JP2003211685A - 液体貯蔵容器及びこれを用いたヘッドカートリッジ - Google Patents
液体貯蔵容器及びこれを用いたヘッドカートリッジInfo
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Abstract
体が漏出するのを確実に防止し得る信頼性に優れた安価
かつ小型な液体貯蔵容器の提供を目的とする。 【解決手段】 液体を貯蔵する貯蔵部2と、貯蔵部に形
成され所定の液体供給源に接続される液体供給口2a
と、貯蔵部2の内部と外部との空気の流通を可能とする
大気連通口2cと、所定の大気吸引口8aから大気連通
口2cへと大気を導く大気連通路7とを有する。そし
て、前記大気連通口2cには、貯蔵部2内の液体が大気
連通口2cから大気連通路7へと流出するのを遮断しか
つ大気連通口2cにおける空気の流通を可能とする第1
の気液分離部材9を設け、大気連通路7内には第2の気
液分離部材10を設ける。そして、これら気液分離部材
9,10によって大気吸引口8aから外部への液体In
の流出を阻止する。
Description
用される液体(インク)を液体吐出手段に供給するため
のタンクとして利用可能な液体貯蔵容器、及びこれを用
いたヘッドカートリッジに関するものである。
録剤とするレーザービームプリンタなどに比べ、小型軽
量化が容易であり安価に構成し得るという優位性を備え
るため、小型な装置の出力装置としては最適なものとな
っている。特に近年のデジタルカメラでは、撮影した映
像をその場で記録し得るようにするため、カメラ本体に
搭載したり、携帯を可能としたりするような超小型イン
クジェット記録装置が提案、実施されている。
は、インクを吐出する液体吐出手段と、この液体吐出手
段に対して液体を供給する液体貯蔵容器とを一体的に接
続してなるヘッドカートリッジを、キャリッジに対して
着脱可能に搭載したものが知られている。この液体貯蔵
容器は、少量のインクしか貯留し得ないため、こうした
超小型インクジェット記録装置では、記録装置本体に設
けられた液体供給源としてのメインタンクから頻繁に液
体を補給するようにした所謂ピットイン方式を採ること
も提案されている。このピットイン方式による液体貯蔵
容器への液体の補給は、キャリッジを移動経路の端部な
どに設定された所定の補給位置へと移動させ、その位置
にて液体貯蔵容器とメインタンクとを接続させると共
に、吐出ユニットに配置されている記録素子のインク吐
出口にポンプに連結されているキャップを密着させる。
この後、ポンプによって発生させた負圧をキャップ内に
与え、その負圧によってインク吐出口からインクを吸引
し、その吸引動作に伴って、メインタンクから液体貯蔵
容器内へとインクを吸引して補充する。
合、所定量のインクを過不足なく液体貯蔵容器に補充す
ることが必要である。特に、液体貯蔵容器に対して液体
が過剰に補充されて大気連通口から溢れ出した(オーバ
ーフローした)場合には、記録装置内部や記録媒体が汚
損されるという重大な問題が発生する。
するため、次のような手段を講じていた。 a)インク補充の際、液体貯蔵容器部の中の大気開放す
る部分(大気連通口)に逆止弁を設け、気体を大気に開
放しつつ液体を充填させ、液体貯蔵容器部が満杯状態を
越えた場合にインク溢れを防ぐように逆止弁の開閉制御
を行ってインクを充填する。 b)気体は通過させるがインクなどの液体は通過させな
い多孔質体からなる撥水性の繊維膜を大気連通口に貼着
し、液体貯蔵容器へのインク補充の際にこの膜の撥水性
と通気性とによって内部の空気を排除しつつインクを充
填させ、膜のメニスカス保持力によって補充を行うとい
う構成が提案されている。
装置にあっては、大気連通口に対し、多孔質からなる撥
水性の繊維膜を貼着する構造となっていたため、低コス
ト化及び小型化などの面において優れているが、長期に
亘って多孔質の膜部にインクが付着しているとインクの
濡れ性の影響で、膜がインクに対してメニスカスを保持
する性能が劣化し、インクが大気連通孔から溢れ出す場
合があった。また、多孔質膜の貼着部分の欠損や貼着し
ていた接着剤の劣化等により、多孔質膜と貯蔵部との間
の液密性が低下し、インクが大気連通孔から溢れしまう
場合もあった。そして、上記のように、多孔質膜による
液体(インク)と気体とを分離するための逆止弁として
の機能、すなわち気液分離部材としての機能が十分に果
たせない状態に陥ると、インクが大気連通口を通過し、
上記ヘッドカートリッジ外部へと漏洩して装置内を汚損
することがあり、また、場合によってはインク供給を行
うシステム全体にインクが漏洩し電気系統がショートす
るなどの致命的な動作不良を発生させる可能性もあっ
た。
なされたもので、液体吐出手段に対して液体を供給する
液体貯蔵容器において、長期の使用にあっても、貯蔵部
から外部へと液体が漏出するのを確実に防止し得る信頼
性に優れた安価かつ小型な液体貯蔵容器の提供を目的と
する。
め、本発明は、液体吐出ヘッドへ液体を供給する液体貯
蔵容器であって、前記液体を貯蔵する貯蔵部と、前記貯
蔵部に形成され、所定の液体供給源に接続される液体供
給口と、前記貯蔵部の内部と外部との空気の流通を可能
とする大気連通口と、所定の大気吸引口から前記大気連
通口へと大気を導く大気連通路と、前記貯蔵部内の液体
が前記大気連通口から前記大気連通路へと大気が流通す
るのを遮断し、かつ前記大気連通口における空気の流通
を可能とする第1の気液分離部材と、前記大気連通路内
に設けた第2の気液分離部材と、を備え、前記大気吸引
口から外部への液体の流出を阻止するようにしたことを
特徴とするものである。
液分離部材の少なくとも一方は、多孔質部材によって構
成することが可能である。
離部材の少なくとも一方には、撥水性処理を施すことが
考えられる。
気液分離部材の少なくとも一方は、複数の部材で構成す
ることも可能である。
液分離部材と第2の気液分離部材との間に液体検出セン
サを設けることも可能である。
分離部材を覆うよう容器本体に取り付けられた蓋部によ
って形成され、前記蓋部には大気を導入させる大気吸引
口と、この大気吸引口から第1の気液分離部材に至る流
路とが形成される構成とすることも考えられる。
蔵容器に連結され前記液体貯蔵容器から供給される液体
を吐出する液体吐出手段とによりヘッドカートリッジを
構成することも可能である。
液体を吐出するためのエネルギーを発生する素子として
は、前記液体に膜沸騰を生じさせるための熱エネルギー
を発生させる電気熱変換体を用いることが装置の小型化
を実現する上で望ましい。
説明する。
体貯蔵容器の第1の実施形態における構成を示す一部切
欠斜視図である。図1において、1は液体を吐出するた
めの吐出ユニット(液体吐出手段)であり、液体を吐出
する周知の記録素子が複数配列されている。この第1の
実施形態においては、吐出ユニット1内に形成された共
通液路から各記録素子に供給された液体を、各記録素子
内に配設された電気熱変換素子を駆動することによって
吐出させるものとなっている。すなわち、各記録素子
は、通電によって電気熱変換素子にジュール熱を生さ
せ、そのジュール熱によってインクに膜沸騰を発生させ
て液路内に気泡を発生させ、その気泡の発生エネルギー
によってインクを電気熱変換素子から吐出させる所謂バ
ブルジェット(登録商標)吐出方式を採るものとなって
いる。なお、前記吐出ユニット1から吐出する液体とし
ては、記録媒体上で視認させることを目的として吐出さ
れる液体(色材)と、この色材の浸透状態などを調整す
る目的で吐出される液体(記録性向上液)とがあるが、
以下の説明ではこれら液体を総称してインクとも呼ぶ。
る共通液室へとインクを供給する液体貯蔵容器であり、
次のように構成されている。
2は中空箱状(中空直方体形状)をなす貯蔵部である。
この貯蔵部2の底部には、内部に貯蔵されたインクIn
を吐出させるインク供給口(液体供給口)2aと、前記
吐出ユニット1の上面に突設された円筒状の接続部1a
が嵌挿される接続孔2bとが形成される一方、貯蔵部2
の上面部には大気連通口2cが形成されている。なお、
吐出ニユット部1の接続部1aは共通液室に連通してお
り、前記接続部1aが吐出ユニット1の接続孔2bに嵌
挿されることにより、貯蔵部2内のインク貯蔵空間と吐
出ユニット1の共通液室とが連通する。
定された蓋部である。この蓋部6は、大気連通空間7a
が形成された中空形状をなしている。また、蓋部6の底
部には、前記大気連通空間7aに連通する開口部7bが
形成されると共に、側部には前記大気連通空間7aに連
通する大気連通管8が挿入固定されており、この大気連
通管8の一端部は大気に開放された大気吸引口8aとな
っている。また、蓋部6の開口部7bには、第1の多孔
質部材(第1の気液分離部材)9が固定されており、蓋
部6が貯蔵部2に固定された時、前記多孔質部材9が前
記大気連通口2cを液密状態で完全に覆うようになって
いる。この第1の多孔質部材9の大気連通空間7a側に
は撥水剤(不図示)が塗布されており、気体は透過可能
であるが、液体(インク)は透過させない気液分離弁と
しての構造を有している。なお、この大気連通管8と前
記大気連通空間7aとによって大気吸引口8aから大気
連通口2cに至る大気連通路7が形成されている。
は、大気連通管8の大気吸引口8aに連通する開口部8
bを液密状態で覆う第2の多孔質部材(第2の気液分離
部材)10が貼着されている。この第2の多孔質部材1
0にあっても、多孔質部材10の大気連通空間7a側に
は撥水剤(不図示)が塗布されており、前記第1の多孔
質部材9と同様に気体を透過させ、かつ液体(インク)
Inを透過させない気液分離弁としての構造を有してい
る。
9,10は、種々の構造を適用可能であるが、例えば、
繊維状の樹脂や金属を積層させ焼結させた多繊維体で構
成することが考えられ、その場合には、気体を透過する
相当量を理論上の穴径に換算し、その理論上の穴径が得
られるように、繊維径や焼結後の密度を決定して作成す
る。
貯蔵容器Tが構成され、この液体貯蔵容器Tと吐出ユニ
ット1とによってヘッドカートリッジHCが構成されて
おり、このヘッドカートリッジHCがインクジェット記
録装置のキャリッジに対して着脱可能に搭載されるよう
になっている。
充しつつある状態を示した縦断側面図となっている。図
2はインク供給口2aからインクInが補充されている
状態を示し、図中、BはインクInの補充位置を示して
いる。インクInの補充はインク供給口2aからなさ
れ、補充する吸引力は大気連通管8に接続されるポンプ
などの吸引負圧で行われる。
の連続記録を行う上で必要とされるインク液量に対応す
る液面レベルBを越え、インクInの液面が貯蔵部2の
上面、すなわち蓋部6に貼り付けられている第1の多孔
質部材9の面に達すると(満杯状態となると)、第1の
多孔質部材9に塗布されている撥水の作用と多孔質部材
の孔9aにおけるメニスカス力によって、ポンプによる
インク吸引動作が停止するようにポンプの吸引圧が調整
されている。
ンク吐出が行われると徐々に貯蔵部2内のインクInは
消費される。すなわちインクInの液面レベルは徐々に
減少し、適当なタイミングによってポンプを作動させ、
大気吸引口8aから空気を吸引することにより、インク
供給口2aから再びインクを充填することができる。
るなど、長期に亘り第1の多孔質部材9にインクInが
付着していると、インクInの濡れ性の影響によって、
第1の多孔質部材9におけるインクメニスカスを保持す
る性能が劣化したり、第1の多孔質部材9の貼着部分の
欠損や貼着するための接着剤の劣化等が発生したりする
ことがある。その結果、第1の多孔質部材9が気体と液
体を分離する逆止弁としての機能を十分に果たせず、イ
ンクInが大気連通路7の一部を構成する大気連通空間
7a内に溢れ出してしまう虞がある。
クの溢れ出しが生じた状態を図3に示す。図3(a)
は、大気連通路7の一部を構成する大気連通空間7a内
に漏出したインクが多孔質部材9の付近にある状態であ
り、これは漏出初期の段階である。また、図3(b)で
は、インク供給口2aから液体貯蔵容器Tへのインク充
填のため、図外の吸気源に接続されてエアー吸引が開始
された状態である。同図(a)に示すように、大気連通
空間7aへと漏出したインクInは、徐々に大気連通管
8の他端部に形成されたの開口部8bへと導かれて行く
が、図3(b)に示すように、開口部8bに液密状態で
第2の多孔質部材10が貼着されているため、インクI
nはこの第2の多孔質部材10から大気連通管8へは浸
入できず、第2の多孔質部材10を覆うように引き寄せ
られながらも大気連通空間7a内の内部に滞留する。そ
して、このようにインクInが第2の多孔質部材10を
覆うことにより、ポンプによる大気連通空間7a内から
の空気の吸引が遮断される。これは、第2の多孔質部材
10におけるメニスカス力及び撥水性とポンプの吸引圧
とがバランスすることによって生じる。
なわちインク供給動作が停止すると、貯蔵部2に対して
インクが満杯状態と同様に記録動作が再開されるが、実
際には、貯蔵部2内のインク充填量は、所定量の連続記
録を行う上で必要とされるインク液量に対応する液面レ
ベルB(図2参照)よりも少ない状態(図での液面レベ
ルC)となっているため、所定量の記録を行うに際し、
インク量が不足して記録動作は途中で停止する。
貯蔵容器Tにインク漏出などの問題が生じていることを
ユーザに認識させることができる。
貯蔵容器Tの外部へのインクの漏出ではなく、貯蔵部2
から大気連通路7へのインクInの漏出に留めることが
できるため、記録装置内を汚損したり、電気系統がイン
クによってショートしたりするという問題が発生するこ
とはなくなる。
連通路7内に第2のインクを設けるという極めて安価か
つ小型な構成により、インク漏れのない信頼性に優れた
液体貯蔵容器Tを提供することができる。
施形態を図4に基づき説明する。なお、上記第1の実施
形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。
0とによって液体貯蔵容器Tを構成し、この液体貯蔵容
器Tと吐出ユニット(液体吐出手段)1とによってヘッ
ドカートリッジHCを構成するものとなっており、貯蔵
部2の構成は第1の実施形態に示したものと同一であ
る。但し、この第2の実施形態では、大気連通口2cを
覆う第1の多孔質部材9の他に、第2の多孔質部材とし
て複数個(この場合、2個)の多孔質部材12,10を
設けたものとなっており、この点が上記第1の実施形態
に示したものと異なる。
通管8の他端部に形成される開口部8bから、貯蔵部の
大気連通口2cを覆う多孔質部材9に至る空間を、互い
に連通する上流側空間7Aと下流側空間7Bとに分けて
いる。そして、上流側空間7Aの下流側端面には、両空
間7Aと7Bを連通させる開口部7Cを液密に覆う多孔
質部材12が貼着され、下流側空間Bの下流側端面に
は、大気連通管8の他方の開口部8bを液密に覆う多孔
質部材10が貼着されている。なお、貯蔵部2の大気連
通口2cは前記上流側空間7A内に位置し、この大気連
通口2cは第1の多孔質部材9によって液密に覆われて
いる。
2内のインクInが長期に亘って接触するなどの理由に
よって多孔質部材9の貼着状態及びインクメニスカス力
の低下などが生じ、その結果、上流側空間7A内にイン
クInが漏出したとしても、そのインクInは、まず、
上流側の多孔質部材12によって下流側空間7Bへのイ
ンクInの漏出を阻止される。そして、仮にこの上流側
の多孔質部材12を通過するインクが下流側空間7Bへ
と流入したとしても、そのインクInは、さらに下流側
の多孔質部材10によって大気連通管8側への漏出を阻
止される。
は、大気連通口2cから第1の多孔質部材9を経て上流
側空間7A内にインクが流入したとしても、そのインク
Inを、2個の第2の多孔質部材12,10によって2
段階に阻止するため、液体貯蔵容器Tから外部へのイン
クInの漏出を確実に防止することができ、信頼性の高
い液体貯蔵容器Tを提供することができる。
施形態を図5に基づき説明する。なお、上記第1の実施
形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。
とによって液体貯蔵容器Tを構成し、この液体貯蔵容器
Tと吐出ユニット1とによってヘッドカートリッジHC
を構成するものとなっており、貯蔵部2の構成は上記第
1の実施形態に示したものと同一である。但し、この第
3の実施形態では、前記の貯蔵部2の大気連通路7内に
漏出したインクInを検出する液体検出センサ13を設
けたものとなっており、この点が上記第1の実施形態と
異なる。
7a内に多孔質部材9でのインクの漏出が生じた場合に
おいて、上記第1の実施形態と同様に、第2の多孔質部
材から漏出したインクを大気連通路7内に留めることが
できると共に、この大気連通路7内に漏出したことを液
体検出センサ13が感知し、端子18,19からトラブ
ル発生信号が出力され、その信号が記録装置に入力され
る。その結果、記録装置では、入力されたトラブル発生
信号を受けて記録動作を停止させると共に、液体貯蔵容
器Tにインクタンクにトラブルが発生したこと知らせる
表示器あるいはブザーなどを駆動する。
体貯蔵容器T外へのインクの漏出を防止することができ
るため、上記第1の実施形態と同様に高い信頼性を得る
ことができる。しかも、液体貯蔵容器Tの大気連通路7
内にインクが漏出した場合には、それを直ちにユーザに
知らせ、不十分なインク貯留状態で記録動作が開始され
る前に、事前に交換を促すことが可能となり、より取扱
い易いものとなる。
蔵容器及びヘッドカートリッジは、所定の大気吸引口か
ら前記大気連通口へと大気を導く大気連通路に対し前記
貯蔵部内の液体が流通するのを遮断しかつ前記大気連通
口における空気の流通を可能とする第1、第2の気液分
離部材とを設けたものとなっているため、安価かつ小型
な構成によって前記大気吸引口から外部への液体の流出
を確実に阻止することができ、高信頼性を得ることがで
きる。このため、本発明の液体貯蔵容器及びヘッドカー
トリッジを記録装置に適用すれば、インク漏れによる装
置内の汚損及び電気回路への悪影響などを排除でき、記
録装置の故障の軽減、及び寿命向上などを図ることがで
きる。
示す一部切欠斜視図である。
つある状態を示す縦断側面図である。
インクが大気連通路内に漏出した状態を示す縦断側面図
であり、(a)は大気連通路内にインクが漏出した初期
の段階を示し、(b)は大気体連通口から液体貯蔵容器
へのインク充填のため吸気源に接続されて空気の吸引が
開始された状態をそれぞれ示している。
示す縦断側面図である。
示す縦断側面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 液体吐出ヘッドへ液体を供給する液体貯
蔵容器であって、 前記液体を貯蔵する貯蔵部と、 前記貯蔵部に形成され、所定の液体供給源に接続される
液体供給口と、 前記貯蔵部の内部と外部との空気の流通を可能とする大
気連通口と、 所定の大気吸引口から前記大気連通口へと大気を導く大
気連通路と、 前記貯蔵部内の液体が前記大気連通口から前記大気連通
路へと流通するのを遮断し、かつ前記大気連通口におけ
る空気の流通を可能とする第1の気液分離部材と、 前記大気連通路内に設けた第2の気液分離部材と、を備
え、 前記大気吸引口から外部への液体の流出を阻止するよう
にしたことを特徴とする液体貯蔵容器。 - 【請求項2】 前記第1の気液分離部材と第2の気液分
離部材の少なくとも一方は、多孔質部材によって構成さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の液体貯蔵容
器。 - 【請求項3】 前記第1の気液分離部材と第2の気液分
離部材の少なくとも一方には、撥水性処理がなされてい
ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液
体貯蔵容器。 - 【請求項4】 前記第1の気液分離部材と第2の気液分
離部材の少なくとも一方は、複数の部材で構成されてい
ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載
の液体貯蔵容器。 - 【請求項5】 前記大気連通路内における第1の気液分
離部材と第2の気液分離部材との間に液体検出センサを
有することを特徴とする請求項1ないし請求項4のいず
れかに記載の液体貯蔵容器。 - 【請求項6】 前記大気連通路は、前記第1の気液分離
部材を覆うよう容器本体に取り付けられた蓋部によって
形成され、 前記蓋部には大気を導入させる大気吸引口と、この大気
吸引口から第1の気液分離部材に至る流路とが形成され
ることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載
の液体貯蔵容器。 - 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の液
体貯蔵容器と、この液体貯蔵容器に連結され前記液体貯
蔵容器から供給される液体を吐出する液体吐出手段とか
らなることを特徴とするヘッドカートリッジ。 - 【請求項8】 前記液体吐出手段は、液体を吐出するた
めのエネルギーを発生する素子として、前記液体に膜沸
騰を生じさせるための熱エネルギーを発生させる電気熱
変換体を有することを特徴とする請求項7に記載のヘッ
ドカートリッジ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002008065A JP2003211685A (ja) | 2002-01-16 | 2002-01-16 | 液体貯蔵容器及びこれを用いたヘッドカートリッジ |
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- 2002-01-16 JP JP2002008065A patent/JP2003211685A/ja active Pending
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