(57)【要約】【課題】  プリンタ装置のインク供給機構を経済的かつコンパクトに構成し、インクの漏洩なく確実にインクを供給する。【解決手段】  インク供給機構は、分離可能に構成された記録ヘッド部１とインクカートリッジ２とを有する。インクカートリッジ２は、インクを収納するカートリッジ本体２１と、その底部に設けられた開口部１７と、栓部材１８とを有する。記録ヘッド部２は、記録ノズル部３と、記録ノズル部３にインクを供給するサブインク室７と、サブインク室７に設けられた突起状の接続部材１４とを有する。接続部材１４は、上部開口１５と、下部開口１６と、上部開口１５と下部開口１６とを結ぶ連絡路とを有し、記録ヘッド部１とインクカートリッジ２とが接続されたときに、先端部が栓部材１８をカートリッジ本体２の内部に押出して開口部１７を開放する。【選択図】  図１
2005161641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッド部とインクカートリッジとを有し、該記録ヘッド部と該インクカートリッジとが分離可能に構成されたプリンタ装置のインク供給機構であって、
前記インクカートリッジは、インクを収納するカートリッジ本体と、
該カートリッジ本体の底部に設けられたカートリッジ開口部と、
該カートリッジ本体の内部から当接して前記カートリッジ開口部を閉止する閉止手段とを有し、
前記記録ヘッド部は、印画を行う記録ノズル部と、
該記録ノズル部にインクを供給するサブインク室と、
該サブインク室に設けられた突起状の接続部材であって、先端部付近に設けられた上部開口と、下部に設けられて該サブインク室の内部に接続する下部開口と、該上部開口と該下部開口とを結ぶ連絡路とを有し、前記記録ヘッド部と前記インクカートリッジとが接続されたときに、該先端部が前記閉止手段を該カートリッジ本体の内部に押出して前記カートリッジ開口部を開放する接続部材とを有する、インク供給機構。
【請求項２】
前記カートリッジ開口部は略円形であり、
前記閉止手段は該カートリッジ開口部より径の大きな球体と、該球体と前記カートリッジ本体との間に設けられたバネ部材とを有し、
該球体が該バネ部材に押されて前記カートリッジ開口部を閉止する、請求項１に記載のインク供給機構。
【請求項３】
前記インクカートリッジは、前記カートリッジ開口部に沿って前記カートリッジ本体の底部から略垂直に突き出た挿入口をさらに有し、
前記記録ヘッド部と前記インクカートリッジとが接続されたときに、該挿入口と前記接続部材との間に隙間が形成される請求項１または２に記載のインク供給機構。
【請求項４】
前記サブインク室は負圧維持機構を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のインク供給機構。
【請求項５】
前記負圧維持機構は、前記サブインク室の内部に設けられた差圧発生手段と、
該差圧発生手段を大気に連通させる大気連通孔とを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のインク供給機構。
【請求項６】
記録ヘッド部と分離可能に構成されたプリンタ装置用のインクカートリッジであって、
インクを収納するカートリッジ本体と、
該カートリッジ本体の底部に設けられたカートリッジ開口部と、
該カートリッジ本体の内部から当接して前記カートリッジ開口部を閉止する閉止手段とを有し、
前記記録ヘッド部と接続されたときに、前記閉止手段が該カートリッジ本体の内部に押出されて前記カートリッジ開口部が開放されるインクカートリッジ。
【請求項７】
前記カートリッジ開口部は略円形であり、
前記閉止手段は該カートリッジ開口部より径の大きな球体と、該球体と前記カートリッジ本体との間に設けられたバネ部材とを有し、
該球体が該バネ部材に押されて前記カートリッジ開口部を閉止する、請求項６に記載のインクカートリッジ。
【請求項８】
前記カートリッジ開口部に沿って前記カートリッジ本体の底部から略垂直に突き出た挿入口をさらに有する、請求項６または７に記載のインクカートリッジ。
【請求項９】
インクカートリッジと分離可能に構成されたプリンタ装置の記録ヘッド部であって、
印画を行う記録ノズル部と、
該記録ノズル部にインクを供給するサブインク室と、
該サブインク室に設けられた突起状の接続部材であって、先端部付近に設けられた上部開口と、下部に設けられて該サブインク室の内部に接続する下部開口と、該上部開口と該下部開口とを結ぶ連絡路とを有し、前記記録ヘッド部と前記インクカートリッジとが接続されたときに、該先端部が前記インクカートリッジの開口部に備えられた閉止手段を押出して該開口部を開放する接続部材とを有する、記録ヘッド部。
【請求項１０】
前記サブインク室は負圧維持機構を有する、請求項９に記載の記録ヘッド部。
【請求項１１】
前記負圧維持機構は、前記サブインク室の内部に設けられた差圧発生手段と、
該差圧発生手段を大気に連通させる大気連通孔とを有する、請求項９または１０に記載の記録ヘッド部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクカートリッジ部が記録ヘッド部から分離可能なインクジェットプリンタのインク供給機構、インクカートリッジ、および記録ヘッド部に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクカートリッジを用いたインクジェットプリンタにおいては、プリンタの構成上、インクカートリッジのインク液面が記録ヘッドのノズル面より高くなることがある。このような場合には、記録ヘッドのノズル面には液面の高さの相違による水頭差圧が加わり、その水頭差圧がノズルのオリフィスに働くインクの表面張力以上になると、ノズルよりインクが漏出する。この漏出を防止するために、インクカートリッジ内に負圧を与える方法が用いられている。インクカートリッジ内にインクを収容しておく方法としては、インクタンク内にスポンジなどの多孔性部材を配して、含浸させるインクとの間に働く毛細管力を利用してインクを保持させる方法があり、インク漏れを防ぎ易く比較的小型でもあり広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
しかしこの方法はインクをスポンジの容積の７０％程度しかインクを充填できず、しかも充填されたインクの２０％程度がスポンジに残留してしまい、有効に使用できないという問題があった。
【０００４】
インクを収容する方法としては、本来、目薬容器のように透明で密閉されたインク容器内にインクを自由状態で貯蔵する方法が理想的である。このような方法によれば、インク容器の全内容積を使ってインクを収容可能であり、かつ、全内容積のインクが消費可能であるからである。また、容器を透明にすればインク残量が視認可能となり、ブロー成型により安価に一体成形可能である。さらに、スポンジなど異物を含まないためゴミの発生のおそれがなく、液体に溶かしてある染料成分を凝集させる可能性のある化学成分の混入の心配もなくなる等、多くの利点が期待できる。
【０００５】
しかしながら、このように透明で密閉されたインク容器内にインクを自由状態で貯蔵するためには、インクカートリッジ単体で保管する際のインクの漏洩防止はもちろん、記録ヘッドへの装着時や記録動作によるインク消費時に、大きな温度変化や気圧変化を伴う環境条件下で、密閉されたインク容器や記録ヘッドからインクの漏洩しないことを防止しつつ、インクを記録ヘッドに確実に供給することが必要である。
【０００６】
近年はフルカラーでの記録が一般的となってきており、フルカラーで印画するためには複数色のインクカートリッジを記録ヘッド部に並べる必要があることから、インクカートリッジのコンパクト化が要請されており、インクカートリッジの出口は小さいほうが有利である。また、インクカートリッジの着脱時のインク漏れ防止のためにもインクカートリッジの出口は小さいほうが有利である。一方、インクカートリッジの出口が小さいと、インクと出口との界面張力が増加し、容器を押したり振動を与える等の外力を与えないと、インクがインクカートリッジから供給されにくくなる。インクの表面張力は５０ニュートン／メートル程度であり、水道水の約７０ニュートン／メートルと比べるとやや小さいが、それでもインクカートリッジの出口が円形であるならば静的に自然落下するためには十数ミリ以上の口径を必要とする。このため、出口の小さなインクカートリッジを適用するに当たっては、インクをスムーズに供給することが特に重要である。
【０００７】
そこで、出口の小さなインクカートリッジからもスムーズにインクを供給する方法として、インクカートリッジの開口部を弾性部材で塞ぎ、この弾性部材にパイプ状の連通路を２本貫通させて、一方の連通路からインクを供給し、他方の連通路から空気を内部に導く方法が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開昭６３−８７２４２号公報
【特許文献２】特開平０２−３４３４９号公報
【特許文献３】特許第２９２９８０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、連通路が注射針のような針状部材の場合、貫通される弾性部材に削れ片などが発生し、針自身を詰まらせるおそれがある。また、コンパクトに構成するために複数の針を近接させると弾性部材の貫通部が接近して、弾性部材はより削れ易くなる。これを避けるためにはある程度の離間距離を必要とするが、開口部が横長になりコンパクト化が難しくなる。さらに、針状部材は、消耗品であるインクカートリッジ側ではなく、繰り返し使用される記録ヘッド部側に配置されているため、機器の耐久上も問題である。
【０００９】
一方、弾性部材を削ることのないように先端を丸めた連通路にすると、弾性部材の連通路が貫通する部位に連通路が通り易いように切れ目を入れておく必要が生じ、インク容器に圧力が加わるとそこからインクが漏れ易くなるおそれがある。また、インク供給用と空気抜き用の連通路を１つにまとめると連通路自体が太くなり、切れ目をより大きくせざるを得ず、一層インクが漏れ易くなってしまう。
【００１０】
本発明は、以上の事情に鑑みて、経済的かつコンパクトで、インクの漏洩なく確実にインクの供給ができる、信頼性の高い、プリンタ装置のインク供給機構、インクカートリッジ、および記録ヘッド部を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のプリンタ装置のインク供給機構は、記録ヘッド部とインクカートリッジとを有し、記録ヘッド部とインクカートリッジとが分離可能に構成されたプリンタ装置のインク供給機構である。インクカートリッジは、インクを収納するカートリッジ本体と、カートリッジ本体の底部に設けられたカートリッジ開口部と、カートリッジ本体の内部から当接してカートリッジ開口部を閉止する閉止手段とを有している。また、記録ヘッド部は、印画を行う記録ノズル部と、記録ノズル部にインクを供給するサブインク室と、サブインク室に設けられた突起状の接続部材であって、先端部付近に設けられた上部開口と、下部に設けられてサブインク室の内部に接続する下部開口と、上部開口と下部開口とを結ぶ連絡路とを有し、記録ヘッド部とインクカートリッジとが接続されたときに、先端部が閉止手段をカートリッジ本体の内部に押出してカートリッジ開口部を開放する接続部材とを有している。
【００１２】
したがって、インクカートリッジを記録ヘッド部に装着すると、インクカートリッジ内に押し込まれた栓部材がインクカートリッジを開放し、インクが記録ヘッドのサブインク室に供給されるので、記録ヘッドへのインクの初期充填および記録中の再充填を容易に行うことができる。
【００１３】
カートリッジ開口部は略円形とし、閉止手段はカートリッジ開口部より径の大きな球体と、球体とカートリッジ本体との間に設けられたバネ部材とを有するように構成し、球体がバネ部材に押されてカートリッジ開口部を閉止するようにしてもよい。
【００１４】
インクカートリッジは、カートリッジ開口部に沿ってカートリッジ本体の底部から略垂直に突き出た挿入口をさらに有し、記録ヘッド部とインクカートリッジとが接続されたときに、挿入口と接続部材との間に隙間が形成されるようにしてもよい。これによって、インクをサブインク室に供給するときに空気抜きの通路が簡単な構造で確保され、インクの充填が容易に行える。
【００１５】
本発明のプリンタ装置のインク供給機構においては、サブインク室は負圧維持機構を有するようにしてもよく、これによって記録ヘッド部からの無用なインク漏れを防止することができる。この際、負圧維持機構は、サブインク室の内部に設けられた差圧発生手段と、差圧発生手段を大気に連通させる大気連通孔とを有するように構成することができる。
【００１６】
本発明のインクカートリッジは、記録ヘッド部と分離可能に構成されたプリンタ装置用のインクカートリッジであって、インクを収納するカートリッジ本体と、カートリッジ本体の底部に設けられたカートリッジ開口部と、カートリッジ本体の内部から当接してカートリッジ開口部を閉止する閉止手段とを有し、記録ヘッド部と接続されたときに、閉止手段がカートリッジ本体の内部に押出されてカートリッジ開口部が開放されるものである。
【００１７】
カートリッジ開口部は略円形であり、閉止手段はカートリッジ開口部より径の大きな球体と、球体とカートリッジ本体との間に設けられたバネ部材とを有し、球体がバネ部材に押されてカートリッジ開口部を閉止するように構成することができる。
【００１８】
また、カートリッジ開口部に沿ってカートリッジ本体の底部から略垂直に突き出た挿入口をさらに有していてもよい。
【００１９】
本発明のプリンタ装置の記録ヘッド部は、インクカートリッジと分離可能に構成されたプリンタ装置の記録ヘッド部であって、印画を行う記録ノズル部と、記録ノズル部にインクを供給するサブインク室と、サブインク室に設けられた突起状の接続部材であって、先端部付近に設けられた上部開口と、下部に設けられてサブインク室の内部に接続する下部開口と、上部開口と下部開口とを結ぶ連絡路とを有し、記録ヘッド部とインクカートリッジとが接続されたときに、先端部がインクカートリッジの開口部に備えられた閉止手段を押出して開口部を開放する接続部材とを有するものである。
【００２０】
サブインク室は負圧維持機構を有するよう構成してもよく、負圧維持機構は、サブインク室の内部に設けられた差圧発生手段と、差圧発生手段を大気に連通させる大気連通孔とを有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、インクカートリッジを記録ヘッド部に装着すると、インクカートリッジ内に押し込まれた栓部材がインクカートリッジを開放し、インクが記録ヘッドのサブインク室に供給されるので、記録ヘッドへのインクの初期充填および記録中の再充填を容易に行うことができる。また、接続部材とインクカートリッジの挿入口との間に空気抜きのための隙間が形成されるので、充填がより一層容易となる。
【００２２】
次に、サブインクタンク室に設けた負圧維持機構によって、記録ヘッドからのインクの漏洩を効果的に防止することが可能であり、信頼性が向上する。
【００２３】
また、インクカートリッジの中にスポンジ等の多孔性部材を充填する必要がないため、インクカートリッジ内にインクが残留することがなく、しかも、インクカートリッジ自体をブロー成型によってシンプルな形状で、かつ低コストで製造できるため、ランニングコストを大きく低減できる。
【００２４】
インクカートリッジのコンパクト化も可能となり、複数色のインクカートリッジを搭載する必要のあるフルカラー記録キャリッジヘッド全体をコンパクトに構成することができる。
【００２５】
さらに、インクカートリッジの筐体を透明なプラスチック部材で製作すれば、インク残量を容易に目視確認でき、ユーザーに安心感を与えるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は本発明に係る記録ヘッド部およびインクカートリッジの一実施形態の概略断面図である。インクカートリッジ２は記録ヘッド部１の上に接続されるが、図１では、(ａ)はインクカートリッジ２を、(ｂ)は記録ヘッド部１を、それぞれが分離した状態で示している。
【００２７】
インクカートリッジ２は、内部にインクを自由状態で貯留するカートリッジ本体２１によって外装が形成されている。カートリッジ本体２１の底面の、記録ヘッド部１と接続する部位には略円形のカートリッジ開口部（以下、開口部１７という。）が設けられている。記録ヘッド部１と接続していない状態では、カートリッジ２の内部に設けられた栓部材１８がバネ部材２０によって開口部１７に押し付けられ、開口部１７は閉止されている。栓部材１８は向きの制約のない球形で、径は開口部１７の径よりも大きく設定されている。また、栓部材１８は弾性部材でも剛性部材でもよい。
【００２８】
バネ部材２０の他端はカートリッジ本体２１の内面に固定されており、バネ部材２０には圧縮力が掛けられている。インクカートリッジ２を記録ヘッド部１に取り付けると、後述するように栓部材１８はインクカートリッジ２の内部に押し込まれ、開口部１７が開放されて、インクの供給が可能となる。インクが残った状態でインクカートリッジ２を取り外しても、栓部材１８はバネ部材２０によって再び開口部１７に押し付けられ、インクの漏洩は防止される。栓部材１８はこのように、インクの漏洩を防止して記録ヘッド部１との接続を容易に行うための、開口部１７の閉止手段である。
【００２９】
開口部１７からは、挿入口２２が、インクカートリッジ２の底面に略垂直に突出して設けられている。また、挿入口２２の外周囲にはドーナツ状の弾性部材１９がはめ込まれている。弾性部材１９は、記録ヘッド部１とインクカートリッジ２とを接続する際、インクカートリッジ２の挿入口２２と記録ヘッド部１の接続部側壁１３との間に挟み込まれて、外部と、インクカートリッジ２および記録ヘッド部１の内部とを遮断するシール要素である。
【００３０】
カートリッジ本体２１は、ある程度の剛性を有しており、また、長期のインクの保持を可能にするため耐インク性の良い材料を用いている。インクの残り量の確認を容易とするため、透明なプラスチック部材を用いることも可能である。また、ブロー成型で一体に構成することも可能である。
【００３１】
記録ヘッド部１の記録媒体（図示せず）と対向する面には多数の記録ノズルが形成された記録ノズル部３が設けられている。記録ヘッドとしては、例えばインクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドを用いることができる。インクジェット記録における代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子等の電気機械変換素子を用いるもの、レーザー等の電磁波を照射してインクを発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどがあるが、本発明はいずれのインクジェット記録方式にも適用可能なものである。
【００３２】
本実施形態における電気熱変換素子を用いた記録ヘッドは、電気熱変換素子をインク室内に設け、これに記録信号である電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときのインクの相変化により生じるインクの発泡時（沸騰時）の気泡圧力を利用して、微小な吐出口からインクを吐出させて記録媒体に対し記録を行うものである。記録ノズル部３は、例えば、１２８個の記録ノズルが３００dpiの高密度で形成されており、各記録ノズルは、通電により気泡を発生させ、図１においてインク滴を下方に吐出する。記録ノズル部３は、記録ノズル３に記録信号を供給するプリント配線基板（図示せず）、記録ノズル部３にインクを供給するノズルインク室４、ノズルインク室４にインクを供給するインク通路５、フィルタ６、およびインクを一時的に貯留するサブインク室７と一体で形成されている。
【００３３】
サブインク室７には、内部を大気圧近傍に保つための大気連通孔９が設けられている。大気連通孔９はサブインク室７内の多孔性部材設置部１０に設けられた多孔性部材２８を、大気開放されている大気側開口１１に接続している。多孔性部材２８はスポンジ等のインクを含浸可能な材料からなり、サブインク室７の底部からインクを供給され、毛細管作用で上部までインクが充分に含浸可能である。また、多孔性部材２８へのインクの含浸を確実に行うため、サブインク室７の底面は多孔性部材設置部１０付近で多少掘り下げられている。
【００３４】
サブインク室７の上部には、記録ヘッド部１と接続するための開口を形成する接続部１２が設けられ、接続部１２の内側には、内部が空洞で頂部近傍と底部近傍に各々上部開口１５および下部開口１６を有する柱状の接続部材１４が設けられている。接続部材１４は、サブインク室７の底面に支持固定されており、下部開口１６はサブインク室７に開放されている。また、上部開口１５と下部開口１６とは、接続部材１４の内部の空洞を連絡路として接続している。
【００３５】
サブインク室７の側面には、インク残量検出手段８が設けられている。インク残量検出手段８は透明なプラスチック部材で、サブインク室７の内部側が４５度の直角三角形に成型されている。
【００３６】
記録ヘッド部１とインクカートリッジ２とは、記録ヘッド部１のハウジングに形成されたハウジングガイド（図示せず）に案内されて位置決めされる。
【００３７】
次に具体的な作用について説明する。図２は記録ヘッド部１とインクカートリッジ２とが接続された状態を示す。ここで記録ヘッド部１はまだ未使用でサブインク室７やノズルインク室４にはインクは存在していないものとする。
【００３８】
インクカートリッジ２を記録ヘッド部１に位置決めして固定すると、記録ヘッド部１の接続部１２内に設けられた接続部材１４の先端部が栓部材１８を押し上げて、その先端部はインクカートリッジ２の内部に達し、インクカートリッジ２の開口部１７は開放される。また、接続部材１４の側壁とインクカートリッジ２の挿入口２２との間に円環状の隙間２９が形成される。
【００３９】
インクカートリッジ２内に押し込まれた栓部材１８の体積分のインクは、開口部１７からインクカートリッジ２外へと押し出される。インクは上部開口１５を通って接続部材１４の内部に流入する。このとき、接続部材１４の空洞内の空気が上部開口１５から気泡２３となって排出され、インクカートリッジ２の上部に移行する。接続部材１４内部の空洞部がインクで満たされると、インクが底部の下部開口１６からサブインク室７に供給され始め、これと同時にサブインク室７内の空気は隙間２９を通ってインクカートリッジ２に移行する。そして、サブインク室７に供給されたインクの液面レベルが挿入口２２下端レベルに等しい水位２４に達すると、隙間２９が水封され、空気抜きができなくなるため、サブインク室７内からインクカートリッジ２への空気の移行が停止し、サブインク室７へのインクの供給も停止する。なお、この過程で、多孔性部材２８はサブインク室７の底部よりインクの供給を受け内部にインクが充分に含浸される。
【００４０】
この状態ではインクカートリッジ２の内部やサブインク室７の内部は大気圧となっており、記録ノズル部３からインクの漏洩は、記録ノズル部３のオリフィスにおける表面張力で防止されている。また、インクカートリッジ２の交換時には、記録ノズル部３はキャッピング手段（図示せず）によってキャッピングされており、万が一表面張力が消失してもインク漏洩上は問題ない。この状態からキャッピング手段に連結された吸引ポンプ（図示せず）を軽く作動させて、記録ノズル部３がインクを少量吸引することにより、新たなインクが記録ノズル部３の各オリフィスに誘導される。
【００４１】
これによって、サブインク室７やインクカートリッジ２の内部は負圧状態になる。サブインク室７は多孔性部材２８および大気連通孔９を介して大気につながっているが、多孔性部材２８は内部にインクが充分に含浸され、差圧発生手段として機能するため、サブインク室７の内部と外気との間は一定の気圧差で隔離される。このため、サブインク室７内部は、外気と一定の気圧差で負圧状態が維持される。維持することのできる気圧差は、多孔性部材２８と含浸されたインクとの間に働く毛細管力や、ボアサイズなどにより決定される。多孔性部材２８の材質やボアサイズや寸法は、オリフィスからインクが漏れず印字に適した値、例えば約２５０Ｐａとなるように選定される。
【００４２】
次に、記録動作時について説明する。記録動作によりインクが消費されると、インクはフィルタ６を介してインク通路５から記録ノズル部３に供給され、サブインク室７やインクカートリッジ２の内部の圧力が低下する。さらに記録動作が続行されサブインク室７の内部の圧力がある程度以上低下し、内外の圧力差が多孔性部材２８と含浸されたインクとの間に働く一定の界面力を越えると、外気が少量ずつ大気連通孔９を経由してサブインク室７に侵入し、それ以上の圧力低下が阻止される。
【００４３】
外気がサブインク室７に侵入することによってサブインク室７内のインク液位が水位２４から下がると、隙間２９の水封が解除され、液位低下分の空気が隙間２９を通ってインクカートリッジ２内に移行し、その分のインクがインクカートリッジ２からサブインク室７に供給され、サブインク室７内のインク液位は水位２４に回復する。そしてこの時点で再び隙間２９が水封され、インク室７内のインク液位はそれ以上上昇しない。インクカートリッジ２内にインクが残っている間は上記の気液交換が繰り返され、サブインク室７内のインク水位は一定に保たれる。
【００４４】
このような気液交換の過程で、外気圧が低下したり温度が上昇したりすると、大気圧に比べてサブインク室７やインクカートリッジ２の内圧が上昇する。サブインク室７内の内圧が設定値以上に上昇すると、サブインク室７内の空気はインクを含浸した多孔性部材２８の界面力に打ち勝って、大気連通孔９を通って外気側に徐々に放出される。また、インクカートリッジ２内の内圧が上昇して空気が膨張すると、インクカートリッジ２内のインクがサブインク室７に押し出され、サブインク室７の内圧が高まる。そして、サブインク室７内の空気が上記と同様にして外気に放出され、内圧の上昇は解消される。
【００４５】
インクの消費によりインクカートリッジ２内のインク水位が下がり内部の空気の比が増えるに連れ、その空気の膨張によりインクカートリッジから押し出されるインクの量も大きくなる。しかし、サブインク室７の上部（水位２４の上部空間）には、その押し出される最大のインク量に等しいか、これを上回る容積の空間２５が確保されているので、このような環境変化に対してもインクの漏れなどのトラブルは防止できる。
【００４６】
インクカートリッジ２内のインクが全て消費されると、インクの補充は行われず、サブインク室７内のインク水位は下がる一方となる。インク水位が下がると、サブインク室７内のインク残量検出手段８が空気に露出して、警報が発せられる。インク残量検出手段８には、外部から射出された光（図示せず）が投射されており、インク残量検出手段８がインクで覆われている時は、プラスチックの屈折率（約１．５）とインクの屈折率（約１．３）の比がcos45°を越えないので、射出光は直角で相対する４５度の２面を全反射して元に戻る。インク水位が下がりインク残量検出手段８が空気に露出すると、屈折率の対象がインクから空気に変わり、プラスチックの屈折率（約１．５）と空気の屈折率（１．０）の比がcos45°の約１．４以上となり、射出光は所定の屈折角で透過して、元に戻らなくなる。このような光の反射状態を検出してインクの残量検出が行われる。警報はサブインク室７底部に未だインクが残る状態で発せられるので、多孔性部材２８の底部やフィルタ６が空気に露出することはない。
【００４７】
図３は、記録ヘッド部の第２の実施形態を示す断面図である。本実施形態においては、接続部材１４ａは水位２４近傍から下方にはなく、水位２４近傍にはり２６を水平に配して接続部材１４ａを支えている。また、接続部材１４ａは底部が円筒状の開口となっており、インクは底部から直接サブインク室７に流入可能である。
【００４８】
図４は、記録ヘッド部の第３の実施形態を示す接続部１２付近の部分平面図である。第２の実施形態のはり２６に加えて、接続部材１４ｂの上端部が上部開口１５ｂとなっており、上部開口１５ｂに相互に交差する２本のはり２７が設けられている。このような構成とすることによって、開口部を別に設ける必要がなくなり、はり２７で栓部材１８を押し上げるとともに、上部開口１５ｂからインクの流入が可能である。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態のように接続部材１４がサブインク室７の底部まで延びた構成とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクカートリッジと記録ヘッド部の、分離した状態での概略側面図である。
【図２】図１に示すインクカートリッジと記録ヘッド部を接続した状態の概略側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る記録ヘッド部の概略側面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る記録ヘッド部の接続部付近の部分平面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  記録ヘッド部
２  インクカートリッジ
３  記録ノズル部
４  ノズルインク室
５  インク通路
６  フィルタ
７  サブインク室
８  インク残量検出手段
９  大気連通孔
１０  多孔性部材設置部
１１  大気側開口
１２  接続部
１３  接続部側壁
１４、１４ａ、１４ｂ  接続部材
１５、１５ａ、１５ｂ  上部開口
１６、１６ａ  下部開口
１７  開口部
１８  栓部材
１９  弾性部材
２０  バネ部材
２１  カートリッジ本体
２２  挿入口
２３  気泡
２４  水位
２５  空間部
２６  はり
２７  はり
２８  多孔性部材
２９  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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