JP7063065B2 - システム - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジとタンクとの間で液体が流通するシステムに関する。

例えば、特許文献１には、カートリッジから水頭圧によってタンクへ液体を供給し、タンクから液体を消費するヘッド（消費部）へ液体を供給するシステムが開示されている。特許文献１に開示されたシステムでは、カートリッジ内に設けられたセンサアームをセンサで検知することによって、カートリッジ内の液体残量を検知している。

特開２００８－２３８７９２号公報

一方で、カートリッジから水頭圧によってタンクに液体を供給するシステムでは、タンク内の液体残量を検知するものも知られている。タンク内の液体残量を検知する構成においては、例えば、タンク内の液体残量をセンサによって検知した場合に、その検知に対応させて、カートリッジ内の液体残量が所定量であると検知する様なシステムが考えられる。しかしながら、この様なシステムでは、以下の問題が生じるおそれがある。

上記システムにおいて、タンクからヘッドへ液体が供給されると、一時的に、タンク内の液面がカートリッジ内の液面よりも低くなる場合がある。そのため、カートリッジ内の液体残量が所定量よりも多いにもかかわらず、センサがタンク内の液面を検知することによって、カートリッジ内の液体が所定量であると検知してしまう。つまり、液体残量を誤検知してしまう。

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、タンク内の液体残量を検知するシステムにおいて、液体残量の誤検知の可能性を低くすることができるシステムを提供することにある。

(1) 本発明に係るシステムは、液体を貯留する第１貯留室、及び上記第１貯留室を大気に連通させる第１大気連通部を有するカートリッジと、液体を貯留する第２貯留室、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から液体が上記第２貯留室へ流入する流入口、上記第２貯留室に貯留された液体が流出する流出口、及び上記第２貯留室を大気に連通させる第２大気連通部を有するタンクと、上記タンクの上記流出口から流出した液体を消費する消費部と、上記第２貯留室に貯留された液体の液面の上下方向の位置が所定位置になったことを検知する検知部と、を備える。上記第２貯留室は、第１部分と、上記第１部分より下方であって上記第１部分より水平断面積の大きい第２部分と、上記第１部分より上方であって上記第１部分より水平断面積の大きい第３部分と、を有する。上記流出口は、上記第２部分と連通している。上記検知部は、上記第１部分に貯留された液体の液面を検知する。

上記構成では、検知部が液面を検知する所定位置は、第２貯留室のうち、水平断面積の小さい第１部分と同じ高さにある。水平断面積の小さい第１部分では、液面は上下に移動し易い。そのため、第２貯留室から流出口を通じて液体が流出することによって第２貯留室における液体の液面が一時的に所定位置より低くなった場合であっても、当該液面は、水頭差によって第１貯留室から流入口を通じて液体が流入することによって所定位置よりも上方へすぐに移動する。よって、例えば、第１貯留室に液体が所定量よりも多く残っているにもかかわらず、第１貯留室に貯留された液体が所定量であると検知してしまうような誤検知の可能性を低くすることができる。

また、上記構成では、タンクは第１部分より上方に、第１部分より水平断面積の大きい第３部分を有する。そのため、第３部分に液面がある場合に、液面を下がりにくくすることができる。

(2) 上記流入口は、上記第１部分と連通している。

第１貯留室から流出した液体は、流入口を通じて第２貯留室の第１部分へ流入する。そのため、第１部分の液面が移動し易い。

(3) 上記所定位置は、上記流入口より下方である。

上記構成によれば、第１貯留室に第２貯留室へ供給可能な液体が残っていないことを検知できる。

(4) 上記第２部分の水平断面積は、上記第３部分の水平断面積より大きい。

上記構成によれば、カートリッジの第１貯留室からタンクの第２貯留室へ供給可能な液体が無くなって第１貯留室から第２貯留室へ液体が流入されなくなった後であっても、第２貯留室の第２部分に多くの液体が残る。そして、第２部分に残った液体を消費部へ供給することができる。

(5) 上記検知部は、上記第２貯留室において、上記所定位置に設けられたプリズムと、上記プリズムへ向けて光を照射する発光部と、を備える。

第２貯留室内で移動するセンサアームのようなものを第２貯留室に配置する場合に必要なスペースに比べて、プリズムを第２貯留室に配置する場合に必要なスペースは小さい。そのため、プリズムを水平断面積の小さい第１部分の所定位置に配置することが容易である。

(6) 上記カートリッジの上記第１貯留室は、第４部分と、上記第４部分より下方であって上記第４部分より水平断面積の小さい第５部分と、を有する。上記流入口は、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室の上記第５部分から液体が上記第２貯留室へ流入するものである。上記第１部分の少なくとも一部は、上記第５部分の少なくとも一部と上記上下方向において同じ位置である。上記第１部分と上記第５部分とが上記上下方向に同じ位置である部分において、上記第１部分の水平断面積は、上記第５部分の水平断面積より大きい。

上記構成によれば、第１部分と第５部分とが上下方向に同じ位置である部分において、第１部分の水平断面積は、第５部分の水平断面積より大きい。そのため、第１部分及び第５部分に液面がある状態で液体が消費部へ供給された場合、第５部分の液面が第１部分の液面よりも下方へ下がりやすい。その結果、第２貯留室の液面が流入口より下方となってから、第５部分から流入口を通じて液体が第２貯留室へ流入することを防止できる。

(7) 上記第１部分の水平断面積は、上記所定位置において最も小さい。

上記構成によれば、所定位置付近において液面が更に移動し易くなる。

本発明によれば、液体残量の誤検知の可能性を低くすることができる。

図１は、複合機１０の外観斜視図であって、（Ａ）はカバー８７が閉塞位置である状態、（Ｂ）はカバー８７が開放位置である状態を示す。 図２は、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３は、カートリッジ装着部１１０の開口１１２側の外観斜視図である。 図４は、カートリッジ装着部１１０の縦断面図である。 図５は、インクカートリッジ３０の後方斜視図である。 図６は、インクカートリッジ３０の縦断面図である。 図７は、カートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態の縦断面図である。 図８は、変形例１においてカートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態を模式的に示す縦断面図であって、（Ａ）は上下方向７の全ての位置において第１部分１６１の水平断面積がインクバルブ室３５の水平断面積より大きい構成、（Ｂ）は上下方向７の一部の位置において第１部分１６１の水平断面積がインクバルブ室３５の水平断面積より大きい構成を示す。 図９は、変形例におけるタンク１０３を模式的に示す縦断面図であって、（Ａ）は第１部分１６１が２つ設けられた構成、（Ｂ）は第１部分１６１がチューブである構成を示す。 図１０は、印刷処理を説明するためのフローチャートである。

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の開口１３が設けられている面を前面として前後方向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。

［複合機１０の全体構成］
複合機１０（システムの一例）は、図１に示されるように、インクジェット記録方式でシート１２（図２参照）に画像を記録するプリンタ部１１を下部に有している。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。プリンタ部１１は、概ね直方体形状の筐体１４を有している。筐体１４の内部には、図２に示されるように、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とが配置されている。

［給送トレイ１５、排出トレイ１６、給送ローラ２３］
図１及び図２に示されるように、筐体１４の前面１４Ａで且つ左右方向９の概ね中央には、開口１３が形成されている。給送トレイ１５は、開口１３を通じて前後方向８に挿抜される。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、図２に示されるように、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２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、搬送路１７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、搬送路１７における搬送ローラ対２５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（消費部の一例）及びプラテン２６は、図２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の下面には、複数のノズル２９が形成されている。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。

キャリッジ２２には、インクチューブ及びフレキシブルフラットケーブルが接続されている。インクチューブは、後述するカートリッジ装着部１１０（図３参照）と記録ヘッド２１とを接続する。より詳細には、インクチューブは、カートリッジ装着部１１０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（液体の一例）を記録ヘッド２１に供給する。インクチューブは、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。

［カバー８７］
図１（Ｂ）に示されるように、筐体１４の前面１４Ａで且つ左右方向９の右端部には、開口８５が形成されている。筐体１４は、開口８５を閉塞させる閉塞位置（図１（Ａ）に示される位置）と、開口８５を開放する開放位置（図１（Ｂ）に示される位置）との間を回動可能なカバー８７を有する。カバー８７は、上下方向７における筐体１４の下端近傍において、左右方向９に延びる回動軸線周りに回動可能に、筐体１４によって支持されている。そして、開口８５の奥に広がる筐体１４内部の収容空間８６には、カートリッジ装着部１１０が配置されている。

［カートリッジ装着部１１０］
カートリッジ装着部１１０は、図３及び図４に示されるように、カートリッジケース１０１と、ロッド１２５と、ロック部１２９と、タンク１０３と、液面センサ５５とを備えている。カートリッジ装着部１１０には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応する４つのインクカートリッジ３０が収容可能である。ロッド１２５、タンク１０３、及び液面センサ５５は、４つのインクカートリッジ３０それぞれに対応して、４つずつ設けられている。なお、カートリッジ装着部１１０に収容可能なインクカートリッジ３０の数は、４つに限定されない。なお、図３においては、カートリッジ装着部１１０の左端に１個のインクカートリッジ３０が装着されている。

カートリッジケース１０１は、カートリッジ装着部１１０の筐体を構成する。カートリッジケース１０１は、インクカートリッジ３０を収容する内部空間を有する箱形状である。前後方向８において奥壁と対向するカートリッジケース１０１の前端は、カートリッジケース１０１の内部空間を露出させる開口１１２となっている。さらに、開口１１２は、カバー８７を開放位置に配置したときに、筐体１４の開口８５を通じて複合機１０の外部に露出される（図１（Ｂ）参照）。

インクカートリッジ３０は、筐体１４の開口８５及びカートリッジ装着部１１０の開口１１２を通じて、カートリッジ装着部１１０に対して、後方に向けて挿入され、前方に向けて抜き出される。各インクカートリッジ３０は、左右方向９に離間して底壁１１７に設けられた各ガイド溝１０９に、インクカートリッジ３０の下端部が挿入されることによって、前後方向８へ案内される。カートリッジケース１０１には、内部空間を左右方向９に隣接する４つの空間に仕切る３つのプレート１０４が設けられている。プレート１０４によって仕切られた各空間に、異なる色のインクが貯留された４つのインクカートリッジ３０が収容される。

［ロッド１２５］
ロッド１２５は、図４に示されるように、カートリッジケース１０１の奥壁から前方へ突出している。カートリッジケース１０１の奥壁において、ロッド１２５は、後述する接続部１０７より上方に設けられている。ロッド１２５は、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、後述するインクカートリッジ３０の連通口９６を通じて大気バルブ室３６に進入する。

［ロック部１２９］
ロック部１２９は、図３及び図４に示されるように、カートリッジケース１０１の天壁付近で且つ開口１１２付近において、カートリッジケース１０１の左右方向９に延出されている。ロック部１２９は、左右方向９に沿って延びる棒状の部材である。ロック部１２９は、例えば、金属の円柱である。ロック部１２９の左右方向９の両端は、カートリッジケース１０１の側壁に固定されている。ロック部１２９は、４つのインクカートリッジ３０が収納可能な４つの空間に亘って左右方向９に延びている。

ロック部１２９は、カートリッジ装着部１１０に装着されたインクカートリッジ３０を、図７に示される装着位置に保持するためのものである。インクカートリッジ３０は、カートリッジ装着部１１０に装着された状態で、ロック部１２９に係合される。これにより、ロック部１２９は、後述するコイルバネ７８、９８がインクカートリッジ３０を後方へ押す力に抗して、インクカートリッジ３０を装着位置に保持する。

［タンク１０３］
タンク１０３は、図４に示されるように、カートリッジケース１０１の後方に設けられている。

タンク１０３は、内部にインクを貯留する貯留室１２１（第２貯留室の一例）を有する箱形状である。タンク１０３は、後壁１５１と、前壁１５２と、上壁１５３と、下壁１５４と、段差壁１５６、１５７と、左右方向９に対向した一対の側壁１５５とで構成されている。

前壁１５２は、第１前壁１５２Ａと、第２前壁１５２Ｂと、第３前壁１５２Ｃとによって構成されている。第１前壁１５２Ａは、上壁１５３の前端から下方へ延びている。第２前壁１５２Ｂは、第１前壁１５２Ａより下方且つ前方に位置しており、下壁１５４から上方へ延びている。第３前壁１５２Ｃは、上下方向７における第１前壁１５２Ａ及び第２前壁１５２Ｂの間であって、第１前壁１５２Ａ及び第２前壁１５２Ｂより後方に位置している。段差壁１５６は、第１前壁１５２Ａの下端と第３前壁１５２Ｃの上端とを繋いでいる。段差壁１５７は、第２前壁１５２Ｂの上端と第３前壁１５２Ｃの下端とを繋いでいる。

タンク１０３を構成する壁のうち、少なくとも後壁１５１に形成された後述する液面センサ５５のプリズム５５Ａを構成する部分は、液面センサ５５の発光部５５Ｂから出力させる光を透過する透光性を有する。

貯留室１２１は、後壁１５１と、前壁１５２と、上壁１５３と、下壁１５４と、一対の側壁１５５とによって区画された空間であり、第１部分１６１と、第２部分１６２と、第３部分１６３とで構成されている。

第１部分１６１は、貯留室１２１のうち、図４に示された破線１３０及び破線１３１の間の部分である。第１部分１６１は、後壁１５１と、第３前壁１５２Ｃと、一対の側壁１５５とによって区画されている。

第２部分１６２は、貯留室１２１のうち、図４に示された破線１３１より下の部分である。第２部分１６２は、後壁１５１と、第２前壁１５２Ｂと、段差壁１５７と、下壁１５４と、一対の側壁１５５とによって区画されている。第２部分１６２は、第１部分１６１より下方に位置する。

第３部分１６３は、貯留室１２１のうち、図４に示された破線１３０より上の部分である。第３部分１６３は、後壁１５１と、第１前壁１５２Ａと、段差壁１５６と、上壁１５３と、一対の側壁１５５とによって区画されている。第３部分１６３は、第１部分１６１より上方に位置する。

第２前壁１５２Ｂと後壁１５１との間の前後方向８の間隔は、第３前壁１５２Ｃと後壁１５１との間の前後方向８の間隔より長い。よって、第２部分１６２の水平断面積（上下方向７に視たときに第２前壁１５２Ｂ、後壁１５１、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）は、第１部分１６１の水平断面積（上下方向７に視たときに第３前壁１５２Ｃ、後壁１５１、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）より大きい。

第１前壁１５２Ａと後壁１５１との間の前後方向８の間隔は、第３前壁１５２Ｃと後壁１５１との間の前後方向８の間隔より長い。よって、第３部分１６３の水平断面積（上下方向７に視たときに第１前壁１５２Ａ、後壁１５１、及び一対の側壁１５５で囲まれる仮想面の面積）は、第１部分１６１の水平断面積より大きい。

第２前壁１５２Ｂと後壁１５１との間の前後方向８の間隔は、第１前壁１５２Ａと後壁１５１との間の前後方向８の間隔より長い。よって、第２部分１６２の水平断面積は、第３部分１６３の水平断面積より大きい。

第１部分１６１を区画する後壁１５１のうち、上下方向７における後述する所定位置Ｐ１には、液面センサ５５のプリズム５５Ａが配置されている。これにより、第１部分１６１のうち所定位置Ｐ１における第３前壁１５２Ｃと後壁１５１（プリズム５５Ａ）との間の前後方向８の長さは、第１部分１６１のうち所定位置Ｐ１以外の部分の前後方向８の長さより短くなっている。つまり、第１部分１６１の水平断面積は、所定位置Ｐ１において最も小さくなっている。

貯留室１２１の第３部分１６３は、流出口１２８を通じて、インクチューブに連通されている。流出口１２８は、第３部分１６３の下端を区画する下壁１５４付近に形成されている。流出口１２８は、接続部１０７より下方に位置する。貯留室１２１に貯留されたインクは、流出口１２８から流出して、インクチューブを通じて記録ヘッド２１へ供給され、記録ヘッド２１において消費される。

第１前壁１５２Ａには連通口１４６が形成されている。連通口１４６は第１前壁１５２Ａを貫通している。連通口１４６には、半透膜１４７が貼り付けられて閉塞されている。半透膜１４７は、インクの通過を制限し、且つ、大気の通過を許容する。連通口１４６及び半透膜１４７を通じて、貯留室１２１が大気に連通される。連通口１４６及び半透膜１４７は、第２大気連通部の一例である。

［接続部１０７］
図３及び図４に示されるように、接続部１０７は、管状の樹脂からなるインクニードル１０２と、ガイド部１０５とを備えている。インクニードル１０２は、タンク１０３の第３前壁１５２Ｃから前方へ突出している。インクニードル１０２の突出先端には、開口１１６が設けられている。また、タンク１０３の第３前壁１５２Ｃに、貫通孔１２６（流入口の一例）が形成されている。貫通孔１２６によって、インクニードル１０２の内部空間と貯留室１２１の第１部分１６１とが連通されている。さらに、インクニードル１０２は、カートリッジ装着部１１０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７参照）に対応する位置に配置されている。

ガイド部１０５は、インクニードル１０２の周囲に配置された円筒形状の部材である。ガイド部１０５は、カートリッジケース１０１の奥壁から前方に突出し、その突出端に開口が設けられている。インクニードル１０２は、ガイド部１０５の中心に配置されている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着されるとき、インク供給部３４は、ガイド部１０５の内部に進入する。

インクニードル１０２の内部空間には、バルブ１１４及びコイルバネ１１５が収容されている。バルブ１１４は、インクニードル１０２の内部空間において、開口１１６を閉塞させる閉位置と、開口１１６を開放する開位置との間を、前後方向８に沿って移動可能に構成されている。コイルバネ１１５は、バルブ１１４を閉位置に移動させる向き、すなわち前方に付勢している。閉位置のバルブ１１４の前端は、開口１１６よりも前方へ突出している。

［液面センサ５５］
液面センサ５５（検知部の一例）は、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５５Ａを利用して、貯留室１２１におけるインクの液面が所定位置Ｐ１になったことを検知するものである。

所定位置Ｐ１は、上下方向７において、タンク１０３の貯留室１２１の第１部分１６１の位置である。つまり、液面センサ５５は、第１部分１６１に貯留されたインクの液面を検知するものである。本実施形態において、所定位置Ｐ１は、第１部分１６１における貫通孔１２６より下の位置である。

液面センサ５５は、プリズム５５Ａと、発光部５５Ｂと、受光部（不図示）とを備える。貯留室１２１の第１部分１６１を区画する後壁１５１のうち、所定位置Ｐ１及びその近傍に亘る部分が、プリズム５５Ａを構成している。発光部５５Ｂ及び受光部は、プリズム５５Ａの後方にプリズム５５Ａと対面して配置されている。発光部５５Ｂは、プリズム５５Ａへ向けて光を照射する。受光部は、発光部５５Ｂから照射されてプリズム５５Ａで反射した光を受け、受けた光の強度に基づいた信号を制御基板へ出力する。

貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１より高いとき、発光部５５Ｂから照射される光の光路上において、プリズム５５Ａにインクが接触する。このとき、発光部５５Ｂからプリズム５５Ａへ照射された光は、プリズム５５Ａを透過して貯留室１２１に進入するため、受光部へ到達しない。このとき、受光部は、ローレベル信号を制御基板へ出力する。一方、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１以下のとき、発光部５５Ｂから照射される光の光路上において、プリズム５５Ａにインクが接触しない。このとき、発光部５５Ｂからプリズム５５Ａへ照射された光は、プリズム５５Ａで反射して受光部へ到達する。このとき、受光部は、ハイレベル信号を制御基板へ出力する。

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、例えば、以下で詳述するインクカートリッジ３０の貯留室３２及びインクバルブ室３５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旨の報知を行う。報知方法としては、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。つまり、コントローラは、タンク１０３の貯留室１２１に貯留されたインクの残量に基づいて、インクカートリッジ３０の貯留室３２及びインクバルブ室３５に貯留されているインクがタンク１０３に供給できるか否かを判断する。

［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。図５及び図６に示されるように、インクカートリッジ３０は、筐体３１と、インク供給部３４と、凸部４３と、操作部９０と、を有する。筐体３１は、上下方向７及び前後方向８それぞれに沿った寸法が、左右方向９に沿った寸法よりも大きい扁平形状である。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、３８とで構成されている。

後壁４０は、第１後壁４０Ａと、第２後壁４０Ｂと、第３後壁４０Ｃとで構成される。第１後壁４０Ａは、第２後壁４０Ｂより前方且つ上方に位置する。第２後壁４０Ｂは、第３後壁４０Ｃより後方且つ上方に位置する。第３後壁４０Ｃは、第１後壁４０Ａより前方且つ下方に位置する。第１後壁４０Ａには、連通口９６が設けられている。第３後壁４０Ｃには、インク供給部３４が設けられている。

上壁３９には、凸部４３及び操作部９０が設けられている。凸部４３は、上壁３９の外面から上方に突出し且つ前後方向８に延設されている。凸部４３の前方を向く面は、ロック面６２である。ロック面６２は、上壁３９よりも上方に位置している。ロック面６２は、カートリッジ装着部１１０にインクカートリッジ３０が装着された状態（図７参照）において、ロック部１２９に当接される面である。ロック面６２とロック部１２９とが当接することによって、インクカートリッジ３０がコイルバネ７８，９８の付勢力に抗して装着位置に保持される。

操作部９０は、上壁３９においてロック面６２より前方に設けられている。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、操作部９０の操作面９２が下方へ押されると、インクカートリッジ３０が回動することによって、ロック面６２がロック部１２９より下方へ移動する。その結果、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０から脱抜可能となる。

筐体３１の内部空間には、図６に示されるように、貯留室３２、インクバルブ室３５、及び大気バルブ室３６が形成されている。貯留室３２及びインクバルブ室３５は、インクを貯留する。貯留室３２及びインクバルブ室３５は、第１貯留室の一例である。大気バルブ室３６には、貯留室３２と筐体３１の外部との間において、大気が流通される。

貯留室３２は、後壁４０と、前壁４１と、下壁４２と、側壁３７、３８（図５参照）と、筐体３１の内部空間を仕切る隔壁４４とによって区画された空間である。貯留室３２及びインクバルブ室３５は、貫通孔９９によって連通されている。インクバルブ室３５は、貯留室３２より下方に位置する。

貯留室３２及び大気バルブ室３６は、隔壁４４に形成された貫通孔４６によって連通されている。

大気バルブ室３６は、貯留室３２より上方に設けられた大気流路である。大気バルブ室３６には、不図示のラビリンス通路或いは半透膜が設けられていてもよい。大気バルブ室３６には、バルブ９７及びコイルバネ９８が収容されている。バルブ９７は、連通口９６を閉塞させる閉位置と、連通口９６を開放する開位置との間を移動可能である。コイルバネ９８は、バルブ９７を閉位置に移動させる向き、すなわち後方に付勢している。大気バルブ室３６、バルブ９７、及び連通口９６は、第１大気連通部の一例である。なお、第１大気連通部の構成は、前述した構成に限らず、例えば貯留室３２とインクカートリッジ３０の外部（大気）とを連通するために前壁４１などに形成された貫通孔によって第１大気連通部が構成されていてもよい。

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される過程において、カートリッジ装着部１１０のロッド１２５（図７参照）が連通口９６を通じて大気バルブ室３６内に進入する。大気バルブ室３６内に進入したロッド１２５は、閉位置のバルブ９７をコイルバネ９８の付勢力に抗して前方へ移動させる。そして、バルブ９７が開位置に移動することによって、貯留室３２が大気開放される。なお、連通口９６を開放するための構成は、前述の例に限定されない。他の例として、連通口９６を封止するフィルムが、ロッド１２５によって突き破られてもよい。

インク供給部３４は、第３後壁４０Ｃ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の内部空間が、インクバルブ室３５である。インク供給部３４の突出先端は、インクカートリッジ３０の外部に開口している。

インクバルブ室３５には、シール部材７６と、バルブ７７と、コイルバネ７８とが収容されている。

シール部材７６は、中央に貫通孔が形成された円盤形状の部材である。シール部材７６の中央には、前後方向８に貫通したインク供給口７１が形成されている。インク供給口７１の内径は、インクニードル１０２の外径より若干小さい。バルブ７７は、インクバルブ室３５内において、シール部材７６と当接してインク供給口７１を閉塞させる閉位置と、シール部材７６から離間してインク供給口７１を開放する開位置との間を、前後方向８に沿って移動可能に構成されている。コイルバネ７８は、バルブ７７を閉位置に移動させる向き、すなわち後方に付勢している。

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着される過程において、カートリッジ装着部１１０のインクニードル１０２（図７参照）がインク供給口７１を通じてインクバルブ室３５に進入する。このとき、インクニードル１０２は、シール部材７６を弾性変形しつつ、インク供給口７１を画定する内周面に液密に接触する。インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０へさらに挿入されると、インクニードル１０２は、バルブ７７をコイルバネ７８の付勢力に抗して開位置へ移動させる。また、バルブ７７は、インクニードル１０２の開口１１６から突出するバルブ１１４をコイルバネ１１５の付勢力に抗して開位置へ移動させる。

これにより、図７に示されるように、インク供給口７１及び開口１１６が開放されて、インク供給部３４のインクバルブ室３５及びインクニードル１０２の内部空間の間において、インクが流通可能になる。その結果、接続されたインク供給部３４及び接続部１０７を通じて、貯留室３２及びインクバルブ室３５に貯留されたインクが、水頭差によってタンク１０３の貯留室１２１へ流出される。

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、インクバルブ室３５の上端Ｐ２は、貯留室１２１の第１部分１６１の上端Ｐ４より下方に位置しており、インクバルブ室３５の下端Ｐ３は、第１部分１６１の下端Ｐ５より上方に位置している。つまり、当該状態において、第１部分１６１の一部が、インクバルブ室３５の全てと上下方向７において同じ位置である。

図７に示される複合機１０の姿勢が使用姿勢である。複合機１０は、使用姿勢において画像記録などの各種動作が実行される。以下、画像記録の実行によってインクカートリッジ３０の貯留室３２及びタンクの貯留室１２１に貯留されたインクが消費される印刷処理が、図１０のフローチャートを参照しつつ説明される。

インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態では、貯留室３２と貯留室１２１との間でインクの流通が可能であるため、水頭差によって貯留室３２にの液面と貯留室１２１の液面とが等しくなる。

画像記録が実行されると（Ｓ１０）、貯留室３２、１２１に貯留されたインクが流出口１２８から記録ヘッド２１へ流出する。このとき、貯留室３２からのインクの流出量と、貯留室１２１からのインクの流出量とが等しいとは限らない。そのため、貯留室３２、１２１の一方の液面が貯留室３２、１２１の他方の液面よりも一時的に低くなることがある。しかし、時間が経過すると水頭差によって貯留室３２の液面の高さと、貯留室１２１の液面の高さとは等しくなる。

貯留室３２、１２１に貯留されたインクが十分多い状態（例えば図７において液面が位置Ｐ４より上方に位置する状態）では、液面センサ５５はローレベル信号をコントローラへ出力する。ローレベル信号を受信したコントローラは、液面が所定位置Ｐ１より上方であると判定する（Ｓ２０：Ｎｏ）。当該判定は、画像記録が完了するまで常時または所定インターバルで実行される（Ｓ３０：Ｎｏ、Ｓ２０）。そして、画像記録の完了によって（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、印刷処理は終了する。

印刷処理が実行される度にインクが消費されて、貯留室３２、１２１の液面は下がっていく。そして、下がった液面は、貯留室１２１の第１部分１６１に位置するようになる。このときの液面が、位置Ｐ６として図７に一点鎖線で示されている。

液面が位置Ｐ６の状態で画像記録が実行されると、貯留室３２、１２１に貯留されたインクが消費される。当該消費によって、貯留室１２１の第１部分１６１の液面が下がって所定位置Ｐ１に達すると、液面センサ５５はハイレベル信号をコントローラへ出力する。

コントローラは、ハイレベル信号を受信すると、貯留室１２１の液面が所定位置Ｐ１以下の高さであると判定する（Ｓ２０：Ｙｅｓ）。このとき、コントローラは、画像記録が完了した後に（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、所定時間の経過を待つ（Ｓ５０）。なお、所定時間は、印刷処理における平均的なインクの消費量や、水頭差による貯留室３２、１２１間のインクの流通速度などによって設定される。

そして、コントローラは、所定時間の経過後に（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、再び液面センサ５５からの受信信号を参照する（Ｓ６０）。当該受信信号がハイレベルである場合、コントローラは、ステップＳ２０と同様に、液面が所定位置Ｐ１以下の高さであると判定する（Ｓ６０：Ｙｅｓ）。このとき、コントローラは、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量が所定量である旨、例えば貯留室３２に貯留されているインクの残量が少ないために貯留室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旨の報知を行う（Ｓ７０）。その後、印刷処理は終了する。なお、当該判定の結果となったのは、インクの消費によって、貯留室１２１の液面が所定位置Ｐ１以下の高さとなり、所定時間の経過までの水頭差による貯留室３２、１２１間のインクの流通によっても、貯留室１２１の液面が所定位置Ｐ１より高い位置に戻らなかったことを示している。

一方、当該受信信号がローレベルである場合、コントローラは、ステップＳ２０とは異なり、液面が所定位置Ｐ１より高いと判定する（Ｓ６０：Ｎｏ）。このとき、コントローラによる上記報知が行われることなく、印刷処理は終了する。なお、当該判定の結果となったのは、インクの消費によって、貯留室１２１の液面が所定位置Ｐ１以下の高さとなったが、所定時間の経過までに、水頭差によって貯留室３２からインクが流入した結果、貯留室１２１の液面が所定位置Ｐ１より高い位置に戻ったことを示している。

ここで、所定位置Ｐ１は、貯留室１２１のうち、水平断面積の小さい第１部分１６１と同じ高さにある。水平断面積の小さい第１部分１６１では、液面は上下に移動し易い。そのため、ステップＳ２０において貯留室１２１の液面が一時的に所定位置Ｐ１より低くなった場合であっても、当該液面は、水頭差によって貯留室３２からインクが流入することによって所定位置Ｐ１よりも上方へすぐに移動する。つまり、所定時間が短く設定された場合であっても、所定時間が経過するまでに（Ｓ５０）、水頭差による貯留室３２からインクの流入によって貯留室１２１の液面が所定位置Ｐ１より高い位置に戻る可能性が高い。

［本実施形態の作用効果］
本実施形態によれば、液面センサ５５が液面を検知する所定位置Ｐ１は、貯留室１２１のうち、水平断面積の小さい第１部分１６１と同じ高さにある。水平断面積の小さい第１部分１６１では、液面は上下に移動し易い。そのため、貯留室１２１から流出口１２８を通じてインクが流出することによって貯留室１２１におけるインクの液面が一時的に所定位置Ｐ１より低くなった場合であっても、当該液面は、水頭差によってインクカートリッジ３０の貯留室（貯留室３２及びインクバルブ室３５）から貫通孔１２６を通じてインクが流入することによって所定位置Ｐ１よりも上方へすぐに移動する。よって、インクカートリッジ３０の貯留室３２にインクが所定量よりも多く残っているにもかかわらず、インクカートリッジ３０の貯留室３２に貯留されたインクが所定量であると検知してしまうような誤検知してしまう可能性を低くすることができる。

また、本実施形態によれば、タンク１０３は第１部分１６１より上方に、第１部分１６１より水平断面積の大きい第３部分１６３を有する。そのため、第３部分１６３に液面がある場合に、液面を下がりにくくすることができる。

また、本実施形態によれば、インクカートリッジ３０の貯留室から流出したインクは、貫通孔１２６を通じて貯留室１２１の第１部分１６１へ流入する。そのため、第１部分１６１の液面が移動し易い。

また、本実施形態によれば、所定位置Ｐ１が貫通孔１２６より下方であるため、インクカートリッジ３０の貯留室に貯留室１２１へ供給可能なインクが残っていないことを検知できる。

また、本実施形態によれば、インクカートリッジ３０の貯留室からタンク１０３の貯留室１２１へ供給可能なインクが無くなってインクカートリッジ３０の貯留室からタンク１０３の貯留室１２１へインクが流入されなくなった後であっても、貯留室１２１の第２部分１６２に多くのインクが残る。そして、第２部分１６２に残ったインクを記録部２４へ供給することができる。

また、貯留室１２１内で移動するアームのようなものを貯留室１２１に配置する場合に必要なスペースに比べて、プリズム５５Ａを貯留室１２１に配置する場合に必要なスペースは小さい。そのため、プリズム５５Ａを水平断面積の小さい第１部分１６１の所定位置Ｐ１に配置することが容易である。

また、本実施形態によれば、第１部分１６１の水平断面積が所定位置Ｐ１において最も小さいため、所定位置Ｐ１付近において液面が更に移動し易くなる。

［変形例１］
インクカートリッジ３０及びタンク１０３は、図８（Ａ）のように構成されていてもよい。図８（Ａ）に示される構成では、インクバルブ室３５の前後方向８の長さＬ１は、貯留室３２の前後方向８の長さＬ２より短い。また、図８（Ａ）に示される構成では、インクバルブ室３５の左右方向９の長さは、貯留室３２の左右方向９の長さより短い。よって、図８（Ａ）に示される構成では、インクバルブ室３５の水平断面積は、貯留室３２の水平断面積より小さい。図８に示される構成において、貯留室３２は、第４部分の一例である。インクバルブ室３５は、第５部分の一例である。

また、図８（Ａ）に示される構成では、インクバルブ室３５の前後方向８の長さＬ１は、タンク１０３の貯留室１２１の第１部分１６１の前後方向８の長さＬ３より短い。また、インクバルブ室３５の左右方向９の長さは、第１部分１６１の左右方向９の長さより短い。よって、第１部分１６１の水平断面積は、インクバルブ室３５の水平断面積より大きい。

図８（Ａ）に示される構成では、上記実施形態と同様に、インクカートリッジ３０がカートリッジ装着部１１０に装着された状態において、第１部分１６１の一部が、インクバルブ室３５の全てと上下方向７において同じ位置である。しかし、第１部分１６１の少なくとも一部が、インクバルブ室３５の少なくとも一部と上下方向７において同じ位置であればよい。例えば、図８（Ｂ）に示されるように、第１部分１６１の下端部１６１Ａを除く部分１６１Ｂが、インクバルブ室３５の上端部３５Ａを除く部分３５Ｂと上下方向７において同じ位置であってもよい。つまり、第１部分１６１の一部が、インクバルブ室３５の一部と上下方向７において同じ位置であってもよい。

図８（Ａ）に示される構成では、上下方向７の全ての位置において、第１部分１６１の水平断面積が、インクバルブ室３５の水平断面積より大きかった。しかし、第１部分１６１の水平断面積は、第１部分１６１とインクバルブ室３５とが上下方向７に同じ位置である部分において、インクバルブ室３５の水平断面積より大きければよい。例えば、図８（Ｂ）に示されるように、第１部分１６１の下端部１６１Ａ（インクバルブ室３５と上下方向７に異なる位置である部分）の水平断面積が、インクバルブ室３５の水平断面積より小さくてもよい。

変形例１によれば、第１部分１６１とインクバルブ室３５とが上下方向７に同じ位置である部分において、第１部分１６１の水平断面積は、インクバルブ室３５の水平断面積より大きい。そのため、第１部分１６１及びインクバルブ室３５に液面がある状態でインクが記録部２４へ供給された場合、インクバルブ室３５の液面が第１部分１６１の液面よりも下方へ下がりやすい。その結果、貯留室１２１の液面が貫通孔１２６より下方となってから、インクバルブ室３５から貫通孔１２６を通じてインクが貯留室１２１へ流入することを防止できる。

［その他の変形例］
上記実施形態では、貫通孔１２６は、タンク１０３の第３前壁１５２Ｃに形成されており、第１部分１６１と連通していた。しかし、貫通孔１２６は、第３前壁１５２Ｃ以外の壁（例えば第１前壁１５２Ａや段差壁１５７）に形成されており、第１部分１６１以外の部分（第２部分１６２や第３部分１６３）と連通していてもよい。つまり、接続部１０７は、第３前壁１５２Ｃ以外の壁から突出していてもよい。

上記実施形態では、所定位置Ｐ１は、貫通孔１２６より下の位置であった。しかし、所定位置Ｐ１は、上下方向７において貫通孔１２６と同じ位置であってもよいし、貫通孔１２６より上の位置であってもよい。

上記実施形態では、第２部分１６２の水平断面積は、第３部分１６３の水平断面積より大きかった。しかし、第２部分１６２の水平断面積は、第３部分１６３の水平断面積以下であってもよい。

上記実施形態では、第１部分１６１の水平断面積は、所定位置Ｐ１において最も小さかった。しかし、第１部分１６１の水平断面積は、所定位置Ｐ１以外において最も小さくてもよい。例えば、図８（Ｂ）には、第１部分１６１の水平断面積が、所定位置Ｐ１より下方の第１部分１６１の下端部１６１Ａにおいて最も小さい構成が示されている。また、第１部分１６１の水平断面積は、上下方向７の位置にかかわらず一定であってもよい。

タンク１０３は、図４、図７、及び図８に示された形状に限らない。例えば、図９（Ａ）に示されるように、貯留室１２１の第１部分１６１が２つ設けられていてもよい。なお、図９（Ａ）に示される構成の場合、２つの第１部分１６１の水平断面積の合計がインクバルブ室３５の水平断面積より大きい。また、例えば、図９（Ｂ）に示されるように、貯留室１２１の第１部分１６１の少なくとも一部がチューブで構成されていてもよい。

上記実施形態では、液面センサ５５は、プリズム５５Ａを利用するものであった。しかし、液面センサ５５には、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ームが貯留室１２１に設けられ、インクの液面が所定位置Ｐ１以下になればアーム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。アーム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、インクの液面が所定位置Ｐ１以下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。この場合、貯留室１２１に２本の電極棒が配置される。２本の電極棒は不図示の基板に実装されている。２本の電極の一方の下端は、所定位置Ｐ１よりも若干高い位置にある。２本の電極の他方の下端は、所定位置Ｐ１よりも下方に位置する。そして、２本の電極間にインクを通じて電流が流れるか否かに基づいて、貯留室１２１に貯留されたインクの液面が所定位置Ｐ１以下であるか否かが検知される。

上記実施形態では、連通口１４６は、第１前壁１５２Ａに形成されていた。しかし、連通口１４６は、第１前壁１５２Ａ以外、例えば上壁１５３に形成されていてもよい。

インクカートリッジ３０は、図５、図６、及び図８に示された形状に限らない。例えば、インクカートリッジ３０は、単なる直方体形状であってもよい。また、インクカートリッジ３０の内部構成も、図６及び図８等に示された構成に限らない。例えば、筐体３１の内部空間に、大気バルブ室３６が形成されておらず、上壁３９等に形成された貫通孔によって、貯留室３２が大気と連通していてもよい。

上記実施形態では、インクカートリッジ３０は、カートリッジ装着部１１０に対して水平方向に挿抜されたが、インクカートリッジ３０の挿抜方向は水平方向に限らない。例えば、インクカートリッジ３０は、カートリッジ装着部１１０に対して鉛直方向に挿抜されてもよい。

上記実施形態では、インクが液体の一例として説明され、記録部２４が消費部の一例として説明されているが、これに限らない。例えば、印刷時にインクに先立ってローラによって用紙などに前処理液を塗布する装置に本発明が適用された場合、前処理液が液体の一例であり、ローラが消費部の一例である。

１０・・・複合機（システム）
２４・・・記録部（消費部）
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）
３５・・・インクバルブ室（第１貯留室）
３６・・・大気バルブ室（第１大気連通部）
５５・・・液面センサ（検知部）
９６・・・連通口（第１大気連通部）
９７・・・バルブ（第１大気連通部）
１０３・・・タンク
１２１・・・貯留室（第２貯留室）
１２６・・・貫通孔（流入口）
１２８・・・流出口
１４６・・・連通口（第２大気連通部）
１４７・・・半透膜（第２大気連通部）
１６１・・・第１部分
１６２・・・第２部分
１６３・・・第３部分

Claims (7)

1. 液体を貯留する第１貯留室、及び上記第１貯留室を大気に連通させる第１大気連通部を有するカートリッジと、
   液体を貯留する第２貯留室、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室から液体が上記第２貯留室へ流入する流入口、上記第２貯留室に貯留された液体が流出する流出口、及び上記第２貯留室を大気に連通させる第２大気連通部を有するタンクと、
   上記タンクの上記流出口から流出した液体を消費する消費部と、
   上記第２貯留室に貯留された液体の液面の上下方向の位置が所定位置になったことを検知する検知部と、を備え、
   上記第２貯留室は、
   第１部分と、
   上記第１部分より下方であって上記第１部分より水平断面積の大きい第２部分と、
   上記第１部分より上方であって上記第１部分より水平断面積の大きい第３部分と、を有し、
   上記流出口は、上記第２部分と連通しており、
   上記検知部は、上記第１部分に貯留された液体の液面を検知するシステム。
2. 上記流入口は、上記第１部分と連通している請求項１に記載のシステム。
3. 上記所定位置は、上記流入口より下方である請求項１または２に記載のシステム。
4. 上記第２部分の水平断面積は、上記第３部分の水平断面積より大きい請求項１から３のいずれかに記載のシステム。
5. 上記検知部は、
   上記第２貯留室において、上記所定位置に設けられたプリズムと、
   上記プリズムへ向けて光を照射する発光部と、を備える請求項１から４のいずれかに記載のシステム。
6. 上記カートリッジの上記第１貯留室は、
   第４部分と、
   上記第４部分より下方であって上記第４部分より水平断面積の小さい第５部分と、を有し、
   上記流入口は、接続された上記カートリッジの上記第１貯留室の上記第５部分から液体が上記第２貯留室へ流入するものであり、
   上記第１部分の少なくとも一部は、上記第５部分の少なくとも一部と上記上下方向において同じ位置であり、
   上記第１部分と上記第５部分とが上記上下方向に同じ位置である部分において、上記第１部分の水平断面積は、上記第５部分の水平断面積より大きい請求項１から５のいずれかに記載のシステム。
7. 上記第１部分の水平断面積は、上記所定位置において最も小さい請求項１から６のいずれかに記載のシステム。
   
   

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