JP2006069114A - インク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置 Download PDF

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Tomoki Umezawa
智樹 梅澤
Masaki Kataoka
雅樹 片岡
Naoshi Kotake
直志 小竹
Kenji Yamazaki
憲二 山崎
Takatoshi Tsuchiya
隆俊 土屋
Hiroyuki Kurita
博之 栗田
Yoichi Watanabe
陽一 渡辺
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Abstract

【課題】 部品点数を削減でき、メンテナンスも容易なインク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置を得る。
【解決手段】 インク補充用ポート30がサブインクタンク20のインク供給口32に挿入されると、サブインクタンク20内と連通可能となる。ここで、インク補充用ポート30の内側は、サブインクタンク20内の空気の排気路52とサブインクタンク20内へのインクの供給路54とに隔てられており、メインインクタンクが供給路54へインクを供給する。これにより、インク補充装置の部品点数を削減でき、メンテナンスも容易になる。
【選択図】 図4

Description

本発明は、サブインクタンク内へインクを補充するインク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置に関する。
インク補充装置においては、ポートを介してサブインクタンク内へインクを補充している場合がある。このようなインク補充では、例えば、インク漏れを抑えるために、サブインクタンク内の空気を排気用ポートから吸引排出することで、インク供給用のポートからサブインクタンク内にインクを供給可能な状態としている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、インク供給用のポートの他に別体となる排気用のポートも必要となるため、インク補充装置やサブインクタンクの部品点数が増え、メンテナンス等の取り扱いも煩雑になる。
特開2001−138541公報
本発明は、上記事実を考慮して、部品点数を削減でき、メンテナンスも容易なインク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
請求項1に記載する本発明のインク補充装置は、サブインクタンクのインク供給口に挿入されて前記サブインクタンク内と連通可能な流路管と、前記流路管の内側に設けられた、前記サブインクタンク内の空気の排気路と、前記流路管の内側で前記排気路と隔てられた、前記サブインクタンク内へのインクの供給路と、前記供給路へ連通されて前記インクを供給するメインインクタンクと、を有することを特徴とする。
請求項1に記載する本発明のインク補充装置によれば、流路管がサブインクタンクのインク供給口に挿入されると、サブインクタンク内と連通可能となる。ここで、流路管の内側は、サブインクタンク内の空気の排気路とサブインクタンク内へのインクの供給路とに隔てられており、メインインクタンクが供給路へインクを供給する。このため、インク供給用と排気用との2本の流路管を設けなくてもサブインクタンク内へインクを補充することが可能となり、インク補充装置の部品点数を削減でき、メンテナンスも容易になる。
請求項2に記載する本発明のインク補充装置は、請求項1記載の構成において、前記サブインクタンク内の空気を前記排気路から排気させて前記サブインクタンク内を負圧にする負圧発生手段を有することを特徴とする。
請求項2に記載する本発明のインク補充装置によれば、負圧発生手段がサブインクタンク内の空気を排気路から排気させてサブインクタンク内を負圧にするので、流路管が1本であっても、従来のようなインク供給用流路管(ポート)と負圧発生手段が接続される排気用流路管(ポート)とを設けた場合と同様の作用によって、インク補充をすることができる。
請求項3に記載する本発明のインク補充装置は、請求項1記載の構成において、前記排気路が外気と連通可能とされ、前記供給路から前記サブインクタンク内へ前記インクを圧送するインク圧送手段が接続されることを特徴とする。
請求項3に記載する本発明のインク補充装置によれば、排気路が外気と連通可能とされ、インク圧送手段が供給路からサブインクタンク内へインクを圧送するので、流路管が1本であっても、インクの圧送によってインクを補充することができる。
請求項4に記載する本発明のインク補充構造は、インク補充装置からサブインクタンク内へインクを補充するインク補充構造であって、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインク補充装置と、前記流路管の挿入によって開放されて前記流路管と連通され、開放によって前記排気路へ内部空気を導くと共に前記供給路からのインクを導入する開閉弁を備えるサブインクタンクと、を有することを特徴とする。
請求項4に記載する本発明のインク補充構造によれば、インク補充装置の流路管が1本となって部品点数を削減できると共に、サブインクタンクは、流路管の挿入によって開閉弁が開放されて流路管と連通され、開閉弁の開放によって排気路へ内部空気を導くと共に供給路からのインクを導入するので、開閉弁は流路管に対応する1個で足り、従来のような2本の流路管(ポート)に対応する2個の開閉弁を設ける場合に比べて部品点数を削減でき、メンテナンスも容易になる。
請求項5に記載する本発明のインクジェット記録装置は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインク補充装置と、前記インク補充装置と接続可能に配置され、前記流路管の挿入によって開放されて前記流路管と連通され、開放によって前記排気路へ内部空気を導くと共に前記供給路からのインクを導入する開閉弁を備えるサブインクタンクと、を有することを特徴とする。
請求項5に記載する本発明のインクジェット記録装置によれば、インク補充装置の流路管が1本となって部品点数を削減できると共に、サブインクタンクは、流路管の挿入によって開閉弁が開放されて流路管と連通され、開閉弁の開放によって排気路へ内部空気を導くと共に供給路からのインクを導入するので、開閉弁は流路管に対応する1個で足り、従来のような2本の流路管(ポート)に対応する2個の開閉弁を設ける場合に比べて部品点数を削減できる。これにより、メンテナンスも容易になると共に、インクジェット記録装置全体の小型化も可能となる。
以上説明したように、本発明のインク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置によれば、部品点数を削減でき、メンテナンスも容易になるという優れた効果を有する。
本発明におけるインク補充装置、インク補充構造、及びインクジェット記録装置の第1の実施形態を図面に基づき説明する。
(インクジェット記録装置の全体構成)
図1を参照してインクジェット記録装置の全体構成について説明する。なお、図中の矢印Mは、キャリッジ16の移動方向(主走査方向)、矢印Sは、記録媒体Pの移動方向(副走査方向)を示す。
図1に示されるように、インクジェット記録装置10は、装置本体11内に記録媒体搬送部材12を備えている。記録媒体搬送部材12は、用紙等の記録媒体Pを副走査方向(矢印S方向)に搬送する。記録媒体Pの搬送経路に対向してガイド部材14が設けられている。ガイド部材14は、記録媒体Pの副走査方向(矢印S方向)と直角な方向に沿って延びるシャフト状とされる。
ガイド部材14には、キャリッジ16が移動可能に支持されている。キャリッジ16は、ガイド部材14にガイドされながら主走査方向(矢印M方向)に移動可能とされている。キャリッジ16には、記録ヘッドユニット18が複数(本実施形態では4個)、着脱可能に搭載されている。
この記録ヘッドユニット18は、サブインクタンク20と、サブインクタンク20に貯留されたインクを吐出する記録ヘッドチップ22とを備えている。記録ヘッドユニット18は、記録ヘッドチップ22のノズル面22Aを下面(記録媒体Pの搬送経路に対向する面)としてキャリッジ16に搭載されている。なお、ノズル面22Aには、インク滴を吐出するノズル(図示省略)が形成されている。
各記録ヘッドユニット18は、各サブインクタンク20毎に異なる色のインク(ブラック(BK)、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C))を貯留し、各記録ヘッドチップ22毎に異なる色のインクを供給することができる。これにより、各記録ヘッドチップ22毎に異なる色のインク滴を吐出することができるので、記録媒体Pにフルカラー画像を記録することが可能となっている。
ガイド部材14の下方にあって記録媒体Pの搬送経路に隣接した位置には、メンテナンスステーション24が配置されている。メンテナンスステーション24は、記録ヘッドチップ22のノズル面22Aに対して接離(本実施形態では上下動)して、キャッピングやインクの吸引等のメンテナンスを行う。
メンテナンスステーション24から見てインクジェット記録装置10の背面寄りは、インク補充部26とされている。インク補充部26には、複数(本実施形態では、4個)のインク補充装置28が設けられており、インク補充装置28は、流路管としてのインク補充用ポート30を備える。各インク補充装置28は、各サブインクタンク20にそれぞれ対応してインク補充用ポート30からインクを補充できるようになっている。サブインクタンク20には、インク補充装置28と接続される位置に配置された際におけるインク補充用ポート30に対向する位置にインク供給口32(図2参照)が設けられている。
(記録ヘッドユニットの構成)
図2には、インク補充装置28と接続可能に配置される記録ヘッドユニット18の概略構成図が示されている。図2に示されるように、記録ヘッドユニット18は、インク貯留手段としての本体ハウジング21を備え、本体ハウジング21の内部にインクを貯留することができる。この本体ハウジング21にインク供給口32が形成される。
本体ハウジング21内の上部には、インク供給口32側(図2の右側)に第1インク室34が設けられている。第1インク室34は、インク供給口32と連通されており、第1インク室34の内周壁には、インク残量を検知するセンサ36が取り付けられている。第1インク室34から見てインク供給口32側とは反対側(図2の左側)には、第2インク室38が設けられている。第2インク室38には、多孔質部材40が配置されており、第2インク室38の上方には、大気連通孔42が形成されている。本体ハウジング21内の下部には、供給室44が設けられており、この供給室44は、フィルター46を介して第1インク室34と連通している。供給室44の下方には、記録ヘッドチップ22が設けられ、記録ヘッドチップ22は本体ハウジング21内に貯留されたインクを吐出するようになっている。
(インク補充装置の構成)
図2に示されるように、インク供給口32の対向位置に配置されるインク補充用ポート30は、断面円形管で構成され、管先端側が閉塞されており、インク供給口32に挿入された状態(図4参照)で、サブインクタンク20内と連通されるようになっている。インク補充用ポート30の内側には、隔壁50が形成され、インク補充用ポート30内を上下に隔てており、隔壁50の上下は、それぞれ独立した空間として分割されている。インク補充用ポート30内において、隔壁50の上方は、排気路52とされている。排気路52は、インク供給口32へのインク補充用ポート30の挿入時にサブインクタンク20内に連通してサブインクタンク20内の空気が排出される流路となる。インク補充用ポート30内において、隔壁50の下方は、供給路54とされている。供給路54は、インク供給口32へのインク補充用ポート30の挿入時にサブインクタンク20内に連通してサブインクタンク20内へインクを供給する流路となる。
図3に示されるように、インク補充装置28の排気路52には、排気チューブ56が接続されている。排気チューブ56は、負圧発生手段としてのローラポンプ60に巻き掛けられて、図示しない排インクタンクに繋がっている。
ローラポンプ60は、ポンプ軸62と一体で回転する回転板64を備えると共に、この回転板64の外周近傍に配置された1個又は複数個(本実施形態では、対角上に2個)のローラ66を備えている。排気チューブ56は、この回転板64の周囲を部分的に取り巻くように配置されており、ローラ66が排気チューブ56を局所的に押し潰すことが可能である。
回転板64を図3の反時計回り方向(矢印K方向)に回転させることで、ローラ66が排気チューブ56をしごくようにして移動する構成であり、排気チューブ56内の空気を排気チューブ56の他端から排インクタンクに排出するようになっている。これによって、ローラポンプ60がサブインクタンク20内の空気を排気路52から排気させてサブインクタンク20内を負圧にする。
また、供給路54には、インクチューブ68が接続されている。インクチューブ68は、メインインクタンク装置70におけるメインインクタンク72の接続部74に接続されている。メインインクタンク72には、各色に対応したインクがあらかじめ貯留されており、インクチューブ68を介して供給路54へ連通されてインクを供給することができるようになっている。
インク補充装置28は、インク補給位置(図4)と待機位置(図2及び図3)との間で進退移動可能(矢印T方向)であり、インク補給位置では、インク補充用ポート30がインク供給口32に挿入されるようになっている。このインク補給位置では、大気連通孔42(図2参照)が図示しない開閉手段によって塞がれるようになっており、ローラポンプ60が駆動することで、サブインクタンク20内の空気がインク供給口32から排気路52を流れて吸引される。サブインクタンク20内が減圧されることによって、メインインクタンク72のインクがインクチューブ68、供給路54を介してインク供給口32からサブインクタンク20内に補充されるようになっている。
(インク補充用ポート及び気密開閉弁)
図4には、インク補充装置28(図3参照)からサブインクタンク20内へインクを補充するインク補充構造の一部として、インク補充用ポート30がインク供給口32に挿入された状態が示されている。図4に示されるように、インク補充用ポート30における外周部の先端寄り(図4の左側)には、排気路52に連通する排気用貫通孔53と、供給路54に連通する供給用貫通孔55とがそれぞれ貫通形成されている。
インク供給口32より内部側(図中の左側)には、本体ハウジング21の開口部21Aが形成され、気密開閉弁80が1個設けられている。この気密開閉弁80は、インク補充用ポート30の挿抜によってインク供給口32より内部側で開閉可能とされる。サブインクタンク20は、インク補充用ポート30の挿入によって気密開閉弁80が開放されてインク補充用ポート30と連通され、気密開閉弁80の開放によって、排気路52へサブインクタンク20の内部空気を導くと共に供給路54からのインクを導入するようになっている。
気密開閉弁80は、弁座82を備え、この弁座82は、弁座カバー84によって脱落しないように所定位置に保持されている。弁座82は、本体ハウジング21の開口部21Aの内面に圧着しており、インクや空気が隙間から流出するのを阻止している。弁座82の内向き部分には、本体ハウジング21の内部側から外部側へ向けて漸次内径寸法が小さくなるテーパ部82Aが形成されている。
気密開閉弁80は、インク供給口32から見て弁座82よりも内部側に、球状部材(開閉部材)としての球状弁体86を備える。この球状弁体86のさらに内部側には、気密開閉弁80の一部を構成する付勢手段としての圧縮コイルバネ88が配置される。球状弁体86は、圧縮コイルバネ88によって弁座82側(矢印A方向)に付勢され、インク補充用ポート30の挿入時以外は、弁座82の筒状の一端側が球状弁体86によって閉塞されるようになっている。
(第1実施形態の作用)
次に、第1の実施形態の作用について説明する。
インク補充時には、図2に示されるインク補充用ポート30がサブインクタンク20のインク供給口32に挿入される。このとき、図4に示されるように、インク補充用ポート30の先端側が圧縮コイルバネ88による付勢力に抗して球状弁体86を押圧すると、球状弁体86は、内部側に移動して弁座82と離間し、気密開閉弁80を開の状態にできる。インク補充用ポート30が深く挿入されると、インク補充用ポート30の排気用貫通孔53及び供給用貫通孔55が、弁座82の内側に配置され、インク補充用ポート30内の排気路52及び供給路54がサブインクタンク20内に連通する。
この状態で、図3に示されるローラポンプ60が駆動すると、サブインクタンク20内の空気が排気方向(図4の矢印B方向)に流れ、排気路52から吸引排出されてサブインクタンク20内が減圧される。これによって、メインインクタンク72のインクがインクチューブ68、供給路54を介して供給方向(図4の矢印C方向)に流れ、インク供給口32からサブインクタンク20内に補充される。
ここで、隔壁50の上方を排気路52とし、隔壁50の下方を供給路54としたことで、供給路54から補充されるインクは、サブインクタンク20内で供給路54から下方へ流れるので、供給路54よりも上方にある排気路52から排気される空気にインクが混ざるのを防止できる。
このように、隔壁50がインク補充用ポート30の内側を、サブインクタンク20内の空気の排気路52と、サブインクタンク20内へのインクの供給路54と、に隔てることで、インク供給用と排気用との2本のポート(流路管)を設けなくてもサブインクタンク20内へインクを補充することが可能となり、インク補充装置28の部品点数を削減できる。このため、ポートの組み付けも容易になると共に、ポートが2本の場合に比べて構造が簡略化し、小型化することができ、メンテナンスを容易にし、コストを抑えることができる。
また、図4に示されるように、サブインクタンク20は、インク補充用ポート30の挿入によって気密開閉弁80が開放されてインク補充用ポート30と連通され、気密開閉弁80の開放によって排気路52へサブインクタンク20の内部空気を導くと共に供給路54からのインクを導入するので、気密開閉弁80はインク補充用ポート30に対応する1個で足り、従来のような2本のポート(流路管)に対応する2個の気密開閉弁を設ける場合に比べて部品点数を削減できる。すなわち、例えば、気密開閉弁80が、本実施形態のように、弁座82、球状弁体86、及び、圧縮コイルバネ88の3個の主要部品で構成されている場合、これらの3個の主要部品を1組分削減できる。これにより、サブインクタンク20の構造を簡略化できるので、組み付けも容易となる。また、気密開閉弁80を配置するスペースが従来に比べて小さくなるので、サブインクタンク20の小型化も可能となる。さらに、サブインクタンク20の製作やメンテナンスコストも抑えることができる。
これらにより、インクジェット記録装置10(図1参照)の部品点数を大幅に削減でき、装置全体の小型化も可能となる。
また、図3に示されるように、ローラポンプ60がサブインクタンク20内の空気を排気路52から排気させてサブインクタンク20内を負圧にするので、ポート(流路管)が1本であっても、従来のようなインク供給用ポート(流路管)とローラポンプ60の接続される排気用ポート(流路管)とを設けた場合と同様の作用によって、インクを補充することができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について、図5及び図6に基づいて説明する。第2の実施形態は、インク補充用ポート30に排気用貫通孔53及び供給用貫通孔55(いずれも図4参照)が形成されておらず、隔壁50がインク補充用ポート30の外周先端部30Aよりも突出している点が特徴であり、他の構成については、第1の実施形態とほぼ同様の構成である。なお、第1の実施形態と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
図5及び図6に示されるように、インク補充用ポート30は、管先端側が開口しており、隔壁50は、インク補充用ポート30の外周先端部30Aよりも突出する突起部50Aを備える。この突起部50Aは、インク補充用ポート30の軸方向に沿って延びており、矩形板状とされている。
図5(A)に示されるように、インク補充用ポート30の挿入時には、突起部50Aの先端が球状弁体86を圧縮コイルバネ88による付勢力に抗して押圧し、気密開閉弁80を開の状態にする。この状態で、排気路52及び供給路54がインク補充用ポート30の管先端側開口を通じてサブインクタンク20内と連通する。
このように、隔壁50に突起部50Aを設けることで、インク補充用ポート30の管先端側開口を通じて、サブインクタンク20内の排気及びサブインクタンク20内へのインク供給をすることができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について、図7に基づいて説明する。第3の実施形態は、インク補充用ポート30の形状が特徴であり、他の構成については、第2の実施形態とほぼ同様の構成である。なお、第2の実施形態と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
図7に示されるように、インク補充用ポート30は、軸方向に垂直な断面形状が楕円状の管とされている。隔壁50を挟んで上下に配置される排気路52及び供給路54は、軸方向に垂直な断面形状が略円形の管で製作されており、インク補充用ポート30内へ挿入されている。排気路52及び供給路54をこのような形状にすることで、図3に示される排気チューブ56やインクチューブ68への排気路52、供給路54(図7参照)の接続が容易になる。
なお、本実施形態の場合、図7に示されるインク補充用ポート30の形状に合わせて、図2に示されるサブインクタンク20のインク供給口32等も軸方向に垂直な断面形状が楕円状となる。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について、図8に基づいて説明する。第4の実施形態は、インク補充装置28がインクを圧送してサブインクタンク20にインクを補充する点が特徴であり、他の構成については、第1の実施形態とほぼ同様である。なお、第1の実施形態と同一部材については、同一符号を付して説明を省略する。
図8に示されるように、排気路52に一端部が接続される排気チューブ56は、他端部が開放されて外気連通口56Aとなっている。これにより、排気路52は、外気と連通可能とされる。
インクチューブ68には、インク圧送手段としてのインク圧送用ポンプ90が接続されている。インク補充時には、インク圧送用ポンプ90による圧力で、メインインクタンク72内のインクが、インクチューブ68を介して供給路54からサブインクタンク20内へ圧送される。このとき、サブインクタンク20内の空気は、排気路52、排気チューブ56を介してインク補充装置28の外部へ排出される。
このように、排気路52が外気と連通可能とされ、インク圧送用ポンプ90が供給路54からサブインクタンク20内へインクを圧送するので、ポート(流路管)が1本であっても、インクの圧送によってインクを補充することができる。
なお、第4の実施形態では、排気路52は、排気チューブ56を介して外気と連通しているが、インク補充用ポート30の排気路52が直接外気と連通していてもよく、外気に連通する開口部が形成される位置は、上記実施形態の場合に限定されない。
また、上記第1〜第4の実施形態では、気密開閉弁80の弁体として球状弁体86が用いられているが、弁体は、例えば、板状弁体であってもよく、球状弁体86に限定されない。
さらに、気密開閉弁80の弁座82の形状についても、上記第1〜第4の実施形態の場合に限定されず、種々の形状が適用できる。
なお、インク補充用ポート30と弁座82との間には、気密性の高い弾性体等の気密維持手段を設けるのが好ましい。
本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の記録ヘッドユニットを示す概略構成図である。 本発明の第1実施形態に係るインク補充装置及び記録ヘッドユニットを示す概略構成図である。 本発明の第1実施形態におけるインク補充用ポートがインク供給口に挿入された状態を示す断面図である。 本発明の第2実施形態におけるインク補充用ポートを示す図である。図5(A)は、インク補充用ポートがインク供給口に挿入された状態を示す断面図である。図5(B)は、インク補充用ポートを示す正面図である。 本発明の第2実施形態におけるインク補充用ポートを示す斜視図である。 本発明の第3実施形態におけるインク補充用ポートを示す正面図である。 本発明の第4実施形態に係るインク補充装置及び記録ヘッドユニットを示す概略構成図である。
符号の説明
10 インクジェット記録装置
20 サブインクタンク
28 インク補充装置
30 インク補充用ポート(流路管)
32 インク供給口
52 排気路
54 供給路
60 ローラポンプ(負圧発生手段)
72 メインインクタンク
80 気密開閉弁(開閉弁)
90 インク圧送用ポンプ(インク圧送手段)

Claims (5)

  1. サブインクタンクのインク供給口に挿入されて前記サブインクタンク内と連通可能な流路管と、
    前記流路管の内側に設けられた、前記サブインクタンク内の空気の排気路と、
    前記流路管の内側で前記排気路と隔てられた、前記サブインクタンク内へのインクの供給路と、
    前記供給路へ連通されて前記インクを供給するメインインクタンクと、
    を有することを特徴とするインク補充装置。
  2. 前記サブインクタンク内の空気を前記排気路から排気させて前記サブインクタンク内を負圧にする負圧発生手段を有することを特徴とする請求項1記載のインク補充装置。
  3. 前記排気路が外気と連通可能とされ、前記供給路から前記サブインクタンク内へ前記インクを圧送するインク圧送手段が接続されることを特徴とする請求項1記載のインク補充装置。
  4. インク補充装置からサブインクタンク内へインクを補充するインク補充構造であって、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインク補充装置と、
    前記流路管の挿入によって開放されて前記流路管と連通され、開放によって前記排気路へ内部空気を導くと共に前記供給路からのインクを導入する開閉弁を備えるサブインクタンクと、
    を有することを特徴とするインク補充構造。
  5. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインク補充装置と、
    前記インク補充装置と接続可能に配置され、前記流路管の挿入によって開放されて前記流路管と連通され、開放によって前記排気路へ内部空気を導くと共に前記供給路からのインクを導入する開閉弁を備えるサブインクタンクと、
    を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009096126A (ja) * 2007-10-18 2009-05-07 Ricoh Co Ltd 液体容器及び画像形成装置
US11072182B2 (en) 2017-02-28 2021-07-27 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Liquid supplying device having tank and cartridge attachable thereto

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