(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジに着脱可能でインクカートリッジ収容室を備えたフレームと、
前記キャリッジに前記フレームが装着されたとき、プラテンに対向する位置に固定されたインクジェット式記録ヘッドと、
前記インクカートリッジと前記インクジェット式記録ヘッドとを接続するインク供給針と、
前記フレームの一端に回動可能に設けられて前記インクカートリッジを着脱するカートリッジ固定レバーと、
前記カートリッジが前記フレームに装着されたとき、常時はカートリッジ側に突出して前記インクカートリッジの抜出しを阻止する位置に付勢され、またキャリッジに固定された状態では、前記インクカートリッジの着脱を可能にする位置に待避するカートリッジロック部材を備えたインクジェット式記録ユニット。
【請求項２】
前記インクカートリッジロック部材は、前記キャリッジに設けられた記録ユニット固定レバーの押圧を受けて前記カートリッジが着脱可能な位置に待避する請求項１のインクジェット式記録ユニット。
【請求項３】
前記インクカートリッジロック部材は、前記記録ユニット固定レバーの移動軌跡に合わせて螺旋状の斜面が形成されていて、前記記録ユニット固定レバーの降下により回動して前記インクカートリッジを着脱できる位置に待避する請求項１のインクジェット式記録ユニット。
【請求項４】
前記カートリッジ固定レバーと前記フレームとに、相互に係合して前記カートリッジ固定レバーの引き上げ当初の回動に抵抗を与える係止手段が設けられている請求項１のインクジェット式記録ユニット。
【請求項５】
前記インクカートリッジ収容室に常時突出するように付勢され、前記インクカートリッジの装填により後退するインクカートリッジ検出手段が設けられている請求項１のインクジェット式記録ユニット。
【請求項６】
キャリッジに着脱可能なフレームにインクカートリッジ収容室、インクジェット式記録ヘッド、前記記録ヘッドに連通するインク供給針、一端に回動可能に設けられてインクカートリッジを着脱するカートリッジ固定レバー、前記カートリッジが装着されたとき、常時はカートリッジ側に突出して前記インクカートリッジをロックする位置に付勢され、またキャリッジに固定された状態では、前記インクカートリッジの着脱を可能にする位置に待避するカートリッジロック部材とを備えたインクジェット式記録ユニットを着脱可能に搭載するキャリッジに、前記フレームをキャリッジに固定するとともに、前記カートリッジロック部材による前記インクカートリッジのロックを解除する記録ユニットロックレバーを設けたインクジェット式記録装置。
【請求項７】
前記記録ユニットロックレバーの回動に連動して前記インクカートリッジに進退する前記記録ヘッドの駆動信号供給用の接点形成部材を備えた請求項６に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット式記録ヘッドとインクカートリッジとがセットに構成されていて、必要に応じてキャリッジに着脱できるインクジェット式記録ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式プリンタは、ノズル開口からインク滴を吐出させて記録媒体にドットを形成しながら印刷を行うため、色の異なるインクを使用することにより簡単にモノクロ印刷やカラー印刷を行うことができる。
すなわち、キャリッジにモノクロ用印刷の記録ヘッドと、カラー印刷用の記録ヘッドとを搭載したインクジェット式プリンタが実用化されている。このようなプリンタによれば一台でテキストの印刷やカラーグラフィックの印刷が可能となるものの、カラー印刷の頻度が極めて少ないユーザにとってはあまり使用しないカラー印刷用記録ヘッドの管理まで必要となり、保守が面倒であるという不都合がある。
【０００３】
このような問題を解消するため、インクカートリッジとインクジェット式記録ヘッドを一体化して記録ユニットを構成し、印刷データにあった記録ユニットをキャリッジに着脱できるように構成されたインクジェット式記録装置が提案されている。
このような構成によれば、印刷目的にあった記録ユニットを交換することにより所望の印刷が可能になるとともに、使用しない記録ユニットを密封ケース等に収容して、このユニットのメンテナンスを不要とすることができる。
しかしながら、カートリッジ内のインクが無くなった場合には、インクジェット式記録ヘッドとともにカートリッジを交換せねばならず、印刷コストがかかるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解消するために、インクジェット式記録ヘッドを装着したフレームに、インクカートリッジ収容室を設け、インクカートリッジの交換を可能にしたインクジェット式記録ユニットも提案されている。
しかしながら、インクジェット記録ユニットをキャリッジから外した状態でインクカートリッジの交換が行なわれると、カートリッジの着脱の際に、記録ヘッドに空気が押し込まれるため、そのまま放置すると、吐出不良等を起こして印刷不可能になるという新たな問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは気泡排除が不可能な状態でのインクカートリッジの交換を阻止することができるインクジェット式記録ユニット、及びこれに適したインクジェット式記録装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために本発明においては、キャリッジに着脱可能でインクカートリッジ収容室を備えたフレームと、前記キャリッジに前記フレームが装着されたとき、プラテンに対向する位置に固定されたインクジェット式記録ヘッドと、前記インクカートリッジと前記インクジェット式記録ヘッドとを接続するインク供給針と、前記フレームの一端に回動可能に設けられて前記インクカートリッジを固定するカートリッジ固定レバーと、前記カートリッジが前記フレームに装着されたとき、常時はカートリッジ側に突出して前記インクカートリッジの抜出しを阻止する位置に付勢され、またキャリッジに固定された状態では、前記インクカートリッジの着脱を可能にする位置に待避するカートリッジロック部材を備えるようにした。
【０００７】
【作用】
キャリッジから取り外された状態ではカートリッジロック部材がインクカートリッジの上部に突出するため、フレームからインクカートリッジを引き上げても、カートリッジロックがインクカートリッジの上面に当接して移動が阻止される。
【０００８】
【実施例】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は本発明のインクジェット式記録ユニットが適用されるインクジェット式記録装置で、図中符号１はキャリッジで、ガイド部材２に支持され、タイミングベルト３を介してステップモータ４に接続されていて、プラテン５に平行に往復動可能に構成されている。
【０００９】
キャリッジ１には後述するインクジェット式記録ユニット６が着脱自在に設けられていて、モノクロ印刷、及びカラー印刷に対応して記録ユニットを交換できるように構成されている。キャリッジ１に搭載された記録ユニット６は、一端が図示しない記録ヘッド駆動手段に、また他端がキャリッジ１に固定されたフレキシブルケーブル７を介して駆動信号が供給されるようになっている。
【００１０】
なお、図中符号８は、非印字時に記録ヘッドを封止するキャッピング手段を、また９は、記録用紙を示す。
【００１１】
図２、図３、図４は、それぞれ本発明が特徴とするインクジェット式記録ユニット６の一実施例を示すものであって、図中符号１０は、記録ユニット本体を構成するフレームで、大略インクカートリッジを収容するインクカートリッジ収容室１１を形成する容器として構成されていて、キャリッジ５に対向する底面にインクジェット式記録ヘッド１２が設けられ、また上部の開口にはインクカートリッジ５０を固定するとともに、収容室１１からインクカートリッジ５０を引き上げるインクカートリッジ固定レバー１３が設けられている。
【００１２】
このインクカートリッジ固定レバー１３は、キャリッジ１に搭載されたとき、奥側、この実施例ではタイミングベルト３側を軸１４、１４により回動可能にフレーム１０に取付けられ、また側部には図６に示したようにその両側にフレーム１０の側部を覆うように側片１３ａが設けられている。
【００１３】
この側片１３には嵌合孔１３ｂが設けられており、またフレーム１０には嵌合孔１３ｂに対向する位置にインクカートリッジ固定レバー１３の引き上げを阻止する係止片１０ａが設けられている。
【００１４】
フレーム１０の底面には、インクカートリッジ５０のインク供給口５１に挿入されるインク供給針１５、１６、１７が植設されていて、流路１８、１９、２０を介して記録ヘッド１２にインクを供給できるようになっている。
【００１５】
また、キャリッジ１に搭載したとき前方となる側、この実施例では図３において右側には記録ヘッド１２を駆動する駆動回路を実装した回路基板２２が配設されていて、フレキシブルケーブル２３を介して記録ヘッド１２に接続されている。
【００１６】
図５は、回路基板２２の一実施例を示すもので、インクカートリッジと対向する裏面（図５（イ））には駆動回路を構成するハイブリッド型集積回路３０が実装され、下部にはフレキシブルケーブル２３と接続する端子のパターン３１と、後述するインクカートリッジ検出片２５と接触する検出パターン３２が設けられ、また表面（図５（ロ））には、キャリッジ１の接点機構６０と接触する接点パターン３５が形成されている。
なお、図中符号３６は、フレーム１１の突起３７と嵌合する止め孔を示す。
【００１７】
再び図２、図３、図４に戻って、図中符号４０は、インクカートリッジロック部材で、インクカートリッジ収容室１１に収容されたインクカートリッジ５０の上面とほぼ同一の高さに突片４１を備え、キャリッジ１の記録ユニット固定レバー６２（図７）の突起６３に対向する位置に螺旋状の斜面４２を備えていて、ねじりコイルバネ４３により突片４１を常時インクカートリッジ５０の方に向くように回動可能にフレーム１０の上端１０ａに取り付けられている。
【００１８】
この実施例において、図７に示したように記録ユニット６のフレーム１０をキャリッジ１に位置決めして、記録ユニット固定レバー６２を図中矢印Ｃ側に回動すると、係止片６５が軸６６を中心に回動して先端の突起６３がその移動軌跡上に位置するインクカートリッジロック部材４０の螺旋状の斜面４２を押しながら降下する。これによりインクカートリッジロック部材４０がねじりコイルバネ４３の付勢力に抗して９０度程度回動して突片４１をインクカートリッジ収容室１１から待避する（図２の点線で示す状態）。なお、レバー６２が倒された状態ではバネ６７の張力を受けてその状態が保持される。
【００１９】
同時に記録ユニット固定レバー６２の回動によりキャリッジ１の接点形成部材６０がフレーム１０側に突出し、回路基板２２に形成されている接点パターン３５、３５、３５‥‥と接触し、フレキシブルケーブル７を介してユニット６の回路基板２２がプリンタ本体の制御手段と接続される。
【００２０】
この状態で係止片１０ａと嵌合孔１３ｂとの係合を解いて、インクカートリッジ固定レバー１３を引き上げると、インクカートリッジ収容室１１の上部が開放される。インクカートリッジ５０を収容室１１に落し込んでインクカートリッジ固定レバー１３を押し下げると、レバー１３の降下によりインクカートリッジ５０が下方に移動してインク供給口５１にインク供給針１５〜１７が挿入されることになる。
【００２１】
同時にインクカートリッジ検出片２５がインクカートリッジ５０により回路基板２２側に弾圧されて、回路基板２２の検出パターン３２と接触してインクカートリッジ５０の装着が検出される。
【００２２】
印刷によりインクカートリッジ５０のインクを消費し尽くした場合には、記録ユニット６をキャリッジ１にセットした状態で、カートリッジ固定レバー１３の一端を持ち上げて回動させると、レバー１３の回動によりインクカートリッジ５０が引き上げられてインク供給針１５〜１７から外れる。レバー１３を上死点まで引き上げた状態でカートリッジ５０を抜き出し、新しいインクカートリッジ５０を落し込んでレバー１３を押し下げることにより、前述と同様に装着が完了する。
【００２３】
このインクカートリッジ５０の交換により、インクカートリッジ検出片２５が検出パターン３２から離れてオフとなり、引き続くインクカートリッジ５０の装填によりオンに切り替わるから、図示しない制御装置で、インクカートリッジ５０が交換されたか、あるいは着脱されたことが検知される。
【００２４】
したがって、インクカートリッジ５０の交換が終了した段階で、図示しない制御手段は、キャリッジ１をキャッピング手段８に移動させてキャッピングを行こない、記録ヘッド１２に負圧を作用させてインクカートリッジ５０のインクを記録ヘッドに吸引してインクを記録ヘッドに充填し、この過程で記録ヘッド１２に侵入した気泡を排除する。
【００２５】
一方、印刷色を変更するべく記録ユニット固定レバー６２を引き上げると、キャリッジ１とフレーム１０との固定が解除され、同時に接点形成部材６０が後退するから、フレーム１０がキャリッジ１から完全に開放される。
【００２６】
この状態でフレーム１０ごとキャリッジ１から取り出して、別の記録ユニットを装着する。なお、誤ってカートリッジレバー１３に指を掛けてキャリッジ１から取り出そうとした場合には、嵌合孔１３ｂがフレーム１０の係止片１０ａと係合しているためインクカートリッジ固定レバー１３の回動が阻止され、インクカートリッジ５０のフレーム１０からの不用意な取り出しが防止される。
【００２７】
記録ユニット固定レバー６２の押圧力を失ったインクカートリッジロック部材４０は、ねじりコイルバネ４３の付勢力によりカートリッジ収容室１１側に移動してインクカートリッジ５０の上面に位置する（図２において実線により示す位置）。このため、たとえ嵌合孔１３ａと係止片１０ａとの係合を解いて、インクカートリッジ固定レバー１３を引き上げようとしても、インクカートリッジ５０がその上面を突片４１により押さえられているため、これと係合しているインクカートリッジ固定レバー１３の引き上げが不可能となる。
【００２８】
これにより、キャリッジ１から取り外されて、気泡排除が不可能な状態での無用なインクカートリッジ５０の着脱を阻止して、インクカートリッジ５０の着脱に伴って起きる記録ヘッド１２ヘの気泡の侵入を防止することができる。
【００２９】
キャリッジ１から取り外された記録ユニット６は、密封ケース等に収容するか、少なくとも記録ヘッド１２にキャップを装着してノズル開口の乾燥を防止できる状態で保管される。
【００３０】
なお、上述の実施例においては、記録ユニット６に設ける回路基板２２をハード基板により構成し、これの表面に接点パターンを形成しているが、インクジェット記録ヘッド１２と接続するフレキシブルケーブル２３を接点機構６０と対向する位置まで延長し、これの表面に接点パターン８０、８０、８０‥‥を形成しても同様の作用を奏することは明らかである。
【００３１】
この場合、図８に示したように、フレキシブルケーブル２３の上記接点パターン８０、８０、８０‥‥に対向する突起８１、８１、８１‥‥を形成したゴム等の弾性板８２を介装し、上下をバンド８５に張力を与えた状態で突起３７、３７に固定すればよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明においては、キャリッジに着脱可能でインクカートリッジ収容室を備えたフレームと、キャリッジに前記フレームが装着されたとき、プラテンに対向する位置に固定されたインクジェット式記録ヘッドと、インクカートリッジとインクジェット式記録ヘッドとを接続するインク供給針と、フレームの一端に回動可能に設けられてインクカートリッジを着脱するカートリッジ固定レバーと、インクカートリッジがフレームに装着されたとき、常時はカートリッジ側に突出してインクカートリッジの抜出しを阻止する位置に付勢され、またキャリッジに固定された状態では、インクカートリッジの着脱を可能にする位置に待避するカートリッジロック部材を備えたので、印刷ユニットのインクカートリッジを交換可能とするとともに、気泡の排除が不可能な状態でのインクカートリッジの着脱を防止して、印字不良といった事態を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録ユニットが適用されるプリンタの要部を示す図である。
【図２】本発明のインクジェット式記録ユニットの一実施例を示す上面図である。
【図３】本発明のインクジェット式記録ユニットの一実施例を示すもので、図２における線Ａ−Ａでの断面図である。
【図４】本発明のインクジェット式記録ユニットの一実施例を示すもので、図２における線Ｂ−Ｂでの断面図である。
【図５】図（イ）、（ロ）は、それぞれ記録ユニットに取付けられる回路基板の一実施例を示す図である。
【図６】キャリッジから取り外された記録ユニットにインクカートリッジを収容した状態を示す図である。
【図７】記録ユニットをキャリッジに装着した状態を示す図である。
【図８】回路基板の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  キャリッジ
６  記録ユニット
１０  フレーム
１１  インクカートリッジ収容室
１２  インクジェット式記録ヘッド
１３  インクカートリッジ固定レバー
１５〜１７  インク供給針
４０  インクカートリッジロック部材
４１  突片
５０  インクカートリッジ
６２  記録ユニット固定レバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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