JP2008238420A - 液体カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】ステーション供給方式の液体吐出装置に適用される液体カートリッジにおいて、サブタンクに液体を供給するための圧力を発生させるポンプ手段のピストンロッドがスムーズに直線移動するように安定駆動する。
【解決手段】ポンプ機構５０のピストンロッド５４の上側にラックギア５４Ａを形成し、プリンタ本体側から、ラックギア５４Ａにピニオンを噛み合わせ、駆動力を伝達する。メインタンク１１の上方に、ピストンロッド５４に対向する保持部１１Ａを設ける。この保持部１１Ａ上に、ピストンロッド５４が、その軸方向にスムーズに直線移動するように、ラックギア５４Ａとピニオンとの噛み合い部分とは反対側を支持するリブ８を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴吐出装置（例えば、インクジェットプリンタ）に着脱可能に装着される液体カートリッジ（例えば、インクカートリッジ）に関するものである。

従来、液滴吐出装置の一つであるインクジェットプリンタとして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジにサブタンクを設け、インクをサブタンクに供給するときにのみ前記サブタンクにインクカートリッジを接続し、それ以外のとき（インクをサブタンクに供給しないとき）には、サブタンクにインクカートリッジを接続せず、それらを離間させることで、間欠的にインクの供給を行うステーション供給方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

そこで、発明者は、そのようなステーション供給方式のインクジェットプリンタの開発を進めるに当たり、インクカートリッジに、サブタンクにインクを供給するためのポンプ手段を内蔵するとともに、インク供給時には、プリンタ本体側から駆動力を付与して前記ポンプ手段を作動させるインクジェットプリンタを新たに試作検討した。

このインクカートリッジのポンプ手段は、シリンダ、このシリンダ内に摺動可能に挿通され圧力室を形成するピストン、およびプリンタ本体から駆動力を受けてピストンを変位させる駆動力伝達部材（例えば、ピストンロッド）とを備える構成とした。
特開２００４−１８１９５２号公報（段落００４６および図１，図３）

上述した試作品では、プリンタ本体側からの駆動力を駆動力伝達部材で受けるようにしているので、プリンタ本体側の駆動部材と係合して加えられる駆動力によって、駆動力伝達部材が下方に撓む場合がある。そのように撓むと、駆動力伝達部材がスムーズに直線移動せず、安定駆動することが困難になるおそれがある。

本発明は、前述したような液滴吐出装置に適用される液体カートリッジにおいて、サブタンクに液体を供給するための圧力を発生させるポンプ手段の駆動力伝達部材がスムーズに直線移動するように安定駆動することを目的とする。

請求項１の発明は、液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を一時的に貯留するサブタンクとを備えた液滴吐出装置に装着され、前記サブタンクに液体を供給する液体カートリッジであって、前記サブタンクへ供給する液体を貯留する液体貯留室と、前記液体貯留室から前記サブタンクに液体を供給するための圧力を発生させるポンプ手段とを備えており、前記ポンプ手段は、シリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿通され前記液体貯留室に連通する圧力室を形成するピストンと、このピストンに一体に結合され前記液滴吐出装置の装置本体側から駆動力を受けて前記ピストンを変位させる駆動力伝達部材と、この駆動力伝達部材が前記ピストンの摺動方向に直線移動するように、前記駆動力伝達部材を支持する支持部材とを有するものであり、前記駆動力伝達部材は、前記装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける係合部分を有しており、前記支持部材は、前記駆動力伝達部材の前記係合部分とは反対側を支持することを特徴とする。

このようにすれば、装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける、駆動力伝達部材の係合部分とは反対側を、支持部材にて支持するので、駆動力伝達部材がスムーズに直線移動することとなり、ピストンが安定して駆動される。

請求項２に記載のように、請求項１の液体カートリッジにおいて、前記係合部分はラックギアにより構成され、前記駆動部材は、前記ラックギアに噛み合うピニオンである構成とすることができる。

このようにすれば、ラックギアとピニオンとの噛み合いで、装置本体側からの駆動力が駆動力伝達部材に安定性よく伝達される。

請求項３に記載のように、請求項１または２の液体カートリッジにおいて、前記駆動力伝達部材は、前記ピストンが前記圧力室を最小容積とする位置に位置付けられているときに、その全てが前記液体カートリッジの前記摺動方向における範囲内に収まっている構成とすることができる。

このようにすれば、前記ピストンが前記圧力室を最小容積とする位置に位置付けられているときまで、支持部材によって駆動力伝達部材がスムーズに直線移動され、ピストンが安定して駆動される。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれかの液体カートリッジにおいて、前記ポンプ手段と前記液体貯留室とは、上下に配置され、前記駆動力伝達部材は水平に直線移動するものであり、前記ポンプ手段の前記シリンダから前記駆動力伝達部材が突出する側であって、且つ前記液体貯留室の上方となる位置において、前記係合部分が前記装置本体の駆動部材と係合する構成とされ、前記液体貯留室の上方に、前記駆動力伝達部材に対向する保持部が設けられ、この保持部上に前記支持部材が設けられている構成とすることができる。

このようにすれば、液体貯留室の上方となる位置において、係合部分が装置本体の駆動部材と係合するので、前記液体貯留室の上方に、駆動力伝達部材に対向する保持部を設けることで、この保持部上に前記支持部材を簡単に設けることができる。

請求項５に記載のように、請求項１〜４のいずれかの液体カートリッジにおいて、前記支持部材は、複数または単数のリブで構成されるようにすることができる。

このようにすれば、支持部材は、複数または単数のリブで構成されるので、構成が簡単である。

請求項６に記載のように、請求項１〜４のいずれかの液体カートリッジにおいて、前記支持部材は、前記駆動力伝達部材に接触して支持する部分の接触面積が小さくなる形状である構成とすることができる。

このようにすれば、支持部材は、駆動力伝達部材に接触して支持する部分の接触面積が小さいので、駆動力伝達部材が移動する際に生ずる支持部材との間の摩擦抵抗が小さく、駆動力伝達部材がスムーズに直線移動する上で有利である。

請求項７に記載のように、請求項６の液体カートリッジにおいて、前記駆動力伝達部材に接触して支持する部分は、湾曲凸面形状となっている構成とすることができる。

このようにすれば、簡単な構成で、ロッド保持部材にて支持するために、駆動力伝達部材に接触させる部分の接触面積が小さくなる形状とすることができる。

請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれかの液体カートリッジにおいて、単数または複数でカートリッジケーシングに収納装着されるものであり、前記カートリッジケーシングは、前記収納装着により前記液体供給口部が着脱可能に接続されるジョイント部を一端部に有する液体供給管と、この液体供給管の他端側に設けられ前記第１のジョイントバルブに着脱可能に接続される第２のジョイントバルブと、前記駆動力伝達部材に駆動力を与えて前記ピストンを変位させる駆動手段とを備え、前記第１および第２のジョイントバルブの接続により前記液体供給管、第１および第２のジョイントバルブのバルブハウジングを通じて前記液体貯留室を前記サブタンクに連通する構成とすることができる。

このようにすれば、第１および第２のジョイントバルブの接続により、メインタンクを、液体供給管、第１および第２のジョイントバルブのバルブハウジングを通じて前記サブタンクに連通させることができる。

請求項９に記載のように、請求項８の液体カートリッジにおいて、前記液滴吐出装置の装置本体は、前記記録ヘッドおよび前記サブタンクが組み付けられたキャリッジがキャリッジ駆動機構にて主走査方向に往復移動するように構成されたインクジェットプリンタのプリンタ本体であり、前記カートリッジケーシングは、前記キャリッジ駆動機構の主走査方向の一端部側に配置される構成とすることができる。

このようにすれば、プリンタ本体における記録動作に影響を与えることなく、メインタンクを配置することができる。

請求項１０の発明は、液滴吐出装置に装着される液体カートリッジであって、前記液滴吐出装置に供給する液体を貯留する液体貯留室と、前記液体貯留室から前記液滴吐出装置に液体を供給するための圧力を発生させるポンプ手段とを備えており、前記ポンプ手段は、シリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿通され前記メインタンクに連通する圧力室を形成するピストンと、このピストンに一体に結合され前記液滴吐出装置の装置本体側から駆動力を受けて前記ピストンを変位させる駆動力伝達部材と、この駆動力伝達部材が前記ピストンの摺動方向に直線移動するように、前記駆動力伝達部材を支持する支持部材とを有するものであり、前記駆動力伝達部材は、前記装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける係合駆動部分を有しており、前記支持部材は、前記駆動力伝達部材の前記係合部分とは反対側を支持することを特徴とする。

このようにすれば、装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける、駆動力伝達部材の係合部分とは反対側を、支持部材にて支持するので、駆動力伝達部材がスムーズに直線移動することとなり、ピストンが安定して駆動される。

本発明は、上記のように、装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける、駆動力伝達部材の係合部分とは反対側を、支持部材にて支持するので、駆動力伝達部材がスムーズに直線移動することとなり、ピストンが安定して駆動される。

以下、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタを図面に沿って説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの要部（プリンタ本体１）を示す模式図である。

図１に示すように、インクジェット方式のプリンタ本体１は、周知のごとく、記録用紙などの被記録媒体（紙、布、樹脂フィルム、光学式記録用ディスクなどを含む概念であるが、以下、便宜上用紙と称す。）を搬送しながら、微小なインク液滴を用紙に向けて吐出することにより用紙に画像を形成していく画像形成手段である。

このプリンタ本体１は、用紙に向けてインク液滴を吐出する記録ヘッド３およびこの記録ヘッド３に供給するインク（液体）を一時的に貯留するサブタンク５が組み付けられたキャリッジ７を備え、このキャリッジ７は、キャリッジ駆動機構９にて主走査方向（紙面左右方向）に往復移動するように構成されている。

そして、用紙に画像を形成する場合には、キャリッジ７（記録ヘッド３）は、印刷領域Ｓ１で用紙の搬送と連動して主走査方向において往復移動しながら、用紙にインクを吐出して画像を形成する。一方、画像形成を実行していない場合やサブタンク５にインクを供給するなどのメンテナンス作業が実行される場合には、キャリッジ７は、メンテナンス領域Ｓ１に移動する。

記録ヘッド３は、ピエゾ素子の変形や発熱抵抗体による気泡の体積変化などを利用した押圧手段（本実施形態では、ピエゾ素子）によって、サブタンク５から供給されたインクを吐出するものである。このサブタンク５は、記録ヘッド３から吐出されるインク色の種類に対応した本数だけ設けられている。なお、本実施形態では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、フォトブラック（ＰＢｋ）およびブラック（Ｂｋ）の５色に対応した５本のサブタンク５が設けられている。

キャリッジ駆動機構９は、キャリッジ７の往復移動経路の一端側に設けられた駆動プーリ９Ａと、他端側に設けられた従動プーリ９Ｂと、それら両プーリ９Ａ，９Ｂの間に巻き掛けられ駆動モータ（図示せず）にて回転駆動される無端ベルト９Ｃとを備えており、その無端ベルト９Ｃにキャリッジ７が固定されている。そして、駆動プーリ９Ａが正逆回転して無端ベルト９Ｃが正逆回転することで、キャリッジ７が主走査方向において往復移動する。

また、キャリッジ７の往復移動経路の一端側には、サブタンク５に供給されるインクを貯留するインクカートリッジ１０を含むメインタンクユニット２０が配置されている。

インクカートリッジ１０は、図２〜図５に示すように、サブタンク５へ供給するインクを貯留するメインタンク１１（液体貯留室）と、メインタンク１１からサブタンク５にインクを供給するための圧力を発生させるピストンポンプ機構５０とを備える。これらピストンポンプ機構５０およびメインタンク１１は、メインタンク１１の上側にピストンポンプ機構５０が設けられることで、図３に示すように、カートリッジケーシング１２内において上下に配置される構成となっている。なお、カートリッジケーシング１２は、図２（ａ）に示すように、第１および第２のケーシング１２Ａ，１２Ｂとを結合することにより構成されている。

ピストンポンプ機構５０は、図４及び図５に示すように、円筒状のシリンダ５１と、このシリンダ５１内に摺動可能に挿通されメインタンク１１に連通する圧力室５２を形成するピストン５３と、このピストン５３に一体に結合されているピストンロッド５４（駆動力伝達部材）とを有する。このピストンロッド５４は、水平に直線移動するもので、後述するポンプ駆動機構６０から駆動力を受けてピストン５３を変位させる力を、ピストン５３に作用させる機能を有する。

ピストン５３の外周部には凹溝が形成され、その凹溝内に、シール材としてのＯリング５３Ａが装着されている。このＯリング５３Ａは、シリンダ５１内を、ピストン５３が摺動可能に移動する際に、シリンダ５１の内周面と接触することにより、圧力室５２の気密性を保持するようになっている。

また、ピストン５３とピストンロッド５４とは合成樹脂にて一体成形されており、このピストンロッド５４のうちメインタンク１１と反対側の面（図５の上部側の面）には、ポンプ駆動機構６０のピニオン６１（駆動部材）と噛み合うラックギア５４Ａ（係合部分）が形成されている。

また、ピストンロッド５４のうち、少なくともピニオン６１と噛み合うラックギア５４Ａの部分は、ピストンロッド５４を挟んでそれの両側に、図２（ｂ）に示すように、ロッドカバー１３，１３が設けられ、ラックギア５４Ａとピニオン６１とが噛み合う部分がロッドカバー１３により覆われて保護されている。このロッドカバー１３は、少なくとも圧力室５２の体積が最も縮小したとき（つまり、図４に示すようにピストン５３が最も左側に位置したとき）に、ピストンロッド５４の長手方向全域を覆うように構成されている。よって、ピストンロッド５４は、ピストン５３が圧力室５２を最小容積とする位置に位置付けられているときに、その全てがインクカートリッジ（カートリッジケーシング２１）内のピストンロッド軸方向における範囲（空間部）内に収まっている。

ロッドカバー１３，１３各々は、ほぼ断面Ｌ字形状に形成され、ピストンロッド５４の左右側面側を覆う左右の側面カバー部１３Ａ，１３Ａと、ラックギア５４Ａの上面側左右を覆うラックカバー部１３Ｂ，１３Ｂとを有する。ラックカバー部１３Ｂ，１３Ｂの間には、ピストンロッド５４の幅よりやや広く、後述するピニオン６１の挿入が可能である隙間１３Ｃが形成されている。なお、左右一対のロッドカバー１３（側面カバー部１３Ａ、ラックカバー部１３Ｂ）それぞれは、第１および第２のケーシング１２Ａ，１２Ｂそれぞれに一体成形されている。

メインタンク１１は、サブタンク５にインクを供給するために後述する第２のジョイントバルブ３０に接続されるインク供給口１６を有し、そのインク供給口１６近傍には、インク供給口１６を開閉する開閉弁（図示せず）、メインタンク１１からインク供給口１６に向けて流れるインク流れのみを許容する第１の逆止弁（図示せず）、およびサブタンク５側からインク供給口１６に戻ってきたインクの流れのみを許容する第２の逆止弁（図示せず）が設けられている。そして、サブタンク５側から戻ってきたインクは、リターン通路１６Ａを経由して、タンク上方側からメインタンク１１内に流入するようになっている。なお、インク供給口１６は、メインタンク１１の下端部であって、ピストンポンプ機構５０のピストンロッド５４が突出している側に設けられている。

また、インクタンク１１の上方に、ピストンロッド５４に対向する保持部１１Ａが設けられ、この保持部１１Ａ上に、ピストンロッド５４を支持するロッド支持部材としてのリブ８が設けられている。つまり、このリブ８（ロッド支持部材）は、ピニオン６１とラックギア５４Ａとが噛み合う部分（駆動部分）とは反対側に接触することでピストンロッド５４を下側から支持するようになっている。この支持により、ピストンロッド５４がスムーズに直線移動することとなり、ピストンロッド５４が安定して駆動される。

また、圧力室５２からメインタンク１１の内部に至る通路１４は、図５に示すように、大気連通孔１５を介して大気側と連通可能に構成されており、この大気連通孔１５から通路１４に至る通路には、大気連通孔１５を開閉することで、メインタンク１１と大気側とを連通させる連通状態と、メインタンク１１と大気側とを遮断する連通遮断状態とを切り換わる大気開放弁７０が設けられている。

この大気開放弁７０は、大気連通孔１５を開閉する有底筒状の弁体部７１と、大気連通孔１５を閉じる向きに弁体部７１を弾性的に付勢するバネ７２と、弁体部７１に連接され通路１４を通じて圧力室５２まで延びるプッシュロッド部７３とを備える。

大気連通孔１５は、弁体部７１の変位方向（図５の左右方向）とほぼ直交する方向の貫通孔で、カートリッジケーシング１２の内部への開口が、前記連通遮断状態では、弁体部７１の外周面によって閉塞される。一方、弁体部７１の外筒面には、大気連通孔１５が設けられた円筒状の内周面と摺動可能に接触し、かつ、この内周面と弁体部７１の外周面と隙間を封止するシール材としてのＯリング７４が配設されている。

そして、圧力室５２の体積が縮小するようにピストン５３が、図５において、左方向に移動すると、大気開放弁７０の弁体部７１がプッシュロッド部７３を介してピストン５３により押圧される。これにより、弁体部７１がバネ７２のバネ力に抗して、図５に示す状態から紙面左方向に摺動変位するので、大気連通孔１５が開放される。逆に、圧力室５２の体積が拡大するようにピストン５３が図５において右方向に移動すると、大気開放弁７０の弁体部７１がバネ７２のバネ力により紙面右方向に摺動変位して、大気連通孔１５が閉じる、図５に示す状態となる。

メインタンクユニット２０は、図６〜図８に示すように、サブタンク５と同数のインクカートリッジ１０が、角筒状のカートリッジケーシング２１に対し一側から着脱可能に装着収納される構成とされる。また、カートリッジケーシング２１の他側に、各インクカートリッジ１０が備えるピストンポンプ機構５０を駆動させるポンプ駆動機構６０と、第２のジョイントバルブ３０とを備える。また、メインタンクユニット２０からサブタンク５にインクを供給するために、図９に示すように、第２のジョイントバルブ３０を変位させることにより、第２のジョイントバルブ３０を第１のジョイントバルブ４０に対して接続・接続解除するためジョイントバルブ接続機構８０が設けられている。なお、第２のジョイントバルブ３０および第１のジョイントバルブ４０は、サブタンク５の本数に対応した数（本実施形態においては５個）だけ設けられており、これら５個の第２のジョイントバルブ３０は、後述するように、ジョイントバルブ接続機構８０によって機械的に同期して一体的に変位するように構成されている。

ポンプ駆動機構６０は、ピストン５３を摺動変位させるための駆動力をピストンロッド５４に付与するもので、図７に示すように、ピニオン６１と、ピニオンリンク６２と、第１および第２の伝達歯車６３，６４とを備える。

そして、第２の伝達歯車６４は、用紙搬送用モータ（図示せず）から駆動力を得て回転する。この第２の伝達歯車６４に伝達された駆動力は、第２の伝達歯車６４と噛み合う第１の伝達歯車６３、ピニオン６１および第１の伝達歯車６３に連結されたピニオンリンク６２を介してピニオン６１に伝達される。なお、用紙搬送用モータの駆動力は、具体的に図示していないが、駆動力切替ソレノイドによって、用紙搬送用ローラ（図示せず）に伝達される場合と、第１の伝達歯車６３側に伝達される場合とが切り替えられる。

また、ピニオン６１は、図４に示すように、ラックギア５４Ａと噛み合う歯部が形成された有歯部分６１Ａと、ラックギア５４Ａと噛み合う歯部が形成されていない無歯部分６１Ｂとを有する。この無歯部分６１Ｂには、ピストンロッド５４の自由端（図４における右端）に接触してピストンロッド５４（ピストン５３）を、予め設定された初期位置まで変位させる突起状のロッド当接部６１Ｃが設けられている。そして、初期化する場合には、無歯部分６１Ｂがラックギア５４Ａと面するようにすれば、ラックギア５４Ａとピニオン６１とは噛み合うことがなく、ロッド当接部６１Ｃがピストンロッド５４の先端に接触した状態でピニオン６１が回転することにより、ラックギア５４Ａとピニオン６１とが噛み合い、圧力室５２の体積が縮小する方向にピストンロッド５４が変位する。

また、ピニオン６１は、図６に示すように、インクカートリッジ１０毎に設けられている。これら複数個のピニオン６１は、１本の回転軸６１Ｄに連結されて一体的に回転するように構成されているので、複数個のピニオン６１は機械的に同期して同一の回転量（回転角）だけ回転する。

また、第２のジョイントバルブ３０は、インクをサブタンク５に補充供給する際に、第１のジョイントバルブ４０と接続されてサブタンク５とインクカートリッジ１０のメインタンク１１とを連通させるものである。この第２のジョイントバルブ３０の内部（弁室３１ａ）は、図９に示すように、配管やチューブなどからなるインク供給管２２（液体供給管）を介してインクカートリッジ１０のメインタンク１１の内部に連通している。

そして、図１０に示すように、第２のジョイントバルブ３０のバルブハウジング３１は、ほぼ円筒形状で、そのバルブハウジング３１の上側（第１のジョイントバルブ４０に対向する側）には、弁室３１ａに連通する開口部３２が設けられており、この開口部３２は、バルブハウジング３１内に変位可能に配設された弁体３３により開閉されるようになっている。

コイルバネ３４は、開口部３２を閉じる方向の付勢する付勢力を弁体３３に作用させる弾性手段である。弁体３３は、開口部３２を開閉する弁部３３ａと、この弁部３３ａと一体に設けられ開口部３２を通じて第１のジョイントバルブ４０側に突出する弁軸部３３ｂとを有する。この弁体３３（弁軸部３３ｂ）は、第１のジョイントバルブ４０の弁体４３の弁軸部４３ｂを押圧して第１のジョイントバルブ４０の開口部４２を開口させるためのものである。なお、ジョイントラバー３６は、第１のジョイントバルブ４０と第２のジョイントバルブ３０とが接続されたときに、両ジョイントバルブ３０，４０を液密に接続するとともに、両ジョイントバルブ３０，４０が接続（衝突）する際の衝撃力および接続瞬間速度を緩和させる弾性変形可能な弾性手段である。

一方、第１のジョイントバルブ４０は、図１０に示すように、それのバルブハウジング４１の内部がサブタンク５に連通される筒状の通路部４１ｂを有する弁室４１ａとして構成され、下側（第２のジョイントバルブ３０に対向する側）に開口部４２が形成される中空円筒形状である。この開口部４２が、弁室４１ａ内に配置される円盤状の弁部４３ａと、この弁部４３ａに連接され開口部４２を通じて下方に延びる弁軸部４３ｂとを有する弁体４３によって開閉される。開口部４２の上側外縁には、弁体４３の弁部４３ａと弁室４１ａの底面との間には、液密に密閉するためのシール材としてＯリング４４が配設されている。

また、弁室４１ａ内には、コイルバネ４５は、開口部４２を閉じる方向に弁体４３を常時付勢するコイルバネ４５が設けられている。このコイルバネ４５は、バルブハウジング４１内の圧力によって弁体４３を閉じる方向に押圧する押圧力Ｆ１とコイルバネ４５による押圧力（付勢力）Ｆ２との和（＝Ｆ１＋Ｆ２）が、大気圧が弁体４３を開く方向に押圧する押圧力Ｆ３とほぼ等しくなるか、またはわずかに大きくなるように、初期荷重およびバネ定数が設定されている。

そして、この第１のジョイントバルブ４０とサブタンク５とは、サブタンク５の上方側で連通し、サブタンク５と記録ヘッド３とは、サブタンク５の下方側で連通している。また、第１のジョイントバルブ４０からサブタンク５に至るインク通路には、このインク通路内の圧力が所定圧力以上となることを防止する圧力制御弁４７（図９参照）が設けられている。そして、インク通路内の圧力が所定圧力以上となると、圧力制御弁４７が開いて圧力が大気側に開放される。ここで、「所定圧力」とは、記録ヘッド３のインク吐出口（ノズル）に形成されたメニスカスが破壊されない程度の圧力をいう。

ジョイントバルブ接続機構８０は、図９に示すように、第２の伝達歯車６３と一体的に回転するカム８１と、このカム８１の外周面に形成されたカム面（プロフィール）８１Ａと摺動可能に接触してカム面８１Ａに応じて軸線方向に変位するプッシュロッド８２とを備える。なお、５個の第２のジョイントバルブ３０は、バルブケーシング３７（図８参照）に収納されて一体的に変位（上下動）するように構成されているとともに、具体的に図示していないがプッシュロッド８２の軸線方向一端側（図９では、上端側）がバルブケーシング３７に連結されている。

このため、第２の伝達歯車６３が回転してカム８１が回転すると、プッシュロッド８２がカム面８１Ａの形状に応じて上下に変位するので、５個の第２のジョイントバルブ３０がカム面８１Ａの形状に応じて一体的に上下に変位する。

以上に説明した構成において、インクジェットプリンタは、ステーション供給方式にてメインタンクユニット２０からサブタンク５にインクを供給する構成とされる。つまり、サブタンク５内の残留インク量が所定量より少なくなり、サブタンク５にインクを供給するときに、メインタンクユニット２０側とサブタンク５側とを接続して、インクを補充供給する一方、画像形成時などにおいてサブタンク５内の残留インク量が所定量以上あり、サブタンク５にインクを補充供給していないときには、メインタンクユニット２０側とサブタンク５側とを離隔させた状態とするものである。

続いて、サブタンク５内のインク残量が所定量以下となった場合などにおいて、キャリッジ７がメンテナンス領域Ｓ２に待機した状態で実施されるインク供給作動について説明する。なお、サブタンク５内のインク残量は、図示しない制御装置によって、記録ヘッド３から吐出されたインクの吐出回数（パージ処理用の吐出回数も含む。）が、前回サブタンク５にインクを補充供給した時から計数して所定回数に到達したときに、所定量以下となったものと推定される。

前記制御装置によってサブタンク５内のインク残量が所定量以下となったと判定した場合には、図１１（ａ）に示すように、両ジョイントバルブ３０，４０が互いに離隔した状態にあり、双方とも閉じた状態となっているので、ジョイントバルブ接続機構８０により、図１１（ｂ）に示すように、第２のジョイントバルブ３０を上昇させ、両ジョイントバルブ３０，４０を連結させる。これにより、サブタンク５とインクカートリッジ１０のメインタンク１１とが連通状態となる。

このときの両ジョイントバルブ３０，４０の動作について、図１２（ａ）〜（ｄ）に沿ってさらに詳述する。まず、図１２（ａ）に示すように両ジョイントバルブ３０，４０が離隔した状態から、第２のジョイントバルブ３０が上昇して、第１のジョイントバルブ４０に接近していくと、図１２（ｂ）に示すように、弁体３３により弁体４３が押し上げられ、まず、第１のジョイントバルブ４０の開口部４２が開放される。それから、第２のジョイントバルブ３０が開き始め、両ジョイントバルブ３０，４０の開口部３２，４２が大気に開放される。この時点でインクカートリッジ１０側の内部残存圧力が大気圧とされる。そして、最終的には、図１２（ｄ）に示すように、両ジョイントバルブ３０，４０が液密に接続された状態で連通し、インクカートリッジ１０のメインタンク１１からのインクの供給が可能な連通状態となる。

それから、そのような連通状態において、図１１（ｃ）に示すように、各サブタンク５内のインクのほぼ全量を各メインタンク１１（インクカートリッジ１０）に還流させ各サブタンク５内が空になるまで、ピストンポンプ機構５０を駆動して圧力室５２の体積が拡大するようにピストン５３を変位させて、吸引する。このピストン５３の変位の際に、ラックギア５４Ａとピニオン６１との噛み合いでピストン５３を変位させるピストンロッド５４は、前記噛み合い部分（駆動部分）の反対側がリブ８にて支持されているので、ピストンロッド５４がスムーズに直線移動することとなり、ピストンロッド５４が安定して駆動される。

一定の吸引時間経過後、図１１（ｄ）に示すように、両ジョイントバルブ３０，４０を接続させたまま、大気開放弁７０が開放されない程度まで圧力室５２の体積が縮小するようにピストン５３を変位させて、各メインタンク１１（インクカートリッジ１０）のインクを各サブタンク５に供給する。このとき、圧力制御弁４７により、インク供給圧力がメニスカスの破壊圧力以上となることが防止されるので、メニスカスが破壊されることなく、サブタンク５にインクが加圧供給される。一定の供給待ち時間の経過後、ジョイントバルブ接続機構８０により、図１１（ｅ）に示すように、圧力室５２の体積が縮小させたままピストン５３を変位させることなく、第２のジョイントバルブ３０を下降させて第２のジョイントバルブ３０と第１のジョイントバルブ４０とを離間（離隔）させる。

なお、画像形成時においては、第１のジョイントバルブ４０と第２のジョイントバルブ３０との接続状態が解除されて、第１のジョイントバルブ４０および第２のジョイントバルブ３０が閉じているが、サブタンク５内のインクが消費されると、サブタンク５内の圧力が低下するので、この低下したサブタンク５内の圧力（負圧）により記録ヘッド３に形成されたメニスカスが維持される。

本発明は、上述した実施の形態のほか、例えば、次のように変更して実施することができる。

(i)前記実施の形態においては、ロッド支持部材として、幅広のリブ８を用いているが、図１３（ａ）に示すように、幅が狭い２つのリブ８Ａ，８Ａで構成することも可能である。

(ii)前記実施の形態においては、ロッド支持部材として、断面矩形状のリブ８を用いているが、ピストンロッドに接触して支持する部分の接触面積が小さければ、ピストンロッドが移動する際に生ずるロッド支持部材との間の摩擦抵抗が小さく、ピストンロッドがスムーズに直線移動するので、図１３（ｂ）に示すように、ピストンロッドに接触して支持する部分が湾曲凸面形状となっているリブ８Ｂとすることも可能である。

(iii)前記実施の形態においては、インクタンク１１の上方に、ピストンロッドを支持するためのロッド支持部材を保持する保持部１１Ａを設けているが、必ずしも、インクタンク１１の上方に設ける必要はなく、例えば第１及び第２のケーシング１２Ａ，１２Ｂ（ロッドカバー１３）から側部内方に突出するようにロッド支持部材を保持する保持部を設けることも可能である。

(iv)前記実施の形態においては、駆動部材としてのピニオン６１は、有歯部分６１Ａと無歯部分６１Ｂとを有する半円状のものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

(v)前記実施の形態においては、液体カートリッジを用いる液滴吐出装置は、サブタンクに液体を供給するときに液体カートリッジを接続するステーション供給方式のものであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、サブタンクに液体を供給するとき以外においてもサブタンクと液体カートリッジとを接続しているチューブ供給方式のものであってもよい。

(vi)前記実施の形態においては、ピストンポンプ機構５０はサブタンク５に液体を供給するためのものであったが、本発明はそれに限定されるものではなく、記録ヘッド３内に停留した気泡を排出するためのパージを行う際に、排出圧力を付与する手段としてピストンポンプ機構５０を用いてもよい。そして、ピストンポンプ機構５０がこの排出圧力を付与する手段として専ら用いられる液滴吐出装置であってもよい。このような液滴吐出装置としては、サブタンクを有していないチューブ供給方式の液滴吐出装置が挙げられる。

(vii)前記実施の形態は、液滴吐出装置がインクジェットプリンタであり、そのインク
ジェットプリンタに用いる液体カートリッジとしてのインクカートリッジについて説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどする他の液滴吐出装置などに用いる液体カートリッジにも適用することができる。

本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの要部（プリンタ本体１）を示す模式図である。 （ａ）は本発明の実施の形態に係るインクカートリッジの斜視図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ方向矢視図である。 前記インクカートリッジの側面（一部断面）図である。 本発明の実施の形態に係るメインタンクユニットの側断面図である。 本発明の実施の形態に係るピストンポンプ機構の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタのメインタンクユニットからインクカートリッジを取り外した状態を示す斜視図である。 前記メインタンクユニットの側面図である。 前記メインタンクユニットの斜視図である。 前記メインタンクユニットの説明図である。 本発明の実施の形態に係る第１及び第２のジョイントバルブの説明図である。 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ前記メインタンクユニットの作動を示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ前記ジョイントバルブの作動を示す作動説明図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ変形例についての図２（ｂ）に相当する図である。

符号の説明

１ プリンタ本体
３ 記録ヘッド
５ サブタンク
８，８Ａ，８Ｂ リブ（ロッド支持部材）
１０ インクカートリッジ
１１ メインタンク
１１Ａ 保持部
２１ カートリッジケーシング
５０ ピストンポンプ機構
５１ シリンダ
５３ ピストン（駆動部材）
５４ ピストンロッド（駆動力伝達部材）
５４Ａ ラックギア（係合部分）
６０ ポンプ駆動機構
６１ ピニオン

Claims (10)

1. 液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を一時的に貯留するサブタンクとを備えた液滴吐出装置に装着され、前記サブタンクに液体を供給する液体カートリッジであって、
   前記サブタンクへ供給する液体を貯留する液体貯留室と、
   前記液体貯留室から前記サブタンクに液体を供給するための圧力を発生させるポンプ手段とを備えており、
   前記ポンプ手段は、シリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿通され前記液体貯留室に連通する圧力室を形成するピストンと、このピストンに一体に結合され前記液滴吐出装置の装置本体側から駆動力を受けて前記ピストンを変位させる駆動力伝達部材と、この駆動力伝達部材が前記ピストンの摺動方向に直線移動するように、前記駆動力伝達部材を支持する支持部材とを有するものであり、
   前記駆動力伝達部材は、前記装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける係合部分を有しており、
   前記支持部材は、前記駆動力伝達部材の前記係合部分とは反対側を支持することを特徴とする液体カートリッジ。
2. 前記係合部分はラックギアにより構成され、
   前記駆動部材は、前記ラックギアに噛み合うピニオンであることを特徴とする請求項１記載の液体カートリッジ。
3. 前記駆動力伝達部材は、前記ピストンが前記圧力室を最小容積とする位置に位置付けられているときに、その全てが前記液体カートリッジの前記摺動方向における範囲内に収まっていることを特徴とする請求項１または２記載の液体カートリッジ。
4. 前記ポンプ手段と前記液体貯留室とは、上下に配置され、前記駆動力伝達部材は水平に直線移動するものであり、
   前記ポンプ手段の前記シリンダから前記駆動力伝達部材が突出する側であって、且つ前記液体貯留室の上方となる位置において、前記係合部分が前記装置本体の駆動部材と係合する構成とされ、
   前記液体貯留室の上方に、前記駆動力伝達部材に対向する保持部が設けられ、この保持部上に前記支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体カートリッジ。
5. 前記支持部材は、複数または単数のリブで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体カートリッジ。
6. 前記支持部材は、前記駆動力伝達部材に接触して支持する部分の接触面積が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体カートリッジ。
7. 前記駆動力伝達部材に接触して支持する部分は、湾曲凸面形状となっていることを特徴とする請求項６記載の液体カートリッジ。
8. 単数または複数でカートリッジケーシングに収納装着されるものであり、
   前記カートリッジケーシングは、前記収納装着により前記液体供給口部が着脱可能に接続されるジョイント部を一端部に有する液体供給管と、この液体供給管の他端側に設けられ前記第１のジョイントバルブに着脱可能に接続される第２のジョイントバルブと、前記駆動力伝達部材に駆動力を与えて前記ピストンを変位させる駆動手段とを備え、前記第１および第２のジョイントバルブの接続により前記液体供給管、第１および第２のジョイントバルブのバルブハウジングを通じて前記液体貯留室を前記サブタンクに連通する構成とされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体カートリッジ。
9. 前記液滴吐出装置の装置本体は、前記記録ヘッドおよび前記サブタンクが組み付けられたキャリッジがキャリッジ駆動機構にて主走査方向に往復移動するように構成されたインクジェットプリンタのプリンタ本体であり、
   前記カートリッジケーシングは、前記キャリッジ駆動機構の主走査方向の一端部側に配置されることを特徴とする請求項８記載の液体カートリッジ。
10. 液滴吐出装置に装着される液体カートリッジであって、
    前記液滴吐出装置に供給する液体を貯留する液体貯留室と、
    前記液体貯留室から前記液滴吐出装置に液体を供給するための圧力を発生させるポンプ手段とを備えており、
    前記ポンプ手段は、シリンダと、このシリンダ内に摺動可能に挿通され前記メインタンクに連通する圧力室を形成するピストンと、このピストンに一体に結合され前記液滴吐出装置の装置本体側から駆動力を受けて前記ピストンを変位させる駆動力伝達部材と、この駆動力伝達部材が前記ピストンの摺動方向に直線移動するように、前記駆動力伝達部材を支持する支持部材とを有するものであり、
    前記駆動力伝達部材は、前記装置本体の駆動部材と係合して駆動力を受ける係合部分を有しており、
    前記支持部材は、前記駆動力伝達部材の前記係合部分とは反対側を支持することを特徴とする液体カートリッジ。

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