気信号や電源電圧がインクジェット記録チップに供給されないため、インクタンクの有無の検知や、間違った色のタンクを装着したことを簡単に識別でき、インク色により記録ヘッドの駆動条件が異なる場合などにおいても、記録ヘッドやインクジェット記録チップに悪影響を及ぼすことがない。さらに、誤ったインクタンクを装着した場合には、吸引回復の動作も行わないようにすれば、記録ヘッド内のインク混合度合いを最小限に抑えることができ、信頼性の高いインクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、およびインクタンクを提供することが可能となる。

図１２は、本発明の第６の実施形態に係る記録ヘッドカートリッジのインクタンクのコンタクト基板との対向面の概略外形図である。本図も図１１同様、コンタクト基板に対向するインクタンク面に設けられた電気信号配線と接点との関係を示している。インクタンク５３は、第５の実施形態と同様、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを保有する４種類インクタンク５３Ｙ，５３Ｍ、５３Ｃ、および５３Ｋからなる。インクタンク５３Ｍは電気信号配線５１Ｍｃと接点６５Ｍａ、６５Ｍｂを有している。インクタンク５３Ｃも同様に、電気信号配線５１Ｃｃと接点６５Ｃａ、６５Ｃｂを有している。

一方、インクタンク５３Ｙは、電気信号配線５１Ｙｃと接点６５Ｙａ、６５Ｙｂとを有するほか、駆動電圧配線５２Ｙｃと接点６５Ｙｃ、６５Ｙｄを有している。したがって、インクタンク５３Ｙは電気信号と駆動電圧の両方の配線が導通しないとインクジェット記録チップ４は作動しないため、一層信頼性が高まる。

さらに、インクタンク５３Ｋは、電気信号配線５１Ｋｃと接点６５Ｋａ、６５Ｋｂからなる接続要素と、電気信号配線５１Ｋｃ'と接点６５Ｋｃ、６５Ｋｄからなる第２の接続要素とを有し、さらに接点６５Ｋｂと接点６５Ｋｃは内部で導通されている。すなわち、電気信号配線５１Ｋｃは２つの直列に設けられた接続要素を有する。また、インクタンク５３Ｋは、駆動電圧配線５２Ｋｃと接点６５Ｋｅ、６５Ｋｆを有している。したがって、インクタンク５３Ｋは電気信号と駆動電圧の両方の配線が導通しないとインクジェット記録チップ５（図１参照）が作動しないだけでなく、電気信号配線５１Ｋｃ、５１Ｋｃ’が導通するためは２つの接続要素が作動する必要があるので、より一層信頼性が高まる。

このように、記録ヘッドに設けられた電気的開放部の位置に加え、インクタンクによって配線や電気的開放部の数を異ならせることにより、誤動作に対し、更に信頼性の高いインクジェット記録装置および記録ヘッドカートリッジを提供することが可能となる。

以上の例では、記録ヘッドカートリッジに複数のインクタンクを搭載した場合においては、すべてのインクタンクと記録ヘッドの電気配線部材が電気的接点を持つ必要があるため、電気配線部材は、少なくても端部に搭載されるインクタンクと接することが可能な幅にする必要がある。しかしながら、上記のように電気配線部材の幅を必要以上に広げると電気配線部材のコストアップにつながる。

上述した各実施形態では、インクタンクに設けられた接続要素である配線が一つのインクタンクで完結した例、すなわち接続要素がインクタンクごとに独立した例を示したが、タンクホルダに装着される複数のインクタンクの配線が組み合わせて一つの接続要素を構成することもできる。以下に、そのいくつかの例を示す。

図１３は本発明の第７の実施形態におけるインクタンクとインクタンクに設けられた配線と、記録ヘッドに備えられた電気配線基板（コンタクト基板）からのコンタクト部の関係を示す模式図である。図１３に示すように、記録ヘッドのコンタクト基板２０４は、そのサイズを必要以上に大きくするとコストアップになるため、本体と電気的に接続するコンタクトピン１０１ａ、１０１ｂに必要な領域を設けることが出来る最低限の大きさにすることが望ましい。そのため、記録ヘッドにインクタンク２０７ｙ、２０７ｍ、２０７ｃ、２０７ｋが装着されたときに、記録ヘッドの中央部に装着されるインクタンク２０７ｃおよび２０７ｍはコンタクト基板２０４と接することができるが、端部に装着されるインクタンク２０７ｋ、２０７ｙはコンタクト基板２０４と接することができない構成となることがある。

上記の場合においてもすべてのインクタンク２０７ｙ、２０７ｍ、２０７ｃ、２０７ｋの有無を検知するために、例えば、インクタンク２０７ｋ、２０７ｃにそれぞれ、駆動電圧を供給する配線１０２を設け、さらに、インクタンク２０７ｋ、２０７ｃに設けられた配線１０２同士が電気的に接続するように、タンク間電気的接点部１０６を配線１０２の先端部に設ける。これにより、駆動電圧は、インクタンク２０７ｋ、２０７ｃに設けた配線１０２を経由する構造となっている。ここで、上記においては、駆動電圧が配線１０２を経由するという構成としたが、配線１０２の数を増やすことにより、記録装置から送られる電気信号を経由する構成とした場合でも適応できる。さらに、タンク間電気的接点部１０６は、例えば、図１５に示したように、配線１０２が設けられている面の延長上で接する構成であっても良いが、インクタンクの挿入時などに配線が曲がりやすい等の問題が懸念されるため、図１３のようにインクタンク２０７ｋ、２０７ｃがそれぞれ対向する面で接する構成とし、さらに、インクタンク２０７ｋ、２０７ｃ双方の電気的接点部１０６に弾性を持たせることで、電気接点の信頼性をさらに上げることが望ましい。

また、図１４に示すように、コンタクト基板２０４とインクタンク２０７とのコンタクト部は、支持部材２０５に固定されたコンタクト基板２０４の裏側に、インクジェット記録チップ２０１、２０２に送られるべき駆動電圧または電気信号のコンタクトピン１０１ａ、１０１bが図のように配置されている構造となっている。ここで、コンタクト基板２０４において、コンタクトピン１０１ａ、１０１bの間で配線は分断されており、駆動電圧または電気信号線はつながっていない状態になっている。本実施形態において、コンタクトピン１０１ａ、１０１ｂはコンタクト基板２０４に配置したが、これに限らず、電気配線テープ２０３に設けても良い。インクタンク２０７は、固定爪１０３とラッチレバー１０４に設けられた突起１０５により、支持部材２０５、タンクホルダ２０８に設けられた嵌合部に嵌合され固定された状態になっている。また、インクタンク２０７はラッチレバー１０４の弾性によりコンタクト基板２０４側に押し付けられている状態になっている。前述したように符号１０２はインクタンク２０７に設けられた配線であり、コンタクトピン１０１ａ、１０１bが配線１０２に接することにより、インクジェット記録装置からコンタクト基板、複数のインクタンク２０７に設けた配線１０２等を介しインクジェット記録チップ２０１、２０２にデータが送られ電気熱変換体が駆動されることとなるのである。本実施形態において、インクタンク２０７に設けられた配線１０２は、コンタクト基板２０４とのコンタクト部を有するフレキシブルケーブルをインクタンク２０７に貼り付けることにより形成されている。

上記の様な構造をすべてのインクタンク２０７に採用することにより、すべてのインクタンク２０７が挿入されない状態で、記録ヘッドを駆動しようとした場合においても、インクジェット記録装置から出された駆動電圧はインクジェット記録チップ２０１、２０２へ送られることはないため、コンタクト基板２０４もしくは電気配線テープ２０３をコストアップせずに、インクが無い状態での駆動を行われることが無く、過剰なコゲが発生する等の心配がない、信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することが可能となるのである。

図１６は本発明の第８の実施形態におけるインクタンクとインクタンクに設けられた配線と、インクジェット記録ヘッドに設けられた電気配線基板（コンタクト基板）からのコンタクト部の関係を示す模式図である。本実施形態は、第７の実施形態に示した記録ヘッドおよびインクタンクに対して、記録ヘッドとインクタンクのコンタクト数を減らしたものであり、例えば、コンタクト基板のインクタンクと接する面に、インクタンクとのコンタクトピンを設ける領域が広くとれない場合に特に有効である。図１６において、インクタンク７０１はイエローインクを保有し、インクタンク７０２はマゼンタインクを保有し、インクタンク７０３はシアンインクを保有し、インクタンク７０４ブラックインクを保有している。それぞれのインクタンク７０１〜７０４の前面（コンタクト基板２０４との対向面）に配線７１１が設けられている。そして、この配線７１１はインクタンク７０１〜７０４が記録ヘッドに装着されたときに、隣接するインクタンクの配線７１１が、タンク間接点部７１２で接し、すべてのインクタンク７０１〜７０４の配線７１１を経由して電気的に導通する構造となっている。本実施形態においては、記録ヘッドからインクジェット記録チップに送られる電源電圧の配線が用いられており、記録ヘッド側では、コンタクトピン７１０ａ、７１０ｂ間で電源電圧配線は分断されており、まず、コンタクトピン７１０ａと中央に装着されるインクタンク７０２に設けた配線７１１が接触するようになっており、インクタンク７０２の配線７１１とインクタンク７０１の配線７１１が接し、すべてのインクタンク７０１、７０２、７０３、７０４に設けた配線７１１と順に接触し、再度、中央に装着されるインクタンク７０３の別の配線７１１と接触してから、コンタクトピン７１０ｂと中央に装着されるインクタンク７０３に設けた配線７１１が接触する構成となっている。上記構成を用いることにより、すべてのインクタンク７０１〜７０４を記録ヘッドに装着して初めて、インクジェット記録装置から送られた電源電圧が記録ヘッドを介して、インクジェット記録チップに供給されることとなり、記録ヘッドとインクタンク７０１〜７０４のコンタクト数を減らしても、第７の実施形態と同様に、インクが無い状態での駆動を行われることが無く、過剰なコゲが発生する心配がない、信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することが可能となるのである。

また、本実施形態では、４色のインクタンク７０１〜７０４を装着する例を示したが、図１７のように、例えば、淡シアンインクを保有するインクタンク７０５、淡マゼンタインクを保有するインクタンク７０６等を加え、６色のインクタンク７０１〜７０６を装着した場合でも適応できる。

図１８は本発明の第９の実施形態におけるインクタンクとインクタンクに設けられた配線と、インクジェット記録ヘッドに設けられた電気配線基板（コンタクト基板）からのコンタクト部の関係を示す模式図である。

図１８に示すように、各色のインクタンク８０１〜８０４に設けた配線８１１とタンク間電気接点部８１２の形状および位置をそれぞれのインクタンク８０１〜８０４ごとに異なる構成としたものである。上記のような構成をとることにより、インクタンク８０１〜８０４の誤挿入に対し、更に信頼性の高いインクジェット記録装置、記録ヘッド、インクタンクを提供することが可能となる。

図１９は本発明の第１０の実施形態におけるインクタンクとインクタンクに設けられた配線と、インクジェット記録ヘッドに設けられた電気配線基板（コンタクト基板）からのコンタクト部の関係を示す模式図である。

本実施形態においては、図１９（ａ）に示したように、すべての色のインクに共通で使用することが可能な、未加工インクタンクであるインクタンク本体９００を用いる。インクタンク本体９００は、その前面（図１９（ｂ）に示すコンタクト基板２０４と対向する面）に、両側面まで延びて形成された配線９１１を有する。配線９１１は、インクタンク本体９００の前面から両側面に延びる２つの第１の部分と、これら２つの第１の部分を連結する第２の部分とを有する。第１の部分の両端部には、それぞれタンク間電気接点部９１２が設けられている。

インクタンク本体９００は、その内部にそれぞれ異なる色のインクを保有させることによって、例えば図１９（ｂ）に示すように、４つの異なるインクタンク９０１〜９０４として用いられる。この際、各インクタンク９０１〜９０４が配置される位置に応じて、各インクタンク９０１〜９０４の配線９１１の適宜位置に断線部９１３を形成し、配線９１１の一部を非道通部９１４とする。断線部９１３は、例えばレーザー照射による加工、あるいはカッターやドリル等による機械的加工などによって形成することができる。

上記のような構成をとることにより、インクタンクの成型を共通化することが出来、第１の実施形態と比較して、生産が簡単で、コストが低い、インクジェット記録装置、インクジェット記録ヘッド、インクタンクを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態による記録ヘッドカートリッジの概略斜視図である。 図１に示す記録ヘッドカートリッジのインクジェット記録チップの誤作動防止原理を示す説明図である。 図１に示す記録ヘッドカートリッジの側方断面図である。 図１に示す記録ヘッドカートリッジの電気的開放部付近の部分側方断面図である。 図１に示す記録ヘッドカートリッジのインクタンクのコンタクト基板との対向面の概略外形図である。 図１に示す記録ヘッドカートリッジのコンタクト基板のインクタンクとの対向面の概略外形図である。 本発明の第２の実施形態による記録ヘッドカートリッジのインクタンクのコンタクト基板との対向面の概略外形図である。 本発明の第２、第３の実施形態による記録ヘッドカートリッジのコンタクト基板のインクタンクとの対向面の概略外形図である。 本発明の第４の実施形態による記録ヘッドカートリッジのインクジェット記録チップの誤作動防止原理を示す説明図である。 図９に示す記録ヘッドカートリッジの側方断面図である。 本発明の第５の実施形態による記録ヘッドカートリッジのインクタンクのコンタクト基板との対向面の概略外形図である。 本発明の第６の実施形態による記録ヘッドカートリッジのインクタンクのコンタクト基板との対向面の概略外形図である。 本発明の第７の実施形態によるインクタンクとコンタクト基板とのコンタクト部を表す模式図である。 本発明の第７の実施形態による記録ヘッドカートリッジの側方断面図である。 図１３に示すインクタンクに設けられた配線同士のコンタクト部の他の例を示す拡大図である。 本発明の第８の実施形態によるインクタンクとコンタクト基板とのコンタクト部を表す模式図である。 本発明の第８の実施形態によるインクＴなくとコンタクト基板とのコンタクト部の他の例を表す模式図である。 本発明の第９の実施形態によるインクタンクとコンタクト基板とのコンタクト部を表す模式図である。 本発明の第１０の実施形態を説明する、インクタンク本体、およびそれを用いたインクタンクとコンタクト基板とのコンタクト部を表す模式図である。 従来のインクジェット記録装置の概略斜視図である。

符号の説明

１ 記録ヘッドカートリッジ
２ 記録ヘッド
３ インクタンク
４、５ インクジェット記録チップ
７ コンタクト基板
１１ａ〜１１ｄ 電気信号配線
１５ 記録装置本体
２５ スイッチ
２６ 突起
２７ 電気的開放部

Claims (3)

1. 駆動電圧配線から供給される駆動電圧と電気信号配線から供給される電気信号とによって駆動されてインクを吐出するインクジェット記録チップを有する記録ヘッドと、インクを保有し、該記録ヘッドに着脱可能に支持されるインクタンクとを有する記録ヘッドカートリッジにおいて、
   前記記録ヘッドには、前記駆動電圧配線と前記インクジェット記録チップ、前記電気信号配線と前記インクジェット記録チップ、とによってそれぞれインクを吐出するための電気的経路が構成されており、前記駆動電圧もしくは前記電気信号が供給される少なくとも一方の前記電気的経路の中にインクを吐出するための前記電気的経路が非導通状態となる電気的開放部を備え、
   前記インクタンクは前記インクタンクが前記記録ヘッドに装着されることでインクを吐出するための前記電気的経路が非導通状態から導通状態になるように前記電気的開放部と対向する部位に前記電気的開放部を閉じる接続要素を有していることを特徴とする記録ヘッドカートリッジ。
2. 前記インクタンクは色別に複数個設けられており、前記記録ヘッドは各色に応じてインクを吐出するための前記駆動電圧配線と前記電気信号配線のいずれか一方または双方が前記電気的経路の中に前記電気的開放部を有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドカートリッジ。
3. 前記インクタンクは色別に複数個設けられており、前記記録ヘッドは各色毎にインクを吐出するための前記電気的経路の中の前記電気的開放部の位置、形状の少なくとも一方が異なることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッドカートリッジ。

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