JP7035647B2

JP7035647B2 - システム

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Publication number: JP7035647B2
Application number: JP2018044088A
Authority: JP
Inventors: 雅洋林
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2018-03-12
Publication date: 2022-03-15
Anticipated expiration: 2038-03-12
Also published as: JP2019155688A

Description

本発明は、カートリッジとタンクとの間でインクが流通するシステムに関する。

例えば特許文献１には、機器側に装着可能な液体収容体（カートリッジ）において、液体収容室を外部に連通する大気開放流路の液体収容室に開口する位置が、液体収容室の底壁内面付近である液体収容体が開示されている。

特開２００７－２５３３２８号公報

前述した液体収容体には、大気開放流路の途中に空気室が設けられている。例えば温度や気圧の変動によって、液体収容室の液体の液面が下がると、大気開放流路に液体が進入することがあるが、進入した液体が空気室に貯留されることによって、液体が外部へ漏れることが防止されている。しかしながら、液体が外部へ漏れることを確実に防止するには、空気室の体積を大きくせざるを得ない。そうすると、液体収容体に対して、収容可能な液体の量が少なくなる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カートリッジの容積に対して、貯留可能なインクの量を多くすることができる手段を提供することにある。

(1) 本発明に係るシステムは、インクを貯留する第１貯留室を有するカートリッジと、上記カートリッジが接続可能であり、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から流出したインクを貯留する第２貯留室を有するタンクと、上記タンクの上記第２貯留室に貯留されたインクをノズルから吐出する記録ヘッドと、を備えるシステムに関する。上記第１貯留室は、上記第１貯留室を区画する上壁から下方へ延びる隔壁によって区画された第１室及び第２室と、上記隔壁の下方において上記第１室及び上記第２室を連通する第３室と、を有している。上記第２室は、大気と連通する第１大気連通口を有している。上記第３室は、上記第１貯留室からインクが流出する流出口を有している。上記第２貯留室は、上記カートリッジが接続された状態において、上記流出口と連通する流入口、及び上記記録ヘッドへインクを供給する供給口を有し、上記隔壁の下端よりも下方に位置する第４室と、上記第４室の上方に位置しており、大気と連通する第２大気連通口を有する第５室と、を有している。上記記録ヘッドにおいて上記ノズルが開口する下面は、上記隔壁の下端よりも上方に位置している。上記第１貯留室に最大量のインクが貯留されており、且つ上記第１室に貯留されたインクの液面と上記第２室に貯留されたインクの液面とが同じ高さである状態において、上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室の体積よりも小さい。

上記構成によれば、隔壁の下端の高さが、第１室に貯留されたインクの液面より低い位置にあるカートリッジに対して、隔壁の下端よりも下方に位置する第４室を有するタンクが設けられているので、カートリッジの第１貯留室に貯留可能なインクの最大量を増やすことができる。また、最大量のインクが貯留されたカートリッジがタンクに接続されたときに、第２室に貯留されたインクの液面から隔壁の下端までの体積が、第４室の体積よりも小さいので、第１貯留室から第２貯留室へインクが移動した後のインクの液面の位置が隔壁の下端となる。これにより、記録ヘッドの下面が隔壁の下端よりも上方に配置可能になるので、記録ヘッドのレイアウトの自由度が増す。

(2) 好ましくは、上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室における上記供給口の上端から上方の体積よりも小さい。

上記構成によれば、第４室の供給口の直上にインクの液面があるときに、カートリッジが交換されて、第１貯留室から第２貯留室へインクが移動した後に、タンクのインクの液面の位置が隔壁の下端となる。

(3) 好ましくは、上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室における上記供給口と上記流入口との間の所定高さ位置から上方の体積よりも小さい。

上記構成によれば、第４室の所定高さ位置にインクの液面があるときに、カートリッジが交換されて、第１貯留室から第２貯留室へインクが移動した後に、タンクのインクの液面の位置が隔壁の下端となる。

(4) 好ましくは、上記第５室の体積は、上記第２室の体積よりも大きい。

上記構成によれば、温度や大気圧の変動によって第１貯留室から第２貯留室へ移動したインクが第５室に確実に貯留される。

(5) 好ましくは、上記記録ヘッドの下面は、上記第１室の上端よりも下方に位置する。

上記構成によれば、記録ヘッドの下面よりも上方の位置に第１貯留室を配置することができる。

(6) 本発明に係るシステムは、インクを貯留する第１貯留室を有するカートリッジと、上記カートリッジが接続可能であり、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から流出したインクを貯留する第２貯留室を有するタンクと、上記タンクの上記第２貯留室に貯留されたインクをノズルから吐出する記録ヘッドと、コントローラと、を備える。上記コントローラは、上記カートリッジと上記タンクとが接続されたときに、上記第１貯留室に貯留されたインクを上記記録ヘッドのノズルへ導入する初期インク導入を実行する。上記第１貯留室は、上記第１貯留室を区画する上壁から下方へ延びる隔壁によって区画された第１室及び第２室と、上記隔壁の下方において上記第１室及び上記第２室を連通する第３室と、を有している。上記第２室は、大気と連通する第１大気連通口を有している。上記第３室は、上記第１貯留室からインクが流出する流出口を有している。上記第２貯留室は、上記カートリッジが接続された状態において、上記流出口と連通する流入口、及び上記記録ヘッドへインクを供給する供給口を有し、上記隔壁の下端よりも下方に位置する第４室と、上記第４室の上方に位置しており、大気と連通する第２大気連通口を有する第５室と、を有している。上記記録ヘッドにおいて上記ノズルが開口する下面は、上記隔壁の下端よりも上方に位置している。上記第１貯留室に最大量のインクが貯留されており、且つ上記第１室に貯留されたインクの液面と上記第２室に貯留されたインクの液面とが同じ高さである状態において、上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室の体積よりも大きく、且つ上記第４室の体積と上記初期インク導入に要するインク量との和よりも小さい。

上記構成によれば、隔壁の下端の高さが、第１室に貯留されたインクの液面より低い位置にあるカートリッジに対して、隔壁の下端よりも下方に位置する第４室を有するタンクが設けられているので、カートリッジの第１貯留室に貯留可能なインクの最大量を増やすことができる。また、最大量のインクが貯留されたカートリッジがタンクに接続されて初期導入が実行されるときに、第２室に貯留されたインクの液面から隔壁の下端までの体積が、第４室の体積よりも大きく、且つ第４室の体積と初期インク導入に要するインク量との和よりも小さいので、初期導入が実行され、且つ第１貯留室から第２貯留室へインクが移動した後のインクの液面の位置が隔壁の下端となる。これにより、カートリッジに貯留可能なインクの量を増やすとともに、記録ヘッドのレイアウトの自由度を確保することができる。

本発明によれば、カートリッジを有するシステムにおいて、カートリッジの容積に対して、貯留可能なインクの量を多くすることができる。

図１は、第１実施形態に係るプリンタ部１１の内部構造を模式的に示す縦断面図である。図２は、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態であって、第２室５２のインクの液面が隔壁３８の下端にある模式図である。図３は、貯留室３２に最大量のインクが貯留されている、使用姿勢と同じ姿勢のインクカートリッジ３０の縦断面図である。図４は、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態であって、第２室５２のインクの液面が隔壁３８の下端より上方にある模式図である。図５は、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態であって、第２室５２のインクの液面が隔壁３８の下端より下方にある模式図である。図６は、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態であって、第４室１１４のインクの液面が供給口１２８の直上にある模式図である。図７は、第２実施形態に係るキャリッジ２２、キャップ４４、及びポンプ４５の模式図である。図８は、インクカートリッジ６０とタンク１０３とが接続された状態であって、第２室５２のインクの液面が隔壁３８の下端より上方にある模式図である。図９は、インクカートリッジ６０とタンク１０３とが接続された状態であって、第２室５２のインクの液面が隔壁３８の下端にある模式図である図１０は、変形例に係るインクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続された状態を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態を適宜変更できることは言うまでもない。また、複合機１０が使用可能に水平面に設置された姿勢（図１の姿勢であって、「使用姿勢」と表記することがある。）を基準として上下方向７が定義され、複合機１０の給送トレイ１５からシート１２が給送される方向を後方として前後方向８が定義され、複合機１０を前面から見て左右方向９が定義される。本実施形態では、使用姿勢において、上下方向７が鉛直方向に相当し、前後方向８及び左右方向９が水平方向に相当する。前後方向８及び左右方向９は、直交している。

［第１実施形態］
［複合機１０の全体構成］
複合機１０は、インクジェット記録方式でシート１２に画像を記録するプリンタ部１１を有している。また、複合機１０は、ファクシミリ機能、スキャン機能、及びコピー機能などの各種の機能を有していてもよい。複合機１０は、システムの一例である。図１に示されるように、プリンタ部１１は、給送トレイ１５と、排出トレイ１６と、給送ローラ２３と、搬送ローラ対２５と、排出ローラ対２７と、記録部２４と、プラテン２６とを有する。

［給送トレイ１５、排出トレイ１６、給送ローラ２３］
図１に示されるように、給送トレイ１５は、各々が積層された複数のシート１２を支持する。排出トレイ１６は、給送トレイ１５の上方に配置されている。排出トレイ１６は、記録部２４及びプラテン２６の間から排出ローラ対２７によって排出されたシート１２を支持する。給送ローラ２３は、不図示のモータによって駆動されることによって、給送トレイ１５に支持されたシート１２を搬送路１７へ給送する。

［搬送路１７］
搬送路１７は、ガイド部材１８、１９、記録部２４、プラテン２６等によって形成される空間を指す。ガイド部材１８、１９と、記録部２４及びプラテン２６とは、それぞれがプリンタ部１１の内部において所定間隔で対向する。搬送路１７は、給送トレイ１５の後端部から上方に延びつつＵターンし、記録部２４に対面する位置を経由して排出トレイ１６に至る経路である。搬送向きは、図１において一点鎖線の矢印で示されている。

［搬送ローラ対２５］
搬送ローラ対２５は、記録部２４より搬送向きの上流に配置されている。搬送ローラ対２５は、互いに対向する搬送ローラ２５Ａ及びピンチローラ２５Ｂを備える。搬送ローラ２５Ａは、不図示のモータによって駆動される。ピンチローラ２５Ｂは、搬送ローラ２５Ａの回転に伴って連れ回る。シート１２は、モータの正転駆動力が伝達されて正回転する搬送ローラ２５Ａ及びピンチローラ２５Ｂに挟持されて、搬送向きに沿って搬送される。

［排出ローラ対２７］
排出ローラ対２７は、記録部２４より搬送向きの下流に配置されている。排出ローラ対２７は、互いに対向する排出ローラ２７Ａ及び拍車２７Ｂを備える。排出ローラ２７Ａは、不図示のモータによって駆動される。拍車２７Ｂは、排出ローラ２７Ａの回転に伴って連れ回る。シート１２は、モータの正転駆動力が伝達されて正回転する排出ローラ２７Ａ及び拍車２７Ｂに挟持されて、搬送向きに沿って搬送される。

［記録部２４、プラテン２６］
記録部２４及びプラテン２６は、図１に示されるように、搬送向きにおける搬送ローラ対２５及び排出ローラ対２７の間に配置されている。より詳細には、記録部２４及びプラテン２６は、搬送ローラ対２５より搬送向きの下流で、且つ排出ローラ対２７より搬送向きの上流に配置されている。また、記録部２４及びプラテン２６は、上下方向７において互いに対向して配置されている。

記録部２４は、キャリッジ２２と、キャリッジ２２に搭載された記録ヘッド２１とを備える。キャリッジ２２は、不図示のモータの駆動力が伝達されて左右方向９に往復移動する。記録ヘッド２１の下面２８には、複数のノズル２９が開口している。記録ヘッド２１は、ピエゾ素子等の振動素子を振動させることによって、ノズル２９からインク滴を吐出する。キャリッジ２２が移動する過程において、プラテン２６に支持されたシート１２に対して記録ヘッド２１がインク滴を選択的に吐出することによって、シート１２に画像が記録される。使用姿勢における記録ヘッド２１の下面２８は、インクカートリッジ３０及びタンク１０３内のインクの液面より上下方向７において上方にある。

キャリッジ２２には、インクチューブ２０及びフレキシブルフラットケーブル（不図示）が接続されている。インクチューブ２０は、タンク１０３と記録ヘッド２１とを接続する。より詳細には、インクチューブ２０は、タンク１０３に装着された各インクカートリッジ３０（カートリッジの一例）に貯留されたインクを記録ヘッド２１に供給する。インクチューブ２０は、各色（ブラック、マゼンタ、シアン、イエロー）のインクが流通する４本のチューブが束ねられたものである。フレキシブルフラットケーブルは、複合機１０の動作を制御する制御基板と記録ヘッド２１とを電気的に接続する。

［タンク１０３］
タンク１０３は、図２に示されるように、インクカートリッジ３０から供給されたインクを貯留する。タンク１０３は、タンク１０３を構成する壁のうち、少なくとも後述する液面センサ５５に対面する領域（プリズム）は、液面センサ５５から出力させる光を透過する透光性を有する。

タンク１０３は、内部に貯留室１２１を有する箱形状である。貯留室１２１は、第２貯留室の一例である。貯留室１２１は、供給口１２８を通じて、インクチューブ２０に連通されている。供給口１２８は、貯留室１２１の下端を区画する下壁付近に形成されている。供給口１２８は、接続管１０７より上下方向７の下方に位置する。これにより、貯留室１２１に貯留されたインクが、供給口１２８から流出して、インクチューブ２０を通じて記録ヘッド２１へ供給される。

貯留室１２１の上壁には連通口１２４が形成されている。連通口１２４は貯留室１２１の上壁を貫通している。連通口１２４を通じて、貯留室１２１とタンク１０３の外部とが連通される。なお、連通口１２４は、半透膜によって閉塞されていてもよい。連通口１２４は、第２大気連通口の一例である。

貯留室１２１の側壁からは、接続管１０７が前後方向へ延びている。接続管１０７は、円管状の樹脂からなるものである。接続管１０７の内部空間は、タンクの側壁を貫通する流入口１０８を通じて、貯留室１２１と連通している。接続管１０７の突出先端は開口している。接続管１０７は、複合機１０に装着されたインクカートリッジ３０のインク供給部３４（図２参照）に対応する位置に配置されている。

［液面センサ５５］
液面センサ５５は、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が境界位置Ｐ１より高いとき、ローレベル信号を制御基板へ出力する。一方、液面センサ５５は、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が境界位置Ｐ１以下のとき、ハイレベル信号を制御基板へ出力する。液面センサ５５は、貯留室１２１の側壁にインクが接触しているか否かによって異なる反射率を有するプリズムを利用して、貯留室１２１におけるインクの液面を光学的に検出するセンサである。

なお、液面センサ５５は、他の公知の構成が採用されてもよい。例えば、被検出部を有するアクチュエータが貯留室１２１に設けられ、インクの液面が境界位置Ｐ１未満になればアクチュエータが回動することによって被検出部の位置が変化してもよい。アクチュエータの被検出部が光学センサによって検知されるか否かによって、インクの液面が境界位置Ｐ１未満であるかを判定することができる。また、液面センサ５５として、貯留室１２１に挿入された電極棒が採用されてもよい。また、液面センサ５５は、省略されてもよい。

［インクカートリッジ３０］
インクカートリッジ３０は、インクが貯留される容器である。インクカートリッジ３０は、図２に示されるように、筐体３１及びインク供給部３４を有する。筐体３１は、略直方体形状である。なお、異なる色のインクが貯留される各インクカートリッジ３０の外形形状は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。筐体３１は、後壁４０と、前壁４１と、上壁３９と、下壁４２と、側壁３７とで構成されている。筐体３１の内部空間が貯留室３２である。

インク供給部３４は、後壁４０の下端付近から後方へ突出している。インク供給部３４は、円筒形状の部材である。インク供給部３４の内部空間は、後壁４０を貫通する流出口３３を通じて貯留室３２と連通している。インク供給部３４の突出端は、インクカートリッジ３０の外部に開口している。なお、各図には示されていないが、インク供給部３４の突出端の開口は、シール部材やバルブなどによって閉じられており、使用に際して開放されるように構成されていてもよい。

貯留室３２には、隔壁３８が設けられている。隔壁３８は、筐体３１の上壁３９から下壁４２へ向かって下方へ延びている。隔壁３８は、側壁３７と連続している。隔壁３８の下端は、インク供給部３４の内部空間よりも高い位置にある。隔壁３８の下端と下壁４２との間には空間が存在する。

隔壁３８によって、貯留室３２は上下方向７及び前後方向８に３つの部屋に区画されている。隔壁３８と前壁４１との間であって隔壁３８の下端より上方の空間が第１室５１と称される。隔壁３８と後壁４０との間であって隔壁３８の下端より上方の空間が第２室５２と称される。隔壁３８の下端より下方の空間が第３室５３と称される。したがって、インク供給部３４の内部空間と通ずる流出口３３は、第３室５３にある。第３室５３を通じて、第１室５１と第２室５２との間でインクが流通可能である。第１室５１と第３室５３との間、及び第２室５２と第３室５３との間には隔壁などは存在しておらず、第１室５１と第３室５３とは１つの空間として連続しており、また、第２室５２と第３室５３とは１つの空間として連続している。図２には、第１室５１、第２室５２、及び第３室５３の各境界が破線で示されている。

第２室５２において、上壁３９には連通口３５が形成されている。連通口３５は筐体３１の上壁３９を貫通している。連通口３５を通じて、第２室５２とインクカートリッジ３０の外部とが連通される。なお、連通口３５は、半透膜によって閉塞されていてもよい。連通口３５は、第１大気連通口の一例である。

図２に示されるように、タンク１０３の接続管１０７が、インクカートリッジ３０のインク供給部３４の内部空間に挿入されることによって、インクカートリッジ３０とタンクとが接続される。インクカートリッジ３０とタンクとが接続された状態において、インク供給部３４の内部空間を通じて、インクカートリッジ３０の貯留室３２と、タンク１０３の貯留室１２１との間でインクが流通可能になる。

以下、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続されており、複合機１０が使用される使用姿勢において、タンク１０３の貯留室１２１が、インクカートリッジ３０の隔壁３８の下端の高さよりも下方に位置する第４室１１４と、第４室１１４よりも上方の第５室１１５と、に分けて説明がされる。本実施形態において、第４室１１４と第５室１１５との間には、隔壁などは設けられておらず、第４室１１４と第５室１１５とは一つの空間として連続している。流入口１０８及び供給口１２８は、第４室１１４にある。連通口１２４は、第５室１１５にある。

図１に示されるように、使用姿勢において、記録ヘッド２１の下面２８は、インクカートリッジ３０の第１室５１の上端よりも下方に位置する。また、記録ヘッド２１の下面２８は、インクカートリッジ３０の隔壁３８の下端よりも上方に位置する。

図３に示されるように、新品のインクカートリッジ３０には、貯留室３２に最大量のインクが貯留されている。使用姿勢と同じ姿勢のインクカートリッジ３０の貯留室３２において、第１室５１のインクの液面の高さと、第２室５２のインクの液面の高さが同じ状態であるとする。この状態において、新品のインクカートリッジ３０がタンク１０３に接続されて使用姿勢であるときの、第１室５１及び第２室５２のインクの液面の高さを位置Ｐ２とする。

図２に示されるように、インクカートリッジ３０の貯留室３２において、第２室５２に貯留されたインクの液面が位置Ｐ２であるときに、第２室５２における位置Ｐ２から隔壁３８の下端までの体積Ｖ２ａ（図３で斜線で示される領域）は、タンク１０３の貯留室１２１の第４室１１４の体積Ｖ４よりも小さい（Ｖ２ａ＜Ｖ４）。また、タンク１０３の貯留室１２１の第５室１１５の体積Ｖ５は、インクカートリッジ３０の貯留室３２の第２室５２の体積Ｖ２よりも大きい（Ｖ５＞Ｖ２）。

以下、図４から図６を用いて、未使用の複合機１０に新品のインクカートリッジ３０が接続されたとき、及び記録ヘッド２１からインクが排出されてカートリッジエンプティ又はインクエンプティになったときのインクカートリッジ３０及びタンク１０３のインクの状態が説明される。

図３に示されるように、新品のインクカートリッジ３０の貯留室３２には、貯留可能な最大量のインクが貯留されている。また、未使用の複合機１０のタンク１０３の貯留室１２１には、インクが貯留されていない。貯留室１２１にインクが貯留されていないとは、未だインクカートリッジ３０から貯留室１２１にインクが流入していない状態をいうものであり、例えば、複合機１０の製造時における検査などにおいて一時的に貯留室１２１にインクが貯留され、その後に貯留室１２１からインクが除去されたときに、貯留室１２１に残存するインクなどは、貯留室１２１に貯留されているインクとはみなされないものとする。

図４に示されるように、インクカートリッジ３０とタンク１０３とが接続されると、接続管１０７の内部空間を通じて、貯留室３２と貯留室１２１との間でインクが流通可能になる。その結果、貯留室３２に貯留されたインクが水頭差によって貯留室１２１へ流出する。第１室５１は外部と大気連通されていないので、貯留室３２においてインクの液面が隔壁３８の下端よりも下降しなければ、第１室５１からインクは外部へ流出しない。

貯留室３２の第２室５２は、連通口３５を通じて外部と大気連通されているので、第３室５３のインクが流出口３３から流出すると、第２室５２に貯留されているインクが第３室５３へ移動する。図４に示されるように、第３室５３からインクが流出することによって、第２室５２のインクの液面が下降する。

タンク１０３の貯留室１２１にインクが流入すると、貯留室１２１においてインクの液面が上昇する。インクの液面が境界位置Ｐ１を超えると、液面センサ５５が出力する信号がハイレベル信号からローレベル信号に変化する。

さらに貯留室３２の第３室５３からインクが流出すると、第２室５２においてインクの液面が下降して、隔壁３８の下端と同じ高さにインクの液面が到達する。第２室５２における位置Ｐ２から隔壁３８の下端までの体積Ｖ２ａは、タンク１０３の貯留室１２１の第４室１１４の体積Ｖ４よりも小さいので（Ｖ２ａ＜Ｖ４）、第２室５２に貯留されていたインクの全てが第３室５３に移動しても、貯留室１２１におけるインクの液面（図５に示される液面）は、第５室１１５へ到達しない。つまり、第２室５２のインクの液面と、貯留室１２１のインクの液面とは、未だ水頭差が存在する。したがって、さらに、第３室５３から貯留室１２１へインクが流出する。

図５に示されるように、貯留室３２のインクの液面が隔壁３８の下端よりも下降すると、インクの液面と隔壁３８の下端との間の空間から、第２室５２の空気が第１室５１へ進入し、第１室５１へ進入した空気と同じ体積のインクが第１室５１から第２室５２へ流れ込む。これにより、第２室５２におけるインクの液面が上昇する。つまり、第１室５１と第２室５２との間で、空気とインクが置換される（以下、気液置換とも称される）。このような気液置換が生じつつ、第３室５３から貯留室１２１へインクが流出し、貯留室１２１におけるインクの液面が、隔壁３８の下端まで上昇すると、第２室５２のインクの液面と、貯留室１２１のインクの液面との間に水頭差がなくなり、第３室５３から貯留室１２１へのインクの移動が終了する。また、このときの第１室５１の液面は、位置Ｐ２よりも下方となっている。

記録ヘッド２１の下面２８は、インクカートリッジ３０の隔壁３８の下端よりも上方に位置しているので、新品のインクカートリッジ３０がタンク１０３に接続されて、貯留室３２から貯留室１２１へのインクの移動が終了したとき、インクカートリッジ３０の第２室５２のインクの液面は、記録ヘッド２１の下面２８よりも下方となる。これにより、記録ヘッド２１の下面２８におけるノズル２９の開口に形成されたインクのメニスカスに対して、負圧が生ずるので、ノズル２９の開口においてインクのメニスカスが破壊され難い。

記録ヘッド２１からインクが排出されると、タンク１０３の貯留室１２１におけるインクの液面が下降して、第２室５２のインクの液面と、貯留室１２１のインクの液面との間に水頭差が生じる。この水頭差によって、第３室５３から貯留室１２１へインクが移動し、また、第１室５１と第２室５２との間で気液置換が生ずる。第１室５１におけるインクの液面が隔壁３８の下端に到達するまで、記録ヘッドの２１からインクの排出される毎に、同様のインクの移動と気液置換とが生ずる。

貯留室３２におけるインクの液面、すなわち第１室５１の液面及び第２室５２の液面とが共にが隔壁３８の下端より下降すると、連通口３５及び隔壁３８の下端とインクの液面との間の空間を通じて、第１室５１も常に外部と大気連通される。したがって、記録ヘッド２１からインクが排出されて水頭差が生ずると、第３室５３から貯留室１２１へインクが流出する。そして、第３室５３のインクの液面が流出口３３、すなわち境界位置Ｐ１に到達すると、第３室５３から貯留室１２１へインクが移動できなくなる。

さらに記録ヘッド２１からインクが排出されると、貯留室１２１におけるインクの液面が境界位置Ｐ１より下降する。これにより、液面センサ５５が出力する信号がローレベル信号からハイレベル信号へ変化する。制御基板に実装されているコントローラは、液面センサ５５からローレベル信号を受信した後にハイベル信号を受信したことに応じて、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されているインクがタンク１０３に供給できなくなったことを示すカートリッジエンプティの報知を、例えば、複合機１０が有するディスプレイなどを通じてユーザに報知する。

コントローラは、液面センサ５５からハイレベル信号を受信した後、記録ヘッド２１から排出されるインク量のカウントを実行する。そして、インク量のカウントが予め定められた閾値に到達すると、更なる画像記録が実行できないことを示すインクエンプティの報知を、ディスプレイなどを通じてユーザに報知する。また、コントローラは、更なる画像記録の指示の受付を禁止してもよい。予め定められた閾値は、図６に示されるように、タンク１０３の貯留室１２１のインクの液面が、供給口１２８の上端に到達する直前となるように設定されている。インクエンプティが報知されることによって、貯留室１２１におけるインクの液面が供給口１２８の上端よりも下降して、供給口１２８に空気が進入することが防止される。

［第１実施形態の作用効果］
第１実施形態によれば、隔壁３８の下端の高さが、第１室５１に貯留されたインクの液面より低い位置にあるインクカートリッジ３０に対して、隔壁３８の下端よりも下方に位置する第４室１１４を有するタンクが設けられているので、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留可能なインクの最大量を増やすことができる。また、最大量のインクが貯留されたインクカートリッジ３０がタンク１０３に接続されたときに、第２室５２に貯留されたインクの液面から隔壁３８の下端までの体積Ｖ２ａが、第４室１１４の体積Ｖ４よりも小さいので（Ｖ２ａ＜Ｖ４）、貯留室３２から貯留室１２１へインクが移動した後のインクの液面の位置が隔壁３８の下端となる。これにより、記録ヘッド２１の下面２８が隔壁３８の下端よりも上方に配置可能になるので、記録ヘッド２１のレイアウトの自由度が増す。

また、タンク１０３の第５室１１５の体積Ｖ５は、インクカートリッジ３０の第２室５２の体積Ｖ２よりも大きいので（Ｖ５＞Ｖ２）、複合機１０が使用される環境の温度や大気圧が変動して、インクカートリッジ３０の貯留室３２からタンク１０３の貯留室１２１へインクが移動したとしても、移動したインクが第５室１１５に確実に貯留される。

また、記録ヘッド２１の下面２８は、タンク１０３に接続されたインクカートリッジ３０の第１室５１の上端よりも下方に位置するので、記録ヘッド２１の下面２８よりも上方の位置に、インクカートリッジ３０の貯留室３２を配置することができる。これにより、複合機１０の上下方向７の高さを低くすることができる。

［変形例］
第１実施形態では、第２室５２に貯留されたインクの液面から隔壁３８の下端までの体積Ｖ２ａが、第４室１１４の体積Ｖ４よりも小さいが、体積Ｖ２ａは、第４室１１４における供給口１２８の上端から上方の体積Ｖ４ａ（図６で斜線で示される領域）よりも小さくてもよい（Ｖ２ａ＜Ｖ４ａ）。

インクエンプティであるときには、図６に示されるように、タンク１０３の貯留室１２１におけるインクの液面は、供給口１２８の上端付近（上端の直上）にある。インクエンプティであるときに、インクカートリッジ３０が交換されると、交換された新品のインクカートリッジ３０の貯留室３２からタンク１０３の貯留室１２１へインクが移動する。

体積Ｖ２ａが体積Ｖ４ａよりも小さいので、貯留室３２の第２室５２からインクが流出して、第２室５２においてインクの液面が下降して、隔壁３８の下端と同じ高さにインクの液面が到達しても、第２室５２のインクの液面と、貯留室１２１のインクの液面とは、未だ水頭差が存在した状態となる。したがって、インクカートリッジ３０が交換された後、インクの移動が終了したときに、第２室５２におけるインクの液面は、隔壁３８の下端にあるので、記録ヘッド２１の下面２８より下方となる。

また、体積Ｖ２ａは、第４室１１４における供給口１２８と流入口１０８との間の所定高さ位置Ｐ３（図６参照）から上方の体積Ｖ４ｂよりも小さくてもよい（Ｖ２ａ＜Ｖ４ｂ）。これにより、インクカートリッジ３０が交換されて、貯留室３２から貯留室１２１へインクが移動した後に、タンク１０３の貯留室１２１におけるインクの液面の位置が隔壁３８の下端と同じ位置になる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態が説明される。
図７に示されるように、第２実施形態では、複合機１０が、記録ヘッド２１の下面２８を覆うキャップ４４及びキャップ４４の内部空間を負圧にするポンプ４５を有する。また、複合機１０は、インクカートリッジ３０に代えて、図８，９に示されるように、インクカートリッジ６０を有する。第２実施形態に係るインクカートリッジ６０は、インクカートリッジ３０と同様の構成であるが、体積Ｖ２ａが体積Ｖ４よりも大きい（Ｖ２ａ＞Ｖ４）。また、体積Ｖ２ａは、体積Ｖ４と、初期インク導入に要するインク量Ｖｉｐとの和よりも小さい（Ｖ２ａ＜（Ｖ４＋Ｖｉｐ））。その他の構成は、第１実施形態と同様である。以下、詳細に説明する。

図７に示されるように、キャップ４４は、左右方向９に往復移動するキャリッジ２２に搭載された記録ヘッド２１が、記録領域の外側に位置するときに、記録ヘッド２１の直下となる。キャップ４４は、不図示のモータの駆動力が伝達されて、記録ヘッド２１の下面２８に対して接離するように、上下方向７に移動可能である。キャップ４４が記録ヘッド２１の下面２８を覆うように接触した状態で、ポンプ４５が駆動されることによって、記録ヘッド２１のノズル２９から気体又は液体がキャップ４４の内部空間へ吸引される。キャップ４４の内部空間に吸引された気体又は液体は、不図示のドレインチューブを通じてキャップ４４の外部へ排出される。

インクカートリッジ６０は、例えば、新品の複合機１０において、同梱包品として付属する。したがって、新品の複合機１０を購入したユーザは、インクカートリッジ６０を、複合機１０に最初に装着するインクカートリッジとして使用する。

インクカートリッジ６０がタンク１０３と接続されると、コントローラは、初期インク導入を実行する。新品の複合機１０のタンク１０３にはインクが存在しない。また、インクチューブ２０や記録ヘッド２１のノズル２９などにもインクが存在しない。なお、製造時の検査に用いるインクなどがインクチューブ２０や記録ヘッド２１のノズル２９などに残存したとしても、残存するインクが画像記録に使用されることなく、初期導入において排出される。

インクカートリッジ６０とタンク１０３とが接続されると、貯留室３２に貯留されたインクが水頭差によって貯留室１２１へ流出する。図８に示されるように、第２室５２のインクの液面と、貯留室１２１のインクの液面との間に水頭差がなくなると、第２室５２から貯留室１２１へのインクの移動が終了する。体積Ｖ２ａが体積Ｖ４よりも大きいので（Ｖ２ａ＞Ｖ４）、第３室５３から貯留室１２１へのインクの移動が終了したときに、第２室５２におけるインクの液面は、隔壁３８の下端よりも上方である。

コントローラが初期インク導入を実行すると、キャップ４４が記録ヘッド２１の下面２８を覆うように接触し、ポンプ４５が駆動されることによって、記録ヘッド２１のノズル２９から気体又はインクがキャップ４４の内部空間へ吸引される。タンク１０３の貯留室１２１からインクチューブ２０へインクが流れ込み、さらに記録ヘッド２１からインクが排出されることによって、タンク１０３の貯留室１２１におけるインクの液面が下降して、第２室５２のインクの液面と、貯留室１２１のインクの液面との間に水頭差が生じる。この水頭差によって、第３室５３から貯留室１２１へインクが移動する。

コントローラが、予め定められた時間だけポンプ４５を駆動すると、記録ヘッド２１から所定量のインクが排出される。この所定量のインクが、初期インク導入に要するインク量Ｖｉｐである。体積Ｖ２ａは、体積Ｖ４と、初期インク導入に要するインク量Ｖｉｐとの和よりも小さいので（Ｖ２ａ＜（Ｖ４＋Ｖｉｐ））、初期インク導入が実行される過程において、第２室５２のインクの液面が隔壁３８の下端に到達する。そして、第１室５１と第２室５２との間で気液置換が生じつつ、初期導入が終了するまで、インクカートリッジ６０の貯留室３２のインクがタンク１０３の貯留室１２１に流出する。

図９に示されるように、初期インク導入が終了したとき、インクカートリッジ３０の第２室５２のインクの液面は、隔壁３８の下端となる。これにより、インクカートリッジ６０に貯留可能なインクの量を増やすとともに、記録ヘッド２１のレイアウトの自由度を確保することができる。なお、初期インク導入は、インクカートリッジ６０がタンク１０３に接続された後、コントローラが、液面センサ５５からハイレベル信号を受信した後ローレベル信号を受信したことに応じて開始されてもよい。

［変形例］
前述された実施形態では、第１室５１と第２室５２とを区画する隔壁３８は、筐体３１の前壁４１、後壁４０と対向しているが、隔壁３８の形状や第１室５１及び第２室５２の配置はこれに限らない。例えば、図１０に示されるように、前後方向８に分かれて対向する二つの隔壁３６Ａ，３６Ｂによって、第１室５１と第２室５２とが区画されてもよい。この場合、第１室５１は、後壁４０と隔壁３６Ａとの間、並びに前壁４１と隔壁３６Ｂとの間の２つの空間として形成される。第２室５２は、二つの隔壁３６Ａ，３６Ｂの間に形成される。また、二つの隔壁３６Ａ，３６Ｂは、それぞれが側壁３７と連続していなくてもよい。例えば、上壁３９から下方へ延びる円筒形状の隔壁によって第１室５１と第２室５２とが区画されており、円筒形状の隔壁の内部空間が第２室５２であってもよい。

１０・・・複合機（システム）
２１・・・記録ヘッド
２８・・・下面
２９・・・ノズル
３０・・・インクカートリッジ（カートリッジ）
３２・・・貯留室（第１貯留室）
３３・・・流出口
３５・・・連通口（第１大気連通口）
３６Ａ，３６Ｂ，３８・・・隔壁
５１・・・第１室
５２・・・第２室
６０・・・インクカートリッジ（カートリッジ）
１０３・・・タンク
１０８・・・流入口
１１３・・・第３室
１１４・・・第４室
１２１・・・貯留室（第２貯留室）
１２４・・・連通口（第２大気連通口）
１２６・・・流入口
１２８・・・供給口

Claims

インクを貯留する第１貯留室を有するカートリッジと、
上記カートリッジが接続可能であり、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から流出したインクを貯留する第２貯留室を有するタンクと、
上記タンクの上記第２貯留室に貯留されたインクをノズルから吐出する記録ヘッドと、を備えるシステムであって、
上記第１貯留室は、上記第１貯留室を区画する上壁から下方へ延びる隔壁によって区画された第１室及び第２室と、上記隔壁の下方において上記第１室及び上記第２室を連通する第３室と、を有しており、
上記第２室は、大気と連通する第１大気連通口を有しており、
上記第３室は、上記第１貯留室からインクが流出する流出口を有しており、
上記第２貯留室は、
上記カートリッジが接続された状態において、上記流出口と連通する流入口、及び上記記録ヘッドへインクを供給する供給口を有し、上記隔壁の下端よりも下方に位置する第４室と、
上記第４室の上方に位置しており、大気と連通する第２大気連通口を有する第５室と、を有しており、
上記記録ヘッドにおいて上記ノズルが開口する下面は、上記隔壁の下端よりも上方に位置しており、
上記第１貯留室に最大量のインクが貯留されており、且つ上記第１室に貯留されたインクの液面と上記第２室に貯留されたインクの液面とが同じ高さである状態において、上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室の体積よりも小さいシステム。
上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室における上記供給口の上端から上方の体積よりも小さい請求項１に記載のシステム。
上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室における上記供給口と上記流入口との間の所定高さ位置から上方の体積よりも小さい請求項１に記載のシステム。
上記第５室の体積は、上記第２室の体積よりも大きい請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
上記記録ヘッドの下面は、上記第１室の上端よりも下方に位置する請求項１から４のいずれかに記載のシステム。
インクを貯留する第１貯留室を有するカートリッジと、
上記カートリッジが接続可能であり、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から流出したインクを貯留する第２貯留室を有するタンクと、
上記タンクの上記第２貯留室に貯留されたインクをノズルから吐出する記録ヘッドと、
コントローラと、を備えるシステムであって、
上記コントローラは、上記カートリッジと上記タンクとが接続されたときに、上記第１貯留室に貯留されたインクを上記記録ヘッドのノズルへ導入する初期インク導入を実行し、
上記第１貯留室は、上記第１貯留室を区画する上壁から下方へ延びる隔壁によって区画された第１室及び第２室と、上記隔壁の下方において上記第１室及び上記第２室を連通する第３室と、を有しており、
上記第２室は、大気と連通する第１大気連通口を有しており、
上記第３室は、上記第１貯留室からインクが流出する流出口を有しており、
上記第２貯留室は、
上記カートリッジが接続された状態において、上記流出口と連通する流入口、及び上記記録ヘッドへインクを供給する供給口を有し、上記隔壁の下端よりも下方に位置する第４室と、
上記第４室の上方に位置しており、大気と連通する第２大気連通口を有する第５室と、を有しており、
上記記録ヘッドにおいて上記ノズルが開口する下面は、上記隔壁の下端よりも上方に位置しており、
上記第１貯留室に最大量のインクが貯留されており、且つ上記第１室に貯留されたインクの液面と上記第２室に貯留されたインクの液面とが同じ高さである状態において、上記第２室に貯留されたインクの液面から上記隔壁の下端までの体積は、上記第４室の体積よりも大きく、且つ上記第４室の体積と上記初期インク導入に要するインク量との和よりも小さいシステム。