JP2010006074A

JP2010006074A - 液体吐出装置及び液体吐出装置本体

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Publication number: JP2010006074A
Application number: JP2009195696A
Authority: JP
Inventors: Yoichiro Shimizu; 陽一郎清水; Hirotake Nakamura; 宙健中村
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2010-01-14
Anticipated expiration: 2027-03-29
Also published as: JP4488113B2

Abstract

【課題】液体カートリッジ内の液体の使い切り性を向上させる。
【解決手段】液体カートリッジ２９が、液体供給孔５０ａと、液体供給室４５と、第１の連通孔４８ａを介して連通する第１の液体貯留室４３と、該第１の液体貯留室４３を大気に開放する第１の大気開放孔６２ａとを有し、装置本体３Ａのサブタンク２７が、液体流入孔７３ａと、第２流路壁７４で区画された液体流入孔７３ａに連通する液体流入室８１と、液体流入室８１と第２流路壁７４に形成された第２の連通孔８３を介して連通して液体流出孔７６ａから流出させる液体を貯留する第２の液体貯留室８５と、第２の液体貯留室８５に連通し、第２の液体貯留室８５を大気に開放する第２の大気開放孔７８とを有しており、装着部２８に液体カートリッジ２９が装着された状態で、第１の連通孔４８ａ、第２の連通孔８３及び液体流出孔７６ａを液体供給孔５０ａの下端よりもよりも下方に位置させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体カートリッジを装置本体に着脱自在に装着してなる液体吐出装置、及び、液体カートリッジが着脱される液体吐出装置本体に関するものである。

液体吐出装置の代表例として、インクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタは、インクカートリッジを着脱自在に装着する装着部、インクを吐出するヘッド、ヘッドにインクを供給するインク供給路を備えるプリンタ本体と、このプリンタ本体の装着部に装着されるインクカートリッジとから構成されている。インクカートリッジは、インク貯留空間と、そのインク貯留空間から外部にインクを供給するインク供給孔と、インク貯留空間に大気を導入する大気連通孔とを備えて構成される。

一般にインクジェットプリンタは、インクカートリッジがインクジェットプリンタの装着部に装着されるとインク供給孔がインク供給路に接続され、インクカートリッジ内のインクをインク供給路に流入させる構成となっており、インク供給孔からインク供給路を経由してヘッドのインク吐出孔に至る流路は常にインクが充満された状態とされる。そして、インク吐出孔からインクが吐出されると、その吐出分に相当する量のインクがインクカートリッジからインク供給路にインクが流れ込むようになっている。この構成によれば、インクカートリッジ内の液面がインク供給孔の高さ位置まで降下すると、大気連通孔から導入されたエアがインク供給孔からインク供給路に侵入するため、インク供給路にインクを補充することができなくなる。インク供給孔がインクカートリッジの内部空間の底面（内部空間において最も低い位置となる面）に設けられた形態であれば、インクを使い切るまでエアが侵入することはないが、例えば、インク供給孔がインクカートリッジの内部空間の側面に設けられた形態である場合には、インク供給孔の高さ位置よりも下方に使い切れないインクが残留しているのにも関わらず、インクカートリッジを新品に交換しなければならなかった。この問題を解決するため、本発明の発明者らは、インクカートリッジの内部空間に、インク供給孔に連通するインク供給室と、インク供給室とは別の室であるインク貯留室を区画し、これらの室を連通孔によって連通させ、さらに、連通孔をインク供給孔よりも下方に位置させたインクカートリッジを提案した。このインクカートリッジは、インク液面がインク供給孔よりも降下しても連通孔より高ければ、エアがインク供給路に侵入することはないので、インクの使い切り性の向上が図られている。

ところで、前述したインクジェットプリンタにおいては、インクカートリッジの着脱される際のインクカートリッジが装着されていない時にも、インク供給路にエアが侵入するおそれがある。そこで、インクカートリッジ内のインクを使い切ってもインク供給路にエアが混入しないように、インクカートリッジとインク供給路との間に大気開放されたサブタンクを設けて構成されるインクジェットプリンタ（プリンタ本体）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このサブタンクは、インクを貯留する内部空間、カートリッジが装着された状態においてインクカートリッジのインク供給孔と接続されるインク流入孔、及びインク供給路の上流端が接続されるインク流出孔を有するとともに、内部空間を大気に連通させる大気開放孔を有してなる。

特開２００５−６６９０６号公報

本発明者らは、インクの使い切りとの向上とインク供給路へのエアの侵入防止をともに達成するため、前述した特許文献１に記載されているような、インクカートリッジとインク供給路との間に大気開放されたサブタンクを備えたインクジェットプリンタ本体に、前述した本発明の発明者らによって検討されたインクカートリッジを使用することを検討している。図６は、その検討中のインクジェットプリンタ装置を示したものであり、インク貯留室９４３及びインク供給室９４５を有し、インク供給孔９５０ａよりも下方の位置に連通孔９４８ａを設けたインクカートリッジ９２９が、上記のサブタンク９２７を備えたプリンタ本体９０３Ａに装着された状態を垂直断面図で示している。なお、インクカートリッジ９２９の容量は、サブタンク９２７の容量に対して十分に大きい。新品のインクカートリッジ９２９が装着されると、水頭圧によりインクカートリッジ９２９からサブタンク９２７の内部空間９７０にインク１００が流入し、図６（ａ）に示すようにインク貯留室９４３内の液面とサブタンク内部空間９７０の液面とが同一高さに揃う。これら液面は、ヘッドによるインクの吐出に伴って同一高さに揃ったまま降下し、図６（ｂ）に示すようにサブタンク９４３のインク流入孔９７３ａ、すなわち、インクカートリッジ９２９のインク供給孔９５０ａの高さ位置に達する。この状態でインクが吐出されると、インク流入孔９７３ａからインク供給室９４５側へとエアが入り込み、インク供給室９４５内においてインク供給孔９５０ａよりも上側の空間に貯留されているインク１００が消費され、図６（ｃ）に示すようにインク供給室９４５内の液面がインク供給孔９５０ａの高さ位置に達する。この状態でインクが吐出されると、サブタンク９２７内のインクが消費され、図６（ｄ）に示すようにサブタンク９２７内の液面がインク流出孔９７６ａの高さ位置まで降下するまでは、ヘッドにインクを供給可能となる。

一方、インク貯留室９４３内の液面は、図６（ｂ）に示す状態から降下せず、インク供給孔９５０ａよりも下方に使い切れないインク１００が残留してしまう。このように、インクカートリッジ９２９が、インクの使い切り性を良くするために、インク貯留室９４３、インク供給室９４５及び連通孔９４８ａを有した構造となっていても、この構造を有効に活用することができなくなる。

そこで、本発明は、液体カートリッジから水頭圧により液体が流入する大気開放されたサブタンクを備える構成において、液体カートリッジ内の液体の使い切り性を向上させることができる液体吐出装置、及び液体吐出装置本体を提供することを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液体吐出装置は、外部に液体を供給する液体供給孔を備える液体カートリッジと、該液体カートリッジが着脱される装置本体と、からなる液体吐出装置であって、前記装置本体は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体カートリッジが装着される装着部と、該装着部に装着された前記液体カートリッジから供給される液体を流入させる液体流入孔、及び前記液体吐出ヘッドに向けて液体を流出する液体流出孔を有するサブタンクと、を備え、前記液体カートリッジは、第１流路壁で区画された前記液体供給孔に連通する液体供給室と、該液体供給室と前記第１流路壁に形成された第１の連通孔を介して連通する第１の液体貯留室と、該第１の液体貯留室に連通し、該第１の液体貯留室を大気に開放する第１の大気開放孔と、を有し、前記サブタンクは、第２流路壁で区画された前記液体流入孔に連通する液体流入室と、該液体流入室と前記第２流路壁に形成された第２の連通孔を介して連通するとともに、前記液体流出孔から流出させる液体を貯留する第２の液体貯留室と、該第２の液体貯留室に連通し、該第２の液体貯留室を大気に開放する第２の大気開放孔と、を有し、前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記第１の連通孔、前記第２の連通孔、及び前記液体流出孔が、前記液体供給孔の下端よりも下方に位置するよう構成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、新品の液体カートリッジが装着部に装着されると、水頭圧により第１の液体貯留室から第２の液体貯留室に液体が流れ込み、これらの室内の液面が同一高さに揃う。そして、液体吐出ヘッドにより液体が吐出されると、両室内の液面は、同一高さに揃ったまま降下していく。そして、第１の液体貯留室内の液面は、液体供給孔をよりも下方に降下し、第１の連通孔、第２の連通孔及び液体流出孔の中で最も上方に位置する孔の高さで止まる。このように、第１の液体貯留室内の液面を少なくとも液体供給孔よりも下方に降下させることができ、液体の使い切り性のよい液体吐出装置を提供することができる。

前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記第２の連通孔が、前記第１の連通孔と同一高さに、又はそれよりも下方に位置するよう構成されていてもよい。また、前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記液体流出孔が、前記第１の連通孔と同一高さに、又はそれよりも下方に位置するよう構成されていてもよい。
上記構成によれば、第１の液体貯留室内の液面を、第１の連通孔まで降下させることができ、液体の使い切り性がよくなる。

前記液体流出孔は、前記第２の連通孔と同一高さ、又はそれよりも下方に位置してもよい。また、前記第２の連通孔が、前記液体流入室の底面及び前記第２の液体貯留室の底面とほぼ同じ高さに形成されていてもよい。
上記構成によれば、サブタンク側の液体の使い切り性の向上を図ることができる。

また、本発明に係る液体吐出装置本体は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、外部に液体を供給する液体供給孔と、第１流路壁で区画された前記液体供給孔に連通する液体供給室と、該液体供給室と前記第１流路壁に形成された第１の連通孔を介して連通する第１の液体貯留室と、該第１の液体貯留室に連通し、該第１の液体貯留室を大気に開放する第１の大気開放孔と、を有する液体カートリッジが着脱自在に装着される装着部と、前記装着部に装着された前記液体カートリッジから供給される液体を流入させる液体流入孔、及び前記液体吐出ヘッドに向けて液体を流出する液体流出孔を有するサブタンクと、を備える液体吐出装置本体であって、前記サブタンクは、第２流路壁で区画された前記液体流入孔に連通する液体流入室と、該液体流入室と前記第２流路壁に形成された第２の連通孔を介して連通するとともに、前記液体流出孔から流出させる液体を貯留する第２の液体貯留室と、該第２の液体貯留室に連通し、該第２の液体貯留室を大気に開放する大気開放孔と、を有し、前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記第１の連通孔、前記第２の連通孔、及び前記液体流出孔が、前記液体供給孔の下端よりも下方に位置するよう構成されていることを特徴とする。

上記構成によれば、新品の液体カートリッジが装着部に装着されると、まず、水頭圧により第１の液体貯留室から第２の液体貯留室に液体が流れ込み、これらの室内の液面が同一高さに揃う。そして、液体吐出ヘッドによりインクが吐出されると、両室内の液面は、同一高さに揃ったまま降下していく。そして、第１の液体貯留室内の液面は、液体供給孔をよりも下方に降下し、第１の連通孔、第２の連通孔及び液体流出孔の中で最も上方に位置する孔の高さで止まる。このように、第１の液体貯留室内の液面を少なくとも液体供給孔よりも下方に降下させることができ、液体の使いきり性のよい液体吐出装置本体を提供することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、液体カートリッジに貯留される液体の使い切り性が向上する。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタ（液体吐出装置）のプリンタ本体（装置本体）を有する複合機を示す斜視図である。プリンタ本体にメインタンク（液体カートリッジ）を装着してなるインクジェットプリンタを模式的に説明する上記複合機の一部断面図である。図２に示すインクジェットプリンタのメインタンク及びサブタンクの垂直断面図である。図３の模式図であって、インクジェットヘッドによるインク吐出に伴うメインタンク及びサブタンク内のインクの液面の変化を表す作用説明図である。本発明の第２実施形態に係るインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドによるインク吐出に伴うメインタンク及びサブタンク内のインクの液面の変化を表す作用説明図である。従来のインクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドによるインク吐出に伴うメインタンク及びサブタンク内のインクの液面の変化を表す作用説明図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るプリンタ本体３Ａ（装置本体・液体吐出装置本体）を有する複合機１を示す斜視図である。図１に示すように、複合機１は、プリンタ機能やスキャナ機能やコピー機能やファクシミリ機能を有するものであり、その筐体２の下部にプリンタ本体３Ａを有すると共にその筐体２の上部にスキャナ４を有している。筐体２の正面には開口５が形成されており、その開口５の下段にプリンタ本体３Ａの給紙トレイ６が設けられ、上段にプリンタ本体３Ａの排紙トレイ７が設けられている。プリンタ本体３Ａの正面側の右下部には開閉蓋８が設けられており、開閉蓋８の内側にはメインタンク２９（液体カートリッジ）が着脱自在に装着されるメインタンク装着部２８（図２参照）が設けられている。このプリンタ本体３Ａのメインタンク装着部２８にメインタンク２９が装着されてインクジェットプリンタ３（液体吐出装置）が構成される。複合機１の上部正面側には、プリンタ本体３Ａやスキャナ４等を操作するためのオペレータパネル１０が設けられている。また、複合機１は、外部のパーソナルコンピュータ１１（図２参照）に接続されており、そのパーソナルコンピュータ１１からドライバを介して送信される指示に基づいて動作可能となっている。

図２はインクジェットプリンタ３を模式的に説明する一部断面図である。図２に示すように、給紙トレイ６の上側には、給紙トレイ６に積載された記録用紙１２のうち最上層のものを搬送路１３へ供給する給紙駆動ローラ１４が設けられている。搬送路１３は、給紙トレイ６の背面側から上方へ向かった後に正面側へ向けてＵターンし、印刷領域１５を通過して排紙トレイ７へと導かれている。

印刷領域１５には、画像記録ユニット１６が設けられている。画像記録ユニット１６の下方には、用紙サイズより大きいプラテン１７が配設されている。画像記録ユニット１６の上流側には、搬送路１３を流れる記録用紙１２を狭持してプラテン１７上へ搬送する搬送ローラ１８及びピンチローラ１９が設けられている。画像記録ユニット１６の下流側には、印刷が行われた記録用紙１２を狭持して排紙トレイ７（図１参照）へ搬送する排紙ローラ２０及びピンチローラ２１が設けられている。

画像記録ユニット１６は、多数のノズルからインク（液体）をプラテン１７に向けて吐出する公知の圧電駆動式のインクジェットヘッド２２（液体吐出ヘッド）と、インクジェットヘッド２２へ供給するインクを貯留するバッファタンク２３と、インクジェットヘッド２２を駆動制御するヘッド制御基板２４と、これらを搭載するキャリッジ２５とを有している。バッファタンク２３には、後述するサブタンク２７がインク供給チューブ２６を介して接続されている。なお、バッファタンク２３を設けずにインク供給チューブ２６が直接インクジェットヘッド２２にインクを供給する構成であってもよい。サブタンク２７に隣接する位置にはメインタンク装着部２８が設けられており、そのメインタンク装着部２８には前述した開閉蓋８が取り付けられている。また、メインタンク装着部２８には、メインタンク２９が装着された状態でメインタンク２９のインク残量を光学的に検出する残量検出センサ３０が設けられている。

なお、残量検出センサ３０には、制御装置３１が接続されている。制御装置３１は、メインタンク２９のインク残量の検出作業、インクジェットヘッド２２のインク吐出動作、記録用紙１２の給排紙動作等、インクジェットプリンタ３の各種作業の制御を実行する。制御装置３１は、演算処理装置であるＣＰＵや、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭや、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭや、書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ等のメモリや、パーソナルコンピュータ１１等を接続可能な入出力インターフェース等で構成されている。オペレータは、パーソナルコンピュータ１１を利用して、制御装置３１にインクジェットプリンタ３によって記録させたい画像の情報を送信することができ、制御装置３１からインク残量の情報を受信することができる。

図３は図２に示すインクジェットプリンタ３のメインタンク２９及びサブタンク２７の垂直断面図である。

図３に示すように、メインタンク２９は、インク１００を貯留する第１インク貯留室４３（第１の液体貯留室）を有している。メインタンク２９のサブタンク２７と対向する面（図３右側面）の下部には、開口部４４と、その開口部４４に連続する筒状のバルブ収容室４５（液体供給室）とが設けられている。バルブ収容室４５は、開口部４４からメインタンク２９の内部に向かって延設されており、そのバルブ収容室４５にはインク供給バルブ４６が収容されている。バルブ収容室４５の奥面にはバルブ孔４７が形成されており、そのバルブ孔４７の周囲からメインタンク２９の内部に向かって中空円錐状のカバー部４８が突設されている。カバー部４８の下部には第１連通孔４８ａ（第１の連通孔）が形成されており、バルブ収容室４５はバルブ孔４７及び第１連通孔４８ａを介して第１インク貯留室４３に連通している。バルブ孔４７には逆止弁４９が設けられており、この逆止弁４９はバルブ収容室４５に対してインク貯留室４３が正圧となったときにバルブ孔４７を開放し、バルブ収容室４５に対してインク貯留室４３が負圧となったときにバルブ孔４７を閉鎖する。また、開口部４４には環状のシール部材５０が設けられており、シール部材５０の中心には無負荷時に弾性により縮径するインク供給孔５０ａ（液体供給孔）が形成されている。このインク供給孔５０ａにより、バルブ収容室４５及び第１ンク貯留室４３が外部に連通される。

メインタンク２９の内部には、センサーアーム５３が支持部５２により揺動可能に支持されている。センサーアーム５３の一端にはインクの液面に浮上可能に成形されたフロート部５５が設けられ、センサーアーム５３の他端には遮蔽部５４が設けられている。なお、メインタンク２９のサブタンク２７側の部分に第１インク貯留室４３に連続して形成して凹部４２が形成されている。メインタンク２９がメインタンク装着部２８に装着された状態では、凹部４２が残量検出センサ３０の発光素子と受光素子の間に挟まれる。凹部４２の両側壁には、発光素子からの光を透過可能な半透明材から成形された２つの光透過部５１が設けられている。第１インク貯留室４３内のインク残量が多いときには、遮蔽部５４が凹部４２の底面に当接してセンサーアーム５３の揺動が規制される。この状態では、遮蔽部５４が両光透過部５１の間に位置して発光素子からの光が受光素子に到達せず、制御装置３１には、受光素子から十分にインクが残っていることを示す検出信号が入力される。インク貯留室４３内のインク残量が少なくなると、液面の降下に伴ってフロート部５５が降下し、遮蔽部５４が凹部４２から外側に退避する。この状態では、発光素子からの光が光透過部５１を透過して受光素子に到達し、制御装置３１には、受光素子からインク残量が所定値まで減ったことを示す検出信号が入力される。

また、メインタンク２９のサブタンク２７と対向する面の上部には、開口部６０と、その開口部６０に連続する筒状のバルブ収容室６１とが設けられている。開口部６０には環状のシール部材６２が設けられており、シール部材６２の中心には大気開放孔６２ａが形成されている。バルブ収容室６１は開口部６０からメインタンク２９の内部に向かって延設されており、そのバルブ収容室６１には大気開放バルブ６３が収容されている。大気開放バルブ６３は、大気開放孔６２ａを貫通してサブタンク２７側に向けて突出するロッド部６３ａと、ロッド部６３ａの奥端部から径方向外側に突出するフランジ部６３ｂとを有している。大気開放バルブ６３は、フランジ部６３ｂが大気開放孔６２ａを封止すべくシール部材６２に接触するように付勢されている。ロッド部６３ａには、その延在方向に沿って溝部６３ｃが設けられており、フランジ部６３ｂがシール部材６２から離反した状態では溝部６３ｃを介してバルブ収容室６１が大気開放される。バルブ収容室６１の奥面には連通孔６４が形成されており、バルブ収容室６１は連通孔６４を介してインク貯留室４３の上層に形成される空気層に連通している。

図３に示すように、サブタンク２７は、その内部空間７０として下部領域７０ａと上部領域７０ｂとを有している。下部領域７０ａは、その上部が上壁部７１で終端しており、上壁部７１の一部に上下連通孔７１ａが形成されている。上下連通孔７１ａの周囲からは上部領域７０ｂを形成する筒状部７２が上方に向けて突出している。即ち、上部領域７０ｂの水平断面積は、下部領域７０ａの水平断面積よりも大幅に小さくなっている。サブタンク２７の外壁にはメインタンク２９側に向かって筒状のニードル部７３が突設されており、ニードル部７３は下部領域７０ａに向かって開口するインク流入孔７３ａ（液体流入孔）を有している。そして、ニードル部７３がメインタンク２９のシール部材５０のインク供給孔５０ａに挿入されることで、サブタンク２７の内部空間７０の下部領域７０ａがメインタンク２９のバルブ収容室４５及びインク貯留室４３と連通される構成となっている。さらに、サブタンク２７の外壁にはメインタンク２９と離反する方向に向かって突出部７５が突設されている。突出部７５は、その内部に下部領域７０ａの一部を構成する空間を有しており、その空間に連通する筒状のチューブ取付部８０が突出部７５の上壁から突出している。チューブ取付部８０は下部領域７０ａに向かって開口するインク流出孔７６ａ（液体流出孔）を有している。インク供給チューブ２６がチューブ取付部８０に接続されることで、サブタンク２７の内部空間７０の下部領域７０ａがインク供給チューブ２６を介して画像記録ユニット１６のバッファタンク２３（図２参照）に連通される構成となっている。なお、サブタンク２７は、筒状部７２の上端に連続して上部領域７０ｂに連通するラビリンス流路７７を有している。このラビリンス流路７７はサブタンク２７の上部に形成された大気開放孔７８に連通しており、この大気開放孔７８により内部空間７０が大気に開放される。

また、サブタンク２７には、インク流入孔７３ａと対向する位置において、上壁部７１から下方に流路壁７４が垂設されている。この流路壁７４により、下部領域７０ａがインク流入孔７３ａが開口するインク流入室８１と、上下連通孔７１ａ及びインク流出孔７６ａが開口するインク流出室８２とに区画されている。両室８１，８２は、面一となっている両室８１，８２の底面７９の近傍に形成された第２連通孔８３により互いに連通されている。連通孔８３は、流路壁７４の下端と底面７９との間にスリット状に延びて形成されている。

図３に示すように、第１連通孔４８ａは、インク供給孔５０ａよりも下方に位置している。また、メインタンク２９がメインタンク装着部２８に装着された状態において、インク流入孔４７ａは、インク供給孔５０ａと同一高さに位置する。第２連通孔８３及びインク流出孔７６ａは、第１連通孔４８ａよりも下方に位置している。なお、インク流出孔７６ａは、第２連通孔８３よりも下方に位置している。

図４は図３の模式図であって、インクジェットヘッド２２のインク吐出に伴うメインタンク２９及びサブタンク２７内のインク１００の液面の変化を表す作用説明図である。なお、インクカートリッジ２９の容量は、サブタンク２７の容量に対して十分に大きい。新品のメインタンク２９においては、インク貯留室４３の内部にインク１００が貯留され、バルブ収容室４５内がインクで満たされた状態となっている。インクの液面は、インク供給孔５０ａよりも上方に位置している。この新品のメインタンク２９がメインタンク装着部２８に装着されると、インク供給孔５０ａにニードル部７３が挿入されると共に、インク供給バルブ４６及び逆止弁４９が開弁し、メインタンク２９の第１インク貯留室４３及びバルブ収容室４５と、サブタンク２７のインク貯留空間７０とが連通される。また、サブタンク２７のインク貯留空間７０は、大気開放孔７８を介して大気に連通されている一方、メインタンク２９においても、ロッド部６３ａがサブタンク２７に押し付けられることで大気開放バルブ６３が開弁して第１インク貯留室４３が大気に開放される。このため、メインタンク２９の装着時に、ニードル部７３にエアが混入しても、そのエアがサブタンク２７のインク貯留空間７０に流入して大気に逃げ、メインタンク２９側からサブタンク２７側へとインク１００がスムーズに流入する。このとき、水頭圧により、メインタンク２９側では、バルブ収容室４５内がインクで満たされた状態を維持したままで第１インク貯留室４３内の液面が降下していく一方、サブタンク２７側では、下部領域７０ａの液面が上昇していく。サブタンク２７内の液面が上壁部７１まで達する（すなわち、インク流入室８１内がインクで満たされる）と、さらに、上下連通孔７１ａを介して連通する上部領域７０ｂ内で液面が上昇していく。図４（ａ）に示すように、インク１００は、第１インク貯留室４３内の液面と、上部領域７０ｂ内の液面とが同一高さに揃うまでサブタンク２７側へと流れていく。以下では、上下連通孔７１ａにより連通される下部領域７０ａのインク流出室８２と上部領域７０ｂとをまとめて、第２インク貯留室８５（第２の液体貯留室）と称して説明する。

この状態からインクジェットヘッド２２によりインクが吐出されると、その吐出分に相当するインクが第２インク貯留室８５からインク供給チューブ２６に向けて流れるので、第１及び第２インク貯留室４３，８５の液面が同一高さに揃ったままで降下していく。なお、サブタンク２７において、第２インク貯留室８５内の液面が上下連通孔７１ａの高さ位置まで降下した後は、インク流入室８１の液面は流路壁７４の作用により降下せず、第２インク貯留室８５（インク流出室８２）内の液面のみがさらに降下していく。一方、メインタンク２９において、第１インク貯留室４３内の液面がインク供給孔５０ａの高さ位置まで降下した後は、バルブ収容室４５内がインクで満たされている状態を維持して、第１インク貯留室４３内の液面のみがさらに降下していく。そして、図４（ｂ）に示すように、第１及び第２インク貯留室４３，８５内の液面が、インク供給孔５０ａの高さ位置を経て、第１連通孔４８ａの上端位置にまで達する。

この状態からインクジェットヘッド２２によりインクが吐出されると、バルブ収容室４５内におけるインク供給孔５０ａよりも上側の空間及びインク流入室８１内におけるインク流入孔７３ａよりも上側の空間に貯留されているインクが消費され、図４（ｃ）に示すように、バルブ収容室４５及びインク流入室８１内の液面がいずれも、インク供給孔５０ａ（インク流入孔７３ａ）の高さ位置まで降下する。

この状態からインクジェットヘッド２２によりインクが吐出されると、メインタンク２９内のインクを使うことはできず、インク流入室８１内の液面が降下する。サブタンク２７内のインクは、図４（ｄ）に示すように、その液面がインク流出孔７６ａの上端位置に降下するまで使うことができる。

以上説明した構成によれば、インクジェットプリンタ３（プリンタ本体３Ａ）が、大気連通孔７８により大気に開放されたサブタンク２７を備えており、メインタンク２９の装着時に混入するエアを逃がすことができる。そして、サブタンク２７のインク貯留空間７０に、インク流入孔７３ａが開口するインク流入室８１と、インク流出孔７６ａが開口すると共に第２連通孔８３によりインク流入室８１と連通する第２インク貯留室８５とを有している。そして、この第２連通孔８３及びインク流出孔７６ａが、第１連通孔４８ａよりも下方に位置しているため、第１インク貯留室４３内の液面を第１連通孔４８ａの上端位置まで降下させることができる。したがって、インクの使い切り性のよいインクジェットプリンタ３（プリンタ本体３Ａ）を提供することができる。

なお、インク流出孔７６ａは、第２連通孔８３よりも下方に形成されているため、サブタンク２７内のインクの使い切り性をよくすることができる。さらに、第２連通孔８３は、サブタンク２９の底面７９の近傍に位置しているため、同様にしてサブタンク２７内のインクの使い切り性をよくすることができる。

図５は本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッド１０３の液面の変化を示す作用説明図である。図５に示すように、第２実施形態では、プリンタ本体１０３Ａのサブタンク１２７に設けられる流路壁１７４が底面７９にまで達するように設けられており、流路壁１７４を貫通して第２連通孔１８３が形成されている。この第２連通孔１８３は、インク供給孔５０ａよりも下方に位置している一方、第１連通孔４８ａよりも上方に位置している。なお、第２実施形態の他の構成については第１実施形態と同一であり、この同一部分については同一符号を付して重複説明を省略する。

この第２実施形態においても、メインタンク２９がプリンタ本体１０３Ａのメインタンク装着部２８に装着されてインクジェットプリンタ１０３が構成されている。メインタンク装着部２８に新品のメインタンク（新品の液体カートリッジ）が装着されると、第１インク貯留室４３内のインクが、バルブ収容室４５とインク流入室８１とを介して、第２インク貯留室８５に流れ込む。これにより、第１インク貯留室４３内の液面は降下し、バルブ収容室４５はインクで満たされた状態を維持し、インク流入室８１はインクで満たされ、第２インク貯留室８５内の液面は上昇し、図５（ａ）に示すように、第１及び第２インク貯留室４３，８５内の液面が同一高さに揃う。この状態からインクジェットヘッド２２によりインクが吐出されると、第１及び第２インク貯留室４３，８５内の液面のみが降下し、図５（ｂ）に示すように、両室４３，８５内の液面が、インク供給孔５０ａの高さ位置を経て、第２連通孔１８３の上端位置まで降下する。

この状態からインクジェットヘッド２２によりインクが吐出されると、バルブ収容室４５内におけるインク供給孔５０ａよりも上側の空間及びインク流入室８１内におけるインク流入孔７３ａよりも上側の空間に貯留されているインクが消費され、図５（ｃ）に示すように、バルブ収容室４５及びインク流入室８１内の液面がいずれも、インク供給孔５０ａ（インク流入孔７３ａ）の高さ位置まで降下する。

この状態からインクジェットヘッド２２によりインクが吐出されると、メインタンク２９内のインクを使うことはできず、インク流入室８１内の液面が第２インク連通孔８３の下端位置まで降下する。サブタンク２７内のインクは、図５（ｄ）に示すように、第２インク貯留室８５（インク流出室８２）内の液面がインク流出孔７６ａの上端位置に降下するまで使うことができる。

この第２実施形態においても、第１実施形態に比べれば劣るものの、第１インク供給室４３内の液面を少なくともインク供給孔５０ａよりも下方に降下させることができ、インクの使い切り性が向上する。

なお、本発明の範囲は第１及び第２実施形態に限られず、第１の連通孔、第２の連通孔及びインク流出孔が、インク供給孔（インク流入孔）よりも下方に位置していれば、適宜変更可能である。また、第１及び第２実施形態では、大気開放孔７８は常に開放されるよう構成されているが、本発明はこれに限られることはなく、大気開放孔７８を開閉する弁を設け、必要に応じて弁を開閉するように構成してもよい。（例えば、メインタンク装着部２８にメインタンク２９が装着されていないときは弁が閉じ、メインタンク２９が装着されると弁が開く構成）また、液体吐出装置をインクジェットプリンタとして説明したが、カートリッジ型で液体を補充する形態の液体吐出装置であれば、他の液体吐出用途にも応用可能である。

３インクジェットプリンタ（液体吐出装置）
３Ａプリンタ本体（液体吐出装置本体、装置本体）
２２インクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）
２７サブタンク
２８メインタンク装着部
２９メインタンク（液体カートリッジ）
４３第１インク貯留室（第１の液体貯留室）
４５インク供給室（液体供給室）
４６カバー部（第１流路壁）
４８ａ第１連通孔（第１の連通孔）
５０ａインク供給孔（液体供給孔）
７０内部空間
７３ａインク流入孔（液体流入孔）
７４流路壁（第２流路壁）
７６ａインク流出孔（液体流出孔）
７９底面
８１インク流入室（液体流入室）
８２インク流出室
８３，１８３第２連通孔（第２の連通孔）
８５第２インク貯留室（第２の液体貯留室）
１００インク（液体）

Claims

外部に液体を供給する液体供給孔を備える液体カートリッジと、該液体カートリッジが着脱される装置本体と、からなる液体吐出装置であって、
前記装置本体は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体カートリッジが装着される装着部と、該装着部に装着された前記液体カートリッジから供給される液体を流入させる液体流入孔、及び前記液体吐出ヘッドに向けて液体を流出する液体流出孔を有するサブタンクと、を備え、
前記液体カートリッジは、第１流路壁で区画された前記液体供給孔に連通する液体供給室と、該液体供給室と前記第１流路壁に形成された第１の連通孔を介して連通する第１の液体貯留室と、該第１の液体貯留室に連通し、該第１の液体貯留室を大気に開放する第１の大気開放孔と、を有し、
前記サブタンクは、第２流路壁で区画された前記液体流入孔に連通する液体流入室と、該液体流入室と前記第２流路壁に形成された第２の連通孔を介して連通するとともに、前記液体流出孔から流出させる液体を貯留する第２の液体貯留室と、該第２の液体貯留室に連通し、該第２の液体貯留室を大気に開放する第２の大気開放孔と、を有し、
前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記第１の連通孔、前記第２の連通孔、及び前記液体流出孔が、前記液体供給孔の下端よりも下方に位置するよう構成されていることを特徴とする、液体吐出装置。
前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記第２の連通孔が、前記第１の連通孔と同一高さに、又はそれよりも下方に位置するよう構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出装置。
前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記液体流出孔が、前記第１の連通孔と同一高さに、又はそれよりも下方に位置するよう構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
前記液体流出孔は、前記第２の連通孔と同一高さ、又はそれよりも下方に位置することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出装置。
前記第２の連通孔が、前記液体流入室の底面及び前記第２の液体貯留室の底面とほぼ同じ高さに形成されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出装置。
液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
外部に液体を供給する液体供給孔と、第１流路壁で区画された前記液体供給孔に連通する液体供給室と、該液体供給室と前記第１流路壁に形成された第１の連通孔を介して連通する第１の液体貯留室と、該第１の液体貯留室に連通し、該第１の液体貯留室を大気に開放する第１の大気開放孔と、を有する液体カートリッジが着脱自在に装着される装着部と、
前記装着部に装着された前記液体カートリッジから供給される液体を流入させる液体流入孔、及び前記液体吐出ヘッドに向けて液体を流出する液体流出孔を有するサブタンクと、を備える液体吐出装置本体であって、
前記サブタンクは、第２流路壁で区画された前記液体流入孔に連通する液体流入室と、該液体流入室と前記第２流路壁に形成された第２の連通孔を介して連通するとともに、前記液体流出孔から流出させる液体を貯留する第２の液体貯留室と、該第２の液体貯留室に連通し、該第２の液体貯留室を大気に開放する大気開放孔と、を有し、
前記装着部に前記液体カートリッジが装着された状態で、前記第１の連通孔、前記第２の連通孔、及び前記液体流出孔が、前記液体供給孔の下端よりも下方に位置するよう構成されていることを特徴とする、液体吐出装置本体。