インクカートリッジ
【課題】 インクジェット記録装置に用いられるインクカートリッジは、高価であってインクの種類に応じて容易かつ正確にインクジェット記録装置の制御条件を変えることができない。
【解決手段】 インクを吐出する記録ヘッドを有する記録部に対して着脱自在であって、記録媒体に吐出されるインクを貯溜するインクカートリッジ３４において、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用針状部材が差し込まれる接続部３１を有し、インクを貯溜するインク収納体３５と、記録に使用されずに回収されるインクを保持する廃インク回収体２８と、インク収納体３５が収容される第１部材３６Ａおよびこの第１部材３６Ａに対して開閉可能な第２部材３７を有するケーシング３６と、このケーシング３６の第１部材３６Ａの外装の一部に配された情報媒体３２とを具え、ケーシング３６に対してインク収納体３５および廃インク回収体２８を交換可能とした。
【解決手段】 インクを吐出する記録ヘッドを有する記録部に対して着脱自在であって、記録媒体に吐出されるインクを貯溜するインクカートリッジ３４において、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用針状部材が差し込まれる接続部３１を有し、インクを貯溜するインク収納体３５と、記録に使用されずに回収されるインクを保持する廃インク回収体２８と、インク収納体３５が収容される第１部材３６Ａおよびこの第１部材３６Ａに対して開閉可能な第２部材３７を有するケーシング３６と、このケーシング３６の第１部材３６Ａの外装の一部に配された情報媒体３２とを具え、ケーシング３６に対してインク収納体３５および廃インク回収体２８を交換可能とした。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機，ＦＡＸ，ワードプロセッサ，各種プリンタなどの記録機能を有する機器の記録部に使用可能なインクジェット記録装置に対して使用されるインクカートリッジに関し、特にインクカートリッジ内に収納されたインクや廃インク回収体を交換可能としたインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録法は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度にきわめて小さく加えていわゆる普通紙に記録が行なえるので、近年数々のものが実用化されてきている。その中で、いわゆるバブルジェット（登録商標）記録法は熱エネルギーをインクに作用させてインク液滴吐出のための原動力を得るという点において、他の液体噴射記録法とは異なる特長を有している。即ち、この記録法は、熱エネルギーの作用を受けたインクが状態変化に伴う急激な体積変化（膜沸騰現象）を起こし、この作用力により記録ヘッド部先端のオリフィスによりインクが吐出され飛翔的インク滴が形成され、そのインク液滴が記録媒体に付着し記録が行なわれるもので、その記録ヘッドは例えば、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように構成されている。図７において、１０１はインク吐出口１０２に連通する液路、１０３は液路１０１においてインクに熱エネルギーを付与する熱作用部、１０４は熱作用部１０３に形成された電気熱変換体、１０５は電気熱変換体１０４に通電のための電極、１０６は発熱抵抗層、１０７は発熱抵抗層１０６および電極１０５をインクから保護するための保護層であり、この保護層１０７により電極４からの電気的リークと共にその熱的酸化をも防止している。
【０００３】このように構成された記録ヘッドにおいては、前記したように電気熱変換体１０４の通電がなされると、インク滴形成エネルギーである熱エネルギーの作用を受けた熱作用部１０３のインクが急激な体積の増大に伴う状態変化、すなわち熱作用部１０３にあるインクが瞬時間のうちに気体状態に達して気泡が発生し、その成長によって、熱作用部１０３とインク吐出口１０２との間に存在するインクをインク滴として吐出するものである。ところで、この気泡の発生、消滅の繰返のさいにインクは高熱を受けるため、熱的に不安定なインクでは化学変化を起こしやすく、その結果熱作用部において、不溶物の生成沈殿が起こり、ひいてはヘッドが吐出不能に至る虞がある。そこで、このような記録ヘッドを用いて高速で長時間の記録を行うためには、インクの安定性の改良を図る一方、記録ヘッドのインクに対応した最適駆動条件を設定することがきわめて重量となる。
【０００４】図８は上述したような構造を有する記録ヘッドに設けられた電気熱変換体１０４に記号Ｐで示すパルス波形の電気信号を入力する際の熱作用面１０８の表面温度Ｔと、発生する気泡の体積Ｖの時間的変化が示されている。いま、電気熱変換体１０４に時刻ｔ0と時刻ｔfにおいて、オン・オフされるパルス状の電気信号Ｐが入力されると、熱作用面１０８の表面温度Ｔは時刻ｔfにおいて最高温度Ｔpに達する。ここで、最高温度Ｔpが熱作用面１０８に接するインクの沸点Ｔbより大きいとき、インクで満たされている熱作用部１０３において、Ｔ＝Ｔbとなる時刻ｔb0から気泡が発生し、時間の経過とともにその体積が増大し、時刻ｔpにおいて最大体積Ｖpとなる。
【０００５】そして、時刻ｔfにおいて電気信号Ｐが「オフ」されると表面温度Ｔは減衰し始め、気泡の体積Ｖも減少する。なお、インクジェット記録装置においてはインク滴の飛翔を効率よく安定して飛翔させるために例えば、前述のバブルジェット記録法では電気熱変換体に電気エネルギーを供給する電圧，パルス幅，周波数などの膜沸騰化駆動条件と、さらに安定した実用記録を行うための予備吐出などの制御とがそのインクジェット記録装置用として設定したインクの特性に合わせハードウェアまたはソフトウェアとしてあらかじめプログラムされている。従って、このような記録ヘッドに対して他の機種用のインクを使用しても、正常な記録が行なえなくなってしまうので、通常はその記録装置の機種に従って使用されるインクカートリッジの形態は、それぞれ専用に設計され、使用者の間違いがないよう配慮されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のインクジェット記録装置では、自在にインクの選択ができないために、そのインクジェット記録装置の使用目的に合ったインク以外を使用することが困難である。また、将来において、よりよいインクが開発されても、装置内のプログラムが適正でないため、使用する事が不可能であった。そこで、上述の問題を解決するために、いくつかの提案がなされている。例えば、インクの品種に応じ記録装置の使用者がハードウェアの設定やソフトウェアをその都度再設定するという提案がある。この提案はインクの性質に最適のインクジェット記録装置制御条件を細かく設定できる点において優れているが、変更すべきパラメータが非常に多いため、煩わしいだけではなく、誤った設定をすると異常な印字や過度のストレスをヘッドに与える虞があるため、その信頼性が充分でない。
【０００７】また、かかる欠点を除去するために、本発明者はインクの種類に応じてインクジェット記録装置制御条件に関する情報を含んだ媒体（ＲＯＭなど）をインクカートリッジに持たせ、インクジェット記録装置がその情報に従って自動的にパラメータを再設定できるようにすることを考えて提案した。これによれば、収容されたインクの情報を確実に本体装置に伝達することができ適切な記録を行なえる。しかしながら頻繁に交換が行なわれるインクカーリッジにおいて、例えば半導体メモリなどの比較的高価な情報媒体を搭載して情報の伝達を行うことは、インクカートリッジ自体の価格を引き上げることになる。さらにまた、情報媒体からインクジェット記録装置に情報が読み込まれるようにするためには、例えばＲＯＭの場合、多くの接続電極にて装置本体側の電極と正確に接続する事が必要であり、従来以上にインクカートリッジとインクジェット記録装置本体との機械的嵌合精度を高めなければならず、この点でもインクカートリッジの価格を上げる要因になる。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給するために使用されるインクカートリッジを、インクが収納されるインク収納体と、情報伝達用の情報媒体が装着されるケーシングとに分離し、このケーシングを再使用することで安価なインクカートリッジを提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、インクの種類に応じて容易かつ正確にインクジェット記録装置の制御条件を変えることができる高性能で信頼性が高く、かつ安価なインクカートリッジを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを有する記録部に対して着脱自在であって、記録媒体に吐出されるインクを貯溜するインクカートリッジにおいて、前記記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用針状部材が差し込まれる接続部を有し、インクを貯溜するインク収納体と、記録に使用されずに回収されるインクを保持する廃インク回収体と、前記インク収納体が収容される第１部材およびこの第１部材に対して開閉可能な第２部材を有するケーシングと、このケーシングの前記第１部材の外装の一部に配された情報媒体とを具え、前記ケーシングに対して前記インク収納体および前記廃インク回収体を交換可能としたことを特徴とするものである。
【００１１】本発明においては、インクを使い切った後、インクカートリッジの交換時にその内部に収容されているインク収納体と廃インク回収体とを交換し、情報媒体が装着されたケーシングをそのまま再利用する。
【００１２】インク収納体に収納されたインクがなくなった場合、ケーシングの一部を構成する第２部材を開放し、ケーシングの一部を構成する第１部材から廃インク回収体と、インク供給用の針状部材が差し込まれる接続部を有するインク収納体とを取り外した後、インクが貯留された新規なインク収納体および新規な廃インク回収体をケーシングに取り付ける。この場合、インク供給用の針状部材が差し込まれるインク収納体の接続部も新しくなっているため、ケーシングを再利用してもインク供給用針状部材との接続部分でインク漏れなどが生じない。
【００１３】また、情報媒体をケーシングに装着することにより、その位置精度が良好に保持される結果、インクジェット記録装置の電極との位置決めを改めて行うことなく、これらの接続が安定してなされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のインクカートリッジにおいて、インク収納体に第１嵌合部を形成すると共にこの第１嵌合部と嵌合し合う第２嵌合部をケーシングの第１部材に形成するようにしてもよい。
【００１５】記録に使用されないインクを廃インク回収体に導く回収経路に対して接続する２つの接続部分をケーシングに設けるようにしてもよい。
【００１６】インク収納体と廃インク回収体とを隔てる仕切りをケーシングに形成することも可能である。
【００１７】
【実施例】本発明によるインクカートリッジをインクジェット記録装置に組み込んだ一実施例について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限らず、この特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００１８】図１は本発明を適用するインクジェット記録装置の一例を示す。ここで、１はキャリッジ２に搭載された記録ヘッドであり、キャリッジ２は不図示のアイドラプーリとの間に張設されたタイミングベルトにより、これも不図示のキャリッジ駆動モータによって駆動され、その正逆転によって案内軸３に沿い往復移動される。なお、記録ヘッド１にはインクカートリッジ４から不図示のインクチューブを介してインクが供給され、キャリッジ２による左から右への移動中にそのインク吐出口（不図示）から対向配置されて搬送される記録媒体として、例えば記録シート５に向けてインクが吐出され、記録ヘッドの走査と記録媒体の搬送との相対移動によって所望の記録が行われる。
【００１９】６は記録シート５を記録ヘッド１の吐出面対向位置に所定の間隔を保って保持する板状の固定プラテン、７は記録シート５をシート送りするフィードローラ、８はフィードローラ７に圧接してその間に記録シート５を挾持するように従動するピンチローラ、９はピンチローラ８に圧接力を付与するためのピンチローラホルダであり、ホルダ９はステンレス板などで形成され、そのばね力によってピンチローラ８をフィードローラ７に向けて偏倚させている。１０および１１は手差しなどで給紙された記録シート５を保持し、フィードローラ７とピンチローラ８との間に導くための上部ガイドおよび下部ガイドである。
【００２０】そこで、フィードローラ７とピンチローラ８とによって送給された記録シート５は記録ヘッド１により記録がなされた後排出ローラ１２とこれに圧接する不図示の拍車との間に挾持され、排出される。また、図１R>１の左方において、２０はインクカートリッジ４をカートリッジ挿入口２１からカートリッジガイド２２を介して挿入したときにインクカートリッジ４に差込まれる中空針であり、この中空針２０から不図示のチューブを介して記録ヘッド１にインクが供給される。
【００２１】なお、２３は記録ヘッド１の印字（記録）中断，中止，休止時に記録ヘッド１を初期位置（非記録位置）に移動して行なわれるクリーニング，キャッピング，回復などの動作がなされる回復動作を行う回復手段である。
【００２２】次いで、図２により本発明にかかるインクカートリッジ３４の構成について説明する。図２は、本発明の一実施例によるインクカートリッジ３４の構成を示すもので、３５はインクカセット、３６はケーシング、３６Ａは廃インク回収体２８とインク袋２７のみを収容したインクカセット３５とをこの順番で逐次収納可能な収容部であり、本発明の第１部材に相当する。そこで、本例ではこの収容部３６Ａに廃インク回収体２８およびインクカセット３５を収納するにあたり、インクカセット３５に設けた嵌合凹部２９と収容部３６Ａに設けた嵌合凸部３０とが互いに一致したときにのみ、これらが収容可能であり、さらにケーシング３６の上蓋３７を閉じることにより、一体のインクカートリッジ３４が得られる。つまり、本実施例における上蓋３７が本発明の第２部材として機能し、嵌合凹部２９および嵌合凸部３０が本発明の第１嵌合部および第２嵌合部にそれぞれ相当する。
【００２３】なお、ケーシング３６内には廃インク回収体２８とインクカセット３５とを隔てる仕切り壁３８が設けられている。この仕切り壁３８は本発明の仕切りに相当するものであり、インクカートリッジ３４内で廃インク回収体２８とインクカセット３５とが密着状態で存在することを回避し、回収した廃インクの蒸発が促進可能なようにされている。そして、ケーシング３６に取り付けられている情報媒体３２には、その収納されているインクカセット３５内のインクの品種に対応した制御情報が格納されている。
【００２４】上述した嵌合凹部２９は、インクカセット２５の周面に形成され、嵌合凸部３０はケーシング２６の収容部２６Ａの内周面に嵌合凹部２９の形状に対応して形成されている。なお、ケーシング３６の方はプラスチックのモールド成形品あるいは金属加工品として精度よく形成されており、図示のように、矢印方向からインクカセット３５を収容部３６Ａに嵌め合せることができる。
【００２５】このように構成したインクカートリッジ３４では、インクカセット３５の嵌合凹部２９とケーシング３６の嵌合凸部３０との組合わせ位置が、それぞれインクカセット３５内に収納されているインクの品種に応じてあらかじめ決められており、また、その組合せ位置が一致するケーシング３６の側の情報媒体３２には対応するインクカセット３５に収納されているインクの品種に応じた記録装置側の制御情報が記憶されている。そこで、上述のように１つのインクカセット３５に対しては、このインクカセット３５に収納されているインク品種に対応する制御情報を有する情報媒体３２が取り付けられているケーシング３６にしか嵌合されない。
【００２６】一方、インクカセット３５に格納される可撓性のインク袋２７には、インクカートリッジ３４を記録装置側に装着するときにインク供給用の中空針２０（図４参照）が差込まれるシリコーンゴムなどの弾性材料で形成された本発明の接続部としてのキャップ部材３１がチューブなどで接続される。また、３２はケーシング３６の正面に装着されている情報媒体であり、電気的または電子的に情報を記憶させておくことができるもので、例えばＲＯＭ，電気的に消去が可能なＲＯＭ，抵抗，コンデンサ，電池，バッテリバックアップＲＡＭ、論理回路などを構成要素としてあげることができる。さらに、その他の物理的な方法、例えばケーシング３６に特殊な形状を持たせることで記録させる方法、または光学的な反射や透過の変化にて記録する方法、磁気的に記録する方法などでも良いが、これらの場合、それに対応した情報読み取り手段を該インクジェット記録装置に設置する必要があることはいうまでもない。
【００２７】かくして該情報媒体３２にはインクカセット２５に収納されているインクの品種に対応してインクジェット記録装置本体の制御を行うために必要な情報が書き込まれる。３２Ａはその情報媒体３２の端子であり、情報媒体３２とインクジェット記録装置本体との間の電気的接続を行う。なお、これらの端子３２Ａは高密度に配置されるために本実施例のように極めて狭い面積に形成される。３３はケーシング３６の両側面に形成されたレールであり、カートリッジガイド２２を介してカートリッジ挿入口２１にインクカートリッジ３４を挿入するときに、このレール３３が不図示の案内溝と嵌め合わされることにより、正確に装着されるようにしてある。
【００２８】本実施例では、インクカセット３５と廃インク回収体２８とを個別に交換できるようにしてあるので、いずれか不使用となった方のみを取り替えればよく、また、いずれの実施例においても情報媒体３２が設けられており、インクカセットに比して比較的高価につくケーシング３６の方はその品種のインク補給のための交換に際して引続き再使用できるので、ランニングコストの低減に大いに貢献することができる。また、情報媒体をインクがなくなることで交換することがないので、本体装置との接合部の精度は十分に維持される。
【００２９】なお、廃インク回収体２８からのインクがインクカートリッジ３４を構成するケーシング３６の外方に漏れ出さないようにシール性良く収納されていることは言うまでもない。
【００３０】次に、本発明によるインクカートリッジではないけれども、大まかな部分で上述したインクカートリッジ３４と同一の構成を持つインクカートリッジについて、図３を用いて説明する。このインクカートリッジ４は、記録に使用されるインクが収容されたインク収納体としてのインクカセット２５とインクカセット２５が着脱自在なケーシング２６とで構成されるものである。インクカセット２５にはインク袋２７と回復動作のための空吐出によって吐出された廃インクを吸収して収容可能な廃インク回収体２８とが格納されている。また、インクカセット２５の外装は通常プラスチックのモールド成型などによって形成されるもので、そのサイズはケーシング２６に形成された収容部２６Ａの形状に合わせてある。
【００３１】このようにインクを収容したインクカセット２５と、該インクカセット２５を収納するケーシング２６との二部品構成とすることで、インクを使用した後、新たなインクカセット２５をケーシング２６に挿着するだけでよく、ケーシング２６は再使用できるので、ランニングコストの低減に貢献できる。また、情報を伝達する情報媒体３２を交換することがないので、本体装置との接合部の精度も十分に維持される。
【００３２】図４は、図３にて示したインクカセット２５とケーシング２６とからなるインクカートリッジ４をインクジェット記録装置のインクカートリッジ受入部４０に装着するときの状態を示すが、図２に示したインクカートリッジ３４もこれと同様な構成を有することは言うまでもない。ここで、ケーシング２６のレール３３とインクジェット記録装置のカートリッジ挿入口２１に設けられたガイド４１とが精度良く噛み合ってインクカートリッジ４が矢印方向に挿入されるとキャップ部材３１にインクカートリッジ受入部４０に設置された中空のインク針２０が差し込まれることにより、インク袋２７内のインクがインクジェット記録装置内に供給可能になる。
【００３３】また、インクの再充填操作などで記録ヘッド１から強制的に排出されたインクは、記録装置本体に設置されたチューブ４２ａを通り、孔４３ａ，４４を介して廃インク回収体２８に回収される。さらに、前述した回復操作によって排出される廃インクは、記録装置本体に設置されたチューブ４２ｂを通り、孔４３ｂ，４４を介して廃インク回収体２８に回収される。つまり、上述したチューブ４２ａ，４２ｂが本発明の回収経路に相当し、孔４３ａ，４３ｂ，４４が本発明の接続部分に相当する。さらにまた、インクカートリッジ４が完全にインクカートリッジ受入部４０に装着されると、後述するインクジェット記録装置本体側の制御部と電気的につながっている接続ピン４５と端子３２Ａとが一対一で接続され、情報媒体３２に書き込まれた制御情報をインクジェット記録装置本体のＣＰＵによってアクセスすることが可能となる。
【００３４】図５は、インクジェット記録装置側の制御系をインクカートリッジ３４との接続状態で示すもので、５０は中央処理装置であるＣＰＵ、５１はＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置であり、このような接続状態で記録装置に電源が投入されると、後述する手順に従って情報媒体３２内のデータがインタフェース５２を介して記憶装置５１に読み込まれる。なお、５３は記録装置本体の制御部、５４は入出力コントローラ、５５はヘッド駆動装置、５６はホストコンピュータに対するペリフェラルプログラマブルインタフェース（ＰＰＩ）、５７はデータバス、５８はアドレスバスである。
【００３５】図６に従って、インクカートリッジ３４が装着されたときの記録動作開始までの制御動作の手順について説明する。まず電源が投入されると、インクカートリッジ３４が装着されたか否かをステップＳ１で判断し、装着されていない場合にはステップＳ２で例えば警告ランプによりその装着されていない警告を行う。また、ステップＳ１で装着されていると判断した場合にはステップＳ３に進み、記憶装置５１のＲＯＭからデータを読み取る。そして、ステップＳ４でそのデータがないか否かの判断により、なければステップＳ５に分岐して警告ランプなどにより表示し、データがある場合にはステップＳ６に進んで情報媒体３２に格納されている駆動条件を記憶装置５１のＲＡＭに転写する。かくしてステップＳ７で転写されたデータに基づき、その条件およびシーケンスで記録ヘッド１を予備加熱した上、ステップＳ８で記録が可能となったか否かを判断し、可能との判断に基づいてステップＳ９で記録実施のフローに移行する。
【００３６】なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブルジェット方式の記録ヘッドや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，高精細化が達成できるからである。
【００３７】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４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。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液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１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を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。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１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４３４５２６２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、さらに優れた記録を行うことができる。
【００３８】記録ヘッドの構成としては、上述の明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他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号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。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号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、記録を確実に効率よく行いうるからである。
【００３９】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の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適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合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１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００４０】また、本発明に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、予備的な補助手段など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，加圧または吸引手段，電気熱変換体また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う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００４１】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。
【００４２】さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】本発明のインクカートリッジによると、インクを使い切った後、インクカートリッジの交換時にその内部に収容されているインク収納体と廃インク回収体とを交換し、情報媒体が装着されたケーシングをそのまま再利用することができる。
【００４４】また、インク収納体に収納されたインクがなくなった場合、ケーシングの一部を構成する第２部材を開放することにより、ケーシングの一部を構成する第１部材から廃インク回収体と、インク供給用の針状部材が差し込まれる接続部を有するインク収納体とを容易に取り外すことができ、逆にインクが貯留された新規なインク収納体と新規な廃インク回収体とを第１部材に嵌め込んで第２部材を閉じるだけで、これらの取り付けを容易に行うことができる。この場合、インク供給用の針状部材が差し込まれるインク収納体の接続部も新しくなっているため、ケーシングを再利用してもインク供給用針状部材との接続部分でインク漏れなどが発生しない。
【００４５】しかも、情報媒体を装着したケーシングを再利用しているので、情報媒体の位置精度も良好に保つことができ、インクジェット記録装置の電極との位置決めを改めて行なずともこれらを安定した接続状態に維持できる。
【００４６】このように、情報媒体が装着されたケーシングを再利用（リサイクル）することにより、ランニングコストの低減のみならず、資源の有効利用にも寄与しつつ、インク供給の信頼性を確保したインクカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクカートリッジが組み込まれるインクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置に組み込まれる本発明によるインクカートリッジの一実施例の分解斜視図である。
【図３】図１に示したインクジェット記録装置に組み込み可能なインクカートリッジの参考例の分解斜視図である。
【図４】図３に示したインクカートリッジとインクジェット記録装置との接続部分の概略構造を表す破断斜視図である。
【図５】図１，図２に示した実施例におけるインクジェット記録装置とインクカートリッジとの間で情報を授受するための回路を表すブロック図である。
【図６】図１，図２，図５に示した実施例における記録操作のための制御手順を表すフローチャートである。
【図７】インクジェット記録ヘッドの概略構成を示し、（Ａ）がその正面図、（Ｂ）が（Ａ）中のＸ−Ｙ矢視断面図である。
【図８】記録ヘッドの電気熱変換体にパルス状の電気信号を入力した際の熱作用面の表面温度と発生する気泡の体積の時間的変化との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１ 記録ヘッド
２ キャリッジ
３ 案内軸
４ インクカートリッジ
５ 記録シート
６ 固定プラテン
７ フィードローラ
８ ピンチローラ
９ ピンチローラホルダ
１０ 上部ガイド
１１ 下部ガイド
１２ 排出ローラ
２０ 中空針
２１ カートリッジ挿入口
２２ カートリッジガイド
２３ 回復手段
２５ インクカセット
２６ ケーシング
２６Ａ 収容部
２７ インク袋
２８ 廃インク回収体
２９ 嵌合凹部
３０ 嵌合凸部
３１ キャップ部材
３２ 情報媒体
３２Ａ 端子
３３ レール
３４ インクカートリッジ
３５ インクカセット
３６ ケーシング
３６Ａ 収容部
３７ 上蓋
３８ 仕切り壁
４０ インクカートリッジ受入部
４１ ガイド
４２，４２ａ，４２ｂ チューブ
４３，４３ａ，４３ｂ，４４ 孔
４５ 接続ピン
５０ ＣＰＵ
５１ 記憶装置
５２ インタフェース
５３ 制御部
５４ 入出力コントローラ
５５ ヘッド駆動装置
５６ ペリフェラルプログラマブルインタフェース（ＰＰＩ）
５７ データバス
５８ アドレスバス
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機，ＦＡＸ，ワードプロセッサ，各種プリンタなどの記録機能を有する機器の記録部に使用可能なインクジェット記録装置に対して使用されるインクカートリッジに関し、特にインクカートリッジ内に収納されたインクや廃インク回収体を交換可能としたインクカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録法は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度にきわめて小さく加えていわゆる普通紙に記録が行なえるので、近年数々のものが実用化されてきている。その中で、いわゆるバブルジェット（登録商標）記録法は熱エネルギーをインクに作用させてインク液滴吐出のための原動力を得るという点において、他の液体噴射記録法とは異なる特長を有している。即ち、この記録法は、熱エネルギーの作用を受けたインクが状態変化に伴う急激な体積変化（膜沸騰現象）を起こし、この作用力により記録ヘッド部先端のオリフィスによりインクが吐出され飛翔的インク滴が形成され、そのインク液滴が記録媒体に付着し記録が行なわれるもので、その記録ヘッドは例えば、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように構成されている。図７において、１０１はインク吐出口１０２に連通する液路、１０３は液路１０１においてインクに熱エネルギーを付与する熱作用部、１０４は熱作用部１０３に形成された電気熱変換体、１０５は電気熱変換体１０４に通電のための電極、１０６は発熱抵抗層、１０７は発熱抵抗層１０６および電極１０５をインクから保護するための保護層であり、この保護層１０７により電極４からの電気的リークと共にその熱的酸化をも防止している。
【０００３】このように構成された記録ヘッドにおいては、前記したように電気熱変換体１０４の通電がなされると、インク滴形成エネルギーである熱エネルギーの作用を受けた熱作用部１０３のインクが急激な体積の増大に伴う状態変化、すなわち熱作用部１０３にあるインクが瞬時間のうちに気体状態に達して気泡が発生し、その成長によって、熱作用部１０３とインク吐出口１０２との間に存在するインクをインク滴として吐出するものである。ところで、この気泡の発生、消滅の繰返のさいにインクは高熱を受けるため、熱的に不安定なインクでは化学変化を起こしやすく、その結果熱作用部において、不溶物の生成沈殿が起こり、ひいてはヘッドが吐出不能に至る虞がある。そこで、このような記録ヘッドを用いて高速で長時間の記録を行うためには、インクの安定性の改良を図る一方、記録ヘッドのインクに対応した最適駆動条件を設定することがきわめて重量となる。
【０００４】図８は上述したような構造を有する記録ヘッドに設けられた電気熱変換体１０４に記号Ｐで示すパルス波形の電気信号を入力する際の熱作用面１０８の表面温度Ｔと、発生する気泡の体積Ｖの時間的変化が示されている。いま、電気熱変換体１０４に時刻ｔ0と時刻ｔfにおいて、オン・オフされるパルス状の電気信号Ｐが入力されると、熱作用面１０８の表面温度Ｔは時刻ｔfにおいて最高温度Ｔpに達する。ここで、最高温度Ｔpが熱作用面１０８に接するインクの沸点Ｔbより大きいとき、インクで満たされている熱作用部１０３において、Ｔ＝Ｔbとなる時刻ｔb0から気泡が発生し、時間の経過とともにその体積が増大し、時刻ｔpにおいて最大体積Ｖpとなる。
【０００５】そして、時刻ｔfにおいて電気信号Ｐが「オフ」されると表面温度Ｔは減衰し始め、気泡の体積Ｖも減少する。なお、インクジェット記録装置においてはインク滴の飛翔を効率よく安定して飛翔させるために例えば、前述のバブルジェット記録法では電気熱変換体に電気エネルギーを供給する電圧，パルス幅，周波数などの膜沸騰化駆動条件と、さらに安定した実用記録を行うための予備吐出などの制御とがそのインクジェット記録装置用として設定したインクの特性に合わせハードウェアまたはソフトウェアとしてあらかじめプログラムされている。従って、このような記録ヘッドに対して他の機種用のインクを使用しても、正常な記録が行なえなくなってしまうので、通常はその記録装置の機種に従って使用されるインクカートリッジの形態は、それぞれ専用に設計され、使用者の間違いがないよう配慮されてきた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のインクジェット記録装置では、自在にインクの選択ができないために、そのインクジェット記録装置の使用目的に合ったインク以外を使用することが困難である。また、将来において、よりよいインクが開発されても、装置内のプログラムが適正でないため、使用する事が不可能であった。そこで、上述の問題を解決するために、いくつかの提案がなされている。例えば、インクの品種に応じ記録装置の使用者がハードウェアの設定やソフトウェアをその都度再設定するという提案がある。この提案はインクの性質に最適のインクジェット記録装置制御条件を細かく設定できる点において優れているが、変更すべきパラメータが非常に多いため、煩わしいだけではなく、誤った設定をすると異常な印字や過度のストレスをヘッドに与える虞があるため、その信頼性が充分でない。
【０００７】また、かかる欠点を除去するために、本発明者はインクの種類に応じてインクジェット記録装置制御条件に関する情報を含んだ媒体（ＲＯＭなど）をインクカートリッジに持たせ、インクジェット記録装置がその情報に従って自動的にパラメータを再設定できるようにすることを考えて提案した。これによれば、収容されたインクの情報を確実に本体装置に伝達することができ適切な記録を行なえる。しかしながら頻繁に交換が行なわれるインクカーリッジにおいて、例えば半導体メモリなどの比較的高価な情報媒体を搭載して情報の伝達を行うことは、インクカートリッジ自体の価格を引き上げることになる。さらにまた、情報媒体からインクジェット記録装置に情報が読み込まれるようにするためには、例えばＲＯＭの場合、多くの接続電極にて装置本体側の電極と正確に接続する事が必要であり、従来以上にインクカートリッジとインクジェット記録装置本体との機械的嵌合精度を高めなければならず、この点でもインクカートリッジの価格を上げる要因になる。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給するために使用されるインクカートリッジを、インクが収納されるインク収納体と、情報伝達用の情報媒体が装着されるケーシングとに分離し、このケーシングを再使用することで安価なインクカートリッジを提供することにある。
【０００９】本発明の他の目的は、インクの種類に応じて容易かつ正確にインクジェット記録装置の制御条件を変えることができる高性能で信頼性が高く、かつ安価なインクカートリッジを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクを吐出する記録ヘッドを有する記録部に対して着脱自在であって、記録媒体に吐出されるインクを貯溜するインクカートリッジにおいて、前記記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用針状部材が差し込まれる接続部を有し、インクを貯溜するインク収納体と、記録に使用されずに回収されるインクを保持する廃インク回収体と、前記インク収納体が収容される第１部材およびこの第１部材に対して開閉可能な第２部材を有するケーシングと、このケーシングの前記第１部材の外装の一部に配された情報媒体とを具え、前記ケーシングに対して前記インク収納体および前記廃インク回収体を交換可能としたことを特徴とするものである。
【００１１】本発明においては、インクを使い切った後、インクカートリッジの交換時にその内部に収容されているインク収納体と廃インク回収体とを交換し、情報媒体が装着されたケーシングをそのまま再利用する。
【００１２】インク収納体に収納されたインクがなくなった場合、ケーシングの一部を構成する第２部材を開放し、ケーシングの一部を構成する第１部材から廃インク回収体と、インク供給用の針状部材が差し込まれる接続部を有するインク収納体とを取り外した後、インクが貯留された新規なインク収納体および新規な廃インク回収体をケーシングに取り付ける。この場合、インク供給用の針状部材が差し込まれるインク収納体の接続部も新しくなっているため、ケーシングを再利用してもインク供給用針状部材との接続部分でインク漏れなどが生じない。
【００１３】また、情報媒体をケーシングに装着することにより、その位置精度が良好に保持される結果、インクジェット記録装置の電極との位置決めを改めて行うことなく、これらの接続が安定してなされる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明のインクカートリッジにおいて、インク収納体に第１嵌合部を形成すると共にこの第１嵌合部と嵌合し合う第２嵌合部をケーシングの第１部材に形成するようにしてもよい。
【００１５】記録に使用されないインクを廃インク回収体に導く回収経路に対して接続する２つの接続部分をケーシングに設けるようにしてもよい。
【００１６】インク収納体と廃インク回収体とを隔てる仕切りをケーシングに形成することも可能である。
【００１７】
【実施例】本発明によるインクカートリッジをインクジェット記録装置に組み込んだ一実施例について、図１〜図６を参照しながら詳細に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限らず、この特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の技術にも当然応用することができる。
【００１８】図１は本発明を適用するインクジェット記録装置の一例を示す。ここで、１はキャリッジ２に搭載された記録ヘッドであり、キャリッジ２は不図示のアイドラプーリとの間に張設されたタイミングベルトにより、これも不図示のキャリッジ駆動モータによって駆動され、その正逆転によって案内軸３に沿い往復移動される。なお、記録ヘッド１にはインクカートリッジ４から不図示のインクチューブを介してインクが供給され、キャリッジ２による左から右への移動中にそのインク吐出口（不図示）から対向配置されて搬送される記録媒体として、例えば記録シート５に向けてインクが吐出され、記録ヘッドの走査と記録媒体の搬送との相対移動によって所望の記録が行われる。
【００１９】６は記録シート５を記録ヘッド１の吐出面対向位置に所定の間隔を保って保持する板状の固定プラテン、７は記録シート５をシート送りするフィードローラ、８はフィードローラ７に圧接してその間に記録シート５を挾持するように従動するピンチローラ、９はピンチローラ８に圧接力を付与するためのピンチローラホルダであり、ホルダ９はステンレス板などで形成され、そのばね力によってピンチローラ８をフィードローラ７に向けて偏倚させている。１０および１１は手差しなどで給紙された記録シート５を保持し、フィードローラ７とピンチローラ８との間に導くための上部ガイドおよび下部ガイドである。
【００２０】そこで、フィードローラ７とピンチローラ８とによって送給された記録シート５は記録ヘッド１により記録がなされた後排出ローラ１２とこれに圧接する不図示の拍車との間に挾持され、排出される。また、図１R>１の左方において、２０はインクカートリッジ４をカートリッジ挿入口２１からカートリッジガイド２２を介して挿入したときにインクカートリッジ４に差込まれる中空針であり、この中空針２０から不図示のチューブを介して記録ヘッド１にインクが供給される。
【００２１】なお、２３は記録ヘッド１の印字（記録）中断，中止，休止時に記録ヘッド１を初期位置（非記録位置）に移動して行なわれるクリーニング，キャッピング，回復などの動作がなされる回復動作を行う回復手段である。
【００２２】次いで、図２により本発明にかかるインクカートリッジ３４の構成について説明する。図２は、本発明の一実施例によるインクカートリッジ３４の構成を示すもので、３５はインクカセット、３６はケーシング、３６Ａは廃インク回収体２８とインク袋２７のみを収容したインクカセット３５とをこの順番で逐次収納可能な収容部であり、本発明の第１部材に相当する。そこで、本例ではこの収容部３６Ａに廃インク回収体２８およびインクカセット３５を収納するにあたり、インクカセット３５に設けた嵌合凹部２９と収容部３６Ａに設けた嵌合凸部３０とが互いに一致したときにのみ、これらが収容可能であり、さらにケーシング３６の上蓋３７を閉じることにより、一体のインクカートリッジ３４が得られる。つまり、本実施例における上蓋３７が本発明の第２部材として機能し、嵌合凹部２９および嵌合凸部３０が本発明の第１嵌合部および第２嵌合部にそれぞれ相当する。
【００２３】なお、ケーシング３６内には廃インク回収体２８とインクカセット３５とを隔てる仕切り壁３８が設けられている。この仕切り壁３８は本発明の仕切りに相当するものであり、インクカートリッジ３４内で廃インク回収体２８とインクカセット３５とが密着状態で存在することを回避し、回収した廃インクの蒸発が促進可能なようにされている。そして、ケーシング３６に取り付けられている情報媒体３２には、その収納されているインクカセット３５内のインクの品種に対応した制御情報が格納されている。
【００２４】上述した嵌合凹部２９は、インクカセット２５の周面に形成され、嵌合凸部３０はケーシング２６の収容部２６Ａの内周面に嵌合凹部２９の形状に対応して形成されている。なお、ケーシング３６の方はプラスチックのモールド成形品あるいは金属加工品として精度よく形成されており、図示のように、矢印方向からインクカセット３５を収容部３６Ａに嵌め合せることができる。
【００２５】このように構成したインクカートリッジ３４では、インクカセット３５の嵌合凹部２９とケーシング３６の嵌合凸部３０との組合わせ位置が、それぞれインクカセット３５内に収納されているインクの品種に応じてあらかじめ決められており、また、その組合せ位置が一致するケーシング３６の側の情報媒体３２には対応するインクカセット３５に収納されているインクの品種に応じた記録装置側の制御情報が記憶されている。そこで、上述のように１つのインクカセット３５に対しては、このインクカセット３５に収納されているインク品種に対応する制御情報を有する情報媒体３２が取り付けられているケーシング３６にしか嵌合されない。
【００２６】一方、インクカセット３５に格納される可撓性のインク袋２７には、インクカートリッジ３４を記録装置側に装着するときにインク供給用の中空針２０（図４参照）が差込まれるシリコーンゴムなどの弾性材料で形成された本発明の接続部としてのキャップ部材３１がチューブなどで接続される。また、３２はケーシング３６の正面に装着されている情報媒体であり、電気的または電子的に情報を記憶させておくことができるもので、例えばＲＯＭ，電気的に消去が可能なＲＯＭ，抵抗，コンデンサ，電池，バッテリバックアップＲＡＭ、論理回路などを構成要素としてあげることができる。さらに、その他の物理的な方法、例えばケーシング３６に特殊な形状を持たせることで記録させる方法、または光学的な反射や透過の変化にて記録する方法、磁気的に記録する方法などでも良いが、これらの場合、それに対応した情報読み取り手段を該インクジェット記録装置に設置する必要があることはいうまでもない。
【００２７】かくして該情報媒体３２にはインクカセット２５に収納されているインクの品種に対応してインクジェット記録装置本体の制御を行うために必要な情報が書き込まれる。３２Ａはその情報媒体３２の端子であり、情報媒体３２とインクジェット記録装置本体との間の電気的接続を行う。なお、これらの端子３２Ａは高密度に配置されるために本実施例のように極めて狭い面積に形成される。３３はケーシング３６の両側面に形成されたレールであり、カートリッジガイド２２を介してカートリッジ挿入口２１にインクカートリッジ３４を挿入するときに、このレール３３が不図示の案内溝と嵌め合わされることにより、正確に装着されるようにしてある。
【００２８】本実施例では、インクカセット３５と廃インク回収体２８とを個別に交換できるようにしてあるので、いずれか不使用となった方のみを取り替えればよく、また、いずれの実施例においても情報媒体３２が設けられており、インクカセットに比して比較的高価につくケーシング３６の方はその品種のインク補給のための交換に際して引続き再使用できるので、ランニングコストの低減に大いに貢献することができる。また、情報媒体をインクがなくなることで交換することがないので、本体装置との接合部の精度は十分に維持される。
【００２９】なお、廃インク回収体２８からのインクがインクカートリッジ３４を構成するケーシング３６の外方に漏れ出さないようにシール性良く収納されていることは言うまでもない。
【００３０】次に、本発明によるインクカートリッジではないけれども、大まかな部分で上述したインクカートリッジ３４と同一の構成を持つインクカートリッジについて、図３を用いて説明する。このインクカートリッジ４は、記録に使用されるインクが収容されたインク収納体としてのインクカセット２５とインクカセット２５が着脱自在なケーシング２６とで構成されるものである。インクカセット２５にはインク袋２７と回復動作のための空吐出によって吐出された廃インクを吸収して収容可能な廃インク回収体２８とが格納されている。また、インクカセット２５の外装は通常プラスチックのモールド成型などによって形成されるもので、そのサイズはケーシング２６に形成された収容部２６Ａの形状に合わせてある。
【００３１】このようにインクを収容したインクカセット２５と、該インクカセット２５を収納するケーシング２６との二部品構成とすることで、インクを使用した後、新たなインクカセット２５をケーシング２６に挿着するだけでよく、ケーシング２６は再使用できるので、ランニングコストの低減に貢献できる。また、情報を伝達する情報媒体３２を交換することがないので、本体装置との接合部の精度も十分に維持される。
【００３２】図４は、図３にて示したインクカセット２５とケーシング２６とからなるインクカートリッジ４をインクジェット記録装置のインクカートリッジ受入部４０に装着するときの状態を示すが、図２に示したインクカートリッジ３４もこれと同様な構成を有することは言うまでもない。ここで、ケーシング２６のレール３３とインクジェット記録装置のカートリッジ挿入口２１に設けられたガイド４１とが精度良く噛み合ってインクカートリッジ４が矢印方向に挿入されるとキャップ部材３１にインクカートリッジ受入部４０に設置された中空のインク針２０が差し込まれることにより、インク袋２７内のインクがインクジェット記録装置内に供給可能になる。
【００３３】また、インクの再充填操作などで記録ヘッド１から強制的に排出されたインクは、記録装置本体に設置されたチューブ４２ａを通り、孔４３ａ，４４を介して廃インク回収体２８に回収される。さらに、前述した回復操作によって排出される廃インクは、記録装置本体に設置されたチューブ４２ｂを通り、孔４３ｂ，４４を介して廃インク回収体２８に回収される。つまり、上述したチューブ４２ａ，４２ｂが本発明の回収経路に相当し、孔４３ａ，４３ｂ，４４が本発明の接続部分に相当する。さらにまた、インクカートリッジ４が完全にインクカートリッジ受入部４０に装着されると、後述するインクジェット記録装置本体側の制御部と電気的につながっている接続ピン４５と端子３２Ａとが一対一で接続され、情報媒体３２に書き込まれた制御情報をインクジェット記録装置本体のＣＰＵによってアクセスすることが可能となる。
【００３４】図５は、インクジェット記録装置側の制御系をインクカートリッジ３４との接続状態で示すもので、５０は中央処理装置であるＣＰＵ、５１はＲＯＭやＲＡＭなどの記憶装置であり、このような接続状態で記録装置に電源が投入されると、後述する手順に従って情報媒体３２内のデータがインタフェース５２を介して記憶装置５１に読み込まれる。なお、５３は記録装置本体の制御部、５４は入出力コントローラ、５５はヘッド駆動装置、５６はホストコンピュータに対するペリフェラルプログラマブルインタフェース（ＰＰＩ）、５７はデータバス、５８はアドレスバスである。
【００３５】図６に従って、インクカートリッジ３４が装着されたときの記録動作開始までの制御動作の手順について説明する。まず電源が投入されると、インクカートリッジ３４が装着されたか否かをステップＳ１で判断し、装着されていない場合にはステップＳ２で例えば警告ランプによりその装着されていない警告を行う。また、ステップＳ１で装着されていると判断した場合にはステップＳ３に進み、記憶装置５１のＲＯＭからデータを読み取る。そして、ステップＳ４でそのデータがないか否かの判断により、なければステップＳ５に分岐して警告ランプなどにより表示し、データがある場合にはステップＳ６に進んで情報媒体３２に格納されている駆動条件を記憶装置５１のＲＡＭに転写する。かくしてステップＳ７で転写されたデータに基づき、その条件およびシーケンスで記録ヘッド１を予備加熱した上、ステップＳ８で記録が可能となったか否かを判断し、可能との判断に基づいてステップＳ９で記録実施のフローに移行する。
【００３６】なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもバブルジェット方式の記録ヘッドや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，高精細化が達成できるからである。
【００３７】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４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。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液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１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を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。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１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４３４５２６２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、さらに優れた記録を行うことができる。
【００３８】記録ヘッドの構成としては、上述の明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他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号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。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号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、記録を確実に効率よく行いうるからである。
【００３９】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の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適用できる。そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合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１個の記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
【００４０】また、本発明に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、予備的な補助手段など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，加圧または吸引手段，電気熱変換体また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う予備吐出モードを行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００４１】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。
【００４２】さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】本発明のインクカートリッジによると、インクを使い切った後、インクカートリッジの交換時にその内部に収容されているインク収納体と廃インク回収体とを交換し、情報媒体が装着されたケーシングをそのまま再利用することができる。
【００４４】また、インク収納体に収納されたインクがなくなった場合、ケーシングの一部を構成する第２部材を開放することにより、ケーシングの一部を構成する第１部材から廃インク回収体と、インク供給用の針状部材が差し込まれる接続部を有するインク収納体とを容易に取り外すことができ、逆にインクが貯留された新規なインク収納体と新規な廃インク回収体とを第１部材に嵌め込んで第２部材を閉じるだけで、これらの取り付けを容易に行うことができる。この場合、インク供給用の針状部材が差し込まれるインク収納体の接続部も新しくなっているため、ケーシングを再利用してもインク供給用針状部材との接続部分でインク漏れなどが発生しない。
【００４５】しかも、情報媒体を装着したケーシングを再利用しているので、情報媒体の位置精度も良好に保つことができ、インクジェット記録装置の電極との位置決めを改めて行なずともこれらを安定した接続状態に維持できる。
【００４６】このように、情報媒体が装着されたケーシングを再利用（リサイクル）することにより、ランニングコストの低減のみならず、資源の有効利用にも寄与しつつ、インク供給の信頼性を確保したインクカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインクカートリッジが組み込まれるインクジェット記録装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置に組み込まれる本発明によるインクカートリッジの一実施例の分解斜視図である。
【図３】図１に示したインクジェット記録装置に組み込み可能なインクカートリッジの参考例の分解斜視図である。
【図４】図３に示したインクカートリッジとインクジェット記録装置との接続部分の概略構造を表す破断斜視図である。
【図５】図１，図２に示した実施例におけるインクジェット記録装置とインクカートリッジとの間で情報を授受するための回路を表すブロック図である。
【図６】図１，図２，図５に示した実施例における記録操作のための制御手順を表すフローチャートである。
【図７】インクジェット記録ヘッドの概略構成を示し、（Ａ）がその正面図、（Ｂ）が（Ａ）中のＸ−Ｙ矢視断面図である。
【図８】記録ヘッドの電気熱変換体にパルス状の電気信号を入力した際の熱作用面の表面温度と発生する気泡の体積の時間的変化との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
１ 記録ヘッド
２ キャリッジ
３ 案内軸
４ インクカートリッジ
５ 記録シート
６ 固定プラテン
７ フィードローラ
８ ピンチローラ
９ ピンチローラホルダ
１０ 上部ガイド
１１ 下部ガイド
１２ 排出ローラ
２０ 中空針
２１ カートリッジ挿入口
２２ カートリッジガイド
２３ 回復手段
２５ インクカセット
２６ ケーシング
２６Ａ 収容部
２７ インク袋
２８ 廃インク回収体
２９ 嵌合凹部
３０ 嵌合凸部
３１ キャップ部材
３２ 情報媒体
３２Ａ 端子
３３ レール
３４ インクカートリッジ
３５ インクカセット
３６ ケーシング
３６Ａ 収容部
３７ 上蓋
３８ 仕切り壁
４０ インクカートリッジ受入部
４１ ガイド
４２，４２ａ，４２ｂ チューブ
４３，４３ａ，４３ｂ，４４ 孔
４５ 接続ピン
５０ ＣＰＵ
５１ 記憶装置
５２ インタフェース
５３ 制御部
５４ 入出力コントローラ
５５ ヘッド駆動装置
５６ ペリフェラルプログラマブルインタフェース（ＰＰＩ）
５７ データバス
５８ アドレスバス
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インクを吐出する記録ヘッドを有する記録部に対して着脱自在であって、記録媒体に吐出されるインクを貯溜するインクカートリッジにおいて、前記記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用針状部材が差し込まれる接続部を有し、インクを貯溜するインク収納体と、記録に使用されずに回収されるインクを保持する廃インク回収体と、前記インク収納体が収容される第１部材およびこの第１部材に対して開閉可能な第２部材を有するケーシングと、このケーシングの前記第１部材の外装の一部に配された情報媒体とを具え、前記ケーシングに対して前記インク収納体および前記廃インク回収体を交換可能としたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】 前記インク収納体は第１嵌合部をさらに有し、前記ケーシングの前記第１部材はこの第１嵌合部と嵌合し合う第２嵌合部を有することを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】 前記ケーシングは、記録に使用されないインクを前記廃インク回収体に導く回収経路にそれぞれ接続する２つの接続部分をさらに有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項４】 前記ケーシングは、前記インク収納体と前記廃インク回収体とを隔てる仕切りをさらに有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項１】 インクを吐出する記録ヘッドを有する記録部に対して着脱自在であって、記録媒体に吐出されるインクを貯溜するインクカートリッジにおいて、前記記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給用針状部材が差し込まれる接続部を有し、インクを貯溜するインク収納体と、記録に使用されずに回収されるインクを保持する廃インク回収体と、前記インク収納体が収容される第１部材およびこの第１部材に対して開閉可能な第２部材を有するケーシングと、このケーシングの前記第１部材の外装の一部に配された情報媒体とを具え、前記ケーシングに対して前記インク収納体および前記廃インク回収体を交換可能としたことを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項２】 前記インク収納体は第１嵌合部をさらに有し、前記ケーシングの前記第１部材はこの第１嵌合部と嵌合し合う第２嵌合部を有することを特徴とする請求項１に記載のインクカートリッジ。
【請求項３】 前記ケーシングは、記録に使用されないインクを前記廃インク回収体に導く回収経路にそれぞれ接続する２つの接続部分をさらに有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のインクカートリッジ。
【請求項４】 前記ケーシングは、前記インク収納体と前記廃インク回収体とを隔てる仕切りをさらに有することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のインクカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図７】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図８】
【図２】
【図７】
【図３】
【図４】
【図６】
【図５】
【図８】
【公開番号】特開２００１−３５３８８２（Ｐ２００１−３５３８８２Ａ）
【公開日】平成１３年１２月２５日（２００１．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−１２４４１７（Ｐ２００１−１２４４１７）
【分割の表示】特願平２−２２１７５の分割
【出願日】平成２年２月２日（１９９０．２．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１３年１２月２５日（２００１．１２．２５）
【国際特許分類】
【分割の表示】特願平２−２２１７５の分割
【出願日】平成２年２月２日（１９９０．２．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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