JP4269688B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド、及びこの液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を吐出する液体吐出装置としては、例えばインクジェット型のプリンタ装置がある。このインクジェット型のプリンタ装置は、インクタンクに収容されたインクをプリントヘッドのヘッドチップに供給し、このヘッドチップに設けられた微小なノズルからインクを吐出することで、印刷対象である記録紙に対して印刷を行う。このようなインクジェット型のプリンタ装置は、ランニングコストが低く、小型化やプリント画像のカラー化等が容易であるといった利点を有することから、一般に広く普及している。
【０００３】
また、最近では、ヘッドチップのノズルを記録紙の幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
一方、従来のように、プリントヘッドを記録紙の幅方向に往復動作させながら印刷を行うプリンタ装置は、一般にシリアル型と呼ばれている。このシリアル型のプリンタ装置では、プリントヘッドをインクタンクが装着された状態で移動させる必要があることから、インクタンクを大型化することが困難である。これに対して、ライン型のプリンタ装置では、プリントヘッドを移動させる必要が無いことから、インクタンクを大型化することができ、また、印刷速度を高めることが可能である。
【０００５】
ここで、図３５に示すように、ライン型のプリンタ装置が備えるプリントヘッド２００について説明する。
【０００６】
このプリントヘッド２００は、インク２０１を収容するインクタンク２０２が連結される連結部２０３と、インク２０１を吐出させるヘッドチップ２０４と、連結部２０３に連結されたインクタンク２０２からヘッドチップ２０４へとインク２０１を供給するインク供給部２０５とを備えている。
【０００７】
インクタンク２０２は、インク２０１を収容するインク収容部２０６と、インク収容部２０６内のインク２０１をヘッドチップ２０４側へと送り出すインク送出部２０７と、インク収容部２０６を外部と連通させる外部連通孔２０８と、外部連通孔２０８からインク収容部２０６内に外部の空気を導入させる空気導入管２０９とを有している。
【０００８】
インク収容部２０６は、気密性の高い材料によりインク２０１を収容するための収容空間を形成している。インク送出部２０７は、インク収容部２０６と連通されたノズルであり、このインク収容部２０６の下面中央部から下方に向かって突出して設けられている。
【０００９】
そして、このインクタンク２０２では、インク送出部２０７の先端がプリントヘッド２００の連結部２０３と連結されることによって、ヘッドチップ２０４側へのインク２０１の供給が可能となっている。また、このインクタンク２０２が連結される連結部２０３には、連結されたインク送出部２０７との間からインク２０１が漏れ出すのを防止するために、Ｏリング等のシール部材２１０が設けられている。
【００１０】
外部連通孔２０８は、インク収容部２０６の上面中央部に設けられている。空気導入管２０９は、この外部連通孔２０８からインク収容部２０６の内部へと下方に向かって延長して設けられている。これにより、インクタンク２０２では、インク収容部２０６内のインク２０１がインク送出部２０７からヘッドチップ２０４へと送り出された際に、このインク収容部２０６内のインク２０１が減少した分に相当する空気が、外部連通孔２０８から空気導入管２０９を通してインク収容部２０６内に取り込まれることになる。
【００１１】
また、この空気導入管２０９の中途部には、インク収容部２０６から逆流したインク２０１がいきなり外部連通孔２０８から外部に流出することがないように、インク２０１を一時的に貯留させるバッファ空間としてインク貯留部２１１が設けられている。
【００１２】
ヘッドチップ２０４は、インク２０１を吐出するノズル２１２が形成されたノズル面２０４ａを有し、このノズル面２０４ａには、複数のノズル２１２が記録紙の幅に相当する長さに亘って略直線状に並んで設けられている。また、このヘッドチップ２０４には、インクタンク２０２からインク供給部２０５を介して供給されたインク２０１を各ノズル２０４ａへと導くインク流路２１３が設けられている。
【００１３】
また、ヘッドチップ２０４には、各ノズル２１２に対応して、インク流路２１３を通して供給されたインク２０１を加圧するインク加圧室及びインク加圧室に供給されたインク２０１を加熱する発熱抵抗体（共に図示せず。）が設けられている。そして、このヘッドチップ２０４では、インク加圧室に供給されたインク２０１を発熱抵抗体が加熱することで、インク２０１に気泡が発生し、この気泡によってインク加圧室内でインク２０１が加圧され、押し退けられたインク２０１の液滴２０１ａがノズル２１２から吐出されることになる。
【００１４】
インク供給部２０５は、インクが充填されるインク室２１４と、インクタンク２０２からインク室２１４へとインク２０１が流入されるインク流入路２１５と、インク室２１４からヘッドチップ２０４へとインク２０１が流出されるインク流出路２１６と、インク室２１４内のインク流入路２１５側を開閉する弁２１７と、弁２１７をインク流入路２１５が閉塞される方向に付勢するコイルバネ２１８とを有している。
【００１５】
そして、このインク供給部２０５では、コイルバネ２１８の付勢力により弁２１７がインク流路２１３を閉塞した状態から、ヘッドチップ２０４のノズル２１２からインク２０１が吐出されると、ヘッドチップ２０４側に負圧が発生する。このとき、インク流入路２１５からインク室２１４へとインク２０１を引き込もうとする吸引力が発生し、弁２１７がコイルバネ２１８の付勢力に抗してインク流入路２１５を開放する。これにより、インクタンク２０２からヘッドチップ２０４へとインク２０１が供給される。
【００１６】
一方、このインク供給部２０５では、ヘッドチップ２０４のインク加圧室にインク２０１が供給されると、インク流入路２１５からインク室２１４へとインク２０１を引き込もうとする吸引力が消滅する。これにより、弁２１７がコイルバネ２１８に付勢されてインク流入路２１５を再び閉塞し、インクタンク２０２からヘッドチップ２０４へのインク２０１の供給が停止される。
【００１７】
また、上述したインクタンク２０２では、インク送出部２０７から連結部２０３を介してインク供給部２０５にインク２０１が送り出されると、インク収容部２０６内のインク２０１が減少すると共に、この減少したインク２０１に相当する空気が外部連通孔２０８から空気導入管２０９を通してインク収容部２０６内に導入される。これにより、インク収容部２０６内の圧力を平衡状態に保ちながら、インク２０１をヘッドチップ２０４側に適切に供給することができる。
【００１８】
以上のように構成されるプリントヘッド２００では、ヘッドチップ２０４のノズル２１２からインク２０１の液滴２０１ａを吐出することで、記録紙にドットからなる絵や文字等を記録する。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００２−３６５２２号公報（第３−４頁、第１図）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したプリントヘッド２００を備えるプリンタ装置では、インクタンク２０２がプリントヘッド２００に対して着脱可能に設けられており、インクタンク２０２内にインク２０１が無くなった場合に、インクタンク２０２を連結部２０３から取り外し、新しいインクタンク２０２に交換するようにしている。
【００２１】
しかしながら、上述したプリントヘッド２００では、インクタンク２０２を取り外す際に、連結部２０３からエアが巻き込まれて、インク供給部２０５からヘッドチップ２０４のインク流路２１３内にエアが混入することがある。また、このプリントヘッド２００を長期に亘って使用しなかった場合には、インク２０１内に溶け込んでいたエアがインク流路２１３内で気体となって現れることもある。さらに、ヘッドチップ２０４のノズル２１２からインク２０１が蒸発し、インク２０１が供給されなくなると、このノズル２１２からインク流路２１３内にエアが入り込むこともある。
【００２２】
このように、プリントヘッド２００では、インク流路２１３内に気体が溜まると、インク２０１の流れが悪くなることによって、最悪の場合、ノズル２１２からインク２０１が吐出されずに、そこの部分だけがドット抜けとなる印刷不良を引き起こしてしまう。
【００２３】
このため、プリントヘッド２００では、インク流路２１３内に溜まった気体を少なくともインク２０１の吐出不良が発生しないレベルにまで脱気する必要がある。
【００２４】
例えば、従来のシリアル型のプリントヘッドでは、上述したエア抜きを行うため、ノズル面を保護するヘッドキャップとそれに繋がるポンプによりエアを含んだインクをノズルから吸引することが行われている。また、従来のライン型のプリントヘッドでは、インク流路内のインクを加圧して循環させたり、ノズルから排出したインクを循環させること等が行われている。
【００２５】
しかしながら、上述した従来の脱気方法では、例えばヘッドキャップからインクを吸引する場合には、エアを含んだインクを大量に廃棄しなければならず、一方、インク流路内のインクを循環させる場合には、機構自体が大掛かりとなるといった欠点がある。
【００２６】
特に、ライン型のプリントヘッドの場合には、シリアル型のプリントヘッドと構造が異なり、このシリアル型のプリントヘッドと比べてより多くのインクをノズルから排出して脱気しなければならず、このシリアル型のプリントヘッドが備えるインクの受け皿では容量的に不足するといった問題が発生してしまう。
【００２７】
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、簡便な構成によって、液体の無駄な消費を抑制しつつ、流路内に溜まった気体を適切に脱気することを可能とした液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【００２８】
また、本発明は、そのような液体吐出ヘッドを備えることによって、液体の吐出信頼性を大幅に向上させた液体吐出装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体供給体装着部と、連結部と、液体供給部と、ヘッド部と、液体吸引部とを備える。液体吐出ヘッドは、液体供給体装着部が、液体を収容した液体供給体を装着する。液体吐出ヘッドは、連結部が、液体供給体装着部に装着した液体供給体の液体送出部と連結されることにより液体送出部に設けた弁機構を開放して液体供給体から自然落下する液体の供給を受ける。液体吐出ヘッドは、液体供給部が、連結部を介して液体供給体から供給された液体を溜める液体溜め部と、この液体溜め部と連通されて液体が充填される液体室と、この液体室と連通された液体流出路と、この液体流出路からの液体の流出動作を制御する弁機構とを有する。液体吐出ヘッドは、ヘッド部が、液体供給部の液体流出路と連通されて液体が弁機構により供給量を制御されて供給される液体供給口と、液体が吐出される被液体吐出体の幅と略等しい長さを有し液体供給口を介して液体が供給される液体流路と、この液体流路の底面部を構成し対向位置に搬送された被液体吐出体に対して液体流路から導かれた液体を吐出する多数個のノズルが幅方向に並んで形成されたノズル面と、液体流路内に溜まった気体を脱気する脱気口と、各ノズルに相対する液体加圧室と液体加圧素子とを有して液体加圧素子により液体加圧室内で液体を加圧してノズルから被液体吐出体に対して液体を吐出させる多数個のヘッドチップを有する。液体吐出ヘッドは、液体吸引部が、ヘッド部の脱気口と接続されたパイプと、脱気口を介して液体流路内から溜まった気体を吸引して排出するポンプとを有する。液体吐出ヘッドは、ヘッド部が、ヘッド面と対向する液体流路の上面部に、液体供給口を液体流路の長さ方向の略中央部に配置すると共に脱気口を液体流路の長さ方向の一端側に配置して設け、この上面部に液体供給口を脱気口よりも上方に位置するように傾斜を付して形成される。
【００３０】
また、本発明に係る液体吐出装置は、装置本体と、この装置本体のヘッド装着部に対し て着脱される液体吐出ヘッドとを備える。液体吐出装置は、装置本体が、被液体吐出体を積層状態で収納する収納部と、この収納部から被液体吐出体を送り出す搬送部と、被液体吐出体に対して液体を吐出する液体吐出部と、この液体吐出部に対向して配置されたヘッド装着部と、液体吐出部において液体を吐出された被液体吐出体を送り出す排出部とを備える。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドが、液体供給体装着部と、連結部と、液体供給部と、ヘッド部と、液体吸引部とを備える。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの液体供給体装着部に、液体を収容した液体供給体を装着する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの連結部が、液体供給体装着部に装着した液体供給体の液体送出部と連結されることにより液体送出部に設けた弁機構を開放して上記液体供給体から自然落下する液体の供給を受ける。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの液体供給部が、連結部を介して液体供給体から供給された液体を溜める液体溜め部と、この液体溜め部と連通されて液体が充填される液体室と、この液体室と連通された液体流出路と、この液体流出路からの液体の流出動作を制御する弁機構とを有する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのヘッド部が、液体供給部の液体流出路と連通されて液体が弁機構により供給量を制御されて供給される液体供給口と、液体が吐出される被液体吐出体の幅と略等しい長さを有し液体供給口を介して液体が供給される液体流路と、この液体流路の底面部を構成し対向位置に搬送された被液体吐出体に対して液体流路から導かれた液体を吐出する多数個のノズルが幅方向に並んで形成されたノズル面と、液体流路内に溜まった気体を脱気する脱気口と、各ノズルに相対する液体加圧室と液体加圧素子とを有して液体加圧素子により液体加圧室内で液体を加圧してノズルから被液体吐出体に対して液体を吐出させる多数個のヘッドチップを有する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの液体吸引部が、ヘッド部の脱気口と接続されたパイプと、脱気口を介して液体流路内から溜まった気体を吸引して排出するポンプとを有する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのヘッド部が、ヘッド面と対向する液体流路の上面部に、液体供給口を液体流路の長さ方向の略中央部に配置すると共に脱気口を液体流路の長さ方向の一端側に配置して設け、上面部が液体供給口を脱気口よりも上方に位置するように傾斜を付して形成される。
【００３１】
以上のように、本発明によれば、ヘッド部の液体流路を構成する上面部に液体供給口と脱気口とを設けると共に、この上面部に液体供給口が脱気口よりも上方に位置させる傾斜を付したことから、液体流路内に溜まった気体が上面部の傾斜に沿って脱気口側へと流れるようにして液体流路の上方空間部から液体吸引部により脱気口を介して排出されるようにする。本発明によれば、大量の液体を排出することなく液体流路内から気体が適切に排出されるようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置をプリントヘッド及びプリンタ装置に適用した例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
図１に示すように、本発明を適用したプリンタ装置１は、被液体吐出体である記録紙Ｐに対して、液体であるインクｉを吐出しながら着弾させることにより、ドットからなる画像や文字等の印刷を行うインクジェット型のプリンタ装置である。また、このプリンタ装置１は、インクｉを吐出するインク吐出口であるノズルを記録紙Ｐの幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００３４】
このプリンタ装置１は、本発明を適用した液体吐出ヘッドであるプリントヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体であるプリンタ本体３とを備えている。
【００３５】
ヘッドカートリッジ２は、図１及び図２に示すように、インクを収容するインクタンク４が装着されるカートリッジ本体５を備え、このカートリッジ本体５には、カラー印刷に対応して、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色からなるインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋが着脱可能となっている。
【００３６】
これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、例えば合成樹脂材料等を射出成形することで、全体略直方体状に形成された容器であり、その内部に各色に対応したインクを収容している。また、これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、内部の洗浄を行った際に塵埃等の微小な異物が容易に除去されるように、インクと接する内面が外面よりも表面粗さが小さくなっている。また、これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、なるべく多くのインクを収容するために、カートリッジ本体５の長手方向に対応した長尺形状とされている。そして、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、カートリッジ本体５の短手方向に並んで配置される。
【００３７】
なお、これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、インクの消費量が最も多いブラックのインクタンク４ｋが、他のインクタンク４ｙ、４ｍ、４ｃよりも容量が大きく、他に比べて大きな厚みを有する以外は同じ構造を有している。したがって、これらインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋの構成を、以下まとめてインクタンク４として説明する。
【００３８】
このインクタンク４は、図３に示すように、インクｉを収容する液体収容部であるインク収容部６と、インク収容部６内からインクｉをカートリッジ本体５へと送り出す液体送出部であるインク送出部７と、インク収容部６を外部と連通させる外部連通孔８と、外部連通孔８からインク収容部６内に外部の空気を導入するための空気導入管９とを有している。
【００３９】
インク収容部６は、インクｉを収容する収容空間を形成しており、なるべく多くのインクｉを収容するため、略々インクタンク４の外形に対応した内形形状を有している。
【００４０】
インク送出部７は、インク収容部６と連通されたノズルであり、このインク収容部６の下面中央部から下方に向かって突出して設けられている。また、このインク送出部７は、後述するカートリッジ本体５の連結部２０と連結される部分であり、図４及び図５に模式的に示すように、インクが送出される液体送出口であるインク送出口７ａと、このインク送出口７ａを開閉する弁７ｂと、この弁７ｂをインク送出口７ａを閉塞する方向に付勢するコイルバネ７ｃとを有している。一方、後述するカートリッジ本体５の連結部２０には、このコイルバネ７ｃの付勢に抗して弁７ｂを開放するための開閉ピン１０が突出して設けられている。
【００４１】
そして、このインク送出部７では、図４に示すように、インクタンク４がカートリッジ本体５に装着される前の状態において、弁７ｂがコイルバネ７ｃに付勢されてインク送出口７ａを閉塞する。そして、このインク送出部７がカートリッジ本体５の連結部２０に連結された際には、図５に示すように、開閉ピン１０がコイルバネ７ｃの付勢力に抗して弁７ｂを押し上げてインク送出口７ａを開放する。これにより、インクタンク４からカートリッジ本体５へのインクｉの供給が可能となる。一方、このインク送出部７とカートリッジ本体５の連結部２０との連結が解除されて開閉ピン１０が退出すると、上述した動作と逆の動作によって、弁７ｂがコイルバネ７ｃに付勢されてインク送出口７ａを再び閉塞する。このように、インク送出部７は、カートリッジ本体５の連結部２０に連結された場合のみインク送出口７ａを開放する仕組みとなっている。
【００４２】
なお、このインク送出部７のインク送出口７ａは、後述するカートリッジ本体５の連結部２０に円滑に嵌合されるように、先端に向かって内径が拡径されたテーパー形状を有している。また、インク収容部６の底面部は、このインク送出部７で最も深くなるように形成されており、内部に収容されたインクｉが集中的にインク送出部７に流入するようになされている。
【００４３】
外部連通孔８は、図３に示すように、インク収容部６の上面中央部に設けられている。また、この外部連通孔８は、通気性を有するシール部材（図示せず。）によって閉塞されている。これにより、インクタンク４では、この外部連通孔８から外部にインクｉが漏れ出すことを防止すると共に、この外部連通孔８から外部の空気を取り込む際に、インク収容部６内に塵埃等が侵入することを防止している。
【００４４】
空気導入管９は、外部連通孔８からインク収容部６の内部へと下方に向かって延長して設けられている。これにより、インクタンク４では、インク収容部６内のインクｉがインク送出部７からカートリッジ本体５へと送り出された際に、このインク収容部６内のインクｉが減少した分に相当する空気が、外部連通孔８から空気導入管９を通してインク収容部６内に取り込まれることになる。
【００４５】
また、この空気導入管９の中途部には、インク収容部６から逆流したインクｉがいきなり外部連通孔８から外部に流出することがないように、インクｉを一時的に貯留させる液体貯留部であるインク貯留部１１が設けられている。このインク貯留部１１は、正面から見て長い方の対角線をインク収容部６の長手方向と一致させた略菱形状の内部空間を形成しており、上部側の角部が空気導入管９を介して外部連通孔８と連通されると共に、下部側の角部が空気導入管９を介してインク収容部６と連通されている。これにより、インクタンク４では、インク収容部６から空気導入管９を通して逆流したインクｉをインク貯留部１１が一時的に貯留することによって、外部連通孔８から外部にインクｉが漏れ出すことなく、再度インクｉをインク収容部６側に戻すことが可能となっている。
【００４６】
また、このインクタンク４は、図２及び図３に示すように、後述するカートリッジ本体５のタンク装着部１４に固定するための固定手段である係合段部１２及び係止突部１３を有している。
【００４７】
係合段部１２は、インクタンク４の長手方向の一端側に形成された段差部であり、その一端側の側面部から上面部と平行且つ上面部よりも一段低くなされた水平面部１２ａと、この水平面部１２ａから上面部に向かって傾斜する傾斜面部１２ｂとを有している。
【００４８】
係止突部１３は、インクタンク４の長手方向の他端側の側面部から突出形成された突起部であり、上面部と平行な水平面部１３ａと、この水平面部１３ａよりも下方に位置する側面部に向かって傾斜する傾斜面部１３ｂとを有している。
【００４９】
一方、カートリッジ本体５は、図２及び図６に示すように、上述した各色に対応したインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋが装着されるタンク装着部１４を有している。
【００５０】
このタンク装着部１４は、記録紙Ｐの幅に対応して全体略直方体状に形成されたカートリッジ本体５の上面部から各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを収納するのに十分な深さで形成された凹部であり、その底面部は、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋがカートリッジ本体５の短手方向に並んで配置されるように、隔壁１４ａによって仕切られた構造を有している。
【００５１】
なお、上述したブラックのインクタンク４ｋは、他のインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃに比べて厚みを有することから、このタンク装着部１４においても、ブラックのインクタンク４ｋの装着位置を仕切る隔壁１４ａの間隔が他のインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃの装着位置を仕切る隔壁１４ａの間隔よりも所定の幅だけ広く形成されている。
【００５２】
そして、このタンク装着部１４には、図２，図６及び図７に示すように、上述したインクタンク４を固定するための固定手段である被係合部１５、ラッチレバー１６及び板バネ１７が設けられている。
【００５３】
被係合部１５は、上述したインクタンク４に形成された係合段部１２の水平面部１２ａと係合される部分であり、タンク装着部１４の長手方向の一端側に位置する開口端から長手方向に所定の幅だけ突出形成されている。
【００５４】
ラッチレバー１６は、タンク装着部１４の長手方向の他端側に位置する底面コーナー部から上方に向かって突出された弾性変位片であり、その先端部がタンク装着部１４の側面部に対して近接離間する方向に弾性変位可能となっている。また、このラッチレバー１６の先端側には、図８に示すように、上述したインクタンク４の係止突部１３が係止される係合孔１６ａが穿設されている。そして、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４には、図２及び図６に示すように、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応したラッチレバー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００５５】
板バネ１７は、図２，図６及び図７に示すように、タンク装着部１４の底面部に設けられ、このタンク装着部１４に装着されたインクタンク４を上方に向かって押圧する押圧部材である。この板バネ１７は、タンク装着部１４の長手方向に沿って配置されると共に、一端がタンク装着部１４の底面部に固定され、その中間部が上方に向かって折り曲げられた形状を有している。そして、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４の底面部には、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応した板バネ１７ｙ，１７ｍ，１７ｃ，１７ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００５６】
インクタンク４は、タンク装着部１４に対して、図９に示すように、係合段部１２が設けられた一端側を、タンク装着部１４の内部に斜めに挿入し、この係合段部１２の水平面部１２ａをタンク装着部１４の被係合部１５に当接させながら、この当接位置を回動支点として、インクタンク４の係止突部１３が設けられた他端側を、回動させながらタンク装着部１４の内部に挿入する。このとき、インクタンク４の係止突部１３は、その傾斜面部１３ｂがラッチレバー１６に当接することによって、このラッチレバー１６をタンク装着部１４の側面部に近接する方向へと弾性変位させる。
【００５７】
そして、図１０に示すように、インクタンク４がタンク装着部１４に装着されると同時に、係止突部１３がラッチレバーの係合孔１６ａに係合される。このとき、ラッチレバー１６の先端部がタンク装着部１４に装着されたインクタンク４の側面部を押圧すると共に、タンク装着部１４の底面部に設けられた板バネ１７がインクタンク４の底面部を上方に向かって押圧することから、係合段部１２の水平面部１２ａがタンク装着部１４の被係合部１５に係止されると共に、係止突部１３の水平面部１３ａがラッチレバーの係合孔１６ａに係止される。これにより、インクタンク４をカートリッジ本体５のタンク装着部１４に適切に固定することができる。
【００５８】
一方、このタンク装着部１４に装着されたインクタンク４を取り外す際は、ラッチレバー１６の先端部をインクタンク４の側面部から離間する方向に弾性変位させる。これにより、上述した係止突部１３の水平面部１３ａとラッチレバー１６の係合孔１６ａとの係止状態が解除される。このとき、板バネ１７がインクタンク４の底面部を上方に向かって押圧することから、インクタンク４をタンク装着部１４から容易に取り外すことができる。
【００５９】
ところで、このタンク装着部１４には、同じ構造を有するインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋが装着されることから、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを装着する際に、インクタンク４の装着位置を間違える虞れがある。
【００６０】
そこで、上述した各色に対応したインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋをタンク装着部１４の所定の位置に間違いなく装着するため、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４の底面部には、図６及び図７に示すように、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応した識別凹部１８が設けられている。この識別凹部１８は、その形成される位置や数に応じて、各色に対応したインクタンク４の装着位置を区別している。
【００６１】
これに対して、上述したインクタンク４の底面部には、図３に示すように、内部に収容されたインクｉの種類を識別するための識別突部１９が下方に向かって突出形成されている。この識別突部１９は、上述したタンク装着部１４の各色に対応した識別凹部１８に合わせて、その形成される位置や数が異なるようにしている。すなわち、上述した各色に対応した識別凹部１８には、各色に対応した識別突部１９のみ挿入可能となっている。
【００６２】
これにより、カートリッジ本体５では、図９及び図１０に示すように、各色に対応したインクタンク４をタンク装着部１４の所定の位置に間違いなく装着することができる。
【００６３】
なお、上述したインクタンク４を製造する際は、予め全ての識別突部１９を形成しておき、その内部に充填されるインクｉの色に応じて、不要な識別突部１９を切り取るようにすればよい。これにより、各色に対応したインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを別個に製造することなく、上述した識別突部１９を切り取る工程までは全て同一工程で作製することができ、製造効率を向上させることができる。
【００６４】
また、以上のようなインクタンク４が装着されるカートリッジ本体５は、図６，図７及び図１１に示すように、上述したインクタンク４のインク送出部７と連結される連結部２０と、この連結部２０に連結されたインクタンク４からのインクｉの供給を行う液体供給部であるインク供給部２１と、このインク供給部２１により供給されたインクｉを吐出するヘッド部２２とを有している。
【００６５】
連結部２０は、図１０及び図１１に示すように、タンク装着部１４の底面中央部に設けられたノズルであり、その先端が上述したインク送出部７のインク送出口７ａに嵌合されることによって、インクタンク４のインク送出部７と連結される。また、この連結部２０にインクタンク４のインク送出部７が連結された際には、上述した図５に示すように、連結部２０の先端部に設けられた上記開閉ピン１０がコイルバネ７ｃの付勢力に抗して弁７ｂを押し上げて、インク送出口７ａを開放する。また、この連結部２０には、連結されたインク送出部７との間からインクｉが漏れ出すのを防止するために、Ｏリング等のシール部材２３が設けられている。
【００６６】
なお、連結部２０は、その先端部が上記開閉ピン１０を兼ねるようにしてもよい。すなわち、この連結部２０の先端部がインク送出口７ａに嵌合されると共に、コイルバネ７ｃの付勢力に抗して弁７ｂを押し上げてインク送出口７ａを開放する構成であってもよい。また、連結部２０の先端部は、上述したインク送出部７のインク送出口７ａに円滑に嵌合されるように、先端に向かって外径が縮径されたテーパー形状を有している。
【００６７】
そして、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４の底面中央部には、図６に示すように、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応した連結部２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００６８】
インク供給部２１は、図１１，図１２及び図１３に示すように、インクタンク４から連結部２０を介して供給されたインクｉが一旦溜められる液体溜め部であるインク溜め部２４と、インクｉが充填される液室であるインク室２５と、インク溜め部２４からインク室２５にインクｉが流入されるインク流入路２６と、インク室２５からヘッド部２２へとインクｉが流出されるインク流出路２７と、このインク流出路２７側と連通されると共に外部と連通された外部連通部２８と、インク室２５に設けられてインク流出路２７を開閉する弁２９と、弁２９をインク流出路２７が閉塞される方向に付勢する第１の弾性部材であるコイルバネ３０と、コイルバネ３０の付勢力を調整する調整手段である負圧調整ネジ３１と、インク流出路２７と外部連通部２８との間を隔離すると共に、弁２９と弁シャフト３２を介して連結された第２の弾性部材であるダイヤフラム３３とを有している。
【００６９】
インク溜め部２４は、連結部２０の下方に位置して、インクタンク４のインク送出部７から送り出されたインクｉが一旦溜められる空間を形成している。
【００７０】
インク室２５は、略直方体状の空間を形成しており、このインク室２５の一側面部と、上述したインク溜め部２４との間がインク流入路２６により連通されると共に、このインク室２５の下面部と、後述するヘッド部２２のインク流路４２との間がインク流出路２７により連通されている。
【００７１】
インク流入路２６は、インク溜め部２４から下方に向かって延長して設けられると共に、その途中からインク室２５の一側面部と連通されるように水平方向に延長して設けられている。また、このインク流入路２６には、インクｉ内の不純物を除去するフィルタ３４が設けられている。
【００７２】
インク流出路２７は、インク室２５の下面部から外部連通部２８と連通されるように下方に向かって延長して設けられると共に、外部連通部２８と連通される位置から水平方向に延長して設けられ、その途中から後述するヘッド部２２のインク流路４２と連通されるように下方に向かって延長して設けられている。また、このインク流出路２７のインク室２５と外部連通部２８との間には、弁シャフト３２を貫通した状態で弁２９により開閉される流路２７ａが設けられている。
【００７３】
外部連通部２８は、流路２７ａの下方に位置して略円形の空間を形成しており、下面部には、外部と連通されるための外部連通孔２８ａが設けられている。また、この外部連通部２８の内側面には、後述するダイヤフラム３３の外周部を保持する保持部３５が設けられている。
【００７４】
弁２９は、例えばゴムやエラストマー等の弾性体が全体略円柱状に形成されてなる。また、弁２９は、上述したインク流出路２７の流路２７ａに先端部２９ａが円滑に嵌合されるように、先端部２９ａに向かって外径が縮径されたテーパー形状を有している。また、この弁２９の中心部には、後述する弁シャフト３２の一端が嵌合される嵌合孔２９ｂが穿設されている。
【００７５】
コイルバネ３０は、その弾性力により弁２９をインク流出路２７が閉塞される方向に付勢する圧縮コイルバネであり、一端が弁２９の上面に連結されると共に、他端が後述する負圧調整ネジ３１の先端部に連結されている。そして、このコイルバネ３０は、インク室２５内において弁２９と負圧調整ネジ３１との間で圧縮された状態で設けられている。したがって、弁２９は、このコイルバネ３０に付勢されることによって、定常状態においてインク流出路２７の流路２７ａを閉塞することになる。
【００７６】
負圧調整ネジ３１は、インク室２５の上面からの捻じ込み量を外部から調整することによって、先端部がコイルバネ３０を押圧し、このコイルバネ３０の圧縮状態を変化させることで、コイルバネ３０による弁２９がインク流出路２７の流路２７ａを閉塞する方向の付勢力を調整する。すなわち、このインク供給部２１では、負圧調整ネジ３１によって弁２９を開閉動作させるのに必要な負圧の調整を行うことができる。
【００７７】
弁シャフト３２は、弁２９とダイヤフラム３３とを連結する連結部材であり、一端が弁２９の嵌合孔２９ｂに嵌合されると共に、他端が後述するダイヤフラム３３の嵌合孔３３ｂに嵌合された状態で取り付けられている。また、弁シャフト３２の他端側には、弁２９が開放される方向への移動を規制するストッパ３２ａが突出して設けられている。
【００７８】
ダイヤフラム３３は、ゴム等の弾性部材により全体略円盤状に形成されると共に、その中心部と外周部との間に、同心円状にインク流出路２７側に膨出された弾性変位部３３ａを有している。また、このダイヤフラム３３の中心部には、上述した弁シャフト３２の他端が嵌合される嵌合孔３３ｂが穿設されている。また、このダイヤフラム３３の外周部には、上述した外部連通部２８の保持部３５に保持される肉厚部３３ｃが設けられている。
【００７９】
そして、このダイヤフラム３３は、嵌合孔３３ｂに弁シャフト３２の他端が嵌合されると共に、肉厚部３３ｃが外部連通部２８の保持部３５に挟み込まれた状態で保持されることによって、インク流出路２７と外部連通部２８との間を隔離している。これにより、インク流出路２７側が密閉された状態となり、ダイヤフラム３３の一主面側がインク流出路２７内のインクｉに臨むと共に、他主面側が外部連通部２８の外気に臨むことになる。
【００８０】
また、このダイヤフラム３３は、弾性変位部３３ａが弾性変位することで、中心部及び外周部の変形によるインク漏れを防止しつつ、流出路２７側に弾性変位可能となっている。また、このダイヤフラム３３の弾性変位に連動して、弁シャフト３２を介して弁２９をコイルバネ３０の付勢に抗してインク流出路２７の流路２７ａが開放される方向に押圧することが可能となっている。
【００８１】
そして、このインク供給部２１では、後述するヘッド部２２のノズル４０ａからインクｉが吐出された際に、ヘッド部２２側に負圧が発生し、インク流出路２７内の圧力が低下する。これにより、インク流出路２７内の圧力が外部連通部２８側の大気圧よりも低下し、この圧力差に応じてダイヤフラム３３がインク流出路２７側に弾性変位すると共に、このダイヤフラム３３が弁２９をコイルバネ３０の弾性力に抗してインク流出路２７の流路２７ａが開放される方向に押圧する。これにより、弁２９がインク流出路２７の流路２７ａを開放する。そして、上述したインク流出路２７内の圧力低下によるインク室２５からインク流出路２７へとインクｉを引き込む吸引力の発生によって、インク流入路２６からインク室２５へとインクｉが流入されると共に、インク室２５からインク流出路２７へとインクｉが流出される。これにより、インクタンク４のインク収容部６からヘッド部２２へとインクｉを供給することができる。
【００８２】
一方、インクタンク４のインク収容部６からヘッド部２２へとインクｉが供給されて、インク流出路２７内の圧力が定常状態に戻ると、このインク流出路２７内の圧力と外部連通部２８側の大気圧との圧力差がなくなることで、インク流出路２７側に弾性変位していたダイヤフラム３３が復元力により変形前の状態に戻ると共に、弁２９がコイルバネ３０に付勢されながら再びインク流出路２７の流路２７ａを閉塞する。これにより、インクタンク４のインク収容部６からヘッド部２２へのインクｉの供給が停止される。
【００８３】
以上のようにして、このインク供給部２１では、後述するヘッド部２２のノズル４０ａからインクｉを吐出する度に、上述したインクｉの供給動作を繰り返す。
【００８４】
一方、インクタンク４では、上述したインク供給部２１によるインクｉの供給動作に連動して、インク収容部６内のインクｉがインク供給部２１側に供給されると、インク収容部６内のインクｉが減少すると共に、この減少したインクｉに相当する空気が外部連通孔８から空気導入管９を通してインク収容部６内に導入される。これにより、インク収容部６内の圧力を平衡状態に保ちながら、インク供給部２１側にインクｉを適切に供給することが可能となっている。
【００８５】
なお、上述した各色に対応した連結部２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの下方には、それぞれ上記インク供給部２１が設けられている。
【００８６】
ところで、このカートリッジ本体５は、インクタンク４に収容されたインクｉの残量を検出するための液体残量検出部であるインク残量検出部３６を有している。
【００８７】
このインク残量検出部３６は、図１４に示すように、インクタンク４内のインクｉの残量を段階的に検出するために、インクタンク４の厚み方向に対応して３つ並んで設けられた上下一対の検出端子３７ａ，３７ｂと、上部側の検出端子３７ａの上端と下部側の接続端子３７ｂの下端とを電気的に接続する導体板３７ｃとを有し、この導体板３７ｃが図示しない制御回路と電気的に接続された構造を有している。そして、タンク装着部１４の上記被係合部１５が形成された側の側面部には、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応したインク残量検出部３６ｙ，３６ｍ，３６ｃ，３６ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００８８】
これに対して、インクタンク４の一端側の側面部には、図３及び図１５に示すように、上述したインク残量検出部３６の接続端子３７ａ，３７ｂと接触可能な複数の電極端子３８が厚み方向に３つ並んで設けられている。これら複数の電極端子３８は、インクタンク４の内部から外部へと引き出され、上下方向に延びた形状を有している。
【００８９】
そして、このインク残量検出部３６では、タンク装着部１４にインクタンク４が装着されると、タンク装着部１４側の接続端子３７ａ，３７ｂとインクタンク４側の電極端子３８とが接触して電気的に接続された状態となる。
【００９０】
ここで、インクｉは、導電性を有しており、インクタンク４に収容されたインクｉの残量に応じて、上下一対の検出端子３７ａ，３７ｂ間における電気抵抗値が変化する。すなわち、インクタンク４内にインクｉがあれば、電極端子３８間で電流が流れることから、電気抵抗値が小さくなり、インクタンク４内にインクｉが無ければ、電極端子３８間で絶縁されることから、電気抵抗値が大きくなる。
【００９１】
したがって、このインク残量検出部３６では、図示しない制御回路によって、上下一対の検出端子３７ａ，３７ｂ間における電気抵抗値の変化を検出することで、インクタンク４内におけるインクｉの残量を検出することが可能となっている。
【００９２】
さらに、このカートリッジ本体５は、図６，図７及び図１１に示すように、インク供給部２１内におけるインクｉの有無を検出するための液体検出部であるインク検出部３９を有している。このインク検出部３９は、図示しない制御回路と電気的に接続された一対の導線３９ａ，３９ｂを有し、それぞれ一端がインク溜め部２４内に臨むと共に、他端が後述するヘッド部２２のインク流路４２内に臨んで取り付けられた構造を有している。
【００９３】
そして、このインク検出部３９では、上述したインク残量検出部３６と同様に、図示しない制御回路によって、一対の導線３９ａ，３９ｂ間における電気抵抗値の変化を検出することで、インク供給部２１内におけるインクｉの残量を検出することが可能となっている。また、上述したインク残量検出部３６と組み合わせることで、より詳細なインクｉの残量を検出することが可能となっている。
【００９４】
ヘッド部２２は、図１１に示すように、インクｉを吐出させるノズル４０ａが形成されたノズル面４０と、このノズル面４０よりも上方に位置して、上述したインク供給部２１からインクｉが供給されるインク供給口４１と、このインク供給口４１から供給されたインクｉを各ノズルへと導くインク流路４２とを有している。
【００９５】
ノズル面４０には、記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略直線状に複数のノズル４０ａが並んで設けられている。
【００９６】
インク供給口４１は、インク流路４２の上面中央部に設けられ、上述したインク供給部２１のインク流出路２７と連通されている。
【００９７】
インク流路４２は、各ノズル４０ａにインクｉが供給されるように記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略直線状に設けられている。
【００９８】
また、このヘッド部２２には、所定数のノズル４０ａを組とするヘッドチップ４３が千鳥状に配置されている。すなわち、このヘッドチップ４３は、インク流路４２を挟んで記録紙Ｐの幅方向に互い違いに並ぶように配置されている。
【００９９】
ヘッドチップ４３は、図１６に示すように、ベースとなる回路基板４４と、複数のノズル４０ａが形成されたノズルシート４５と、回路基板４４とノズルシート４５との間を各ノズル４０ａ毎に区画するフィルム４６と、インク流路４２を通して供給されたインクｉを加圧するインク加圧室４７と、インク加圧室４７に供給されたインクｉを加熱する発熱抵抗体４８とを有している。
【０１００】
回路基板４４は、シリコン等からなる半導体ウェハ上に、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やドライバートランジスタ等からなる制御回路を構成すると共に、インク加圧室４７の上面部を形成している。
【０１０１】
ノズルシート４５は、ノズル面４０に向かって縮径されたノズル４０ａが穿設されると共に、回路基板４４とフィルム４６を挟んで対向配置されることで、インク加圧室４７の下面部を形成している。
【０１０２】
フィルム４６は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路４２と連通される部分を除いて各ノズル４０ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム４６は、回路基板４４とノズルシート４５との間に介在されることによって、インク加圧室４７の側面部を形成している。
【０１０３】
インク加圧室４７は、上述した回路基板４４、ノズルシート４５及びフィルム４６により囲まれることで、各ノズル４０ａ毎にインク流路４２から供給されたインクｉを加圧する加圧空間を形成している。
【０１０４】
発熱抵抗体４８は、インク加圧室４７に臨む回路基板４４に配置されると共に、この回路基板４４の制御回路と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体４８は、制御回路により制御されながら、インク加圧室４７内のインクｉを加熱する。
【０１０５】
そして、このヘッドチップ４３では、回路基板４４の制御回路が発熱抵抗体４８を制御し、選択された発熱抵抗体４８に対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間だけパルス電流を供給する。これにより、発熱抵抗体４８が急速に加熱される。すると、図１７に示すように、発熱抵抗体４８と接するインク加圧室４７内のインクｉに気泡ｂが発生する。そして、図１８に示すように、このインク加圧室４７内において、気泡ｂが膨張しながらインクｉを加圧し、押し退けられたインクｉの液滴がノズル４０ａから吐出される。また、インクｉの液滴が吐出された後は、インク加圧室４７にインク流路４２を通してインクｉが供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
【０１０６】
なお、上述したヘッドチップ４３は、回路基板４４の一主面上にフィルム４６を全面に亘って形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフィルム４６をインク加圧室４７に対応した形状に成形した後に、この上にノズルシート４５を積層することで形成される。
【０１０７】
また、上述したヘッドチップ４３は、発熱抵抗体４８によってインクｉを加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインクｉの液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【０１０８】
また、上述した各色に対応したインク供給部２１の下方には、それぞれ上記ヘッド部２２が設けられている。そして、カートリッジ本体５の底面部には、図１９に示すように、各ヘッド部２２のノズル面４０ｙ，４０ｍ，４０ｃ，４０ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられ連続したノズル面４０を形成している。
【０１０９】
また、カートリッジ本体５の底面部には、図１及び図２に示すように、上述したノズル面４０を保護すると共に、ノズル面４０の乾燥を防ぐヘッドキャップ４９が設けられている。このヘッドキャップ４９は、略矩形状の受け皿であり、後述するプリンタ本体３のキャップ開閉機構１０８により開閉操作されると共に、閉塞時において、カートリッジ本体５と連続した底面部を形成する。また、このヘッドキャップ４９には、開閉動作に伴ってノズル面４０と接触しながら、このノズル面４０に付着した余分なインクｉを除去する清掃ローラ５０が回転可能に取り付けられている。
【０１１０】
ところで、このヘッド部２２には、図１１に示すように、上述したインク流路４２内に溜まった気体を脱気するための脱気口５１が設けられている。この脱気口５１は、インク流路４２の上面部且つインク供給口４１を挟んだインク流路４２の長手方向の両端部に設けられている。また、インク流路４２内におけるインク供給口４１と脱気口５１との間の上面部は、それぞれ脱気口５１がインク供給口４１よりも上方に位置するように傾斜面４２ａとされ、脱気口５１の周囲に上部空間部が構成されるようにする。
【０１１１】
これにより、ヘッド部２２では、インク流路４２内において気体が傾斜面４２ａに沿って脱気口５１側へと流れてインク流路４２の上部空間部に溜まるようにする。ヘッド部２２は、後述するように脱気口５１からその周囲の上部空間部に溜まった気体を排出することにより、インクｉを大量に排出することなくインク流路４２内を少なくともインクｉの吐出不良が発生しないレベルにまで脱気することができる。
【０１１２】
以上のようなヘッドカートリッジ２が装着されるプリンタ本体３は、図１及び図２０に示すように、内部への塵埃等の侵入を防ぐために、上部筐体１００ａと下部筐体１００ｂとから構成される筐体１００の内部に組み付けられた構造を有している。
【０１１３】
上部筐体１００ａには、上述したヘッドカートリッジ２が装着されるヘッド装着部１０１が設けられている。このヘッド装着部１０１は、ヘッドカートリッジ２に対応した開口部１０２と、この開口部１０２の周囲を囲むようにしてヘッドカートリッジ２の外周部を保持する保持枠１０３と、この保持枠１０３にヘッドカートリッジ２の外周部を固定するためのヘッド固定機構１０４とを有している。
【０１１４】
そして、このヘッド固定機構１０４は、ヘッドカートリッジ２の外周部のうち、前面側中央部及び背面側両端部に設けられた３つの摘み部１０５と、これら３つの摘み部１０５に対応して、ヘッド装着部１０１の保持枠１０３のうち、前面側中央部及び背面側両端部に設けられた３つの孔部１０６とを有しており、ヘッド装着部１０１の保持枠１０３にヘッドカートリッジ２の外周部を当接した状態で、各摘み部１０５の先端部を孔部１０６に挿入させ、この摘み部１０５を捻りながら、摘み部１０５の先端部に設けられたフックを孔部１０６に設けられたバネに係合させることで、ヘッドカートリッジ２をプリンタ本体３に固定する。
【０１１５】
また、ヘッドカートリッジ２をヘッド装着部１０１に装着した際には、このヘッドカートリッジ２の下方に位置するノズル面４０が、後述する下部筐体１００ｂ内の印刷位置に臨むことになる。
【０１１６】
また、ヘッドカートリッジ２には、図２に示すように、このプリンタ本体３のヘッド装着部１０１から取り外すための取手部１０７が取り付けられており、このヘッドカートリッジ２の交換時等において取り外しが容易となっている。
【０１１７】
また、上部筐体１００ａには、ヘッドカートリッジ２のヘッドキャップ４９を開閉するキャップ開閉機構１０８が設けられている。このキャップ開閉機構１０８は、図２２に示す印刷時において、ヘッドキャップ４９を前面側へと移動させ、ヘッドカートリッジ２のノズル面４０を開放する一方、印刷が終了した後には、図２０に示すように、上述した動作と逆の動作によってヘッドキャップ４９を背面側へと移動させ、ヘッドカートリッジ２のノズル面４０を閉塞する。
【０１１８】
また、上部筐体１００ａには、図１に示すように、ヘッド装着部１０１の開口部１０２を閉塞する蓋体１００ｃが開閉可能に取り付けられている。この蓋体１００ｃは、ヘッド装着部１０１にヘッドカートリッジ２が装着された状態で、このヘッド装着部１０１の開口部１０２を閉塞することが可能であり、ヘッド装着部１０１の開口部１０２を閉塞した際には、上部筐体１００ａと連続した上面部を形成する。また、上部筐体１００ａの上面部には、後述する記録紙Ｐの給排紙が行われる前面側に位置して、各種操作を行うための操作ボタン１０９ａ，１０９ｂや、印刷状態等を表示するための表示パネル１１０等が設けられている。
【０１１９】
また、筐体１００の前面側は、図２１に示すように、下部筐体１００ｂ内の図示しないフレームに上部筐体１００ａの両側面部が軸支されることによって、上部筐体１００ａが下部筐体１００ｂに対して開閉可能となっている。
【０１２０】
また、筐体１００の前面には、図１及び図２０に示すように、記録紙Ｐの給排紙が行われる給排紙口１１１が設けられている。そして、この給排紙口１１１に記録紙Ｐを収納する収納トレイ１１２が装着されることによって給紙が可能となり、記録紙Ｐは、この給排紙口１１１を通して収納トレイ１１２の開口端のうち前面側を閉塞する蓋トレイ１１３上に排紙されることになる。
【０１２１】
一方、下部筐体１００ｂの内部には、図２０及び図２２に示すように、収納トレイ１１２から記録紙Ｐを給紙する給紙部１１４と、この給紙部１１４により給紙された記録紙Ｐを印刷位置へと搬送する搬送部１１５と、この搬送部１１５により搬送された記録紙Ｐを排紙する排紙部１１６とが設けられており、これらは、下部筐体１００ｂ内の図示しないフレームに組み付けられている。
【０１２２】
給紙部１１４は、収納トレイ１１２から搬送部１１５へと記録紙Ｐを給紙するための給紙手段として、収納トレイ１１２内の記録紙Ｐを搬送部１１５へと送り出す給紙ローラ１１７と、この給紙ローラ１１７より送り出された記録紙Ｐを１枚毎に搬送部１１５へと送り出すための一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂとを有し、これらは、下部筐体１００ｂ内に設けられた駆動機構（図示せず。）によって互いに連動しながら、図２２中矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３方向に回転駆動される。
【０１２３】
給紙ローラ１１７は、収納トレイ１１２の背面側の開口端から臨む記録紙Ｐの上方に配置されており、その外周面が、収納トレイ１１２内に設けられた紙押上げ機構（図示せず。）により押し上げられた記録紙Ｐと接触可能となっている。
【０１２４】
一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂは、給紙ローラ１１７の背面側近傍に位置して、この給紙ローラ１１７により送り出された記録紙Ｐを間に挟み込みながら、互いに同一方向に回転駆動される。これにより、給紙ローラ１１７が記録紙Ｐを誤って２枚同時に給紙した場合でも、一方の分離ローラ１１８ａが、その外周面に接する１枚の記録紙Ｐを背面側へと送り出し、他方の分離ローラ１１８ｂが、その外周面に接するもう１枚の記録紙Ｐを前面側の収納トレイ１１２へと送り返すことによって、１枚のみ反転ローラ１１９側に送り出すことができる。
【０１２５】
搬送部１１５は、給紙部１１４から排紙部１１６へと記録紙Ｐを搬送するための搬送手段として、記録紙Ｐの送り方向を反転させる反転ローラ１１９と、この反転ローラ１１９により反転された記録紙Ｐを印刷位置へと搬送させる搬送ベルト１２０とを有している。
【０１２６】
反転ローラ１１９は、筐体１００内の背面側に配置されており、下部筐体１００ｂ内に設けられた駆動機構（図示せず。）によって、図２２中矢印Ｂ方向に回転駆動される。また、この反転ローラ１１９の背面側には、この反転ローラ１１９の外周面に沿って反転される記録紙Ｐを押さえる複数の押えローラ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃと、反転ローラ１１９の外周面と対向して記録紙Ｐの移動を規制する湾曲状の規制板１２２とが設けられている。
【０１２７】
また、この反転ローラ１１９と一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂとの間には、記録紙Ｐを案内する案内板１２３が下部筐体１００ｂ側に位置して設けられている。さらに、この反転ローラ１１９と及び搬送ベルト１２０との間には、記録紙Ｐを案内する案内板１２４と、この案内板１２４と対向して記録紙Ｐの移動を規制する平面状の規制板１２５とが上部筐体１００ａ側に位置して設けられている。
【０１２８】
搬送ベルト１２０は、駆動プーリ１２６ａと被動プーリ１２６ｂとの間に巻き掛けられた無端駆動ベルトからなり、下部筐体１００ｂ内に設けられた駆動機構（図示せず。）によって駆動プーリ１２６ａが回転駆動されることで、図２２中矢印Ｃ方向に回転駆動される。これにより、記録紙Ｐを前面側へと搬送させることができる。また、この搬送ベルト１２０は、下部筐体１００ｂ内に設けられた昇降機構（図示せず。）によって、図２２に示す印刷時に搬送動作を行う搬送位置と、図２０に示す非駆動時に待避される待避位置との間で昇降可能となっている。これにより、搬送ベルト１２０は、上述したヘッド装着部１０１にヘッドカートリッジ２が装着された際に、キャップ開閉機構１０８によって移動されるヘッドキャップ４９との衝突を防ぐことが可能となっている。
【０１２９】
また、この搬送ベルト１２０には、印刷位置に搬送された記録紙Ｐをヘッドカートリッジ２のノズル面４０に対向させるプラテン板１２７が設けられている。また、搬送ベルト１２０は、このプラテン板１２７の前後が一対のピンチローラ１２８ａ，１２８ｂによってプラテン板１２７の厚みに対応した分だけ押し下げられている。また、プラテン板１２７は、図２２に示す印刷位置において、上述したヘッドカートリッジ２のノズル面４０と互いに平行且つ所定の距離を以て対向配置される。
【０１３０】
排紙部１１６は、搬送部１１５により搬送された記録紙Ｐを排紙するための排紙手段として、搬送ベルト１２０を介して被動プーリ１２６ｂと対向配置された拍車１２９を有し、この拍車１２９と搬送ベルト１２０との間から記録紙Ｐを給排紙口１１１側へと送り出す。
【０１３１】
以上のように構成されるプリンタ装置１では、印刷動作が開始されると、先ず、キャップ開閉機構１０８によってヘッドキャップ４９が前面側へと移動し、ヘッドカートリッジ２のノズル面４０が開放されると共に、昇降機構によって搬送ベルト１２０が待避位置から搬送位置と上昇される。
【０１３２】
次に、収納トレイ１１２に収納された記録紙Ｐが紙押上げ機構によって押し上げられると、図２２中矢印Ａ１方向に回転する給紙ローラ１１７の外周面に押し当てられた記録紙Ｐが給紙される。そして、給紙された記録紙Ｐは、図２２中矢印Ａ２，Ａ３方向に回転する一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂの間を通過しながら、図２２中矢印Ｘ１に示す背面側へと送り出される。
【０１３３】
次に、背面側に送り出された記録紙Ｐは、案内板１２３上を移動しながら、反転ローラ１１９の外周面に沿って反転され、今度は図２２中矢印Ｘ２に示す前面側へと送り出される。そして、前面側に送り出された記録紙Ｐは、案内板１２４と規制板１２５との間を通過しながら、図２２中矢印Ｃ方向に回転する搬送ベルト１２０によって印刷位置へと搬送される。
【０１３４】
次に、印刷位置では、プラテン板１２７がヘッドカートリッジ２のノズル面４０と平行且つ所定の距離を以て対向配置されており、このプラテン板１２７によって押し上げられた記録紙Ｐがヘッドカートリッジ２のノズル面４０と相対向することになる。そして、ヘッドカートリッジ２は、この印刷位置に搬送された記録紙Ｐに対してインクｉを吐出し、着弾させてドットからなる画像や文字等を記録する。
【０１３５】
次に、印刷が終了した記録紙Ｐは、搬送ベルト１２０の駆動によって、この搬送ベルト１２０と拍車１２９との間から、図中矢印Ｘ３に示す前面側へと送り出され、給排紙口１１１から蓋トレイ１１３上に排紙される。
【０１３６】
最後に、印刷動作が終了すると、昇降機構によって搬送ベルト１２０が搬送位置から待避位置へと下降されると共に、キャップ開閉機構１０８によってヘッドキャップ４９が背面側へと移動し、このヘッドキャップ４９がヘッドカートリッジ２のノズル面４０を閉塞する。これにより、プリンタ装置１は、再び図２０に示す印刷前の状態に戻る。
【０１３７】
上述したように、このプリンタ装置１が備えるヘッドカートリッジ２では、図１１に示すように、インク流路４２の上面部に脱気口５１が設けられ、この脱気口５１を通してインク流路４２内に溜まったエアが脱気されることから、ノズル面４０のノズル４０ａからエアを含んだインクｉを吐出させることなく、このインク流路４２内に溜まったエアを適切に取り除くことが可能である。
【０１３８】
したがって、このプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２の脱気を行うための機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐと共に、インクｉの無駄な消費を抑制しつつ、上述したヘッド部２２のインク流路４２内に溜まったエアを適切に脱気することが可能である。また、このプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２によるインクｉの吐出信頼性を向上させることで、記録紙Ｐに対する適切な印刷動作を行うことが可能である。
【０１３９】
ところで、上述したヘッド部２２では、図１１に示すように、インク流路４２の中央部に上記インク供給口４１が配置され、インク流路４２の長手方向の両端部に上記脱気口５１が配置された構成となっている。しかしながら、本発明は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図２３Ａに示すように、インク流路４２の長手方向の一端部にインク供給口４１が配置され、インク流路４２の長手方向の他端部に脱気口５１が配置された構成であってもよい。また、例えば図２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに示すように、これらインク供給口４１や脱気口５１がインク流路４２の上面部に複数配置された構成であってもよく、その配置や数は任意である。
【０１４０】
しかしながら、上述したライン状のヘッド部２２の場合、インク流路４２が記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略直線状に設けられていることから、このインク流路４２の長手方向の両端部にエアが溜まり易くなっている。したがって、このヘッド部２２のように、インク流路４２の中央部にインク供給口４１を配置し、インク流路４２の長手方向の両端部に脱気口５１を配置することによって、このインク流路４２内に溜まったエアを中央部のインク供給口４１から両端部の脱気口５１へと効率よく導くことができる。
【０１４１】
また、上述した図２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに示す構成は、何れの場合もインク流路４２内におけるインク供給口４１と脱気口５１との間の上面部が、脱気口５１がインク供給口４１よりも上方に位置する傾斜面４２ａとすることが好ましい。これにより、インク流路４２内に溜まったエアがインク供給口４１に向かうのを防ぎつつ、このインク流路４２内に溜まったエアを脱気口５１へと適切に導くことができる。
【０１４２】
さらに、上述したプリンタ装置１では、インク流路４２に振動を発生させることによって、このインク流路４２内に溜まったエアを脱気口５１へと導くようにしてもよい。
【０１４３】
具体的に、インク流路４２の上面部には、図２４に示すように、このインク流路４２に振動を発生させる振動発生手段として、例えば圧電素子等の電気機械変換素子５２が設けられている。そして、この電気機械変換素子５２がインク流路４２に振動を発生させることで、インク流路４２内に溜まったエアをさらに効率良く脱気口５１側へと導くことができる。
【０１４４】
また、このプリンタ装置１では、図２０及び図２２に示すように、上述したキャップ開閉機構１０８によってヘッドキャップ４９を開閉動作させる際に発生する振動によっても、インク流路４２に振動を発生させることができる。これにより、インク流路４２内に溜まったエアをさらに効率良く脱気口５１側へと導くことができる。
【０１４５】
なお、上記脱気口５１を通して脱気されたエアは、この脱気口５１と連通された排気管を通って、例えばカートリッジ本体５の上面部に設けられた排気口から排気されることになる。
【０１４６】
また、本発明は、インク流路４２内に溜まったエアをポンプ等の吸引手段によってインクｉと共に上記脱気口５１から強制的に吸引し除去する構成としてもよい。そして、このエアを含んだインクｉは、廃液としてカートリッジ本体５に備え付けられた排インクタンクに収容される、或いは下部筐体１００ｂの底面部に設けられたスポンジ等のインク吸収体上に廃棄される構成としてもよい。
【０１４７】
次に、上記ヘッドカートリッジ２の変形例として、図２５に示す本発明を適用した別のヘッドカートリッジ１５０について説明する。
【０１４８】
このヘッドカートリッジ１５０は、図２５，図２６及び図２７に示すように、上記カートリッジ本体５に、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１からエアを含んだインクｉを吸引する液体吸引部であるインク吸引部１５１と、このインク吸引部１５１により吸引されたインクｉを収容する廃液収容部である排インクタンク１５２とが設けられた以外は、上記ヘッドカートリッジ２と略々同様な構成を有している。したがって、以下の説明では、上記ヘッドカートリッジ２と同等な部位については説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【０１４９】
このヘッドカートリッジ１５０において、インク吸引部１５１は、カートリッジ本体５の上面部に、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１からエアを含んだインクｉを吸引する吸引手段であるポンプ１５３を有している。
【０１５０】
このポンプ１５３は、図２８に示すように、インクｉを吸入する吸入口１５４と、この吸入口１５４から吸入されたインクｉを排出する排出口１５５とを有し、その上面部を押圧することで、インクｉを排出口１５５側へと送り出し、その上面部が復元力により元に戻ろうとすることで、吸入口１５４側にインクｉを吸引する吸引力を発生させる。
【０１５１】
そして、カートリッジ本体５の上面部には、図２５，図２６及び図２７に示すように、各色に対応したポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋが、それぞれカートリッジ本体５の長手方向の両側に配置されている。また、各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋは、カートリッジ本体５の長手方向に並ぶように配置されている。
【０１５２】
また、カートリッジ本体５の上面部には、この上面部を被覆するカバー部材１５６が設けられている。このカバー部材１５６は、カートリッジ本体５の上面部から突出するポンプ１５３と略同等の高さを有しており、その上面部には、カートリッジ本体５の長手方向に並ぶポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋが外部に臨む開口部１５６ａが形成されている。
【０１５３】
また、ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部は、互いに平行に並ぶ一対の連結アーム１５７によって連結されている。この一対の連結アーム１５７は、一端側がカバー部材１５６の開口部１５６ａから臨む側壁１５６ｂに片持ち支持されることによって、他端側が各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部を押圧する方向に弾性変位可能とされている。したがって、この連結アーム１５７の他端側を押圧することで、連結アーム１５７により連結された各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部を同時に押圧することが可能である。また、このような押圧方法に限らず、各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部を個別に押圧することも可能である。これにより、インク流路４２内にエアが溜り、インクｉの吐出不良が生じたヘッド部２２を選んで後述するエア抜き動作を行うことができる。
【０１５４】
また、インク吸引部１５１は、図２６及び図２９に示すように、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋと各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの吸入口１５４ｙ，１５４ｍ，１５４ｃ，１５４ｋとの間を連通させる吸引管１５８と、各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの排出口１５５ｙ，１５５ｍ，１５５ｃ，１５５ｋと排インクタンク１５２との間を連通させる送出管１５９とを有している。
【０１５５】
吸引管１５８は、可撓性を有するチューブからなり、下方に位置するヘッド部２２の脱気口５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋと、それよりも上方に位置するポンプの吸入口１５４ｙ，１５４ｍ，１５４ｃ，１５４ｋとの間で、互いに並行しながら引き回されている。すなわち、この吸引管１５８は、その一端側にヘッド部２２の脱気口５１を形成するノズルの先端が差し込まれ、その他端側にポンプ１５３の吸入口１５４を形成するノズルの先端が差し込まれることによって、下方に位置するヘッド部２２の脱気口５１と、それよりも上方に位置するポンプ１５３の吸入口１５４との間を連通している。
【０１５６】
送出管１５９は、可撓性を有するチューブからなり、上方に位置するポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの排出口１５５ｙ，１５５ｍ，１５５ｃ，１５５ｋと、それよりも下方に位置する排インクタンク１５２との間で、互いに並行しながら引き回されている。すなわち、この送出管１５９は、その一端側にポンプ１５３の排出口１５５を形成するノズルの先端が差し込まれ、その他端側が排インクタンク１５２の内部に臨むことによって、上方に位置するポンプ１５３の各排出口１５５と、それよりも下方に位置する排インクタンク１５２との間を連通している。
【０１５７】
なお、送出管１５９の他端側は、例えば集合管によって１本又は複数本の送出管にまとめられた後、排インクタンク１５２の内部に臨む構成となっている。また、送出管１５９の他端側は、このような構成に限定されず、それぞれが別個に排インクタンク１５２の内部に臨む構成であってもよい。
【０１５８】
排インクタンク１５２は、図２６に示すように、例えば合成樹脂材料等を射出成形することで、全体略直方体状に形成された容器であり、その上面部には、送出管１５９の他端側が差し込まれる差込み口１６０と、通気を行う通気口１６１とが設けられている。そして、この排インクタンク１５２は、カートリッジ本体５の側面部に設けられた排タンク装着部１６２に装着されている。
【０１５９】
以上のように構成されるヘッドカートリッジ１５０では、エア抜き動作としてポンプ１５３の上面部を押圧する操作とポンプ１５３の上面部が復元力により元に戻ろうとする操作とを繰り返す。すると、ポンプ１５３の吸入口１５４側に発生した吸引力によって、ヘッド部２２のインク流路４２内に溜まったエアがインクｉと共に、脱気口５１から吸引管１５８を通ってポンプ１５３の吸入口１５４へと吸引される。そして、このエアを含んだインクｉは、ポンプ１５３の吸入口１５４から吸入され、ポンプ１５３の排出口１５５から排出されることで、この排出口１５５から送出管１５９を通って排インクタンク１５２へと送り出される。そして、このエアを含んだインクｉは、廃液として排インクタンク１５２内に収容される。
【０１６０】
なお、ポンプ１５３による吸引力は、ヘッド部２２の脱気口５１からエアを含んだインクｉを吸引することによって、少なくともインク供給口４１からインク流路４２内にインクｉが流入し、且つ、ノズル４０ａからエアを吸引しない程度の圧力とすることが好ましく、ここでは、例えば２００〜６００ｍｍＨ２Ｏ程度の吸引力が発生するように設定されている。
【０１６１】
以上のように、このヘッドカートリッジ１５０では、インク吸引部１５１のポンプ１５３によってインク流路４２内に溜まったエアをインクｉと共に脱気口５１から吸引することから、ノズル面４０のノズル４０ａからエアを含んだインクｉを吐出させることなく、このインク流路４２内に溜まったエアを適切且つ確実に取り除くことが可能である。
【０１６２】
したがって、このヘッドカートリッジ１５０では、インクｉの無駄な消費を抑制しつつ、上述したヘッド部２２のインク流路４２内から溜まったエアを適切に脱気することが可能である。また、プリンタ装置１では、適切な脱気によりこのヘッドカートリッジ１５０におけるインクｉの吐出信頼性を向上させることで、記録紙Ｐに対する適切な印刷動作を行うことが可能である。
【０１６３】
また、このヘッドカートリッジ１５０では、各色に対応したエアを含んだインクｉが、廃液として１つの排インクタンク１５２内にまとめて収容されることから、簡便な構成によってインクｉの廃液処理が可能となる。また、プリンタ装置１では、このヘッドカートリッジ２側に排インクタンク１５２が装着される排タンク装着部１６２が設けられることによって、プリンタ本体３の大型化を防ぐと共に、インクｉの廃液処理を簡便な構成により行うことによって、更なる低コスト化が可能である。
【０１６４】
なお、上述したヘッドカートリッジ１５０では、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋからエアを含んだインクｉを吸引するポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋが設けられた構成となっている。しかしながら、本発明は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、各色に対応した吸引管１５８の他端側を集合管によって１本又は複数本の吸引管１５８にまとめた後に、１つ又は複数のポンプ１５３によってエアを含んだインクｉをまとめて吸引する構成としてもよい。
【０１６５】
また、上述したヘッドカートリッジ１５０では、上記吸引管１５８の中途部に、エアを含んだインクｉがインク流路４２側に逆流することを防ぐための逆止弁が設けられた構成としてもよい。
【０１６６】
また、上述したヘッドカートリッジ１５０では、ポンプ１５３によってエアを含んだインクｉを強制的に吸引し除去することから、上記ヘッドカートリッジ２のように、必ずしもインク流路４２内におけるインク供給口４１と脱気口５１との間の上面部が、脱気口５１がインク供給口４１よりも上方に位置するような傾斜面４２ａとする必要はない。
【０１６７】
また、上述したヘッドカートリッジ１５０では、１つの排インクタンク１５２が設けられた構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、各色に対応した排インクタンクが設けられた構成であってもよい。
【０１６８】
また、上述した排インクタンク１５２では、図３０に示すように、内部にスポンジ等の液体吸収体であるインク吸収体１６３が設けられた構成であってもよい。
【０１６９】
この場合、排インクタンク１５２に収容された廃液は、廃棄されることなく、この排インクタンク１５２の上面部に設けられた開口部１６４から自然乾燥によって水分が蒸発されることになる。また、この場合には、ヘッドカートリッジ１５０の交換時等において、振動や排インクタンク１５２の傾き等によって、内部に収容された廃液が周囲に漏れ出るのを防ぐことが可能である。
【０１７０】
また、図３１に示すように、上述した排インクタンク１５２の代わりに、袋１６５を排タンク装着部１６２に装着し、この袋１６５内にエアを含んだインクｉが廃液として収容される構成としてもよい。
【０１７１】
この袋１６５は、排タンク装着部１６２に対して着脱可能であり、その上面部に送出管１５９の他端側が差し込まれる差込み口１６６と、通気を行う通気口１６７とを有している。
【０１７２】
この場合、袋１６５内に廃液がある程度溜まったから、袋１６５を廃棄し、新しい袋１６５に交換することが可能なことから、排タンク装着部１６２を小さくし、上述したヘッドカートリッジ１５０を小型化することが可能である。
【０１７３】
また、上述した排インクタンク１５２は、例えば図３２，図３３及び図３４に示すように、排タンク装着部１６２に対して着脱可能とされた構成であってもよい。
【０１７４】
図３２に示す場合には、排インクタンク１５２側に被係止部である段付部１６８を設け、排タンク装着部１６２側に係止部である係止爪１６９と、排インクタンク１５２の移動を規制する規制突部である立上り壁１７０とを設けた構成とする。この場合、排インクタンク１５２が立上り壁１７０により移動が規制された状態で、係止爪１６９が段付部１６８に係止されることによって、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に適切に固定することが可能である。
【０１７５】
図３３に示す場合には、排インクタンク１５２側に係止部である一対の係止爪１７１を設け、排タンク装着部１６２側に被係止部である一対の貫通孔１７２を設けた構成とする。この場合も、一対の係止爪１７１が一対の貫通孔１７２に係止されることによって、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に適切に固定することが可能である。
【０１７６】
図３４に示す場合には、排インクタンク１５２の一端側に設けられた位置決め突部１７３を排タンク装着部１６２側に設けられた位置決め凹部１７４に係合させた状態で、排インクタンク１５２の他端側に設けられた固定部１７５をネジ１７６によって排タンク装着部１６２に固定する。この場合も、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に適切に固定することが可能である。
【０１７７】
上述した図３２，図３３及び図３４に示す場合には、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に対して着脱可能とすることによって、この排インクタンク１５２自体を交換する或いは内部に収容された廃液のみを廃棄することが可能である。したがって、容量の大きい排インクタンク１５２を用いる必要がなくなり、この排インクタンク１５２が装着される排タンク装着部１６２も小型化することが可能なことから、上述したヘッドカートリッジ１５０を小型化することが可能である。
【０１７８】
なお、上述したプリンタ装置１では、プリンタ本体３に対してヘッドカートリッジ２，１５０が着脱可能とされると共に、カートリッジ本体５に対してインクタンク４が着脱可能とされることによって、これらヘッドカートリッジ２，１５０及びインクタンク４が消耗品として取り扱われており、容易に交換が可能となっている。しかしながら、本発明は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、ヘッドカートリッジ２がプリンタ本体３に一体に設けられた構成であってもよく、インクタンク４がカートリッジ本体５に一体に設けられた構成であってもよい。
【０１７９】
また、以上は、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡ等を吐出する液体吐出装置、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等にも適用可能である。
【０１８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ヘッド部の脱気口を通して流路内に溜まった気体が脱気されることから、ノズル面のノズルから気体を含んだ液体を吐出させることなく、流路内に溜まった気体を適切に除去することが可能である。したがって、脱気を行うための機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐと共に、液体の無駄な消費を抑制しつつ、ヘッド部の流路内に溜まった気体を適切に脱気することが可能であり、液体の吐出信頼性を大幅に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】ヘッドカートリッジの構成を示す斜視図である。
【図３】インクタンクの構成を示す断面図である。
【図４】インクタンクのインク送出口が閉塞された状態を示す模式図である。
【図５】インクタンクのインク送出口が開放された状態を示す模式図である。
【図６】ヘッドカートリッジを上面から見た平面図である。
【図７】ヘッドカートリッジの構成を示す断面図である。
【図８】ヘッドカートリッジのラッチレバーを示す要部正面図である。
【図９】ヘッドカートリッジにインクタンクを装着する動作を説明するための断面図である。
【図１０】ヘッドカートリッジにインクタンクが装着された状態を示す断面図である。
【図１１】インクタンクが装着されたヘッドカートリッジの構成を示す断面図である。
【図１２】ヘッドカートリッジのインク供給部が閉塞された状態を示す断面図である。
【図１３】ヘッドカートリッジのインク供給部が開放された状態を示す断面図である。
【図１４】ヘッドカートリッジのヘッド装着部の構成を示す側面図である。
【図１５】インクタンクの構成を示す側面図である。
【図１６】ヘッドカートリッジのヘッド部の構成を示す断面図である。
【図１７】インクの吐出動作を説明するための図であり、インク加圧に気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図１８】インクの吐出動作を説明するための図であり、気泡によりノズルからインクの液滴が吐出された状態を示す断面図である。
【図１９】ヘッドカートリッジを下面から見た平面図である。
【図２０】プリンタ装置の構成を示す透視側面図である。
【図２１】プリンタ装置の上部筐体が下部筐体に対して開放された状態を示す透視側面図である。
【図２２】プリンタ装置の印刷動作を説明するための透視側面図である。
【図２３】ヘッド部の別の構成例を示す模式図である。
【図２４】ヘッド部のインク流路に電気機械変換素子が設けられた構成を示す断面図である。
【図２５】別のヘッドカートリッジを前面側から見た斜視図である。
【図２６】別のヘッドカートリッジを背面側から見た斜視図である。
【図２７】別のヘッドカートリッジの構成を示す正面図である。
【図２８】ポンプの構成を示す断面図である。
【図２９】インク吸引部の構成を示す斜視図である。
【図３０】排インクタンク内にインク吸収体が設けられた構成を示す断面図である。
【図３１】排タンク装着部に袋が装着された構成を示す断面図である。
【図３２】排インクタンクが排タンク装着部に対して着脱可能とされた構成を示す断面図である。
【図３３】排インクタンクが排タンク装着部に対して着脱可能とされた別の構成を示す断面図である。
【図３４】排インクタンクが排タンク装着部に対して着脱可能とされた別の構成を示す断面図である。
【図３５】従来のプリントヘッドを説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ プリンタ装置（液体吐出装置）、２ ヘッドカートリッジ（液体吐出ヘッド）、３ プリンタ本体、４ インクタンク、５ カートリッジ本体、６ インク収容部、７ インク送出部、８ 外部連通孔、９ 空気導入管、１１ インク貯留部、１４ タンク装着部、２０ 連結部、２１ インク供給部、２２ ヘッド部、４０ ノズル面、４０ａ ノズル、４１ インク供給口、４２ インク流路、４２ａ 傾斜面、４３ ヘッドチップ、４９ ヘッドキャップ、５１ 脱気口、５２ 電気機械変換素子、１００ 筐体、１００ａ 上部筐体、１００ｂ 下部筐体、１０１ ヘッド装着部、１０８ キャップ開閉機構、１１１ 給排紙口、１１２ 収納トレイ、１１３ 蓋トレイ、１１４ 給紙部、１１５ 搬送部、１１６ 排紙部、１１７ 給紙ローラ、１１８ａ，１１８ｂ 分離ローラ、１１９ 反転ローラ、１２０ 搬送ベルト、１２７ プラテン板、１２９ 拍車、１５０ 別のヘッドカートリッジ（液体吐出ヘッド）、１５１ インク吸引部、１５２ 排インクタンク、１５３ ポンプ、１５８ 吸引管、１５９ 送出管、１６２ 排タンク装着部、１６３ インク吸収体、１６５ 袋
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド、及びこの液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を吐出する液体吐出装置としては、例えばインクジェット型のプリンタ装置がある。このインクジェット型のプリンタ装置は、インクタンクに収容されたインクをプリントヘッドのヘッドチップに供給し、このヘッドチップに設けられた微小なノズルからインクを吐出することで、印刷対象である記録紙に対して印刷を行う。このようなインクジェット型のプリンタ装置は、ランニングコストが低く、小型化やプリント画像のカラー化等が容易であるといった利点を有することから、一般に広く普及している。
【０００３】
また、最近では、ヘッドチップのノズルを記録紙の幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
一方、従来のように、プリントヘッドを記録紙の幅方向に往復動作させながら印刷を行うプリンタ装置は、一般にシリアル型と呼ばれている。このシリアル型のプリンタ装置では、プリントヘッドをインクタンクが装着された状態で移動させる必要があることから、インクタンクを大型化することが困難である。これに対して、ライン型のプリンタ装置では、プリントヘッドを移動させる必要が無いことから、インクタンクを大型化することができ、また、印刷速度を高めることが可能である。
【０００５】
ここで、図３５に示すように、ライン型のプリンタ装置が備えるプリントヘッド２００について説明する。
【０００６】
このプリントヘッド２００は、インク２０１を収容するインクタンク２０２が連結される連結部２０３と、インク２０１を吐出させるヘッドチップ２０４と、連結部２０３に連結されたインクタンク２０２からヘッドチップ２０４へとインク２０１を供給するインク供給部２０５とを備えている。
【０００７】
インクタンク２０２は、インク２０１を収容するインク収容部２０６と、インク収容部２０６内のインク２０１をヘッドチップ２０４側へと送り出すインク送出部２０７と、インク収容部２０６を外部と連通させる外部連通孔２０８と、外部連通孔２０８からインク収容部２０６内に外部の空気を導入させる空気導入管２０９とを有している。
【０００８】
インク収容部２０６は、気密性の高い材料によりインク２０１を収容するための収容空間を形成している。インク送出部２０７は、インク収容部２０６と連通されたノズルであり、このインク収容部２０６の下面中央部から下方に向かって突出して設けられている。
【０００９】
そして、このインクタンク２０２では、インク送出部２０７の先端がプリントヘッド２００の連結部２０３と連結されることによって、ヘッドチップ２０４側へのインク２０１の供給が可能となっている。また、このインクタンク２０２が連結される連結部２０３には、連結されたインク送出部２０７との間からインク２０１が漏れ出すのを防止するために、Ｏリング等のシール部材２１０が設けられている。
【００１０】
外部連通孔２０８は、インク収容部２０６の上面中央部に設けられている。空気導入管２０９は、この外部連通孔２０８からインク収容部２０６の内部へと下方に向かって延長して設けられている。これにより、インクタンク２０２では、インク収容部２０６内のインク２０１がインク送出部２０７からヘッドチップ２０４へと送り出された際に、このインク収容部２０６内のインク２０１が減少した分に相当する空気が、外部連通孔２０８から空気導入管２０９を通してインク収容部２０６内に取り込まれることになる。
【００１１】
また、この空気導入管２０９の中途部には、インク収容部２０６から逆流したインク２０１がいきなり外部連通孔２０８から外部に流出することがないように、インク２０１を一時的に貯留させるバッファ空間としてインク貯留部２１１が設けられている。
【００１２】
ヘッドチップ２０４は、インク２０１を吐出するノズル２１２が形成されたノズル面２０４ａを有し、このノズル面２０４ａには、複数のノズル２１２が記録紙の幅に相当する長さに亘って略直線状に並んで設けられている。また、このヘッドチップ２０４には、インクタンク２０２からインク供給部２０５を介して供給されたインク２０１を各ノズル２０４ａへと導くインク流路２１３が設けられている。
【００１３】
また、ヘッドチップ２０４には、各ノズル２１２に対応して、インク流路２１３を通して供給されたインク２０１を加圧するインク加圧室及びインク加圧室に供給されたインク２０１を加熱する発熱抵抗体（共に図示せず。）が設けられている。そして、このヘッドチップ２０４では、インク加圧室に供給されたインク２０１を発熱抵抗体が加熱することで、インク２０１に気泡が発生し、この気泡によってインク加圧室内でインク２０１が加圧され、押し退けられたインク２０１の液滴２０１ａがノズル２１２から吐出されることになる。
【００１４】
インク供給部２０５は、インクが充填されるインク室２１４と、インクタンク２０２からインク室２１４へとインク２０１が流入されるインク流入路２１５と、インク室２１４からヘッドチップ２０４へとインク２０１が流出されるインク流出路２１６と、インク室２１４内のインク流入路２１５側を開閉する弁２１７と、弁２１７をインク流入路２１５が閉塞される方向に付勢するコイルバネ２１８とを有している。
【００１５】
そして、このインク供給部２０５では、コイルバネ２１８の付勢力により弁２１７がインク流路２１３を閉塞した状態から、ヘッドチップ２０４のノズル２１２からインク２０１が吐出されると、ヘッドチップ２０４側に負圧が発生する。このとき、インク流入路２１５からインク室２１４へとインク２０１を引き込もうとする吸引力が発生し、弁２１７がコイルバネ２１８の付勢力に抗してインク流入路２１５を開放する。これにより、インクタンク２０２からヘッドチップ２０４へとインク２０１が供給される。
【００１６】
一方、このインク供給部２０５では、ヘッドチップ２０４のインク加圧室にインク２０１が供給されると、インク流入路２１５からインク室２１４へとインク２０１を引き込もうとする吸引力が消滅する。これにより、弁２１７がコイルバネ２１８に付勢されてインク流入路２１５を再び閉塞し、インクタンク２０２からヘッドチップ２０４へのインク２０１の供給が停止される。
【００１７】
また、上述したインクタンク２０２では、インク送出部２０７から連結部２０３を介してインク供給部２０５にインク２０１が送り出されると、インク収容部２０６内のインク２０１が減少すると共に、この減少したインク２０１に相当する空気が外部連通孔２０８から空気導入管２０９を通してインク収容部２０６内に導入される。これにより、インク収容部２０６内の圧力を平衡状態に保ちながら、インク２０１をヘッドチップ２０４側に適切に供給することができる。
【００１８】
以上のように構成されるプリントヘッド２００では、ヘッドチップ２０４のノズル２１２からインク２０１の液滴２０１ａを吐出することで、記録紙にドットからなる絵や文字等を記録する。
【００１９】
【特許文献１】
特開２００２−３６５２２号公報（第３−４頁、第１図）
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したプリントヘッド２００を備えるプリンタ装置では、インクタンク２０２がプリントヘッド２００に対して着脱可能に設けられており、インクタンク２０２内にインク２０１が無くなった場合に、インクタンク２０２を連結部２０３から取り外し、新しいインクタンク２０２に交換するようにしている。
【００２１】
しかしながら、上述したプリントヘッド２００では、インクタンク２０２を取り外す際に、連結部２０３からエアが巻き込まれて、インク供給部２０５からヘッドチップ２０４のインク流路２１３内にエアが混入することがある。また、このプリントヘッド２００を長期に亘って使用しなかった場合には、インク２０１内に溶け込んでいたエアがインク流路２１３内で気体となって現れることもある。さらに、ヘッドチップ２０４のノズル２１２からインク２０１が蒸発し、インク２０１が供給されなくなると、このノズル２１２からインク流路２１３内にエアが入り込むこともある。
【００２２】
このように、プリントヘッド２００では、インク流路２１３内に気体が溜まると、インク２０１の流れが悪くなることによって、最悪の場合、ノズル２１２からインク２０１が吐出されずに、そこの部分だけがドット抜けとなる印刷不良を引き起こしてしまう。
【００２３】
このため、プリントヘッド２００では、インク流路２１３内に溜まった気体を少なくともインク２０１の吐出不良が発生しないレベルにまで脱気する必要がある。
【００２４】
例えば、従来のシリアル型のプリントヘッドでは、上述したエア抜きを行うため、ノズル面を保護するヘッドキャップとそれに繋がるポンプによりエアを含んだインクをノズルから吸引することが行われている。また、従来のライン型のプリントヘッドでは、インク流路内のインクを加圧して循環させたり、ノズルから排出したインクを循環させること等が行われている。
【００２５】
しかしながら、上述した従来の脱気方法では、例えばヘッドキャップからインクを吸引する場合には、エアを含んだインクを大量に廃棄しなければならず、一方、インク流路内のインクを循環させる場合には、機構自体が大掛かりとなるといった欠点がある。
【００２６】
特に、ライン型のプリントヘッドの場合には、シリアル型のプリントヘッドと構造が異なり、このシリアル型のプリントヘッドと比べてより多くのインクをノズルから排出して脱気しなければならず、このシリアル型のプリントヘッドが備えるインクの受け皿では容量的に不足するといった問題が発生してしまう。
【００２７】
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、簡便な構成によって、液体の無駄な消費を抑制しつつ、流路内に溜まった気体を適切に脱気することを可能とした液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【００２８】
また、本発明は、そのような液体吐出ヘッドを備えることによって、液体の吐出信頼性を大幅に向上させた液体吐出装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体供給体装着部と、連結部と、液体供給部と、ヘッド部と、液体吸引部とを備える。液体吐出ヘッドは、液体供給体装着部が、液体を収容した液体供給体を装着する。液体吐出ヘッドは、連結部が、液体供給体装着部に装着した液体供給体の液体送出部と連結されることにより液体送出部に設けた弁機構を開放して液体供給体から自然落下する液体の供給を受ける。液体吐出ヘッドは、液体供給部が、連結部を介して液体供給体から供給された液体を溜める液体溜め部と、この液体溜め部と連通されて液体が充填される液体室と、この液体室と連通された液体流出路と、この液体流出路からの液体の流出動作を制御する弁機構とを有する。液体吐出ヘッドは、ヘッド部が、液体供給部の液体流出路と連通されて液体が弁機構により供給量を制御されて供給される液体供給口と、液体が吐出される被液体吐出体の幅と略等しい長さを有し液体供給口を介して液体が供給される液体流路と、この液体流路の底面部を構成し対向位置に搬送された被液体吐出体に対して液体流路から導かれた液体を吐出する多数個のノズルが幅方向に並んで形成されたノズル面と、液体流路内に溜まった気体を脱気する脱気口と、各ノズルに相対する液体加圧室と液体加圧素子とを有して液体加圧素子により液体加圧室内で液体を加圧してノズルから被液体吐出体に対して液体を吐出させる多数個のヘッドチップを有する。液体吐出ヘッドは、液体吸引部が、ヘッド部の脱気口と接続されたパイプと、脱気口を介して液体流路内から溜まった気体を吸引して排出するポンプとを有する。液体吐出ヘッドは、ヘッド部が、ヘッド面と対向する液体流路の上面部に、液体供給口を液体流路の長さ方向の略中央部に配置すると共に脱気口を液体流路の長さ方向の一端側に配置して設け、この上面部に液体供給口を脱気口よりも上方に位置するように傾斜を付して形成される。
【００３０】
また、本発明に係る液体吐出装置は、装置本体と、この装置本体のヘッド装着部に対し て着脱される液体吐出ヘッドとを備える。液体吐出装置は、装置本体が、被液体吐出体を積層状態で収納する収納部と、この収納部から被液体吐出体を送り出す搬送部と、被液体吐出体に対して液体を吐出する液体吐出部と、この液体吐出部に対向して配置されたヘッド装着部と、液体吐出部において液体を吐出された被液体吐出体を送り出す排出部とを備える。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドが、液体供給体装着部と、連結部と、液体供給部と、ヘッド部と、液体吸引部とを備える。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの液体供給体装着部に、液体を収容した液体供給体を装着する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの連結部が、液体供給体装着部に装着した液体供給体の液体送出部と連結されることにより液体送出部に設けた弁機構を開放して上記液体供給体から自然落下する液体の供給を受ける。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの液体供給部が、連結部を介して液体供給体から供給された液体を溜める液体溜め部と、この液体溜め部と連通されて液体が充填される液体室と、この液体室と連通された液体流出路と、この液体流出路からの液体の流出動作を制御する弁機構とを有する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのヘッド部が、液体供給部の液体流出路と連通されて液体が弁機構により供給量を制御されて供給される液体供給口と、液体が吐出される被液体吐出体の幅と略等しい長さを有し液体供給口を介して液体が供給される液体流路と、この液体流路の底面部を構成し対向位置に搬送された被液体吐出体に対して液体流路から導かれた液体を吐出する多数個のノズルが幅方向に並んで形成されたノズル面と、液体流路内に溜まった気体を脱気する脱気口と、各ノズルに相対する液体加圧室と液体加圧素子とを有して液体加圧素子により液体加圧室内で液体を加圧してノズルから被液体吐出体に対して液体を吐出させる多数個のヘッドチップを有する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドの液体吸引部が、ヘッド部の脱気口と接続されたパイプと、脱気口を介して液体流路内から溜まった気体を吸引して排出するポンプとを有する。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのヘッド部が、ヘッド面と対向する液体流路の上面部に、液体供給口を液体流路の長さ方向の略中央部に配置すると共に脱気口を液体流路の長さ方向の一端側に配置して設け、上面部が液体供給口を脱気口よりも上方に位置するように傾斜を付して形成される。
【００３１】
以上のように、本発明によれば、ヘッド部の液体流路を構成する上面部に液体供給口と脱気口とを設けると共に、この上面部に液体供給口が脱気口よりも上方に位置させる傾斜を付したことから、液体流路内に溜まった気体が上面部の傾斜に沿って脱気口側へと流れるようにして液体流路の上方空間部から液体吸引部により脱気口を介して排出されるようにする。本発明によれば、大量の液体を排出することなく液体流路内から気体が適切に排出されるようになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置をプリントヘッド及びプリンタ装置に適用した例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３３】
図１に示すように、本発明を適用したプリンタ装置１は、被液体吐出体である記録紙Ｐに対して、液体であるインクｉを吐出しながら着弾させることにより、ドットからなる画像や文字等の印刷を行うインクジェット型のプリンタ装置である。また、このプリンタ装置１は、インクｉを吐出するインク吐出口であるノズルを記録紙Ｐの幅に対応する長さで略直線状に複数並べて配置した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。
【００３４】
このプリンタ装置１は、本発明を適用した液体吐出ヘッドであるプリントヘッドカートリッジ（以下、ヘッドカートリッジという。）２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体であるプリンタ本体３とを備えている。
【００３５】
ヘッドカートリッジ２は、図１及び図２に示すように、インクを収容するインクタンク４が装着されるカートリッジ本体５を備え、このカートリッジ本体５には、カラー印刷に対応して、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色からなるインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋが着脱可能となっている。
【００３６】
これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、例えば合成樹脂材料等を射出成形することで、全体略直方体状に形成された容器であり、その内部に各色に対応したインクを収容している。また、これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、内部の洗浄を行った際に塵埃等の微小な異物が容易に除去されるように、インクと接する内面が外面よりも表面粗さが小さくなっている。また、これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、なるべく多くのインクを収容するために、カートリッジ本体５の長手方向に対応した長尺形状とされている。そして、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、カートリッジ本体５の短手方向に並んで配置される。
【００３７】
なお、これら４つのインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、インクの消費量が最も多いブラックのインクタンク４ｋが、他のインクタンク４ｙ、４ｍ、４ｃよりも容量が大きく、他に比べて大きな厚みを有する以外は同じ構造を有している。したがって、これらインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋの構成を、以下まとめてインクタンク４として説明する。
【００３８】
このインクタンク４は、図３に示すように、インクｉを収容する液体収容部であるインク収容部６と、インク収容部６内からインクｉをカートリッジ本体５へと送り出す液体送出部であるインク送出部７と、インク収容部６を外部と連通させる外部連通孔８と、外部連通孔８からインク収容部６内に外部の空気を導入するための空気導入管９とを有している。
【００３９】
インク収容部６は、インクｉを収容する収容空間を形成しており、なるべく多くのインクｉを収容するため、略々インクタンク４の外形に対応した内形形状を有している。
【００４０】
インク送出部７は、インク収容部６と連通されたノズルであり、このインク収容部６の下面中央部から下方に向かって突出して設けられている。また、このインク送出部７は、後述するカートリッジ本体５の連結部２０と連結される部分であり、図４及び図５に模式的に示すように、インクが送出される液体送出口であるインク送出口７ａと、このインク送出口７ａを開閉する弁７ｂと、この弁７ｂをインク送出口７ａを閉塞する方向に付勢するコイルバネ７ｃとを有している。一方、後述するカートリッジ本体５の連結部２０には、このコイルバネ７ｃの付勢に抗して弁７ｂを開放するための開閉ピン１０が突出して設けられている。
【００４１】
そして、このインク送出部７では、図４に示すように、インクタンク４がカートリッジ本体５に装着される前の状態において、弁７ｂがコイルバネ７ｃに付勢されてインク送出口７ａを閉塞する。そして、このインク送出部７がカートリッジ本体５の連結部２０に連結された際には、図５に示すように、開閉ピン１０がコイルバネ７ｃの付勢力に抗して弁７ｂを押し上げてインク送出口７ａを開放する。これにより、インクタンク４からカートリッジ本体５へのインクｉの供給が可能となる。一方、このインク送出部７とカートリッジ本体５の連結部２０との連結が解除されて開閉ピン１０が退出すると、上述した動作と逆の動作によって、弁７ｂがコイルバネ７ｃに付勢されてインク送出口７ａを再び閉塞する。このように、インク送出部７は、カートリッジ本体５の連結部２０に連結された場合のみインク送出口７ａを開放する仕組みとなっている。
【００４２】
なお、このインク送出部７のインク送出口７ａは、後述するカートリッジ本体５の連結部２０に円滑に嵌合されるように、先端に向かって内径が拡径されたテーパー形状を有している。また、インク収容部６の底面部は、このインク送出部７で最も深くなるように形成されており、内部に収容されたインクｉが集中的にインク送出部７に流入するようになされている。
【００４３】
外部連通孔８は、図３に示すように、インク収容部６の上面中央部に設けられている。また、この外部連通孔８は、通気性を有するシール部材（図示せず。）によって閉塞されている。これにより、インクタンク４では、この外部連通孔８から外部にインクｉが漏れ出すことを防止すると共に、この外部連通孔８から外部の空気を取り込む際に、インク収容部６内に塵埃等が侵入することを防止している。
【００４４】
空気導入管９は、外部連通孔８からインク収容部６の内部へと下方に向かって延長して設けられている。これにより、インクタンク４では、インク収容部６内のインクｉがインク送出部７からカートリッジ本体５へと送り出された際に、このインク収容部６内のインクｉが減少した分に相当する空気が、外部連通孔８から空気導入管９を通してインク収容部６内に取り込まれることになる。
【００４５】
また、この空気導入管９の中途部には、インク収容部６から逆流したインクｉがいきなり外部連通孔８から外部に流出することがないように、インクｉを一時的に貯留させる液体貯留部であるインク貯留部１１が設けられている。このインク貯留部１１は、正面から見て長い方の対角線をインク収容部６の長手方向と一致させた略菱形状の内部空間を形成しており、上部側の角部が空気導入管９を介して外部連通孔８と連通されると共に、下部側の角部が空気導入管９を介してインク収容部６と連通されている。これにより、インクタンク４では、インク収容部６から空気導入管９を通して逆流したインクｉをインク貯留部１１が一時的に貯留することによって、外部連通孔８から外部にインクｉが漏れ出すことなく、再度インクｉをインク収容部６側に戻すことが可能となっている。
【００４６】
また、このインクタンク４は、図２及び図３に示すように、後述するカートリッジ本体５のタンク装着部１４に固定するための固定手段である係合段部１２及び係止突部１３を有している。
【００４７】
係合段部１２は、インクタンク４の長手方向の一端側に形成された段差部であり、その一端側の側面部から上面部と平行且つ上面部よりも一段低くなされた水平面部１２ａと、この水平面部１２ａから上面部に向かって傾斜する傾斜面部１２ｂとを有している。
【００４８】
係止突部１３は、インクタンク４の長手方向の他端側の側面部から突出形成された突起部であり、上面部と平行な水平面部１３ａと、この水平面部１３ａよりも下方に位置する側面部に向かって傾斜する傾斜面部１３ｂとを有している。
【００４９】
一方、カートリッジ本体５は、図２及び図６に示すように、上述した各色に対応したインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋが装着されるタンク装着部１４を有している。
【００５０】
このタンク装着部１４は、記録紙Ｐの幅に対応して全体略直方体状に形成されたカートリッジ本体５の上面部から各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを収納するのに十分な深さで形成された凹部であり、その底面部は、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋがカートリッジ本体５の短手方向に並んで配置されるように、隔壁１４ａによって仕切られた構造を有している。
【００５１】
なお、上述したブラックのインクタンク４ｋは、他のインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃに比べて厚みを有することから、このタンク装着部１４においても、ブラックのインクタンク４ｋの装着位置を仕切る隔壁１４ａの間隔が他のインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃの装着位置を仕切る隔壁１４ａの間隔よりも所定の幅だけ広く形成されている。
【００５２】
そして、このタンク装着部１４には、図２，図６及び図７に示すように、上述したインクタンク４を固定するための固定手段である被係合部１５、ラッチレバー１６及び板バネ１７が設けられている。
【００５３】
被係合部１５は、上述したインクタンク４に形成された係合段部１２の水平面部１２ａと係合される部分であり、タンク装着部１４の長手方向の一端側に位置する開口端から長手方向に所定の幅だけ突出形成されている。
【００５４】
ラッチレバー１６は、タンク装着部１４の長手方向の他端側に位置する底面コーナー部から上方に向かって突出された弾性変位片であり、その先端部がタンク装着部１４の側面部に対して近接離間する方向に弾性変位可能となっている。また、このラッチレバー１６の先端側には、図８に示すように、上述したインクタンク４の係止突部１３が係止される係合孔１６ａが穿設されている。そして、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４には、図２及び図６に示すように、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応したラッチレバー１６ｙ，１６ｍ，１６ｃ，１６ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００５５】
板バネ１７は、図２，図６及び図７に示すように、タンク装着部１４の底面部に設けられ、このタンク装着部１４に装着されたインクタンク４を上方に向かって押圧する押圧部材である。この板バネ１７は、タンク装着部１４の長手方向に沿って配置されると共に、一端がタンク装着部１４の底面部に固定され、その中間部が上方に向かって折り曲げられた形状を有している。そして、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４の底面部には、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応した板バネ１７ｙ，１７ｍ，１７ｃ，１７ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００５６】
インクタンク４は、タンク装着部１４に対して、図９に示すように、係合段部１２が設けられた一端側を、タンク装着部１４の内部に斜めに挿入し、この係合段部１２の水平面部１２ａをタンク装着部１４の被係合部１５に当接させながら、この当接位置を回動支点として、インクタンク４の係止突部１３が設けられた他端側を、回動させながらタンク装着部１４の内部に挿入する。このとき、インクタンク４の係止突部１３は、その傾斜面部１３ｂがラッチレバー１６に当接することによって、このラッチレバー１６をタンク装着部１４の側面部に近接する方向へと弾性変位させる。
【００５７】
そして、図１０に示すように、インクタンク４がタンク装着部１４に装着されると同時に、係止突部１３がラッチレバーの係合孔１６ａに係合される。このとき、ラッチレバー１６の先端部がタンク装着部１４に装着されたインクタンク４の側面部を押圧すると共に、タンク装着部１４の底面部に設けられた板バネ１７がインクタンク４の底面部を上方に向かって押圧することから、係合段部１２の水平面部１２ａがタンク装着部１４の被係合部１５に係止されると共に、係止突部１３の水平面部１３ａがラッチレバーの係合孔１６ａに係止される。これにより、インクタンク４をカートリッジ本体５のタンク装着部１４に適切に固定することができる。
【００５８】
一方、このタンク装着部１４に装着されたインクタンク４を取り外す際は、ラッチレバー１６の先端部をインクタンク４の側面部から離間する方向に弾性変位させる。これにより、上述した係止突部１３の水平面部１３ａとラッチレバー１６の係合孔１６ａとの係止状態が解除される。このとき、板バネ１７がインクタンク４の底面部を上方に向かって押圧することから、インクタンク４をタンク装着部１４から容易に取り外すことができる。
【００５９】
ところで、このタンク装着部１４には、同じ構造を有するインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋが装着されることから、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを装着する際に、インクタンク４の装着位置を間違える虞れがある。
【００６０】
そこで、上述した各色に対応したインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋをタンク装着部１４の所定の位置に間違いなく装着するため、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４の底面部には、図６及び図７に示すように、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応した識別凹部１８が設けられている。この識別凹部１８は、その形成される位置や数に応じて、各色に対応したインクタンク４の装着位置を区別している。
【００６１】
これに対して、上述したインクタンク４の底面部には、図３に示すように、内部に収容されたインクｉの種類を識別するための識別突部１９が下方に向かって突出形成されている。この識別突部１９は、上述したタンク装着部１４の各色に対応した識別凹部１８に合わせて、その形成される位置や数が異なるようにしている。すなわち、上述した各色に対応した識別凹部１８には、各色に対応した識別突部１９のみ挿入可能となっている。
【００６２】
これにより、カートリッジ本体５では、図９及び図１０に示すように、各色に対応したインクタンク４をタンク装着部１４の所定の位置に間違いなく装着することができる。
【００６３】
なお、上述したインクタンク４を製造する際は、予め全ての識別突部１９を形成しておき、その内部に充填されるインクｉの色に応じて、不要な識別突部１９を切り取るようにすればよい。これにより、各色に対応したインクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋを別個に製造することなく、上述した識別突部１９を切り取る工程までは全て同一工程で作製することができ、製造効率を向上させることができる。
【００６４】
また、以上のようなインクタンク４が装着されるカートリッジ本体５は、図６，図７及び図１１に示すように、上述したインクタンク４のインク送出部７と連結される連結部２０と、この連結部２０に連結されたインクタンク４からのインクｉの供給を行う液体供給部であるインク供給部２１と、このインク供給部２１により供給されたインクｉを吐出するヘッド部２２とを有している。
【００６５】
連結部２０は、図１０及び図１１に示すように、タンク装着部１４の底面中央部に設けられたノズルであり、その先端が上述したインク送出部７のインク送出口７ａに嵌合されることによって、インクタンク４のインク送出部７と連結される。また、この連結部２０にインクタンク４のインク送出部７が連結された際には、上述した図５に示すように、連結部２０の先端部に設けられた上記開閉ピン１０がコイルバネ７ｃの付勢力に抗して弁７ｂを押し上げて、インク送出口７ａを開放する。また、この連結部２０には、連結されたインク送出部７との間からインクｉが漏れ出すのを防止するために、Ｏリング等のシール部材２３が設けられている。
【００６６】
なお、連結部２０は、その先端部が上記開閉ピン１０を兼ねるようにしてもよい。すなわち、この連結部２０の先端部がインク送出口７ａに嵌合されると共に、コイルバネ７ｃの付勢力に抗して弁７ｂを押し上げてインク送出口７ａを開放する構成であってもよい。また、連結部２０の先端部は、上述したインク送出部７のインク送出口７ａに円滑に嵌合されるように、先端に向かって外径が縮径されたテーパー形状を有している。
【００６７】
そして、隔壁１４ａによって仕切られたタンク装着部１４の底面中央部には、図６に示すように、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応した連結部２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００６８】
インク供給部２１は、図１１，図１２及び図１３に示すように、インクタンク４から連結部２０を介して供給されたインクｉが一旦溜められる液体溜め部であるインク溜め部２４と、インクｉが充填される液室であるインク室２５と、インク溜め部２４からインク室２５にインクｉが流入されるインク流入路２６と、インク室２５からヘッド部２２へとインクｉが流出されるインク流出路２７と、このインク流出路２７側と連通されると共に外部と連通された外部連通部２８と、インク室２５に設けられてインク流出路２７を開閉する弁２９と、弁２９をインク流出路２７が閉塞される方向に付勢する第１の弾性部材であるコイルバネ３０と、コイルバネ３０の付勢力を調整する調整手段である負圧調整ネジ３１と、インク流出路２７と外部連通部２８との間を隔離すると共に、弁２９と弁シャフト３２を介して連結された第２の弾性部材であるダイヤフラム３３とを有している。
【００６９】
インク溜め部２４は、連結部２０の下方に位置して、インクタンク４のインク送出部７から送り出されたインクｉが一旦溜められる空間を形成している。
【００７０】
インク室２５は、略直方体状の空間を形成しており、このインク室２５の一側面部と、上述したインク溜め部２４との間がインク流入路２６により連通されると共に、このインク室２５の下面部と、後述するヘッド部２２のインク流路４２との間がインク流出路２７により連通されている。
【００７１】
インク流入路２６は、インク溜め部２４から下方に向かって延長して設けられると共に、その途中からインク室２５の一側面部と連通されるように水平方向に延長して設けられている。また、このインク流入路２６には、インクｉ内の不純物を除去するフィルタ３４が設けられている。
【００７２】
インク流出路２７は、インク室２５の下面部から外部連通部２８と連通されるように下方に向かって延長して設けられると共に、外部連通部２８と連通される位置から水平方向に延長して設けられ、その途中から後述するヘッド部２２のインク流路４２と連通されるように下方に向かって延長して設けられている。また、このインク流出路２７のインク室２５と外部連通部２８との間には、弁シャフト３２を貫通した状態で弁２９により開閉される流路２７ａが設けられている。
【００７３】
外部連通部２８は、流路２７ａの下方に位置して略円形の空間を形成しており、下面部には、外部と連通されるための外部連通孔２８ａが設けられている。また、この外部連通部２８の内側面には、後述するダイヤフラム３３の外周部を保持する保持部３５が設けられている。
【００７４】
弁２９は、例えばゴムやエラストマー等の弾性体が全体略円柱状に形成されてなる。また、弁２９は、上述したインク流出路２７の流路２７ａに先端部２９ａが円滑に嵌合されるように、先端部２９ａに向かって外径が縮径されたテーパー形状を有している。また、この弁２９の中心部には、後述する弁シャフト３２の一端が嵌合される嵌合孔２９ｂが穿設されている。
【００７５】
コイルバネ３０は、その弾性力により弁２９をインク流出路２７が閉塞される方向に付勢する圧縮コイルバネであり、一端が弁２９の上面に連結されると共に、他端が後述する負圧調整ネジ３１の先端部に連結されている。そして、このコイルバネ３０は、インク室２５内において弁２９と負圧調整ネジ３１との間で圧縮された状態で設けられている。したがって、弁２９は、このコイルバネ３０に付勢されることによって、定常状態においてインク流出路２７の流路２７ａを閉塞することになる。
【００７６】
負圧調整ネジ３１は、インク室２５の上面からの捻じ込み量を外部から調整することによって、先端部がコイルバネ３０を押圧し、このコイルバネ３０の圧縮状態を変化させることで、コイルバネ３０による弁２９がインク流出路２７の流路２７ａを閉塞する方向の付勢力を調整する。すなわち、このインク供給部２１では、負圧調整ネジ３１によって弁２９を開閉動作させるのに必要な負圧の調整を行うことができる。
【００７７】
弁シャフト３２は、弁２９とダイヤフラム３３とを連結する連結部材であり、一端が弁２９の嵌合孔２９ｂに嵌合されると共に、他端が後述するダイヤフラム３３の嵌合孔３３ｂに嵌合された状態で取り付けられている。また、弁シャフト３２の他端側には、弁２９が開放される方向への移動を規制するストッパ３２ａが突出して設けられている。
【００７８】
ダイヤフラム３３は、ゴム等の弾性部材により全体略円盤状に形成されると共に、その中心部と外周部との間に、同心円状にインク流出路２７側に膨出された弾性変位部３３ａを有している。また、このダイヤフラム３３の中心部には、上述した弁シャフト３２の他端が嵌合される嵌合孔３３ｂが穿設されている。また、このダイヤフラム３３の外周部には、上述した外部連通部２８の保持部３５に保持される肉厚部３３ｃが設けられている。
【００７９】
そして、このダイヤフラム３３は、嵌合孔３３ｂに弁シャフト３２の他端が嵌合されると共に、肉厚部３３ｃが外部連通部２８の保持部３５に挟み込まれた状態で保持されることによって、インク流出路２７と外部連通部２８との間を隔離している。これにより、インク流出路２７側が密閉された状態となり、ダイヤフラム３３の一主面側がインク流出路２７内のインクｉに臨むと共に、他主面側が外部連通部２８の外気に臨むことになる。
【００８０】
また、このダイヤフラム３３は、弾性変位部３３ａが弾性変位することで、中心部及び外周部の変形によるインク漏れを防止しつつ、流出路２７側に弾性変位可能となっている。また、このダイヤフラム３３の弾性変位に連動して、弁シャフト３２を介して弁２９をコイルバネ３０の付勢に抗してインク流出路２７の流路２７ａが開放される方向に押圧することが可能となっている。
【００８１】
そして、このインク供給部２１では、後述するヘッド部２２のノズル４０ａからインクｉが吐出された際に、ヘッド部２２側に負圧が発生し、インク流出路２７内の圧力が低下する。これにより、インク流出路２７内の圧力が外部連通部２８側の大気圧よりも低下し、この圧力差に応じてダイヤフラム３３がインク流出路２７側に弾性変位すると共に、このダイヤフラム３３が弁２９をコイルバネ３０の弾性力に抗してインク流出路２７の流路２７ａが開放される方向に押圧する。これにより、弁２９がインク流出路２７の流路２７ａを開放する。そして、上述したインク流出路２７内の圧力低下によるインク室２５からインク流出路２７へとインクｉを引き込む吸引力の発生によって、インク流入路２６からインク室２５へとインクｉが流入されると共に、インク室２５からインク流出路２７へとインクｉが流出される。これにより、インクタンク４のインク収容部６からヘッド部２２へとインクｉを供給することができる。
【００８２】
一方、インクタンク４のインク収容部６からヘッド部２２へとインクｉが供給されて、インク流出路２７内の圧力が定常状態に戻ると、このインク流出路２７内の圧力と外部連通部２８側の大気圧との圧力差がなくなることで、インク流出路２７側に弾性変位していたダイヤフラム３３が復元力により変形前の状態に戻ると共に、弁２９がコイルバネ３０に付勢されながら再びインク流出路２７の流路２７ａを閉塞する。これにより、インクタンク４のインク収容部６からヘッド部２２へのインクｉの供給が停止される。
【００８３】
以上のようにして、このインク供給部２１では、後述するヘッド部２２のノズル４０ａからインクｉを吐出する度に、上述したインクｉの供給動作を繰り返す。
【００８４】
一方、インクタンク４では、上述したインク供給部２１によるインクｉの供給動作に連動して、インク収容部６内のインクｉがインク供給部２１側に供給されると、インク収容部６内のインクｉが減少すると共に、この減少したインクｉに相当する空気が外部連通孔８から空気導入管９を通してインク収容部６内に導入される。これにより、インク収容部６内の圧力を平衡状態に保ちながら、インク供給部２１側にインクｉを適切に供給することが可能となっている。
【００８５】
なお、上述した各色に対応した連結部２０ｙ，２０ｍ，２０ｃ，２０ｋの下方には、それぞれ上記インク供給部２１が設けられている。
【００８６】
ところで、このカートリッジ本体５は、インクタンク４に収容されたインクｉの残量を検出するための液体残量検出部であるインク残量検出部３６を有している。
【００８７】
このインク残量検出部３６は、図１４に示すように、インクタンク４内のインクｉの残量を段階的に検出するために、インクタンク４の厚み方向に対応して３つ並んで設けられた上下一対の検出端子３７ａ，３７ｂと、上部側の検出端子３７ａの上端と下部側の接続端子３７ｂの下端とを電気的に接続する導体板３７ｃとを有し、この導体板３７ｃが図示しない制御回路と電気的に接続された構造を有している。そして、タンク装着部１４の上記被係合部１５が形成された側の側面部には、各インクタンク４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに対応したインク残量検出部３６ｙ，３６ｍ，３６ｃ，３６ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられている。
【００８８】
これに対して、インクタンク４の一端側の側面部には、図３及び図１５に示すように、上述したインク残量検出部３６の接続端子３７ａ，３７ｂと接触可能な複数の電極端子３８が厚み方向に３つ並んで設けられている。これら複数の電極端子３８は、インクタンク４の内部から外部へと引き出され、上下方向に延びた形状を有している。
【００８９】
そして、このインク残量検出部３６では、タンク装着部１４にインクタンク４が装着されると、タンク装着部１４側の接続端子３７ａ，３７ｂとインクタンク４側の電極端子３８とが接触して電気的に接続された状態となる。
【００９０】
ここで、インクｉは、導電性を有しており、インクタンク４に収容されたインクｉの残量に応じて、上下一対の検出端子３７ａ，３７ｂ間における電気抵抗値が変化する。すなわち、インクタンク４内にインクｉがあれば、電極端子３８間で電流が流れることから、電気抵抗値が小さくなり、インクタンク４内にインクｉが無ければ、電極端子３８間で絶縁されることから、電気抵抗値が大きくなる。
【００９１】
したがって、このインク残量検出部３６では、図示しない制御回路によって、上下一対の検出端子３７ａ，３７ｂ間における電気抵抗値の変化を検出することで、インクタンク４内におけるインクｉの残量を検出することが可能となっている。
【００９２】
さらに、このカートリッジ本体５は、図６，図７及び図１１に示すように、インク供給部２１内におけるインクｉの有無を検出するための液体検出部であるインク検出部３９を有している。このインク検出部３９は、図示しない制御回路と電気的に接続された一対の導線３９ａ，３９ｂを有し、それぞれ一端がインク溜め部２４内に臨むと共に、他端が後述するヘッド部２２のインク流路４２内に臨んで取り付けられた構造を有している。
【００９３】
そして、このインク検出部３９では、上述したインク残量検出部３６と同様に、図示しない制御回路によって、一対の導線３９ａ，３９ｂ間における電気抵抗値の変化を検出することで、インク供給部２１内におけるインクｉの残量を検出することが可能となっている。また、上述したインク残量検出部３６と組み合わせることで、より詳細なインクｉの残量を検出することが可能となっている。
【００９４】
ヘッド部２２は、図１１に示すように、インクｉを吐出させるノズル４０ａが形成されたノズル面４０と、このノズル面４０よりも上方に位置して、上述したインク供給部２１からインクｉが供給されるインク供給口４１と、このインク供給口４１から供給されたインクｉを各ノズルへと導くインク流路４２とを有している。
【００９５】
ノズル面４０には、記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略直線状に複数のノズル４０ａが並んで設けられている。
【００９６】
インク供給口４１は、インク流路４２の上面中央部に設けられ、上述したインク供給部２１のインク流出路２７と連通されている。
【００９７】
インク流路４２は、各ノズル４０ａにインクｉが供給されるように記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略直線状に設けられている。
【００９８】
また、このヘッド部２２には、所定数のノズル４０ａを組とするヘッドチップ４３が千鳥状に配置されている。すなわち、このヘッドチップ４３は、インク流路４２を挟んで記録紙Ｐの幅方向に互い違いに並ぶように配置されている。
【００９９】
ヘッドチップ４３は、図１６に示すように、ベースとなる回路基板４４と、複数のノズル４０ａが形成されたノズルシート４５と、回路基板４４とノズルシート４５との間を各ノズル４０ａ毎に区画するフィルム４６と、インク流路４２を通して供給されたインクｉを加圧するインク加圧室４７と、インク加圧室４７に供給されたインクｉを加熱する発熱抵抗体４８とを有している。
【０１００】
回路基板４４は、シリコン等からなる半導体ウェハ上に、ロジックＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やドライバートランジスタ等からなる制御回路を構成すると共に、インク加圧室４７の上面部を形成している。
【０１０１】
ノズルシート４５は、ノズル面４０に向かって縮径されたノズル４０ａが穿設されると共に、回路基板４４とフィルム４６を挟んで対向配置されることで、インク加圧室４７の下面部を形成している。
【０１０２】
フィルム４６は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストからなり、上述したインク流路４２と連通される部分を除いて各ノズル４０ａの周囲を囲むように形成されている。また、このフィルム４６は、回路基板４４とノズルシート４５との間に介在されることによって、インク加圧室４７の側面部を形成している。
【０１０３】
インク加圧室４７は、上述した回路基板４４、ノズルシート４５及びフィルム４６により囲まれることで、各ノズル４０ａ毎にインク流路４２から供給されたインクｉを加圧する加圧空間を形成している。
【０１０４】
発熱抵抗体４８は、インク加圧室４７に臨む回路基板４４に配置されると共に、この回路基板４４の制御回路と電気的に接続されている。そして、この発熱抵抗体４８は、制御回路により制御されながら、インク加圧室４７内のインクｉを加熱する。
【０１０５】
そして、このヘッドチップ４３では、回路基板４４の制御回路が発熱抵抗体４８を制御し、選択された発熱抵抗体４８に対して、例えば１〜３マイクロ秒程度の間だけパルス電流を供給する。これにより、発熱抵抗体４８が急速に加熱される。すると、図１７に示すように、発熱抵抗体４８と接するインク加圧室４７内のインクｉに気泡ｂが発生する。そして、図１８に示すように、このインク加圧室４７内において、気泡ｂが膨張しながらインクｉを加圧し、押し退けられたインクｉの液滴がノズル４０ａから吐出される。また、インクｉの液滴が吐出された後は、インク加圧室４７にインク流路４２を通してインクｉが供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。
【０１０６】
なお、上述したヘッドチップ４３は、回路基板４４の一主面上にフィルム４６を全面に亘って形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてフィルム４６をインク加圧室４７に対応した形状に成形した後に、この上にノズルシート４５を積層することで形成される。
【０１０７】
また、上述したヘッドチップ４３は、発熱抵抗体４８によってインクｉを加熱しながら吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えば圧電素子等の電気機械変換素子によってインクｉの液滴を電気機械的に吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよい。
【０１０８】
また、上述した各色に対応したインク供給部２１の下方には、それぞれ上記ヘッド部２２が設けられている。そして、カートリッジ本体５の底面部には、図１９に示すように、各ヘッド部２２のノズル面４０ｙ，４０ｍ，４０ｃ，４０ｋが、それぞれカートリッジ本体５の短手方向に並んで設けられ連続したノズル面４０を形成している。
【０１０９】
また、カートリッジ本体５の底面部には、図１及び図２に示すように、上述したノズル面４０を保護すると共に、ノズル面４０の乾燥を防ぐヘッドキャップ４９が設けられている。このヘッドキャップ４９は、略矩形状の受け皿であり、後述するプリンタ本体３のキャップ開閉機構１０８により開閉操作されると共に、閉塞時において、カートリッジ本体５と連続した底面部を形成する。また、このヘッドキャップ４９には、開閉動作に伴ってノズル面４０と接触しながら、このノズル面４０に付着した余分なインクｉを除去する清掃ローラ５０が回転可能に取り付けられている。
【０１１０】
ところで、このヘッド部２２には、図１１に示すように、上述したインク流路４２内に溜まった気体を脱気するための脱気口５１が設けられている。この脱気口５１は、インク流路４２の上面部且つインク供給口４１を挟んだインク流路４２の長手方向の両端部に設けられている。また、インク流路４２内におけるインク供給口４１と脱気口５１との間の上面部は、それぞれ脱気口５１がインク供給口４１よりも上方に位置するように傾斜面４２ａとされ、脱気口５１の周囲に上部空間部が構成されるようにする。
【０１１１】
これにより、ヘッド部２２では、インク流路４２内において気体が傾斜面４２ａに沿って脱気口５１側へと流れてインク流路４２の上部空間部に溜まるようにする。ヘッド部２２は、後述するように脱気口５１からその周囲の上部空間部に溜まった気体を排出することにより、インクｉを大量に排出することなくインク流路４２内を少なくともインクｉの吐出不良が発生しないレベルにまで脱気することができる。
【０１１２】
以上のようなヘッドカートリッジ２が装着されるプリンタ本体３は、図１及び図２０に示すように、内部への塵埃等の侵入を防ぐために、上部筐体１００ａと下部筐体１００ｂとから構成される筐体１００の内部に組み付けられた構造を有している。
【０１１３】
上部筐体１００ａには、上述したヘッドカートリッジ２が装着されるヘッド装着部１０１が設けられている。このヘッド装着部１０１は、ヘッドカートリッジ２に対応した開口部１０２と、この開口部１０２の周囲を囲むようにしてヘッドカートリッジ２の外周部を保持する保持枠１０３と、この保持枠１０３にヘッドカートリッジ２の外周部を固定するためのヘッド固定機構１０４とを有している。
【０１１４】
そして、このヘッド固定機構１０４は、ヘッドカートリッジ２の外周部のうち、前面側中央部及び背面側両端部に設けられた３つの摘み部１０５と、これら３つの摘み部１０５に対応して、ヘッド装着部１０１の保持枠１０３のうち、前面側中央部及び背面側両端部に設けられた３つの孔部１０６とを有しており、ヘッド装着部１０１の保持枠１０３にヘッドカートリッジ２の外周部を当接した状態で、各摘み部１０５の先端部を孔部１０６に挿入させ、この摘み部１０５を捻りながら、摘み部１０５の先端部に設けられたフックを孔部１０６に設けられたバネに係合させることで、ヘッドカートリッジ２をプリンタ本体３に固定する。
【０１１５】
また、ヘッドカートリッジ２をヘッド装着部１０１に装着した際には、このヘッドカートリッジ２の下方に位置するノズル面４０が、後述する下部筐体１００ｂ内の印刷位置に臨むことになる。
【０１１６】
また、ヘッドカートリッジ２には、図２に示すように、このプリンタ本体３のヘッド装着部１０１から取り外すための取手部１０７が取り付けられており、このヘッドカートリッジ２の交換時等において取り外しが容易となっている。
【０１１７】
また、上部筐体１００ａには、ヘッドカートリッジ２のヘッドキャップ４９を開閉するキャップ開閉機構１０８が設けられている。このキャップ開閉機構１０８は、図２２に示す印刷時において、ヘッドキャップ４９を前面側へと移動させ、ヘッドカートリッジ２のノズル面４０を開放する一方、印刷が終了した後には、図２０に示すように、上述した動作と逆の動作によってヘッドキャップ４９を背面側へと移動させ、ヘッドカートリッジ２のノズル面４０を閉塞する。
【０１１８】
また、上部筐体１００ａには、図１に示すように、ヘッド装着部１０１の開口部１０２を閉塞する蓋体１００ｃが開閉可能に取り付けられている。この蓋体１００ｃは、ヘッド装着部１０１にヘッドカートリッジ２が装着された状態で、このヘッド装着部１０１の開口部１０２を閉塞することが可能であり、ヘッド装着部１０１の開口部１０２を閉塞した際には、上部筐体１００ａと連続した上面部を形成する。また、上部筐体１００ａの上面部には、後述する記録紙Ｐの給排紙が行われる前面側に位置して、各種操作を行うための操作ボタン１０９ａ，１０９ｂや、印刷状態等を表示するための表示パネル１１０等が設けられている。
【０１１９】
また、筐体１００の前面側は、図２１に示すように、下部筐体１００ｂ内の図示しないフレームに上部筐体１００ａの両側面部が軸支されることによって、上部筐体１００ａが下部筐体１００ｂに対して開閉可能となっている。
【０１２０】
また、筐体１００の前面には、図１及び図２０に示すように、記録紙Ｐの給排紙が行われる給排紙口１１１が設けられている。そして、この給排紙口１１１に記録紙Ｐを収納する収納トレイ１１２が装着されることによって給紙が可能となり、記録紙Ｐは、この給排紙口１１１を通して収納トレイ１１２の開口端のうち前面側を閉塞する蓋トレイ１１３上に排紙されることになる。
【０１２１】
一方、下部筐体１００ｂの内部には、図２０及び図２２に示すように、収納トレイ１１２から記録紙Ｐを給紙する給紙部１１４と、この給紙部１１４により給紙された記録紙Ｐを印刷位置へと搬送する搬送部１１５と、この搬送部１１５により搬送された記録紙Ｐを排紙する排紙部１１６とが設けられており、これらは、下部筐体１００ｂ内の図示しないフレームに組み付けられている。
【０１２２】
給紙部１１４は、収納トレイ１１２から搬送部１１５へと記録紙Ｐを給紙するための給紙手段として、収納トレイ１１２内の記録紙Ｐを搬送部１１５へと送り出す給紙ローラ１１７と、この給紙ローラ１１７より送り出された記録紙Ｐを１枚毎に搬送部１１５へと送り出すための一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂとを有し、これらは、下部筐体１００ｂ内に設けられた駆動機構（図示せず。）によって互いに連動しながら、図２２中矢印Ａ１，Ａ２，Ａ３方向に回転駆動される。
【０１２３】
給紙ローラ１１７は、収納トレイ１１２の背面側の開口端から臨む記録紙Ｐの上方に配置されており、その外周面が、収納トレイ１１２内に設けられた紙押上げ機構（図示せず。）により押し上げられた記録紙Ｐと接触可能となっている。
【０１２４】
一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂは、給紙ローラ１１７の背面側近傍に位置して、この給紙ローラ１１７により送り出された記録紙Ｐを間に挟み込みながら、互いに同一方向に回転駆動される。これにより、給紙ローラ１１７が記録紙Ｐを誤って２枚同時に給紙した場合でも、一方の分離ローラ１１８ａが、その外周面に接する１枚の記録紙Ｐを背面側へと送り出し、他方の分離ローラ１１８ｂが、その外周面に接するもう１枚の記録紙Ｐを前面側の収納トレイ１１２へと送り返すことによって、１枚のみ反転ローラ１１９側に送り出すことができる。
【０１２５】
搬送部１１５は、給紙部１１４から排紙部１１６へと記録紙Ｐを搬送するための搬送手段として、記録紙Ｐの送り方向を反転させる反転ローラ１１９と、この反転ローラ１１９により反転された記録紙Ｐを印刷位置へと搬送させる搬送ベルト１２０とを有している。
【０１２６】
反転ローラ１１９は、筐体１００内の背面側に配置されており、下部筐体１００ｂ内に設けられた駆動機構（図示せず。）によって、図２２中矢印Ｂ方向に回転駆動される。また、この反転ローラ１１９の背面側には、この反転ローラ１１９の外周面に沿って反転される記録紙Ｐを押さえる複数の押えローラ１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃと、反転ローラ１１９の外周面と対向して記録紙Ｐの移動を規制する湾曲状の規制板１２２とが設けられている。
【０１２７】
また、この反転ローラ１１９と一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂとの間には、記録紙Ｐを案内する案内板１２３が下部筐体１００ｂ側に位置して設けられている。さらに、この反転ローラ１１９と及び搬送ベルト１２０との間には、記録紙Ｐを案内する案内板１２４と、この案内板１２４と対向して記録紙Ｐの移動を規制する平面状の規制板１２５とが上部筐体１００ａ側に位置して設けられている。
【０１２８】
搬送ベルト１２０は、駆動プーリ１２６ａと被動プーリ１２６ｂとの間に巻き掛けられた無端駆動ベルトからなり、下部筐体１００ｂ内に設けられた駆動機構（図示せず。）によって駆動プーリ１２６ａが回転駆動されることで、図２２中矢印Ｃ方向に回転駆動される。これにより、記録紙Ｐを前面側へと搬送させることができる。また、この搬送ベルト１２０は、下部筐体１００ｂ内に設けられた昇降機構（図示せず。）によって、図２２に示す印刷時に搬送動作を行う搬送位置と、図２０に示す非駆動時に待避される待避位置との間で昇降可能となっている。これにより、搬送ベルト１２０は、上述したヘッド装着部１０１にヘッドカートリッジ２が装着された際に、キャップ開閉機構１０８によって移動されるヘッドキャップ４９との衝突を防ぐことが可能となっている。
【０１２９】
また、この搬送ベルト１２０には、印刷位置に搬送された記録紙Ｐをヘッドカートリッジ２のノズル面４０に対向させるプラテン板１２７が設けられている。また、搬送ベルト１２０は、このプラテン板１２７の前後が一対のピンチローラ１２８ａ，１２８ｂによってプラテン板１２７の厚みに対応した分だけ押し下げられている。また、プラテン板１２７は、図２２に示す印刷位置において、上述したヘッドカートリッジ２のノズル面４０と互いに平行且つ所定の距離を以て対向配置される。
【０１３０】
排紙部１１６は、搬送部１１５により搬送された記録紙Ｐを排紙するための排紙手段として、搬送ベルト１２０を介して被動プーリ１２６ｂと対向配置された拍車１２９を有し、この拍車１２９と搬送ベルト１２０との間から記録紙Ｐを給排紙口１１１側へと送り出す。
【０１３１】
以上のように構成されるプリンタ装置１では、印刷動作が開始されると、先ず、キャップ開閉機構１０８によってヘッドキャップ４９が前面側へと移動し、ヘッドカートリッジ２のノズル面４０が開放されると共に、昇降機構によって搬送ベルト１２０が待避位置から搬送位置と上昇される。
【０１３２】
次に、収納トレイ１１２に収納された記録紙Ｐが紙押上げ機構によって押し上げられると、図２２中矢印Ａ１方向に回転する給紙ローラ１１７の外周面に押し当てられた記録紙Ｐが給紙される。そして、給紙された記録紙Ｐは、図２２中矢印Ａ２，Ａ３方向に回転する一対の分離ローラ１１８ａ，１１８ｂの間を通過しながら、図２２中矢印Ｘ１に示す背面側へと送り出される。
【０１３３】
次に、背面側に送り出された記録紙Ｐは、案内板１２３上を移動しながら、反転ローラ１１９の外周面に沿って反転され、今度は図２２中矢印Ｘ２に示す前面側へと送り出される。そして、前面側に送り出された記録紙Ｐは、案内板１２４と規制板１２５との間を通過しながら、図２２中矢印Ｃ方向に回転する搬送ベルト１２０によって印刷位置へと搬送される。
【０１３４】
次に、印刷位置では、プラテン板１２７がヘッドカートリッジ２のノズル面４０と平行且つ所定の距離を以て対向配置されており、このプラテン板１２７によって押し上げられた記録紙Ｐがヘッドカートリッジ２のノズル面４０と相対向することになる。そして、ヘッドカートリッジ２は、この印刷位置に搬送された記録紙Ｐに対してインクｉを吐出し、着弾させてドットからなる画像や文字等を記録する。
【０１３５】
次に、印刷が終了した記録紙Ｐは、搬送ベルト１２０の駆動によって、この搬送ベルト１２０と拍車１２９との間から、図中矢印Ｘ３に示す前面側へと送り出され、給排紙口１１１から蓋トレイ１１３上に排紙される。
【０１３６】
最後に、印刷動作が終了すると、昇降機構によって搬送ベルト１２０が搬送位置から待避位置へと下降されると共に、キャップ開閉機構１０８によってヘッドキャップ４９が背面側へと移動し、このヘッドキャップ４９がヘッドカートリッジ２のノズル面４０を閉塞する。これにより、プリンタ装置１は、再び図２０に示す印刷前の状態に戻る。
【０１３７】
上述したように、このプリンタ装置１が備えるヘッドカートリッジ２では、図１１に示すように、インク流路４２の上面部に脱気口５１が設けられ、この脱気口５１を通してインク流路４２内に溜まったエアが脱気されることから、ノズル面４０のノズル４０ａからエアを含んだインクｉを吐出させることなく、このインク流路４２内に溜まったエアを適切に取り除くことが可能である。
【０１３８】
したがって、このプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２の脱気を行うための機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐと共に、インクｉの無駄な消費を抑制しつつ、上述したヘッド部２２のインク流路４２内に溜まったエアを適切に脱気することが可能である。また、このプリンタ装置１では、ヘッドカートリッジ２によるインクｉの吐出信頼性を向上させることで、記録紙Ｐに対する適切な印刷動作を行うことが可能である。
【０１３９】
ところで、上述したヘッド部２２では、図１１に示すように、インク流路４２の中央部に上記インク供給口４１が配置され、インク流路４２の長手方向の両端部に上記脱気口５１が配置された構成となっている。しかしながら、本発明は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば図２３Ａに示すように、インク流路４２の長手方向の一端部にインク供給口４１が配置され、インク流路４２の長手方向の他端部に脱気口５１が配置された構成であってもよい。また、例えば図２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに示すように、これらインク供給口４１や脱気口５１がインク流路４２の上面部に複数配置された構成であってもよく、その配置や数は任意である。
【０１４０】
しかしながら、上述したライン状のヘッド部２２の場合、インク流路４２が記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って略直線状に設けられていることから、このインク流路４２の長手方向の両端部にエアが溜まり易くなっている。したがって、このヘッド部２２のように、インク流路４２の中央部にインク供給口４１を配置し、インク流路４２の長手方向の両端部に脱気口５１を配置することによって、このインク流路４２内に溜まったエアを中央部のインク供給口４１から両端部の脱気口５１へと効率よく導くことができる。
【０１４１】
また、上述した図２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄに示す構成は、何れの場合もインク流路４２内におけるインク供給口４１と脱気口５１との間の上面部が、脱気口５１がインク供給口４１よりも上方に位置する傾斜面４２ａとすることが好ましい。これにより、インク流路４２内に溜まったエアがインク供給口４１に向かうのを防ぎつつ、このインク流路４２内に溜まったエアを脱気口５１へと適切に導くことができる。
【０１４２】
さらに、上述したプリンタ装置１では、インク流路４２に振動を発生させることによって、このインク流路４２内に溜まったエアを脱気口５１へと導くようにしてもよい。
【０１４３】
具体的に、インク流路４２の上面部には、図２４に示すように、このインク流路４２に振動を発生させる振動発生手段として、例えば圧電素子等の電気機械変換素子５２が設けられている。そして、この電気機械変換素子５２がインク流路４２に振動を発生させることで、インク流路４２内に溜まったエアをさらに効率良く脱気口５１側へと導くことができる。
【０１４４】
また、このプリンタ装置１では、図２０及び図２２に示すように、上述したキャップ開閉機構１０８によってヘッドキャップ４９を開閉動作させる際に発生する振動によっても、インク流路４２に振動を発生させることができる。これにより、インク流路４２内に溜まったエアをさらに効率良く脱気口５１側へと導くことができる。
【０１４５】
なお、上記脱気口５１を通して脱気されたエアは、この脱気口５１と連通された排気管を通って、例えばカートリッジ本体５の上面部に設けられた排気口から排気されることになる。
【０１４６】
また、本発明は、インク流路４２内に溜まったエアをポンプ等の吸引手段によってインクｉと共に上記脱気口５１から強制的に吸引し除去する構成としてもよい。そして、このエアを含んだインクｉは、廃液としてカートリッジ本体５に備え付けられた排インクタンクに収容される、或いは下部筐体１００ｂの底面部に設けられたスポンジ等のインク吸収体上に廃棄される構成としてもよい。
【０１４７】
次に、上記ヘッドカートリッジ２の変形例として、図２５に示す本発明を適用した別のヘッドカートリッジ１５０について説明する。
【０１４８】
このヘッドカートリッジ１５０は、図２５，図２６及び図２７に示すように、上記カートリッジ本体５に、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１からエアを含んだインクｉを吸引する液体吸引部であるインク吸引部１５１と、このインク吸引部１５１により吸引されたインクｉを収容する廃液収容部である排インクタンク１５２とが設けられた以外は、上記ヘッドカートリッジ２と略々同様な構成を有している。したがって、以下の説明では、上記ヘッドカートリッジ２と同等な部位については説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。
【０１４９】
このヘッドカートリッジ１５０において、インク吸引部１５１は、カートリッジ本体５の上面部に、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１からエアを含んだインクｉを吸引する吸引手段であるポンプ１５３を有している。
【０１５０】
このポンプ１５３は、図２８に示すように、インクｉを吸入する吸入口１５４と、この吸入口１５４から吸入されたインクｉを排出する排出口１５５とを有し、その上面部を押圧することで、インクｉを排出口１５５側へと送り出し、その上面部が復元力により元に戻ろうとすることで、吸入口１５４側にインクｉを吸引する吸引力を発生させる。
【０１５１】
そして、カートリッジ本体５の上面部には、図２５，図２６及び図２７に示すように、各色に対応したポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋが、それぞれカートリッジ本体５の長手方向の両側に配置されている。また、各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋは、カートリッジ本体５の長手方向に並ぶように配置されている。
【０１５２】
また、カートリッジ本体５の上面部には、この上面部を被覆するカバー部材１５６が設けられている。このカバー部材１５６は、カートリッジ本体５の上面部から突出するポンプ１５３と略同等の高さを有しており、その上面部には、カートリッジ本体５の長手方向に並ぶポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋが外部に臨む開口部１５６ａが形成されている。
【０１５３】
また、ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部は、互いに平行に並ぶ一対の連結アーム１５７によって連結されている。この一対の連結アーム１５７は、一端側がカバー部材１５６の開口部１５６ａから臨む側壁１５６ｂに片持ち支持されることによって、他端側が各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部を押圧する方向に弾性変位可能とされている。したがって、この連結アーム１５７の他端側を押圧することで、連結アーム１５７により連結された各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部を同時に押圧することが可能である。また、このような押圧方法に限らず、各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの上面部を個別に押圧することも可能である。これにより、インク流路４２内にエアが溜り、インクｉの吐出不良が生じたヘッド部２２を選んで後述するエア抜き動作を行うことができる。
【０１５４】
また、インク吸引部１５１は、図２６及び図２９に示すように、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋと各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの吸入口１５４ｙ，１５４ｍ，１５４ｃ，１５４ｋとの間を連通させる吸引管１５８と、各ポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの排出口１５５ｙ，１５５ｍ，１５５ｃ，１５５ｋと排インクタンク１５２との間を連通させる送出管１５９とを有している。
【０１５５】
吸引管１５８は、可撓性を有するチューブからなり、下方に位置するヘッド部２２の脱気口５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋと、それよりも上方に位置するポンプの吸入口１５４ｙ，１５４ｍ，１５４ｃ，１５４ｋとの間で、互いに並行しながら引き回されている。すなわち、この吸引管１５８は、その一端側にヘッド部２２の脱気口５１を形成するノズルの先端が差し込まれ、その他端側にポンプ１５３の吸入口１５４を形成するノズルの先端が差し込まれることによって、下方に位置するヘッド部２２の脱気口５１と、それよりも上方に位置するポンプ１５３の吸入口１５４との間を連通している。
【０１５６】
送出管１５９は、可撓性を有するチューブからなり、上方に位置するポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋの排出口１５５ｙ，１５５ｍ，１５５ｃ，１５５ｋと、それよりも下方に位置する排インクタンク１５２との間で、互いに並行しながら引き回されている。すなわち、この送出管１５９は、その一端側にポンプ１５３の排出口１５５を形成するノズルの先端が差し込まれ、その他端側が排インクタンク１５２の内部に臨むことによって、上方に位置するポンプ１５３の各排出口１５５と、それよりも下方に位置する排インクタンク１５２との間を連通している。
【０１５７】
なお、送出管１５９の他端側は、例えば集合管によって１本又は複数本の送出管にまとめられた後、排インクタンク１５２の内部に臨む構成となっている。また、送出管１５９の他端側は、このような構成に限定されず、それぞれが別個に排インクタンク１５２の内部に臨む構成であってもよい。
【０１５８】
排インクタンク１５２は、図２６に示すように、例えば合成樹脂材料等を射出成形することで、全体略直方体状に形成された容器であり、その上面部には、送出管１５９の他端側が差し込まれる差込み口１６０と、通気を行う通気口１６１とが設けられている。そして、この排インクタンク１５２は、カートリッジ本体５の側面部に設けられた排タンク装着部１６２に装着されている。
【０１５９】
以上のように構成されるヘッドカートリッジ１５０では、エア抜き動作としてポンプ１５３の上面部を押圧する操作とポンプ１５３の上面部が復元力により元に戻ろうとする操作とを繰り返す。すると、ポンプ１５３の吸入口１５４側に発生した吸引力によって、ヘッド部２２のインク流路４２内に溜まったエアがインクｉと共に、脱気口５１から吸引管１５８を通ってポンプ１５３の吸入口１５４へと吸引される。そして、このエアを含んだインクｉは、ポンプ１５３の吸入口１５４から吸入され、ポンプ１５３の排出口１５５から排出されることで、この排出口１５５から送出管１５９を通って排インクタンク１５２へと送り出される。そして、このエアを含んだインクｉは、廃液として排インクタンク１５２内に収容される。
【０１６０】
なお、ポンプ１５３による吸引力は、ヘッド部２２の脱気口５１からエアを含んだインクｉを吸引することによって、少なくともインク供給口４１からインク流路４２内にインクｉが流入し、且つ、ノズル４０ａからエアを吸引しない程度の圧力とすることが好ましく、ここでは、例えば２００〜６００ｍｍＨ２Ｏ程度の吸引力が発生するように設定されている。
【０１６１】
以上のように、このヘッドカートリッジ１５０では、インク吸引部１５１のポンプ１５３によってインク流路４２内に溜まったエアをインクｉと共に脱気口５１から吸引することから、ノズル面４０のノズル４０ａからエアを含んだインクｉを吐出させることなく、このインク流路４２内に溜まったエアを適切且つ確実に取り除くことが可能である。
【０１６２】
したがって、このヘッドカートリッジ１５０では、インクｉの無駄な消費を抑制しつつ、上述したヘッド部２２のインク流路４２内から溜まったエアを適切に脱気することが可能である。また、プリンタ装置１では、適切な脱気によりこのヘッドカートリッジ１５０におけるインクｉの吐出信頼性を向上させることで、記録紙Ｐに対する適切な印刷動作を行うことが可能である。
【０１６３】
また、このヘッドカートリッジ１５０では、各色に対応したエアを含んだインクｉが、廃液として１つの排インクタンク１５２内にまとめて収容されることから、簡便な構成によってインクｉの廃液処理が可能となる。また、プリンタ装置１では、このヘッドカートリッジ２側に排インクタンク１５２が装着される排タンク装着部１６２が設けられることによって、プリンタ本体３の大型化を防ぐと共に、インクｉの廃液処理を簡便な構成により行うことによって、更なる低コスト化が可能である。
【０１６４】
なお、上述したヘッドカートリッジ１５０では、各色に対応したヘッド部２２の脱気口５１ｙ，５１ｍ，５１ｃ，５１ｋからエアを含んだインクｉを吸引するポンプ１５３ｙ，１５３ｍ，１５３ｃ，１５３ｋが設けられた構成となっている。しかしながら、本発明は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、各色に対応した吸引管１５８の他端側を集合管によって１本又は複数本の吸引管１５８にまとめた後に、１つ又は複数のポンプ１５３によってエアを含んだインクｉをまとめて吸引する構成としてもよい。
【０１６５】
また、上述したヘッドカートリッジ１５０では、上記吸引管１５８の中途部に、エアを含んだインクｉがインク流路４２側に逆流することを防ぐための逆止弁が設けられた構成としてもよい。
【０１６６】
また、上述したヘッドカートリッジ１５０では、ポンプ１５３によってエアを含んだインクｉを強制的に吸引し除去することから、上記ヘッドカートリッジ２のように、必ずしもインク流路４２内におけるインク供給口４１と脱気口５１との間の上面部が、脱気口５１がインク供給口４１よりも上方に位置するような傾斜面４２ａとする必要はない。
【０１６７】
また、上述したヘッドカートリッジ１５０では、１つの排インクタンク１５２が設けられた構成となっているが、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、各色に対応した排インクタンクが設けられた構成であってもよい。
【０１６８】
また、上述した排インクタンク１５２では、図３０に示すように、内部にスポンジ等の液体吸収体であるインク吸収体１６３が設けられた構成であってもよい。
【０１６９】
この場合、排インクタンク１５２に収容された廃液は、廃棄されることなく、この排インクタンク１５２の上面部に設けられた開口部１６４から自然乾燥によって水分が蒸発されることになる。また、この場合には、ヘッドカートリッジ１５０の交換時等において、振動や排インクタンク１５２の傾き等によって、内部に収容された廃液が周囲に漏れ出るのを防ぐことが可能である。
【０１７０】
また、図３１に示すように、上述した排インクタンク１５２の代わりに、袋１６５を排タンク装着部１６２に装着し、この袋１６５内にエアを含んだインクｉが廃液として収容される構成としてもよい。
【０１７１】
この袋１６５は、排タンク装着部１６２に対して着脱可能であり、その上面部に送出管１５９の他端側が差し込まれる差込み口１６６と、通気を行う通気口１６７とを有している。
【０１７２】
この場合、袋１６５内に廃液がある程度溜まったから、袋１６５を廃棄し、新しい袋１６５に交換することが可能なことから、排タンク装着部１６２を小さくし、上述したヘッドカートリッジ１５０を小型化することが可能である。
【０１７３】
また、上述した排インクタンク１５２は、例えば図３２，図３３及び図３４に示すように、排タンク装着部１６２に対して着脱可能とされた構成であってもよい。
【０１７４】
図３２に示す場合には、排インクタンク１５２側に被係止部である段付部１６８を設け、排タンク装着部１６２側に係止部である係止爪１６９と、排インクタンク１５２の移動を規制する規制突部である立上り壁１７０とを設けた構成とする。この場合、排インクタンク１５２が立上り壁１７０により移動が規制された状態で、係止爪１６９が段付部１６８に係止されることによって、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に適切に固定することが可能である。
【０１７５】
図３３に示す場合には、排インクタンク１５２側に係止部である一対の係止爪１７１を設け、排タンク装着部１６２側に被係止部である一対の貫通孔１７２を設けた構成とする。この場合も、一対の係止爪１７１が一対の貫通孔１７２に係止されることによって、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に適切に固定することが可能である。
【０１７６】
図３４に示す場合には、排インクタンク１５２の一端側に設けられた位置決め突部１７３を排タンク装着部１６２側に設けられた位置決め凹部１７４に係合させた状態で、排インクタンク１５２の他端側に設けられた固定部１７５をネジ１７６によって排タンク装着部１６２に固定する。この場合も、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に適切に固定することが可能である。
【０１７７】
上述した図３２，図３３及び図３４に示す場合には、排インクタンク１５２を排タンク装着部１６２に対して着脱可能とすることによって、この排インクタンク１５２自体を交換する或いは内部に収容された廃液のみを廃棄することが可能である。したがって、容量の大きい排インクタンク１５２を用いる必要がなくなり、この排インクタンク１５２が装着される排タンク装着部１６２も小型化することが可能なことから、上述したヘッドカートリッジ１５０を小型化することが可能である。
【０１７８】
なお、上述したプリンタ装置１では、プリンタ本体３に対してヘッドカートリッジ２，１５０が着脱可能とされると共に、カートリッジ本体５に対してインクタンク４が着脱可能とされることによって、これらヘッドカートリッジ２，１５０及びインクタンク４が消耗品として取り扱われており、容易に交換が可能となっている。しかしながら、本発明は、このような構成に必ずしも限定されるものではなく、ヘッドカートリッジ２がプリンタ本体３に一体に設けられた構成であってもよく、インクタンク４がカートリッジ本体５に一体に設けられた構成であってもよい。
【０１７９】
また、以上は、本発明をプリンタ装置に適用した例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えばファクシミリやコピー機、液体中のＤＮＡ等を吐出する液体吐出装置、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等にも適用可能である。
【０１８０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ヘッド部の脱気口を通して流路内に溜まった気体が脱気されることから、ノズル面のノズルから気体を含んだ液体を吐出させることなく、流路内に溜まった気体を適切に除去することが可能である。したがって、脱気を行うための機構を簡便な構成とし、装置全体の大型化を防ぐと共に、液体の無駄な消費を抑制しつつ、ヘッド部の流路内に溜まった気体を適切に脱気することが可能であり、液体の吐出信頼性を大幅に向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】ヘッドカートリッジの構成を示す斜視図である。
【図３】インクタンクの構成を示す断面図である。
【図４】インクタンクのインク送出口が閉塞された状態を示す模式図である。
【図５】インクタンクのインク送出口が開放された状態を示す模式図である。
【図６】ヘッドカートリッジを上面から見た平面図である。
【図７】ヘッドカートリッジの構成を示す断面図である。
【図８】ヘッドカートリッジのラッチレバーを示す要部正面図である。
【図９】ヘッドカートリッジにインクタンクを装着する動作を説明するための断面図である。
【図１０】ヘッドカートリッジにインクタンクが装着された状態を示す断面図である。
【図１１】インクタンクが装着されたヘッドカートリッジの構成を示す断面図である。
【図１２】ヘッドカートリッジのインク供給部が閉塞された状態を示す断面図である。
【図１３】ヘッドカートリッジのインク供給部が開放された状態を示す断面図である。
【図１４】ヘッドカートリッジのヘッド装着部の構成を示す側面図である。
【図１５】インクタンクの構成を示す側面図である。
【図１６】ヘッドカートリッジのヘッド部の構成を示す断面図である。
【図１７】インクの吐出動作を説明するための図であり、インク加圧に気泡が発生した状態を示す断面図である。
【図１８】インクの吐出動作を説明するための図であり、気泡によりノズルからインクの液滴が吐出された状態を示す断面図である。
【図１９】ヘッドカートリッジを下面から見た平面図である。
【図２０】プリンタ装置の構成を示す透視側面図である。
【図２１】プリンタ装置の上部筐体が下部筐体に対して開放された状態を示す透視側面図である。
【図２２】プリンタ装置の印刷動作を説明するための透視側面図である。
【図２３】ヘッド部の別の構成例を示す模式図である。
【図２４】ヘッド部のインク流路に電気機械変換素子が設けられた構成を示す断面図である。
【図２５】別のヘッドカートリッジを前面側から見た斜視図である。
【図２６】別のヘッドカートリッジを背面側から見た斜視図である。
【図２７】別のヘッドカートリッジの構成を示す正面図である。
【図２８】ポンプの構成を示す断面図である。
【図２９】インク吸引部の構成を示す斜視図である。
【図３０】排インクタンク内にインク吸収体が設けられた構成を示す断面図である。
【図３１】排タンク装着部に袋が装着された構成を示す断面図である。
【図３２】排インクタンクが排タンク装着部に対して着脱可能とされた構成を示す断面図である。
【図３３】排インクタンクが排タンク装着部に対して着脱可能とされた別の構成を示す断面図である。
【図３４】排インクタンクが排タンク装着部に対して着脱可能とされた別の構成を示す断面図である。
【図３５】従来のプリントヘッドを説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ プリンタ装置（液体吐出装置）、２ ヘッドカートリッジ（液体吐出ヘッド）、３ プリンタ本体、４ インクタンク、５ カートリッジ本体、６ インク収容部、７ インク送出部、８ 外部連通孔、９ 空気導入管、１１ インク貯留部、１４ タンク装着部、２０ 連結部、２１ インク供給部、２２ ヘッド部、４０ ノズル面、４０ａ ノズル、４１ インク供給口、４２ インク流路、４２ａ 傾斜面、４３ ヘッドチップ、４９ ヘッドキャップ、５１ 脱気口、５２ 電気機械変換素子、１００ 筐体、１００ａ 上部筐体、１００ｂ 下部筐体、１０１ ヘッド装着部、１０８ キャップ開閉機構、１１１ 給排紙口、１１２ 収納トレイ、１１３ 蓋トレイ、１１４ 給紙部、１１５ 搬送部、１１６ 排紙部、１１７ 給紙ローラ、１１８ａ，１１８ｂ 分離ローラ、１１９ 反転ローラ、１２０ 搬送ベルト、１２７ プラテン板、１２９ 拍車、１５０ 別のヘッドカートリッジ（液体吐出ヘッド）、１５１ インク吸引部、１５２ 排インクタンク、１５３ ポンプ、１５８ 吸引管、１５９ 送出管、１６２ 排タンク装着部、１６３ インク吸収体、１６５ 袋
Claims (8)
- 液体を収容した液体供給体を装着する液体供給体装着部と、
上記液体供給体の液体送出部と連結されることにより上記液体送出部に設けた弁機構を開放して上記液体供給体から自然落下する液体の供給を受ける連結部と、
上記連結部を介して上記液体供給体から供給された上記液体を溜める液体溜め部と、この液体溜め部と連通されて上記液体が充填される液体室と、この液体室と連通された液体流出路と、この液体流出路からの上記液体の流出動作を制御する弁機構とを有する液体供給部と、
上記液体供給部の上記液体流出路と連通されて上記液体が上記弁機構により供給量を制御されて供給される液体供給口と、液体が吐出される被液体吐出体の幅と略等しい長さを有し上記液体供給口を介して上記液体が供給される液体流路と、この液体流路の底面部を構成し対向位置に搬送された上記被液体吐出体に対して上記液体流路から導かれた上記液体を吐出する多数個のノズルが幅方向に並んで形成されたノズル面と、上記液体流路内に溜まった気体を脱気する脱気口と、上記各ノズルに相対する液体加圧室と液体加圧素子とを有して液体加圧素子により上記液体加圧室内で上記液体を加圧して上記ノズルから上記被液体吐出体に対して上記液体を吐出させる多数個のヘッドチップを有するヘッド部と、
上記ヘッド部の上記脱気口と接続されたパイプと、上記脱気口を介して上記液体流路内から溜まった気体を吸引して排出するポンプとを有する液体吸引部とを備え、
上記ヘッド部は、上記ヘッド面と対向する上記液体流路の上面部に、上記液体供給口を上記液体流路の長さ方向の略中央部に配置すると共に上記脱気口を上記液体流路の長さ方向の一端側に配置して設け、上記上面部に上記液体供給口を上記脱気口よりも上方に位置させる傾斜を付すことにより上記気体が上記脱気口側へと流れるようにし、上記液体流路の上方空間部から上記液体吸引部により上記脱気口を介して上記気体の排出が行われるようにすることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 上記ヘッド部は、上記上面部に上記液体流路に振動を発生させる振動源を設けたことを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
- 上記液体流路の上面部には、複数個の上記液体供給口と上記脱気口とを設ける共に、上記各液体供給口に対して上記各脱気口が全て上方に位置するように複数の傾斜が付されて形成されることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
- 上記液体が、上記液体供給体装着部に着脱されるインクカートリッジからなる上記液体供給体に収容されたインクであり、
上記ヘッド部の上記ノズル面に対向して印刷位置に搬送された上記被液体吐出体である記録紙にインクを吐出して所定の印刷を行うプリントヘッドを構成することを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。 - 上記液体供給体装着部に対して少なくともイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のインクカートリッジを着脱し、上記記録紙にカラー印刷を行うプリントヘッドを構成することを特徴とする請求項４記載の液体吐出ヘッド。
- 被液体吐出体を積層状態で収納する収納部と、この収納部から上記被液体吐出体を送り出す搬送部と、上記被液体吐出体に対して液体を吐出する液体吐出部と、この液体吐出部に対向して配置されたヘッド装着部と、上記液体吐出部において上記液体を吐出された上記被液体吐出体を送り出す排出部とを備える装置本体と、
上記装置本体の上記ヘッド装着部に対して着脱される液体吐出ヘッドとを備え、
上記液体吐出ヘッドが、
液体を収容した液体供給体を装着する液体供給体装着部と、
上記液体供給体の液体送出部と連結されることにより上記液体送出部に設けた弁機構を開放して上記液体供給体から自然落下する液体の供給を受ける連結部と、
上記連結部を介して上記液体供給体から供給された上記液体を溜める液体溜め部と、この液体溜め部と連通されて上記液体が充填される液体室と、この液体室と連通された液体 流出路と、この液体流出路からの上記液体の流出動作を制御する弁機構とを有する液体供給部と、
上記液体供給部の上記液体流出路と連通されて上記液体が上記弁機構により供給量を制御されて供給される液体供給口と、液体が吐出される被液体吐出体の幅と略等しい長さを有し上記液体供給口を介して上記液体が供給される液体流路と、この液体流路の底面部を構成し対向位置に搬送された上記被液体吐出体に対して上記液体流路から導かれた上記液体を吐出する多数個のノズルが幅方向に並んで形成されたノズル面と、上記液体流路内に溜まった気体を脱気する脱気口と、上記各ノズルに相対する液体加圧室と液体加圧素子とを有して液体加圧素子により上記液体加圧室内で上記液体を加圧して上記ノズルから上記被液体吐出体に対して上記液体を吐出させる多数個のヘッドチップを有するヘッド部と、
上記ヘッド部の上記脱気口と接続されたパイプと、上記脱気口を介して上記液体流路内から溜まった気体を吸引して排出するポンプとを有する液体吸引部とを備え、
上記ヘッド部が、上記ヘッド面と対向する上記液体流路の上面部に、上記液体供給口を上記液体流路の長さ方向の略中央部に配置すると共に上記脱気口を上記液体流路の長さ方向の一端側に配置して設け、上記上面部に上記液体供給口を上記脱気口よりも上方に位置させる傾斜を付すことにより上記気体が上記脱気口側へと流れるようにし、上記液体流路の上方空間部から上記液体吸引部により上記脱気口を介して上記気体の排出が行われるようにすることを特徴とする液体吐出装置。 - 上記液体が、上記液体供給体装着部に着脱されるインクカートリッジからなる上記液体供給体に収容されたインクであり、
上記液体吐出ヘッドが、上記ヘッド部において上記ノズル面に対向して印刷位置に搬送された上記被液体吐出体である記録紙に対してインクを吐出して所定の印刷を行うことによりプリントヘッドを構成することを特徴とする請求項６記載の液体吐出装置。 - 上記液体吐出ヘッドが、上記ヘッド部の上記液体供給体装着部に少なくともイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のインクカートリッジを着脱し、上記記録紙に対してカラー印刷を行うカラープリントヘッドを構成することを特徴とする請求項７記載の液体吐出装置。
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