特許 7532055 液体供給装置

(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】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】液体供給装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 153

B41J2/175 119

B41J2/175 121

B41J2/175 141

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020052597

(22)【出願日】2020-03-24

(65)【公開番号】P2021151724

(43)【公開日】2021-09-30

【審査請求日】2023-03-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武居 康徳

(72)【発明者】

【氏名】林 弘毅

(72)【発明者】

【氏名】越川 浩志

【審査官】牧島 元

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－０３４１２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４０６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５１５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】再公表特許第２０１５／０１６１１９（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１８３１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０２９３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－００１５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６５０５９２３（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】

走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドにチューブを介して連通する液体貯留タンクと、
液体を貯留し前記液体貯留タンクに対して着脱可能に設けられるカートリッジと、
を有する液体供給装置であって、
前記液体貯留タンクは、前記カートリッジが装着された状態における、前記カートリッジと対向する第１側面に、
大気に連通する大気連通部と、
前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記カートリッジと前記液体貯留タンクとを液体連通させる第１接続部と、
前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記カートリッジに貯留される液体の液面より上方に位置し、前記カートリッジと液密に接続され、且つ前記カートリッジと前記大気連通部とを気体連通させる第２接続部と、
を有し、
前記第２接続部と前記大気連通部は、液体の流通を遮断し且つ気体の流通を許容する第１気液分離膜によって共に被覆されるように、前記第１側面において互いに隣接して設けられていることを特徴とする液体供給装置。

【請求項2】

前記大気連通部は、前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記液体貯留タンクの内部に貯留される液体の液面より上方に位置する、請求項１に記載の液体供給装置。

【請求項3】

前記第２接続部は、使用姿勢における前記液体貯留タンクの上方に位置する請求項１又は２に記載の液体供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液体を吐出する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置には、液体吐出ヘッドに連通するタンクに対して、液体を貯留したカートリッジを接続し、カートリッジからタンクへと液体を供給する液体供給装置を備えるものが知られている。

【0003】

このような液体供給装置を備える液体吐出装置として、特許文献１には、液体（インク）を吐出して記録するインクジェット記録装置が開示されている。ここに開示のインクジェット記録装置では、使用時において、タンクの液体貯留室（インクの貯留室）とカートリッジの液体貯留室（インクの貯留室）とがそれぞれ大気開放される構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－２５８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示の構成では、タンクとカートリッジの双方に大気連通機構が必要になり、これが装置の大型化及び装置コストの上昇を招くという課題がある。特にカートリッジに関しては、輸送時などの使用前の状態では密閉性を保ち、使用時には液体の漏出を阻止しつつ大気に連通することが必要になる。このため、特許文献１に開示のカートリッジは、複雑な大気連通機構が設けられている。

【0006】

本発明は、カートリッジとサブタンクとを簡易な構成で大気に連通させることが可能な技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、走査しながら液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドにチューブを介して連通する液体貯留タンクと、液体を貯留し前記液体貯留タンクに対して着脱可能に設けられるカートリッジと、を有する液体供給装置であって、前記液体貯留タンクは、前記カートリッジが装着された状態における、前記カートリッジと対向する第１側面に、大気に連通する大気連通部と、前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記カートリッジと前記液体貯留タンクとを液体連通させる第１接続部と、前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記カートリッジに貯留される液体の液面より上方に位置し、前記カートリッジと液密に接続され、且つ前記カートリッジと前記大気連通部とを気体連通させる第２接続部と、を有し、前記第２接続部と前記大気連通部は、液体の流通を遮断し且つ気体の流通を許容する第１気液分離膜によって共に被覆されるように、前記第１側面において互いに隣接して設けられていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、カートリッジとサブタンクとを簡易な構成で大気に連通させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に適用される記録装置の外観斜視図及び模式図である。

【図2】第１実施形態におけるカートリッジを示す図である。

【図3】カートリッジのバルブ機構を示す拡大側断面図である。

【図4】第１実施形態におけるサブタンクを示す図である。

【図5】図２のサブタンク及び図３のカートリッジを示す側断面模式図である。

【図6】第２実施形態のカートリッジの側断面模式図である。

【図7】第２実施形態のサブタンクを示す外観斜視図及び側断面模式図である。

【図8】図６のサブタンク及び図７のカートリッジを示す側断面模式図である。

【図9】第３実施形態のサブタンクの外観斜視図及び側断面模式図である。

【図10】図９のサブタンクに図２のカートリッジを装着した状態を示す側断面模式図である。

【図11】第４実施形態のサブタンクの外観斜視図及び側断面模式図である。

【図12】図１１のサブタンクに対し、図２に示すカートリッジを装着した状態と図６に示すカートリッジを装着した状態とを示す側断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本明細書において参照する図面において、Ｘ及びＹは、水平面上で互いに直交する２方向を示し、Ｚは鉛直方向を示している。また、Ｘ１は前方を、Ｘ２は後方を、Ｙ１は左方を、Ｙ２は右方を、Ｚ１は上方を、Ｚ２は下方をそれぞれ示している。また、以下の説明において、特に断りのない限り、上方、下方、左右は、液体吐出装置を通常の状態で使用する姿勢を想定することとする。

【0011】

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態を、図１ないし図４を参照しつつ詳細に説明する。図１は本実施形態における液体吐出装置１を示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は液体の供給経路を示す模式図である。本実施形態に示す液体吐出装置１は、液体吐出ヘッド２に設けられた複数の吐出口よりインク等の液体を吐出して記録を行うインクジェット方式の記録装置を構成している。以下、液体吐出装置１を記録装置１と称し、液体吐出ヘッド２を記録ヘッド２と称す。

【0012】

図１（ａ）に示す記録装置１は、記録ヘッド２を主走査方向（Ｙ方向）に沿って移動させる主走査と、主走査方向との交差方向（Ｘ方向）に記録媒体を間欠的に搬送する副走査とを行うことにより記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置を構成している。

【0013】

記録装置１は、筐体１ａによってその外殻が構成されている。筐体１ａの内部には、記録ヘッド２を主走査させる不図示の走査機構、記録ヘッド２によって記録される記録媒体を搬送する不図示の搬送機構、記録ヘッド２に液体を供給する液体供給装置１００、及びこれらを制御する不図示の制御装置等が収容されている。なお、本実施形態の記録装置１には、記録ヘッド２に設けられた吐出口に負圧を印加して吐出口内のインクを排出させることにより、吐出口の吐出性能を回復させる吸引回復機構が設けられている。

【0014】

液体供給装置１００は、図１（ｂ）に示すように、記録装置１の本体部に保持されたサブタンク（液体貯留タンク）２２と、サブタンク２２と記録ヘッド２とを接続するチューブ３と、カートリッジ１２とを有する。カートリッジ１２は、記録ヘッド２から吐出する液体（インク）を貯留しており、後述する構成によりサブタンク２２に対して着脱可能に設けられている。カートリッジ１２がサブタンク２２に装着されて接続された状態となると、カートリッジ１２に貯留されている液体は、サブタンク２２に供給されて一旦貯留される。その後、前述の吸引回復機構によって記録ヘッド２の吐出口に負圧が印加され、サブタンク２２に貯留された液体はチューブ３を介して記録ヘッド２に供給される。これにより、カートリッジ１２から記録ヘッド２に至る液体供給経路が形成され、記録ヘッド２は液体を吐出可能な状態となる。

【0015】

以下、カートリッジ１２及びサブタンク２２の構成をより詳細に説明する。

【0016】

〈カートリッジ〉
図２は、本実施形態におけるカートリッジ１２を示す図であり、図２（ａ）はカートリッジ１２の斜視図、図２（ｂ）はカートリッジ１２の側面図、図２（ｃ）はカートリッジの内部構造を示す側断面模式図である。カートリッジ１２は略直方体形状をなす中空箱状の筐体３５を有する。筐体３５は前壁部３０、後壁部３１、左右の側壁部３２、３３及び底壁部３４により構成され、内部には液体（インク）を貯留する第１貯留室１１が形成されている。

【0017】

底壁部３４の一部には、カートリッジ１２の使用時の姿勢において後端から前端にかけて傾斜する傾斜面３４ａが形成されている。この傾斜面３４ａにより、カートリッジ１２内のインクは、傾斜面３４ａに沿って以下に説明する液体供給部４０へと円滑に導かれる。

【0018】

第１貯留室１１の底壁部３４には段差部３４ｂが形成されている。段差部３４ｂには、前方に突出する円筒状の液体供給部４０が形成されている。液体供給部４０の先端には、後述のサブタンク２２に設けられた導入管２０が挿入される液体供給口４２が形成されている。また、液体供給部４０の内部には、液体供給部４０に流入した液体の、液体供給口４２からの漏出を防止するための第１バルブ機構４７を収容するバルブ室４６が形成されている。

【0019】

図２（ｃ）は、未使用のカートリッジ１２が通常の使用姿勢をとる場合の液体の貯留状態を示している。図示のように、第１貯留室１１の液体が貯留されている領域の上方には空間領域（エアーバッファ室）１１ａが形成される。このとき、カートリッジ１２の前壁部３０に形成された第１大気連通部（気体連通部）５０は、液面１０より上方に位置し、エアーバッファ室１１ａに連通する。

【0020】

図３は、第１バルブ機構４７の構成を示す拡大図である。図３（ａ）は、カートリッジ１２がサブタンク２２に装着されていない状態を、図３（ｂ）はカートリッジ１２がサブタンク２２に装着されている状態をそれぞれ示している。第１バルブ機構４７は、液体供給口４２に対して進退可能に設けられたバルブ４４と、バルブ４４を液体供給口４２に向けて付勢するコイルばね４５と、液体供給口４２の周囲に設けた環状のシール部材４３と、を有している。

【0021】

図３（ａ）に示す状態では、バルブ４４とシール部材４３とがコイルばね４５の付勢力によって密接し、液体供給口４２がバルブ４４によって閉塞される。従って、この状態では、バルブ室４６内の液体が液体供給口４２から漏出することはない。また、後述するサブタンク２２に設けられた導入管２２にも、第３バルブ機構６０が設けられている。第３バルブ機構６０は、バルブ６１と、導入管２０の端部に形成された液体導入口２０ａに向けてバルブ６１を付勢するコイルばね６２と、を備える。図３（ａ）に示す状態では、バルブ６１がコイルばね６２の付勢力によって液体導入口２０ａを閉塞している。このときバルブ６１の一端部（図３において後端部）は導入管２０の液体導入口２０ａから後方（Ｘ２方向）へと突出した状態にある。

【0022】

カートリッジ１２がサブタンク２２に装着されると、後述のサブタンク２２の導入管２０が液体供給口４２からカートリッジ１２の供給部４０内に挿入されていく。そして、最終的には、図３（ｂ）に示すように、第３バルブ機構６０のバルブ６１が液体導入口２０ａを開放し、第１バルブ機構４７のバルブ４４が液体供給口４２を開放する。これにより、カートリッジ２２とサブタンク２２は液体連通した状態となる。この間、第３バルブ機構６０のバルブ６１と第１バルブ機構４７のバルブ４３は、次のように移動する。

【0023】

まず、導入管２０が液体供給口４２から液体供給部４０内に挿入されると、第３バルブ機構６０のバルブ６１の後端部がバルブ４３に当接する。バルブ６１とバルブ４３とが当接した当初は、コイルばね６２の付勢力は、コイルばね４５の付勢力より小さい。このため、導入管２０が液体供給部４０の内方へと挿入されていくに従い、バルブ６１はバルブ４３に押圧されて導入管２０の内方へと相対的に移動し、液体導入口２０ａを開放する。その後、さらに導入管２０が液体供給部４０内に挿入されると、圧縮されたコイルばね６２の付勢力がコイルばね４５の付勢力を上回り、バルブ６１に押されてバルブ４４が後方（Ｘ２方向）へと移動する。これにより、バルブ６６がシール部材４３から離間し、液体供給口４２が開放される。

【0024】

以上のように、液体導入口２０ａと液体供給口４２とが開放されることにより、カートリッジ１２とサブタンク２２とが液体連通した状態となる。これにより、第１貯留室１１からバルブ室４６に流入した液体は、図３（ｂ）の矢印に示すように、導入管２０内を通過してサブタンク２２内に流入する。

【0025】

また、カートリッジ１２がサブタンク２２から取り外され、導入管２０がカートリッジ１２の液体供給部から抜去されると、バルブ４４とバルブ６１のそれぞれは、図３（ａ）の状態に戻る。すなわち、バルブ４４はコイルばね４５の付勢力によって液体供給口４２を閉塞し、バルブ６１は、コイルばね６２の付勢力によって液体導入口２０ａを閉塞する。これにより、サブタンク２２の液体導出口２０ａからの液漏れ、及びカートリッジ１２の液体供給口４２からの液漏れは抑制される。

【0026】

一方、カートリッジ１２の上部には、前壁部３０を貫通する第１大気連通部５０が形成されている（図２参照）。第１大気連通部５０は、カートリッジ１２の使用前の状態において、カートリッジ１２の前壁部３０に貼着されたフィルム（密閉部材）５１によって密閉されている。

【0027】

以上のように、未使用時のカートリッジ１２は、フィルム５１とバルブ４４とによって内部が密閉された状態に保たれる。このため、輸送時などにおいてカートリッジ１２がいかなる姿勢をとろうとも、内部の液体が外部へと漏出することはない。なお、図２に示すカートリッジ１２は、記録動作に使用するインク色毎に用意されている。各カートリッジは収容されるインクの種類が異なる点を除き同一の構成を有する。

【0028】

〈サブタンク〉
図４は、本実施形態におけるサブタンク２２を示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は側断面模式図である。また、図４（ｃ）はサブタンク２２のニードル２４とカートリッジ１２の第１大気連通部５０との関係を示す部分拡大図である。なお、図４においては、導入管２０内に設けられている第３バルブ機構５０の図示を省略しているが、実際には図３に示すような第３バルブ機構５０が存在するものとする。また、後述する第２実施形態～第４実施形態において参照する図面においても、導入管内２０に設けられている第３バルブ機構５０の図示を省略する。

【0029】

本実施形態のサブタンク２２は、略直方体形状をなす筐体２１を有する。筐体２１の内方には、種類の異なる液体（例えば、色の異なるインク）を貯留するための複数の第２貯留室２６が画成されている。また、筐体２１の外壁には、第２大気連通部２５、第１接続部２０、第２接続部２４、及び液体流出口２３が、複数の第２貯留室２６のそれぞれに対応して設けられている。

【0030】

すなわち、筐体２１の後壁部２１ｂの上部には、第２大気連通部２５が形成されている。第２大気連通部は、第２貯留室２６を大気に連通させる役割を果す。さらに、筐体２１の後壁部２１ｂには、カートリッジ１２を接続可能とする第１接続部２０と、第２接続部２４とが形成されている。

【0031】

第１接続部２０は、筐体２２ａの後壁の下方部から後方に突出する導入管２０によって構成されている。導入管２０の前端は開口しており、第２貯留室２６と連通している。また、導入管２０の後端部には液体導入口２０ａが形成されている。なお、導入管２０内には、前述のように、液体導入口２０ａからの液体の漏出を抑制するためのバルブ機構６０（図３参照）が設けられている。

【0032】

第２接続部２４は、筐体２２ａの後壁部２１ｂから後方に突出する中空体としてのニードル２４によって構成されている。ニードル２４の前端及び後端は開口している。ニードル２４の前端の開口及び第２大気連通部２５の前端の開口は、第２貯留室２６の内面に貼着された半透膜２８によって被覆されている。半透膜２８は、液体の流通を遮断し、気体の流通を許容する気液分離部材を構成する膜である。この半透膜２８により、第２大気連通部２５及びニードル２４は、第２貯留室２６に対して、液体連通が遮断され、且つ気体連通が許容された状態となっている。

【0033】

なお、ニードル２４は、図４（ｃ）に示すように、後端に向かうに従って漸次外径が縮小するテーパ形状をなしており、後端の外径はカートリッジの第１大気連通部５０の内径より小さく、中腹部が第１大気連通部５０の内径以上となるように形成されている。このため、ニードル２４が第１大気連通部５０に所定量挿入されると、図４（ｃ）に示すように、ニードル２４の中腹部が第１大気連通部５０の内面に密接し、ニードル２４と第１大気連通部５０との間は、液密状態に保たれる。

【0034】

また、筐体２１の前壁２１ａの上部には、記録ヘッド２に連通するチューブ３に接続される液体流出口２３が形成されている。筐体２２ａの内部には、カートリッジ１２から供給される液体を貯留可能とする第２貯留室２６と、第２貯留室２６内に貯留された液体を液体流出口２３へと導く流路２７とが形成されている。

【0035】

以上の構成において、サブタンク２２が通常の使用姿勢にあるとき、ニードル２４は、第２大気連通部２５より鉛直方向において低い位置に位置する。また、導入管２０はサブタンク２２の底部に近い位置に設けられており、通常の使用姿勢においてニードル２４より鉛直方向（Ｚ方向）において下方に位置する。さらに、サブタンク２２のニードル２４と導入管２０は、カートリッジ１２の第１大気連通部５０と液体供給口４２とにそれぞれ対応する位置に形成されている。

【0036】

次に、上記構成を有する液体供給装置１００のサブタンク２２とカートリッジ１２における大気連通状態及び液体の移動状態を、図５の側断面模式図を参照しつつ説明する。なお、図５においては、カートリッジ１２の液体供給部４０内に設けられている第１バルブ機構４７の図示を省略しているが、実際には図１及び図３に示すような第１バルブ機構４７が存在するものとする。

【0037】

図５（ａ）は、通常の使用状態にある記録装置１に対してカートリッジ１２を装着する前の状態、すなわち、サブタンク２２に対してカートリッジ１２が装着される前（接続される前）の初期状態を示している。初期状態において、サブタンク２２の第２貯留室２６には液体が充填されておらず、第２貯留室２６内は第２大気連通部２５を介して大気に連通している。

【0038】

一方、カートリッジ１２内の第１貯留室１１及び液体供給部４０のバルブ室４６には液体が充填されている。液体供給口４２は、第１バルブ機構４７によって液体供給口４２が閉塞された状態にあるため、液体が液体供給口４２から漏出することはない。また、第１大気連通部５０はフィルム５１によって密閉されており、カートリッジ１２の第１貯留室１１と大気との連通は遮断されている。

【0039】

図５（ｂ）は、カートリッジ１２を記録装置１に装着した状態を示している。カートリッジ１２は、その前壁部３０をサブタンク２２に向けて挿入することにより装着される。カートリッジ１２を記録装置１に装着すると、サブタンク２２のニードル２４がカートリッジ１２の第１大気連通部５０を閉塞していたフィルム５１を貫通し、カートリッジ１２のエアーバッファ室１１ａ内に突出する。その結果、カートリッジ１２は、中空のニードル２４、サブタンク２２の第２貯留室２６、及び第２大気連通部２５を介して大気と連通する。これにより、サブタンク２２からカートリッジ１２に亘って、図５（ｂ）の矢印に示すような大気の導入経路が形成される。

【0040】

一方、サブタンク２２とカートリッジ１２の下方部では、サブタンク２２の導入管２０が液体供給部４０の液体供給口４２からバルブ室４６の内方へと侵入する。これにより、図３（ｂ）に示すように、導入管２０を介してカートリッジ１２の第１貯留室１１とサブタンク２２の第２貯留室２６とが液体連通する。このとき、カートリッジ１２とサブタンク２２とが、前述のように大気と連通することにより、カートリッジ１２の第１貯留室１１内に貯留された液体は、水頭差によって、サブタンク２２の第２貯留室２６への移動（供給）を開始する。この液体の移動（供給）は、第１貯留室１１の液面１０と第２貯留室２６の液面１０とが等しくなるまで行われる。

【0041】

その後、記録装置１に設けられた吸引回復機構を用いて記録ヘッド２の吐出口に負圧を印加し、吐出口から吸引動作を行う。これにより、サブタンク２２の第２貯留室２６の液体が流路２７を通じて液体流出口２３からチューブ３へと送られ、最終的に記録ヘッド２へと供給される。このときカートリッジ１２及びサブタンク２２では、液体と気体とが交換される気液交換が行われる。気液交換における気体（空気）の流入及び流出は、サブタンク２２に設けられた第２大気連通部２５を通じて行われる。

【0042】

以上のように本実施形態では、使用時にニードル２４と第１大気連通部５０とが接続されることにより、サブタンク２２とカートリッジ１２の双方の大気連通を、サブタンク２２に設けた第２大気連通部２５に集約して行うことができる。従って、カートリッジ１２を簡易な構成を用いて大気に連通させることが可能になる。また、使用中における大気連通路からの液漏れを、サブタンク２２側に設けた半透膜２８によって抑制することができるため、カートリッジ１２側に液漏れ防止用の構成を設ける必要はなくなる。従って、大気連通と液体の漏出防止とを可能にする構成を、サブタンクとカートリッジの双方に設けていた従来に比べ、本実施形態では、カートリッジ１２の部品点数を削減することが可能になる。このため、カートリッジ１２の小型化及びコスト低減を図ることが可能になる。

【0043】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図６ないし図８を参照しつつ説明する。なお、図６ないし図８において、第１実施形態において説明したものと同一もしくは相当部分には同一符号を付す。

【0044】

〈カートリッジ〉
図６は、本実施形態におけるカートリッジ１２Ａの側断面模式図である。本実施形態におけるカートリッジ１２Ａは、第１実施形態に示したカートリッジ１２における筐体３５と同様の外形を有する筐体３５Ａを備える。但し、本実施形態における筐体３５Ａ内の上方部には、第１大気連通部５０と第１貯留室１１のエアーバッファ室１１ａとの連通、遮断を行う第２バルブ機構３９が設けられている。

【0045】

第２バルブ機構３９は、第１大気連通部５０に対向して設けられたバルブ３６と、バルブ３６を第１大気連通部５０に向けて付勢するコイルバネ３７と、これらを支える支持部３８とを備える。支持部３８の底部には、連通孔３８ａが設けられている。未使用のカートリッジ１２Ａを通常の使用姿勢に保持した状態において、第２バルブ機構３９は、第１貯留室１１内に貯留されている液体の液面１０より上方に位置する。また、本実施形態においても、カートリッジ１２Ａの下方部には、第１実施形態と同様に、液体供給部４０が設けられ、液体供給部４０内には第１バルブ機構４７が設けられている。なお、本実施形態において、第１大気連通部５０は、未使用の状態においてはフィルム５１とバルブ３６とにより密閉されており、これらが第１大気連通部５０の密閉部材として機能する。

【0046】

〈サブタンク〉
図７は、本実施形態におけるサブタンク２２Ａを示す図であり、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は側断面模式図である。本実施形態におけるサブタンク２２Ａでは、後壁部に設けられた中空のニードル２４Ａの後端部が閉塞されると共に、周壁部の一部にニードル孔２９Ａが設けられており、この点が、第１実施形態に示したものと異なる。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

【0047】

次に、本実施形態のサブタンク２２Ａ及びカートリッジ１２Ａの大気連通状態及び液体の移動状態を、図８の側断面模式図を参照しつつ説明する。なお、図８においても、カートリッジ１２Ａの液体供給部４０内に設けられている第１バルブ機構４７の図示は省略してある。

【0048】

図８（ａ）は、カートリッジ１２Ａを記録装置１に装着する前における、サブタンク２２Ａとカートリッジ１２Ａのそれぞれの状態を示している。この状態において、サブタンク２２Ａの第２貯留室２６には液体（インク）が充填されておらず、第２大気連通部２５を介して大気に連通している。一方、カートリッジ１２Ａ内の第１貯留室１１には液体が充填されている。第１大気連通部５０はフィルム５１及びバルブ３６によって密閉されており、カートリッジ１２Ａの内部は大気に連通していない。また、図８（ａ）の状態において、第２バルブ機構３９のコイルバネ３７は伸張状態にあり、バルブ３６は連通孔３８ａより第１大気連通部５０に近い位置に保持されている。このため、第１大気連通部５０とエアーバッファ室１１ａとの連通は遮断された状態となっている。

【0049】

図８（ｂ）は、カートリッジ１２Ａが記録装置１の本体部に装着され、サブタンク２２Ａとカートリッジ１２Ａとが接続された状態を示している。このとき、サブタンク２２Ａのニードル２４Ａは、カートリッジ１２Ａの第１大気連通部５０を閉塞しているフィルム５１を貫通する。そして、ニードル２４Ａは、カートリッジ１２に設けられたバルブ３６を押圧し、バルブ３６を後方（Ｘ２方向）へと移動させる。バルブ３６が後方へと移動することにより、支持部３８の底部に設けられた連通孔３８ａと、ニードル２４Ａに設けられたニードル孔２９Ａとが連通する。その結果、カートリッジ１２Ａのエアーバッファ室１１ａは、サブタンク２２Ａのニードル孔２９Ａ、第２貯留室２６及び第２大気連通部２５を通じて大気と連通する。図８（ｂ）の矢印は、サブタンク２２Ａの第２大気連通部２５からカートリッジ１２Ａのエアーバッファ室１１ａに至る大気導入経路を示している。

【0050】

カートリッジ１２Ａの第１貯留室１１が大気に連通することにより、第１貯留室１１内の液体は、水頭差によって第２貯留室２６への移動を開始する。この液体の移動は、第１貯留室１１内の液面１０と第２貯留室２６内の液面１０とが等しくなるまで継続される。その後、第１実施形態と同様に、吸引回復機構によって記録ヘッド２から吸引動作を行い、サブタンク２２Ａの第２貯留室２６の液体を、流路２７及びチューブ３を介して記録ヘッド２へと供給する。記録ヘッド２に液体が供給されたときのサブタンク２２Ａ及びカートリッジ１２Ａの状態を図８（ｃ）に示す。なお、カートリッジ１２Ａから記録ヘッド２へのインクが充填された後は、記録動作によるインクの消費に応じてカートリッジ１２Ａから記録ヘッド２へとインクが供給される。

【0051】

また、図８（ｄ）は、カートリッジ１２Ａ内の液体を使い切る前に、カートリッジ１２Ａをサブタンク２２Ａから取り外した状態を示している。カートリッジ１２Ａがサブタンク２２Ａから取り外されると、第２バルブ機構３９のバルブ３６は、コイルバネ３７の付勢力によってカートリッジ１２装着前の位置、すなわち、連通孔３８ａより第１大気連通部５０に近い位置へと移動する。その結果、第１大気連通部５０とエアーバッファ室１１ａとの連通が遮断される。また、導入管２０が液体供給部４０から抜去されることにより、第１バルブ機構４７のバルブ４４がシール部材４３に密接して液体供給口４２を閉塞する（図３（ａ）参照）。これにより、カートリッジ１２は、再び大気との連通が遮断された状態となる。

【0052】

以上のように本実施形態においても、第１実施形態と同様に、使用時の液体の漏出を阻止しつつ、サブタンク２２Ａとカートリッジ１２Ａの双方の大気連通を第２大気連通部２５に集約して行うことが可能になる。さらに、サブタンク２２Ａからカートリッジ１２Ａを取り外した場合にも、第１大気連通部５０からの液体の漏出を阻止することが可能になり、カートリッジ１２Ａの利便性を向上させることが可能になる。

【0053】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を、図９及び図１０を参照しつつ説明する。図９は本実施形態におけるサブタンク２２Ｂを示す図であり、図９（ａ）は斜視図、図９（ｂ）は側断面模式図である。本実施形態におけるサブタンク２２Ｂは、筐体２１Ｂの後壁部２１ｂに設けたニードル２４Ｂの根元部の近傍にニードル孔２９Ｂが設けられている。このニードル孔２９Ｂは、以下に説明するように、第１、第２実施形態における第２大気連通部２５と同様の機能を果す。このため、本実施形態における筐体２１の後壁部２１ｂには、第１、第２実施形態に示した第２大気連通部２５は設けられていない。なお、ニードル２４Ｂの前後両端には開口部が形成されている。さらに、ニードル２４Ｂには、ニードル孔２９Ｂを挟む前後２箇所にそれぞれ半透膜２８ａ、２８ｂが設けられている。すなわち、ニードル２４Ｂの前端の開口部を覆う位置に半透膜２８ａが設けられ、ニードル２４Ｂの後端の開口部とニードル孔２９Ｂとの間の内部空間に半透膜２８ｂが設けられている。これにより、サブタンク２２Ｂ側からのインクの漏出と、カートリッジ１２側からのインクの漏出の両方を抑制することが可能になる。なお、その他の構成は、第１実施形態に示したサブタンク２２と同様である。

【0054】

本実施形態では、サブタンク２２Ｂに対し、第１実施形態において示したカートリッジ１２を適用する。カートリッジ１２が記録装置１の本体部に装着されると、カートリッジ１２とサブタンク２２Ｂは、図１０に示すように接続される。すなわち、サブタンク２２Ｂのニードル２４Ｂは、カートリッジ１２の第１大気連通部５０を通過してエアーバッファ室１１ａ内に侵入し、サブタンク２２Ｂの導入管２０はカートリッジ１２の液体供給口４２を通過して液体供給部４０内に侵入する。

【0055】

サブタンク２２Ｂとカートリッジ１２とが接続された状態において、ニードル２４Ｂに形成されたニードル孔２９Ｂは、サブタンク２２Ｂとカートリッジ１２Ｂとの間に位置し、大気に開放された状態となる。このため、サブタンク２２Ｂの第２貯留室２６及びカートリッジ１２の第１貯留室１１は、いずれも、ニードル２４Ｂ及びニードル孔２９Ｂを介して大気に連通する。従って、本実施形態においても第１、第２実施形態と同様の効果を期待できる。さらに、本実施形態では、第１、第２実施形態に設けられていた第２大気連通部を形成する必要がないため、サブタンク２２Ｂの外壁構造を簡略化することが可能になる。

【0056】

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図１１及び図１２を参照しつつ説明する。本実施形態は、第１実施形態に示したカートリッジ１２と第２実施形態に示したカートリッジ１２Ａの双方を適用可能なサブタンク２２Ｃを備える。

【0057】

図１１は本実施形態におけるサブタンク２２Ｃを示す図であり、図１１（ａ）は斜視図、図１１（ｂ）は側断面模式図である。サブタンク２２Ｃの筐体２１の後壁部２１ｂには、上記実施形態と略同様の外形を有するニードル２４Ｃが設けられている。ニードル２４Ｃは、前後両端に開口部を有すると共に、周壁部の前後２か所にニードル孔２９Ａ、２９Ｂを有する。ニードル孔２９Ａは第２実施形態に示したものと同様であり、ニードル孔２９Ｂは第３実施形態に示したものと同様である。また、ニードル２４Ｃの内部空間には、ニードル孔２９Ａとニードル孔２９Ｂとの間に半透膜２８ｂが設けられると共に、ニードル２４Ｃの前端部側の開口部を覆う位置にも半透膜２８ａが設けられている。これらの半透膜２８ａ、２８ｂによって、サブタンク２２Ｃ側からの液体の漏出と、カートリッジ１２側からのインクの漏出の双方を抑制することが可能となる。なお、サブタンク２２Ｃの他の構成は、第３実施形態と同様である。よって、本実施形態においても、サブタンク２２Ｃの筐体２１の後壁部には、第１、第２実施形態で示した第２大気連通部２５は設けられていない。

【0058】

図１２は、本実施形態におけるサブタンク２２Ｃに、異なる２種類のカートリッジを適用した状態を示す図である。ここで、図１２（ａ）に示すカートリッジ１２は、第１実施形態に示すカートリッジ１２（図２参照）と同一であり、図１２（ｂ）に示すカートリッジ１２Ａは、第２実施形態に示すカートリッジ１２Ａ（図６参照）と同一である。

【0059】

図１２（ａ）に示すように、サブタンク２２Ｃにカートリッジ１２を接続した場合、サブタンク２２Ｃの第２貯留室２６とカートリッジ１２の第１貯留室１１は、いずれもニードル２４及びニードル孔２９Ａ、２９Ｂを通じて大気に連通可能となる。

【0060】

また、図１２（ｂ）に示すように、サブタンク２２Ｃにカートリッジ１２Ａを接続した場合、第２貯留室２６は、ニードル２４Ｃ及びニードル孔２９Ｂを通じて大気に連通する。そして、第１貯留室１１のエアーバッファ室１１ａは、連通孔３８ａ、ニードル孔２９Ａ、ニードル２４Ｃ及びニードル孔２９Ｂを通じて大気に連通する。

【0061】

このように本実施形態によれば、上記実施形態と同様の効果を期待できると共に、２種類のカートリッジ１２、１２Ａを適用することが可能になり、カートリッジの互換性を高めることが可能になる。

【0062】

以上で示したように、上記各実施形態では、カートリッジとサブタンクの大気連通を、サブタンクに集約することが可能となる。さらに、使用時において、カートリッジからの液体の漏出をサブタンク側の機能を用いて抑制することが可能となる。このため、カートリッジの部品点数の削減及びカートリッジの小型化が可能になり、安価にカートリッジを構成することが可能になる。

【0063】

（他の実施形態）
なお、本発明は、上記実施例で示したサブタンク、カートリッジの様態に限定されない。例えば、上記実施形態におけるサブタンクは、単一のサブタンクに複数のカートリッジを装着する構成を示したが、複数の独立した構成のサブタンクを設け、各サブタンクにカートリッジを装着するようにすることも可能である。

【0064】

また、サブタンクにおける第２大気連通部、第１接続部、第２接続部及び液体流出口の位置や個数、形状等は適宜変更可能であり、同様に、カートリッジにおける第１大気連通部及び液体供給口の位置や個数、形状等も適宜変更可能である。

【0065】

また、使用時におけるニードルと第１大気連通部との接続部分の液密性を高めため、カートリッジの第１大気連通部とサブタンクのニードルとの間にシール部材を介在させるようにすることも可能である。この場合、シール部材は、第１大気連通部の内面あるいは周縁部に設けても良いし、ニードルの周面に設けても良い。

【符号の説明】

【0066】

１ 記録装置
２ 記録ヘッド
１１ 第１貯留室
１２ カートリッジ
２０ 導入管
２２ サブタンク
２４ ニードル
２５ 第２大気連通部
２６ 第２貯留室
５０ 第１大気連通部
１００ 液体供給装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】