特開 2024-111242 システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024111242

(43)【公開日】2024-08-16

(54)【発明の名称】システム

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20240808BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 153

B41J2/175 121

B41J2/175 115

B41J2/175 301

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024100269

(22)【出願日】2024-06-21

(62)【分割の表示】P 2022133940の分割

【原出願日】2018-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】林 雅洋

(57)【要約】

【課題】タンク内の液面を検知するシステムで液体残量の誤検知の可能性を低くする。
【解決手段】複合機１０は、インクの貯留室３２、及び貯留室３２の大気への連通口３５を有するインクカートリッジ３０と、貯留室３２から開口１０９を通じて流入したインクが流通する内部空間１０７Ａを有する接続管１０７と、インクの貯留室１２１、開口１０９より下方に位置しており内部空間１０７Ａのインクが貯留室１２１へ流入する流入口１２６、及び貯留室１２１の大気への連通口１２４を有するタンク１０３と、貯留室１２１のインクを消費する記録部２４と、液面センサ５５とを備える。液面センサ５５は、貯留室１２１内の液面が開口１０９と流入口１２６との間の所定位置Ｐ１になったことを検知する。所定位置Ｐ１と開口１０９との間の貯留室１２１の水平断面積は、内部空間１０７Ａの水平断面積より大きい。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を貯留する第１貯留室、及び上記第１貯留室を大気に連通させる第１大気連通部を有するカートリッジと、
上記カートリッジが接続可能であり、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から液体が流入する開口、及び上記開口を通じて流入する液体が流通する流路を有する管と、
液体を貯留する第２貯留室、上記管に接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から上記流路を介して流通した液体が上記第２貯留室へ流入する流入口、及び上記第２貯留室を大気に連通させる第２大気連通部を有するタンクと、
上記タンクの上記第２貯留室から流出した液体を消費する消費部と、
上記第２貯留室に貯留された液体の液面の上下方向の位置が所定位置になったことを検知する検知部と、を備え、
上記管に接続された上記カートリッジの上記第１貯留室は上記第１大気連通部を通じて常に大気に連通されており、
上記第２貯留室の上端は、上記流路より上方にあり、
上記第２貯留室の下端は、上記流路より下方にあり、
上記開口は、上記流入口より上方にあり、
上記所定位置は、上記開口より下方且つ上記流入口より上方であり、
上記所定位置より上方且つ上記開口より下方において、上記第２貯留室の水平断面積は、上記流路の水平断面積より大きいシステム。

【請求項2】

上記第２貯留室において上記所定位置の液体の液面は１つである請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

上記管は、鉛直方向に延びる鉛直部を有しており、
上記所定位置は、上記鉛直部の上端より下方且つ上記鉛直部の下端より上方である請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

上記第２貯留室は、
第１部分と、
上記第１部分より上方であって上記第１部分より水平断面積の小さい第２部分と、を有しており、
上記流入口は、上記第１部分と連通しており、
上記検知部は、上記第２部分に貯留された液体の液面を検知する請求項１から３のいずれかに記載のシステム。

【請求項5】

上記第２部分の上端は、上記管の上端より上方にある請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

上記第２貯留室は、上記第２部分より上方であって上記第２部分より水平断面積の大きい第３部分を有する請求項４又は５に記載のシステム。

【請求項7】

上記検知部は、
上記第２貯留室において、上記所定位置に設けられたプリズムと、
上記プリズムへ向けて光を照射する発光部と、を備える請求項１から６のいずれかに記載のシステム。

【請求項8】

上記検知部は、
光を照射する発光部と、
上記第２貯留室に設けられており、上記第２貯留室に貯留された液体より比重が小さいフロートを有し、上記第２貯留室に貯留された液体の液面の上下方向の位置が上記所定位置になると、上記発光部によって照射された光の光路上の位置または上記光路から外れた位置の一方から他方へ移動する被検知部材と、を備える請求項１から６のいずれかに記載のシステム。

【請求項9】

上記タンクは、上記第２貯留室に貯留された液体が流出する流出口を有しており、
上記流出口は、上記流入口より下方に位置する請求項１から８のいずれかに記載のシステム。

【請求項10】

上記管は、鉛直方向に延びており、
上記カートリッジは、上記鉛直方向に沿って上記管と接続される請求項１から９のいずれかに記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カートリッジとタンクとの間で液体が流通するシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、カートリッジから水頭圧によってタンクへ液体を供給し、タンクから液体を消費するヘッド（消費部）へ液体を供給するシステムが開示されている。
特許文献１に開示されたシステムでは、カートリッジ内に設けられたセンサアームをセンサで検知することによって、カートリッジ内の液体残量を検知している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２３８７９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方で、カートリッジから水頭圧によってタンクに液体を供給するシステムでは、タンク内の液体残量を検知するものも知られている。タンク内の液体残量を検知する構成においては、例えば、タンク内の液体残量をセンサによって検知した場合に、その検知に対応させて、カートリッジ内の液体残量を検知する様なシステムが考えられる。しかしながら、この様なシステムでは、以下の問題が生じるおそれがある。

【0005】

上記システムにおいて、タンクからヘッドへ液体が供給されると、一時的に、タンク内の液面がカートリッジ内の液面より低くなる場合がある。そのため、例えば、カートリッジ内に液体が十分に残っているにもかかわらず、センサがタンク内の液面を検知することによって、カートリッジ内にタンクに供給可能な液体が残っていないと検知してしまう。
つまり、カートリッジ内の液体残量を誤検知してしまう。

【0006】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タンク内の液体残量を検知するシステムにおいて、液体残量の誤検知の可能性を低くすることができるシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

(1) 本発明に係るシステムは、液体を貯留する第１貯留室、及び上記第１貯留室を大気に連通させる第１大気連通部を有するカートリッジと、上記カートリッジが接続可能であり、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から液体が流入する開口、及び上記開口を通じて流入する液体が流通する流路を有する管と、液体を貯留する第２貯留室、上記管に接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から上記流路を介して流通した液体が上記第２貯留室へ流入する流入口、及び上記第２貯留室を大気に連通させる第２大気連通部を有するタンクと、上記タンクの上記第２貯留室から流出した液体を消費する消費部と、上記第２貯留室に貯留された液体の液面の上下方向の位置が所定位置になったことを検知する検知部と、を備える。上記第２貯留室の上端は、上記流路より上方にある。上記第２貯留室の下端は、上記流路より下方にある。上記開口は、上記流入口より上方にある。上記所定位置は、上記開口より下方且つ上記流入口より上方である。上記所定位置より上方且つ上記開口より下方において、上記第２貯留室の水平断面積は、上記流路の水平断面積より大きい。

【0008】

上記構成では、検知部が液面を検知する所定位置は、管の開口より下方且つタンクの流入口より上方にある。つまり、所定位置は、流路と同じ高さにある。よって、第２貯留室からの液体の流出によって液面が所定位置となり検知部によって検知された状態では、液面は、第２貯留室と流路とに存在する。

【0009】

ここで、上記構成では、所定位置より上方且つ開口より下方において、第２貯留室の水平断面積は、流路の水平断面積より大きい。そのため、液面が第２貯留室と流路とに存在する状態では、第２貯留室の液面は下がりにくい。よって、液面が所定位置となり検知部によって検知された状態では、第１貯留室に第２貯留室へ供給可能な液体が残っていない可能性が高い。つまり、第１貯留室に液体が十分に残っている状態で、第１貯留室に第２貯留室へ供給可能な液体が残っていないと検知してしまうような誤検知の可能性を低くすることができる。

【0010】

(2) 上記管は、鉛直方向に延びる鉛直部を有している。上記所定位置は、上記鉛直部の上端より下方且つ上記鉛直部の下端より上方である。

【0011】

上記構成によれば、上下方向における所定位置周辺において流路の液面の位置が変化し易くなる。これにより、水頭差によって流路の液面と第２貯留室の液面とが等しくなるまでの時間を短くすることができる。

【0012】

(3) 上記第２貯留室は、第１部分と、上記第１部分より上方であって上記第１部分より水平断面積の小さい第２部分と、を有している。上記流入口は、上記第１部分と連通している。上記検知部は、上記第２部分に貯留された液体の液面を検知する。

【0013】

上記構成によれば、カートリッジの第１貯留室からタンクの第２貯留室に供給可能な液体がなくなった後であっても、第２貯留室の第１部分に多くの液体が残る。そして、第１部分に残った液体を消費部へ供給することができる。

【0014】

また、上記構成によれば、所定位置は第１部分ではなく第２部分にあり、第２部分の水平断面積は第１部分の水平断面積より小さい。つまり、検知部は、水平断面積の小さい第２部分にある液面を検知する。そのため、所定位置が第１部分にある場合より、検知部による検知精度を高くすることができる。

【0015】

(4) 上記第２貯留室は、上記第２部分より上方であって上記第２部分より水平断面積の大きい第３部分を有する。

【0016】

上記構成によれば、第２貯留室が第３部分を有するため、第２貯留室に多くの液体を貯留することができる。

【0017】

(5) 例えば、上記検知部は、上記第２貯留室において、上記所定位置に設けられたプリズムと、上記プリズムへ向けて光を照射する発光部と、を備える。

【0018】

(6) 例えば、上記検知部は、光を照射する発光部と、上記第２貯留室に設けられており、上記第２貯留室に貯留された液体より比重が小さいフロートを有し、上記第２貯留室に貯留された液体の液面の上下方向の位置が上記所定位置になると、上記発光部によって照射された光の光路上の位置または上記光路から外れた位置の一方から他方へ移動する被検知部材と、を備える。

【0019】

(7) 上記タンクは、上記第２貯留室に貯留された液体が流出する流出口を有している。上記流出口は、上記流入口より下方に位置する。

【0020】

上記構成によれば、カートリッジの第１貯留室から流入口を通じてタンクの第２貯留室への液体が流入されなくなった後であっても、第２貯留室における流入口より下方且つ流出口より上方にある液体を消費部へ供給することができる。

【0021】

(8) 上記管は、鉛直方向に延びている。上記カートリッジは、上記鉛直方向に沿って上記管と接続される。

【0022】

上記構成によれば、流路の液面の位置が変化し易くなる。これにより、水頭差によって流路の液面と第２貯留室の液面とが等しくなるまでの時間を短くすることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、液体残量の誤検知の可能性を低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、プリンタ部１１の内部構造を模式的に示す縦断面図である。

【図2】図２は、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態を模式的に示す縦断面図である。

【図3】図３は、インクカートリッジ３０と、被検知部材５５Ｃを有する液面センサ５５を備えるタンク１０３とが接続された状態を模式的に示す縦断面図である。

【図4】図４は、インクカートリッジ３０と、鉛直部１０７Ｂを有する接続管１０７を備えるタンク１０３とが接続された状態を模式的に示す縦断面図である。

【図5】図５は、インクカートリッジ３０と、所定位置Ｐ１が第３部分１６３にあるタンク１０３とが接続された状態を模式的に示す縦断面図である。

【図6】図６は、インクカートリッジ３０と、流入口１２６が第２部分１６２と連通されたタンク１０３とが接続された状態を模式的に示す縦断面図である。

【図7】図７（Ａ）は、第１部分１６１及び第２部分１６２のみを有するタンク１０３を模式的に示す縦断面図であり、図７（Ｂ）は、直方体形状のタンク１０３を模式的に示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、複合機１０が使用可能に水平面に設置された姿勢（図１の姿勢であって、「使用姿勢」と表記することがある。）を基準として上下方向７が定義され、複合機１０の給送トレイ１５からシート１２が給送される方向を後方として前後方向８が定義され、複合機１０を前面から見て左右方向が定義される。図１～図７において、紙面の奥へ向かう向きが右向きである。本実施形態では、使用姿勢において、上下方向７が鉛直方向に相当し、前後方向８及び左右方向が水平方向に相当する。前後方向８及び左右方向９は、直交している。

【0026】

［第１実施形態］
［複合機１０の全体構成］
複合機１０（システムの一例）は、インクジェット記録方式でシート１２に画像を記録するプリンタ部１１を有している。また、複合機１０は、ファクシミリ機能、スキャン機能、及びコピー機能などの各種の機能を有していてもよい。図１に示されるように、プリンタ部１１は、給送トレイ１５と、排出トレイ１６と、給送ローラ２３と、搬送ローラ対２５と、排出ローラ対２７と、記録部２４と、プラテン２６とを有する。

【0027】

［給送トレイ１５、排出トレイ１６、給送ローラ２３］
図１に示されるように、給送トレイ１５は、各々が積層された複数のシート１２を支持する。排出トレイ１６は、給送トレイ１５の上方に配置されている。排出トレイ１６は、記録部２４及びプラテン２６の間から排出ローラ対２７によって排出されたシート１２を支持する。給送ローラ２３は、不図示のモータによって駆動されることによって、給送トレイ１５に支持されたシート１２を搬送路１７へ給送する。

【0028】

［搬送路１７］
搬送路１７は、ガイド部材１８、１９、記録部２４、プラテン２６等によって形成される空間を指す。ガイド部材１８、１９と、記録部２４及びプラテン２６とは、それぞれがプリンタ部１１の内部において所定間隔で対向する。搬送路１７は、給送トレイ１５の後端部から上方に延びつつＵターンし、記録部２４に対面する位置を経由して排出トレイ１６に至る経路である。搬送向きは、図１において一点鎖線の矢印で示されている。

【0029】

［搬送ローラ対２５］
搬送ローラ対２５は、搬送路１７に配置されている。搬送ローラ対２５は、互いに対向する搬送ローラ２５Ａ及びピンチローラ２５Ｂを備える。搬送ローラ２５Ａは、不図示のモータによって駆動される。ピンチローラ２５Ｂは、搬送ローラ２５Ａの回転に伴って連れ回る。シート１２は、モータの正転駆動力が伝達されて正回転する搬送ローラ２５Ａ及びピンチローラ２５Ｂに挟持されて、搬送向きに沿って搬送される。

【0030】

［排出ローラ対２７］
排出ローラ対２７は、搬送路１７における搬送ローラ対２５より搬送向きの下流に配置されている。排出ローラ対２７は、互いに対向する排出ローラ２７Ａ及び拍車２７Ｂを備える。排出ローラ２７Ａは、不図示のモータによって駆動される。拍車２７Ｂは、排出ローラ２７Ａの回転に伴って連れ回る。シート１２は、モータの正転駆動力が伝達されて正回転する排出ローラ２７Ａ及び拍車２７Ｂに挟持されて、搬送向きに沿って搬送される。

【0031】

［記録部２４、プラテン２６］
記録部２４（消費部の一例）及びプラテン２６は、図１に示されるように、搬送向きにおける搬送ローラ対２５及び排出ローラ対２７の間に配置されている。より詳細には、記録部２４及びプラテン２６は、搬送ローラ対２５より搬送向きの下流で、且つ排出ローラ対２７より搬送向きの上流に配置されている。また、記録部２４及びプラテン２６は、上下方向７において互いに対向して配置されている。

【0032】

記録部２４は、キャリッジ２２と、キャリッジ２２に搭載された記録ヘッド２１とを備える。キャリッジ２２は、不図示のモータの駆動力が伝達されて左右方向９に往復移動する。記録ヘッド２１の下面２８には、複数のノズル２９が形成されている。記録ヘッド２１は、ピエゾ素子等の振動素子を振動させることによって、ノズル２９からインク滴を吐出する。キャリッジ２２が移動する過程において、プラテン２６に支持されたシート１２に対して記録ヘッド２１がインク滴を選択的に吐出することによって、シート１２に画像が記録される。

【0033】

キャリッジ２２には、インクチューブ２０及びフレキシブルフラットケーブル（不図示）が接続されている。インクチューブ２０は、タンク１０３と記録ヘッド２１とを接続する。より詳細には、インクチューブ２０は、タンク１０３に装着された各インクカートリッジ３０（カートリッジの一例）に貯留されたインク（液体の一例）を記録ヘッド２１に供給する。インクチューブ２０は、各色（ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー）のインクが流通する４本のチューブが束ねられたものである。フレキシブルフラットケーブルは、複合機１０の動作を制御する制御基板と記録ヘッド２１とを電気的に接続する。

【0034】

［タンク１０３］
図２に示されるタンク１０３は、インクカートリッジ３０から供給されたインクを貯留する。

【0035】

図２に示されるように、タンク１０３は、内部にインクを貯留する貯留室１２１（第２貯留室の一例）を有する箱形状である。タンク１０３は、後壁１５１と、前壁１５２と、上壁１５３と、下壁１５４と、段差壁１５６、１５７と、左右方向９に対向した一対の側壁１５５とで構成されている。

【0036】

前壁１５２は、第１前壁１５２Ａと、第２前壁１５２Ｂと、第３前壁１５２Ｃとによって構成されている。第１前壁１５２Ａは、上壁１５３の前端から下方へ延びている。第２前壁１５２Ｂは、第１前壁１５２Ａより下方且つ前方に位置しており、下壁１５４から上方へ延びている。第３前壁１５２Ｃは、上下方向７における第１前壁１５２Ａ及び第２前壁１５２Ｂの間であって、第１前壁１５２Ａ及び第２前壁１５２Ｂより後方に位置している。段差壁１５６は、第１前壁１５２Ａの下端と第３前壁１５２Ｃの上端とを繋いでいる。段差壁１５７は、第２前壁１５２Ｂの上端と第３前壁１５２Ｃの下端とを繋いでいる。

【0037】

タンク１０３を構成する壁のうち、少なくとも後壁１５１に形成された後述する液面センサ５５のプリズム５５Ａを構成する部分は、液面センサ５５の発光部５５Ｂから出力させる光を透過する透光性を有する。

【0038】

貯留室１２１は、後壁１５１と、前壁１５２と、上壁１５３と、下壁１５４と、一対の側壁１５５とによって区画された空間であり、第１部分１６１と、第２部分１６２と、第３部分１６３とで構成されている。

【0039】

第１部分１６１は、貯留室１２１のうち、図２に示された破線１３１より下の部分である。第１部分１６１は、後壁１５１と、第２前壁１５２Ｂと、段差壁１５７と、下壁１５４と、一対の側壁１５５とによって区画されている。

【0040】

第２部分１６２は、貯留室１２１のうち、図２に示された破線１３０及び破線１３１の間の部分である。第２部分１６２は、後壁１５１と、第３前壁１５２Ｃと、一対の側壁１５５とによって区画されている。第２部分１６２は、第１部分１６１より上方に位置する。

【0041】

第３部分１６３は、貯留室１２１のうち、図２に示された破線１３０より上の部分である。第３部分１６３は、後壁１５１と、第１前壁１５２Ａと、段差壁１５６と、上壁１５３と、一対の側壁１５５とによって区画されている。第３部分１６３は、第２部分１６２より上方に位置する。

【0042】

第３前壁１５２Ｃと後壁１５１との間の前後方向８の間隔は、第２前壁１５２Ｂと後壁１５１との間の前後方向８の間隔より短い。よって、第２部分１６２の水平断面積（上下方向７に視たときに第３前壁１５２Ｃ、後壁１５１、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）は、第１部分１６１の水平断面積（上下方向７に視たときに第２前壁１５２Ｂ、後壁１５１、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）より小さい。

【0043】

第１前壁１５２Ａと後壁１５１との間の前後方向８の間隔は、第３前壁１５２Ｃと後壁１５１との間の前後方向８の間隔より長い。よって、第３部分１６３の水平断面積（上下方向７に視たときに第１前壁１５２Ａ、後壁１５１、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）は、第２部分１６２の水平断面積より大きい。

【0044】

第２前壁１５２Ｂと後壁１５１との間の前後方向８の間隔は、第１前壁１５２Ａと後壁１５１との間の前後方向８の間隔より長い。よって、第１部分１６１の水平断面積は、第３部分１６３の水平断面積より大きい。

【0045】

貯留室１２１の第１部分１６１は、流出口１２８を通じて、インクチューブ２０に連通されている。流出口１２８は、貯留室１２１の下端を区画する下壁１５４付近に形成されている。流出口１２８は、接続管１０７より下方に位置する。貯留室１２１に貯留されたインクは、流出口１２８から流出して、インクチューブ２０を通じて記録ヘッド２１へ供給される。

【0046】

上壁１５３には連通口１２４（第２大気連通部の一例）が形成されている。連通口１２４は上壁１５３を貫通している。連通口１２４を通じて、貯留室１２１の第３部分１６３とタンク１０３の外部（大気）とが連通される。なお、連通口１２４は、半透膜によって閉塞されていてもよい。

【0047】

［接続管１０７］
図２に示されるように、段差壁１５７からは、接続管１０７（管の一例）が上方へ延びている。つまり、接続管１０７は、上下方向７に延びている。接続管１０７は、複合機１０に装着されたインクカートリッジ３０のインク供給部３４に対応する位置に配置されている。

【0048】

接続管１０７は、円管状の樹脂からなるものである。接続管１０７の突出先端には開口１０９が形成されている。また、段差壁１５７に、流入口１２６が形成されている。流入口１２６は、開口１０９より下方にあり、流出口１２８より上方にある。流入口１２６によって、接続管１０７の内部空間１０７Ａ（流路の一例）と貯留室１２１の第１部分１６１とが連通されている。

【0049】

開口１０９より下方、且つ、後述する所定位置Ｐ１より上方の所定範囲Ｒ１において、貯留室１２１の第１部分１６１の水平断面積は、内部空間１０７Ａの水平断面積（上下方向７に視たときに接続管１０７の内側面で囲まれる仮想面の面積）より大きい。また、内部空間１０７Ａは、上下方向７において、貯留室１２１の上端Ｐ２より下方にあり、且つ、貯留室１２１の下端Ｐ３より上方にある。

【0050】

［液面センサ５５］
液面センサ５５（検知部の一例）は、インクが接触しているか否かによって異なる反射率を有するプリズム５５Ａを利用して、貯留室１２１におけるインクの液面が所定位置Ｐ１になったことを検知するものである。

【0051】

所定位置Ｐ１は、上下方向７において、接続管１０７の開口１０９より下方、且つ、流入口１２６より上方の位置である。本実施形態において、所定位置Ｐ１は、上下方向７において、タンク１０３の貯留室１２１の第２部分１６２の位置である。すなわち、液面センサ５５は、第２部分１６２に貯留されたインクの液面を検知するものである。

【0052】

液面センサ５５は、プリズム５５Ａと、発光部５５Ｂと、受光部（不図示）とを備える。貯留室１２１の第１部分１６１を区画する後壁１５１のうち、所定位置Ｐ１及びその近傍に亘る部分が、プリズム５５Ａを構成している。発光部５５Ｂ及び受光部は、プリズム５５Ａの後方にプリズム５５Ａと対面して配置されている。発光部５５Ｂは、プリズム５５Ａへ向けて光を照射する。受光部は、発光部５５Ｂから照射されてプリズム５５Ａで反射した光を受け、受けた光の強度に基づいた信号を制御基板へ出力する。

【0053】

貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１より高いとき、発光部５５Ｂから照射される光の光路上において、プリズム５５Ａにインクが接触する。このとき、発光部５５Ｂからプリズム５５Ａへ照射された光は、プリズム５５Ａを透過して貯留室１２１に進入するため、受光部へ到達しない。このとき、受光部は、ローレベル信号を制御基板へ出力する。一方、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１以下のとき、発光部５５Ｂから照射される光の光路上において、プリズム５５Ａにインクが接触しない。このとき、発光部５５Ｂからプリズム５５Ａへ照射された光は、プリズム５５Ａで反射して受光部へ到達する。このとき、受光部は、ハイレベル信号を制御基板へ出力する。

【0054】

制御基板に実装されているコントローラは、液面センサ５５からローレベル信号を受信した後にハイベル信号を受信したことに応じて、例えば、以下で詳述するインクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されているインクがタンク１０３に供給できなくなった旨の報知を行う。報知方法としては、例えば、複合機１０が有するディスプレイなどを通じてユーザに報知する。つまり、コントローラは、タンク１０３の貯留室１２１に貯留されたインクの残量に基づいて、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されているインクがタンク１０３に供給できるか否かを判断する。

【0055】

［インクカートリッジ３０］
インクカートリッジ３０は、インクが貯留される容器である。インクカートリッジ３０は、図２に示されるように、筐体３１及びインク供給部３４を有する。筐体３１は、略直方体形状である。なお、異なる色のインクが貯留される各インクカートリッジ３０の外形形状は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。筐体３１は、後壁４０と、前壁４１と、上壁３９と、下壁４２と、左右方向に対向した一対の側壁３７とで構成されている。筐体３１の内部空間が、インクを貯留する貯留室３２（第１貯留室の一例）である。

【0056】

インク供給部３４は、下壁４２の前端付近から下方へ突出している。インク供給部３４は、円筒形状の部材である。インク供給部３４の内部空間は、下壁４２を貫通する流出口３３を通じて貯留室３２と連通している。インク供給部３４の突出端は、インクカートリッジ３０の外部に開口している。なお、各図には示されていないが、インク供給部３４の突出端の開口は、シール部材やバルブなどによって閉じられており、使用に際して開放されるように構成されていてもよい。

【0057】

上壁３９には連通口３５（第１大気連通部の一例）が形成されている。連通口３５は筐体３１の上壁３９を貫通している。連通口３５を通じて、貯留室３２とインクカートリッジ３０の外部（大気）とが連通される。なお、連通口３５は、半透膜によって閉塞されていてもよい。

【0058】

図２に示されるように、インクカートリッジ３０は、上方からタンク１０３と接続される。詳細には、タンク１０３の接続管１０７が、インクカートリッジ３０のインク供給部３４の内部空間に下方から挿入されることによって、インクカートリッジ３０のインク供給部３４とタンク１０３の接続管１０７とが接続される。つまり、インクカートリッジ３０は、上下方向７に沿って接続管１０７と接続される。

【0059】

インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態において、インクカートリッジ３０の貯留室３２から、タンク１０３の接続管１０７の開口１０９を通じて、接続管１０７の内部空間１０７Ａへ、貯留室３２に貯留されたインクが流入する。インクは内部空間１０７Ａを下方へ向けて流通し、流入口１２６を通じて、タンク１０３の貯留室１２１の第１部分１６１へ流入する。以上のようにして、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態において、接続管１０７の内部空間１０７Ａを通じて、インクカートリッジ３０の貯留室３２と、タンク１０３の貯留室１２１との間でインクが流通可能になる。

【0060】

図２に示される複合機１０の姿勢が使用姿勢である。複合機１０は、使用姿勢において画像記録などの各種動作が実行される。以下、画像記録の実行によってインクカートリッジ３０の貯留室３２及びタンクの貯留室１２１に貯留されたインクが消費されて、液面センサ５５による検知が実行される過程が説明される。

【0061】

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態では、貯留室３２と貯留室１２１との間でインクの流通が可能であるため、水頭差によって貯留室３２にの液面と貯留室１２１の液面とが等しくなる。

【0062】

画像記録が実行されると、貯留室３２、１２１に貯留されたインクが流出口１２８から記録ヘッド２１へ流出する。このとき、貯留室３２からのインクの流出量と、貯留室１２１からのインクの流出量とが等しいとは限らない。そのため、貯留室３２、１２１の一方の液面が貯留室３２、１２１の他方の液面よりも一時的に低くなることがある。しかし、時間が経過すると水頭差によって貯留室３２の液面の高さと、貯留室１２１の液面の高さとは等しくなる。このようにして、画像記録の実行によるインクの消費によって、貯留室３２、１２１の液面は下がっていく。そして、下がった液面は、接続管１０７の内部空間１０７Ａと、貯留室１２１の第２部分１６２とに位置するようになる。このときの液面が、位置Ｐ６として図２に一点鎖線で示されている。

【0063】

液面が位置Ｐ６の状態で画像記録が実行されると、貯留室３２、１２１に貯留されたインクが消費される。当該消費によって、貯留室１２１の第２部分１６２の液面が下がって所定位置Ｐ１に達すると、液面センサ５５はハイレベル信号をコントローラへ出力する。
当該ハイレベル信号を受信したコントローラは、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されているインクがタンク１０３に供給できなくなった旨の報知を行う。

【0064】

ここで、所定位置Ｐ１より上方且つ開口１０９より下方である位置Ｐ６において、第２部分１６２の水平断面積は、内部空間１０７Ａの水平断面積より大きい。そのため、第２部分１６２の液面は、内部空間１０７Ａの液面よりも下がりにくい。換言すると、内部空間１０７Ａの液面は、第２部分１６２の液面よりも下がりやすい。つまり、上述した画像記録において第２部分１６２の液面が所定位置Ｐ１に達した状態において、内部空間１０７Ａの液面は所定位置Ｐ１より下方に位置する可能性が高い。すなわち、上述した報知が行われたとき、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されているインクはタンク１０３に供給できない状態となっている可能性が高い。

【0065】

［本実施形態の作用効果］
本実施形態によれば、液面センサ５５が液面を検知する所定位置Ｐ１は、接続管１０７の開口１０９より下方且つタンク１０３の流入口１２６より上方にある。つまり、所定位置Ｐ１は、接続管１０７の内部空間１０７Ａと同じ高さにある。よって、貯留室１２１からのインクの流出によって液面が所定位置Ｐ１となり液面センサ５５によって検知された状態では、液面は、貯留室１２１と内部空間１０７Ａとに存在する。

【0066】

ここで、本実施形態では、所定位置Ｐ１より上方且つ開口１０９より下方において、貯留室１２１の水平断面積は、接続管１０７の内部空間１０７Ａの水平断面積より大きい。
そのため、液面が貯留室１２１と内部空間１０７Ａとに存在する状態では、貯留室１２１の液面は下がりにくい。よって、液面が所定位置Ｐ１となり液面センサ５５によって検知された状態では、貯留室３２に貯留室１２１へ供給可能なインクが残っていない可能性が高い。つまり、貯留室３２にインクが十分に残っている状態で、貯留室３２に貯留室１２１へ供給可能なインクが残っていないと検知してしまうような誤検知の可能性を低くすることができる。

【0067】

また、本実施形態によれば、上下方向７における所定位置Ｐ１周辺において内部空間１０７Ａが上下方向７に延びているため、内部空間１０７Ａの液面の位置が変化し易くなる。これにより、水頭差によって内部空間１０７Ａの液面と貯留室１２１の液面とが等しくなるまでの時間を短くすることができる。

【0068】

また、本実施形態によれば、インクカートリッジ３０の貯留室３２からタンク１０３の貯留室１２１に供給可能なインクがなくなった後であっても、貯留室１２１の第１部分１６１に多くのインクが残る。そして、第１部分１６１に残ったインクを記録部２４へ供給することができる。

【0069】

また、本実施形態によれば、所定位置Ｐ１は第１部分１６１ではなく第２部分１６２にあり、第２部分１６２の水平断面積は第１部分１６１の水平断面積より小さい。つまり、液面センサ５５は、水平断面積の小さい第２部分１６２にある液面を検知する。そのため、所定位置Ｐ１が第１部分１６１にある場合より、液面センサ５５による検知精度を高くすることができる。

【0070】

また、本実施形態によれば、貯留室１２１が第３部分１６３を有するため、貯留室１２１に多くのインクを貯留することができる。

【0071】

また、本実施形態によれば、流出口１２８が流入口１２６より下方に位置する。そのため、インクカートリッジ３０の貯留室３２から流入口１２６を通じてタンク１０３の貯留室１２１へのインクが流入されなくなった後であっても、貯留室１２１における流入口１２６より下方且つ流出口１２８より上方にあるインクを記録部２４へ供給することができる。

【0072】

また、本実施形態によれば、接続管１０７が上下方向７に延びているため、接続管１０７の内部空間１０７Ａの液面の位置が変化し易くなる。これにより、水頭差によって内部空間１０７Ａの液面と貯留室１２１の液面とが等しくなるまでの時間を短くすることができる。

【0073】

［変形例］
上記実施形態では、液面センサ５５は、プリズム５５Ａを利用するものであった。しかし、液面センサ５５には、他の公知の構成が採用されてもよい。

【0074】

例えば、液面センサ５５は、図３に示されるように構成されていてもよい。図３に示される液面センサ５５は、貯留室１２１に配置された被検知部材５５Ｃと、発光部５５Ｂと、受光部（不図示）とを備える。

【0075】

被検知部材５５Ｃは、フロート６１とアーム６２とを有する。フロート６１は、貯留室１２１に貯留されたインクより比重が小さい。したがって、貯留室１２１内において、フロート６１はインク中に存在する状態において浮力を生じさせる。アーム６２は、フロート６１から上方へ延びている。アーム６２の先端部６２Ａは板状になっている。被検知部材５５Ｃは、下部に形成された回動軸６３を中心として回動可能に、タンク１０３によって支持されている。

【0076】

発光部５５Ｂ及び受光部は、左右方向にタンク１０３を挟むように対向配置されている。発光部５５Ｂは、受光部へ向けて光を照射する。受光部は、発光部５５Ｂから照射された光を受け、受けた光の強度に基づいた信号を制御基板へ出力する。なお、発光部５５Ｂと受光部との間の左右方向の距離を短くして発光部５５Ｂから受光部へ光を確実に到達させるために、発光部５５Ｂ及び受光部の間の部分におけるタンク１０３の左右方向の長さが、他の部分におけるタンク１０３の左右方向の長さより短く構成されていてもよい。

【0077】

貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１より高いとき、被検知部材５５Ｃは、フロート６１の浮力によって図３に実線で示された第１位置にある。このとき、被検知部材５５Ｃのアーム６２の先端部６２Ａは、左右方向において発光部５５Ｂと受光部との間、つまり発光部５５Ｂによって照射される光の光路上に位置する。そのため、発光部５５Ｂから照射された光は、アーム６２の先端部６２Ａに阻まれて、受光部へ到達しない。このとき、受光部は、ローレベル信号を制御基板へ出力する。

【0078】

貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１以下まで下がると、フロート６１は液面と共に下降する。これにより、被検知部材５５Ｃは、図３に破線で示された第２位置へ回動する。このとき、アーム６２の先端部６２Ａは、左右方向において発光部５５Ｂと受光部との間から退避した位置、つまり発光部５５Ｂによって照射される光の光路から外れた位置にある。そのため、発光部５５Ｂから照射された光は、受光部へ到達する。
このとき、受光部は、ハイレベル信号を制御基板へ出力する。

【0079】

また、例えば、液面センサ５５として、貯留室１２１に挿入された電極棒が採用されてもよい。この場合、貯留室１２１に２本の電極棒が配置される。２本の電極棒は不図示の基板に実装されている。２本の電極の一方の下端は、所定位置Ｐ１よりも若干高い位置にある。２本の電極の他方の下端は、所定位置Ｐ１よりも下方に位置する。そして、２本の電極間にインクを通じて電流が流れるか否かに基づいて、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１以下であるか否かが検知される。

【0080】

タンク１０３の構成は、貯留室１２１の上端が接続管１０７の内部空間１０７Ａより上方にあり、貯留室１２１の下端が接続管１０７の内部空間１０７Ａより下方にあり、所定位置Ｐ１より上方且つ開口１０９より下方において貯留室１２１の水平断面積が内部空間１０７Ａの水平断面積より大きいとの条件を満たす限り、図２に示されたようなものに限らず、以下で説明するような様々な構成であってもよい。

【0081】

上記実施形態において、タンク１０３の接続管１０７は、上下方向７に延びていたが、上下方向７以外に延びていてもよい。例えば、接続管１０７は、上下方向７に対して傾斜した方向に延びていてもよい。また、上記実施形態において、インクカートリッジ３０は、上下方向７に沿って接続管１０７と接続されたが、上下方向７以外（例えば前後方向８）に沿って接続管１０７と接続されてもよい。

【0082】

例えば、図４に示されるように、インクカートリッジ３０が前方からタンク１０３と接続されるようにインクカートリッジ３０及びタンク１０３が構成されている場合に、タンク１０３の接続管１０７は、上下方向７に延びる鉛直部１０７Ｂと、前後方向８に延びる水平部１０７Ｃとを備えていてもよい。接続管１０７が鉛直部１０７Ｂを備える構成の場合、所定位置Ｐ１は、鉛直部１０７Ｂの上端Ｐ４より下方であり、且つ、鉛直部１０７Ｂの下端Ｐ５より上方に位置する。図４に示される構成では、接続管１０７の一部が鉛直部１０７Ｂである一方、上記実施形態（図２に示される構成）では、接続管１０７の全部が鉛直部である。

【0083】

上記実施形態において、所定位置Ｐ１は第２部分１６２にあった。つまり、液面センサ５５は第２部分１６２の液面を検知するものであった。よって、上記実施形態における液面センサ５５のプリズム５５Ａや、上記変形例における液面センサ５５の被検知部材５５Ｃは、第２部分１６２に形成されていた。しかし、所定位置Ｐ１は、第２部分１６２以外にあってもよい。つまり、液面センサ５５は、第２部分１６２以外の液面を検知するものであってもよい。

【0084】

例えば、図５に示されるように、第３部分１６３の下端が開口１０９より下方にあるようにタンク１０３が構成されている場合に、所定位置Ｐ１が第３部分１６３にあってもよい。つまり、液面センサ５５は第３部分１６３の液面を検知するものであってもよい

【0085】

上記実施形態では、流入口１２６は、貯留室１２１の第１部分１６１と連通していたが、第１部分１６１以外と連通していてもよい。例えば、図６に示されるように、流入口１２６は、第２部分１６２と連通していてもよい。

【0086】

上記実施形態において、第１部分１６１の水平断面積が第２部分１６２の水平断面積より大きく、第３部分１６３の水平断面積が第２部分１６２の水平断面積より大きく、第１部分１６１の水平断面積が第３部分１６３の水平断面積より大きかった。しかし、第１部分１６１、第２部分１６２、及び第３部分１６３の各水平断面積の大小関係は、上記に限らず、例えば第２部分１６２の水平断面積が第１部分１６１や第３部分１６３の水平断面積より大きくてもよい。

【0087】

タンク１０３は、図２に示されるような第１部分１６１、第２部分１６２、及び第３部分１６３の全てを有する形状でなくてもよい。例えば、タンク１０３は、図７（Ａ）に示されるように、第１部分１６１及び第２部分１６２のみを有しており第３部分１６３を有していない形状であってもよい。図７（Ａ）に示される構成の場合、第２部分１６２は、後壁１５１と、第３前壁１５２Ｃと、上壁１５３と、一対の側壁１５５とによって区画されている。また、例えば、タンク１０３は、図７（Ｂ）に示されるように、単なる直方体形状であってもよい。

【0088】

上記実施形態では、連通口１２４は上壁１５３に形成されていた。しかし、連通口１２４は上壁１５３以外、例えば第１前壁１５２Ａに形成されていてもよい。

【0089】

上記実施形態では、連通口３５は上壁３９に形成されていた。しかし、連通口３５は上壁３９以外、例えば前壁４１に形成されていてもよい。

【0090】

上記実施形態では、インクが液体の一例として説明され、記録部２４が消費部の一例として説明されているが、これに限らない。例えば、印刷時にインクに先立ってローラによって用紙などに前処理液を塗布する装置に本発明が適用された場合、前処理液が液体の一例であり、ローラが消費部の一例である。

【符号の説明】

【0091】

１０・・・複合機（システム）
２４・・・記録部（消費部）
３０・・・インクカートリッジ（カートリッジ）
３２・・・貯留室（第１貯留室）
３５・・・連通口（第１大気連通部）
５５・・・液面センサ（検知部）
１０３・・・タンク
１０７・・・接続管（管）
１０７Ａ・・・内部空間
１０９・・・開口
１２１・・・貯留室（第２貯留室）
１２４・・・連通口（第２大気連通部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-19

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口を有し液体が流通可能な流路を有する管と上記管から液体が供給される貯留室とを有するタンクと、上記タンクの上記貯留室から供給された液体を消費する消費部と、を有するシステムであって、
上記貯留室は、上記管の流路を流れる液体が流入する流入口と上記消費部に液体を流出させる流出口とを含む第１部分と、上記流入口より上方に位置し上記第１部分に液体を供給する第２部分と、を有し、
上記タンクは、上記貯留室を大気に連通させる大気連通部を有し、
上記タンクは、上記第２部分の液体の液面の上下方向の位置が上記流入口より上方かつ上記管の上記開口より下方の位置の所定位置になったことを検知する検知部を有し、
上記消費部に液体が流出しているときに上記所定位置よりも上方にある液面が上記所定位置を切っても下がり続けるものであり、
上記所定位置より上方において上記第２部分の水平断面積は上記流路の水平断面積より大きいシステム。

【請求項2】

開口を有し液体が流通可能な流路を有する管と上記管から液体が供給される貯留室とを有するタンクと、上記タンクの上記貯留室から供給された液体を消費する消費部と、を有するシステムであって、
上記貯留室は、上記管の流路を流れる液体が流入する流入口と上記消費部に液体を流出させる流出口とを含む第１部分と、上記流入口より上方に位置し上記第１部分に液体を供給する第２部分と、上記第２部分より上方に位置し上記第２部分に液体を供給する第３部分と、を有し、
上記第３部分の水平断面積は上記第２部分の水平断面よりも大きいものであり、
上記タンクは、上記第３部分の液体の液面の上下方向の位置が上記流入口より上方かつ上記管の上記開口より下方の位置の所定位置になったことを検知する検知部を有し、
上記所定位置より上方において上記第３部分の水平断面積は上記流路の水平断面積より大きいシステム。

【請求項3】

上記第３部分は上記管の上記開口よりも上方の部分を有し、上記開口よりも上方の部分に大気と連通する開口を有する請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

上記第３部分に配置された上記検出部は、上記第２部分の真上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項5】

上記第３部分は水平方向において、上記第２部分よりも上記流出口がある方向に延びている、ことを特徴とする請求項２に記載のシステム。

【請求項6】

上記管と上記第２部分とは上記第１部分を介してのみ連通していることを特徴とする請求項１または請求項２の少なくともいずれかに記載のシステム。

【請求項7】

上記管は、上記貯留室の上記第１部分の上面から上方に伸びており、
上記第２部分は、上記貯留室の上記第１部分の上面から上方に伸びている、ことを特徴とする請求項１または請求項２の少なくともいずれかに記載のシステム。