特許 7151130 システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-03

(45)【発行日】2022-10-12

(54)【発明の名称】システム

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20221004BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 171

B41J2/175 121

B41J2/175 119

B41J2/175 117

B41J2/175 301

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018067572

(22)【出願日】2018-03-30

(65)【公開番号】P2019177548

(43)【公開日】2019-10-17

【審査請求日】2021-03-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117101

【弁理士】

【氏名又は名称】西木 信夫

(74)【代理人】

【識別番号】100120318

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 朋浩

(72)【発明者】

【氏名】田邉 裕磨

【審査官】加藤 昌伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２４７９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４６７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２９３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１０４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０９１５００１１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１ － ２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を貯留する第１貯留室、上記第１貯留室に貯留された液体が流出する第１流出口、及び上記第１貯留室を大気に連通させる第１大気連通口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、液体を貯留する第２貯留室、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から液体が上記第２貯留室へ流入する流入口、上記第２貯留室に貯留された液体が流出する第２流出口、上記第２貯留室を大気に連通させる第２大気連通口、及び上記第２大気連通口を塞ぎ、大気の通過を許容する半透膜を有するタンクと、
上記タンクの上記第２流出口から流出した液体をノズルから吐出するヘッドと、を備え、
上記半透膜は、上記ヘッドにおいて上記ノズルが開口する面より下方、上記第１流出口より下方、かつ上記流入口より下方にあり、
上記半透膜の上記第２貯留室側の面の全てが液体に浸った状態で、上記第２貯留室の大気との連通が遮断されているシステム。

【請求項2】

上記半透膜の上記第２貯留室を向く面は、下方を向いている請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

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を備える請求項１または２に記載のシステム。

【請求項4】

上記所定位置は、上記半透膜よりも下方である請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

上記第２貯留室は、
上記流入口を有する第１部分と、
上記第１部分より下方であって、上記第１部分より水平断面積が大きく、上記第２流出口を有する第２部分と、を有する請求項１から４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

上記半透膜は、上記第２部分に設けられている請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

上記カートリッジは、水平方向に沿って上記タンクと接続される請求項１から６のいずれかに記載のシステム。

【請求項8】

上記カートリッジは、上下方向から見て、上記タンクと重複していない請求項１から７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、カートリッジからタンクへ液体が流通するシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、タンクに貯留された液体が消費される度にカートリッジから液体を逐次タンクへ供給することによって、タンクに貯留された液体の液面を一定に保つことができる構成として、いわゆるチキンフィード方式でカートリッジからタンクへ液体が供給されるシステムが開示されている（特許文献１）。

【0003】

チキンフィード方式では、タンクは、カートリッジの下方にある。タンクは、大気と連通する大気連通口を備える。また、タンクは、大気流路及び液体流路の２本の流路を通じてカートリッジと連通している。タンク内の液体が消費されて液体の液面が大気流路の下端にある開口よりも低くなると、空気が大気連通口からタンクに入り込み、タンクに入り込んだ空気が大気流路を通じてカートリッジに入り込む。そして、カートリッジに入り込んだ空気の体積分の液体がカートリッジから液体流路を通じてタンクへ供給される。液体の液面が大気流路の開口に達すると、液体の供給は停止される。このようにして、タンク内の液体の液面が一定に維持される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－２０５５２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、チキンフィード方式では、タンク内に、大気流路及び液体流路を配置するスペースが必要となる。また、チキンフィード方式では、大気流路の開口は、大気連通口よりも下方に位置する必要がある。また、上述したように、チキンフィード方式では、タンク内の液体の液面は、大気流路の開口と同じ高さに維持される。つまり、チキンフィード方式では、大気流路の開口と大気連通口との間に、液体が貯留されないスペースが必要となる。そして、当該スペースの分だけ、液体の貯留量が増えないにもかかわらずタンクが大きくなってしまう。

【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、タンクの貯留室において液体を貯留可能な空間の割合を高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大気連通口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、液体を貯留する第２貯留室、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から液体が上記第２貯留室へ流入する流入口、上記第２貯留室に貯留された液体が流出する流出口、上記第２貯留室を大気に連通させる第２大気連通口、及び上記第２大気連通口を塞ぎ、大気の通過を許容する半透膜を有するタンクと、上記タンクの上記流出口から流出した液体を消費する消費部と、を備える。上記半透膜は、上記流入口より下方にある。上記半透膜の上記第２貯留室側の面の全てが液体に浸った状態で、上記第２貯留室の大気との連通が遮断されている。

【0008】

本構成によれば、半透膜が液体に浸っていない状態では、タンクの第２貯留室は第２大気連通口によって大気と連通している。そのため、カートリッジをタンクに接続したときに、カートリッジの第１貯留室からタンクの第２貯留室へ液体を供給することができる。

【0009】

また、本構成によれば、半透膜が液体に浸った状態では、第２貯留室の大気との連通が遮断される。一方で、第１貯留室は第１大気連通口によって大気と連通している。この状態において、第２貯留室から消費部へ液体が供給されたとき、大気と連通していない第２貯留室では、供給された液体の代わりに外部から気体を取り入れること（気液置換）ができない。そのため、大気と連通されているために気液置換が可能な第１貯留室から第２貯留室へ液体が供給される。これにより、第２貯留室における液面が一定に維持される一方で、第１貯留室における液面が低くなる。つまり、カートリッジの第１貯留室に貯留された液体を、タンクの第２貯留室に貯留された液体より先に消費することができる。

【0010】

また、本構成によれば、チキンフィード方式では必要であった大気流路や液体流路を、第２貯留室内の半透膜より上方に配置する必要がない。そのため、タンクの大型化を抑制できるとともに、第２貯留室の多くの部分を液体を貯留するための空間とすることができる。

【0011】

(2) 上記半透膜の上記第２貯留室を向く面は、下方を向いている。

【0012】

仮に、半透膜の第２貯留室を向く面が下方以外、例えば水平方向を向いている場合、第２貯留室に貯留されている液体の液面が高くなる程、半透膜の第２貯留室を向く面の多くの部分が液体に浸るようになる。そのため、第２貯留室に貯留されている液体の液面が高くなる程、第２大気連通口における空気の流通に対する抵抗が大きくなり、第１貯留室から第２貯留室への液体の供給速度が低下してしまう。

【0013】

しかし、本構成では、半透膜の第２貯留室を向く面は下方を向いている。そのため、半透膜の第２貯留室を向く面は、その全てが液体に浸っている状態、または、その全てが液体に浸っていない状態の２状態のみをとる。よって、半透膜が液体に浸るまでは、第２貯留室に貯留されている液体の液面の高さにかかわらず、第２大気連通口における空気の流通に対する抵抗を最小値に維持できる。その結果、第１貯留室から第２貯留室への液体の供給速度を速く維持できる。

【0014】

(3) 本発明に係るシステムは、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を備える。

【0015】

本構成によれば、カートリッジの第１貯留室に検知部を配置する必要がない。そのため、第１貯留室に貯留可能な液体の量を多くすることができる。

【0016】

また、本構成によれば、カートリッジの第１貯留室に貯留された液体を、タンクの第２貯留室に貯留された液体より先に消費することができる。そのため、第１貯留室ではなく第２貯留室に検知部を配置した場合であっても、第１貯留室から第２貯留室に供給可能な液体がなくなっていることを確実に検知することができる。

【0017】

(4) 上記所定位置は、上記半透膜よりも下方である。

【0018】

本構成によれば、検知部による検知によって、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ていることが判断できる。

【0019】

(5) 上記第２貯留室は、上記流入口を有する第１部分と、上記第１部分より下方であって、上記第１部分より水平断面積が大きく、上記流出口を有する第２部分と、を有する。

【0020】

本構成によれば、第２貯留室のうち水平断面積の大きい第２部分に液体が貯留されるため、第２貯留室において液体を貯留可能な空間の割合を高くすることができる。

【0021】

(6) 上記半透膜は、上記第２部分に設けられている。

【0022】

本構成によれば、第１部分に液体が貯留されないため、第１部分から第１貯留室への液体の逆流を防止できる。

【0023】

(7) 例えば、上記カートリッジは、水平方向に沿って上記タンクと接続される。

【0024】

(8) 例えば、上記カートリッジは、上下方向から見て、上記タンクと重複していない。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、タンクの第２貯留室において液体を貯留可能な空間の割合を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【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り、半透膜１４７の第２部分１６２を向く面が前方を向く構成を示す。

【図4】図４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り、半透膜１４７が第１部分１６１に設けられた構成を示す。

【図5】図５は、図２とは異なる形状の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6】図６は、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが上下方向７に沿って接続された状態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】

【0027】

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６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。

【0028】

［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。

【0029】

［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。

【0030】

［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。

【0031】

［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。

【0032】

［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。

【0033】

［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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

［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。

【0037】

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。

【0038】

上壁１５３は、第１上壁１５３Ａと、第２上壁１５３Ｂとによって構成されている。第１上壁１５３Ａは、前壁１５２の上端から後方へ延びている。第２上壁１５３Ｂは、第１上壁１５３Ａより下方且つ後方に位置しており、後壁１５１から前方へ延びている。段差壁１５６は、上下方向７及び左右方向９に延びた壁であり、第１上壁１５３Ａの後端と第２上壁１５３Ｂの前端とを繋いでいる。

【0039】

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。

【0040】

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１部分１６１より下方に位置する第２部分１６２とで構成されている。

【0041】

第１部分１６１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１部分１６１は、前壁１５２と、第１上壁１５３Ａと、段差壁１５６と、一対の側壁１５５とによって区画されている。

【0042】

第２部分１６２は、貯留室１２１のうち、図２に示された破線１３０より下の部分である。第２部分１６２は、後壁１５１と、前壁１５２と、第２上壁１５３Ｂと、下壁１５４と、一対の側壁１５５とによって区画されている。

【0043】

後壁１５１と前壁１５２との間の前後方向８の間隔は、段差壁１５６と前壁１５２との間の前後方向８の間隔より長い。よって、第２部分１６２の水平断面積（上下方向７に視たときに後壁１５１、前壁１５２、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に視たときに段差壁１５６、前壁１５２、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）より大きい。

【0044】

貯留室１２１の第２部分１６２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。つまり、第２部分１６２は、流出口１２８を有する。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。

【0045】

第２上壁１５３Ｂには連通口１２４（第２大気連通口の一例）が形成されている。連通口１２４は第２上壁１５３Ｂを貫通している。連通口１２４には、半透膜１４７が貼り付けられて閉塞されている。つまり、半透膜１４７は、第２部分１６２に設けられている。半透膜１４７は、その両面（上面及び下面）が上下方向７と直交するように連通口１２４に貼り付けられている。つまり、半透膜１４７の第２部分１６２を向く面（下面）は下方を向いており、半透膜１４７の下面の裏面である上面は上方を向いている。半透膜１４７は、インクの通過を制限し、且つ、大気の通過を許容する。連通口１２４及び半透膜１４７を通じて、貯留室１２１の第２部分１６２がタンク１０３の外部（大気）と連通される。

【0046】

［接続管１０７］
図２に示されるように、前壁１５２における段差壁１５６と前後方向８に対向する部分（換言すると前壁１５２における第２上壁１５３Ｂより上方の部分）からは、接続管１０７（管の一例）が前方へ延びている。つまり、接続管１０７は、前後方向８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。

【0047】

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、前壁１５２における段差壁１５６と前後方向８に対向する部分に、流入口１２６が形成されている。つまり、第１部分１６１は、流入口１２６を有する。流入口１２６は、半透膜１４７、連通口１２４、及び流出口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と貯留室１２１の第１部分１６１とが連通されている。

【0048】

［液面センサ５５］
図２に示される液面センサ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。

【0049】

図２に示されるように、所定位置Ｐ１は、上下方向７において、半透膜１４７より下方、且つ、流出口１２８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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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、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。

【0053】

［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。

【0054】

インク供給部３４は、後壁４０の下端付近から後方へ突出している。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、後壁４０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。

【0055】

上壁３９には連通口３５（第１大気連通口の一例）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。

【0056】

図２に示されるように、インクカートリッジ３０は、前方からタンク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の内部空間に後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、前後方向８に沿って接続管１０７と接続される。

【0057】

インクカートリッジ３０がタンク１０３と接続された状態において、インクカートリッジ３０の後端の前後方向８の位置Ｐ２は、タンク１０３の前端の前後方向８の位置Ｐ３より前方に位置する。つまり、上下方向７から視た場合に、インクカートリッジ３０とタンク１０３とは重複していない。

【0058】

図１及び図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、使用姿勢にされて、画像記録などの各種動作が実行される。ここで、未使用の複合機１０に、インクカートリッジ３０が装着される動作が説明される。新品のインクカートリッジ３０の貯留室３２には、貯留可能な最大量のインクが貯留されている。また、未使用の複合機１０のタンク１０３の貯留室１２１には、インクが貯留されていない。貯留室１２１にインクが貯留されていないとは、未だインクカートリッジ３０から貯留室１２１にインクが流入していない状態をいうものであり、例えば、複合機１０の製造時における検査などにおいて一時的に貯留室１２１にインクが貯留され、その後に貯留室１２１からインクが除去されたときに、貯留室１２１に残存するインクなどは、貯留室１２１に貯留されているインクとはみなされないものとする。

【0059】

未使用の複合機１０に、新品のインクカートリッジ３０が装着された直後、すなわち、インクカートリッジ３０からタンク１０３の貯留室１２１へ未だインクが流入していない状態において、インクカートリッジ３０に貯留されたインクの液面の上下方向７の位置が、位置Ｐ４として図２に１点鎖線で示されている。

【0060】

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されると、図２に示されるように、開口１０９を通じて貯留室３２と接続管１０７の内部空間１０７Ａとが連通する。また、流入口１２６を通じて内部空間１０７Ａと貯留室１２１とが連通する。

【0061】

ここで、貯留室１２１には未だインクが貯留されていないため、貯留室１２１は連通口１２４及び半透膜１４７を通じて、タンク１０３の外部（大気）と連通している。そのため、接続された接続管１０７の内部空間１０７Ａを通じて、貯留室３２に貯留されたインクが水頭差によって貯留室１２１へ流通する。貯留室１２１へインクが流入することによって貯留室１２１内のインクの体積が増えた分だけ、貯留室１２１内の空気は半透膜１４７及び連通口１２４を通じてタンク１０３の外部へ移動するため、貯留室１２１内の空気の体積は減少する。つまり、貯留室１２１において気液置換が生じる。

【0062】

上述した水頭差による貯留室３２から貯留室１２１へのインクの流通によって、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が上昇していく。そして、貯留室３２に貯留されたインクの液面が位置Ｐ５まで下がる一方で、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が位置Ｐ６（半透膜１４７と同じ高さ）に達すると、半透膜１４７の下面の全てがインクに浸った状態となる。これにより、連通口１２４はインクによって塞がれるため、貯留室１２１はタンク１０３の外部（大気）から遮断された状態となる。その結果、貯留室１２１に残留する空気（詳細には、第２部分１６２のうち半透膜１４７より上方の部分及び第１部分１６１に残留する空気）がタンク１０３の外部へ移動することができなくなる。つまり、貯留室１２１において気液置換が不可能となる。そのため、貯留室３２に貯留されたインクの水頭差による貯留室１２１への流通が止まる。

【0063】

記録ヘッド２１からインクが排出されるときに流出口１２８を通じて貯留室１２１からインクが記録ヘッド２１へ流出するため、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が位置Ｐ６から下降する。すると、貯留室１２１は、再び、連通口１２４及び半透膜１４７を通じて、タンク１０３の外部（大気）と連通された状態となる。これにより、貯留室３２に貯留されたインクが水頭差によって貯留室１２１へ流通する。このインクの流通は、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が位置Ｐ６まで上昇するまで継続し、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が位置Ｐ６まで上昇すると停止する。以後、記録ヘッド２１からインクが排出されて、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が位置Ｐ６から下降する度に、貯留室１２１から減った分のインクが貯留室３２から補充される。これにより、記録ヘッド２１からインクが排出されても、貯留室１２１に貯留されたインクの液面は、位置Ｐ６に維持される一方で、貯留室３２に貯留されたインクの液面は下降する。

【0064】

貯留室３２に貯留されたインクの液面が下降して、接続管１０７の内部空間１０７Ａより下方となると、換言すると位置Ｐ７に達すると、貯留室３２から貯留室１２１へインクが流通しなくなる。また、貯留室１２１は、内部空間１０７Ａ、貯留室３２、及び連通口３５を通じてタンク１０３の外部（大気）と連通された状態となる。以後、記録ヘッド２１からインクが排出された場合に、貯留室１２１に貯留されたインクが消費され、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が位置Ｐ６から下降する。

【0065】

貯留室１２１に貯留されたインクの液面が下降して、所定位置Ｐ１に達すると、液面センサ５５の発光部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ようになり、受光部は、ハイレベル信号を制御基板へ出力する。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の受光部からハイベル信号を受信したことに応じて、例えば、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。

【0066】

［本実施形態の作用効果］
本実施形態によれば、半透膜１４７がインクに浸っていない状態では、タンク１０３の貯留室１２１は連通口１２４によって大気と連通している。そのため、インクカートリッジ３０をタンク１０３に接続したときに、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へインクを供給することができる。

【0067】

また、本実施形態によれば、半透膜１４７がインクに浸った状態では、貯留室１２１の大気との連通が遮断される。一方で、貯留室３２は連通口３５によって大気と連通している。この状態において、貯留室１２１から記録部２４へインクが供給されたとき、大気と連通していない貯留室１２１では、供給されたインクの代わりに外部から気体を取り入れること（気液置換）ができない。そのため、大気と連通されているために気液置換が可能な貯留室３２から貯留室１２１へインクが供給される。これにより、貯留室１２１における液面が一定に維持される一方で、貯留室３２における液面が低くなる。つまり、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されたインクを、タンク１０３の貯留室１２１に貯留されたインクより先に消費することができる。

【0068】

また、本実施形態によれば、チキンフィード方式では必要である大気流路や液体流路を、貯留室１２１内の半透膜１４７より上方に配置する必要がない。そのため、タンク１０３の大型化を抑制できるとともに、貯留室１２１の多くの部分をインクを貯留するための空間とすることができる。

【0069】

また、仮に、半透膜１４７の貯留室１２１を向く面が下方以外、例えば水平方向を向いている場合、貯留室１２１に貯留されているインクの液面が高くなる程、半透膜１４７の貯留室１２１を向く面の多くの部分がインクに浸るようになる。そのため、貯留室１２１に貯留されているインクの液面が高くなる程、連通口１２４における空気の流通に対する抵抗が大きくなり、貯留室３２から貯留室１２１へのインクの供給速度が低下してしまう。

【0070】

しかし、本実施形態では、半透膜１４７の貯留室１２１を向く面は下方を向いている。そのため、半透膜１４７の貯留室１２１を向く面は、その全てがインクに浸っている状態、または、その全てがインクに浸っていない状態の２状態のみをとる。よって、半透膜１４７がインクに浸るまでは、貯留室１２１に貯留されているインクの液面の高さにかかわらず、連通口１２４における空気の流通に対する抵抗を最小値に維持できる。その結果、貯留室３２から貯留室１２１へのインクの供給速度を速く維持できる。

【0071】

また、本実施形態によれば、タンク１０３の貯留室１２１に貯留されたインクの液面を液面センサ５５で検知することによって、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されたインクの残量が判断される。そのため、インクカートリッジ３０の貯留室３２に液面センサ５５を配置する必要がない。そのため、貯留室３２に貯留可能なインクの量を多くすることができる。

【0072】

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に貯留されたインクを、タンク１０３の貯留室１２１に貯留されたインクより先に消費することができる。そのため、貯留室３２ではなく貯留室１２１に液面センサ５５を配置した場合であっても、貯留室３２から貯留室１２１に供給可能なインクがなくなっていることを確実に検知することができる。

【0073】

また、本実施形態によれば、所定位置Ｐ１が半透膜１４７より下方にある。そのため、液面センサ５５による検知によって、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ていることが判断できる。

【0074】

また、本実施形態によれば、貯留室１２１のうち水平断面積の大きい第２部分１６２にインクが貯留されるため、貯留室１２１においてインクを貯留可能な空間の割合を高くすることができる。

【0075】

また、本実施形態によれば、第１部分１６１にインクが貯留されないため、第１部分１６１から貯留室３２へのインクの逆流を防止できる。

【0076】

［変形例］
上記実施形態では、半透膜１４７の第２部分１６２を向く面は下方を向いていたが、当該面は下方以外を向いていてもよい。例えば、図３に示されるように、半透膜１４７の第２部分１６２を向く面は前方を向いていてもよい。

【0077】

上記実施形態では、所定位置Ｐ１は、半透膜１４７より下方であった。しかし、所定位置Ｐ１は、半透膜１４７と同じ高さであってもよい。例えば、図３に示されるように半透膜１４７が配置されている場合に、所定位置Ｐ１が半透膜１４７の上端と下端の間の位置であってもよい。

【0078】

上記実施形態では、半透膜１４７は貯留室１２１の第２部分１６２に設けられていたが、半透膜１４７は、例えば図４に示されるように、貯留室１２１の第１部分１６１に設けられていてもよい。

【0079】

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。例えば、被検出部を有するアームが貯留室１２１に設けられ、インクの液面が所定位置Ｐ１以下になればアームが回動することによって被検出部の位置が変化してもよい。アームの被検出部が光学センサによって検知されるか否かによって、インクの液面が所定位置Ｐ１以下であるかを判定することができる。

【0080】

また、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。

【0081】

インクカートリッジ３０及びタンク１０３の形状は、上記実施形態（図２）に示された形状に限らない。例えば、図５に示されるように、インクカートリッジ３０が、貯留室３２が上部分３２Ａと上部分３２Ａより水平断面積の小さい下部分３２Ｂとで構成されるような形状であってもよいし、タンク１０３が、単なる直方体形状であってもよい。

【0082】

上記実施形態では、インクカートリッジ３０は、前後方向８に沿って接続管１０７と接続されていた。また、上記実施形態では、上下方向７から視た場合に、インクカートリッジ３０とタンク１０３とは重複していなかった。しかし、インクカートリッジ３０は、前後方向８以外の方向に沿って接続管１０７と接続されていてもよいし、上下方向７から視た場合に、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが重複していてもよい。例えば、図６に示されるように、インクカートリッジ３０は、上下方向７に沿って接続管１０７と接続されてもよい。また、図６に示される構成の場合、上下方向７から視て、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが重複している。

【0083】

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。

【0084】

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】

【0085】

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大気連通口）
１０３・・・タンク
１２１・・・貯留室（第２貯留室）
１２４・・・連通口（第２大気連通口）
１２６・・・流入口
１２８・・・流出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】