JP2004142442A - インク供給システム、インクジェット記録装置、インク収納容器、インク補充容器、およびインクジェットカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】　接続および分離可能な接続部を通してインクを間欠的に供給する場合に、必要量のインクを簡単かつスムーズに定量供給を可能とし、またインク供給系内部に混入する気体を、構造や機構の複雑化を伴うことなく、迅速かつ円滑に排除する。
【解決手段】　供給部３１と接続部１１とによって第１インクタンク５１と第２インクタンク１２５とを分離可能に接続し、管１２，１３によって両インクタンク５１，１２５の間を連通する２つの連通路を形成し、一方の連通路を通して、第１インクタンク１２５内の気体を第１インクタンク５１内に排出しつつ、他方の連通路を通して、第１インクタンク５１内のインクを第２インクタンク１２５内に供給する。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、接続および分離可能な接続部を通してインクを供給するインク供給システム、インクジェット記録装置、インク収納容器、インク補充容器、およびインクジェットカートリッジに関するものである。

　記録媒体にインクを付与する記録ヘッドを用いて、その記録媒体上に画像を記録する記録装置としては、記録ヘッドを移動させつつ、その記録ヘッドから記録媒体にインクを付与するシリアルスキャン型の記録装置がある。また、その記録ヘッドとしては、記録媒体に向かってインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドなどが用いられる。

　一般に、インクジェット記録ヘッドを用いるシリアルスキャン型の記録装置の場合は、主走査方向に移動可能なキャリッジに記録ヘッドが搭載され、そのキャリッジと共に記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出する動作と、記録媒体を主走査方向と交差する副走査方向に所定量搬送する動作と、を繰り返すことによって、記録媒体上に画像を記録する構成となっている。記録ヘッドが吐出するインクはインクタンクから供給される。

　記録ヘッドに対するインクの供給方法としては、記録ヘッドと共に大型のインクタンクをキャリッジに搭載して、そのキャリッジ上において、大型のインクタンクから記録ヘッドにインクを供給する方法がある。しかし、この方法の場合には、大型のインクタンクをキャリッジに搭載する分、そのキャリッジの重量が増大し、それを主走査方向に安定的に高速駆動することが難しくなり、キャリッジの駆動系の大型化などを招くおそれがある。また、他のインク供給方法としては、インクタンクを記録装置の定位置に備え、そのインクタンクからキャリッジ上の記録ヘッドに対して、可撓性のチューブを通してインクを供給する方法がある。しかし、この方法の場合には、キャリッジの移動に伴うチューブの変形に起因して、キャリッジの移動負荷やインクの供給圧が変動し、記録画像の品位の低下を招くおそれがある。　
　本出願人は、先に、このような不具合を解消する装置を提案した（特許文献１）。

　かかる装置は、記録ヘッドにインクを供給する比較的小型のサブタンクをキャリッジ上に搭載し、かつ記録装置の定位置に比較的大型のメインタンクを配備して、キャリッジが所定の位置に移動したときに、メインタンクからサブタンクにインクを補給する構成となっている。すなわち、キャリッジが所定の位置に移動したときに、メインタンク側のジョイントとサブタンク側のジョイントとが接続されて、メインタンクとサブタンクとの間にインク補給路とインク回収路とが形成される。そして、そのインク補給路を通してメインタンクからサブタンクにインクを圧送して、サブタンクからインクをオーバーフローさせ、そのオーバーフローさせたインクは、サブタンク内の空気と共にインク回収路を通してメインタンクに戻す。そして、オーバーフローに至るまでサブタンクに充分にインクを補給させた後、キャリッジを所定の位置から離すことによって、メインタンク側のジョイントとサブタンク側のジョイントとが離れて、インク補給路とインク回収路が形成されなくなる。

　このような装置においては、キャリッジに大型のインクタンクを搭載した場合の不具合、および可撓性のチューブを通してインクを供給する場合の不具合を解消することができる。

　また、特許文献２には、キャリッジ上に配置された第２インク収納容器に対して、キャリッジ外部に配置された第１インク収納容器からインクを供給する場合に、第１，第２の２つの接続部を用いる構成が記載されている。

　このインク供給系においては、記録ヘッド側に毛細管部材を用いた負圧発生機構を備えており、記録動作中は、記録ヘッド側の大気連通口より外部の気体（外気）が積極的に導入され、その気体が記録ヘッド側の第２インク収納容器内に貯留される。そして、記録ヘッド側に設けられた残検センサによって、第２インク収納容器内の残留インクが所定レベル以下になったことが検知されたときに、キャリッジがホームポジションに移動し、第１の接続部に連結したポンプによって、第２インク収納容器内に貯留された気体を外部に排気すると共に、第２の接続部に接続された第１インク収納容器から第２インク収納容器内にインクを供給する。つまり、キャリッジ上の第２インク収納容器側に対して、重力方向に対して上方に位置する第１の接続部と、重力方向に対して下方に位置する第２の接続部とを接続し、第１の接続部を通して、第２インク収納容器内の空気をポンプ等の吸引手段によって外部に移送し、それに伴う第２インク収納容器内の負圧の増大を利用して、第２の接続部を通して、第１インク収納容器から第２インク収納容器内にインクを充填する構成となっている。

特公平５−２１８号公報 特開２００１−１３８５４１号公報

　しかし、上記既提案（特許文献１）の装置は、サブタンクからインクをオーバーフローさせる程度にまでインクを補給するため、サブタンクが満タンになってからも必要以上にインクを補給することになる。また、サブタンクからオーバーフローしたインクを回収する構成が必要なため、装置全体の構成の複雑化および大型化を招くおそれがある。

　また、上記特許文献２の装置も、ポンプによる吸引を利用してインク供給を行うため、装置の大型化を招くおそれがある。さらに、この装置においては、記録中はキャリッジ上の第２インク収納容器内に空気を積極的に取り込むため、第２インク収納容器内のインクを記録ヘッドに対して比較的多量に連続的に供給する記録を行った場合に、第２インク及能容器内に取り込まれた空気が記録ヘッド側に引き込まれて、記録に不具合が生じるおそれがある。また、その不具合を回避しようとした場合には、負圧発生機構から取り込まれる空気が記録ヘッドに引き込まれないように、それらの配置間隔を大きくしたりしなければならず、それらの配置や大きさが制約を受けることになる。

　さらに、キャリッジ上の第２インク収納容器内の空気は、周囲の温度や圧力などの環境変化に伴う膨張収縮によって第２収納容器内に圧力変化を生じさせる。その圧力変化によって生じる正圧作用のために記録ヘッドのインク吐出口からのインク漏れが生じたり、逆に、過大な負圧作用によって記録ヘッドにインクの吐出不良或いは不吐出が生じるおそれがある。したがって、この引用文献２の装置構成では、その信頼性を確保するために、バッファ機能を兼ねる毛細管部材のサイズを大きくとる必要があり、記録ヘッドの小型化に対する制約となる。毛細管部材のサイズを大きくした場合には、記録ヘッドの大型化や構成の複雑化を招くおそれがある。

　また、仮に、第２インク収納容器内の気体を強制的に移送させるポンプ等の手段を用いない場合、特にキャリッジ上の第２インク収納容器が密閉系の場合（第１インク収納容器および記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成する場合）には、その第２インク収納容器内の気体を排除することができず、その第２収納容器内に気体が蓄積されることになる。第２インク収納容器内の気体を強制的に移送させるポンプ等の手段を用いない場合には、第１インク収納容器から第２インク収納容器に対して間欠にインク供給を行ったとしても、第２インク収納容器内に蓄積された気体を取り除くことができず、その気体は第２インク収納容器内へのインクの充填効率を低下させる原因となる。

　本発明の目的は、接続および分離可能な接続部を通してインクを間欠的に供給する場合に、必要量のインクを簡単かつスムーズに定量供給することができるインク供給システム、インクジェット記録装置、インク収納容器、インク補充容器、およびインクジェットカートリッジを提供することにある。

　また、本発明の他の目的は、接続および分離可能な接続部を通してインクを間欠的に供給する場合に問題となる、インク供給系内部に混入する気体を、構造や機構の複雑化を伴うことなく、迅速かつ円滑に排除することができるインク供給システム、インクジェット記録装置、インク収納容器、インク補充容器、およびインクジェットカートリッジを提供することにある。

　本発明のインク供給システムは、インクを収容する第１インク収納領域と、前記第１インク収納領域に接続手段を介して接続され、前記第１インク収納領域内から導入したインクを記録ヘッドに供給する第２インク収納領域と、を備えたインク供給システムにおいて、前記接続手段は、前記第１インク収納領域と前記第２インク収納領域とを分離可能に接続し、かつ前記両インク収納領域を接続したときに当該両インク収納領域の間を連通する複数の連通路を形成し、前記第２インク収納領域は、前記複数の連通路および前記記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成し、前記複数の連通路は、少なくとも１つを介して前記第１インク収納領域から前記第２インク収納領域へインクを供給する時に、少なくとも他の１つを介して、前記第２インク収納領域に存在する気体を前記第１インク収納領域へ移送可能であり、前記第１インク収納領域は、前記第２インク収納領域から移送された気体を内部に取り込む領域を有することを特徴とする。

　本発明のインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給するシステムとして、上記のインク供給システムを備えることを特徴とする。

　本発明のインク収納容器は、インクを補充するインク補充部に接続手段を介して接続され、前記インク補充部から補充したインクを記録ヘッドに供給するインク収納容器であって、前記接続手段は、前記インク補充部と前記インク収納容器とを分離可能に接続し、かつ前記インク補充部と前記インク収納容器とを接続したときに当該両者間を連通する複数の連通路を形成し、前記インク収納容器は、前記複数の連通路および前記記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成し、前記複数の連通路は、少なくとも１つを介して前記インク補充部から前記インク収納容器へインクを補充する時に、少なくとも他の１つを介して、前記インク収納容器内に存在する気体を前記インク補充部へ移送可能であることを特徴とする。

　本発明のインクジェットカートリッジは、上記のインク収納容器と、前記インク収納容器から供給されるインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドと、を備えたことを特徴とする。

　本発明のインク補充容器は、記録ヘッドにインクを供給するインク収納容器に接続手段を介して接続され、前記インク収納容器にインクを補充するインク補充容器であって、前記接続手段は、前記インク補充容器と前記インク収納容器とを分離可能に接続し、かつ前記インク補充部と前記インク収納容器とを接続したときに当該両者間を連通する複数の連通路を形成し、前記インク収納容器は、前記複数の連通路および前記記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成し、前記複数の連通路は、少なくとも１つを介して前記インク補充容器から前記インク収納容器へインクを補充する時に、少なくとも他の１つを介して、前記インク収納容器内に存在する気体を前記インク補充容器へ移送可能であり、前記インク補充容器は、前記インク収納容器から移送された気体を内部に取り込む領域を有することを特徴とする。

　本発明は、このような構成を採ることにより、接続および分離可能な接続部を通してインクを間欠的に供給するシステムにおいて、第１インクタンク（インク補充容器）から第２インクタンク（インク収納容器）にインクを供給する際に、そのインク供給に伴って、第２インクタンク内に溜まっている気体を効率よく排出することができる。更に、その第２インクタンク内の気体は第１インクタンクに排出することができ、その第１インクタンク内に排出された気体は上方に移動するため、その気体が再び第２インクタンク内に戻ることを防止することができる。このことは、以下に述べる原理によって説明できる。

　すなわち、第２インクタンクが接続手段を介して第１インクタンクと接続されたときに、第２インクタンク内の負圧または第１，第２インクタンクの高低差などに起因する圧力差によって、複数の連通路の内の少なくとも１つを通して、第１インクタンク内から第２インクタンク内にインクが充填される。そして、そのインクの充填に伴って、第２インクタンク内に溜まっていた気体は、複数の連通路の内の少なくとも他の１つを通して、第１インクタンクに排出される。例えば、第２インクタンクの壁面を可撓性シート或いは弾性部材によって形成した場合には、インクの充填に伴って、それらの可撓性シート或いは弾性部材が第２インクタンクの内容積を増大させる方向に移動し、その移動が限界に達したときから第２インクタンク内のインクの液面が上昇して、その第２インクタンク内の気体が押し出されるようにして第１インクタンクに排出される。その際、複数の連通路の内の少なくとも１つの第２インクタンク側の開口部を他の連通路のそれよりも上方に位置させておくことにより、その少なくとも１つの連通路は、他の連通路が第２インクタンク内のインクの液面下に没した後も第２インクタンク内の気体を第１インクタンク内に排出し続けることになる。その場合、その少なくとも１つの連通路に第２インクタンク内のインクの液面が上昇するときまで、気体の排出を伴うインクの充填が行われることになる。

　本発明によれば、接続および分離可能な接続手段を通して、第１インク収納領域から第２インク収納領域にインクを間欠的に供給する場合に、第２インク収納領域内に溜まった気体を排出しつつ、第２インク収納領域にインクを効率よく供給することができる。しかも、このような内部の気体の排出を伴うインクの供給をポンプなどの動力源を用いることなく実施することが可能であり、また気体の排出のために特別な時間を必要ともしない。

　また、気体を排出する連通路の位置まで第２インク収納領域内のインクの液面が達したときに、インクの供給を自動的に止めることができる。したがって、第２インク収納領域内のインクが満タンとなるまでの必要量のインクを第２インク収納領域内に定量供給することができる。

　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。

　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。

　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。

　また、本発明は、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をインクと同様に供給することもできる。

　（第１の実施形態）
　「記録装置の概略構成」
　図１は、本発明の第１の実施形態としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す模式的平面図である。

　この図１において、インクジェットカートリッジ（以下、「ヘッドユニット」と称する）１は、キャリッジ２０２に位置決めされて交換可能に搭載される形態となっている。ヘッドユニット１は、インクジェット記録ヘッドと、それに連結される第２インクタンクと、この第２インクタンクに連通する２つの管１２，１３とを備えている。一方の管１２は、主として第２インクタンクにインクを導入する機能をもつためインク導入管と称し、他方の管１３は、主として第２インクタンク内の気体を排出する機能をもつため気体排出管と称する。しかし、後述するように、いずれの管１２，１３においてもインクの導入と気体の排出が行われる。したがって、それらの管１２，１３の呼称は、それぞれがインクの導入用または気体の排出用としての専用のものであることを意味するものではない。そして、これらの第２インクタンクと２つの管１２、１３とによって第２インク収納領域を形成している。また、インクジェット記録ヘッドには、外部信号入力端子を介して各インク吐出部に駆動信号等を伝達するための電気接続部（コネクタ）が設けられている。キャリッジ２０２には、その電気接続部に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダが設けられている。

　キャリッジ２０２は、装置本体に設置されたガイドシャフト２０３によって、矢印Ｘの主走査方向に往復移動可能にガイドされている。そして、キャリッジ２０２は、主走査モータ２０４により、モータプーリ２０５、従動プーリ２０６、およびタイミングベルト２０７等の駆動機構を介して駆動されると共に、その位置および移動が制御される。また、キャリッジ２０２にはホームポジションセンサ２１０が設けられ、装置本体の定位置には遮蔽板２１６が配置されている。そして、キャリッジ２０２上のホームポジションセンサ２１０が遮蔽板２１６の位置を通過して、それを検知することによって、キャリッジ２０２がホームポジションにあることを知ることができる。また、このホームポジションの位置を基準としてキャリッジ２０２の位置を知ることもできる。

　印刷用紙やプラスチック薄板等の記録媒体２０８は、ギアを介して給紙モータ２１５によりピックアップローラ２１１を回転させることによって、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）２１２から一枚ずつ図１中の下方に分離給紙される。更に、記録媒体２０８は、搬送ローラ２０９の回転により、ヘッドユニット１におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口配列面と対向する位置（記録部）を通って、矢印Ｙの副走査方向に搬送される。搬送ローラ２０９は、ギアを介してＬＦモータ２１４により回転される。記録媒体２０８が給紙されたかどうかの判定と、その給紙時における記録媒体２０８の頭出し位置の確定（記録媒体２０８の先端位置の確定）は、記録媒体２０８がぺーパーエンドセンサ２１３の位置を通過した時点で行われる。更に、記録媒体２０８の後端の位置と、その後端の位置に基づいて記録媒体２０８上における現在の記録位置を割り出すためにもぺーパーエンドセンサ２１３は使用される。

　なお、記録媒体２０８は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）により支持される。ヘッドユニット１は、その記録ヘッドにおけるインク吐出口の配列面がキャリッジ２０２から下方へ突出して、その配列面が記録媒体２０８の記録部と平行になるようにキャリッジ２０２に保持される。

　ヘッドユニット１は、その記録ヘッドの各吐出部におけるインク吐出口の並び方向が矢印Ｘの主走査方向と交差する方向となるように、キャリッジ２０２に搭載される。ヘッドユニット１は、その記録ヘッドにおける吐出口列から、インクを液滴として記録媒体上に吐出することによって記録をする。

　２０１は回復系機構であり、ヘッドユニット１内のインクジェット記録ヘッドの吐出口からインクを吸引排出させたり、その吐出口の配列面を保護するためのキャップ部材を有する。このキャップ部材は、不図示のモーターによって吐出口の配列面に対して圧接又は離間位置に移動可能とされている。このキャップ部材は一般的にはゴム製であり、吐出口の配列面に対して圧接状態のときに、その配列面との間の十分な密閉が達成できるように構成されている。そして、このキャップ部材を圧接状態にして、不図示の吸引ポンプによってキャップ部材内を負圧にし、インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクをキャップ部材内に吸引排出することによって、吸引回復動作を行う。また、この圧接状態において吸引ポンプを動作させなければ、記録装置の非使用時にキャップ部材が吐出口を保護することになる。

　１１は接続部であり、ヘッドユニット１内の第２インクタンク１２５（図２参照）へのインク充填と、その第２インクタンク内からの気体排出を行う際に、その第２インクタンクと第１インクタンク５１（図２参照）とを接続する。この接続部１１に、インク導入管１２と気体排出管１３が取り付けられている。更に、この接続部１１は、記録装置の使用時に上部となるヘッドユニット１の面に設けられている。この接続部１１は、キャリッジ２０２がホームポジションに移動することによって、インクジェット記録装置内に設置されている供給部３１（図２参照）に接続される。図２のように、供給部３１には、インク導入管１２と気体排出管１３にそれぞれ連結するインク供給管３２と気体誘導管３３が設置されている。更に、供給部３１は、インク流路４１を介して第１インクタンク５１に接続されている。このインク流路４１は中空のチューブで構成されており、記録装置の使用時において上方に位置する供給部３１の上部と、記録装置の使用時において下方に位置する第１インクタンク５１の下部との間を連結している。これらの第１インクタンク５１、インク流路４１、及び供給部３１によって第１インク収納領域を形成している。

　図４（ａ），（ｂ）は、接続部１１と供給部３１の構成例の説明図である。　
　これらの図においては、接続部１１の中のインク導入管１２を含むインク導入接続部２１と、それに接続される供給部３１の中のインク供給管３２との構成を示す。これらの構成は、接続部１１の中の気体排出管１３を含む接続部と、それに接続される供給部３１の中の気体誘導管３３についても同様である。

　図４（ａ）に示すように、供給部３１のインク供給管３２は、中空円筒のベース部材３２ａの内部にボール３５と、これをゴム３６に付勢するばね３４とを備えている。ゴム３６は、ベース部材３２ａの端部に取り付けられていて、スリットが形成されている。ベース部材３２ａの上部には、その内部を供給部３１内のインク収納空間と連通させる孔３２ｂが設けられている。第１インクタンク５１からインク流路４１と孔３２ｂを通って供給部３１のインク供給管３２内に流入してきたインクは、ベース部材３２ａの内部に入り込む。しかし、図４（ａ）に示す非接続状態では、ボール３５がゴム３６のスリットを塞ぐため、このインク供給管３２から外部にインクが漏れることはない。一方、インク導入接続部２１は、そのベース部材２１ａの内部にて摺動可能なシールゴム２６と、このシールゴム２６の中央の孔を通る位置に設けられたインク導入管１２と、シールゴム２６を図中の上方に付勢するばね２４とを備えている。インク導入管１２は中空であり、その先端部が針状とされ、その先端部の脇には孔１２ｂが設けられている。インク導入管１２の中空内部の下端は第２インクタンク１２５の内部に連通し、かつ、その中空内部は孔１２ｂを通して外部に開放されている。孔１２ｂは、図４（ａ）の非接続状態ではシールゴム２６によって塞がれている。

　このような構成のインク供給管３２とインク導入管１２は、キャリッジ２０２がホームポジションに移動することによって、図４（ｂ）に示すように接続される。すなわち、インク供給管３２のベース部材３２ａがインク導入接続部２１のベース部材２１ａ内に入り込み、シールゴム２６をばね２４の付勢力に抗して押し下げる。これにより、インク導入接続部２１内のインク導入管１２の先端部は、ゴム３６のスリットを通って、ベース部材３２ａ内のボール３５をばね３４の付勢力に抗して押し上げる。この結果、インク導入管１２の孔１２ｂがベース部材３２ａ内にて開口し、その孔３２ｂを介して第１インクタンク５１と第２インクタンク１２５との間が連通することになる。

　「第２インクタンクの構成および製造方法」
　次に、第２インクタンク１２５の構成及び製造方法を図８から図１４に基づいて説明する。

　図８は、本例における第２インクタンク１２５の斜視図であり、四角枠状のフレーム１１５における上下の開口部に、上下のばね・シートユニット１１４を取り付けた密閉構造となっている。ばね・シートユニット１１４は、後述するように、ばね１０７と圧力板１０９からなるばねユニット１１２と、可撓性のタンクシート１０６とによって構成される。フレーム１１５には、インクジェット記録ヘッドヘ第２インクタンク１２５内のインクを供給するためのインク供給口１２８と、インク導入管１２を設置するための設置口（不図示）と、気体排出管１３を設置するための設置口（不図示）が形成されている。

　図９から図１３は、このような第２インクタンク１２５の製造方法を説明するための図である。まず、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、可撓性のタンクシート１０６を凸型に成形する工程の説明図である。

　タンクシート１０６の成形素材としてのシート材料１０１は、原材料から大きなサイズのシート状につくられたものであり、このシート材料１０１は、第２インクタンク１２５の性能の重要な要素を占める。このシート材料１０１には、気体とインク成分の透過度が低く、かつ可撓性をもちつつ繰り返し変形に対する耐久性が要求される。その好適な材料としては、ＰＰ，ＰＥ，ＰＶＤＣ，ＥＶＯＨ、ナイロン等であり、また複合材として、アルミニウムやシリカを蒸着したものなどを用いることができ、更に、これらを積層化して用いても良い。特に耐薬品性に優れたＰＰやＰＥと、気体・水蒸気遮断性能に優れたＰＶＤＣを積層して用いることにより、優れたインクタンク性能を発揮することができる。また、このようなシート材料１０１の厚さは、柔軟性と耐久性に鑑みて、１０μｍ〜１００μｍ程度が適する。

　このようなシート材料１０１は、図９（ａ）のように、凸形状部１０３、バキューム孔１０４、および温度調整機構（図示せず）を有する成形金型１０２を用いて凸型に成形する。すなわち、シート材料１０１は、バキューム孔１０４に吸着され、成形金型１０２からの熱により凸形状部１０３に沿う凸型に成形される。シート材料１０１は、図９（ｂ）のように凸型に成形されてから、図９（ｃ）のように、タンクシート１０６として所定の寸法に切り出される。その寸法は次工程の製造装置に適したものであればよく、インクを収容する第２インクタンク１２５の容積などに応じて設定することができる。

　図１０（ａ）は、第２インクタンク１２５の内部を負圧にするために用いられるばねユニット１１２の製造工程の説明図である。予め半円状に形成されたばね１０７をばね受け治具１０８に取り付けて、その上から、溶接電極１１１を用いたスポット溶接により圧力板１０９を取り付ける。圧力板１０９には、熱接着材１１０が付けられている。これらのばね１０７と圧力板１０９とによって、ばねユニット１１２が構成される。

　図１０（ｂ）は、ばねユニット１１２をタンクシート１０６に取り付ける工程の説明図である。受け治具（図示せず）の上に載置したタンクシート１０６の内面に、ばねユニット１１２を位置決めして配置する。そして、ヒートヘッド１１３を用いて熱接着材１１０を加熱することにより、ばねユニット１１２とタンクシート１０６とを接着して、ばね・シートユニット１１４を構成する。

　図１１（ａ）は、ばね・シートユニット１１４をフレーム１１５に溶着する工程の説明図である。フレーム１１５は、フレーム受け治具１１６に固定される。フレーム１１５を取り囲むシート吸着治具１１７は、フレーム１１５が位置決め配置された後に、ばね・シートユニット１１４をバキューム孔１１７Ａに吸着して、そのユニット１１４とフレーム１１５とを相対的に位置ずれなく保持する。その後、ヒートヘッド１１８により、フレーム１１５の図中上側の周縁部と、ばね・シートユニット１１４のタンクシート１０６との環状の接合面同士を熱溶着する。シート吸着治具１１７が、フレーム１１５の図１１（ａ）中上側の周縁部と、ばね・シートユニット１１４のタンクシート１０６の周縁部分とを均一に対面させることにより、それらの接合面は、極めて均一に熱溶着されてシールされることになる。ゆえに、シート吸着治具１１７は、均一なシール性を確保すべく熱溶着する上において重要である。

　図１１（ｂ）は、カッター（図示せず）によって、フレーム１１５の外側にはみ出たタンクシート１０６の部分を切り取る工程の説明図である。このように、フレーム１１５からはみ出たタンクシート１０６の部分を切り取ることにより、ばね・シート・フレームユニット１１９が完成する。

　図１２及び図１３は、このようなばね・シート・フレームユニット１１９に、前述した工程により作製した他のばね・シートユニット１１４を熱溶着する工程の説明図である。図１２のように、ばね・シート・フレームユニット１１９は受け治具（図示せず）に取り付けられ、その受け治具と相対的に位置が規定された吸着治具１２０によって、ばね・シート・フレームユニット１１９の外周部が囲まれる。その受け治具は、ばね・シート・フレームユニット１１９のタンクシート１０６における外面の平面部１０６Ａに面接触して、その平面部１０６Ａを図１３（ａ），（ｂ）のように保持する。他のばね・シートユニット１１４は、そのタンクシート１０６の外面の平面部１０６Ａが押さえ治具１２１によって吸着保持され、この押さえ治具１２１が下降することによって、ばね・シートユニット１１４側のばね１０７の先端部１０７Ａ，１０７Ｂと、ばね・シート・フレームユニット１１９側のばね１０７の先端部１０７Ａ，１０７Ｂとがほぼ同時に嵌合する。即ち、ばね１０７の一方の先端部１０７Ａは凸状、他方の先端部１０７Ｂは凹状となっており、それぞれが自己アライメントにより嵌まり込むようになっており、それらのばね１０７は、一対のばね部材構成体として結合することにより１つのばね部材を構成する。

　更に、押さえ治具１２１を下降させて、図１３（ａ）のように、それら一対のばね１０７を圧縮させる。その際、押さえ治具１２１は、ばね・シートユニット１１４における図１３中上側の平面部１０６Ａ、つまり凸部に形成されたタンクシート１０６の上側の平坦領域を幅広く押さえ込む。これにより、タンクシート１０６の平面部１０６Ａの位置が規制され、下側のユニット１１９や治具１２０に対して、ばね・シートユニット１１４が平行に保たれたまま接近する。従って、図１３（ｂ）のように、ばね・シートユニット１１４のタンクシート１０６の周縁部分は、吸着治具１２０の面に接して、バキューム孔１２０Ａに吸引保持されると共に、フレーム１１５の溶着面（同図中上側の接合面）にも均一に対面することになる。そして、この状態において、ヒートヘッド１２２により、ばね・シート・フレームユニット１１９のフレーム１１５における図中上側の周縁部と、ばね・シートユニット１１４のタンクシート１０６と、の環状の接合面同士を熱溶着する。

　このように、上側のユニット１１４におけるタンクシート１０６の平面部１０６Ａと、下側のユニット１１９におけるタンクシート１０６の平面部１０６Ａとの平行度を維持しつつ、一対を成すばね１０７を圧縮させることにより、それら一対のタンクシート１０６の平面部１０６Ａにおける平行度が高い第２インクタンク１２５を安定的に大量生産をすることができる。また、一対をなすばね１０７は、図１３（ａ）及び（ｂ）中において左右均一に圧縮変形されるため、ばね・シートユニット１１４を傾けるような力を生じることがなく、一対のタンクシート１０６における平面部１０６Ａの平行度が高い第２インクタンク１２５をより安定的に生産することができる。更に、第２インクタンク１２５内の容積変化に伴って、一対をなすばね１０７が図１３（ａ）及び（ｂ）中において左右均一に圧縮変形されるため、一対のタンクシート１０６の平面部１０６Ａは高い平行度を保ったまま対向間隔が変化することになり、この結果、インクを安定的に供給することができる。また、可撓性のタンクシート１０６の平面部１０６Ａを斜めに傾けるような無理な力が作用しないため、第２インクタンク１２５のシール性、耐圧性、耐久性が向上することになる。

　その後、フレーム１１５の外側にはみ出たタンクシート１０６の部分を切り取ることによって、図８の第２インクタンク１２５が完成する。第２インクタンク１２５の内部は、インク供給口１２８と、インク導入管１２の挿入口（設置口）と、気体排出管１３の挿入口（設置口）とによってのみ外部に連通する密閉構造となっている。

　図１４は、第２インクタンク１２５を記録ヘッドに取り付ける工程の説明図である。記録ヘッドを構成するヘッドチップ１３３はインクタンク収容室１３０に取り付けられており、このインクタンク収容室１３０内に第２インクタンク１２５が複数個取り付けられる。第２インクタンク１２５は、インクタンク取り付け部１３１に溶着や接着によって取り付けられる。また、本例の第２インクタンク１２５の上部には接続部１１が取り付けられている。その後、インクタンク収容室１３０の開口部に蓋１３２を溶着や接着によって取り付けて、インクタンク収容室１３０を形成する。なお、第２インクタンク１２５の上面に設置した接続部１１が蓋１３２の上部に出るように、蓋１３２には、それぞれの接続部１１と対向する部分に開口部１４が設けられている。また、ヘッドチップ１３３としては、記録ヘッドとしてインクジェット記録ヘッドを構成するものであってもよく、そのインクジェット記録ヘッドとしては、例えば、インク吐出口からインク滴を吐出するために電気熱変換体を備えた構成を採用することができる。即ち、電気熱変換体の発熱によりインクを膜沸騰させ、その発泡エネルギーを利用してインク吐出口からインク滴を吐出させる構成とすることができる。このようなインクジェット記録ヘッドと第２インクタンク１２５とを結合することにより、ヘッドユニット１を構成することができる。

　図１５は、これまでに説明した第２インクタンク１２５を搭載するヘッドユニット１の断面図である。　
　第２インクタンク１２５の内部にはインクの充填及び貯蔵が可能であり、そのインクは、第２インクタンク１２５のインク供給口１２８からフィルタ１３７を介して供給路１３６へ供給され、さらにヘッドチップ１３３に供給される。本例のヘッドチップ１３３は、インクジェット記録ヘッドを構成すべくヒータボード１３４が接着されており、このヒータボード１３４には、インク吐出流路とオリフィスが形成されていると共に、電気熱変換体（ヒータ）が備えられている。これにより、第２インクタンク１２５から供給されたインクの吐出が可能となっている。

　また、第２インクタンク１２５内には、主として、接続部１１に取り付けられているインク導入管１２からインクを充填することが可能であり、このインク導入管１２は、四角枠状フレーム１１５に接着固定されて、そのインク導入管１２の外部からのインク漏れが防止されている。更に、気体排出管１３についても同様に四角枠状フレーム１１５に接着固定されている。第２インクタンク１２５内へのインク充填は、インク導入管１３の上部に位置する接続部１１に、記録装置内に配備された供給部３１が接続されることによって行われる。この接続動作の詳細は後述する。

　また、第２インクタンク１２５内における対のばね１０７の代わりに、それらを結合したときと同様の形態を成す１つのばねを備えてもよい。その場合には、その１つのばねを対のタンクシート１０６の一方に取り付けた上、そのタンクシート１０６をフレーム１１５に結合させておいてから、その１つのばねを圧縮させつつ、他方のタンクシート１０６をフレーム１１５に結合させることもできる。その際に、その１つのばねを対のタンクシート１０６の一方に取り付けず、単に、対のタンクシート１０６の間にばねを挟むようにしてもよい。また、対のタンクシート１０６は、少なくとも一方が可撓性部材によって形成されていればよい。

　「インクの充填動作」
　次に、ヘッドユニット１内の第２インクタンク１２５にインクを充填し、それと同時に、第２インクタンク１２５内に溜まっている気体を排出させる際の動作について説明する。

　図２は、複数個ある第２インクタンク１２５の内の１個について、その第２インクタンク１２５の接続部１１と、第１インクタンク５１の供給部３１との接続状態を示している。なお図２中に示すように、第１インクタンク５１からインク流路４１を経て供給部３１までの領域を第１のインク収納領域、インク導入管１２並びに気体排出管１３の設置部分からヘッドチップ１３３に至る領域を第２インク収納領域、インク供給管３２並びに気体誘導管３３の設置部分からインク導入管１２並びに気体排出管１３の設置部分までの部分を接続手段と定義することができる。

　この中で、第１インクタンク５１はモールド成形された容器内にインクを収納するものであり、その底部にインク導出口５２、その上部に大気連通口５３が設けられている。第１インクタンク５１は第２インクタンク１２５よりも上方に位置するように設置されているため、インク流路４１は斜度をもって接続されている。

　なお、この第１インクタンク５１に設けられている大気連通口５３は、インク導出が行われるに伴って第１インクタンク内部の容積減少に対し、大気の導入を行うことによって補うものである。これによって第１インクタンク内の圧力を常に大気圧に保ち、インク導出を円滑に行うことができる。従って、大気連通口５３は、少なくともインクの使用を開始してから、即ち第１インクタンクがこの記録装置内に装着されてから開口していればよい。このことから、大気連通口５３は記録装置に装着される前はシール部材等で閉塞されていてもよい。更に、この装着前に大気連通口５３が閉塞されていることは、第１インクタンクの使用前における内部に充填されているインクの容器外へのもれや、インクの蒸発も防止する点においても有効である。また大気連通口５３の使用時における開口は、記録装置への装着の直前に使用者が引き剥がしたり、装着時に針をさして穴をあける等のことで達成できる。

　また、本例では、第１インクタンクはモールド成形された容器で説明しているが、袋状に形成された可撓性シートで構成してもよい。この場合には、インクの導出に伴ってシートが変形し、内部のインク量に応じて内容積を変化させることができるため、大気連通口を省いても構わない。そして、可撓性シートで構成した袋は変形しない筐体内に収納しておくことで、装着の容易性及び外力からシート損傷を防止することができる。

　続いて第２インクタンクの構成及び動作を説明するが、以降においては、説明を容易にするために、第２インクタンク１２５内に備えられるばねをコイルばねとする。

　第２インクタンク１２５の中における四角枠状フレーム１１５の上部には、インク導入管１２及び気体排出管１３が挿入され、それらの管は四角枠状フレーム１１５と接する部分で接着固定されている。インク導入管１２の下側の開口部にはインク導入口１２ａが形成され、気体排出管１３の下側の開口部には気体排出口１３ａが形成されており、これらは共に第２インクタンク１２５の内部に入っている。また、第２インクタンク１２５内において、インク導入口１２ａは気体排出口１３ａよりも下方に位置している。また、気体排出口１３ａは、四角枠状フレーム１１５から第２インクタンク１２５内寄りにやや飛び出た位置にある。

　以下、図３を用いて、第２インクタンク１２５内へのインクの充填及び第２インクタンク１２５内からの気体放出の過程を具体的に説明する。

　まず、図３（ａ）は、第２インクタンク１２５内にインクが十分に存在しているときの状態を示している。このときは、第２インクタンク１２５を第１インクタンク１２５に接続せず、接続部１１は供給部３１から分離されている。更に、インク導入管１２の先端部の孔１２ｂ（図４参照）はシールゴム２６に塞がれ、気体排出管１３の先端部の孔も同様に塞がれている。これにより、第２インクタンク１２５内はほぼ密閉状態にある。

　このような図３（ａ）状態から、記録装置の記録動作に伴って、第２インクタンク１２５内に貯留されているインクが消費されると、第２インクタンク１２５の内容積を減少させるように、対をなしている２枚の圧力板１０９が第２インクタンク１２５の内側に移動していく（図３（ｂ）参照）。そして、この図３（ｂ）のように、対の圧力板１０９の間に取り付けられているばね１０７が圧縮されて、第２インクタンク１２５内部における負圧が次第に高まっていく。更に第２インクタンク１２５内のインクが減少すると、２枚の圧力板１０９同士は更に近づき、それに応じた負圧が第２インクタンク１２５内にて維持される。第２インクタンク１２５内の負圧は、記録ヘッドに対する最適なインクの供給圧（負圧）の範囲内に維持される。２枚の圧力板１０９同士が近づくことにより、第２インクタンクは収縮することになる。

　ところで、一般に、記録装置は間欠的に使用されることが多い。そのため、第２インクタンク１２５内のインクが消費されていく過程において、記録装置を停止させて放置することは十分にある。このような放置状態においては、インク内部に溶存していた気体が気化したり、あるいは第２インクタンク１２５を構成している各部から外気が内部に進入したりして、第２インクタンク１２５内における気体の体積が増加するおそれがある。その気体としては、記録ヘッドの吐出口から進入するものや、記録ヘッドの吐出動作に伴って発生する気体なども存在する。そのため、第２インクタンク１２５内のインクを消費した後に、第１インクタンク５１からインクを充填する際には、その第２インクタンク１２５内における気体の体積増加の影響により、以前の充填時と同量のインクが充填できなくなるおそれがある。このような不具合をなくすためには、第２インクタンク１２５内にインクを充填する際に、その第２インクタンク１２５内の気体を同時に排出することが必要となる。

　そこで、第２インクタンク１２５内のインクが所定量以上消費されたときは、図３（ｃ）のように、第２インクタンク１２５ヘのインクの充填と同時に、第２インクタンク１２５内に溜まった気体を排出する。

　まず、キャリッジ２０２と共にヘッドユニット１がホームポジションに移動することによって、接続部１１と供給部３１とが対向して接続される。この接続により、第２インクタンク１２５内がインク導入管１２と気体排出管１３を介して第１インクタンク５１内に連通する。この結果、第２インクタンク１２５内の負圧により、インク導入管１２と気体排出管１３を介して、第１インクタンク５１から第２インクタンク１２５ヘと図３（ｃ）の矢印Ａの向きにインクが流れ込み始める。このインクの流れ込みにより、圧力板１０９によって圧縮されていたばね１０７の復元力も伴って、第２インクタンク１２５の内容積が次第に増大し、そして、タンクシート１０６が最大に張って第２インクタンク１２５の内容積が最大となったときには、最終的に図３（ｄ）の状態に至る。

　第１インクタンク５１には、その内部と大気との間を連通させる大気連通口５３が上部に設けられていて、その内部は常に大気圧に維持されるため、第１インクタンク５１内のインクは、インク導入管１２と気体排出管１３を通って第２のインクタンク１２５内に充填される。そして、第２インクタンク１２５内がインクによって徐々に満たされて、その第２インクタンク１２５内におけるインクの液面が高くなるにつれて、その液面の上部空間にある気体が圧縮されて圧力が高まる。その気体は、インク導入管１２と気体排出管１３を通って、第２インクタンク１２５から第１インクタンク５１へ逃げようとする。本例の場合、気体排出管１３がインク導入管１２よりも短くて、前者の長さ分の水頭差による圧力が後者の長さ分の水頭差による圧力が小さいために、第２インクタンク１２５内の気体は、インク導入管１２を通るよりも気体排出管１３を通った方が逃げやすい。そのため、第２インクタンク１２５内が所定圧に達したときに、図３（ｄ）中の矢印Ｂのように、第２インクタンク１２５内の気体が気体排出管１３を通って第１インクタンク５１内に排出され、その排出に伴って、図３（ｄ）中の矢印Ａのように、インク導入管１２を通って第１インクタンク５１内のインクが第２インクタンク１２５内に導入されることになる。また、図３（ｄ）のように、インク導入管１２がインクの液面下に没したときは、そのインク導入管１２がインクの導入用として、また気体排出管１３が気体の排出用として、それらの機能がより明確に分かれる。

　第２インクタンク１２５内の気体は、気泡として第１インクタンク５１内に排出される。すなわち、その気泡は、気体排出管１３の下端の気体排出口１３ａから入り、供給部３１とインク流路４１を通って、重力方向において高い位置にある第１インクタンク５１内に向かう。第１インクタンク５１は、単に液状のインクを収納する容器として構成されているため、その内部に排出された気体は、第１インクタンク５１内の上方に移り、さらに大気連通口５３から大気中に抜ける。

　このような気体の排出を伴うインクの充填は、第２インクタンク１２５内のインクの液面が気体排出管１３の気体排出口１３ａに到達するまで行われる。つまり、第２インクタンク１２５内のインクの液面が気体排出管１３の気体排出口１３ａに到達したときに、インクの充填が自動的に停止することになる。したがって、第２インクタンク１２５内へのインクの充填は、特別なポンプなどを必要とすることなく、かつ気体の排出を伴いながらスムーズに行われることになり、しかも満タンになったときに充填動作を自動的に停止させることができる。

　このようにして、第２インクタンク１２５に所定量のインクを充填した後は、キャリッジ２０２と共にヘッドユニット１をホームポジションから離して、接続部１１と供給部３１とを分離することによって記録動作が可能となる。接続部１１と供給部３１との分離により、インク導入管１２の先端部の孔１２ｂ（図４参照）がシールゴム２６に塞がれ、気体排出管１３の先端部の孔も同様に塞がれて、第２インクタンク１２５内が再びほぼ密閉状態となる。

　（第２の実施形態）
　図５は、本発明の第２の実施形態を説明するための図である。本例は、第１インクタンク５１を第２インクタンク１２５よりも高い位置に置かなくともよい構成例である。この例においても図５中に示すように、第１インクタンク５１からインク流路４２を経て供給部３１までの領域を第１のインク収納領域、インク導入管１２並びに気体排出管１３の設置部分からヘッドチップ１３３に至る領域を第２インク収納領域、インク供給管３２並びに気体誘導管３３の設置部分からインク導入管１２並びに気体排出管１３の設置部分までの部分を接続手段と定義することができる。

　図５のように、第１インクタンク５１を第２インクタンク１２５よりも高い位置に置かない場合でも、結合ユニットを構成する接続部１１と供給部３１とが結合された際に、前述した第１の実施形態と同様に、第１インクタンク５１から第２インクタンク１２５へのインクの充填が行われる。しかし、第２インクタンク１２５から排出された気体は、下方に位置する第１インクタンク５１には移動しない。そこで、インク流路４２の途中に気体貯留室４３を設け、その中に、第２インクタンク１２５から排出された気体を一旦溜める。この気体貯留室４３は、柔軟で弾力性をもたないナイロン等によって袋状に形成されており、その一部に形成された開口部分に、インク流路４２中の１つの開口部４４が接続されている。

　本例の構成におけるインクの充填と気体の排出の過程を図６および図７を用いて説明する。　
　まず、第２インクタンク１２５内にインクが十分にあるときは、図６（ａ）のように、接続部１１は供給部３１から分離している。このとき、気体貯留室４３内には気体が排出されていないため、この気体貯留室４３内はほとんどインクで満たされている。

　第２インクタンク１２５内のインクが消費されて、その第２インクタンク１２５が変形した状態を図６（ｂ）に示す。このように、圧力板１０９同士が接近することによってばね１０７が圧縮され、第２インクタンク１２５内は、依然として、記録ヘッドにインクを供給するために最適な範囲の負圧に保たれる。

　第２インクタンク１２５内にインクを充填するときには、図６（ｃ）のように接続部１１と供給部３１とが接続される。この接続により、前述した実施形態の場合と同様に、第２インクタンク１２５内の負圧の作用によって、その第２インクタンク１２５内に第１インクタンク５１からインクが流れ込む。

　このようなインクの流れ込みが進んでいくと、図６（ｄ）のように、第２インクタンク１２５がはね１０７の復元力によって膨らみ、そして第２インクタンク１２５内のインクの液面も次第に上昇すると共に、その内部に存在していた気体が気体排出管１３を通って気体貯留室４３の中に進入していく。第２インクタンク１２５から排出された気体が気体貯留室４３内に入っていくことにより、その気体貯留室４３内において気体が占める割合が次第に多くなり、それに伴って相対的に減少する気体貯留室４３内のインクは第２インクタンク１２５の中に入っていく。

　このような一連のインク充填及び気体排出を終えた後は、図７（ａ）に示すように、接続部１１と供給部３１とを分離させる。この分離状態では供給部３１が密閉されるため、気体貯留室４３内に排出された気体は、その気体貯留室４３内に溜まったままである。

　次に、図７（ｂ）に示すように、気体貯留室４３に対して外力Ｐを加えることによって袋状の気体貯留室４３が潰れ、その中に貯留されていた気体がインク流路４２を通って第１１インクタンク５１内に入っていく。気体貯留室４３を押圧するために、記録装置内に押圧手段を適宜設置しておくことも可能である。

　また、このような構成においては、気体貯留室４３の内容積をインク流路４２の内容積よりも大きくしておくことが必要である。仮に、気体貯留室４３の内容積がインク流路４２の内容積よりも小さい場合には、気体貯留室４３内の気体を第１のインクタンク５１内に送り込んだ後、気体貯留室４３が復元したときに、インク流路４２内に気体が残留するおそれがある。すなわち、気体貯留室４３を外力により潰して、その内部の気体を第１インクタンク５１内に送り込んだ後、その外力の解除により気体貯留室４３が復元して第１インクタンク５１内のインクが気体貯留室４３内に入っていったときに、インク流路４２内の気体がインクと充分に置換されず、インク流路４２と気体貯留室４３との接合部付近に気体が残ったままとなる。このように残留した気体は、第２インクタンク１２５内に送られるおそれがある。したがって、上記のように、気体貯留室４３の内容積は、インク流路４２の内容積よりも大きくしておく。

　（第３の実施形態）
　図１６及び図１７は、本発明の第３の実施形態を説明するための図である。本例における第１インク収納容器（第１インクタンク）５１には、その内部に画成されるインク収納室と、バルブ室６８との２室から成り、それら両室の内部は連通口５６を介して連通されている。

　第１インク収納容器５１の一部には、変形可能な可撓性膜（シート部材）５２が配設されており、このシート部材５２と第１インク収納容器５１の内面との間に、インクを収納するための空間（インク収納室）が画成されている。第１インク収納容器５１内におけるシート部材５２の外側空間、すなわち図１６におけるシート部材５２の上側空間は、大気連通口５５により大気に開放されて大気圧と等しくされている。この第１インク収納容器５１は、下方に設けられている供給部３１への接続部、およびバルブ室６８への連通路を除いて、実質的に密閉空間を形成している。

　本例のシート部材５２の中央部分は、平板状の支持部材である圧力板５３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５２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５２は、後述するように、第１インク収納容器５１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５２の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、そのシート部材５２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５２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、衝撃に起因する第１インク収納容器５１内に異常な圧力変動が生じることもない。

　また第１インク収納容器５１内には、圧力板５３を介してシート部材５２を図中の上方に付勢する圧縮ばね形態のばね部材５４が設けられている。このばね部材５４の押圧力の作用により、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を可能とする範囲の負圧が発生される。なお、図１６および図１７の状態は、第１インク収納容器５１内にほぼ完全にインクが充填された状態を示しており、この状態でもばね部材は圧縮された状態にあり、第１インク収納容器５１内に適切な負圧が生じているものとする。

　さらに、第１インク収納容器内５１内の負圧が所定値以上に高まった時に外部から気体を導入すると共に、第１インク収納容器５１からのインク漏出を阻止するための一方向弁６１が構成される。この一方向弁６１は、大気導入口６６を有する弁閉鎖部材としての圧力板６３と、大気導入口６６と対応するようにバルブ室６８の筺体に固定されて密閉可能なシール部材６５と、を有する。バルブ室６８は、第１インク収納容器５１への連通口５６および大気に開放される大気導入口６６を除いて、実質的に密閉空間を維持している。バルブ室６８の筐体内において、シート部材６２よりも図中右側の空間は、大気連通口６７によって大気に開放されて、大気圧と等しくされている。シート部材６２は、その中央部分が圧力板６３と接合され、その周縁部分が変形可能となっており、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６３の図中左右方向への移動が円滑に行なわれる。

　バルブ室６８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６４が備えられている。ばね部材６４はやや圧縮された状態とされており、その圧縮の反力によって、圧力板６３を図中の右方向に押圧する構成となっている。このばね部材６４の伸縮によって、大気導入口６６に対するシール部材６５の密着／離間を行なう弁としての機能を持たせ、さらに、大気連通口６７から大気導入口６６を介してバルブ室６８内部への気体導入のみを許可する一方向弁としての機能を持たせている。

　ここでシール部材６５としては、大気導入口６６が確実に密閉できるものであれば良い。すなわち、シール部材６５は、少なくとも大気導入口６６と接触する部位が大気導入口６６の開口面に対して平滑性を保つ形状のもの、あるいは大気導入口６６の周囲に密着可能なリブを有するものなど、密着性が確保できるものであれば良く、またその材質も限定されない。好ましくは、シート部材６２と圧力板６３の変位に追従しやすい伸縮性を有するゴムのような弾性体によって、シール部材６５を形成する。

　かかる第１インク収納容器５１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いくと、第１インク収納容器５１のインク収納室内の負圧と、バルブ室６８内における弁規制部材（ばね部材６４）の作用力等とがつり合うことになる。このようにつり合った状態からさらにインク消費が継続されて、第１インク収納容器５１のインク収納室内の負圧がさらに強まった瞬間に、大気導入口６６が開放されて大気が流入し、その大気が第１インク収納容器５１のインク収納室内に取り込まれる。シート部材５２および圧力板５３が図中の上方に変位可能であるため、この大気の取り込みによってインク収納室内の容積が増大し、同時に、負圧も弱まって大気導入口６６が再び閉鎖される。

　また、第１インク収納容器５１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た場合には、シート部材５２および圧力板５３の下方への最大変位位置から初期位置までの変位量に相当する容積分、インク収納室内に取り込まれている空気の膨張が許容される。換言すれば、その容積分の空間がバッファ領域として機能する。そのため、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和して、記録ヘッドの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。

　また、初期のインク充填状態から、インクの導出に伴って第１インク収納容器５１の内容積が減少してバッファ領域が確保されるまでは、インク収納室に外気が導入されないため、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は発生しない。さらに、インクの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５１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。

　なお、図示の例では、第１インク収納容器５１内のばね部材５４、およびバルブ室６８内のばね部材６４を共にコイルばねの形態として模式的に示しているが、勿論、他の形態のばねを用いることができる。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。板ばねを用いる場合には、断面略Ｕ字形状を有する上下対称的な一対の板ばね部材を用い、それらのＵ字形状の開放端同士を対向させて組合せてもよい。

　本例における第２インク収納容器（第２インクタンク）１２５は、前述した実施形態と同様に構成されている。ただし本例の場合、気体移送管（気体排出管）１３の気体移送口（気体排出口）１３ａは、四角枠状フレーム１１５の下面とほぼ同一面上に位置している。

　次に、図１８を用いて、第２インク収納容器（第２インクタンク）１２５内へのインクの充填および第２インク収納容器（第２インクタンク）１２５内からの気体放出の過程を具体的に説明する。

　図１８（ａ）のように、第２インク収納容器１２５内にインクが十分に存在しているときの状態、図１８（ｂ）のように、第２インク収納容器１２５内のインクが消費された状態、および図１８Ｃのように、外部からの気体の侵入によって第２インク収納容器１２５の上部に気体が溜まる状態は、前述した図３（ａ）および（ｂ）における状態と同様である。前述したように、第２インク収納容器１２５内に溜まる気体としては、記録ヘッドの吐出口から侵入するものや、記録ヘッドのインク吐出動作に伴って発生する気体などがある。

　本例の場合も前述した実施形態と同様に、第２インク収納容器１２５内のインクが所定量以上消費されたときは、第２インク収納容器１２５ヘのインクの充填と同時に、第２インク収納容器１２５内に溜まった気体を移送する。

　まず、キャリッジ２０２と共にヘッドユニット１がホームポジションに移動することによって、接続部１１と供給部３１とが対向して接続される（図１８（ｃ），（ｄ）参照）。この接続により、第２インク収納容器１２５内がインク導入管１２と気体移送管１３を介して第１インク収納容器５１内に連通する。この結果、第２インク収納容器１２５内の負圧により、インク導入管１２と気体移送管１３を介して、第１インク収納容器５１から第２インク収納容器１２５ヘと図１８（ｄ）の矢印Ａの向きにインクが流れ込み始める。このように、第１インク収納容器５１と連通する複数の連通路としてのインク導入管１２と気体移送管１３から、第２インク収納容器１２５側に同時にインク供給される。このインクの流れ込みにより、圧力板１０９によって圧縮されていたばね１０７の復元力も伴って、第２インク収納容器１２５の内容積が次第に増大する。

　そして、図１８（ｅ）のように、第２インク収納容器１２５の内容積がほぼ最大となったときに、第２インク収納容器５１内部の気体が気体移送管１３と気体導入管３３を介して第１インク収納容器５１側に移送されると共に、第２インク収納容器１２５内にインクが充填される。つまり、第２インク収納容器１２５内に供給されるインクにより、第２インク収納容器１２５内の気体が圧縮されて圧力が高まり、その圧力上昇によって、気体移送管１３内に形成されているインクのメニスカスが破られて第２インク収納容器１２５内の気体がインク収納容器５１内に移送され、それと同時に、インク導入管１２を通って第１インク収納容器５１内のインクが第２インク収納容器１２５内に導入されることになる。また、インク導入管１２のインク導入口１２ａがインクの液面下に没したときは、そのインク導入管１２がインクの導入用として、また気体移送管１３が気体の移送用として、それらの機能がより明確に分かれる。

　このような気体の移送を伴うインクの充填は、図１８（ｆ）に示されるように、第２インク収納容器１２５内のインクの液面が気体移送管１３の気体移送口１３ａに到達するまで行われる。つまり、第２インク収納容器１２５内のインクの液面が気体移送管１３の気体移送口１３ａに到達したときに、インクの充填が自動的に停止することになる。

　次に、図１９を用いて、第２インク収納容器１２５内からの気体移送の際の圧力バランスについて、詳しく説明する。ここでは、インク供給と気体移送とが行われる図１８（ｄ）の状態で静止しているものとして説明を進める。

　まず、第２インク収納容器１２５内の気体の圧力を考える。第１インク収納容器５１内の気体の圧力をＰ、第２インク収納容器１２５内のインク界面と第１インク収納容器５１内のインク界面との水頭差による圧力をＨｓとすると、第２インク収納容器１２５側の気体移送管１３に形成されるインクのメニスカスに加わる圧力は、第１インク収納容器５１内の気体の圧力ＰよりもＨｓだけ大きいＰ＋Ｈｓとなる。この水頭差による圧力増加は、第２インク収納容器１２５内の気体が密閉状態にあるために生じるのであって、接続部１１に大気連通口があって第２インク収納容器１２５内が大気に開放されるような構成では生じることはない。

　次に、気体移送管１３の第２インク収納容器１２５側開口のメニスカス位置における圧力のバランスを考える。そのメニスカス位置に対して、下向きに作用する圧力はＰ＋Ｈａ、上向きに作用する圧力はＰ＋Ｈｓとなり、この状態でつりあっていると仮定しているため、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　＝　２γ・ｃｏｓθａ／Ｒａ　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　ここで、γはインクの表面張力、θａは気体移送管１３に対するインクの接触角、Ｒａは気体移送管１３の管径（内径）である。

　したがって、気体移送管１３の記録ヘッド側開口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、気体移送管１３内のメニスカス位置と第２インク収納容器１２５のインク界面との水頭差による圧力（Ｈｓ−Ｈａ）と、気体移送管１３のメニスカスによる圧力（Ｍａ）とがつりあっている状態である。　
　よって、第２インク収納容器１２５内に残留する気体の容積が大きくなって、
　　Ｈｓ−Ｈａ　＞　Ｍａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４）
となる場合には、第２インク収納容器１２５内の気体圧力が高くなって気体移送管１３のメニスカスが破れ、第１インク収納容器１２５内の気体が第１インク収納容器５１側に移動することになる。また、これに伴って、第１インク収納容器５１内のインクは、インク供給管３２とインク導入管１２を介して第２インク収納容器１２５内に移動し、その第２インク収納容器１２５内のインク液面が上昇する。

　気体移送管１３の内容積は供給部３１に比較して非常に小さいため、気体が移動し始める初期の段階では、比較的容積の大きい第２インク収納容器１２５内のインク液面の上昇はさほど大きくなく、気体移送管１３内のメニスカス位置は第１インク収納容器５１側の開口部に向けて素早く移動する。よって、気体移送管１３の第１インク収納容器５１側の開口位置と第１インク収納容器５１内のインク界面との水頭差による圧力が小さくなり、気体導入管１３に生じるメニスカスの圧力Ｍａ’に対して第２インク収納容器１２５内の圧力がかなり大きくなって、気体の移送が促進される。Ｍａ’は、気体導入管１３の第１インク収納容器５１側に形成されるメニスカスに起因する圧力である。

　そして、気体移送管１３の流路長分の水頭による圧力Ｌａが下式の関係であるとき、図１８（ｅ）の状態まで気体の移送が行なわれる。　
　　Ｌａ　＜　Ｍａ＋Ｍａ’　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（５）

　以上では、インク導入管１２の第２インク収納容器１２５側開口がインクに接している場合について考察した。長期間の放置などのために第２インク収納容器１２５内への気体の導入量が多い場合には、図１９（ｂ）のように、インク導入管１２の記録ヘッド側開口も第２インク収納容器１２５内のインクに接していない状態となる。次に、この状態について考察する。

　これまでの説明では、インク導入管１２の第２インク収納容器１２５側開口がインクに接しているために、気体移送管１３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。しかし、図１９（ｂ）の状態では、インク導入管１２に形成されるインクのメニスカスをも考察しなければならない。

　図１９（ｂ）の状態で静止しているとする。第２インク収納容器１２５内の気体の圧力をＰ’、インク導入管１２内に形成されるメニスカスによる圧力をＭｉとすると、この図１９（ｂ）の状態におけるインク導入管１２と気体移送管１３内のメニスカス位置での圧力バランスは、下式で表される。　
　　Ｐ’−（Ｐ＋Ｈａ）　＝　Ｍａ，　Ｐ’−（Ｐ＋Ｈｉ）　＝　Ｍｉ　（６）
　ここで、インク供給および気体の移送が行なわれるためには、
　　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。したがって、インク導入管１２および気体移送管１３の第２インク収納容器１２５側の開口位置の鉛直方向における差に対応した水頭による圧力差Ｈと、インク導入管１２および気体移送管１３のメニスカスによる圧力差（ Ｍａ−Ｍｉ）との関係によって、インク供給と気体の移送が行なわれるか否かが決定されることになる。

　以上に述べたように本実施形態によれば、第１，第２インク収納容器５１，１２５との間に、複数の流路により構成される接続手段を設け、各流路における第２インク収納容器１２５側の開口位置の高さに差をつけることにより、複雑な構成を必要とすることなく、第２インク収納容器１２５側の気体を第１インク収納容器５１側に速やかに移送することが可能となる。このような複数の流路により構成される接続手段を用いて、第１インク収納容器５１から第２インク収納容器１２５内にインクを供給する。また、第２インク収納容器１２５内の気体を第１インク収納容器５１側に移送させた状態において、第１インク収納容器５１内は所定の負圧を有しているため、インク充填が終わった時点にて、第２インク収納容器１２５内は第１インク収納容器５１内と同じ負圧を保持していることになる。したがって、第２インク収納容器１２５内へのインクの供給動作の終了後に、その第２インク収納容器１２５内を負圧とするための初期負圧出しの処理、例えばインクの吸引排出や予備吐出などを行う必要がない。インクの吸引排出は、記録ヘッドの吐出口から画像の記録に寄与しないインクを吸引排出する処理であり、また呼び吐出は記録ヘッドの吐出口から画像の記録に寄与しないインクを吐出する処理である。

　第１インク収納容器５１内に負圧を発生させるための負圧発生手段としては、図１６のような負圧調整機構、つまり第１インク収納容器５１内の負圧が所定値以上に高まった時に外部から気体を導入する一方向弁６１による負圧調整機構の他に、以下のような負圧発生機構を有するものであってもよい。

　図２０（ａ）は、毛細管部材（負圧発生部材）７１による負圧発生手段を備えた第１インク収納容器５１を示している。この毛細管部材７１は、ポリウレタンやメラミンなどの高分子フォームや、ポリオレフィンやポリエステルなど耐インク性を有する材料からなり、かつ適度な毛細管力をインクとの間に発生させるものである。また、この負圧発生部材としての毛細管部材７１は、第１インク収納容器５１内の環境温度変化による圧力変動を緩衝する効果をも有する。例えば、周囲の圧力が低下したり、温度が上昇したりした場合には、図２０（ａ）中左側のインク室７３Ａ内の空気が膨張する。この空気の膨張分を図２０（ａ）中右側のインク室７３Ｂの毛細管部材７１が吸収することにより、インク室７３Ａ内の負圧を安定させると共に、インク漏れなどを防ぐことができる。７２は、インク室７３Ｂ内を大気に連通する大気連通口である。

　図２０（ｂ）は、前述した図１６の第１インク収納容器５１の負圧調整手段以外を用いた場合の構成例である。ここに示される負圧調整手段は、第１インク収納容器５１の底面に配設された微小な空孔（大気連通口）８１を有し、その空孔８１に形成されるインクのメニスカスを利用する負圧調整機構である。この機構は、第１インク収納容器５１内の負圧が過剰になった場合に、空孔８１のメニスカス力を破って外部から空気を導入することにより、第１インク収納容器５１内の圧力を一定に保持するものである。

　図２０（ｃ）は、水頭差により負圧を発生させる負圧発生機構の構成例を示す。　
　第１インク収納容器５１内のインク面を記録ヘッドのノズルよりも重力方向に対して下方に配設して、インクの水頭差により負圧を発生する構成となっている。第１インク収納容器５１から、インク流路４２を通して第２インク収納容器１２５へインクを導出し、そのインクの導出に伴って第１インク収納容器５１内のインク量が減少したときに、大気連通口５３から大気を導入する。これによって、第１インク収納容器５１内の圧力が常に大気圧に保たれて、インクの導出を円滑に行うことができる。したがって、大気連通口５３は、少なくともインクの使用を開始してから、すなわち第１インク収納容器５１が記録装置に装着されてから開口していればよい。したがって大気連通口５３は、第１インク収納容器５１が記録装置に装着される前はシール部材等によって閉塞されていてもよい。更に、第１インク収納容器５１の装着前に大気連通口５３が閉塞されていることは、第１インク収納容器５１の使用前において、その内部に充填されているインクの容器外への漏れや蒸発を防止する上において有効である。また、第１インク収納容器５１の使用時における大気連通口５３の開口は、記録装置への第１インク収納容器５１の装着の直前に、大気連通口５３を閉塞するシールを使用者が引き剥がしたり、第１インク収納容器５１の装着時に針をさして穴をあける等の作業によって達成できる。

　また、図２０（ｃ）の例では、第１インク収納容器５１をモールド成形された容器として説明しているが、それは袋状に形成された可撓性シートによって構成してもよい。この場合には、インクの導出に伴ってシートが変形し、内部のインク量に応じて内容積を変化させることができるため、大気連通口５３を省いても構わない。このように可撓性シートで構成した袋は、変形しない筐体内に収納しておくことにより、装着の容易性及び外力によるシート損傷を防止することができる。また、第２インク収納容器１２５から移送された気体を貯留させるために、供給部３１の上方に気体貯留室４３が形成されている。これにより、第２インク収納容器１２５から移送された気体を取り除くと共に、第１イン収納容器５１の負圧によって第２インク収納容器１２５内の負圧を維持した状態で、インク供給を完了することが可能となる。

　負圧発生機構としては、図２０（ａ），（ｂ），（ｃ）の構成のほか、適正な負圧を維持できるものならば種々の構成のものを採用することができる。

　このように、第２インク収納容器１２５内へのインクの充填は、特別なポンプなどを必要としないため、装置の大型化や複雑化を招くことがない。また、第１，第２インク収納容器５１，１２５の間に複数連通路（上述した実施例では２つ）を有することにより、簡便な機構によって、第２インク収納容器１２５内に貯留した気体を交換可能な第１インク収納容器５１内に移送して、毎回のインク充填時に安定したインク保持量を保証することができる。しかも、第１インク収納容器５１内の負圧を利用して、第２インク収納容器１２５内の初期負圧を確保し、インク充填動作を自動的に停止させることができる。

　このようにして、第２インク収納容器１２５に所定量のインクを充填した後は、キャリッジ２０２と共にヘッドユニット１をホームポジションから離して、接続部１１と供給部３１とを分離することによって記録動作が可能となる。接続部１１と供給部３１との分離により、インク導入管１２の先端部の孔１２ｂ（図４（ｂ）参照）がシールゴム２６に塞がれ、気体移送管１３の先端部の孔も同様に塞がれて、第２インク収納容器１２５内が再びほぼ密閉状態となる。

　（第４の実施形態）
　図２１および図２２は、本発明の第４の実施形態を説明するための図である。　
　本例は、第１インク収納容器５１を第２インクタンク１２５よりも高い位置に置かずに、第２インク収納容器１２５内から第１インク収納容器５１側に気体を移動させる形態の構成例である。この例においても図中に示すように、第１インク収納容器５１からインク流路４２を経て供給部３１までの領域を第１のインク収納領域、インク導入管１２および気体移送管１３の設置部分からヘッドチップ１３３に至る領域を第２インク収納領域、インク供給管３２および気体誘導管３３の設置部分からインク導入管１２および気体移送管１３の設置部分までの部分を接続手段と定義することができる。

　図２１（ａ）のように、第１インク収納容器５１を第２インク収納容器１２５よりも高い位置に置かなくても、結合ユニットを構成する接続部１１と供給部３１とが結合された際に、前述した第３の実施形態と同様に、第１インク収納容器５１から第２インク収納容器１２５へのインクの充填が行われる。しかし、第２インク収納容器１２５から上方に移送された気体は、下方に位置する第１インク収納容器５１には移動しない。そこで、インク流路４２の途中に気体貯留室４３を設け、その中に、第２インク収納容器１２５から移送された気体を一旦溜める。この気体貯留室４３は、柔軟で弾力性をもたないナイロン等によって袋状に形成されており、その一部に形成された開口部分に、インク流路４２中の一方の開口部４４が接続されている。

　本例の構成におけるインクの充填と気体の移送の過程を図２１（ａ）から図２１（ｄ）および図２２（ａ），図２２（ｂ）を用いて説明する。

　第２インク収納容器１２５内のインクが消費されて、その第２インク収納容器１２５が変形した状態を図２１（ａ）に示す。このように、圧力板１０９同士が接近することによってばね１０７が圧縮され、第２インク収納容器１２５内は、依然として、記録ヘッドにインクを供給するために最適な範囲の負圧に保たれる。また図２１（ａ）は、インクが消費される間に、例えば記録ヘッド内に外部から気体が取り込まれたために、第２インク収納容器１２５内に気体が存在している状態を示している。

　第２インク収納容器１２５内にインクを充填するときには、図２１（ｂ）のように接続部１１と供給部３１とが接続される。この接続により、前述した実施形態の場合と同様に、第２インク収納容器１２５内の負圧の作用によって、その第２インク収納容器１２５内に第１インク収納容器５１からインクが流れ込む。

　このようなインクの流れ込みが進んでいくと、図２１（ｃ）のように、第２インク収納容器１２５がはね１０７の復元力によって膨らみ、そして第２インク収納容器１２５内のインクの液面も次第に上昇すると共に、その内部に存在していた気体が気体移送管１３を通って気体貯留室４３内に進入していく。さらに、図２１（ｄ）のように、第２インク収納容器１２５から移送された気体が気体貯留室４３内に入っていくことにより、その気体貯留室４３内において気体が占める割合が次第に高まり、それに伴って相対的に減少する気体貯留室４３内のインクは第２インク収納容器１２５内に入っていく。

　このような一連のインク充填及び気体移送を終えた後は、図２２（ａ）に示すように、接続部１１と供給部３１とを分離させる。この分離状態では供給部３１が密閉されるため、気体貯留室４３内に移送された気体は、その気体貯留室４３内に溜まったままである。

　次に、図２２（ｂ）に示すように、気体貯留室４３に対して外力Ｐを加えることによって袋状の気体貯留室４３が潰れ、その中に貯留されていた気体がインク流路４２を通って第１インク収納容器５１内に入っていく。気体貯留室４３を押圧するために、記録装置内に押圧手段を適宜設置しておくことも可能である。

　また、このような構成においては、気体貯留室４３の内容積をインク流路４２の内容積よりも大きくしておくことが必要である。仮に、気体貯留室４３の内容積がインク流路４２の内容積よりも小さい場合には、気体貯留室４３内の気体を第１インク収納容器５１内に送り込んだ後、気体貯留室４３が復元したときに、インク流路４２内に気体が残留するおそれがある。すなわち、気体貯留室４３を外力により潰して、その内部の気体を第１インク収納容器５１内に送り込んだ後、その外力の解除により気体貯留室４３が復元して第１インク収納容器５１内のインクが気体貯留室４３内に入っていったときに、インク流路４２内の気体がインクと充分に置換されず、インク流路４２と気体貯留室４３との接合部付近に気体が残ったままとなる。このように残留した気体は、第２インク収納容器１２５内に送られるおそれがある。したがって、上記のように、気体貯留室４３の内容積は、インク流路４２の内容積よりも大きくしておく。

　（第５の実施形態）
　図２３（ａ）および図（ｂ）は、本発明の第５の実施形態を説明するための図である。本例は、第１，第２インク収納容器の間に形成される複数流路の内、インク導入管と気体移送管の高さの差が実質的にない形態の構成例である。

　図２３（ａ）は、第２インク収納領域と接続部１１の断面図である。この図に示されるように、第２インク収納容器１２５の枠状のフレーム（ベース部材）１１５に設けられたインク導入管１２と気体移送管１３は、それぞれの第２インク収納容器１２５側の開口部がほぼ同じ高さに位置している。ただし、インク導入管１２の第２インク収納容器１２５側の開口部の一部は、フレーム１１５に設けられた溝９１に接している。

　図２３（ｂ）は、第２インク収納容器１２５に第１インク収納容器５１を接続した状態を示している。この接続状態において、通常、インク導入管１２と気体移送管１３によって形成される２つの流路に高低差が生じない場合には、それらの流路における第２インク収納容器１２５側の開口部に生じるインクのメニスカス力に差が生じないため、気体の移送は生じない。しかしながら、この図に示されるように、フレーム１１５の溝９１がインク導入管１２の開口部に接するように設けられているため、その溝９１の毛管力によりインクが壁面を伝わって流れ、そのインク導入管１２側の開口部のメニスカスが破られることになる。そして、第２インク収納容器１２５内に移動したインクの体積によって、その容器１２５内の気体の圧力が増加し、その圧力によって気体移送管１２に生じたメニスカスが破られて、容器１２５内の気体が第１インク収納容器５１内に移動する。このように、２つの流路の高低差がない場合でも、気体の移送を行なうことが可能になる。

　（第６の実施形態）
　図２４は、本発明の第４の実施形態を説明するための図である。本例は、第１，第２インク収納容器５１，１２５の間に位置する複数の流路を第１インク収納容器５１側に設ける形態の構成例である。

　図２４（ａ）において、第１インク収納容器５１側には、インク導入管１２と気体移送管１３が備えられている。また、重力方向に対して下方に位置するインク導入管１２と気体移送管１３の開口部は、互いに高低差が付けられており、それらの下側開口部はシール部材（シールゴム）２６により密閉されている。シール部材２６は、ばね２４によって下方に付勢され、かつ不図示のストッパーによって下方への抜けが防止されている。図２４（ａ）のように、第１，第２インク収納容器５１，１２５が接続されていないときは、シール部材２６によって、インク導入管１２と気体移送管１３の下側開口部が閉塞されている。また、第２インク収納容器１２５のフレーム１１５には、スリットＳａが形成されたシール部材Ｓが備えられている。図２４（ａ）の状態において、シール部材Ｓは、その弾性によってスリットＳａが閉じられて、第２インク収納容器１２５を封止している。

　図２４（ｂ）のように、第１，第２インク収納容器５１，１２５が接続されたときは、インク導入管１２と気体移送管１３が対応するシール部材ＳのスリットＳａを通って、第２インク収納容器１２５内に入り込む。その際、シール部材２６がインク導入管１２と気体移送管１３の下側開口部を開放し、第１，第２インク収納容器５１，１２５の内部が連通する。また、シール部材ＳのスリットＳａの内面は、インク導入管１２と気体移送管１３の外周面に密着してシールする。

　本例においても、前述した第３実施例と同様のメカニズムによって、インクが供給されると共に気体の移送が行なわれる。

　（第７の実施例）
　図２５は、本発明の第７の実施形態を説明するための図である。第１，第２インク収納容器５１，１２５の間に位置する複数の流路が一体に構成されている。

　上述した実施形態においては、インク供給管１２と気体移送管１３の別々の部材によって流路が形成されている。しかし、図２５のように、１つの管Ｐの内部を２分割にして２つの流路を形成してもよい。管Ｐの内部において、図中右側はインク導入管１２として機能し、図中左側は気体移送管１３としての機能する。図２５においては、第２インク収納容器１２５側の接続部１１に管Ｐが備えられており、前述した図４Ａと同様な構成に管Ｐを組み合わせた形態となっている。そのため、図４Ａと同様の部分には同一符号を付して、その説明を省略する。

　本例のように、１つの管の内部に複数の流路を形成することにより、管の配備数を少なくして、第１，第２インク収納容器５１，１２５の接続および離間時に生じる挿抜力を低減したり、それらの間の位置精度の制約を少なくすることができる。

　（第８の実施形態）
　図２６は、本発明の第８の実施形態を説明するための図である。本例においては、第１，第２インク収納容器５１，１２５の間に位置する２つの流路が１つの管Ｐによって形成され、一方の流路７３がインク導入管１２として機能し、他方の流路７４が気体移送管１３として機能する。さらに管Ｐには、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が流路７３の記録ヘッド側開口から下方に延長している。その部分７５は、第２インク収納容器１２５の内側上面から下方に突出する。

　この構成においては、インクの毛管力により部分７５の微細な溝にインクが侵入するために、流路７３の記録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、流路７３から第２インク容器１２５内にインクが流れ落ち易くなる。すなわち、本実施形態においても、インク用の流路７３と気体用の流路７４における記録ヘッド側の開口位置の高さに差がなくても、インクの移動および気体の移送が行われ、前述した第５の実施形態と同様の効果が得られる。

　なお、インク用の流路における記録ヘッド側の開口部分において、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５および第８の実施形態に限られない。例えば、その開口部分を拡大した形状とすること、複数の流路の内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によって流路内面の条件（インクとの接触角など）が流路間において異なるようにすること、などによっても同様の効果が期待できる。

　（第９の実施形態）
　図２７は、本発明の第９の実施形態における第２インク収納容器１２５を説明するための図である。

　本例においては、前述した図２６の流路７３の記録ヘッド側開口部が下方に延在されて、それが第２インク収納容器１２５の底部近傍に位置している。これにより、その流路７３の記録ヘッド側開口部は、常に、第２インク収納容器１２５内のインクと接触することになる。したがって、前述した（４）式の関係が満たされていれば常に気体が移送され、前述した１９Ｂの状態が生じる場合を考慮する必要がなくなる。また、流路７３の記録ヘッド側開口部をより確実にインクと常に接触させるために、その開口部の周囲にインクを溜めるためのインク溜まり部を設けてもよい。

　（他の実施形態）
　上述した実施形態においては、インク導入管１２と気体排出管（気体移送管）１３とによって、インク補充容器としての第１インクタンク５１と、インク収納容器としての第２インクタンク１２５との間に計２つの連通路を形成した。しかし、第１インクタンク５１と第２インクタンク１２５との間に３つ以上の連通路を形成してもよい。要は、少なくとも１つの連通路を通して、第２インクタンク１２５内の気体を第１インクタンク５１内に排出しつつ、少なくとも他の１つの他方の連通路を通して、第１インクタンク５１内のインクを第２インクタンク１２５内に供給することができればよい。

　また、上述したように、インク導入管１２と気体排出管１３によって形成される連通路の機能は、必ずしもインク供給用または気体排出用に特定されない。例えば、第２インクタンク１２５内の負圧によって第１インクタンク５１からインクが導入されるときは、インク導入管１２と気体排出管１３によって形成される連通路の両方を通してインクが供給され、その後、第２インクタンク１２５の内圧が上昇したときに、比較的短い気体排出管１３によって形成される気体の抜け出やすい連通路を通して、第２インクタンク１２５内の気体が排出されつつ、インク導入管１２によって形成される連通路を通してインクが供給される。そして、インク導入管１２の下側の開口部がインクの液面下に没したときに、気体排出管１３によって形成される連通路が気体排出用、またインク導入管１２によって形成される連通路がインク導入用として、それらの機能が明確に分かれる。そして、第２インクタンク１２５内のインクの液面が気体排出管１３に達したときに、インクの供給が止まる。したがって、気体排出管１３の下側の開口部の設定位置に応じて、第２インクタンク１２５内にインクを定量供給することができる。この結果、第２インクタンク１２５が満タンとなるまでの必要量のインクを第２インクタンク１２５内に定量供給することができる。

　また、複数の連通路のそれぞれは、その下端が第２インクタンク１２５内のインクタンクの液面下に没するまでは、インク導入用または気体排出用のいずれの機能をも果たし得るように形成することができる。また、それら複数の連通路における流体（インクおよび気体）の流動抵抗を通路の内径や形成材料などに応じて異ならせることによって、それらの機能を主としてインク導入用または気体排出用として分けることも可能である。また、複数の連通路における流体の流動抵抗に、製造上のばらつきなどによって若干の差が生じることを利用して、それらの連通路の機能を主としてインク導入用または気体排出用のいずれかに分けるようにしてもよい。したがって、仮に、複数の連通路を同じように設定したとしても、少なくとも１つの連通路から気体を排出しつつ、少なくとも他の１つの連通路からインクをスムーズに供給することができる。

　また、このような複数の連通路は、その数に応じた複数本の管によって形成する他、１本の管の中に形成することもできる。例えば、２重管を用いることにより、中心寄りの連通路と、外周よりの連通路とを形成することができる。要は、１本の管の中を仕切る隔壁は、その管の中を完全または不完全に仕切って、複数の連通路を形成することができればよい。

本発明の第１の実施形態におけるインクジェット記録装置の要部の模式的平面図である。 図１のインクジェット記録装置に備わるインク供給システムの概略構成を説明するための断面図である。 （ａ）から（ｄ）は、図２のインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図２のインク供給システムにおける接続部の供給部の分離状態および接続状態を説明するための断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるインク供給システムの概略構成を説明するための断面図である。 （ａ）から（ｄ）は、図５のインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図５のインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 本発明に係る第２インクタンクの斜視図である。 （ａ）から（ｃ）は、図８のインクタンクにおけるタンクシートの成形工程の説明図である。 （ａ）は、図８のインクタンクにおけるばねユニットの製造工程の説明図、（ｂ）は、図８のインクタンクにおけるばね・シートユニットの製造工程の説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、図８のインクタンクにおけるばね・シート・フレームユニットの製造工程の説明図である。 図８のインクタンクにおけるばね・シートユニットとばね・シート・フレームユニットの結合工程の説明図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１２の結合工程における要部の断面図である。 図８のインクタンクの取り付け工程の説明図である。 図１４のインクタンクの取り付け状態における要部の断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるインク供給システムの分離動作時の概略構成を説明するための断面図である。 本発明の第３の実施形態におけるインク供給システムの接続動作時の概略構成を説明するための断面図である。 （ａ）から（ｆ）は、図１６のインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、図１６のインク供給システムにおける圧力バランスを説明するための断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の第３の実施形態における第１インク収納容器の異なる他の形態を説明するための断面図である。 （ａ）から（ｄ）は、本発明の第４の実施形態におけるインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第４の実施形態におけるインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第５の実施形態におけるインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の第６の実施形態におけるインク供給システムの動作を説明するための断面図である。 本発明の第７の実施形態におけるインク供給システムの概略構成を説明するための断面図である。 本発明の第８の実施形態における連通路の要部の構成を説明するための斜視図である。 本発明の第９の実施形態における第２インク収納容器の構成を説明するための断面図である。

符号の説明

　１　　インクジェットカートリッジ
　１１　　接続部
　１２　　インク導入管
　１３　　気体排出管
　２１　　インク導入接続管
　３１　　供給部
　３２　　インク供給管
　３３　　気体誘導管
　４１　　インク流路
　５１　　第１インクタンク（インク補充容器）
　１２５　　第２インクタンク（インク収納容器）
　１３３　　ヘッドチップ

Claims (40)

1. 　インクを収容する第１インク収納領域と、
   　前記第１インク収納領域に接続手段を介して接続され、前記第１インク収納領域内から導入したインクを記録ヘッドに供給する第２インク収納領域と、
   　を備えたインク供給システムにおいて、
   　前記接続手段は、前記第１インク収納領域と前記第２インク収納領域とを分離可能に接続し、かつ前記両インク収納領域を接続したときに当該両インク収納領域の間を連通する複数の連通路を形成し、
   　前記第２インク収納領域は、前記複数の連通路および前記記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成し、
   　前記複数の連通路は、少なくとも１つを介して前記第１インク収納領域から前記第２インク収納領域へインクを供給する時に、少なくとも他の１つを介して、前記第２インク収納領域に存在する気体を前記第１インク収納領域へ移送可能であり、
   　前記第１インク収納領域は、前記第２インク収納領域から移送された気体を内部に取り込む領域を有する
   　ことを特徴とするインク供給システム。
2. 　前記第１インク収納領域に、前記第２インク収納領域を介さずに前記第１インク収納領域内に大気を導入するための手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のインク供給システム。
3. 　前記複数の連通路は、前記第１インク収納領域側の開口部が前記第２インク収納領域側の開口部よりも重力方向の上方に位置し、かつ少なくとも１つの前記第２インク収納領域側の開口部は、他の連通路の前記第２インク収納領域側の開口部よりも重力方向の上方に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のインク供給システム。
4. 　前記第１インク収納領域内のインクによって実質的な密閉空間の前記第２インク収納領域にかかる圧力と、前記複数の連通路の少なくとも１つに形成されるインクのメニスカス力との関係に基づいて、少なくとも他の１つの連通路を介して前記第１インク収納領域から前記第２インク収納領域へインクを供給しつつ、少なくとも前記１つの連通路を介して、前記第２インク収納領域に存在する気体を前記第１インク収納領域へ移送する
   　ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインク供給システム。
5. 　前記複数の連通路の少なくとも１つの前記第２インク収納領域側の開口部は、前記第２インク収納領域を形成する容器の内壁に接するように形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインク供給システム。
6. 　前記複数の連通路の少なくとも１つの前記第２インク収納領域側の開口部に、当該連通路に沿って前記第２インク収納領域内に向かって延在する溝の形成部分を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインク供給システム。
7. 　前記複数の連通路の少なくとも１つの前記第２インク収納領域側の開口部は、前記第２インク収納領域内のインクに常に接するように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインク供給システム。
8. 　前記複数の連通路は、内壁とインクとの接触角が異なることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインク供給システム。
9. 　前記複数の連通路は、内径が異なることを特徴とする請求項１から８のいずれか記載のインク供給システム。
10. 　前記接続手段が前記第１インク収納領域側の接続部と前記第２インク収納領域側の接続部とを分離したときに、前記第２インク収納領域側の接続部を密閉する手段を備えたことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のインク供給システム。
11. 　前記第２インク収納領域は、インクを使用する記録部と、インクを収納する第２インク収納容器と、前記接続手段と、を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のインク供給システム。
12. 　前記第２インク収納容器は、変形可能に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のインク供給システム。
13. 　前記第２インク収納容器は、内部に負圧を発生させる負圧発生手段を有することを特徴とする請求項１１または１２に記載のインク供給システム。
14. 　前記第１インク収納領域の少なくとも一部は、前記接続手段よりも重力方向の上方に位置することを特徴とする請求項１ないし１３に記載のインク供給システム。
15. 　前記第１インク収納領域は、内部にインクを収納するための第１インク収納容器と、前記第１インク収納容器の内部に負圧を発生させる負圧発生手段と、前記接続手段と、インクを導出するインク供給部と、を有することを特徴とする請求項１４記載のインク供給システム。
16. 　前記第１インク収納容器は、
    　インクの収納空間を画成し、かつ前記第２インク収納領域へのインクの供給に伴って前記収納空間が減少する方向に変位可能な可動部材を少なくとも１部に有し、さらに、
    　前記収納空間の内部に負圧を発生させる負圧発生手段を備える
    　ことを特徴とする請求項１５に記載のインク供給システム。
17. 　前記第１インク収納容器は、前記可動部材の変位可能な方向とは反対方向に前記可動部材を付勢する部材を有することを特徴とする請求項１６記載のインク供給システム。
18. 　前記第１インク収納容器は、前記収納空間から前記第２インク収納領域へのインクの供給に伴って、前記収納空間の外部から内部に大気を導入可能な大気導入手段を有することを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに記載のインク供給システム。
19. 　前記第１インク収納容器は、内部に収納されているインクの消費に伴い交換可能であることを特徴とする請求項１５から１８のいずれかに記載のインク供給システム。
20. 　前記第１インク収納容器に、前記接続手段よりも上方に位置して、前記第２インク収納領域から移送される気体を貯留する気体貯留室を設けたことを特徴とする請求項１５から１９のいずれかに記載のインク供給システム。
21. 　前記第１インク収納容器は気体を内部に取り込む領域を有し、
    　前記気体貯留室は、当該気体貯留室内に貯留した気体を前記領域に押し出すように変形可能である
    　ことを特徴とする請求項２０に記載のインク供給システム。
22. 　前記気体貯留室の最大内容積は、当該気体貯留室と前記領域との間の連通路の内容積以上であることを特徴とする請求項２１に記載のインク供給システム。
23. 　前記接続手段が前記第１インク収納領域側の接続部と前記第２インク収納領域側の接続部とを分離したときに、前記第１インク収納領域側の接続部を密閉する手段と、
    　前記気体貯留室の内容積を減少させる手段と、
    　を備えたことを特徴とする請求項２０から２２のいずれかに記載のインク供給システム。
24. 　前記気体貯留室の内容積を減少させる手段は、前記気体貯留室を押圧する手段であることを特徴とする請求項２３に記載のインク供給システム。
25. 　インクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置において、
    　前記インクジェット記録ヘッドにインクを供給するシステムとして、請求項１から２４のいずれかに記載のインク供給システムを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
26. 　前記記録ヘッドを主走査方向に移動させる手段と、
    　前記記録媒体を前記主走査方向と交差する副走査方向に搬送させる搬送手段と
    を備え、
    　前記第１インク収納領域は記録装置の本体の定位置に備えられ、
    　前記第２インク収納領域は前記記録ヘッドと共に移動可能に備えられ、
    　前記接続手段は、前記記録ヘッドが前記主走査方向における所定位置に移動したときに前記第１インク収納領域と前記第２インク収納領域とを接続し、かつ前記記録ヘッドが前記所定位置から離れたときに前記第１インク収納領域と前記第２インク収納領域との接続を解く
    　ことを特徴とする請求項２５に記載のインクジェット記録装置。
27. 　インクを補充するインク補充部に接続手段を介して接続され、前記インク補充部から補充したインクを記録ヘッドに供給するインク収納容器であって、
    　前記接続手段は、前記インク補充部と前記インク収納容器とを分離可能に接続し、かつ前記インク補充部と前記インク収納容器とを接続したときに当該両者間を連通する複数の連通路を形成し、
    　前記インク収納容器は、前記複数の連通路および前記記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成し、
    　前記複数の連通路は、少なくとも１つを介して前記インク補充部から前記インク収納容器へインクを補充する時に、少なくとも他の１つを介して、前記インク収納容器内に存在する気体を前記インク補充部へ移送可能である
    　ことを特徴とするインク収納容器。
28. 　前記インク収納容器は、前記記録ヘッドが配置される移動キャリッジ上に保持され、
    　前記インク補充部は、前記移動キャリッジの外部に備えられ
    　前記複数の連通路の少なくとも一部は、前記インク収納容器またはインク補充部のいずれかに形成される
    　ことを特徴とする請求項２７に記載のインク収納容器。
29. 　前記複数の連通路は、前記インク補充部側の開口部が前記インク収納容器側の開口部よりも重力方向の上方に位置し、かつ少なくとも１つの前記インク収納容器側の開口部は、他の連通路の前記インク収納容器側の開口部よりも重力方向の上方に位置することを特徴とする請求項２７または２８に記載のインク収納容器。
30. 　前記接続手段が前記インク収納容器側の接続部と前記インク補充部との間を分離したときに、前記接続部を密閉するための手段を備えたことを特徴とする請求項２７から２９のいずれかに記載のインク収納容器。
31. 　前記インク収納容器の内部空間は変形可能に形成されていることを特徴とする請求項２７から３０のいずれかに記載のインク収納容器。
32. 　前記インク収納容器の内部空間の内部に負圧を発生させるための負圧発生手段を備えることを特徴とする請求項２７から３１のいずれかに記載のインク収納容器。
33. 　前記インク収納容器の内部空間の少なくとも一部を形成する可撓性シートと、
    　前記可撓性シートを外方に付勢するばね部材と、
    　を有することを特徴とする請求項２７または３２に記載のインク収納容器。
34. 　請求項２７から３３のいずれかに記載のインク収納容器と、
    　前記インク収納容器から供給されるインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドと、
    　を備えたことを特徴とするインクジェットカートリッジ。
35. 　記録ヘッドにインクを供給するインク収納容器に接続手段を介して接続され、前記インク収納容器にインクを補充するインク補充容器であって、
    　前記接続手段は、前記インク補充容器と前記インク収納容器とを分離可能に接続し、かつ前記インク補充部と前記インク収納容器とを接続したときに当該両者間を連通する複数の連通路を形成し、
    　前記インク収納容器は、前記複数の連通路および前記記録ヘッドとの接続部を除いて実質的に密閉空間を形成し、
    　前記複数の連通路は、少なくとも１つを介して前記インク補充容器から前記インク収納容器へインクを補充する時に、少なくとも他の１つを介して、前記インク収納容器内に存在する気体を前記インク補充容器へ移送可能であり、
    　前記インク補充容器は、前記インク収納容器から移送された気体を内部に取り込む領域を有する
    　ことを特徴とするインク補充容器。
36. 　前記インク収納容器は、前記記録ヘッドが配置される移動キャリッジ上に保持され、
    　前記インク補充容器は、前記移動キャリッジの外部に備えられ
    　前記複数の連通路の少なくとも一部は、前記インク収納容器またはインク補充部のいずれかに形成される
    　ことを特徴とする請求項３５に記載のインク補充容器。
37. 　前記インク補充容器の内部に負圧を発生させる負圧発生手段と、前記接続手段と、インクを導出するインク供給部と、を有することを特徴とする請求項３５に記載のインク補充容器。
38. 　前記インク補充容器の内部にインクの収納空間を画成し、かつ前記インク収納容器へのインクの供給に伴って前記収納空間が減少する方向に変位可能な可動部材を少なくとも１部に有し、さらに、
    　前記収納空間の内部に負圧を発生させる負圧発生手段を備える
    　ことを特徴とする請求項３５に記載のインク補充容器。
39. 　前記可動部材の変位可能な方向とは反対方向に前記可動部材を付勢する部材を有することを特徴とする請求項３８に記載のインク補充容器。
40. 　前記インク補充容器内のインクの収納空間から前記インク収納容器へのインクの供給に伴って、前記収納空間の外部から内部に大気を導入可能な大気導入手段を有することを特徴とする請求項３５に記載のインク補充容器。
    

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