JP2004209666A - 液体タンク、液体吐出カートリッジ、液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気液交換を適切に行うと共に液漏れを防止する。
【解決手段】液体４を吐出する液体吐出ヘッドカートリッジ２に液体４を供給する液体タンク１１であり、液体２が収容される収容部１２と、収容部１２の下面に設けられ、収容部１２に収容された液体４を液体吐出ヘッドカートリッジ２に供給する供給部１３と、収容部１２の上面に設けられ、収容部１２の内部を外部と連通させる外部連通孔１４と、通気性及び撥水性を有し、外部連通孔１４を閉塞するシール部材１７とを備える。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体が収容された液体タンク、並びにそのような液体タンクから供給される液体を吐出する液体吐出ヘッドカートリッジ、並びにそのような液体吐出ヘッドカートリッジを備える液体吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を吐出する装置として、例えば記録紙の対象物に対してヘッドチップよりインクを吐出させて、画像や文字を記録するプリンタ装置としてインクジェット方式を用いたものがある。このインクジェット方式を用いたプリンタ装置は、低ランニングコスト、装置の小型化、プリント画像のカラー化が容易という利点がある。
【０００３】
インクジェット方式を用いたプリンタ装置では、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック等のように複数の色のインクがそれぞれ充填されたインクタンクが、ヘッドチップまでのインクの供給路が形成されたインクヘッドカートリッジに装着され、それぞれの色に対応するインクタンクからそれぞれの供給路を経てヘッドチップにインクを供給する。そして、このプリンタ装置では、インクタンクから供給路を介して供給されたインクを、ヘッドチップに設けられた微小なインク吐出孔から吐出させて記録紙の対象物に対して画像や文字を印刷する。
【０００４】
また、インクタンクには、上面に外部と連通される外部連通孔が設けられると共に、この外部連通孔からインクタンクの内部に延在されて、インクタンク内のインクが減少したときに、この減少したインク量に相当する空気をインクタンク内に導くための空気導入管とが設けられている。そして、このインクタンクでは、上述した気液交換を行うことで、インクをインクタンク側からヘッドチップ側に適切に供給するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−４００４３号公報（第４−５頁、第２図）
【特許文献２】
特開平７−６０９８４号公報（第６−１０頁、第１１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したインクタンクでは、上面に外部と連通される外部連通孔が形成されていることから、外部から振動が加わったり、傾斜させた際には、この外部連通孔からインクが漏れ出してしまう可能性があった。また、インクタンクでは、内部の圧力低下や温度上昇によって内部の空気が膨張した際には、インクが空気導入管を通して外部連通孔から漏れ出してしまう可能性があった。
【０００７】
このため、従来では、空気導入管の長さを長くする、例えばインクタンク内において空気導入管を迷路状に配置することで、外部連通孔からのインク漏れを防ぐことが考えられる。しかしながら、この場合、上述した気液交換をスムーズに行うことができずに、インクタンク側からヘッドチップ側へとインクを適切に供給することができなくなってしまう。特に、インクタンクが大型化した場合により顕著なものとなる。
【０００８】
また、従来では、このようなインク漏れを防止するために、例えばスポンジ等によりインクタンク内を負圧に保ち、所定の負圧に応じてインクをヘッドチップ側に供給することが行われている（例えば、特許文献１，２を参照。）。しかしながら、インクタンク内にスポンジ等を配置した場合には、内部に収容できるインクの量も自ずと制限されたものとなってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、気液交換を適切に行うと共に、液漏れを防止することを可能とした液体タンクを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、そのような液体タンクから適切に液体が供給されると共に、液体を適切に吐出することを可能とした液体吐出ヘッドカートリッジ、並びにそのような液体吐出ヘッドカートリッジを備える液体吐出装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る液体タンクは、液体を吐出する液体吐出ヘッドカートリッジに液体を供給するためのものであり、液体が収容される収容部と、収容部の下面に設けられ、収容部に収容された液体を液体吐出ヘッドカートリッジに供給する供給部と、収容部の上面に設けられ、収容部の内部を外部と連通させる外部連通孔と、通気性及び撥水性を有し、外部連通孔を閉塞するシール部材とを備えることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る液体吐出ヘッドカートリッジは、液体が収容された液体タンクと、液体タンクに収容された液体を吐出するヘッド部とを備える。そして、液体タンクは、液体が収容される収容部と、収容部の下面に設けられ、収容部に収容された液体をヘッド部に供給する供給部と、収容部の上面に設けられ、収容部の内部を外部と連通させる外部連通孔と、通気性及び撥水性を有し、外部連通孔を閉塞するシール部材とを備えることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドカートリッジと、液体吐出ヘッドカートリッジが取り付けられる装置本体とを備える。液体吐出ヘッドカートリッジは、液体が収容された液体タンクと、液体タンクに収容された液体を吐出するヘッド部とを有する。そして、液体タンクは、液体が収容される収容部と、収容部の下面に設けられ、収容部に収容された液体をヘッド部に供給する供給部と、収容部の上面に設けられ、収容部の内部を外部と連通させる外部連通孔と、通気性及び撥水性を有し、外部連通孔を閉塞するシール部材とを備えることを特徴としている。
【００１４】
以上のように、本発明では、液体タンクの外部連通孔が通気性及び撥水性を有するシール部材によって閉塞されていることから、収容部内の液体が減少したときに、この減少したインク量に相当する空気を外部連通孔から収容部内に取り込むことができ、且つ、この外部連通孔からの液漏れを防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明が適用されたインクジェットプリンタ装置について、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１に示すように、本発明が適用されたインクジェットプリンタ装置１は、対象物となる記録紙に対してインクを吐出して画像や文字を印刷するものである。また、このインクジェットプリンタ装置１は、記録紙の印刷幅に合わせてインク吐出孔を設けた、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００１７】
このインクジェットプリンタ装置１は、インクを吐出するインクジェットプリントヘッドカートリッジ（以下では、ヘッドカートリッジと記述する。）２と、このヘッドカートリッジ２を装着するプリンタ本体３とを備える。インクジェットプリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２がプリンタ本体３に対して着脱可能であり、更に、ヘッドカートリッジ２に対してインク供給源となるインクタンク１１が着脱可能となっている。すなわち、このプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２とインクタンク１１が消耗品として取り扱われ交換可能となっている。
【００１８】
先ず、上述したインクジェットプリンタ装置１を構成するプリンタ本体２に対して着脱可能なヘッドカートリッジ２について図面を参照して説明する。
【００１９】
このヘッドカートリッジ２は、導電性の液体であるインクを、例えば電気熱変換式又は電気機械変換式などで微細に粒子化して吐出し、記録紙の記録媒体上にインク液滴を吹付ける。具体的に、ヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、インク４が充填された容器であるインクタンク１１が装着されるカートリッジ本体３１を有する。
【００２０】
インクタンク１１は、図３に示すように、例えば樹脂材料等を射出成形することにより成形されるものであり、長手方向を使用する記録紙の幅方向の寸法と略同じ寸法となす略矩形状に形成され、カートリッジ本体３１に対して着脱可能とされている。
【００２１】
具体的に、インクタンク１１は、インク４を収容するインク収容部１２と、インク収容部１２からカートリッジ本体３１にインク４を供給するインク供給部１３と、外部よりインク収容部１２内に空気を取り込む外部連通孔１４と、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する空気導入管１５と、外部連通孔１４と空気導入管１５との間でインク４を一時的に貯留するインク貯留部１６と、外部連通孔１４から外部へのインク漏れを防ぐシール部材１７と、インクタンク１１をカートリッジ本体３１に固定するための係止突部１８及び係合段部１９と、インクタンク１１内におけるインク４の残量を検出するための端子部２０と、インクタンク１１を識別する識別突部２１とを有している。
【００２２】
インク収容部１２は、気密性の高い材料によりインク４を収容するための空間を形成している。インク収容部１２は、略矩形に形成され、長手方向の寸法が使用する記録紙の幅方向、すなわち記録紙の送り方向に対して直交する方向の寸法と略同じ寸法となるように形成されている。なお、インク収容部１２は、インクと接する内面が外面より表面粗度が小さくなるように形成され、内部のクリーニングを行うときに、塵埃等の微小な異物が残存しないようにしている。
【００２３】
インク供給部１３は、インク収容部１２の下側略中央部に設けられている。このインク供給部１３は、インク収容部１２と連通した略凸形状のノズルであり、このノズルの先端が後述する接続供給部３７に嵌合されることによって、インクタンク１１をカートリッジ本体３１に接続される。なお、インク収容部１２の底面は、インク供給部１３が設けられた中央部が最も深くなるように形成され、収容しているインクがインク供給部１３に集中するようになっている。
【００２４】
なお、インク供給部１３の先端部に設けられているインク供給口１３ｂは、インクタンク１１を装着部３２に装着する際、インクヘッドカートリッジ２の装着部３２に設けられた接続供給部３７が円滑に嵌合するように、先端部に向かって直線状又は湾曲しながら拡径するように形成されている。
【００２５】
具体的にインク供給部１３は、図４及び図５に示すように、インクタンク１１の底面１３ａと、インク４を供給する供給口１３ｂと、供給口１３ｂを開閉する弁１３ｃと、弁１３ｃを付勢するコイルバネ１３ｄと、弁１３ｃを開閉する開閉ピン１３ｅとを有している。インク供給部１３は、インクタンク１１がカートリッジ本体３１に装着される前において、図４に示すように、弁１３ｃがコイルバネ１３ｄの付勢力により供給口１３ｄを閉じる方向に付勢されており、供給口１３ｄを閉塞している。そして、インク供給部１３は、インクタンク１１がカートリッジ本体３１に装着されると、図５に示すように、開閉ピン１３ｅが後述するカートリッジ本体３１の接続供給部３７の上部により押し上げられて、コイルバネ１３ｄの付勢力に抗して弁１３ｃを押し上げて供給口１３ｂを開放する。これにより、インクタンク１１のインク供給部１３が接続供給部３７に装着され、インク収容部１２と後述するカートリッジ本体３１のインク溜め部５１とが連通して、インク４の供給が可能となる。
【００２６】
また、このインク供給部１３は、図２及び図３に示すように、インクタンク１１を接続供給部３７から引き抜く場合に、上述した動作と逆の動作により、弁１３ｃが供給口１３ｂを閉塞する。これにより、インクタンク１１をカートリッジ本体３１に装着する直前にインク供給部１３の先端部が下方を向いている状態であってもインク収容部１２内のインク４が漏れることを防止することができる。また、インクタンク１１をカートリッジ本体３１から引き抜いたときには、直ちに弁１３ｃが供給口１３ｂを閉塞するので、インク供給部１３の先端からインク４が漏れることを防止することができる。
【００２７】
外部連通孔１４は、インクタンク１１外部からインク収容部１２に空気を取り込む通気口である。外部連通孔１４は、インクタンク１１がカートリッジ本体３１に装着されてインク収容部１２からカートリッジ本体３１側にインク４が流下した際に、インク収容部１２内のインク４が減少した分に相当する分の空気を外部よりインクタンク１１内に取り込むために、インクタンク１１の外周面等に設けられている。
【００２８】
空気導入管１５は、インク収容部１２と外部連通孔１４とを連通し、外部連通孔１４より取り込まれた空気をインク収容部１２内に導入する。これにより、このインクタンク１１では、カートリッジ本体３１に装着された際に、カートリッジ本体３１にインク４が供給されてインク収容部１２内がインク４の減少に伴い減圧状態となっても、空気導入管１５によりインク収容部１２に空気が導入されることから、内部の圧力が平衡状態に保たれてインク４をカートリッジ本体３１に適切に供給することができる。
【００２９】
インク貯留部１６は、外部連通孔１４と空気導入管１５との間に設けられ、インク収容部１２に連通する空気導入管１５よりインク４が漏れ出た際に、いきなり外部に流出することがないようにインク４を一時的に貯留する。
【００３０】
具体的に、インクタンク１１では、常温、常圧時においてインク貯留部１６にインク４がない状態となる。しかしながら、インクタンク１１においては、外部圧力の低下又は外部温度の上昇が起こると、インク収容部１２内の空気が膨張し、膨張した空気がインク４をインク収容部１２より空気導入管１５を介してインク貯留部１６に押し出してしまう。このとき、インクタンク１１では、インク収容部１２より押し出されたインク４をインク貯留部１６で貯留することから外部連通孔１４よりインク４が漏れ出ることを防止できる。
【００３１】
インク貯留部１６は、長い方の対角線をインク収容部１２の長手方向とした略菱形に形成され、インク収容部１２の最も下側に位置する頂部に空気導入管１５が設けられ、インク収容部１２より進入したインクが再度インク収容部１２に戻すことができるようになっている。更に、この空気導入管１５がインク供給部１３上に位置するように設けられ、インク収容部１２内のインク残量が少なくなったときにも、インク貯留部１６のインクを効率良くインク供給部１３に供給できるようにしている。
【００３２】
シール部材１７は、外部連通孔１４までインク４が逆流してしまった場合でもインク４がインクタンク１１の外部に漏れてしまうことを防止するとともに、外気から空気を取り込むと共に、塵埃透がインクタンク１１の内部に混入することを防止する素材、すなわち空気を通する通気性及び水分を弾く撥水・防水性を有する選択透過性素材からなる。
【００３３】
具体的に、このシール部材１７としては、例えば、ゴアテックス（登録商標）や、日東電工社製のミクロテックス等の四フッ化エチレン樹脂からなる多孔質膜、ポール・エフエスジー・ジャパン社製の疎水膜（Polysulfone Air Vont Filtor）、ポール社製の疎水膜（Emflon PTFE、Versapor 800R 0.8μｍ）、住友電工社製のポアフロン・メンブレン等のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂等を挙げることができる。また、このシール部材１７としては、不織布や織布、ガラスクロス、紙等の多孔質体（フィルタ）に上記材料を塗布したものを用いてもよい。この場合、外部連通孔１４と対向する主面のみ撥水・防水性を有することになる。
【００３４】
一方、外部連通孔１４が形成されたインクタンク１１の上面には、図１８に示すように、このシール部材１７の厚み及び外形に対応して、外部連通孔１４の周囲が一段低くなされた段差部２２が形成されている。そして、シール部材１７には、外部連通孔１４と対向する主面のうち、段差部２２と当接する部分のみ接着層１７ａが設けられている。これにより、シール部材１７は、接着層１７ａにより段差部２２上に貼り付けられ、インクタンク１１の上面と連続した主面を形成する。また、インクタンク１１の外部連通孔１４には、シール部材１７の撥水・防水性を有する主面のみが臨むこととなり、この外部連通孔１４から漏れ出そうとするインク４によってシール部材１７が剥離してしまうのを防ぐことができる。
【００３５】
そして、このインクタンク１１では、外部から振動が加わったり、傾斜させた場合でも、この外部連通孔１４からインク４が漏れ出すのをシール部材１７により防止することができ、また、シール部材１７が通気性を有することから、インクタンク１１内の気液交換を適切且つスムーズに行うことができる。したがって、このインクタンク１１では、インク収容部１２内のインク４をヘッドチップ側に適切且つスムーズに供給することができる。
【００３６】
係止突部１８は、図３に示すように、インクタンク１１の長手方向の一方の側面に設けられた突部であり、後述するカートリッジ本体３１のラッチレバー３４に形成された係合孔３４ａと係合する。この係止突部１８は、上面がインク収容部１２の側面に対して略直交するような平面で形成されるとともに、下面は側面から上面に向かって傾斜するように形成されている。
【００３７】
係合段部１９は、図３に示すように、インクタンク１１の係止突部１８が設けられた側面の反対側の面の上部に設けられ、インクタンク１１の上面と一端を接する傾斜面１９ａと、この傾斜面１９ａの他端と接し、上面と平行な平面１９ｂとからなる。インクタンク１１は、係合段部１９が設けられていることで、平面１９ｂが設けられた側面の高さが、係止突部１８が設けられた側面の高さに対して低くなるように形成され、この係合段部１９で後述するカートリッジ本体３１の係合片３３と係合する。係合段部１９は、ヘッドカートリッジ２の装着部３２に挿入されるとき、挿入端側の側面に設けられ、装着部３２側の係合片３３に係合することで、インクタンク１１を装着部３２に装着する際の回動支点部となる。
【００３８】
端子部２０は、図６に示すように、インクタンク１１の係合段部１９が設けられた側面に、高さ方向に並設された電極端子であり、インクタンク１１内のインク収容部１２からインクタンク１１の外部に引き出されている。端子部２０は、後述するカートリッジ本体３１のインク残量検出部３６に接続される。すなわち、インク収容部１２内に臨まされた一対の端子が、ここでは、高さ方向に３段設けられている。インク収容部１２内に臨まされた一対の端子は、インク収容部１２内のインクに浸漬しているとき、インクが導電性を有することから、抵抗値が小さくなる。これに対して、インク収容部１２内のインクが減り、インク収容部１２内に臨まされた一対の端子が空気に晒されたときには、抵抗値が高くなる。
【００３９】
このような端子部２０は、インク収容部１２のインクが満杯のとき、全ての段の端子間の抵抗が小さくなる。そして、インクが使用されるに連れて、上之段から順に端子間の抵抗値が高く変化する。ここでは、インク残量検出部３６が各段の抵抗値が高くなることを検出することで、インク収容部１２内のインク残量を検出することができるようにしている。なお、インク収容部２０の高さ方向に設ける端子部２０の段数は、３段に限定されるものではなく、２段でも良くまた、より正確な残量検出を行う場合には、この段数を更に増やすようにすればよい。
【００４０】
なお、この端子部２０は、インクタンク１１の内部から外部に引き出されているため内部のインク４が漏れ出してしまわないように接着剤で固定されている。このとき、端子部２０は、内部の圧力が例えば１５０ｍｍＨ_２Ｏ以下であればインク４が漏れないように設計されている。
【００４１】
識別突部２１は、インクタンク１１の種類を識別するための突部であり、後述するカートリッジ本体３１の識別凹部４３に挿入されるようになっている。
【００４２】
ここで、具体的なインクタンク１１の種類としては、図２に示すように、例えばイエロー、シアン、マゼンダ、ブラックの４色に対応するインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋがある。これらインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを全てカートリッジ本体３１に装着することで、ヘッドカートリッジ２は、カラー印刷に対応するようになっている。ここで、インクタンク１１は、通常、印刷時にブラックのインクの消費量が最も多いので、インクタンク１１ｋが他のインクタンク１１ｙ、１１ｍ、１１ｃに比してインク収容部１２の容量が大きいものとされている。カートリッジ本体３１には、インクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを全て装着することとなるため、カートリッジ本体３１に各インクタンク１１を装着する際に、装着位置を間違えるおそれがある。
【００４３】
そこで、識別突部２１は、上述したように各インクタンク１１を所定の位置に間違いなく装着するために、識別凹部４３にあわせてインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋのそれぞれにおいて突部の位置が異なるようにしている。
【００４４】
識別突部２１は、インクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを製造する際に、全て同じ位置に複数の突部を有するように形成した後に、インクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋのそれぞれぞれで異なる位置の突部を切り取るようにすることが好ましい。このように識別突部２１を形成することで、インクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋを全て別工程で作製することなく上述した突部を切り取る工程までは同一の工程とすることができるため、製造効率を向上させることができる。
【００４５】
このように構成されたインクタンク１１は、上述したように各色に対応したインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋがあり、それぞれヘッドカートリッジ２を構成するカートリッジ本体３１に装着されてインク４をカートリッジ本体３１側に供給することができる。
【００４６】
インクタンク１１が装着されるカートリッジ本体３１は、図２及び図３に示すように、インクタンク１１が装着される装着部３２と、インクタンク１１を固定する係合片３３及びラッチレバー３４と、インクタンク１１を付勢する付勢部材３５と、インクタンク１１内におけるインク残量を検出するインク残量検出部３６と、インク供給部１３と接続されてインク４が供給される接続供給部３７と、接続供給部３７内におけるインク４の有無を検出するインク検出部３８，３９と、カートリッジ本体３１をプリンタ本体３から取り外すための取手部４０と、インクを吐出するヘッドチップ４１と、ヘッドチップ４１を保護するヘッドキャップ４２とを有している。
【００４７】
インクタンク１１が装着される装着部３２は、インクタンク１１が装着されるように略凹形状となっており、ここでは４本のインクタンク１１が並列に収納される。装着部３２は、インクタンク１１が収納されることから、インクタンク１１と同様に印刷幅の方向に長く設けられている。カートリッジ本体３１は、この収納部１１にインクタンク１１を収納することによりインクタンク１１を装着することができる。
【００４８】
装着部３２は、図７に示すように、インクタンク１１が装着される部分であり、イエロー用のインクタンク１１ｙが装着される装着部３２ｙ、マゼンタ用のインクタンク１１ｍが装着される装着部３２ｍ、シアン用のインクタンク１１ｃが装着される装着部３２ｃ、ブラック用のインクタンク１１ｋが装着される装着部３２ｋからなり、装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋが隔壁３２ａによりそれぞれ隣接するように区画されている。
【００４９】
なお、上述したようにブラックのインクタンク１１ｋは、インク４の内容量が大きいため、長手方向に対して垂直方向の幅が他のインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃよりも広く設けられており、これに合わせて装着部３２ｋの幅も他の装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃよりも広く設けられている。
【００５０】
装着部３２の開口端に設けられる係合片３３は、図３に示すように、装着部３２の長手方向の一端縁に設けられており、インクタンク１１の係合段部１９と係合する。具体的に、係合片３３は、インクタンク１１の係合段部１９と係合する。インクタンク１１は、インクタンク１１の係合段部１９側を挿入端として斜めに装着部３２内に挿入し、係合段部１９と係合片３３との係合位置を回動支点として、インクタンク１１の係合段部１９が設けられていない側を装着部３２側に回動させるようにして、装着部３２に装着することができる。これによって、インクタンク１１は、装着部３２に容易に装着することができる。
【００５１】
ラッチレバー３４は、図３に示すように、装着部３２の係合片３３に対して反対側の側面、すなわち長手方向の他端の側面に設けられており、略長方形状の係合孔３４ａを有している。ラッチレバー３４は、基端部が装着部３２を構成する長手方向の他端の側面の底面側に一体的に設けられ、先端側がこの側面に対して近接離間する方向に弾性変位するように形成され、先端側に係合孔３３ａが形成されている。ラッチレバー３４は、インクタンク１１が装着部３２に装着されると同時に弾性変位し、係合孔３４ａがインクタンク１１の係止突部１８と係合するように付勢力が働き、装着部３２に装着されたインクタンク１１が装着部３２より脱落しないようにする。
【００５２】
また、ラッチレバー３４は、インクタンク１１を取り外すとき、弾性変位されることで、係合孔３４ａと係止突部１８との係合状態が解除されて、インクタンク１１が取り外し可能となる。
【００５３】
付勢部材３５は、インクタンク１１の係合段部１９に対応する側面側の底面上にインクタンク１１を取り外す方向に付勢する付勢部材である。付勢部材３５は、インクタンク１１を取り外す方向に弾性変位可能とされた、例えば板バネが用いられている。付勢部材３５は、その板バネを折曲し、折曲することにより形成された頂部でインクタンク１１の底面を押圧し、装着部３２に装着されているインクタンク１１を装着部３２より取り外す方向に付勢するようにしている。これにより付勢部材３５は、ラッチレバー３４を弾性変位させて装着部３２からインクタンク１１を取り外すとき、インクタンク１１を取り外す方向にインクタンク１１の底面を押圧するため、インクタンク１１の取り外しを容易とすることができる。
【００５４】
インク残量検出部３６は、図８に示すように、インクタンク１１内のインク４の残量を段階的に検出するための３つの導電性を有する部材３６ａ，３６ｂ，３６ｃがそれぞれ一対に設けられ、図示しない制御回路と接続された導体板３６ｄに接続された検出部であり、各色のインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋの装着部３２ｙ，３２ｍ，３２ｃ，３２ｋに設けられている。
【００５５】
インク残量検出部３６は、インクタンク１１がヘッドカートリッジ２に装着されたとき、インクタンク１１内の側面の高さ方向に並設された端子部２０に接触し電気的に接続される。インク残量検出部３６は、インクタンク１１を装着するとき、インクタンク１１側へ付勢する図示しない弾性体により押圧されており、これによりインクタンク１１を押圧されインクタンク１１の端子部２０に密着され確実に端子部２０と電気的に接続されるようにしている。
【００５６】
このようなインク残量検出部３６は、一対の部材３６ａ，３６ｂ，３６ｃ間の電気抵抗値を検出することで後述する制御回路がインクタンク１１内におけるインク４の残量を検出する。具体的にインク残量検出部３６では、インクタンク１１内におけるインク４が導電性を有しているため、インクタンク１１内におけるインク４の残量により一対の部材３６ａ，３６ｂ，３６ｃ間の電気抵抗値が異なるようになっている。つまり、インク残量検出部３６では、インクタンク１１内にインク４があれば検出される電気抵抗値が下がり、インク４が無ければ空気が絶縁物質であるので検出される電気抵抗値が大きくなることを検出するようにしている。
【００５７】
接続供給部３７は、インク供給部１３が接続されて、ヘッドチップ４１にインク４を供給する供給路を形成する。接続供給部３７は、インクタンク１１が装着される際に、インクタンク１１のインク供給部１３と係合することで、インクタンク１１の位置決めを行う。接続供給部３７は、インク供給部１３と嵌合し易くするため、先端部に向かって縮径するように形成されている。
【００５８】
以上の例では、インク供給部１３を先端部に向かって拡径するように形成し、接続供給部３７を先端部に縮径するように形成する例を説明したが、インク供給部１３の拡径部と接続供給部３７の縮径部は何れか一方に設けるようにしてもよい。また、イン供給部１３を縮径部とし接続供給部３７を拡径部としても同様な効果を得ることができる。
【００５９】
ここで、接続供給部３７の構成について具体的に説明すると、接続供給部３７は、図９に示すように、インクタンク１１から供給されるインク４を溜めるインク溜め部５１と、接続供給部３７に連結されるインク供給部１３をシールするシール部材５２と、インク４内の不純物を除去するフィルタ５３と、ヘッドチップ４１側への供給路を開閉する弁機構５４とを有している。
【００６０】
インク溜め部５１は、インク供給部１３と接続されインクタンク１１から供給されるインク４を溜める空間である。
【００６１】
シール部材５２は、インク溜め部５１の上端に設けられたシール部材であり、インクタンク１１のインク供給部１３が接続供給部３７のインク溜め部５１に接続されるとき、インク４が外部に漏れないようインク溜め部５１とインク供給部１３との間を密閉するシール部材である。
【００６２】
フィルタ５３は、インクタンク１１の着脱時等にインク４に混入してしまった塵や埃等のごみを取り除くフィルタである。フィルタ５３は、インク検出部３８，３９よりも下部に設けられている。
【００６３】
弁機構５４は、図１０及び図１１に示すように、インク溜め部５１からインクが供給される流入路６１と、流入路６１からインク４が流入するインク室６２と、インク室６２からインク４を流出する流出路６３と、インク室６２を流入路６１側と流出路６３側とを分割するように設けられた開口部６４と、開口部６４を開閉する弁６５と、弁６５を付勢するバネ６６と、バネ６６の強さを調節する負圧調整ネジ６７と、弁６５と接続される弁シャフト６８と、弁シャフト６８と接続されるダイアフラム６９とを有している。
【００６４】
インク流入路６１は、インク溜め部５１を介してインクタンク１１のインク収容部１２内のインク４をヘッドチップ４１に供給可能にインク収容部１２と連結する供給路である。インク流入路６１は、インク溜め部５１の底面側からインク室６２まで延在されている。
【００６５】
インク室６２は、流入路６１、インク流出路６３及び開口部６４と一体となって形成された略直方体をなすインク収容室であり、流入路６１からインク４が流入し、開口部６４を介して流出路６３からインク４が流出するようにしている。
【００６６】
インク流出路６３は、インク室６２から開口部６４を介してインク４が供給されて、さらにヘッドチップ４１と連結された供給路である。インク流出路６３は、インク室６２の底面側からヘッドチップ４１まで延在されている。
【００６７】
弁６５は、インク流入路６１側とインク流出路６３側とで分割する開口部６４を開閉する弁である。弁６５は、バネ６６の付勢力と、弁シャフト６８を介して接続されたダイアフラム６９の復元力と、流出路６３側のインク４の負圧によって上下に移動するようになっている。弁６５は、下端に位置するとき、インク室６２をインク流入路６１側とインク流出路６３側とを分割するように開口部６４を閉じ、インク４の供給を停止する。弁６５は、上端に位置するとき、インク室６２をインク流入路６１側とインク流出路６３側とを分割せずに、ヘッドチップ４１へインク４の供給を可能とする。
【００６８】
なお、弁６５を構成する材質は、その種類を問わないが、例えばゴム弾性体、いわゆるエラストマーから形成されれば、高い閉塞性を有するので好ましい。
【００６９】
バネ６６は、付勢力により弁６５を下方向に付勢する圧縮コイルバネであり、弁６５の上面とインク室６２の上面との間を連結するように取り付けられている。
【００７０】
負圧調整ネジ６７は、バネ６６の付勢力を調整するネジであり、負圧調整ネジ６７を調整することでバネ６６の付勢力を調整することができるようにしている。これにより、負圧調整ネジ６７は、開口部６４を開閉する弁６５を動作させるインク４の負圧を調整することができる。
【００７１】
弁シャフト６８は、一端に接続された弁６５と、他端に接続されたダイアフラム６９とを連結して運動するように設けられたシャフトである。
【００７２】
ダイアフラム６９は、弁シャフト６８の他端に接続された付勢力を有する薄い弾性板である。このダイアフラム６９は、インク室６２の流出路６３側の一主面と、外気と接する他主面とからなり、大気圧とインク４の負圧により外気側と流出路６３側に弾性変位する。
【００７３】
以上のような弁機構５４では、弁６５がバネ６６の付勢力とダイアフラム６９の付勢力とによってインク室６２の開口部６４を閉塞するように押圧されている。そして、ヘッドチップ４１からインク４が吐出された際に、開口部６４分割された流出路６３側のインク室６２のインク４の負圧が高まる。そして、インク４の負圧によりダイアフラム６９が大気圧により押し上げられて、弁シャフト６８とともに弁６５を押し上げる。このとき、インク室６２の流入路６１側と流出路６３側と間の開口部６４が開放され、インク４が流入路６１側から流出路６３側に供給される。そして、インク４の負圧が低下してダイアフラム６９が復元力により元の形状にもどり、バネ６６の付勢力により弁シャフト６８とともに弁６５をインク室６２が閉塞するように引き下げる。以上のようにして弁機構５４では、インク４を吐出する度にインク４の負圧が高まると、上述の動作を繰り返す。
【００７４】
また、この接続供給部３７では、インク収容部１２内のインク４がインク室６２に供給されると、インク収容部１２内のインク４が減少するが、このとき、空気導入管１５から外気がインクタンク１１内に入り込む。インクタンク１１内に入り込んだ空気は、インクタンク１１の上方に送られる。これにより、インク４が後述するヘッドチップ４１のノズル１０４ａから吐出される前の状態に戻り、平衡状態となる。このとき、空気導入管１５内にインク４がほとんどない状態で平衡状態となる。
【００７５】
なお、接続供給部３７は、図示しない先端部が、上述したインク供給部１３の開閉ピン１３ｅを兼ねるようにしてもよく、この場合にインクタンク１１がカートリッジ本体３１に装着されると、この先端部が上述したインク供給部１３の弁１３ｃを押し上げてインク４の供給を可能とする。
【００７６】
このように接続供給部３７は、インクタンク１１からヘッドチップ４１へ適切な量のインク４を供給することができる。
【００７７】
インク検出部３８，３９は、接続供給部３７内におけるインク４の有無を検出する一対の導電性を有する線状部材であり、先端部が接続供給部３７内に臨ませるように配設されている。インク検出部３８，３９は、接続供給部３７のインク溜め部５１の側面に接続供給部３７の内部から外部に貫通するように設けられ、それぞれヘッドチップ４１に接続されている。
【００７８】
インク検出部３８，３９は、接続供給部３７内におけるフィルタ５３よりも上部に設けられている。これは、インク４がフィルタ５３以下となる場合に、ヘッドチップ４１側におけるインク４の負圧が高まり、装置の故障の原因となることを防止するためである。インク検出部３８，３９は、インク４をフィルタ５３よりもインクタンク１１側で検出することで、インク４がフィルタ５３からヘッドチップ４１側においてなくなってしまうことを防止することができる。
【００７９】
さらに、インク検出部３８，３９は、インク残量検出部３６と組み合わせて用いることでより詳細にインクタンク１１内のインク４の残量を検出することが可能となる。具体的にインク検出部３８，３９では、インク４が導電性を有しているため、接続供給部３７内におけるインク４の有無により両者間の電気抵抗値が異なるようになっている。つまり、インク検出部３８，３９では、接続供給部３７内にインク４があれば検出される電気抵抗値が下がり、インク４が無ければ空気が絶縁物質であるので検出される電気抵抗値が大きくなる。
【００８０】
このようにインク検出部３８，３９は、インクタンク１１内におけるインク４の残量が無い状態であっても、接続供給部３７内におけるインク４の有無を検出することができるため、装置全体としてより正確にインク４の残量を検出することができる。
【００８１】
取手部４０は、カートリッジ本体３１が消耗する等して交換の必要がある場合や、インクジェットプリンタ装置１を修理する際等に、カートリッジ本体３１の取り外しを容易にする。
【００８２】
ヘッドチップ４１は、接続供給部３７から供給されるインク４を吐出するインク吐出孔であるノズル１０４ａを多数有している。
【００８３】
ヘッドキャップ４２は、ヘッドチップ４１を保護するために設けられたカバーであり、インク４を吐出する際には、後述するプリンタ本体３のヘッドキャップ開閉機構８３により開閉される。ヘッドキャップ４２は、図２に示すように、開閉方向に設けられた溝部７１と、長手方向に設けられヘッドチップ４１の吐出面４１ａに付着した余分なインクを吸い取る清掃ローラ７２とを有している。
【００８４】
ヘッドキャップ４２は、開閉動作時にこの溝部７１に沿って開閉するようにされており、このとき清掃ローラ７２がヘッドチップ４１の吐出面４１ａに当接しながら回転することで、余分なインク４を吸い取り、ヘッドチップ４１の吐出面４１ａを清掃する。この清掃ローラ７２は、例えば吸水性の高い部材が用いられる。また、ヘッドキャップ４２は、ヘッドチップ４１内のインク４が乾燥しないようにする。
【００８５】
上述したヘッドチップ４１は、各色のインク４に対応して、図１２に示すように、ベースとなる回路基板１０１と、インク４を加熱する発熱抵抗体１０２と、インク４の漏れを防ぐフィルム１０３と、インク４が吐出されるノズル１０４ａが多数設けられたノズルシート１０４と、これらに囲まれてインク４が供給される空間であるインク加圧室１０５と、インク加圧室１０５にインクを供給するインク流路部１０６とを備えている。
【００８６】
回路基板１０１は、シリコン等の半導体基板からなるものであり、その一主面１０１ａに、発熱抵抗体１０２が形成されており、この発熱抵抗体１０２と回路基板１０１上の図示しない制御回路とが接続されている。この制御回路は、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる。
【００８７】
発熱抵抗体１０２は、制御回路から供給される電力により発熱し、インク加圧室１０５内のインク４を加熱して内圧を高める。これにより加熱されたインクは、後述するノズルシート１０４に設けられたノズル１０４ａから吐出する。
【００８８】
フィルム１０３は、回路基板１０１の一主面１０１ａに積層されている。フィルム１０３は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなるものであり、回路基板１０１の一主面１０１ａの略全体に積層された後、フォトリソプロセスによって不要部分が除去されて所定形状に形成される。これにより、フィルム１０３は各発熱抵抗体１０２の周囲部を略凹状に囲むように形成される。フィルム１０３により発熱抵抗体１０２を囲む部分がインク加圧室１０５の一部を形成している。
【００８９】
ノズルシート１０４は、インク４を吐出させるためのノズル１０４ａが形成されたシート状部材であり、フィルム１０３の回路基板１０１と反対側に積層されている。ノズル１０４ａは、ノズルシート１０４に円形状に開口された孔であり、各発熱抵抗体１０２の下側に位置するように配置されている。なお、ノズルシート１０４はインク加圧室１０５の一部を形成している。
【００９０】
インク加圧室１０５は、回路基板１０１、発熱抵抗体１０２、フィルム１０３及びノズルシート１０４に囲まれた空間であり、インク流路部１０６から供給されるインク４を発熱抵抗体１０２により加熱させて内圧を上昇させる。
【００９１】
インク流路部１０６は、上述した接続供給部３７の流出路６３と連通されており、接続供給部３７により供給されるインク４を各インク加圧室１０５に送り込む流路を形成している。
【００９２】
以上のように構成されるヘッドチップ４１は、図９に示すように、例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各インクタンク１１に対応するインク流路部１０６がそれぞれ記録紙の幅方向に渡って設けられ、図１３に示すように、各色のインク４が供給されるインク流路部１０６に対応して、それぞれ印刷幅方向にノズル１０４ａが略直線状に並設されている。
【００９３】
具体的には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックのインクタンク１１ｙ，１１ｍ，１１ｃ，１１ｋの直下に各色に対応する接続供給部３７が設けられており、この接続供給部３７の下部にインク流路部１０６が記録紙の印刷幅にわたって設けられているため、ヘッドチップ４１は、吐出面４１ａにおいて、各色のノズル１０４ａが、このインク流路部１０６に沿って設けられている。
【００９４】
ヘッドチップ４１は、各色のノズル１０４ａが略直線上に並設されているが、所定の数のノズル１０４ａを組として、このノズル１０４ａの組が印刷方向に前後するように設けられている。
【００９５】
このようなヘッドチップ４１は、発熱抵抗体１０２によりインク加圧室１０５が加圧されて、インク液滴ｉが記録紙に対して吐出される。
【００９６】
このような構成とされたカートリッジ本体３１において、ヘッドチップ４１がインク液滴ｉを吐出する原理を説明する。
【００９７】
まず、図示しない制御回路からの指令によって選択された発熱抵抗体１０２に短時間、例えば１〜３マイクロ秒程度、電流パルスが流されることにより、発熱抵抗体１０２が急速に加熱される。この結果、図１４に示すように、発熱抵抗体１０２に接する部分にインク気泡Ｂが発生し、図１５に示すように、そのインク気泡Ｂの膨張によってインク気泡Ｂの膨張分の体積と等しい体積のインク４が押しのけられる。これによって、ノズル１０４ａに接する部分の押しのけられたインク４と同等の体積のインク液滴ｉがノズル１０４ａから吐出され、記録紙の対象物に着弾される。
【００９８】
インク液滴ｉが吐出されると、インク液滴ｉを吐出したインク加圧室１０５内に吐出された量と同量のインク４がインク流路部１０６から直ちに補充され、図１２に示すように、もとの状態に戻る。このインク４は、接続供給部３７を通じてインクタンク１１から供給される。
【００９９】
インク４がノズル１０４ａから吐出される前、すなわちインク加圧室１０５内にインク気泡が発生する前は、インクタンク１１の空気導入管１５内と空気導入管１５外でインク液面が同一の高さになった際にインク４が平衡状態にある。
【０１００】
ここで、カートリッジ本体３１にインクタンク１１を装着する動作について説明する。カートリッジ本体３１にインクタンク１１を装着する際には、インクタンク１１の係合段部１９を係合片３３に係合させ、この係合片３３が回動支点となるようにインクタンク１１を回動させて係止突部１８とラッチレバー３４の係合孔３４ａとを係合させる。このときに、付勢部材３５がインクタンク１１を取り外し方向に付勢することで、インクタンク１１がカートリッジ本体３１に固定される。
【０１０１】
カートリッジ本体３１は、インクタンク１１が装着された際に、インクタンク１１のインク供給部１３に対応する部分に、インク供給部１３と接続される接続供給部３７が設けられている。接続供給部３７は、カートリッジ本体３１の装着部３２内の底面部に設けられたヘッドチップ４１上から底面部の一部に設けられた係合孔から突出するように形成され、凸状のインク供給口１３ｂに係合する凸状のインク供給調整部であり、インクジェットプリントヘッドのヘッドチップ４１へのインク供給路を構成している。
【０１０２】
以上のように構成されたヘッドカートリッジ２では、各色に対応するヘッドチップ４１が、ライン状のノズル１０４ａを有するため、各色に対応するインク流路部１０６が記録紙の幅方向に延在されている。このようなヘッドチップ４１にインク４を効率よく供給するために、幅方向の略中央にインク４を供給するための接続供給部３７があることが好ましく、これにともないインクタンク１１の供給部１３も幅方向の略中央とされている。
【０１０３】
このようなヘッドカートリッジ２では、ヘッドチップ４１を小型化するために、各色に対応するノズル１０４ａのライン及びノズル１０４ａ上のインク流路部１０６の間隔を狭め、これにともない各色に対応する接続供給部３７同士の間隔も狭めている。
【０１０４】
したがってインクタンク１１の形状は、上述したように記録紙の幅方向に延在した形状とすることがインク４の容量の上で最も好ましい。インクタンク１１をこのような形状とすることで、インクタンク１１の高さ及び厚みを抑えてインク４の容量を確保することができる。
【０１０５】
ここで、ヘッドカートリッジ２では、上述した記録紙の幅方向に延在されたインクタンク１１を用いることから、取り付けられるプリンタ本体３が傾いている場合に、インクタンク１１の長手方向の一端に設けられた端子部２０と当接するインク残量検出部３６だけでインク４の残量を検出すると検出誤差が大きくなってしまう場合がある。しかし、ヘッドカートリッジ２では、インク残量検出部３６だけでなく、接続供給部３７内においてインク検出部３８，３９により、インク４の有無を検出しているため、より正確にインク４の残量を検出することができる。
【０１０６】
次に、以上のように構成されたヘッドカートリッジ２が装着されるインクジェットプリンタ装置１を構成するプリンタ本体３について図面を参照して説明する。
【０１０７】
プリンタ本体３は、図１に示すように、ヘッドカートリッジ２が装着されるヘッドカートリッジ装着部８１と、ヘッドカートリッジ２を着脱するためのヘッドカートリッジ着脱機構８２と、ヘッドキャップを開閉するヘッドキャップ開閉機構８３と、記録紙を給排紙する給排紙機構８４と、給排紙機構８４に記録紙を供給する給紙口８５と、給排紙機構８４から記録紙が出力される排紙口８６とを有する。
【０１０８】
ヘッドカートリッジ装着部８１は、ヘッドカートリッジ２が装着される凹部であり、ヘッドカートリッジ２がヘッドカートリッジ着脱機構８２により着脱できるようになっている。
【０１０９】
ヘッドカートリッジ着脱機構８２は、ヘッドカートリッジ装着部８１にヘッドカートリッジ２を着脱するための機構であり、例えばレバー等によりヘッドカートリッジ２を固定、開放するようになっている。
【０１１０】
ヘッドキャップ開閉機構８３は、ヘッドカートリッジ２のヘッドキャップ４２を開閉する駆動部を有しており、印刷を行うときにヘッドキャップ４２を開放してチップヘッド４１が記録紙に対して露出するようにし、印刷が終了したときにヘッドキャップ４２を閉塞してチップヘッド４１を保護する。
【０１１１】
給排紙機構８４は、記録紙を搬送する駆動部を有しており、供給口８５から供給される記録紙をヘッドカートリッジ２のチップヘッド４１まで搬送し、インク４が吐出された記録紙を排紙部８５に搬送して装置外部へ出力するようになっている。給紙口８５は、給排紙機構８４に記録紙を供給する開口部であり、トレー８５ａ等に複数枚の記録紙を積層してストックすることができる。排紙口８６は、インク４が吐出された記録紙が給排紙機構８４により搬送されて排出される。
【０１１２】
次に、以上のように構成されたインクジョットプリンタ装置１の制御回路について図面を参照して説明する。なお、インクジェットプリンタ装置１において各部を制御する制御回路は、ヘッドカートリッジ２、プリンタ本体３のどちらに設けられていてもよいが、以下ではヘッドカートリッジ２に設けられているものとして説明する。
【０１１３】
制御回路は、図１６に示すように、プリンタ本体３の各駆動部を駆動するプリンタ駆動部１１１と、各色のインク４に対応するヘッドチップ４１の発熱抵抗体１０２を駆動するヘッド駆動部１１２と、各色のインク４の残量を警告する警告部１１３と、外部装置と信号の入出力を行う入出力端子１１４と、制御プログラム等が記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）１１５と、読み出された制御プログラム等が読み出されるＲＡＭ（Random Access Memory）１１６と、各部の制御を行う制御部１１７とを有している。
【０１１４】
プリンタ駆動部１１１は、制御部１１７からの制御信号に基づき、ヘッドキャップ開閉機構８３を駆動させてヘッドキャップ４２を開閉する。また、プリンタ駆動部１１１は、制御部１１７からの制御信号に基づき、給排紙機構８４を駆動させてプリンタ本体３の給紙口８５から記録紙を給紙し、記録後に排紙口８６から排紙する。
【０１１５】
ヘッド駆動部１１２は、各色に対応するチップヘッド４１の発熱抵抗体１０２を駆動して、所望のノズル１０４ａから各色のインク４を吐出する。
【０１１６】
警告部１１３は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示手段であり、プリント条件、プリント状態、インク残量等の情報を表示する。また、警告部１１３は、例えばスピーカ等の音声出力手段であってもよく、この場合は、プリント条件、プリント状態、インク残量等の情報を音声で出力する。なお、警告部１１３は、表示手段及び音声出力手段をともに有するように構成してもよい。
【０１１７】
入出力端子１１４は、上述したプリント条件、プリント状態、インク残量等の情報をインターフェースを介して外部の情報処理装置１１８等に送信することができるようにする。また、入出力端子１１４は、外部の情報処理装置１１８等から、上述したプリント条件、プリント状態、インク残量等の情報を出力する制御信号や、画像データ等が入力される。ここで、上述した情報処理装置１１８は、例えば、パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器である。
【０１１８】
情報処理装置１１８等と接続される入出力端子１１４は、インターフェースとして、例えばシリアルインターフェイスやパラレルインターフェイス等を用いることができ、具体的にＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＲＳ２３２Ｃ、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４等の規格に準拠したものである。また入出力端子１１４は、インターフェースから有線通信及び無線通信のどちらでデータの通信を行うようにしてもよい。この無線通信規格としては、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ，８０２．１１ｂ，８０２．１１ｇ等がある。
【０１１９】
ＲＯＭ１１５は、例えばＥＰ−ＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリであり、制御部１１７が行う各処理のプログラムが格納されている。この格納されているプログラムは、制御部１１７によりＲＡＭ１１６にロードされる。
【０１２０】
ＲＡＭ１１６は、制御部１１７によりＲＯＭ１１５から読み出されたプログラムや、インクジェットプリンタ装置１の各種状態を記憶する。
【０１２１】
入出力端子１１４と情報処理装置１１８との間に、例えばインターネット等のネットワークが介在していてもよく、この場合に入出力端子１１４は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ｘＤＳＬ（Digital Subscriber Line）、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）、ＣＡＴＶ（Community Antenna TeleVision）、ＢＳ（Broadcasting Satellite）等のネットワーク網に接続され、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の各種プロトコルによりデータの送受信を行うことができる。
【０１２２】
制御部１１７は、入出力端子１１４から入力された画像データ及び制御信号や、インク検出部３８，３９による電気抵抗値の変化や、インク残量検出手部３６による電気抵抗値の変化等に基づき、各部を制御する。制御部１１７、このような処理プログラムとしてＲＯＭ１１５から読み出してＲＡＭ１１６に記憶し、このプログラムに基づき各処理を行う。
【０１２３】
具体的に、制御部１１７は、１対の導電線であるインク検出部３８，３９間の電気抵抗値の変化を、ヘッドチップ４１を介して検出する検出手段を構成し、この電気抵抗値の変化を検出することで、インク検出部３８，３９がインク４に浸っている状態か否かを検出し、これにより接続供給部３７内のインク４の有無を判断する。すなわち、制御部１１７は、インク検出部３８，３９の抵抗値が閾値以上となった否かを判断する。
【０１２４】
制御部１１７は、電気抵抗値が閾値以上となり、接続供給部３７内にインク４がないと判断した場合に、インクタンク１１内のインク４もないと判断する。
【０１２５】
この場合、制御部１１７は、警告部１１３にインク４が無い状態である旨を表示、すなわち警告表示するようにするとともに、プリント動作を禁止するようにプリンタ駆動部１１１及びヘッド駆動部１１２を制御する。
【０１２６】
また、制御部１１７は、インク残量検出部３６の電気抵抗値の変化を検出し、電気抵抗値が変化したことが検出された場合にこの電気抵抗値が変化した端子部２０のインクタンク１１の高さ方向に位置に応じて警告部１１３に異なるレベルのインク残量表示を行う。すなわち、制御部１１７は、インクタンク１１の高さ方向に複数段設けられた一対端子間の電気抵抗値が変化し、閾値以上に成ったか否かを判断する。
【０１２７】
また、制御部１１７は、情報処理装置がインターフェースを介して入出力端子１１４に接続されている場合、インク無しの情報及びインク残量の情報等を入出力端子１１４からインターフェースを介して外部の情報処理装置に出力するように制御する。
【０１２８】
なお、以上のように構成された制御回路においてＲＯＭ１１５にプログラムを格納するようにしたが、プログラムを格納する媒体としては、ＲＯＭに限定されるものでなく、例えばプログラムが記録された光ディスクや、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の各種記録媒体を用いることができる。この場合に制御回路は、各種記録媒体を駆動するドライブと接続されてこれら記録媒体からプログラムを読み出すように構成する。
【０１２９】
以下で、制御回路の各動作を図１７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本動作はＲＯＭ１１５等の記憶手段に格納されたプログラムに基づいて制御部１１７内の図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理に基づいて実行されるものである。
【０１３０】
まず、ステップＳ１０１において、制御部１１７は、インク残量検出部３６の電気抵抗値の変化を検出し、電気抵抗値が変化したことが検出された場合に、この電気抵抗値が変化したインク残量検出部３６の導体板にインクタンク１１の高さ方向の位置に応じて警告部１１３に異なるレベルのインク残量表示を行う。すなわち、ここでは、インク残量検出部３６がインクタンク１１の高さ方向に３段設けられていことから、警告部１１３に３段階で残量表示を行うことができる。制御部１１７は、インクダンク１１のインクが満杯のとき、全ての段のインク残量検出部３６の電気抵抗値が閾値より小さくなっており、これに基づいて、警告部１１３に行くが満杯である旨を表示する。そして、インクが使用され、最上段のインク残量検出部３６の電気抵抗値が変化し、閾値以下になると、警告部１１３に、インクが１レベル減ったことを表示する。更にインクが使用され、中段のインク残量検出部３６の電気抵抗値が変化し、閾値以下になると、警告部１１３に、インクが更に１レベル減ったことを表示する。更にインクが使用され、最下段のインク残量検出部３６の電気抵抗値が変化し、閾値以下になると、警告部１１３に、インク残量が残り僅かであることを表示する。
【０１３１】
次に、ステップＳ１０２において、制御部１１７は、接続供給部３７内のインク４が所定量以下、すなわちインク無し状態であるか否かを判断し、インク無し状態であると判断された場合には、ステップＳ１０３において、警告部１１３にその旨を表示、すなわち警告表示を行い、ステップＳ１０４において、プリント動作を禁止する。
【０１３２】
上述した処理により、本発明を適用したインクジェットプリンタ装置１は、インクタンク１１からヘッドカートリッジ２へのインク供給路である接続供給部３７の側面にインク供給調整部３７の内部からインク供給調整部３７の外部に貫通する少なくとも１対の導電線であるインク検出部３８，３９を設け、インク検出部３８，３９間の電気抵抗値の変化を検出し多彩にインクタンク１１内のインク無し状態を判断し、警告表示を行うようにしたので、インク吐出量が使用温度等の使用環境に応じて変化しても、インクタンク１１の交換時期を正確に知らせることができる。
【０１３３】
なお、上述したインクジェットプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２をプリンタ本体３に対して着脱可能としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッドチップ４１等が本体部３に固定されている場合にも適用できる。
【０１３４】
また、上述したインクジェットプリンタ装置１では、ヘッドチップ４１が発熱抵抗体１０２によりインク４を加熱する電気熱変換方式について説明したが、圧電素子により機械的にインク４を押し出す圧電素子等電気機械変換素子を用いたヘッドチップとしてもよい。
【０１３５】
さらに、上述したインクジェットプリンタ装置１では、ヘッドチップ４１等が設けられたヘッドカートリッジ２がプリンタ本体３に対して着脱自在としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘッドチップ４１等がプリンタ本体３に設けられている場合にも適用できる。
【０１３６】
さらにまた、本発明はインクジェットプリンタ装置に限定されるものではなく、微少量の液体を吐出する他の装置に広く適用することができる。具体的に、本発明は、例えば液体中のＤＮＡ等を微少量だけ吐出したり、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置に適用してもよい。
【０１３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体タンクの外部連通孔が透湿性を有するシール部材によって閉塞されていることから、収容部内の液体が減少したときに、この減少したインク量に相当する空気を外部連通孔から収容部内に取り込むことが可能であり、且つ、この外部連通孔からの液漏れを防止することが可能である。したがって、この液体タンクの気液交換を適切に行うことが可能なことから、そのような液体タンクから適切に液体が供給されることによって、液体吐出装置が備える液体吐出ヘッドカートリッジでは、ヘッド部から液体を適切に吐出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適したプリンタ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】上記プリンタ装置が備えるヘッドカートリッジの構成を示す斜視図である。
【図３】上記プリンタ装置が備えるヘッドカートリッジの構成を示す断面図である。
【図４】ヘッドカートリッジに装着されるインクタンクの供給部における供給口が閉塞された状態を説明するための模式図である。
【図５】ヘッドカートリッジに装着されるインクタンクの供給部における供給口が開放された状態を説明するための模式図である。
【図６】ヘッドカートリッジに装着されるインクタンクの端子部を説明するための模式図である。
【図７】ヘッドカートリッジの構成を説明するための平面図である。
【図８】ヘッドカートリッジにおけるインク残量検出部の構成を説明するための平面図である。
【図９】インクタンク及びヘッドカートリッジの構成を説明するための模式図である。
【図１０】ヘッドカートリッジのインク供給機構を説明するための図であり、弁が閉塞された状態を示す断面図である。
【図１１】ヘッドカートリッジのインク供給機構を説明するための図であり、弁が開放された状態を示す断面図である。
【図１２】ヘッドカートリッジのヘッドチップを説明するための断面図である。
【図１３】ヘッドカートリッジのヘッドチップを説明するための平面図である。
【図１４】ヘッドカートリッジのヘッドチップにおいて、気泡が発生した状態を説明するための断面図である。
【図１５】ヘッドカートリッジのヘッドチップにおいて、発生した気泡によりインク液滴が吐出される状態を説明するための断面図である。
【図１６】上記プリンタ装置の制御回路を説明するためのブロック図である。
【図１７】上記プリンタ装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。
【図１８】インクタンクの要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ装置、２ ヘッドカートリッジ、３ プリンタ本体、４ インク、１１ インクタンク、１２ インク収容部、１３ インク供給部、１３ａ 底面、１３ｂ 供給口、１３ｃ 弁、１３ｄ コイルバネ、１３ｅ開閉ピン、１４ 外部連通孔、１５ 空気導入管、１６ インク貯留部、１７シール部材、１７ａ 接着層、１８ 係止突部、１９ 係合段部、１９ａ 斜面部、１９ｂ 平面、２０ 端子部、２１ 識別突部、２２ 段差部、３１ カートリッジ本体、３２ 装着部、３３ 係合片、３４ ラッチレバー、３４ａ 係合孔、３５ 付勢部材、３６ インク残量検出部、３７ 接続供給部、３８，３９ インク検出部、４０ 取手部、４１ ヘッドチップ、４２ ヘッドキャップ、４３ 識別凹部、５１ インク溜め部、５２ シール部材、５３ フィルタ、５４ 弁機構、６１ 流入路、６２ インク室、６３ 流出路、６４ 開口部、６５ 弁、６６ バネ、６７ 負圧調整ネジ、６８ 弁シャフト、６９ ダイアフラム、７１ 溝部、７２ 清掃ローラ、８１ ヘッドカートリッジ装着部、８２ ヘッドカートリッジ着脱機構、８３ ヘッドキャップ開閉機構、８４ 給排紙機構、８５ 給紙口、８６ 排紙口、１０１ 回路基板、１０１ａ 一主面、１０２ 発熱抵抗体、１０３ フィルム、１０４ ノズルシート、１０４ａ ノズル、１０５ インク加圧室、１０６ インク流路部、１１１ プリンタ駆動部、１１２ ヘッド駆動部、１１３ 警告部、１１４ 入出力端子、１１５ ＲＯＭ、１１６ ＲＡＭ、１１７ 制御部、１１８ 情報処理装置

Claims (15)

1. 液体を吐出する液体吐出ヘッドカートリッジに液体を供給するための液体タンクにおいて、
   上記液体が収容される収容部と、
   上記収容部の下面に設けられ、上記収容部に収容された液体を上記液体吐出ヘッドカートリッジに供給する供給部と、
   上記収容部の上面に設けられ、上記収容部の内部を外部と連通させる外部連通孔と、
   通気性及び撥水性を有し、上記外部連通孔を閉塞するシール部材とを備えることを特徴とする液体タンク。
2. 上記シール部材は、上記外部連通孔と対向する主面のみ上記撥水性を有することを特徴とする請求項１記載の液体タンク。
3. 上記外部連通孔から上記収容部の内部へと延長して設けられ、上記外部連通孔より取り込まれる外部の空気を上記収容部の内部へと導く空気導入管を備えることを特徴とする請求項１記載の液体タンク。
4. 上記空気導入管の中途部に設けられ、当該空気導入管を通して上記収容部から逆流した液体が貯留される貯留部を備えることを特徴とする請求項３記載の液体タンク。
5. 液体が収容された液体タンクと、
   上記液体タンクに収容された液体を吐出するヘッド部とを備え、
   上記液体タンクは、上記液体が収容される収容部と、上記収容部の下面に設けられ、上記収容部に収容された液体を上記ヘッド部に供給する供給部と、上記収容部の上面に設けられ、上記収容部の内部を外部と連通させる外部連通孔と、通気性及び撥水性を有し、上記外部連通孔を閉塞するシール部材とを備えることを特徴とする液体吐出ヘッドカートリッジ。
6. 上記シール部材は、上記外部連通孔と対向する主面のみ上記撥水性を有することを特徴とする請求項５記載の液体吐出ヘッドカートリッジ。
7. 上記液体タンクは、上記外部連通孔から上記収容部の内部へと延長して設けられ、上記外部連通孔より取り込まれる外部の空気を上記収容部の内部へと導く空気導入管を備えることを特徴とする請求項５記載の液体吐出ヘッドカートリッジ。
8. 上記液体タンクは、上記空気導入管の中途部に設けられ、当該空気導入管を通して上記収容部から逆流した液体が貯留される貯留部を備えることを特徴とする請求項７記載の液体吐出ヘッドカートリッジ。
9. 上記液体タンクは、着脱可能とされていることを特徴とする請求項５記載の液体吐出ヘッドカートリッジ。
10. 液体を吐出する液体吐出ヘッドカートリッジと、
    上記液体吐出ヘッドカートリッジが取り付けられる装置本体とを備え、
    上記液体吐出ヘッドカートリッジは、上記液体が収容された液体タンクと、上記液体タンクに収容された液体を吐出するヘッド部とを有し、
    上記液体タンクは、上記液体が収容される収容部と、上記収容部の下面に設けられ、上記収容部に収容された液体を上記ヘッド部に供給する供給部と、上記収容部の上面に設けられ、上記収容部の内部を外部と連通させる外部連通孔と、通気性及び撥水性を有し、上記外部連通孔を閉塞するシール部材とを備えることを特徴とする液体吐出装置。
11. 上記シール部材は、上記外部連通孔と対向する主面のみ上記撥水性を有することを特徴とする請求項１０記載の液体吐出装置。
12. 上記液体タンクは、上記外部連通孔から上記収容部の内部へと延長して設けられ、上記外部連通孔より取り込まれる外部の空気を上記収容部の内部へと導く空気導入管を備えることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出装置。
13. 上記液体タンクは、上記空気導入管の中途部に設けられ、当該空気導入管を通して上記収容部から逆流した液体が貯留される貯留部を備えることを特徴とする請求項１２記載の液体吐出装置。
14. 上記液体タンクは、上記液体吐出ヘッドカートリッジに対して着脱可能とされていることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出装置。
15. 上記液体吐出ヘッドカートリッジは、上記装置本体に対して着脱可能とされていることを特徴とする請求項１０記載の液体吐出装置。

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