【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液体使用部としての記録ヘッドあるいはペンなどに、インクなどの液体を、液体収納部としてのインクタンクなどから無駄なくかつ安定して供給するとともに、液体使用部内に存在する気体を液体収納部へ排出するための液体連通構造、およびこれを用いた液体供給システムおよび該システムを用いるインクジェット記録装置、並びに液体タンクに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体使用装置、例えばインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体へと液体であるインクを付与することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置は、記録時の騒音が比較的小さくしかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に利用されている。このようなインクジェット記録装置の一形態として、一体不可分にまたは分離可能に取り付けられたインクタンクからインクの供給を受けるインクジェット記録ヘッドと、記録ヘッドを搭載して記録媒体に対し記録ヘッドを所定方向に相対的に走査させるキャリッジと、記録媒体を記録ヘッドに対して上記所定方向に直交する方向に相対的に搬送（副走査）させる搬送手段と、を具え、記録ヘッドの主走査の過程でインク吐出を行わせることにより記録を行うものがある。さらに、キャリッジ上に、ブラックインクおよびイエロー、シアン、マゼンタ等の各カラーインクが吐出が可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト画像のモノクローム印刷のみではなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としたものもある。
【０００３】
従来、インクを直接収納するインク供給システムは様々提案されてきているが、液体が重力によって下方へ流れる原理に従っているがゆえに、その液体収納構成は容器のほぼ底部に液体を外部へ供給する供給口が設けられたがほとんどであった。それは、供給口が上方に備え付けられた場合、それより下の液体が外部へ供給されなくなるためであり、この理由から容器や装置全体の構成の制限を余儀なくされていた。
【０００４】
一方、インクを直接収納せず、収納容器内に多孔質体や繊維質体を用いてその毛細管力でインクを保持し、供給口に近くなるに従って毛細管力が徐々に高まるようにすることで、装置の姿勢差や記録動作による影響を受けずにインクを使い切る方法も提案されている。
【０００５】
また、いずれの場合の供給方式も、記録ヘッドにはインクのみを供給するため、記録ヘッドに至るまでの流路には、インク収納領域から塵埃や気体の流入を阻止するためのフィルタが設けられ、フィルタから下流のヘッド領域には直接インクが流れるインク流路としてのインク供給経路がある。この、供給経路内には、本来気体の混入は望ましくない。
【０００６】
しかし、かかるインクジェット記録装置においては、インク供給経路内部に混入してくる場合があり、またはしている空気等の気体の排出を適切に行うことが問題となる。
【０００７】
ここで、供給系内部に進入してくる気体には大きく分類して４種類の発生要因がある。
１）プリントヘッドのインク吐出口から進入する、ないしは吐出動作に伴って発生するもの、
２）インク内部に溶存していた気体が分離したもの、
３）供給経路を構成する素材を通して外部から気体透過により進入してくるもの、および、
４）カートリッジ形態のインクタンクを交換する際に進入してくるもの、
である。
【０００８】
ところで、インクジェット記録ヘッド内に形成されるインク流路は非常に微細に構成されており、従ってインクタンクから記録ヘッドに供給されるインクは、塵埃等の異物が混入していない清浄な状態であることが要求される。すなわち、塵埃等の異物が混入しているような場合、記録ヘッド内のインク流路の中でも特に狭い吐出口ないしこれに直接連通する液路部分に異物が詰まるという問題が発生し、これにより正常なインクの吐出動作が行えなくなり、記録ヘッドの機能の回復が不可能となることもある。
【０００９】
そこで、一般に記録ヘッドと、インクタンクに突入するインク供給針との間のインク流路に、異物を除去するフィルタ部材を配置し、このフィルタ部材によって記録ヘッド側への異物の侵入が防止できるように構成されることが多い。
【００１０】
一方、昨今においては記録の高速化を実現するために、インクを吐出するための吐出口数も増してきており、またインクを吐出させるためのエネルギを発生する素子に加える駆動信号も益々高周波数のものが採用されつつある。このために、単位時間当たりのインクの消費量も急激に増加している。
【００１１】
これに伴い、フィルタ部材を通過するインク量も当然ながら増大するが、フィルタ部材による圧力損失を低減するためには、供給路を一部拡大して大面積のフィルタ部材を配置するのが有効である。このために、供給経路内に気泡が混入すると、拡大部におけるフィルタ部材の上流側の空間に滞留し易く、これを排出できない状態となって、インクの円滑な供給が阻害されるという問題が生じる。また、供給経路内部に溜まっていた気体が微細な気泡となって吐出口に導かれるインク内部に混入し、インクの不吐出を生じさせる等の問題を引き起こす恐れもある。
【００１２】
従って、インク供給経路内に滞留する空気は速やかに除去されることが強く望ましく、そのためにいくつかの方法が挙げられる。
【００１３】
その一つは、次に述べるようなクリーニング操作を行うことである。
インクジェット記録ヘッドは、記録媒体に対向して配置される吐出口から液体であるインクを例えば滴として吐出させて印刷を行う関係上、吐出口からのインク溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇やインクの固化、吐出口への塵埃の付着、さらには吐出口内方の液路への気泡の混入などにより吐出口に目詰まり等が生じ、印刷不良を起こすことがある。
【００１４】
このために、インクジェット記録装置には、非印刷動作時に記録ヘッドの吐出口を覆うためのキャッピング手段や、吐出口が形成された記録ヘッドの面（吐出口形成面）を必要に応じて清掃するワイピング部材が備えられる。キャッピング手段は、印刷の休止時に前述した吐出口のインクの乾燥を防止する蓋として機能するだけでなく、吐出口に目詰まりが生じた場合には、キャップ部材により吐出口形成面を覆い、例えばキャップ部材の内部に連通する吸引ポンプにより負圧を作用させることにより、吐出口からインクを吸引排出させて吐出口のインク固化による目詰まりや、液路内の増粘インクあるいは混入気泡によるインク吐出不良を解消する機能をも備えている。
【００１５】
これらインク吐出不良を解消させるために行うインクの強制的な排出処理はクリーニング操作とも呼ばれ、これは装置の長時間の休止後に印刷を再開する場合や、またユーザが記録画像の品質が悪化したのを認識して例えばクリーニングスイッチを操作した場合などに実行され、そのようにインクを強制排出させた後に、ゴムなどの弾性板からなるワイピング部材により吐出口形成面のワイピング操作を伴う処理である。
【００１６】
そして、インクを初めて記録ヘッドの流路ないし液路内へ充填するための初期充填時や、インクタンクを交換した場合に実行されるクリーニング操作時において、キャッピングされた吐出口形成面に対し吸引ポンプを高速度で駆動することで大きな負圧を作用せしめ、これによりインク供給路内で高い流速を得て滞留気泡を排出させようとする試みもなされている。
【００１７】
しかしながら、フィルタ部材が持つ動圧を抑えるためのフィルタ部材の面積の増大化すると流路断面積も増大するため、前述のクリーニング操作において流路内に大きな負圧を発生せしめても、高い流速が発生せず 、残留気泡を吐出口側から吸引ポンプで除去するのは極めて困難である。すなわち、吸引ポンプによるインクの流れにより気泡がフィルタを通過する条件として、フィルタを通過するインクに所定の流速が必要であるが、それを発生させるにはフィルタ両側に大きな圧力差を生じさせなくてはならない。それを実現するには、通常フィルタ面積を小さくして流路抵抗を高めるか、吸引ポンプを大流量化することが考えられるが、フィルタを小さくするとヘッドへの供給性能が損なわれ、また、大流量で気体を除去しようとする場合には、大量のインクが排出されてしまい、インクをいたずらに消費することにもなる。
【００１８】
そこで、気泡除去の他の方法として考えられるのは、外部へ直接排出させる方法と、インクタンク側に移動させ、インク供給を阻害しないタンク内の部位に留めてしまう方法との二つとなる。これらのうち、前者については、供給路中に外部への連通口を配置する構成を有するものとなるが、これは次の理由により好ましい方法とは言えない。
【００１９】
すなわち、通常のインクジェット記録装置においては、吐出口からのインクの好ましくない漏出を防止する目的で、インクタンク内に吸収体などの毛管力発生部材を配設したり、あるいは可撓性のインク収納袋に対しばね等の弾性部材を配置して内容積拡大方向への付勢力を作用させたりすることにより、インクタンクのインク収納空間に負圧を発生させているものが多い。このような場合においては、供給路に気泡除去のために単なる連通口が配置されると、却って連通口からエアが侵入することで負圧が解除されてしまうことになるので、連通口には圧力調整弁等の配設が必要となり、インク供給システムひいてはこれを用いる記録装置の構造が複雑化・大型化することになるからである。また、気泡排出用の連通口からのインクの漏洩を防止するために、気体は通過できるが液体は通過できない撥水膜等の配設を要したり、あるいは気泡が滞留した場合にのみ連通口を開放して排出させる装置（気泡量検知機構や連通口開閉機構等）が必要となるので、製造価格の増大や構造の複雑化・大型化が生じるからである。
【００２０】
一方、インクタンク側に気泡を移動させることを考える。このとき、インクタンクに移動する気泡の体積に相当する量のインクをヘッド側に移送することができれば、インクタンク内容積の変動はなく、発生する負圧を一定として、記録ヘッドに対し吐出口に形成されるメニスカスの保持力と平衡する負圧を作用することができるので、好ましいことである。また、インクタンクがカートリッジ形態のものであれば、収納するインク残量がなくなったときに新しいものと交換されるので、インク供給系から完全に気体を除去することができる構成であると言い得る。
【００２１】
ここで、インクタンク側に気体を円滑に移送する上で、上記拡大部におけるフィルタ部材の上流側の部分をさらに上流側に向かって例えばテーパ状に形成すること、すなわちインク供給針からのインク供給路がフィルタ部材配設位置に向かって急拡大しないように形成することが有効であるとも考えられる。
【００２２】
しかし、民生用に広く普及しているインクジェット記録装置においては、ブラックインクおよびカラーインクをそれぞれ収納したカートリッジ形態のインクタンクを、記録ヘッドないしこれを搭載するキャリッジに対しその上部から着脱可能に装着できるように構成されることが多く、例えばインクカートリッジにはキャリッジに上向きに搭載された中空のインク供給針を突入させて記録ヘッドに対するインク供給が可能となるように構成されている。従って、インクカートリッジと記録ヘッドを連結するインク供給針の管径が問題となる。つまり、カートリッジ装着の操作を簡便にするためにも、細い供給針が求められているが、細い管の場合メニスカス力が大きくなるために気泡を円滑に移動することができないのである。
【００２３】
ところで、インクタンク側に気体を移動させる機構については、これまでにもいくつかの提案がなされている。
【００２４】
例えば、特許文献１においては、記録ヘッド側を、大気連通口を有する第１室と毛管力発生部材を有する第２室とに分離し、第１室とインクタンクとを第１室側の開口の高さが異なる２以上の連通路で連結させることで、連通路の１つからインクタンク側にエアが供給されるようにした構成が開示されている。かかる構成は、第１室と第２室との水頭差、あるいは、第２室に配置した毛管力発生部材によりヘッドに負圧を作用させているものであり、第１室に大気連通口を配置させることができている。
【００２５】
しかしながら、この特許文献１の構成は、変形しないインクタンク内のインクを使い切るためにインク供給に応じて大気を導入することが目的であり、インク供給経路内に残留した気泡の排除を目的とするものではない。特に、インクの供給路となる第１室は大気連通口によって大気開放されているため負圧が発生しない、常時大気に触れているもので、本願のようにヘッドに所定の負圧を印加するためインク収容部やインク供給部を実質的に密閉するシステムとは異なり、密閉供給系特有の気体混入についての課題の認識すらない。すなわち、インク供給経路とりわけ第２室ないし記録ヘッド側からの気体をもインクタンクに移送するために同文献開示の技術を適用することはできない。
【００２６】
また、他の提案として、特許文献２には、負圧発生部材収納室と液体収納室とを分離可能とした場合に、両者を連結する連通部に気体優先導入路と液体導出路とを配置し、確実に気体を導入できるようにした構成が開示されている。しかしながら、同文献においても、インクタンクと記録ヘッドとの間に毛管力発生部材と大気連通口が配置されている構成が開示されており、特許文献１と同様、大気連通口としての開口から気体が自由に出入りする大気開放系のインク供給路であり、密閉系特有のインク供給経路内に残留した気泡の排除をするという観点すらなく、同文献開示の技術は適用できない。
【００２７】
さらに、特許文献３には、下側に液体導出管（ｄｒａｉｎ ｃｏｎｄｕｉｔ ６６，７２，７４）と気体導入管（ｖｅｎｔ ｃｏｎｄｕｉｔ ７６，８２，８４）を突出させてなるインク収納容器（ｉｎｋ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ５０）が開示され、液体導出管は収納容器の内壁底面に上部開口があり、気体導出管は収納容器の収納空間内部に開口が配置されている構成が示されている。同文献に開示の技術の目的は、リザーバ（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ １６，１８，２０）を有する部材（１４）にインクをリフィルするためのシステムの構成であって、リザーバより下流のインク供給経路ないしインクを使用する部分内に残留している気泡除去を目的としたものではない。また、液体導出管と気体導入管の下部開口高さが等しいために管内でメニスカスを形成してしまうと、液体や気体の移動ができなくなるとも考えられる。さらに、インク収納容器および部材１４の内部と大気とを連通する連通口が存在せず、かつ負圧を調整する要素がないため、インクの使用を続けて行くと内部の負圧が急激に高まり、インク使用部分に対するインク供給不能に陥る原理のものである。
【００２８】
さらに、特許文献４には、負圧発生部材収納室とインク収納室とを有してなるリザーバタンクにインクを補充するための補充タンクが結合可能で、インク収納室の空間に対しその上部および下部において補充タンクが結合した場合に、下部の液体連通管を介して補充タンクからインクがインク収納室に導入される一方、上部の気体連通管を介してインク収納室から空気が補充タンク側に導入されるようにした構成が開示されている。しかしながら、同文献においても、インク収納室と記録ヘッドとの間に負圧発生部材と大気連通口とが配置されている構成において特許文献１および２と本質的に変わりはなく、従って密閉系特有のインク供給経路内に残留した気泡の排除をするという観点すらなく、同文献開示の技術を適用できすることはできない。
【００２９】
【特許文献１】
特開平５−９６７４４号公報
【００３０】
【特許文献２】
特開平１１−３０９８７６号公報
【００３１】
【特許文献３】
米国特許第６，３４７，８６３号明細書
【００３２】
【特許文献４】
特開平１０−２９３１８号公報
【００３３】
【特許文献５】
特開平５−３４５４２５号公報
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、液体を直接収納する容器の場合、液体が重力に従うため、インクを外部に取り出すための供給口は通常鉛直方向に対して下部または底部に備え、側部や上部に設けられないため、装置を使用する際の姿勢上の制限があり、また装置を斜めに置いたり、記録動作を行ったりすることで、すべてのインクを最後まで使い切れない場合があった。
【００３５】
また、インクを直接収納せず、収納容器内に多孔質体や繊維質体を用いてその毛細管力でインクを保持し、供給口に近くなるに従って毛細管力が徐々に高まるようにすることで、装置の姿勢差や記録動作による影響を受けずにインクを使い切る方法も提案されているが、多孔質体や繊維質体の体積分およびインクが十分充填されないなどのために、収容効率が低く、またインクが残存するなどの問題もあった。さらに、これらのシステムに用いられる塵埃除去用のフィルタは前述したように微細な塵埃をトラップするために、数十ミクロンメートル以下の非常に細かいメッシュ構造体であるので、それ自体、インクの流れに対しての流路抵抗となり、高速でインクを通過させようとするほど、そこでの圧力損失が大きくなり、ヘッドへのインク供給を妨げる。
【００３６】
これに対し、ごみや気体に対するフィルタの通過制限機能を維持したまま、圧力損失を低減するを目的として、特許文献５が提案されている。しかしながら、同文献開示の技術の本質は多孔質体などの吸収体とフィルタを圧接することを前提としたものであり、多孔質体などを用いないでインクを直接収納したシステムには適用できない。
【００３７】
さらに、上述の特許文献１〜４には、気体をインクタンクに導入する点については開示があるが、使用状態において密閉構造であるインク供給経路内に滞留する気体を、インクタンク側に円滑に移送し、留めておく目的には、いずれも合致していない。
【００３８】
本発明は、上述した種々の問題点に鑑みてなされたもので、次の少なくとも一つを達成することを目的とする。
【００３９】
使用時の姿勢やインク吐出方向に自由度を与え得る構成を提供すること。特にこの液体（インク）を直接収納する場合の課題を解決するために、従来吸収体とフィルタと圧接によるものとはまったく発想を逆転した構造体を用いることで、直接収納方式および吸収体方式のそれぞれで生じていた課題をともに解決し、かつそれぞれが有していた利点は維持できるようにすること、すなわちインクの収容効率を高め、姿勢差制限をなくすこと。
【００４０】
液体使用部分に対して密閉構造を持つ液体供給システムにおいて、液体使用動作および液体供給動作の障害となる気体を、構造の複雑化を伴うことなく液体使用部側から迅速かつ円滑に排除できるようにすること。
【００４１】
密閉構造のインク供給経路内に残留する気体を円滑かつ迅速にインクタンク側に移送させると共に、記録装置の実使用時においても、滞留気泡に起因する問題点、すなわちインク供給の不良や混入気泡による吐出口の目詰まり等に起因した記録不良が生じないインクジェット記録装置を提供すること。
【００４２】
そのような気体排除を行うための構成による効果とも相俟って、使用時の姿勢やインク吐出方向に自由度を与え得る構成を提供すること。
【００４３】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明液体タンクは、内部に収納された液体を外部へ供給するための供給口を除いて実質的に密閉構造である液体タンクであって、前記液体を収納する空間の内部であって前記供給口に液体を導くための液体導出器を配置してなることを特徴とする。
【００４４】
ここで、前記液体導出器は、内部に空洞部を有し、表面は液体に液体収納容器の高さ以上の水頭差より大きいメニスカス力を生じさせる小孔を多数有する薄板構造体とすることができる。
【００４５】
すなわち、この液体導出器は、液体タンクサイズの高さによる水頭差に打ち勝つ程度のメニスカスを発生させる小孔をその表面に多数有するとともに、その内部は液体の流れに対し、流路損失がほどんどない空洞構造となって、インクタンクからインクを取り出すための供給口をカバーするように取り付けられ、タンクの姿勢差によらず、ほとんどのインクを供給口に導くように配設されている。小孔のサイズは、塵埃を制限するための機能が不要であり流路抵抗がほとんど発生しないようにし、上記メニスカス力を得るため、２０ミクロンメートル（μｍ）以上１ミリメートル（ｍｍ）以下であり、より好ましくは３０μｍ以上５００μｍである。
【００４６】
あるいは、前記液体導出器は、前記液体を収納する空間の内部であって前記供給口を覆う部位に配置されたメッシュ状の部材とすることができる。
【００４７】
これらにおいて、前記部材は、前記供給口が設けられる側壁と対向する側壁の近傍まで延伸されてなるものとすることができる。
【００４８】
ここで、前記液体導出器は、一端が開放された筒状の部材であり、当該開放端側によって前記供給口を覆うように配置されているものとすることができる。
【００４９】
または、前記液体導出器は、前記供給口が設けられる側壁と対向する側壁を含め、前記供給口を覆う位置からタンク内壁に沿って配置されているものとすることができる。
【００５０】
また、液体の収納空間を画成するとともに、前記液体の供給に伴って前記収納空間の内容積を減少する方向に変位可能な可動部材を少なくとも一部に有するものとすることができる。
【００５１】
ここで、前記変位の方向とは反対の方向に前記可動部材を付勢する付勢部材を有するものとすることができる。
【００５２】
以上において、前記液体の供給に伴って、前記収納空間内部に外部からの気体を導入可能な弁機構を有するものとすることができる。
【００５３】
また、本発明は、上記いずれかの形態の液体タンクと、前記液体を使用する液体使用部とを液体連通する液体連通構造であって、前記液体連通構造は、それぞれが前記液体収納部と前記液体使用部とを連通する複数の連通路を具えるとともに、前記液体収納部側が前記液体収納部内の前記液体の存在によって閉状態となり、かつ、前記液体使用部側が前記液体使用部内の前記液体の存在によって実質的密閉空間を形成し、前記密閉空間内に気体が存在する状態において、前記気体を、前記複数の連通路の一部を介して、前記液体収納部に移送可能であることを特徴とする。
【００５４】
ここで、前記複数の連通路の少なくとも一部の前記液体使用部側付近に気体が存在する状態において、前記複数の連通路の一部の連通路を介して前記液体収納部から前記液体使用部に前記液体が移動すると同時に、前記複数の連通路の他の一部の連通路を介して前記気体が前記液体収納部に移送されるものとすることができる。
【００５５】
そして、前記複数の連通路の少なくとも一部の前記液体使用部側付近に気体が存在する状態において、前記複数の連通路の一部の連通路を介して前記液体収納部から前記液体使用部に前記液体が移動して前記液体使用部内の前記気体圧力が増加することで、前記複数の連通路の他の一部の連通路の連通路を介して前記気体が前記液体収納部に移送されるものとすることができる。
【００５６】
また、液体使用時の姿勢において、鉛直方向に関し、前記液体連通構造は、前記液体収納部より実質的に下位に位置し、さらに前記液体使用部より実質的に上位に位置するものとすることができる。
【００５７】
さらに、本発明は、上記のいずれかの液体連通構造を用い、前記液体収納部から前記液体使用部に前記液体を供給可能な液体供給システムに存する。
【００５８】
ここで、前記液体使用部は前記液体としてのインクを吐出することにより記録を行うためのインクジェット記録ヘッドであり、前記液体としてインクを収納する前記液体タンクから供給されるインクを前記インクジェット記録ヘッドに導くものとすることができる。
【００５９】
さらに、前記記録ヘッドと分離可能に一体に構成されてなるものとすることができる。
【００６０】
また、本発明は、それらのような液体供給システムを用い、使用時の姿勢において、鉛直方向に関し、液体供給経路より前記複数の連通路が実質的に上位に位置し、さらに前記液体タンクが前記複数の連通路より実質的に上位に位置するよう前記液体供給システムを保持して記録を行うインクジェット記録装置に存する。
【００６１】
さらに、本発明は、液体としてのインクを吐出することにより記録を行うためのインクジェット記録ヘッドであって、上記いずれかの形態の液体連通構造を一体に有することを特徴とする。
【００６２】
ここで、インクジェット記録装置に対し着脱可能なカートリッジの形態を有するものとすることができる。
【００６３】
加えて、本発明液体タンクは、上記いずれかの形態の液体連通構造に接続される前記液体収納部をなし、前記複数の連通路を介して前記液体連通構造に接続可能なカートリッジの形態を有することを特徴とする。
【００６４】
また、本発明液体タンクは、上記インクジェット記録ヘッドが有する前記液体連通構造に対して、前記複数の連通路を介して接続可能なカートリッジの形態を有することを特徴とする。
【００６５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明をインクジェット記録装置に適用したいくつかの実施の形態について図面を参照して説明する。
【００６６】
なお、本明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合、または記録媒体の加工を行う場合を言うものとする。
【００６７】
また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとするが、以下では「用紙」または単に「紙」ともいうものとする。
【００６８】
なお、本発明の液体供給システムに用いられる液体として、以下の各実施形態ではインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としては、インクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては、記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。
【００６９】
以下、液体使用部分（記録ヘッド）に対して密閉構造を持つ液体（インク）供給システムにおいて、液体使用動作（記録動作）および供給動作の障害となる気体を、構造の複雑化を伴うことなく供給経路から迅速かつ円滑に排除できるようにするための「基本構成」と、そのような構成に好ましく適用でき、当該構成による効果とも相俟って、使用時の姿勢やインク吐出方向に自由度を与えることのできる「特徴構成」とに分けて、本発明を説明する。
【００７０】
［基本構成］
（基本構成の第１の実施形態）
図１は本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第１の実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【００７１】
図１に示す実施形態のインク供給システムは概して、液体収納容器としてのインクタンク１０と、インクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」と称する）２０と、それらの間を連絡するインク供給路を形成する供給部５０とから構成されている。供給部５０は、記録ヘッド２０と分離可能または分離不能に一体のものでも良く、また、記録ヘッド２０を搭載するキャリッジに設けられてその上部からインクタンク１０が着脱可能であるとともに、当該装着時においてインクタンク１０から記録ヘッド２０に至るインク供給経路を閉成するものでも良い。
【００７２】
インクタンク１０は、概してインク収納空間が画成されるインク収納室１２およびバルブ室３０との２室からなり、その両室の内部は連通路１３を介して互いに連通されている。そして、インク収納室１２内には記録ヘッドから吐出させるためのインクが収納され、吐出動作に伴って記録ヘッドに供給される。
【００７３】
インク収納室１２には、一部に変形可能な可撓性膜（シート部材）１１が配設されており、この部分と不撓性の外装１５との間でインクを収納する空間を画成している。このシート部材１１から見たインク収納空間に対する外側空間、すなわち図におけるシート部材１１に対して上側の空間は、大気に開放され大気圧と等しくされている。さらにこのインク収納空間内は、下方に設けられている供給部材への接続部およびバルブ室への連通路１３を除いて、実質的に密閉空間を形成している。
【００７４】
本例のシート部材１１の中央部分は平板状の支持部材である圧力板１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。そして、このシート部材１１は、予めその中央部分が凸状に形成されていて、側面形状がほぼ台形となっている。このシート部材１１は、後述するように、インク収納空間内におけるインク量の変化や圧力変動に応じて変形する。その際に、シート部材１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、そのシート部材１１の中央部分がほぼ水平姿勢を保ったまま、図の上下方向に平行移動する。このようにシート部材１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴う衝撃の発生がなく、衝撃に起因するインク収納空間内に異常な圧力変動が生じることもない。
【００７５】
またインク収納空間内には、圧力板１４を介してシート部材１１を図の上方向に付勢する押圧力を作用することで、記録ヘッドのインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材４０が設けられている。それとともに、インク収納室内の空気が環境変化（周囲温度や気圧）によって体積変動した場合、ばねとシートの変位で受容し、室内の負圧が大きく変動しないようになっている。なお、図１の状態は、インク収納空間内にほぼ完全にインクが充填された状態を示しているが、この状態でもばね部材４０は圧縮された状態にあり、インク収納空間内に適切な負圧が生じているものとする。
【００７６】
バルブ室３０には、インクタンク１０内の負圧が所定値以上に高まったときに外部から気体（空気）を導入するとともに、インクタンク１０からのインク漏出を阻止するための一方向弁が構成される。この一方向弁は、連通口３６を有して弁閉鎖部材となる圧力板３４と、バルブ室筐体内壁の連通口３６との対向位置に固定されて連通口３６を密閉可能なシール部材３７と、圧力板と接合されるとともに連通口３６が貫通したシート部材３１とを有し、バルブ室３０内においてもインクタンク１０への連通口１３および大気への連通口３６を除いて実質的に密閉空間を維持している。そしてシート部材３１より図中右側の、バルブ室筐体内の空間は、大気連通口３２によって大気に開放され、大気圧と等しくされている。
【００７７】
シート部材３１は、中央部分の圧力板３４と接合されている部分以外の周縁部分は変形可能となっており、中央部分が凸状とされていて、側面形状がほぼ台形となっている。このような構成をとることによって弁閉鎖部材である圧力板３４の、図の左右方向への移動が円滑に行われる。
【００７８】
バルブ室３０の内部には、弁の開放動作を規制するための弁規制部材として、ばね部材３５を設けてある。ここでもばね部材３５はやや圧縮された状態としておき、この圧縮の反力によって圧力板３４を図の右方に押す構成としている。このばね部材３５の伸縮によって、連通口３６に対するシール部材３７の密着／離間を行うことで弁としての機能をもたせ、さらに大気連通口３２から連通口３６を介してバルブ室３０内部への気体の導入のみを許可する一方向弁機構としている。
【００７９】
ここでシール部材３７としては、連通口３６が確実に密閉されるものであればよい。すなわち、少なくとも連通口３６と接触する部位が開口面に対して平坦性を保つ形状を有したもの、あるいは連通口３６の周囲に密着可能なリブを有したもの、さらには連通口３６内に先端が突入して連通口３６を閉塞可能な形状を有するものなど、密着状態が確保できるものであればよく、またその材質も特に限定されない。しかし、この密着はばね部材３５の伸長力で達成されるものであるので、この伸長力の作用によって動くシート部材３１と圧力板３４に追随し易いもの、すなわち収縮性をもつゴムのような弾性体でシール部材を形成することは、より好ましい。
【００８０】
かかるインクタンク１０の構成では、インクが十分に満たされている初期状態からインク消費が進んで行き、インク収納室１２内の負圧と、バルブ室３０内における弁規制部材によって作用する力等とがつりあった状態からさらにインク消費が継続されて負圧がさらに強まった瞬間に、連通口３６が開放されて大気の流入が生じ、インク収納空間内に取り込まれるように各部の設計が行われる。そして、この大気の取り込みによってインク収納室１０内の容積はシート部材１１ないし圧力板１４が図の上方に変位可能であることで逆に増大することができ、同時に、負圧も弱まることによって連通口３６が閉鎖される。
【００８１】
また、インクタンクの周囲環境の変化、例えば、温度上昇あるいは減圧等が生じても、シート部材１１ないし圧力板１４の下方への最大変位位置から初期位置までの間の容積分、収納空間内に取り込まれている空気の膨張が許容されるので、換言すれば当該容積分の空間がバッファ領域として機能するので、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和し、吐出口からのインク漏出を効果的に防止することができる。
【００８２】
また、初期充填状態からの液体導出に伴いインク収納空間の内容積が減少し、バッファ領域が確保されるまでは、外気が導入されないので、それまでに周囲環境の急激な変化や振動や落下などが生じてもインク漏れが発生しない。さらに、インク未使用状態から予めバッファ領域を確保しているのではないので、インク収納容器の容積効率も高く、コンパクトな構成とすることができる。
【００８３】
なお、図示の例ではインク収納室１２内のばね４０およびバルブ室３０内のばね３５をともにコイルばねの形態として模式的に示しているが、他の形態のばねを用い得るのは勿論である。特に、例えば円錐弦巻ばねとすることもできるし、板ばねを用いることもできる。さらに板ばねを用いる場合には、断面略Ｕ字形状を有する一対の板ばね部材を、Ｕ字形状の開放端同士を対応させた状態で組合せてなるものでもよい。
【００８４】
記録ヘッド２０とインクタンク１０との結合は、図示の例では記録ヘッドに一体に設けられている供給部５０の接続部５１がインクタンク１０内に挿入されることによってなされる。これによって両者が流体的に結合され、記録ヘッド２０へ向けてインクが供給可能となる。なお、この接続部５１が挿通されるインクタンク側開口にはゴム等の封止部材１７が取り付けられ、接続部５１の周囲に密着してインクタンク１０からのインク漏出を防止するとともに、接続部５１とインクタンク１０との接続を確実なものにしている。なお、封止部材１７には、接続部５１の挿通を容易とするために、当該挿通位置に予めスリット等を形成しておいてもよい。そして、接続部５１が挿通されないときは、封止部材１７自体の弾性力によってスリットが閉じられることにより、インクの漏出を防止しているものである。
【００８５】
接続部５１は内部が軸方向に沿って２分割された中空針状の部材であり、それぞれの中空部の、上側すなわちインク収納室１２内に位置づけられる開口位置（以下、タンク側開口位置という）は鉛直方向に関してほぼ同一の高さである一方、下側すなわちヘッドに連結された供給部内での開口位置（以下、ヘッド側開口位置という）は高さが異なる構成となっている。以下、供給部５０内でのヘッド側開口位置が鉛直方向において相対的に下にある方の流路（図中の右の流路）をインク流路５４、ヘッド側開口位置が鉛直方向において上にある方の流路（図中の左の流路）をエア流路５４と称するが、これは気泡排除過程において、主としてインク流路５３からインクが記録ヘッド側に導出され、エア流路５４からはインクタンク側にエアが移送されるからであって、後述するように各流路においてインクおよびエアの両者の移動も行われるものである。すなわち、それら流路の呼称は、それぞれの流体専用であることを意味するものではない。
【００８６】
供給部５０内におけるインク供給経路は、インクタンク１０との接続部（上流）側から徐々に拡大し、そして記録ヘッド２０（下流）に向かって縮小する断面を有する。インク供給経路の最大拡大部にはフィルタ２３が備えられ、供給されるインク中に混入した不純物が記録ヘッド２０内へ流れ込んでいくことを防止している。気体の滞留によって形成される供給部５０内の気液界面は、流路５３および５４の横断面積より大きい。こうすることで、流路５３を通してインクタンク１０内のインクの水頭差が供給部５０内のインクにかかった場合に、供給部５０内に存在する気体の圧力がより高まり、エア流路５４から容易にインクタンク１０に向けて気体を排出することが可能となる。
【００８７】
記録ヘッド２０には、所定方向（例えば後述のようにキャリッジ等の部材に搭載されて記録媒体に対し相対移動しつつ吐出動作を行うシリアル記録方式を採るものにあっては当該移動方向と異なる方向）に配列された複数の吐出口と、各吐出口に連通する液路と、液路に配置されてインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する素子とが設けられる。ここで、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式すなわちエネルギ発生素子の形態は特に限定されるものではなく、例えば、通電に応じ発熱する電気熱変換体を当該素子として用い、その発生する熱エネルギをインク吐出に利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによってインク吐出口からインクを吐出させることができる。また、電圧の印加に応じて変形するピエゾ素子のような電気機械変換素子を用い、その機械的エネルギを利用してインク吐出を行うものでも良い。
【００８８】
なお、記録ヘッド２０および供給部５０は、分離可能または分離不能に一体化されたものでもよく、また別体に構成されて連通路を介し接続されるものでも良い。一体化した場合には、記録装置内の搭載部材（例えばキャリッジ）に着脱可能なカートリッジの形態とすることもできる。
【００８９】
図２〜図７を用い、以上の構成による本実施形態のインクタンクへの気泡除去の過程を説明する。
【００９０】
図２は、新しいインクタンク１０が供給部５０ないし記録ヘッド２０に未装着状態である状態を示す。ここで、インクタンク１０は完全にインクＩが充填されている状態であり、ばね部材４０による負圧が発生しているとともに、シート部材１１がインクタンク外側へ突出した状態となっている。記録ヘッド２０側においては、それまで装着されていたインクタンク１０が空になっても供給部５０に残ったインクを使用して記録が行われていたため、そのインクタンク側からエアが侵入し、供給部５０におけるフィルタ２３の上流領域において上部に気体が溜まっている状態となっている。
【００９１】
図３は、図２の状態から、新たなインクタンク１０を装着した瞬間の状態を示す。記録ヘッド２０ないし供給部５０側は大気に開放されている状態であるために、フィルタ２３の上流領域の気体の圧力は大気圧と等しい。それに対し、インクタンク内は、ばね部材４０により大気圧よりも低い圧力（負圧）となっている。これにより、インクタンク１０を装着した瞬間にフィルタ２３の上流領域の気体の一部がインク収納室１２内に移動してその上部に溜まり、インク収納室１２内と供給部５０内とで圧力が平均化される。しかしながら、接続部５１のインク流路５３およびエア流路５４内ではそれぞれインクがメニスカスを形成しており、そのメニスカスにより、圧力バランスがつりあった段階で気体の移動が停止する。供給部側の気体の容積によってはこの状態で気体除去が完了する場合もあるが、図示の場合には気体の容積が大きく、除去すべき気体が残存している。
【００９２】
図４は、記録ヘッド２０からインクを例えば滴として吐出させている状態を模式的に示している。インクを吐出させると、記録ヘッド２０ないし供給部５０内の負圧が高まり、接続部５１に形成されるインクのメニスカスを破り、インクタンク１０から供給部５０に向けてインクが移動する。これに伴い、インク収納室１２の内容積が減少し、シート部材１１が圧力板１４に規制されつつ下方に向けて変形する。これによりばね部材４０が圧縮され、インク収納室１２内の負圧も高まる。
【００９３】
ここで、本実施形態では、インク流路５３とエア流路５４とは管径をほぼ等しくしてあり、そのため流路の圧力損失は記録ヘッド２０ないし供給部５０内の負圧に対して大きな差がなく、流路それぞれからインクが供給される。インク流路５３のヘッド側開口５３ｈがインクに接している図示の状態では、インク流路５３からそのままインクが流れ込む一方、供給部５０ないし記録ヘッド２０内で生じた気泡はフィルタ上流領域に移動し、既に残存している気体とともに当該領域すなわち供給部５０の上部に滞留している。この状態で、エア流路５４のヘッド側開口５４ｈの位置において、インクはメニスカスを形成するが、記録ヘッド２０ないし供給部５０内の負圧が高ければ滴下する。なお、本実施形態においては、記録動作に伴うインク吐出または記録動作以外の動作として行うインク吐出（予備吐出）により、接続部５１内がインクで満たされた状態となるが、記録ヘッド２０の吐出口形成面をキャップ部材で封止し、吸引ポンプにより、吐出口からインクを排出することによりこの状態を得ることもできる。
【００９４】
図５は、インク吐出あるいは吐出口形成面側からのインク吸引が停止した状態を示す。この状態で、水頭差により、インク流路５３では供給部５０へのインク移動が生じるような力が発生し、エア流路５４ではインクタンク１０側へのエア排出が生じるような力が発生する。この状態の理論的な説明については後述する。
【００９５】
図６は、それらの力により、供給部５０へのインク移動とインクタンク１０側へのエア排出とが同時に進行している状態である。
【００９６】
図７は、フィルタ上流領域内の気液界面がエア流路５４のヘッド側開口５４ｈの位置まで上昇した状態を示している。そしてこの状態で、インク移動およびエア排出が停止する。
【００９７】
図８を用い、図５の状態における各部の圧力バランスについて説明する。図５はインク移動とエア排除と行われるときの状態であるが、図８においては説明のために仮にこの状態で静止しているものとする。
【００９８】
フィルタ上流領域内に滞留する気体の圧力を考える。インク収納室１２内の気泡の圧力をＰ、インク収納室１２のインク界面とフィルタ上流領域のインク界面との水頭差による圧力をＨｓとすると、フィルタ上流領域内の気体の圧力はインク収納室１２の気体の圧力よりＨｓだけ大きいＰ＋Ｈｓとなる。これは、供給部５０ないし記録ヘッド２０側が密閉構造であるために生じる圧力増加であり、前述の従来技術（例えば特許文献１）のようにインクタンクと記録ヘッドとの間に大気連通口があるような構成では生じることはない。
【００９９】
次に、エア流路５４のヘッド側開口５４ｈのメニスカス位置における圧力のバランスを考えると、下向きに作用する圧力はＰ＋Ｈａ、上向きに作用する圧力は上述の気体圧力Ｐ＋Ｈｓであるが、この状態でつりあっていると仮定しているので、上下方向の圧力差と、メニスカスに起因する次式で表される圧力Ｍａとがつりあっていることになる。
Ｍａ ＝ ２γｃｏｓθａ／Ｒａ （１）
ここで、γはインクの表面張力、θａはエア流路５４に対するインクの接触角、Ｒａはエア流路５４の管径（内径）である。
【０１００】
従って、エア流路５４のヘッド側開口５４ｈの位置での圧力バランスは次式で表される。
Ｐ＋Ｈｓ−（Ｐ＋Ｈａ） ＝ Ｍａ （２）
Ｈｓ−Ｈａ ＝ Ｍａ （３）
つまり、エア流路５４のメニスカス位置とフィルタ上流領域のインク界面との水頭差による圧力と、エア流路のメニスカスによる圧力とがつりあっている状態である。 よって、フィルタ上流領域に残留する気体の容積が大きく、従って
Ｈｓ−Ｈａ ＞ Ｍａ （４）
である場合においては、フィルタ上流領域内の気体圧力が高いので、エア流路５４内のメニスカスが破れ、エアがインク収納室１２側に移動することになる。また、これに伴ってインク収納室１２内のインクはインク流路５３を介して供給部５０内に移動し、供給部内のインク液位もあがる。
【０１０１】
エア流路の容積は供給部に比較して非常に小さいので、エアが移動し始める初期の段階では、比較的容積の大きい供給部５０内のインク液面の上昇はさほど大きくない一方、エア流路５４のメニスカス位置はインクタンク側開口５４ｔの位置に向けて素早く移動する。よって、エア流路５４タンク側開口位置５４ｔからフィルタ上流領域内のインク界面位置までの水頭差による圧力（Ｈｓ−Ｈａ）が、エア流路のメニスカスによる圧力に対してかなり大となり、エア排除が促進される。
【０１０２】
そして、エア流路長さ分の水頭による圧力Ｌａが次式
Ｌａ ＜ Ｍａ＋Ｍａ’ （５）
（ただしＭａ’はエア流路タンク側開口位置に形成されるメニスカス圧力）
の関係であるとき、図７の状態までエア排出が行われる。
【０１０３】
以上では、図２のように、インク流路５３のヘッド側開口５３ｈがインクに接している場合について考察したが、インク消費がさらに進み、図９のようにインク流路５３のヘッド側開口５３ｈも供給部５０内のインクに接していない状態について考察する。
【０１０４】
図２〜７および図８においては、インク流路５３のヘッド側開口がインクに接しているためにエア流路内のメニスカス位置における圧力のバランスだけを考察すれば足りたが、図９の状態ではインク流路５３に形成されるメニスカスも考察されなければならない。
【０１０５】
図９の状態で静止しているとする。供給部５０内にある気体の圧力をＰ’、インク流路５３で形成されるメニスカスによる圧力をＭｉとすると、この状態でエア流路５４およびインク流路５３の各メニスカス位置での圧力バランスは次式
Ｐ’−（Ｐ＋Ｈａ） ＝ Ｍａ， Ｐ’−（Ｐ＋Ｈｉ） ＝ Ｍｉ（６）
で表され、インクタンクおよび供給部間で流体の交換は生じない。よってエア排除およびインク移動が行われるためには、
Ｐ’−（Ｐ＋Ｈａ） ＞ Ｍａ， Ｐ’−（Ｐ＋Ｈｉ） ＜ Ｍｉ
となればよい。これらから、
Ｐ’−Ｐ ＞ Ｈａ＋Ｍａ， Ｐ’−Ｐ ＜ Ｈｉ＋Ｍｉ
つまり、
Ｈｉ＋Ｍｉ ＞ Ｈａ＋Ｍａ
Ｈｉ−Ｈａ ＝ Ｈ ＞ Ｍａ−Ｍｉ （７）
となる。従って、インク流路５３およびエア流路５４のヘッド側開口位置５３ｈおよび５４ｈの鉛直方向の差に対応した、水頭による圧力差Ｈと、エア流路５４およびインク流路５３のメニスカスによる圧力の差との関係によって、インクの移動が生じかつエア排除が行われるか否かが決定されることになるので、インク吐出あるいは吐出口形成面側からのインク吸引等による供給部内の負圧調整を適切に行えばよい。
【０１０６】
以上の通り、本実施形態によれば、接続部５１の内部を２分割して２つの流路を設け、各流路のヘッド側開口位置の高さに差をつけることで、複雑な構成を必要とすることなく、フィルタ上流領域の滞留気体をインクタンク側に速やかに移送することが可能となる。
【０１０７】
また、インクタンクの交換操作後に若干のインク吐出あるいは吐出口形成面側からのインク吸引等を行えば供給部内に滞留していた気体を迅速かつ円滑にインクタンク側に移送して供給経路から排除できることになり、吐出口側から吸引動作を行うことによって気体を排除する場合のような大量のインク浪費が生じることもない。
【０１０８】
なお、インクタンクからのインク供給の過程でインク収納室内の負圧が所定値以上に高まった場合には、バルブ室の作用により外部から気体がインク収納室内に取り込まれることは前述した通りである。
【０１０９】
また、インクに色材として顔料を含むものを用いた場合は、エアーがタンクに輸送される際に、顔料粒子の沈降を拡散させ、インクの保存安定性や吐出の信頼性を確保できる。
【０１１０】
（基本構成の第２の実施形態）
図１０および図１１を用いて本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第２の実施形態に係る液体供給システムを説明する。なお、第１の実施形態と同様に構成できる各部については、対応箇所に同一符号を付してある。
【０１１１】
図１０は記録ヘッドと２０と一体化した供給部６０の模式的断面図である。図示のように、本実施形態においても、接続部６１は第１の実施形態と同様に、その内部を２分割して２つの流路を設けているが、インク流路６３のヘッド側開口６３ｈの位置とエア流路６４のヘッド側開口６４ｈの位置には高さの差が実質的にない。しかしながら、エア流路６４のヘッド側開口６４ｈは供給部６０内の空間にそのまま開口しているのに対し、インク流路６３のヘッド側開口６３ｈはその一部が供給部６０の内壁面に接している。
【０１１２】
図１１はかかる供給部に対しインクタンク１０を装着した状態であり、この場合に生じる現象を説明する。
【０１１３】
装着状態においてインクのメニスカスがインク流路６３内の領域に存在して圧力がバランスしている場合には、前述の（６）式の説明から明らかな通りエア排除は行われない。しかしながら、インク吐出あるいは吐出口形成面側からのインク吸引等によって供給部内の負圧が高まり、インク流路６３のメニスカス位置がヘッド側開口６３ｈの位置まで下がると、開口６３ｈの一部が供給部内壁面に接しているので毛管力によりインクが内壁面を伝って流れ落ち、開口６３ｈにおいてメニスカスを形成することができなくなる。すると、ヘッド流路内に移動したインク体積により、フィルタ上流領域内の気体圧力が増加し、エア流路６４のメニスカスが破れ、インクタンク１０側へのエア排除が行われる。
【０１１４】
つまり、本実施形態の構成によれば、インク流路およびエア流路のヘッド側開口位置の高さに差がなくてもインク移動およびエア排出が行われ、結果として接続部６１の長さを短縮することが可能となる。これにより、第１の実施形態と比較して、供給部ないしこれを一体化した記録ヘッドの小型化が可能となる。
【０１１５】
ただし、インクの表面張力、流路内壁との接触角、供給部内壁の傾斜角度等によってはインクの壁面を伝う円滑な流れを確保できないことも考えられるので、使用するインクの物性に応じて内壁の構成や材料、表面状態等を適切に選択することが望ましい。
【０１１６】
（基本構成の第３の実施形態）
図１２は、全体的には第２の実施形態と同様の供給部の構成を採る第３の実施形態に適用される接続部の、ヘッド側開口部の詳細を示す図である。すなわち、本例の接続部７１にもその内部を２分割して２つの流路を設けているが、インク流路７３のヘッド側開口７３ｈの位置とエア流路７４のヘッド側開口７４ｈの位置には高さの差が実質的にない。しかしインク流路に沿って微細な溝を形成する部分７５が併設され、その部分７５がヘッド側開口７３ｈからさらに延長して供給部内方に突出している。
【０１１７】
この構成においては、インクの毛管力により微細溝にインクが侵入するが、このためインク流路７３のヘッド側開口部において高い圧力を作用するメニスカスが形成されなくなくなる。これにより、インク流路からインクが供給部内に流れ落ち易くなる。すなわち、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、インク流路およびエア流路のヘッド側開口位置の高さに差がなくてもインク移動およびエア排除が行われ、同様の効果が得られる。
【０１１８】
なお、インク流路のヘッド側開口部分において高い圧力を作用するメニスカスが形成できなくなるようにするための構成としては、第２および第３の実施形態に限られない。例えば、当該開口部分を拡大した形状とすること、流路間で径に差をつけること、あるいは材質の適切な選択や表面処理を行うことで流路内面の条件（インクとの接触角など）が流路間で異なっているようにすることなどによっても、同様の効果が期待できる。
【０１１９】
（基本構成の第４の実施形態）
図１３（ａ）および（ｂ）は、本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第４の実施形態に係る供給部の構成および動作を説明するための図である。
【０１２０】
本実施形態に係る供給部８０においても、接続部８１には第１の実施形態と同様に、その内部を２分割してインク流路８３およびエア流路８４を設けているが、インク流路８３のヘッド側開口位置がフィルタ面より下部に位置するように構成されている。
【０１２１】
従って、フィルタ上流領域に十分にインクが存在している場合には、図１３（ａ）中の矢印で示すようにインクが流れ、記録ヘッド２０に供給される。
【０１２２】
一方、図１３（ｂ）は、インクタンク（不図示）が空になった状態でもインク消費が行われた状態である。この図から明らかなように、インク流路８３のヘッド側開口８３ｈがフィルタ２３の面よりも鉛直方向に低く位置しているので、ヘッド側開口８３ｈ付近のインクは使用されずに溜まっており、よって常にインク流路８３のヘッド側開口８３ｈはインクに接触している状態となっている。
【０１２３】
従って、かかる構成では、（４）式の関係が満たされていれば常にエア排除が行われ、（７）式の関係を考慮した供給部内の負圧制御を行わなくても足りることになる。また、メニスカスを形成させない目的でインク流路のヘッド側開口がインクに常に接触しているようにするためのインク流路の長さを短縮することができる。
【０１２４】
（基本構成の第５の実施形態）
図１４（ａ）および（ｂ）は、本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第５の実施形態に係るインク供給システムを適用した流体系の構成および動作を説明する図である。
【０１２５】
以上の諸実施形態ではインクタンクにエア導入用のバルブ室が配設されており、インク供給とともにバルブ室からインクタンク内にエアを導入する構成であったが、本実施形態のインクタンク１０’には、図１４（ａ）に示すように、外部からのエア導入用のバルブ室が存在せず、実質的にインク収納室のみの構成となっている。供給部５０および記録ヘッド２０については第１の実施形態と同様の構成である。
【０１２６】
かかる形態では、シート部材１１、ばね部材４０および圧力板１４により適切な負圧が得られるように構成されることになり、式（４）の条件が満たされない限りは図１４（ｂ）のようにインク消費に伴ってシート部材１１がそのまま下方に変位して行くが、同式の条件が満たされれば、これまでの実施形態と同様にフィルタ上流領域のエアがインクタンク１０’側に移送され、インク供給経路から排除されることになるのは勿論である。
【０１２７】
（基本構成の第６の実施形態）
図１５（ａ）および（ｂ）は、本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第６の実施形態に係るインク供給システムの構成および動作を説明する図である。
【０１２８】
以上の諸実施形態では記録ヘッド側ないしインク供給部側にインク流路およびエア流路を有する接続部を設けたが、本実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様の構成を有するインクタンク１０Ａに対し、図１５（ａ）に示すようにインク流路部材５３Ａおよびエア流路部材５４Ａを設け、これらが同図（ｂ）に示すように供給部５０Ａ内に突入して装着される構成としている。かかる構成によっても第１の実施形態と同様の動作が行われ、同様の効果を得ることができる。
【０１２９】
なお、図示の例では、インク流路部材５３Ａおよびエア流路部材５４Ａを別体の部材としているが、先の諸実施形態と同様、内部を２分割して２つの流路を形成した接続部を用いてもよい。逆に、先の諸実施形態においても、別体のインク流路部材およびエア流路部材を用いてもよい。
【０１３０】
また、いずれの実施形態においても、流路の数は２つに限られず、３以上設けられるものでもよい。また、内部を複数に分割して複数の流路を形成する接続部とする場合にも、上例のように流路間の隔壁を直線状に形成するのみならず、同心円状に形成することで多重管構成の接続部とすることができる。
【０１３１】
さらに、内部を複数に分割して複数の流路を形成する接続部とする場合、気体の移送とインクの移動とが相互に干渉して円滑かつ迅速な気液交換を阻害しない限り、各流路が完全に区画されていなくても良い。
【０１３２】
（インクジェット記録装置の構成例）
図１６は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。
【０１３３】
本例の記録装置１５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸１５１，１５２によって、キャリッジ１５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ１５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ１５３には、上記のいずれかの実施形態を可とし、記録ヘッドないし供給部と、これに装着されてインクを供給するインクタンクとからなる液体供給システム１５４が搭載される。記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口１５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ１５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置１５０は、記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ、プラテン１５７上の用紙Ｐの記録領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。
【０１３４】
なお、記録ヘッドは、上述のように、インクを吐出するためのエネルギとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。
【０１３５】
キャリッジ１５３の移動領域における図１６中の左端には、キャリッジ１５３に搭載された記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）１５８が設けられている。回復系ユニット１５８には、記録ヘッドのインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持するための回復処理を行うことができる。また、画像形成とは別に、キャップ内に向かってインク吐出口からインクを吐出させることによって記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持する回復処理（予備吐出処理」ともいう）を行うこともできる。これら処理は、インクタンクが新たに装着された場合に上記（４）式または（７）式の条件を満たすようにするためにも行うことができる。
【０１３６】
（インクジェット記録装置の他の構成例）
図１６に示したようなインクジェット記録装置は、図１等のインク供給システムが採用されて吐出口からインクが鉛直方向下向きに吐出されるものである。しかし、記録ヘッドに向けてインクを円滑に供給する一方、記録ヘッドないしインク供給部に滞留する気体をインクタンクに円滑かつ迅速に移送できるよう構成が定められる限り、記録ヘッドを含む液体供給システムないしこれを適用するインクジェット記録装置の構成は適宜定められるものである。
【０１３７】
図１７は本発明を適用可能なインクジェット記録装置の他の構成例を説明するための主要部の模式的断面図である。
【０１３８】
図中、矢印で示すように上向きに搬送される記録媒体Ｐは、紙送りローラ２０８によって、記録部ヘッド２２０に対向する位置に配置されたプラテン２０９によって被記録面を規制されながら進み、その後、排紙ローラ２１２とこれと共働する補助ローラ２１３との間を通過し、排紙領域へと搬送されていく。紙送りローラ２０８と、排紙ローラ２１２とに支えられ、プラテン２０９に沿った領域では、記録媒体は記録装置の設置面に対しほぼ垂直な状態となり、この位置で記録ヘッド２２０による記録が行われる。なお、補助ローラ１３は、インクによる記録がなされた記録媒体の面との接触面積を極力小さくするために、拍車状に形成されている。
【０１３９】
かかる記録装置に適用される液体供給システムは、記録ヘッド２２０と、これと一体に設けられた液体供給部２５０と、これに着脱自在に装着されるインクタンク２１０とから構成されている。記録ヘッド２２０には、インクを吐出するための吐出口が複数配列されており、その配列方向は、記録媒体の搬送方向と平行、すなわち本例の場合垂直方向となっており、従って水平方向にインク吐出を行うものである。
【０１４０】
液体供給部２５０は記録ヘッド２２０と一体に構成され、記録ヘッド２２０に至る液体供給経路の途中には塵埃等を除去するためのフィルタ２２３が配置されている。また、上部には、第１の実施形態と同様の構成を有する接続部２５１が設けられ、この接続部２５１に対し封止部２１７を介してインクタンク２１０を装着することで、供給部２５０ないし記録ヘッド２２０側と、インクタンク２１０側との流体連通が行われる。
【０１４１】
インクタンク２１０は、一部に変形可能な可撓性膜（シート部材）２１１が配設されており、この部分と不撓性の外装２１５との間でインクを収納する空間を画成している。シート部材２１１の中央部分は平板状の支持部材である圧力板２１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。このシート部材２１１は、インク収納空間内におけるインク量の変化や圧力変動に応じて変形する。その際に、シート部材２１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、そのシート部材２１１の中央部分がほぼ垂直姿勢を保ったまま、図の左右方向に平行移動する。またインク収納空間内には、圧力板２１４を介してシート部材２１１を図の右方向に付勢する押圧力を作用することで、記録ヘッドのインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材２４０が設けられている。すなわち、このインクタンク２１０は、可動部分の変位ないし変形の方向が異なるだけで第１の実施形態で示したものとほぼ同様の構成を有する。なお、適宜内部に外気を導入するためのバルブ室については図示を省略している。
【０１４２】
以上の構成の液体供給システムがキャリッジ２６０に搭載され、ガイドシャフト２６１に沿って図面の垂直方向に往復移動が可能となっている。また、本実施形態の記録装置はシリアル型のインクジェット記録装置としているので、記録媒体Ｐへの画像形成は、記録ヘッド１ａの各記録素子からインクを吐出させながらキャリッジ１０を移動させる記録主走査と、記録媒体Ｐの搬送経路に沿った所定量の搬送とを、順次繰り返すことによって行われる。
【０１４３】
［特徴構成］
上述のような基本構成を採用することによって、記録ヘッドに対して密閉構造を持つインク供給経路内に残留する気体を円滑かつ迅速にインクタンク側に移送させると共に、滞留気泡に起因する問題点、すなわちインク供給の不良や混入気泡による吐出口の目詰まり等に起因した記録不良が生じないインクジェット記録装置を提供することができる。
【０１４４】
ところで、記録装置は使用時の姿勢が定まっているのが一般的であり、特にインクジェット記録装置においては、液体であるインクを用いることから、使用時の姿勢の制約が大きい。しかし実際には、様々な理由により図示の姿勢とは異なった状態で使用されることも考えられ、小型・可搬型の装置であれば一層その傾向が強く、また移動体の中での使用を考慮すれば、通常使用時の姿勢から傾いて使用されることは十分にあり得ることである。
【０１４５】
よって以下では、基本構成の気液交換機能をより有効に活用することもでき、さらに使用時の姿勢やインク吐出方向にも自由度を向上するための「特徴構成」について説明する。
【０１４６】
図１８は当該特徴構成に係る実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。このシステムは、概して基本構成の第１の実施形態（図１）と同様の構成を有しており、対応する各部には図１と同様の符号を付し、その説明は省略する。
【０１４７】
図１８の構成が図１と異なるのは、インク収納室１２内に突入した接続部５１を覆うように、一端が閉塞された筒状のインク導出器１８を設けた点である。このインク導出器１８は、例えば樹脂や金属材料で形成されたメッシュ状の部材であり、メッシュを構成する小孔の径は数十μｍ〜数ｍｍ程度に設定され、インクが小孔部でメニスカスを形成しやすいものとなっている。特に好ましいサイズは２０μｍ以上１ｍｍ以下であり、より好ましくは３０μｍ以上５００μｍである。
【０１４８】
但し、インクが完全に充填されているインクタンクの初期状態では、インク導出器１８は完全にインクに浸漬されており、メニスカスは形成されない。なお、インク導出器１８は、閉塞端がほぼ接続部５１側と対向する側面に近接するように軸方向の長さが設定されている。また、このインク導出器１８と干渉しないようにばね部材４０を支持する固定部材１９が設けられている。
【０１４９】
図１９〜図２１を用いてかかる構成の動作を説明する。図１８の初期状態から、記録ヘッド２０のインク吐出動作等に伴って、インクＩがインク収納容器１２から接続部５１を介して供給部５０内にインクが移動し、それによってシート部材１１ないし圧力板１４がインク収納空間の容積を減少させる方向に変位して行く（図１９）。インク消費の進行に伴い、シート部材１１の変位が飽和し、インク収納室１２内の負圧が高まって、バルブ室３０から外気が導入され、負圧調整が行われる。そして、インク収納室１２内のインク液面が低下し、インク導出器１８の一部が気体中に露呈する（図２０）。しかしその表面の多孔構造でメニスカスが形成されているので、インク導出器１８内のインク液面の低下は導出器外の液面低下に比して極めて緩やかであり、導出器内のインクは最後に消費されることになる（図２１）。
【０１５０】
次に、図２２はインクジェット記録装置が天地逆となった姿勢で使用されるときの、液体供給システムの一状態を示す。この状態程度のインク残量があったとしても、インクを吸収体等に保持させずにそのまま貯留するような構成では、液体導出器１８がなければ接続部５１のタンク側開口は気体で覆われてしまい、上方に位置することになる記録ヘッド２０にはインクを供給できず、すぐに吐出不能の状態となる。しかし本実施形態によれば、液体導出器１８の表面の小孔に形成されるメニスカスによりインク収納室内の気体が液体導出器１８内に進入できず、液体導出器１８内はほぼインクが満たされた状態を保ち、接続部５１を介しての供給部５０とのインク連通状態が保持されるので、インクをそのまま供給することができる。また、液体導出器１８の閉塞端部は、図示の状態で底部となる収納室側面に位置し、インクに浸漬された状態となる。よってその部分にはメニスカスが形成されず、インクがそのまま導出器１８の内部に導かれるので、インクで満たされた状態を比較的長く維持でき、従って記録ヘッド２０はインク吐出動作を続行することができることになる。
【０１５１】
ここで、基本構成との関係で留意すべき点は次の通りである。
図１に示したような状態でインクタンク１０に対し供給部５０から気体を移送できない構成では、供給部５０内に大量の気体が滞留し、図２２のように液体供給システムを天地逆にしたときに滞留していた気体がフィルタ２３下面全体に広がってしまう。すると、その部分で記録ヘッド２０へのインク連通が断たれ、すぐにインク吐出動作が停止してしまうことになる。
【０１５２】
しかし基本構成の項で述べたように、通常使用時の姿勢において上記式（４）または式（７）が満たされる状態では、供給部５０内の気体がインクタンク１０内に移送され、供給部５０内に滞留する気体の量を低減できる。よって、通常使用時の姿勢から、これとは異なる姿勢、すなわち天地逆のような極端な状態となっても、供給部５０内に残留する気体量では、図２２に示すようにフィルタ部分においてインク連通を断つには至らず、インク吐出動作を比較的長く維持できることになる。
【０１５３】
なお、供給部５０からインクタンク１０側に移送された気体は、導出器１８の表面の多孔構造によりメニスカスが形成されるために、導出器１８が囲む空間から収納室１２内に移動できない。外部からバルブ室３０を介してインク収納室１２に導入されていた気体が導出器１８内部に侵入した場合も同様である。それらのような気体は、記録装置ないし液体供給システムが通常の姿勢で使用される場合には問題とならず、また天地逆の姿勢で使用される場合にも、その量によっては図２２に示すように接続部５１のタンク側開口に至らない限り問題は生じない。
【０１５４】
しかし、より多くの気体が導出部１８内に存在する場合にも、図２２の如く天地逆ののような極端な状態で使用されることを考慮して、当該気体が接続部５１のタンク側開口に至らないよう、接続部５１のインクタンク１０に対する突入長を適切に定めること、接続部５１が突入するインクタンク側の空間を広くしてより多くの気体を溜めることできるようにすること、あるいは液体供給システムが天地逆となって気体が上方に移動するときにこれをトラップする部分を導出部１８に設けたりすることは好ましいことである。
【０１５５】
なお、液体導出器１８の構成は図１８のような筒状の構成に限られることなく、適宜定められ得るものであることは勿論である。
図２３は液体導出器の他の構成を説明するための液体供給システムの模式的断面図であり、接続部５１の突入空間からインク収納室１２を構成する内壁に沿わせて液体導出部１８’を配設したものである。かかる構成によれば、より広い範囲からインクを接続部５１のタンク側開口に効果的に導くことができるので、インク消費効率を高めることができる。また、液体供給システムが天地逆になるような姿勢で使用される場合でも、一点鎖線で示すようなエアトラップも形成しやすくなる。
【０１５６】
（その他）
上述のインク供給システムの基本構成の諸実施形態では、いずれも吸収体等にインクを保持させずにそのまま貯留ないし供給されるようにした構成を採用する一方、可動部材（シート部材、圧力板）とこれを付勢するばね部材とにより負圧発生手段を構成するとともに供給システム内を密閉構造とすることで、記録ヘッドに対して適切な負圧を作用するようにした。
【０１５７】
かかる構成は、吸収体により負圧を発生させる従来技術の構成に対して、容積効率が高く、かつインク選定の自由度も向上できるものである。また、そればかりでなく、近年の記録の高速化に伴って求められるインク供給の高流量化や安定化の要望にも好ましく応え得るものである。
【０１５８】
また、供給経路に滞留する気体を排除する目的に対しては、記録ヘッドから最も離れた最上流位置であるインクタンクにこれを移送するものとし、そのために複数の流路を介してインクタンクとインク供給経路とを連結するとともに、両者の圧力のバランスを利用することでインクタンクからのインク導出とインクタンクへの気体導入とが並行して行われるようにした。
【０１５９】
かかる構成によれば、供給経路内の滞留気体を、複雑な装置を必要とせず、部品点数の増加が少なく簡単な構造でありながら、円滑かつ迅速にインクタンク側に排除することができる。また、排除のタイミングも、気体がある程度蓄積すると圧力のバランスに従って自ずと行われるため、気体排除の信頼性が高いものである。
【０１６０】
また、気体排除の過程において、常にインクタンクの負圧を維持しているのでインクジェット記録ヘッドのインク吐出口などからの液体漏洩を確実に防止することができる。さらには、気体をインクタンク側に排除することによって、記録ヘッドの吐出口側からインク吸引を行うことで気体を排除する方法に比較してインク消費量を格段に減少させることができ、インク浪費を抑えて、ランニングコストの低減にも貢献するものである。
【０１６１】
加えて、供給経路に対して着脱可能に構成されたインクタンクを用いる場合において、従来は、交換操作時に供給経路側に気体が侵入することを防止するために、供給経路がインクで満たされている状態で、すなわちインクを完全に消費しきる前にインクタンクの交換を行っている場合が多かった。しかし上記構成によれば、交換操作時に供給経路内に気体が侵入しても、新たなインクタンクを装着すればそのインクタンクに対して容易に排除できるので、インクが完全に消費された後に交換を行うことができ、またこれにより、ランニングコストのさらなる低減できるのみならず、環境問題に対しても資するところが大きい。さらに、上述の実施形態においてはいずれも、通常の使用時の姿勢においてインクタンクを最も高所に配置し、供給部ないし記録ヘッドが低所に配置されている。これは、気液交換を迅速かつ円滑に、かつ簡単な構成で行う上で非常に好ましい配置である。
【０１６２】
なお、インクタンクの構成にもよるが、インクタンクに導入された気体は、これがインク供給経路に戻らず、インク供給が阻害されない位置であれば、インクタンク内のどこに貯留されてもよい。しかし、インクを吸収体などに含浸させずにそのまま貯留するようにした上記実施形態の構成は、導入された気体がそのままインクタンク内の最上部に位置することになるので、好ましいものである。
【０１６３】
そしてこのように、インクタンク内に吸収体が存在しない場合、タンクの容積そのものがインクの容量となりうるので、必要以上にインクタンクを大きくする必要がなく、またタンクの形状も比較的自由に設計できるのである。
【０１６４】
そして以上では、液体使用時および液体供給時の障害となる気体を、構造の複雑化を伴うことなく液体供給経路から排除できる基本構成に対して特徴構成を適用するものとして説明したが、液体であるインクをそのまま貯留し、供給するように構成されたシステムであれば、通常の姿勢とは異なった姿勢での使用の許容範囲を拡大すると言う観点から、本願発明が好ましく適用できることは勿論である。
【０１６５】
また、以上の説明では本実施形態の記録方式として、シリアル型のインクジェット記録装置を適用してきたが、本発明および本実施形態はこれに限定されるものではない。また、シリアル型でなくライン走査型の記録装置であっても本発明および本実施形態を適用することは可能である。さらに、液体供給システムは、インクの色調（色や濃度など）に対応して複数設けることができるのは言うまでもない。
【０１６６】
加えて、インクタンク（液体タンク）に導出器を設けた構成は、インクジェット記録装置（液体使用装置）使用時の姿勢に対する制限を緩和するものであり、この観点から上述のような複数の流路を介して液体タンクと供給経路側とを連通させる構造のみならず、例えば単一の流路を介してそれらが連通するような構造にも適用できることは勿論である。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果の少なくとも一つを得ることができる。
使用時の姿勢やインク吐出方向に自由度を与え得る液体タンクの構成を実現できる。特にこの液体（インク）を直接収納する場合の課題を解決するために、従来吸収体とフィルタと圧接によるものとはまったく発想を逆転した構造体を用いることで、直接収納方式および吸収体方式のそれぞれで生じていた課題をともに解決し、かつそれぞれが有していた利点は維持できるようにすること、すなわちインクの収容効率を高め、姿勢差制限をなくすことができる。
【０１６８】
さらに、液体使用部分に対して密閉構造を持つ液体供給システムにおいて、液体使用動作および液体供給動作の障害となる気体を、構造の複雑化を伴うことなく液体使用部から迅速かつ円滑に排除できるようになった。
【０１６９】
また、インクに色材として顔料を含むものを用いた場合は、エアーがタンクに輸送される際に、顔料粒子の沈降を拡散させ、インクの保存安定性や吐出の信頼性を確保できる。
【０１７０】
また、インクジェット記録装置に適用した場合、密閉構造のインク供給経路内に残留する気体を円滑かつ迅速にインクタンク側に移送させると共に、記録装置の実使用時においても、滞留気泡に起因する問題点、すなわちインク供給の不良や混入気泡による吐出口の目詰まり等に起因した記録不良を防止できる。
【０１７１】
さらに、そのような気体排除を行うための構成による効果とも相俟って、使用時の姿勢やインク吐出方向に自由度を与え得る構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第１の実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【図２】上記基本構成の第１の実施形態における気体除去過程を説明するための図であり、新しいインクタンクが供給部ないし記録ヘッドに未装着である状態を示す模式的断面図である。
【図３】上記基本構成の第１の実施形態における気体除去過程を説明するための図であり、図２の状態から、新たなインクタンクを装着した瞬間の状態を示す模式的断面図である。
【図４】上記基本構成の第１の実施形態における気体除去過程を説明するための図であり、記録ヘッドからインクを吐出させている状態を示す模式的断面図である。
【図５】上記基本構成の第１の実施形態における気体除去過程を説明するための図であり、図４のインク吐出あるいは排出が停止した状態を示す模式的断面図である。
【図６】上記基本構成の第１の実施形態における気体除去過程を説明するための図であり、図５の状態からインク移動と気体排出とが同時に進行している状態を示す模式的断面図である。
【図７】上記基本構成の第１の実施形態における気体除去過程を説明するための図であり、インク移動および気体排出が停止した状態を示す模式的断面図である。
【図８】上記基本構成の第１の実施形態におけるインク移動および気体排出の原理を説明するための説明図である。
【図９】図８とは異なった条件下での上記基本構成の第１の実施形態におけるインク移動および気体排出の原理を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第２の実施形態に係る液体供給システムに適用されるインク供給部の模式的断面図である。
【図１１】本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第２の実施形態に係る液体供給システムの構成および動作を説明するための模式的断面図である。
【図１２】本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第３の実施形態に適用されるインク供給システムに適用される接続部の主要部を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第４の実施形態に係る液体供給システムの構成および動作を説明するための模式的断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第５の実施形態に係る液体供給システムの構成および動作を説明するための模式的断面図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の特徴構成を適用し得る基本構成の第６の実施形態に係る液体供給システムの構成および動作を説明するための模式的断面図である。
【図１６】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図である。
【図１７】本発明を適用可能なインクジェット記録装置の他の構成例を示す模式的断面図である。
【図１８】本発明の特徴構成に係る実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【図１９】図１８の構成の動作を説明するための液体供給システムの模式的断面図である。
【図２０】図１８の構成の動作を説明するための液体供給システムの模式的断面図である。
【図２１】図１８の構成の動作を説明するための液体供給システムの模式的断面図である。
【図２２】天地逆となった姿勢で使用されるときの図１８の構成の動作を説明するための説明図である。
【図２３】本発明の特徴構成に係る他の実施形態による液体供給システムの模式的断面図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０’，２１０ インクタンク
１１，２１１ シート部材
１２ インク収納室
１３ 連通口
１４，２１４ 圧力板
１７ 封止部
１８ 液体導出器
１９ 固定部材
２０，２２０ 記録ヘッド
２２，２２３ フィルタ
３０ バルブ室
３１ バルブ室シート部材
３４ バルブ室圧力板
３５ バルブ室ばね部材
３２，３６ 連通口
３７ シール部材
４０ ばね部材
５０，５０Ａ，６０，８０，２５０ 供給部
５１，６１，７１，８１，２５１ 接続部
５３，６３，７３，８３ インク流路
５３ｈ インク流路ヘッド側開口
５３ｔ インク流路タンク側開口
５４，６４，７４，８４ エア流路
５４ｈ エア流路ヘッド側開口
５４ｔ エア流路タンク側開口
５３Ａ インク流路部材
５４Ａ エア流路部材
７５ 溝部材
１５０ インクジェット記録装置
１５４ 液体供給システム
１５３，２６０ キャリッジ
１５８ 回復系ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention, for example, supplies a liquid such as ink to a recording head or a pen as a liquid using unit from an ink tank or the like as a liquid storing unit without waste and stably, and further includes a gas existing in the liquid using unit. The present invention relates to a liquid communication structure for discharging liquid into a liquid storage section, a liquid supply system using the same, an ink jet recording apparatus using the system, and a liquid tank.
[0002]
[Prior art]
A liquid using apparatus, for example, an ink jet recording apparatus that forms an image on a recording medium by applying a liquid ink to the recording medium using an ink jet recording head has a relatively small noise at the time of recording and a small dot. Since it can be formed at a high density, it is used in many printings including color printing in recent years. As one form of such an ink jet recording apparatus, an ink jet recording head that receives supply of ink from an ink tank attached inseparably or separably, and a recording head mounted with the recording head in a predetermined direction with respect to a recording medium. A carriage for relatively scanning, and a conveying unit for relatively conveying (sub-scanning) the recording medium relative to the recording head in a direction orthogonal to the predetermined direction, and ejecting ink during a main scanning process of the recording head. In some cases, recording is performed by causing Furthermore, a recording head capable of discharging black ink and each color ink such as yellow, cyan, magenta, etc. is mounted on the carriage, and not only monochrome printing of a text image with black ink, but also changing the discharge ratio of each ink. Some have enabled full-color printing.
[0003]
Conventionally, various ink supply systems for directly storing ink have been proposed. However, since the liquid follows the principle of flowing downward due to gravity, the liquid storage structure has a supply port for supplying liquid to the outside almost at the bottom of the container. Most were provided. This is because, when the supply port is provided above, the liquid below the supply port is not supplied to the outside, and for this reason, the configuration of the container and the entire apparatus has been limited.
[0004]
On the other hand, without directly storing the ink, by using a porous body or a fibrous body in the storage container to hold the ink by its capillary force, and by gradually increasing the capillary force as it approaches the supply port, There has also been proposed a method of using up ink without being affected by a difference in attitude of the apparatus or a printing operation.
[0005]
In either case, since only the ink is supplied to the print head in the supply method, a filter is provided in the flow path leading to the print head to prevent dust and gas from flowing from the ink storage area. In the head area downstream from the filter, there is an ink supply path as an ink flow path through which ink flows directly. Originally, it is not desirable to mix gas in the supply path.
[0006]
However, in such an ink jet recording apparatus, there are cases where the ink enters the inside of the ink supply path, or there is a problem in appropriately discharging the gas such as air.
[0007]
Here, the gas entering the supply system is roughly classified into four types of generation factors.
1) those that enter from the ink discharge port of the print head or are generated by the discharge operation;
2) gas dissolved inside the ink is separated,
3) those that enter by gas permeation from the outside through the material constituting the supply path, and
4) What comes in when replacing the ink tank in the form of a cartridge,
It is.
[0008]
By the way, the ink flow path formed in the ink jet recording head is very fine, and therefore the ink supplied from the ink tank to the recording head is in a clean state in which foreign matter such as dust is not mixed. Is required. That is, in the case where foreign matter such as dust is mixed in, there is a problem that the foreign matter is clogged in a particularly narrow discharge port or a liquid path portion directly communicating with the ink flow path in the recording head. It may not be possible to perform a proper ink ejection operation, and it may be impossible to recover the function of the recording head.
[0009]
Therefore, in general, a filter member for removing foreign matter is arranged in an ink flow path between the print head and an ink supply needle protruding into the ink tank, and the filter member can prevent foreign matter from entering the print head. Often configured.
[0010]
On the other hand, in recent years, in order to realize high-speed printing, the number of ejection ports for ejecting ink has been increasing, and a drive signal applied to an element that generates energy for ejecting ink also has an increasingly higher frequency. Things are being adopted. For this reason, the consumption amount of ink per unit time is also rapidly increasing.
[0011]
Accordingly, the amount of ink passing through the filter member naturally increases, but in order to reduce the pressure loss due to the filter member, it is effective to partially expand the supply path and arrange a large-area filter member. is there. For this reason, if air bubbles are mixed in the supply path, the air bubbles are likely to stay in the space on the upstream side of the filter member in the enlarged portion and cannot be discharged, which causes a problem that the smooth supply of ink is hindered. . Further, the gas accumulated inside the supply path may become fine bubbles and mix into the ink guided to the ejection port, which may cause problems such as non-ejection of the ink.
[0012]
Therefore, it is highly desirable that the air remaining in the ink supply path be quickly removed, and there are several methods for that purpose.
[0013]
One of them is to perform a cleaning operation as described below.
The ink jet recording head performs printing by, for example, ejecting a liquid ink as a droplet from an ejection port arranged opposite to a recording medium, so that the ink viscosity increases due to evaporation of the ink solvent from the ejection port. Solidification of the ink, adhesion of dust to the discharge port, and mixing of bubbles into the liquid path inside the discharge port may cause clogging or the like of the discharge port, resulting in poor printing.
[0014]
For this reason, in the ink jet recording apparatus, a capping means for covering the discharge port of the recording head during the non-printing operation and the surface of the recording head having the discharge port (discharge port forming surface) are cleaned as necessary. A wiping member is provided. The capping means not only functions as a lid for preventing drying of the ink of the above-described ejection port when printing is stopped, but also when the ejection port is clogged, covers the ejection port forming surface with a cap member, for example, By applying a negative pressure by a suction pump communicating with the inside of the cap member, the ink is sucked and discharged from the discharge port to cause clogging due to solidification of the ink in the discharge port, and ink discharge due to thickened ink or mixed bubbles in the liquid path. It also has a function to eliminate defects.
[0015]
The forcible ejection of ink to eliminate these ink ejection failures is also referred to as a cleaning operation, which is performed when printing is restarted after a long period of suspension of the apparatus, or when the quality of a recorded image is deteriorated by a user. This process is performed when the cleaning switch is operated upon recognizing that the ink is forcibly discharged, and is a process that involves a wiping operation of the ejection port forming surface by a wiping member formed of an elastic plate such as rubber after the ink is forcibly discharged. .
[0016]
Then, at the time of initial filling for filling ink into the flow path or liquid path of the recording head for the first time, or at the time of a cleaning operation performed when the ink tank is replaced, a suction pump is applied to the capped discharge port forming surface. Attempts have been made to apply a large negative pressure by driving the ink at a high speed, thereby obtaining a high flow velocity in the ink supply path to discharge the retained bubbles.
[0017]
However, as the area of the filter member for suppressing the dynamic pressure of the filter member increases, the cross-sectional area of the flow passage also increases. Therefore, even when a large negative pressure is generated in the flow passage in the above-described cleaning operation, a high flow velocity is generated. Since it does not occur, it is extremely difficult to remove the residual bubbles from the discharge port side with a suction pump. In other words, as a condition for bubbles to pass through the filter due to the flow of ink by the suction pump, a predetermined flow rate is required for the ink passing through the filter. To generate this, a large pressure difference must not be generated on both sides of the filter. Not be. To realize this, it is usually considered to reduce the filter area to increase the flow path resistance or to increase the flow rate of the suction pump. However, if the filter is reduced, the supply performance to the head is impaired, and If the gas is to be removed at a flow rate, a large amount of ink is discharged, and the ink is unnecessarily consumed.
[0018]
Therefore, two other methods of removing bubbles are considered: a method of directly discharging the air to the outside, and a method of moving the ink to the ink tank side and keeping the ink at a site in the tank which does not hinder the ink supply. Of these, the former has a configuration in which a communication port to the outside is provided in the supply path, but this is not a preferable method for the following reasons.
[0019]
That is, in an ordinary ink jet recording apparatus, a capillary force generating member such as an absorber is provided in an ink tank or a flexible ink storage is provided in order to prevent undesired leakage of ink from an ejection port. In many cases, a negative pressure is generated in the ink storage space of the ink tank by arranging an elastic member such as a spring on the bag and applying a biasing force in the direction of expanding the internal volume. In such a case, if a simple communication port is arranged in the supply path for removing bubbles, the negative pressure will be released due to the intrusion of air from the communication port. This is because it is necessary to provide a pressure adjusting valve and the like, and the structure of the ink supply system and the structure of the recording apparatus using the ink supply system become complicated and large. Also, in order to prevent ink from leaking from the communication port for discharging air bubbles, it is necessary to provide a water-repellent film or the like that allows gas to pass but not liquid, or the communication port only when bubbles remain. This is because a device (such as a bubble amount detection mechanism or a communication port opening / closing mechanism) that opens and discharges air is required, and this increases the manufacturing cost and the complexity and size of the structure.
[0020]
On the other hand, consider moving bubbles to the ink tank side. At this time, if the amount of ink corresponding to the volume of the bubbles moving to the ink tank can be transferred to the head side, there is no change in the volume of the ink tank, and the generated negative pressure is kept constant, and the ejection port is discharged to the recording head. This is preferable because a negative pressure balanced with the holding force of the meniscus formed on the surface can be applied. Further, if the ink tank is of a cartridge type, it can be replaced with a new one when the remaining amount of ink to be stored is exhausted, so that it can be said that the configuration can completely remove gas from the ink supply system. .
[0021]
Here, in order to smoothly transfer the gas to the ink tank side, the upstream portion of the filter member in the enlarged portion is formed, for example, in a tapered shape further upstream, that is, the ink supply from the ink supply needle. It is also considered effective to form the passage so that it does not suddenly expand toward the position where the filter member is provided.
[0022]
However, in an ink jet recording apparatus widely used for consumer use, an ink tank in the form of a cartridge containing black ink and color ink can be detachably mounted to a recording head or a carriage on which the recording head is mounted. In many cases, for example, the ink cartridge is configured such that a hollow ink supply needle mounted upward on a carriage is inserted into the ink cartridge so that ink can be supplied to the recording head. Therefore, the diameter of the ink supply needle connecting the ink cartridge and the recording head becomes a problem. In other words, a thin supply needle is required in order to simplify the operation of mounting the cartridge. However, in the case of a thin tube, the meniscus force is increased, so that bubbles cannot be moved smoothly.
[0023]
By the way, some proposals have been made on a mechanism for moving gas to the ink tank side.
[0024]
For example, in Patent Document 1, the recording head side is divided into a first chamber having an air communication port and a second chamber having a capillary force generating member, and the first chamber and the ink tank are opened on the first chamber side. There is disclosed a configuration in which air is supplied from one of the communication paths to the ink tank side by connecting two or more communication paths having different heights. In such a configuration, a negative pressure is applied to the head by a head difference between the first chamber and the second chamber, or a capillary force generating member disposed in the second chamber, and an air communication port is provided in the first chamber. Can be arranged.
[0025]
However, the configuration of Patent Literature 1 aims to introduce the atmosphere in accordance with the ink supply in order to use up the ink in the ink tank that does not deform, and to eliminate bubbles remaining in the ink supply path. Not something. In particular, the first chamber serving as the ink supply path is open to the atmosphere through the atmosphere communication port, so that no negative pressure is generated. The first chamber is always in contact with the atmosphere, and a predetermined negative pressure is applied to the head as in the present application. Therefore, unlike a system in which the ink storage unit and the ink supply unit are substantially sealed, there is no recognition of the problem of gas mixing peculiar to the sealed supply system. That is, the technique disclosed in the above document cannot be applied to transfer the gas from the ink supply path, particularly from the second chamber or the recording head side, to the ink tank.
[0026]
Further, as another proposal, in Patent Document 2, when the negative pressure generating member storage chamber and the liquid storage chamber are made separable, a gas priority introduction path and a liquid discharge path are arranged in a communication part connecting the two. In addition, a configuration has been disclosed in which gas can be reliably introduced. However, this document also discloses a configuration in which a capillary force generating member and an air communication port are arranged between the ink tank and the recording head. Is an ink supply path of an open-to-atmosphere system that freely enters and exits, and the technique disclosed in the document cannot be applied even from the viewpoint of eliminating bubbles remaining in the ink supply path peculiar to a closed system.
[0027]
Further, Patent Document 3 discloses an ink container (ink container 50) having a liquid outlet pipe (drain conduit 66, 72, 74) and a gas inlet pipe (vent conduit 76, 82, 84) projecting downward. The liquid outlet pipe has an upper opening on the bottom surface of the inner wall of the storage container, and the gas outlet pipe has an opening disposed inside the storage space of the storage container. An object of the technique disclosed in the document is a configuration of a system for refilling ink in a member (14) having reservoirs (16, 18, 20), using an ink supply path or ink downstream of the reservoir. It is not intended to remove air bubbles remaining in the portion where the air bubbles are generated. Also, it is considered that if a meniscus is formed in the liquid outlet pipe and the gas inlet pipe since the lower opening heights thereof are equal to each other, the liquid or gas cannot move. Further, since there is no communication port for communicating the inside of the ink container and the member 14 with the atmosphere and there is no element for adjusting the negative pressure, the negative pressure inside the ink rapidly increases as the use of the ink is continued. This is based on the principle that the ink cannot be supplied to the portion where ink is used.
[0028]
Further, in Patent Document 4, a replenishment tank for replenishing ink with a reservoir tank having a negative pressure generating member storage chamber and an ink storage chamber can be connected, and an upper part and a lower part of a space of the ink storage chamber are provided. When the replenishment tank is connected at the lower part, ink is introduced from the replenishment tank into the ink storage chamber via the lower liquid communication pipe, while air is supplied from the ink storage chamber to the replenishment tank side via the upper gas communication pipe. A configuration adapted to be introduced is disclosed. However, even in this document, there is essentially no difference from Patent Documents 1 and 2 in the configuration in which the negative pressure generating member and the air communication port are arranged between the ink storage chamber and the recording head. The technique disclosed in the document cannot be applied without even the viewpoint of eliminating bubbles remaining in the ink supply path.
[0029]
[Patent Document 1]
JP-A-5-96744
[0030]
[Patent Document 2]
JP-A-11-309876
[0031]
[Patent Document 3]
US Patent No. 6,347,863
[0032]
[Patent Document 4]
JP-A-10-29318
[0033]
[Patent Document 5]
JP-A-5-345425
[0034]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the case of a container for directly storing a liquid, since the liquid follows the gravity, a supply port for taking out the ink to the outside is usually provided at the lower portion or the bottom portion with respect to the vertical direction, and is not provided at the side portion or the upper portion. Therefore, there is a restriction on the posture when using the apparatus, and there is a case where not all the ink can be used up to the end by placing the apparatus obliquely or performing a recording operation.
[0035]
Also, by not storing ink directly, using a porous body or a fibrous body in the storage container to hold the ink by its capillary force, and by gradually increasing the capillary force as it approaches the supply port, A method of using up the ink without being affected by the attitude difference of the apparatus and the recording operation has also been proposed, but due to the volume of the porous body or the fibrous body and the insufficient filling of the ink, the storage efficiency is low, There was also a problem that ink remained. Furthermore, the dust removal filter used in these systems has a very fine mesh structure of several tens of micrometers or less in order to trap fine dust as described above. The pressure loss becomes greater as the ink passes through the ink at a higher speed, and the ink supply to the head is hindered.
[0036]
On the other hand, Patent Document 5 has been proposed for the purpose of reducing pressure loss while maintaining a function of restricting passage of dust and gas through a filter. However, the essence of the technique disclosed in this document is based on the premise that the absorber such as a porous body is pressed against the filter, and cannot be applied to a system in which ink is directly stored without using a porous body or the like.
[0037]
Further, Patent Documents 1 to 4 described above disclose the introduction of a gas into an ink tank. However, the gas remaining in an ink supply path having a closed structure in a use state is smoothly transferred to the ink tank side. None of the purposes of transport and retention are met.
[0038]
The present invention has been made in view of the various problems described above, and has as its object to achieve at least one of the following.
[0039]
To provide a configuration capable of giving a degree of freedom to a posture at the time of use and an ink ejection direction. In particular, in order to solve the problem in the case of directly storing the liquid (ink), by using a structure that completely reverses the idea of a conventional absorber and a filter by pressure contact, the direct storage method and the absorber method are used. To solve the problems that have occurred in each of them and to maintain the advantages of each of them, that is, to increase the ink storage efficiency and eliminate the restriction on the difference in posture.
[0040]
In a liquid supply system having a closed structure with respect to a liquid use part, a gas that hinders the liquid use operation and the liquid supply operation can be quickly and smoothly removed from the liquid use part side without complicating the structure. To do.
[0041]
The gas remaining in the ink supply path of the closed structure is smoothly and promptly transferred to the ink tank side, and even during actual use of the recording apparatus, problems caused by stagnant bubbles, that is, defective ink supply or mixed bubbles Provided is an ink jet recording apparatus which does not cause recording failure due to clogging of an ejection port or the like.
[0042]
An object of the present invention is to provide a configuration capable of giving a degree of freedom to a posture at the time of use and an ink ejection direction in combination with the effect of the configuration for eliminating such gas.
[0043]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the liquid tank of the present invention is a liquid tank having a substantially sealed structure except for a supply port for supplying the liquid stored therein to the outside, and is provided inside the space for storing the liquid. A liquid outlet for guiding the liquid to the supply port.
[0044]
Here, the liquid outlet may have a hollow portion inside, and the surface may be a thin plate structure having a large number of small holes that generate a meniscus force larger than the head difference of the liquid storage container or more. it can.
[0045]
In other words, this liquid outlet has a large number of small holes on its surface that generate a meniscus that can overcome the head difference due to the height of the liquid tank size, and the inside has almost no flow path loss with respect to the liquid flow. It has no hollow structure and is attached so as to cover the supply port for taking out ink from the ink tank, and is arranged to guide most of the ink to the supply port regardless of the difference in the attitude of the tank. The size of the small holes is not less than 20 μm and not more than 1 millimeter (mm) in order to eliminate the need for a function of restricting dust and to cause almost no flow resistance, and to obtain the above meniscus force. More preferably, it is 30 μm or more and 500 μm.
[0046]
Alternatively, the liquid lead-out device may be a mesh-shaped member disposed inside a space for storing the liquid and covering the supply port.
[0047]
In these, the member may be extended to the vicinity of a side wall facing the side wall provided with the supply port.
[0048]
Here, the liquid outlet may be a cylindrical member having one end opened, and may be arranged so as to cover the supply port by the open end side.
[0049]
Alternatively, the liquid outlet may be arranged along a tank inner wall from a position covering the supply port, including a side wall opposite to a side wall provided with the supply port.
[0050]
In addition, the liquid storage space may be defined, and at least a part of the movable member may be displaced in a direction in which the internal volume of the storage space is reduced as the liquid is supplied.
[0051]
Here, it is possible to have an urging member for urging the movable member in a direction opposite to the direction of the displacement.
[0052]
In the above, it is possible to have a valve mechanism capable of introducing an external gas into the storage space with the supply of the liquid.
[0053]
Further, the present invention is a liquid communication structure for liquid communication between the liquid tank of any of the above forms and a liquid using unit using the liquid, wherein the liquid communication structure includes the liquid storage unit and the liquid storage unit, respectively. A plurality of communication paths communicating with the liquid using unit are provided, and the liquid storage unit side is closed due to the presence of the liquid in the liquid storage unit, and the liquid using unit side is connected to the liquid using the liquid in the liquid using unit. The presence forms a substantially closed space, and in a state where a gas exists in the closed space, the gas can be transferred to the liquid storage unit through a part of the plurality of communication paths. And
[0054]
Here, in a state where gas is present in the vicinity of at least a part of the plurality of communication passages on the side of the liquid use part, the liquid storage part is separated from the liquid storage part through a part of the plurality of communication paths. At the same time as the liquid moves, the gas is transferred to the liquid storage unit via another part of the plurality of communication paths.
[0055]
Then, in a state where gas is present in the vicinity of at least a part of the plurality of communication paths near the liquid use part, the liquid from the liquid storage part to the liquid use part through a part of the plurality of communication paths. As the liquid moves and the gas pressure in the liquid using section increases, the gas is transferred to the liquid storage section via a communication path of another part of the plurality of communication paths. Things.
[0056]
Further, in the posture when the liquid is used, in the vertical direction, the liquid communication structure may be positioned substantially lower than the liquid storage portion, and may be positioned substantially higher than the liquid usage portion. it can.
[0057]
Further, the present invention resides in a liquid supply system that can supply the liquid from the liquid storage section to the liquid use section by using any one of the liquid communication structures described above.
[0058]
Here, the liquid using section is an ink jet recording head for performing recording by discharging ink as the liquid, and supplies the ink supplied from the liquid tank that stores ink as the liquid to the ink jet recording head. Can be a guide.
[0059]
Further, the recording head may be integrally formed so as to be separable.
[0060]
In addition, the present invention uses such a liquid supply system, and in a posture during use, in the vertical direction, the plurality of communication paths are located substantially higher than the liquid supply path, and the liquid tank is further provided with the liquid tank. An ink jet recording apparatus which performs recording while holding the liquid supply system so as to be positioned substantially higher than a plurality of communication paths.
[0061]
Furthermore, the present invention relates to an ink jet recording head for performing recording by discharging ink as a liquid, characterized by integrally having any one of the above-described liquid communication structures.
[0062]
Here, the ink jet recording apparatus may have a form of a cartridge that is detachable from the ink jet recording apparatus.
[0063]
In addition, the liquid tank of the present invention has the form of a cartridge that forms the liquid storage portion connected to the liquid communication structure of any one of the above forms, and is connectable to the liquid communication structure via the plurality of communication passages. It is characterized by the following.
[0064]
Further, the liquid tank of the present invention has a form of a cartridge connectable to the liquid communication structure of the ink jet recording head through the plurality of communication paths.
[0065]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, some embodiments in which the present invention is applied to an inkjet recording apparatus will be described with reference to the drawings.
[0066]
In this specification, the term “record” refers to not only a case where significant information such as characters and figures are formed, but also a matter that is significant or insignificant, and is also manifested so that humans can perceive it visually. Regardless of whether or not the image, pattern, pattern, or the like is formed on a recording medium widely, or when the recording medium is processed.
[0067]
In addition, the “recording medium” includes not only paper used in general recording apparatuses but also a wide range of materials that can accept ink, such as cloth, plastic films, metal plates, glass, ceramics, wood, and leather. It should be noted that, hereinafter, it is also referred to as “paper” or simply “paper”.
[0068]
In the following embodiments, ink is described as an example of the liquid used in the liquid supply system of the present invention. However, the applicable liquid is not limited to ink, and is applicable to, for example, the inkjet recording field. Needless to say, it includes a processing liquid for the recording medium.
[0069]
Hereinafter, in a liquid (ink) supply system having a closed structure with respect to a liquid use portion (print head), a gas that hinders the liquid use operation (recording operation) and the supply operation is supplied without complicating the structure. The “basic configuration” for quickly and smoothly removing the component from the route, and the configuration can be preferably applied to such a configuration. The present invention will be described in terms of "characteristic configurations" that can be given.
[0070]
[Basic configuration]
(First Embodiment of Basic Configuration)
FIG. 1 is a schematic sectional view of a liquid supply system according to a first embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied.
[0071]
The ink supply system of the embodiment shown in FIG. 1 generally includes an ink tank 10 as a liquid container, an ink jet recording head (hereinafter, simply referred to as a “recording head”) 20, and an ink supply path communicating between them. And a supply unit 50 to be formed. The supply unit 50 may be integral with the recording head 20 so as to be separable or non-separable. The supply unit 50 is provided on a carriage on which the recording head 20 is mounted. In the above, the ink supply path from the ink tank 10 to the recording head 20 may be closed.
[0072]
The ink tank 10 generally includes two chambers, an ink storage chamber 12 and a valve chamber 30 in which an ink storage space is defined. The interiors of both chambers are communicated with each other via a communication passage 13. Then, ink for discharging from the recording head is stored in the ink storage chamber 12, and is supplied to the recording head with the discharging operation.
[0073]
In the ink storage chamber 12, a deformable flexible film (sheet member) 11 is provided in a part, and a space for storing ink is defined between this part and the inflexible exterior 15. ing. An outer space with respect to the ink storage space as viewed from the sheet member 11, that is, a space above the sheet member 11 in the drawing is opened to the atmosphere and made equal to the atmospheric pressure. Further, the inside of the ink storage space forms a substantially closed space except for a connection portion to a supply member provided below and a communication passage 13 to a valve chamber.
[0074]
The shape of the central portion of the sheet member 11 of this example is regulated by a pressure plate 14 which is a flat support member, and the peripheral portion thereof is deformable. The central portion of the sheet member 11 is formed in a convex shape in advance, and the side surface shape is substantially trapezoidal. As will be described later, the sheet member 11 is deformed according to a change in the amount of ink in the ink storage space or a change in pressure. At this time, the peripheral portion of the sheet member 11 expands and contracts in a well-balanced manner, and the central portion of the sheet member 11 moves in a vertical direction in the drawing while maintaining a substantially horizontal posture. As described above, since the sheet member 11 is smoothly deformed (moved), no shock is generated due to the deformation, and no abnormal pressure fluctuation occurs in the ink storage space due to the shock.
[0075]
Further, by applying a pressing force for urging the sheet member 11 upward in the drawing via the pressure plate 14 in the ink storage space, the holding force of the meniscus formed in the ink discharge portion of the recording head is balanced. A spring member 40 in the form of a compression spring for generating a negative pressure within a range in which the ink ejection operation of the recording head is possible is provided. At the same time, when the volume of the air in the ink storage chamber fluctuates due to environmental changes (ambient temperature and atmospheric pressure), it is received by the displacement of the spring and the sheet, so that the negative pressure in the chamber does not fluctuate greatly. The state shown in FIG. 1 shows a state in which the ink storage space is almost completely filled with ink. However, in this state, the spring member 40 is in a compressed state, and an appropriate negative pressure is stored in the ink storage space. It is assumed that pressure is generated.
[0076]
The valve chamber 30 includes a one-way valve for introducing gas (air) from the outside when the negative pressure in the ink tank 10 becomes higher than a predetermined value and for preventing ink from leaking from the ink tank 10. Is done. The one-way valve is provided with a pressure plate 34 having a communication port 36 and serving as a valve closing member, and a sealing member 37 fixed at a position facing the communication port 36 on the inner wall of the valve chamber housing and capable of sealing the communication port 36. And a sheet member 31 joined to the pressure plate and penetrated by the communication port 36, and also substantially inside the valve chamber 30 except for the communication port 13 to the ink tank 10 and the communication port 36 to the atmosphere. Maintains a closed space. The space in the valve chamber housing on the right side of the figure from the seat member 31 is opened to the atmosphere by the atmosphere communication port 32 and is made equal to the atmospheric pressure.
[0077]
The sheet member 31 is deformable at a peripheral portion other than a portion joined to the pressure plate 34 at a central portion, has a convex central portion, and has a substantially trapezoidal side shape. With such a configuration, the movement of the pressure plate 34 as the valve closing member in the left-right direction in the figure is smoothly performed.
[0078]
Inside the valve chamber 30, a spring member 35 is provided as a valve regulating member for regulating the opening operation of the valve. Also in this case, the spring member 35 is in a slightly compressed state, and the pressure plate 34 is pushed rightward in the drawing by the reaction force of the compression. Due to the expansion and contraction of the spring member 35, the sealing member 37 is brought into close contact with and separated from the communication port 36, thereby providing a function as a valve. Further, gas from the atmosphere communication port 32 to the inside of the valve chamber 30 through the communication port 36 is provided. It has a one-way valve mechanism that allows only introduction.
[0079]
Here, as the seal member 37, any material may be used as long as the communication port 36 is securely sealed. That is, at least a portion that is in contact with the communication port 36 has a shape that maintains flatness with respect to the opening surface, or has a rib that can be in close contact with the periphery of the communication port 36, and further has a tip inside the communication port 36. Any shape may be used as long as it can secure the close contact state, such as a shape having a shape that allows the communication port 36 to enter and close the communication port 36, and the material is not particularly limited. However, since this close contact is achieved by the extension force of the spring member 35, it is easy to follow the sheet member 31 and the pressure plate 34 which move by the action of the extension force, that is, elasticity such as rubber having contractility. It is more preferred to form the sealing member with the body.
[0080]
In the configuration of the ink tank 10, the ink consumption proceeds from the initial state where the ink is sufficiently filled, the negative pressure in the ink storage chamber 12, the force applied by the valve regulating member in the valve chamber 30, and the like. At the moment when the ink consumption is further continued from the balanced state and the negative pressure is further increased, the communication port 36 is opened, the air flows in, and the components are designed so as to be taken into the ink storage space. By taking in the atmosphere, the volume in the ink storage chamber 10 can be increased because the sheet member 11 or the pressure plate 14 can be displaced upward in the drawing, and at the same time, the communication is made by reducing the negative pressure. The mouth 36 is closed.
[0081]
Further, even if a change in the surrounding environment of the ink tank, for example, a rise in temperature or a decrease in pressure, occurs, the amount of space between the maximum displacement position below the sheet member 11 or the pressure plate 14 and the initial position is equal to or less than the initial position. Since the expansion of the entrapped air is allowed, in other words, the space corresponding to the volume functions as a buffer area, so that the rise in pressure due to a change in the surrounding environment is reduced, and the ink leaks from the discharge ports. Can be prevented.
[0082]
In addition, since the internal volume of the ink storage space decreases as the liquid is drawn from the initial filling state and the outside air is not introduced until the buffer area is secured, sudden changes in the surrounding environment, vibrations, No ink leakage occurs even if the ink is leaked. Further, since the buffer area is not reserved in advance from the state where the ink is not used, the volume efficiency of the ink container is high, and a compact configuration can be achieved.
[0083]
In the illustrated example, the spring 40 in the ink storage chamber 12 and the spring 35 in the valve chamber 30 are both schematically shown as coil springs, but it is a matter of course that other forms of springs can be used. . In particular, for example, a conical spring may be used, or a leaf spring may be used. Further, when a leaf spring is used, a pair of leaf spring members having a substantially U-shaped cross section may be combined with the U-shaped open ends corresponding to each other.
[0084]
The connection between the recording head 20 and the ink tank 10 is made by inserting the connecting portion 51 of the supply section 50 provided integrally with the recording head in the illustrated example into the ink tank 10. As a result, the two are fluidly connected, and ink can be supplied to the recording head 20. A sealing member 17 made of rubber or the like is attached to the opening on the ink tank side through which the connection portion 51 is inserted. The sealing member 17 is in close contact with the periphery of the connection portion 51 to prevent ink from leaking from the ink tank 10, and The connection between the ink tank 51 and the ink tank 10 is secured. Note that a slit or the like may be formed in the sealing member 17 in advance at the insertion position in order to facilitate the insertion of the connection portion 51. When the connection portion 51 is not inserted, the slit is closed by the elastic force of the sealing member 17 itself, thereby preventing leakage of ink.
[0085]
The connection portion 51 is a hollow needle-like member whose inside is divided into two parts along the axial direction, and an opening position (hereinafter, referred to as a tank-side opening position) of each of the hollow portions that is positioned on the upper side, that is, in the ink storage chamber 12. Have substantially the same height in the vertical direction, but have a different height at the opening position on the lower side, that is, in the supply unit connected to the head (hereinafter referred to as the head-side opening position). Hereinafter, the flow path (the right flow path in the drawing) in which the head side opening position in the supply unit 50 is relatively lower in the vertical direction is the ink flow path 54, and the head side opening position is the upper side in the vertical direction. Is referred to as an air flow path 54. In the air bubble elimination process, ink is mainly led out from the ink flow path 53 to the recording head side, and the air flow path 54 This is because air is transferred to the ink tank side, and both ink and air are moved in each flow path as described later. That is, the names of these flow paths do not mean that they are dedicated to each fluid.
[0086]
The ink supply path in the supply unit 50 has a cross section that gradually expands from the connection (upstream) side with the ink tank 10 and decreases toward the recording head 20 (downstream). A filter 23 is provided at the maximum enlargement portion of the ink supply path to prevent impurities mixed in the supplied ink from flowing into the recording head 20. The gas-liquid interface in the supply section 50 formed by the stagnation of the gas is larger than the cross-sectional area of the flow paths 53 and 54. By doing so, when the head difference of the ink in the ink tank 10 is applied to the ink in the supply unit 50 through the flow path 53, the pressure of the gas existing in the supply unit 50 is further increased, and The gas can be easily discharged toward the ink tank 10.
[0087]
The recording head 20 has a predetermined direction (for example, a direction different from the moving direction in the case of a serial recording method in which the recording head 20 is mounted on a member such as a carriage and performs a discharging operation while relatively moving with respect to the recording medium). 2), a plurality of discharge ports, a liquid path communicating with each discharge port, and an element which is disposed in the liquid path and generates energy used for discharging ink. Here, the method of ejecting ink in the recording head, that is, the form of the energy generating element is not particularly limited. For example, an electrothermal converter that generates heat in accordance with energization is used as the element, and the generated thermal energy is used for ink ejection. It may be used for. In this case, the heat generated by the electrothermal transducer causes film boiling in the ink, and the foaming energy at that time allows the ink to be ejected from the ink ejection port. Alternatively, an electromechanical conversion element such as a piezo element that deforms in response to application of a voltage may be used, and ink may be ejected using the mechanical energy.
[0088]
The recording head 20 and the supply unit 50 may be integrated so as to be separable or inseparable, or may be configured separately and connected via a communication path. When integrated, a cartridge that can be attached to and detached from a mounting member (for example, a carriage) in the recording apparatus can be used.
[0089]
The process of removing air bubbles from the ink tank according to the present embodiment with the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0090]
FIG. 2 shows a state in which a new ink tank 10 is not mounted on the supply unit 50 or the recording head 20. Here, the ink tank 10 is completely filled with the ink I, a negative pressure is generated by the spring member 40, and the sheet member 11 projects outside the ink tank. On the recording head 20 side, even if the ink tank 10 mounted so far becomes empty, recording is performed using the ink remaining in the supply unit 50, so air enters from the ink tank side, The gas is stored at the upper part in the upstream region of the filter 23 in the supply part 50.
[0091]
FIG. 3 shows a state at the moment when a new ink tank 10 is mounted from the state of FIG. Since the recording head 20 or the supply unit 50 side is open to the atmosphere, the gas pressure in the upstream region of the filter 23 is equal to the atmospheric pressure. On the other hand, the pressure inside the ink tank is lower than the atmospheric pressure (negative pressure) by the spring member 40. As a result, at the moment the ink tank 10 is mounted, a part of the gas in the upstream area of the filter 23 moves into the ink storage chamber 12 and accumulates in the upper part thereof, and the pressure between the ink storage chamber 12 and the supply unit 50 increases. Averaged. However, the ink forms a meniscus in each of the ink flow path 53 and the air flow path 54 of the connecting portion 51, and the movement of the gas is stopped when the pressure balance is balanced by the meniscus. Depending on the volume of gas on the supply unit side, gas removal may be completed in this state, but in the case shown, the volume of gas is large and the gas to be removed remains.
[0092]
FIG. 4 schematically shows a state where ink is ejected from the recording head 20 as, for example, droplets. When the ink is ejected, the negative pressure in the recording head 20 or the supply unit 50 increases, breaking the meniscus of the ink formed in the connection unit 51, and moving the ink from the ink tank 10 toward the supply unit 50. Accordingly, the inner volume of the ink storage chamber 12 decreases, and the sheet member 11 is deformed downward while being regulated by the pressure plate 14. Thereby, the spring member 40 is compressed, and the negative pressure in the ink storage chamber 12 is also increased.
[0093]
Here, in the present embodiment, the diameters of the ink flow path 53 and the air flow path 54 are substantially equal to each other, so that the pressure loss in the flow path is large with respect to the negative pressure in the recording head 20 or the supply unit 50. There is no difference, and ink is supplied from each of the flow paths. In the illustrated state where the head side opening 53h of the ink flow path 53 is in contact with the ink, the ink flows from the ink flow path 53 as it is, while bubbles generated in the supply unit 50 or the recording head 20 move to the filter upstream area. , And stay in the region, that is, the upper portion of the supply unit 50 together with the gas that has already remained. In this state, the ink forms a meniscus at the position of the head side opening 54h of the air flow path 54, but drops if the negative pressure in the recording head 20 or the supply unit 50 is high. In the present embodiment, the connection portion 51 is filled with ink by ink ejection accompanying the printing operation or ink ejection (preliminary ejection) performed as an operation other than the printing operation. This state can be obtained by sealing the outlet forming surface with a cap member and discharging the ink from the discharge port by a suction pump.
[0094]
FIG. 5 shows a state in which ink ejection or ink suction from the ejection port forming surface side has stopped. In this state, due to the head difference, a force is generated in the ink flow path 53 to cause the ink to move to the supply unit 50, and a force is generated in the air flow path 54 to cause the air to be discharged to the ink tank 10 side. . The theoretical description of this state will be described later.
[0095]
FIG. 6 shows a state in which the movement of the ink to the supply unit 50 and the discharge of the air to the ink tank 10 side are simultaneously proceeding by these forces.
[0096]
FIG. 7 shows a state in which the gas-liquid interface in the upstream region of the filter has risen to the position of the head-side opening 54h of the air flow path 54. Then, in this state, the movement of the ink and the discharge of the air are stopped.
[0097]
The pressure balance of each part in the state of FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a state in which ink movement and air elimination are performed. In FIG. 8, for the sake of explanation, it is assumed that this state is assumed to be stationary.
[0098]
Consider the pressure of the gas remaining in the upstream region of the filter. Assuming that the pressure of the bubbles in the ink storage chamber 12 is P and the pressure due to the head difference between the ink interface in the ink storage chamber 12 and the ink interface in the upstream area of the filter is Hs, the pressure of the gas in the upstream area of the filter is P + Hs which is larger than the pressure of the gas by Hs. This is an increase in pressure due to the closed structure of the supply unit 50 or the recording head 20 side, and there is an air communication port between the ink tank and the recording head as in the above-described related art (for example, Patent Document 1). This does not occur in such a configuration.
[0099]
Next, considering the pressure balance at the meniscus position of the head side opening 54h of the air flow passage 54, the pressure acting downward is P + Ha, and the pressure acting upward is the gas pressure P + Hs described above. Therefore, the pressure difference in the up-down direction and the pressure Ma caused by the meniscus and represented by the following equation are balanced.
Ma = 2γcosθa / Ra (1)
Here, γ is the surface tension of the ink, θa is the contact angle of the ink with the air flow path 54, and Ra is the pipe diameter (inner diameter) of the air flow path 54.
[0100]
Therefore, the pressure balance at the position of the head side opening 54h of the air flow path 54 is expressed by the following equation.
P + Hs- (P + Ha) = Ma (2)
Hs−Ha = Ma (3)
That is, the pressure due to the head difference between the meniscus position in the air flow path 54 and the ink interface in the upstream region of the filter and the pressure due to the meniscus in the air flow path are in balance. Therefore, the volume of gas remaining in the upstream region of the filter is large, and
Hs-Ha> Ma (4)
In the case of (2), the gas pressure in the upstream region of the filter is high, so that the meniscus in the air flow path 54 is broken, and the air moves to the ink storage chamber 12 side. In addition, the ink in the ink storage chamber 12 moves along with the ink into the supply unit 50 via the ink flow path 53, and the ink level in the supply unit rises.
[0101]
Since the volume of the air flow path is very small as compared with the supply section, at the initial stage when the air starts to move, the rise of the ink liquid level in the supply section 50 having a relatively large volume is not so large, The meniscus position of the path 54 moves quickly toward the position of the ink tank side opening 54t. Accordingly, the pressure (Hs-Ha) due to the head difference from the tank side opening position 54t of the air flow path 54 to the ink interface position in the upstream region of the filter becomes considerably larger than the pressure due to the meniscus of the air flow path, thereby eliminating air elimination. Promoted.
[0102]
Then, the pressure La due to the head of the air flow path length is given by the following equation.
La <Ma + Ma '(5)
(However, Ma 'is the meniscus pressure formed at the opening position on the air flow path tank side)
, The air is discharged up to the state shown in FIG.
[0103]
In the above, the case where the head-side opening 53h of the ink flow path 53 is in contact with the ink as shown in FIG. 2 has been considered. However, the ink consumption further proceeds, and as shown in FIG. Also, a state where the ink is not in contact with the ink in the supply unit 50 will be considered.
[0104]
In FIGS. 2 to 7 and 8, since the head-side opening of the ink flow path 53 is in contact with the ink, it is sufficient to consider only the pressure balance at the meniscus position in the air flow path. Then, the meniscus formed in the ink channel 53 must also be considered.
[0105]
It is assumed that the apparatus is stationary in the state shown in FIG. Assuming that the pressure of the gas in the supply unit 50 is P ′ and the pressure of the meniscus formed by the ink flow path 53 is Mi, the pressure balance at each meniscus position of the air flow path 54 and the ink flow path 53 in this state is as follows. Next formula
P ′ − (P + Ha) = Ma, P ′ − (P + Hi) = Mi (6)
No fluid exchange occurs between the ink tank and the supply unit. Therefore, in order to perform air removal and ink movement,
P ′ − (P + Ha)> Ma, P ′ − (P + Hi) <Mi
It should just be. From these,
P′−P> Ha + Ma, P′−P <Hi + Mi
That is,
Hi + Mi> Ha + Ma
Hi-Ha = H> Ma-Mi (7)
It becomes. Therefore, the difference between the pressure difference H due to the water head and the pressure due to the meniscus of the air flow passage 54 and the ink flow passage 53 corresponding to the vertical difference between the head-side opening positions 53h and 54h of the ink flow passage 53 and the air flow passage 54. In this case, it is determined whether or not ink movement occurs and whether or not air is eliminated. Therefore, it is appropriate to adjust the negative pressure in the supply unit by ink ejection or ink suction from the ejection port forming surface side. You can go to
[0106]
As described above, according to the present embodiment, the inside of the connection part 51 is divided into two to provide two flow paths, and the height of the head-side opening position of each flow path is made different, so that a complicated configuration is achieved. The gas remaining in the upstream region of the filter can be quickly transferred to the ink tank side without the need.
[0107]
Also, if a small amount of ink is ejected or the ink is sucked from the ejection port forming side after the ink tank replacement operation, the gas remaining in the supply section is quickly and smoothly transferred to the ink tank side and removed from the supply path. As a result, a large amount of ink is not wasted as in the case of removing gas by performing a suction operation from the ejection port side.
[0108]
As described above, when the negative pressure in the ink storage chamber rises to a predetermined value or more in the process of supplying the ink from the ink tank, gas is taken into the ink storage chamber from the outside by the action of the valve chamber. .
[0109]
In addition, when a pigment containing pigment is used as the ink, when the air is transported to the tank, the sedimentation of the pigment particles is diffused, and the storage stability of the ink and the reliability of the ejection can be secured.
[0110]
(Second Embodiment of Basic Configuration)
A liquid supply system according to a second embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied will be described with reference to FIGS. In addition, about each part which can be comprised similarly to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the corresponding part.
[0111]
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of the supply unit 60 integrated with the recording head 20. As shown in the drawing, also in the present embodiment, the connection portion 61 is divided into two parts to provide two flow paths as in the first embodiment, but the head side opening 63h of the ink flow path 63 is provided. And the position of the head side opening 64h of the air flow path 64 has substantially no height difference. However, the head-side opening 64h of the air flow path 64 is directly opened in the space in the supply unit 60, whereas the head-side opening 63h of the ink flow path 63 is partially in contact with the inner wall surface of the supply unit 60. ing.
[0112]
FIG. 11 shows a state in which the ink tank 10 is attached to the supply unit, and a phenomenon occurring in this case will be described.
[0113]
When the meniscus of the ink exists in the area within the ink flow path 63 in the mounted state and the pressure is balanced, the air elimination is not performed as is clear from the description of the expression (6). However, when the negative pressure in the supply unit increases due to ink ejection or ink suction from the ejection port forming surface side, and the meniscus position of the ink flow path 63 decreases to the position of the head side opening 63h, a part of the opening 63h becomes inside the supply unit. Since the ink is in contact with the wall surface, the ink flows down the inner wall surface due to the capillary force, so that a meniscus cannot be formed at the opening 63h. Then, the gas pressure in the upstream region of the filter increases due to the volume of ink moved into the head flow path, the meniscus of the air flow path 64 is broken, and the air is removed to the ink tank 10 side.
[0114]
In other words, according to the configuration of the present embodiment, ink movement and air discharge are performed even if there is no difference between the heights of the ink channel and the air channel on the head side, and as a result, the length of the connection portion 61 is reduced. It can be shortened. This makes it possible to reduce the size of the supply unit or the recording head in which the supply unit is integrated, as compared with the first embodiment.
[0115]
However, depending on the surface tension of the ink, the contact angle with the inner wall of the flow path, the inclination angle of the inner wall of the supply section, etc., it is conceivable that a smooth flow along the wall of the ink cannot be ensured. It is desirable to appropriately select the configuration, material, surface condition, etc.
[0116]
(Third Embodiment of Basic Configuration)
FIG. 12 is a diagram illustrating details of a head-side opening of a connection unit applied to the third embodiment that employs a supply unit configuration similar to that of the second embodiment. That is, the connection portion 71 of the present example is also provided with two flow paths by dividing the inside thereof into two. The position of the head side opening 73h of the ink flow path 73 and the position of the head side opening 74h of the air flow path 74 Have virtually no height difference. However, a portion 75 forming a fine groove is provided along the ink flow path, and the portion 75 further extends from the head-side opening 73h and projects inward of the supply portion.
[0117]
In this configuration, ink penetrates into the fine grooves due to the capillary force of the ink. Therefore, a meniscus that applies a high pressure is not formed at the opening on the head side of the ink flow path 73. This makes it easier for the ink to flow from the ink flow path into the supply unit. That is, in the present embodiment, as in the second embodiment, even if there is no difference between the heights of the ink channel and the air channel on the head side, the ink movement and the air elimination are performed, and the same effect is obtained. Is obtained.
[0118]
The configuration for preventing the formation of a meniscus that exerts a high pressure in the head-side opening of the ink flow path is not limited to the second and third embodiments. For example, the shape of the opening may be enlarged, the diameter may be different between the flow paths, or the material of the flow path may be appropriately selected or subjected to a surface treatment (eg, a contact angle with the ink). The same effect can be expected by making the flow path different between the flow paths.
[0119]
(Fourth Embodiment of Basic Configuration)
FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining the configuration and operation of a supply unit according to a fourth embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied.
[0120]
In the supply unit 80 according to the present embodiment, as in the first embodiment, the connection unit 81 is provided with the ink flow path 83 and the air flow path 84 by dividing the inside into two parts. The configuration is such that the head side opening position of 83 is located below the filter surface.
[0121]
Accordingly, when there is sufficient ink in the upstream region of the filter, the ink flows as shown by the arrow in FIG.
[0122]
On the other hand, FIG. 13B shows a state where ink is consumed even when an ink tank (not shown) is empty. As is clear from this figure, since the head-side opening 83h of the ink flow path 83 is located vertically lower than the surface of the filter 23, the ink near the head-side opening 83h is accumulated without being used. Therefore, the head side opening 83h of the ink flow path 83 is always in contact with the ink.
[0123]
Therefore, in this configuration, if the relationship of the expression (4) is satisfied, the air is always removed, and it is not necessary to perform the negative pressure control in the supply unit in consideration of the relationship of the expression (7). Further, it is possible to reduce the length of the ink flow path for keeping the opening on the head side of the ink flow path in constant contact with the ink for the purpose of not forming a meniscus.
[0124]
(Fifth Embodiment of Basic Configuration)
FIGS. 14A and 14B are diagrams illustrating the configuration and operation of a fluid system to which the ink supply system according to the fifth embodiment of the basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied is applied.
[0125]
In the above embodiments, the valve chamber for air introduction is provided in the ink tank, and air is introduced from the valve chamber into the ink tank together with the supply of ink. As shown in FIG. 14 (a), there is no valve chamber for introducing air from the outside, and the apparatus has only an ink storage chamber. The supply unit 50 and the recording head 20 have the same configuration as in the first embodiment.
[0126]
In such a mode, the sheet member 11, the spring member 40, and the pressure plate 14 are configured to obtain an appropriate negative pressure. As long as the condition of Expression (4) is not satisfied, as shown in FIG. As the ink is consumed, the sheet member 11 is displaced downward as it is, but if the same condition is satisfied, the air in the upstream region of the filter is transferred to the ink tank 10 'side as in the previous embodiments. Of course, it is excluded from the ink supply path.
[0127]
(Sixth Embodiment of Basic Configuration)
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating the configuration and operation of an ink supply system according to a sixth embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied.
[0128]
In the above embodiments, the connection portion having the ink flow path and the air flow path is provided on the recording head side or the ink supply section side. However, in the present embodiment, the ink tank having substantially the same configuration as the first embodiment is provided. 15A, an ink flow path member 53A and an air flow path member 54A are provided as shown in FIG. 15 (a), and they are inserted into the supply section 50A as shown in FIG. 15 (b). And With this configuration, the same operation as that of the first embodiment is performed, and the same effect can be obtained.
[0129]
In the illustrated example, the ink flow path member 53A and the air flow path member 54A are separate members. However, as in the above-described embodiments, the connection portion is formed by dividing the inside into two and forming two flow paths. May be used. Conversely, in the above embodiments, separate ink flow path members and air flow path members may be used.
[0130]
Further, in any of the embodiments, the number of channels is not limited to two, and three or more channels may be provided. Also, in the case where the inside is divided into a plurality of portions to form a connection portion that forms a plurality of flow channels, not only the partition between the flow channels is formed linearly but also concentrically as in the above example. Can be used as a connecting portion having a multi-pipe configuration.
[0131]
Further, in the case where the inside is divided into a plurality of sections to form a plurality of flow paths, each flow path is not limited as long as the transfer of gas and the movement of ink do not interfere with each other and hinder smooth and rapid gas-liquid exchange. The road does not have to be completely partitioned.
[0132]
(Structural example of inkjet recording device)
FIG. 16 is a diagram for describing a configuration example of an inkjet recording apparatus to which the present invention can be applied.
[0133]
The recording device 150 of this example is a serial scan type ink jet recording device, and a carriage 153 is guided by guide shafts 151 and 152 movably in the main scanning direction indicated by the arrow A. The carriage 153 is reciprocated in the main scanning direction by a driving force transmission mechanism such as a carriage motor and a belt for transmitting the driving force. In the carriage 153, a liquid supply system 154 including any of the above-described embodiments and a recording head or a supply unit and an ink tank mounted on the carriage and supplying ink is mounted. After the paper P as a recording medium is inserted from an insertion slot 155 provided at the front end of the apparatus, its transport direction is reversed, and then transported by a feed roller 156 in the sub-scanning direction of arrow B. The recording device 150 performs a recording operation of ejecting ink toward a recording area of the sheet P on the platen 157 while moving the recording head in the main scanning direction, and moving the sheet P in the sub-scanning direction by a distance corresponding to the recording width. The image is sequentially recorded on the sheet P by repeating the transport operation of transporting the image to the paper P.
[0134]
Note that, as described above, the recording head may use the thermal energy generated from the electrothermal converter as the energy for ejecting the ink. In such a case, the heat generated by the electrothermal transducer causes film boiling in the ink, and the ink can be ejected from the ink ejection port by the foaming energy at that time. Further, the method of ejecting ink in the recording head is not limited to the method using such an electrothermal transducer, and may be, for example, a method of ejecting ink using a piezoelectric element.
[0135]
A recovery system unit (recovery processing unit) 158 is provided at the left end of the moving area of the carriage 153 in FIG. The recovery system unit 158 is provided with a cap capable of capping the ink discharge port of the recording head, a suction pump capable of introducing a negative pressure into the cap, and the like. By applying the pressure, the ink can be sucked and discharged from the ink discharge port, and a recovery process for maintaining a good ink discharge state of the recording head can be performed. In addition to the image formation, a recovery process (also referred to as a preliminary discharge process) for maintaining a good ink discharge state of the recording head by discharging ink from the ink discharge ports toward the inside of the cap can be performed. These processes can also be performed so as to satisfy the condition of the above equation (4) or (7) when the ink tank is newly mounted.
[0136]
(Another configuration example of the inkjet recording apparatus)
The ink jet recording apparatus as shown in FIG. 16 employs the ink supply system shown in FIG. 1 or the like, and discharges ink vertically downward from discharge ports. However, the liquid supply system including the recording head or the liquid supply system including the recording head is not limited as long as the configuration is set such that the ink stagnating in the recording head or the ink supply unit can be smoothly and promptly transferred to the ink tank while the ink is smoothly supplied to the recording head. The configuration of the inkjet recording apparatus to which this is applied is determined as appropriate.
[0137]
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of a main part for describing another configuration example of an ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied.
[0138]
In the drawing, the recording medium P conveyed upward as indicated by the arrow advances while the recording surface is regulated by the platen 209 arranged at a position facing the recording unit head 220 by the paper feed roller 208, and thereafter, The paper passes between the paper discharge roller 212 and the auxiliary roller 213 cooperating therewith, and is conveyed to the paper discharge area. In an area along the platen 209 supported by the paper feed roller 208 and the paper discharge roller 212, the recording medium is substantially perpendicular to the installation surface of the recording apparatus, and recording is performed by the recording head 220 at this position. . Note that the auxiliary roller 13 is formed in a spur shape in order to minimize the contact area with the surface of the recording medium on which recording has been performed by ink.
[0139]
The liquid supply system applied to such a recording apparatus includes a recording head 220, a liquid supply unit 250 provided integrally with the recording head 220, and an ink tank 210 detachably mounted on the recording head. In the recording head 220, a plurality of ejection ports for ejecting ink are arranged, and the arrangement direction is parallel to the conveyance direction of the recording medium, that is, in the present example, the direction is vertical, and therefore, in the horizontal direction. This is for discharging ink.
[0140]
The liquid supply unit 250 is formed integrally with the recording head 220, and a filter 223 for removing dust and the like is arranged in the liquid supply path to the recording head 220. In addition, a connection portion 251 having the same configuration as that of the first embodiment is provided on the upper portion, and by attaching the ink tank 210 to the connection portion 251 via the sealing portion 217, the supply portions 250 to Fluid communication between the recording head 220 and the ink tank 210 is performed.
[0141]
In the ink tank 210, a deformable flexible film (sheet member) 211 is provided in a part, and a space for storing ink is defined between this part and the inflexible exterior 215. . The shape of the central portion of the sheet member 211 is regulated by a pressure plate 214 which is a flat support member, and the peripheral portion thereof is deformable. The sheet member 211 is deformed according to a change in the amount of ink or a pressure change in the ink storage space. At this time, the peripheral portion of the sheet member 211 expands and contracts in a well-balanced manner, and the central portion of the sheet member 211 moves in the horizontal direction in the figure while maintaining a substantially vertical posture. In the ink storage space, a pressing force for urging the sheet member 211 rightward in the drawing is applied via a pressure plate 214 to balance the holding force of the meniscus formed in the ink discharge portion of the recording head. A spring member 240 in the form of a compression spring for generating a negative pressure within a range in which the ink ejection operation of the recording head is possible is provided. That is, the ink tank 210 has substantially the same configuration as that shown in the first embodiment except that the direction of displacement or deformation of the movable portion is different. The illustration of a valve chamber for appropriately introducing outside air into the inside is omitted.
[0142]
The liquid supply system having the above configuration is mounted on the carriage 260, and is capable of reciprocating along the guide shaft 261 in the vertical direction in the drawing. Further, since the printing apparatus of the present embodiment is a serial type ink jet printing apparatus, image formation on the printing medium P includes printing main scanning in which the carriage 10 is moved while ejecting ink from each printing element of the printing head 1a. And a predetermined amount of conveyance of the recording medium P along the conveyance path are sequentially repeated.
[0143]
[Feature configuration]
By adopting the basic configuration as described above, the gas remaining in the ink supply path having a sealed structure with respect to the recording head can be smoothly and quickly transferred to the ink tank side, and the problem caused by the retained air bubbles can be achieved. That is, it is possible to provide an ink jet recording apparatus which does not cause recording failure due to defective ink supply or clogging of the discharge port due to mixed bubbles.
[0144]
By the way, the printing apparatus generally has a fixed attitude when used. In particular, in an ink jet printing apparatus, since the liquid ink is used, the attitude when used is greatly restricted. However, in actuality, it may be used in a state different from the posture shown in the figure for various reasons. For small and portable devices, the tendency is more prominent. In consideration of this, it is quite possible that the camera is used while being tilted from the normal use posture.
[0145]
Therefore, hereinafter, a “characteristic configuration” will be described in which the gas-liquid exchange function of the basic configuration can be more effectively utilized, and the degree of freedom in the posture at the time of use and the ink ejection direction can be improved.
[0146]
FIG. 18 is a schematic sectional view of a liquid supply system according to an embodiment according to the characteristic configuration. This system generally has the same configuration as the first embodiment (FIG. 1) of the basic configuration. Corresponding components are denoted by the same reference numerals as in FIG. 1, and description thereof will be omitted.
[0147]
The configuration of FIG. 18 is different from that of FIG. 1 in that a cylindrical ink lead-out device 18 having one end closed is provided so as to cover the connection portion 51 protruding into the ink storage chamber 12. The ink lead-out device 18 is a mesh-like member formed of, for example, a resin or a metal material. The diameter of a small hole forming the mesh is set to about several tens μm to several mm. Is easy to form. Particularly preferred size is 20 μm or more and 1 mm or less, more preferably 30 μm or more and 500 μm.
[0148]
However, in the initial state of the ink tank in which the ink is completely filled, the ink outlet 18 is completely immersed in the ink, and no meniscus is formed. The length of the ink lead-out device 18 in the axial direction is set such that the closed end is substantially close to the side surface facing the connection portion 51 side. Further, a fixing member 19 that supports the spring member 40 so as not to interfere with the ink outlet 18 is provided.
[0149]
The operation of this configuration will be described with reference to FIGS. From the initial state in FIG. 18, the ink I moves from the ink container 12 into the supply section 50 via the connection section 51 in accordance with the ink discharge operation of the recording head 20 and the like. The plate 14 is displaced in a direction to reduce the volume of the ink storage space (FIG. 19). As the ink consumption progresses, the displacement of the sheet member 11 saturates, the negative pressure in the ink storage chamber 12 increases, the outside air is introduced from the valve chamber 30, and the negative pressure is adjusted. Then, the ink liquid level in the ink storage chamber 12 drops, and a part of the ink outlet 18 is exposed to the gas (FIG. 20). However, since the meniscus is formed by the porous structure of the surface, the ink level in the ink outlet 18 is much lower than the liquid level outside the outlet, and the ink in the outlet is last. (FIG. 21).
[0150]
Next, FIG. 22 shows one state of the liquid supply system when the ink jet recording apparatus is used in an upside down posture. Even if there is an ink remaining amount in this state, in a configuration in which the ink is stored as it is without being held by the absorber or the like, the tank-side opening of the connection portion 51 is covered with gas unless the liquid outlet 18 is provided. As a result, ink cannot be supplied to the recording head 20 that is located above, and ejection is immediately stopped. However, according to the present embodiment, the gas in the ink storage chamber cannot enter the liquid outlet 18 due to the meniscus formed in the small hole on the surface of the liquid outlet 18, and the inside of the liquid outlet 18 is almost filled with ink. Is maintained, and the ink communication state with the supply unit 50 via the connection unit 51 is maintained, so that the ink can be supplied as it is. The closed end of the liquid outlet 18 is located on the side of the storage chamber, which is the bottom in the state shown in the drawing, and is in a state of being immersed in the ink. Therefore, a meniscus is not formed in that portion, and the ink is guided to the inside of the lead-out device 18 as it is, so that the ink-filled state can be maintained for a relatively long time, so that the recording head 20 can continue the ink discharging operation. You can do it.
[0151]
Here, the points to be noted in relation to the basic configuration are as follows.
In a configuration in which gas cannot be transferred from the supply unit 50 to the ink tank 10 in the state shown in FIG. 1, a large amount of gas stays in the supply unit 50, and the liquid supply system is turned upside down as shown in FIG. The gas that has sometimes stayed spreads over the entire lower surface of the filter 23. Then, ink communication with the recording head 20 is cut off at that portion, and the ink ejection operation is immediately stopped.
[0152]
However, as described in the section of the basic configuration, in a state where the expression (4) or the expression (7) is satisfied in a normal use posture, the gas in the supply unit 50 is transferred into the ink tank 10 and the supply unit 50 supplies the gas. The amount of gas staying in 50 can be reduced. Therefore, even if the posture is different from the posture at the time of normal use, that is, even in an extreme state such as upside down, as shown in FIG. The communication is not interrupted, and the ink ejection operation can be maintained for a relatively long time.
[0153]
The gas transferred from the supply unit 50 to the ink tank 10 cannot move into the storage chamber 12 from the space surrounded by the lead-out device 18 because a meniscus is formed by the porous structure of the surface of the lead-out device 18. The same applies to the case where gas introduced from outside into the ink storage chamber 12 via the valve chamber 30 enters the inside of the outlet 18. Such gases are not a problem when the recording device or the liquid supply system is used in a normal position, and when used in an upside down position, depending on the amount, as shown in FIG. As long as the connection portion 51 does not reach the tank side opening, no problem occurs.
[0154]
However, even in the case where more gas is present in the outlet section 18, in consideration of being used in an extreme state such as upside down as shown in FIG. Properly setting the intrusion length of the connection portion 51 to the ink tank 10 so as not to reach the opening, and making the space on the ink tank side where the connection portion 51 intrudes wide so that more gas can be stored. Alternatively, it is preferable to provide a portion for trapping the gas when the liquid supply system is turned upside down and the gas moves upward.
[0155]
The configuration of the liquid outlet 18 is not limited to the cylindrical configuration as shown in FIG. 18 but can be determined as appropriate.
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view of the liquid supply system for explaining another configuration of the liquid lead-out unit. The liquid lead-out unit 18 ′ extends from the entry space of the connection unit 51 to the inner wall of the ink storage chamber 12. Is arranged. According to such a configuration, ink can be effectively guided to the tank-side opening of the connection portion 51 from a wider range, so that the ink consumption efficiency can be increased. Further, even when the liquid supply system is used in an upside down posture, an air trap as indicated by a dashed line is easily formed.
[0156]
(Other)
In the above-described embodiments of the basic configuration of the ink supply system, the configuration in which the ink is stored or supplied as it is without holding the ink in the absorber or the like is adopted, while the movable member (sheet member, pressure plate) is used. And a spring member for urging the negative pressure, the negative pressure generating means is constituted, and the supply system has a closed structure so that an appropriate negative pressure is applied to the recording head.
[0157]
Such a configuration has a higher volumetric efficiency and a higher degree of freedom in ink selection as compared with the conventional configuration in which a negative pressure is generated by the absorber. In addition, the present invention can preferably respond to demands for a higher flow rate and stabilization of ink supply, which are required with the recent increase in printing speed.
[0158]
Further, for the purpose of eliminating gas remaining in the supply path, the ink is transferred to the ink tank at the most upstream position farthest from the recording head, and for this purpose, the ink tank is connected to the ink tank through a plurality of flow paths. The ink supply path is connected, and the derivation of ink from the ink tank and the introduction of gas into the ink tank are performed in parallel by utilizing the balance between the two pressures.
[0159]
According to this configuration, the gas remaining in the supply path can be smoothly and promptly removed from the ink tank side without using a complicated device and having a simple structure with a small increase in the number of parts. In addition, the timing of the elimination is naturally performed in accordance with the balance of the pressure when the gas is accumulated to some extent, so that the reliability of the elimination of the gas is high.
[0160]
Further, since the negative pressure of the ink tank is constantly maintained in the process of removing gas, it is possible to reliably prevent liquid leakage from the ink discharge port of the ink jet recording head. Furthermore, by eliminating gas to the ink tank side, ink consumption can be significantly reduced compared to a method in which gas is eliminated by suctioning ink from the ejection port side of the recording head. This contributes to reducing running costs.
[0161]
In addition, in the case of using an ink tank configured to be detachable with respect to the supply path, conventionally, the supply path is filled with ink to prevent gas from entering the supply path during the replacement operation. In many cases, the ink tank is replaced in a state where the ink is completely consumed, that is, before the ink is completely consumed. However, according to the above configuration, even if gas enters the supply path during the replacement operation, it can be easily removed from the ink tank by installing a new ink tank. This can not only further reduce running costs, but also greatly contribute to environmental problems. Further, in each of the above-described embodiments, the ink tank is disposed at the highest position in a normal use posture, and the supply unit or the recording head is disposed at a low position. This is a very preferable arrangement for performing gas-liquid exchange quickly, smoothly, and with a simple configuration.
[0162]
Depending on the configuration of the ink tank, the gas introduced into the ink tank may be stored anywhere in the ink tank as long as the gas does not return to the ink supply path and the ink supply is not hindered. However, the configuration of the above embodiment in which the ink is stored without being impregnated into the absorber or the like is preferable because the introduced gas is located at the uppermost portion in the ink tank as it is.
[0163]
And, in this way, when there is no absorber in the ink tank, the volume of the tank itself can be the capacity of the ink, so there is no need to make the ink tank larger than necessary, and the shape of the tank is designed relatively freely. You can.
[0164]
In the above description, it has been described that the characteristic configuration is applied to the basic configuration in which the gas that hinders the use of the liquid and the supply of the liquid can be eliminated from the liquid supply path without complicating the structure. If the system is configured to store and supply a certain ink as it is, it is a matter of course that the present invention can be preferably applied from the viewpoint of expanding the allowable range of use in a posture different from a normal posture. .
[0165]
In the above description, a serial type ink jet recording apparatus has been applied as the recording method of the present embodiment, but the present invention and the present embodiment are not limited to this. Also, the present invention and the present embodiment can be applied to a line scanning type recording apparatus instead of a serial type. Further, it goes without saying that a plurality of liquid supply systems can be provided corresponding to the color tone (color, density, etc.) of the ink.
[0166]
In addition, the configuration in which the ejector is provided in the ink tank (liquid tank) relaxes the restriction on the posture when the ink jet recording apparatus (liquid using apparatus) is used. It is needless to say that the present invention can be applied not only to a structure in which the liquid tank communicates with the supply path side through the flow path, but also to a structure in which they communicate through a single flow path.
[0167]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least one of the following effects can be obtained.
It is possible to realize a configuration of a liquid tank that can give a degree of freedom in a posture at the time of use and an ink ejection direction. In particular, in order to solve the problem in the case of directly storing the liquid (ink), by using a structure that completely reverses the idea of a conventional absorber and a filter by pressure contact, the direct storage method and the absorber method are used. It is possible to solve the problems that have occurred in each of them, and to maintain the advantages of each of them, that is, it is possible to increase the ink storage efficiency and eliminate the limitation on the posture difference.
[0168]
Furthermore, in a liquid supply system having a closed structure with respect to the liquid use part, gas that hinders the liquid use operation and the liquid supply operation can be quickly and smoothly removed from the liquid use part without complicating the structure. Became.
[0169]
In addition, when a pigment containing pigment is used as the ink, when the air is transported to the tank, the sedimentation of the pigment particles is diffused, and the storage stability of the ink and the reliability of the ejection can be secured.
[0170]
Also, when applied to an ink jet recording apparatus, the gas remaining in the ink supply path of the closed structure can be smoothly and promptly transferred to the ink tank side, and even when the recording apparatus is actually used, there is a problem caused by stagnant bubbles. That is, it is possible to prevent a recording failure due to a defective ink supply or clogging of an ejection port due to a mixed bubble.
[0171]
Further, in combination with the effect of such a configuration for eliminating gas, it is possible to realize a configuration capable of giving a degree of freedom in a posture at the time of use and an ink ejection direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a liquid supply system according to a first embodiment of a basic configuration to which a characteristic configuration of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a diagram for explaining a gas removing process in the first embodiment of the basic configuration, and is a schematic cross-sectional view showing a state where a new ink tank is not mounted on a supply unit or a recording head.
FIG. 3 is a diagram for explaining a gas removing process in the first embodiment of the basic configuration, and is a schematic cross-sectional view showing a state at the moment when a new ink tank is mounted from the state of FIG. 2; .
FIG. 4 is a diagram for explaining a gas removing process in the first embodiment of the basic configuration, and is a schematic cross-sectional view showing a state where ink is being ejected from a recording head.
FIG. 5 is a diagram for explaining a gas removing process in the first embodiment of the basic configuration, and is a schematic cross-sectional view showing a state in which ink ejection or discharge in FIG. 4 is stopped.
FIG. 6 is a diagram for explaining a gas removing process in the first embodiment of the basic configuration, and is a schematic cross-sectional view showing a state in which ink movement and gas discharge are progressing simultaneously from the state in FIG. It is.
FIG. 7 is a diagram for explaining a gas removing process in the first embodiment of the basic configuration, and is a schematic cross-sectional view showing a state where ink movement and gas discharge are stopped.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the principle of ink movement and gas discharge in the first embodiment of the basic configuration.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the principle of ink movement and gas discharge in the first embodiment of the above basic configuration under conditions different from FIG. 8;
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an ink supply unit applied to a liquid supply system according to a second embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied.
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration and operation of a liquid supply system according to a second embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied.
FIG. 12 is a perspective view showing a main part of a connection unit applied to an ink supply system applied to a third embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied.
FIGS. 13A and 13B are schematic cross-sectional views illustrating the configuration and operation of a liquid supply system according to a fourth embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied. .
FIGS. 14A and 14B are schematic cross-sectional views for explaining the configuration and operation of a liquid supply system according to a fifth embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied. .
FIGS. 15A and 15B are schematic cross-sectional views illustrating the configuration and operation of a liquid supply system according to a sixth embodiment of a basic configuration to which the characteristic configuration of the present invention can be applied. .
FIG. 16 is a perspective view illustrating a configuration example of an inkjet recording apparatus to which the present invention can be applied.
FIG. 17 is a schematic sectional view showing another configuration example of the ink jet recording apparatus to which the present invention can be applied.
FIG. 18 is a schematic sectional view of a liquid supply system according to an embodiment of the present invention.
19 is a schematic sectional view of a liquid supply system for explaining the operation of the configuration of FIG.
20 is a schematic sectional view of a liquid supply system for explaining the operation of the configuration of FIG.
21 is a schematic sectional view of a liquid supply system for explaining the operation of the configuration of FIG.
FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining an operation of the configuration of FIG. 18 when used in an upside down posture;
FIG. 23 is a schematic sectional view of a liquid supply system according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10,10A, 10 ', 210 Ink tank
11, 211 sheet member
12 Ink storage room
13 Communication port
14,214 pressure plate
17 Sealing part
18 Liquid outlet
19 Fixing member
20,220 recording head
22,223 filters
30 Valve room
31 Valve chamber seat member
34 Valve chamber pressure plate
35 Valve chamber spring member
32,36 communication port
37 Sealing member
40 spring members
50,50A, 60,80,250 Supply unit
51, 61, 71, 81, 251 connection part
53, 63, 73, 83 Ink flow path
53h Ink channel head side opening
53t Ink channel tank side opening
54, 64, 74, 84 Air flow path
54h Air flow path head side opening
54t Air flow tank side opening
53A ink flow path member
54A air flow path member
75 Groove member
150 inkjet recording device
154 Liquid supply system
153,260 carriage
158 Recovery unit
