JP7192313B2 - 液体供給装置及び画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体を貯留可能な液体供給装置、及び当該液体供給装置を備える画像記録装置に関する。

従来、インクが収容されるカートリッジと、記録ヘッドに接続されたサブタンクと、カートリッジ及びサブタンクを接続する液体流路及び気体流路と、を備えた液体供給装置が知られている。カートリッジは、サブタンクの鉛直上方に配置されている。液体流路及び気体流路は、カートリッジ及びサブタンクを鉛直方向において接続している。液体流路及び気体流路は、それぞれ、カートリッジの下面及びサブタンクの上面に開口している（例えば、特許文献１参照）。

サブタンク内において、液体流路は、気体流路よりも下方に延びており、気体流路の開口位置は、液体流路の開口位置よりも上方にある。カートリッジの交換時など、サブタンクにインクが無い状態でカートリッジが接続されると、カートリッジ内のインクが液体流路を介して自然落下してサブタンク内に導入される。このとき、導入されたインクの量と同じ体積のサブタンク内の空気が気体流路を介してカートリッジに導入される。このような気液置換が、気体流路の開口が塞がれるまで行われて、サブタンク内にインクが貯留される。

記録動作の実行時に記録ヘッドからインクが吐出されると、サブタンク内のインクが減少し、サブタンク内のインクの液面が下がる。その結果、気体流路の開口が開かれるので、カートリッジからインクがサブタンク内に供給される。そして、インクが導入されることによりサブタンク内のインクの液面が上がって気体流路の開口が塞がれると、カートリッジからのインクの供給は停止する。記録ヘッドでのインクの消費を補うように、カートリッジからサブタンクにインクが補充され、サブタンク内のインクの液面の高さは、気体流路の開口位置に保たれる。したがって、サブタンクはプリンタ内に配置されたまま、インクが空になったカートリッジをインクが充填されたカートリッジに交換することで、プリンタが継続的に使用できる。

特許第４９３４３３８号公報

上記液体供給装置では、カートリッジは鉛直方向においてサブタンクに接続されている。カートリッジが着脱される際に、カートリッジは鉛直方向において着脱される必要がある。例えば、プリンタの前方からカートリッジを着脱することができないので、不便であり、カートリッジの着脱時における操作性が悪かった。

また、例えば水平方向にサブタンクとカートリッジとが並んだ状態で両者が接続されると、サブタンク及びカートリッジが占める空間に対して、インクが貯留される空間の容積が小さくなりやすく、装置が大型化しやすい。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、カートリッジの着脱時における操作性が良好な液体供給装置を提供することである。

また、本発明の他の目的は、カートリッジと鉛直方向と交差する方向にタンクに対して着脱可能に構成された場合であっても、カートリッジとタンクとが占める空間に対して、液体が貯留される空間の容積を大きくすることである。

(1) 本発明は、タンクと、当該タンクに対して鉛直方向と交差する着脱方向に沿って着脱可能なカートリッジと、を具備する液体供給装置に関する。上記カートリッジは、筐体と、上記筐体の内部において液体を貯留する第１貯留室と、上記第１貯留室と外部とを連通するために、上記挿抜方向を向いて開口する連通口と、を有する。上記タンクは、上記液体を貯留する第２貯留室と、上記第２貯留室と連通する液体流路及び気体流路と、上記第２貯留室を外部と連通する大気連通口と、を有する。上記筐体は、上記着脱方向の前方に位置する前面と、上記着脱方向の後方に位置する後面と、上記鉛直方向の上方に位置する上面と、上記鉛直方向の下方に位置する下面と、上記鉛直方向において上記下面より上記上面側に位置して下方を向く２次下面と、上記着脱方向において上記前面より上記後面側に位置して前方を向いており、且つ上記鉛直方向において上記２次下面より下方に位置する２次前面と、を有する。上記連通口は、上記２次前面に位置する。上記カートリッジの上記第１貯留室と上記タンクの上記液体流路及び上記気体流路とが連通する状態で接続された装着状態において、上記第１貯留室は、上記液体流路及び上記気体流路よりも上記鉛直方向の上方に位置する部分を有する。上記タンクは、上記鉛直方向において上記２次下面より下方に位置しており、且つ上記２次前面と対向する。

上記構成によれば、第１貯留室及び第２貯留室が気体流路及び液体流路を介して接続されているので、気液置換により第１貯留室内の液体が第２貯留室に供給可能である。また、カートリッジが鉛直方向と交差する着脱方向においてタンクに対して着脱可能であるので、カートリッジの交換における操作性が良好である。また、装着状態において、タンクがカートリッジの筐体の２次下面より下方に位置しており、且つ２次前面と対向しているので、カートリッジ及びタンクが占める空間に対して、第１貯留室及び第２貯留室の各容積を大きくすることができる。

(2) 好ましくは、上記タンクは、上記着脱方向に沿って延びて上記液体流路を画定しており、上記装着状態において、上記カートリッジの上記連通口と接続する管状の第１ジョイントと、上記着脱方向に沿って延びて上記気体流路を画定しており、上記装着状態において、上記カートリッジの上記連通口と接続する管状の第２ジョイントと、を有する。

上記構成によれば、液体流路と気体流路とが別のジョイントにより画定されているので、液体流路と気体流路とを鉛直方向において離間させることが容易である。液体流路と気体流路とが鉛直方向において離間されることにより、第１貯留室から第２貯留室へ液体が流れやすくなる。

(3) 好ましくは、上記第１ジョイントは、上記鉛直方向において上記第２ジョイントより下方に位置する。

(4) 好ましくは、上記カートリッジは、上記装着状態において上記気体流路と連通し、上記第１貯留室に開口するカートリッジ気体流路を有しており、上記装着状態において、上記カートリッジ気体流路の開口は、第１貯留室に貯留された初期容量の液体の液面より上記鉛直方向の上方に位置する。

上記構成によれば、気体流路を通じて第１貯留室へ流れる気体が、液体流路へ進入しにくい。

(5) 好ましくは、上記第１貯留室の容積は、上記第２貯留室の容積よりも大きい。

(6) 好ましくは、上記着脱方向は、水平方向である。

上記構成によれば、水平方向にカートリッジを着脱できるので、操作性がよい。

(7) 好ましくは、上記着脱方向は、水平方向に対して交差する方向である。

上記構成によれば、水平方向と交差する方向にカートリッジを着脱できるので、操作性がよい。

(8) 本発明は、上記液体供給装置と、上記液体供給装置のタンクから供給された上記液体を吐出する記録部と、を備える画像記録装置として捉えられてもよい。

本発明に係る液体供給装置では、カートリッジが鉛直方向と交差する着脱方向に着脱できるので、カートリッジの着脱時における操作性が良好である。また、装着状態において、カートリッジとタンクとが占める空間に対して、第１貯留室及び第２貯留室の容積を大きくできる。

図１は、本実施形態に係る複合機１０の外観斜視図であって、（Ａ）はカバー４８が閉塞位置にある状態、（Ｂ）はカバー４８が開放位置にある状態を示す。 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、キャリッジ２３及びインク供給装置１５の配置を示す平面図である。 図４は、インクカートリッジ５０の外観斜視図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ断面を示す断面図である。 図６は、装着状態におけるインクカートリッジ５０及びサブタンク１００の断面図である。 図７は、変形例に係るインクカートリッジ５０の断面図である。 図８は、変形例に係る装着状態におけるインクカートリッジ５０及びサブタンク１００の断面図である。 図９は、変形例に係る装着状態におけるインクカートリッジ５０及びサブタンク１００の断面図である。

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及び複合機１０に取り付けられたインクカートリッジ５０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後方として着脱方向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、着脱方向８及び左右方向９が水平方向に相当する。また、着脱方向８においては、インクカートリッジ５０がサブタンク１００に装着される向きを基準として、着脱方向８の前方及び後方が定義される。

［本実施形態］
以下、本実施形態に係る複合機１０及びインク供給装置１５が説明される。

［複合機１０の全体構成］
図１に示されるように、複合機１０（画像記録装置の一例）は、概ね直方体形状である。複合機１０は、プリンタ部１１、スキャナ部１２、及び操作パネル１７を有している。プリンタ部１１は、複合機１０の下部に位置し、インクジェット記録方式で用紙２８（図２参照）に画像を記録する。スキャナ部１２は、スキャン機能を有する装置であり、プリンタ部１１の上方に位置する。プリンタ部１１は、着脱方向８の後方を向いて開口する開口１３を有する筐体１４と、筐体１４の内部において開口１３の右方に位置するインク供給装置１５と、を備えている。操作パネル１７は、スキャナ部１２より着脱方向８の後方に位置している。操作パネル１７は、プリンタ部１１による画像記録やスキャナ部１２による画像読取りを複合機１０に実行させるために、ユーザが操作するものである。

図２に示されるように、筐体１４の内部には、給送部１６と、給送トレイ２０と、排出トレイ２１と、搬送ローラ対４５と、記録部２４と、排出ローラ対４６と、プラテン４２と、が配置されている。

［給送トレイ２０、排出トレイ２１］
図１に示されるように、給送トレイ２０は、開口１３を通じて着脱方向８に沿って筐体１４に対して挿抜可能である。開口１３は、複合機１０の前面で且つ左右方向９の中央部に位置する。図２に示されるように、給送トレイ２０は、積層された複数の用紙２８を支持可能である。排出トレイ２１は、給送トレイ２０の上方に配置されており、給送トレイ２０と共に着脱方向８に沿って挿抜される。排出トレイ２１は、排出ローラ対４６によって排出された用紙２８を支持する。

［給送部１６］
給送部１６は、給送トレイ２０に支持された用紙２８を搬送経路３８へ給送する。図２に示されるように、給送部１６は、給送ローラ２５と、給送アーム２６と、軸２７とを備える。給送ローラ２５は、給送アーム２６の先端に回転可能に支持されている。給送ローラ２５は、不図示の給送用モータから駆動が伝達される。給送アーム２６は、プリンタ部１１のフレームに支持された軸２７に回動可能に支持されている。給送アーム２６は、自重或いはバネ等による弾性力によって給送トレイ２０に向かって回動付勢されている。

以下、用紙２８の搬送に関わる給送ローラ２５、搬送ローラ３４、及び排出ローラ３６が、用紙２８を搬送向き３８Ａに搬送する向きに回転することを、「正回転」と表記する。

［搬送経路３８］
図２に示されるように、搬送経路３８は、その一部がプリンタ部１１の内部において、所定間隔で対向する外側ガイド部材１８及び内側ガイド部材１９などによって形成される空間を指す。搬送経路３８は、給送トレイ２０の後端部から着脱方向８の前方に延びる経路である。搬送経路３８は、給送トレイ２０から上方に延びつつ着脱方向８の後方にＵターンし、記録部２４とプラテン４２との間の空間を経て排出トレイ２１に至る経路である。図２及び図３に示されるように、搬送ローラ対４５及び排出ローラ対４６の間における搬送経路３８は、左右方向９における複合機１０の概ね中央に設けられており、且つ着脱方向８に延びている。搬送経路３８における用紙２８の搬送向き３８Ａは、図２において矢印で示されている。

［搬送ローラ対４５］
図２に示されるように、搬送ローラ対４５は、記録部２４より搬送向き３８Ａの上流に位置する。搬送ローラ対４５は、互いに対向する搬送ローラ３４及びピンチローラ３５を有する。搬送ローラ３４は、不図示の搬送用モータから駆動伝達されて正回転又は逆回転する。ピンチローラ３５は、搬送ローラ３４の回転に伴って連れ回る。用紙２８は、正回転する搬送ローラ３４及びピンチローラ３５に挟持されて搬送向き３８Ａに搬送される。

［排出ローラ対４６］
図２に示されるように、排出ローラ対４６は、記録部２４より搬送向き３８Ａの下流に配置されている。排出ローラ対４６は、互いに対向する排出ローラ３６及び拍車３７を有する。排出ローラ３６は、不図示の搬送用モータから駆動伝達されて正回転又は逆回転する。拍車３７は、排出ローラ３６の回転に伴って連れ回る。用紙２８は、正回転する排出ローラ３６及び拍車３７に挟持されて搬送向き３８Ａに搬送される。

［記録部２４］
図２に示されるように、記録部２４は、搬送向き３８Ａにおける搬送ローラ対４５及び排出ローラ対４６の間に位置する。記録部２４は、搬送経路３８を挟んでプラテン４２と上下方向７に対向している。記録部２４は、キャリッジ２３と、キャリッジ２３に搭載された記録ヘッド３９とを備えている。

図３に示されるように、キャリッジ２３は、着脱方向８に離間しており、各々が左右方向９に延びるガイドレール４３、４４に支持されている。ガイドレール４３、４４は、不図示のフレームに支持されている。キャリッジ２３は、ガイドレール４４に設けられた公知のベルト機構に連結されている。ベルト機構は、不図示のキャリッジ駆動用モータから駆動伝達されて回動する。キャリッジ２３は、ベルト機構の回動に伴って、ガイドレール４３，４４により案内されて左右方向９に往復移動する。キャリッジ２３の移動範囲は、図３の一点鎖線で示されるように、搬送経路３８の幅３８Ｂよりも右方及び左方にまで及ぶ。

記録ヘッド３９と、インク供給装置１５に設けられた４つのサブタンク１００（図６参照）とは、４本のインクチューブ３２によって接続されている。記録ヘッド３９は、フレキシブルフラットケーブル３３によって、不図示の制御基板と接続されている。

４つのサブタンク１００は、マゼンタサブタンク１００、シアンサブタンク１００、イエローサブタンク１００、及びブラックサブタンク１００である。マゼンタサブタンク１００、シアンサブタンク１００、イエローサブタンク１００、及びブラックサブタンク１００は、本明細書において特に区別する必要がない場合、サブタンク１００と総称される。

４本のインクチューブ３２は、イエローインクチューブ３２Ｙ、シアンインクチューブ３２Ｃ、マゼンタインクチューブ３２Ｍ、及びブラックインクチューブ３２Ｂからなっている。イエローインクチューブ３２Ｙ、シアンインクチューブ３２Ｃ、マゼンタインクチューブ３２Ｍ、及びブラックインクチューブ３２Ｂは、本明細書において特に区別する必要がない場合、インクチューブ３２と総称される。４本のインクチューブ３２は、一体に束ねられている。

フレキシブルフラットケーブル３３は、制御部が実装された制御基板及び記録ヘッド３９を電気的に接続するものである。フレキシブルフラットケーブル３３は、制御部から出力される制御信号を記録ヘッド３９に伝達する。

図２に示されるように、記録ヘッド３９の下面には、複数のノズル４０が配置されている。複数のノズル４０の先端は、記録ヘッド３９の下面から露出している。記録ヘッド３９は、ノズル４０からインクを微小なインク滴として吐出する。キャリッジ２３が移動する過程において、プラテン４２に支持されている用紙２８に向けて記録ヘッド３９がインク滴を吐出する。これにより、用紙２８に画像が記録される。また、これにより、４つのサブタンク１００に貯留されたインクが消費される。

［プラテン４２］
図２及び図３に示されるように、プラテン４２は、搬送経路３８における搬送ローラ対４５及び排出ローラ対４６の間に配置されている。プラテン４２は、搬送経路３８を挟んで記録部２４と上下方向７に対向配置されている。プラテン４２は、搬送ローラ対４５によって搬送される用紙２８を下方から支持する。

［カバー４８］
図１（Ｂ）に示されるように、筐体１４の右前部には、開口４７が形成されている。筐体１４にはインク供給装置１５が収納されており、インクカートリッジ５０の後壁５８が開口４７から露出している。筐体１４には、開口４７を開閉可能なカバー４８が取り付けられている。カバー４８の下端部は、開口４７の下方において、左右方向９の軸周りに回転可能に筐体１４に支持されている。カバー４８は、開口４７を閉鎖する閉鎖位置（図１（Ａ）に示される位置）と、開口４７を開放する開放位置（図１（Ｂ）に示される位置）との間を、回転可能である。

図１（Ａ）に示されるように、カバー４８は、透光部４９を有している。透光部４９は、カバー４８の外側から内部の構成を視認可能な透光性を有する。カバー４８が閉鎖位置にあるときに、透光部４９から、インク供給装置１５に取り付けられたインクカートリッジ５０の後壁５８が視認可能である。

［インク供給装置１５］
図３に示されるように、インク供給装置１５（液体供給装置の一例）は、４つのインクカートリッジ５０と、４つのサブタンク１００（図６参照）と、を備えている。

［インクカートリッジ５０］
図１、図３に示されるように、４つのインクカートリッジ５０（カートリッジの一例）は、マゼンタインクカートリッジ５０Ｍ、シアンインクカートリッジ５０Ｃ、イエローインクカートリッジ５０Ｙ、及びブラックインクカートリッジ５０Ｂからなっている。マゼンタインクカートリッジ５０Ｍ、シアンインクカートリッジ５０Ｃ、イエローインクカートリッジ５０Ｙ、及びブラックインクカートリッジ５０Ｂは、本明細書において特に区別される必要がない場合、インクカートリッジ５０と総称される。

図４、図５に示されるように、インクカートリッジ５０は、カートリッジ筐体５１を備えている。カートリッジ筐体５１は、インク（液体の一例）を貯留する第１貯留室５３と、連通口６２，６３と、を有する。

カートリッジ筐体５１は、概ね直方体状の箱形状を有している。カートリッジ筐体５１は、上下方向７及び着脱方向８から視て概ね長方形状である。カートリッジ筐体５１は、カートリッジ筐体５１の前端部に下方に突出する凸部６５を有している。カートリッジ筐体５１は、上壁５４、２次下壁５５、右壁５６、左壁５７、後壁５８、前壁５９、下壁６０、２次前壁６１を有している。上壁５４、２次下壁５５、右壁５６、左壁５７、後壁５８、前壁５９、下壁６０、２次前壁６１の各外面が、上面、２次下面、右面、左面、後面、前面、下面、２次前面にそれぞれ相当する。なお、筐体１５の前面は、着脱方向８の前方を向く面である。

前壁５９は、カートリッジ筐体５１の前部かつ上端部に位置しており、２次前壁６１よりも上方に位置している。２次前壁６１は、前壁５９より前方に位置している。また、２次前壁６１は、２次下壁５５よりも下方に位置している。下壁６０は、カートリッジ筐体５１の前部かつ下端部に位置しており、２次下壁５５よりも下方に位置している。２次下壁５５は、下壁６０よりも着脱方向８の前方に位置している。右壁５６、左壁５７、後壁５８、下壁６０、及び２次前壁６１によって、凸部６５の外形が形成されている。

カートリッジ筐体５１は、凸部６５の２次前壁６１において、着脱方向８の前方に開口する連通口６２，６３を有している。連通口６２，６３は、連通口６２を下方として上下方向７に並ぶ開口である。各図には示されていないが、連通口６２，６３は、公知のバルブによって外部に対して開閉可能である。

図５に示されるように、カートリッジ筐体５１の内部には、カートリッジ気体流路５２と、第１貯留室５３と、が形成されている。カートリッジ気体流路５２は、連通口６３と、初期容量のインクを貯留する第１貯留室５３の気体層と、を連通する。カートリッジ気体流路５２は、カートリッジ筐体５１の２次下壁５５、右壁５６、左壁５７、前壁５９、２次前壁６１と、カートリッジ筐体５１の内部空間に位置する隔壁６４によって画定される空間である。

隔壁６４は、カートリッジ筐体５１の内部空間において、２次前壁６１の連通口６２と連通口６３との間から着脱方向８の後方へ向かって延びており、後壁５８と空間を隔てた位置から上下方向７の上方へ延びており、２次下壁５５の上方に空間を隔てた位置から着脱方向８の前方へ向かって延びており、前壁５９と空間を隔てた位置から上下方向７の上方へ向かって延びている。また、隔壁６４は、左右方向９において、右壁５６及び左壁５７とそれぞれ連続している。隔壁６４によって、カートリッジ筐体５１の内部空間が、カートリッジ気体流路５２と第１貯留室５３とに区画されている。カートリッジ気体流路５２の上端は、第１貯留室５３の気体層に対して開口（開口５２Ａ）している。なお、カートリッジ気体流路５２の上端の開口５２Ａは、カートリッジ５０がサブタンク１００に着脱される動作において開閉する扉によって開閉されてもよいし、気体を通過させ且つインクを通過させない半透膜によって封止されていてもよい。

［サブタンク１００］
図６に示されるように、サブタンク１００（タンクの一例）は、タンク本体１０１と、ジョイント１２０，１２１と、を備えている。タンク本体１０１の内部に、インクを貯留する第２貯留室１０５が形成されている。ジョイント１２０，１２１は、タンク本体１０１の後壁から着脱方向８に沿って後方へ延びる管状の部材である。ジョイント１２０，１２１の内部空間は、タンク本体１０１の後壁を貫通する貫通孔を通じて、第２貯留室１０５と連通している。ジョイント１２０，１２１は、ジョイント１２０を下方として上下方向７に並んでいる。

サブタンク１００は、第２貯留室１０５と連通する液体流路１０３及び気体流路１０４を備えている。液体流路１０３は、タンク本体１０１の内部及びジョイント１２０（第１ジョイントの一例）の内部に形成されている。気体流路１０４は、タンク本体１０１の内部及びジョイント１２１（第２ジョイントの一例）の内部に形成されている。また、サブタンク１００は、第２貯留室１０５を外部に連通する大気連通口１０６を備えている。

［液体流路１０３及び気体流路１０４］
液体流路１０３は、第１開口１３１と、第２開口１３２と、鉛直部分１３３と、水平部分１３４と、を有している。第１開口１３１は、液体流路１０３の一端側に形成され且つ第２貯留室１０５に連通する開口である。第１開口１３１は、上下方向７に沿って開口している。第２開口１３２は、液体流路１０３の一端側とは反対の他端側に形成され且つ外部に開口する開口である。第２開口１３２は、着脱方向８に沿って開口している。第２開口１３２は、インクカートリッジ５０の装着状態において、インクカートリッジ５０の第１貯留室５３内に位置する。鉛直部分１３３は、液体流路１０３において第１開口１３１から上方に延びる部分である。水平部分１３４は、液体流路１０３において第２開口１３２から着脱方向８の前方に延びる部分である。鉛直部分１３３の上端部は水平部分１３４の前端部に接続されている。

気体流路１０４は、第３開口１４１と、第４開口１４２と、鉛直部分１４３と、水平部分１４４と、を有している。第３開口１４１は、気体流路１０４の一端側に形成され且つ第２貯留室１０５に連通する開口である。第３開口１４１は、上下方向７に沿って開口している。第４開口１４２は、気体流路１０４の一端側とは反対の他端側に形成され且つ外部に開口する開口である。第４開口１４２は、着脱方向８に沿って開口している。第４開口１４２は、インクカートリッジ５０の装着状態において、インクカートリッジ５０の第１貯留室５３に連通する。鉛直部分１４３は、気体流路１０４において第３開口１４１から上方に延びる部分である。水平部分１４４は、気体流路１０４において第４開口１４２から着脱方向８の前方に延びる部分である。鉛直部分１４３の上端部は水平部分１４４の前端部に接続されている。

［タンク本体１０１］
タンク本体１０１は、概ね直方体状の外壁を有している。タンク本体１０１の下壁には、第２貯留室１０５に連通する連通口１２９が形成されている。連通口１２９には、インクチューブ３２の一端部が接続されており、インクチューブ３２を介して、第２貯留室１０５と記録ヘッド３９とが連通接続されている。タンク本体１０１の前壁の上端付近には、前壁を貫通する大気連通口１０６が形成されている。第２貯留室１０５は、大気連通口１０６を通じて外部と連通している。

タンク本体１０１は、タンク本体１０１の後部且つ上部に、鉛直壁１１５及び水平壁１１６を備えている。鉛直壁１１５は、上下方向７に延びる壁であり、着脱方向８においてタンク本体１０１の後壁と上壁との間に位置している。鉛直壁１１５は、左右に位置するタンク本体１０１の側壁を接続している。鉛直壁１１５の下端位置が、液体流路１０３の第１開口１３１の上下方向７における位置である。

水平壁１１６は、鉛直壁１１５の上端から後方に延びる壁である。水平壁１１６は、タンク本体１０１の後壁において、ジョイント１２０とジョイント１２１との間に接続されている。タンク本体１０１の外壁（後壁）と鉛直壁１１５及び水平壁１１６との間の空間が液体流路１０３の鉛直部分１３３である。

図６に示されるように、気体流路１０４の鉛直部分１４３及び水平部分１４４の前部は、２つの屈曲壁１１７，１１８によって形成されている。屈曲壁１１７は、タンク本体１０１の外壁（後壁）におけるジョイント１２１の上方から前方へ延びてから下方へ延びている。屈曲壁１１８は、タンク本体１０１の外壁（後壁）におけるジョイント１２１の下方から前方へ延びてから下方へ延びている。屈曲壁１１７，１１８は、左右に位置するタンク本体１０１の側壁をそれぞれ接続している。屈曲壁１１７，１１８の間の空間が気体流路１０４である。屈曲壁１１７，１１８の各下端は、鉛直壁１１５の下端よりも上方に位置する。

［インクカートリッジ５０の装着状態］
図６に示されるように、インクカートリッジ５０がサブタンク１００に装着された装着状態では、サブタンク１００のジョイント１２０が、着脱方向８に沿ってインクカートリッジ５０の連通口６２に挿入されている。また、サブタンク１００のジョイント１２１が、着脱方向８に沿ってインクカートリッジ５０の連通口６３に挿入されている。この装着状態では、インクカートリッジ５０の第１貯留室５３に、サブタンク１００の液体流路１０３の第２開口１３２が進入している。また、インクカートリッジ５０のカートリッジ気体流路５２に、サブタンク１００の及び気体流路１０４の第４開口１４２が進入している。インクカートリッジ５０は、着脱方向８に沿ってサブタンク１００に分離及び装着可能である。

［インクカートリッジ５０及びサブタンク１００のレイアウト］
インクカートリッジ５０及びサブタンク１００のレイアウトが説明される。レイアウトは、インクカートリッジ５０が収納ケース７１に装着され、インクカートリッジ５０及びサブタンク１００が図６に示される使用姿勢であるとして説明がなされる。

図６に示されるように、サブタンク１００のタンク本体１０１は、上下方向７において、カートリッジ５０の２次下壁５５より下方に位置しており、且つ２次前壁６１と対向している。インクカートリッジ５０の凸部６５は、上下方向７において、ジョイント１２０，１２１と略同じ位置にあるが、インクカートリッジ５０の凸部６５より上方の部分は、ジョイント１２０，１２１よりも上方にある。そのため、インクカートリッジ５０の第１貯留室５３の大部分は、ジョイント１２０，１２１よりも上方に位置している。

また、タンク本体１０１の上部分は、ジョイント１２０，１２１と略同じ位置にあるが、タンク本体１０１の下部分は、ジョイント１２０，１２１よりも下方にある。そのため、タンク本体１０１の第２貯留室１０５のインクを貯留する部分は、ジョイント１２０，１２１よりも下方にある。

第１貯留室５３の凸部６５より上方の部分は、液体流路１０３の水平部分１３４及び気体流路１０４の水平部分１４４よりも上方に位置している。第２貯留室１０５のインクを貯留する部分は、液体流路１０３の水平部分１３４及び気体流路１０４の水平部分１４４よりも下方に位置している。第１貯留室５３の下側部分と、第２貯留室１０５の上側部分とは、着脱方向８の同軸上に並んでいる。第１貯留室５３の容積は、第２貯留室１０５の容積よりも大きい。

気体流路１０４の水平部分１４４は、液体流路１０３の水平部分１３４よりも上方に位置している。

［本実施形態の作動］
まず、空のサブタンク１００にインクカートリッジ５０が初めて装着された初期導入時におけるインク及び空気の流れが説明される。

初期導入前の状態（前状態）では、インクカートリッジ５０はサブタンク１００から分離されている。前状態では、第２貯留室１０５には、インクが満たされておらず、第２貯留室１０５は空の状態である。

図６に示されるように、インクカートリッジ５０がサブタンク１００に装着されると、インクカートリッジ５０の連通口６２にサブタンク１００のジョイント１２０が挿入され、また、インクカートリッジ５０の連通口６３にサブタンク１００のジョイント１２１が挿入される。この結果、第１貯留室５３の下部分が液体流路１０３を介して第２貯留室１０５に連通する。また、第１貯留室５３の気体層がカートリッジ気体流路５２及び気体流路１０４を介して第２貯留室１０５に連通する。そうすると、インクカートリッジ５０の第１貯留室５３内のインクが、液体流路１０３を介して自然落下して、サブタンク１００の第２貯留室１０５内に導入される。第２貯留室１０５内に導入されたインクの量と同じ体積の空気が、気体流路１０４及びカートリッジ気体流路５２を介して第１貯留室５３に導入される。このように、第１貯留室５３内のインクが空気に置換されること（気液置換）により、第１貯留室５３内のインクが第２貯留室１０５に供給される。

気液置換の進行により、第２貯留室１０５のインクの液面は上昇する。インクの液面が上昇して屈曲壁１１７，１１８の下端位置に到達すると、気体流路１０４の第３開口１４１が閉じられる。そうすると、気液置換ができなくなるので、第１貯留室５３から第２貯留室１０５へのインクの供給が停止される。このようにして、初期導入時におけるインクの供給が行われる。このとき、インク検出板１５８の間にインクが存在し、インク検出板１５８の間が電気的に導通することで、第２貯留室１０５内のインクの液面が所定位置に上昇したことが検出される。

次に、インクカートリッジ５０の装着状態においてプリンタ部１１による記録動作が実行された場合のインク及び空気の流れが説明される。

記録動作の実行時に記録ヘッド３９からインクが吐出されると、第２貯留室１０５内のインクが連通口１２９から記録ヘッド３９へと吸引される。インクの減少に伴って第２貯留室１０５内のインクの液面が下降するので、閉じられていた気体流路１０４の第３開口１４１が開放される。気体流路１０４の第３開口１４１が開放されると、上述したように、気液置換が実行されて、第１貯留室５３から第２貯留室１０５にインクが供給される。記録ヘッド３９でのインクの消費を補うように、第１貯留室５３から第２貯留室１０５にインクが供給され、第２貯留室１０５内のインクの液面の高さは、気体流路１０４の第３開口１４１の位置に保たれる。一方、大気連通口１０６からは、インクの供給量に対応した量の空気が第２貯留室１０５に供給されて、気液置換が継続して行われる。

第１貯留室５３内のインクが空になると、記録ヘッド３９からインクが吐出されることで第２貯留室１０５のインクの液面が下降して、インクにより閉じられていた気体流路１０４の第３開口１４１が解放される。第２貯留室１０５において更にインクの液面が下降して、インク検出板１５８の間にインクが存在しなくなると、インク検出板１５８の間で電気的な導通が無くなる。インク検出板１５８による導通の有無の変化により、第２貯留室１０５のインクの液面が所定高さに下降したことが検出される。これにより、インクカートリッジ５０の第１貯留室５３内のインクが空になったことが検出される。この場合、空になったインクカートリッジ５０を、インクに満たされた別のインクカートリッジ５０に交換することにより、複合機１０は継続的に記録動作を実行できる。

［本実施形態の作用効果］
上記実施形態によれば、第１貯留室５３及び第２貯留室１０５が液体流路１０３及び気体流路１０４を介して接続されているので、気液置換により第１貯留室５３内のインクが第２貯留室１０５に供給可能である。また、インクカートリッジ５０が水平方向である着脱方向８に沿ってサブタンク１００に対して着脱可能であるので、インクカートリッジ５０の着脱時における操作性が良好である。また、装着状態において、サブタンク１００がインクカートリッジ５０のカートリッジ筐体５１の２次下壁５５より下方に位置しており、且つ２次前壁６１と対向しているので、インクカートリッジ５０及びサブタンク１００が占める空間に対して、第１貯留室５３及び第２貯留室１０５の各容積を大きくすることができる。

また、ジョイント１２０により液体流路１０３が画定され、ジョイント１２１により気体流路１０４が画定されているので、液体流路１０３と気体流路１０４とを上下方向７において離間させることが容易である。液体流路１０３と気体流路１０４とが上下方向７において離間されることにより、水頭差を大きくして、第１貯留室５３から第２貯留室１０５へインクが流れやすくなる。

また、カートリッジ気体流路５２の上端の開口５２Ａは、第１貯留室５３に貯留された初期容量のインクの液面より上方に位置するので、気体流路１０４及びカートリッジ気体流路５２を通じて第２貯留室１０５から第１貯留室５３へ流れる空気が、液体流路１０３へ進入しにくい。

また、上記実施形態によれば、水平方向である着脱方向８に沿ってインクカートリッジ５０をサブタンク１００に着脱できるので、操作性がよい。

［変形例］
上記実施形態に係るインク供給装置１５では、インクカートリッジ５０内にはカートリッジ気体流路５２と、第１貯留室５３とが形成されてるが、図７に示されるように、カートリッジ気体流路５２が形成されなくてもよい。この場合、図８に示されるように、気体流路１０４の第４開口１４２は、インクカートリッジ５０の装着状態において、第１貯留室５３内に位置する。この構成においても、上記実施形態と同様に、第１貯留室５３内の気液置換がなされる。

上記実施形態に係るインク供給装置１５では、着脱方向８は水平方向であるが、着脱方向８は、図９に示されるように、水平方向及び鉛直方向に対して交差する斜め方向であってもよい。この場合、２次前壁６１は、傾斜した前面を構成する。

また、上記実施形態に係るインク供給装置１５では、液体流路１０３は鉛直部分１３３及び水平部分１３４を有し、気体流路１０４は鉛直部分１４３及び水平部分１４４を有しているが、液体流路１０３は水平部分１３４のみを有し、鉛直部分１３３を有しなくてもよい。同様に、気体流路１０４は水平部分１４４のみを有し、鉛直部分１４３を有しなくてもよい。また、液体流路１０３の水平部分１３４と気体流路１０４の水平部分１４４の上下方向の相対的な位置関係は、いずれが上であっても下であってもよい。

また、上記実施形態では、第１貯留室５３の容積が第２貯留室１０５の容積よりも大きいが、これら容積は、同程度であってもよいし、第２貯留室１０５の容積が第１貯留室５３の容積より大きくてもよい。

１０・・・複合機（画像記録装置）
１５・・・インク供給装置（液体供給装置）
２４・・・記録部
５０・・・インクカートリッジ（カートリッジ）
５１・・・カートリッジ筐体（筐体）
５２・・・カートリッジ気体流路
５３・・・第１貯留室
５４・・・上壁（上面）
５５・・・２次下壁（２次下面）
５８・・・後壁（後面）
５９・・・前壁（前面）
６０・・・下壁（下面）
６１・・・２次前壁（２次前面）
６２，６３・・・連通口
１００・・・サブタンク
１０３・・・液体流路
１０４・・・気体流路
１０５・・・第２貯留室
１０６・・・大気連通口
１２０・・・ジョイント（第１ジョイント）
１２１・・・ジョイント（第２ジョイント）

Claims (8)

1. タンクと、当該タンクに対して鉛直方向と交差する着脱方向に沿って着脱可能なカートリッジと、を具備する液体供給装置であって、
   上記カートリッジは、
   筐体と、
   上記筐体の内部において液体を貯留する第１貯留室と、
   上記第１貯留室と外部とを連通するために、上記着脱方向のうちの装着する向きを向いて開口する第１連通口および第２連通口と、を有しており、
   上記第１連通口は、上記第２連通口の上記鉛直方向の下方に離間しており、
   上記タンクは、
   上記液体を貯留する第２貯留室と、
   上記第２貯留室と連通する液体流路及び気体流路と、
   上記第２貯留室を外部と連通する大気連通口と、
   上記着脱方向に沿って延びて上記液体流路を画定しており、上記第１貯留室と上記液体流路及び上記気体流路とが連通する状態で接続された装着状態において、上記第１連通口と接続する管状の第１ジョイントと、
   上記着脱方向に沿って延びて上記気体流路を画定しており、上記装着状態において、上記第２連通口と接続する管状の第２ジョイントと、を有しており、
   上記筐体は、
   上記着脱方向の前方に位置する前面と、
   上記着脱方向の後方に位置する後面と、
   上記鉛直方向の上方に位置する上面と、
   上記鉛直方向の下方に位置する下面と、
   上記鉛直方向において上記下面より上記上面側に位置して下方を向く２次下面と、
   上記着脱方向において上記前面より上記後面側に位置して前方を向いており、且つ上記鉛直方向において上記２次下面より下方に位置する２次前面と、を有しており、
   上記第１連通口および上記第２連通口は、上記２次前面に位置しており、
   上記装着状態において、
   上記第１貯留室は、上記液体流路及び上記気体流路よりも上記鉛直方向の上方に位置する部分を有しており、
   上記タンクは、上記鉛直方向において上記２次下面より下方に位置しており、且つ上記２次前面と対向する液体供給装置。
2. 上記液体流路は、上記装着状態において、上記第２貯留室に連通する第１開口と上記第１貯留室に連通する第２開口とを有しており、
   上記気体流路は、上記装着状態において、上記第２貯留室に連通しており上記鉛直方向の下方を向く第３開口と上記第１貯留室に連通する第４開口とを有しており、
   上記第１開口は、上記第３開口よりも下方に離間する請求項１に記載の液体供給装置。
3. 上記第３開口は、上記第１開口よりも上記着脱方向の前方に離間する請求項２に記載の液体供給装置。
4. 上記カートリッジは、上記装着状態において上記気体流路と連通し、上記第１貯留室に開口するカートリッジ気体流路を有しており、
   上記装着状態において、上記カートリッジ気体流路の開口は、第１貯留室に貯留された初期容量の液体の液面より上記鉛直方向の上方に位置する請求項１から３のいずれかに記載の液体供給装置。
5. 上記第１貯留室の容積は、上記第２貯留室の容積よりも大きい請求項１から４のいずれかに記載の液体供給装置。
6. 上記着脱方向は、水平方向である請求項１から５のいずれかに記載の液体供給装置。
7. 上記着脱方向は、水平方向に対して交差する方向である請求項１から５のいずれかに記載の液体供給装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の液体供給装置と、
   上記液体供給装置のタンクから供給された上記液体を吐出する記録部と、を備える画像記録装置。
   

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