JP2024079968A - 液体供給機構、液体貯留タンク、カートリッジ、及び、液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体貯留タンク内における液面の高さをほぼ一定に保つ液体供給機構を提供する。【解決手段】液体供給機構は、液体貯留タンクと、液体貯留タンクに対して装着可能なカートリッジと、を備える。液体貯留タンクは、カートリッジが液体貯留タンクに装着された状態において、カートリッジと液密に接続され、且つ、カートリッジと第１の大気連通部とを大気連通させることが可能な第２の接続部を含む。未使用のカートリッジが液体貯留タンクに装着された時点において、第２の接続部は、カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する。【選択図】図５

Description

本開示は、液体供給機構、液体貯留タンク、カートリッジ、及び、液体吐出装置に関する。

従来、液体を吐出しながら記録を行う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装着し、カートリッジから液体貯留タンクに液体を供給することが可能な液体吐出装置が知られている。

特許文献１には、大気連通部を有する液体貯留タンクと、大気連通口を有するカートリッジと、を備える液体吐出装置が開示されている。

特開２０１９－２５８１８号公報

ところが、特許文献１に開示の構成では、液体吐出装置の使用時において、液体貯留タンクとカートリッジとの双方が個別に大気連通するため、双方の内部にて液面の高さが等しくなるまでインクが流動する。このため、液体貯留タンクの内部にて、液面の高さを一定に保つことが困難となる。

その結果、カートリッジに貯留されている液体が使い切られるまでの間、液体貯留タンクの内部では、液面の高さが大きく変動することになる。液体貯留タンク内における液面の高さが大きく変動することにより、液体貯留タンクと連通している液体吐出ヘッドに掛かる圧力も大きく変動するため、安定した記録動作を行うことが困難となり得る。

そこで、本開示は、液体貯留タンク内における液面の高さをほぼ一定に保つ液体供給機構を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本開示の液体供給機構は、液体を吐出するための液体吐出ヘッドに連通するように構成された液体貯留タンクと、前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留し、前記液体貯留タンクに対して装着可能に構成されたカートリッジと、を備え、前記液体貯留タンクは、前記液体貯留タンクの内部と外部とを大気連通させる第１の大気連通部と、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可能に構成された第１の接続部と、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、前記カートリッジと液密に接続され、且つ、前記カートリッジと前記第１の大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記第２の接続部は、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置することを特徴とする。

本開示の液体供給機構によれば、液体貯留タンク内における液面の高さをほぼ一定に保つことができる。

一実施形態における液体吐出装置の一例を示す図 一実施形態におけるサブタンクの構成を説明する図。 一実施形態におけるカートリッジの一例を示す図。 一実施形態における第１の接続部と液体供給部との接続を説明する図。 一実施形態におけるサブタンク及びカートリッジの模式的な断面図。 一実施形態におけるサブタンクの一例を示す図。 一実施形態におけるカートリッジの模式的な断面図。 一実施形態におけるサブタンク及びカートリッジの模式的な断面図。 一実施形態における液体供給機構の一例を示す図。 一実施形態におけるサブタンク及びカートリッジの模式的な断面図。

［第１の実施形態］
＜液体吐出装置＞
図１は、本実施形態における液体吐出装置１００の一例を示す図である。

図１（ａ）は、液体吐出装置１００の外観斜視図である。

本明細書において参照する図面において、Ｘ方向及びＹ方向は、水平面上で互いに直交する２方向を示す。Ｚ方向は、鉛直方向を示す。また、＋Ｙ方向は液体吐出装置１００の前方を、－Ｙ方向は後方を、－Ｘ方向は左方を、＋Ｘ方向は右方を、＋Ｚ方向は上方を、－Ｚ方向は下方を、それぞれ示す。また、以下の説明において、特に断りのない限り、上方、下方、及び、左右は、液体吐出装置１００を通常の状態で使用する姿勢における方向を示す。

図１（ａ）に示す様に、液体吐出装置１００は、その外殻を構成する筐体１０１を備える。液体吐出装置１００は、画像を記録する機能を有する装置である。例えば、液体吐出装置１００は、シリアル型のインクジェットプリンターである。筐体１０１の内部には、内部に液体（例えば、インク）を貯留しており、且つ、使い切り型である、第１のカートリッジ１０２が収容されている。尚、本実施形態では、第１のカートリッジ１０２の個数が４つである場合を想定して説明するが、第１のカートリッジ１０２の個数は、１つ以上であれば、４つに限られない。

図１（ｂ）は、液体の供給経路を示す模式図である。

図１（ｂ）に示す様に、液体吐出装置１００は、液体を吐出しながら画像を記録する液体吐出ヘッド１０３と、液体吐出ヘッド１０３にチューブ１０４を介して接続されている液体供給機構１０６と、を備える。液体供給機構１０６は、液体吐出ヘッド１０３に連通するように構成された第１のサブタンク１０８と、第１のサブタンク１０８に供給するための液体を貯留し、第１のサブタンク１０８に対して着脱自在に構成された第１のカートリッジ１０２、を備える。チューブ１０４は、その一端が液体吐出ヘッド１０３に他端が第１のサブタンク１０８に接続されている。チューブ弁１０５は、チューブ１０４の開閉を制御する。

本実施形態において、第１のサブタンク１０８は、第１のカートリッジ１０２から供給された液体を一時的に貯留する液体貯留タンクとして機能する。第１のサブタンク１０８には、タンクの内部と外部とを大気連通させる第１の大気連通部１０７が形成されている。一方、第１のカートリッジ１０２には、第１のカートリッジ１０２の内部と外部とを大気連通させる第２の大気連通部１０９が形成されている。

液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１０３が備える吐出口の吐出性能を回復させる吸引回復機構１１０を備える。吸引回復機構１１０は、液体吐出ヘッド１０３の吐出口面を覆うキャップ１１１、吸引ポンプ１１３、及び、一端がキャップ１１１に他端が吸引ポンプ１１３に接続された吸引チューブ１１２を含む。

本実施形態において、第１のサブタンク１０８は、液体を貯留した第１のカートリッジ１０２を装着するための装着部１１４を備える。装着部１１４は、第１のカートリッジ１０２が備える液体供給部に接続される第１の接続部１１５と、第１のカートリッジ１０２が備える第２の大気連通部１０９に接続される第２の接続部１１６と、を含む。

第１の接続部１１５は、第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８に装着された状態において、第１のカートリッジ１０２と第１のサブタンク１０８とを液体連通させることができるように構成されている。第２の接続部１１６は、第１のカートリッジ１０２がこの液体貯留タンクに装着された状態において、第１のカートリッジ１０２と液密に接続される。そして、第２の接続部１１６は、第１のカートリッジ１０２と第１のサブタンク１０８が備える第１の大気連通部１０７とを大気連通させることができるように構成されている。第２の接続部１１６は、第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８に装着された状態で、第１のカートリッジ１０２の壁部と第１のサブタンク１０８の壁部との間に位置する。

更に、図１（ｂ）には示していないが、液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１０３を主走査させる走査機構、液体吐出ヘッド１０３により記録される記録媒体を搬送する搬送機構、及び、筐体１０１の内部に含まれる構成を制御する制御装置等を備える。記録媒体の一例として、記録用紙等が挙げられる。

第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８に装着されると、第１のカートリッジ１０２の内部に貯留されている液体は、第１のサブタンク１０８に供給される。第１のサブタンク１０８は、第１のカートリッジ１０２から供給された液体を一時的に貯留する。その後、吸引回復機構１１０により、吸引回復動作が行われる。吸引回復動作では、キャップ１１１により液体吐出ヘッド１０３が備える全ての吐出口が覆われ、その状態で吸引ポンプ１１３が駆動する。すると、キャップ１１１の内部が負圧にされ、液体吐出ヘッド１０３から、吸引チューブ１１２を介して、液体が吸引されて排出される。これにより、液体吐出ヘッド１０３が備える吐出口の吐出性能が回復する。

吸引回復時に、併せて、チューブ弁１０５によりチューブ１０４が開かれることにより、第１のサブタンク１０８から液体吐出ヘッド１０３に液体が供給される。これにより、第１のカートリッジ１０２から液体吐出ヘッド１０３に至る液体供給経路が形成され、液体吐出ヘッド１０３は、液体を吐出可能な状態となる。

＜第１のサブタンク１０８＞
図２は、本実施形態における第１のサブタンク１０８の構成を説明する図である。

図２（ａ）は、本実施形態における第１のサブタンク１０８の一例を示す外観斜視図である。

図２（ａ）に示す様に、第１のサブタンク１０８の後壁部には、第１の接続部１１５として導入管２０１、第２の接続部１１６として中空針２０２、及び、第１の大気連通部１０７として大気連通口２０３が、形成されている。第１のサブタンク１０８の前壁部には、チューブ１０４（図１（ｂ）参照）に接続可能であって、液体を流出させる流出口２０４が、形成されている。

導入管２０１は、第１のサブタンク１０８の後壁部の下方部から後方に突出している。導入管２０１の先端部（図中の＋Ｙ方向側の端部）には、導入管２０１の外部から内部に液体を導入するため導入口２０５が形成されている。本例では、導入口２０５は、導入管２０１の先端部にて上方を向いて開口している。中空針２０２は、導入管２０１が形成されている位置よりも上方において、第１のサブタンク１０８の後壁部から後方に突出している。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示したＩＩｂ－ＩＩｂ線の模式的な断面図である。

図２（ｂ）に示す様に、第１のサブタンク１０８は、第１のカートリッジ１０２（図１（ｂ）参照）から供給された液体を一時的に貯留するタンク貯留室２０６を備える。タンク貯留室２０６には、液体を通さずに気体を通す気液分離部材から構成された、第１の半透膜２０７及び第２の半透膜２０８が配される。更に、第１のサブタンク１０８には、タンク貯留室２０６から流出口２０４に液体を通すタンク流路２０９が形成されている。

中空針２０２には、基端側に位置し且つタンク貯留室２０６に連通する第１の開口２１０と、先端側に位置し且つ中空針２０２の内部と外部とを大気連通させる第２の開口２１１と、が形成されている。第１の開口２１０から第２の開口２１１までは大気連通している。つまり、中空針２０２には、第１の開口２１０から第２の開口２１１まで大気連通する気体流路が形成されているといえる。第１の開口２１０は、第１の半透膜２０７により覆われている。大気連通口２０３は、第２の半透膜２０８により覆われている。第１の半透膜２０７及び第２の半透膜２０８が配されることにより、タンク貯留室２０６から、中空針２０２、大気連通口２０３、又はこれらの両方を介して、液体が流出することが抑制されている。

記録動作時、及び、吸引回復動作時には、タンク貯留室２０６から、タンク流路２０９及び流出口２０４を介して、液体吐出ヘッド１０３（図１（ｂ）参照）に液体が供給される。尚、第１のサブタンク１０８の内部には、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タンク貯留室２０６が画成されX方向に配列している。導入管２０１、中空針２０２、大気連通口２０３、及び、流出口２０４は、複数のタンク貯留室２０６のそれぞれに対応して形成されている。

＜第１のカートリッジ１０２＞
図３は、本実施形態における第１のカートリッジ１０２の一例を示す図である。図３（ａ）は、本実施形態における第１のカートリッジ１０２の模式的な外観斜視図である。図３（ｂ）は、本実施形態における第１のカートリッジ１０２の模式的な側面図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す様に、第１のカートリッジ１０２は、略直方体形状をなす中空箱状のカートリッジ筐体３０１を備える。カートリッジ筐体３０１は、第１のサブタンクに装着された状態で、第１のサブタンクが位置する方向（つまり、－Ｙ方向）を向く第１の前壁部３０２と、第１の前壁部３０２よりも上方に位置し、且つ、－Ｙ方向側に位置する、第２の前壁部３０３と、を含む。カートリッジ筐体３０１には、第１のサブタンクに装着された状態で、第１の前壁部３０２及び第２の前壁部３０３と反対方向（つまり、＋Ｙ方向）を向く後壁部３０４が含まれる。カートリッジ筐体３０１には、第１のサブタンクに装着された状態で、＋Ｘ方向を向く右壁部３０５、－Ｘ方向を向く左壁部３０６、＋Ｚ方向を向く上壁部３０７、及び、略－Ｚ方向を向く底壁部３０８が含まれる。

第１の前壁部３０２には、第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８（図１（ｂ）参照）に装着された際に液体を供給する円筒状の液体供給部３０９が配されている。液体供給部３０９の先端部（図中における－Ｙ方向側の端部）には、第１のカートリッジ１０２を第１のサブタンク１０８（図１（ｂ）参照）に装着する際に導入管２０１（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）が挿入される第１の挿入口３１０が形成されている。つまり、液体供給部３０９は、第１の接続部１１５（図１（ｂ）参照）と液体連通することができるように構成されている。

第２の前壁部３０３には、第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８（図１（ｂ）参照）に装着された状態で、第１のカートリッジ１０２の内部と第１のサブタンク１０８の内部とを大気連通させる第２の大気連通部１０９が形成されている。第２の大気連通部１０９は、第２の接続部１１６（図１（ｂ）参照）に液密に接続されることによって、第１の大気連通部１０７（図１（ｂ）参照）と大気連通することができるように構成されている。

第２の大気連通部１０９には、第１のカートリッジ１０２を第１のサブタンク１０８（図１（ｂ）参照）に装着する際に中空針２０２（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）が挿入される第２の挿入口３１１が含まれる。第２の挿入口３１１は、第２の前壁部３０３を貫通する貫通口である。第２の挿入口３１１は、未使用の状態における第１のカートリッジ１０２の内部に貯留されている液体の液面よりも下方に形成されている。第１のカートリッジ１０２が未使用の状態において、第２の前壁部３０３には、第１のカートリッジ１０２の外側から第２の挿入口３１１を密閉する密閉部材３１２（例えば、フィルム）が貼着されている。

図３（ｃ）は、本実施形態における第１のカートリッジ１０２の模式的な断面図である。図３（ｃ）は、未使用の第１のカートリッジ１０２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３（ｃ）に示す様に、第１のカートリッジ１０２は、その内部に液体を貯留しているカートリッジ貯留室３１３を備える。第１のカートリッジ１０２が未使用の状態において、カートリッジ貯留室３１３の液面の高さは、第２の挿入口３１１よりも上方に位置している。カートリッジ貯留室３１３において、液体が貯留されている領域の上方には大気が存在する空間３１４がある。この状態において、第２の挿入口３１１は、カートリッジ貯留室３１３に貯留されている液体の液面より下方に位置する。

第１のカートリッジ１０２の内部には、第２の挿入口３１１からカートリッジ貯留室３１３の空間３１４まで大気連通するカートリッジ流路３１５が形成されている。カートリッジ流路３１５の途中には、液体を通さずに気体を通す気液分離部材で構成された、第３の半透膜３１６が配される。

底壁部３０８の一部には、第１のカートリッジ１０２の使用時の姿勢において後端から前端に向かって下がる様に傾斜する傾斜面３１７が形成されている。これにより、第１のカートリッジ１０２の内部では、液体は、カートリッジ貯留室３１３から、傾斜面３１７に沿って、液体供給部３０９に向かって円滑に導かれる。液体供給部３０９の内部には、第１の挿入口３１０を開閉する第１の弁機構３１８が配されている。

＜第１の接続部１１５と液体供給部３０９との接続＞
図４は、本実施形態における第１の接続部１１５と液体供給部３０９との接続を説明する図である。

図４（ａ）は、第１の接続部１１５が、液体供給部３０９に接続されていない状態を示す図である。

図４（ａ）に示す様に、第１の弁機構３１８は、環状の封止部材４０１、第１の挿入口３１０に対して進退可能に配された第１の弁４０２、第１の弁４０２を付勢する第１の付勢手段４０３、及び、第１の付勢手段４０３を支持する第１の支持部４０４を含む。封止部材４０１の一例として、第１の挿入口３１０の周囲を封止する様に配されたＯリングが挙げられる。第１の弁４０２は、第１の付勢手段４０３（例えば、コイルばね）に付勢された状態で、封止部材４０１に密接することで、封止部材４０１を密閉する。従って、この状態では、液体供給部３０９内の液体は、第１の挿入口３１０から流出しない。

図４（ｂ）は、第１の接続部１１５が、液体供給部３０９に接続された状態を示す図である。第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８（ここでは、不図示）に装着される際、第１のカートリッジ１０２は、図中の－Ｙ方向に向かって移動させられる。そうすると、相対的に、第１のサブタンク１０８が備える導入管２０１が、第１のカートリッジ１０２が備える第１の挿入口３１０に挿入される。つまり、導入管２０１が、第１の挿入口３１０を備える液体供給部３０９の内部に侵入する。

図４（ｂ）に示す様に、導入管２０１が液体供給部３０９の内部に侵入すると、導入管２０１は、第１の弁４０２を押圧して、第１の付勢手段４０３の付勢力に抗して第１の弁４０２を後方（図中の＋Ｙ方向）へ移動させる。そうすると、第１の弁４０２は、封止部材４０１から離間する。

これにより、液体供給部３０９の内部では、第１の弁４０２が開いた状態となり、液体供給部３０９の内部と、導入管２０１の内部と、が導入口２０５を介して液体連通する。この様な構成によれば、カートリッジ貯留室３１３から液体供給部３０９に流れた液体は、導入口２０５から導入管２０１の内部に導入される。そして、液体は、導入管２０１の内部を通過してタンク貯留室２０６（図１（ｂ）参照）に流入する。

以上の様に、第１のカートリッジ１０２は、未使用の状態において、第１の弁４０２によって内部が密閉された状態に保たれる。このため、輸送時等において、第１のカートリッジ１０２がいかなる姿勢になろうとも、内部の液体は、外部へ流出しない。尚、図４に示す第１のカートリッジ１０２は、記録動作に使用する液体の種類毎に用意されている。各カートリッジは、貯留している液体の種類（例えば、色）が異なる点を除き、同一の構成を備える。

＜大気連通機構＞
図５は、本実施形態における第１のサブタンク１０８に第１のカートリッジ１０２を装着した際における、大気の連通過程と、液体の移動と、を模式的に説明する断面図である。尚、ここでは、大気の連通に関係ない第１の弁機構等の図示を省略する。

図５（ａ）は、第１のカートリッジ１０２を第１のサブタンク１０８に装着する前の状態を示す図である。

図５（ａ）に示す様に、第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８に装着されず、液体が第１のサブタンク１０８に充填される前の状態において、中空針２０２は、第１のカートリッジ１０２に貯留されている液体の液面よりも下方に位置する。また、この状態では、タンク貯留室２０６は、大気連通口２０３を介して、大気連通されている。

一方、第１のカートリッジ１０２のカートリッジ貯留室３１３には、液体が貯留されている状態である。また、上述した様に、第２の挿入口３１１も密閉部材３１２により、密閉されている。このため、第１のカートリッジ１０２の内部は、大気連通されていない状態である。

図５（ｂ）は、第１のカートリッジ１０２を第１のサブタンク１０８に装着した状態を示す図である。

図５（ｂ）に示す様に、第１のカートリッジ１０２が第１のサブタンク１０８に装着される際、まず、第１の挿入口３１０（図５（ａ）参照）に導入管２０１が挿入される。続いて、第１のカートリッジ１０２に形成された第２の挿入口３１１（図５（ａ）参照）に、中空針２０２が挿入される。この際、密閉部材３１２（図５（ａ）参照）が中空針２０２により貫通される。つまり、密閉部材３１２（図５（ａ）参照）は、中空針２０２により、突き破られる。装着が完了した状態において、中空針２０２は、第２の挿入口にとの間で液密状態を保っている。

中空針２０２の形状は、基端部（図中の－Ｙ方向側の端部）から先端部（図中の＋Ｙ方向側の端部）に向かって途中までは外径の大きさを維持するが、途中から先端に向かって漸次外径が縮小するテーパ形状である。図示する様に、中空針２０２における先端の外径は第１のカートリッジ１０２の第２の挿入口の内径より小さく、中空針２０２の中腹部の外径は、第２の挿入口の内径以上の大きさである。この様な構成によれば、中空針２０２が第２の挿入口に所定量挿入されると、中空針２０２の中腹部が第２の挿入口の内面に密接し、中空針２０２の外周面と第２の挿入口の内周面との間は、液密状態に保たれる。

そうすると、タンク貯留室２０６と空間３１４とが、中空針２０２及びカートリッジ流路３１５を介して連通する。これにより、第１のカートリッジ１０２及び第１のサブタンク１０８の内部が、空間３１４、カートリッジ流路３１５、中空針２０２、タンク貯留室２０６、及び、大気連通口２０３を介して、大気連通される。尚、図中の矢印は、模式的な大気連通の経路を示す。第１のカートリッジ１０２の内部が大気連通された後、水頭差によって、液体が、カートリッジ貯留室３１３からタンク貯留室２０６に流動する。

図５（ｃ）は、液体の充填が完了した状態を示す図である。

図５（ｃ）に示す様に、カートリッジ貯留室３１３からタンク貯留室２０６への液体の流動が進むと、タンク貯留室２０６では、液面が上昇する。液面が上昇し、液面の高さが、中空針２０２が形成されている高さに達した時、第１のカートリッジ１０２の内部を大気連通していた中空針２０２の中空部分が、タンク貯留室２０６に充填された液体により、塞がれることになる。これにより、第１のカートリッジ１０２から第１のサブタンク１０８への液体の流入が停止し、液体の充填が完了する。

図５（ｄ）は、図５（ｃ）に示した状態から液体吐出ヘッド１０３の吸引回復動作が行われた状態を示す図である。

図５（ｄ）に示す様に、吸引回復機構１１０（図１（ｂ）参照）により、液体吐出ヘッドの吸引回復動作が行われることにより、液体は、タンク貯留室２０６からタンク流路２０９及び流出口２０４を介して液体吐出ヘッドに供給される。この様にして、記録動作の準備が完了する。その後、液体吐出ヘッド１０３（図１（ｂ）参照）が記録動作を行うと、タンク貯留室２０６における液面が下降する。液面の高さが、中空針２０２が形成されている高さよりも下降すると、中空針２０２を介して第１のカートリッジ１０２が大気連通される。そして、再び、第１のカートリッジ１０２から第１のサブタンク１０８に液体が流動する。そうすると、タンク貯留室２０６では、液面が上昇し、中空針２０２が再度塞がれ、液体の流入が停止する。本実施形態では、この様に、液体の充填と、その停止と、が繰り返される。

従って、第１のカートリッジ１０２内の液面が中空針２０２よりも高い位置にある間、第１のサブタンク１０８の内部で液面の高さが変動したとしても、その変動幅を第１の開口２１０の大きさの範囲内に留めておくことができる。

よって、本開示の液体供給機構によれば、液体貯留タンク内における液面の高さをほぼ一定に保つことができる。

更に、液体貯留タンクの内部では、液面の高さがほぼ一定に保たれることにより、液体吐出ヘッド１０３に掛かる圧力もほぼ一定になる。このため、安定した記録動作を行うことが、可能となる。

また、第１のサブタンク１０８の内部では、液体の量が、液体吐出ヘッド１０３における安定した記録動作に必要な最小限の量に制御される。これにより、第１のサブタンク１０８の内部では、液体が蒸発することによって生じる液体の増粘等を抑制することも可能となる。

また、サブタンクとカートリッジとの双方に大気連通部を備えていた従来の構成に対して、第１のカートリッジ１０２は、従来のカートリッジの様に上壁部３０７の上面に気体流路が形成された凸部を備えない。本開示の技術では、大気を連通させるための構成は、第１のサブタンク１０８に集約されている。これにより、第１のカートリッジ１０２の部品点数を削減すること、及び、第１のカートリッジ１０２を小型化することも可能となる。

［第２の実施形態］
以下、本開示の技術における第２の実施形態について説明する。以下の説明において、第１の実施形態と同様の又は対応する構成については、同一の符号及び名称を用いて、適宜に説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施形態では、カートリッジの内部における液体の蒸発を抑制することを目的とする。

＜サブタンク＞
図６は、本実施形態における第２のサブタンク６００の一例を示す図である。

図６（ａ）は、本実施形態における第２のサブタンク６００の外観斜視図である。

図６（ａ）に示す様に、本実施形態では、第２の開口２１１が形成される位置が、第１の実施形態と異なる。本実施形態における第２の開口２１１は、中空針２０２の周壁部の一部に形成されている。本例では、第２の開口２１１は、中空針２０２の先端部において、上方を向く様に開口している。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩｂ－ＶＩｂ線断面図である。図６（ｂ）に示す様に、中空針２０２の先端は、開口していない。

＜第２のカートリッジ７００＞
図７は、本実施形態における第２のカートリッジ７００の模式的な断面図である。尚、第２のカートリッジ７００の外形は、図３（ａ）、及び、図３（ｂ）に示した例と同等である。

図７に示す様に、第２のカートリッジ７００は、第２の挿入口３１１を密閉する密閉機構７０１を備える。密閉機構７０１は、第２のカートリッジ７００が未使用の状態において、第２の挿入口３１１を第２のカートリッジ７００の外側から密閉する密閉部材３１２と、第２のカートリッジ７００の内側から密閉する第２の弁機構７０２を含む。

第２の弁機構７０２は、第２の挿入口３１１に対して進退可能に配された第２の弁７０３と、第２の弁７０３を第２の挿入口３１１に向けて付勢する第２の付勢手段７０４と、第２の付勢手段７０４を支持する第２の支持部７０５と、を含む。第２の付勢手段７０４の一例として、コイルばねが挙げられる。第２のカートリッジ７００が第２のサブタンク６００（図６（ａ）及び図６（ｂ）参照）に装着されていない状態において、第２の弁７０３は、第２の付勢手段７０４によって第２の挿入口３１１を密閉する状態である。つまり、第２のカートリッジ７００が第２のサブタンク６００に装着されていない状態において、第２の挿入口３１１は第２の弁７０３によって密閉された状態である。

更に、第２のカートリッジ７００の外側では、密閉部材３１２が第２の挿入口３１１を密閉している。従って、この状態では、第２のカートリッジ７００内の大気は、第２の挿入口３１１から流出しない。

＜第２の大気連通機構＞
図８は、本実施形態における第２のサブタンク６００に第２のカートリッジ７００を装着した際における、大気の連通過程と、液体の移動と、を模式的に説明する断面図である。

図８（ａ）は、第２のカートリッジ７００を第２のサブタンク６００に装着する前の状態を示す図である。

図８（ａ）に示す様に、本実施形態における第２の液体供給機構は、第２のカートリッジ７００と、第２のサブタンク６００と、を含む。この時点では、第２のカートリッジ７００は、第２のサブタンク６００にまだ装着されていない状態である。

図８（ｂ）は、第２のカートリッジ７００を第２のサブタンク６００に装着した状態を示す図である。

図８（ｂ）に示す様に、本実施形態では、中空針２０２は、第２の挿入口３１１に侵入する際、密閉部材３１２を押圧して貫通する。そして、中空針２０２は、更に第２の挿入口３１１の内部に侵入すると、第２の弁７０３を第２の付勢手段７０４の付勢力に抗して第２の挿入口３１１から離間する方向へ移動させる。

本実施形態では、第２の弁７０３を押圧する中空針２０２の先端に第２の開口２１１が形成されていないため、大気の連通が妨げられない。つまり、本実施形態では、第２の開口２１１が、第２の弁７０３に接しない、中空針２０２の、周壁部に形成されているため、大気の連通が確保される。第２の弁７０３が第２の挿入口３１１から離間することにより、第２の開口２１１を介して中空針２０２の内部と、第２のカートリッジ７００の内部と、が大気連通する。

尚、図中の矢印は、模式的な大気連通の経路を示す。第２のカートリッジ７００の内部が大気連通された後、水頭差によって、液体が、カートリッジ貯留室３１３からタンク貯留室２０６に流動する。

図８（ｃ）は、液体の充填が完了した状態を示す図である。

図８（ｃ）に示す様に、カートリッジ貯留室３１３からタンク貯留室２０６への液体の流動が進むと、タンク貯留室２０６では、液面が上昇する。液面が上昇し、液面の高さが、中空針２０２が形成されている高さに達した時、第２のカートリッジ７００の内部を大気連通していた中空針２０２の中空部分が、タンク貯留室２０６に充填された液体により、塞がれることになる。これにより、第２のカートリッジ７００から第２のサブタンク６００への液体の流入が停止し、液体の充填が完了する。

図８（ｄ）は、液体吐出ヘッドの吸引回復動作が行われた状態を示す図である。

図８（ｄ）に示す様に、上述の吸引回復動作が行われることにより、液体は、タンク貯留室２０６からタンク流路２０９及び流出口２０４を介して液体吐出ヘッドに供給される。この様にして、記録動作の準備が完了する。

この様な構成によれば、第２のカートリッジ７００内の液体が使い切られる前に、第２のカートリッジ７００が第２のサブタンク６００から取り外された場合であっても、第２の弁７０３は第２の付勢手段７０４の付勢力によって、元の位置に戻る。つまり、第２のカートリッジ７００は、再び密閉される。

よって、本実施形態における第２の液体供給機構によれば、第２のカートリッジ７００内における液体の蒸発を抑制することができる。更に、第２のカートリッジ７００内では、液体の蒸発が抑制されるため、液体の蒸発に起因する粘度上昇も抑制することもできる。

［第３の実施形態］
以下、本開示の技術における第３の実施形態について説明する。以下の説明において、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の又は対応する構成については、同一の符号及び名称を用いて、適宜に説明を省略し、異なる点を中心に説明する。本実施形態では、上記実施形態に対し、サブタンクを更に小型化することを目的とする。

図９は、本実施形態における第３のサブタンク９０１及び第３のカートリッジ９０２の一例を示す図である。

図９に示す様に、本実施形態における第３の液体供給機構は、第３のサブタンク９０１と、第３のカートリッジ９０２と、を含む。

図９（ａ）は、本実施形態における第３のサブタンク９０１の外観斜視図である。本実施形態における中空針２０２は、第１の実施形態及び第２の実施形態よりも高い位置（＋Ｚ方向側）に形成される。

図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸｂ－ＩＸｂ線断面図である。

図９（ｂ）に示す様に、本実施形態における第３のサブタンク９０１は、奥行方向（図中のＹ方向）における長さが第１の実施形態及び第２の実施形態よりも小さい。また、本実施形態では、第３のサブタンク９０１における奥行き方向の長さを小さくし、且つ、第３のサブタンク９０１内に、必要な液体の量を保持することができる高さに、中空針２０２が形成されている。これにより、第３のサブタンク９０１に必要な性能を保持しながら、液体吐出装置１００（ここでは、不図示）の内部における省スペース化を実現することが可能となる。

図９（ｃ）は、本実施形態における第３のカートリッジ９０２の外観斜視図である。

図９（ｃ）に示す様に、本実施形態の第２の挿入口３１１は、第３のサブタンク９０１の中空針２０２の高さに合わせて、第１のカートリッジ１０２（図３（ａ）よりも、高い位置（＋Ｚ方向側）に形成されている。その他の構成は、第１のカートリッジ１０２と同様である為、詳細な説明は省略する。

＜第３の大気連通機構＞
図１０は、本実施形態における第３のサブタンク９０１に第３のカートリッジ９０２を装着した際における、大気の連通過程と、液体の移動と、を模式的に説明する断面図である。

図１０（ａ）～図１０（ｄ）に示す様に、本実施形態では、第１の実施形態に比べて薄型化された第３のサブタンク９０１の内部に、必要となる量の液体を貯留する為に、中空針２０２は、第１の実施形態よりも上方に形成される。一方、第２の挿入口３１１も中空針２０２の高さに合わせた位置に形成される。この様な構成によれば、液体吐出装置の内部における省スペース化と、第３のサブタンク９０１が本来有する性能の維持と、の両立が可能となる。尚、その他の液体を充填するための動作は、第１の実施形態、及び、第２の実施形態と同様である。

よって、本実施形態における液体供給機構によれば、第３のサブタンク９０１が有する本来の性能を損なうことなく、更に小型化することができる。

［その他の実施形態］
上述したサブタンク、カートリッジ、又は、これらの両方の構成は、上述した例これらに限られない。例えば、装着部、大気連通部、及び、流出口の位置、個数、又は、形状等は、本開示の技術における機能を満たすことができれば、何れも適宜に変更することが可能である。大気連通部にゴム製のジョイント等が配されてもよい。

第１のカートリッジ１０２が未使用の状態において、第１の前壁部３０２には、第１の挿入口３１０を密閉する密閉部材（例えば、フィルム）が貼着されてもよい。

本開示の技術は、以下の構成を含む。

［構成１］
液体を吐出するための液体吐出ヘッドに連通するように構成された液体貯留タンクと、前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留し、前記液体貯留タンクに対して装着可能に構成されたカートリッジと、を備える液体供給機構であって、
前記液体貯留タンクは、
前記液体貯留タンクの内部と外部とを大気連通させる第１の大気連通部と、
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可能に構成された第１の接続部と、
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、前記カートリッジと液密に接続され、且つ、前記カートリッジと前記第１の大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、
未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記第２の接続部は、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する、
ことを特徴とする液体供給機構。

［構成２］
前記第２の接続部は、前記液体貯留タンクから突出する中空針を含み、
前記中空針は、
前記液体貯留タンクの内部に連通する第１の開口と
前記中空針の内部と外部とを大気連通させる第２の開口と、
前記第１の開口から前記第２の開口まで大気連通する気体流路と、を含む、
構成１に記載の液体供給機構。

［構成３］
前記第１の大気連通部は、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含む半透膜で覆われている、
構成１又は２に記載の液体供給機構。

［構成４］
前記第２の接続部は、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で、前記カートリッジの壁部と前記液体貯留タンクの壁部との間に位置し、且つ、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含む半透膜で覆われている、
構成１乃至３の何れか１項に記載の液体供給機構。

［構成５］
前記カートリッジは、前記第２の接続部と液密に接続されることによって、前記カートリッジの内部を、前記第１の大気連通部を介して外部に大気連通させることが可能な第２の大気連通部を含む、
構成１乃至４の何れか１項に記載の液体供給機構。

［構成６］
前記第２の大気連通部は、前記カートリッジの壁部を貫通する貫通口と、該貫通口を介して前記カートリッジ内の空間を大気連通させる気体流路と、を含む、
構成５に記載の液体供給機構。

［構成７］
前記気体流路には、液体の流通を遮断し気体の流通を許容する半透膜が配される、
構成６に記載の液体供給機構。

［構成８］
前記カートリッジは、前記第２の大気連通部を密閉するための密閉機構を更に有し、
前記第２の接続部が前記第２の大気連通部に接続された状態で、前記密閉機構は前記第２の接続部によって内部に押圧された状態である、
構成５乃至７の何れか１項に記載の液体供給機構。

［構成９］
前記カートリッジが未使用の状態において、前記第２の大気連通部は、前記カートリッジの外側から密閉部材によって密閉されており、
前記カートリッジが前記液体供給機構に装着される際、前記密閉部材は、前記第２の接続部により貫通される、
構成８に記載の液体供給機構。

［構成１０］
前記密閉機構は、
前記第２の大気連通部に対して進退可能に配された弁と、
前記弁を前記第２の大気連通部に向けて付勢する付勢手段と、を含み、
前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着されていない状態において、前記第２の大気連通部は前記弁によって密閉された状態である、
構成８又は９に記載の液体供給機構。

［構成１１］
前記第２の接続部が前記第２の大気連通部に接続される際、前記弁は、前記第２の接続部により、前記付勢手段の付勢力に抗して前記第２の大気連通部から離間する方向へと移動させられる、
構成１０に記載の液体供給機構。

［構成１２］
前記液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吸引するための吸引回復機構と、を更に備える、
構成１乃至１１の何れか１項に記載の液体供給機構。

［構成１３］
液体を貯留するための貯留室と、前記貯留室の液体を液体吐出ヘッドに供給するための流出口と、液体を貯留したカートリッジを装着するための装着部と、前記貯留室の内部と外部とを大気連通させる大気連通部と、を備える液体貯留タンクであって、
前記装着部は、
前記カートリッジが装着された状態において、前記カートリッジと液体連通可能に構成された第１の接続部と、
前記カートリッジが装着された状態において、前記カートリッジと液密に接続され、前記カートリッジと前記大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、
前記第２の接続部は、未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する、
ことを特徴とする液体貯留タンク。

［構成１４］
液体を吐出する液体吐出ヘッドに連通する液体貯留タンクに対し、装着可能なカートリッジであって、
前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留する液体貯留室と、
前記液体貯留タンクが有する第１の接続部と液体連通可能に構成された液体供給部と、
前記液体貯留タンクが有する第２の接続部に液密に接続されることによって、前記液体貯留タンクが有する第１の大気連通部と大気連通可能に構成された第２の大気連通部と、を備え、
未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記液体貯留室に貯留されている液体の液面は、前記第２の大気連通部よりも上方に位置する、
ことを特徴とするカートリッジ。

［構成１５］
前記液体貯留室の空間と前記第２の大気連通部とを連通する気体流路を更に有する、
構成１４に記載のカートリッジ。

［構成１６］
前記気体流路には、液体の流通を遮断し気体の流通を許容する半透膜が配される、
構成１５に記載のカートリッジ。

［構成１７］
前記第２の大気連通部を密閉するための密閉機構を更に備え、
前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記密閉機構は前記第２の接続部に押圧された状態である、
構成１４乃至１６の何れか１項に記載のカートリッジ。

［構成１８］
前記カートリッジが未使用の状態において、前記第２の大気連通部を外側から密閉する密閉部材を更に備え、
前記カートリッジが前記第２の大気連通部に装着される際、前記密閉部材は、前記第２の接続部により貫通される、
構成１４乃至１７の何れか１項に記載のカートリッジ。

［構成１９］
前記密閉機構は、
前記第２の大気連通部に対して進退可能に配された弁と、
前記弁を前記第２の大気連通部に向けて付勢する付勢手段と、を含み、
前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着されていない状態において、前記第２の大気連通部は前記弁によって、密閉された状態である、
構成１７に記載のカートリッジ。

［構成２０］
前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着される際、前記弁は、前記第２の接続部により、前記付勢手段の付勢力に抗して前記第２の大気連通部から離間する方向へと移動させられる、
構成１９に記載のカートリッジ。

［構成２１］
液体を吐出するための液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに連通するように構成された液体貯留タンクと、前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留し、前記液体貯留タンクに対して装着可能なカートリッジと、を備える液体吐出装置であって、
前記液体貯留タンクは、
前記液体貯留タンクの内部と外部とを大気連通させる第１の大気連通部と、
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可能に構成された第１の接続部と、
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、前記カートリッジと液密に接続され、且つ、前記カートリッジと前記第１の大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、
未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記第２の接続部は、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する、
ことを特徴とする液体吐出装置。

Claims (21)

1. 液体を吐出するための液体吐出ヘッドに連通するように構成された液体貯留タンクと、前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留し、前記液体貯留タンクに対して装着可能に構成されたカートリッジと、を備える液体供給機構であって、
   前記液体貯留タンクは、
   前記液体貯留タンクの内部と外部とを大気連通させる第１の大気連通部と、
   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可能に構成された第１の接続部と、
   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、前記カートリッジと液密に接続され、且つ、前記カートリッジと前記第１の大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、
   未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記第２の接続部は、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する、
   ことを特徴とする液体供給機構。
2. 前記第２の接続部は、前記液体貯留タンクから突出する中空針を含み、
   前記中空針は、
   前記液体貯留タンクの内部に連通する第１の開口と
   前記中空針の内部と外部とを大気連通させる第２の開口と、
   前記第１の開口から前記第２の開口まで大気連通する気体流路と、を含む、
   請求項１に記載の液体供給機構。
3. 前記第１の大気連通部は、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含む半透膜で覆われている、
   請求項１又は２に記載の液体供給機構。
4. 前記第２の接続部は、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で、前記カートリッジの壁部と前記液体貯留タンクの壁部との間に位置し、且つ、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含む半透膜で覆われている、
   請求項１又は２に記載の液体供給機構。
5. 前記カートリッジは、前記第２の接続部と液密に接続されることによって、前記カートリッジの内部を、前記第１の大気連通部を介して外部に大気連通させることが可能な第２の大気連通部を含む、
   請求項１又は２に記載の液体供給機構。
6. 前記第２の大気連通部は、前記カートリッジの壁部を貫通する貫通口と、該貫通口を介して前記カートリッジ内の空間を大気連通させる気体流路と、を含む、
   請求項５に記載の液体供給機構。
7. 前記気体流路には、液体の流通を遮断し気体の流通を許容する半透膜が配される、
   請求項６に記載の液体供給機構。
8. 前記カートリッジは、前記第２の大気連通部を密閉するための密閉機構を更に有し、
   前記第２の接続部が前記第２の大気連通部に接続された状態で、前記密閉機構は前記第２の接続部によって内部に押圧された状態である、
   請求項５に記載の液体供給機構。
9. 前記カートリッジが未使用の状態において、前記第２の大気連通部は、前記カートリッジの外側から密閉部材によって密閉されており、
   前記カートリッジが前記液体供給機構に装着される際、前記密閉部材は、前記第２の接続部により貫通される、
   請求項８に記載の液体供給機構。
10. 前記密閉機構は、
    前記第２の大気連通部に対して進退可能に配された弁と、
    前記弁を前記第２の大気連通部に向けて付勢する付勢手段と、を含み、
    前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着されていない状態において、前記第２の大気連通部は前記弁によって密閉された状態である、
    請求項８に記載の液体供給機構。
11. 前記第２の接続部が前記第２の大気連通部に接続される際、前記弁は、前記第２の接続部により、前記付勢手段の付勢力に抗して前記第２の大気連通部から離間する方向へと移動させられる、
    請求項１０に記載の液体供給機構。
12. 前記液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドの吐出口から液体を吸引するための吸引回復機構と、を更に備える、
    請求項１又は２に記載の液体供給機構。
13. 液体を貯留するための貯留室と、前記貯留室の液体を液体吐出ヘッドに供給するための流出口と、液体を貯留したカートリッジを装着するための装着部と、前記貯留室の内部と外部とを大気連通させる大気連通部と、を備える液体貯留タンクであって、
    前記装着部は、
    前記カートリッジが装着された状態において、前記カートリッジと液体連通可能に構成された第１の接続部と、
    前記カートリッジが装着された状態において、前記カートリッジと液密に接続され、前記カートリッジと前記大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、
    前記第２の接続部は、未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する、
    ことを特徴とする液体貯留タンク。
14. 液体を吐出する液体吐出ヘッドに連通する液体貯留タンクに対し、装着可能なカートリッジであって、
    前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留する液体貯留室と、
    前記液体貯留タンクが有する第１の接続部と液体連通可能に構成された液体供給部と、
    前記液体貯留タンクが有する第２の接続部に液密に接続されることによって、前記液体貯留タンクが有する第１の大気連通部と大気連通可能に構成された第２の大気連通部と、を備え、
    未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記液体貯留室に貯留されている液体の液面は、前記第２の大気連通部よりも上方に位置する、
    ことを特徴とするカートリッジ。
15. 前記液体貯留室の空間と前記第２の大気連通部とを連通する気体流路を更に有する、
    請求項１４に記載のカートリッジ。
16. 前記気体流路には、液体の流通を遮断し気体の流通を許容する半透膜が配される、
    請求項１５に記載のカートリッジ。
17. 前記第２の大気連通部を密閉するための密閉機構を更に備え、
    前記液体貯留タンクに装着された状態において、前記密閉機構は前記第２の接続部に押圧された状態である、
    請求項１４乃至１６の何れか１項に記載のカートリッジ。
18. 前記カートリッジが未使用の状態において、前記第２の大気連通部を外側から密閉する密閉部材を更に備え、
    前記カートリッジが前記第２の大気連通部に装着される際、前記密閉部材は、前記第２の接続部により貫通される、
    請求項１４に記載のカートリッジ。
19. 前記密閉機構は、
    前記第２の大気連通部に対して進退可能に配された弁と、
    前記弁を前記第２の大気連通部に向けて付勢する付勢手段と、を含み、
    前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着されていない状態において、前記第２の大気連通部は前記弁によって、密閉された状態である、
    請求項１７に記載のカートリッジ。
20. 前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着される際、前記弁は、前記第２の接続部により、前記付勢手段の付勢力に抗して前記第２の大気連通部から離間する方向へと移動させられる、
    請求項１９に記載のカートリッジ。
21. 液体を吐出するための液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに連通するように構成された液体貯留タンクと、前記液体貯留タンクに供給するための液体を貯留し、前記液体貯留タンクに対して装着可能なカートリッジと、を備える液体吐出装置であって、
    前記液体貯留タンクは、
    前記液体貯留タンクの内部と外部とを大気連通させる第１の大気連通部と、
    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可能に構成された第１の接続部と、
    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、前記カートリッジと液密に接続され、且つ、前記カートリッジと前記第１の大気連通部とを大気連通可能に構成された第２の接続部と、を含み、
    未使用の前記カートリッジが前記液体貯留タンクに装着された時点において、前記第２の接続部は、前記カートリッジに貯留されている液体の液面より下方に位置する、
    ことを特徴とする液体吐出装置。

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